JPS6012574B2 - 核磁気共鳴装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は核スピンを含んだ物質に於けるスピン密度分布
の２次元像及び３次元像の形成に関する。

この目的のために「核磁気共鳴技術を用いる方法が既に
提案されている。

これらの方法に於いては、試験さるべき標本（サンプル
）は均一の磁界勾配を有する磁界に置かれ、その磁界勾
配の方向に沿ったスピン密度の空間的な変動が、核磁気
共鳴実験に依って得られた周波数スペクトルに於ける測
定可能な信号変動を生じる様にする。磁界勾配に於ける
標本の数多くの方向に対して周波数スペクトルを測定す
ることに依りスペクトルに於ける共鳴スピンの密度分布
に対応する様に２次元像又は３次元像を再構成すること
ができる。然し乍らこの様な方法はコンピュータに依る
冗長な計算を必要とし且つ原則的に不正確である。そこ
で本発明の目的は、上託した方法の様に所与のサンプル
に於ける全てのスピンを色々な方向から検視するのでは
ないこし体積の大きなサンプル内に含まれた特定体積の
スピンを選択的に検視する様な改良された濠形成法を提
起することである。

本発明の実施に際しては」空間的な選択は「静磁界への
磁界勾配と適当な無線周波数磁界との組み合せによって
達成される。

その静磁界へ磁界勾配を与えると、その磁界勾配の方向
と直角な平面内のサンプルのすべての層が異なる振中の
静磁界を受けるようになる。その無線周波数パルスは「
サンプルのある選択された層のみを励起又は飽和させる
かｔまたはもサンプルのある選択された層を除いて他の
すべての層を励起又は飽和させるように整調されている
。このような無線周波数磁界をサンプルに予備的に照射
することによってｔサンプルのある層が選択された後「
その磁界勾配の方向は〜その選択された層と平行となる
ように切り換えられも自由譲導減衰信号を得るため議取
り無線周波数パルスが加えられる。この予備的な照射に
於ける重要な特徴は〜スピンスベクトゾしの部分が照射
されそしてその他の部分は照射されない様に無線周波数
磁界のフーリエ成分を整調（脚ｉｏｒ）することである
。

概して云えばこれを行なうには２つの仕方があり、それ
を整調飽和（ｔａｉｊｏｒｅｄｓａｔｍａｔｉｏｎ）及
び整調励起（脚ｌｏｒｅｄｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）と称
することにする。整調飽和に於いてはｔ予備的な照射の
包絡線の中は比較的長くてスピン格子緩和時間Ｔ，程度
のものでありそしてこれらの照射されたスピンはそれら
の磁化を破壊させる。整調飽和は「ある選択された層の
みが飽和されるようにする周波数及びノ又は振中変調に
よる無線周波数パルスの整調である。整調飽和の最も簡
単な形は、単純飽和であって〜 この場合には「 １つ
の選択された層のみが飽和されている。このような単純
飽和の場合の無線周波数パルスは「最も簡単な形であっ
て、一定の振中及び周波数を有するものである。整調励
起に於いては「印加される無線周波数磁界は、選択され
た層におけるスピンが９００だけ煩くもすなわち章動す
るようなものとされており「例えば、Ｙ−２平面内の層
の場合にはそのスピンが×山Ｙ平面に傾けるれるような
ものとされておりもこれは飽和実験よりも途に達成でき
る。

この場合の整調は無線周波数パルス又はパルス列の猿中
変調又はパルス中変調に依って行なわれる。キャリア周
波数が一定である様な変調されない無線周波数パルス又
はパルス列を印加することに依る整調励起の最も単純な
場合は単純励起と称する。本発明をより充分に理解する
ため以下添付図面を参照して詳細に説明する。第軍図を
参照して〜先ず初めにトｘ方向の磁界勾配Ｇｘを有する
磁界中にあるスピンのブロック机こついて考えると「座
標ｘ，ｙｇ ｚを有する該フロック内の点に於けるスピ
ン密度分布はぬく父母 ｙｇ ｚ）で表わされる。

ｘ。に位置する厚さ公ｘのｙ−２平面に薄片Ｓが選択さ
れそしてスピン密度ｐ（ｘ。舵）が測定される。ｐ（ｘ
。弦）がＱ（ｘ。ｙ）に等しい時即ちｚに無関係な時は
「スピン密度の測定は、以下に記述する４つの基本的な
方法或には以下に示すそれらの変更に依り必要とされる
状態にサンプルを準備する事に依って得ることができる
。… 薄片Ｓのスピン以外のブロック内の全てのスピン
を整調飽和に依って飽和する、仙 初期選択段階におい
て〜サンプルの選択された層以外のすべてに対しても磁
界勾配の存在の鶴とで適当な無線周波数パルスを照射す
る。

こうすることにより、その選択された層における核以外
のすべての核のスピン軸が９０ｏだけ傾けられ「すなわ
ち「整調励起される。薄層Ｓの外部のスピンに影響を及
ぼすのでなくト例えば、次のようにして、△ｘ内のスピ
ンに照射するような相補的な手段をとることもできる。

肌 サンプルの選択された層以外のすべてを飽和させる
代りに÷サンプルの選択された層のスピンを飽和させる
。

この場合には〜観測される自由譲導減衰信号は、その選
択された層以外のサンプルのすべてから生じる。Ｑの
サンプルに中△×のスロットを（ａ｝単純励起か又は〔
ｂ〕整調励起かに依って形成する。

この場合には励起に続く過渡信号は形成されたスロット
内のスピンから直援生じる。これらの方法側及びＱのは
ト形成されたスロット△×内の最初に照射されたスピン
を直接的に観測する様な追加的及びノ又は別の方法に変
更することができる。

例えば「Ｍ 上記（ｉｌ！）と同様のスロットを飽和さ
せ、次いで強力な竹無線周波数パルスに依ってスペクト
ル全体を反転する。

スロット内の飽和されたスピンは基線から平衡した値へ
と向って増大する磁化を生じ、一方反転された主スベク
ドルは初期的な負の値から零を通ってその正の平衡値へ
と緩和する。反転磁化が零である時には残りの磁化は形
成されたスロット内のスピンからのみ生じる。肌 上記
『のと同様のスロットを形成し、次いで強力なｍ無線周
波数パルスに依ってスペクトル全体を反転する。

形成されたスロット内の初期的に照射されたスピンは基
線から平衡した値に向って増大する磁化を生じ、一方反
転された主スペクトルは初期的な負の値から零を通って
その正の平衡値へと緩和する。反転された主磁化が零で
ある時には、残りの磁化は形成されたスロット内のスピ
ンからのみ生じる。上記した方法のうちの１つでスピン
系を準備して、磁界勾配の方向をＧｘからＧｙへと則ち
ｘ方向からｙ方向へと急速に切り替える。

（これはサンプルを物理的に９０ｏ回転することに依っ
て達することもできる。）厚片に於けるスピン密度分布
は次いで９００の無線周波数パルスを印加することに依
って読み取られる。自由誘導減衰は厚片に沿ったスピン
密度ｐ（ｘ。ｙ）を与える様にフーリエ変換される。こ
こでフーリエ変換法の代りにＣ．Ｗ．（搬送波）技術を
読み取りに用いることができる。 ．上記した技
術はスピン密度を３次元的に造影する様に容易に拡張す
ることができる。

例えば上記Ｌた様にスピンの厚片Ｓを準備して、上記（
ｉの至Ｍに棺斑聡した選択的な照射手順の１つを直角に
則ちＧｘ＝０で且つＧｙを切り替えて適用する。最終的
な結果は第２図に示す様にサンプルに於いて形成された
区別されたスピンの角柱である。この点に於いて、Ｇｙ
はスイッチオフされそして上記した様な読み取りに続い
てＧｚがスイッチオンされる。その最終結果が線密度ｐ
（ｘ。ｙ。，ｚ）である。完全な密度分布ｐ（ｘ，ｙ，
ｚ）を得るためにはｘの ｙ。の全ての値に対して全て
の手順が繰返される。上記で説明した選択的な照射手順
は物体全体の完全な像を形成しなければならない他の方
法に依る欠点で悩まされることなくして、大さな体積内
のサンプルのわずかな部分を詳細に検査することができ
る。本装置は基本的に２つの伝送器チャンネルＡ及びＢ
から成り、略図的に第３図に示されている。

チャンネルＡは連続的に作動するＩＨＭＨＺのクリスタ
ル発振器ＡＩを含んでおり、その出力は帯域中が限定さ
れた無線周波数ゲートＡ２を通してゲートから出される
。強力な９０ｏ又は１８０ｏの章動パルスに対応する例
えば６．０又は１２．０ｒ秒の短いパルスはゲートの後
に発生されて、同調された増中器Ａ３で増中される。第
２のチャンネルは例えば約１５．０ＭＨＺにセットされ
た可変周波数合成装置ＢＩを含んでいる。

その連続的な出力は１８０ｏ位相変調器Ｂ２を経て無線
周波数広帯域伝送ゲートＢ３に供給される。これは中の
変化する低電力無線周波数パルスを発生しＬ該パルスは
広帯域無線周波数増中器Ｂ４で増中される。この増中器
Ｂ４の出力は可変広帯域減衰器Ｂ５を通して供給される
。両チャンネルＡ及びＢの出力は整合ユニット・デュー
プレクサＭを経てサンプルコイルＳに供給される。整合
ユニット・デュープレクサ回路の詳細は以下で説明する
。両方の無線周波数チャンネルは各々ゲートＡ２及びＢ
３の開閉に依って制御される。

ゲートＡ２はｄ．ｃ．パルス発生器ＰＩ及びＰ２からの
ほゞ１２．０中秒中の１８００パルスか又は６．０ｍ秒
の９００ パルスかに依ってパルスでオンされる。上記
パルス発生器は次いでプログラム可能なパルス制御装置
Ｃに於いて発生される適当なタイミングトリガに依って
トリガされる。１８０ｏ位相変調器Ｂ２はその出力にＣ
．Ｗ．信号を発生し、該信号は変調器の切り替えられた
状態に依って無線周波数位相が１８０ｏだけ異る。

この位相変調器の状態の切り替えはパルス制御装置Ｃか
らのトリガパルスに依って行なわれる。トグルフリツプ
ーフロツプＦＦ２はゲートＢ３を長時間又は短時間則ち
２，３汀秒乃至数秒間開成する。フリツプーフロツプＦ
Ｆ２のトリガも又制御装置Ｃから到来する。この制御装
置のパルス順序のプログラムはプログラムキーと経て直
接的に、或いはテレタイプを経てパンチテープに依り負
荷することができ、或いは又整調励起の場合にはインタ
ーフェイスを経てコンピュータから負荷できる。伝送器
プローブ及びサンプルコイルＳは電磁石に依って発生さ
れた高い均一な静磁界Ｂｏ内に置かれる。更にリニアな
磁界勾配コイルＧがサンプルコイルを取り巻く。これら
の磁界勾配コイルは勾配ＧＸ又はＧｙ及びＧｚを生じる
。どのコイルが作動され従ってどの磁界勾配が特定の時
間に発生されるかは各々のコイルに流れる電流に基く。
これはトグルフリップ−フロップＦＦ亀に依って制御さ
れる。このフリップーフロップＦＦ川ま電源から適当な
コイルを通して電流を切り替えるＩＪ凧ドリレーを作動
する。電流切り替えトリガパルスはパルス制御装置Ｃに
依って発生される。磁界勾配コイルの詳細は次の通りで
ある。これらの実験に於いては一般的に３つの磁界勾配
が必要とされる「即ちＧＸ：等Ｇｙ＝等雌Ｇ２＝等 第４図はこれらのうちの２つの勾配Ｇｚ及びＧｘを発生
するのに用いられる構成体と「伝送器プローブＰ及びサ
ンプルに関するそれらの配置とト静磁界Ｂｏとを示すも
のである。

磁界勾配ＧｚはＲｅｖ。Ｓｃｉｅｎｔｉｆ；ｃ ｌｎｓ
ｔｒｕｍｅｎｔｓ第３６巻，１０８６〜７頁も１９６３
斡こ示されている式に塞いて巻かれたコィ小ＣＩに依っ
て発生される。磁界勾配Ｇｘ又はＧｙはコイルＣ乳こ依
って発生される。これらは本質的に４つのライン電流か
ら成り「適当な戻り路（第傘図には図示せず）はＩＰｈ
ｙｓ．８蔓 ＳｃｊｅＭｆｌｃｌｎｓｔｍｍｅｎり第６
巻，８９９〜９００頁９ １９７３年に示された式に塞
いて離間されている。第４図に示されている様に「サン
プル寛奄なま該図面の下方から７巻回の１乃至７舷日の
サンプルコイルＳへと接近される。

中央の装入穴はアルミニウム遮蔽髭再３に依って取り巻
かれたナイロン成形体蔓２に依って形成される。上記鰹
電８を取り巻いているのは有機ガラス成形体富鰭である
。Ｇｚ勾配を与えるコィルー餅ま片側当たり１７巻回が
直列に接続されて巻かれている。Ｇｘ勾配を与えるコイ
ル亀７Ｇま各条当たり３５本ワイヤの４条から成り「直
列に接続されて成形体包５尊こ巻かれている。整合ユニ
ットもデユーブレクサの回路の詳細は第５図に示されて
いる。

第３図のチャンネルＡ及びＢは各々点Ａ及びＢに接続さ
れる。プローブは伝送器。受信器コイルとして働く単１
のサンプルコイル１から成る。整合ユニットは大電力に
対して同調される並列回路として働く。即ち背中合せ接
続ダイオード対Ｄ亀， Ｄ２，Ｄ３はいずれかのチャン
ネルが無線周波数電力をプローブに送った時に大電流導
適する。従ってＣ亀，Ｃ２？及びＬは並列なダンピング
抵抗Ｒ２と共に並列な共振回路を形成する。信号を受信
するためには全てのダィオ−ド革ま関路として働く。こ
の場合ＣＩ，Ｃ２及びＬ鼻ま直列共振回路を形成する。
チャンネル８の例えば１弧○の抵抗Ｒ川ま低電力のＢチ
ャンネルを非常に大電力のＡチャンネルから分離する様
に働く。口２とＣ畳との間に現われる信号は広帯域変成
器を適して低ノイズ増中器に供給される。サンプルコイ
ルで発生された核信号は整合ユニット亀デュープレクサ
Ｍに依り低ノイズ前層増中器Ｒ亀と経て受信器Ｑ位相感
知検出器Ｒ２に導かれる。検出された信号はアナログ山
デジタルコンバータ（ＡＤＣ）賊３でデジタル化されて
コンピュータも例えばハニウヱル（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ
）日３１６に供給される。ＡＤＣ，舷３の信号サンプリ
ングトリガはパルス制御装置Ｃに依って発生される。こ
の制御装置はコンピュータと制御装置との間の割り込み
ラインに依ってコンピュータと同期される。核磁気共鳴
信号は信号対雑音比を増加するためにコンピュータで繰
返し平均化することができる。

平均化された過渡信号はコンビユー外と於いて直結式に
フーリエ変換され次いでＣＲＯディスプレイに表示及び
／又は紙テープに出力することができる。飽和実験の上
記方法Ｍ及び（ｉｉｉ）並びに励起実験の上記方法（ｌ
ｉ）及びＧＭの詳細な説明を以下に記述する。

方法（ｖ）については「磁界勾配コイルは磁界勾配Ｇｘ
が通常の状態でオンする様に構成される。

これはバーン（ｂｕｍ）モードと称する。実験の開始に
於いては、コンビュー夕占ま制御装置をこの実験用の制
御ルーチンに入れさせる割り込みパルスを出すための動
作にセットされる。 この制御ルーチンは先ずＦＦ２に
トリガを出し「該トリガはチャンネル聡に於いて中○官
（２．硯砂）の長に低レベル飽和パルス即ちバーンパル
スをスイッチオンする。従ってスピン系は合成装置８Ｍ
こ依ってセットされた周波数に於いて局所的に飽和され
る。この周波数はサンプルの周波数スキャンを与える様
に一連の実験に於も、て変えることができる。このバー
ン期間の終り亀こ於いては第２のトリガＦＦ２をリセッ
トしそしてＦＦ亀をセットして磁界勾配Ｇｚぐ読み取り
”勾配）を与える。同時に制御装置はＡチャンネルの１
８０ｏパルス発生器Ｐ２にトルガを出力する。かくして
発生された強力な無線周波数パルスは時間ＤＩ‘こスピ
ンポピュレーションを反転する。局所的に飽和されたス
ピンは△Ｍ（ｔ）；△Ｍ（ｏ）（１−ｅｘｐ（一ｔノＴ
，））に従って十△Ｍ。まで増大し、ここでＴ，はスピ
ンの局所的なスピン格子緩和時間である。選択された層
（このこの選択された層は飽和されている）以外のすべ
てのスピンは、１８０ｏ無線周波数パルスによる反転後
も初期値である−Ｍ（ｏ）から↓Ｍ（ｏ）へと〜Ｍ′（
ｔ）＝Ｍ′（ｏ）（１一被×ｐ（冊ｔ／Ｔ））という式
に従って緩和する。但し上記式に於いてＭ（ｏ）＝Ｍ′
（ｏ）十△Ｍ（ｏ）である。更なる遅延Ｄ２＝Ｔ，ｌｎ
２の後は、磁化Ｍ′（Ｄ２）＝○である。然し乍ら△Ｍ
（Ｄ２）は零でない。従って局所的に飽和されたスピン
はサンプルの残りのスピンから比較的区別される信号を
発生する様にされる。時間Ｄ，十○２に於いては〜強力
な９０ｏパルスが制御装置に依ってチャンネルＡに於い
てトリガされる。これはこの局所的な磁化を直接検査則
ち読み取り、しかもＧｚはスイッチオンされ且つＧｘご
０である。従ってサンプルの薄片Ｓは先ずバーン勾配Ｇ
ｘを用いて分離され、次いでその薄片に沿ったスピン密
度分布はその勾配を薄片に沿った“読み取り”モード、
Ｇｚ、にスイッチすることに依って検視される。この手
順は筒形環状体形状の水のサンプルに於ける陽子を検視
することに依って実験的に示すことができる。

この実験の種々の段階で得られる信号が第６図に示され
ている。第６図ａは、選択無線周波数パルスなしで磁界
勾配Ｇｘのみを印加した場合に得られるサンプルの吸収
を示している。町ノ２パルスが加えられるとき、１つの
層のみから自由誘導減衰信号が生ずる。この層は、その
筒形環状体の軸と直角であり、従って、その層の平面内
にてその層を走査するときには、そのサンプルの中心部
にはスピンがないため「得られる吸収を示す曲線は、第
６図ａに示すように「その中心部に対称的な凹みを有し
たものとなる。第６図りは第６図ａの吸収線の中心に於
ける２．０秒の飽和バーンの結果を示している。第６図
ｃは、第６図ｂに於ける様な吸収スペクトルの中心のス
ロットを先ずバーニングし次いで強力な１８０ｏパルス
でスペクトル全体を反転する事に依って得られた、サン
プルの照射された薄片からの信号を示している。この信
号は時情和２＝Ｔ，ｌｎ２の後に印加される強力な９０
ｏパルスに依って読み取られた。この時間はこの実験に
於いては０．９砂であり、そしてＧｘ勾配のみが使用さ
れた。第６図ｄは前記した様な方法Ｍの完全な実験の結
果を示している。

初めのバーンはＧｘをオンにした状態で上記した様にサ
ンプルに於いて生じる。１８００パルス及び読み取り勾
配Ｇ２が共に与えられる。

遅延Ｄ２『Ｔ，ｌｎ２は上記第６図ｃに対する様なもの
である。遅延Ｄ２の後、強力な９００読み取りパルスに
続いて信号が得られる。過渡的な減衰信号がフーリエ変
換されそしてグラフプロット装置に表示乃至は出力され
る。得られる実験的な吸収線の形状は、２つの隆起部を
含んでおり、このような形状は「環状体の選択された層
についてその中心を通して横切る方向における密度分布
として予測されたものである。第６図ｄに類似したデー
タを用い、上記方法（ｖ）を用いて環状体の半分の部分
についてスピン密度のための走査をも行なった。

得られた信号は２次元のドット描写体に形成され、像の
特定点に於ける所与のブロックドットの面積はサンプル
の対応点の信号振中に比例している。１の固の灰色レベ
ル則ちドットの大きさが使用された。得られたデータは
環状体の直径について示すものであり、完成した描写体
は第７図に示されている。この描写体は楕円形をしてい
る様に見えるが、この場合の物体は外径９．７柵で内径
３．８柵の環状体であるという事に注意すべきである。
像の各藤における差は、バーン勾配Ｇｘ及び議取り勾配
Ｇｚに対して大きさの異なる磁界勾配を使用したために
生じたものであり、この方法の有用な特徴、即ち像の優
先的な拡大を容易に行ないうるということを示している
。この点より詳細に説明をすると、このような方法はト
２つの直交方向においてそれぞれ異なる割合で拡大され
た像を与えるのに使用されうるのである。例えば、第７
図に示すように、円形横断面が楕円形横断面として表示
される。このような２つの直交方向において異なる拡大
は「先ずＸ方向にある大きさの滋界勾酌を与え「それか
ら盆万向に異なる大きさの磁界勾配を与えることによっ
て達成される。あるストリップからのＦＩＤ信号はも時
間的に変化する信号から周波数スベタトルへとフ叩りェ
変換されるときＬ議出し方向２をこおけるスピシ密度振
中分布を与える。

各振中点の周波数間隔はへ議出し磁界勾配Ｇｚの勾配の
大きさに比例している。勾配が急峻であるほど「周波数
の広が■が大き〈ト従っても娠中点のラインがより長く
なるＱこのようにしても蟹方向における像の大きさを「
所定のＧｘに対する×方向の広がり昔こ賭して調整する
ことができる。前記飽和方法側を用いた実験に於いては
もバーン勾配はＦＦ喜色こ依ってセットされそしてバー
ンパルスは方法Ｍに対するのと同様に則ち約２，０秒間
印如きれる。

この期間の終り‘こは読み取り勾配Ｇｚが急速に印如き
れそしてＧｘは零にセットされる。Ｇｚがスイッチオン
されたわずか後で（この時間は一般的に印加磁界の過渡
成分が零に減衰するために充分長いものでなければなら
ない）〜強力な９０ｏ読み取りパルスが印加される。次
に続くＦＩＤ（自由議導減衰）が記録されそしてフ刊リ
ヱ変換される。この結果生じる吸収線の形状は〜一般的
には「方法Ｍの実験に対して第６図Ｍと示した様な局所
的な飽和を示さない。磁界勾配を切ね替えるので「サン
プルの飽和された部分の影響は観測されたスペクトルの
大部分に及んでいる。然し乍ら〜照射された薄層に沿っ
たスピン密度分布に対応する所望の信号は照射されない
サンプルの吸収線の形と照射されたサンプルの吸収線の
形との間の差の信号を検視することに依って直接観測す
ることができる。即ちこの方法に於いてはも所望のスピ
ン分布はサンプルの部分の局所的飽和に依る吸収線の形
の変化を観測する事に依って方法（Ｖ）とは相補的な仕
方で測定される。この点より詳細に説明するに〜方法Ｍ
においては「ＧＸ勾配の存在下にて初期バーンパルスを
加えた後、そのスピンポピュレーションを反転させるた
めに１８００パルスが加えられる。

しかし「 この方法（ｌｉｉ）においては、１８０ｏ反
転パルスは加えられないのである。その代りにし読出し
勾配Ｇｚが加えられ「そねから、そのＧｚの勾配の存在
下にて９００議出しパルスが加えられる。従って〜軒■
信号は「初期バーンパルスによて飽和されていたストリ
ップ以外のサンプル全体から得られる。この飽和したス
トリップはトＦｍ信号に寄与しない。それからもこのよ
うな手順が初期バーンパルスないこ繰り返される。この
ようにして「サンプルのどの部分から生ずるのか区別さ
れずにそのサンプルの全体からの第８の信号が得られる
。次に「その第２の信号が最初のＦＩＱ信号を減算する
ともその結果生ずる信号はも当然も選択されたスふｌｊ
ップのみから得られた信号となる。従ってもこの方法（
ｉ量ｌ｝ばち方法（〉｝と相補的なものであると言える
。無線周波数パルスのバーストのスペクトル成分を整調
することに俊ね「そのバーストは核スピンスベクムルの
或る領域には選択的に影響を及ぼしもその他の領域は糠
勤しなにま）にする。

核スピンが磁界勾配にある時にはもその共鳴（ラーモア
）周波数はその空間的な位置に直接的に関係する。従っ
ても適当な時間に且つ適当な方向に与えられた整調励起
と磁界勾配との組合せは「冗長な計算を行なわずにサン
プルの任意の点又は領域に於けるズピン密度（或いはＴ
，及びＴ２の如き他の特性）を決定することができる様
にする。整調励縄の１つの形態〜即ち方法（ｉｉ）に対
する操作の順序を幾分か詳細に次に説明する。

これらの操作は第蜜図に略図的に示されても、る。勾配
Ｇｘは初めは父方向に沿うものである。

区間ｘ。乃至ｘ。十△ｘ内のスピンはラーモア周波数ｆ
，乃至ｆ２で共鳴する。中△ｘの薄片Ｓ（第１図参照）
を特定化しそしてサンプルの更に小さな領域へと進めて
行く仕方を以下に説明する。先ずスピンは、寮，乃至ｆ
２の外側の全てのスピンを９００或いはその奇数倍だけ
章動する整調励起パルス順序に依って照射される。この
周波数範囲内のスピンは影響を受けない。不所望なスピ
ンは今や回転基準座標系の奴平面にありそしてはメー（
ｙＧｘＬｘ）‐１の時定数Ｃｘで位相がずらされる。ｘ
，ｙ，ｚ方向に於けるサンプルの寸法はＬｘ， Ｌｙ及
びＬｚである。区別されるスピンはなおｚ方向に沿って
整列されている。次いでもＣｘより大きいがＴ，よりは
非常に小さい時間に於いて勾配の方向は、恐らくは大き
さもそうであろうが、ＧｘからＧｙへと切り替えられそ
して第２の整調励起が行なわれる。従って所望のスピン
はｙ。及びｙ。十△ｙに対応する新たな周波数間隔ら乃
至ｆ４内に存在する。（ｙＧｙＬｙ）‐１よりも大きな
時間Ｃｙの後は、ｆ３乃至ｆ４の範囲外の周波数を持っ
た不所望なスピンからの信号が減衰される。このように
この実験ではｔ まずＧｘ勾配の存在化にてＹ−Ｚ平面
外のすべてのスピンを９０ｏだけ章動させることにより
Ｙ−Ｚ平面が選択され「それから、平衡状態が生ずる前
に「Ｇｙ勾配の存在下にてＸ−Ｚ平面外のすべてのスピ
ンを章動させることによって×−Ｚ平面が選択される。
従って、明らかなようにしこれらの２つの段階によって
摂動を受けていないスピンは、それら選択された２つの
平面が一致するＺ方向に延長する細いストリップ内のス
ピンだけである。そして「次に「その選択されたストリ
ップからの信号を読み出すために、最初に、そのストリ
ップに沿ってスピンを区別するためＺ方向「すなわち、
ストリップの長手方向に沿って議出し勾配Ｇｚが加えら
れ「次に、そのストリップ内のスピンを摂動させるため
に９０ｏ又はけ／２読出しパルスが加えられる。それか
ら、そのストリップ内のスピンは、平衡状態へと減衰し
、その間に、そのストリップ内の原子核を特徴付ける自
由誘導減衰信号を発生する。このパルスに続いて読み取
られる信号は領域×。

＜×＜×。十△×ｙ。

くｙ＜ｙ。十△ｙ○＜ｚ＜Ｌｚ から生じる。

この範囲に於いては△ｘ及び△ｙが非常に小さいので、
読み取られる信号のフーリエ変換は線×。，ｙ。，○＜
ｚ＜Ｌｚに沿ったスピン密度に大きさ関係が直接的であ
る。次いでサンプルの他の場所のスピン密度を得るため
に別の値のｆ，及び，らｆ３及びＬで全手順を繰返す。
本質的にこの整調励起方法は、該方法がほゞ（ｙＧｘ△
ｘ）‐１の時間内に所望の磁化を生じるのに対して整調
飽和方法がＴ，又はＴ２に匹敵する時間を必要とすると
いう点で整調飽和方法と異っている。

整調励起パルスは第３図の低電力無線周波数チャンネル
Ｂを通して経路指定され、一方最終的な読み取りパルス
は大電力チャンネルＡを用いている。

第９図は整調励起順序である方法Ｍのｂの或る見地の簡
単な実例を示している。

８肋の筒状サンプルは細いスロット（筒を軸に平行な）
内のスピンが９０ｏ章動されそして他のスピンは影響を
受けない様に照射される。

第９図はサンプル全体からの、単１の強力な９０ｏパル
スに続く信号のフーリエ変換をａで示しそして整調励起
のすぐ後に続く信号をｂで示している。この手順は８側
直径のチューブから０．３５肋中のスロットへと特定化
される。方法○のは方法（ｉｉ）について前記で説明し
た手順に勝る或る効果を有している。

ここで所望のスピンは選択的に照射されて正味９００又
は２７０ｏの章動を受け、そして方法側とは反対に不所
望のスピンは頚動されない。（整調される無線周波数バ
ーストが期間の長い低レベルの９００又は２７００の無
線周波数パルスと取り替えられる様な単純励起の実験劇
ち方法ＧＷのｂを行なうこともできる。中Ｄのパルスは
約Ｄ‐１のスペクトル中を有している。幾分かの無線周
波数電力が搬送波周波数から大よそＤ‐１だけ変位され
た側波帯に含まれているので、スロットを空間的に定め
ることは整調励起方法Ｇｖーのｂと同じ程は正確でない
。）強力な１８０ｏパルスが印加されて不所望のスピン
を−ｚ方向に章動する。

これらスピンは次いで時定数Ｔ，で或る磁化の値−Ｍ（
ｏ）から平衡値十Ｍ′（ｏ）に向って戻る様に緩和する
。時間ｔ＝Ｔ．ｌｎ２に於いては不所望なスピンからの
磁化は零であり、一方所望のスピンからの磁化は部分的
に緩和されそして零ではない。この瞬間に於いてはスピ
ンが強力なｍ／２読み取りパルスに依って検査されるか
、或いは勾配Ｇｙ及びＧｚを用いてこの過程が繰返され
て細い柱を更に特定化することができる。ｘ。平面への
特定化の詳細は第１０図に示されている。第１１図は上
記で説明した整調励起実験の１部分についての結果を示
している。

使用された手順は第１０図について概述したものと同様
である。第１１図の曲線Ｃに示す信号は、第９図の曲線
ａに対応する信号であり、これは、スロットに特定化し
ない全サンプルから生ずる信号である。ス。ツトに特定
化した場合は、第１０図に関して説明されており、第１
１図の曲線ｄに示されている。このデータは、整調励起
が大きさ４．５肌のサンプルから中０．８肋のスロット
へと特定化されたとし、う事を示している。整調励起の
所望のフーリエスペクトルはコンピュータに入れられる
。

次いでこのスペクトルはアソシエーション・フオー・コ
ンビユーテイング・マシ ナリ−（船ｓｏｃｉａｔｉｏ
ｎ めて ＣｏｍｐｕｔｉｎｇＮＧｃｈｉｎｅｒｙ）第
１１巻，７０３頁，１９６粋王のＣｏｍｍ−に記載され
たＣｏｏｌｅｙ−Ｔ肌ｅｙの高速フーリエ変換アルゴリ
ズムの変換体を変更する事に依って直結的にフーリエ変
換される。その結果生じた振中は次いで適当なソフトウ
ェアに依ってパルス中に変換される（第１２図参照）。

所望のスペクトルａはコンピュ−夕に入れられ、そして
ソフトウエアルーチンはａのフーリエ変換の振中ｂをパ
ルス中ｃ及びトリガパルスｄに変換し「該パルスｄは位
相変調器をして無線周波数搬送パルスを１８０ｏ変化さ
せる。これらパルスｃ及びｄは次いで無線周波数伝送器
を駆動して整調励起を生じさせる。実際的な無線周波数
変調はｅに示されている。パルス間の間隔は１８７Ｇに
セットされ「ゲ。は１．６４秒であってこれはコンピュ
ータのサイクル時間である。パルス中０乃至１６７。が
用いられて、最大１５６個のパルスが得られる。負の無
線周波数パルス振中は第３図の位相変調器Ｂ２をトリガ
することに依って搬送波の位相を１８０ｏ変えることに
依り発生される。この構成では〜１７。

滋ＨＺ中のスペクトルが６７．８ＨＺの増分で照射され
る。簡単な変更に依って〜プログラム可能なパルス制御
装置ｃを使用できる様になり「 この状態ではより広い
周波数レンジが照射され得る。

（簡単化のために装置の回路図である第３図はプログラ
マが使用されたものを示している。）この形式のほとん
どの実験はスピンスペクトルの狭い領域を除く全ての領
域を照射することを必要とするが、上託した整調励起方
法は非常に融通性のある手段であり「 スピンスペクト
ルの実際上いかなる複合領域をも照射することができる
。

上記した選択的な照射過程の効果は次の通りである。五
コンピュータに依る冗長な計算は不要である。

その他の核磁気共鳴造影技術は色々な角度からサンプル
全体の１次元投射を形成し、そして像を解読するために
は大規模なコンピュータの計算を必要とする。Ｕ サン
プルに於いて問題とする領域は解像度の高いサンプルの
像を先ず初めに得るという必要ないこ詳細に検査できる
。

従って小さな領域がマップされさえすれば時間は浪費さ
れない。粒 像の倍率は印放される磁界勾配の強さ亀こ
基くので像は１次元或いは２次元的に選択的に拡大する
ことができる。 この特徴は従来型の光学的な電子顕微
鏡又はＸ線顕微鏡に於いてはない。ｉｖ この技術は陽
子、弗素「炭素！３等の如き非零核スピンの核を含んだ
サンプルの像を形成する。この方法は１度に１つの核の
種類を検視し、従って例えばサンプルの陽子含有量のマ
ップを形成しそして炭素竃３含有量についての造影を繰
返すことができる。ｖ スピン密度マップを生じること
に加えて、核スピン系の空間に依存するその他の特性、
例えばＴ，及びＴ２の如きを造影することができる。

或る環境の下では上記方法の組合せを用いてもよくし例
えばｘ寸法方向については方法（ｌ｝又はＭをそしてｙ
寸法方向については方法（ｉｉ）を用いてもよい。上記
した方法とは別に「以下に述べる方法を使用することも
できる。

サンプルは「Ｚ軸方向の静磁界日。中に置かれる。次い
でへ ３つの次々の照射及び信号観測段階Ｚ）９（Ｙ）
及びの）がそれに続く。Ｚ）磁界勾配Ｇｚがスイッチオ
ンされそして選択的励起パルスが印加されて、原点から
ｚ。

に於ける厚さ△ｚの層の上及び下でサンプル内の核磁化
を飽和する。これは第１３図に示されており「標本の飽
和された部分は斜線で示されている。斜線の付いていな
い層△ｚは静磁界日。に依って平衡状態にある乱されな
いスピンを含んでいる。び）次いで第１４図に示された
様にこの乱されないスピンの層△ｚに注意を向ける。

勾配Ｇｚはｙ軸に沿った新しい勾配Ｇｙと速かに取り替
えられ〜そして第２の選択励起パルスが、乱されない薄
片のｙ。に於ける△ｙ内のスピンのみに印加される。こ
れは元の層△ｚ内に細いストリップを形成する。係）励
起パルスの終り亀こ於いてはこの勾配はＧｙからＧｘへ
と速かに切り替えられる。

体積要素ｘ△ｙ△ｚ内のスピンからの自由誘導減衰が観
測されてフーリエ変換され、その体積要素に沿ったスピ
ン密度分布を与える。△ｙ及び△ｚが小さい場合はこの
スピン密度分布は線密度ｐ（ｘ，ｙ。，ｚ。）である。
選択照射過程中は、刻々の勾配Ｇｚ及びＧｙを使用する
のがより好都合である。

読み取りのためにはＧｘを都合のよい値に調節すること
もできる。上記３つの段階の，〇）及び（Ｘ）に於ける
切り替え順序は第１５図に示されている。

初めの選択過程のは厚さ△ｚの厚片を再形成する様各サ
イクル毎に繰返されてもよく、又所望ならばより少い頻
度で繰返されてもよい。第１５図に示したシーケンスは
、異なる励起パルスにて連続的に繰り返される。第１５
図に示すようにそれらの相続くサイクル間にはある遅延
時間がある。その繰返し速度、すなわちリフレッシュ率
は、選択された層の外の飽和されたスピンがその後のサ
イクル中に平衡状態に戻らないようにするものでなけれ
ばならない。従って事象の実際の順序はサイクル（Ｚ，
Ｙ（ｎ），×）ｎと書かれる。但しｎは整数である。換
言すれば照射過程Ｃ）及び読み取り過程〆）は各サイク
ル毎に繰返されるが選択励起過程Ｙ（ｎ）は各サイクル
に依つて変わる。この変化は層をｙ。＝○からｙ。＝Ｙ
へと速かにスキャンするスィープパターンを発生するこ
とに相当する。（Ｙはｙ軸に沿った標本全体の寸法であ
る。）この特徴はサンプルの１つの完全なスキャンが非
常に急速に「特に標本のスピン格子緩和時間Ｔ，よりも
小さな時間に達成され得るという事を意味するのでこの
順序が注目される。もちろん完全なスキャンを繰返す事
が望まれる場合には、ｙ。

＝０に於ける△ｙの第１スロットの磁化が回復するため
に時間Ｔ，待つことが必要である。然し乍ら、概算では
、生物学的組織に於ける１つの完全スキャンを生じるた
めの時間（これは明らかにｎに塞くものであり、代表的
にはｎ＝１２８である）が約１．硯砂であることが示さ
れている。１つの完全なスキャンが行なわれる時には系
は１秒スキャンに対して自動的に準備される。

１つの更に別な点は初めの過程０）に関するものである
。

或る場合に於いては１つの（Ｚ）と、（Ｙ（ｎ，ｍ））
及びぴ）のｍ（整数）個のサブサィクルとを含んだサイ
クルを定めることが望ましい。か）るサイクルは次の様
に書き表わされる、（Ｚ−（Ｙ（ｎ，ｍ），×）ａ。最
初の過程０）は、各サイクル毎に実施される必要はない
。選択された層外のスピンが飽和されたま）であるなら
ば、多数のサイクルに対して過程Ｃ）は１回実施するだ
けで充分である。か）るサイクルは同じスキャン時間に
対してスキャン当たりの解像度をよりよくすることがで
きる。もちろんスキャン繰返し速度はスピン格子緩和時
間を含んだ増加に依って減速される。前述した整調励起
のシーケンスにおいては、前述の最初の段階ぶりを行な
うには、それらのスピンのほとんど（全部ではないが）
を９０ｏに宜って章動させる選択性の無線周波数パルス
が必要とされる。

どのスピンが影響を受けるかは「磁界勾配の大きさ及び
その章動無線周波数パルスのスペクトル分布に依存して
いる。それらの励起パルスは、スペクトル分布関数が所
望の形を有するようにパルスの形状を変調又は整調する
ことによって空間的に選択性のものとされる。

整調関数は、所望のスペクトル分布関数のフーリエ変換
から導き出され、パルス無線周波数搬送波を直接的に変
調するのに使用される。パルス中変調整調励起の１つの
方法は、パルス化無線周波数信号のパルス中を変調する
ことである。

前述の過程Ｚ）に使用される磁界勾配Ｇｚと前述の過程
〇）に使用される磁界勾配Ｇｙとは同じ値を有している
必要はない。すなわち、各磁界勾配が加えられるときの
合成磁界の位置に関する変化は、Ｚ方向及びＹ方向の両
者において等しい必要はない。第１の見地に於いては、
この方法は一定振中の無線周波数パルスを発生し且つ非
リニアな無線周波数増中器及びゲートに於ける中を変え
ることが比較的容易であるので満足であると思われる。
然し乍ら、総体的なパルス中変調関数に対応するスペク
トル分布の分析は、一般的に、元のスペクトル分布関数
に対応しないという事を示している。実際、大部分の無
線周波数電力は搬送波周波数について発生される側波帯
や不所望な高調波に行ってしまう。より簡単な方法は、
好ましくは片側波帯振中変調に依って、搬送波を直接的
に振中変調することである。

無線周波数搬送波を振中変調するのに所望のスペクトル
分布関数のコサィン変換が使用される場合は、それに依
って生じる無線周波数スペクトル分布は搬送波周波数に
ついての側波帯の片方となる。

然し乍ら、この対のうちの１方又は他方は位相が第１の
搬送波と直角移相状態にある第２の搬送波をサイン変換
する様にして更に振中変調することに依って抑制するこ
とができる。実際には、簡単なコサィン変換では〜不所
望の像の作用が変調作用の大中な周波数ずれに対しても
スピン系に比較的わずかな影響しか与えない。

例えばｔｙ（第１５図）に於ける様な狭いスペクトルを
照射するためには、必要とされる無線周波数レベルは低
い。これは、標本の小さな領域以外の全領域が照射され
るためにスペクトル分布が広い様なし ｔｚに於ける初
期飽和過程とは対照的である。等しいＧＺ皮びＧｙに対
する無線周波数振中の比率は代表的には１００である。
然し乍らＧｚがＧｙより小さくされるならばより都合の
よい比率が得られる。たとえそうであっても、セ）の照
射パターンを描くのに必要とされる無線周波数振中の範
囲は（Ｙ）に対するものより大きく、無線周波数ゲート
及び増中器のＩＪニア性に多数の条件を課するものであ
る。第１６図は本発明に依る核磁気共鳴装置の略図を示
している。

低レベルの無線周波数信号は１５．０ＭＨＺで作動する
周波数合成装置１０から１８０ｏ位相変調器１１を通し
て直角位相ハイブリッド分割器１２へと供給される。

零位相出力即ちｘチャンネル及び直角位相出力則ちｙチ
ャンネルは共に、コンピュータ１５に依って制御される
２進減衰器１３及び１４を通して供給される。適当なコ
ンビュー外まハニウル日３１６である。各減衰器は、そ
の入力に於ける５ボート電力分割器から成る。４つの出
力ボートの各々は、大減衰無線周波数伝送ゲート及びプ
リセット減衰器を通して供給される。

この４つのチャンネルに於ける減衰値は比旧，皮旧，１
汐旧，及び１幻Ｂである。これら４つのチャンネルは最
終的には広帯域加算器に於いて結合されて単１の出力を
与える。ｘ及びｙチャンネルの２進減衰器出力は、３路
結合器１６で結合されそして可変減衰器Ａ，を通して広
帯域増中器１７に供給される。減衰器Ａ，は２進減衰器
でもよく、コンピュータ１５１こ依って制御されて無線
周波数信号の電力範囲を拡張することができる。合成装
置から伝送ゲートＧを経て減衰器Ａ，への別の無線周波
数経路も設けられる。

このゲートはパルス発生器Ｐ‘こ依って制御され、該発
生器Ｐはコンピューター５から制御トリガを受け取る。
このような構成としたことにより、後述するような校正
のために必要な短い強い無線周波数パルスを発生させる
ことができる。増中器ｊ７は広い範囲に亘つてリニアで
あり、そして２進減衰器１３及び１４からの１錠段階の
無線周波数レベルがこの電力範囲に及ぶ様に構成されて
いる。

減衰器Ａ２は「 ２進減衰器でありコンピューター５に
依って制御されるが、ブローブー８１こ与えられる最終
的な電力レベルを変える様に用いられる。

無線周波数整合は伝送器。受信器システムを通じてなさ
れている。プローブ１８からの核信号は先ず低ノイズ前
鷹増中器１９だ増中され「その出力は位相感知検出器２
０１こ於いて更に増中されそして基準入力に関して検出
される。

検出された出力信号はアナログーデジタルコンバータ（
ＡＤＣ）に於いてデジタル形態に変換される。このコン
バータは入出力ハイウェイ２１を経てコンピュータ１５
に直接的にインターフェイスされＬデジタル変換及びデ
ータ転送がコンビユー外こ於いて内部コマンド命令を受
け取った際に行なわれる様になっている。第１７図のプ
ローブはＱスイッチ装置であり、該装置はィソダクタン
スＬがサンプルコイルを形成し且つ伝送及び受信の両モ
ードに対して共通である様な直列同調回路から成る。直
列な逆接続ダイオードＤＩは信号受信中伝送器をプロー
ブから分離する。核信号は整合抵抗Ｒ２を通り、５：１
の広帯域変成器及び１／４皮長ラインを経て前層増中器
１９へ供給される。前贋増中器入力に於ける並列な逆接
続ダイオードＤ２は無線周波数パルスの伝送中この前瞳
増中器を保護する。抵抗ＲＩはプローブを伝送器に対し
て整合する。この回路は整合及び同調の両方に対して同
調キャパシタＣを１つしか使用していないので他のほと
んどのプローブ回路に勝る簡単化の利点を有している。
無線周波数の非均質性を改善するためには、サンプルコ
ィルＬは薄い銅のシートで筒状形態に作られた、絶縁さ
れた銅ホイルフラックスガィド上に巻かれる。プローブ
組立体は磁界勾配Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを−般的に生じる勾
配コイルに依って取り囲まれる。

これらの勾配コイルを通して流れる電流はスイッチＳＩ
に依って制御され「該スイッチ‘ま電流増中器Ａｘ，Ａ
ｙ，又はＡｚをスイッチオンして１つのコイルから別の
コイルへと電流を導く。一般的に電流は大きさが様々で
あり、これが種々の磁界勾配を生じる。必要ならば２つ
或いはそれ以上の勾配コイルを同時に付勢することがで
きる。コンピュータ１５は、このコンピュータの一部で
あるＡレジスタのビット１１一１６からゲートを開いて
出力するようにされている。関連内部コマンド命令を受
け取る際には全てのゲートが開成される。必要とされる
特定のパルス順序に対応するビットパターンはソフトウ
ェア制御に依って内部的にＡレジスタへ逐次負荷される
。日３１６は同期コンピュータであるので、全ての命令
のタイミングはコヒレントであり、機械サイクル時間則
ち１．６〆秒の単位にて生じる。上記した実験に於いて
は、ビット１３乃至１６は２進減衰器を制御し、ビット
１２はスイッチＳＩを経て磁界勾配の切り替えを制御し
、そしてピヅｒｌｌは１８０ｏ位相変調器を経て搬送波
の位相反転を制御する。

制御パルスを必要としない時のコンピュータのデ−タ処
理操作或いは他の操作の間は、Ａレジスタの出力はスイ
ッチオフされる。

これは通常の動作中ほとんどのビット操作がこのアキュ
ムレータレジス夕に於いて行なわれるために生じる擬似
制御パルスを防ぐためである。制御卓はセンス・スイッ
チのブロックを収容しており、これらスイッチ各々は通
常の周辺装置と同様に試験され又は感知され得る。

この過程はソフトウェアに依って内部コマンド命令を受
け取った際に生じる。この命令は特定のセンス・スイッ
チがセットされているかりセットされているかに基いて
、次に続くプログラム命令を無視するか又は実行するか
するためにコンピュータに命令する。この様にして、プ
ログラムの実行中にこのプログラムをソフトウェアルー
チンの他の部分へ径路指定するために種々のセンス・ス
イッチが使用される。ディスプレイ。

インターフェイスは関連コンピュータ命令を受け取った
際に１次元或いは２次元のモードで作動する。１次元動
作に於いては、メモリのブロック（６４乃至５１２７ー
ド）が内部リフトウェアルーチンに依って出力される。

各々のワードはディスプレイ・インターフェイスに於い
てアナログ電圧に変換されて、モニタオシロスコープの
ｙ偏向として使用される。各ワード転送の終了時には１
２ビットの２進カウンタが増加される。このカウンタは
１２ビットのデジタルーアナログコンバータ（ＤＡＣ）
に於いてアナログ電圧に変換され、可視ディスプレイ上
のデータ点のｘ偏向を生じる様に使用される。２次元モ
ードに於いては、鼻（６４）２，量（・２８）２，及び
きく２５６）２ワードのメモリブロックが内部ソフトウ
ェアルーチンを経て出力される。各々の１６ビットワー
ド出力は一時的に１６ビットバッファストアに置かれる
。次のコンピュータワードを受け取る前には、バッファ
ストアのワード‘ま各々４ビットの４つのブロックにス
トローフされる。各４ビットワードの出力はカウンタを
増加させ、該カウンタはＤＡＣを通してディスプレイオ
シロスコープのｘ偏向駆動を生じる。第２のカゥンタは
データ点の各ラインの終りをカウントし、そして第狐Ａ
Ｃを経てｙ偏向を与え従って方形のテレビラスタを発生
する。各４ビットワードの大きさは速やかにアナログ形
態に変換され、そしてディスプレイオシロスコープの電
子ビームの輝度を直接的に変調してテレビ式の描写体を
生じる様に用いられる。ディスプレイ装置はリニアなビ
ーム輝度変調構成を有していなければならない。４ビッ
トワード出力速度が１点当たり約３．０ｒ秒であれば、
２５爺配列に対してさえもフリツカはほとんど与えない
。

校正及び整列のためには、第１６図のパルス発生器Ｐが
２進減衰器の位置に接続されそしてサンプルコイルに短
い強力な９０ｏパルスを発生する様に用いられる。

サンプルは筒形状の常磁性的にドープされた水或し、は
鉱油であり、その筒軸はｚ方向に沿って存在する。リニ
アな磁界勾配Ｇｘ又はＧｙに於けるこの様な形のサンプ
ルの吸収線は半円形の外観をしており、その底部中は筒
の実際の直径と共に磁界勾配を直接校正できる様にする
。この過程は両勾配Ｇｙ及びＧｚに対して繰返されるが
しＧｚについてはサンプル軸はｘ又はｙのいずれかに沿
って整列される。９０パルス応答は又投射データを中心
定めしそしてその中を磁界勾配及び／又はデータ点間隔
に依って調節するだけで描写体のスパンをデータディス
プレイ範囲内にもって行くことができる。

整列手順は先ず、正しい無線周波数照射レベルをセット
し次いで受信器の位相をセットするという事から成る。

無線周波数レベルは〜最も狭いスペクトル分布関数即ち
周波数的に見た１点に対応する整調励起順序で標本を照
射することに依ってセットされる。周波数のずれはサン
プルの中心を通る細いスロットが照射される様に選ばれ
る。一定の勾配Ｇｙ（勾配を切り替えない）に於けるこ
の照射に対する応答はフーリエ変換されそしてそれに被
って生じた細いスパイクは最低の無線周波数電力に対し
て最大にされる。これは９びの章動パルスに対応する。
その無線周波数レベルはし磁界勾配の存在していない状
態で次のようにチェックされうる。この場合は全サンプ
ルは静磁界日。が選択パルスの周波数ずれを打ち消す様
に調節されるならば信号に対して寄与する。最後に〜全
実験は磁界勾配は切り替えるが周波数ずれは一定である
様にして行なわれる。

サンプル断面の中央を横切る細いスロットに対応する信
号形状がディスプレイされそして無線周波数基準位相は
対称的で且つ正の吸収線を与える様に調節される。信号
形状の予備的な試験データの平均化も行なわれ「 これ
は平均化されたデータの変動を可視ディスプレイの全１
６レベル輝度範囲内に持って行く様にデータの目盛をセ
ットできる様にする。図面の簡単な説明第１図及び２図
は本発明を説明するための図、第３図は本発明に依る核
磁気共鳴装置のブロック図、第４図はプローブ及び磁界
勾配コイル組立体の平面図、第５図は第３図の装置に使
用される整合ユニット・デュープレクサの回路図、第６
図ａ？ ｂ，ｃ及びｄは飽和技術を用いた実験の色々な
段階で得られる時間変動信号を示す図「第７図は上記実
験に於けるスピン密度分布を示す図〜第８図ａ，ｂ，ｃ
及びｄは励起技術を用いた本発明に依る別の方法に関連
した種々の信号を示す図、第９図はスピン密度分布を得
る更に別の方法を示す図、第１０図ａ，ｂ，ｃ及びｄは
第８図に示したものとは別の励起技術に関連した種々の
信号を示す図、第１１図は第１０図を参照して説明した
技術に依り単１の薄片及び全サンプルに百つて得られる
出力信号を示すグラフ「第１２図ａ，ｂ，ｃ，ｄ及びｅ
は励起パルス列に対する無線周波数変調包絡線の発生に
於ける種々の段階を示す図も第１３図及び竃４図は本発
明を実施する或る方法を説明する図ト第１５図は第１３
図及び１４図を参照して説明した方法に関連した種々の
信号を示す図、第１６図は本発明に依る装置のブロック
形態の回路図、及び第１７図は使用される核磁気共鳴ブ
ロープの回路を示す図である。

Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ……磁界勾配、Ａ亀肌…発振器、Ａ２
……ゲート、Ａ３……増中器、Ｂｉ・…川周波数合成装
置トＢ２……位相変調器、Ｂ３……ゲート、Ｂ４……増
中器もＢ５帆…減衰器、Ｓ……サンプルコイル、Ｐ１，
Ｐ２・・…・パルス発生器、Ｃ……パルス制御装置、Ｆ
Ｆ１，ＦＦ２……フリップ−フロップ、Ｍ……整合ユニ
ット。

デュ−プレクサキＲ亀……増中器「Ｒ２…・・・受信器
・位相感知検出器「Ｒ３……アナログーデジタルコソバ
ータ。イウプムメ ノこスリク． ノフス乙〆 夕ね〆 〃々づ 夕ね〆 ノフフ夕，ス ク杉，夕 〃俗，夕， ノ７〆．え〆． ノ７〆 メメ 々俗 ぞ。

メウス凌ぐ蟹 〆らンタ乙Ｚ． ん浴み， 々杉 松 々花，〃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ サンプルに１つの軸に沿って静磁界を与えるための
   手段と、前記静磁界へ前記１つの軸に沿って変化する磁
   界勾配を与えるための手段と、前記１つの軸に沿う前記
   静磁界へ前記１つの軸と直交する少なくとも１つの方向
   に変化する磁界勾配を与えるための手段と、所定の磁界
   勾配、すなわち前記静磁界の軸の方向に沿って変化する
   前記磁界勾配又は前記静磁界の軸と直交する方向に変化
   する前記磁界勾配、が加えられた前記サンプルの所定部
   分を選択的に励起するため選択された周波数成分を有す
   る無線周波数信号を前記サンプルへ与えるための手段と
   、前記所定の磁界勾配に関連した前記サンプルの特定領
   域のみを優先的に励起させ且つその他の領域を実効的に
   励起されないまゝとしておくように前記無線周波数信号
   の印加と同時に前記磁界勾配を順次切り替えるための手
   段と、前記サンプルの問題にしている励起された部分か
   ら自由誘導減衰信号を読み出すための手段とを備えるこ
   とを特徴とする核磁気共鳴装置。