技術・技能

第151回「MRI診断　と　電気の流れる音」

2025.10.08

　夏は私にとっては健康診断の季節でもあります。以前は職員も大学キャンパスで集団健診でしたが、昨年から市内の健診施設に大学の予約で出向く形になりました。わざわざ出かけるのが面倒に感じましたが、利点が一つありました。専門の健診施設なので、高度なオプションメニューがあって、(自己負担ですが)検査を追加できます。そろそろ自分の身体は大丈夫かと気になり始めるお年頃、数年前から人間ドックに関心を持ちつつもまだ行けておらず、その代わりに、血液検査に各種マーカ検査を追加し、脳のMRI検査も初挑戦することにしました。　私の開発研究は専門分野不詳なのですが、いくつかセンシングの研究もしています。ロボットなどをやっていると「これが測れたらうれしいな」と思うことは多々あり、その研究をすることがあります。センシングには、対象から出てくる何かを受け取るだけのパッシブなセンシングと、こちらから積極的に何か働きかけてその反応を見るアクティブなセンシングあります。　たとえば、一般的なカメラは、対象となる方向からカメラに向かってくる光を拾うだけのパッシブです。それに対して、ライトを取り付ければ暗闇でも撮影できるようになりますし、レーザーで線を引いたり特殊な模様の光パターンを当てて撮影することで3次元形状情報を取得する手法もあります。近年では光を照射してから戻ってくるまでの時間で距離を得るToFカメラもあります。　アクティブセンシングの基本的な方針は、計測目的を拾い易くなるような(限定的に区別できるような)働きかけを行い、(パッシブ)センサでその反応を取得して、分析処理をすることで、パッシブでは得られないような計測結果を得ます。センサ部品そのもの新作は容易ではありませんが、アクティブセンシングは組み合わせと信号処理の工夫なので、ロボットメカトロ屋でも挑戦でき、製品検査手法などを開発する企業もあります。　という観点でいうと、高級診断装置であるX線CTやMRIはアクティブセンシングです。いわゆるCTはX線源とX線撮像素子を人体の周りでぐるぐる回して、多方向の撮影をします(胸部レントゲンや”バリウム”もこの組み合わせですが、回らないor人間の側で頑張って動きます)。1回のX線画像は、そのX線が通った経路で「のべどれだけ吸収されたか」が得られ、「中身がどういう分布だったら、各方向でその像が見えるか」という問題を解くことで中身を推定します。　一方、MRIはろくに原理を知らずに出かけてしまいました(稀少経験なのにもったいない感)。強い磁場を使うので磁石に付くようなものは厳禁、そういえば大学生の時の実験で核磁気共鳴をやった気がする程度の予備知識で検査前の説明を受けたところ、音に耐えるための耳栓を渡されました。そんな大きな音がする？　機械的に何かすごいの？　という期待を胸に台に横たわると、頭を固定された上で動かないようにと指示。多数の計測から3次元情報を得るなら、動かない方がいいのは当然です。　装置に挿入されて測定開始ですが、グオングオンいうのかと思ったら全く異なる、ブッブッブッブッなどと何種類かのリズムを刻みながら、何かが強制的に角張った振動(正弦波のようなマイルドさとは逆の)をさせられたような音を立てています。え？　MRIってどんな装置？　と思いながら音を楽しんでいたら、時間的苦痛は無く終わりました。　あとで調べたところでは、強磁場下で電波を照射すると帰ってくる電波があり、空間内に磁場の分布をつくることで、その電波の反応を変えて、水素の空間分布を得るようです。

第7回　軸と軸受の力学（その4）

2025.10.08

国立大学法人　九州工業大学支援研究員・客員教授堀田　源治

装置材料の損傷・劣化「べからず集」Vol.13

2025.10.01

　表に示すように常温や冷蔵(0℃近傍)の炭素鋼製や高張力鋼製の液体アンモニア(液安と略す)タンクに、応力腐食割れ(SCCと略す)の発生することは、これまで良く知られている。　このSCCは、温度の低い冷凍(‐34℃程度)では、温度の低いこともあり発生しないと、従来一部で信じられていた。このため、炭素鋼製冷凍液安タンクは、開放検査を行わなくても良い、との運用を行っている会社があった。　しかし、この認識は誤りである。実際に海外では、炭素鋼製の冷凍液安タンクで割れの発生事例が複数報告1)されている。　また、この冷凍液安のSCC抑制するためには、液安中の水分が0.2％程度ある方が良いとか、酸素は共存させないなどの対応策2)が知られている。合わせて、液安環境では溶接部の硬さが、ある一定値を超えると割れの発生すること3)も明らかにされている。このため冷凍液安タンクでも液安タンク製作時や補修時に溶接の施工管理を行うことや、必要に応じて応力除去焼鈍を行う対応が妥当である。　以上のように炭素鋼製タンクは冷凍液安であっても、SCC発生可能性があるとして、製作時の管理や運転中の環境制御、および定期的な開放検査での割れ発生の有無の必要がある。　なお、割れは突合せ溶接部等でも発生するが、溶接のための治具を固定するための溶接部跡4)でも発生する。このため、開放検査においては、治具溶接部の検査を行うことも必要である。