JPH0736007B2 - Ｎｍｒパルス実験において横方向磁化を励起する方法 - Google Patents
Ｎｍｒパルス実験において横方向磁化を励起する方法Info
- Publication number
- JPH0736007B2 JPH0736007B2 JP2107297A JP10729790A JPH0736007B2 JP H0736007 B2 JPH0736007 B2 JP H0736007B2 JP 2107297 A JP2107297 A JP 2107297A JP 10729790 A JP10729790 A JP 10729790A JP H0736007 B2 JPH0736007 B2 JP H0736007B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- chirp
- frequency
- chirp pulse
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 39
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 title claims description 27
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 title claims description 15
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 21
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 claims description 14
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000005100 correlation spectroscopy Methods 0.000 claims description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 7
- 238000005529 exchange spectroscopy Methods 0.000 claims description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 2
- 238000003325 tomography Methods 0.000 claims description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims 9
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 17
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 13
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000285 exorcycle Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 238000000264 spin echo pulse sequence Methods 0.000 description 3
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000004111 multi quantum spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-OUBTZVSYSA-N Carbon-13 Chemical compound [13C] OKTJSMMVPCPJKN-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 238000012565 NMR experiment Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009615 fourier-transform spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/46—NMR spectroscopy
- G01R33/4616—NMR spectroscopy using specific RF pulses or specific modulation schemes, e.g. stochastic excitation, adiabatic RF pulses, composite pulses, binomial pulses, Shinnar-le-Roux pulses, spectrally selective pulses not being used for spatial selection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
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）実験において横方向磁化
を励起する方法であって、高強度の磁場に付された核ス
ピン系を一連のRFパルス（ラジオ波パルス）により照射
して実質的に位相ひずみのない励起を生じ、該励起に続
いて自由誘導減衰を生じ、その結果物理量として又は所
望の情報として更に処理し評価するためのスピンエコー
信号を生じ、前記一連のRFパルスは磁化の90°フリップ
を生じる第１のチャープパルスと磁化の180°フリップ
を生じる第２のチャープパルスとからなり、各フリップ
は磁場の方向と直角の軸の回りに生じ、前記第２のRFパ
ルスは前記第１のRFパルスに続いてデフォーカス（defo
cusing）時間間隔τの経過後に発生させられる方法、及
び本発明による該方法を用いて作動させられるNMR−分
光学的装置に関する。
を励起する方法であって、高強度の磁場に付された核ス
ピン系を一連のRFパルス（ラジオ波パルス）により照射
して実質的に位相ひずみのない励起を生じ、該励起に続
いて自由誘導減衰を生じ、その結果物理量として又は所
望の情報として更に処理し評価するためのスピンエコー
信号を生じ、前記一連のRFパルスは磁化の90°フリップ
を生じる第１のチャープパルスと磁化の180°フリップ
を生じる第２のチャープパルスとからなり、各フリップ
は磁場の方向と直角の軸の回りに生じ、前記第２のRFパ
ルスは前記第１のRFパルスに続いてデフォーカス（defo
cusing）時間間隔τの経過後に発生させられる方法、及
び本発明による該方法を用いて作動させられるNMR−分
光学的装置に関する。
（従来の技術及び発明が解決しようとする課題） 上記の種類の方法は、アール・フリーマン（R.Freema
n）、エス・ピー・ケンプセル（S.P.Kempsell）及びエ
ム・エイチ・レビット（M.H.Levitt）による科学刊行
物、J.Magn.Reson.38,453（1980）中の記載により公知
である。
n）、エス・ピー・ケンプセル（S.P.Kempsell）及びエ
ム・エイチ・レビット（M.H.Levitt）による科学刊行
物、J.Magn.Reson.38,453（1980）中の記載により公知
である。
公知の方法によれば、横方向磁化は、10°（Ｘ）パル
ス、60°（−Ｘ）パルス及び140°（Ｘ）パルスの３つ
のパルスであって、適当な間隔により隔てられ、基準フ
レーム中に生じ、送信器周波数と同期してＺ軸の周囲に
回転するパルスのグループからなる「スピン−ノッティ
ングシークエンス」により励起され、この時、静磁場は
Ｚ軸に沿って方向づけられており、Ｙ軸に沿う横方向磁
化は吸収型信号（absorption mode signal）に対応す
る。
ス、60°（−Ｘ）パルス及び140°（Ｘ）パルスの３つ
のパルスであって、適当な間隔により隔てられ、基準フ
レーム中に生じ、送信器周波数と同期してＺ軸の周囲に
回転するパルスのグループからなる「スピン−ノッティ
ングシークエンス」により励起され、この時、静磁場は
Ｚ軸に沿って方向づけられており、Ｙ軸に沿う横方向磁
化は吸収型信号（absorption mode signal）に対応す
る。
横方向磁化が励起できるスペクトル範囲のやや大きい帯
域幅は、位相変調と組み合わされた固定周波数キャリヤ
のパルス変調により得られる（アール・ティコ（R.Tych
o）、エイチ・エム・チョ（H.M.Cho）、イー・シュナイ
ダー（E.Schneider）、及びエイ・パインズ（A.Pine
s）、J.Magnetic.Reson.61、第90項、1985）が、これに
より得られる改良は、実質的重要性を有するものではな
い。
域幅は、位相変調と組み合わされた固定周波数キャリヤ
のパルス変調により得られる（アール・ティコ（R.Tych
o）、エイチ・エム・チョ（H.M.Cho）、イー・シュナイ
ダー（E.Schneider）、及びエイ・パインズ（A.Pine
s）、J.Magnetic.Reson.61、第90項、1985）が、これに
より得られる改良は、実質的重要性を有するものではな
い。
単に90°パルスをかけることによりNMR実験における横
方向磁化を励起する通常の方法と比較して、上記公知の
方法は、位相ひずみのない励起に関してはかなりの改善
を示す。しかし、横方向磁化の励起が可能なスペクトル
範囲の帯域幅は、同等の小さな間隔であり、従って公知
の方法は、励起用RFの磁場効果（field confribution）
に等しい周波数ω＝γB1で表現されるRF振幅より大きい
スペクトル範囲をカバーするには効果的でないという不
利な点がある。
方向磁化を励起する通常の方法と比較して、上記公知の
方法は、位相ひずみのない励起に関してはかなりの改善
を示す。しかし、横方向磁化の励起が可能なスペクトル
範囲の帯域幅は、同等の小さな間隔であり、従って公知
の方法は、励起用RFの磁場効果（field confribution）
に等しい周波数ω＝γB1で表現されるRF振幅より大きい
スペクトル範囲をカバーするには効果的でないという不
利な点がある。
同様のことが、１次元及び多次元フーリエ分光法（アー
ル・アール・エルンスト（R.R.Ernst）、ジー・ボーデ
ンハウガン（G.bodenhausen）、及びエイ・ウォカウン
（A.Wokaun）、「１及び２次元の核磁気共鳴の原理」、
クラレンドンプレス、オックスフォード、1987）に見ら
れる状況についても当てはまり、それによれば、限定さ
れた帯域幅の周波数範囲における励起は、単色送信器周
波数のパルス化された時変調により得られる。
ル・アール・エルンスト（R.R.Ernst）、ジー・ボーデ
ンハウガン（G.bodenhausen）、及びエイ・ウォカウン
（A.Wokaun）、「１及び２次元の核磁気共鳴の原理」、
クラレンドンプレス、オックスフォード、1987）に見ら
れる状況についても当てはまり、それによれば、限定さ
れた帯域幅の周波数範囲における励起は、単色送信器周
波数のパルス化された時変調により得られる。
他方、周知のように、CW（連続波）分光法（アール・ア
ール・エルンスト（R.R.Ernst）、Adv.Magn.Reson.2,1
−135（1966）においては、任意の幅のスペクトルに亘
って励起用送信器周波数を掃引することが可能である。
しかし、“ゆっくりとした”周波数掃引を必要とするCW
分光法は非常に長い測定時間という不利な点があり、従
って、フーリエ分光法により大きくとって代わられる傾
向にある。
ール・エルンスト（R.R.Ernst）、Adv.Magn.Reson.2,1
−135（1966）においては、任意の幅のスペクトルに亘
って励起用送信器周波数を掃引することが可能である。
しかし、“ゆっくりとした”周波数掃引を必要とするCW
分光法は非常に長い測定時間という不利な点があり、従
って、フーリエ分光法により大きくとって代わられる傾
向にある。
もし、測定時間を低減する目的で、連続波スペクトルが
適度に速い周波数掃引を用いて記録されるならば、スペ
クトルにいわゆる「ウイグル」が観察される。好ましい
場合には、この人工物は、フーリエ変換がたたみ込み積
分（convolution integrals）を単純化するのに非常に
効果的に用いることができるので、デコンヴォリューシ
ョン（deconvolutin）により除いてもよい（ジェイ・ダ
ドック（J.Dadok）及びアール・エフスプレッチャー
（R.F.Sprecher）、J.Magn.Reson.13,243−248（1974）
即ち、グプタ等により「ラピッドスキャンフーリエ変換
分光法」と呼ばれた方法（アール・ケイ・グプタ（R.K.
Gupta）、ジェイ・エイ・フェレッティ（J.A.Ferrett
i）、及びイー・ディ・ベッカー（E.D.becker）、J.Mag
n.Reson.13,275−290（1974）により除いてもよい。し
かい、パルス化されたフーリエ分光法とは対照的に、ち
ょうどCW分光法と同様に、信号は励起用RF場がスペクト
ルを通じて掃引されている間に記録される。
適度に速い周波数掃引を用いて記録されるならば、スペ
クトルにいわゆる「ウイグル」が観察される。好ましい
場合には、この人工物は、フーリエ変換がたたみ込み積
分（convolution integrals）を単純化するのに非常に
効果的に用いることができるので、デコンヴォリューシ
ョン（deconvolutin）により除いてもよい（ジェイ・ダ
ドック（J.Dadok）及びアール・エフスプレッチャー
（R.F.Sprecher）、J.Magn.Reson.13,243−248（1974）
即ち、グプタ等により「ラピッドスキャンフーリエ変換
分光法」と呼ばれた方法（アール・ケイ・グプタ（R.K.
Gupta）、ジェイ・エイ・フェレッティ（J.A.Ferrett
i）、及びイー・ディ・ベッカー（E.D.becker）、J.Mag
n.Reson.13,275−290（1974）により除いてもよい。し
かい、パルス化されたフーリエ分光法とは対照的に、ち
ょうどCW分光法と同様に、信号は励起用RF場がスペクト
ルを通じて掃引されている間に記録される。
ラピッドスキャン分光法に対する完全に異ったアプロー
チがデライアにより導入されている（ジェイ・デライア
（J.Delayre）、米国特許第（3,975,675号）。該特許に
よれば、磁化はまず周波数掃引されたパルス、いわゆる
“チャープパルス”により励起されるが、それ自体はイ
オンサイクロトロン共鳴（ICR）において周知であり、I
CRにおいてはチャープ化されたパルスは通常の測定にお
いて用いられており（エム・ビー・コミサロウ（M.B.Co
misarow）及びエイ・ジー・マーシャル（A.G.Marshal
l）、Chem.Phys.Lett.26,489（1974）、その使用は最近
２次元ICR分光法にまで広げられた（ピー・プファンド
ラー（P.Pfandler）、ジー・ボーデンハウゼン（G.Bode
nhausen）、ジェイ・ラピン（J.Rapin）、エム・イー・
ワルサー（M.E.Walser）及びティー・ガウマン（T.Gaum
an）、J.Am.Chem.Soc.110、5625−5628（1988））。デ
ライアの実験においては、ラピッドスキャン分光法とは
対照的に、自由誘導減衰はチャープパルスの終了後に記
録される。得られるスペクトルにおける周波数による大
きな位相誤差のため、デライアのアプローチは、NMRに
おいてはあまり人気がなかった。
チがデライアにより導入されている（ジェイ・デライア
（J.Delayre）、米国特許第（3,975,675号）。該特許に
よれば、磁化はまず周波数掃引されたパルス、いわゆる
“チャープパルス”により励起されるが、それ自体はイ
オンサイクロトロン共鳴（ICR）において周知であり、I
CRにおいてはチャープ化されたパルスは通常の測定にお
いて用いられており（エム・ビー・コミサロウ（M.B.Co
misarow）及びエイ・ジー・マーシャル（A.G.Marshal
l）、Chem.Phys.Lett.26,489（1974）、その使用は最近
２次元ICR分光法にまで広げられた（ピー・プファンド
ラー（P.Pfandler）、ジー・ボーデンハウゼン（G.Bode
nhausen）、ジェイ・ラピン（J.Rapin）、エム・イー・
ワルサー（M.E.Walser）及びティー・ガウマン（T.Gaum
an）、J.Am.Chem.Soc.110、5625−5628（1988））。デ
ライアの実験においては、ラピッドスキャン分光法とは
対照的に、自由誘導減衰はチャープパルスの終了後に記
録される。得られるスペクトルにおける周波数による大
きな位相誤差のため、デライアのアプローチは、NMRに
おいてはあまり人気がなかった。
従って、本発明の主要な目的は、実質的に任意の周波数
範囲における励起と得られるスピンエコー信号の位相分
散の信頼性のある補償との両方を可能にするNMRパルス
実験における横方向磁化の励起方法を提供することであ
る。
範囲における励起と得られるスピンエコー信号の位相分
散の信頼性のある補償との両方を可能にするNMRパルス
実験における横方向磁化の励起方法を提供することであ
る。
（問題を解決するための手段） この目的のため、本発明によれば、90°のフリップ角を
与える第１のチャープパルス及び180°のフリップ角を
与える第２のチャープパルスは、その持続中に励起用RF
エネルギーの周波数が下限周波数ωRFminと上限周波数
ωRFmaxとの間で時間に対して単調な関係で掃引される
パルスであり、第２のチャープパルスの持続期間は第１
のチャープパルスの持続期間の半分であり、第２のチャ
ープパルスの振幅は第１のチャープパルスの振幅の２倍
から４倍の間である。
与える第１のチャープパルス及び180°のフリップ角を
与える第２のチャープパルスは、その持続中に励起用RF
エネルギーの周波数が下限周波数ωRFminと上限周波数
ωRFmaxとの間で時間に対して単調な関係で掃引される
パルスであり、第２のチャープパルスの持続期間は第１
のチャープパルスの持続期間の半分であり、第２のチャ
ープパルスの振幅は第１のチャープパルスの振幅の２倍
から４倍の間である。
本発明のチャープパルスシークエンスにより、スピンエ
コーを形成するための磁化ベクトルの再集束の条件が満
たされる。即ち、さもなければ考慮しなければならなか
ったであろう位相ひずみが非常に大きな帯域幅に亘って
無視可能のままとなる。従って、本発明はパルス分光法
技術の利点とCW分光法の利点とを組み合わせるものであ
る。
コーを形成するための磁化ベクトルの再集束の条件が満
たされる。即ち、さもなければ考慮しなければならなか
ったであろう位相ひずみが非常に大きな帯域幅に亘って
無視可能のままとなる。従って、本発明はパルス分光法
技術の利点とCW分光法の利点とを組み合わせるものであ
る。
本発明による方法は、第２のチャープパルスの振幅に対
して余り感受性の高いものではないので、最も実際的な
場合は、A180°/A90°の比として２〜４の値を選択する
ことによりカバーできる。
して余り感受性の高いものではないので、最も実際的な
場合は、A180°/A90°の比として２〜４の値を選択する
ことによりカバーできる。
第２のチャープパルスに続く自由誘導減衰信号の捕捉
は、このパルス終端縁において、又は、ある場合におい
ては好ましいのであるが、スピンエコー信号が最も強い
時に開始してよく、後者の場合、エコー信号のフーリエ
変換により得られるスペクトルは本質的に位相分散のな
いものとなる。
は、このパルス終端縁において、又は、ある場合におい
ては好ましいのであるが、スピンエコー信号が最も強い
時に開始してよく、後者の場合、エコー信号のフーリエ
変換により得られるスペクトルは本質的に位相分散のな
いものとなる。
通常の場合、RF励起用照射の周波数掃引は時間に対して
線形となる。しかし、特別の場合には、上下限周波数ω
RFmin及びωRFmaxの間の非線形であるが単調な周波数掃
引を生ぜしめることが役に立つ。
線形となる。しかし、特別の場合には、上下限周波数ω
RFmin及びωRFmaxの間の非線形であるが単調な周波数掃
引を生ぜしめることが役に立つ。
本発明による方法の好ましい実施例においては、４段階
シークエンスの90°−180°のチャープパルスペアが発
生させられるが、90°パルスの位相はパルス搬送周波数
の位相と同じであり、一方180°チャープパルスの位相
はパルス搬送周波数の位相に対して０°、90°、180
°、270°を経て循環し、レシーバ基準信号（receiver
reference signal）の位相はパルス搬送周波数の位相に
対して０°と180°との間で交互に切り換えられる。
シークエンスの90°−180°のチャープパルスペアが発
生させられるが、90°パルスの位相はパルス搬送周波数
の位相と同じであり、一方180°チャープパルスの位相
はパルス搬送周波数の位相に対して０°、90°、180
°、270°を経て循環し、レシーバ基準信号（receiver
reference signal）の位相はパルス搬送周波数の位相に
対して０°と180°との間で交互に切り換えられる。
本発明の方法のこの実施態様において、位相分散の最も
効果的な除去が達成される。
効果的な除去が達成される。
本発明は、２次元交換分光法、相関分光法、異種核相関
分光法、多量子分光法等の多様なNMRパルス分光法適用
に有用であり、上記の分光学上の能力を有し本発明に応
じた作動モードを可能にする装置を備えたNMRパルスス
ペクトロメータも本発明の主題と見なされると理解され
る。
分光法、多量子分光法等の多様なNMRパルス分光法適用
に有用であり、上記の分光学上の能力を有し本発明に応
じた作動モードを可能にする装置を備えたNMRパルスス
ペクトロメータも本発明の主題と見なされると理解され
る。
本発明の更なる詳細、態様、及び利点は、図面に基づく
下記の説明により明らかとなろう。
下記の説明により明らかとなろう。
（実施例） 第1a,1c,1e及び1g図は、多様なNMRパルス実験に対する
横方向磁化の振幅即ちMxy＝（Mx2＋My2）1/2の従属を示
す。これらの実験に関して、第1b,1d,1f及び1h図は、そ
れぞれ、信号捕捉が開始されるべき瞬間（RFパルスの直
後又はスピンエコー時）に対して計算された第1a〜1g図
によって示された横方向磁化の位相ψ＝逆正接（arcta
n）（My/Mx）の従属を示す。位相図（第1b,1d,1f及び1h
図）において一見して明らかな非連続性は、位相が期間
（−π＋π）においてのみ図示されているという事実に
よる。
横方向磁化の振幅即ちMxy＝（Mx2＋My2）1/2の従属を示
す。これらの実験に関して、第1b,1d,1f及び1h図は、そ
れぞれ、信号捕捉が開始されるべき瞬間（RFパルスの直
後又はスピンエコー時）に対して計算された第1a〜1g図
によって示された横方向磁化の位相ψ＝逆正接（arcta
n）（My/Mx）の従属を示す。位相図（第1b,1d,1f及び1h
図）において一見して明らかな非連続性は、位相が期間
（−π＋π）においてのみ図示されているという事実に
よる。
磁化ベクトルの振幅応答特性11,12,13及び14は、ブロッ
ホの方程式を解くことにより計算された。チャープパル
スに対しては、これは、瞬時周波数 ωRF（ｔ）＝ωRFmin＋ΔωRF・t/τρ （ここに、ωRFminは横方向磁化を励起するために用い
られる最小周波数、ΔωRFは周波数掃引の範囲、τρは
チャープパルスの持続時間である）と同期した加速回転
フレームにおいて行うことができる。該加速回転フレー
ムにおいて、有効磁場ベクトルBeff＝B1＋ΔB0（ここ
で、B1は励起用RF場の振幅に比例し、ΔB0は核スピン系
がさらされる静磁場による成分である）は、最初はＮ極
方向、即ちＺ方向を指し、励起用RF場の周波数が共鳴を
通過する時だけ短時間Ｙ軸と一致しながら、YZ平面を徐
々にＳ極方向に移動する。
ホの方程式を解くことにより計算された。チャープパル
スに対しては、これは、瞬時周波数 ωRF（ｔ）＝ωRFmin＋ΔωRF・t/τρ （ここに、ωRFminは横方向磁化を励起するために用い
られる最小周波数、ΔωRFは周波数掃引の範囲、τρは
チャープパルスの持続時間である）と同期した加速回転
フレームにおいて行うことができる。該加速回転フレー
ムにおいて、有効磁場ベクトルBeff＝B1＋ΔB0（ここ
で、B1は励起用RF場の振幅に比例し、ΔB0は核スピン系
がさらされる静磁場による成分である）は、最初はＮ極
方向、即ちＺ方向を指し、励起用RF場の周波数が共鳴を
通過する時だけ短時間Ｙ軸と一致しながら、YZ平面を徐
々にＳ極方向に移動する。
第1a図は、搬送周波数25KHz、RF振幅γB1＝340Hz及び持
続時間τρ＝750μｓを有する従来の単色性90°チャー
プパルス（ここに、RF振幅は磁気回転比γとチャープパ
ルスの場の強さB1で表わされる）の振幅応答特性11を示
し、第1b図はその位相応答特性16を示す。このパルス励
起の結果、周波数領域における|sinω／ω｜エンベロー
プと非常に急勾配の周波数依存性位相エラーを有する振
幅応答特性11が得られる。位相応答特性16において一見
して明らかな対称性の欠除は不充分な数字のためであ
る。注意すべきは、振幅11はパルス搬送周波数の近傍を
除いて無視できるので、位相応答特性16は、第1b図に示
された幅の大部分に亘って本質的に無意味であるという
ことである。
続時間τρ＝750μｓを有する従来の単色性90°チャー
プパルス（ここに、RF振幅は磁気回転比γとチャープパ
ルスの場の強さB1で表わされる）の振幅応答特性11を示
し、第1b図はその位相応答特性16を示す。このパルス励
起の結果、周波数領域における|sinω／ω｜エンベロー
プと非常に急勾配の周波数依存性位相エラーを有する振
幅応答特性11が得られる。位相応答特性16において一見
して明らかな対称性の欠除は不充分な数字のためであ
る。注意すべきは、振幅11はパルス搬送周波数の近傍を
除いて無視できるので、位相応答特性16は、第1b図に示
された幅の大部分に亘って本質的に無意味であるという
ことである。
第1c図及び第1d図は、それぞれ、デライアのオリジナル
な実験方法により行われたNMRパルス実験における従来
のチャープ励起に続く振幅応答特性12と位相応答特性17
を示す。チャープパルスの搬送周波数は、10KHz〜40KHz
間を掃引された。チャープパルスの強度は、第1a及び1b
図の実験において用いられたパルスの強度と同じであり
（γB1＝340Hz）、パルスの持続時間τρは2ms.であっ
た。これらの条件は、磁化が、通常の90°パルスの効果
と類似して、Ｎ極から回転フレームの赤道面に傾斜する
ように選択された。第1d図による不規則な応答特性17
は、チャープパルスの終りの直後に得られる自由誘導減
衰のフーリエ変換により得られるスペクトルにおける信
号の位相を表わす。位相の周波数依存性は非常に“急勾
配”なので位相補正は困難であろうということがわか
る。第1e図は、本発明により２つのチャープパルス（詳
細は下記に述べる）を用いたスピンエコーシークエンス
（90°−τ−180°−τ′−捕捉）について得られた振
幅プロフィールを示す。第1f図においては、対応する位
相応答特性19が示される。
な実験方法により行われたNMRパルス実験における従来
のチャープ励起に続く振幅応答特性12と位相応答特性17
を示す。チャープパルスの搬送周波数は、10KHz〜40KHz
間を掃引された。チャープパルスの強度は、第1a及び1b
図の実験において用いられたパルスの強度と同じであり
（γB1＝340Hz）、パルスの持続時間τρは2ms.であっ
た。これらの条件は、磁化が、通常の90°パルスの効果
と類似して、Ｎ極から回転フレームの赤道面に傾斜する
ように選択された。第1d図による不規則な応答特性17
は、チャープパルスの終りの直後に得られる自由誘導減
衰のフーリエ変換により得られるスペクトルにおける信
号の位相を表わす。位相の周波数依存性は非常に“急勾
配”なので位相補正は困難であろうということがわか
る。第1e図は、本発明により２つのチャープパルス（詳
細は下記に述べる）を用いたスピンエコーシークエンス
（90°−τ−180°−τ′−捕捉）について得られた振
幅プロフィールを示す。第1f図においては、対応する位
相応答特性19が示される。
第1e図の振幅応答特性におけるリプル18は不完全な再集
束によるものである。
束によるものである。
この問題は、それ自体“エクソサイクル（Ex−orcycl
e）”（ジー・ボーデンハウゼン（G.Bodenhausen）、ア
ール・フリーマン（R.Freeman）、及びディー・エル・
ターナー（D.L.Turner）、J.Magn.Reson.27、511−514
（1977）として公知の方法により、即ち、第２のチャー
プパルスの初期位相をπ/2のステップで増大させ、交互
に信号を加算したり減算したりすることにより、４段階
位相サイクルで、本発明のチャープエコーシークエンス
を発生させることにより大部分除去できる。この手続き
により第1g図の滑らかな振幅応答特性14及び第1h図の位
相応答特性が生まれるが、それは、位相分散が再集束と
位相循環を組み合わせることにより大部分除去できるこ
とを示す。本発明と組み合わせて用いられるエクソサイ
クル（Exorcycle）法をより完全に説明するために、次
の表“チャープパルス再集束＋エクソサイクル”を説明
する。この表は、４つのチャープパルス励起のシークエ
ンスに対して90°チャープパルス及びレシーバ基準位相
（receiver reference phase）の位相角を示すが、その
各々はパルス搬送周波数の位相角に相対的なものであ
る。
e）”（ジー・ボーデンハウゼン（G.Bodenhausen）、ア
ール・フリーマン（R.Freeman）、及びディー・エル・
ターナー（D.L.Turner）、J.Magn.Reson.27、511−514
（1977）として公知の方法により、即ち、第２のチャー
プパルスの初期位相をπ/2のステップで増大させ、交互
に信号を加算したり減算したりすることにより、４段階
位相サイクルで、本発明のチャープエコーシークエンス
を発生させることにより大部分除去できる。この手続き
により第1g図の滑らかな振幅応答特性14及び第1h図の位
相応答特性が生まれるが、それは、位相分散が再集束と
位相循環を組み合わせることにより大部分除去できるこ
とを示す。本発明と組み合わせて用いられるエクソサイ
クル（Exorcycle）法をより完全に説明するために、次
の表“チャープパルス再集束＋エクソサイクル”を説明
する。この表は、４つのチャープパルス励起のシークエ
ンスに対して90°チャープパルス及びレシーバ基準位相
（receiver reference phase）の位相角を示すが、その
各々はパルス搬送周波数の位相角に相対的なものであ
る。
表に並べられた４つのチャープパルスエコーシークエン
スの振幅応答特性を加えることにより、第1g図の滑らか
な振幅応答特性が得られる。
スの振幅応答特性を加えることにより、第1g図の滑らか
な振幅応答特性が得られる。
第１図に示された計算に関しては、90°チャープパルス
の振幅γB1は340Hzであり、180°チャープパルスのRF振
幅γB2は952Hzであった。
の振幅γB1は340Hzであり、180°チャープパルスのRF振
幅γB2は952Hzであった。
本発明のチャープパルス励起をさらに充分に説明するた
めに、次に、第2a,2b及び2c図の詳細を参照する。
めに、次に、第2a,2b及び2c図の詳細を参照する。
第２図において22及び23として一般的に示されたチャー
プパルスがエコーシークエンスにおいて用いられる場
合、第2a図に示すように、第２のチャープパルス23は第
１のチャープパルス22の半分の長さでなければならな
い。第２のチャープパルス23の持続時間τ180が第１の
チャープパルスの持続時間τ90の半分である（τ180＝
τ90/2）という条件は、第2b図において模式的に示され
るように第２のチャープパルス内では周波数は第１のチ
ャープパルス22内での２倍の速さで掃引されねばならな
いことを意味する。第2b図においては、、第2a図の時間
ベースと同じ時間ベースでチャープパルスの周波数が縦
座標で表わされている。第2a図に示されているように、
スピンエコー信号は、第２のチャープパルス23の終端縁
24の後時間τ′＝τ＋τ180で形成される。
プパルスがエコーシークエンスにおいて用いられる場
合、第2a図に示すように、第２のチャープパルス23は第
１のチャープパルス22の半分の長さでなければならな
い。第２のチャープパルス23の持続時間τ180が第１の
チャープパルスの持続時間τ90の半分である（τ180＝
τ90/2）という条件は、第2b図において模式的に示され
るように第２のチャープパルス内では周波数は第１のチ
ャープパルス22内での２倍の速さで掃引されねばならな
いことを意味する。第2b図においては、、第2a図の時間
ベースと同じ時間ベースでチャープパルスの周波数が縦
座標で表わされている。第2a図に示されているように、
スピンエコー信号は、第２のチャープパルス23の終端縁
24の後時間τ′＝τ＋τ180で形成される。
第2a図に示すおうに、デフォーカス用（defo−cusing）
間隔は非常に短かくてもよい（実験及びシミュレーショ
ンの両方において、τ＝300μｓ）。２つのチャープパ
ルス22及び23が異なる持続時間τ90及びτ180を有する
べきであるという必要は、以下の説明から理解すること
ができる。掃引の“下”端26で周波数ωRFminで摂動す
る磁化ベクトルを考えると、このベクトルは実験のまさ
に始まり29で横方向平面の中に入れられ間隔τ90＋τの
間本質的に自由に摂動するであろう。それは、第２のチ
ャープパルス23によって、まさにその始まり30で影響さ
れ、次いで再集束するのに時間τ90＋τを必要とし、第
２のチャープパルス23の終了24後時間τ′＝τ90＋τ−
τ180でエコー25に効果を与える。他方、掃引の“上”
端27で周波数ωRFmaxを有するベクトルは、第２のチャ
ープパルス23の終端縁24によって影響されるのみである
ので、第１のチャープパルス22の端28で横方向平面に入
れられ、次いで時間τ＋τ180の間デフォーカス（defoc
us）するであろう。このベクトルは、従って、第２のパ
ルスの終了24後時間τ180＋τで再集束するであろう。
２つのエコー効果（echocontributions）は、τ180＝τ
90/2であれば同期化されるであろう。
間隔は非常に短かくてもよい（実験及びシミュレーショ
ンの両方において、τ＝300μｓ）。２つのチャープパ
ルス22及び23が異なる持続時間τ90及びτ180を有する
べきであるという必要は、以下の説明から理解すること
ができる。掃引の“下”端26で周波数ωRFminで摂動す
る磁化ベクトルを考えると、このベクトルは実験のまさ
に始まり29で横方向平面の中に入れられ間隔τ90＋τの
間本質的に自由に摂動するであろう。それは、第２のチ
ャープパルス23によって、まさにその始まり30で影響さ
れ、次いで再集束するのに時間τ90＋τを必要とし、第
２のチャープパルス23の終了24後時間τ′＝τ90＋τ−
τ180でエコー25に効果を与える。他方、掃引の“上”
端27で周波数ωRFmaxを有するベクトルは、第２のチャ
ープパルス23の終端縁24によって影響されるのみである
ので、第１のチャープパルス22の端28で横方向平面に入
れられ、次いで時間τ＋τ180の間デフォーカス（defoc
us）するであろう。このベクトルは、従って、第２のパ
ルスの終了24後時間τ180＋τで再集束するであろう。
２つのエコー効果（echocontributions）は、τ180＝τ
90/2であれば同期化されるであろう。
エコー形成のさらに正確な絵は第2c図に与えられてい
る。該図においては、掃引の始めに関して、75Hz（破線
29）、150Hz（実線）、及び200Hz（一点鎖線）のオフセ
ットでの３つの典型的な磁化ベクトルの位相の時間依存
性（time−dependence）は、上述の加速回転フレームに
おいて示される。明瞭さのために、第2c図で表わされる
シミュレーションにおいては、掃引は単に300Hzに亘
る。第2c図の軌跡の時間−導関数（time−derivative）
は、瞬時オフセット周波数に対応する。フレームが回転
する周波数は各チャープパルス22及び23の終了後突然ω
RFmaxからωRFminに切り換えられる。このことは、軌跡
29,31,及び32の傾きの印における鋭い変化に反映してい
る。第2c図における他の明らかな非連続性は、単に、位
相が間隔（−π，＋π）におい図示されているという事
実による。これらの問題に関わらず、３つのベクトルの
軌跡29,31,及び32はエコー25の時点で集まり、そこで信
号の捕捉が開始されるということは容易に分かる。
る。該図においては、掃引の始めに関して、75Hz（破線
29）、150Hz（実線）、及び200Hz（一点鎖線）のオフセ
ットでの３つの典型的な磁化ベクトルの位相の時間依存
性（time−dependence）は、上述の加速回転フレームに
おいて示される。明瞭さのために、第2c図で表わされる
シミュレーションにおいては、掃引は単に300Hzに亘
る。第2c図の軌跡の時間−導関数（time−derivative）
は、瞬時オフセット周波数に対応する。フレームが回転
する周波数は各チャープパルス22及び23の終了後突然ω
RFmaxからωRFminに切り換えられる。このことは、軌跡
29,31,及び32の傾きの印における鋭い変化に反映してい
る。第2c図における他の明らかな非連続性は、単に、位
相が間隔（−π，＋π）におい図示されているという事
実による。これらの問題に関わらず、３つのベクトルの
軌跡29,31,及び32はエコー25の時点で集まり、そこで信
号の捕捉が開始されるということは容易に分かる。
周波数掃引されたパルス22及び23−チャープパルス−が
使用されると、有効フリップ角を２倍にするためにRF振
幅を２倍化するのは充分ではない。従って、もし長さτ
ρのパルスが回転Iz→Ixを達成するために値γB1 90を必
要とするならば、同一の持続時間τρにおける断熱的逆
転（Iz→−Iz）に必要とされる値γB1 180は３倍大きく
なければならない（γB1 180３γB1 90）。再集束（例
えばIx→Ixの変換）のための条件を最適化するために、
数値上のシミュレーションが実施された。第2a図のパル
スシークエンス22,23に関しては、第２のチャープパル
ス23は第１のチャープパルスの振幅の2.8倍の振幅を持
たなければならないことが見出された。
使用されると、有効フリップ角を２倍にするためにRF振
幅を２倍化するのは充分ではない。従って、もし長さτ
ρのパルスが回転Iz→Ixを達成するために値γB1 90を必
要とするならば、同一の持続時間τρにおける断熱的逆
転（Iz→−Iz）に必要とされる値γB1 180は３倍大きく
なければならない（γB1 180３γB1 90）。再集束（例
えばIx→Ixの変換）のための条件を最適化するために、
数値上のシミュレーションが実施された。第2a図のパル
スシークエンス22,23に関しては、第２のチャープパル
ス23は第１のチャープパルスの振幅の2.8倍の振幅を持
たなければならないことが見出された。
再集束を有する及び有しないチャープ分光法を比較する
ために、変形されたブリュカー（Bruker）WH360スペク
トロメータを用いて、クロロホルム、塩化メチレン、ア
セトン、シクロヘキサン及びジオキサンの混合物のプロ
トンスペクトルを記録した。第3a図は、スペクトルを通
じて一度掃引し、掃引の終了後自由誘導減衰を記録し、
位相補正なしでフーリエ変換を行うことによりデライア
（Delayre）の技術を用いて得られた従来のチャープス
ペクトルを示す。信号は、０から30KHzまで走る掃引の
初期周波数から14〜17KHzの間で表われる。位相は非常
に強い周波数依存性を示すので位相補正は非常に困難で
ある。
ために、変形されたブリュカー（Bruker）WH360スペク
トロメータを用いて、クロロホルム、塩化メチレン、ア
セトン、シクロヘキサン及びジオキサンの混合物のプロ
トンスペクトルを記録した。第3a図は、スペクトルを通
じて一度掃引し、掃引の終了後自由誘導減衰を記録し、
位相補正なしでフーリエ変換を行うことによりデライア
（Delayre）の技術を用いて得られた従来のチャープス
ペクトルを示す。信号は、０から30KHzまで走る掃引の
初期周波数から14〜17KHzの間で表われる。位相は非常
に強い周波数依存性を示すので位相補正は非常に困難で
ある。
第3b図は、再集束用チャープパルス22,23のシークエン
スを用いて得られた同一の試料のスペクトルを示し、同
図においては、90°及び180°のチャープパルス22及び2
3のパルス長さはそれぞれ20ms及び10msであり、振幅は
約1:3の比率を有していた。デフォーカス用（defocusin
g）及び再集束用間隔τ及びτ′はそれぞれ300μｓ及び
10.31msであった（後者はレシーバ装置における伝搬遅
延時間を考慮に入れて経験的に最適化された）。周波数
非依存性の位相補正のみが適用されたが、全ての信号は
純粋な吸収を示す。非常に小さい残存する位相不完全性
は、第3c図に示すスペクトルを得るために上に説明した
４段階エクソサイクルを用いてさらに除去することがで
き、同図のスペクトルは実質的に位相ひずみがない。
スを用いて得られた同一の試料のスペクトルを示し、同
図においては、90°及び180°のチャープパルス22及び2
3のパルス長さはそれぞれ20ms及び10msであり、振幅は
約1:3の比率を有していた。デフォーカス用（defocusin
g）及び再集束用間隔τ及びτ′はそれぞれ300μｓ及び
10.31msであった（後者はレシーバ装置における伝搬遅
延時間を考慮に入れて経験的に最適化された）。周波数
非依存性の位相補正のみが適用されたが、全ての信号は
純粋な吸収を示す。非常に小さい残存する位相不完全性
は、第3c図に示すスペクトルを得るために上に説明した
４段階エクソサイクルを用いてさらに除去することがで
き、同図のスペクトルは実質的に位相ひずみがない。
位相は、プログラムテストソースPTS500周波数合成器の
５×10の２進化10進法（BCD）入力を、再集束パルス用
に10MHzに切換え可能な、5MHzクロック周波数で駆動さ
れるTTLカウンターの出力で駆動することにより掃引さ
れた。合成器の出力は20又は10msで400KHzから500KHzま
で掃引され、10で割られ、120MHzに加えられ、最後の増
幅器で３倍され、最後の掃引は360.120〜360.150MHzの3
0KHzをカバーした。ブリュカー（Bruker）WH360スペク
トロメータのプロトンデカップラーを用いて、第１及び
第２のパルス22及び23の減衰レベルは、それぞれ11及び
0dBであった。RF振幅の実際の比率は約1:3であった。実
験の結果は、特に“エクソサイクル”が使用されれば、
この比率に対する臨界的依存性を示さない。プロトンス
ペクトルは、送信器／レシーバコイルとして10mmカーボ
ン13プローブのじょうぶなデカップラコイルを用いて記
録された。
５×10の２進化10進法（BCD）入力を、再集束パルス用
に10MHzに切換え可能な、5MHzクロック周波数で駆動さ
れるTTLカウンターの出力で駆動することにより掃引さ
れた。合成器の出力は20又は10msで400KHzから500KHzま
で掃引され、10で割られ、120MHzに加えられ、最後の増
幅器で３倍され、最後の掃引は360.120〜360.150MHzの3
0KHzをカバーした。ブリュカー（Bruker）WH360スペク
トロメータのプロトンデカップラーを用いて、第１及び
第２のパルス22及び23の減衰レベルは、それぞれ11及び
0dBであった。RF振幅の実際の比率は約1:3であった。実
験の結果は、特に“エクソサイクル”が使用されれば、
この比率に対する臨界的依存性を示さない。プロトンス
ペクトルは、送信器／レシーバコイルとして10mmカーボ
ン13プローブのじょうぶなデカップラコイルを用いて記
録された。
チャープパルスは、非常に高い磁場又は常磁性溶液中の
NMRにおいて遭遇される広い帯域をカバーするのに非常
に有望であると思われる。
NMRにおいて遭遇される広い帯域をカバーするのに非常
に有望であると思われる。
本発明による方法、即ちチャープパルス22及び23を用い
た横方向磁化の励起を遂行可能とする装置は、２次元交
換分光法（“NOESY"）相関分光法（“COSY"）、異種核
相関分光法、及び多量子分光法を遂行するスペクトロメ
ータにおいて、並びにNMR像化実験、特にNMRトモグラフ
ィにおいても有利であろう。
た横方向磁化の励起を遂行可能とする装置は、２次元交
換分光法（“NOESY"）相関分光法（“COSY"）、異種核
相関分光法、及び多量子分光法を遂行するスペクトロメ
ータにおいて、並びにNMR像化実験、特にNMRトモグラフ
ィにおいても有利であろう。
本発明の方法の類似の変形によれば、第2a図に示された
チャープパルス22,23のシークエンスは逆にされる。即
ち、第2a図に示されたパルス形の180°パルス23が第１
のチャープパルスとして発生させられ、その後第2a図に
示されたパルス形の90°パルス22が第２のチャープパル
スとして発生させられる。
チャープパルス22,23のシークエンスは逆にされる。即
ち、第2a図に示されたパルス形の180°パルス23が第１
のチャープパルスとして発生させられ、その後第2a図に
示されたパルス形の90°パルス22が第２のチャープパル
スとして発生させられる。
チャープパルスの逆にされたシークエンスは、もし、た
とえば横方向磁化を縦方向磁化に変えるべきであれば、
重要である。
とえば横方向磁化を縦方向磁化に変えるべきであれば、
重要である。
そのような変形も本発明の主題に属し、特許請求の範囲
に含まれることが意図されている。
に含まれることが意図されている。
特許請求の範囲における参照番号は限定を意図したもの
ではない。
ではない。
（発明の効果） 本発明によるNMRパルス実験における横方向磁化の励起
方法は、上記構成を有するので、実質的に任意の周波数
範囲における励起と、得られるスピンエコー信号の位相
分散の信頼性のある補償との両方を可能にする。
方法は、上記構成を有するので、実質的に任意の周波数
範囲における励起と、得られるスピンエコー信号の位相
分散の信頼性のある補償との両方を可能にする。
第1a図は、従来の単色性90°パルスの振幅応答特性を示
す図、第1b図は従来の単色性90°パルスの位相応答特性
を示す図、第1c図は従来のチャープ励起に続く振幅応答
特性を示す図、第1d図は従来のチャープ励起に続く位相
応答特性を示す図、第1e図は２つのチャープパルスを用
いたスピンエコーシークエンスについて得られた振幅プ
ロフィールを示す図、第1e図は２つのチャープパルスを
用いたスピンエコーシークエンスについて得られた振幅
プロフィールを示す図、第1f図は２つのチャープパルス
による励起により得られる位相応答特性を示す図、第1g
図は“エクソサイクル（Exorcycle）”様の４段階位相
循環と組み合わされたチャープエコーシークエンスによ
る励起の振幅応答特性を示す図、第1h図は、エクソサイ
クル（Exorsysle）と組み合わされた再集束チャープ励
起により得られた位相応答特性を示す図、第2a図は、典
型的なチャープ再集束用パルスシークエンスのRF振幅の
時間依存性を示す図、第2b図は、典型的なチャープ再集
束用シークエンスのRF周波数の時間依存性を示す図、第
2c図は、明瞭さのために単に300Hzに亘って広がるシミ
ュレーションにおける、掃引の開始に対して75,150及び
200Hzのオフセットにおける３つの磁化ベクトルの位相
の時間依存性を示す図、第3a図は、単一のチャープパル
スによる励起後得られた、クロロホルム、塩化メチレ
ン、アセトン、シクロヘキサン及びジオキサンの混合物
のプロトンスペクトルを示す図、第3b図は、チャープ再
集束用シークエンスを用いて得られた同じ物質混合物の
スペクトル、そして、第3c図は、第3b図のスペクトルと
同様のスペクトルであるが、小さな位相欠点を除くため
に４段階エクソサイクル（（Exorcycle）を用いて得ら
れたスペクトルを示す図である。
す図、第1b図は従来の単色性90°パルスの位相応答特性
を示す図、第1c図は従来のチャープ励起に続く振幅応答
特性を示す図、第1d図は従来のチャープ励起に続く位相
応答特性を示す図、第1e図は２つのチャープパルスを用
いたスピンエコーシークエンスについて得られた振幅プ
ロフィールを示す図、第1e図は２つのチャープパルスを
用いたスピンエコーシークエンスについて得られた振幅
プロフィールを示す図、第1f図は２つのチャープパルス
による励起により得られる位相応答特性を示す図、第1g
図は“エクソサイクル（Exorcycle）”様の４段階位相
循環と組み合わされたチャープエコーシークエンスによ
る励起の振幅応答特性を示す図、第1h図は、エクソサイ
クル（Exorsysle）と組み合わされた再集束チャープ励
起により得られた位相応答特性を示す図、第2a図は、典
型的なチャープ再集束用パルスシークエンスのRF振幅の
時間依存性を示す図、第2b図は、典型的なチャープ再集
束用シークエンスのRF周波数の時間依存性を示す図、第
2c図は、明瞭さのために単に300Hzに亘って広がるシミ
ュレーションにおける、掃引の開始に対して75,150及び
200Hzのオフセットにおける３つの磁化ベクトルの位相
の時間依存性を示す図、第3a図は、単一のチャープパル
スによる励起後得られた、クロロホルム、塩化メチレ
ン、アセトン、シクロヘキサン及びジオキサンの混合物
のプロトンスペクトルを示す図、第3b図は、チャープ再
集束用シークエンスを用いて得られた同じ物質混合物の
スペクトル、そして、第3c図は、第3b図のスペクトルと
同様のスペクトルであるが、小さな位相欠点を除くため
に４段階エクソサイクル（（Exorcycle）を用いて得ら
れたスペクトルを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−110384（ＪＰ，Ａ)
Claims (10)
- 【請求項１】高強度の磁場に付された核スピン系を一連
のRFパルスにより照射して実質的に位相ひずみのない励
起（excitation）を生ぜしめ、該励起（excitation）に
続いて自由誘導減衰を生ぜしめ、その結果物理量として
又は所望の情報として更に処理し評価するためのスピン
エコー信号を生ぜしめることによりNMRパルス実験にお
いて横方向磁化を励起（excite）する方法であって、 前記一連のRFパルスは磁化の90°フリップを生じる第１
のチャープパルスと磁化の180°フリップを生じる第２
のチャープパルスとからなり、各フリップは磁場の方向
と直角の軸の回りに生じ、前記第２のチャープパルスは
前記第１のチャープパルスに続いてデフォーカス（defo
cusing）時間間隔τの経過後に発生させられ、 前記第１のチャープパルス（22）及び前記第２のチャー
プパルス（23）は、その持続中に励起用RFエネルギーの
周波数が下限周波数ωRFminと上限周波数ωRFmaxとの間
で時間に対して単調な関係で掃引されるパルスであり、
前記第２のチャープパルス（23）の持続期間τ180゜は前
記第１のチャープパルス（22）の持続期間τ90゜の半分
であり、該第２のチャープパルス（23）の振幅は該第１
のチャープパルス（22）の振幅の２倍から４倍の間であ
ることを特徴とする方法。 - 【請求項２】前記第２のチャープパルス（23）の振幅
は、前記第１のチャープパルス（22）の２倍から４倍の
間、好ましくは約2.8倍である請求項１記載の方法。 - 【請求項３】自由誘導減衰（FID）信号の捕捉は前記ス
ピンエコー信号（25）の最大レベル時に開始され、捕捉
された信号データはフーリエ変換（FT）技法により評価
される請求項１又は２記載の方法。 - 【請求項４】前記チャープパルスの周波数は、下限周波
数から上限周波数まで時間に対して線形の関係で掃引さ
れる請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】前記スピンエコー信号の捕捉は少なくとも
４つの捕捉サイクル（a,b,c,及びｄ）から成り、その各
サイクル中において再集束用チャープシークエンス（2
2,23）が発生させられ、前記スピンエコー信号は、パル
ス搬送周波数をレシーバ基準位相として位相感受性を有
するレシーバにより捕捉され、 前記第１の捕捉サイクル（ａ）においては、前記第２の
チャープパルス（23）はパルス搬送周波数に対してゼロ
位相シフトで発生させられ、前記レシーバもパルス搬送
周波数とレシーバ基準位相間のゼロ位相シフトで作動さ
せられ、 前記第２の捕捉サイクル（ｂ）においては、前記第２の
チャープパルス（23）はパルス搬送周波数に対して90°
位相シフトで発生させられ、前記レシーバはパルス搬送
周波数とレシーバ基準位相の間の180°位相シフトで作
動させられ、 前記第３の捕捉サイクル（ｃ）においては、前記第２の
チャープパルス（23）はパルス搬送周波数に対して180
°位相シフトで発生させられ、前記レシーバは再びパル
ス搬送周波数とレシーバ基準位相間との間のゼロ位相シ
フトで作動させられ、 前記第４の捕捉サイクル（ｄ）においては、前記第２の
チャープパルス（23）はパルス搬送周波数に対して270
°位相シフトで発生させられ、前記レシーバは再びパル
ス搬送周波数とレシーバ基準位相との間の180°位相シ
フトで作動させられ、 前記第１のチャープパルス（22）は常にパルス搬送周波
数に対してゼロ位相シフトで発生させられ、 上記４つの捕捉サイクル（a,b,c,及びｄ）により得られ
た捕捉物は加えられ、これらの捕捉物の合計は更なる処
理及び評価に使用される請求項１〜４のいずれか１項に
記載の方法。 - 【請求項６】２次元交換分光法に適用される請求項１〜
５のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項７】同種核相関分光法に適用される請求項１〜
５のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項８】異種核相関分光法に適用される請求項１〜
５のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項９】多量子分光法（multiple−quantum spectr
oscopy）に適用される請求項１〜５のいずれか１項に記
載の方法。 - 【請求項１０】NMR像化（NMR−imaging）及び／又はNMR
トモグラフィに適用される請求項１〜５のいずれか１項
に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP89107303A EP0394504B1 (en) | 1989-04-22 | 1989-04-22 | A method for exciting transverse magnetization in NMR pulse experiments |
| EP89107303.3 | 1989-04-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03205577A JPH03205577A (ja) | 1991-09-09 |
| JPH0736007B2 true JPH0736007B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=8201272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2107297A Expired - Fee Related JPH0736007B2 (ja) | 1989-04-22 | 1990-04-23 | Ｎｍｒパルス実験において横方向磁化を励起する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5126671A (ja) |
| EP (1) | EP0394504B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0736007B2 (ja) |
| DE (1) | DE68914440T2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3940633A1 (de) * | 1989-12-08 | 1991-06-13 | Spectrospin Ag | Gauss-impuls-kaskade |
| EP0601229B1 (en) * | 1992-12-09 | 1997-02-19 | Spectrospin Ag | A method for exciting transverse magnetisation in magnetic resonance |
| US5387867A (en) * | 1993-07-26 | 1995-02-07 | The United States Of America As Represented By The Dept. Of Health And Human Services | Pulsed low frequency EPR spectrometer and imager |
| GB9319875D0 (en) * | 1993-09-27 | 1994-03-09 | British Tech Group | Apparatus for and methods of nuclear resonance testing |
| CA2201160A1 (en) * | 1994-09-29 | 1996-04-04 | John Alec Sydney Smith | Method of nuclear quadrupole resonance testing and method of configuring apparatus for nuclear quadrupole resonance testing |
| DE19511794B4 (de) * | 1995-03-30 | 2005-12-29 | Siemens Ag | Verfahren zur Gewinnung von Bilddaten in einem Kernspintomographiegerät und Kernspintomographiegerät zur Durchführung des Verfahrens |
| US5581182A (en) * | 1995-07-19 | 1996-12-03 | Florida State University | Method and apparatus for broadband decoupling in nuclear magnetic resonance with chirp pulses |
| US5678548A (en) * | 1995-07-20 | 1997-10-21 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | System and method for performing in vivo imaging and oxymetry and FT microscopy by pulsed radiofrequency electron paramagnetic resonance |
| US5828216A (en) * | 1996-08-19 | 1998-10-27 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | Gated RF preamplifier for use in pulsed radiofrequency electron paramagnetic resonance and MRI |
| US6268728B1 (en) * | 1999-02-10 | 2001-07-31 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Phase-sensitive method of radio-frequency field mapping for magnetic resonance imaging |
| US6897654B2 (en) * | 2002-04-12 | 2005-05-24 | California Institute Of Technology | System and method of magnetic resonance imaging |
| US7598738B2 (en) * | 2008-03-07 | 2009-10-06 | Varian, Inc. | Complete structure elucidation of molecules utilizing single NMR experiment |
| CN107871650B (zh) * | 2016-09-27 | 2020-08-11 | 中国科学院生态环境研究中心 | 激发态二氯甲烷质子化剂 |
| WO2021247857A1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-12-09 | The Brigham And Women's Hospital, Inc. | System and methods for ultra-fast multi-dimensional diffusion-relaxation mri using time-division multiplexing sequences |
| JP7609622B2 (ja) * | 2020-12-14 | 2025-01-07 | 富士フイルム株式会社 | 磁気共鳴イメージング装置およびその制御方法 |
| US12553966B2 (en) * | 2023-01-11 | 2026-02-17 | Neuro42, Inc. | Fast T2-weighted and diffusion-weighted chirped-CPMG sequences |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2271571B1 (ja) * | 1974-02-05 | 1977-03-04 | Cameca | |
| US4345207A (en) * | 1980-04-24 | 1982-08-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for obtaining enhanced NMR signals |
| US4682106A (en) * | 1985-03-21 | 1987-07-21 | General Electric Company | Methods of, and apparatus for, proton decoupling in nuclear magnetic resonance spectroscopy |
| US4695799A (en) * | 1985-06-18 | 1987-09-22 | General Electric Company | NMR magnetization inversion by non-linear adiabatic fast passage |
| WO1988000699A1 (fr) * | 1986-07-11 | 1988-01-28 | Thomson-Cgr | Procede d'excitation radiofrequence dans une experimentation de rmn |
| GB8715302D0 (en) * | 1987-06-30 | 1987-08-05 | Ordidge R J | Nmr spectroscopy |
| US4985677A (en) * | 1989-06-22 | 1991-01-15 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Magnetic resonance imaging and spectroscopy using an excitation pulse for multiple-dimensional selectivity |
-
1989
- 1989-04-22 DE DE68914440T patent/DE68914440T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-22 EP EP89107303A patent/EP0394504B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-04-20 US US07/511,627 patent/US5126671A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-23 JP JP2107297A patent/JPH0736007B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0394504A1 (en) | 1990-10-31 |
| EP0394504B1 (en) | 1994-04-06 |
| JPH03205577A (ja) | 1991-09-09 |
| DE68914440D1 (de) | 1994-05-11 |
| US5126671A (en) | 1992-06-30 |
| DE68914440T2 (de) | 1994-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mueller | Sensitivity enhanced detection of weak nuclei using heteronuclear multiple quantum coherence | |
| JP3944235B2 (ja) | サンプルの核四極子共鳴テスト方法 | |
| KR880001529B1 (ko) | 화학 이동성 nmr 주파수를 갖는 핵을 포함한 샘플의 영상화 방법 | |
| JPH0736007B2 (ja) | Ｎｍｒパルス実験において横方向磁化を励起する方法 | |
| JP3515643B2 (ja) | 核スピン断層撮影装置 | |
| Kupče | Applications of adiabatic pulses in biomolecular nuclear magnetic resonance | |
| JPS59107246A (ja) | 局在化ｎｍｒ化学シフト分光法を実施する方法と装置 | |
| US9110146B2 (en) | Method to determine electron relaxation times, T1, in EPR tomography | |
| US6127824A (en) | Nuclear quadrupole resonance testing | |
| EP0170508B1 (en) | Method and apparatus for obtaining nuclear magnetic resonance spectra | |
| JP3808601B2 (ja) | 磁気共鳴診断装置 | |
| EP0538255A1 (en) | MULTIPLE QUANTITY NMR WITH FREQUENCY MODULATED CHIRP + PULSES. | |
| US4728889A (en) | Spectroscopy method | |
| JP3167146B2 (ja) | 固体ｎｍｒのロータ同調された交差分極 | |
| Song et al. | A new six-pulse two-dimensional electron spin echo envelope modulation (ESEEM) correlation spectroscopy | |
| US5448170A (en) | Method for exciting transverse magnetization in magnetic resonance | |
| US4570120A (en) | N.M.R. Imaging | |
| JPH02274225A (ja) | 核磁化分布決定方法 | |
| Cutting et al. | Radiation damping compensation of selective pulses in water–protein exchange spectroscopy | |
| Haase et al. | Two-pulse free induction decay quadrupole NMR | |
| Connor et al. | Nuclear magnetic double resonance using very strong decoupling fields: Investigation of an AMX system | |
| CA2263538C (en) | Nuclear quadrupole resonance testing | |
| Mishra et al. | Spatially encoded pure-shift diffusion-ordered NMR spectroscopy yielded by chirp excitation | |
| McCoy et al. | Pulse shaping in quadrupole-echo NMR | |
| PL241624B1 (pl) | Układ do lokalizacji zmian nowotworowych i miażdżycowych metodą obrazowania EPRI |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |