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磁気共鳴装置および方法 新技術説明会

国内特許コード P190016213
掲載日 2019年7月26日
出願番号 特願2018-534427
出願日 平成29年8月17日(2017.8.17)
国際出願番号 JP2017029569
国際公開番号 WO2018034326
国際出願日 平成29年8月17日(2017.8.17)
国際公開日 平成30年2月22日(2018.2.22)
優先権データ
  • 特願2016-160376 (2016.8.18) JP
発明者
  • 山田 和彦
  • 武田 和行
  • 宇佐見 康二
  • 中村 泰信
  • 山崎 歴舟
  • 野口 篤史
  • 長坂 健太郎
  • 高橋 雅人
  • 岩瀬 英治
出願人
  • 国立大学法人高知大学
  • 国立大学法人京都大学
  • 国立大学法人東京大学
  • 国立研究開発法人理化学研究所
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 磁気共鳴装置および方法 新技術説明会
発明の概要 磁気共鳴信号を高感度に検出する新たな要素技術を備えた磁気共鳴装置を提供することを目的とする。
磁気共鳴装置は、試料Sに印加するための磁場を発生する磁場発生部1と、励起高周波を発生する励起高周波発生部2と、磁場内に配置されている試料Sに、励起高周波を照射する送信コイル31と、励起高周波によって励起された試料Sが発生する磁気共鳴信号を受信する受信コイル41と、磁気共鳴信号の電圧を、容量結合性の膜Mの振動に変換する電気機械トランスデューサ42と、光の干渉に基づいて膜Mの振動を測定する振動測定部5と、を備える。
従来技術、競合技術の概要

核磁気共鳴(NMR: Nuclear Magnetic Resonance)装置は、試料を分析する装置であり、静磁場空間内に配置されている試料に励起高周波を照射して、試料内に含まれている測定対象の原子核から放出される核磁気共鳴信号を検出する装置である。照射する励起高周波の周波数は、印加する静磁場の大きさと、試料内の観測対象の核スピンの種類とに応じて決定されており、核磁気共鳴が起こる周波数は共鳴周波数と呼ばれている。

一般的に、このような核磁気共鳴現象により得られる信号は、取り扱うエネルギーが極めて微小であることから、本質的に微弱な信号である。したがって、核磁気共鳴装置において高感度化は重要な課題となっている。

下記特許文献1には、送信コイルと受信コイルとの間の電磁気的な結合の影響を抑えることにより、検出感度を向上させた核磁気共鳴装置用プローブが開示されている。

下記特許文献2には、ディジタル直交ロックイン検出方法により、核磁気共鳴信号の受信を高感度に行う方法が開示されている。

下記特許文献3および下記非特許文献1には、ナノメカニカルトランスデューサにより電波を光学的に検出方法が開示されている。

産業上の利用分野

本発明は磁気共鳴装置および磁気共鳴方法に関し、より詳細には、オプトエレクトロメカニクスに基づいた磁気共鳴信号の測定装置および測定方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
試料に印加するための磁場を発生する磁場発生部と、
励起高周波を発生する励起高周波発生部と、
前記磁場内に配置されている前記試料に、前記励起高周波を照射する送信コイルと、 前記励起高周波によって励起された前記試料が発生する磁気共鳴信号を受信する受信コイルと、
前記磁気共鳴信号の電圧を、容量結合性の膜の振動に変換する電気機械トランスデューサと、
光の干渉に基づいて前記膜の振動を測定する振動測定部と、
を備える、磁気共鳴装置。

【請求項2】
前記励起高周波の周波数と前記膜の振動数とに基づいて、前記磁気共鳴信号を取得する検波部をさらに備える、請求項1に記載の磁気共鳴装置。

【請求項3】
前記電気機械トランスデューサに印加するための駆動高周波を発生する駆動高周波発生部をさらに備え、
前記検波部が、前記励起高周波の周波数と、前記膜の振動数と、前記駆動高周波の周波数とに基づいて、前記磁気共鳴信号を取得する、請求項2に記載の磁気共鳴装置。

【請求項4】
前記励起高周波の周波数が一定であり、
前記磁場発生部が、共鳴磁場強度を含む所定の範囲にわたって前記磁場の強度を掃引する、請求項1から3のいずれかに記載の磁気共鳴装置。

【請求項5】
前記受信コイルが超伝導コイルである、請求項1から4のいずれかに記載の磁気共鳴装置。

【請求項6】
前記磁場の強度が一定であり、
前記励起高周波発生部が、共鳴周波数を含む所定の範囲にわたって前記励起高周波の周波数を掃引する、請求項1から3のいずれかに記載の磁気共鳴装置。

【請求項7】
前記電気機械トランスデューサが、容量結合性の前記膜と、前記膜と離隔して配置された複数の電極とを備え、
前記磁気共鳴信号の電圧を前記膜の振動に変換する、請求項1から6のいずれかに記載の磁気共鳴装置。

【請求項8】
前記振動測定部が、マイケルソン干渉計、ファブリ・ペロー干渉計およびマッハ・ツェンダー干渉計のいずれかである、請求項1から7のいずれかに記載の磁気共鳴装置。

【請求項9】
前記磁気共鳴信号が、核磁気共鳴法、電子スピン共鳴法、および磁気共鳴画像法のいずれかによる信号である、請求項1から8のいずれかに記載の磁気共鳴装置。

【請求項10】
磁場内に配置されている試料に、励起高周波を照射するステップと、
前記励起高周波によって励起された前記試料が発生する磁気共鳴信号を受信するステップと、
前記磁気共鳴信号の電圧を、容量結合性の膜の振動に変換するステップと、
光の干渉に基づいて前記膜の振動を測定するステップと、
を含む、磁気共鳴方法。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2018534427thum.jpg
出願権利状態 公開
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