JP2007147452A - Magnetic resonator and method for measuring nuclear magnetic resonance signal - Google Patents

Magnetic resonator and method for measuring nuclear magnetic resonance signal Download PDF

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Hideyuki Asada
英之 浅田
Tetsuo Saito
哲夫 斎藤
Kenichi Furuoka
賢一 古岡
Tetsuo Uchida
哲夫 内田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the sensitivity of a magnetic resonator on a nuclear magnetic resonance signal. <P>SOLUTION: A static magnetic field generation part 20 comprises a pair of magnets 21a and 21b fixed to a yoke 22, forming a magnetic circuit in its entirety. The generation part 20 is further equipped with a spacer 71 which is put on the magnets 21a and 21b. The spacer 71 is equipped with a dent part 71a for thereon mounting a measurement specimen 100 to shape the measurement specimen 100. A static magnetic field is formed around the generation part 20 where an equi-magnetic flux density surface exists having equal magnetic flux density. A resonance domain 100a appears in the density surface. With the measurement specimen 100 included in the measurement specimen 100 by bringing the measurement specimen 100 into line with the spacer 71, a nuclear magnetic resonance phenomenon is caused to take place over the whole of the density surface by using a transmission/reception coil 23. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁気共鳴装置および核磁気共鳴信号測定方法に関する。   The present invention relates to a magnetic resonance apparatus and a nuclear magnetic resonance signal measurement method.

従来、核磁気共鳴現象を利用して、測定試料、例えば人体の水や脂肪の分布や濃度を画像化する磁気共鳴装置が実用化され、医療現場等に応用されている。係る核磁気共鳴現象は、測定試料に対して静磁場とラジオ波(高周波磁場)を照射することで生じる核磁気共鳴信号を受信して、特定の原子の密度を計測するものである。そして、この共鳴を生じさせるための高周波磁場の周波数の条件は、静磁場の磁束密度をBとして、f=(γ/2π)Bと表される。定数γの値は、個々の原子によって定まっており、例えば水素原子であれば、42.56MHz/T(テスラ)である。測定試料中の原子が、この高周波磁場の条件を満たす環境に置かれると、係る磁気共鳴現象が生じて、核磁気共鳴信号を受信できる。この関係式から分かるように、特定の静的な磁束密度を有する部位には、特定の周波数を与えたときのみでなければ、核磁気共鳴現象が生じないようになっている。前述の磁束密度の分布が予め分かっているとすると、一定の磁束密度を有する部位を特定できる。そこで、試料中の磁束密度に差を設けて、部位を特定し試料内の原子密度の分布を求めることが行なわれている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a magnetic resonance apparatus that uses nuclear magnetic resonance phenomenon to image the distribution and concentration of a measurement sample, for example, water and fat of a human body, has been put into practical use and applied to medical fields and the like. Such a nuclear magnetic resonance phenomenon is to receive a nuclear magnetic resonance signal generated by irradiating a measurement sample with a static magnetic field and a radio wave (high-frequency magnetic field) and measure the density of a specific atom. The frequency condition of the high-frequency magnetic field for causing the resonance is expressed as f = (γ / 2π) B where B is the magnetic flux density of the static magnetic field. The value of the constant γ is determined by each atom, and is 42.56 MHz / T (Tesla) for a hydrogen atom, for example. When atoms in the measurement sample are placed in an environment that satisfies the conditions of the high-frequency magnetic field, such a magnetic resonance phenomenon occurs and a nuclear magnetic resonance signal can be received. As can be seen from this relational expression, a nuclear magnetic resonance phenomenon does not occur in a portion having a specific static magnetic flux density unless a specific frequency is applied. If the above-described distribution of magnetic flux density is known in advance, a part having a constant magnetic flux density can be specified. Therefore, a difference is provided in the magnetic flux density in the sample, and the site is specified to obtain the distribution of atomic density in the sample.

このような磁気共鳴装置において、開放面に静磁場を発生させるオープンタイプの磁気共鳴装置が開示されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
特開2005−27763号公報 特開2005−095479号公報
In such a magnetic resonance apparatus, an open type magnetic resonance apparatus that generates a static magnetic field on an open surface is disclosed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
JP 2005-27763 A JP 2005-095479 A

しかしながら、分布を求める必要はないような試料(例えば材質が均一な試料等)について測定する場合には、試料中に一定の磁束密度を有する部位が多くあった方が核磁気共鳴信号の強度が強くなり、感度が高くなる点で好ましい。この点、比較的薄い板状の試料中を測定する場合、厚みがなく薄いゆえに、一般的に曲面となる磁束密度が等しい領域から外れやすく、これに伴い共鳴領域も小さくなり、受信できる核磁気共鳴信号が小さくなる問題があった。また、共鳴領域が特定の深さの位置と合致していないから、特定の深さの状態を正確に調べることは困難であった。   However, when measuring a sample whose distribution does not need to be obtained (for example, a sample having a uniform material), the intensity of the nuclear magnetic resonance signal is higher when there are more parts having a certain magnetic flux density in the sample. It is preferable in that it becomes stronger and the sensitivity becomes higher. In this regard, when measuring in a relatively thin plate-like sample, it is easy to deviate from the region where the magnetic flux density, which is generally curved, is equal because it is thin and thin. There was a problem that the resonance signal became small. In addition, since the resonance region does not coincide with the position of the specific depth, it is difficult to accurately check the state of the specific depth.

そこで、本発明は、磁気共鳴装置において核磁気共鳴信号の感度を向上させることを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to improve the sensitivity of a nuclear magnetic resonance signal in a magnetic resonance apparatus.

本発明は以下の通り構成している。   The present invention is configured as follows.

(1)本発明は、
試料の核磁気共鳴信号を測定するセンサヘッド表面に表面漏洩静磁場を発生させる静磁場発生手段を備えた磁気共鳴装置において、
共鳴状態を生じさせる磁束密度に対応する等磁束度面と略同一形状の表面を有する試料当接部材をセンサヘッド面に設けたことを特徴とする磁気共鳴装置である。
(1) The present invention
In a magnetic resonance apparatus provided with a static magnetic field generating means for generating a surface leakage static magnetic field on the surface of a sensor head for measuring a nuclear magnetic resonance signal of a sample,
A magnetic resonance apparatus characterized in that a sample abutting member having a surface having substantially the same shape as an isomagnetic flux surface corresponding to a magnetic flux density causing a resonance state is provided on a sensor head surface.

静磁場発生手段により発生した静磁場には、磁束密度が均一な領域を表す面(以下「等磁束密度面」という)が、磁束密度の値により層状に重なって存在する。本発明によれば、前記試料当接部材配置手段により配置された前記試料当接部材に沿って、試料を沿わせて押し付ける等により、核磁気共鳴信号の共鳴領域となるこの等磁束密度面に試料を沿わせることができる。したがって、この等磁束密度面上に沿った部分が大きく形成され、その部分全体から核磁気共鳴信号を受信することができるので、受信感度をよくすることができる。   In the static magnetic field generated by the static magnetic field generating means, a surface representing a region where the magnetic flux density is uniform (hereinafter referred to as “equal magnetic flux density surface”) is overlapped in layers depending on the value of the magnetic flux density. According to the present invention, the equal magnetic flux density surface which becomes the resonance region of the nuclear magnetic resonance signal by, for example, pressing the sample along the sample abutting member arranged by the sample abutting member arranging means. A sample can be put along. Therefore, a portion along the surface of the equal magnetic flux density is formed to be large, and a nuclear magnetic resonance signal can be received from the entire portion, so that reception sensitivity can be improved.

なお、前記静磁場発生手段は、例えば、以下の構成が考えられる。即ち、ヨークと一対の永久磁石とを有し、これら全体としてU字形状に形成してその溝の周囲または永久磁石の先端に生じる漏洩磁場を発生させることが考えられるし、また、特許文献1のように円形の磁石と、この磁石の両側に、この円形の磁石を納める凹部を有する一対のヨークとを構成して、ヨーク間の隙間の周囲、これに挿入した支持材、またはヨークの先端から漏洩磁場を発生させることが考えられる。
(2)本発明は、
前記試料当接部材は、前記等磁束密度面と前記試料当接部材の表面との間隔を、試料表面からの前記核磁気共鳴信号の測定深さとなる厚みに設定したことを特徴とする。
The static magnetic field generating means may have the following configuration, for example. That is, it is conceivable to have a yoke and a pair of permanent magnets, which are formed in a U shape as a whole and generate a leakage magnetic field generated around the groove or at the tip of the permanent magnet. A circular magnet and a pair of yokes having recesses for receiving the circular magnets on both sides of the magnet are formed around the gap between the yokes, a support member inserted in the gap, or the tip of the yoke It is conceivable to generate a leakage magnetic field.
(2) The present invention
The sample abutting member is characterized in that the distance between the equal magnetic flux density surface and the surface of the sample abutting member is set to a thickness that is a measurement depth of the nuclear magnetic resonance signal from the sample surface.

このように構成して前記試料当接部材を設けると、核磁気共鳴信号が発生する位置の等磁束密度面のカーブから、核磁気共鳴信号の測定深さ分だけセンサヘッド側に後退した位置に前記試料当接部材の表面を設けることになる。よって、試料表面から同じ深さの位置に核磁気共鳴信号の共鳴点を設けることができる。   When the sample abutting member is configured in this way, it is moved from the curve of the equal magnetic flux density surface at the position where the nuclear magnetic resonance signal is generated to a position retracted toward the sensor head by the measurement depth of the nuclear magnetic resonance signal. The surface of the sample contact member is provided. Therefore, the resonance point of the nuclear magnetic resonance signal can be provided at the same depth from the sample surface.

なお、本発明で「測定深さ」とは、試料を測定する位置の試料表面からの深さをいう(以下、同じ。)。   In the present invention, “measurement depth” refers to the depth from the sample surface at the position where the sample is measured (the same applies hereinafter).

(3)本発明は、
試料表面が前記試料当接部材の表面に沿うように該試料を試料当接部材表面に押圧する押圧部材を設けたことを特徴とする。
(3) The present invention
A pressing member for pressing the sample against the surface of the sample contact member is provided so that the surface of the sample is along the surface of the sample contact member.

本発明は、試料当接部材表面に押圧する押圧部材を備えており、押圧部材により試料を前記試料当接部材に押圧することができる。これにより押圧された試料内に、核磁気共鳴信号の共鳴領域となる等磁束度面が含まれる領域が大きくなり、この等磁束密度面上に沿った部分全体から核磁気共鳴信号を受信することになるので、受信信号が増大する。   The present invention includes a pressing member that presses the surface of the sample contact member, and the sample can be pressed against the sample contact member by the pressing member. In this manner, the pressed sample has a larger area including the isomagnetic flux surface that becomes the resonance area of the nuclear magnetic resonance signal, and the nuclear magnetic resonance signal is received from the entire portion along the isomagnetic flux density surface. As a result, the received signal increases.

(4)本発明は、
前記試料当接部材は、前記等磁束密度面と略同一形状の表面を含む部分を着脱可能とした交換部材を備える。
(4) The present invention
The sample abutting member includes an exchange member in which a portion including a surface having substantially the same shape as the equal magnetic flux density surface is detachable.

このように構成すれば、試料の測定する部位、例えば測定する深さに応じて、前記等磁束密度面と略同一形状の表面に合わせて交換部材を試料当接部材に着脱することが可能となる。   If comprised in this way, according to the measurement site | part of a sample, for example, the depth to measure, it becomes possible to attach or detach an exchange member to a sample contact member according to the surface of the substantially same shape as the said equal magnetic flux density surface. Become.

(5)本発明は、
前記交換部材は、前記核磁気共鳴信号を受信する受信コイルを設けた。
(5) The present invention
The exchange member is provided with a receiving coil for receiving the nuclear magnetic resonance signal.

前記試料当接部材には、前記核磁気共鳴信号を受信するための受信コイルを設けているので、この試料当接部材に当接する試料と受信コイルとの間隔を小さくすることができ、前記核磁気共鳴信号の感度を向上させることができる。   Since the sample abutting member is provided with a receiving coil for receiving the nuclear magnetic resonance signal, the interval between the sample abutting on the sample abutting member and the receiving coil can be reduced. The sensitivity of the magnetic resonance signal can be improved.

(6)本発明は、
静磁場発生手段によりセンサヘッド面に表面漏洩磁場を発生させることにより、この表面漏洩磁場内に置かれる試料の核磁気共鳴信号を測定する方法において、
共鳴状態を生じさせる磁束密度に対応する等磁束度面と略同一形状の表面を有する試料当接部材を前記センサヘッド面に配置し、
前記試料当接部材上に試料を配置し、
前記の試料の表面が前記試料当接部材の表面に沿うように、前記試料当接部材と押圧用部材とで前記試料を挟み込んで押圧し、
次いで、試料の核磁気共鳴信号を測定することを特徴とする核磁気共鳴信号の測定方法である。
(6) The present invention
In a method of measuring a nuclear magnetic resonance signal of a sample placed in the surface leakage magnetic field by generating a surface leakage magnetic field on the sensor head surface by a static magnetic field generation means,
A sample abutting member having a surface having substantially the same shape as the isomagnetic flux surface corresponding to the magnetic flux density causing the resonance state is disposed on the sensor head surface,
A sample is disposed on the sample contact member;
The sample is sandwiched and pressed between the sample contact member and the pressing member so that the surface of the sample is along the surface of the sample contact member,
Next, a method of measuring a nuclear magnetic resonance signal is characterized by measuring a nuclear magnetic resonance signal of a sample.

本発明によれば、試料当接部材を前記センサヘッド面に配置し、前記試料当接部材上に試料を配置し、試料表面が前記試料当接部材の表面に沿うように該試料を前記試料当接部材と押圧用部材とで前記試料を挟み込んで押圧している。これにより、試料が前記試料当接部材の表面の形状に成形される。ここで、試料当接部材の表面は核磁気共鳴信号の共鳴領域となる等磁束度面と同様の形状に形成されているので、試料内部には共鳴状態を生じさせる磁束密度に対応する等磁束度面を大きくすることができる。この状態で、試料の核磁気共鳴信号を測定するから、この等磁束密度面全体から核磁気共鳴信号を受信することができる。したがって、前記核磁気共鳴信号の受信感度をよくすることができる。   According to the present invention, the sample abutting member is disposed on the sensor head surface, the sample is disposed on the sample abutting member, and the sample is placed on the sample so that the sample surface is along the surface of the sample abutting member. The sample is sandwiched and pressed between the contact member and the pressing member. Thereby, a sample is shape | molded by the shape of the surface of the said sample contact member. Here, since the surface of the sample abutting member is formed in the same shape as the isomagnetic flux surface that becomes the resonance region of the nuclear magnetic resonance signal, the equal magnetic flux corresponding to the magnetic flux density that causes a resonance state inside the sample. The degree can be increased. In this state, since the nuclear magnetic resonance signal of the sample is measured, the nuclear magnetic resonance signal can be received from the entire surface of the equal magnetic flux density. Therefore, the receiving sensitivity of the nuclear magnetic resonance signal can be improved.

(7)本発明は、
静磁場発生手段によりセンサヘッド面に表面漏洩磁場を発生させることにより、この表面漏洩磁場内に置かれる試料の核磁気共鳴信号を測定する方法において、
共鳴状態を生じさせる磁束密度に対応する等磁束度面と略同一形状の表面を有する試料当接部材を前記センサヘッド面に配置し、
前記試料を前記試料当接部材の表面に沿うように前記試料当接部材に押し当てて、
次いで、試料の核磁気共鳴信号を測定することを特徴とする核磁気共鳴信号の測定方法である。
(7) The present invention
In a method of measuring a nuclear magnetic resonance signal of a sample placed in the surface leakage magnetic field by generating a surface leakage magnetic field on the sensor head surface by a static magnetic field generation means,
A sample abutting member having a surface having substantially the same shape as the isomagnetic flux surface corresponding to the magnetic flux density causing the resonance state is disposed on the sensor head surface,
Press the sample against the sample abutting member along the surface of the sample abutting member,
Next, a method of measuring a nuclear magnetic resonance signal is characterized by measuring a nuclear magnetic resonance signal of a sample.

本発明は、上記(6)の方法と技術的思想が共通する。この方法によっても試料の表面を等磁束度面になるよう成形できるから、この等磁束密度面全体から核磁気共鳴信号を受信することができる。したがって、前記核磁気共鳴信号の受信感度をよくすることができる。   The present invention has the same technical idea as the method (6). Also by this method, the surface of the sample can be shaped so as to have a surface with equal magnetic flux, so that a nuclear magnetic resonance signal can be received from the entire surface with the same magnetic flux density. Therefore, the receiving sensitivity of the nuclear magnetic resonance signal can be improved.

なお、本発明は、例えば、肉厚の弾力性のある部材を前記試料当接部材に押し当てることにより、上記(6)のように挟み込むことができない場合でも、上記成形が可能となる。ただし、この例は本発明を限定するものではない。   In the present invention, for example, by pressing a thick elastic member against the sample contact member, the molding can be performed even when the sample cannot be sandwiched as in (6). However, this example does not limit the present invention.

本発明によれば、核磁気共鳴状態の生じる等磁束密度面に試料を沿わせることにより、試料中の広い領域から核磁気共鳴信号を受信することができる。したがって、前記核磁気共鳴信号の受信感度をよくすることができる。   According to the present invention, a nuclear magnetic resonance signal can be received from a wide area in a sample by placing the sample along an equal magnetic flux density surface where a nuclear magnetic resonance state occurs. Therefore, the receiving sensitivity of the nuclear magnetic resonance signal can be improved.

<第1の実施形態>
以下、図1、図2を用いて、第1の実施形態の磁気共鳴装置の構成を説明する。この磁気共鳴装置は、図1に示すような機械的構成と、図2に示すような電気的構成を備えている。
<First Embodiment>
Hereinafter, the configuration of the magnetic resonance apparatus of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. This magnetic resonance apparatus has a mechanical configuration as shown in FIG. 1 and an electrical configuration as shown in FIG.

まず、図1を用いて、本実施形態の磁気共鳴装置の機械的構成およびこの磁気共鳴装置の使用方法を説明する。   First, the mechanical configuration of the magnetic resonance apparatus according to the present embodiment and the method of using the magnetic resonance apparatus will be described with reference to FIG.

図1(A)、(B)を用いて、第1の実施形態の磁気共鳴装置のセンサヘッドの上部の構成について説明する。本実施形態の磁気共鳴装置の機械的構成の主要部は、センサヘッド2であり、センサヘッド2は、図1(A)に示す静磁場発生部20と、スペーサ71と図1(B)に示す送受信コイル23とを備えている。以下、それぞれを説明する。   The configuration of the upper part of the sensor head of the magnetic resonance apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. The main part of the mechanical configuration of the magnetic resonance apparatus of the present embodiment is a sensor head 2. The sensor head 2 includes a static magnetic field generator 20 shown in FIG. 1 (A), a spacer 71, and FIG. 1 (B). The transmitter / receiver coil 23 shown in FIG. Each will be described below.

図1(A)に示す静磁場発生部20は、金属製のヨーク22と、その上に固定された1対の磁石21a、21bを備える。この磁石21a、21bは、Y軸方向(図1(A)に示すヨーク22から磁石21a、bに向かう方向)に磁極がある。磁石21a、21bは磁極が互いに逆となっている。これによりヨーク22と磁石21a、bとで1周の磁気回路を形成しており、間隙105の周囲および磁石21a、bの上面(スペーサ71を設ける面)から磁場が漏洩する。試料を載せるスペーサ71には、磁石21a、bの上面(スペーサ71を設ける面)から漏洩した静磁場が形成される。図1(A)の例では、磁石21aがヨークに接する側がS極で、反対側がN極、磁石21bがヨークに接する側がN極で、反対側がS極である。   A static magnetic field generator 20 shown in FIG. 1A includes a metal yoke 22 and a pair of magnets 21a and 21b fixed thereon. The magnets 21a and 21b have magnetic poles in the Y-axis direction (the direction from the yoke 22 shown in FIG. 1A toward the magnets 21a and 21b). Magnets 21a and 21b have opposite magnetic poles. Thus, the yoke 22 and the magnets 21a and 21b form a one-round magnetic circuit, and the magnetic field leaks from the periphery of the gap 105 and from the upper surfaces of the magnets 21a and 21b (the surface on which the spacer 71 is provided). A static magnetic field leaking from the upper surfaces of the magnets 21a and 21b (surface on which the spacer 71 is provided) is formed on the spacer 71 on which the sample is placed. In the example of FIG. 1A, the side where the magnet 21a is in contact with the yoke is the S pole, the opposite side is the N pole, the side where the magnet 21b is in contact with the yoke is the N pole, and the opposite side is the S pole.

図1(A)のスペーサ71は、厚さ7mm程度のエポキシ樹脂、パイレックス(登録商標)ガラス等の核磁気共鳴信号を発生しない材料で構成し、この磁石21a、21bの両方に被せるように設ける。また、スペーサ71には、間隙105の近傍に、測定試料100(後述図1(C)参照。)の核磁気共鳴信号の感度を向上させることを目的とするくぼみ部71aを設けている(詳細は図3以降で詳述する。)。   The spacer 71 in FIG. 1A is made of a material that does not generate a nuclear magnetic resonance signal, such as an epoxy resin having a thickness of about 7 mm, Pyrex (registered trademark) glass, or the like, and is provided so as to cover both the magnets 21a and 21b. . The spacer 71 is provided with a recess 71a in the vicinity of the gap 105 for the purpose of improving the sensitivity of the nuclear magnetic resonance signal of the measurement sample 100 (see FIG. 1C described later) (details). Will be described in detail in FIG.

なお、図1(A)の中のZ軸方向に面した両側の外側の端面107、内側の端面106は、後述図3、図4の説明で用いる。
また、本実施形態の静磁場発生部20の磁場の説明で、「間隙105」は、文字通りの隙間のみならず、非磁性体を挿入した場合におけるこの非磁性体の部分も含むものとする。例えば図1に示すスペーサ71等も含むものとする。非磁性体が挿入されていても、同様の磁場が形成されると考えられる。
Note that the outer end face 107 and the inner end face 106 on both sides facing in the Z-axis direction in FIG. 1A are used in the description of FIGS.
Further, in the description of the magnetic field of the static magnetic field generation unit 20 of the present embodiment, the “gap 105” includes not only a literal gap but also a portion of this nonmagnetic material when a nonmagnetic material is inserted. For example, the spacer 71 shown in FIG. Even if a nonmagnetic material is inserted, it is considered that a similar magnetic field is formed.

図1(B)は、図1(A)のA−A断面図を示している。
図1(B)に示すように、送受信コイル23は、リング状に形成したエナメル線を巻いた空芯コイルであり、図1(A)の中央部(座標軸があるところ付近)に、スペーサ71の下側、または後述の図7で説明する第3の実施形態のようにスペーサ71に埋め込んで設ける。その機能の詳細は後述、図2で説明するが第1の実施形態の送受信用コイル23は、高周波磁場を発生させる送信コイルとしての役割と、核磁気共鳴信号を受信する受信コイルとしての役割を兼ね備えている。送信コイルとして使用するときは、後述する静磁場と周波数の関係式を満たすように、送信コイルに高周波パルスを送ると、核磁気共鳴が測定試料100に生じる。受信コイルとして使用するときは、送受信コイル23は、この核磁気共鳴により生じた磁場の変化を電気信号に変換する。
FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
As shown in FIG. 1 (B), the transmitting / receiving coil 23 is an air-core coil wound with an enameled wire formed in a ring shape, and a spacer 71 is provided at the center of FIG. Or embedded in the spacer 71 as in the third embodiment described later with reference to FIG. Although details of the function will be described later with reference to FIG. 2, the transmitting / receiving coil 23 of the first embodiment has a role as a transmitting coil for generating a high-frequency magnetic field and a role as a receiving coil for receiving a nuclear magnetic resonance signal. Have both. When used as a transmission coil, nuclear magnetic resonance occurs in the measurement sample 100 when a high-frequency pulse is sent to the transmission coil so as to satisfy a relational expression between a static magnetic field and a frequency described later. When used as a receiving coil, the transmitting / receiving coil 23 converts the change in the magnetic field generated by the nuclear magnetic resonance into an electrical signal.

ここで、図1(A)、(B)を用いて、センサヘッド2の座標系について説明する。図1(A)、(B)に示すように、U字形状をなす装置前面102、装置後面103(面103は面102に平行。)とに垂直な方向がX軸である。前述のように、この面102、103に沿って1周の磁気回路が形成されており、X軸はこれに垂直となっている。また、磁石21a、21b間の空隙105における磁力線の方向がZ軸であり、これらX軸、Z軸に垂直な方向が前述のY軸となる。   Here, the coordinate system of the sensor head 2 will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1A and 1B, the direction perpendicular to the U-shaped device front surface 102 and device rear surface 103 (the surface 103 is parallel to the surface 102) is the X axis. As described above, a one-round magnetic circuit is formed along the surfaces 102 and 103, and the X axis is perpendicular thereto. Further, the direction of the lines of magnetic force in the gap 105 between the magnets 21a and 21b is the Z axis, and the direction perpendicular to the X axis and the Z axis is the Y axis described above.

図1(B)を用いて、さらに、静磁場発生部20の大きさとスペーサ71の断面形状と、送受信コイル23について説明する。図1(B)に図示した目盛の単位は[mm]であり、静磁場発生部20の大きさは、100mm角程度である。図1(A)で示した外側の端面107は、X座標の±50mmの位置に相当し、図1(A)で示した内側の端面106は、X座標の±10mmの位置に相当する。図1(B)に示すように、スペーサ71の断面は、くぼみ部71aにおいておわん形にくぼんでおり、スペーサ71の厚みは、7mm程度である。   Further, the size of the static magnetic field generation unit 20, the cross-sectional shape of the spacer 71, and the transmission / reception coil 23 will be described with reference to FIG. The unit of the scale shown in FIG. 1B is [mm], and the size of the static magnetic field generator 20 is about 100 mm square. The outer end face 107 shown in FIG. 1A corresponds to a position of ± 50 mm in the X coordinate, and the inner end face 106 shown in FIG. 1A corresponds to a position of ± 10 mm in the X coordinate. As shown in FIG. 1B, the cross section of the spacer 71 is recessed in a bowl shape at the indented portion 71a, and the thickness of the spacer 71 is about 7 mm.

次に、図1(C)を用いて、本実施形態の装置の使用形態について説明する。本装置の使用時には、図1(A)、(B)で示した静磁場発生部20に対し、測定試料100を載せ、その上からエポキシ樹脂、パイレックス(登録商標)ガラス等の核磁気共鳴信号を発生しない材料で構成される押圧部材72を載せて、測定試料100を挟み込んで固定する。これにより、くぼみ部71aと、隆起部72aにより、測定試料100が変形する(測定試料100を変形させる理由については、図3以降で、後述する。)。   Next, the usage pattern of the apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. When this apparatus is used, a measurement sample 100 is placed on the static magnetic field generating unit 20 shown in FIGS. 1A and 1B, and a nuclear magnetic resonance signal such as epoxy resin or Pyrex (registered trademark) glass is placed thereon. A pressing member 72 made of a material that does not generate a problem is placed, and the measurement sample 100 is sandwiched and fixed. Thereby, the measurement sample 100 is deformed by the indented portion 71a and the raised portion 72a (the reason why the measurement sample 100 is deformed will be described later in FIG. 3 and later).

次に図2を用いて、第1の実施形態の磁気共鳴装置の内部構成について説明する。図2は、第1の実施形態の磁気共鳴装置の内部構成図である。
図2の高周波回路系51は、特定の周波数の駆動電流を生成し、送信コイルとしての送受信コイル23にパルス電流を送る。高周波回路系51は、発振部511と、送信部512と、高周波アンプ513とを含む。
Next, the internal configuration of the magnetic resonance apparatus of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an internal configuration diagram of the magnetic resonance apparatus of the first embodiment.
The high-frequency circuit system 51 in FIG. 2 generates a drive current having a specific frequency and sends a pulse current to the transmission / reception coil 23 serving as a transmission coil. The high frequency circuit system 51 includes an oscillation unit 511, a transmission unit 512, and a high frequency amplifier 513.

図2の発振部511は、例えば高安定度の水晶発振器で構成でき、これにより生成した信号を送信部512に送る。
送信部512は、周波数シンセサイザ、周波数コンバータ、およびパルス発生器を備えている。周波数シンセサイザは、発振部511で生成した基準信号を周波数変換し、所定の周波数の信号を生成する。周波数コンバータは、この所定の周波数の信号を周波数変換して、所定周波数の高周波信号(これを「a」とする。)を生成する。一方パルス発生器は、この高周波信号aとは別にパルス信号(パルス幅1〜20μ秒、1周期0.5秒から1秒)を生成する(これを「b」とする。)。これらの信号a、bは変調器に入力されることにより合成され、高周波が断続する高周波信号(RFパルス)が生成される。
高周波アンプ513は、送信部512が変換したRFパルスを増幅して駆動電流を磁気回路系52に送る。
The oscillating unit 511 in FIG. 2 can be configured by, for example, a highly stable crystal oscillator, and sends a signal generated thereby to the transmitting unit 512.
The transmission unit 512 includes a frequency synthesizer, a frequency converter, and a pulse generator. The frequency synthesizer frequency-converts the reference signal generated by the oscillation unit 511 to generate a signal having a predetermined frequency. The frequency converter frequency-converts the signal having the predetermined frequency to generate a high-frequency signal having a predetermined frequency (hereinafter referred to as “a”). On the other hand, the pulse generator generates a pulse signal (pulse width of 1 to 20 μs, one cycle from 0.5 seconds to 1 second) separately from the high-frequency signal a (hereinafter referred to as “b”). These signals a and b are synthesized by being input to the modulator, and a high frequency signal (RF pulse) in which high frequency is intermittent is generated.
The high frequency amplifier 513 amplifies the RF pulse converted by the transmission unit 512 and sends a drive current to the magnetic circuit system 52.

図2の磁気回路系52は、静磁場を発生させる静磁場発生部20と、高周波磁場を発生させる送信コイルとしての送受信コイル23を有している。前述の所定の関係を満たす場合には、この関係を満たす環境下に置かれた測定試料100の部位から核磁気共鳴信号を受信することができる。   The magnetic circuit system 52 in FIG. 2 includes a static magnetic field generation unit 20 that generates a static magnetic field and a transmission / reception coil 23 as a transmission coil that generates a high-frequency magnetic field. When the above-described predetermined relationship is satisfied, a nuclear magnetic resonance signal can be received from a portion of the measurement sample 100 placed in an environment that satisfies this relationship.

図2の核磁気共鳴信号受信部53は、前記測定試料100から発せられる核磁気共鳴信号を増幅してディジタル化を行う。核磁気共鳴信号受信部53には受信コイル8と図示しない増幅部を含む。また、演算処理系54は、画像再構成部541とデータ処理部542を有している。画像再構成部541は、核磁気共鳴信号受信部53が生成した受信データを画像用ディジタルデータに変換する。データ処理部542は、画像用ディジタルデータをD/A変換して、映像出力を表示器に送り、表示器55は、この映像出力を表示する。
操作部57は、磁気共鳴装置の動作の操作を受け付ける。そして、システム制御部56は操作部57からの指示を受け、上記した各部(51、53、54の符号)を制御する。
The nuclear magnetic resonance signal receiving unit 53 in FIG. 2 amplifies and digitizes the nuclear magnetic resonance signal emitted from the measurement sample 100. The nuclear magnetic resonance signal receiving unit 53 includes a receiving coil 8 and an amplifying unit (not shown). The arithmetic processing system 54 includes an image reconstruction unit 541 and a data processing unit 542. The image reconstruction unit 541 converts the reception data generated by the nuclear magnetic resonance signal reception unit 53 into digital image data. The data processing unit 542 D / A converts the digital image data and sends a video output to the display. The display 55 displays the video output.
The operation unit 57 receives an operation operation of the magnetic resonance apparatus. The system control unit 56 receives an instruction from the operation unit 57 and controls the above-described units (reference numerals 51, 53, and 54).

なお、第1の実施形態の装置は、一般的に行なわれているような原子の密度分布を表示するものでなく、試料全体の密度、厳密には後述の通り試料の表面から一定深さの表面の原子密度を測るものであるので、演算処理系54の目的は、主に測定試料100間のばらつき等の統計的データを表示すること等である。
また、本実施形態の装置では、画像再構成部541は、必ずしも必要がなく、データを取得すれば足りる場合もありうる。
Note that the apparatus of the first embodiment does not display the density distribution of atoms as is generally done, but the density of the entire sample, strictly speaking, a certain depth from the surface of the sample as described later. Since the atomic density of the surface is measured, the purpose of the arithmetic processing system 54 is mainly to display statistical data such as variations between the measurement samples 100.
In the apparatus according to the present embodiment, the image reconstruction unit 541 is not necessarily required, and it may be sufficient to acquire data.

次に、図1、図2を用いて、第1の実施形態の磁気共鳴装置の機能について説明する。本実施形態の磁気共鳴装置は、核磁気共鳴現象を利用して、測定試料100、例えば水や脂肪の、測定する深さに対する分布や濃度等を計測する装置である。また、この核磁気共鳴現象は、測定試料100に対して図2に示す磁石21a、21bにより静磁場を与え、送信コイルとしての送受信コイル23によりラジオ波(高周波磁場)を照射することで生じる核磁気共鳴信号を受信して、特定の原子の密度を計測するものである。そして、この共鳴を生じさせるための高周波磁場の周波数の条件は、静磁場の磁束密度をBとして、f=(γ/2π)Bと表され、定数γの値は、個々の原子によって定まっている。したがって、特定の磁束密度に対して、特定の周波数のみしか、核磁気共鳴現象が生じないようになっている。この特定の周波数の電圧を送信コイルとしての送受信コイル23に与えると、特定の種類の原子に核磁気共鳴現象が生じて、受信コイルとしての送受信コイル23がこれを電気信号として取得し、核磁気共鳴信号受信部53は、前記測定試料100から発せられる核磁気共鳴信号を増幅してディジタル化を行う。   Next, functions of the magnetic resonance apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The magnetic resonance apparatus of the present embodiment is an apparatus that measures the distribution, concentration, and the like of the measurement sample 100, for example, water or fat, with respect to the depth to be measured, using the nuclear magnetic resonance phenomenon. The nuclear magnetic resonance phenomenon is caused by applying a static magnetic field to the measurement sample 100 by the magnets 21a and 21b shown in FIG. 2 and irradiating a radio wave (high frequency magnetic field) by the transmission / reception coil 23 as a transmission coil. A magnetic resonance signal is received and the density of a specific atom is measured. The frequency condition of the high-frequency magnetic field for causing this resonance is expressed as f = (γ / 2π) B where B is the magnetic flux density of the static magnetic field, and the value of the constant γ is determined by each atom. Yes. Therefore, the nuclear magnetic resonance phenomenon occurs only at a specific frequency for a specific magnetic flux density. When a voltage of this specific frequency is applied to the transmission / reception coil 23 as a transmission coil, a nuclear magnetic resonance phenomenon occurs in a specific type of atom, and the transmission / reception coil 23 as a reception coil acquires this as an electric signal, and the nuclear magnetic field. The resonance signal receiving unit 53 amplifies and digitizes the nuclear magnetic resonance signal emitted from the measurement sample 100.

<第1の実施形態の装置のスペーサの形状>
次に図3〜図6、図1(A)、(C)を用いて、スペーサ71のくぼみ部71aの形状について説明する。
<Shape of spacer of apparatus of first embodiment>
Next, the shape of the recessed portion 71a of the spacer 71 will be described with reference to FIGS. 3 to 6 and FIGS. 1 (A) and 1 (C).

まず、図3を用いて、図1(A)を補助的に参照して静磁場発生部20の周囲の磁束密度について説明する。図3(A)〜(C)は、四角内の座標の値を固定した場合に、横軸の軸方向に対する磁束密度の変化を表している。   First, the magnetic flux density around the static magnetic field generation unit 20 will be described with reference to FIG. 3A to 3C show changes in magnetic flux density with respect to the axis direction of the horizontal axis when the value of the coordinates in the square is fixed.

図3(A)は、Y軸座標の値をY=yに、Z軸座標の値をZ=0に固定して、X軸の値を変化させたときの磁束密度の変化を表している。図3(A)に示すように磁束密度は、磁石21a、bの装置後面103から装置前面102までは平坦となっている(図1(A)参照。)。その範囲外では、磁束密度は、X軸座標が中心から離れるに従い小さくなる。 FIG. 3A shows a change in magnetic flux density when the value of the Y-axis coordinate is fixed to Y = ya, the value of the Z-axis coordinate is fixed to Z = 0, and the value of the X-axis is changed. Yes. As shown in FIG. 3A, the magnetic flux density is flat from the device rear surface 103 to the device front surface 102 of the magnets 21a and 21b (see FIG. 1A). Outside that range, the magnetic flux density decreases as the X-axis coordinate moves away from the center.

図3(B)は、X軸座標の値をX=0に、Z軸座標の値をZ=0に固定して、Y軸の値を変化させたときの磁束密度の変化を表している。磁束密度は、Y軸座標が磁石から離れるに従い小さくなる。   FIG. 3B shows the change in magnetic flux density when the value of the X-axis coordinate is fixed to X = 0, the value of the Z-axis coordinate is fixed to Z = 0, and the value of the Y-axis is changed. . The magnetic flux density decreases as the Y-axis coordinate moves away from the magnet.

図3(C)は、X軸座標の値をX=0に、Y軸座標の値Y=yに固定して、Z軸の値を変化させたときの磁束密度の変化を表している。グラフの中でZ座標がZ=0の部分では極小値となり、磁石21a、bの内側の端面106の位置(図1(B)のZ=±10mmの点)で極大値となっている。Z軸座標がこの2点間の範囲外となる範囲では、磁束密度は中心から離れるに従い小さくなる。このような磁束密度の傾向が生じる原因を簡単に説明すると、以下の通りとなる。即ち、Z座標の位置により、両磁石21a、bから離れるほど磁束密度が小さくなるが、端面106の位置では、両方の磁石a、bからの影響を受けて極大となっており、中央部Z=0では、これら磁石a、bから離れることにより磁束密度は若干の減衰があり、端面106では、次第にこれらの磁石から遠ざかるので次第に減衰していくと考えられる。また、磁石21a、bの外側の端面107(図1(B)の±50mmの点)の外ではさらに減衰の程度が大きくなる。 FIG. 3C shows a change in magnetic flux density when the value of the X-axis coordinate is fixed to X = 0 and the value of the Y-axis coordinate Y = ya and the value of the Z-axis is changed. . In the graph, when the Z coordinate is Z = 0, the value is minimum, and the value is maximum at the position of the inner end face 106 of the magnets 21a and 21b (Z = ± 10 mm in FIG. 1B). In a range where the Z-axis coordinates are outside the range between the two points, the magnetic flux density decreases as the distance from the center increases. The reason why such a tendency of the magnetic flux density occurs will be briefly described as follows. That is, depending on the position of the Z coordinate, the magnetic flux density decreases as the distance from the magnets 21a and 21b increases, but at the position of the end face 106, it is maximized by the influence of both the magnets a and b. When = 0, the magnetic flux density is slightly attenuated by moving away from the magnets a and b, and the end face 106 is considered to gradually attenuate because it gradually moves away from these magnets. Further, the degree of attenuation is further increased outside the end face 107 (point of ± 50 mm in FIG. 1B) outside the magnets 21a and 21b.

ただし、図3(C)で示したこのZ軸方向の磁束密度の状態の傾向は、磁場の強度、間隙105の間隔(図1(B)のZ=±10mmの間)によって異なり、上述の2箇所の極大値が重なって、Z=0となる中央部で極大となり、その外側に遠ざかるに従い減衰する場合もありうる。   However, the tendency of the state of the magnetic flux density in the Z-axis direction shown in FIG. 3C differs depending on the strength of the magnetic field and the gap 105 (between Z = ± 10 mm in FIG. 1B) and There may be a case where two local maximum values are overlapped and become maximum at the central portion where Z = 0 and attenuate as the distance from the center increases.

次に、図4を用いて、静磁場発生部20周辺の磁束密度の等しい領域がどのように形成されるかについて説明する。ここで、この磁束密度の等しい領域は、曲面となって形成されており、そのような磁束密度の等しい領域を等磁束密度面ということにする。図4は、このように磁束密度が特定の値Bとなる等磁束密度面を、特定の平面から見た等磁束密度線を表しており、図4(A)は、Z=0におけるX軸−Y軸平面、図4(B)は、磁束密度が特定の値Bとなる等磁束密度面について、X=0におけるY軸−Z軸平面から見た等磁束密度線を表している。なお、図4中のそれぞれの符号は図1、図3の符号に対応している。 Next, how the region having the same magnetic flux density around the static magnetic field generation unit 20 is formed will be described with reference to FIG. Here, the region having the same magnetic flux density is formed as a curved surface, and the region having the same magnetic flux density is referred to as an equal magnetic flux density surface. Figure 4 is thus equal magnetic flux density radial magnetic flux density becomes a specific value B 1, represents a constant magnetic flux density lines as seen from the particular plane, FIG. 4 (A), X in the Z = 0 axis -Y axis plane, FIG. 4 (B), for an equal flux density radial magnetic flux density becomes a specific value B 2, represents a constant magnetic flux density line as viewed from the Y axis -Z-axis plane at X = 0 . In addition, each code | symbol in FIG. 4 respond | corresponds to the code | symbol of FIG. 1, FIG.

図4(A)に示す等磁束度線は、図3(A)、図3(B)で示した磁束密度曲線を複数の位置で((図3(A)、(B)の箱の中の値を変えて)計測して、これらの関係をつき合わせることにより得られる。図4(A)に示すように、X座標が静磁場発生部20の装置後面103(図1に図示。)、装置前面102(図1に図示。)の内側では、等磁束密度線は、略平坦である。これは、図3(A)に示すように、X軸方向に磁束密度が略均一であることに起因している。また、これらの面102、面103より外側では、図4(A)に示す等磁束密度面を表す曲線は、X軸方向の外側に離れるに従いY軸座標が減少する。このような傾向が生じる理由を簡単に説明すれば以下の通りとなる。即ち、X軸方向の外側に離れるに従い磁束密度が減少する。また、Y軸方向に静磁場発生部20からは離れるに従い磁束密度が減少する。したがって、図4(A)に示すような等磁束密度線は、X軸方向の外側に離れるに従いY軸方向が磁石側に近づく方向に傾く。   4A is the magnetic flux density curve shown in FIGS. 3A and 3B at a plurality of positions (in the box of FIGS. 3A and 3B). 4), the X coordinate is the rear surface 103 of the static magnetic field generator 20 (shown in FIG. 1). Inside the apparatus front surface 102 (shown in FIG. 1), the equal magnetic flux density lines are substantially flat, which is substantially uniform in the X-axis direction as shown in FIG. Also, outside these planes 102 and 103, the curve representing the isomagnetic flux density plane shown in FIG. The reason why this tendency occurs will be briefly described as follows: That is, the magnetic flux density increases as the distance from the outside in the X-axis direction increases. Further, the magnetic flux density decreases as the distance from the static magnetic field generation unit 20 increases in the Y-axis direction, so that the equimagnetic flux density line as shown in FIG. The axial direction is inclined toward the magnet side.

図4(B)に示す等磁束度線は、図3(B)で示した磁束密度のグラフと、図3(C)で示した磁束密度曲線を複数の位置で((図3(B)、(C)の箱の中の値を変えて)計測して、これらの関係を付き合わせることにより得られる。図4(B)に示すように、Z座標がZ=0の部分で磁石21a、bの間隙105の間で極小値となり、磁石21a、bの内側の端面106の位置(図1(B)のZ=±10mmの点)で極大値となっている。これは、磁石21a、bの間隙105で、図4(B)で示すような傾向が生じる理由を簡単に説明すれば、以下の通りとなる。即ち、Y軸方向に磁石から離れるに従い磁束密度0は減衰する一方、Z軸上の磁束密度の分布では図3(C)でZ=0の位置で極小値となり、内側の端面106(Z=±10mm)に近づくにつれ極大値となる。したがって図4(B)で示す等磁束密度線は、内側の端面106に近づくにつれ、Y軸方向が磁石側から遠ざかる方向に傾く。   4B, the magnetic flux density line shown in FIG. 3B and the magnetic flux density curve shown in FIG. 3C are displayed at a plurality of positions ((FIG. 3B). (C) (by changing the value in the box), and the relationship between these is obtained.As shown in FIG. , B becomes a minimum value between the gaps 105 and reaches a maximum value at the position of the end face 106 inside the magnets 21a, b (Z = ± 10 mm point in FIG. 1B), which is the magnet 21a. 4B, the reason why the tendency as shown in FIG.4B occurs is as follows: The magnetic flux density 0 attenuates as the distance from the magnet increases in the Y-axis direction. In the distribution of the magnetic flux density on the Z axis, the minimum value is obtained at the position of Z = 0 in FIG. 3C, and the inner end face 106 (Z = ± 10). 4B, the equal magnetic flux density line shown in FIG. 4B tilts in a direction in which the Y-axis direction moves away from the magnet side as the inner end face 106 is approached.

ただし、図4(B)で示したこのZ軸方向の磁束密度の状態の傾向は、磁場の強度、間隙105の間隔(図1(B)のZ=±10mmの間)によって異なる。例えば、上述の図3で説明した磁束密度の傾向に従い、Y軸−Z軸平面上の等磁束密度線は、上述の2箇所の極大値が重なって、Z=0となる中央部で極大となり、その外側にいくに従い減衰する場合もありうる。この場合は、図1で示した実施形態ではなく、後述する図6で説明する第2の実施形態の装置を用いる必要がある。   However, the tendency of the state of the magnetic flux density in the Z-axis direction shown in FIG. 4B differs depending on the strength of the magnetic field and the gap 105 (between Z = ± 10 mm in FIG. 1B). For example, according to the tendency of the magnetic flux density described in FIG. 3 above, the equal magnetic flux density line on the Y-axis-Z-axis plane becomes the maximum at the central portion where Z = 0 because the two maximum values overlap. In some cases, the attenuation may occur as it goes outside. In this case, it is necessary to use the apparatus of the second embodiment described later with reference to FIG. 6 instead of the embodiment shown in FIG.

次に、図1(C)に戻り、図3、図4で説明したことを踏まえ、スペーサ71の形成方法について説明する。図1(C)に示すような共鳴領域100aは、前述した関係式を満たす静磁場の磁束密度となる部分であり、図4で示したような等磁束密度面となる。第1の実施形態の装置では、図4で示した曲線を測定試料100が含むように、スペーサ71のくぼみ部71a、押圧部材72の隆起部72aを形成する。具体的には、Z軸方向には、図4(B)で示したように間隙105の間では、等磁束密度面は、Y軸−Z軸平面上でY軸下側へくぼんだ形状となるから、くぼみ部71aの形状のY軸−Z軸平面の断面を同様にくぼんだ形状に形成する。X軸方向には、図4(A)で示すように装置後面103、装置前面102の間では平らであるから、X軸方向には平らに形成する。そして、測定試料100をくぼみ部71a、隆起部72aではさむか、くぼみ部71aに測定試料100を押し付けて測定試料100を成形する。これにより、測定試料100内の共鳴領域100aが広がり、この共鳴領域100aから送受信コイル23が核磁気共鳴信号を受信することができる。   Next, returning to FIG. 1 (C), a method for forming the spacer 71 will be described based on what has been described with reference to FIGS. The resonance region 100a as shown in FIG. 1C is a portion having a magnetic flux density of a static magnetic field that satisfies the above-described relational expression, and has an equal magnetic flux density surface as shown in FIG. In the apparatus of the first embodiment, the indented portion 71a of the spacer 71 and the raised portion 72a of the pressing member 72 are formed so that the measurement sample 100 includes the curve shown in FIG. Specifically, in the Z-axis direction, as shown in FIG. 4B, between the gap 105, the equal magnetic flux density surface has a shape that is recessed downward on the Y-axis on the Y-axis-Z-axis plane. Therefore, the cross-section of the Y-axis-Z-axis plane of the shape of the recessed portion 71a is similarly formed in a recessed shape. In the X-axis direction, as shown in FIG. 4 (A), since it is flat between the apparatus rear surface 103 and the apparatus front surface 102, it is flat in the X-axis direction. Then, the measurement sample 100 is sandwiched between the recess portion 71a and the raised portion 72a, or the measurement sample 100 is pressed against the recess portion 71a to form the measurement sample 100. Thereby, the resonance region 100a in the measurement sample 100 is expanded, and the transmission / reception coil 23 can receive the nuclear magnetic resonance signal from the resonance region 100a.

なお、第1の実施形態の装置では、くぼみ部71aの目的は、磁束密度が均一な部分を形成するためのものであり、磁束密度の値が問題ではないから、磁束密度の値が特定の値になるよう成形する必要はない。前述の核磁気共鳴信号が生じる関係式が成立すればよいからである。即ち、この磁束密度に合うように送信コイルとしての送受信コイル23に特定の周波数のパルスを与えればよいからである。ただし、静磁場の磁束密度が大きい方が核磁気共鳴信号の感度を向上させる観点から好ましい。また、送受信コイル23を共鳴領域100aの近くに設けることが好ましいので、スペーサ71に送受信コイル23を埋め込んでもよい(後述第3の実施形態、図7の説明参照。)。   In the apparatus of the first embodiment, the purpose of the indented portion 71a is to form a portion having a uniform magnetic flux density, and the magnetic flux density value is not a problem. There is no need to mold to a value. This is because the relational expression for generating the above-described nuclear magnetic resonance signal should be satisfied. That is, a pulse having a specific frequency may be given to the transmission / reception coil 23 as a transmission coil so as to match the magnetic flux density. However, a higher magnetic flux density of the static magnetic field is preferable from the viewpoint of improving the sensitivity of the nuclear magnetic resonance signal. Further, since it is preferable to provide the transmission / reception coil 23 near the resonance region 100a, the transmission / reception coil 23 may be embedded in the spacer 71 (see the third embodiment, which will be described later, and FIG. 7).

さらに、図5を用いて、図4、図1(C)で説明した、スペーサ71のくぼみ部71aを成形する方法について具体的に説明する。図5は、この成形方法の説明図である。図5は、静磁場発生部20の間隙105(Z=±10[mm])における、Y軸−Z軸平面状での等磁束密度面の実測値と、測定試料100(網掛けの部分で図示。)の位置関係を表している。横軸がZ軸方向、縦軸がY軸方向であり単位は[mm]である。図5で示す共鳴領域100aの曲線は、等磁束密度面の実測値のデータを用いており、この実測値のデータは、静磁場発生部20により発生する磁束密度が0.3[T]となる部分を示しており、これに対応する周波数のパルスを送信コイルに与えた場合には、図5の共鳴領域100aは、図1(C)で示した共鳴領域100aに相当する。測定試料100に等磁束密度面となる共鳴領域100aがなるべく多く入るようにするため、スペーサ71を、共鳴領域100aとなる等磁束密度面と同一のカーブに形成し、スペーサ71に測定試料100を沿わせて測定試料100を成形する。図5の例では、スペーサ71のくぼみ部71aの曲線は、等磁束密度面となる共鳴領域100aから0.5mmヨーク側へ下がったところに形成するようにしている。このスペーサ71のくぼみ部71aに沿って測定試料100を沿わせると、測定試料100の表面100b(2点鎖線で図示。)から均等な深さ(深さ100cで示す。)の0.5mm内側に入ったところに共鳴領域100aが生じる。例えば、水素原子の核磁気共鳴信号を測定する場合には、f=(γ/2π)B=42.56[MHz/T]・0.3[T]=12.8[MHz]のパルスを送信コイルとしての送受信コイル23に与えることにより、共鳴領域100aから核磁気共鳴現象が生じ、受信コイルとしての送受信コイル23から核磁気共鳴信号を受信する。   Further, a method for forming the recess portion 71a of the spacer 71 described with reference to FIGS. 4 and 1C will be specifically described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of this molding method. FIG. 5 shows an actual measurement value of a uniform magnetic flux density surface in a Y axis-Z axis plane shape in a gap 105 (Z = ± 10 [mm]) of the static magnetic field generation unit 20, and a measurement sample 100 (in a shaded portion). (Shown)). The horizontal axis is the Z-axis direction, the vertical axis is the Y-axis direction, and the unit is [mm]. The curve of the resonance region 100a shown in FIG. 5 uses data of measured values of the equal magnetic flux density surface. The measured value data indicates that the magnetic flux density generated by the static magnetic field generation unit 20 is 0.3 [T]. When a pulse having a frequency corresponding to this is given to the transmission coil, the resonance region 100a in FIG. 5 corresponds to the resonance region 100a shown in FIG. The spacer 71 is formed in the same curve as the equal magnetic flux density surface that becomes the resonance region 100a so that the resonance region 100a that becomes the equal magnetic flux density surface enters the measurement sample 100 as much as possible, and the measurement sample 100 is placed on the spacer 71. A measurement sample 100 is formed along the same. In the example of FIG. 5, the curve of the recessed portion 71 a of the spacer 71 is formed at a position lowering from the resonance region 100 a serving as an equal magnetic flux density surface to the 0.5 mm yoke side. When the measurement sample 100 is placed along the recessed portion 71a of the spacer 71, it is 0.5 mm inside from the surface 100b (shown by a two-dot chain line) of the measurement sample 100 at an equal depth (indicated by the depth 100c). A resonance region 100a is generated at the point of entry. For example, when measuring a nuclear magnetic resonance signal of a hydrogen atom, a pulse of f = (γ / 2π) B = 42.56 [MHz / T] · 0.3 [T] = 12.8 [MHz] is used. By giving the transmission / reception coil 23 as a transmission coil, a nuclear magnetic resonance phenomenon occurs from the resonance region 100a, and a nuclear magnetic resonance signal is received from the transmission / reception coil 23 as a reception coil.

一方、図5で示す測定試料100dのように測定試料100を成形しない場合(従来形態の装置)には、この測定試料100dと、共鳴領域100aとの重なる部分は小さく、測定試料100dの中に、共鳴する領域が小さいから感度が小さい。また、均一な深さの位置の状態を正確に調べることは困難である。   On the other hand, when the measurement sample 100 is not molded as in the measurement sample 100d shown in FIG. 5 (conventional device), the overlapping portion between the measurement sample 100d and the resonance region 100a is small, and the measurement sample 100d is not included in the measurement sample 100d. The sensitivity is small because the resonance region is small. In addition, it is difficult to accurately check the state of a uniform depth position.

<第1の実施形態の応用>
なお、図1のように、静磁場発生部20の間隙105(Z=±10[mm]の内側)でのみ、測定試料100を成形しているのは、受信コイルとしての送受信コイル23をこの領域に設けており、この受信コイルと距離が遠い部分では受信感度が鈍くなるから、この領域のみ測定試料100の成形を行えば十分と考えられるからである。もちろん、この領域外でも、測定試料100を成形するようにスペーサ71を成形しても良い。
<Application of the first embodiment>
As shown in FIG. 1, the measurement sample 100 is formed only in the gap 105 (inside Z = ± 10 [mm]) of the static magnetic field generation unit 20 because the transmission / reception coil 23 as a reception coil is formed in this manner. This is because it is provided in a region and the receiving sensitivity becomes dull at a portion far from the receiving coil, and it is considered sufficient to mold the measurement sample 100 only in this region. Of course, the spacer 71 may be formed so as to form the measurement sample 100 even outside this region.

また、スペーサ71は、後述のくぼみ部71Aを試料に沿わせることができればよく、必ずしも、平面でなくとも良い。測定試料100に等磁束密度面を形成するようにスペーサ71を加工するものであれば、どのような形状でもスペーサ71の目的を達する。スペーサ71が磁石21a、bに被せているのは、くぼみ部71aを支えるためであり、例えば、X軸方向の両側から延設して支えることも可能である。
また、図1(C)の実施方法に限らず、押圧部材72を用いずに、スペーサ71のくぼみ71aに、手、スタンドなどで測定試料100を押し込んで、測定試料100を成形してもよい。また、厚みがある測定試料100については、これを磁石21a、bの漏洩静磁場に置いて、押圧部材72を使わず、手、スタンドなどでスペーサ71を測定試料100に押し付けて、測定試料100を成形しても良い。
また、スペーサ71に測定試料100を押し付けても良い。厚みがあり柔らかな測定試料100であれば、スペーサ71に載せるだけで、その重力によりスペーサ71に押し付けられ、これにより等磁束密度面が形成される。
Further, the spacer 71 is not necessarily required to be a flat surface as long as a recessed portion 71 </ b> A described later can follow the sample. Any shape can be used for the spacer 71 as long as the spacer 71 is processed so as to form an equal magnetic flux density surface on the measurement sample 100. The spacer 71 covers the magnets 21a and 21b in order to support the indented portion 71a. For example, the spacer 71 can be extended and supported from both sides in the X-axis direction.
1C, the measurement sample 100 may be formed by pressing the measurement sample 100 into the recess 71a of the spacer 71 with a hand or a stand without using the pressing member 72. . For the measurement sample 100 having a thickness, the measurement sample 100 is placed on the leakage static magnetic field of the magnets 21a and 21b, and the spacer 71 is pressed against the measurement sample 100 with a hand or a stand without using the pressing member 72. May be molded.
Further, the measurement sample 100 may be pressed against the spacer 71. If the measurement sample 100 is thick and soft, it is simply placed on the spacer 71 and is pressed against the spacer 71 by its gravity, thereby forming an equal magnetic flux density surface.

また、以上で示した第1の実施形態の装置では、送受信コイル23は、送信コイル、受信コイルを兼ね備えているが、これらを別々に設けても良い。   Moreover, in the apparatus of 1st Embodiment shown above, although the transmission / reception coil 23 has both a transmission coil and a reception coil, you may provide these separately.

また、スペーサ71のくぼみ71aの形成方法は、測定試料100を固定して、センサヘッドを試料に押し当てても良い。
また、図1(A)では、くぼみ部71aがX軸方向の全域に渡っているが、一部であっても良い。スペーサ71は、試料の幅だけX軸方向に設けることが好ましいが、必ずしもそのようにしなくとも、本発明の効果を奏する。
Further, as a method of forming the recess 71a of the spacer 71, the measurement sample 100 may be fixed and the sensor head may be pressed against the sample.
In FIG. 1A, the indentation 71a extends over the entire area in the X-axis direction, but may be a part. Although it is preferable to provide the spacer 71 in the X-axis direction by the width of the sample, the effect of the present invention is not necessarily required.

図1で示したスペーサ71および以上の応用例は、本発明の「試料当接部材」に相当する。
<第2の実施形態>
次に、図6を用いて、第1の実施形態の装置の応用に係る第2の実施形態の磁気共鳴装置の静磁場発生部の外観構成図を示す。図6は、この第2の実施形態の装置の静磁場発生部20のスペーサ71の実施例を示している。図6のスペーサ71は、図1で示した間隙105近傍のくぼみ部71aが隆起している点が第1の実施形態と異なり、隆起部71cとなっている。これは、前述図3(C)、図4(B)で説明したように、磁石21aの内側の端面106で生じる等磁束密度面の極大点が重なった場合には、Y軸−Z軸平面状で、Z=0となる中心部で等磁束密度面がY軸プラス方向に隆起することに対応している。この実施例では隆起部71cを設けていることにより、図5で示した実施例と同様、測定試料100に等磁束密度面を沿わせて、測定試料100内の共鳴領域100aを拡大している。この実施例の場合には、隆起部71cに対応して、押圧部材72は、図1で示した隆起部72aの代わりに、くぼみ部を設ける。また、この実施例では、X軸−Z軸平面方向には、等磁束密度面の曲線は、装置後面103、装置前面102の間では略平らであるから、X軸方向については略平らに形成する。
The spacer 71 shown in FIG. 1 and the application example described above correspond to the “sample contact member” of the present invention.
<Second Embodiment>
Next, an external configuration diagram of a static magnetic field generation unit of the magnetic resonance apparatus of the second embodiment according to the application of the apparatus of the first embodiment is shown using FIG. FIG. 6 shows an example of the spacer 71 of the static magnetic field generation unit 20 of the apparatus of the second embodiment. Unlike the first embodiment, the spacer 71 in FIG. 6 is a raised portion 71c in that the recessed portion 71a in the vicinity of the gap 105 shown in FIG. 1 is raised. As described with reference to FIGS. 3 (C) and 4 (B), when the maximum points of the equal magnetic flux density surface generated on the inner end face 106 of the magnet 21a overlap, the Y-axis-Z-axis plane is obtained. This corresponds to the fact that the equal magnetic flux density surface rises in the positive direction of the Y axis at the center where Z = 0. In this embodiment, by providing the raised portion 71c, the resonance region 100a in the measurement sample 100 is enlarged along the equal magnetic flux density surface along the measurement sample 100 as in the embodiment shown in FIG. . In the case of this embodiment, corresponding to the raised portion 71c, the pressing member 72 is provided with a recessed portion instead of the raised portion 72a shown in FIG. In this embodiment, the curve of the equal magnetic flux density surface in the X-axis to Z-axis plane direction is substantially flat between the apparatus rear surface 103 and the apparatus front surface 102, and is formed to be approximately flat in the X-axis direction. To do.

<第3の実施形態>
次に、図7、図8を用いて、第1、第2の実施形態の装置の応用として第3の実施形態の装置について説明する。図7はスペーサ71の一部と送受信コイル23が着脱可能にするボビンを実装した図である。図8はこのボビンの部品図である。第3の実施形態の装置は、スペーサ71の等磁束密度面を有するくぼみ部71aの部分であるボビンをスペーサ71から着脱可能とした点、およびボビンに送受信コイル23を構成した点が第1、第2の実施形態の装置と異なる。以下、第1の実施形態の装置と同様の点は、説明を省略し、相違点を説明する。
<Third Embodiment>
Next, the apparatus of the third embodiment will be described as an application of the apparatus of the first and second embodiments with reference to FIGS. FIG. 7 is a view in which a bobbin that allows part of the spacer 71 and the transmission / reception coil 23 to be detachable is mounted. FIG. 8 is a component diagram of the bobbin. The apparatus of the third embodiment is that the bobbin that is a part of the indented portion 71a having the equal magnetic flux density surface of the spacer 71 is detachable from the spacer 71, and that the transmitter / receiver coil 23 is configured on the bobbin is the first. Different from the apparatus of the second embodiment. Hereinafter, description of the same points as those of the apparatus of the first embodiment will be omitted, and differences will be described.

まず、図8を用いて、ボビンの形状について説明する。図8(A)は、ボビン75の部品図であり、図8(B)は、図8(A)のB−B断面図である。図8(C)は、図8(B)のC−C矢視図である。   First, the shape of the bobbin will be described with reference to FIG. 8A is a component diagram of the bobbin 75, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 8A. FIG. 8C is a CC arrow view of FIG. 8B.

図8(A)に示すボビン75は、ボビン75から核磁気共鳴信号が取得できない材料で構成する。ボビン75の材料として、例えば、エポキシ樹脂、パイレックス(登録商標)ガラスなどを用いることができる。ボビン75には、図1で示したようなくぼみ部753を設けている。傾斜部751については、後述、図8(B)で説明する。   The bobbin 75 shown in FIG. 8A is made of a material that cannot acquire a nuclear magnetic resonance signal from the bobbin 75. As a material of the bobbin 75, for example, an epoxy resin, Pyrex (registered trademark) glass, or the like can be used. The bobbin 75 is provided with a recess 753 as shown in FIG. The inclined portion 751 will be described later with reference to FIG.

図8(B)、(C)に示すように、ボビン75は凹部752を有しており、凹部752にコイルを巻いて、送受信コイル23(図1参照。)とする。このようにして図7(A)に示すように、くぼみ部753に載せる測定試料100と送受信コイル23の距離を短くできるので、ボビン75を実装して、図2で示したようにして核磁気共鳴信号を受信すれば、その感度を向上できる。図8に示す傾斜部751は、図7のようにボビン75を実装した場合に、容易に測定試料100を沿わせることができるようにするために設けている。   As shown in FIGS. 8B and 8C, the bobbin 75 has a concave portion 752, and a coil is wound around the concave portion 752 to form the transmission / reception coil 23 (see FIG. 1). In this way, as shown in FIG. 7A, the distance between the measurement sample 100 placed on the indented portion 753 and the transmission / reception coil 23 can be shortened. Therefore, the bobbin 75 is mounted and the nuclear magnetism as shown in FIG. If a resonance signal is received, the sensitivity can be improved. The inclined portion 751 shown in FIG. 8 is provided so that the measurement sample 100 can be easily placed when the bobbin 75 is mounted as shown in FIG.

次に図7を用いて、ボビン75の実装について説明する。図7(A)は、ボビン75を実装した図であり、図7(B)は、この図7(A)のA−A断面図である。図7(A)に示すボビン75は、スペーサ71から着脱可能とする。そうすると、測定試料100の測定する部分の等磁束密度面の形状に合わせて複数用意し、取り替えることができる。   Next, the mounting of the bobbin 75 will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a view in which the bobbin 75 is mounted, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 7A. The bobbin 75 shown in FIG. 7A is detachable from the spacer 71. If it does so, multiple can be prepared and replaced | exchanged according to the shape of the equal magnetic flux density surface of the part to measure of the measurement sample 100. FIG.

図7(B)に示すように、ボビン75の中央部には、図1で示したくぼみ部71aと同様のくぼみ部753が形成されており、この部分に測定試料100を乗せ、測定試料100をくぼみ部753に沿わせて測定試料100を成形する。このようにすれば、図7(B)に示すように、くぼみ部753を図5で示したような等磁束密度面になるよう形成できる。そして、測定試料100をこの上において、くぼみ部753に沿わせることが可能となり、図1〜図5で前述した第1の実施形態の装置と同様の効果を奏する。   As shown in FIG. 7B, a recess 753 similar to the recess 71a shown in FIG. 1 is formed at the center of the bobbin 75. The measurement sample 100 is placed on this portion, and the measurement sample 100 The measurement sample 100 is formed along the recessed portion 753. In this way, as shown in FIG. 7B, the indented portion 753 can be formed to have an equal magnetic flux density surface as shown in FIG. And it becomes possible to make the measurement sample 100 follow the hollow part 753 on this, and there exists an effect similar to the apparatus of 1st Embodiment mentioned above in FIGS.

また、図7(A)に示す第3の実施形態の装置の静磁場発生部20では、ボビン75を設けており、図1のようにスペーサ710のX軸方向全体に、くぼみ部71aを設けていないが、これは送受信コイル23の受信感度を考慮したものである。即ち、送受信コイル23から遠い部分では、もともと受信感度が低いから、装置全体の受信感度の向上にあまり影響しないので、くぼみ部71aを設ける必要性が低いからである。もっとも、図7で示すよりも、X軸方向に長くボビン75を形成しても良い。   In addition, in the static magnetic field generating unit 20 of the apparatus of the third embodiment shown in FIG. 7A, a bobbin 75 is provided, and a recessed portion 71a is provided in the entire X-axis direction of the spacer 710 as shown in FIG. Although this is not considered, this is in consideration of the reception sensitivity of the transmission / reception coil 23. That is, since the reception sensitivity is originally low at the portion far from the transmission / reception coil 23, it does not significantly affect the improvement of the reception sensitivity of the entire apparatus, so the necessity of providing the recess 71a is low. However, the bobbin 75 may be formed longer in the X-axis direction than shown in FIG.

<第4の実施形態>
次に、図9を用いて、第1〜第3の実施形態の応用に係る第4の実施形態の磁気共鳴装置の機械的構成について説明する。図9は、第4の実施形態の装置の外観構成図であり、基本的な構成は特許文献1に記載の装置と同様である。以上の実施形態の装置とは、静磁場発生部20が異なるが、他は同じであり、図1、図2の説明を準用し、重複する説明は省略する。以下、センサヘッド2に重点を置いて説明する。なお、以下説明するように、第4の実施形態の装置でも、図1で示した第1の実施形態のスペーサ71、押圧部材72、図7で示したボビン75は略そのまま応用できる(詳細は後述する。)。
<Fourth Embodiment>
Next, the mechanical configuration of the magnetic resonance apparatus of the fourth embodiment according to the application of the first to third embodiments will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an external configuration diagram of the apparatus of the fourth embodiment, and the basic configuration is the same as that of the apparatus described in Patent Document 1. Although the static magnetic field generator 20 is different from the apparatus of the above embodiment, the rest is the same, and the description of FIG. 1 and FIG. 2 is applied mutatis mutandis, and redundant description is omitted. Hereinafter, the sensor head 2 will be described with emphasis. As will be described below, the spacer 71, the pressing member 72, and the bobbin 75 shown in FIG. 7 can be applied almost as they are in the apparatus of the fourth embodiment (details are described in detail). (It will be described later.)

以下、図9の磁気共鳴装置のセンサヘッド2について、構成および機能を説明する。
図9の装置のセンサヘッド2は、静磁場発生部20と送受信コイル23と、図1で説明したスペーサ71に相当するスペーサ710を備える。
図9の静磁場発生部20(第1の実施形態の装置の図2に相当するものである。回転可能に支持された回転軸28に固定された円柱形上の永久磁石21cと、この永久磁石20の周面に上下の非磁性体27a、27bを介して対向配置された一対のヨーク22a、22bと、永久磁石21cを回転させるモータ26を備える。
この永久磁石21cは、円周の方向に一対の磁極を有する。このモータ26の回転により、使用しないときには、磁場の漏れを減少させることができる。
Hereinafter, the configuration and function of the sensor head 2 of the magnetic resonance apparatus of FIG. 9 will be described.
The sensor head 2 of the apparatus of FIG. 9 includes a static magnetic field generation unit 20, a transmission / reception coil 23, and a spacer 710 corresponding to the spacer 71 described in FIG.
9 (corresponding to FIG. 2 of the apparatus of the first embodiment. A permanent magnet 21c on a columnar shape fixed to a rotating shaft 28 rotatably supported, and this permanent magnet 21c. The peripheral surface of the magnet 20 is provided with a pair of yokes 22a and 22b disposed opposite to each other via upper and lower nonmagnetic materials 27a and 27b, and a motor 26 that rotates the permanent magnet 21c.
The permanent magnet 21c has a pair of magnetic poles in the circumferential direction. The rotation of the motor 26 can reduce magnetic field leakage when not in use.

図9に示すように、一対のヨーク22a、22bは、永久磁石の円周の一部を収納する凹部を有しており、永久磁石21cと非磁性体27a、27bおよび一対のヨーク22a、22bとの隙間は非常に小さくなるようにして、この部分での漏れ磁束量が多くならないようにしている。
モータ26には、永久磁石21cの回転角度を正確に制御できるよう、例えばステッピングモータを使用する。また、急速に回転できるよう高トルクのものを使用する。図示しないモータ駆動部を用いて、このモータ26の制御を行い、永久磁石21cの角度を精密に制御する。
As shown in FIG. 9, the pair of yokes 22a and 22b has a recess for storing a part of the circumference of the permanent magnet, and the permanent magnet 21c, the nonmagnetic bodies 27a and 27b, and the pair of yokes 22a and 22b. The gap is made very small so that the amount of leakage magnetic flux in this portion does not increase.
For the motor 26, for example, a stepping motor is used so that the rotation angle of the permanent magnet 21c can be accurately controlled. Also, use a high torque one that can rotate rapidly. The motor 26 is controlled using a motor drive unit (not shown), and the angle of the permanent magnet 21c is precisely controlled.

以上のように、第4の実施形態の装置の静磁場発生部20を構成することで、ヨーク22a⇔永久磁石21c⇔ヨーク22b⇔非磁性体27a⇔ヨーク22aのループで、磁気回路が形成される。そして、本装置では、永久磁石21cの上方にあり、センサヘッド2の上面に位置する非磁性体27aの周囲および磁石21a、bの上面(スペーサ71を設ける面)から磁場が漏洩する。試料を載せるスペーサ71には、このヨーク22a、bの上面から漏洩した静磁場が形成される。この静磁場には、送受信コイル22から前述した所定の関係を満たす高周波磁場を印加する。これにより、核磁気共鳴信号が発生する。   As described above, by configuring the static magnetic field generation unit 20 of the apparatus of the fourth embodiment, a magnetic circuit is formed by the loop of the yoke 22a, the permanent magnet 21c, the yoke 22b, the nonmagnetic material 27a, and the yoke 22a. The In this apparatus, the magnetic field leaks from the periphery of the non-magnetic material 27a located on the upper surface of the sensor head 2 and the upper surfaces of the magnets 21a and 21b (the surface on which the spacer 71 is provided) above the permanent magnet 21c. A static magnetic field leaking from the upper surfaces of the yokes 22a and 22b is formed on the spacer 71 on which the sample is placed. A high-frequency magnetic field that satisfies the above-described predetermined relationship is applied to the static magnetic field from the transmission / reception coil 22. Thereby, a nuclear magnetic resonance signal is generated.

図9に示すように、この非磁性体27aの近傍には、共鳴信号を受信するための送信コイルとしての送受信コイル23が配置されている。第4の実施形態の装置では、非磁性体27a近傍に、送受信コイル23と、図1で示したくぼみ部71a、隆起部71cとを設ける。また、図7で説明したような交換可能なボビンを設けてもよい。   As shown in FIG. 9, a transmitting / receiving coil 23 as a transmitting coil for receiving a resonance signal is disposed in the vicinity of the non-magnetic material 27a. In the apparatus according to the fourth embodiment, the transmitter / receiver coil 23, the recessed portion 71a and the raised portion 71c shown in FIG. 1 are provided in the vicinity of the nonmagnetic material 27a. Further, a replaceable bobbin as described in FIG. 7 may be provided.

以上で説明した第4の実施形態の装置のヨーク22a、bおよびヨーク22bにも、図3で示したような静的な漏洩磁場が非磁性体27bの近傍に発生すると考えられ、ヨーク22b近傍にくぼみ部71aを設けることができ、図4、図5で示した等磁束密度面に測定試料100を沿わせるようにする。また、等磁束度面の形状によっては、図6で説明した隆起部71cを設けて、等磁束密度面に測定試料100を沿わせるようにしてもよい。   It is considered that the static leakage magnetic field as shown in FIG. 3 is also generated in the vicinity of the nonmagnetic material 27b in the yokes 22a and 22b and the yoke 22b of the apparatus of the fourth embodiment described above. The concave portion 71a can be provided, and the measurement sample 100 is placed along the surface of the equal magnetic flux density shown in FIGS. Further, depending on the shape of the isomagnetic flux surface, the raised portion 71c described with reference to FIG. 6 may be provided so that the measurement sample 100 is along the isomagnetic flux density surface.

このようにして試料を測定すれば、図1〜図8で示した実施形態の装置と同様の作用が生じ、その効果を発揮することができる。そこで、第4の実施形態の装置の構成をとる場合の説明については、図1〜図8の説明を準用する。この場合における対応関係は、以下の通りとなる。即ち、スペーサ710は、スペーサ71に相当し、ヨーク22aおよびヨーク22bは、それぞれ、図1の磁石21a、bに相当し、非磁性体27aは、図1の磁石21a、bの間隙105に相当する。また図9の送受信コイル23は、図1の送受信コイル23に相当する。   If the sample is measured in this manner, the same operation as the apparatus of the embodiment shown in FIGS. 1 to 8 occurs, and the effect can be exhibited. Therefore, the description of FIGS. 1 to 8 applies mutatis mutandis to the description of the configuration of the apparatus of the fourth embodiment. The correspondence in this case is as follows. That is, the spacer 710 corresponds to the spacer 71, the yoke 22a and the yoke 22b correspond to the magnets 21a and 21b in FIG. 1, respectively, and the nonmagnetic material 27a corresponds to the gap 105 between the magnets 21a and 21b in FIG. To do. The transmission / reception coil 23 in FIG. 9 corresponds to the transmission / reception coil 23 in FIG. 1.

なお、図9で示した静磁場発生部20は、本発明の「静磁場発生手段」に相当する。
また、以上の実施形態で示した数値、形状は一例であり、本発明の内容を限定するものではない。
The static magnetic field generation unit 20 shown in FIG. 9 corresponds to “static magnetic field generation means” of the present invention.
Moreover, the numerical value and shape shown by the above embodiment are examples, and do not limit the content of this invention.

第1の実施形態の磁気共鳴装置の外観構成図およびこの磁気共鳴装置の使用方法を示す。1 is an external configuration diagram of a magnetic resonance apparatus according to a first embodiment and a method of using the magnetic resonance apparatus. 第1の実施形態の磁気共鳴装置の内部構成図を示す。1 is an internal configuration diagram of a magnetic resonance apparatus of a first embodiment. 特定の座標の値を固定した場合に、横軸で示す軸方向に対する磁束密度の変化を示す。When the value of a specific coordinate is fixed, the change of the magnetic flux density with respect to the axial direction indicated by the horizontal axis is shown. 磁束密度が特定の値となる等磁束密度面を、特定の平面から見たグラフを示す。The graph which looked at the equal magnetic flux density surface from which a magnetic flux density becomes a specific value from the specific plane is shown. 等磁束密度面の実測値を用いて具体的にスペーサ71を成形する方法を表した説明図を示す。The explanatory view showing the method of concretely forming spacer 71 using the actual measurement value of the equal magnetic flux density surface is shown. 第1の実施形態の装置の応用に係る第2の実施形態の磁気共鳴装置の静磁場発生部の外観構成図を示す。The external appearance block diagram of the static magnetic field generation | occurrence | production part of the magnetic resonance apparatus of 2nd Embodiment which concerns on the application of the apparatus of 1st Embodiment is shown. 第1、第2の実施形態の装置の応用に係る第3の実施形態の磁気共鳴装置のスペーサの一部と送受信コイルを着脱可能にするボビンを実装した図を示す。The figure which mounted the bobbin which attaches and detaches a part of spacer of the magnetic resonance apparatus of 3rd Embodiment which concerns on the application of the apparatus of 1st, 2nd Embodiment, and a transmission / reception coil is shown. 第3の実施形態の磁気共鳴装置でスペーサの一部と送受信コイルを着脱可能にするボビンの部品図を示す。FIG. 6 shows a part diagram of a bobbin that allows a part of a spacer and a transmission / reception coil to be attached / detached in a magnetic resonance apparatus of a third embodiment. 第1〜第3の実施形態の応用に係る第4の実施形態の装置の外観構成図を示す。The external appearance block diagram of the apparatus of 4th Embodiment which concerns on the application of 1st-3rd embodiment is shown.

符号の説明Explanation of symbols

2−センサヘッド
20−静磁場発生部
21a−磁石、21b−磁石、21c−磁石
22−ヨーク
22a−ヨーク
22b−ヨーク
23−送受信コイル
24−センサヘッド支持部
25−ガイドレール
26−磁石回転モータ
27a、27b−非磁性体
28−回転軸
51−高周波回路系
511−発振部
512−送信部
513−高周波アンプ
52−磁気回路系
53−核磁気共鳴信号受信部
54−演算処理系
541−画像再構成部
542−データ処理部
55−表示器
56−システム制御部
57−操作部
71−スペーサ
71a−くぼみ部
71c−隆起部
710−スペーサ
72−押圧部材
72a−隆起部
75−ボビン
751−傾斜部
752−凹部
753−くぼみ部
100−測定試料
100a−共鳴領域
100b−表面
100c−深さ
100d−測定試料
102−装置前面
103−装置後面
105−間隙
106−内側の端面
107−外側の端面
2-sensor head 20-static magnetic field generator 21a-magnet, 21b-magnet, 21c-magnet 22-yoke 22a-yoke 22b-yoke 23-transmission / reception coil 24-sensor head support 25-guide rail 26-magnet rotation motor 27a 27b-Non-magnetic material 28-Rotating shaft 51-High frequency circuit system 511-Oscillation unit 512-Transmission unit 513-High frequency amplifier 52-Magnetic circuit system 53-Nuclear magnetic resonance signal reception unit 54-Operation processing system 541-Image reconstruction Unit 542-data processing unit 55-display unit 56-system control unit 57-operation unit 71-spacer 71a-indentation unit 71c-bulging unit 710-spacer 72-pressing member 72a-bulging unit 75-bobbin 751-inclined unit 752- Concave portion 753-recessed portion 100-measurement sample 100a-resonance region 100b-surface 100c-depth 100d-Measurement sample 102-Device front surface 103-Device rear surface 105-Gap 106-Inner end surface 107-Outer end surface

Claims (7)

試料の核磁気共鳴信号を測定するセンサヘッド表面に表面漏洩静磁場を発生させる静磁場発生手段を備えた磁気共鳴装置において、
共鳴状態を生じさせる磁束密度に対応する等磁束度面と略同一形状の表面を有する試料当接部材をセンサヘッド面に設けたことを特徴とする磁気共鳴装置。
In a magnetic resonance apparatus provided with a static magnetic field generating means for generating a surface leakage static magnetic field on the surface of a sensor head for measuring a nuclear magnetic resonance signal of a sample,
A magnetic resonance apparatus characterized in that a sample contact member having a surface having substantially the same shape as an isomagnetic flux surface corresponding to a magnetic flux density that causes a resonance state is provided on a sensor head surface.
前記試料当接部材は、前記等磁束密度面と前記試料当接部材の表面との間隔を、試料表面からの前記核磁気共鳴信号の測定深さとなる厚みに設定したことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴装置。   The sample abutting member is characterized in that the distance between the isomagnetic flux density surface and the surface of the sample abutting member is set to a thickness that is a measurement depth of the nuclear magnetic resonance signal from the sample surface. The magnetic resonance apparatus according to 1. 試料表面が前記試料当接部材の表面に沿うように該試料を試料当接部材表面に押圧する押圧部材を設けたことを特徴とする請求項1、2のいずれかに記載の磁気共鳴装置。   3. The magnetic resonance apparatus according to claim 1, further comprising a pressing member that presses the sample against the surface of the sample contact member so that the surface of the sample is along the surface of the sample contact member. 前記試料当接部材は、前記等磁束密度面と略同一形状の表面を含む部分を着脱可能とした交換部材を備える請求項1〜3のいずれかに記載の磁気共鳴装置。   The magnetic resonance apparatus according to claim 1, wherein the sample abutting member includes an exchange member that allows a portion including a surface having substantially the same shape as the isomagnetic flux density surface to be detachable. 前記交換部材は、前記核磁気共鳴信号を受信する受信コイルを設けた請求項4に記載の磁気共鳴装置。   The magnetic resonance apparatus according to claim 4, wherein the exchange member is provided with a receiving coil that receives the nuclear magnetic resonance signal. 静磁場発生手段によりセンサヘッド面に表面漏洩磁場を発生させることにより、この表面漏洩磁場内に置かれる試料の核磁気共鳴信号を測定する方法において、
共鳴状態を生じさせる磁束密度に対応する等磁束度面と略同一形状の表面を有する試料当接部材を前記センサヘッド面に配置し、
前記試料当接部材上に試料を配置し、
前記の試料の表面が前記試料当接部材の表面に沿うように、前記試料当接部材と押圧用部材とで前記試料を挟み込んで押圧し、
次いで、試料の核磁気共鳴信号を測定することを特徴とする核磁気共鳴信号の測定方法。
In a method of measuring a nuclear magnetic resonance signal of a sample placed in the surface leakage magnetic field by generating a surface leakage magnetic field on the sensor head surface by a static magnetic field generation means,
A sample abutting member having a surface having substantially the same shape as the isomagnetic flux surface corresponding to the magnetic flux density causing the resonance state is disposed on the sensor head surface,
A sample is disposed on the sample contact member;
The sample is sandwiched and pressed between the sample contact member and the pressing member so that the surface of the sample is along the surface of the sample contact member,
Next, a method of measuring a nuclear magnetic resonance signal, comprising measuring a nuclear magnetic resonance signal of a sample.
静磁場発生手段によりセンサヘッド面に表面漏洩磁場を発生させることにより、この表面漏洩磁場内に置かれる試料の核磁気共鳴信号を測定する方法において、
共鳴状態を生じさせる磁束密度に対応する等磁束度面と略同一形状の表面を有する試料当接部材を前記センサヘッド面に配置し、
前記試料当接部材上に試料を配置し、
前記試料を前記試料当接部材の表面に沿うように前記試料当接部材に押し当てて、
次いで、試料の核磁気共鳴信号を測定することを特徴とする核磁気共鳴信号の測定方法。
In a method of measuring a nuclear magnetic resonance signal of a sample placed in the surface leakage magnetic field by generating a surface leakage magnetic field on the sensor head surface by a static magnetic field generation means,
A sample abutting member having a surface having substantially the same shape as the isomagnetic flux surface corresponding to the magnetic flux density causing the resonance state is disposed on the sensor head surface,
A sample is disposed on the sample contact member;
Press the sample against the sample abutting member along the surface of the sample abutting member,
Next, a method of measuring a nuclear magnetic resonance signal, comprising measuring a nuclear magnetic resonance signal of a sample.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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TWI791670B (en) * 2017-11-16 2023-02-11 日商Jsr股份有限公司 Composition for forming resist underlayer film, resist underlayer film and method for forming same, method for producing patterned substrate, and compound

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