KR20220043892A - 프로브의 핵 자기 공명 이완 시간 및/또는 핵 자기 공명 스펙트럼을 결정하기 위한 기술들 - Google Patents
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Abstract
발명은 프로브(P)의 핵 자기 공명 이완 시간을 결정하는 방법에 관한 것이다. 방법은 종방향 정적 자계(B0)를 프로브(P)에 인가함으로써 제1 핵들(H) 및 제2 핵들(N)을 분극시키는 제1 단계(S1), 횡방향 자계 펄스들의 스왑 시퀀스(SWAP)를 조사함으로써 제1 핵들(H) 및 제2 핵들(N)의 분극들을 교환하는 제2 단계(S2), 적어도 하나의 여기 펄스(EXC)를 조사하고 제2 핵들(N)의 결과적 자화 신호(FID)를 측정함으로써 제2 핵들(N)을 횡방향으로 자화하는 제3 단계(S3), 및 제2 핵들(N)의 측정된 자화 신호(FID)에 기초하여 제2 핵들(N)의 핵 자기 공명 이완 시간을 결정하는 제4 단계(S4)를 포함한다.
Description
본 발명은 프로브의 핵 자기 공명 이완 시간 및 프로브의 핵 자기 공명 스펙트럼 중 적어도 하나를 결정하기 위한 방법, 장치, 컴퓨터 프로그램 및 데이터 캐리어에 관한 것이며, 프로브는 제1 회전자기 비율을 갖는 제1 핵들 및 제2 회전자기 비율을 갖는 제2 핵들을 포함하고, 제1 회전자기 비율은 제2 회전자기 비율보다 더 크다.
핵 자기 공명(Nuclear magnetic resonance)(NMR) 분광법은 물리학, 화학 및 생물학에서 물질의 전자 성질들을 연구하기 위한 가장 근본적인 분광 기술들 중 하나이다. 예시적으로, NMR 릴렉소메트리의 적용 영역은 석유 산업에서의 다공성 매체들의 연구, 고체 지방들 및 종자 기름들의 구조 분석 또는 자기 공명 이미징(magnetic resonance imaging)(MRI)에서의 조영제들의 테스팅에 걸칠 수 있다. 추가 적용들은 중합체들의 물리 및 화학적 성질들의 연구, 예를 들어, 그들의 전자 밀도들, 결정화도, 중합도 또는 가소제들 및 다른 첨가제들의 비율의 결정에 관련된다.
NMR 분광법에서, 강한 정적 종방향 자계는 프로브에 인가되고 프로브의 자기 응답 신호는 횡방향 자계 여기 펄스들의 특정 시퀀스를 사용하여 프로브를 여기시킨 후 측정된다. 그러나, 작은 회전자기 비율들을 갖는 프로브의 핵들을 여기시킬 때, 검출된 자기 응답 신호의 강도는 오히려 약할 수 있다. 그러한 경우에, 허용가능 신호 대 잡음 비를 보장하기 위해 다수의 여기 및 측정 시퀀스를 수행하는 것이 필요할 수 있다. 전형적으로, 2개의 그러한 시퀀스 사이에서 하나는 프로브의 핵들이 인가된 정적 종방향 자계에서 그들의 평형 상태로 복귀될 때까지, 즉, 다른 여기 및 측정 단계가 수행될 수 있기 전에 대기할 필요가 있다. 따라서, 전형적 실험에서, 핵 자기 공명 이완 시간 또는 핵 자기 공명 스펙트럼의 결정은 몇 시간 또는 심지어 수일과 비슷한 매우 긴 시간이 걸릴 수 있다.
발명의 일 목적은 그러한 제한들을 극복하고 핵 자기 공명 이완 시간 및/또는 핵 자기 공명 스펙트럼을 높은 정확도로 시간 효율적 방식으로 결정하기 위한 간단하고 실제적 방법, 장치, 컴퓨터 프로그램 및 데이터 캐리어를 제공하는 것이다.
이러한 발명의 목적은 청구항 1, 청구항 13, 청구항 14 및 청구항 15에 설명된 바와 같이 방법, 장치, 컴퓨터 프로그램 및 데이터 캐리어에 의해 달성된다. 유리한 개발들 및 실시예들은 종속항들에 설명된다.
발명은 프로브의 핵 자기 공명 이완 시간 및/또는 프로브의 핵 자기 공명 스펙트럼을 결정하는 방법에 관한 것이며, 프로브는 제1 회전자기 비율을 갖는 제1 핵들 및 제2 회전자기 비율을 갖는 제2 핵들을 포함한다. 제1 회전자기 비율은 제2 회전자기 비율보다 더 크다.
여기서 그리고 이하에서, 핵은 동위원소의 원자 핵을 지칭할 수 있다.
방법은 이하의 단계들을 포함한다:
종방향 정적 자계를 프로브에 인가함으로써 제1 핵들 및 제2 핵들을 분극시키는 제1 단계.
횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스를 조사함으로써 제1 핵들 및 제2 핵들의 분극들을 교환하는 제2 단계.
적어도 하나의 여기 펄스를 조사하고 결과적 자화 신호를 측정함으로써 제2 핵들을 횡방향으로 자화하는 제3 단계.
측정된 자화 신호에 기초하여 핵 자기 공명 이완 시간 및/또는 핵 자기 공명 스펙트럼을 결정하는 제4 단계.
유리하게는, 제2 단계에서 횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스를 조사하여 제1 핵들 및 제2 핵들의 분극들을 교환함으로써, 제1 핵들의 분극들은 제2 핵들로 이송될 수 있고 제2 핵들의 분극들은 제1 핵들로 이송될 수 있으며, 즉, 적어도 하나의 스왑 시퀀스는 각각의 핵 분극들의 전체 스왑 동작에 대응할 수 있다.
그 결과, 제3 단계에서 측정된 제2 핵들의 자화 신호의 강도는 그것의 더 큰 회전자기 비율로 인해 종방향 정적 자계 내의 제1 핵들의 더 강한 분극이 제2 핵들로 이송될 수 있었기 때문에, 상당히 증가될 수 있다. 더 구체적으로, 제안된 방법에 따르면, 자화 신호의 세기는 제1 회전자기 비율 대 제2 회전자기 비율의 비에 대응하는 인자만큼 증가되었을 수 있다. 따라서, 또한 신호 대 잡음 비가 상당히 개선될 수 있다.
더욱이, 적어도 하나의 스왑 시퀀스를 조사함으로써, 제2 핵들의 분극들은 또한 제1 핵들로 이송될 수 있어, 각각의 분극들의 완전한 교환을 초래하며, 그것에 의해 프로브를 더 효율적 재초기화를 가능하게 하고 교정이 요구되는 더 적은 경사 펄스들 및 더 작은 수의 파라미터들이 필요할 수 있으므로 제안된 방법을 상당히 단순화한다.
더욱이, 횡방향 자계 펄스들의 스왑 시퀀스를 조사함으로써 제1 핵들 및 제2 핵들의 분극의 전체 교환을 달성하기 위해, 2개의 상호작용 양자 시스템, 즉 제1 핵들 및 제2 핵들의 기본 양자 역학적 구조는 적어도 하나의 스왑 시퀀스의 디자인에서 정확히 고려되며, 그것에 의해 제안된 방법의 정확도 및 정밀도를 개선할 수 있다.
바람직하게는, 제1 핵들에 대응하는 원자들 및 제2 핵들에 대응하는 원자들은 분자들을 형성하기 위해 공유 결합된다.
예시적으로, 제1 회전자기 비율은 제2 회전자기 비율보다 적어도 4배 더 클 수 있다.
제1 핵들 및 제2 핵들의 핵 스핀들은 종방향 스핀-스핀 상호작용을 통해 상호작용할 수 있으며, 스핀-스핀 상호작용은 제1 단계에서 인가된 정적 자계의 종방향으로 핵 스핀 성분들 사이의 커플링에 대응한다.
예시적으로, 제1 핵들은 수소 동위원소들, 예를 들어, 1H 동위원소들의 원자 핵들일 수 있다. 제2 핵들은 15N 또는 13C 동위원소들의 원자 핵들일 수 있다. 프로브는 동위원소 풍부 단백질 분자들의 수용액을 포함할 수 있다.
제1 단계에서 프로브에 인가된 종방향 정적 자계는 또한 제2 단계 및 제3 단계를 수행하면서 프로브에 인가될 수 있어, 제1 핵들 및 제2 핵들은 적어도 제1 단계로부터 제3 단계로 종방향 정적 자계에 노출된 채로 일정하게 남아 있다.
제2 단계는 제1 단계가 수행된 후에 수행될 수 있다. 제3 단계는 제2 단계가 수행된 후에 수행될 수 있다. 제4 단계는 제3 단계가 수행된 후에 수행될 수 있다.
인가된 정적 종방향 자계는 핵 스핀의 기저 상태와 여기 상태 사이에서 제만 에너지 분할(
)을 유도할 수 있으며, 제만 에너지 분할(ΔE)은 핵의 각각의 회전자기 비율(γ) 및 각각의 핵들에서의 유효 자계(B)에 비례할 수 있고, 
이며, 여기서 h는 플랑크 상수를 나타낸다.
핵을 둘러싸는 전자 밀도에 의한 화학적 차폐로 인해, 각각의 핵들에서의 유효 자계(B)는 인가된 정적 종방향 자계(B0)에 대해 감소될 수 있다. 따라서, 또한 라머 주파수로 공지된 공명 주파수(ω=γB)는 핵을 둘러싸는 전자 구조에 관한 정보를 포함할 수 있고 따라서 또한 화학적 시프트로 지칭된다.
핵의 분극은 2개의 제만 에너지 레벨의 모집단 차이에 대응할 수 있다.
더 구체적으로, 모집단 차이는 열 평형에서 종방향 정적 자계가 있을 때 제만 에너지 레벨들의 모집단의 차이를 지칭할 수 있으며, 제만 에너지 레벨들의 분할(ΔE)은 종방향 정적 자계와 핵 쌍극자의 상호작용에 의해 유도된다.
모집단 차이는 볼츠만 인자(
)로부터 계산될 수 있으며, 여기서 N1은 기저 상태의 모집단이고, N2는 여기 상태의 모집단이고, k는 볼츠만 상수이고 T는 온도를 나타낸다. 실온에서, 볼츠만 인자는 
와 같이 제1 차수로 확장될 수 있다. 그 결과, 더 작은 회전자기 비율(γ)은 더 작은 모집단 차이를 초래하고, 대응적으로, 자화 신호의 더 작은 강도를 초래할 수 있다.
대응하는 제만 에너지 레벨들은 횡방향 자계 펄스들을 조사함으로써 조작, 예를 들어, 여기 및 하방 천이될 수 있는 유효 2-레벨 양자 시스템을 형성한다. 그 다음, 횡방향 자계 펄스들의 조사는 2-레벨 양자 시스템에 대응하고 펄스 지속에 의해 결정되는 특정 자계 펄스 회전 각도를 갖는 블로흐 스피어 상에 핵 스핀을 표현하는 스핀-1/2의 회전들에 대응할 수 있다.
바람직하게는, 제2 단계에서 횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스를 조사함으로써, 제1 핵들의 핵 스핀들 또는 벌크 자화 및 제2 핵들의 핵 스핀들 또는 벌크 자화는 제2 단계가 수행된 직후에 그리고 제3 단계가 수행되기 전에 종방향 정적 자계와 재정렬될 수 있다. 제1 핵들의 벌크 횡방향 자화 및 제2 핵들의 벌크 횡방향 자화는 제2 단계에서 스왑 시퀀스의 조사 직후에 제로로 평균화될 수 있다. 따라서, 제2 단계 후에, 제1 핵들 및 제2 핵들은 인가된 정적 종방향 자계에 대해 그들의 평형 또는 냉각 상태에 이미 있을 수 있어, 제2 단계에서의 즉각적이고 빠른 횡방향 여기 및 제3 단계에서의 자화 신호의 취득들을 가능하게 한다.
제2 단계에서 횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스의 조사는 제1 핵들을 여기시키기 위해 횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스를 조사하는 단계 및 제2 핵들을 여기시키기 위해 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스를 조사하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 시퀀스의 횡방향 자계 펄스들의 펄스 주파수들은 종방향 정적 자계 내의 제1 핵들의 라머 주파수에 대응할 수 있다. 제2 시퀀스의 횡방향 자계 펄스들의 펄스 주파수들은 종방향 정적 자계 내의 제2 핵들의 라머 주파수에 대응할 수 있다. 따라서, 제1 시퀀스는 제1 핵들을 여기시킬 수 있고 제2 시퀀스는 제2 핵들을 여기시킬 수 있다. 가장 바람직하게는, 횡방향 자계 펄스들은 공명 펄스들이며, 즉, 횡방향 자계 펄스들의 펄스 주파수들은 각각의 라머 주파수들(온-레조넌스 여기)와 동일할 수 있다.
횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스 및 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스는 동시에 그리고/또는 동기적으로 조사될 수 있다. 구체적으로, 제1 시퀀스의 횡방향 자계 펄스들 및 제2 시퀀스의 횡방향 자계 펄스들은 동시에 그리고/또는 동기적으로 조사될 수 있다.
횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스의 시간적 길이 및 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스의 시간적 길이는 동일할 수 있다.
예시적으로, 적어도 하나의 스왑 시퀀스의 시간적 길이, 제1 시퀀스의 시간적 길이 및/또는 제2 시퀀스의 시간적 길이는 (주파수 단위들로 주어지는) 제1 핵들과 제2 핵들 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도의 역과 동일할 수 있다.
바람직하게는, 제1 시퀀스의 각각의 횡방향 자계 펄스들은 펄스 중심 타이밍, 자계 펄스 회전 각도 및/또는 자계 펄스 발진 방향의 점에서 제2 시퀀스의 횡방향 자계 펄스에 대응할 수 있다. 자계 펄스 발진 방향은 제1 단계에서 인가된 정적 자계의 종방향에 수직일 수 있다. 자계 펄스 회전 각도는 횡방향 자계 펄스의 시간적 폭에 대응할 수 있다. 횡방향 자계 펄스의 시간적 폭은 (적절한 단위들로) 역 라머 주파수와 비슷할 수 있다. 펄스 중심 타이밍은 횡방향 자계 펄스의 최대 진폭 피크가 펄스 발생기를 빠져나갈 때, 예를 들어, 가우시안 펄스 형상의 경우에 시간에 대응할 수 있다. 횡방향 자계 펄스는 또한 직사각형 펄스일 수 있다.
이하에서, 종방향 정적 자계가 데카르트 좌표 시스템의 종 z-방향으로 인가되는 것이 구체성을 위해 가정될 수 있다. 그러나, 이것은 단지 표기법 편의를 위한 것이고, 일반적으로 자계는 임의의 공간 방향으로 인가될 수 있다. (πa/2)-펄스는 π/2의 자계 펄스 회전 각도 및 데카르트 좌표 시스템 내의 횡방향에 대응하는 자계 펄스 발진 방향을 갖는 횡방향 자계 펄스를 지칭하며, 더 낮은 인덱스는 횡 x-방향(a=x), 횡 y-방향(a=y), 횡 음의 x-방향(a=-x) 또는 횡 음의 y-방향(a=-y)을 나타낼 수 있다. 따라서, (πa/2)-펄스는 2-레벨 양자 시스템의 라비 사이클의 절반에 대응하며, 2-레벨 양자 시스템은 정적 종방향 자계에 의해 유도된 프로브의 핵들의 2개의 제만 에너지 레벨의 분할에 의해 정의된다. 대응적으로, πa-펄스는 전체 라비 사이클에 대응한다. 각각의 회전 방향들의 결정을 위해, 오른손 법칙이 적용될 수 있다.
예시적으로, 제2 단계에서 횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스의 조사, 횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스의 조사 및/또는 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스의 조사는,
- 제1 횡방향 자계 펄스를 조사하는 단계 - 제1 횡방향 자계 펄스는 (πx/2)-펄스임 - ,
- 제1 횡방향 자계 펄스를 조사한 후에 미리 결정된 시간 지연을 갖는 제2 횡방향 자계 펄스를 조사하는 단계 - 제2 횡방향 자계 펄스는 πx-펄스임 - ,
- 제2 횡방향 자계 펄스를 조사한 후에 미리 결정된 시간 지연을 갖는 제3 횡방향 자계 펄스를 조사하는 단계 - 제3 횡방향 자계 펄스는 πx-펄스임 - ,
- 제3 횡방향 자계 펄스를 조사한 직후에 시간 지연을 갖지 않는 제4 횡방향 자계 펄스를 조사하는 단계 - 제4 횡방향 자계 펄스는 (π-x/2)-펄스임 - ,
- 제4 횡방향 자계 펄스를 조사한 직후에 시간 지연을 갖지 않는 제5 횡방향 자계 펄스를 조사하는 단계 - 제5 횡방향 자계 펄스는 (πy/2)-펄스임 - ,
- 제5 횡방향 자계 펄스를 조사한 후에 미리 결정된 시간 지연을 갖는 제6 횡방향 자계 펄스를 조사하는 단계 - 제6 횡방향 자계 펄스는 πx-펄스임 - ,
- 제6 횡방향 자계 펄스를 조사한 후에 미리 결정된 시간 지연을 갖는 제7 횡방향 자계 펄스를 조사하는 단계 - 제7 횡방향 자계 펄스는 (π-y/2)-펄스임 - 를 포함할 수 있다.
횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스, 횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스 및/또는 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스는 또한 이하의 방식으로 추가로 단순화될 수 있다:
임의로, 제3 횡방향 자계 펄스 및 제4 횡방향 자계 펄스는 제2 횡방향 자계 펄스 후에 미리 결정된 시간 지연(tD)을 가지고 뒤따르는 조합된 횡방향 자계 펄스에 조합되고/되거나 이 자계 펄스로 대체될 수 있으며, 조합된 횡방향 자계 펄스는 (πx/2)-펄스이다.
바람직하게는, 미리 결정된 시간 지연은 tD=1/(4 JHN)에 의해 주어지고 따라서 (주파수 단위들로) 제1 핵들과 제2 핵들 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JHN)의 역의 1/4에 대응한다. 횡방향 자계 펄스의 시간적 폭은 라머 주파수가 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JHN)보다 훨씬 더 크기 때문에, 역 라머 주파수와 비슷하고 따라서 미리 결정된 시간 지연보다 훨씬 더 작다는 점이 주목된다. 따라서, 횡방향 자계 펄스들의 시간적 폭은 횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스의 시간적 길이, 횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스의 시간적 길이 및/또는 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스의 시간적 길이를 결정할 때 무시될 수 있다.
가장 바람직하게는, 제2 단계에서의 스왑 시퀀스는 횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스 및 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스를 동기적으로 조사하는 것을 포함한다. 제1 시퀀스는 위에 설명된 바와 같이 제1 횡방향 자계 펄스로부터 제7 횡방향 자계 펄스로 펄스들의 시퀀스를 조사하는 것을 포함할 수 있으며, 각각의 펄스 주파수들은 제1 핵들의 라머 주파수에 대응할 수 있고/있거나, 각각의 자계 펄스 회전 각도들은 제1 핵들의 절반 또는 전체 라비 사이클들에 대응할 수 있다. 제2 시퀀스는 위에 설명된 바와 같이 제1 횡방향 자계 펄스로부터 제7 횡방향 자계 펄스로 펄스들의 시퀀스를 조사하는 것을 포함할 수 있으며, 각각의 펄스 주파수들은 제2 핵들의 라머 주파수에 대응할 수 있고/있거나, 각각의 자계 펄스 회전 각도들은 제2 핵들의 절반 또는 전체 라비 사이클들에 대응할 수 있다.
임의로, 적어도 제2 단계 및 제3 단계는 제4 단계에서 핵 자기 이완 시간 및/또는 핵 자기 스펙트럼의 결정에서 개선된 신호 대 잡음 비를 달성하기 위해, 반복 후프에서 반복적으로 수행되는, 즉, 반복적으로 되풀이되는 스캔 시퀀스를 형성할 수 있다. 반복 루프는 미리 결정된 신호 대 잡음 비가 달성될 때 종결될 수 있다.
2개의 스캔 시퀀스를 수행하는 것 사이의 시간 지연은 제1 핵들의 열 평형 시간(Teq), 즉, 정적 종방향 자계 내의 제1 핵들을 적어도 거의 평형시키는데 필요한 시간과 동일할 수 있다.
바람직하게는, 2개의 스캔 시퀀스를 수행하는 것 사이의 시간 지연은 제1 핵들의 종방향 이완 시간의 5배 이상이다.
가장 바람직하게는, 2개의 스캔 시퀀스를 수행하는 것 사이의 시간 지연은 제2 핵들의 종방향 이완 시간의 5배보다 더 작다.
임의로, 제1 핵들의 종방향 이완 시간은 사전에 미리 결정, 추정 및/또는 측정될 수 있다.
따라서, 시간 지연이 제2 핵들의 평형 시간에 대응하는 경우와 비교하여, 제3 단계에서 제2 핵들의 자화 신호를 측정한 후에 더 빠른 재초기화가 달성될 수 있고, 제2 스캔 시퀀스는 추가 지연 없이 수행될 수 있다. 특히, 제1 핵들의 핵 스핀이 정적 종방향 자계에서 빠르게 평형된 후에, 그것의 분극은 완전히 복원되고 그러한 순간에 그들의 상태에 관계없이 제2 핵들 또는 다른 핵들과 교환될 수 있다. 따라서, 제안된 방법은 더 작은 수의 반복들로 그리고 더 작은 양의 시간에서 미리 결정된 신호 대 잡음 비를 달성하는 것을 허용할 수 있다.
프로브는 또한 제3 회전자기 비율을 갖는 제3 핵들을 포함할 수 있다. 제3 핵들의 핵 스핀은 종방향 스핀-스핀 상호작용들을 통해 제1 핵들의 핵 스핀 및/또는 제2 핵들의 핵 스핀과 상호작용할 수 있다. 제3 핵들은 15N 또는 13C 동위원소들의 원자 핵들일 수 있다.
임의로, 제2 단계에서 횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스를 조사함으로써 제1 핵들 및 제2 핵들의 분극들의 교환은,
- 횡방향 자계 펄스들의 제1 스왑 시퀀스를 조사함으로써 제1 핵들 및 제3 핵들의 분극을 교환하는 단계, 및
- 횡방향 자계 펄스들의 제2 스왑 시퀀스를 조사함으로써 제3 핵들 및 제2 핵들의 분극을 교환하는 단계, 및
- 횡방향 자계 펄스들의 제3 스왑 시퀀스를 조사함으로써 제1 핵들 및 제3 핵들의 분극을 교환하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 스왑 시퀀스, 제2 스왑 시퀀스 및 제3 스왑 시퀀스는 연속적으로, 교대로 조사될 수 있다. 제2 스왑 시퀀스는 제1 스왑 시퀀스 직후에 시간 지연을 갖지 않고 조사될 수 있다. 제3 스왑 시퀀스는 제2 스왑 시퀀스 직후에 시간 지연을 갖지 않고 조사될 수 있다.
제1 스왑 시퀀스는 횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스 및 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스를 동기적으로 조사하는 것을 포함할 수 있다. 제1 스왑 시퀀스의 제1 시퀀스는 추가로 위에 설명된 바와 같이 제1 횡방향 자계 펄스로부터 제7 횡방향 자계 펄스로의 펄스들의 시퀀스를 포함할 수 있으며, 각각의 펄스 주파수들은 제1 핵들의 라머 주파수에 대응할 수 있고/있거나, 각각의 자계 펄스 회전 각도들은 제1 핵들의 절반 또는 전체 라비 사이클들에 대응할 수 있다. 제1 스왑 시퀀스의 제2 시퀀스는 추가로 위에 설명된 바와 같이 제1 횡방향 자계 펄스로부터 제7 횡방향 자계 펄스로 펄스들의 시퀀스를 조사하는 것을 포함할 수 있으며, 각각의 펄스 주파수들은 제3 핵들의 라머 주파수에 대응할 수 있고/있거나 각각의 자계 펄스 회전 각도들은 제3 핵들의 절반 또는 전체 라비 사이클들에 대응할 수 있다.
그 다음, 제1 스왑 시퀀스의 미리 결정된 시간 지연은 tD=1/(4 JHC)에 의해 주어질 수 있고 따라서 (주파수 단위들로) 제1 핵들과 제3 핵들 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JHC)의 역의 1/4에 대응할 수 있다.
제2 스왑 시퀀스는 횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스 및 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스를 동기적으로 조사하는 것을 포함할 수 있다. 제2 스왑 시퀀스의 제1 시퀀스는 추가로 위에 설명된 바와 같이 제1 횡방향 자계 펄스로부터 제7 횡방향 자계 펄스로의 펄스들의 시퀀스를 포함할 수 있으며, 각각의 펄스 주파수들은 제2 핵들의 라머 주파수에 대응할 수 있고/있거나 각각의 자계 펄스 회전 각도들은 제2 핵들의 절반 또는 전체 라비 사이클들에 대응할 수 있다. 제2 스왑 시퀀스의 제2 시퀀스는 추가로 위에 설명된 바와 같이 제1 횡방향 자계 펄스로부터 제7 횡방향 자계 펄스로 펄스들의 시퀀스를 조사하는 것을 포함할 수 있으며, 각각의 펄스 주파수들은 제3 핵들의 라머 주파수에 대응할 수 있고/있거나 각각의 자계 펄스 회전 각도들은 제3 핵들의 절반 또는 전체 라비 사이클들에 대응할 수 있다.
제2 스왑 시퀀스의 미리 결정된 시간 지연은 tD=1/(4 JCN)에 의해 주어질 수 있고 따라서 (주파수 단위들로) 제2 핵들과 제3 핵들 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JCN)의 역의 1/4에 대응할 수 있다.
제3 스왑 시퀀스는 제1 스왑 시퀀스와 동일할 수 있다.
이러한 방식으로, 제1 핵들과 제2 핵들 사이의 분극들의 전체 교환은 횡방향 자계 펄스들 사이에 미리 결정된 시간 지연(tD=1/(4 JHN))으로 스왑 시퀀스를 조사할 필요 없이 제3 핵들을 통해 간접적으로 달성될 수 있다.
특히, 제1 핵들과 제2 핵들 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JHN)는 제1 핵들과 제3 핵들 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JHC)보다 더 작고/작거나 제2 핵들과 제3 핵들 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JCN)보다 더 작을 수 있다. 그러한 경우에, 제3 핵들을 통해 제1 핵들과 제2 핵들 사이에서 분극들을 교환하는 것은 추가로 위에 설명된 바와 같이 단일 스왑 시퀀스만을 조사함으로써 제1 핵들과 제2 핵들 사이에서 분극들을 직접 교환하는 것보다 훨씬 더 유익하고 시간 효율적이다.
제3 단계에서의 적어도 하나의 여기 펄스는 (πy/2)-펄스 또는 (πx/2)-펄스일 수 있다. 적어도 하나의 여기 펄스는 또한 시간 지연에 의해 분리된 2개의 여기 펄스를 포함할 수 있으며, 2개의 여기 펄스는 여기 펄스 시퀀스를 형성할 수 있다. 제3 단계에서의 여기 펄스 시퀀스는 포화 회복 펄스 시퀀스 또는 역 회복 펄스 시퀀스에 대응할 수 있다. 프로브의 결과적 자화 신호(들)로부터, 제2 핵들의 종방향 이완 시간은 제4 단계에서 결정될 수 있다.
대안적으로, 제3 단계에서의 여기 펄스 시퀀스는 또한 카르-퍼셀-마이붐-길(Carr-Purcell-Meiboom-Gil)(CPMG) 펄스 시퀀스에 대응할 수 있다. 프로브의 결과적 자화 신호(들)로부터, 제2 핵들의 횡방향 이완 시간이 결정될 수 있다.
다수의 스캔 시퀀스를 반복할 때, 대응하는 여기 펄스 시퀀스들의 시간 지연은 또한 여기 펄스 시퀀스의 상이한 시간 지연들에 대응하는 자화 신호들을 측정하기 위해 스캔 시퀀스로부터 스캔 시퀀스로 변화될 수 있다. 그 다음, 핵 자기 이완 시간은 여기 펄스 시퀀스의 시간 지연의 함수로서 자화 신호의 시간적 붕괴로부터 결정될 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 다수의 스캔 시퀀스를 반복할 때, 여기 펄스들 또는 여기 펄스 시퀀스들의 펄스 위상들은 또한 스캔 시퀀스로부터 스캔 시퀀스로 변화되며, 예를 들어 교번될 수 있다. 예를 들어, 자계 펄스 발진 방향은 x-방향과 y-방향 사이에서 교번될 수 있다.
예시적으로, 제1 스캔 시퀀스에서, 제3 단계에서 여기 펄스 또는 여기 펄스 시퀀스의 자계 펄스 발진 방향은 x-방향일 수 있고, 제1 시퀀스의 제3 단계에서 측정된 자화 신호는 x-방향으로의 횡방향 자화에 대응할 수 있다. 제2 스캔 시퀀스에서, 제3 단계에서 여기 펄스 또는 여기 펄스 시퀀스의 자계 펄스 발진 방향은 y-방향일 수 있고, 제1 시퀀스의 제3 단계에서 측정된 자화 신호는 y-방향으로의 횡방향 자화에 대응할 수 있다. 그러한 위상 사이클들을 구현함으로써, 즉, 스캔 시퀀스로부터 스캔 시퀀스로 펄스 위상들을 변경함으로써, 펄스 폭 설정들의 부정확도로 인한 에러들이 제거될 수 있다. 특히, 제2 단계를 수행한 후에 제1 핵들 및 제2 핵들의 벌크 자화가 정적 종방향 자계의 종방향에서 배타적으로 지향될 수 있으므로, 그러한 위상 사이클들은 특정한 간단하고 효율적 방식으로 실현될 수 있다.
제4 단계에서 결정된 핵 자기 공명 이완 시간은 제2 핵들의 종방향 이완 시간 또는 제2 핵들의 횡방향 이완 시간일 수 있다.
제4 단계에서 결정된 핵 자기 공명 스펙트럼은 제2 핵들의 1차원 또는 2차원 핵 자기 공명 스펙트럼일 수 있으며, 이는 제3 단계에서 측정된 자화 신호(들)의 푸리에 변환에 의해 획득될 수 있다.
핵 자기 공명 이완 시간은 자화 신호(들)에 대응하는 자유 유도 붕괴(들)의 감쇠 및/또는 핵 자기 공명 스펙트럼 내의 하나 또는 수개의 공명들의 폭으로부터 결정될 수 있다.
다른 양태에서, 발명은 프로브(P)의 핵 자기 공명 이완 시간 및/또는 프로브(P)의 핵 자기 공명 스펙트럼을 결정하도록 구성된 장치에 관한 것이며, 프로브(P)는 제1 회전자기 비율을 갖는 제1 핵들(H) 및 제2 회전자기 비율을 갖는 제2 핵들(N)을 포함하고, 제1 회전자기 비율은 제2 회전자기 비율보다 더 크다.
장치는 종방향 정적 자계를 프로브에 인가함으로써 제1 핵들 및 제2 핵들을 분극시키도록 구성된 적어도 하나의 정적 자계 발생 유닛을 포함한다. 장치는 횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스를 조사함으로써 제1 핵들 및 제2 핵들의 분극들을 교환하도록 구성된 적어도 하나의 전자기 펄스 발생 유닛을 추가로 포함한다. 적어도 하나의 전자기 펄스 발생 유닛은 또한 횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 여기 펄스를 조사함으로써 제2 핵들을 횡방향으로 자화하도록 구성된다. 장치는 적어도 하나의 여기 펄스에서 기인하는 자화 신호(들)를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 신호 수신 유닛을 추가로 포함한다. 장치는 측정된 자화 신호(들)에 기초하여 핵 자기 공명 이완 시간 및/또는 핵 자기 공명 스펙트럼을 결정하도록 구성된 적어도 하나의 전자 제어 및 평가 유닛을 추가로 포함한다.
특히, 발명은 위에 설명된 단계들의 일부 또는 전부로 방법을 수행하도록 구성된 장치에 관한 것일 수 있다.
발명은 또한 컴퓨터 판독가능 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이며, 컴퓨터 판독가능 명령어들은 프로그램이 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터로 하여금 위에 설명된 단계들의 일부 또는 전부로 방법을 수행하게 한다.
컴퓨터 프로그램(또는 명령어들의 시퀀스)은 컴퓨터 프로그램이 컴퓨팅 유닛에서 실행될 때 프로브의 핵 자기 공명 이완 시간 및/또는 프로브의 핵 자기 공명 스펙트럼을 결정하는 방법을 수행하기 위한 소프트웨어 수단을 사용할 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 적어도 하나의 전자 제어 및 평가 유닛의 내부 메모리, 메모리 유닛 또는 데이터 저장 유닛에 직접 저장될 수 있다.
발명은 또한 위에 설명된 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 데이터 캐리어에 관한 것이다. 컴퓨터 프로그램 제품은 머신 판독가능 데이터 캐리어들, 바람직하게는 디지털 저장 매체들에 저장될 수 있다.
요약하면, 프로브의 핵 자기 공명 이완 시간 및/또는 프로브의 핵 자기 공명 스펙트럼을 높은 정확도 및 시간 효율로 결정하기 위한 간단하고 실제적 방법, 장치, 컴퓨터 프로그램 및 데이터 캐리어가 제안된다. 제안된 방법은 비교가능하게 짧은 시간 기간 내에 작은 양의 펄스들만을 조사하는 것을 허용하고 제1, 제2 및/또는 제3 핵들의 양자 역학적 성질을 고려한다. 더욱이, 제안된 방법은 최신 프로토콜들과 비교되는 바와 같이 교정이 요구되는 더 작은 수의 실험 파라미터들을 허용할 수 있다.
발명의 예시적 실시예들은 도면들에 예시되고 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명될 것이다.
도면들에서:
도 1은 장치의 일 실시예의 개략도를 도시한다.
도 2는 방법의 일 실시예의 개략 흐름도를 도시한다.
도 3은 스왑 펄스 시퀀스의 일 실시예를 도시한다.
도 4(a)는 여기 펄스 시퀀스의 일 실시예로서 포화 회복 펄스 시퀀스를 도시한다.
도 4(b)는 여기 펄스 시퀀스의 일 실시예로서 역 회복 펄스 시퀀스를 도시한다.
도 4(c)는 여기 펄스 시퀀스의 일 실시예로서 CPMG 펄스 시퀀스를 도시한다.
도 5(a)는 에틸프탈이미도말로네이트-2-13C-15N의 분자 구조를 도시한다.
도 5(b)는 분극들의 사전 교환을 갖지 않고 자화 신호에 기초하여 결정된 핵 자기 공명 스펙트럼을 도시한다.
도 5(c)는 분극들의 사전 교환을 갖고 자화 신호에 기초하여 결정된 핵 자기 공명 스펙트럼을 도시한다.
도면들에서:
도 1은 장치의 일 실시예의 개략도를 도시한다.
도 2는 방법의 일 실시예의 개략 흐름도를 도시한다.
도 3은 스왑 펄스 시퀀스의 일 실시예를 도시한다.
도 4(a)는 여기 펄스 시퀀스의 일 실시예로서 포화 회복 펄스 시퀀스를 도시한다.
도 4(b)는 여기 펄스 시퀀스의 일 실시예로서 역 회복 펄스 시퀀스를 도시한다.
도 4(c)는 여기 펄스 시퀀스의 일 실시예로서 CPMG 펄스 시퀀스를 도시한다.
도 5(a)는 에틸프탈이미도말로네이트-2-13C-15N의 분자 구조를 도시한다.
도 5(b)는 분극들의 사전 교환을 갖지 않고 자화 신호에 기초하여 결정된 핵 자기 공명 스펙트럼을 도시한다.
도 5(c)는 분극들의 사전 교환을 갖고 자화 신호에 기초하여 결정된 핵 자기 공명 스펙트럼을 도시한다.
도 1은 장치의 일 실시예의 개략도를 도시한다. 장치는 종방향 정적 자계(B0)를 프로브(P)에 인가함으로써 제1 핵들(H) 및 제2 핵들(N)을 분극시키도록 구성된 하나의 정적 자계 발생 유닛(STATIC)을 포함한다.
장치는 횡방향 자계 펄스들의 스왑 시퀀스(SWAP)를 조사함으로써 제1 핵들(H) 및 제2 핵들(N)의 분극들을 교환하도록 구성된 하나의 전자기 펄스 발생 유닛(PULSE)을 추가로 포함한다. 전자기 펄스 발생 유닛(PULSE)은 또한 횡방향 자계 펄스들의 여기 펄스 시퀀스(EXC)를 조사함으로써 제2 핵들(N)을 횡방향으로 자화하도록 구성된다.
장치는 여기 펄스 시퀀스(EXC)를 조사하는 것에서 기인하는 제2 핵들(N)의 자화 신호(FID)를 측정하도록 구성된 신호 수신 유닛(DECT)을 추가로 포함한다.
장치는 제2 핵들(N)의 측정된 자화 신호(FID)에 기초하여 핵 자기 공명 이완 시간 및 핵 자기 공명 스펙트럼을 결정하도록 구성된 하나의 전자 제어 및 평가 유닛(CONTROL)을 추가로 포함한다.
정적 자계 발생 유닛(STATIC), 전자기 펄스 발생 유닛(PULSE) 및 신호 수신 유닛(DECT)은 전자 제어 및 평가 유닛(CONTROL)에 전자적으로 연결된다. 정적 자계 발생 유닛(STATIC)은 5 테슬라 내지 20 테슬라의 강도로 자계를 발생시키도록 구성된다. 전자기 펄스 발생 유닛(PULSE)은 자기 여기 코일들을 포함하고 라디오 주파수 펄스들을 횡방향 자계 펄스들로서 발생시키도록 구성된다. 신호 수신 유닛(DECT)은 자기 수신기 코일들을 포함한다. 신호 수신 유닛(DECT)의 자기 수신기 코일들은 전자기 펄스 발생 유닛(PULSE)의 자기 여기 코일들과 동일하다. 신호 수신 유닛(DECT)은 또한 자화 신호(FID)를 증폭하도록 구성된 적어도 하나의 증폭기를 포함한다. 전자 제어 및 평가 유닛(CONTROL)은 컴퓨터를 포함한다.
반복적 특징들은 도 1에서와 동일한 참조 부호들로 이하의 도면들에 제공된다.
도 2는 프로브(P)의 핵 자기 공명 이완 시간 및 프로브(P)의 핵 자기 공명 스펙트럼을 결정하는 방법의 일 실시예의 개략 흐름도를 도시하며, 프로브(P)는 제1 회전자기 비율을 갖는 제1 핵들(H) 및 제2 회전자기 비율을 갖는 제2 핵들(N)을 포함한다. 제1 회전자기 비율은 제2 회전자기 비율보다 더 크다.
방법은 종방향 정적 자계(B0)를 프로브(P)에 인가함으로써 제1 핵들(H) 및 제2 핵들(N)을 분극시키는 제1 단계(S1), 횡방향 자계 펄스들의 스왑 시퀀스(SWAP)를 조사함으로써 제1 핵들(H) 및 제2 핵들(N)의 분극들을 교환하는 제2 단계(S2), 여기 펄스 시퀀스(EXC)를 조사하고 제2 핵들(N)의 결과적 자화 신호(FID)를 측정함으로써 제2 핵들(N)을 횡방향으로 자화하는 제3 단계(S3), 및 제2 핵들(N)의 측정된 자화 신호(FID)에 기초하여 제2 핵들(N)의 핵 자기 공명 이완 시간(T1(N)) 및 제2 핵들(N)의 핵 자기 공명 스펙트럼을 결정하는 제4 단계(S4)를 포함한다.
자화 신호(FID)는 제2 핵들의 시간 붕괴 횡방향 벌크 자화에 대응하고 또한 자유 유도 붕괴로 칭한다. 자화 신호(FID)는 신호 수신 유닛(DECT)의 자기 수신기 코일에서 측정되는 시간 의존 전류를 유도한다.
제2 단계(S2) 및 제3 단계(S3)는 제4 단계(S4)에서 제2 핵들(N)의 핵 자기 이완 시간(T1(N)) 및 제2 핵들(N)의 핵 자기 스펙트럼을 결정할 때 개선된 신호 대 잡음 비를 위해 반복적으로 되풀이되는 스캔 시퀀스(SCAN)를 형성한다.
2개의 스캔 시퀀스(SCAN) 사이의 시간 지연, 즉, 제1 스캔 시퀀스의 제3 단계(S3)에서 여기 펄스 시퀀스(EXC)의 마지막 횡방향 자계 펄스를 조사하는 것과 제1 스캔 시퀀스 직후에 뒤따르는 제2 스캔 시퀀스의 제2 단계(S2)에서 스왑 시퀀스(SWAP)의 제1 횡방향 자계 펄스를 조사하는 것 사이의 시간 갭은 제1 핵들(H)의 열 평형 시간(Teq)에 대응한다.
도 3은 스왑 펄스 시퀀스(SWAP)의 일 실시예를 도시한다. 횡방향 자계 펄스들의 스왑 시퀀스(SWAP)는 제1 핵들(H)을 여기시키기 위한 횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스(SEQ1) 및 제2 핵들(N)을 여기시키기 위한 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스(SEQ2)를 포함한다. 그것에 의해, 제1 시퀀스(SEQ1)의 횡방향 자계 펄스들의 펄스 주파수들은 종방향 정적 자계(B0) 내의 제1 핵들(H)의 라머 주파수에 대응한다. 제2 시퀀스(SEQ2)의 횡방향 자계 펄스들의 펄스 주파수들은 종방향 정적 자계(B0) 내의 제2 핵들(N)의 라머 주파수에 대응한다. 횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스(SEQ1) 및 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스(SEQ2)는 동시에 그리고 동기적으로 조사된다.
이하에서, 종방향 정적 자계(B0)는 참조의 용이성을 위해, 데카르트 좌표 시스템의 종 z-방향으로 인가되는 것으로 가정된다.
그 다음, 제1 시퀀스(SEQ1) 및 제2 시퀀스(SEQ2) 각각은 이하의 횡방향 자계 펄스들을 포함할 수 있다:
- 제1 횡방향 자계 펄스(P1) - 제1 횡방향 자계 펄스(P1)는 (πx/2)-펄스임 - ,
- 제1 횡방향 자계 펄스(P1)에 대해 미리 결정된 시간 지연(tD)을 갖고 제2 횡방향 자계 펄스(P2) - 제2 횡방향 자계 펄스(P2)는 πx-펄스임 - ,
- 제2 횡방향 자계 펄스(P2)에 대해 미리 결정된 시간 지연(tD)을 갖고 제3 횡방향 자계 펄스(P3) - 제3 횡방향 자계 펄스(P3)는 πx-펄스임 - ,
- 제3 횡방향 자계 펄스(P3) 직후에 시간 지연을 갖지 않고 뒤따르는 제4 횡방향 자계 펄스(P4) - 제4 횡방향 자계 펄스(P4)는 (π-x/2)-펄스임 - ,
- 제4 횡방향 자계 펄스(P4) 직후에 시간 지연을 갖지 않고 뒤따르는 제5 횡방향 자계 펄스(P5) - 제5 횡방향 자계 펄스(P5)는 (πy/2)-펄스임 - ,
- 제5 횡방향 자계 펄스(P5) 후에 미리 결정된 시간 지연(tD)을 가지고 뒤따르는 제6 횡방향 자계 펄스(P6) - 제6 횡방향 자계 펄스(P6)는 πx-펄스임 - , 및
- 제6 횡방향 자계 펄스(P6) 후에 미리 결정된 시간 지연(tD)을 가지고 뒤따르는 제7 횡방향 자계 펄스(P7) - 제7 횡방향 자계 펄스(P7)는 (π-y/2)-펄스임 - .
따라서, 제1 시퀀스(SEQ1)의 각각의 횡방향 자계 펄스는 펄스 중심 타이밍, 자계 펄스 회전 각도 및 자계 펄스 발진 방향의 점에서 제2 시퀀스(SEQ2)의 횡방향 자계 펄스에 대응한다.
미리 결정된 시간 지연은 tD=1/(4 JHN)에 의해 주어지고 따라서 (주파수 단위들로) 제1 핵들(H)과 제2 핵들(N) 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JHN)의 역의 1/4에 대응한다.
이하에서, 곱 연산자 형식은 제1 핵들(H) 및 제2 핵들(N)을 포함하는 조합된 시스템의 밀도 행렬 상에 스왑 펄스 시퀀스(SWAP)의 각각의 펄스의 효과를 설명하기 위해 사용된다.
라머 주파수 기여들 및 제1 핵들(H) 및 제2 핵들(N)의 핵 스핀들의 종방향 커플링을 설명하는 해밀터니언은 (주파수 단위들로) 이하에 의해 주어진다.
여기서, ωH=γ1 B0는 제1 회전자기 비율(γ1)을 갖는 제1 핵들의 라머 주파수를 나타내고, ωN=γ2 B0는 제2 회전자기 비율(γ2)을 갖는 제2 핵들의 라머 주파수를 나타내고 J는 JHN과 동일한 종방향 스핀-스핀 상호작용을 나타낸다. 더욱이, Iz는 제1 핵들(H)의 핵 스핀 연산자의 z-성분을 나타내고 Sz는 제2 핵들(N)의 핵 스핀 연산자의 z-성분을 나타낸다. 그 다음, 핵 스핀 연산자들의 z-성분들의 양자 역학적 예상 값들은 각각의 분극들에 대응한다.
초기에, 즉, 스왑 펄스 시퀀스(SWAP)가 조사되기 전에, 조합된 시스템의 상태는 밀도 행렬에 의해 적어도 거의 설명될 수 있다.
여기서, 
는 제1 회전자기 비율(γ1)에 비례하는 상수이고 
는 제2 회전자기 비율(γ2)에 비례하는 상수이다. 위의 식은 실온에서 열 평형을 가정한다. 또한, 단위 행렬에 간단히 비례하는 밀도 행렬에 대한 일정한 부가적 기여는 단순화를 위해 위의 식에서 생략되었다.
제1 시퀀스(SEQ1) 및 제2 시퀀스(SEQ2)의 제1 횡방향 자계 펄스들(P1)을 조사함으로써, 밀도 행렬에 의해 설명된 바와 같이 조합된 시스템의 상태는 이하로 변환된다.
미리 결정된 시간 지연(tD)을 대기한 후에, 조합된 시스템의 상태는 단일 해밀터니언 다이나믹스에 의해 이하로 변환된다.
제1 시퀀스(SEQ1) 및 제2 시퀀스(SEQ2)의 제2 횡방향 자계 펄스들(P2)을 조사함으로써, 밀도 행렬에 의해 설명된 바와 같은 조합된 시스템의 상태는 이하로 변환된다.
미리 결정된 시간 지연(tD)을 대기한 후에, 조합된 시스템의 상태는 단일 해밀터니언 다이나믹스에의해 이하로 변환된다.
제1 시퀀스(SEQ1) 및 제2 시퀀스(SEQ2)의 제3 횡방향 자계 펄스들(P3)을 조사함으로써, 밀도 행렬에 의해 설명된 바와 같은 조합된 시스템의 상태는 이하로 변환된다.
제1 시퀀스(SEQ1) 및 제2 시퀀스(SEQ2)의 제4 횡방향 자계 펄스들(P4)을 조사함으로써, 밀도 행렬에 의해 설명된 바와 같은 조합된 시스템의 상태는 이하로 변환된다.
제1 시퀀스(SEQ1) 및 제2 시퀀스(SEQ2)의 제5 횡방향 자계 펄스들(P5)을 조사함으로써, 밀도 행렬에 의해 설명된 바와 같은 조합된 시스템의 상태는 이하로 변환된다.
미리 결정된 시간 지연(tD)을 대기한 후에, 조합된 시스템의 상태는 단일 해밀터니언 다이나믹스에 의해 이하로 변환된다.
제1 시퀀스(SEQ1) 및 제2 시퀀스(SEQ2)의 제6 횡방향 자계 펄스들(P6)을 조사함으로써, 밀도 행렬에 의해 설명된 바와 같은 조합된 시스템의 상태는 이하로 변환된다.
미리 결정된 시간 지연(tD)을 대기한 후에, 조합된 시스템의 상태는 단일 해밀터니언 다이나믹스에 의해 이하로 변환된다.
제1 시퀀스(SEQ1) 및 제2 시퀀스(SEQ2)의 제7 횡방향 자계 펄스들(P7)을 조사함으로써, 밀도 행렬에 의해 설명된 바와 같은 조합된 시스템의 상태는 이하로 변환된다.
스왑 시퀀스(SWAP)를 조사한 후에 획득되는 조합된 시스템의 상태(ρ0) 및 조합된 시스템의 상태(ρ11)를 비교함으로써, 분극들의 전체 교환이 달성되었던 것이 인지될 수 있다. 더욱이, 제1 핵들(H)의 핵 스핀들 및 제2 핵들(N)의 핵 스핀들은 제7 횡방향 자계 펄스(P7)를 조사한 직후에 종방향 정적 자계(B0)와 재정렬된다.
도 4(a)는 여기 펄스 시퀀스(EXC)에서 기인하는 제2 핵들(N)의 자화 신호(FID)를 측정할 수 있기 위해 제3 단계(S3)에서 조사되는 여기 펄스 시퀀스(EXC)의 예시적 실시예로서 포화 회복 펄스 시퀀스를 도시한다. 포화 회복 펄스 시퀀스는 2개의 횡방향 자계 펄스를 포함하며, 포화 회복 펄스 시퀀스의 제1 횡방향 자계 펄스는 제2 핵들(N)의 라머 주파수에 대응하는 펄스 주파수를 갖는 (πx/2)-펄스이고 포화 회복 펄스 시퀀스의 제2 횡방향 자계 펄스는 또한 제2 핵들(N)의 라머 주파수에 대응하는 펄스 주파수를 갖는 (πx/2)-펄스이다. 포화 회복 펄스 시퀀스의 제2 횡방향 자계 펄스는 포화 회복 펄스 시퀀스의 제1 횡방향 자계 펄스를 조사한 후에 시간 지연(τ1)으로 조사된다. 포화 회복 펄스 시퀀스는 매번 상이한 시간 지연(τ1)으로, 여러 번 조사된다. 그 다음, 제2 핵들의 종방향 이완 시간(T1(N))은 시간 지연(τ1)의 함수로서 자화 신호(FID)의 시간적 붕괴로부터 결정된다.
도 4(b)는 제3 단계(S3)에서 조사되는 여기 펄스 시퀀스(EXC)의 다른 예시적 실시예로서 역 회복 펄스 시퀀스를 도시한다. 도 4(a)에 도시된 포화 회복 펄스 시퀀스와 비교되는 바와 같이, 역 회복 펄스 시퀀스의 제1 횡방향 자계 펄스는 πx-펄스이다. 그렇지 않으면, 종방향 이완 시간(T1(N))의 결정은 도 4(a)에 대해 설명된 바와 같이 진행한다.
도 4(c)는 제3 단계(S3)에서 조사되는 여기 펄스 시퀀스(EXC)의 다른 예시적 실시예로서 CPMG 펄스 시퀀스를 도시한다. CPMG 펄스 시퀀스의 제1 횡방향 자계 펄스는 도 4(c)에 도시된 바와 같이 (πx/2)-펄스 후에 특정 시간 지연들(τ,2τ,..)로 조사된 일련의 πy-펄스들이다. 제2 핵들(N)의 횡방향 이완 시간(T2(N))은 각각 상이한 특성 시간 지연들(τ)로, 다수의 CPMG 펄스 시퀀스를 조사한 후에 측정된 자화 신호(FID)에 기초하여 표준 방식으로 제4 단계(S4)에서 결정된다.
도 5는 에틸프탈이미도말로네이트-2-13C-15N 분자들의 분자 구조를 도시한다. 벤젠-d6는 용매로서 사용된다. 따라서, 프로브(P)는 동위원소들(1H)에 대응하는 제1 핵들(H), 동위원소들(15N)에 대응하는 제2 핵들(N) 및 동위원소들(13C.)에 대응하는 제3 핵들을 포함한다. 제1 핵들(H)과 제2 핵들(N) 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도 방향은 JHN=1.7 Hz이다. 제1 핵들(H)과 제3 핵들(C) 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도는 JHC=139 Hz이다. 제2 핵들(N)과 제3 핵들(C) 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도는 JCN=13 Hz이다.
제1 핵들(H)과 제2 핵들(N) 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JHN)가 제1 핵들(H)과 제3 핵들(C) 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JHC)보다 더 작고 제2 핵들(N)과 제3 핵들(C) 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JCN)보다 더 작으므로, 추가로 아래에 설명되는 바와 같이 제3 핵들(C)을 통해 간접적으로 제1 핵들(H)과 제2 핵들(N) 사이의 분극들을 교환하는 것이 유리하다.
이것은 3개의 스왑 펄스 시퀀스(SWAP), 즉, 제1 스왑 펄스 시퀀스(SWAP), 제2 스왑 펄스 시퀀스(SWAP) 및 제3 스왑 펄스 시퀀스(SWAP)를 연속적으로 조사함으로써 대체 실시예에서 달성되며, 3개의 스왑 펄스 시퀀스(SWAP) 각각은 도 3에 따른 횡방향 자계 펄스들을 포함한다.
더 구체적으로, 대체 실시예에서, 제2 단계(S2)에서 횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스(SWAP)를 조사함으로써 제1 핵들(H) 및 제2 핵들(N)의 분극들의 교환은,
- 횡방향 자계 펄스들의 제1 스왑 시퀀스(SWAP)를 조사함으로써 제1 핵들(H) 및 제3 핵들(C)의 분극들을 교환하는 단계,
- 횡방향 자계 펄스들의 제2 스왑 시퀀스(SWAP)를 제3 핵들(C) 및 제2 핵들(N)의 분극들을 교환하는 단계,
- 횡방향 자계 펄스들의 제3 스왑 시퀀스(SWAP)를 조사함으로써 제1 핵들(H) 및 제3 핵들(C)의 분극들을 교환하는 단계를 포함한다.
제1 스왑 시퀀스(SWAP), 제2 스왑 시퀀스(SWAP) 및 제3 스왑 시퀀스(SWAP)는 연속적으로, 교대로 조사된다. 그것에 의해, 제1 스왑 시퀀스(SWAP), 제2 스왑 시퀀스(SWAP) 및 제3 스왑 시퀀스(SWAP) 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스(SEQ1) 및 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스(SEQ2)를 동기적으로 조사하는 것을 포함한다.
제1 스왑 시퀀스(SWAP)의 제1 시퀀스(SEQ1)의 횡방향 자계 펄스들의 주파수들은 제1 핵들(H)의 라머 주파수에 대응한다. 제1 스왑 시퀀스(SWAP)의 제2 시퀀스(SEQ2)의 횡방향 자계 펄스들의 주파수들은 제3 핵들(C)의 라머 주파수에 대응한다.
제2 스왑 시퀀스(SWAP)의 제1 시퀀스(SEQ1)의 횡방향 자계 펄스들의 주파수들은 제2 핵들(N)의 라머 주파수에 대응한다. 제2 스왑 시퀀스(SWAP)의 제2 시퀀스(SEQ2)의 횡방향 자계 펄스들의 주파수들은 제3 핵들(C)의 라머 주파수에 대응한다.
제3 스왑 시퀀스(SWAP)의 제1 시퀀스(SEQ1)의 횡방향 자계 펄스들의 주파수들은 제1 핵들(H)의 라머 주파수에 대응한다. 제3 스왑 시퀀스(SWAP)의 제2 시퀀스(SEQ2)의 횡방향 자계 펄스들의 주파수들은 제3 핵들(C)의 라머 주파수에 대응한다.
그 다음, 제1 스왑 시퀀스(SWAP)의 미리 결정된 시간 지연(tD1)은 tD1=1/(4 JHC)에 의해 주어진다. 그 다음, 제2 스왑 시퀀스(SWAP)의 미리 결정된 시간 지연(tD2)은 tD2=1/(4 JCN)에 의해 주어진다. 제3 스왑 시퀀스(SWAP)의 미리 결정된 시간 지연(tD3)은 tD3=tD1이다.
결과적으로, 제1 핵들(H)의 분극들 및 제2 핵들(N)의 분극들은 도 3에 대해 논의된 단일 스왑 시퀀스(SWAP)를 사용하는 직접 교환 경우와 비교되는 같이 제3 핵들(C)을 통해 훨씬 더 빠르게 교환된다.
도 5(b)는 제2 단계(S2)에서 제안된 바와 같이 스왑 시퀀스(SWAP)를 사용하는 분극들의 사전 교환을 갖지 않고, 즉 제3 단계(S3)를 수행하기 전에 제안된 방법의 제2 단계(S2)에서 수행하지 않고 제3 단계(S3)에서 획득된 자화 신호(FID)에 기초하여 제4 단계(S4)에서 결정된 핵 자기 공명 스펙트럼을 도시한다. 더 구체적으로, 도 5(b)에 도시된 핵 자기 공명 스펙트럼은 여기 펄스 시퀀스(EXC)로서 시간 지연(τ1=1s)을 갖는 역 회복 펄스 시퀀스를 사용하여 제3 단계(S3)의 32 반복을 수행한 후에 그리고 각각의 제3 단계(S3)에서 측정된 자화 신호들(FID)을 통해 평균화함으로써 결정된다. 그것에 의해, 반복 루프에서의 2개의 제3 단계(S3) 사이의 시간 지연/평형 시간은 Teq=1000 s이다. 대응하는 실험은 총 약 9 시간 지속되었다. 최종적으로, 종방향 이완 시간들(T1(N)= (115±5)s, (119±6)s, (114±7)s, (124±3)s)에 대한 4개의 결과는 제4 단계(S4)에서 도 5(b)에 도시된 핵 자기 공명 스펙트럼의 4개의 로렌츠형 형상 공명의 폭들로부터 결정된다.
도 5(c)는 분극들의 사전 교환을 갖고 자화 신호(FID)에 기초하여, 즉, 제안된 방법의 일 실시예에 따라 결정된 핵 자기 공명 스펙트럼을 도시한다. 더 구체적으로, 도 5(c)에 도시된 핵 자기 공명 스펙트럼은 각각의 스캔 시퀀스(SCAN)의 각각의 제3 단계(S3)에서 여기 펄스 시퀀스(EXC)로서 시간 지연(τ1=1s)을 갖는 역 회복 펄스 시퀀스를 사용하여 스캔 시퀀스(SCAN)의 4 반복만을 수행한 후에 그리고 스캔 시퀀스(SCAN)의 각각의 제3 단계(S3)에서 측정된 자화 신호들(FID)을 통해 평균화함으로써 결정된다. 스캔 시퀀스(SCAN)의 각각의 제2 단계(S2)에서, 도 5(a)에 대해 논의된 실시예에 따라 제1, 제2 및 제3 스왑 시퀀스(SWAP)를 조사함으로써 분극들의 간접 교환이 달성된다. 그것에 의해, 반복 루프에서의 2개의 스캔 시퀀스(SCAN) 사이의 시간 지연/평형 시간은 Teq=10 s이다. 대응하는 실험은 총 약 1 분 지속되었다. 최종적으로, 종방향 이완 시간들(T1(N)= (129±11)s, (101±3)s, (99±5)s, (107±8)s)에 대한 4개의 결과는 제4 단계(S4)에서 도 5(c)에 도시된 핵 자기 공명 스펙트럼의 4개의 로렌츠형 형상 공명의 폭들로부터 결정된다.
분명히, 도 5(a) 및 도 5(b)에서의 핵 자기 공명 스펙트럼들 및 결정된 핵 자기 이완 시간들은 유사하고 비교가능 신호 대 잡음 비들로 획득되었다. 그러나, 도 5(c)에서의 핵 자기 공명 스펙트럼 및 대응하는 핵 자기 이완 시간들은 더 시간 효율적이고 자원 효율적인 방식으로 결정되었다.
물론 예시적 실시예들에 개시될 뿐인 상이한 실시예들의 특징들은 서로 조합될 수 있고 또한 개별적으로 청구될 수 있다.
Claims (15)
- 프로브(P)의 핵 자기 공명 이완 시간 및/또는 프로브(P)의 핵 자기 공명 스펙트럼을 결정하는 방법으로서, 상기 프로브(P)는 제1 회전자기 비율을 갖는 제1 핵들(H) 및 제2 회전자기 비율을 갖는 제2 핵들(N)을 포함하고, 상기 제1 회전자기 비율은 상기 제2 회전자기 비율보다 더 크고, 상기 방법은 이하의 단계들, 즉
종방향 정적 자계(B0)를 상기 프로브(P)에 인가함으로써 상기 제1 핵들(H) 및 상기 제2 핵들(N)을 분극시키는 제1 단계(S1);
횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스(SWAP)를 조사함으로써 상기 제1 핵들(H) 및 상기 제2 핵들(N)의 분극들을 교환하는 제2 단계(S2);
적어도 하나의 여기 펄스(EXC)를 조사하고 결과적 자화 신호(FID)를 측정함으로써 상기 제2 핵들(N)을 횡방향으로 자화하는 제3 단계(S3);
상기 측정된 자화 신호(FID)에 기초하여 상기 핵 자기 공명 이완 시간 및/또는 상기 핵 자기 공명 스펙트럼을 결정하는 제4 단계(S4)
를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서, 상기 제2 단계(S2)에서 상기 횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스(SWAP)를 조사함으로써, 상기 제1 핵들(H)의 핵 스핀들 및 상기 제2 핵들(N)의 핵 스핀들은 상기 제2 단계(S2)가 수행된 직후에 그리고 상기 제3 단계(S3)가 수행되기 전에 상기 종방향 정적 자계(B0)의 방향으로 재정렬되는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 단계(S2)에서 상기 횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스(SWAP)의 조사는 상기 제1 핵들(H)을 여기시키기 위해 횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스(SEQ1)를 조사하는 단계 및 상기 제2 핵들(N)을 여기시키기 위해 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스(SEQ2)를 조사하는 단계를 포함하며, 상기 제1 시퀀스(SEQ1)의 횡방향 자계 펄스들의 펄스 주파수들은 상기 종방향 정적 자계(B0) 내의 제1 핵들(H)의 라머 주파수에 대응하고, 상기 제2 시퀀스(SEQ2)의 횡방향 자계 펄스들의 펄스 주파수들은 상기 종방향 정적 자계(B0) 내의 제2 핵들(N)의 라머 주파수에 대응하는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 제1 시퀀스(SEQ1)의 횡방향 자계 펄스들 및 상기 제2 시퀀스(SEQ2)의 횡방향 자계 펄스들은 동시에 그리고 동기적으로 조사되고/되거나, 상기 횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스(SEQ1)의 시간적 길이는 상기 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스(SEQ2)의 시간적 길이와 동일한 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1 시퀀스(SEQ1)의 각각의 횡방향 자계 펄스는 펄스 중심 타이밍, 자계 펄스 회전 각도 및/또는 자계 펄스 발진 방향의 점에서 상기 제2 시퀀스(SEQ2)의 횡방향 자계 펄스에 대응하는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 단계(S2)에서 상기 횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스(SWAP)의 조사, 상기 횡방향 자계 펄스들의 제1 시퀀스(SEQ1)의 조사 및/또는 상기 횡방향 자계 펄스들의 제2 시퀀스(SEQ2)의 조사는,
제1 횡방향 자계 펄스(P1)를 조사하는 단계 - 상기 제1 횡방향 자계 펄스(P1)는 (πx/2)-펄스임 - ;
상기 제1 횡방향 자계 펄스(P1)를 조사한 후에 미리 결정된 시간 지연(tD)을 갖고 제2 횡방향 자계 펄스(P2)를 조사하는 단계 - 상기 제2 횡방향 자계 펄스(P2)는 πx-펄스임 - ;
상기 제2 횡방향 자계 펄스(P2)를 조사한 후에 상기 미리 결정된 시간 지연(tD)을 갖고 제3 횡방향 자계 펄스(P3)를 조사하는 단계 - 상기 제3 횡방향 자계 펄스(P3)는 πx-펄스임 - ;
상기 제3 횡방향 자계 펄스(P3)를 조사한 직후에 시간 지연을 갖지 않는 제4 횡방향 자계 펄스(P4)를 조사하는 단계 - 상기 제4 횡방향 자계 펄스(P4)는 (π-x/2)-펄스임 - ;
상기 제4 횡방향 자계 펄스(P4)를 조사한 직후에 시간 지연을 갖지 않는 제5 횡방향 자계 펄스(P5)를 조사하는 단계 - 상기 제5 횡방향 자계 펄스(P5)는 (πy/2)-펄스임 - ;
상기 제5 횡방향 자계 펄스(P5)를 조사한 후에 상기 미리 결정된 시간 지연(tD)을 갖고 제6 횡방향 자계 펄스(P6)를 조사하는 단계 - 상기 제6 횡방향 자계 펄스(P6)는 πx-펄스임 - ; 및
상기 제6 횡방향 자계 펄스(P6)를 조사한 후에 상기 미리 결정된 시간 지연(tD)을 갖고 제7 횡방향 자계 펄스(P7)를 조사하는 단계 - 상기 제7 횡방향 자계 펄스(P7)는 (π-y/2)-펄스임 - 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제6항에 있어서, 상기 미리 결정된 시간 지연은 tD=1/(4 JHN)이며, 여기서 JHN은 상기 제1 핵들(H)과 상기 제2 핵들(N) 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도인 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 제2 단계(S2) 및 상기 제3 단계(S3)는 상기 제4 단계(S4)에서 상기 핵 자기 공명 이완 시간 및/또는 상기 핵 자기 공명 스펙트럼의 결정을 위한 개선된 신호 대 잡음 비를 달성하기 위해 상기 제4 단계(S4)가 수행되기 전에 반복적으로 수행되는 스캔 시퀀스(SCAN)를 형성하며, 2개의 스캔 시퀀스(SCAN)를 수행하는 것 사이의 시간 지연은 상기 제1 핵들(H)의 열 평형 시간(Teq)에 대응하는 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로브(P)는 제3 회전자기 비율을 갖는 제3 핵들(C)을 포함하고, 상기 제2 단계(S2)에서 횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스(SWAP)를 조사함으로써 상기 제1 핵들(H) 및 상기 제2 핵들(N)의 분극의 교환은,
횡방향 자계 펄스들의 제1 스왑 시퀀스(SWAP)를 조사함으로써 상기 제1 핵들(H) 및 상기 제3 핵들(C)의 분극을 교환하는 단계;
횡방향 자계 펄스들의 제2 스왑 시퀀스(SWAP)를 조사함으로써 상기 제3 핵들(C) 및 상기 제2 핵들(N)의 분극을 교환하는 단계; 및
횡방향 자계 펄스들의 제3 스왑 시퀀스(SWAP)를 조사함으로써 상기 제1 핵들(H) 및 상기 제3 핵들(C)의 분극을 교환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제9항에 있어서,
상기 제1 핵들(H)과 상기 제2 핵들(N) 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JHN)는 상기 제1 핵들(H)과 상기 제3 핵들(C) 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JHC)보다 더 작고/작거나;
상기 제1 핵들(H)과 상기 제2 핵들(N) 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JHN)는 상기 제2 핵들(N)과 상기 제3 핵들(C) 사이의 종방향 스핀-스핀 상호작용 강도(JCN)보다 더 작은 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 핵들(H)은 1H 동위원소들의 원자 핵들이고/이거나 상기 제2 핵들(N)은 15N 동위원소들 또는 13C 동위원소들의 원자 핵들인 것을 특징으로 하는, 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 핵 자기 공명 이완 시간은 상기 제2 핵들(N)의 종방향 이완 시간 또는 상기 제2 핵들(N)의 횡방향 이완 시간이고/이거나;
상기 핵 자기 공명 스펙트럼은 상기 제2 핵들(N)의 1차원 핵 자기 공명 스펙트럼이고/이거나;
다수의 여기 펄스(EXC)는 상기 제3 단계(S3)에서 조사되며, 상기 다수의 여기 펄스(EXC)는 포화 회복 펄스 시퀀스, 역 회복 펄스 시퀀스 및/또는 카르-퍼셀-마이붐-길(Carr-Purcell-Meiboom-Gil)((CPMG) 펄스 시퀀스에 대응하는 것을 특징으로 하는, 방법. - 프로브(P)의 핵 자기 공명 이완 시간 및/또는 프로브(P)의 핵 자기 공명 스펙트럼을 결정하도록 구성된 장치로서, 상기 프로브(P)는 제1 회전자기 비율을 갖는 제1 핵들(H) 및 제2 회전자기 비율을 갖는 제2 핵들(N)을 포함하고, 상기 제1 회전자기 비율은 상기 제2 회전자기 비율보다 더 크고, 상기 장치는,
종방향 정적 자계(B0)를 상기 프로브(P)에 인가함으로써 상기 제1 핵들(H) 및 상기 제2 핵들(N)을 분극시키도록 구성된 적어도 하나의 정적 자계 발생 유닛(STATIC);
횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 스왑 시퀀스(SWAP)를 조사함으로써 상기 제1 핵들(H) 및 상기 제2 핵들(N)의 분극들을 교환하고, 횡방향 자계 펄스들의 적어도 하나의 여기 펄스(EXC)를 조사함으로써 상기 제2 핵들(N)을 횡방향으로 자화하도록 구성된 적어도 하나의 전자기 펄스 발생 유닛(PULSE);
상기 적어도 하나의 여기 펄스(EXC)에서 기인하는 자화 신호(FID)를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 신호 수신 유닛(DECT); 및
상기 측정된 자화 신호(FID)에 기초하여 상기 핵 자기 공명 이완 시간 및/또는 상기 핵 자기 공명 스펙트럼을 결정하도록 구성된 적어도 하나의 전자 제어 및 평가 유닛(CONTROL)
을 포함하는, 장치. - 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 프로그램이 컴퓨터에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터로 하여금 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 수행하게 하는, 컴퓨터 프로그램.
- 컴퓨터 판독가능 데이터 캐리어로서, 제14항의 컴퓨터 프로그램을 저장한, 컴퓨터 판독가능 데이터 캐리어.
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