JP2002048851A - Ｎｍｒマイクロスコープ装置 - Google Patents
Ｎｍｒマイクロスコープ装置Info
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- G01R33/42—Screening
- G01R33/422—Screening of the radio frequency field
Abstract
(57)【要約】
【課題】この発明は，撮像効率の飛躍的向上を達成する
ために，同時に多数の試料の撮像を可能とするＮＭＲマ
イクロスコープ装置を実現することを目的とする． 【解決手段】多数のＮＭＲ用高周波コイルを，それぞれ
別々の電磁的シールドケースに入れて，均一な静磁場中
に配置し，さらにそれぞれのケースの外側に勾配磁場発
生コイルを装備して，これらの勾配磁場発生コイルを同
期的かつ協調的に動作させることにより，同時に多数の
試料の撮像を可能とする．
ために，同時に多数の試料の撮像を可能とするＮＭＲマ
イクロスコープ装置を実現することを目的とする． 【解決手段】多数のＮＭＲ用高周波コイルを，それぞれ
別々の電磁的シールドケースに入れて，均一な静磁場中
に配置し，さらにそれぞれのケースの外側に勾配磁場発
生コイルを装備して，これらの勾配磁場発生コイルを同
期的かつ協調的に動作させることにより，同時に多数の
試料の撮像を可能とする．
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，ＮＭＲマイクロ
スコープ装置，特に，多数の試料を同時に撮像するＮＭ
Ｒマイクロスコープ装置に関する．
スコープ装置，特に，多数の試料を同時に撮像するＮＭ
Ｒマイクロスコープ装置に関する．
【０００２】
【従来の技術】従来のＮＭＲマイクロスコープでは，均
一な静磁場中に，ＮＭＲ用高周波（ＲＦ）コイルと，測
定試料の位置に線形勾配磁場を発生させる勾配コイルを
装備することにより，試料の二次元ないし三次元の核磁
化分布（ＮＭＲマイクロスコープ画像）を計測してい
た．また，画素サイズを小さくして画素あたりの信号対
雑音比（ＳＮＲ）が低下する場合には，静磁場強度を増
大させてＳＮＲを向上させ，信号加算回数を少なくして
撮像することにより，撮像時間を短縮する方法が採用さ
れてきた．
一な静磁場中に，ＮＭＲ用高周波（ＲＦ）コイルと，測
定試料の位置に線形勾配磁場を発生させる勾配コイルを
装備することにより，試料の二次元ないし三次元の核磁
化分布（ＮＭＲマイクロスコープ画像）を計測してい
た．また，画素サイズを小さくして画素あたりの信号対
雑音比（ＳＮＲ）が低下する場合には，静磁場強度を増
大させてＳＮＲを向上させ，信号加算回数を少なくして
撮像することにより，撮像時間を短縮する方法が採用さ
れてきた．
【０００３】いっぽう，画素サイズを小さくしても画素
あたりのＳＮＲが十分な場合には，高速撮像法を採用す
ることにより，撮像時間の短縮，撮像の効率化が行われ
てきた．しかしながら，非常に多数の試料を撮像するた
めには，試料を交換して撮像を繰り返す必要があり，以
上のような従来方式のＮＭＲマイクロスコープには，撮
像効率の向上の点で，原理的な限界があった．
あたりのＳＮＲが十分な場合には，高速撮像法を採用す
ることにより，撮像時間の短縮，撮像の効率化が行われ
てきた．しかしながら，非常に多数の試料を撮像するた
めには，試料を交換して撮像を繰り返す必要があり，以
上のような従来方式のＮＭＲマイクロスコープには，撮
像効率の向上の点で，原理的な限界があった．
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は，同時に多
数の試料の撮像を可能とするＮＭＲマイクロスコープ用
プローブを構築し，撮像効率の飛躍的向上を達成するＮ
ＭＲマイクロスコープを実現することを目的とする．
数の試料の撮像を可能とするＮＭＲマイクロスコープ用
プローブを構築し，撮像効率の飛躍的向上を達成するＮ
ＭＲマイクロスコープを実現することを目的とする．
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，この発明のＮＭＲマイクロスコープ装置は，均一な
静磁場中に，それぞれ別々の電磁的シールドケースに入
れて，一次元，または二次元，または三次元的に並べて
配置した複数のＮＭＲ用高周波コイルを備え，さらにそ
のシールドケースの外側に，勾配コイルをそれぞれ装備
し，これらの勾配コイルを同期的かつ協調的に動作させ
ることにより同時に多数の試料を撮像することを可能と
する，ＮＭＲマイクロスコープ装置である．
め，この発明のＮＭＲマイクロスコープ装置は，均一な
静磁場中に，それぞれ別々の電磁的シールドケースに入
れて，一次元，または二次元，または三次元的に並べて
配置した複数のＮＭＲ用高周波コイルを備え，さらにそ
のシールドケースの外側に，勾配コイルをそれぞれ装備
し，これらの勾配コイルを同期的かつ協調的に動作させ
ることにより同時に多数の試料を撮像することを可能と
する，ＮＭＲマイクロスコープ装置である．
【０００６】さらに，この発明のＮＭＲマイクロスコー
プ装置は，高周波コイルのシールドケースに，静磁場方
向（ｚ軸方向）の勾配コイルとして，マックスウェル・
ペア型コイルの勾配コイルを装備し，互いに最近接のコ
イルには同じ方向の電流を流して，それぞれの試料の位
置に効率的にｚ軸方向の勾配磁場を生成し，静磁場に直
交する面内の二つの方向（ｘ方向とｙ方向）の勾配コイ
ルとして，平行４線型とし，互いに最近接のコイルには
同じ方向の電流を流して効率的にｘ軸方向とｙ軸方向の
勾配磁場を生成することを特徴とするＮＭＲマイクロス
コープ装置である．
プ装置は，高周波コイルのシールドケースに，静磁場方
向（ｚ軸方向）の勾配コイルとして，マックスウェル・
ペア型コイルの勾配コイルを装備し，互いに最近接のコ
イルには同じ方向の電流を流して，それぞれの試料の位
置に効率的にｚ軸方向の勾配磁場を生成し，静磁場に直
交する面内の二つの方向（ｘ方向とｙ方向）の勾配コイ
ルとして，平行４線型とし，互いに最近接のコイルには
同じ方向の電流を流して効率的にｘ軸方向とｙ軸方向の
勾配磁場を生成することを特徴とするＮＭＲマイクロス
コープ装置である．
【０００７】さらに，この発明のＮＭＲマイクロスコー
プ装置は，複数のＮＭＲ用高周波コイルに印加するため
の高周波信号変調器および高周波波形発生器を共通のも
のとし，また，複数の勾配磁場コイルに対する定電流電
源および電流波形発生器を共通のものとし，そしてそれ
らを単一の制御システムによって同時に制御することに
よって，並列化したシステムの構成を大幅に簡略化する
ことを特徴とするＮＭＲマイクロスコープ装置である．
プ装置は，複数のＮＭＲ用高周波コイルに印加するため
の高周波信号変調器および高周波波形発生器を共通のも
のとし，また，複数の勾配磁場コイルに対する定電流電
源および電流波形発生器を共通のものとし，そしてそれ
らを単一の制御システムによって同時に制御することに
よって，並列化したシステムの構成を大幅に簡略化する
ことを特徴とするＮＭＲマイクロスコープ装置である．
【０００８】
【発明の実施の形態】図１にこの発明のＮＭＲマイクロ
スコープ装置の全体システムを示す．
スコープ装置の全体システムを示す．
【０００９】本システムは，（１）システム全体を制御
し，ＮＭＲ信号収集，画像再構成・表示などを行う計算
・制御系，（２）核スピン系を励起する高周波信号を作
り，また受信したＮＭＲ信号を増幅・検波する送受信
系，および（３）核磁化を作り出す磁石，静磁場勾配を
作る勾配磁場コイル，そして，核スピン系に高周波を与
え，また信号を受信するＲＦコイルからなる，静磁場・
勾配磁場・高周波コイル系の３つのサブシステムからな
っている．
し，ＮＭＲ信号収集，画像再構成・表示などを行う計算
・制御系，（２）核スピン系を励起する高周波信号を作
り，また受信したＮＭＲ信号を増幅・検波する送受信
系，および（３）核磁化を作り出す磁石，静磁場勾配を
作る勾配磁場コイル，そして，核スピン系に高周波を与
え，また信号を受信するＲＦコイルからなる，静磁場・
勾配磁場・高周波コイル系の３つのサブシステムからな
っている．
【００１０】複数の試料のための各ＲＦコイルに対し
て，それぞれ，核スピン系を励起する高周波電力増幅
器，核スピン系から検出されるＮＭＲ信号を増幅するプ
リアンプ，増幅されたＮＭＲ信号を検波するための検波
器，検波された信号をディジタル化するためのＡＤコン
バーターが備えられており，これらの並列化されたシス
テムは，同一の撮像シーケンで同時に動作するように設
計されている．
て，それぞれ，核スピン系を励起する高周波電力増幅
器，核スピン系から検出されるＮＭＲ信号を増幅するプ
リアンプ，増幅されたＮＭＲ信号を検波するための検波
器，検波された信号をディジタル化するためのＡＤコン
バーターが備えられており，これらの並列化されたシス
テムは，同一の撮像シーケンで同時に動作するように設
計されている．
【００１１】いっぽう，核スピン系を励起する高周波電
力増幅器への高周波信号，勾配コイルへの電流波形は，
共通のものとしており，これにより，制御系は非常に簡
略化された構成となっている．
力増幅器への高周波信号，勾配コイルへの電流波形は，
共通のものとしており，これにより，制御系は非常に簡
略化された構成となっている．
【００１２】複数の測定試料のためのプローブとして
は，図２，３，４に示すように，静磁場方向に一次元的
に配置する場合，そしてその配置を平面上に複数配置す
る場合（図５，６），さらに，その平面上に並べたプロ
ーブ群を上下方向に積み重ねて，三次元的に配置する場
合がある。
は，図２，３，４に示すように，静磁場方向に一次元的
に配置する場合，そしてその配置を平面上に複数配置す
る場合（図５，６），さらに，その平面上に並べたプロ
ーブ群を上下方向に積み重ねて，三次元的に配置する場
合がある。
【００１３】上記のプローブの配置において，それぞれ
のＲＦプローブは，互いに電磁的にシールドされている
ために互いに干渉することはなく，また，それぞれの電
磁シールドに固定された勾配磁場コイルの発生する勾配
磁場は，他のＲＦプローブの位置にも，協調的に勾配磁
場を発生するため，これらのプローブを，同一の撮像シ
ーケンスで動作させる限りにおいて，互いの干渉を除去
することができる．
のＲＦプローブは，互いに電磁的にシールドされている
ために互いに干渉することはなく，また，それぞれの電
磁シールドに固定された勾配磁場コイルの発生する勾配
磁場は，他のＲＦプローブの位置にも，協調的に勾配磁
場を発生するため，これらのプローブを，同一の撮像シ
ーケンスで動作させる限りにおいて，互いの干渉を除去
することができる．
【００１４】以上のように，本装置では，同時に多数の
試料の撮像が可能であるが，磁石は１台しか使用せず，
制御系も１台のみであるため，１人の測定者による操作
が可能である．
試料の撮像が可能であるが，磁石は１台しか使用せず，
制御系も１台のみであるため，１人の測定者による操作
が可能である．
【００１５】この発明のＮＭＲマイクロスコープは，１
台の広い均一静磁場空間を有する磁石と１台の制御コン
ソールを用いて，多数の試料の同時撮像を可能とするた
め，ＮＭＲマイクロスコープ撮像の効率を，従来型の装
置に比べ，飛躍的に向上させることができる．
台の広い均一静磁場空間を有する磁石と１台の制御コン
ソールを用いて，多数の試料の同時撮像を可能とするた
め，ＮＭＲマイクロスコープ撮像の効率を，従来型の装
置に比べ，飛躍的に向上させることができる．
【００１６】また，単一の検出コイルを有する従来型の
ＮＭＲマイクロスコープを複数台並べて使用する場合に
比べ，静磁場を発生する磁石は１台であり，制御系も共
通に１台のみとすることができるため，システムコスト
を，飛躍的に低下させることができる．
ＮＭＲマイクロスコープを複数台並べて使用する場合に
比べ，静磁場を発生する磁石は１台であり，制御系も共
通に１台のみとすることができるため，システムコスト
を，飛躍的に低下させることができる．
【００１７】以上により，多数の試料を短期間に撮像す
るＮＭＲマイクロスコープの応用分野が新たに開拓さ
れ，動物実験，品質管理などの効率が飛躍的に向上する
ことが期待される．
るＮＭＲマイクロスコープの応用分野が新たに開拓さ
れ，動物実験，品質管理などの効率が飛躍的に向上する
ことが期待される．
【図１】この発明のＮＭＲマイクロスコープ装置の全体
ブロック図を示すものである．
ブロック図を示すものである．
【図２】この発明のＮＭＲマイクロスコープ装置に用い
られる，一次元的に配置した勾配磁場プローブの全体斜
視図を示すものである．
られる，一次元的に配置した勾配磁場プローブの全体斜
視図を示すものである．
【図３】この発明のＮＭＲマイクロスコープ装置に用い
られる，一次元的に配置した勾配磁場プローブのｚ勾配
コイルの配置を示すものである．
られる，一次元的に配置した勾配磁場プローブのｚ勾配
コイルの配置を示すものである．
【図４】この発明のＮＭＲマイクロスコープ装置に用い
られる，一次元的に配置した勾配磁場プローブのｘ勾配
コイルの配置を示すものである．ｙ勾配コイルは，ｚ軸
に関して９０度回転した同様の配置である．
られる，一次元的に配置した勾配磁場プローブのｘ勾配
コイルの配置を示すものである．ｙ勾配コイルは，ｚ軸
に関して９０度回転した同様の配置である．
【図５】この発明のＮＭＲマイクロスコープ装置に用い
られる，二次元的に配置した勾配磁場プローブのｚ勾配
コイルの配置を示すものである．
られる，二次元的に配置した勾配磁場プローブのｚ勾配
コイルの配置を示すものである．
【図６】この発明のＮＭＲマイクロスコープ装置に用い
られる，二次元的に配置した勾配磁場プローブのｘ勾配
コイルの配置を示すものである．ｙ勾配コイルは，ｚ軸
に関して９０度回転した同様の配置である．
られる，二次元的に配置した勾配磁場プローブのｘ勾配
コイルの配置を示すものである．ｙ勾配コイルは，ｚ軸
に関して９０度回転した同様の配置である．
１ コンピュータ ２ パルスプログラマ ３ 高周波変調器 ４〜６ 勾配磁場電源 ７〜９ 勾配磁場コイル １０ 電力分配器 １１〜１４ 高周波電力増幅器 １５〜１８ ＮＭＲプローブ １９〜２２ プリアンプ ２３〜２６ 検波器 ２７〜３０ アナログ−ディジタル変換器 ３１〜３４ 高周波シールドボックス ３５〜３８ サンプル挿入孔 ３９ ｘ勾配コイル ４０ ｙ勾配コイル ４１ ｚ勾配コイル ４２〜４６ ｚ勾配コイル ４７〜５０ サンプル挿入孔 ５１〜５５ ｘ勾配コイル ５６〜５９ サンプル挿入孔 ６０〜６９ ｚ勾配コイル ７０〜７７ サンプル挿入孔 ７８〜８７ ｘ勾配コイル ８８〜９５ サンプル挿入孔
Claims (3)
- 【請求項１】 均一な静磁場中に，複数のＮＭＲ用高周
波コイルを，それぞれ別々の電磁的シールドケースに入
れて，一次元，または二次元，または三次元的に並べて
配置し，それぞれのケースの外側に勾配磁場発生コイル
を装備して，試料の撮像位置にそれぞれ勾配磁場を発生
し，さらに，これらの勾配磁場発生コイルを同期的かつ
協調的に動作させることにより，同時に複数の試料のＮ
ＭＲ撮像を行うことを特徴とするＮＭＲマイクロスコー
プ装置． - 【請求項２】 前記勾配コイルのうち，静磁場方向（ｚ
方向）の勾配コイルを，マックスウェル・ペア型とし，
最近接のコイルには同じ方向の電流を流して，それぞれ
の試料の位置に効率的にｚ軸方向の勾配磁場を生成し，
静磁場に直交する面内の二つの方向（ｘ方向とｙ方向）
の勾配コイルを，平行４線型とし，最近接のコイルには
同じ方向の電流を流して，それぞれの試料の位置に効率
的にｘ軸方向とｙ軸方向の勾配磁場を生成することを特
徴とする，請求項１記載のＮＭＲマイクロスコープ装
置． - 【請求項３】 複数のＮＭＲ用高周波コイルおよび複数
の勾配磁場コイルを，それぞれ単一の制御システムによ
って同時に制御することにより，回路構成を大幅に簡略
化することを特徴とする，請求項１記載のＮＭＲマイク
ロスコープ装置．
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000266247A JP2002048851A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | Ｎｍｒマイクロスコープ装置 |
| US09/903,548 US20020030491A1 (en) | 2000-07-31 | 2001-07-13 | MRI using multiple RF coils and multiple gradient coils to simultaneously measure multiple samples |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000266247A JP2002048851A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | Ｎｍｒマイクロスコープ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002048851A true JP2002048851A (ja) | 2002-02-15 |
Family
ID=18753374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000266247A Pending JP2002048851A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | Ｎｍｒマイクロスコープ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020030491A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002048851A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007260001A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Univ Of Tsukuba | 磁気共鳴イメージング装置および撮像方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2006256434B2 (en) | 2005-06-09 | 2012-04-05 | Aspect Magnet Technologies Ltd. | A portable quality and process control system for simultaneous magnetic resonance imaging of multiple samples |
| US7880467B2 (en) * | 2005-06-09 | 2011-02-01 | Aspect Magnet Technologies Ltd. | Packed array of MRI/NMR devices and an MRI/NMR method of analyzing adjacent lines of goods simultaneously |
| DE102006020119B4 (de) * | 2006-05-02 | 2011-04-21 | Siemens Ag | Magnetresonanzanlage |
| GB0611745D0 (en) * | 2006-06-14 | 2006-07-26 | Boc Group Plc | Method of determing the mas of a plurality of samples |
| CN101473240A (zh) * | 2006-06-22 | 2009-07-01 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 多个对象的同时mri成像 |
| US11300531B2 (en) | 2014-06-25 | 2022-04-12 | Aspect Ai Ltd. | Accurate water cut measurement |
| US20180113185A1 (en) * | 2015-04-01 | 2018-04-26 | The General Hospital Corporation | System and method for imaging nanodiamonds as dynamic nuclear polarization agent |
| US10345251B2 (en) | 2017-02-23 | 2019-07-09 | Aspect Imaging Ltd. | Portable NMR device for detecting an oil concentration in water |
| EP3736591A1 (de) * | 2019-05-09 | 2020-11-11 | Siemens Healthcare GmbH | Grundfeldmagnetanordnung für ein magnetresonanztomographie-system |
| EP3828580B1 (en) | 2019-11-27 | 2023-10-11 | Siemens Healthcare GmbH | Method and system for compensating stray magnetic fields in a magnetic resonance imaging system with multiple examination areas |
| EP3828574A1 (en) | 2019-11-27 | 2021-06-02 | Siemens Healthcare GmbH | Gradient system for a magnetic resonance imaging system with at least two examination areas |
| EP4211726A1 (en) * | 2020-09-08 | 2023-07-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Prediction of semiconductor device performance |
-
2000
- 2000-07-31 JP JP2000266247A patent/JP2002048851A/ja active Pending
-
2001
- 2001-07-13 US US09/903,548 patent/US20020030491A1/en not_active Abandoned
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007260001A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Univ Of Tsukuba | 磁気共鳴イメージング装置および撮像方法 |
| JP4576534B2 (ja) * | 2006-03-28 | 2010-11-10 | 国立大学法人 筑波大学 | 磁気共鳴イメージング装置および撮像方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020030491A1 (en) | 2002-03-14 |
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