JPS63500542A - 発散性物質を含有する供試体中の物質の磁気的共振分析 - 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】 磁気的共振分析 本発明は、磁気的共振技法、特に、電子スピン共振（ＫＳＲ）Ｙ用いて、発散性 物質を含有する種類の供試体例えばｗＪ物の組織中の物質を分析することに関す る。

ＫＳＲは、分析中の供試体中の特定物質の存在及び濃度を定めるために分光分析 技術において利用されている。

典型的には、非常に小さな供試体を、いわゆるＸ帯域（例えば９．５ＧＨｚ）に おいて固定無線周波数のフィールドと時間変化平等磁界とにかける。得られた吸 収スペクトラムは、使用した特別の固定無線周波数に対する検出スペクトラムの 範囲に含まれる磁界強度に電子スビ／共振が対応する物質の該供試体中の存在及 び濃度を表わすものとして検出さする。典型的には、磁界は、数千ガウスのオー ダーであり、電磁石の磁極の間に供試体を配置することによって生成させる。磁 界の時間変化は、電磁石の各々の磁極と供試体との間に配された１対のスイープ コイル中の電流を変化させることによって達せられる。

発明の概要 本発明の一般的な特徴の１つは、供試体の両側にそれぞれ配置されていて供試体 の軸線に沿って磁界勾配を発生させるように相互に対して広げられる１対のコイ ルな使用して、供試体中に磁界を設定し、所定の物質の分布を表わす磁気的共振 信号を発生させるように該供試体中に磁気的共振を誘起し、共振信号を検出し、 該像を表わすデータを該共振信号から導出することによって、供試体中の所定の 物質の像を表わすデータを導出することにある。

好ましい実施態様には、次の特徴が含まれる。コイルは、ヘルムホルツ形態に配 置され、コイルの間１通って供試体と父差する共通の軸線上に中心をもち、コイ ルは、広げられた時に、大きさは等しく方向が反対の角度で、該軸線に対して方 向決めされる。コイルの中心は、１つの円の上に１、この円は、コイルを含む両 方の平面と直交する平面内にあり、各々のコイル面は、コイルの中心の在るコイ ル面上の点において円に接する。広げ円の半径は、コイルの半径の％でるる。余 分の勾配は、それぞれに異なった電流レベルをそれぞれのコイルに与えることに よって磁界に与えられ、この余分の勾配は、コイルの広げによって設定された磁 界の勾配の軸線に対して成る角度（例えば直角）にるる軸線に沿っている。広げ 角度は、最小の角度から磁界勾配の最大レベルに対応する最大の角度まで一連の ステップを経て更新され、異なった電流レベルは、広げ角度に対応する偵に大き な量相違させ、電流レベルの大きさは、広げ角度と電流レベルの差との各々の組 合せについてスイープさせる。単一の選択された供試体の断面スライスにおいて の共振に対して供試体を感知性とする手段、例えば、方向が逆でレベルの異なる 電流によって駆動されるコイルを囲む２つの導電性ループが設けられている。

本発明の第２の一般的な特徴は、供試体中に磁界を設定し、動物の組織中の全部 位を浸透するに足る低周波数において無線周波数のエネルギーＺ、磁界の設定の 間に、供試体に適用し、所定の物質の存在を表わす電子スピン共振信号を発生さ せ、この電子スピン共振信号を検出し、この信号からデータを導出することによ って、動物の組織の供試体中の所定の物質の存在を表わすデータを導出すること にある。

本発明の第３の一般的な特徴は、発散性の物質を含有する性質の供試体の像を表 わすデータを導出し、供試体の全部位に浸透するに足る低周波を使用し、信号を 検出し、像７表わすデータｔこの信号から導出することにある。

好ましい実施態は、次の特徴を含む。周波数は、ＩＧＨｚよｐ低く、例えば２６ ０ＭＨ２である。供試体は生体組織である。所定の物質は酸素である。

コイルを広げることによって、コイルの間の軸線からオフセットされた軸線に沿 って直線状の磁界勾配を容易に設定することができる。そのため、１対のコイル で２次元の像が形成される。共振を誘起するための低周波の無線周波数信号を使 用して、笑質的な含水量にも拘らず、用できるため、装置が簡略になる。

その他の利点及び特徴は、好ましい実施例の以下の説明と請求の範囲とによって 明らかになろう。

好適な実施例の説明 最初に図面について説明する。

第１図は、共振器の空洞とこれに関係したコイル及び装置の一部切欠斜視図でお る。

第２図は、第１図の２−２線に沿った部分的な断面図であり０ 第３図は、第１図の装置に組合された回路を示す回路略図である。

第４図は、第１図のへルムホルツコイルの／％ウジングを示す一部切欠斜視図で ある。

第５図は、犬舎なヘルムホルツコイルの広げ駆動機構の上面図でろる。

第６図は、供試体の代表的なスジ。イスを示す。

第７図は、制御回路のブロック図である。

第８図は、供試体の像の発生過程を示す流れ図でおる。

構造及び使用 第１，２図を参照して、腫瘍（小容積例えば各％ＣＣの腫瘍組織の配列において 酸素濃度像を得るために分析しようとする組織）を有する生きたマウス（図示し ない〕の枝部は、ここに参照によって本明細書の一部となる「ジャーナル・ド・ フィシツクＪ、１５：３３７．１９７２、）’コール・アンド・７リツク著「ア ン・スペクトロメートル・バス・フレフェンス・ア・オート・センシビリテ・プ ール・レチュード・ド・う・レノナ／ス・デ・スピン・エレクトニーク」に記載 されたものと同様のストリップライン設計の共振空洞８中におかれている。

共振空洞８は、高純度の銅のブロックを機械切削することによって形成した中空 単体開放端シリンダー１０’ａ’＋１えている。シリンダー１０は、長さ３．２ ０ｃＷ１（１゜１２６インチ）、半径１．２９ｃｒｎ（０，５０８インチ）、壁 厚０．１６ｃｙ＋＋（にインチ）であり、シリンダー１０の長さに沿って一側に スリット１２を備えている。スリット１２乞形成するシリンダー１０の両方の縁 部には、狭い空隙０．０２５ｃｒｎ（０，０１０インチ）のコンデンサー１４を 形成する２枚の板が別々に接続さｎている。このようにシリンダー１０とコンデ ンサー１４とは、並列ＬＣＣ共振音形成している。これによってシリンダー１０ の内部に均質な磁界が形成され、ＬＣ系の電界の大部分がシリンダー１０の内部 から除かれるので、共振器のｑに対するマウスの腫瘍の誘電性の水性組織の劣化 作用が最小になる。共振器の空洞（シリンダー１０、板２４．２５及びシート２ ７から成る）は、１．５９ｍ（Ｘインチ）の９字形の透明アクリルスペーサー１ ６中にきつく嵌合されており、スペーサー１６自身は、直径４．５７ｍ（１，８ インチ）の無線周波数遮蔽シリンダー１８中にきっちりと保持されている。シリ ンダー１８の一端には、シリンダーｌＯ中にマウスを挿入しつるようにするため の、半径が１．９０α（０，７５イ／チ）のキャップ２０（第１図）が配設され ている。シリンダー１８の他端（図示しない）は完全に閉ざされている。

コンデンサー１４の底板２４は、同じ大きさの単一の０．１６ｍ（にインチ）の 厚さの銅板２８と向い合う光面２６　（１，２７Ｘ３．２０ｃｒｎ、０．５Ｘ１ ．２６インチ）を形成するように、スペーサー１６の扁平な表面に向って直角に 曲げられている。シート２７は、板２６を遮蔽し保護する舌片２９を形成するよ うに曲げられている。舌片２９はスペーサー１６にねじ込まれる。遮蔽ケーブル ３２の剛性の外部金属シース３０によって遮蔽シリンダその先端は、銅板２８に 接続されてこれを支持している。

従って、シリンダー１０及びコ／デンサ−１４のＬＣ回路は、中心導体３４によ って供給さ扛る無線周波数の電力信号に、板２６．２８によって形成されるコン デンサーによって容量結合さｎる。

導体３４は、無線周波数の電力信号を供給する回路のイノビーダンスに共振器の 空洞の傳造のイノビーダンスをおよそ整合させるために、板２６．２８の間の間 隔を調節するように、（第２図に矢印によって示したように〕軸方向に出入させ ることができる。

コンデンサー１４の板２５は、接地された遮蔽シリンダー１８に、銅テープ３１ （第２図）によって接続されている。テープ３１は、板２５の上面とスペーサー １６との間に圧着され、スペーサー１６の扁平な表面に沿って遮蔽シリンダー１ ８まで延長し、そこで他端がスペーサー１６とシリンダー１８との間に保持され ている。板２８と遮蔽シリンダー１８とによって形成されたコンデンサーと、板 ２６．２８によって形成されたコンデンサーとは、インピーダンス？整合させて ２つの容量の比によって表わされる導体３４から板２６までの電圧ン設定するた めのコ／テ／サー分圧器ン形底するように、直列に接続されている。容量比（従 ってインピーダンス整合］の微調節は、導体３４と遮蔽シリンダー１８との間に 接続されｆｃｌ［子制御バラクタ−ダイオード（第３図）によって与えられる。

インピーダンス整合は純容量性でらり、位相實劾効果とは係シない。

約９３ガウスの磁界は、適当な電源２２０（ケプコＡＴＥ７５−１５）（第６９ ）から３５７．６Ａの電力を受ける各々直径０．３ｍの１対のリング状へルムホ ルツコイル４０．４２によって、供試体に印加される。コイル４０．４２は、４ Ｐ１０銅線の４００巻から各々成っている。これらのコイルによって形成されｆ ｃｉ界は、シリンダー１０中の空間を横切って１５部まで均質である。

コイル４０，４２の磁界は各々０．１４ｆｆｌの比較的小径の１対の平行なヘル ムホルツコイル４４．４６によって無線周波数変調される。各々のコイル４４． ４６は、÷１０銅線の１８４巻から成っている。コイル４４．４６は、直列に接 続され、以下に脱明するように駆動される。

２つのコイル４０．４２は、遮蔽シリンダー１８のそれぞれ上方及び下方にるる １対の矩形ループ導体４８゜５０によって囲まれている。ループ導体４８．５０ は、磁界を変調するためにコイル４４．４６に用いられている周波数のものと異 なった周波数において２つの異なった逆向きの発振電流をそれぞれ搬送するよう になっている。このことの効果として、系は、シリンダー１０中の供試体の成る 選定された水平面内のみにおいて共振を感知するため、参照によって本明細書の 一部分となる「ジャーナル・オプ・アプライド・フィジックス」４７：３７０９ （１９７６）のヘンショー、モア等によって論じられたように、供試体中の連続 した水平スライスの分析が可能となる。

第３図を参照して、導体３４は、１８０’−・イブリツドスプ’）ツタ−１００ （オｔｚクトｏ　ｙ　Ｏ−Ｈ−３０Ｖ　−１）のＡ入力部とスプリッター１００ のＳＵＭ入力部とを経て、周波数変調可能な信号発生器１０２（ヒユーレット・ パラカードＨＰ−８６５４Ａ）の一方の出力部に接続されている。５０オームの 微調節されたダミーインピーダンス１０１は、ハイブリッドスプリッター１００ ０Ｂ端子に接続されている。２６０　ＭＨｚの無線周波数の電力は、導体３４を 経て空洞８に供給されると共に、ダミー１０１にも接続され、空洞８からの反射 電力信号は、導体３４を経て返却される。ＥＳＲ吸収又は散乱による不平衡が空 洞のイノビーダンスを変更しない限シ、空洞８からの反射信号とダミー１０１か らの反射信号とは相互によって消去される。ハイブリッド１００の差端子は、ダ ミーのインピーダンス（５０，０オーム）と（容量性分圧器によって変換された ）空洞８のイノビーダンスとの間の差を表わす信号を送出する。この差信号は、 可変アッテネータ−１０４Ｙ経て、雑音指数１．５ｄＢの６０　ｃｌＢ増幅器１ ０６（）ロンチックモデルφＷ５００ｅｆ）に供給される。この差信号は、３段 階で復調され、供試体のＢＢＲスペクトラムを表わす信号が導出される。

第１変調段は％　２６０　ＭＢ２の搬送波乞除去し、差信号中のＥＳＲスペクト ラムの情報Ｙ　１０　ＭＨｚ搬送波信号に転送する。これは信号側波帯変調器と して形成された４相変調器１０８（オレクトロ７０−ＪＰＭ−２４０）のところ で行わせる。直角スズリッター１１０は、信号発生器１１１（ヒユーレットバラ カードＨＰ６０６Ａ）によって供給される１　０　ＭＨｚ電力信号の直角成分を 変調器１０８に供給して差信号Ｙ２６０ＭＨｚρ）ら２７０ＭＨｚに逓昇させる 。変調器１０８の出力信号は（Ｉｉ’ｉｌ−の周波数源から分岐されている点で 〕元の電力信号と同じ仕方で周波数変調された（発生器１０２からの）第２の２ ６０　ＭＨｚの信号と、複式平衡ミキサー１１２（オレクトロ／発生器１０２） において混合される。結果信号は、チェビシェフ低域フィルター１１４において ｆ波され、ＩＣ８Ｒスペクトル情報が重畳したｌＱＭＨｚ搬送波を生成させる。

第２復調段において、１０ＭＨｚ信号は、スプリッター１１６によって分割され る。この信号は、発生器１１１からスプリッター１１０に供給された同一の１０ 　ＭＨ２信号の遅延同相直角変換信号と、２つの同一の複式平衡ミキサー１１８ ，１２０（ミニサーキットＺＡＤ　−１）において結合される。２つの１０ＭＨ ｚ信号は、スズリッター１２４によって供給される。これらの直角変換信号は、 遅延要素１２６において遅延された１０ＭＨｚ信号のうち１つの信号に基づいて 、直角スプリッター１２２において発生する。ミキサー１１８は次に、空洞から 反する。ミキサー１２０は、空洞から反射された信号の真の部分（振幅〕に比例 する第２の信号を送出する。位相信号は、空洞信号の周波数に対して発生器１０ ２’Ｑ周波数ロックする几めに、発生器１０２０周波数変調入力（７Ｍ入力）に 、フィードバックの友めに、低域フィルター１３０及び７４１演真増幅器１３２ を経て供給される。

空洞振幅信号は、スプリッター１３４において分割される。スプリット信号の一 方の分岐部分は、空洞共振系のインピーダンスを調節してそれをＲＦ電力供給回 路のインピーダンスに整合させる几めに用いられる。この分岐部分は、磁界変調 周波数のＥＳＲ吸収による空洞抵抗の変化に対して不感性とするために、変調周 波数（１０ＭＨ２）に調節されたＬＣノツチフィルター１３８及び”一パスフィ ルター１３６ビ経て供給される。ノツチフィルターの出力信号は、ユニポーラ演 算増幅器１４０を経て転送される。演算増幅器の出力信号は、バラクタ−ダイオ ード１４２を制御する。バラクタ−ダイオード１４２は、マイクロホンのノイズ 、マウスの動きその他によって生じた空洞のインピーダンスの変化を調節する。

この振幅感知フィードバックと発生器１０２への位相信号のフィードバックとは 、マウスの動きに対して系を安定に第３復調段において、可聴周波数発生器１５ ｏ（ヒユーレットパラカードＨＰ　２０５　ＡＧ　）によってコイル４４．４６ に設定された磁界の可聴周波数（例えば２００Ｈ２）変調は、ローパスＲｃフィ ルター１５２を経てロックイン増幅器１５４（プリンストン・アプライド・リサ ーチ・カンパニーＰＡＲＣ５１０１）に振幅信号の第２の分岐部分を供給するこ とによって復調される。増幅器１５４の他の入力部は、磁界の変調に用いたもの と同一の信号を発生器１５０から受信する。

出力信号１５６は、供試体の中心部の砥界強度と後述する仕方で印加される磁界 の勾配との両方の関数としてのＥＳＲ′Ｊ空洞、信号のスペクトルを表わしてい る。この出。

力信号は、Ｒ８Ｒスペクトラムが感知する物質、特に酸素の濃度、又は供試体中 の常磁性物質の濃度を定めるために、次に分析することができる。

第４図を参照すると、コイル４０．４２は、２個の矩形の箱形フレーム３０２， ３０４中にそれぞれ収納されている。箱形フレーム３０２，３０４は、４つの直 立支柱３１２によって一緒に合体された各々４３．２　Ｘ　４３．２Ｘ１．３５ ＋（１７Ｘ１７Ｘ％インチ）の１対の互に平行なアルミニウム板３０８，３１０ から成るハウジング３０６中に、どちらも保持されている。アルミニウム板３１ ０の上面には、半円形の断面の溝３１４が形成されている。

各々のフレーム３０２，３０４は、１対の軸受３１６゜３１８（２個のみ示す） を有し、これらの軸受は、溝でいる。１対の半円形のスロッ）３２０，３２２は 頂板３０８に形成されている。フレーム３０２，３０４は、それぞれスロット３ ２０，３２２に通されてそれに沿って案内される直立ロッド３２４．３２５．３ ２６．３２９と共に取付けられる。各々のロッド３２４，３２５゜３２６．３２ ９上には、頂板３０８の頂面に跨座する玉軸受トリプレット例えば３２７が取付 けられている。スロット３２０，３２２は、溝３１４によって画定される円の中 心の直上の１点を中心としている。円３１４、スロット３２０．３２０並びに、 軸受３１６．３１８、ロッド３２４，３２５，３２６，３２９のフレーム３０２ ．３０４上の取付は点は、コイル面が円に接した状態でフレーム３０２，３０４ の中面が各々のコイルの半径の％の半径の円の回シに回転しつるように配置され ている。

第５図を参照すると、ロッド３２４，３２５．３２６３２９の上端は、１対の回 シテーブル３２６，３２９中にそれぞれ収納されている。これらの回シテーブル は、頂板３０８の上方に取付けてアシ、中心軸＋１ｌｉ２０４の回りに互に反対 の方向に回転することにより、回シテーブル２０°２．２０３が軸線２０４の回 りに回転する時にコイル４０．４２も（矢印２０５によって示すように）軸線２ ０４の回シに回転するようになっている。回りテーブル２０２．２０３が回転す るとコイル４０．４２は相互に対して広げられる。この広げは（１点鎖滅で示し た最大位置においてンコイル４０がコイル４２に衝突するまで、回９テーブル２ ０２．２０３の回転によって増大させることができる。回りテーブル２０２，２ ０３は、半径（３（）ｒＹ有し、ここにｒは、各々のコイル４０゜４２０半径で るる。回りテーブル２０２は半円筒状のラック２０８を下面に備えている。回シ テーブル２０３は同様の２ツク２０９を上面に備えている。ラック２０８゜２０ ９は、回クチープル２０２．２０３に対する固定位置において板３０８上に取付 けられたステップモーター２１２によって駆動される長いピニオン２１０と共働 する。ステップモーター２１２は信号＃２１４によって制御回路２１６に接続さ れており、この制御回路は、小さなステップの浬鎖で、またどんな所望の位置ま でも回りテーブル２０２．２０３を軸線２０４の回りに回転させるためのパルス をステップモーター２１２に供給する。

第６図を参照して、コイル４０．４２の広げは、コイル４０，４２の中心間の軸 線２１８（第６図の軸線ｚ）と直交する水平軸線（第６図の軸ＮＸ）に沿った勾 配？、供試体に印加される電界に与える。この勾配は、軸線２１８からの礪りＣ Ｘ）に、（Ｘ／ｒ）’のオーダーまで比例する。第６図において軸ＭＹは、供試 体の各々の水平スライス（例えば、第６図に示したスライス２１３）の垂直位置 を表している。ステップモーター２１２を板３０８の上方に配すると、ステップ モーター２１２からの電気的ノイズを共振器の空洞から遮蔽することの助けにな る。

第７図’に参照すると、制御回路２１６は、ステップモーター２１２にパルスを 供給するように接続されているだけでなく、磁界を変調する可聴周波数と異なっ た周波数においてループ４８，５０１Ｃ４Ｉ流を供給する又流電源２１８に制御 信号音供給するように接続されている。ループ４８．５０への電流は、互に逆向 きであシ、異なったレベルにるる。このように、ループ４８．５０は、供試体を 通る選定され友感知性の水平スライスを形成しているため、第３図の回路のフィ ードバック系の作用によって、この水平スライスの外側にある供試体の部分に関 係した空洞信号のどんな部分も除去される。ループ４８゜５０への電流の相対レ ベルを調節することによって、感らの電流の絶対レベルを調節することによって スライスの厚み乞変更することができる。制御回路２１６から交流電源２１８に 供給される制御信号は、２つの電流のレベルを特定化し、従って感知性のスライ スの位置及び厚さを特定化する。

制御回路２１６は、直流電源２２０に信号を供給し、２つの異なったレベルにあ る直流電流馨コイル４０゜４２に供給し、２つのコイルの中心間の軸線に沿った 勾配を磁界に印加し、この勾配の大きさ？制御する。

制御回路２１６は、アナログ出力信号を受けてそれを保存及び処理のためにデジ タＡ・化するためのＡＤ変換器２２４馨備えている。

また、制御回路２２２は、供試体の各々の水平スライス中の常磁性材料の濃度分 布の２次元の像、又は、より特定的には、参照によって本明細書の一部分となる 「グロシーデイ／グズ・ナショナル・アカデミ−・サイエ／ス・ＵＳＡ　、第７ ９巻、１１６６−Ｘ１７０．１９８２の、レイ等の論説「細胞サイクルの間のチ ャイニーズハムスターの卵巣細胞へ００□の取入れについてのＥＡＨの研究」に 記載されたように、スペクトラムから導出可能な酸素濃度分布、を表示するよう に、像発生装置例えばプリンター又は陰極線部に接続されている。

制御回路２１６は、次のようにして像発生を制御するようにプログラミングされ た（デジタル記憶部を有する）マイクロプロセッサ−である。

第８図を参照して、マウスの腔部は、シリンダー１０中におかれる（４００）。

単一の水平スライスの像を発生させる九めに、電源２１８に信号を送出（４０２ ）ｌ、、水平スライスが供試体の感知部分でるることを定める値に、ルー１４８ ，５０の電流を設定する。次に第３図の回路をターンオン（４０６）Ｌ、、ＲＩ Ｆ電力信号を導体３４Ｚ経て供給し、磁界を変調し、結果出力信号１５６を送出 する。ＲＦ電力信号は、パルスとしてでなく、連続的に供給される。次にステッ ピングパルスがモーター２１２に供給されてコイル４０．４２が新しい広げ角に 移動（４０８）　Ｌ、コイル４０．４２に供給される電流の差分を新しい値に更 新（４１０）ｌ、、かくして２つの磁界勾配（１つは、コイル４０．４２の中心 間を通る軸線に沿った急峻な勾配であシ、他のものは、この軸線に対する角度の ゆるい勾配であるノヲ生成させる。次に２つのコイル４０，４２の電流を、その 間の同一の差分な保ちつつ増大させることにより、前記勾配によって設定された 磁界の変化の限界を通って平均磁界値をスイープさせる。電流ｔスイープさせる 間に、出力信号ｔデジタル化し、結果サンプルを記憶する（４１４）、最大広げ 角（最大磁界勾配Ｇ　ＭＡＸに対応する）に到達していなかったら（４１６）コ イル広げ角乞増分的に増大（４０８）させ、ステップ４１０，４１２，４１４を 反復する。最大磁界勾配ＧＭＡＸ　が得られるまでこの過程を反復する。

記憶したデジタルサンプルを次に数学的に分析して、スライス中の各々の容積要 素（例えば第６図の要素２１５）に適用可能なＥＳＲスペクトラムを導出する。

次にＫＳＲスペクトラムな常法により（例えば、この例では酸素の存在に応答す るスパイクを識別する７−リエ解析又は最小自乗適合技法によシ）分析してスラ イスの各々の容積要素中の濃度を定める。Ｍ果濃度値を表示のためのマトリック ス、例えばスライス中の濃度の形状学的な像の形に組織化する。有用と思われる 供試体中の各々の他のスライスについて同一の過程を反復する。次に供試体中の 濃度の３次元的像を導出して表示する。

他の実施例は、以下の請求の範囲に含まれている。

酸素以外の種々の所定の物質について、動物の組織以外の供試体を分析してもよ い。

コイルの広げは（Ｃ以外の）負の角度から開始し、０までか又は正の角度までス テップさせることができる。

ＲＦ電力は％　２６０　ＭＨｚ以外の周波数、好ましくはｌ　ＧＨ２よυも低い 周波数、そしてどんな場合にも、発散性物質を供試体が含有していても供試体の 全ての部分に浸透するに足る低い周波数において供給することができる。

ＦＩＧ　１ 浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、７ 浄書（内容に変更なＬ） 手続補正書（扶 昭和６２年１２月ｑ日 １、事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８６１０１４９７ ２、発明の名称 発散性物質を含有する供試体中の物質の磁気的共振分析３、補正をする者 事件との関係　出　願　人 住所 名　称　プレジデントψアンド・フェローズ中オブ昏バーバード争カレッジ ４、代理人 住所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６号室 国際調査報告 ″”１″″Ａｅ−ｓｅｓ陶・ｐＣｌ−１ｙ５８６１０１４ｇ７

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．供試体中の所定の物質の分布の像を表わすデータを導出するための磁気的共 振装置でめつて、該供試体中に磁界を設定する手段と、 該所定の物質の該分布を表わす磁気共振信号を発生させるために該供試体中の磁 気的共振を誘起する手段と、該共振信号を検出し、該共振信号から、該像を表わ す該データを導出する手段と、 を有し、該磁界を設定する手段は、該供試体の両側にそれぞれ配置されていて該 供試体の軸線に沿つた磁界の勾配を発生させるように相互に対して広げられる１ 対のコイルを含む磁気的共振装置。
2. ２．該コイルをヘルムホルツ形に配置した請求の範囲第１項記載の磁気的共振装 置。
3. ３．該コイルは、その間を通る共通の軸線上に中心を有し、該軸線は該供試体と 交差し、該コイルは、広げられた時に、大きさが同じで方向が逆の角度で該軸線 に対し配向されている、請求の範囲第１項記載の装置。
4. ４．該コイルは、その間を通る共通の軸線上に中心を有し、該コイルが広げられ た時、該中心は、該コイルが含まれる２つの平面と直交する平面内の円上にあり 、各々の該コイル面は、該コイルの該中心の在る点において該円に接する請求の 範囲第１項記載の装置。
5. ５．該円の半径を各々のコイルの半径の半分とする請求の範囲第４項記載の装置 。
6. ６．該磁界を設定する手段が、それぞれの該コイルに異なつた電流レベルを供給 することによつて該磁界に余分の勾配を与える手段を含み、該余分な勾配は、該 コイルの広げによつて設定された該磁界の勾配の軸線に対して成る角度に在る軸 線に沿うものとする請求の範囲第１項記載の装置。
7. ７．該余分な勾配の該軸線が該コイルの広げによつて設定された該磁界の勾配の 該軸線と直交する請求の範囲第６項記載の装置。
8. ８．該磁界の勾配の最大レベルに対応する最大角度まで最小角度から或るステツ プ連鎖を経て、広げ角度を更新し、該広げ角度に対応する順次大きくなる値だけ 該差電流を相違させ、広げ角度と電流レベル差との各々の組合せについて該電流 レベルの値をスイープさせるためのコントローラーを更に有する請求の範囲第６ 項記載の装置。
9. ９．該最小角度を０°とする請求の範囲第８項記載の装置。
10. １０．該供試体の単一の選択された断面スライス中の共振に該供試体を応等させ る手段を更に含む請求の範囲第１項記載の装置。
11. １１．該応答させる手段が、両方の該コイルを各々囲む２つの導電ループと、そ れぞれ方向が反対で異なつたレベルにある電流を該ループ中に印加する電流とを 有する請求の範囲第１０項記載の装置。
12. １２．動物組織の供試体中の所定の物質の存在を表わすデータを導出するための 電子スピン共振装置であつて、該供試体中に磁界を設定する手段と、 該所定の物質の該存在を表わす電子スピン共振信号を発生させるために該供試体 中の磁気的共振を誘起する手段と、 該電子スピン共振信号を検出し、該共振信号から該データを導出する手段と、 を有し、 該誘起する手段は、該動物組織中の全部位に浸透するに足る低周波数の無線周波 数信号を発生させるための無線周波数発生器を含む電子スピン共振装置。
13. １３．発散性物質を含有する種類の供試体中の所定の物質の分布の像を表わすデ ータを導出するための、電子スピン共振装置であつて、 該供試体中に磁界を設定する手段と、 該所定の物質の該分布を表わす電子スピン共振信号を発生させるために該供試体 中に電子スピン共振を誘起させる手段と、 該電子スピン共振信号を検出して該像を表わす該データを該共振信号から導出す る手段と、を有し、該誘起させる手段が、該供試体中の全部位に浸透するに足る 低周波数の、該供試体に供給されるべき無線周波数信号を発生させるための無線 周波数発生器を含む電子スピン共振装置。
14. １４．該周波数を１ＧＨｚよりも低くする請求の範囲第１０項又は第１項記載の 装置。
15. １５．該周波数を２６０ＭＨｚとする請求の範囲第１２項記載の装置。
16. １６．該供試体が生体組織を含む請求の範囲第１項、第１０項又は第１１項記載 の装置。
17. １７．該所定の物質が酸素である請求の範囲第１項、第１０項又は第１１項記載 の装置。
18. １８．該磁気的共振が電子スピン共振を含む請求の範囲第１項記載の装置。
19. １９．供試体中の所定の物質の分布の像を表わすデータを導出するための磁気的 共振方法において、該供試体の両側にそれぞれ配され、相互に対して広げられる ことにより、該供試体の軸線に沿つて磁界勾配を発生させるようにした、１対の コイルを用いて、該供試体中に磁界を設定し、 該所定の物質の分布を表わす磁気的共振信号を発生させるように、該供試体中に 磁気的共振を誘起し、該共振信号を検出し、該共振信号から該像を表わす該デー タを導出する ことから成る磁気的共振方法。
20. ２０．動物の組織の供試体中の所定の物質の存在を表わすデータを導出するため の電子スピン共振方法において、該供試体中に磁界を設定し、 該動物組織中の全部位に浸透するに足る低周波数の無線周波数信号を、該磁界の 設定の際に、該供試体に供給して、該所定の物質の該存在を表わす電子スピン共 振信号を発生させ、該電子スピン共振信号を検出して該データを該信号から導出 する ことを含む電子スピン共振方法。
21. ２１．発散性物質を含有する種類の供試体中の所定の物資の分布の像を表わすデ ータを導出するための電子スピン共振方法において、 該供試体中に磁界を設定し、 該所定の物質の該分布を表わす電子スピン共振信号を発生させるために、該供試 体中の全部位に浸透するに足る低周波数の無線周波数エネルギーを、該磁界の設 定の際に該供試体に供給し、 該信号を検出し、該像を表わすデータを該信号から導出する ことを含む電子スピン共振方法。