JP5769110B2 - 核磁気共鳴装置および磁場補正方法 - Google Patents
核磁気共鳴装置および磁場補正方法 Download PDFInfo
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Description
静磁場に対してマジックアングル傾いた軸まわりで、試料を回転させて、核磁気共鳴信号の検出を行う核磁気共鳴装置であって、
前記静磁場を発生させる静磁場発生部と、
前記静磁場を補正するための補正磁場を発生させる補正磁場発生部と、
前記補正磁場発生部を制御する制御部と、
前記試料から発生する前記核磁気共鳴信号を検出するプローブと、
を含み、
前記制御部は、
前記軸方向の前記静磁場の分布を取得する磁場分布取得部と、
前記軸方向の前記静磁場の分布に基づいて、前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分の第1係数、前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分の第2係数、および前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分の第3係数を決定する演算部と、
前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数に基づいて、前記補正磁場発生部を制御する補正磁場発生部制御部と、
を有し、
前記補正磁場は、下記式(1)、(2)、(3)で表され、
前記演算部は、
前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分として、BZ(1)、B1(1) e、およびB1(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分として、B2(2) e、B2(2) O、B2(1) e、およびB2(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分として、B Z(3) 、B3(1) e、B3(1) O、B3(2) e、B3(2) O、B3(3) e、およびB3(3) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用いる。
前記磁場分布取得部は、スピンエコー法またはグラジエントエコー法により、前記軸方向の前記静磁場の分布を取得してもよい。
前記補正磁場発生部は、
複数のコイルと、
前記複数のコイルの各々に対して、電流を供給する電源部と、
を有し、
前記補正磁場発生部制御部は、前記演算部によって決定された前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数に基づいて、前記複数のコイルの各々に供給する電流量を決定し、
前記電源部は、前記補正磁場発生部によって決定された前記電流量に応じた電流を、前記複数のコイルの各々に供給してもよい。
静磁場に対してマジックアングル傾いた軸まわりで、試料を回転させて、核磁気共鳴信号を検出する核磁気共鳴測定において、補正磁場を発生させることによって、前記軸方向の前記静磁場を補正する磁場補正方法であって、
前記軸方向の前記静磁場の分布を取得する磁場分布取得工程と、
前記磁場分布取得工程で取得された前記軸方向の前記静磁場の分布に基づいて、前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分の第1係数、前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分の第2係数、および前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分の第3係数を決定する演算工程と、
前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数に基づいて、前記補正磁場を制御する補正磁場制御工程と、
を有し、
前記補正磁場は、下記式(1)、(2)、(3)で表され、
前記演算工程において、
前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分として、BZ(1)、B1(1) e、およびB1(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分として、B2(2) e、B2(2) O、B2(1) e、およびB2(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分として、B Z(3) 、B3(1) e、B3(1) O、B3(2) e、B3(2) O、B3(3) e、およびB3(3) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用いる。
前記磁場分布取得工程では、スピンエコー法またはグラジエントエコー法により、前記軸方向の前記静磁場の分布を取得してもよい。
静磁場に対してπ/2傾いた軸まわりで、試料を回転させて、核磁気共鳴信号の検出を行う核磁気共鳴装置であって、
前記静磁場を発生させる静磁場発生部と、
前記静磁場を補正するための補正磁場を発生させる補正磁場発生部と、
前記補正磁場発生部を制御する制御部と、
前記試料から発生する前記核磁気共鳴信号を検出するプローブと、
を含み、
前記制御部は、
前記軸方向の前記静磁場の分布を取得する磁場分布取得部と、
前記軸方向の前記静磁場の分布に基づいて、前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分の第1係数、前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分の第2係数、および前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分の第3係数を決定する演算部と、
前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数に基づいて、前記補正磁場発生部を制御する補正磁場発生部制御部と、
を有し、
前記補正磁場は、下記式(1)、(2)、(3)で表され、
前記演算部は、
前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分として、B1(1) e、およびB1(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分として、BZ(2)、B2(2) e、B2(2) O、B2(1) e、およびB2(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分として、B3(1) e、B3(1) O、B3(2) e、B3(2) O、B3(3) e、およびB3(3) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用いる。
静磁場に対してπ/2傾いた軸まわりで、試料を回転させて、核磁気共鳴信号を検出する核磁気共鳴測定において、補正磁場を発生させることによって、前記軸方向の前記静磁場を補正する磁場補正方法であって、
前記軸方向の前記静磁場の分布を取得する磁場分布取得工程と、
前記磁場分布取得工程で取得された前記軸方向の前記静磁場の分布に基づいて、前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分の第1係数、前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分の第2係数、および前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分の第3係数を決定する演算工程と、
前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数に基づいて、前記補正磁場を制御する補正磁場制御工程と、
を有し、
前記補正磁場は、下記式(1)、(2)、(3)で表され、
前記演算工程において、
前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分として、B1(1) e、およびB1(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分として、BZ(2)、B2(2) e、B2(2) O、B2(1) e、およびB2(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分として、B3(1) e、B3(1) O、B3(2) e、B3(2) O、B3(3) e、およびB3(3) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用いる。
静磁場に対して第1角度傾いた軸まわりで、試料を回転させて、核磁気共鳴信号の検出を行う核磁気共鳴装置であって、
前記静磁場を発生させる静磁場発生部と、
前記静磁場を補正するための補正磁場を発生させる補正磁場発生部と、
前記補正磁場発生部を制御する制御部と、
前記試料から発生する前記核磁気共鳴信号を検出するプローブと、
を含み、
前記制御部は、
前記軸方向の前記静磁場の分布を取得する磁場分布取得部と、
前記軸方向の前記静磁場の分布に基づいて、前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分の第1係数、前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分の第2係数、および前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分の第3係数を決定する演算部と、
前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数に基づいて、前記補正磁場発生部を制御する補正磁場発生部制御部と、
を有し、
前記第1角度は、5cos2β−3=0(ただしβは前記第1角度である)の関係を満たし、
前記補正磁場は、下記式(1)、(2)、(3)で表され、
前記演算部は、
前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分として、BZ(1)、B1(1) e、およびB1(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分として、BZ(2)、B2(2) e、B2(2) O、B2(1) e、およびB2(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分として、B3(1) e、B3(1) O、B3(2) e、B3(2) O、B3(3) e、およびB3(3) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用いる。
静磁場に対して第1角度傾いた軸まわりで、試料を回転させて、核磁気共鳴信号を検出する核磁気共鳴測定において、補正磁場を発生させることによって、前記軸方向の前記静磁場を補正する静磁場補正方法であって、
前記軸方向の前記静磁場の分布を取得する磁場分布取得工程と、
前記磁場分布取得工程で取得された前記軸方向の前記静磁場の分布に基づいて、前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分の第1係数、前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分の第2係数、および前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分の第3係数を決定する演算工程と、
前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数に基づいて、前記補正磁場を制御する補正磁場制御工程と、
を有し、
前記第1角度は、5cos2β−3=0(ただしβは前記第1角度である)の関係を満たし、
前記補正磁場は、下記式(1)、(2)、(3)で表され、
前記演算工程において、
前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分として、BZ(1)、B1(1) e、およびB1(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分として、BZ(2)、B2(2) e、B2(2) O、B2(1) e、およびB2(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分として、B3(1) e、B3(1) O、B3(2) e、B3(2) O、B3(3) e、およびB3(3) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用いる。
まず、本実施形態に係る核磁気共鳴装置の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る核磁気共鳴装置100を説明するための模式図である。図2は、核磁気共鳴装置100に装着された試料管1を示す模式図である。
、または、少なくとも2つの線形和を用いる。また、補正磁場のZtilt軸方向の3次の磁場成分として、B Z(3) 、B3(1) e、B3(1) O、B3(2) e、B3(2) O、B3(3) e、およびB3(3) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用いる。この理由については、後述する。
次に、本実施形態に係る磁場補正方法について説明する。
ここで、補正磁場の展開軸(Z軸)とZtilt軸とが角度βをなしている。そこで、Z軸方向に展開された補正磁場を、Ztilt軸まわりに展開しなおす。具体的には、下記式(5)に示す。
正磁場のZtilt軸方向の3次の磁場成分BZ(3) tiltとして、B Z(3) 、B3(1) e、B3(1) O、B3(2) e、B3(2) O、B3(3) e、およびB3(3) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用いることができる。
次に、本実施形態に係る核磁気共鳴装置の変形例について説明する。なお、上述した核磁気共鳴装置発100の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
次に、上述した核磁気共鳴装置100において、補正磁場を発生させた結果を示す。具体的には、試料回転軸(Ztilt軸)が静磁場からマジックアングルθm傾いた状態で試料回転を行い、1H NMRスペクトルを測定した。試料回転軸は、図2に示すZY平面内にあるものとする。すなわち、図2において、β=θm、α=π/2である。このような条件で、補正磁場発生部20(シムコイルセット22)がつくる磁場マップ(補正磁場の分布)を計測した。
Claims (9)
- 静磁場に対してマジックアングル傾いた軸まわりで、試料を回転させて、核磁気共鳴信号の検出を行う核磁気共鳴装置であって、
前記静磁場を発生させる静磁場発生部と、
前記静磁場を補正するための補正磁場を発生させる補正磁場発生部と、
前記補正磁場発生部を制御する制御部と、
前記試料から発生する前記核磁気共鳴信号を検出するプローブと、
を含み、
前記制御部は、
前記軸方向の前記静磁場の分布を取得する磁場分布取得部と、
前記軸方向の前記静磁場の分布に基づいて、前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分の第1係数、前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分の第2係数、および前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分の第3係数を決定する演算部と、
前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数に基づいて、前記補正磁場発生部を制御する補正磁場発生部制御部と、
を有し、
前記補正磁場は、下記式(1)、(2)、(3)で表され、
前記演算部は、
前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分として、BZ(1)、B1(1) e、およびB1(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分として、B2(2) e、B2(2) O、B2(1) e、およびB2(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分として、B Z(3) 、B3(1) e、B3(1) O、B3(2) e、B3(2) O、B3(3) e、およびB3(3) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用いる、核磁気共鳴装置。
- 請求項1において、
前記磁場分布取得部は、スピンエコー法またはグラジエントエコー法により、前記軸方向の前記静磁場の分布を取得する、核磁気共鳴装置。 - 請求項1または2において、
前記補正磁場発生部は、
複数のコイルと、
前記複数のコイルの各々に対して、電流を供給する電源部と、
を有し、
前記補正磁場発生部制御部は、前記演算部によって決定された前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数に基づいて、前記複数のコイルの各々に供給する電流量を決定し、
前記電源部は、前記補正磁場発生部によって決定された前記電流量に応じた電流を、前記複数のコイルの各々に供給する、核磁気共鳴装置。 - 静磁場に対してマジックアングル傾いた軸まわりで、試料を回転させて、核磁気共鳴信号を検出する核磁気共鳴測定において、補正磁場を発生させることによって、前記軸方向の前記静磁場を補正する磁場補正方法であって、
前記軸方向の前記静磁場の分布を取得する磁場分布取得工程と、
前記磁場分布取得工程で取得された前記軸方向の前記静磁場の分布に基づいて、前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分の第1係数、前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分の第2係数、および前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分の第3係数を決定する演算工程と、
前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数に基づいて、前記補正磁場を制御する補正磁場制御工程と、
を有し、
前記補正磁場は、下記式(1)、(2)、(3)で表され、
前記演算工程において、
前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分として、BZ(1)、B1(1) e、およびB1(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分として、B2(2) e、B2(2) O、B2(1) e、およびB2(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線
形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分として、B Z(3) 、B3(1) e、B3(1) O、B3(2) e、B3(2) O、B3(3) e、およびB3(3) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用いる、磁場補正方法。
- 請求項4において、
前記磁場分布取得工程では、スピンエコー法またはグラジエントエコー法により、前記軸方向の前記静磁場の分布を取得する、磁場補正方法。 - 静磁場に対してπ/2傾いた軸まわりで、試料を回転させて、核磁気共鳴信号の検出を行う核磁気共鳴装置であって、
前記静磁場を発生させる静磁場発生部と、
前記静磁場を補正するための補正磁場を発生させる補正磁場発生部と、
前記補正磁場発生部を制御する制御部と、
前記試料から発生する前記核磁気共鳴信号を検出するプローブと、
を含み、
前記制御部は、
前記軸方向の前記静磁場の分布を取得する磁場分布取得部と、
前記軸方向の前記静磁場の分布に基づいて、前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分の第1係数、前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分の第2係数、および前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分の第3係数を決定する演算部と、
前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数に基づいて、前記補正磁場発生部を制御する補正磁場発生部制御部と、
を有し、
前記補正磁場は、下記式(1)、(2)、(3)で表され、
前記演算部は、
前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分として、B1(1) e、およびB1(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分として、BZ(2)、B2(2) e、B2(2) O、B2(1) e、およびB2(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分として、B3(1) e、B3(1) O、B3(2) e、B3(2) O、B3(3) e、およびB3(3) Oのうちの少なくとも1つ
、または、少なくとも2つの線形和を用いる、核磁気共鳴装置。
- 静磁場に対してπ/2傾いた軸まわりで、試料を回転させて、核磁気共鳴信号を検出する核磁気共鳴測定において、補正磁場を発生させることによって、前記軸方向の前記静磁場を補正する磁場補正方法であって、
前記軸方向の前記静磁場の分布を取得する磁場分布取得工程と、
前記磁場分布取得工程で取得された前記軸方向の前記静磁場の分布に基づいて、前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分の第1係数、前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分の第2係数、および前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分の第3係数を決定する演算工程と、
前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数に基づいて、前記補正磁場を制御する補正磁場制御工程と、
を有し、
前記補正磁場は、下記式(1)、(2)、(3)で表され、
前記演算工程において、
前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分として、B1(1) e、およびB1(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分として、BZ(2)、B2(2) e、B2(2) O、B2(1) e、およびB2(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分として、B3(1) e、B3(1) O、B3(2) e、B3(2) O、B3(3) e、およびB3(3) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用いる、磁場補正方法。
- 静磁場に対して第1角度傾いた軸まわりで、試料を回転させて、核磁気共鳴信号の検出を行う核磁気共鳴装置であって、
前記静磁場を発生させる静磁場発生部と、
前記静磁場を補正するための補正磁場を発生させる補正磁場発生部と、
前記補正磁場発生部を制御する制御部と、
前記試料から発生する前記核磁気共鳴信号を検出するプローブと、
を含み、
前記制御部は、
前記軸方向の前記静磁場の分布を取得する磁場分布取得部と、
前記軸方向の前記静磁場の分布に基づいて、前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分の第1係数、前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分の第2係数、および前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分の第3係数を決定する演算部と、
前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数に基づいて、前記補正磁場発生部を制御する補正磁場発生部制御部と、
を有し、
前記第1角度は、5cos2β−3=0(ただしβは第1角度である)の関係を満たし、
前記補正磁場は、下記式(1)、(2)、(3)で表され、
前記演算部は、
前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分として、BZ(1)、B1(1) e、およびB1(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分として、BZ(2)、B2(2) e、B2(2) O、B2(1) e、およびB2(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分として、B3(1) e、B3(1) O、B3(2) e、B3(2) O、B3(3) e、およびB3(3) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用いる、核磁気共鳴装置。
- 静磁場に対して第1角度傾いた軸まわりで、試料を回転させて、核磁気共鳴信号を検出する核磁気共鳴測定において、補正磁場を発生させることによって、前記軸方向の前記静磁場を補正する静磁場補正方法であって、
前記軸方向の前記静磁場の分布を取得する磁場分布取得工程と、
前記磁場分布取得工程で取得された前記軸方向の前記静磁場の分布に基づいて、前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分の第1係数、前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分の第2係数、および前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分の第3係数を決定する演算工程と、
前記第1係数、前記第2係数、および前記第3係数に基づいて、前記補正磁場を制御する補正磁場制御工程と、
を有し、
前記第1角度は、5cos2β−3=0(ただしβは第1角度である)の関係を満たし、
前記補正磁場は、下記式(1)、(2)、(3)で表され、
前記演算工程において、
前記補正磁場の前記軸方向の1次の磁場成分として、BZ(1)、B1(1) e、およびB1(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の2次の磁場成分として、BZ(2)、B2(2) e、B2(2) O、B2(1) e、およびB2(1) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用い、
前記補正磁場の前記軸方向の3次の磁場成分として、B3(1) e、B3(1) O、B3(2) e、B3(2) O、B3(3) e、およびB3(3) Oのうちの少なくとも1つ、または、少なくとも2つの線形和を用いる、磁場補正方法。
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