JPS6338150A - Ｎｍｒ用サンプルコイル - Google Patents
Ｎｍｒ用サンプルコイルInfo
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- JPS6338150A JPS6338150A JP61183144A JP18314486A JPS6338150A JP S6338150 A JPS6338150 A JP S6338150A JP 61183144 A JP61183144 A JP 61183144A JP 18314486 A JP18314486 A JP 18314486A JP S6338150 A JPS6338150 A JP S6338150A
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- Japan
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- coil
- magnetic field
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- sample
- coil conductor
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- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 abstract description 28
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Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ＮＭＲ（核磁気共鳴）装置の検出空間におけ
る磁場分布の均一化を図ったＮＭＲ用サンプルコイルに
関する。
る磁場分布の均一化を図ったＮＭＲ用サンプルコイルに
関する。
第３図はＮＭＲ用コイルの回路構成を示す図、第４図は
代表的な形状のＮＭＲ用サンプルコイルによる測定の例
を説明するための図、第５図はコイル近傍の磁場分布を
説明するための図である。
代表的な形状のＮＭＲ用サンプルコイルによる測定の例
を説明するための図、第５図はコイル近傍の磁場分布を
説明するための図である。
図中、１１．１１′、１２と１７はコイル、１３は観測
用端子、１４は照射用端子、１５はロック用端子、１６
はサンプルを示す。
用端子、１４は照射用端子、１５はロック用端子、１６
はサンプルを示す。
核スピン系を外部静磁場Ｈ６の中におくと、核磁化Ｍ０
は、静磁場Ｈ０の周りに ω。＝γＨ０・・・・・・ （１） のラーモア周波数で歳差運動する。ここで、γは磁気角
運動量比と呼ばれ、それぞれの磁性核番こ固有な定数で
ある。ＮＭＲ（核磁気共鳴）では、このラーモア周波数
と同じ周波数で静磁場Ｈ０に垂直な面内で回転する高周
波磁場（ラジオ波）を加えると、共鳴が起こって高周波
磁場からエネルギーが吸収される。そこで、ＮＭＲ装置
では、一定の静磁場内にサンプルをおき、ＲＦ発振器か
らＮＭＲ用コイルに共鳴周波数を与えて高周波磁場を発
生させ、共鳴によって吸収されるエネルギーを検出する
。そのため、ＮＭＲ装置には、第３図に示すようにＮＭ
Ｒ用コイルとして２つのコイル１１及びコイル１２を備
えている。そして、それぞれコイル１１が観測用として
観測用端子１３に接続され、コイル１２が照射用及びロ
ック用として照射用端子１４及びロック用端子１５に接
続される。
は、静磁場Ｈ０の周りに ω。＝γＨ０・・・・・・ （１） のラーモア周波数で歳差運動する。ここで、γは磁気角
運動量比と呼ばれ、それぞれの磁性核番こ固有な定数で
ある。ＮＭＲ（核磁気共鳴）では、このラーモア周波数
と同じ周波数で静磁場Ｈ０に垂直な面内で回転する高周
波磁場（ラジオ波）を加えると、共鳴が起こって高周波
磁場からエネルギーが吸収される。そこで、ＮＭＲ装置
では、一定の静磁場内にサンプルをおき、ＲＦ発振器か
らＮＭＲ用コイルに共鳴周波数を与えて高周波磁場を発
生させ、共鳴によって吸収されるエネルギーを検出する
。そのため、ＮＭＲ装置には、第３図に示すようにＮＭ
Ｒ用コイルとして２つのコイル１１及びコイル１２を備
えている。そして、それぞれコイル１１が観測用として
観測用端子１３に接続され、コイル１２が照射用及びロ
ック用として照射用端子１４及びロック用端子１５に接
続される。
各ＮＭＲ用コイルは、第４図（ａｌに示すように円筒状
の空間を形成するように円弧形のアーク線分と円筒空間
の軸と平行な軸方向線分からなるコイル１１’が配置さ
れる。サンプル１６は、コノコイル１１’の中に、円筒
状の軸方向に装填され回転している。従って、回転して
いるサンプル１６からサンプルコイル１１′を見た場合
における平均磁化は、サンプルコイルのもつ磁化として
見ることができる。このコイルは、一般に導体であり且
つ成る磁化率をもっている。
の空間を形成するように円弧形のアーク線分と円筒空間
の軸と平行な軸方向線分からなるコイル１１’が配置さ
れる。サンプル１６は、コノコイル１１’の中に、円筒
状の軸方向に装填され回転している。従って、回転して
いるサンプル１６からサンプルコイル１１′を見た場合
における平均磁化は、サンプルコイルのもつ磁化として
見ることができる。このコイルは、一般に導体であり且
つ成る磁化率をもっている。
先に述べたようにサンプルは、静磁場内におかれるが、
サンプルコイルがあるため第５図の磁場強度等高線分布
のモデルに示すようにサンプルコイルの磁化率に応じた
不均一な磁場分布となってしまう、すなわち、（イ）の
アーク線分では、周全体で見ると、 （ｄ／２）”ｗ ｘ ’ｌ （ｒ ＋ｄ／２） ｔｃ
Ｘ ２ ｘθ７３６０がコイル導体の体積となるのに
対して、（ロ）の軸方向線分では、周全体で見ると、 （ｄ／２）”π×４ が単位長さ当たりコイル導体の体積となる。なお、ｄは
コイル部材の直径、ｒは中心軸からのコイル半径、θは
アーク線分の角度である。従って、上記のアーク線分と
軸方向線分との差が磁化率の差となり所謂シム補正が必
要となってくる。
サンプルコイルがあるため第５図の磁場強度等高線分布
のモデルに示すようにサンプルコイルの磁化率に応じた
不均一な磁場分布となってしまう、すなわち、（イ）の
アーク線分では、周全体で見ると、 （ｄ／２）”ｗ ｘ ’ｌ （ｒ ＋ｄ／２） ｔｃ
Ｘ ２ ｘθ７３６０がコイル導体の体積となるのに
対して、（ロ）の軸方向線分では、周全体で見ると、 （ｄ／２）”π×４ が単位長さ当たりコイル導体の体積となる。なお、ｄは
コイル部材の直径、ｒは中心軸からのコイル半径、θは
アーク線分の角度である。従って、上記のアーク線分と
軸方向線分との差が磁化率の差となり所謂シム補正が必
要となってくる。
しかしながら、従来のＮＭＲ用サンプルコイルでは、第
５図の磁場強度等高線分布のモデルに示すように高次の
歪があるため、シム補正を行っても、完全にサンプル内
の磁場を均一化することは難しい、従って、上記の（１
）式における静磁場Ｉ（。が均一できないことになり、
分解能が上がらないという問題が生じる。
５図の磁場強度等高線分布のモデルに示すように高次の
歪があるため、シム補正を行っても、完全にサンプル内
の磁場を均一化することは難しい、従って、上記の（１
）式における静磁場Ｉ（。が均一できないことになり、
分解能が上がらないという問題が生じる。
本発明は、上記の問題点を解決するものであって、検出
空間における磁場の均一化を容易にしたＮＭＲ用サンプ
ルコイルを提供することを目的とするものである。
空間における磁場の均一化を容易にしたＮＭＲ用サンプ
ルコイルを提供することを目的とするものである。
そのために本発明のＮＭＲ用サンプルコイルは、サンプ
ルが装填される円筒状の検出空間の外周に配置されるＮ
ＭＲ用サンプルコイルにおいて、検出空間の外周におけ
るコイル導体による磁場の不均一を補償するように所定
の磁化率を有する補償材をコイル導体と同じ外周面に配
置したことを特徴とするものである。
ルが装填される円筒状の検出空間の外周に配置されるＮ
ＭＲ用サンプルコイルにおいて、検出空間の外周におけ
るコイル導体による磁場の不均一を補償するように所定
の磁化率を有する補償材をコイル導体と同じ外周面に配
置したことを特徴とするものである。
本発明のＮＭＲ用サンプルコイルでは、検出空間の外周
部において補償材を使ってコイル導体による体積磁化率
のアンバランスをなくすので、シム補正が容易になり、
磁場分布の均一化を図ることができる。
部において補償材を使ってコイル導体による体積磁化率
のアンバランスをなくすので、シム補正が容易になり、
磁場分布の均一化を図ることができる。
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第１図は本発明に係るＮＭＲ用サンプルコイルの１実施
例を示す図、第２図は本発明に係るＮＭＲ用サンプルコ
イルを使った場合における磁場分布及び他の実施例を示
す図である。図中、■、４と５は補償材、２はアーク線
分、３は軸方向線分を示す。
例を示す図、第２図は本発明に係るＮＭＲ用サンプルコ
イルを使った場合における磁場分布及び他の実施例を示
す図である。図中、■、４と５は補償材、２はアーク線
分、３は軸方向線分を示す。
本発明に係るＮＭＲ用サンプルコイルは、第１図に示す
ようにアーク線分２及び軸方向線分３で囲まれる窓部に
補償材１を配置し、アーク線分２を含む外周の平均磁化
の量と軸方向線分３を含む外周の平均磁化の量が同じに
なるようにしたものである。
ようにアーク線分２及び軸方向線分３で囲まれる窓部に
補償材１を配置し、アーク線分２を含む外周の平均磁化
の量と軸方向線分３を含む外周の平均磁化の量が同じに
なるようにしたものである。
補償材１としては、コイル導体と同程度の磁化率を有す
るもので絶縁体を用いる８例えばコイル導体に消Ｃｕを
使った場合、この洞Ｃｕの体積磁化率Ｘ ｃｕは、−０
，７ＸＩＯ−’ｃｇｓｅｍｕであり、はぼこの銅と同程
度の磁化率を有する補虞材１として、糸やテフロン、ガ
ラス、セラミック等の絶縁体を用いることができ、これ
らを接着剤や蒸着膜により固定する。また、補償材１は
、平均磁化体積分布の不均衡を埋めるように形状と厚さ
を決定する。
るもので絶縁体を用いる８例えばコイル導体に消Ｃｕを
使った場合、この洞Ｃｕの体積磁化率Ｘ ｃｕは、−０
，７ＸＩＯ−’ｃｇｓｅｍｕであり、はぼこの銅と同程
度の磁化率を有する補虞材１として、糸やテフロン、ガ
ラス、セラミック等の絶縁体を用いることができ、これ
らを接着剤や蒸着膜により固定する。また、補償材１は
、平均磁化体積分布の不均衡を埋めるように形状と厚さ
を決定する。
ＮＭＲ用サンプルコイルを第２図に示す形状及び寸法と
し、コイル部材の厚さをｄとした場合、軸方向線分の体
積■１、上側のアーク線分の体積ｖ２、下側のアーク線
分の体積Ｖ、は、それぞれ次のようになる。
し、コイル部材の厚さをｄとした場合、軸方向線分の体
積■１、上側のアーク線分の体積ｖ２、下側のアーク線
分の体積Ｖ、は、それぞれ次のようになる。
ｖｌ 藁４ｗ、Ｘｄ
Ｖ、＝ｄＸ２π「×２×θ／３６０
＝４ｒｃｒ （θ／３６０）ｘｄ
Ｖｓ −（４ｙｒｒ （θ／３６０）他方、補償材に
要求される物理量は、その材料の体積磁化率Ｘや、厚さ
ｄｏ、形状である。そこで、Ｖ、＝Ｖ、とすると、ｖｌ
とＶ、＃Ｖ、とのアンバランスを補償材によりつりあ
わせるためには、■、の不足分を補償材により増加すれ
ばよいことになる。その補正１１ｘは、導体の体積磁化
率をＸ ｃｕとすると、 ｄ （４πｒ （θ／３６０） ４ ｗｔ ）
×ｘｃｕ＝ｄＸｘＷ、ｘＸ１１ ここで、形状ファクタｄｌＩｘＷ、は、ｄ （４π（
θ／３６０） ４Ｗｇ ） ｘＸｃ、、／Ｘｌｌで
求まるので、これより補償材の厚さｄ、ｌ、円周上に展
開する長さＷ８を選択すればよい、この場合、単純化し
てＸ、ｌ＃Ｘｃｕなる物質を選択すると、形状のみ一義
的に求まる。従って、ｄつ＃ｄとすると、丁度窓を覆う
形状の補償材でよい、また、補償材の体積磁化率Ｘ、が
導体の体積磁化率Ｘ ｃｕと異なる場合には、その差に
対応して厚さｄｘを調整すればよい。
要求される物理量は、その材料の体積磁化率Ｘや、厚さ
ｄｏ、形状である。そこで、Ｖ、＝Ｖ、とすると、ｖｌ
とＶ、＃Ｖ、とのアンバランスを補償材によりつりあ
わせるためには、■、の不足分を補償材により増加すれ
ばよいことになる。その補正１１ｘは、導体の体積磁化
率をＸ ｃｕとすると、 ｄ （４πｒ （θ／３６０） ４ ｗｔ ）
×ｘｃｕ＝ｄＸｘＷ、ｘＸ１１ ここで、形状ファクタｄｌＩｘＷ、は、ｄ （４π（
θ／３６０） ４Ｗｇ ） ｘＸｃ、、／Ｘｌｌで
求まるので、これより補償材の厚さｄ、ｌ、円周上に展
開する長さＷ８を選択すればよい、この場合、単純化し
てＸ、ｌ＃Ｘｃｕなる物質を選択すると、形状のみ一義
的に求まる。従って、ｄつ＃ｄとすると、丁度窓を覆う
形状の補償材でよい、また、補償材の体積磁化率Ｘ、が
導体の体積磁化率Ｘ ｃｕと異なる場合には、その差に
対応して厚さｄｘを調整すればよい。
ＮＭＲ用サンプルコイルの窓を第１図に示すように補償
材で覆った場合の磁場分布の様子を示したのが第２図（
ａｌである。第２図ｆａ＋と第５図とを比較すると明ら
かなように、第１図に示す本発明によると、アーク線分
から生ずる磁場の歪が減少しているが、依然としてアー
ク線分に局部的な歪が残る。そこで、さらにこの部分で
の歪の改善を図ったのが第２図（ｂｌである。
材で覆った場合の磁場分布の様子を示したのが第２図（
ａｌである。第２図ｆａ＋と第５図とを比較すると明ら
かなように、第１図に示す本発明によると、アーク線分
から生ずる磁場の歪が減少しているが、依然としてアー
ク線分に局部的な歪が残る。そこで、さらにこの部分で
の歪の改善を図ったのが第２図（ｂｌである。
第２図ｆｂ）に示す本発明の他の実施例は、アーク線分
のさらに外側の円筒空間の延長上に補償材４．５を付加
し、検出空間ｌにおける歪の解消を図ったものである。
のさらに外側の円筒空間の延長上に補償材４．５を付加
し、検出空間ｌにおける歪の解消を図ったものである。
このようなＮＭＲ用サンプルコイルでは、これまでの実
験によれば全体の長さし≧８ｒで且つＬ≧２１程度あれ
ば充分であるが、必ずしもこの範囲に限定されるもので
はない。
験によれば全体の長さし≧８ｒで且つＬ≧２１程度あれ
ば充分であるが、必ずしもこの範囲に限定されるもので
はない。
なお、本発明は、種々の変形が可能であり、上記実施例
に限定されるものではない０例えば第２図（ｂｌに示す
補償材４．５はコイル導体をそのまま延長して用いても
よい。
に限定されるものではない０例えば第２図（ｂｌに示す
補償材４．５はコイル導体をそのまま延長して用いても
よい。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、検出
空間を囲む円筒周辺において全体で体積磁化率が同じに
なるように補償材を用いるので、検出空間の磁場分布の
特に高次項の歪をなくすことができ、シム補正が容易に
なる。また、高次項領域でシム補正が難しい検出空間が
減少するので、検出感度の向上を図ることができる。さ
らに、ＮＭＲ用サンプルコイルの窓部及びその延長上に
コイル導体と一体に補償材を形成できるので補償が容易
である。
空間を囲む円筒周辺において全体で体積磁化率が同じに
なるように補償材を用いるので、検出空間の磁場分布の
特に高次項の歪をなくすことができ、シム補正が容易に
なる。また、高次項領域でシム補正が難しい検出空間が
減少するので、検出感度の向上を図ることができる。さ
らに、ＮＭＲ用サンプルコイルの窓部及びその延長上に
コイル導体と一体に補償材を形成できるので補償が容易
である。
第１図は本発明に係るＮＭＲ用サンプルコイルの１実施
例を示す図、第２図は本発明に係るＮＭＲ用サンプルコ
イルを使った場合における磁場分布及び他の実施例を示
す図、第３図はＮＭＲ用コピコイル路構成を示す図、第
４図は代表的な形状のＮＭＲ用サンプルコイルによる測
定の例を説明するための図、第５図はコイル近傍の磁場
分布を説明するための図である。 １．４と５・・・補償材、２・・・アーク線分、３・・
・軸方向線分。 出 願 人 日本電子株式会社 第１図 第２図 第５図 手 続 主甫 正 書 印発） 昭和６２年 ２月２５日 特許庁長官 黒 １）明 ｔｌｌ 殿ζ ２、発明の名称 ＮＭＲ用サンプルコイル
。 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人
［住 所 東京都昭島市中神町１４１８番地名
称 （４２７）日本電子株式会社
。 代表者 伊 藤 −夫 ４、代理人 る 住 所 東京都台東区上野３丁目１７番９号い 、や ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明、図面の簡
単な説明の欄、及び図面（第６図） ＋ （＋＋ ＋、 −−、、＋ −−／
１１、＼補正の内容 １５明細書第９頁第３行と第４行との間に下記の虻を挿
入する。 「第６図は本発明に係るＮＭＲ用サンすルコイルＤさら
に他の実施例を示す図であり、２１と２８、まボビン、
２２．２５と２６はコイル、２３は銅賓、２４は切り抜
き部、２７はモールド材を示す。 同図ｆａｔに示す例は、ガラス製のボビン２１をエンジ
ングし、そこへコイル２２を嵌め込むようにしｔもので
ある。このようにすると、胴の体積磁化葬はガラスのそ
れに比べて小さいので、銅による佐化率を減少させ、磁
場の乱れを軽減することができる。また、同図ｆｂｌに
示す例は、コイル展開図；こより示したものであり、１
枚の銅箔２３よりコイル部を切り抜くとき、ハンチング
で示す切り抜き部２４以外を全て残し、コイル２５と共
にボビン２８に取り付けるものである。従って、切り抜
き部２４のみ銅の存在しない部分ができるので、コイル
のみをボビン上に取り付ける場合に比べてす例は、有機
物の体積磁化率が銅のそれに近いことから、コイル２６
とほぼ等しい磁化率を有するモールド材２７によりコイ
ル２６をモールドすることによって、全体を一様な磁化
率を有する物質で覆った場合と同様な状態にするもので
ある。このように本発明は、コイルとほぼ等しい磁化率
を有する物質によりコイルを覆ってもよい。 ２、明細書第１０頁第７行「説明するための図である。 」を下記のように補正する。 「説明するための図、第６図は本発明に係るＮＭＲ用サ
ンプルコイルのさらに他の実施例を示す図である。」 ３、別紙の第６図を追加する。 以上
例を示す図、第２図は本発明に係るＮＭＲ用サンプルコ
イルを使った場合における磁場分布及び他の実施例を示
す図、第３図はＮＭＲ用コピコイル路構成を示す図、第
４図は代表的な形状のＮＭＲ用サンプルコイルによる測
定の例を説明するための図、第５図はコイル近傍の磁場
分布を説明するための図である。 １．４と５・・・補償材、２・・・アーク線分、３・・
・軸方向線分。 出 願 人 日本電子株式会社 第１図 第２図 第５図 手 続 主甫 正 書 印発） 昭和６２年 ２月２５日 特許庁長官 黒 １）明 ｔｌｌ 殿ζ ２、発明の名称 ＮＭＲ用サンプルコイル
。 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人
［住 所 東京都昭島市中神町１４１８番地名
称 （４２７）日本電子株式会社
。 代表者 伊 藤 −夫 ４、代理人 る 住 所 東京都台東区上野３丁目１７番９号い 、や ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明、図面の簡
単な説明の欄、及び図面（第６図） ＋ （＋＋ ＋、 −−、、＋ −−／
１１、＼補正の内容 １５明細書第９頁第３行と第４行との間に下記の虻を挿
入する。 「第６図は本発明に係るＮＭＲ用サンすルコイルＤさら
に他の実施例を示す図であり、２１と２８、まボビン、
２２．２５と２６はコイル、２３は銅賓、２４は切り抜
き部、２７はモールド材を示す。 同図ｆａｔに示す例は、ガラス製のボビン２１をエンジ
ングし、そこへコイル２２を嵌め込むようにしｔもので
ある。このようにすると、胴の体積磁化葬はガラスのそ
れに比べて小さいので、銅による佐化率を減少させ、磁
場の乱れを軽減することができる。また、同図ｆｂｌに
示す例は、コイル展開図；こより示したものであり、１
枚の銅箔２３よりコイル部を切り抜くとき、ハンチング
で示す切り抜き部２４以外を全て残し、コイル２５と共
にボビン２８に取り付けるものである。従って、切り抜
き部２４のみ銅の存在しない部分ができるので、コイル
のみをボビン上に取り付ける場合に比べてす例は、有機
物の体積磁化率が銅のそれに近いことから、コイル２６
とほぼ等しい磁化率を有するモールド材２７によりコイ
ル２６をモールドすることによって、全体を一様な磁化
率を有する物質で覆った場合と同様な状態にするもので
ある。このように本発明は、コイルとほぼ等しい磁化率
を有する物質によりコイルを覆ってもよい。 ２、明細書第１０頁第７行「説明するための図である。 」を下記のように補正する。 「説明するための図、第６図は本発明に係るＮＭＲ用サ
ンプルコイルのさらに他の実施例を示す図である。」 ３、別紙の第６図を追加する。 以上
Claims (1)
- サンプルが装填される円筒状の検出空間の外周に配置さ
れるＮＭＲ用サンプルコイルにおいて、検出空間の外周
におけるコイル導体による磁場の不均一を補償するよう
に所定の磁化率を有する補償材をコイル導体と同じ外周
面に配置したことを特徴とするＮＭＲ用サンプルコイル
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61183144A JPS6338150A (ja) | 1986-08-04 | 1986-08-04 | Ｎｍｒ用サンプルコイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61183144A JPS6338150A (ja) | 1986-08-04 | 1986-08-04 | Ｎｍｒ用サンプルコイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6338150A true JPS6338150A (ja) | 1988-02-18 |
| JPH0549068B2 JPH0549068B2 (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=16130569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61183144A Granted JPS6338150A (ja) | 1986-08-04 | 1986-08-04 | Ｎｍｒ用サンプルコイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6338150A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008082751A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Hitachi Ltd | Ｎｍｒ用プローブ及びｎｍｒ装置 |
| US7804301B2 (en) | 2007-05-23 | 2010-09-28 | Hitachi, Ltd. | NMR probe |
-
1986
- 1986-08-04 JP JP61183144A patent/JPS6338150A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008082751A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Hitachi Ltd | Ｎｍｒ用プローブ及びｎｍｒ装置 |
| US7804301B2 (en) | 2007-05-23 | 2010-09-28 | Hitachi, Ltd. | NMR probe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0549068B2 (ja) | 1993-07-23 |
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