JPH03505694A - 核スピン共鳴スペクトルを記録する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 核スピン共鳴スペクトルを記録する方法本発明は、それぞれ同種の核から成る少 なくとも３つの核グループ、即ち、第１のグループが第２のグループに結合され ているのに対して、第３のグループは第２のグループに結合されてはいないが第 １のグループにおける化学シフトとのみほぼ合致する化学シフトを呈するような 、少なくとも３つの核グループを有するサンプル（試料）の核磁気共鳴スペクト ルを記録する方法であって、この場合、第１のグループにおける信号を単独で表 示するために第３のグループにおける信号を抑制する形式の方法に関する。

更に本発明は、少なくとも３つの核グループ、即ち、第１の核種から成る第１の グループが第２の核種から成る第２のグループに結合されているのに対して、第 １の核種から成る第３のグループは第２のグループに結合されてはいないが第１ のグループにおける化学シフトとのみほぼ合致する化学シフトを呈するような、 少なくとも３つの核グループを有するサンプルの核磁気共鳴スペクトルを記録す る方法であって、この場合、第１のグループにおける信号を単独で表示するため に第３のグループにおける信号を抑制する形式の方法に関する。

更にまた本発明は、一般に、少なくとも３つのスピングループ、即ち第１のグル ープが第２のグループに結合されているのに対して、第３のグループは第２のグ ループに結合されてはいないが第１のグループにおけるスペクトル位置とのみほ ぼ合致するスペクトル位置を占めるような少なくとも３つのスピングループを有 するサンプルの核スピン共鳴スペクトルを記録する方法であって、この場合、第 １のグループにおける信号を単独で表示するために第３のグループにおける信号 を抑制する形式の方法にも関している。

核スピン共鳴−分光学の分野においては、それぞれ異なった核グループの信号が 互いに重畳しているスペクトルを「編整する」ことが既に公知となっている。

ここで言う編整とは、重畳したスペクトルから個別信号をフィルターアウト（濾 波）することの出来る種々異なった記録技術を意味する。この種の操作は、一般 に、それぞれ異なった測定パラメータによる複数回の測定を相次いで行ない、こ れによって得られた結果から不必要な信号成分を差分形成により除去する方式で 実施される。

核磁気共鳴応用分野で用いられるこの種の編整技術における幾つかの例は、１９ ８７年にオックスフォード大学の出版部から刊行されたサンダース、ジェレミー に、Ｍ、及びブライアンに、ハンター（５ａｎｄｅｒｓ、　Ｊｅｒｅｍｙ　Ｋ、 　Ｍ、　、　Ｂｒ１ａｎ　Ｋ、　）（ｕｎｔｅｒ）による教材「最新の核磁気共 鳴分光学Ｊ　　（ＭｏｄｅｒｎＮ　Ｍ　Ｒ５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）の第２３ ７〜２５９頁に記載されている。この教材に示されている別の方法では、結合さ れてないスピンが２回の測定における差分形成によって抑制される。

然し上述した編整技術における共通した欠点として、スペク１〜ルの記録を行な うためにそれぞれ異なった測定パラメータによる互いに時間的にずらされた複数 回の測定を実施しなければならないことが挙げられる。テストの対象とされるサ ンプルが実験室で用いられる化学的な試料、つまり長期に亙る使用に耐えうるサ ンプルである場合にはこの欠点による問題は生じないが、この種の核磁気共鳴ス ペクトル測定を生物学的なサンプル、即ち生体組織で実施しようとする場合には 由々しい問題が生じてくる。特にそのことが顕著であるのは、患者のイン・ヴイ ーヴオ（体内）測定を行なう場合であり、運動アーチファグト（人為結果）は測 定値の質を低下さぜることになりかねない。

更に、差分形成を行なう測定方法においては、高い妨害信号振幅の減算処理に基 づいて有効信号と同じ規模の測定誤差が生ずるという原理的な欠点を免れない。

核共鳴スペクトルを容積選択的に、つまり空間的に規定された所定のサンプル領 域についてのみ記録することも既に公知である。この記録技術は生物学的な研究 および医療分野で特に効果的に利用されている。つまりこの記録技術を応用する ことによって、例えば患者の内部臓器における所定の一点で生ずる核磁気共鳴ス ペクトルを記録することが可能とされるからである。

容積選択性の核磁気共鳴スペクトル記録は、それ自体が既に公知の技術範躊に属 するものであって、例えば、１９８８年に化学出版社から刊行されたヴエーリ、 フェリックスＷ６、デレク　ショー及びＪ、ブルースニーランド（Ｗｅｈｒｌｉ 、Ｆｅ１ｉｘＷ、、Ｄｅｒｅｋ　Ｓｈａｗ、Ｊ、Ｂｒｕｃｅ　Ｋｎｅｅｌａｎｄ ）による教材：「生物医学的磁気共鳴撮像法Ｊ　　（Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ　Ｍ ａ−ｇｎｅＬｉｃ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ　Ｉｍａｇｉｎｇ）の第１Ｐ″４５頁お よび第５２１〜５４５頁にその用例が見られる。

更にアメリカ合衆国の定期刊行物である「磁気共鳴ジャーナルＪ　　（Ｊｏｕｒ ｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅ５ｏｎ−ａｎｃｅ）第６８巻（１９８６ ）第３６７頁には、所謂ディツガ−法（ＤＩＧＧＥＲ−Ｐｒｏｃｅｓｓ）が掲載 されている。この公知の方法は、選択された容積範囲外の層を飽和させ、従って 選択された容積範囲のみが残存せしめられるようにした容積選択性の方法に関す るものである。然しこれら２つの公知の方法、殊にＤ　Ｉ　Ｇ　Ｇ　Ｅ　Ｒ−法 では、高い高周波出力を必要とし、更にそのいづれの方法においても、付加的な 信号の発生を回避すべく予飽和−高周波パルスを極めて厳密に調整しなければな らないという欠点がある。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３４４５６８９号明細書には、核磁気共鳴スペ クトルを容積選択式に記録する方法として、時間間隔をおいて発生される３つの ９０度商用波パルスを利用すると同時に、互いに異なる座標方向でそれぞれ異な った勾配（グラジェント）−磁場−パルスを印加するようにした更に別の特殊な 方法が開示されている。この公知の方法では従来どおりの励起されたスピン“− エコーが生ゼしぬられる。

その他これに類する各種の方法に関しては、アメリカ合衆国特許第４６８０５４ ６号、同第４７０３２７０号の各明細書および前掲の米国定期刊行物「磁気共鳴 ジャーナル」第７８巻第２０５〜２１２頁、同第８１巻第３３３〜３３８頁、同 第６０巻第３３７〜３４１頁、同第７８巻第３５５〜３Ｇ１頁にも記載されてい る。

更にアメリカ合衆国の別の定期刊行物「医療用磁気共鳴Ｊ　　（Ｍａｇｎｅｔｉ ｃ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ　ｉｎ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）第９巻（１９８９）、第２ ５４〜２（３０頁には、等核の分極（偏極）トランスファーを利用して容積選択 的なスペクトルを編整する方式が記載されており、この場合に利用されるトラン スファーの数は１回である。

ところで、一般式Ａ、、Ｘ、、で式示される等核的もしくは異核的に結合された スピン系における核磁気共鳴スペクトルの記録は、この種の測定法に基づいた生 体組織内代謝の逆推論を、つまり結果から原因を究明することを可能ならしめる ので、生体医学的研究の見地から極めて有意義であるとされているが、実地にこ の記録を行なおうとする場合には、信号が重なり合う（信号重畳）という問題が 屡々生ずる。等核的に結合されたスピン系においては、両結合パートナ−が同一 の核種、例えば陽子（１Ｈ）から構成されるのに対して、異核的に結合されたス ピン系においては、各結合パートナ−がそれぞれ異なった核種に属する、つまり 例えばＡ−グループは陽子（１Ｈ）に所属し、Ｘ−グループは炭素の同位元素（ ”Ｃ）に所属することになる。乳酸塩（ラフタート）における等核的な事例とし てのＡ　３　Ｘ−系の場合、例えばメチル基（ＣＨ３）は脂質のメチレン基（Ｃ Ｈｚ）とほぼ同じ化学シフト、つまりほぼ等しいスペクトル線位置を有している 。何故ならば、両者の化学シフト値はおよそ１．３５　　ｐｐｍとされているか らである。しかるに、生体組織内の脂質濃度が著しく高いことに基づいて、乳酸 塩のＣＨ３−信号は脂質のＣＨ２−信号によって遮蔽されてしまう。これと同じ ことは一般に異核的なＡ　、Ｘ　ｘ−系、例えば１３Ｃ−富化分を有するメタノ ールのようなＡ、Ｘ−系についても当てはまる。

脂質−環境中における容積選択式の乳酸塩測定を最初に述べた事例に関して行な うに当り、既述のごとく時間的にずらされた２回の測定をそれぞれ異なったパラ メータで実施しなければならない公知の編整技術を応用しようとするならば、そ の２回の測定の間に患者が動くことによって幾つかの問題が生じてくる。即ち、 各測定ごとにそれぞれ異なった影響を及ぼすところのアーチファクトと称される 人為結果が生ずるので、続いて行なわれる差分形成に際しては、乳酸塩における 単離された所望のＣＨＪ−信号のみならず、不必要な脂質−アーチファクトまで もが編整操作によって調製されることになる。

この出願の枠内では本発明が核磁気共鳴（ＮＭＲ）の分野に応用されるものとし て記述されているが、本発明を他の形態による核スピン共鳴、特に電子常磁性共 鳴（ＥＰＲ）又は種々の核／電子−二重共鳴一技術（エントール、ＥＮＤＯＲ１ エルドール：　ＥＬＤＯＲ，ネドール：ＮＥＤＯＲ１オーヴアーハウザー：○ｖ ｅｒｈａｕｓｅｒ等）にも応用可能であることは言うまでもない。

更に本発明は、スカラー結合（Ｊ）の簡単な例について開示されているが、別の 結合形式、例えば双極子結合にも応用することが出来る。

本発明の課題は、冒頭に述べた形式による方法に改良を加えて、生物学的な試料 、特に患者の生体において単一のパルス列により容積選択性の測定を実施可能な らしめる点にある。

等核的な系において核磁気共鳴スペクトルを記録するための冒頭で最初に挙げた 方法では、上記の課題が以下のようにして解決されるニー　３つの高周波パルス 、有利には９０度高岡波パルスから成る１つのパルス列をサンプル上に照射し、 −第１のグループを構成する核の磁化が分極トランスファーによって第２のグル ープを構成する核に遷移されるように、第２の高周波パルスを調整し、 −第２の高周波パルスと第３の高周波パルスとの間のタイムインターバル中に、 第２のグループを構成する核のために移相された第１の勾配−磁場−パルスをサ ンプルに対して作用せしめ、 −第２のグループを構成する核の磁化が分極逆トランスファーによって第１のグ ループを構成する核に再び遷移されるように、第３の高周波パルスを調整し、 −次いで第１のグループを構成する核のために再移相された第２の勾配−磁場− パルスをサンプルに対して作用せしめる。

異核的な系において核磁気共鳴スペクトルを記録するための冒頭で二番目に挙げ た方法では、本発明の課題が以下のようにして解決されるニー　５つの高周波パ ルス、有利には９０度高岡波パルスから成る１つのパルス列をサンプル上に照射 し、 −第１の核種に所属し第１のグループを構成する核の磁化が分極トランスファー によって第２の核種に所属し第２のグループを構成する核に遷移されるように、 第２の高周波パルスと第３の高周波パルスとを調整し、 −第３の高周波パルスと第４の高周波パルスとの間のタイムインターバル中に、 第２のグループを構成する核のために移相された少なくとも第１の勾配−磁場− パルスをサンプルに対して作用せしめ、 −　第２のグループを構成する核の磁化が分極逆トランスファーによって第１の グループを構成する核に再び遷移されるように、第４の高周波パルスおよび第５ の高周波パルスを調整し、 −次いで第１のグループを構成する核のために再移相された第２の勾配−磁場− パルスをサンプルに対して作用せしめる。

更に本発明による上記の課題は、これを核スピン共鳴の一般的な事例に応用した 場合、次のような措置をとることによって解決されるニー　少なくとも３つの高 周波パルス、有利には９０度高岡波パルスから成る１つのパルス列をサンプル上 に照射し、 −第１のグループを構成するスピンの磁化が偏光トランスファーによって第２の グループを構成するスピンに遷移されるように、少なくとも第２の高周波パルス を調整し、 −第２の高周波パルスの後で、第２のグループを構成するスピンのために移相さ れた少なくとも］つの第１の勾配−磁場−パルスをサンプルに対して作用せしめ 、 −次いで第２のグループを構成するスピンの磁化が分極逆トランスプアーによっ て第１のグループを構成するスピンに再び遷移されるように、少なくとも１つの 別の高周波パルスを調整し、 −最後に第１のグループを構成するスピンのために再移相された第２の勾配−磁 場−パルスをサンプルに対して作用せしめる。

以上に述べたような措置がとられるならば、本発明の課題を完全に解決すること が出来る。つまり本発明で応用された技術的方策によれば、問題どされる第１の 核グループにおける磁化が分極トランスファーにより所定の夕・ｆムインターバ ルをおいて他の核グループに、即ちそのスペクトル線が異なった化学シフト上に 位置しているが或いは異種の核に所属しているような第２の核グループに遷移さ れる。第１のグループにおける核の磁化が規定のごとく移相されることによって 、この核の信号が先づ符号化され、次いで分極−逆トランスファーにより第２の グループから再び第１のグループに遷移され、矢張り規定どおり再移相、つまり 復号されるのに対し、この時間間隔の間はそれまで通りのスペクトル範囲に残留 している第３のグループによる妨害信号は抑制される。即ち換言するならば、問 題とされる情報、つまり第１のグループにおける核の磁化が、短い時間間隔だけ 他の化学シフトの範囲、つまり第２のグループにおける化学シフトの範囲にもた らされ、移相により符号化され、次いでこの問題の情報が化学シフトにおける本 来の範囲に戻される一方、その後で問題の第１グループが再移相（復号）され、 以上の操作により問題とされない第３のグループは信号消去される。このような 処理が可能とされる理由は、問題とされる第１の核グループのみが第２の核グル ープと結合されており、これのみが信号消去されないところにある。

勾配−磁場−パルスを用いる第１の利点は、この所謂［スポイル−グラジェント 」が第２の核グループにおける磁化を第２の高周波パルスの照射後に移相するこ とにあり、その結果として、全ての位相はｘｙ・一平面内に均等に配分されてい ることになる。このようにして初めて、第１の両９０度パルスにより設定された その任意の位相が、第３の９０度パルスに対して相対的に影響を受けることなく ｚ一方向でのスライス選択を可能ならしめる。この場合、第２の核グループにお ける磁化の前述した移相の影響は、時間的に第３の９０度パルスの後に位置する 再移相された第２の勾配−磁場−パルス（第３グループの核に対する影響）によ って再び退行（逆行）せしめられる。

これが結果的に意味するのは、編整される所望の信号が一回の通過のみで記録可 能となり、従って、例えば運動アーチファクトによる不都合な影響は及ぼされな いことである。勿論、複数回の通過を順次記録して自体公知の形式によりＳＮ比 を高めることも、或いは位相誤差を検出すべく自体公知の技術により周期的な位 相調整を行なうことも当然可能とされてはいるが、この種の操作そのものは、編 整された全てのスペクトルが、原則として予め単一のパルス列で記録されている こととは全く無関係である。本発明による方法においては、既に述べたように、 第２の核グループに対する第１の核グループと第３の核グループとの化学シフト 及び結合に関するそれぞれ異なった状況が利用されるので、第３のグループによ る妨害信号は完全に抑圧される。

例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第３４４５６８９号明細口に開示されてい る方法とは異なって、本発明の方法では従来の励起されたスピン−エコーが生ぜ しめられることはなく、発生されるのはむしろコヒーレンス（可干渉性）・トラ ンスファー・スピン・エコーである。

本発明による方法の有利な１実施態様においては、自体公知の形式により容積選 択的な表示を行なうため、サンプルが互いに異なる座標方向で一連の勾配−磁場 −パルスから成る１つのパルス列に曝され、少なくども３つの高周波パルスがス ライス選択的に調整される。

この措置の利点は、サンプル内部、例えば人間の生体内における限定された殆ど 点状の範囲を選択的に測定できるところにある。つまりこの方式によれば、患者 の内部臓器における所期の部位を特定して測定を行なうことが出来る。

本発明の方法における別の有利な実施態様によれば、分極トランスファーを惹起 せしめる高周波パルスの後で、第２のグループにおける核またはスピンの化学シ フトに関して選択的な別の高周波パルス、有利には１８０度パルスが照射される 。

この措置が特に効果的に応用されるのは、第３のグループに結合された第４の核 グループが存在している場合であって、このような場合には、第２の高周波パル スに基づいて第３のグループにおける妨害的な磁化すらも分極トランスファーに よってこの第４の核グループに遷移される。他方、これに対して別の選択性高周 波パルスが、つまりその選択性に基づいて第２のグループにおける核のみを捕捉 する別の高周波パルスが照射された場合には、第２のグループにおける磁化が第 ４のグループにおける磁化に対して異なった形式で移相されるので、この磁化が 分極トランスファーによって第３のグループにおける磁化に帰還遷移されること はない。その結果として、前述形式による第４の核グループを有するサンプルの 第３グループにおける妨害的な磁化は、先づ初めに分極トランスファーによって 第４のグループに遷移されはするものの、分極逆トランスファーを介して再び第 １のグループの範囲内に連れ戻されることはないので、この種のサンプルでも第 ３のグループにおける著しく重畳した信号は消去される。

等核的に結合された系を扱う本発明による方法の別の有利な実施態様では、この 方法が乳酸塩をサンプルとして実施される。

この応用例は生体医療の分野で特に有意義であると思われる。

上述した本発明による各実施例の特に有利な変化態様においては、サンプルに第 １の９０度高岡波パルスを照射する前に、先づ第２のグループにおける核または スピン並びに結合されてない核またはスピンに関して選択的な高周波−子飽和一 パルスが、次いで第２のグループにおける核またはスピンに関して選択的な移相 された勾配−磁場−パルスがそれぞれサンプルに照射される。

この措置の利点は、化学シフトに関して第２のグループのすぐ近くに存在する妨 害信号、例えば水による妨害信号を抑圧することが出来るところにある。この措 置が後続の分極トランスファーもしくは分極逆トランスファーに影響を及ぼすこ とはなく、或いは多少の抑制作用はあったとしても観察され得るほどのコヒーレ ンスは生じない。

本発明による方法の別の有利な実施態様においては、第１の勾配−磁場−パルス と第２の勾配−磁場−パルスとが、それぞれ時間軸に関し高周波パルスに対して 相対的に位置定めされ、これによって、結合されてないスピンの励起されたエコ ーは生じないようにされている。

この措置の利点は、励起されたエコー、即ち第２および第３の９０度高岡波パル スを介して再焦準されかねない非結合状態の望ましくないスピンのエコーが再び 移相されるところにある。何故ならば、この種の望ましくない再焦準は対称的な 面においてのみ、つまり勾配−磁場−パルスにおける強度と長さとの積として、 高周波パルスに出現するからである。

更に本発明による方法では、全てのパルスにおける位相の独立性（位相相互間非 依存性）という別の利点が得られる。何故ならば、第２の９０度パルスと第３の ９０度パルスとの前にそれぞれ勾配−磁場−パルスによる磁化の移相が行なわれ 得るからである。また高周波パルスにおける高周波磁界強度の数値が測定結果に さしたる影響を及ぼすことはなく、高々ある程度の信号損失が生ずるに過ぎない ので、本発明による方法は表面コイルを用いて実施することも可能とされる。更 に、第１の９０度パルスと第２の９０度パルスとの間、並びに第３の９０度パル スとスペクトル記録開始時点との間で設定される時間間隔も非臨界的である。つ まり何となれば、横緩和時間Ｔ２がパルス列より著しく長い場合、Ａ、、Ｘ−系 における理論的な数値１／（２Ｊ）乃至Ａ、Ｘ２−系における理論値１／（４Ｊ ）からの偏倚は、僅かな信号損失を惹起するに過ぎないからである。従ってこの 緩和時間Ｔ　２が比較的短い場合には、インターバルを短くしたほうが有利であ る。

なお本発明による方法をそれ自体公知の別の措置によって補完するならば、また 別の利点が得られることは明らかであって、この種の措置としては、例えば、第 ３の９０度パルスから時間的な間隔τ１をおいて位置する１点を中心として完全 に時間対称なエコーを記録することが挙げられる。

更に勾配−磁場−パルスを変動させ、且つエコーに関する読出しグラジェントを それぞれ後続のフーリエ変換により励起操作するならば、自体公知の形式で二次 元または三次元の部位におけるイメージング、つまり画像表示を行なうことが出 来る。本発明による方法は、種々異なる公知のイメージング法と組み合わせるこ とが可能であって、例えば位相グラジェント及び読出しグラジェントを用いた２ Ｄ−ＦＴ−法、または可変角度による読出しグラジェントを用いたバッグ−プロ ジェクション法、もしくは化学シフトイメージング法、つまり読出しグラジェン トは用いず２つの位相グラジェントを用いた局所解像式の分光法と組み合わせて 応用することが可能である。

本発明による上述の方法に関して有利な１実施態様においては、第１の高周波パ ルスと分極トランスファーを惹起せしめる高周波パルスとの時間的な中間期に、 且つ分極逆トランスファーを惹起せしめる高周波パルスの後で、それぞれ１つの １８０度パルスがサンプルに照射される。

この措置の利点は、信号強度の増倍処理が達成されるところにある。

本発明によるその他の利点は、明細書の内容と添付の図面とから明らかである。

なお本発明による前述の各特徴並びに後述する各特徴が本発明の枠を逸脱するこ となく単に該当箇所で指定された組合せによってのみならず他の任意の組合せに よっても或いはそれぞれ単独にでも応用され得ることは言を俟たない。

次に添付の図面に示された実施例につき本発明の詳細な説明する： 第１図は等核的に結合されたＡ　３Ｘ−系、つまり乳酸塩（ＣＨ３−ＣＨＣ０Ｈ ）−ＣＯＯＲ）の核磁気共鳴スペクトルを極めて概略的に示す図、第２図は本発 明による方法を等核的に結合された系に適用した実施例を説明するためのパルス プログラムを示す図、 第３図は本発明による方法の実施例における特性を検証するために用いられる第 １のテストサンプルを示す図、 第４図〜第６図は第３図によるテストサンプルを用いて記録された３つの核磁気 共鳴スペクトルを示す図、 第７図は第３図のテストサンプルに類似してはいるが別のテストサンプルを示す 図、 第８図〜第１０図は第７図によるテストサンプルを用いて記録された３つの核磁 気共鳴スペクトルを示す図、 第１１図は第２図によるパルスプログラムのヴァリエーションであって、付加的 に２つの１８０度パルスを用いたパルスプログラムを示す図、第１２図は異核的 に結合された系の核磁気共鳴スペクトルを第１図と同様に概略的に示す図、第１ ３図は本発明による方法を異核的に結合された系に適用した実施例を説明するた めのパルスプログラムを示す図、 第１４図は第１３図によるパルスプログラムのヴアリエーションを示す図、 第１５図は第１３図によるパルスプログラムの更に別のヴアリエーションを示す 図、 第１６図は異核的に結合された系における核磁気共鳴スペクトルを公知技術によ り記録した図、第１７図は第１３図に示された実施例における核磁気共鳴スペク トルを第１６図におけるごとく但し本発明の方法によって記録した図である。

第１図には、ＣＨａ−基（１，３５ｐ　ｐｍのＡ−ライン）の各陽子とＣＨ−基 （４，１ｐｐｍのＸ−ライン）の陽子との間にＪ−結合が成立している１つの系 、即ち乳酸塩の核磁気共鳴スペクトルが極めて概略的に示されている。この場合 、乳酸塩におけるＣ　Ｈ３−基のＡ−ラインは、生物学的サンプルが屡々かなり 高い脂質濃度を呈することに基づいて周辺の脂質におけるはるかに強力なＣＨ２ −基のＢ−ラインによって遮蔽される。

本発明による方法は、適正な編整操作を行なうことによりこのＡ−ラインを重畳 したスペクトルから単離して測定し得るようにするものである。

そのためには、第２図に示されたパルスプログラムが容積選択的な測定を実施す るために利用されるが、本発明による方法がこの容積選択的な測定方式にのみ限 定されるものでないことは言うまでもない。

第２図のパルスプログラムにおいては、その最上位の横列に高周波パルスが示さ れており、ここで用いる高周波パルスとは、核磁気共鳴技術で走査された規定の 包絡輪郭を有する高周波信号の謂である。なおこの場合、比較的長いパルス時間 および比較的小さな振幅を有する所謂「ソフトなパルス」と、比較的短いパルス 時間および比較的大きな振幅を有する所謂「ハードなパルス」とは区別されねば ならない。また選択的なパルスと非選択的なパルスとの間にも、結果的にそのパ ルスの包絡曲線が狭幅の周波数スペクトルを呈するか、或いは広幅の周波数スペ クトルを呈するかに応じて厳然たる差がある。

第２図のパルスプログラムで中央に位置する３つの横列には、それぞれ３つの座 標方向Ｘｓ’ｊｓ２に関する各勾配−磁場−パルスＧ、、Ｇ、、Ｇ。

がプロットされている。このパルスプログラムにおいて「■」なるシンボルで示 されたパルスが所謂「スライスグラジェント」、つまり立体的なスラーｆスを選 択するために用いられる勾配パルスであるのに対し、シンボル「◆」で示された パルスは、所謂「トリムグラジェント」、つまり磁化を焦準するために用いられ 、スライスグラジェントに先行もしくは後続するグラジェントである。最後にシ ンボル「ム」で示されたパルスは所謂「スポイルグラジェント」であって、この グラジェントを用いることにより、規定の磁化を成る座標方向で意図的に移相も しくは再移相し、ひいてはその磁化を信号として消去し或いは再び生き返らせる ことが出来る。

勾配−磁場−パルスを速度補償および加速度補償し得ることは自明であって、例 えば米国の定期刊行物「磁気共鳴ジャーナル」の第７７巻（１９８８）第５９６ 頁にはその技術に関する情報が記載されている。

ところで本発明による方法においては、Ｘ−グループの磁化とその他の考慮され 得る妨害信号、例えば水による妨害信号とを消去し、ひいてはその後の操作にお いてこの種の妨害信号を無視できるようにするため、まづ第２図に示したパルス 列を用いるに先立って、所謂「高周波−子飽和パルス」又は適宜な移相グラジェ ントもしくはその両者が用いられる。

従って本発明による本来の方法は、第１の高周波パルス、特に有利には９０度パ ルス１０を以て開始され、この９０度パルス１０は、第１のスライスグラジェン ト１１の作用中にＸ一方向で後続のトリムグラジェント１２と共にサンプルに照 射される。

第１の９０度高層波パルス１０は、以下で更に詳しく説明する別の９０度高層波 パルスの場合と同じような所謂ソフトパルスであって、例えば包絡曲線５ｉｎｘ ／ｘを有しており、磁場グラジェントの存在のもとにＸ方向、Ｘ方向またはＺ方 向でスラーｒス選択的に作用する。つまり換言するならば、この第１の９０度高 層波パルス１０と後述する他の９０度パルスとは、いづれも化学シフトに関して は非選択的に作用する。

９０度パルスのパルス角度はどちらかと言えば非臨界的であって、原則としては この角度を０度より大きくしておきさえすればよい。例えばこの第１の「９０度 」−高周波パルスは、９０度より小さい所謂「真のＪ　　（ＥＲＮＳＴ）角度に 設定することが可能である。この角度によれば、画像形成測定（イメージング） に際して迅速な画像列形成が可能ならしめられる。

更に妨害信号としての例えば水による妨害信号をより効果的に抑制するため、こ の第１の９０度品用波パルス１０を、成る１つの８０度高岡波パルスと八−磁化 に関して選択的な１つの１８０度高周波パルスとから成り時間的に前方にずらさ れている（進められた）パルス列で代替することも可能である。

第１の９０度商用波パルスに基づいて、Ａ−核およびＸ−核の全体的な磁化はｘ −ｙ平面内に傾くが、Ｘ−磁化に関しては、この磁化が前述した形式により予め 消去されていない場合にのみ適用されることは言うまでもない。

ところでＡ−グループの磁化、つまり、例えば乳酸塩（Ａ３Ｘ−系）のメチル基 における磁化は、後続のタイムインターバルで１中におけるＪ−結合の影響を受 けて進展（展開）するが、その際のＡ、、Ｘ−系に関しては、横緩和時間Ｔ２に 応じて一般に以下の関係式が成立する： 従ってこの式については：τ、≦１．／（２）もしくはその奇数倍が適用される 。

同様にＡ、、Ｘ２−系に関しては以下の関係式が成このようにして逆位相磁化が 形成される。乳酸塩の場合、Ｊの値は例えば７．３５Ｈｚとされるので、タイム インターバルτ１は６８　ｍ　ｓに設定時間τ１の経過後には第２の９０度商用 波パルス１３がサンプルに照射される一方、それと同時にｙ一方向ではスライス グラジェント１４乃至トリムグラジェント１５がサンプルに対して作用せしめら れる。

第２の９０度商用波パルス１３はＡ−グループの逆位相磁化を惹起し、この逆位 相磁化のみが分極トランスファーによりＸ−スピンに遷移され、これはＡ−グル ープとＸ−グループ（ＣＨ）とのＪ−結合に基づいて所定の化学シフトにおいて 可能とされ、他方、Ｂ−磁化はこの結合が欠如しているため遷移されない。しか るにＢ−グループとのみ結合された第４の核グループＹが存在している場合には 、Ａ−磁化がＸ−グループに遷移されると、（妨害的な）Ｂ−磁化が分極トラン スファーによってＹ−グループに遷移される。

このようにして今や各Ｘ−スピンも矢張り互いに逆位相関係にある。

第２の９０度商用波パルス１３を介して、Ａ−グループの磁化は、一般的な表現 によれば、分極トランスファーにより約１／２に、二重量子トランスファーによ り１／４に、ゼロ量子トランスファー（異核的に結合されたスピン系での実験で は多量子トランスファー）により更にその１／４に遷移される。本願に記載され た発明の枠内で考察しようとする遷移成分は、分極トランスファーによって遷移 される成分のみであるが、同一出願人により同日に提出された並行出願（弁理士 事務所書順番号：　１２１３Ｐ１０１）の枠内では、二重量子トランスファー又 は多量子トランスファーの過程で遷移される１／′４の遷移成分についての考察 がなされている。なおここで後者の開示内容を引用したことにより、本願の開示 内容にもそれが適用されるものとする。

この場合、逆位相−Ｘ−磁化のみが、有利には１８０度高周波パルス１６を介し て、第２の９０度商用波パルス１３に対し時間的に対称な１点、即ち第２の９０ 度商用波パルス１３に対して時間的な間隔て２をおいて位置する点に転写される 。

なおこの１８０度高周波パルスにおいても、１８０度の角度は厳密に守られなく ともよい。

１８０度高周波パルス１６はＸ−グループに関して、つまり化学シフトに関して 選択的である。

従ってこの１８０度高周波パルス１６は、第４のグループＹが存在している場合 には、そこで分極トランスファーにより遷移されるＢ−磁化に対して作用しない 。

この１８０度高周波パルス１６によって、ｘ−グループの磁化に対するＪ−変調 の影響は再び逆行（後退）せしめられる。

このことが行なわれている間に、スポイルグラジェフト１７はＸ一方向で、トリ ム−およびスライスグラジェント１４．１５．１８はｙ一方向でまたトリム−お よびスライスグラジェント１９．２０の列は２一方向で、それぞれサンプルに作 用せしめられる。スポイルグラジェント１７は規定の移相を、つまりＸ−磁化の 符号化を惹起する。

Ａ−グループの範囲におけるＸ−磁化の逆分極を行なう第３の９０度高岡波パル ス２２は、第２の９０度高岡波パルス１３に対して時間的な間隔τ２をおいて、 つまり有利には照射される１８０度高周波パルス１６に対して対称的に、サンプ ルに照射される。この場合、第２の９０度高岡波パルス１３と第３の９０度高岡 波パルス２２との間のタイムインターバルτ２は出来るだけ短い値に設定される 。

逆トランスファーされたこの磁化は、続くτ、−インターバル中に位相内（イン フェイズ）磁化に進展し、エコーの最大値が生ずる時点Ｃからは、記録インター バルＡＱの間にこの位相内磁化を自由な誘導減衰（Ｆ　Ｉ　Ｄ）として公知のフ ーリエ処理方法により記録し表示することが出来る。この場合、有利にはエコー の「右」側のみが、つまり時点Ｃ以降のみが記録される。

第３の９０度高岡波パルス２２と対称的であると同時に、補足的にスポイルグラ ジェント１７に対しても対称的に、別のスポイルグラジェント２３がＸ一方向で 、トリムグラジェント２４がｙ一方向で、またトリムグラジェント２１が２一方 向で、それぞれサンプルに作用せしめられる。

このような操作形式が採用されるならば、Ｘ−磁化がスポイルグラジェント１７ により規定的に移相される、つまり再び復号されるので、高周波パルス１３及び 高周波パルス１６により設定されたその任意の位相を、第３の９０度高岡波パル ス２２に関して影響されることなく、２一方向でのスライス選択を実施すること が可能ならしめられる。第３の９０度高岡波パルス２２による分極逆トランスフ ァー、並びに第２のスポイルグラジェント２３によるＡ−磁化の再移相が行なわ れた後では、この部位に残存しているのは僅かに１つの測定可能なＡ−グループ の磁化のみであり、この磁化は公知の形式によって評価可能とされている一方、 場合によってはまだ発生する励起エコーは第２のスポイルグラジェント２３によ り抑制することが出来る。

つまり第２図から明らかなように、これらのグラジェントパルスは９０度高岡波 パルス１３及び２２に対して非対称的に作用するので、結合されてない他のスピ ンにおける不都合な再焦準は、これが各グラジェントパルスの非対称的な配置形 式により両τ１−インターバル間において阻止されることに基づいて生じ得ない 。

更に第２図から明らかなように、第１のτ１−インターバルが継続している間は 、Ａ−磁化に対する化学シフト及び磁場不均等性の影響が、仮想的に１８０度パ ルスとして纏めることの出来る２つの９０度パルス１３．２２により第２のτビ インターバルで再び逆行せしめられる。

Ｘ−磁化の場合、このことはＸ−グループに関して選択的な１８０度パルスを用 いることによす同じような形式で（Ｊ−変調を含めて）インターバルで２中に行 なわれる。

第２図に示ごれているパルスプログラムの作用形式については、殊に以下のよう な実験を行なうことにより検証された： 第３図に概略的に示されたサンプル３０においては、純粋な酢酸塩５０パーセン トと純粋な乳酸塩５０パーセントとの混合物から成る容積約１立法センナメート ル（’１ｃｍ３）の球体３１が水から成る周辺環境３２内に存在している。

これに関連して第４図には、公知技術を利用して記録された１回の記録操作によ るスペクトルが示されており、この場合、約１．３５　ｐ　ｐｍの乳酸塩−ライ ンのほかに約２．０ｐｐｍの妨害的な酢酸塩−ラインが生じている。この測定は アメリカの定期刊行物「磁気共鳴ジャーナル」、第７２巻、１９８７、第３７９ 頁に記載されているのと同様なパルス列を用いて実施され、その磁界強度は４． ７　Ｔとされた。

これに対して第５図に示されているのは、第２図のパルスプログラムを用いて行 なわれた本発明の方法による測定記録であって、この場合、両者の実験上の諸条 件は、信号表示のスケールファクター（換算係数）２を別にすれば、いづれの測 定においても全て同等に設定されている。第５図から明確に看て取れるように、 １．３５　ｐ　ｐｍのＣＨ３−信号はこのスケールファクターを考慮して第４図 のスペクトルの場合とほぼ同じ高さを有している。これに対し他方の酢酸塩にお けるスピンは事実上消滅されている。

第６図に示されている記録は、本発明の方法における選択性をチェックするため のコントロール測定で得られた結果である。

この第６図の結果を示した測定に際して、サンプルとしては第３図におけるのと 同じ立体構造を有するサンプル３０が用いられたのに対し、球体３１は純粋な酢 酸塩から、また周辺環境３２は純粋な乳酸からそれぞれ構成された。

第６図の記録から明らかなように、この測定は球体３１の容積範囲のみが対象と されていることに基づいて選択的に行なわれており、この場合、本発明による方 法では結合されてない酢酸塩のスピンが抑制されている一方、乳酸、即ち乳酸塩 のＣＨ，−信号は、球体３１の箇所にそれも当該箇所にのみ乳酸が存在していな いことに基づいて、全く測定されていない。

更に別の一連の実験においては第７図に示されたサンプル４０が用いられ、この 場合も１個の球体４１が周辺環境４２中に存在せしめられた。然しこの球体４１ の容積は、第３図のサンプル３０における球体３１よりはるかに大きな２７立法 センナメートル（ｃｍ３）の値に設定された。

先づ初めにこの球体４１は５パーセントのオリーブオイル（結合された脂質と結 合されてない脂質とを含む）並びに１０ミリモル（ｍＭｏｌ）の乳酸塩のエマル ジョンから構成された。

第８図に示されているスペクトルは、第４図に示されたスペクトルの場合に用い られている全体トモグラフにおける２Ｔの磁界強度に相当するパルス列を用いた １回の記録操作によって採録されたものであって、この図から明らかなように、 約１．４ｐｐｍの顕著な脂質信号（ＣＨ２−基）が出現して乳酸塩信号を遮蔽し ている。約０．９　　ｐｐｒｎのところでは、このＣＨ２−基に属する結合パー トナ−１即ちＣＨ２−基を認めることが出来る。

これに対して第９図には、矢張り本発明における１６回の蓄積記録による測定結 果が示されており、この結果から明らかなように、顕現しているのは所望の乳酸 塩信号のみであって、前例におけるような顕著な脂質信号は申し分なく抑圧する ことが出来た。このことは第１０図に示したコントロール測定により実証され、 その際には球体４１が５パーセントのオリーブオイル−エマルジョンのみによっ て満たされ、従って信号は検出されなかった。

第１１図に示されているのは、第２図によるパルスプログラムのヴアリエーショ ンである。このヴアリエーションとしてのパルスプログラムにおいては、それぞ れ１つの１８０度高周波パルス５０乃至５１が、第１の９０度高岡波パルス１０ と第２の９０度高層波パルス１３との中間期に、乃至は第３の９０度高岡波パル ス２２の後で照射される。従って、１８０度高周波パルス５０乃至５１と各々先 行する９０度高岡波パルス１０乃至２２との間の時間的な間隔はτ、／′２であ る。

磁場−勾配−パルスにおいては、単にＧｙ−グラジェントのみが変動され、第１ １図に認められる４つのスポイルグラジェント５２．５３．５４．５５は、第１ の１８０度高周波パルス５０に対して対称的に、もしくは１８０度高周波パルス １６に対して対称的に照射される。ｙ−スライスグラジェントは、スライスグラ ジェント５６として今や第２のスライス選択的な１８０度高周波パルス５１と時 間的に等しい位置を占め、これには矢張リドリムグラジェント５７が追従する。

第１１図に示したパルスプログラムによれば、第２図のパルスプログラムにおけ る信号強度を倍化することが可能になる。

前述した方法、即ち等核的に結合されたスピン系における核磁気共鳴スペクトル を周期的な分極トランスファー（ＣＹ　ＣＬ　Ｐ　ＯＴ　）を利用して測定する 方法は、以下に述べる考察を基礎として実現されるものである： Ａ、Ｘ−系における約分された平衡密度演算子は高温−近似式では次のようにあ られされる：ｎ＋１ この場合、工１、工２１１０００、Ｉ　＋＋はＡ−グループに配属されており、 例えばＡ　３Ｘ−系（乳酸塩）ではＣＨ３−基および工１、＋１がＸ−グループ に相当し、例えばＡ３Ｘ−系（乳酸塩）ではこれがＣＨ−基である。

第１．の９０度高岡波パルス１０（Ｘ−位相）の後では、前記の平衡密度演算子 に関して次の式が成立する： １１＋１ に＝１ 最初の展開インターバルτ１＝１／　　（２Ｊ）の後では、位置に関連した位相 Φをスピンに印加する位相グラジェントを含めて（これは化学シフトより極めて 大きいので、無視することが出来る）次の式が成立する： に＝１ ＋　２　Ｉ　ｈｘ　Ｉ　ｆｎ＋Ｉｌ　ｔ　Ｓ　ｌ　ｎΦ１］付加的に生じたより 複雑な項は、それが実際には観察され得ないか、或いはＸ−グループの（乃至は 水の）補足的な予飽和によってすら全く生ゼしめられないという理由により無視 することが出来る。

ｙ−位相のみならず他の任意の位相をもとることの出来る第２の９０度高岡波パ ルス１３は、分極トランスファー、つまりＡ−磁化のトランスファーを惹起する ようにＸ−磁化に作用する：δ＝　Σ　［−２１□Ｉ　（ｎ＋１、ｃｏｓΦ□十 に＝１ ＋　２　Ｉ　ｋ、Ｉ　（ｎ＋１）ｘ　Ｓ　Ｌ　ｎΦｊ］この第１の項はＸ−逆位 相磁化に等しく、多量子コヒーレンス（可干渉性）に相当するこの式の第２項は 次のグラジェントによってスポイルされるので、以下においてはこれを考察の対 象から外すことが出来る。

化学シフトに関して選択的な１８０度高周波パルス１６が再焦準するのは、Ｘ− グループのスピン、即ちＩ　（ｎｕｌｌｓのみであり、従ってこの１８０度高周 波パルスが第２の９０度高岡波パルス１３の後でどのようにして生じたかという 状態は、第３の９０度高岡波パルス２２の直前の状態に写し出される。ところで この第３の９０度高岡波パルス２２（ｙ−位相）は、Ｘ−磁化の分極逆トランス ファーを惹起するようにＡ−磁化に作用する：δ＝　Σ［２Ｉ　ｋｘＩ　（ｎｕ ｌｌｓ　ｃ　ｏ　ｓΦ１ｃＯ８ｋ二１ Φ２　　＋　２　　Ｉ　　ｈＩ　　（ｎ＋ｔｌｙ　　ＣＯＳ　　Φ　、ｓｉｎ　 Φ２コこの場合、Φ２はτ２−インターバルにおいて１８０度高周波パルス１６ により再焦準されてない移相を考慮したものである。この第２の項は多量子コヒ ーレンスに相当し、どれは観察不能な信号を惹起するものであるため省略される 。

最後のτ１−インターバル（この場合は引き続きτ２　＝１　／　（２Ｊ）が適 用される）では、Ａ−逆位相磁化が・ｆンフェイズ（位相内）磁化に移行される 。それと同時に先行のインターバルへの移相が再び逆行せしめられる： δ＝Σ　（ｃｏｓ２Φ１ｃｏｓ２Φ２＋ｓｉｎΦ１に＝１ ｃｏｓΦ＋ｓｉｎΦ１ｃｏｓΦ２） Ｉｈ、（ｃｏｓ２Φ＋ｓｉｎΦ２ＣＯ８Φ２−ト　ｓｉｎ　　Φ　１ｃｏｓ　　 Φ　Ｉ　ＣＯＳ　２Φ　２）第２図のパルス列では次の式が成立する：並びに　 〈δ〉＝−■□ その結果、自由な誘導減衰（Ｆ　Ｉ　Ｄ）を有する仮測定に対し約１／４の信号 損失が生ずる。

第１１図に示されたパルス列においては、第２の９０度高岡波パルス１３の位相 が第１の９０度高岡波パルス１０に対して９０度回転されているので、Φ１の値 はゼロとされねばならない、１８０度高周波パルス５０及び５１は化学シフトと グラジェントとを再焦準するため、Φ１の数値に関しての平均化は行なわれない 。従って以下の式が成立する： その結果、仮のＦＩＤ−測定に対し１／２の信号損失が生ずる。

これに相当する考察は、Ｉ＞１／２のスピンについても行なうことが出来る。

第１２図には異核的に結合された系におけるスペクトルが第１図の場合と同じよ うに概略的に示されている。この種の異核的に結合されたスピン系は、例えばグ ルコース、グリコーゲン乃至１３Ｃで富化された天然に産出する物質もしくは薬 剤のスピン系であって、生体医学的に極めて重要なものである。つまりこの種の 系は、生体組織内での代謝を帰納的に推論することを可能ならしめる。

本発明による方法を等核的に結合された系に応用した前述のヴアリエーションで は、分極トランスファー及び分極逆１〜ランスファーが同−核種内で、つまり典 型的には陽子で操作された。

これに対し以下で述べる本発明による方法のヴアリエーションでは、例えば陽子 （１Ｈ）と１３０とにおけるような互いに異なる核種間の結合、即ち異核的な結 合が行なわれた系への応用が取り扱われている。この場合、陽子側の励起と信号 受信とは最大の信号強度を提供する。なおＪ−結合された１″Ｃ−衛線（サテラ イト）を間接的に証明し得るようにするためには、当然のこと乍ら、例えば水、 脂肪または天然の１３Ｃ−産出物（１％）におけるような結合されてないスピン の大きな信号成分が主線を完全に抑圧しなければならない。

第１３図に示されたパルス列を用いるならば、異核的に結合されたスピン系を陽 子側で編整、つまり取り出して使用に供すると同時に、妨害的に結合された信号 、並びに結合されてない信号は完全に抑制することが可能になる。

この場合、第１３図は第２図および第１１図の場合と全く同じシンボルを用いて 描出されているが、単に高周波側に２つの核種に関する２本の軸線１Ｈおよび１ ３Ｃが加えられている点のみが相違している。

第１２図および第１３図の表示による考察は、１３Ｃ−富化されたテスト物質で あるメタノール、ＡａＸ−系、を例にして行なわれており、この場合におけるＪ −結合は、ＣＨ３−基の陽子（３ｐ　ｐｍのＡ−ライン）と１３Ｃ−核（５０ｐ ｐｍのＸ−ライン）との間で生ずる。生物学的に重要とされる物質の異核的なＪ −結合は、メタノールにおけるように、およそＪ　＝　１４１　Ｈｚであり、既 に上述したタイムインターバルτ１に関する式によればて、＝３／（２，Ｊ）の 場合、τ、＝１０．７ｍｓの数値が得られる。

既に述べたごとく、この本発明によるヴアリエーションにおいては、信号つまり Ａ−ダブレット（二重線）が陽子側で検出され、この側では３個の陽子が存在し ていることに基づいて、１個の核しかない１３Ｃ側におけるより高い信号強度が 生ずる。

第１３図から明らかなように、陽子側では矢張り３つの高周波パルス、即ち３つ の９０度高層波パルス６０．６１．６２が照射される。ここに述べる例では異核 的な系が対象とされているので、Ａ−磁化とＸ−磁化とのいづれもが「広帯域」 で印加されねばならない。従って第１の分極トランスファーは第２の９０度高岡 波パルス６１並びに１３Ｃ側で照射される選択的な９０度商用波パルス６３につ いて行なわれるのに対し、後続の分極逆トランスファーは別の１３Ｃ側の選択的 な９０度高岡波パルス６４と第３の陽子側の９０度商用波パルス６２とについて 行なわれる。

第１３図に示されたヴアリエーションにおいては、１８０度高周波パルス６５が 両９０商用周波パルス６３．６４間の中間期に１３ｃ側で選択的にＸ−磁化を再 焦準する１３Ｃに照射される。等核的に結合されたスピン系について既に説明し たように、第１３図に示されたパルス列の場合にも１３Ｃ−スピンはτ２−イン ターバルで移相され、陽子は後続のタイムインターバルτ３で再移相される。

この後続のタイムインターバルτ３は、一般に第１のタイムインターバルτ１と 同じ時間的長さを有している。

結合されてない陽子の励起されたエコーが発生することは、両陽子インターバル における非対称的なグラジェントによって阻止される。

第１３図のＸ一方向では、第１の９０度高層波パルス６０の時点に陽子側で先づ スライスグラジェント６６が後続のトリムグラジェント６７を伴ってサンプルに 作用する状態が示されている。長さτ２を有する１３Ｃ−インターバル中には、 ２つのスポイルグラジェント６８．６９が１８０度高周波パルス６５に対して時 間対称的にサンプルに作用し、この場合の２つのスポイルグラジェント６８．６ ９は非等極的である。＋３０の磁気回転比が陽子の磁気回転比の１／４であるこ とに基づいて、τ２−インターバルにおけるグラジェントは４倍にしなければな らず、このことは４つの「ム」シンボルで暗示されている。別のスポイルグラジ ェント７０は、時間的に第３の９０度高層波パルス６２の後で陽子側においてＸ 一方向に位置せしめられる。ｙ一方向では第２の９０度高岡波パルス６１の時点 に陽子側で先づスライスグラジェント７１が、次いで後続のスポイルグラジェン ト７２がそれぞれ接続されるのに対し、Ｘ一方向でのスポイルグラジェント７０ と同時的にｙ一方向ではトリムグラジェント７３が設けられている。

Ｚ一方向においてはｙ一方向でのスポイルグラジェント７２と同時的にスポイル グラジェント７４が位置しているのに対し、第３の９０度高層波パルス６２の時 点には陽子側で先づスライスグラジェント７５が、次いで後続のトリムグラジェ ント７６がそれぞれ２一方向で接続される。

第１４図に示されたパルス列と第１３図のパルス列との相違は、極く僅かなもの であるに過ぎない。第１４図から明らかなように、１３Ｃ−タイ、ムインターバ ルτ２においては１８０度高周波パルス６５が１３Ｃ−側で欠如している。これ に対してＸ一方向では、両移相−スボイルグラジェント６８°及び６９が等極的 に接続されている。再焦準のために設けられる１８０度高周波パルス６５が欠け ているので、第２の９０度高層波パルス６４における１３Ｃ−側での最大のＸ− 逆位相磁化に関してはインターバル長さτ２がｎ　／　Ｊで調整されねばならず 、この例では時間基底ｎ＝２が選定されている。

１８０度再焦準パルスを持たないパルス列を、等核的に結合されたスピン系に用 いられるパルス列、例えば第２図および第１１図に示されたようなパルス列で用 いることも基本的には可能とされている。然しその場合には、当然、この種のパ ルス列における平均的なタイムインターバルτ２が過度に長くなり、それに付随 して横緩和に基づく信号強度の損失も極めて大きなものになるので、結合された 望ましくない陽子の抑制がもはや達成されなくなる。

第１４図に示されたパルス列では１８０度高周波パルスの欠如によりもはや再焦 準されない磁場不均一性に基づいて、第３のタイムインターバルτ３はτ１＋τ ２／４に乃至はτ、＋ｎ／（４Ｊ）に等しくされねばならない。この場合、ｎ＝ ２とするならば、Ｊが大きいため良好な解像能の逆位相磁化が得られる。磁場均 質性が良い場合には、τ１＝τ３としてもよく、それによって再び検出可能なイ ンフェイズ−磁化が行なわれる。

結合された望ましくないスピン系の結合パートナ−１即ち他の任意のＸ−磁化は 、単数もしくは複数の１３Ｃ−パルスが所定のＸ−磁化に対してのみその化学シ フトに関し選択的に作用すると同時に、τ２−インターバルで予めスポイル（除 去）される。従ってそれに付随する任意な八−磁化も矢張り抑制される。

更に第１３図および第１４図に示されたパルス列のヴアリエーションとしての第 １５図による例では、第２図のパルス列に対する第１１図の変化態様におけるの と同じように、信号増幅度を第１３図乃至第１４図のパルス列における２倍にす るため、２つの１８０度高周波パルス８０（スライス選択的）乃至８１が第１の 両９０商用周波パルス６０．６１の間に、もしくは第３の９０度高岡波パルス６ ２の後方に接続される。

第１５図の１３０−軸線ならびにＸ−グラジェント軸線には、第１３図または第 １４図による両パルス列の例についても上記の措置を実施し得ることが破線で示 されている。

更に第１５図からは、スライスグラジェント８２と後続のｙ一方向でのトリムグ ラジェント８３とで示されているように、グラジェントをｙ一方向で僅かに修正 することも可能である点が明らかにされている。

第１６図には、第３図による形式のサンプルを用いて測定された核磁気共鳴スペ クトルが示されており、この場合、水に囲繞された容積１立法センチメートルの 球体には、１３Ｃで富化されたメタノールが充填されている。第１６図に示され ているこの核磁気共鳴スペクトルは、公知技術による非編整式の３点シーケンス で磁界強度を４．７として１回の通過で記録されたものである。

他方、第１７図に示された核磁気共鳴スペクトルは、第１３図によるパルス列で 記録されたものであって、この記録図から明らかなように、３ｐｐｍのＣＨ３− 信号（２倍のスケールファクター）が第１６図のＣＨ３−信号とほぼ等しいのに 対し、４．７　　ｐｐｍの結合されてないスピンは事実上はぼ完全に消滅されて いる。

呂 ―　　　　　　　　　　　×　　　　　　　　　　　＞　　　　　　　　　２ご 　　　　　　　ロ　　　　　　　　ロ　　　　　　　Ｑ−〇 ＋′＋− 国際調査報告 １１１１−１−一一自−１１＆　　Ｘ叩／ｎ１ｍＱＯ１０ＯＩＯＱ国際調査報告 ＤＥ　９０００３０９ ＳＡ　　　　３６２０６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．それぞれ同種の核から成る少なくとも３つの核グループ（Ａ、Ｂ、Ｘ）、即 ち、第１のグループ（Ａ）が第２のグループ（Ｘ）に結合されているのに対して 、第３のグループ（Ｂ）は第２のグループ（Ｘ）に結合されてはいないが第１の グループ（Ａ）における化学シフトとのみほぼ合致する化学シフトを呈するよう な、少なくとも３つの核グループを有するサンプルの核磁気共鳴スペクトルを記 録する方法であって、この場合、第１のグループ（Ａ）における信号を単独で表 示するために第３のグループ（Ｂ）における信号を抑制する形式の方法において 、 −３つの高周波パルス、有利には９０度高周波パルス（１０、１３、２２）から 成る１つのパルス列をサンプル（３０；４０）上に照射し、 −第１のグループ（Ａ）を構成する核の磁化が分極トランスファーによって第２ のグループ（Ｘ）を構成する核に遷移されるように、第２の高周波パルス（１３ ）を調整し、 −第２の高周波パルス（１３）と第３の高周波パルス（２２）との間のタイムイ ンターバル（τ２）中に、第２のグループ（Ｘ）を構成する核のために移相され た第１の勾配−磁場−パルス（１７）をサンプル（３０；４０）に対して作用せ しめ、 −第２のグループ（Ｘ）を構成する核の磁化が分極逆トランスファーによって第 １のグル−プ（Ａ）を構成する核に再び遷移されるように、第３の高周波パルス （２２）を調整し、−次いで第１のグループ（Ａ）を構成する核のために再移相 された第２の勾配−磁場−パルス（１７、２３）をサンプル（３０；４０）に対 して作用せしめる； 以上のプロセスを特徴とする方法。 ２．請求項１記載の方法において、サンプル（３０；４０）を乳酸塩のサンプル とすることを特徴とする方法。 ３．少なくとも３つの核グループ（Ａ、Ｂ、Ｘ）即ち第１の核種（１Ｈ）から成 る第１のグループ（Ａ）が第２の核種（１３Ｃ）から成る第２のグループ（Ｘ） に結合されているのに対して、第１の核種（１Ｈ）から成る第３のグループ（Ｂ ）は第２のグループ（Ｘ）に結合されてはいないが第１のグループ（Ａ）におけ る化学シフトとのみほぼ合致する化学シフトを呈するような、少なくとも３つの 核グループ（Ａ、Ｂ、Ｘ）を有するサンプルの核磁気共鳴スペクトルを記録する 方法であつて、この場合、第１のグループ（Ａ）における信号を単独で表示する ために第３のグループ（Ｂ）における信号を抑制する形式の方法において、−５ つの高周波パルス、有利には９０度高周波パルス（６０〜６４）から成る１つの パルス列をサンプル上に照射し、 −第１の核種（１Ｈ）に所属し第１のグループ（Ａ）を構成する核の磁化が分極 トランスファーによつて第２の核種（１３Ｃ）に所属し第２のグループ（Ｘ）を 構成する核に遷移されるように、第２の高周波パルス（６１）と第３の高周波パ ルス（６３）とを調整し、−第３の高周波パルス（６３）と第４の高周波パルス （６４）との間のタイムインターバル（τ２）中に、第２のグループ（Ｘ）を構 成する核のために移相された少なくとも第１の勾配−磁場−パルス（６８、６９ ）をサンプルに対して作用せしめ、 −第２のグループ（Ｘ）を構成する核の磁化が分極逆トランスファーによつて第 １のグループ（Ａ）を構成する核に再び遷移されるように、第４の高周波パルス （６４）および第５の高周波パルス（６２）を調整し、 −次いで第１のグループ（Ａ）を構成する核のために再移相された第２の勾配− 磁場−パルス（７０）を、サンプルに対して作用せしめる； 以上のプロセスを特徴とする方法。 ４．少なくとも３つのスピングループ（Ａ、Ｂ、Ｘ）、即ち第１のグループ（Ａ ）が第２のグループ（Ｘ）に結合されているのに対して、第３のグループ（Ｂ） は第２のグループ（Ｘ）に結合されてはいないが第１のグループ（Ａ）における スペクトル位置とのみほぼ合致するスペクトル位置を占めるような、少なくとも ３つのスピングループ（Ａ、Ｂ、Ｘ）を有するサンプルの核スピン共鳴スペクト ルを記録する方法であつて、この場合、第１のグループ（Ａ）における信号を単 独で表示するために第３のグループ（Ｂ）における信号を抑制する形式の方法に おいて、 −少なくとも３つの高周波パルス、有利には９０度高周波パルスから成る１つの パルス列をサンプル上に照射し、 −第１のグループ（Ａ）を構成するスピンの磁化が分極トランスファーによつて 第２のグループ（Ｘ）を構成するスピンに遷移されるように、少なくとも第２の 高周波パルスを調整し、 −第２の高周波パルスの後で、第２のグループ（Ｘ）を構成するスピンのために 移相された少なくとも１つの第１の勾配−磁場−パルスをサンプルに対して作用 せしめ、 −次いで第２のグループ（Ｘ）を構成するスピンの磁化が分極逆トランスファー によって第１のグループ（Ａ）を構成するスピンに再び遷移されるように、少な くとも１つの別の高周波パルスを調整し、 −最後に第１のグループ（Ａ）を構成するスピンのために再移相された第２の勾 配一磁場一パルスをサンプルに対して作用せしめる；以上のプロセスを特徴とす る方法。 ５．請求項１〜４のいづれか１項もしくは複数項に記載の方法において、自体公 知の形式により容積選択的な表示を行なうため、サンプル（３０、４０）を互い に異なる座標方向（ｘ、ｙ、ｚ）で一連の勾配−磁場−パルス（１１、１２、１ ４、１５、１７、１８、２０、２１、２３、２４；６６〜７６）から成る１つの パルス列に曝し、少なくとも３つの高周波パルス（１０、１３、２２；６０、６ １、６２）をスライス選択的に調整することを特徴とする方法。 ６．請求項１〜５のいづれか１項もしくは複数項に記載の方法において、分極ト ランスファーを惹起せしめる高周波パルス（１３；６３）の後で、第２のグルー プ（Ｘ）における核またはスピンの化学シフトに関して選択的な別の高周波パル ス、有利には１８０度高周波パルス（１６；６５）を照射することを特徴とする 方法。 ７．請求項１〜６のいづれか１項もしくは複数項に記載の方法において、サンプ ル（３０；４０）に第１の高周波パルス（１０；６０）を照射する前に、先づ第 ２のグループ（Ｘ）における核またはスピン並びに結合されてない核（Ｈ２Ｏ） またはスピンに関して選択的な高周波−子飽和−パルスを、次いで第２のグルー プ（Ｘ）における核またはスピンに関して選択的な移相された勾配−磁場−パル スをそれぞれサンプルに照射することを特徴とする方法。 ８．請求項１〜７のいづれか１項もしくは複数項に記載の方法において、第１及 び第２の各勾配−磁場−パルス（１７、２３；６８／６９、７０）を、それぞれ 時間軸（ｔ）において高周波パルス（１３、２２；６１、６２）に対し相対的に 位置定めし、これによつて結合されてないスピンの励起されたエコーが生ぜしめ られないようにすることを特徴とする方法。 ９．請求項１〜８のいづれか１項もしくは複数項に記載の方法において、第１の 高周波パルス（１０；６０）と分極トランスファーを惹起せしめる高周波パルス （１３；６１）との時間的な中間期に、且つ分極逆トランスファーを惹起せしめ る高周波パルス（２２；６２）の後で、それぞれ１つの１８０度パルス（５０、 ５１；８０、８１）をサンプル（３０；４０）に照射することを特徴とする方法 。 １０．請求項１〜９のいづれか１項もしくは複数項に記載の方法において、第１ の高周波パルス（１０；６０）と第２の高周波パルス（１３；６１）との間のタ イムインターバル（τ１）を、第１のグループ（Ａ）と第２のグループ（Ｘ）と の間の結合定数（Ｊ）における２倍の逆数の奇数倍に等しく測定することを特徴 とする方法。 １１．請求項１〜９のいづれか１項もしくは複数項に記載の方法において、（Ａ ｎＸ−系に関しては第１の高周波パルス（１０；６０）と第２の高周波パルス（ １３；６１）との間のタイムインターバル（τ１）を次の式： ▲数式、化学式、表等があります▼ によつて測定し、この場合、Ｊを第１のグループ（Ａ）と第２のグループ（Ｘ） との間の結合定数とし、Ｔ２を横緩和時間とすることを特徴とする方法。 １２．請求項１〜９のいづれか１項もしくは複数項に記載の方法において、Ａｎ Ｘ２−系に関しては第１の高周波パルス（１０；６０）と第２の高周波パルス（ １３；６１）との間のタイムインターバル（τ１）を次の式： ▲数式、化学式、表等があります▼ によって測定し、この場合、Ｊを第１のグループ（Ａ）と第２のグループ（Ｘ） との間の結合定数とし、Ｔ２を横緩和時間とすることを特徴とする方法。 １３．請求項３〜１２のいづれか１項もしくは複数項に記載の方法において、第 ３の高周波パルス（６３）と第４の高周波パルス（６４）との間のタイムインタ ーバル（τ２）を、第１のグループ（Ａ）と第２のグループ（Ｘ）との間の結合 定数（Ｊ）における偶数倍に等しくすることを特徴とする方法。 １４．請求項５〜１３のいづれか１項もしくは複数項に記載の方法において、自 体公知の形式によりイメージング表示を行なうため、サンプル（３０；４０）に おける複数の範囲の容積選択的な測定を実施することを特徴とする方法。