(57)【要約】 【課題】培地内に成長する菌糸を計測し、判別できる核磁気共鳴装置と、計測と判別に必要な計測条件・判別値を含む計測法を提供する。【解決手段】試料５２６に静磁場を印加する静磁場印加部３と、前記試料５２６に対して励起用振動磁場を印加し、発生した核磁気共鳴信号を取得するNMR／MRI計測部１と、演算部と判断部２を有する。前記演算部と判断部２は、前記核磁気共鳴信号から信号強度を算出し、前記信号強度を基にして核磁化の緩和時定数を演算する演算部と、前記演算部で演算された前記緩和時定数と、所定の緩和時定数を比較して、両者の大小関係から培地内の菌糸の有無を判断する判断部を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キノコ栽培に用いられる培地を試料として核磁気共鳴法を用いて前記培地内の水素原子核から放出される核磁気共鳴信号を取得する計測装置であって、
前記培地に静磁場を印加する静磁場印加部と、
前記培地に対して励起用振動磁場を印加するとともに、前記培地から発生した核磁気共鳴信号を取得するＲＦコイルと、
前記励起用振動磁場の印加をシーケンステーブルに保存されているパルスシーケンス、または、パラメータに基づいて作成されたパルスシーケンスにしたがって実行させる制御部と、
前記ＲＦコイルで前記核磁気共鳴信号を取得し、前記核磁気共鳴信号から信号強度を算出し、前記信号強度を基にして核磁化の緩和時定数を演算する演算部と、
前記演算部で演算された前記緩和時定数と、所定の緩和時定数を比較して、両者の大小関係から前記培地内のキノコ菌糸の有無を判断する判断部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測定装置において、
所定の緩和時定数を記憶する記憶部を備え、
前記演算部で演算された前記緩和時定数と、前記記憶部に記憶されている緩和時定数を比較して、両者の大小関係から前記培地内のキノコ菌糸の有無を判断する判断部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項３】
請求項１、請求項２に記載の測定装置において、
所定の緩和時定数がT1緩和時定数であることを特徴とする測定装置。
【請求項４】
請求項１、請求項２に記載の測定装置において、
所定の緩和時定数がT2緩和時定数であることを特徴とする測定装置。
【請求項５】
請求項３に記載の測定装置において、
前記所定のパルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス、および、
（ｂ）（ａ）のパルスから時間TE/2経過後に印加される第二の励起パルスである１８０°パルス、
の複数のパルスで構成される一連のパルス群であって、
前記（ａ）のパルスから時間TR経過後に前記パルス群が再び印加される操作を含むパルスシーケンスであって、
前記パルスシーケンスに基づいて前記励起用振動磁場を印加するとともに、前記（ａ）のパルス群によって生ずる第一の核磁気共鳴信号と、前記TR経過後の前記パルス群によって生ずる第二の核磁気共鳴信号に基づいて信号強度比を算出し、前記TRと前記信号強度比を基にT1緩和時定数を演算する演算部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の測定装置において、
前記TRを複数変えて「複数のTR」とし、
前記所定のパルスシーケンスは前記パルス群を前記「複数のTR」に対応した時間間隔で複数のパルス群を印加するように構成されたパルスシーケンスであって、
前記「複数のTR」に対応して取得された複数の核磁気共鳴信号から「複数の信号強度比」を算出し、前記「複数の信号強度比」を基にしてT1緩和時定数を演算する演算部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項７】
請求項３に記載の測定装置において、
前記所定のパルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス
で構成される一連のパルス群であって、
前記（ａ）のパルスから時間TR経過後に前記パルス群が再び印加される操作を含むパルスシーケンスであって、
前記パルスシーケンスに基づいて前記励起用振動磁場を印加するとともに、前記（ａ）のパルス群の印加によって生ずる前記核磁気共鳴信号と、前記TR経過後の前記パルス群によって生ずる第二の核磁気共鳴信号に基づいて信号強度比を算出し、前記TRと前記信号強度比を基にT1緩和時定数を演算する演算部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項８】
請求項７に記載の測定装置において、
前記TRを複数変えて「複数のTR」とし、
前記所定のパルスシーケンスは前記パルス群を前記「複数のTR」に対応した時間間隔で複数のパルス群を印加するように構成されたパルスシーケンスであって、
前記「複数のTR」に対応して取得された複数の核磁気共鳴信号から「複数の信号強度比」を算出し、前記「複数の信号強度比」を基にしてT1緩和時定数を演算する演算部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項９】
請求項３に記載の測定装置において、
前記所定のパルスシーケンスが
（ｃ）９０°パルスよりも小さな励起用振動励起磁場である第一の励起パルス
で構成される一連のパルス群であって、
前記（ｃ）のパルスから時間TR経過後に前記パルス群が再び印加される操作を含むパルスシーケンスであって、
前記パルスシーケンスに基づいて前記励起用振動磁場を印加するとともに、前記（ｃ）のパルス群の印加によって生ずる前記核磁気共鳴信号と、前記TR後の前記パルス群によって生ずる第二の核磁気共鳴信号に基づいて信号強度比を算出し、前記TRと前記信号強度比を基にT1緩和時定数を演算する演算部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の測定装置において、
前記TRを複数変えて「複数のTR」とし、
前記パルスシーケンスは前記パルス群を前記「複数のTR」に対応した時間間隔で複数のパルス群を印加するように構成されたパルスシーケンスであって、
前記「複数のTR」に対応して取得された複数の核磁気共鳴信号から「複数の信号強度比」を算出し、前記「複数の信号強度比」を基にしてT1緩和時定数を演算する演算部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の測定装置において、
前記所定のパルスシーケンスが
（ｄ）第一の励起パルスよりも時間TIだけ前にあって１８０°パルスであるインバージョンパルス
を含む一連のパルス群であって、
前記（ａ）のパルスから時間TR経過後に、前記時間TIを変えた前記パルス群が再び印加される操作を含むパルスシーケンスであって、
前記パルスシーケンスに基づいて前記励起用振動磁場を印加するとともに、パルス群の印加によって生ずる前記核磁気共鳴信号と、前記TIを変えた前記パルス群によって生ずる第二の核磁気共鳴信号に基づいて信号強度比を算出し、前記TIと前記信号強度比を基にT1緩和時定数を演算する演算部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の測定装置において、
前記TIを複数変えて「複数のTI」とし、
前記パルスシーケンスは前記パルス群を前記「複数のTI」に対応した時間間隔で複数のパルス群を印加するように構成されたパルスシーケンスであって、
前記「複数のTI」に対応して取得された複数の核磁気共鳴信号から「複数の信号強度比」を算出し、前記「複数の信号強度比」を基にしてT1緩和時定数を演算する演算部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項１３】
請求項３に記載の測定装置において、
前記培地に対して勾配磁場を印加する勾配磁場コイルを備え、
前記培地内に含まれる前記水素原子核が作る核磁化の位相と周波数を前記勾配磁場コイルに流す電流によって操作することによって核磁化の空間分布を画像化することができる画像化パルスシーケンスを前記シーケンステーブルに含み、前記画像化パルスシーケンスが所定の時間TRの間隔で繰り返し前記励起用振動磁場を印加するパルスシーケンスであって、
前記制御部が前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加することによって、
前記ＲＦコイルで前記核磁気共鳴信号を取得し、
取得された前記核磁気共鳴信号を基にして前記培地内の信号強度の空間分布を画像化できる演算手法を前記演算部に含み、
前記所定の時間TRを変化させた前記画像化パルスシーケンスを用いて取得した複数の前記信号強度の空間分布を基にしてT1緩和時定数の空間分布を算出する演算手法を含む演算部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の測定装置において、
前記画像化パルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス、および、
（ｂ）（ａ）のパルスから時間TE/2経過後に印加される第二の励起パルスである１８０°パルス、
の複数のパルス群で構成される画像化パルスシーケンスであって、
前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加する前記制御部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の測定装置において、
前記画像化パルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス、および、
のパルス群で構成される画像化パルスシーケンスであって、
前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加する前記制御部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項１６】
請求項１３に記載の測定装置において、
前記画像化パルスシーケンスが
（ｃ）９０°パルスよりも小さな励起用振動励起磁場である第一の励起パルス
のパルス群で構成される画像化パルスシーケンスであって、
前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加する前記制御部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項１７】
請求項３、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６に記載の測定装置において、
前記所定のT1緩和時定数を１００ｍｓとし、１００ｍｓよりも長いT1緩和時定数が算出された培地内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断部を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項１８】
請求項４に記載の測定装置において、
前記所定のパルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス、および、
（ｂ）（ａ）のパルスから時間TE/2経過後に印加される第二の励起パルスである１８０°パルス、
（ｅ）（ｂ）のパルスから時間TE経過後に印加される第三の励起パルスである１８０°パルス、
（ｆ）（ｂ）のパルスから時間（TE×Ｎ）経過後に印加される第（Ｎ＋２）の励起パルスである１８０°パルス、（ただし、Ｎは整数で、Ｎ＝２、３、４…）
の複数のパルス群で構成されるパルスシーケンスであって、
前記パルスシーケンスに基づいて前記励起用振動磁場を印加するとともに、
（Ａ）前記（ｂ）のパルスから時間TE/2経過後に取得された前記核磁気共鳴信号としての第一番目のエコー信号、
（Ｂ）前記（ｅ）のパルスから時間TE/2経過後に取得された前記核磁気共鳴信号としての第二番目のエコー信号、
（Ｃ）前記（ｆ）のパルスから時間TE/2経過後に取得された前記核磁気共鳴信号としての第（Ｍ＋１）番目のエコー信号（ただし、Ｍは整数で、Ｍ＝２、３…）
を取得し、第１番目から第Ｍ番目のエコー信号強度を算出し、時間（ＴＥ×Ｍ）の経過とともに低下する前記第Ｍ番目までのエコー信号強度を基にしてT2緩和時定数を算出する演算部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の測定装置において、
前記所定のパルスシーケンスがCarr-Purcell-Meiboom-Gill  (CPMG)法である測定装置。
【請求項２０】
請求項４、請求項１８、請求項１９に記載の測定装置において、
前記所定のT2緩和時定数を前記静磁場が０．３５Tの時は４３ｍｓとし、１Tの時は２８ｍｓとし、静磁場に対応して４３ｍｓまたは２８ｍｓよりも長いT2緩和時定数が算出された培地内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断部を備えることを特徴とする計測装置。
【請求項２１】
請求項２に記載の測定装置において、
前記培地に対して勾配磁場を印加する勾配磁場コイルを備え、
前記培地内に含まれる前記水素原子核が作る核磁化の位相と周波数を前記勾配磁場コイルに流す電流によって操作することによって核磁化の空間分布を画像化することができる画像化パルスシーケンスを前記シーケンステーブルに含み、前記画像化パルスシーケンスが所定の時間TRの間隔で繰り返し前記励起用振動磁場を印加するパルスシーケンスであって、
前記制御部が前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加することによって、
前記ＲＦコイルで前記核磁気共鳴信号を取得し、
取得された前記核磁気共鳴信号を基にして前記培地内の信号強度の空間分布を画像化できる演算手法を前記演算部に含み、
前記信号強度の空間分布の全体平均値を算出する方法を演算部に備え、
前記全体平均値よりも小さな信号強度となった箇所にキノコ菌糸があると判断する判断部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の測定装置において、
前記画像化パルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス、および、
（ｂ）（ａ）のパルスから時間TE/2経過後に印加される第二の励起パルスである１８０°パルス、
の複数のパルス群で構成される画像化パルスシーケンスであって、
前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加する前記制御部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２３】
請求項２１に記載の測定装置において、
前記画像化パルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス、および、
のパルス群で構成される画像化パルスシーケンスであって、
前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加する前記制御部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２４】
請求項２１に記載の測定装置において、
前記画像化パルスシーケンスが
（ｃ）９０°パルスよりも小さな励起用振動励起磁場である第一の励起パルス
のパルス群で構成される画像化パルスシーケンスであって、
前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加する前記制御部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２５】
請求項２１、請求項２２、請求項２３、請求項２４に記載の測定装置において、
前記所定の時間TRを１００ｍｓ以下とした前記画像化パルスシーケンスにしたがって前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加する前記制御部を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２６】
請求項２に記載の測定装置において、
前記培地に対して勾配磁場を印加する勾配磁場コイルを備え、
前記培地内に含まれる前記水素原子核が作る核磁化の位相と周波数を前記勾配磁場コイルに流す電流によって操作することによって核磁化の空間分布を画像化することができる画像化パルスシーケンスを前記シーケンステーブルに含み、
前記所定のパルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス、および、
（ｂ）（ａ）のパルスから時間TE/2経過後に印加される第二の励起パルスである１８０°パルス、
の複数のパルス群で構成されるパルスシーケンスを前記画像化パルスシーケンスに含み、
前記画像化パルスシーケンスが所定の時間TRの間隔で繰り返し前記励起用振動磁場を印加するパルスシーケンスであって、
前記制御部が前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加することによって、
前記ＲＦコイルで前記核磁気共鳴信号を取得し、
取得された前記核磁気共鳴信号を基にして前記培地内の信号強度の空間分布を画像化できる演算手法を前記演算部に含み、
前記（ａ）のパルスから時間TE経過後に取得された前記核磁気共鳴信号を基にして前記信号強度の空間分布の全体平均値を算出する演算部を備え、
前記全体平均値よりも大きな信号強度となった位置にキノコ菌糸があると判断する判断部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の測定装置において、
前記TEを前記静磁場が０．３５Tの時は３８ｍｓとし、１Tの時は２８ｍｓとするパルスシーケンスを含む前記シーケンステーブルと、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２８】
請求項１、請求項２に記載の測定装置において、
所定の緩和時定数がT1緩和時定数とT2緩和時定数の二つであり、T1緩和時定数とT2緩和時定数の両方を用いることを特徴とする測定装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の測定装置において、
前記所定のT1緩和時定数を１００ｍｓとし、１００ｍｓよりも長いT1緩和時定数が算出されて、さらに
前記所定のT2緩和時定数を前記静磁場が０．３５Tの時は４３ｍｓとし、１Tの時は２８ｍｓとし、静磁場に対応して４３ｍｓまたは２８ｍｓよりも長いT2緩和時定数が算出されて、
両方を満たした場合には前記培地内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断部と、
を備えることを特徴とする計測装置。
【請求項３０】
キノコ栽培に用いられる培地を試料として核磁気共鳴法を用いて前記培地内の水素原子核から放出される核磁気共鳴信号を取得する計測方法であって、
前記培地に静磁場を印加する第一ステップと、
前記培地に対して励起用振動磁場を印加するシーケンステーブルに保存されているパルスシーケンス、または、パラメータに基づいて作成されたパルスシーケンスにしたがって励起用振動磁場を印加し、前記パルスシーケンスに対応する核磁気共鳴信号を取得する第二ステップと、
前記核磁気共鳴信号から信号強度を算出する第三ステップと、
前記パルスシーケンスに対応した前記信号強度を基にして核磁化の緩和時定数を演算する第四ステップと、
前記緩和時定数と、所定の緩和時定数を比較して、両者の大小関係から前記培地内のキノコ菌糸の有無を判断する第五ステップと、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の測定方法において、
前記所定の緩和時定数がT1緩和時定数であることを特徴とする測定方法。
【請求項３２】
請求項３０に記載の測定方法において、
前記所定の緩和時定数がT2緩和時定数であることを特徴とする測定方法。
【請求項３３】
請求項３１に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおける前記所定のパルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス、および、
（ｂ）（ａ）のパルスから時間TE/2経過後に印加される第二の励起パルスである１８０°パルス、
の複数のパルスで構成される一連のパルス群であって、さらに、
前記（ａ）のパルスから時間TR経過後に前記パルス群と同一のパルス群が再び印加される操作を含むパルスシーケンスであって、
前記パルスシーケンスに基づいて前記励起用振動磁場を印加するとともに、
前記第三ステップにおいて前記（ａ）のパルス群によって生ずる第一の核磁気共鳴信号と、前記TR後の前記パルス群によって生ずる第二の核磁気共鳴信号に基づいて信号強度比を算出し、
前記第四ステップにおいて前記TRと前記信号強度比を基にT1緩和時定数を演算する演算方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおける前記TRを複数変えて「複数のTR」とし、
前記パルスシーケンスは前記パルス群を前記「複数のTR」に対応した時間間隔で複数のパルス群を印加するように構成されたパルスシーケンスであって、
前記第三ステップにおいて前記「複数のTR」に対応して取得された複数の核磁気共鳴信号から「複数の信号強度比」を算出し、
前記第四ステップにおいて前記「複数の信号強度比」を基にしてT1緩和時定数を演算する演算方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項３５】
請求項３１に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおける前記所定のパルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス
で構成される一連のパルス群であって、さらに、
前記（ａ）のパルスから時間TR経過後に前記パルス群と同一のパルス群が再び印加される操作を含むパルスシーケンスであって、
前記パルスシーケンスに基づいて前記励起用振動磁場を印加するとともに、
前記第三ステップにおいて前記（ａ）のパルス群の印加によって生ずる前記核磁気共鳴信号と、前記TR後の前記パルス群によって生ずる第二の核磁気共鳴信号に基づいて信号強度比を算出し、
前記第四ステップにおいて前記TRと前記信号強度比を基にT1緩和時定数を演算する演算方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項３６】
請求項３５に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおける前記TRを複数変えて「複数のTR」とし、
前記パルスシーケンスは前記パルス群を前記「複数のTR」に対応した時間間隔で複数のパルス群を印加するように構成されたパルスシーケンスであって、
前記第三ステップにおいて前記「複数のTR」に対応して取得された複数の核磁気共鳴信号から「複数の信号強度比」を算出し、
前記第四ステップにおいて前記「複数の信号強度比」を基にしてT1緩和時定数を演算する演算方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項３７】
請求項３１に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおける前記所定のパルスシーケンスが
（ｃ）９０°パルスよりも小さな励起用振動励起磁場である第一の励起パルス
で構成される一連のパルス群であって、さらに、
前記（ｃ）のパルスから時間TR経過後に前記パルス群が再び印加される操作を含むパルスシーケンスであって、
前記そのパルスシーケンスに基づいて前記励起用振動磁場を印加するとともに、
前記第三ステップにおいて前記（ｃ）のパルス群の印加によって生ずる前記核磁気共鳴信号と、前記TR後の前記パルス群によって生ずる第二の核磁気共鳴信号に基づいて信号強度比を算出し、
前記第四ステップにおいて前記TRと前記信号強度比を基にT1緩和時定数を演算する演算方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項３８】
請求項３７に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおける前記TRを複数変えて「複数のTR」とし、
前記パルスシーケンスは前記パルス群を前記「複数のTR」に対応した時間間隔で複数のパルス群を印加するように構成されたパルスシーケンスであって、
前記第三ステップにおいて前記「複数のTR」に対応して取得された複数の核磁気共鳴信号から「複数の信号強度比」を算出し、
前記第四ステップにおいて前記「複数の信号強度比」を基にしてT1緩和時定数を演算する演算方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項３９】
請求項３１に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおける前記所定のパルスシーケンスが
（ｄ）第一の励起パルスよりも時間TIだけ前にあって１８０°パルスであるインバージョンパルス
を含む一連のパルス群であって、さらに、
前記（ａ）のパルスから時間TR経過後に前記時間TIを変えた前記パルス群と同一のパルス群が再び印加される操作を含むパルスシーケンスであって、
前記パルスシーケンスに基づいて前記励起用振動磁場を印加するとともに、
前記第三ステップにおいてパルス群の印加によって生ずる前記核磁気共鳴信号と、前記TIを変えた前記パルス群によって生ずる第二の核磁気共鳴信号に基づいて信号強度比を算出し、
前記第四ステップにおいて前記TIと前記信号強度比を基にT1緩和時定数を演算する演算方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項４０】
請求項３９に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおける前記TIを複数変えて「複数のTI」とし、
前記パルスシーケンスは前記パルス群を前記「複数のTI」に対応した時間間隔で複数のパルス群を印加するように構成されたパルスシーケンスであって、
前記第三ステップにおいて前記「複数のTI」に対応して取得された複数の核磁気共鳴信号から「複数の信号強度比」を算出し、
前記第四ステップにおいて前記「複数の信号強度比」を基にしてT1緩和時定数を演算する演算方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項４１】
請求項３１に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおいて、前記培地内に含まれる前記水素原子核が作る核磁化の位相と周波数を前記勾配磁場コイルに流す電流によって操作することによって核磁化の空間分布を画像化することができる画像化パルスシーケンスをシーケンステーブルに含み、前記画像化パルスシーケンスが所定の時間TRの間隔で繰り返し前記励起用振動磁場を印加するパルスシーケンスであって、さらに、
前記制御部が前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加することによって前記ＲＦコイルで前記核磁気共鳴信号を取得し、
前記第三ステップにおいて前記演算部が取得された前記核磁気共鳴信号を基にして前記培地内の信号強度の空間分布を画像化できる演算手法を含み、
前記第四ステップにおいて前記演算部が前記所定の時間TRを変化させた前記画像化パルスシーケンスを用いて取得した複数枚の前記信号強度の空間分布を基にしてT1緩和時定数の空間分布を算出する演算手法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項４２】
請求項４１に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおける前記画像化パルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス、および、
（ｂ）（ａ）のパルスから時間TE/2経過後に印加される第二の励起パルスである１８０°パルス、
の複数のパルス群で構成される画像化パルスシーケンスであって、
前記制御部が前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加する制御方法、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項４３】
請求項４１に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおける前記画像化パルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス、および、
のパルス群で構成される画像化パルスシーケンスであって、
前記制御部が前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加する制御方法、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項４４】
請求項４１に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおける前記画像化パルスシーケンスが
（ｃ）９０°パルスよりも小さな励起用振動励起磁場である第一の励起パルス
のパルス群で構成される画像化パルスシーケンスであって、
前記制御部が前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加する制御方法、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項４５】
請求項３１、請求項３３、請求項３４、請求項３５、請求項３６、請求項３７、請求項３８、請求項３９、請求項４０、請求項４１、請求項４２、請求項４３、請求項４４に記載の測定方法において、
前記第五ステップにおける前記判断部が所定のT1緩和時定数を１００ｍｓとし、１００ｍｓよりも長いT1緩和時定数が算出された前記培地内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項４６】
請求項３２に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおいて前記所定のパルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス、および、
（ｂ）（ａ）のパルスから時間TE/2経過後に印加される第二の励起パルスである１８０°パルス、
（ｅ）（ｂ）のパルスから時間TE経過後に印加される第三の励起パルスである１８０°パルス、
（ｆ）（ｂ）のパルスから時間（TE×Ｎ）経過後に印加される第（Ｎ＋２）の励起パルスである１８０°パルス、（ただし、Ｎは整数で、Ｎ＝２、３、４…）
の複数のパルス群で構成されるパルスシーケンスであって、
前記パルスシーケンスに基づいて前記励起用振動磁場を印加するとともに、
（Ａ）前記（ｂ）のパルスから時間TE/2経過後に取得された前記核磁気共鳴信号としての第一番目のエコー信号、
（Ｂ）前記（ｅ）のパルスから時間TE/2経過後に取得された前記核磁気共鳴信号としての第二番目のエコー信号、
（Ｃ）前記（ｆ）のパルスから時間TE/2経過後に取得された前記核磁気共鳴信号としての第（Ｍ＋１）番目のエコー信号（ただし、Ｍは整数で、Ｍ＝２、３…）
を取得し、
前記第三ステップにおいて第１番目から第Ｍ番目のエコー信号強度を算出し、
前記第四ステップにおいて時間（ＴＥ×Ｍ）の経過とともに低下する前記第Ｍ番目までのエコー信号強度を基にしてT2緩和時定数を算出する演算方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項４７】
請求項４６に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおいて前記所定のパルスシーケンスがCarr-Purcell-Meiboom-Gill  (CPMG)法である測定方法。
【請求項４８】
請求項３２、請求項４６、請求項４７に記載の測定方法において、
前記第五ステップにおいて前記所定のT2緩和時定数を前記静磁場が０．３５Tの時は４３ｍｓとし、１Tの時は２８ｍｓとし、静磁場に対応して４３ｍｓまたは２８ｍｓよりも長いT2緩和時定数が算出された前記培地内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項４９】
請求項３０に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおいて前記培地に対して勾配磁場を印加する前記パルスシーケンスを含み、
前記培地内に含まれる前記水素原子核が作る核磁化の位相と周波数を前記勾配磁場コイルに流す電流によって操作することによって核磁化の空間分布を画像化することができる画像化パルスシーケンスをシーケンステーブルに含み、前記画像化パルスシーケンスが所定の時間TRの時間間隔で繰り返し前記励起用振動磁場を印加するパルスシーケンスであって、
前記制御部が前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加することによって、
前記ＲＦコイルで前記核磁気共鳴信号を取得し、
前記第三ステップにおいて前記演算部に取得された前記核磁気共鳴信号を基にして前記培地内の信号強度の空間分布を画像化できる演算手法を含み、
前記第四ステップにおいて前記信号強度の空間分布の全体平均値を算出する演算方法を含み、
前記第五ステップにおいて前記全体平均値よりも小さな信号強度となった位置にキノコ菌糸があると判断する判断方法、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項５０】
請求項４９に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおいて前記画像化パルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス、および、
（ｂ）（ａ）のパルスから時間TE/2経過後に印加される第二の励起パルスである１８０°パルス、
の複数のパルス群で構成される画像化パルスシーケンスであって、
前記制御部が前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加する制御方法、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項５１】
請求項４９に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおいて前記画像化パルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス、および、
のパルス群で構成される画像化パルスシーケンスであって、
前記制御部が前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加する制御方法、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項５２】
請求項４９に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおいて前記画像化パルスシーケンスが
（ｃ）９０°パルスよりも小さな励起用振動励起磁場である第一の励起パルス
のパルス群で構成される画像化パルスシーケンスであって、
前記制御部が前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加する制御方法、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項５３】
請求項４９、請求項５０、請求項５１、請求項５２に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおいて前記所定の時間TRを１００ｍｓ以下とした前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加する制御方法、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項５４】
請求項３０に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおいて前記培地内に含まれる前記水素原子核が作る核磁化の位相と周波数を前記勾配磁場コイルに流す電流によって操作することによって核磁化の空間分布を画像化することができる画像化パルスシーケンスをシーケンステーブルに含み、
前記所定のパルスシーケンスが
（ａ）第一の励起パルスである９０°パルス、および、
（ｂ）（ａ）のパルスから時間TE/2経過後に印加される第二の励起パルスである１８０°パルス、
の複数のパルス群で構成されるパルスシーケンスを前記画像化パルスシーケンスに含み、
前記画像化パルスシーケンスが所定の時間TRの間隔で繰り返し前記励起用振動磁場を印加するパルスシーケンスであって、
前記制御部が前記画像化パルスシーケンスに従って前記励起用振動磁場と前記勾配磁場を印加することによって、
前記ＲＦコイルで前記核磁気共鳴信号を取得し、
前記第三ステップにおいて前記演算部が、取得された前記核磁気共鳴信号を基にして前記培地内の信号強度の空間分布を画像化できる演算手法を含み、
前記第四ステップにおいて演算部が、前記（ａ）のパルスから時間TE経過後に取得された前記核磁気共鳴信号を基にして前記信号強度の空間分布の全体平均値を算出する方法を含み、
前記第五ステップにおいて前記判断部が、前記全体平均値よりも大きな信号強度となった位置にキノコ菌糸があると判断する判断方法、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項５５】
請求項５４に記載の測定方法において、
前記第二ステップにおいてシーケンステーブルが前記TEを前記静磁場が０．３５Tの時は４３ｍｓとし、１Tの時は２８ｍｓとするパルスシーケンス
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項５６】
請求項３０に記載の測定方法において、
前記所定の緩和時定数がT1緩和時定数とT2緩和時定数の二つから成り、
前記第五ステップにおいて、演算された前記T1緩和時定数と、前記所定のT1緩和時定数を比較し、さらに、演算算された前記T2緩和時定数と、前記所定のT2緩和時定数を比較して、二つの比較の大小関係から培地内のキノコ菌糸の有無を判断する判断方法、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項５７】
請求項５６に記載の測定方法において、
前記第五ステップにおける前記判断部が前記所定のT1緩和時定数を１００ｍｓとし、１００ｍｓよりも長いT1緩和時定数が算出され、さらに、
前記所定のT2緩和時定数を前記静磁場が０．３５Tの時は４３ｍｓとし、１Tの時は２８ｍｓとし、静磁場に対応して４３ｍｓまたは２８ｍｓよりも長いT2緩和時定数が算出され、
二つの比較が共に大きい前記培地内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項５８】
請求項３、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６に記載の測定装置において、
前記記憶部に植菌前あるいは植菌から数日経過以内の前記培地のT1緩和時定数を「初期T1緩和時定数」として記憶し、さらに、所定のT1緩和時定数の一つとして「T1緩和時定数の所定の増加量」が記憶されており、
前記演算部で計測された核磁気共鳴信号を基にして算出されたT1緩和時定数と、前記「初期T1緩和時定数」を引き算して「T1緩和時定数の増加量」を算出し、
前記「T1緩和時定数の増加量」が前記「T1緩和時定数の所定の増加量」を超えた場合には前記培地内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断部と、
を備えることを特徴とする計測装置。
【請求項５９】
請求項５８に記載の測定装置において、
前記T1緩和時定数の増加量を２０ｍｓとし、２０ｍｓよりも長いT1緩和時定数の増加量が算出された前記培地内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断部と、
を備えることを特徴とする計測装置。
【請求項６０】
請求項３１、請求項３３、請求項３４、請求項３５、請求項３６、請求項３７、請求項３８、請求項３９、請求項４０、請求項４１、請求項４２、請求項４３、請求項４４に記載の測定方法において、
前記記憶部が植菌前あるいは植菌から数日経過以内の前記培地のT1緩和時定数を「初期T1緩和時定数」として記憶しており、
前記第四ステップにおいて前記演算部が計測された信号強度を基にしてT1緩和時定数を算出し、さらに、前記「初期T1緩和時定数」を引き算することで「T1緩和時定数の増加量」を算出し、
前記第五ステップにおけて前記判断部が、前記記憶部に所定のT1緩和時定数の一つとして記憶している「T1緩和時定数の所定の増加量」と、前記「T1緩和時定数の増加量」を比較することによって前記培地内にキノコ菌糸が存在すると判断する判断方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項６１】
請求項６０に記載の測定方法において、
前記T1緩和時定数の増加量を２０ｍｓとし、２０ｍｓよりも長いT1緩和時定数の増加量が算出された前記培地内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項６２】
請求項３、請求項５、請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５、請求項１６に記載の測定装置において、
前記培地が原木の場合には、
前記所定のT1緩和時定数を１２５ｍｓとし、１２５ｍｓよりも長いT1緩和時定数が算出された培地内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断部を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項６３】
請求項２８に記載の測定装置において、
前記培地が原木の場合には、
前記所定のT1緩和時定数を１２５ｍｓとし、１２５ｍｓよりも長いT1緩和時定数が算出されて、さらに
前記所定のT2緩和時定数を前記静磁場が６７ｍｓとし、６７ｍｓよりも長いT2緩和時定数が算出されて、
両方を満たした場合には前記培地内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断部と、
を備えることを特徴とする計測装置。
【請求項６４】
請求項３１、請求項３３、請求項３４、請求項３５、請求項３６、請求項３７、請求項３８、請求項３９、請求項４０、請求項４１、請求項４２、請求項４３、請求項４４に記載の測定方法において、
前記培地が原木の場合には、
前記第五ステップにおける前記判断部が所定のT1緩和時定数を１２５ｍｓとし、１２５ｍｓよりも長いT1緩和時定数が算出された培地内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断方法、
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項６５】
請求項５６に記載の測定方法において、
前記培地が原木の場合には、
前記第五ステップにおける前記判断部が前記所定のT1緩和時定数を１２５ｍｓとし、１２５ｍｓよりも長いT1緩和時定数が算出され、さらに、
前記所定のT2緩和時定数を６７ｍとし、６７ｍｓよりも長いT2緩和時定数が算出され、
二つの比較が共に大きい培地内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【請求項６６】
請求項４、請求項１８、請求項１９に記載の測定装置において、
前記培地が原木の場合には、
前記所定のT2緩和時定数を６７ｍｓとし、６７ｍｓよりも長いT2緩和時定数が算出された原木内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断部を備えることを特徴とする計測装置。
【請求項６７】
請求項３２、請求項４６、請求項４７に記載の測定方法において、
前記培地が原木の場合には、
前記所定のT2緩和時定数を６７ｍｓとし、６７ｍｓよりも長いT2緩和時定数が算出された培地内にはキノコ菌糸が存在すると判断する判断方法
を含むことを特徴とする測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核磁気共鳴法を用いて培地内の菌糸の有無を計測する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
キノコ栽培において培地（菌床や原木など）内に菌糸が広範囲に広がることは、大きな子実体を多く収穫するために必要である。以下では、説明の具体性を増し、説明を分かり易くするために、キノコ栽培を一つの例として取り上げ、シイタケ栽培について記述する。
シイタケ栽培においてシイタケ菌床または原木内にシイタケ菌糸がより広範囲に広がり、高密度に生育することは、より大きなシイタケ（子実体）をより多く収穫するために必要である。シイタケ菌以外の木材腐朽菌（例えば、カワラタケ、クロコブタケなど）やカビ（青カビ、ペニシリウムなど）がシイタケ菌床・原木内に生育すると、シイタケ菌糸の生育・伸長を阻害する。この結果、シイタケの収量が減少する。
シイタケの収穫には菌床栽培の場合には３カ月、原木栽培の場合には１年を要する。シイタケ菌が菌床内や原木内に広く蔓延しているか、どうかかをできるだけ早く観察できれば、具体的には、広範囲に菌糸が蔓延している菌床かどうかを植菌から1か月後程度、原木の場合には数カ月程度を見極められれば、広く蔓延している菌床・原木と、そうではない菌床・原木を選別して、栽培時の生育環境をシイタケ菌糸の生育状態に合わせて整備することで菌糸の成長を促すことができる。原木での生育環境の整備の例としては、水のまき方や日照時間の調整、風の通し方、原木のやぐらの組み方などを変えることなどが挙げられる。個別の菌床・原木に対してシイタケ菌糸の生育状態が把握できれば、栽培環境の整備に掛ける作業時間を短くできたり、生育の良い菌床や原木に注力して生育環境を整備するなどして良質なシイタケをより多く効率的に収穫できると期待できる。
しかし、現状では、シイタケ菌床・原木の外側から可視光を用いた目視によって菌糸の成長具合を観察するしかなく、シイタケ菌床・原木の内部までシイタケ菌糸が広く深く蔓延しているのか、または、表層だけにシイタケ菌糸が留まり、内部にまで成長していないのかを判断する手法がなかった。
【０００３】
菌床や原木の内部に成長した菌糸を可視化することを試みた非特許文献が４つある。
【非特許文献１】平間その他５名、MRIを用いた舞茸培地内部における菌糸の発達の観測、植物工場学会誌、13(3): 167-173, 2001
【非特許文献２】平間その他2名、MRI装置を用いたマイタケ培地内部における菌糸発達過程の3D表示の試み、植物環境工学、21 (4) : 149-153, 2009
【非特許文献３】田中ほか２名、ほだ木におけるシイタケ菌成長過程のMRIによる追跡、NMRマイクロイメージング研究会、OP9, 2015
【非特許文献４】田中ほか3名、シイタケ栽培におけるシイタケ生育過程のMRIによる追跡、NMRマイクロイメージング研究会、8, 2016
【０００４】
非特許文献１では、0.2 T永久磁石型MRIを用いてマイタケ菌床のMRI計測を行っている。MRI計測条件は励起パルスの繰り返し時間間隔TRが417 ｍｓ、エコー時間TEが18 ｍｓである。MR画像を取得している。著者らはMR画像の細長く白い領域（白黒反転しているので、信号強度では弱い領域に対応）が菌糸であると主張している。しかし、植菌直後の菌糸がまだ全く成長していない状況でMRI計測を行った場合でも、MR画像には細長い白い領域が現れた。この細長い白い領域は菌床内の亀裂（細長い隙間）に溜まった水が可視化されたという可能性が否定できない。また、後述するが、本発明者は再現実験を行い、TRを417 ｍｓとした計測条件では菌床内の菌糸が可視化できなかった。このことから、非特許文献１では、菌床内の菌糸がMRIによって明確に可視化できたとは言い難い。
【０００５】
非特許文献２では、非特許文献１と同じ研究グループが行い、MRI計測条件の一つである繰り返し時間間隔TRを100 ｍｓに変え、T1強調画像としてMRI計測をしている。このT1強調画像では、菌床外部から写真撮影された菌糸（白色に見える）とおおよそ対応しており、T1強調画像によって菌糸が可視化されていると言える。しかし、マイタケ菌糸の可視化が可能となる繰り返し時間間隔TRが明確にはされていない。
さらには、T1強調画像は信号強度の強弱で菌糸の有無を判断している。菌床内に含まれる水には必ず不均一な空間分布があり、菌糸が成長していない菌床であってもT1強調画像の信号強度は均一・一様にはならない。このため、T1強調画像の信号強度の強弱で菌糸を判断する際には、信号の強弱が菌糸に因るのか、水の不均一分布に因るのかが判断できず、可視化の精度に疑問が残る。この点がT1強調画像によって菌糸を可視化し、菌糸の有無を判断する際の大きな問題点であると言える。
【０００６】
非特許文献３では、原木内のシイタケ菌糸の可視化をMRI計測で試みている。しかし、文献中にはMRIの計測条件が明記されておらず、著者らがどのような計測条件でシイタケ菌糸を可視化できたかが不明確である。
また、著者らはMR画像の中で、白い領域（信号強度が強い領域）が原木内にシイタケ菌糸が成長・蔓延した場所であると主張しているが、外部からの光学観察や破壊試験などの別の可視化方法と対比して、MR画像を検証していないために、菌糸が可視化できているかどうかは明確ではない。
【０００７】
非特許文献４では、非特許文献３と同じ研究グループがMRI計測を行い、MRI計測条件は繰り返し時間間隔TRを300ｍｓ、エコー時間TEを=７ｍｓとしている。TRが長く、T1強調画像とは言えない計測条件にある。著者らは白い領域（信号強度が強い領域）が原木内にシイタケ菌糸が成長した場所であると主張しているが、シイタケ菌糸であるというはっきりした証拠がなく、著者らもその判断が曖昧であることを文献中では認めている。
【０００８】
本発明は、培地内に成長する菌糸を計測し、判別できる核磁気共鳴装置と、計測と判別に必要な計測条件・判別値を含む計測法を提供するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決すべき問題点は、培地内に成長する菌糸を計測し、判別するために必要な核磁気共鳴装置と計測条件を明確にすることである。
具体的には、
（１）菌床または原木の中でシイタケ菌糸が生育している場所と、していない場所を識別できる計測装置と計測方法を明らかにする。
（２）シイタケ菌糸の有無を識別するために必要な計測条件と、判定条件を明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、キノコ栽培に用いられる培地を試料として核磁気共鳴法を用いて前記培地内の水素原子核から放出される核磁気共鳴信号を取得する計測装置であって、前記培地に静磁場を印加する静磁場印加部と、前記培地に対して励起用振動磁場を印加するとともに、前記培地から発生した核磁気共鳴信号を取得するＲＦコイルと、前記励起用振動磁場の印加をシーケンステーブルに保存されているパルスシーケンス、または、パラメータに基づいて作成されたパルスシーケンスにしたがって実行させる制御部と、前記ＲＦコイルで前記核磁気共鳴信号を取得し、前記核磁気共鳴信号から信号強度を算出し、前記信号強度を基にして核磁化の緩和時定数を演算する演算部と、前記演算部で演算された前記緩和時定数と、所定の緩和時定数を比較して、両者の大小関係から前記培地内の菌糸の有無を判断する判断部を備えることを特徴とする測定装置が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば、キノコ栽培に用いられる培地を試料として核磁気共鳴法を用いて前記培地内の水素原子核から放出される核磁気共鳴信号を取得する計測方法であって、  前記培地に静磁場を印加する第一ステップと、前記培地に対して励起用振動磁場を印加するシーケンステーブルに保存されているパルスシーケンス、または、パラメータに基づいて作成されたパルスシーケンスにしたがって励起用振動磁場を印加し、前記パルスシーケンスに対応する核磁気共鳴信号を取得する第二ステップと、前記核磁気共鳴信号から信号強度を算出する第三ステップと、前記パルスシーケンスに対応した前記信号強度を基にして核磁化の緩和時定数を演算する第四ステップと、前記緩和時定数と、所定の緩和時定数を比較して、両者の大小関係から前記培地内の菌糸の有無を判断する第五ステップとを含むことを特徴とする測定方法が提供される。
【００１２】
核磁気共鳴信号（以下ではNMR信号と記す）は二つの緩和時定数を持つ。一つは縦緩和と呼ばれるT1緩和時定数であり、もう一つは横緩和と呼ばれるT2緩和時定数である。T1、T2緩和時定数はNMR信号を放出している原子核を含んだ原子や分子の結合状態や運動状態に依存して長短に変化する。例えば、含水量の多い高分子では水が自由に動きやすいためにT1、T2緩和時定数が長くなる。反対に、含水量が少ない高分子では水の動きが制限されるためにT1、T2緩和時定数は短くなる。このことから、T1またはT2緩和時定数を時系列的に計測している際に、T1、T2緩和時定数のそれぞれが以前の値とは異なる値に変化したとすると、原子や分子の結合状態や運動状態に変化があったとして検知することができる。この方法を菌床や原木に適用すると、菌糸が蔓延していない菌床や原木のT1、T2緩和時定数と、菌糸が蔓延した際のT1、T2緩和時定数では値が異なり、この相違を利用して、菌床・原木内の菌糸の有無を判断することが可能となる。
後述するように、菌床や木材の中に含まれる水のT1、T2緩和時定数は短く、菌糸内の水のT1、T2緩和時定数は長くなる。これにより、NMR信号を取得した領域のT1、T2緩和時定数が所定の値以上であれば、その領域に菌糸が蔓延していると判断することができる。
NMR信号は試料の全部、または、局所的な一部から得ることができる。計測できる試料の範囲は磁石の静磁場領域とRFコイルの励起領域で決まる。二つの領域が重なる領域に試料全体が入れば、試料の全体からNMR信号が得られ、試料の全体が計測対象となる。反対に、二つの領域が重なる領域が試料の一部のみであるならば、試料の局所的な一部分のみからNMR信号が得られ、その局所的な一部分が計測対象となる。T1、T2緩和時定数は試料全体であっても、局所であっても同じ値となる。
【００１３】
そこで、図５に示すように、試料５２６が放出するNMR信号をRFコイル５２４で受信し、データ受付部５４０で受け付けた後、演算部５４２でT1、T2緩和時定数を演算する。演算されたT1、T2緩和時定数が記憶部５４４に記憶された所定のT1、T2緩和時定数よりも長いか短いかを判断部５４６で比較し、所定のT1、T2緩和時定数よりも長い場合には培地内にシイタケ菌糸が存在すると判断する装置となる。
この装置において、計測している局所領域が試料よりも小さければ、試料の局所領域でシイタケ菌糸の有無を判断することができる。
また、図５の装置には、勾配磁場印加装置５２２a、５２２bがあり、制御部５３０からの制御信号によって電流制御部５２８が電流を勾配磁場印加装置５２２a、５２２bに流すことができる。これによって試料に勾配磁場を印加することができる。勾配磁場の印加によって試料から放出されるNMR信号からT1、T2緩和時定数の空間分布を得ることができる装置となる。
【００１４】
T1緩和時定数を計測する代表的な方法として飽和法とInversion Recovery法の二通りがある。図６には一般的なスピンエコー法によってNMR信号（図中ではエコー信号）を取得するシーケンスの概略を図示した。
第一の励起パルスとしての励起用振動磁場を試料に印加する。第二の励起パルスとしての励起用振動磁場を第一の励起パルスからエコー時間TEの半分の時間TE／２だけ経過した後に試料に印加する。第一の励起パルスと第二の励起パルスを第N番目のパルス群と呼ぶ。第一の励起パルスから時間TEだけ経過した後にエコー信号が取得される。これをN番目のパルス群によって計測されたN番目のエコー信号と呼ぶ。
N番目のパルス群から時間TR経過後に、N番目のパルス群と同一のパルスで構成される、（N＋１）番目のパルス群を印加する。これによって（N＋１）番目のエコー信号が取得される。時間TRを変えると、エコー信号強度が変化する。エコー信号強度はT1緩和時定数に依存して変化する。時間TRを変えることによって、T1緩和時定数を算出することができる。この方法は緩和法と呼ばれる。具体的なT1緩和時定数の算出方法は後述する。
通常の飽和法では、第一の励起パルスは、静磁場の方向に対して核磁化を９０度だけ励起する、９０度励起パルスであり、第二の励起パルスは１８０度励起パルスである。実際の励起パルスはRFコイルから放出される励起用振動磁場である。
飽和法はスピンエコー法でなくても可能である。その一形態を図７に示す。図７には、N番目のパルスが第一の励起パルスのみで構成される。第一の励起パルスから時間TFだけ経過した後にFID信号（FIDは自由誘導減衰）を取得する。時間TR を変えると、FID信号の信号強度が変わる。FID信号の信号強度はT1緩和時定数に依存することからT1緩和時定数を算出することができる。
第一の励起パルスは９０度励起パルスであっても良いし、９０度励起パルスよりも核磁化の励起角度が小さくても良い。
飽和法では、パルス群とパルス群の間の時間TRを変えて、NMR信号の信号強度が変われればよく、TRと信号強度からT1緩和時定数を算出することができる。
【００１５】
T1緩和時定数を計測するもう一つの代表的な方法として、Inversion Recovery法がある。図８にInversion Recovery法の概略図を示す。この方法の特徴は、第一の励起パルスよりも時間TIだけ前にインバージョンパルスが印加されることである。それ以外は図６と同様である。インバージョンパルスは１８０度励起パルスであり、パルス群の一番始めで核磁化を１８０度だけ励起してから、第一の励起パルスと第二の励起パルスの励起によってエコー信号を取得する。
図８では、第一の励起パルスと第二の励起パルスで構成されるパルス群にインバージョンパルスを付与したが、図７の第一の励起パルスのみで構成されるパルスにインバージョンパルスを付与しても、同様の効果を得ることができる。
【００１６】
T2緩和時定数を計測する代表的な方法として、Carr-Purcell-Meiboom-Gill  (CPMG)法がある。この手法のパルスシーケンスを図９に示す。CPMG法では第二の励起パルスが時間TEの間隔で繰り返し印加され、そのパルスの中間位置にエコー信号(1)、(2)、(3)…が取得される。対応するエコー信号強度(1)、(2)、(3)…は時間の経過とともに減衰する。この減衰時定数がT2緩和時定数である。
CPMG法では、第一の励起パルスである励起用振動磁場の方向と、第二の励起パルスである励起用振動磁場の方向は直交していることが特徴である。これによって、第二の励起パルスが１８０度励起パルスからわずかにずれていても、繰り返し印加することによって励起角度のずれを補償することができる。
なお、CPMG法のように、第一の励起パルスの励起用振動磁場の方向と、第二の励起パルスの励起用振動磁場の方向が直交していなくても、培地内での菌糸の有無を判断するために必要なT2緩和時定数を得ることができる。
【００１７】
さらに、図６のスピンエコー法に、画像化するための勾配磁場パルスを付与して、図１０に概略を示すような画像化シーケンスとしても良い。図１０には、三つの方向（X、Y、Z方向）に勾配磁場を印加した、スライス選択励起パルスによる二次元MR画像シーケンスを示した。このシーケンスを用いてMRI計測することで、試料内部から放出されるNMR信号の空間分布を得ることができる。
各パルス群の時間間隔は時間TRであり、NMR信号の空間分布はTRに依存して強弱する。複数の時間TRに変えてMRI計測し、取得したNMR信号から信号強度の空間分布を算出し、その分布を基にしてT1緩和時定数の空間分布を算出することができる。詳しくは後述する。この方法によって、菌床内部のT1緩和時定数の空間分布が得られ、T1緩和時定数を基にして菌床内部に成長するシイタケ菌糸の空間分布を得ることができる。
図７のパルスシーケンスに画像化するための勾配磁場パルスを印加しても良い。この場合にはグラジエントエコー法という画像化シーケンスが好ましい。図１１にはグラジエントエコー法による画像化シーケンスの概略図を示した。スライス選択励起パルスによる二次元MR画像シーケンスと同様に、各パルス群の時間間隔は時間TRに依存して、NMR信号の空間分布は強弱する。これより、菌床内部のT1緩和時定数の空間分布が得られ、T1緩和時定数を基にして菌床内部に成長するシイタケ菌糸の空間分布を得ることができる。
【００１８】
T2緩和時定数を算出する場合には、図１０のスライス選択励起パルスによる二次元MR画像シーケンスにおいて、エコー時間TEを長くして、NMR信号の空間分布を得れば良い。この方法はT2強調画像と同じである。菌床内の菌糸の有無によってT2緩和時定数が異なれば、得られたMR画像の信号強度に相違が生じ、菌糸の有無を判断することができる。
また、エコー時間TEを複数変えて計測した、複数のMR画像の信号強度分布を基にしてT2緩和時定数を算出し、T2緩和時定数の空間分布から菌糸の有無を判断しても良い。
【００１９】
図１に、本発明の流れを示すフローチャートを示す。ステップ１のS１０２で試料に静磁場を印加し、ステップ２のS１０４で励起用振動磁場を印加して、試料からのNMR信号を取得する。ステップ３のS１０６でNMR信号から信号強度を算出し、ステップ４のS１０８で緩和時定数を算出する。菌床内に菌糸が成長・蔓延している時の緩和時定数が既知であれば、それを所定値として入力または記憶しておき、ステップ５のS１１０で算出された緩和時定数と所定値を比較をすることで、菌糸の有無を判断できる。ステップ６のS１１２で結果を出力する。
ここで示した緩和時定数はT1緩和時定数であっても良いし、T2緩和時定数であっても良い。
図２にはT1緩和時定数を用いた場合のフローチャートを示す。この図ではステップ４のS２０８でT1緩和時定数を算出する。ステップ５のS２１０ではT1緩和時定数によって菌糸の有無を判断する。
同様に、図３にはT2緩和時定数を用いた場合のフローチャートを示す。この図ではステップ４のS３０８でT2緩和時定数を算出する。ステップ５のS３１０ではT2緩和時定数によって菌糸の有無を判断する。
さらに、緩和時定数はT1緩和時定数とT2緩和時定数の両方を用いても良い。図４にはT1緩和時定数とT2緩和時定数の両方を用いた場合を示す。この図ではステップ４のS４０８でT1緩和時定数を算出する。ステップ５のS４１０ではT1緩和時定数によって菌糸の有無を判断し、さらに、ステップ８のS４１６でT2緩和時定数を算出し、ステップ９のS４１８ではT2緩和時定数によって菌糸の有無を判断し、二つの判断によって菌糸の有無を判断する。このように二つの判断を組み合わせることで、より確からしい菌糸の有無の判断を提供することができる。
また、T1緩和時定数とT2緩和時定数を計測するためのステップの順序を入れ替えて、先にT2緩和時定数を計測し、その後にT1緩和時定数を計測しても良い。どちらを先にしても同じ効果が得られる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、核磁気共鳴法を用いてキノコ栽培に用いられる培地内に菌糸が生育している状態を計測する菌糸計測装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
この菌糸計測装置は、図５に示すように、NMR/MRI計測部１と、演算部と判断部２と、磁場印加部３を備える。
（NMR/MRI計測部の構成）
NMR/MRI計測部１は、図５に示すように、励起用電磁波の波形を整形する整形器５０２、励起用電磁波を発生する励起用電磁波発振器５０４、整形器から出力される波形で励起用電磁波を変調する変調器５０６、励起用電磁波を増幅するアンプ５０８、励起用電磁波と受信した核磁気共鳴信号の波形とを電気的に切り替える切替器（SW）５１０、核磁気共鳴信号を増幅する低ノイズアンプ（LNA）５１２、核磁気共鳴信号を励起用電磁波で検波する検波器５１４、検波器から出力された信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル（A／D）変換器５１６、整形器やA／D変換器および電流制御部などなを制御する制御部５３０、計測部５３２、シーケンステーブル５３４、データ受付部５４０、勾配磁場印加装置に電流を供給する電流制御部５２８を有する。
（演算部と判断部の構成）
演算部と判断部２は、核磁気共鳴信号からT1緩和時定数やT2緩和時定数を演算する演算部５４２、菌糸の有無を判断する所定値を保存する記憶部５４４、計測値と所定値を比較して菌糸の有無を判断する判断部５４６、判断結果などを出力する出力部５４８を有する。
（磁場印加部の構成）
磁場印加部３は、試料５２６に静磁場を印加する静磁場印加装置５２０、試料５２６に勾配磁場を印加する勾配磁場印加装置５２２aおよび５２２b、試料５２６に励起用振動磁場を印加し、核磁気共鳴信号を受信するRFコイル５２４を有する。
【００２２】
試料５２６は静磁場印加装置５２０によって静磁場が印加されている。試料５２６内の水の空間分布を勾配磁場の印加によって計測する際には、試料５２６に勾配磁場を印加するために勾配磁場印加装置５２２aおよび５２２bと、勾配磁場印加装置に電流を供給する電流制御部５２８が必要となる。なお、勾配磁場印加装置５２２aおよび５２２bと電流制御部５２８はなくても菌糸計測は可能である。
RFコイル５２４は試料５２６に励起用振動磁場を印加し、試料５２６から放出される核磁気共鳴信号を受信するための装置である。RFコイル５２４は試料５２６の全体を覆う寸法を持つ形状としても良いし、試料５２６の一部のみを覆う寸法を持つ形状としても良い。
RFコイル５２４が試料５２６の一部を覆う寸法の形状の場合には、例えば、表面コイルのように、試料５２６の一部のみから核磁気共鳴信号を受信することができる。この場合は菌糸の局所計測となる。なお、この場合には、試料５２６を動かしたり、RFコイル５２４と静磁場印加装置５２０を動かしたりすることによって、試料５２６内から放出される核磁気共鳴信号を計測する位置と対応させて局所計測を試料全体に行うことができる。この方法を用いれば試料５２６内の菌糸の空間分布を得ることができる。
【００２３】
計測部５３２はシーケンステーブル５３４から、図６から図１１に示すようなシーケンス、または、シーケンスを構築するために必要なパラメータを制御部５３０を介して読み出し、制御部５３０に計測に必要な制御命令を送る。制御部５３０はシーケンスに従って整形器５０２、発振器５０４、A／D変換器５１６、電流制御部５２８、データ受付部５４０を含む装置に制御命令を送る。制御部５３０は整形器５０２にシーケンスに対応した励起用電磁波を整形するための波形を送る。
発振器５０４は制御部５３０から計測に対応した周波数情報を受け取り、励起用電磁波となる基本波形を発振する。整形器５０２で整形された波形と、発振器５０４から出力された基本波形とを変調器５０６が受け取って基本波形を変調し、励起用電磁波を形成する。この励起用電磁波をアンプ５０８で増幅し、切替器（SW）５１０を介して、RFコイル５２４に励起用電磁波を送る。これにより、RFコイル５２４は試料５２６を励起する。
【００２４】
試料５２６から放出されRFコイル５２４で受信した核磁気共鳴信号を切替器（SW）５１０を介して、低ノイズアンプ（LNA）５１２に送る。低ノイズアンプが核磁気共鳴信号を増幅し、増幅した信号を検波器５１４に送る。検波器５１４は発振器５０４から受けた基準波形を用いて核磁気共鳴信号を検波し、信号の周波数を低くする。検波器５１４から出力された信号をA／D変換器５１６でデジタル信号に変換し、データ受付部５４０に取得される。
【００２５】
演算部５４２はデータ受付部５４０で得られた信号を基にしてシーケンスに対応した信号強度やT1緩和時定数およびT2緩和時定数を必要に応じて演算する。演算部５４２は試料全体での信号強度の平均値を演算することもできる。記憶部５４４には菌糸の有無を判断する際の所定値や、植菌前または植菌から数日経過した値（信号強度やT1緩和時定数およびT2緩和時定数など）を記憶しておく装置である。記憶部５４４に記憶される所定値は予め入力されたT1緩和時定数やT2緩和時定数であり、さらには、菌糸の有無を信号強度の差異として認識できる計測条件としての時間TRである。
判断部５４６では、演算部５４２で得られた信号強度やT1緩和時定数、T2緩和時定数などと、記憶部５４４での所定値とを比較し、菌糸の有無を判断する装置である。出力部５４８は判断結果を出力する装置である。
【実施例】
【００２６】
次に、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
MRI計測装置は株式会社エム・アール・テクノロジー製の計測システムを使用した。このMRIを構成している永久磁石の磁場強度は0.35 Tesla、磁石間ギャップは140 mmであり、計測時の1Hの共鳴周波数はおおよそ13.33 MHz（２５℃）である。
使用したRFコイルの外観を図１２に示す。RFコイルは自作した。RFコイルに挿入可能な最大試料寸法は横幅68mm、高さ108mm、長さ140mmである。
【００２７】
菌床のT1緩和時定数とT2緩和時定数を計測するために、小型瓶に入れた菌床を作成した。以下でシイタケ菌床の作成法について説明する。
おかくず（寸法２〜３ｍｍの直方体）にぬかを９対１で混ぜ、それを蒸留水と１対１で混ぜて菌床材料を作成した。菌床材料を小型瓶（高さ５０ｍｍ、直径２８ｍｍ）に１０ｇだけ入れた。小型瓶の中の菌床の寸法は高さ２２ｍｍ、直径２６ｍｍ程度である。これを小型瓶入菌床と呼ぶ。
小型瓶入菌床を蒸気滅菌器に入れ、１２１℃で２．５時間の滅菌処理を行った。処理後は１２時間かけて冷却し、室温に戻ってからシイタケ菌（森XR1号、森産業株式会社）を植菌した。植菌質量は１ｇである。植菌位置は小型瓶内の菌床の上面に一様に散布した。図１３に植菌後の小型瓶入菌床の写真を示した。小瓶の中での植菌時の菌床の高さは２３ｍｍであった。
植菌後の小型瓶入菌床は植菌後すぐに２１℃の恒温室（インキュベーター）に入れた。恒温室内には水を入れた開放容器を入れ、湿度を９０％以上に保持した。この温度・湿度環境でシイタケ菌糸を成長させた。
なお、同じ小型瓶に菌床材料を同量だけ入れ、上記と同様に滅菌した。この試料には植菌をせず、対比試料（コントロール）とした。対比試料も上記と同じ恒温室に入れた。
【００２８】
小型瓶入菌床内でシイタケ菌糸（上部に種菌を植菌）を育成させると、シイタケ菌糸が下方向に成長する。時間の経過とともに成長するシイタケ菌糸の長さを図１４に示す。菌床の深さは２３ｍｍであり、それ以上は小瓶の底部に当たるために菌糸は成長できない。図１４から、シイタケ菌糸は植菌直後から成長し始め、約９日間で瓶の底に達することが分かる。
【００２９】
小型瓶入菌床をMRI計測装置に入れ、T1緩和時定数、T2緩和時定数を計測した。T1緩和時定数、T2緩和時定数の計測と算出法を以下に説明する。
T1緩和時定数は標準的なInversion Pulse法を用いて計測した。パルスシーケンスは図８と同様である。その方法は、180度励起パルスとしてのインバージョンパルスをスピンエコー法の90度励起パルスの時間TIだけ前に照射する。インバージョンパルスの後は標準的なスピンエコー法（Hahn法、TE=10 ms）でNMR信号を取得する。NMR信号は検波器で直交位相検波法によってReal成分とImag成分に分解されて取得される。その信号成分を基に(Real^2＋Imag^2)^0.5によって信号強度Sigを算出する。
計測パラメータとしての時間TIは2 〜1000 msの範囲で20点で変化させた。このパラメータTIと信号強度Sigの関係をSig = 1-2exp(-TI/T1)で近似することによってT1緩和時定数を算出した。近似の際には、1-2exp(-TI/T1)の対数を取り、20個のデータ点を最小二乗法によって直線近似して、その際の直線の傾きからT1緩和時定数を算出した。
T2緩和時定数は標準的なCPMG法を用いた。パルスシーケンスは図９と同様である。CPMG法での90度と180度励起パルスの間隔TE／２は5 msとした。CPMG法では多数のエコー信号が繰り返し出現し、その信号強度が減衰する時定数をT2緩和時定数とする。計測された信号から偶数番目のエコー信号を抽出し、上記と同様の方法で信号強度Sigを算出した。90度励起パルスからの経過時間tと信号強度Sigの関係式をSig = exp(-t/T2)で近似することでT2緩和時定数を算出した。近似の際には、exp(-t/T2)の対数をとり、7個のデータ点を最小二乗法によって直線近似して、その際の直線の傾きからT2緩和時定数を算出した。
なお、T1緩和時定数の計測はTIを変えて20点の計測を行うために総計測時間が３０分間ほど掛かる。このため、１日の計測で得られたデータは１点であった。一方、T２緩和時定数の計測は計測時間が２分間ほどで済むため、３回の計測ができた。これより、３点のデータが得られた。
【００３０】
小型瓶入菌床のT1緩和時定数とT2緩和時定数を算出した結果をそれぞれ図１５と図１６に示す。図中の５２４Fは菌床の識別番号である。
図１５から、植菌直後のT1緩和時定数は約７５ｍｓであった。これは菌床材料から放出されるNMR信号のT1緩和時定数である。その後、日数が経過するに従いT1緩和時定数は増加し、シイタケ菌糸が瓶の底部に達するまで長くなり続ける。シイタケ菌糸が底部に達するとT1緩和時定数はぼぼ一定の値の１４０ｍｓ程度となった。
同様に、図１６から、植菌直後のT2緩和時定数は約３９ｍｓであった。これは菌床材料から放出されるNMR信号のT2緩和時定数である。その後、日数が経過するに従いT2緩和時定数はシイタケ菌糸が瓶の底部に達するまでは長くなり続ける。シイタケ菌糸が底部に達すると４７〜４８ｍｓとなった。その後は少し低下して約４５ｍｓになった。ただし、その値は植菌直後のT2緩和時定数よりも長い。
【００３１】
対比試料として、植菌していない小型瓶入菌床（植菌せず）のT1緩和時定数とT2緩和時定数を算出した結果をそれぞれ図１７と図１８に示す。２２日間に渡って菌床にはシイタケもカビも発生せず、外見上の変化が見られなかった。図中の６０８Lは菌床の識別番号である。
図１７から、T1緩和時定数は約７５〜８０ｍｓの間にあり、上昇しないことが分かった。同様に、図１８から、T2緩和時定数は約３６〜３８ｍｓの間にあり、上昇しないことが分かった。
図１５と図１７、図１６と図１８の比較から、菌床内にシイタケ菌が生育し、蔓延すると、T1緩和時定数とT2緩和時定数が明確に上昇することが分かる。これらの結果から、シイタケ菌糸の有無を判断する際の値は、T1緩和時定数では１００ｍｓであり、T2緩和時定数では４３ｍｓであると言える。
なお、菌床を作成する際に、菌床が含む水の量（含水量）が増減すると、T1緩和時定数とT2緩和時定数が増減する場合がある。このため、菌糸の有無を判断する際のT1緩和時定数では９０ｍｓとしても良いし、１１０ｍｓとしても良い。同様に、菌糸の有無を判断する際のT2緩和時定数は４０ｍｓとしても良いし、４５ｍｓとしても良い。
【００３２】
磁場強度が１Teslaの永久磁石で構成されるMRI計測装置（株式会社エム・アール・テクノロジー製）を用いて、前述と同じ小型瓶入菌床のT1緩和時定数とT2緩和時定数を計測した。磁場強度が変わった際にT1緩和時定数とT2緩和時定数がどの程度変化するのかを計測するためである。用いた永久磁石の磁場強度は1.0 Tesla、磁石間ギャップは110 mm、1Hの共鳴周波数は約45.05 MHzである。RFコイルは自作のRFコイルで、RFコイルに挿入可能な最大試料寸法は直径50mm、長さ100mmである。
１Tesla磁石で小型瓶入菌床を計測した時のT1緩和時定数とT2緩和時定数の結果を表１に示す。T1緩和時定数は0.35Tと１Tで有意な差が見られず、ほぼ同じであった。よって、菌糸の有無を判断する際のT1緩和時定数の値は、０．３５Tと１T で同じで、略１００ｍｓである。この値は菌床の含水量によって増減するため９０ｍｓとしても良いし、１１０ｍｓとしても良い。
【表１】
2020027042.tif 000003
表１  実施例１の１Tesla磁場下でのT1緩和時定数、T2緩和時定の比較
一方、１Tで計測した時のT2緩和時定数は０．３５Tの場合よりも短くなる。磁場強度が大きくなると、試料内での位相差が大きくなり、NMR信号がより早く減衰するためである。この結果、菌糸の有無を判断する際のT2緩和時定数の値は、略２８ｍｓであると言える。この値は菌床の含水量によって増減するため２５ｍｓとしても良いし、３０ｍｓとしても良い。
なお、菌床が含む水の量（以下では含水量と呼ぶ）によってT1緩和時定数とT2緩和時定数が増減することがある。菌床の含水量が多いと、菌床材料自体（菌なし）のT1緩和時定数とT2緩和時定数は、含水量が少ない菌床材料自体（菌なし）のそれよりも長くなる。反対に、菌床の含水量が少ないと、菌床材料自体（菌なし）のT1緩和時定数とT2緩和時定数は含水量が多い菌床材料自体（菌なし）のそれよりも短くなる。
実施例１とは異なる含水量の菌床の場合には、菌糸の有無を判断する際のT1緩和時定数とT2緩和時定数の値は増減する。具体的に計測した結果を表５に示す。
【表５】
2020027042.tif 000004
表５  異なる含水量での菌床のT1緩和時定数、T2緩和時定数（０．３５Tの場合）
このような場合には、植菌直前か、植菌から数日間以内にT1緩和時定数とT2緩和時定数を計測し、それを初期T1緩和時定数、初期T2緩和時定数として記憶・記録する。その後、菌床にシイタケ菌糸が成長した際のT1緩和時定数やT2緩和時定数を計測する。
このようにして計測して得られたT1緩和時定数やT2緩和時定数から初期T1緩和時定数や初期T2緩和時定数を差し引き、T1緩和時定数やT2緩和時定数の増加量を算出する。それらの増加量を菌糸の有無を判断する際の値として用いることもできる。具体的には、T1緩和時定数の増加量を２０ｍｓとして、初期T1緩和時定数から２０ｍｓだけT1緩和時定数が増加した菌床では、その内部に菌糸が成長・蔓延していると判断できる。どうようにT2緩和時定数の増加量によって菌床内部に菌糸が成長・蔓延していると判断しても良い。
なお、菌床の含水量によってT1緩和時定数が増減するため、設定するT1緩和時定数の増加量は２０ｍｓから２〜３ｍｓ程度ほど増減しても良い。
【００３３】
（実施例２）
原木を切って木片とし、木片に植菌してシイタケ菌糸を生育した。菌糸の成長とともにT1緩和時定数とT2緩和時定数が増加する様子を計測した事例を以下に示す。
図１９に用いた木片の写真を示す。木片は直径約８ｃｍのコナラの木の枝を、寸法35mm×35mm×40mmに切断した。木片の中央には直径8mmの穴を、樹皮側から深さ15mmまで開けた。蒸留水を入れたビニール袋の中に木片を入れ、空気を抜いて木片を蒸留水の中に２日間浸した。
２日間水に浸した木片をビニール袋から取り出し、木片の乾燥を防ぐために、木片を通気口付きのポリプロピレン袋に入れた。その後、木片を蒸気滅菌器に入れ、２．５時間滅菌処理しした。１２時間の冷却の後、木片の中央の穴に約０．５ｇのシイタケ種菌（森XR1号）を入れた。木片を入れたポリプロピレン袋をテープを貼って入口を閉じ、水が蒸発しないようにした。木片をスタイロフォームで作成した木片固定フォルダーに固定して、２１℃の恒温室でシイタケ菌を育成した。
なお、対比試料（コントロール）として、寸法がほぼ同じ木片で、上記と同様に滅菌したが、植菌しない木片も作成した。対比試料も２１℃の恒温室に入れた。
【００３４】
小型瓶入菌床と同様の方法で、木片のT1緩和時定数とT2緩和時定数を計測した。木片のT1緩和時定数とT2緩和時定数を算出した結果をそれぞれ図２０と図２１に示す。図中の６０８WoodAは木片の識別番号である。
図２０から、植菌から約７日間経過するまでのT1緩和時定数は約１０６〜１０８ｍｓであった。これは木片に含まれた水から放出されたNMR信号のT1緩和時定数である。その後、日数が経過すると、植菌から１０日間以降のT1緩和時定数は長くなり、植菌から３７日経過時に約１４０ｍｓとなった。
同様に、図２１から、植菌直後のT2緩和時定数は約５８ｍｓであった。植菌から約１１日間経過するまでT2緩和時定数は減少し続け、約５４ｍｓとなった。これ以降のT2緩和時定数は増加し続け、植菌から３７日経過時に約７０ｍｓとなった。
【００３５】
植菌していない木片（植菌せず）のT1緩和時定数とT2緩和時定数を算出した結果をそれぞれ図２２と図２３に示す。植菌から３７日経過するまでの間に、木片にはシイタケもカビも発生せず、外見上の変化は見られなかった。図中の６０８WoodBは木片の識別番号である。
図２２から、計測し始めた木片のT1緩和時定数は約１０８ｍｓであり、その後は緩やかに約１０２ｍｓまで減少し続けたことが分かる。同様に、図２３から計測し始めたT2緩和時定数は約５３〜５４ｍｓの程度であり、その後は緩やかに約５１ｍｓまで減少し続けたことが分かる。
図２０と図２２、図２１と図２３の比較から、原木内にシイタケ菌が生育し、蔓延すると、T1緩和時定数とT2緩和時定数が明確に上昇すると言える。木片内で成長するシイタケ菌糸の有無を判断する際の所定値は、T1緩和時定数では１２５ｍｓであり、T2緩和時定数では６７ｍｓであると言える。
なお、菌床と同様に、原木が含む水の量（含水量と呼ぶ）によってT1緩和時定数とT2緩和時定数が増減することがある。原木の含水量が多いと、菌糸が成長していなくても、T1緩和時定数とT2緩和時定数は、含水量が少ない原木のそれよりも長くなる。反対に、原木の含水量が少ないと、菌糸が成長していなくても、T1緩和時定数とT2緩和時定数は含水量が多い菌床のそれよりも短くなる。
実施例２とは異なる含水量の原木の場合には、菌糸の有無を判断する際のT1緩和時定数とT2緩和時定数の値は増減すると考えられる。その場合には、植菌直前か７日間以内にT1緩和時定数とT2緩和時定数を計測し、それを初期T1緩和時定数、初期T2緩和時定数として、それらからのT1緩和時定数、T2緩和時定数の増加量を菌糸の有無を判断する際の値として用いることもできる。具体的には、T1緩和時定数の増加量を２０ｍｓとして、初期T1緩和時定数から２０ｍｓだけT1緩和時定数が増加した原木では、その内部に菌糸が成長・蔓延していると判断することもできる。
原木の含水量によってT1緩和時定数が増減するため、設定するT1緩和時定数の増加量は２０ｍｓから２〜３ｍｓ程度ほど増減しても良い。
【００３６】
（実施例３）
シイタケ菌を植菌した菌床を作成し、シイタケ菌糸が成長する過程をMRIで計測した。これにより菌床の信号強度とT1緩和時定数およびT2緩和時定数の空間分布を得た。以下に詳細を説明する。
実施例１で記した小型瓶入菌床と同様の方法で菌床を作成した。おかくず（寸法２〜３ｍｍの直方体）にぬかを９対１で混ぜ、それを蒸留水と１対１で混ぜて菌床原料とした。菌床材料（水を含んだ質量で３００ｇ）を不織布製通気口付きポロプロピレン袋に入れ、長さ約１２０ｍｍ、幅約５０ｍｍ、高さ約７０ｍｍの直方体に成形した。
菌床を蒸気滅菌器に入れ、１２１℃で２．５時間の滅菌処理を行った。処理後は１２時間かけて冷却し、室温に戻ってからシイタケ菌（森XR1号、森産業株式会社）を植菌した。植菌質量は約１０ｇであった。植菌位置は菌床の左側面に一様に散布した。その後、袋を閉じて水の蒸発を防いだ。図２４に植菌後の菌床を示す。
【００３７】
菌床の形状を安定させ、MRI計測時に毎回同じ位置に菌床が設置できるように菌床固定フォルダーを製作した。図２５に製作したフォルダーの写真を示す。
菌床固定フォルダーの中央にシイタケ菌床を挿入した。菌床は菌床固定フォルダーの中では動かない。菌床固定フォルダーには信号強度の基準となる「参照用マーカー」を上部と側面の２カ所に付けた。マーカーの寸法は内径２．５ｍｍ、深さ３０ｍｍであり、穴の中に10 mmol/Lの硫酸銅水溶液を封入した。参照用マーカーはMR画像の固定された位置に現れ、その位置の信号強度が時間的に変化しない基準値として利用できると考えている。
菌床は菌床固定フォルダー内に挿入されたまま、恒温室内に入れてシイタケ菌の育成を行う。MRI計測時には菌床固定フォルダーごとRFコイル内に挿入される。シイタケ菌床は菌床固定フォルダーから取り出さないとした。
菌床固定フォルダの使用によって、毎回のMRI計測で同一位置で菌床を計測ができ、信号強度とT1緩和時定数およびT2緩和時定数の空間分布の計測精度が向上する。さらに、植菌後の菌床の変化をMRI計測によって追跡する際には、日数が経過するごとに変化する菌床の信号強度とT1緩和時定数およびT2緩和時定数の空間分布を容易に比較できるという利点がある。
【００３８】
核磁気共鳴信号から得られる信号強度Sigについて式を用いて説明する。
標準的なスピンエコー法で取得される信号強度Sig [a.u.]は以下の式で表される。
Sig=A ρ {1-exp(-TR/T1)} exp(-TE/T2)     [a.u]  式（１）
ここで、Aはアンプなどの装置係数（水などの既知試料を計測することで決定する値）、ρは試料内の水の濃度（密度）、時間TRはスピンエコー法での90度励起パルスの繰り返し時間（28〜400 msで変化）、TEはスピンエコー法でのエコー時間（TE=18〜48 msで変化）、T1、T2はそれぞれT1、T2緩和時定数である。上記の式（１）はMRI計測で得られるMR画像にも適用でき、MR画像の一つのピクセルごとに式（１）が適用できる。
【００３９】
シイタケ菌糸が成長して菌床のT1、T2緩和時定数が表２のように変化した場合に、MR画像の信号強度Sigがどの程度変化するかを式（１）によって計算した。その結果を図２６から図２９に示した。計算で用いた表２中のT1、T2緩和時定数は前述した小型瓶入菌床で計測された値を用いた。
【表２】
2020027042.tif 000005
表２  実施例３の計算パラメータ
計測者は90度励起パルスの繰り返し時間TRを自由に設定できる。本計測ではTRを28、54、100、200、400 msの５通りを用いた。この計算ではTE=18msで一定とした。TRを変えて、式（１）で計算した信号強度Sigの値を図２６に示す。ただし、この計算では装置定数Aと密度ρは１とした。その理由は、信号強度Sig がT1、T2緩和時定にどの程度依存するかを見極めるためであり、装置定数Aと密度ρの影響をなくすためである。
TRを短くすると、菌あり／菌なしのどちらの信号強度Sigも低下する。菌ありの方がその低下が大きい。この原因は菌ありの場合のT1緩和時定数が菌なしの場合のT1緩和時定数よりも長いことに因る。
菌ありと菌なしでの信号強度の比（菌あり／菌なし）を図２７に示す。TRが短くなるほど菌ありの方が菌なしに比べて信号強度の低下が大きいために、TRが短いほど信号強度の比が小さくなる。すなわち、TRを短くすることで菌ありと菌なしの領域を信号強度の強弱で区別することができる。TRが短いMR画像において信号強度が弱くなる領域には「菌糸がある」であり、反対に、信号強度が強いままの領域には「菌糸がない」である。
【００４０】
計測者はエコー時間TEを自由に設定できる。本計測ではTEを18、28、38、48 msの４通りを用いた。この計算ではTR=４００msで一定とした。TEを変えて、式（１）で計算した信号強度Sigの値を図２８に示す。TＥを長くすると、菌あり／菌なしのどちらの信号強度Sigも低下するが、菌ありの方がその低下が小さい。この原因は菌ありの場合のT２緩和時定数が、菌なしの場合のT２緩和時定数のよりも長いことに因る。
菌ありと菌なしの信号強度の比を図２９に示す。ＴEを長くすると、菌なしの方が菌ありに比べて信号強度が大きく低下するため、TEが長いほど信号強度の比が大きくなる。すなわち、TEを長くすることで菌ありと菌なしの領域を信号強度の大小で区別することができることを示している。信号強度が大きくなる領域には「菌糸がある」であり、一方、信号強度が小さくなる領域には「菌糸がない」である。
【００４１】
時間TRを変え計測したMR画像を基にして、各ピクセルごとの信号強度の低下からT1緩和時定数の空間分布T1(i, j)を算出する方法について以下に述べる。
TRで取得したMR画像の位置（i, j）のピクセルの信号強度をSig(TR, i, j)と書くと、式（１）は次式と書き直せる。
Sig(TR,i,j)=A ρ {1-exp(-TR/T1(i,j) )} exp(-TE/T2(i,j) )    [a.u]       (1)‘
一方、TRをT1に比較して、非常に長くした場合（TR > 3×T1）の信号強度は次式に近似できる。
Sig(TR→∞,i,j)=A ρexp(-TE/T2(i,j) ) [a.u]     (2)   ∵exp(-∞)=0
式(1)’を式(2)で除して整理すると次式となる。
Sig(TR,i,j)/Sig(TR→∞,i,j) =1-exp(-TR/T1(i,j) ) [a.u]       (3)
上式を変形して、対数を取ると、次式となる。
-TR/T1(i,j) =ln(1-Sig(TR,i,j)/Sig(TR→∞,i,j) )              [-]  (4)
TRを４００、１００、５４、２８ｍｓと変えて４つのMR画像を取得し、各ピクセルの信号強度Sig(TR, i, j)を得る。各ピクセルの信号強度Sig(TR, i, j)に式(4)を適用して最小二乗法を用い、TRの変化に対する勾配（-1/T1）によって、各ピクセルのT1緩和時定数を算出することができる。全てのピクセルに対して計算すれば、T1緩和時定数の空間分布T1(i, j)を得ることができる。
【００４２】
TEを変え計測したMR画像を基にして、各ピクセルごとの信号強度の低下からT2緩和時定数の空間分布T2(i, j)を算出する方法について以下に述べる。
TEで取得したMR画像の位置（i, j）のピクセルの信号強度をSig(TE, i, j)と書くと、式（１）は次式と書き直せる。
Sig(TE,i,j)=A ρ {1-exp(-TR/T1(i,j) )} exp(-TE/T2(i,j) )    [a.u]       (1)’’
一方、MR画像の基準となるTE＝１８ｍｓで取得した際の信号強度は次式となる。
Sig(TE=18ms,i,j)=A ρ {1-exp(-TR/T1(i,j) )}exp(-(TE=18ms)/T2(i,j) )   [a.u]  (5)
式(1)’’を式(5)で除して整理すると次式となる。
Sig(TE,i,j)/Sig(TE=18ms,i,j) =exp(-TE/T2(i,j) +(TE=18ms)/T2(i,j) )    [a.u]       (6)
上式の対数を取ると、次式となる。
-TE/T2(i,j) +(TE=18ms)/T2(i,j) =ln(Sig(TE,i,j)/Sig(TE=18ms,i,j) )          [-]  (7)
TEを１８、２８、３８、４８ｍｓと変えて４つのMR画像を取得し、各ピクセルの信号強度Sig(TE, i, j)を得る。各ピクセルの信号強度Sig(TE, i, j)に式(7)を適用して最小二乗法を用い、TEの変化に対する勾配（-1/T2）によって、各ピクセルのT2緩和時定数を算出することができる。これを全てのピクセルに対して計算すれば、T2緩和時定数の空間分布T2(i, j)を得ることができる。
【００４３】
MRI計測では、図１０に示したスライス選択励起パルスによる二次元MR画像シーケンスを、マルチスライスシーケンスを変更し、多数断面を同時に計測できるようにしたシーケンスを用いた。この計測法では、スライス選択断面の位置を順次ずらして複数枚の断面を計測できるため、１枚の断面計測と同じ計測時間で複数枚の画像が取得できるという利点がある。ただし、TRを短くすると、複数断面を計測するための時間が無くなり、一度に計測できる断面数は制限される。
この計測では、第一励起パルス及び第二励起パルスは4ms幅のsinc波形、スライス厚さは4 mm、エコー時間TEは18 ms、A／D変換器のサンプリング間隔は20 μs、検波器のローパスフィルタの周波数幅は±20 kHz、MR画像の画素数は256×256画素とした。
MR画像の計測範囲は長手（横）方向に160 mm、高さ（縦）方向に150 mmであり、一画素の寸法は0.625 mm×0.586 mm×4 mm（スライス厚さ）である。
計測パラメータである繰り返し時間TRは表３に示すように設定した。本計測では、TR=400, 200 msの時に一度に計測できる断面数は７枚、TR=100 msの時に３枚、TR=54 msの時に２枚、TR=28 msの時に１枚であった。全ての計測条件で計測時間が７分前後となるように、かつ、良好な信号対雑音比のMR画像が得られるように積算回数を調整した。
【表３】
2020027042.tif 000006
表３  実施例３のT1緩和時定数の計測パラメータ
【００４４】
菌床の右側面にシイタケ種菌を植菌し、恒温室で育成させた。６または７日間隔で菌床のMRI計測を行った。菌床内にシイタケ菌糸が成長し、左側面に達するまでの32日間に渡り計測した。
TRを400、200、100、54、28 msとして計測したMR画像を図３０に示した。この図では、菌糸の成長が最も明確に分かる、植菌から９、１５、２１日経過時の結果を示した。  MR画像では信号強度が強い画素を白色で、弱い画素を黒色で示し、その間はグレースケールで示される。図中の左側には菌床を外側から可視光で観察した写真も示した。
図３０の写真からシイタケ菌糸（白い茶色）が右側から左側に菌床（茶色）内を成長していくことが分かる。このシイタケ菌糸の成長と対応して、TRが100、54、28msと短いMR画像では信号強度が弱い領域（濃い灰色の領域）が左側に伸長していくことが明確に分かる。これに対し、TRが400、200 msの時には菌糸の伸長の様子をMR画像のコントラストからは認識できない。この結果から、TR＝100 msがMR画像によって菌糸の有無を区分けできるしきい値と言える。
【００４５】
時間TRを４００、１００、５４、２８ｍｓとして計測した４枚のMR画像を用いて、各ピクセルの信号強度を式（４）に代入して、各ピクセルでのT1緩和時定数を算出した。その結果を図３１に示す。図３１中の写真からシイタケ菌糸（白い茶色）が右側から菌床（茶色）内を成長し、植菌から３２日経過後には左側に達することが分かる。この図では、縦切り断面だけでなく、横切り断面のMR画像（TR＝５４ｍｓ）も示した。表４には計測パラメータを示す。
【表４】
2020027042.tif 000007
表４  実施例３のT2緩和時定数の計測パラメータ
図３１から、植菌直後の菌床のT1緩和時定数は７０から８０ｍｓ程度であり、ほぼ均一な分布であることが分かる。日数が経過するに従い、写真からシイタケ菌糸が左側に伸長し、それに対応してし、T1緩和時定数が１５０ｍｓ程度に長くなった領域が左側に伸びて行くことが分かる。この結果から、シイタケ菌が生育している領域のT1緩和時定数は１５０ｍｓ程度になり、T1緩和時定数が長くなる領域を追うことによってシイタケ菌糸が伸長する領域を可視化できると言える。
【００４６】
T1緩和時定数の空間分布を用いてシイタケ菌糸の伸長を可視化する際の利点を以下に示す。
TRを１００ｍｓ以下にした際のMR画像を基にして菌糸の成長を識別する場合には、植菌前の菌床自体の信号強度が空間的に一様であることが望ましい。信号強度が一様であれば、シイタケ菌糸の成長によって信号強度が低下する領域の認識が容易になるからある。
一方、信号強度が空間的に一様でない場合には、元々の信号強度に強弱の分布がある中で、菌糸の成長によって信号強度が低下する領域を捉えなければならない。これが困難な場合がある。例えば、図３０の植菌から９日経過時の右端の信号強度は非常に強い。この強さは菌糸が成長しても、他の領域のように小さくなったように見えない。この右端には菌床内に含まれる水がもともと多いためであると考えられる。すなわち、この方法は信号強度が不均一であると、信号強度の不均一性が含水量に因るか、T1緩和時定数の変化に因るかの区分けが難しい。MR画像で信号強度が不均一な領域ではシイタケ菌糸の成長の有無を判断し難いという問題点がある。
これに対し、式（１）‘を式（２）で除していることで、信号強度は規格化されているため、T1緩和時定数の空間分布では水の濃度ρに起因する信号強度の不均一性が現れない。これにより、菌床の信号強度に不均一性があってもシイタケ菌糸の伸長がより正確に可視化できるという利点がある。
【００４７】
図３２には、TE＝１８、２８、３８、４８ｍｓで計測された菌床のMR画像の経時変化を示した。図３２は図３０で示した菌床と同じであり、同一日にMRI計測した結果である。
日数の経過に従ってシイタケ菌糸が成長する。その成長に対応して、特に、TEが長い３８、４８msのMR画像では信号強度が大きい領域（白に近い灰色の領域）が左側に伸長していくことが明確に分かる。TE=18 msでも伸長が分かるが、認識し難い。これより、TEを３８ｍｓと長くしたMR画像によってシイタケ菌糸の可視化ができることが分かった。
【００４８】
TE＝１８、２８、３８、４８ｍｓの４枚のMR画像を用いて、各ピクセルの信号強度を式（７）に代入して、各ピクセルでのT2緩和時定数を算出した。その結果を図３３に示す。この図では、縦切り断面だけでなく、横切り断面のMR画像（TE＝３８ｍｓ）も示した。
図３３から、植菌直後では菌床のT2緩和時定数は40ｍｓ程度であることが分かる。日数が経過するに従い、シイタケ菌糸が菌床内に伸長し、その領域でのT2緩和時定数が５０ｍｓ程度に長くなることが分かる。T2緩和時定数が長くなった領域を見ることによって、シイタケ菌糸の伸長を経時変化として捉えることができる。これによって、菌糸の領域を可視化できたと言える。
T2緩和時定数の空間分布によって菌糸の伸長を見る際の利点を以下に示す。T1緩和時定数の空間分布の利点と同様に、式（１）‘’を式（５）で除していることで信号強度は規格化されているためにT2緩和時定数の空間分布では水の濃度ρに起因する信号強度の不均一性は現れない。これにより、菌床の端面においても菌糸群の伸長が見やすくなるという利点がある。
【００４９】
菌糸の有無を判断する際に、T1緩和時定数とT2緩和時定数を組み合わせ、両方の値が所定の値を超えたとしても良い。二つの値を用いることによって、より正確に菌糸の有無を判断することが可能となる。
なお、培地は菌床だけでなく、原木を含み、さらには、ふすまやぬかを袋やビンやプラスチックボトルなどに入れたものでも良い。おかくずにふすまやぬかを混ぜて菌床としても良い。ふすまやぬかだけで培地としても良い。これらの培地でも同様の効果を得られる。
（実施例４）
【００５０】
前述の菌床と同時に、同様の方法で作成した菌床がある。この菌床では、菌床の左側から中央に掛けて青カビ（ペニシリウム）が植菌から１０日経過後に発生した。この発生によりシイタケ菌糸の成長が鈍化した。その様子をMR画像として図３４に示す。
植菌から１０日経過後に青カビが左側から中央部に広く発生し、シイタケ菌糸の成長は右端から２０から３０ｍｍの位置で停止した。これに対応して、MR画像の信号低下（濃い灰色）の領域も対応した位置で停止している。これより、シイタケ菌糸は濃い灰色の領域として認識できるが、青カビが発生した領域の信号強度に変化はない。T1緩和時定数とT2緩和時定数にも変化がなかった。この結果より、この方法によってシイタケ菌糸のみを選択的に可視化できたと言える。
【００５１】
この発明は、八島武志氏（石川県農林総合研究センター）から多大なる協力を得て行われたため、ここに氏の名前を記す。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施形態における緩和時定数を基にした菌糸の測定手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態におけるＴ１緩和時定数を基にした菌糸の測定手順を示すフローチャートである。
【図３】実施形態におけるＴ２緩和時定数を基にした菌糸の測定手順を示すフローチャートである。
【図４】実施形態におけるＴ１緩和時定数とＴ２緩和時定数を基にした菌糸の測定手順を示すフローチャートである。
【図５】実施形態における菌糸の可視化装置の概略図である。
【図６】実施形態におけるT1緩和時定数を算出するためにスピンエコー信号を取得するシーケンスの概略図である。
【図７】実施形態におけるT1緩和時定数を算出するためにFID信号を取得するシーケンスの概略図である。
【図８】実施形態におけるT1緩和時定数を算出するためにInversion Recovery法を加えたスピンエコー信号を取得するシーケンスの概略図である。
【図９】実施形態におけるT２緩和時定数を算出するためにCPMG法を用いてエコー信号を取得するシーケンスの概略図である。
【図１０】実施形態におけるスピンエコー画像化シーケンスの概略図である。
【図１１】実施形態におけるグラジエントエコーシーケンスの概略図である。
【図１２】実施例１、２、３、４，５で用いたRFコイルである。
【図１３】実施例１で用いた植菌後の小型瓶入菌床である。
【図１４】実施例１における小型瓶入菌床内のシイタケ菌糸の長さの経時変化である。
【図１５】実施例１における小型瓶入菌床のT1緩和時定数の経時変化である。
【図１６】実施例１における小型瓶入菌床のT２緩和時定数の経時変化である。
【図１７】実施例１における小型瓶入菌床（植菌せず）のT１緩和時定数の経時変化である。
【図１８】実施例１における小型瓶入菌床（植菌せず）のT２緩和時定数の経時変化である。
【図１９】実施例２で用いた植菌前の木片（原木）の写真である。
【図２０】実施例２における植菌した木片（原木）のT１緩和時定数の経時変化である。
【図２１】実施例２における植菌した木片（原木）のT２緩和時定数の経時変化である。
【図２２】実施例２における（植菌せず）のT１緩和時定数の経時変化である。
【図２３】実施例２における木片（植菌せず）のT２緩和時定数の経時変化である。
【図２４】実施例３で用いた植菌直後の菌床の写真である。
【図２５】実施例３で用いた菌床固定フォルダーに菌床を固定した写真である。
【図２６】実施例３においてT1、T2緩和時定数が変化した際の信号強度のTR依存性である。
【図２７】実施例３においてT1、T2緩和時定数が変化した際の信号強度比のTR依存性である。
【図２８】実施例３においてT1、T2緩和時定数が変化した際の信号強度のTE依存性である。
【図２９】実施例３においてT1、T2緩和時定数が変化した際の信号強度比のTE依存性である。
【図３０】実施例３における信号強度の空間分布（MR画像）の経時変化である。
【図３１】実施例３におけるT1緩和時定数の空間分布の経時変化である。
【図３２】実施例３における信号強度の空間分布（MR画像）の経時変化である。
【図３３】実施例３におけるT2緩和時定の空間分布の経時変化である。
【図３４】実施例４における信号強度の空間分布の経時変化である。
【符号の説明】
【００５３】
１  NMR／MRI計測部
２  演算部と判断部
３  磁場印加部
５０２  励起用電磁波の波形を整形する整形器
５０４  励起用電磁波を発生する励起用電磁波発振器
５０６  整形器から出力される波形で励起用電磁波を変調する変調器
５０８  励起用電磁波を増幅するアンプ
５１０  励起用電磁波と受信した核磁気共鳴信号の波形とを電気的に切り替える切替器
５１２  核磁気共鳴信号を増幅する低ノイズアンプ
５１４  核磁気共鳴信号を励起用電磁波で検波する検波器
５１６  検波器から出力された信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル（A／D）変換器
５２０  静磁場を印加する静磁場印加装置
５２２a  勾配磁場を印加する勾配磁場印加装置
５２２ｂ  勾配磁場を印加する勾配磁場印加装置
５２４  励起用振動磁場を印加し、核磁気共鳴信号を受信するRFコイル
５２６  試料
５２８  勾配磁場コイルを駆動する電流制御部
５３０  励起波形やA／D変換器および電流制御部などなを制御する制御部
５３２  計測部
５３４  シーケンスを格納したシーケンステーブル
５４０  A／D変換器からのデジタル信号を受け取るデータ受付部
５４２  核磁気共鳴信号からT1緩和時定数やT2緩和時定数を演算する演算部
５４４  菌糸の有無を判断する基準値を保存する記憶部
５４６  値を比較して菌糸の有無を判断する判断部
５４８  判断結果などを出力する出力部
【図１】
2020027042.tif 000008
【図２】
2020027042.tif 000009
【図３】
2020027042.tif 000010
【図４】
2020027042.tif 000011
【図５】
2020027042.tif 000012
【図６】
2020027042.tif 000013
【図７】
2020027042.tif 000014
【図８】
2020027042.tif 000015
【図９】
2020027042.tif 000016
【図１０】
2020027042.tif 000017
【図１１】
2020027042.tif 000018
【図１２】
2020027042.tif 000019
【図１３】
2020027042.tif 000020
【図１４】
2020027042.tif 000021
【図１５】
2020027042.tif 000022
【図１６】
2020027042.tif 000023
【図１７】
2020027042.tif 000024
【図１８】
2020027042.tif 000025
【図１９】
2020027042.tif 000026
【図２０】
2020027042.tif 000027
【図２１】
2020027042.tif 000028
【図２２】
2020027042.tif 000029
【図２３】
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【図２４】
2020027042.tif 000031
【図２５】
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【図２６】
2020027042.tif 000033
【図２７】
2020027042.tif 000034
【図２８】
2020027042.tif 000035
【図２９】
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【図３０】
2020027042.tif 000037
【図３１】
2020027042.tif 000038
【図３２】
2020027042.tif 000039
【図３３】
2020027042.tif 000040
【図３４】
2020027042.tif 000041