臨床用MRIおよびCTを用いた水浸木材PEG含浸進展度の非破壊3次元評価法の開発

利用临床MRI和CT开发水浸木材中PEG浸渍程度的无损三维评估方法

基本信息

批准号：
21K00992
负责人：
森美加
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyorin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K00992/
关键词：
木質文化財 CT MRI Polyethylene glycol

项目摘要

木製遺物は保護と保存のため、木材に含まれる水をPolyethylene glycol (PEG; HO-(C2H4O)n-H)PEGへと置き換える処理を行うが、木材への含浸状態の推定は技術者の経験によるところが大きく、また定量的な方法では計測の際に破壊的なものになる可能性がある。そこで本研究では人体用MRIおよびCT装置を用いたPEG含浸の非破壊経時的観察と3次元可視化を目的とした。研究初年度はMRIのUltra-short TEという最新のシーケンス用いてPEG含浸3次元画像の作成に成功した。PEGは60％濃度までは液体として存在するが、それ以上の濃度になると析出してしまうため溶液を60℃以上に加温する必要がある。MRIを用いた手法は撮像時間がやや長時間である上、試料の温度変化による影響を受けやすいため、保温等による温度管理が必要であった。そこで本年度はより短時間で撮影が可能なDual-Energy CTに着目し、PEG含浸の過程の描出がCTにおいても可能であるか基礎的な検討を行った。16列マルチスライスCTで取得した130 kVと80kVの画像データを用いてExcelを使用してDualenergy画像を表示させたところ、やや空間分解能が劣るものの描出は可能であった。しかしながら、３次元による表示は検討が必要であった。現在、最新の80列マルチスライスCTに搭載されている新しい画像再構成技術が本研究に応用できるか検討中である。また、針葉樹および広葉樹の代表的な樹種（ヒノキ・ブナ）について、その含浸の過程の違いに相違があるか明らかにしていく予定である。

为了保护和保存木制文物，对木材中所含的水进行处理，用聚乙二醇（PEG; HO-(C2H4O)n-H)PEG代替，但对木材中浸渍状态的估计取决于木材中的经验。测量时，大型定量方法可能具有破坏性。因此，本研究旨在利用人体 MRI 和 CT 设备对 PEG 浸渍进行无损时间观察和三维可视化。在我们研究的第一年，我们使用称为超短 TE 的最新 MRI 序列成功创建了 PEG 浸渍的三维图像。 PEG 以液体形式存在，浓度高达 60%，但浓度较高时会沉淀，因此必须将溶液加热至 60°C 或更高。使用MRI的方法需要相对较长的成像时间，并且容易受到样品温度变化的影响，因此需要对样品进行保温等温度控制。因此，今年我们重点研究了可以在更短的时间内拍摄图像的双能CT，并进行了一项基础研究，看看是否可以使用CT可视化PEG浸渍过程。当使用16排多层CT采集的130 kV和80 kV图像数据通过Excel显示双能图像时，虽然空间分辨率稍差，但可以将其可视化。然而，三维显示需要考虑。我们目前正在考虑是否可以将最新的80排多层CT上安装的新图像重建技术应用于这项研究。我们还计划澄清典型针叶树和阔叶树种（柏树和山毛榉）的浸渍过程是否存在任何差异。