JPS6073473A - Ｒｆスペクトロメ−タにおける磁化率の摂動を幾何学的に補償する装置 - 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】 発明の分野 本発明は、一般的には磁気共鳴現象に基づく分析装随に
関するもので、特に、ＮＭＲスペクトロメータのプロー
ブにおける固有の構造による磁気摂動を減少させること
に関するものである。

発明の背景 サドル型コイルは、軸方向の方が半径方向よりも比較的
長い容積内に均一性磁場を形成するために好適なコイル
構造物でおる。この形は、ＮＭＲスペクトロメータプロ
ーブを固定することに対してしばしば都合がよいもので
ある。このようなコイルの設計及びそれらの制限は、例
えば、ジャーナル・オブー・マグネチック・リゾデンス
。第２４巻−ｐｐ７１−８５．１９７６（Ｈｏｕｌｔと
Ｒｉｃｈａｒｄｓ）、及び１３０スペクトロメータの実
験技術の°感度最適化”において議論されている。ＮＭ
Ｒ装置の感度容積内のすべての材料と供に、コイルの固
有の磁気特性はその容積内の磁場分布の摂動を構成する
。

実現可能な内部磁場の一様性に限定を加える１つの因子
は、コイルを形成する材料、伝導体、支持体、接着剤の
有限な磁化率によって生じる。このタイプの摂動による
不均一性を減少させることが米国特許第５Ｃ１９１，７
３２号（Ａｎｄｅｒｓｏｎ等による）に議論され、そこ
では、コイル材料及びコイル取付は用接着剤が説明され
、その材料はこれら要素が必然的に浸る空気に近い有効
線磁化率を示す必要がおるとしている。米国特許第１０
９１，７５２号によれば磁化率をゼロ（又はゼロに近く
）に減少させるには、異種の磁気特性を示す材料の合成
伝導体を形成することを必要としている。銅製の外装内
のプラチナ製コアを構成するワイヤの例は、そのプラチ
ナ製コアの厚さ及び位置の変化による影響があるため、
製造に際し特別な制御を必要とする。合成のための他の
製造技術も製造上に同等の制御を必要とし、実施がむづ
かしく又は許容可能なものの生産が減少することになる
。更に、構造部材の有効磁化率を操作することの発展が
ゼンズにより議論されている。

有限な磁化率による摂動に加え、前述の有限の磁化率を
示す同じＲＦコイル構造物の対称特性から生じる摂動が
ある。高分解能の核磁気共鳴スペクトロメータは、通常
分極磁場の静的不均一性全体を平均化するためにサンプ
ルを回転させている。

磁化率χ　（これは、感度容積について方位角に関し一
様な分布をしない）を示す材料は、換算有効磁化率χ−
χ。ｆ　（θ＋１）を与えるだめに平均化される。その
ことは、周囲の表向全体（しかし、軸線方向の分布には
影響を与えない）にわたって、このような材料（特に、
コイル伝導性材料）の磁気特性を変化させることに対応
する。軸線方向の分布は不均一性が残っている０ 偏向コイル技術において、コイルの軸線からある角度の
偏向を受ける荷゛眠粒子の偏向角の、選択された三角関
数に従って、磁場を半径方向及び軸線方向に分布させる
ために、幅や長さに変化のある伝導部分を有するサドル
コイルを構成することは、知られている〇 従って、本発明の目的は、高分解能ＢＰ’スペクトロメ
ータのＲＦプローブの分離した伝導性構造物の有限な磁
気特性に対して幾何学的に補償することである。

発明の概要 本発明は、サドルコイル構造物をその構造物の軸線上の
２点で径方向に切断するＷＴ向を考事することによって
理解される。その材料け、サンプルを相対的に回転させ
ることによって有効に平均化される分離した方位角方向
の領域にわたって一定の半径のところに分布する。ある
Ｐｒ面の軸線方向の小微量δ２内におけるグローブコイ
ルの伝導材料の質量は、２に独立なｄｚに対して一定で
ある必要がある。

好適な実施例において、この条件は、一定厚（半径方向
に伸長したもの）の伝導体材料に対して、２の関数とし
て伝導体の面積を変化させることによって、満される。

このことは、伝導体材料の軸線方向の所望の分布を確実
にするために、サドルコイルの巻きを、変化のある巻部
分を有する平坦な形に形成する仁とによって実現される
。

他の実施例において、′伝導体の厚さは、伝導体材料の
軸線方向の分布が確実に２に独立であるようにするだめ
に、２の関数で変化する。

更に、他の実施例において、軸線方向において磁化率依
存性を実現するために上記幾何学的な条件を利用する。

この制釧１関数Ｇ（ｚ）は適切な場の分配によって容易
に補正され、他の摂動に対し更に補償的効果を確実なも
のにするために調ｈｕｂされ得る０ 好適実施例 第１図において、ＮＭｎ、スペクトロメータ２゜） が、プローブ）２が配置されている穴３ｏを有する高磁
場超伝導磁石３１を含む略示ブロック図にして示されて
いる。プローブの先端に取り付けられているスピナー組
立体）３はサンプルチューブ（図示されていない）を収
納している。スピナー組立体３３は、空気供給器５１１
による、磁場内でのサンプルチューブの回転を維持する
。その空気供給器５１１はそこでの回転を与えるために
スピナー組立体に接続されている。ＲＦ送信器／受信器
及び信号処理器３５がプローブ５２に接続され、そのプ
ローブは、サンプルチューブ内のサンプルの共鳴スペク
トルを励起し、検知するだめのコイル（図示されていな
い）を有していも。信号処理器はまた、被検サンプルの
スペクトルを表示するだめの手段を有１．、それは表示
手段３６によって表象的に示される。。

本発明の一実施例は第２図に示され、第２図はサドルコ
イル５０のだめのパターンを示している。

示されたバターイは平坦な形、たとえばサドルを丸めて
い々い形にしである。典型的には、そのパターンは一定
厚の銅製シートから食刻され、円筒形に丸めて形成され
る。でき上がったコイルは、従来よく知られた手段によ
り所望の共鳴特性に整調される。例えば、Ｈｏｕｌｔ　
によるＮ　ｈｉ　Ｒスペクトルの進歩″（第１２巻、ｐ
ｐ　１４１−７７（１９７８））を参照。ターミナル５
２及び５１＋は、コイルヲ送信器に、又は交互に時間間
隔をおいて受信器のプリアンプに接続するだめのゲー）
　（ｇａｔｉｎｇ）回路に接続される。このような回路
などは公知であり本発明の目的とするところではない。

本発明の特徴を簡潔に記載するならば、代表的な部分５
６．５８及び６０において、２に関係なく同じ面積にす
る必要があるということである。

仮に、伝導体が一定の厚さから成るならば、その材料は
回転によシ平均化し、一定の平均的磁化率が軸線方向に
分布する。第２図のコイルの軸線方向の先端部分は磁気
的な摂動（その構造の端部によって生ずるもの）をコイ
ルの高感展の容積から取り除くのに役立つ。

上記記載の場合において、磁化率の軸線方向の分布は一
様であった。このことは、結果として軸線方向に一様な
サンプル空間が望ましい所でさえ、決して本発明は制限
されない。磁化率の軸線方向依存性を軸線方向の関数と
作ることが特に可能となる。そのとき、補償分配（ｇｒ
ａｄｉｅｎｔ）が印加され、一定の軸線方向の合成磁場
が形成される。

第う図は、第１図において、円筒状に平均化された磁化
率を軸方向の座標に望ましく依存させる、平坦な形のサ
ドルコイルが示されている。ここに図示されたサドルコ
イルの大きさは、第５ｂ図のように、半径方向において
合計された軸線方向の質量分布を形成するために変更さ
れている。第５ｂ図は、所望の形を表わしている。いか
なるこのような分布も特定することができ、従って適切
な形のサドルコイルパターンを作ることができる。

第４ａ図において、本発明の１Ｆプローブ構造、の他の
実施例が示されている。その実施例は、反平行に電流を
流す２つのリンク６１４及び６６から成る１、これらリ
ンクは、そこに画成された円筒状のサンプル空間におい
て適切なａ　Ｆ　ｉａ；”ｌｉ）の分布を形成する。

前述した実施例のように、その構造物が材料の一定な軸
線方向の分布を示し、従って、軸線方向の分配に寄与し
ない磁気摂動を示すことが望ましい。その構造物は、窓
を形成するために材料の三辺を切断することによって形
成される。その窓のところのすべての材料は、第）＋　
ｂ図に示されでいるように第４辺で裏に折り曲げられて
電流リンクに向って押し付けら−れる。スロット６つが
ターミナル５　ＩＩ’をターミナル５２′から電気的に
絶縁するために形成されている。

この実施例において、サンプルに結合した僅かな軸線方
向の不連続性が、感度領域内の構造物の厚さが増加する
こと（半径方向に向って）によって形成される。その増
加は、折り重ねられたプラック６ｉ及び６８′による付
加的な厚さによるものである。杓料の厚さがミルのオー
ダであるので、その効果は僅かで、補償される静的な磁
化率の不連続性に比較して無視できると考えられる。

本発明の範囲から逸脱することなく記載した実施例に多
くの変更を加えることができ、本発明が特許請求の範囲
によって決定され、詳述した実施例に限定されないこと
はわかるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の略示ブロック図であり、第２図は本発
明のサドルコイルの平坦な形の例であシ、第３ａ図は軸
方向にいろいろな磁化率をあられすサドルコイルの平坦
な例であシ、第５ｂ図は第５ａ図のコイルの２軸へ合計
した質料の２軸方向に関するグラフであり、第１ｊａ図
は本発明の他の実施例であり、第１Ｉｂ図は第１１ａ図
の実施例の横断面図である。 〔主要符号の説明〕 ５う−−グローブ　うう−−スピナー組立体５０−−サ
ドルコイル　６６、６１４−−リンク特許出願人　パリ
アン・アソシエイツ・°繁、・’ｔ　′、”、Ｑ、、、
−１・；・−Ｉ−１・−ｊじシ ２−←

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　軸線から半径方向に実質的に一定変位した所に、ゼ
   ロでない磁化率を有する伝導性材料から成９、 単位軸線方向の長さ当りの前記材料の分布が、前記軸線
   にそった変位に関して選択された分布を有することを特
   徴とするＮＭＲスペクトロメータ用の改良されたプロー
   ブコイル。 乙　特許請求の範囲第１項に記載されたグローブコイル
   であって、 前記伝導性材料が、前記半径方向の変位にそって一定の
   寸法の厚さを有し、 周囲表面における前記伝導性材料の面積は、前記軸方向
   の分布を維持するために形状付けられているところのプ
   ローブコイル。 ｉ　％許請求の範囲第１項に記載されたグローブコイル
   であって、 半径方向の変移にそった前記伝導性材料の厚さが、前記
   軸方向の分布を維持するために形状付けられているとこ
   ろのグローブコイル。 東　特許請求の範囲第２又は３項に記載されたグローブ
   コイルであって、 前記選択された軸方向の分布が一様であるところのプロ
   ーブコイル。 へ　軸線から半径方向に実質的に一定変位した所に、ゼ
   ロではない磁化率をセする伝導性材料と、 前記軸線及び前記伝導性材料により画成される容積全体
   にわたって軸線方向の磁化率分配を形成する手段と、 から成るＲＦスペクトロメータ用の改良されたプローブ
   コイルであって、 単位軸線方向の長さ当りの前記材料の分布が、前記軸線
   にそった変移に依存し、 前記分配の符号及び強度が、前記材料の前記分布と組み
   合って一様な磁場領域を形成するところのグローブコイ
   ル。