JPH09203715A - 核磁気共鳴緩和時間の測定方法 - Google Patents
核磁気共鳴緩和時間の測定方法Info
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- JPH09203715A JPH09203715A JP1034796A JP1034796A JPH09203715A JP H09203715 A JPH09203715 A JP H09203715A JP 1034796 A JP1034796 A JP 1034796A JP 1034796 A JP1034796 A JP 1034796A JP H09203715 A JPH09203715 A JP H09203715A
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- time
- magnetic field
- gradient magnetic
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- Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定対象物における複数の部位の緩和時間を
迅速に測定することのできる方法を提供する。 【解決手段】 静磁場発生装置内に配置された測定対象
物に選択性９０°パルスおよび第１の勾配磁場を印加
し、次に予め定めた時間（ＴＥ／２）後に、選択性１８
０°パルスと、前記第１の勾配磁場と直交する方向の第
２の勾配磁場を印加し、更に前記選択性１８０°パルス
から予め定めた前記時間（ＴＥ／２）後に、前記第１お
よび第２の勾配磁場のいずれにも直交する方向の第３の
勾配磁場を印加しながら核磁気共鳴信号を受信し、この
受信信号をアナログ／デジタル変換した後フーリエ変換
を施し、引き続き（ａ）スピン−格子緩和時間を測定す
る場合には、上記一連の操作の繰り返し時間（ＴＲ）を
変化させながら、（ｂ）スピン−スピン緩和時間を測定
する場合には、前記時間ＴＥを変化させながら、上記一
連の操作による測定を繰り返し、こうして得られる信号
強度の前記時間ＴＲおよび／またはＴＥに対する変化を
解析することによって、棒状領域内の複数部位の緩和時
間（Ｔ１および／またはＴ２）を測定する。
迅速に測定することのできる方法を提供する。 【解決手段】 静磁場発生装置内に配置された測定対象
物に選択性９０°パルスおよび第１の勾配磁場を印加
し、次に予め定めた時間（ＴＥ／２）後に、選択性１８
０°パルスと、前記第１の勾配磁場と直交する方向の第
２の勾配磁場を印加し、更に前記選択性１８０°パルス
から予め定めた前記時間（ＴＥ／２）後に、前記第１お
よび第２の勾配磁場のいずれにも直交する方向の第３の
勾配磁場を印加しながら核磁気共鳴信号を受信し、この
受信信号をアナログ／デジタル変換した後フーリエ変換
を施し、引き続き（ａ）スピン−格子緩和時間を測定す
る場合には、上記一連の操作の繰り返し時間（ＴＲ）を
変化させながら、（ｂ）スピン−スピン緩和時間を測定
する場合には、前記時間ＴＥを変化させながら、上記一
連の操作による測定を繰り返し、こうして得られる信号
強度の前記時間ＴＲおよび／またはＴＥに対する変化を
解析することによって、棒状領域内の複数部位の緩和時
間（Ｔ１および／またはＴ２）を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、核磁気共鳴（以
下、「ＮＭＲ」と略記することがある）における緩和時
間を測定する方法に関し、殊に青果物、食品、工業製品
等の内部品質を、ＮＭＲ現象を利用して非破壊的に評価
する上で重要なＮＭＲ緩和時間を迅速に測定するための
方法に関するものである。
下、「ＮＭＲ」と略記することがある）における緩和時
間を測定する方法に関し、殊に青果物、食品、工業製品
等の内部品質を、ＮＭＲ現象を利用して非破壊的に評価
する上で重要なＮＭＲ緩和時間を迅速に測定するための
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】試料のある特定領域のＮＭＲ緩和時間を
測定する技術としては、例えば「マグネッティック・レ
ゾナンス・イン・メディソン」、第11巻（1989）、第47
〜63頁（「Magnetic Resonance in Medicine ,11 ,198
9,p47〜63）において論じられている。この方法はＳＴ
ＥＡＭ（Stimulated Echo Acquisition Mode) 法と呼ば
れており、１シリーズに３個の選択性９０°狭帯域ＲＦ
パルス（以下、「選択性９０°パルス」と略記する）
と、夫々相互に直交した３つ勾配磁場の組み合わせを試
料に順次印加することによって、選択した領域からのＮ
ＭＲ信号を得ることを特徴とするものである。尚上記
「１シリーズ」とは、ＮＭＲ装置の動作を記述したシー
ケンスのなかで、一連の繰り返しを行なう範囲という意
味で一般的に使用されており、本明細書においてもその
意味で使用する。
測定する技術としては、例えば「マグネッティック・レ
ゾナンス・イン・メディソン」、第11巻（1989）、第47
〜63頁（「Magnetic Resonance in Medicine ,11 ,198
9,p47〜63）において論じられている。この方法はＳＴ
ＥＡＭ（Stimulated Echo Acquisition Mode) 法と呼ば
れており、１シリーズに３個の選択性９０°狭帯域ＲＦ
パルス（以下、「選択性９０°パルス」と略記する）
と、夫々相互に直交した３つ勾配磁場の組み合わせを試
料に順次印加することによって、選択した領域からのＮ
ＭＲ信号を得ることを特徴とするものである。尚上記
「１シリーズ」とは、ＮＭＲ装置の動作を記述したシー
ケンスのなかで、一連の繰り返しを行なう範囲という意
味で一般的に使用されており、本明細書においてもその
意味で使用する。
【０００３】上記ＳＴＥＡＭ法を図面を用いて説明す
る。図１は、上記ＳＴＥＡＭ法の１シリーズのシーケン
スを示したものである。また図２は図１に示したシーケ
ンスによって選択される領域を示したものであり、この
図２では上記シーケンスで測定対象となる領域は、試料
（この図では、「西瓜」）内に位置する立方体状の領域
Ｉであることを示している。
る。図１は、上記ＳＴＥＡＭ法の１シリーズのシーケン
スを示したものである。また図２は図１に示したシーケ
ンスによって選択される領域を示したものであり、この
図２では上記シーケンスで測定対象となる領域は、試料
（この図では、「西瓜」）内に位置する立方体状の領域
Ｉであることを示している。
【０００４】上記文献においては、シリーズ中の１番目
の選択性９０°パルス（および勾配磁場）と、２番目の
９０°パルス（および勾配磁場）との間の時間（これを
慣習に従って「ＴＥ／２」と記す）を変化させながら且
つ２番目と３番目の選択性９０°パルスの間の時間（Ｔ
Ｍ）を一定とし、複数回のシリーズを繰り返し、３番目
の９０°パルス（および勾配磁場）を印加してから時間
ＴＥ／２後に得られるＮＭＲ強度信号（エコー信号）の
強度Ｓ2 （ＴＥ＋ＴＭ）を測定し、その強度Ｓ 2 （ＴＥ
＋ＴＭ）に対する変化を下記（１）式に代入することに
よってスピン−スピン緩和時間（Ｔ２）を求めている。
尚下記（１）式中のＡは測定条件によって決まる定数で
ある。またこのときの各シリーズ間の時間（これを慣習
に従って「ＴＲ」と記す：後記図３参照）は一定にして
いる。 Ｓ2 （ＴＥ＋ＴＭ）＝Ａ・ｅｘｐ（−ＴＥ／Ｔ２） …（１）
の選択性９０°パルス（および勾配磁場）と、２番目の
９０°パルス（および勾配磁場）との間の時間（これを
慣習に従って「ＴＥ／２」と記す）を変化させながら且
つ２番目と３番目の選択性９０°パルスの間の時間（Ｔ
Ｍ）を一定とし、複数回のシリーズを繰り返し、３番目
の９０°パルス（および勾配磁場）を印加してから時間
ＴＥ／２後に得られるＮＭＲ強度信号（エコー信号）の
強度Ｓ2 （ＴＥ＋ＴＭ）を測定し、その強度Ｓ 2 （ＴＥ
＋ＴＭ）に対する変化を下記（１）式に代入することに
よってスピン−スピン緩和時間（Ｔ２）を求めている。
尚下記（１）式中のＡは測定条件によって決まる定数で
ある。またこのときの各シリーズ間の時間（これを慣習
に従って「ＴＲ」と記す：後記図３参照）は一定にして
いる。 Ｓ2 （ＴＥ＋ＴＭ）＝Ａ・ｅｘｐ（−ＴＥ／Ｔ２） …（１）
【０００５】一方、スピン−格子緩和時間（Ｔ１）の測
定は、時間ＴＥと、２番目と３番目の選択性９０°パル
ス（および各勾配磁場）の間の時間（ＴＭ）を一定と
し、前記時間ＴＲを変化させながら複数回のシリーズを
繰り返し、得られるエコー信号の強度Ｓ1 （ＴＲ）を測
定し、その強度Ｓ1 （ＴＲ）に対する変化を下記（２）
式に代入することによってスピン−格子緩和時間（Ｔ
１）を求めている。尚下記（２）式中のＢは測定条件に
よって決まる定数である。 Ｓ1 （ＴＲ）＝Ｂ・｛１−ｅｘｐ（−ＴＲ／Ｔ１） …（２）
定は、時間ＴＥと、２番目と３番目の選択性９０°パル
ス（および各勾配磁場）の間の時間（ＴＭ）を一定と
し、前記時間ＴＲを変化させながら複数回のシリーズを
繰り返し、得られるエコー信号の強度Ｓ1 （ＴＲ）を測
定し、その強度Ｓ1 （ＴＲ）に対する変化を下記（２）
式に代入することによってスピン−格子緩和時間（Ｔ
１）を求めている。尚下記（２）式中のＢは測定条件に
よって決まる定数である。 Ｓ1 （ＴＲ）＝Ｂ・｛１−ｅｘｐ（−ＴＲ／Ｔ１） …（２）
【０００６】しかしながらこの方法では、１回の測定、
即ち複数回のシリーズで得られる測定可能な領域は、前
記図２に示した領域Ｉの１箇所に限定されることにな
る。従って、複数の領域（または部位）における緩和時
間Ｔ１，Ｔ２を測定する場合には、上記した一連の測定
手順を繰り返して行なう必要があり、測定領域の数に応
じて測定時間が長くなるという問題があった。
即ち複数回のシリーズで得られる測定可能な領域は、前
記図２に示した領域Ｉの１箇所に限定されることにな
る。従って、複数の領域（または部位）における緩和時
間Ｔ１，Ｔ２を測定する場合には、上記した一連の測定
手順を繰り返して行なう必要があり、測定領域の数に応
じて測定時間が長くなるという問題があった。
【０００７】一方、ＮＭＲ現象を利用した技術として
は、例えば「分析化学」（第41巻，1992年，第567 〜57
2 頁）には、ＮＭＲマイクロスコーピングによる植物組
織の水の拡散イメージングを測定する技術について開示
されている。この技術は前記時間ＴＲとＴＥを変化させ
ながら複数回のスピンエコーイメージングを行ない、複
数枚の画像を処理するものである。そして測定しようと
する領域の画素強度のＴＲやＴＥに対する変化を、上記
と同様に前記（１），（２）式に適用して緩和時間Ｔ
１，Ｔ２を測定求めるものである。尚この技術で利用さ
れているスピンエコーイメージングについては、例えば
「ＮＭＲ医学−基礎と臨床−」（日本磁気共鳴医学会
編）に詳しく説明されている。
は、例えば「分析化学」（第41巻，1992年，第567 〜57
2 頁）には、ＮＭＲマイクロスコーピングによる植物組
織の水の拡散イメージングを測定する技術について開示
されている。この技術は前記時間ＴＲとＴＥを変化させ
ながら複数回のスピンエコーイメージングを行ない、複
数枚の画像を処理するものである。そして測定しようと
する領域の画素強度のＴＲやＴＥに対する変化を、上記
と同様に前記（１），（２）式に適用して緩和時間Ｔ
１，Ｔ２を測定求めるものである。尚この技術で利用さ
れているスピンエコーイメージングについては、例えば
「ＮＭＲ医学−基礎と臨床−」（日本磁気共鳴医学会
編）に詳しく説明されている。
【０００８】しかしながらこの方法は、画像を用いるも
のであるので、複数の測定領域を任意に選ぶことができ
るという利点があるものの、複数枚の画像を撮像する必
要があり、やはり測定に時間がかかるという問題があ
る。ちなみに上記文献によれば、１回の測定に約４７分
の時間を要している。
のであるので、複数の測定領域を任意に選ぶことができ
るという利点があるものの、複数枚の画像を撮像する必
要があり、やはり測定に時間がかかるという問題があ
る。ちなみに上記文献によれば、１回の測定に約４７分
の時間を要している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところでＮＭＲにおけ
る緩和時間（Ｔ１，Ｔ２）を利用して、青果物、食品、
工業製品等の様々な物質の内部品質を非破壊的に調査す
る試みが、近年注目されている。本発明者らも、かねて
よりＮＭＲ現象に注目し、ＮＭＲ法によって果実に含ま
れる水分子の水素原子の横緩和時間（Ｔ２：前記したス
ピン−格子緩和時間と同義）を測定し、この横緩和時間
（Ｔ２）に基づいて西瓜等の果実の糖度を評価する方法
について提案している（特開平７−１９８６３５号）。
また本発明者らは、果実に含まれる水分子の水素原子の
横緩和時間（Ｔ２）と共に縦緩和時間（Ｔ１：前記した
スピン−スピン緩和時間と同義）をも測定し、これらの
緩和時間Ｔ１，Ｔ２に基づいて西瓜等の果実の糖度を評
価する方法（特願平７−１２１３５９号）についても提
案している。
る緩和時間（Ｔ１，Ｔ２）を利用して、青果物、食品、
工業製品等の様々な物質の内部品質を非破壊的に調査す
る試みが、近年注目されている。本発明者らも、かねて
よりＮＭＲ現象に注目し、ＮＭＲ法によって果実に含ま
れる水分子の水素原子の横緩和時間（Ｔ２：前記したス
ピン−格子緩和時間と同義）を測定し、この横緩和時間
（Ｔ２）に基づいて西瓜等の果実の糖度を評価する方法
について提案している（特開平７−１９８６３５号）。
また本発明者らは、果実に含まれる水分子の水素原子の
横緩和時間（Ｔ２）と共に縦緩和時間（Ｔ１：前記した
スピン−スピン緩和時間と同義）をも測定し、これらの
緩和時間Ｔ１，Ｔ２に基づいて西瓜等の果実の糖度を評
価する方法（特願平７−１２１３５９号）についても提
案している。
【００１０】これらの方法は、前記したＳＴＥＡＭ法を
応用したものであるが、西瓜の緩和時間の測定に約１０
〜３０秒（西瓜１個当たり）の時間を必要とし、しかも
１箇所の領域についてしか測定できなかった。これに対
し西瓜産地の選果場では、オンライン形式に対応すると
いう観点から、少なくとも西瓜１個当たり３〜５箇所の
領域を５秒程度で処理できる能力が要求されており、上
記した技術によってはオンライン形式に十分に対応する
ことはできないという問題があった。
応用したものであるが、西瓜の緩和時間の測定に約１０
〜３０秒（西瓜１個当たり）の時間を必要とし、しかも
１箇所の領域についてしか測定できなかった。これに対
し西瓜産地の選果場では、オンライン形式に対応すると
いう観点から、少なくとも西瓜１個当たり３〜５箇所の
領域を５秒程度で処理できる能力が要求されており、上
記した技術によってはオンライン形式に十分に対応する
ことはできないという問題があった。
【００１１】上記の様に、試料の複数の領域（または部
位）の緩和時間Ｔ１，Ｔ２を測定しようとしても多大な
測定時間を必要とし、上記の例で挙げた様な果実の糖度
測定等の産業分野への応用を試みても、測定時間の遅さ
がネックとなって、オンライン形式に対応させる方法と
しては実現性に乏しいという問題がある。こうしたこと
から、特に西瓜の内部品質を評価する場合には、依然と
して特定の商品を抜き取って破壊検査するのが実情であ
る。
位）の緩和時間Ｔ１，Ｔ２を測定しようとしても多大な
測定時間を必要とし、上記の例で挙げた様な果実の糖度
測定等の産業分野への応用を試みても、測定時間の遅さ
がネックとなって、オンライン形式に対応させる方法と
しては実現性に乏しいという問題がある。こうしたこと
から、特に西瓜の内部品質を評価する場合には、依然と
して特定の商品を抜き取って破壊検査するのが実情であ
る。
【００１２】本発明はこうした従来技術における技術的
課題を解決する為になされたものであって、その目的
は、測定対象物における複数の部位の緩和時間を迅速に
測定できる方法を提供しようとするものであり、これに
よってＮＭＲ緩和時間を上記した様な果実等の非破壊検
査法に適用できる程度にまで実用性を高めることにあ
る。
課題を解決する為になされたものであって、その目的
は、測定対象物における複数の部位の緩和時間を迅速に
測定できる方法を提供しようとするものであり、これに
よってＮＭＲ緩和時間を上記した様な果実等の非破壊検
査法に適用できる程度にまで実用性を高めることにあ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明方法とは、静磁場発生装置内に配置された測定対象
物に選択性９０°パルスおよび第１の勾配磁場を印加
し、次に予め定めた時間（ＴＥ／２）後に、選択性１８
０°パルスと、前記第１の勾配磁場と直交する方向の第
２の勾配磁場を印加し、更に前記選択性１８０°パルス
の印加から予め定めた前記時間（ＴＥ／２）後に、前記
第１および第２の勾配磁場のいずれにも直交する方向の
第３の勾配磁場を印加しながら核磁気共鳴信号を受信
し、この受信信号をアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変
換）した後フーリエ変換を施し、引き続き（ａ）スピン
−格子緩和時間（Ｔ１）を測定する場合には、上記一連
の操作の繰り返し時間（ＴＲ）を変化させながら、
（ｂ）スピン−スピン緩和時間（Ｔ２）を測定する場合
には、前記時間ＴＥを変化させながら、上記一連の操作
による測定を繰り返し、こうして得られる信号強度の前
記時間ＴＲおよび／またはＴＥに対する変化を解析する
ことによって、棒状領域内の複数部位の緩和時間（Ｔ１
および／またはＴ２）を測定する点に要旨を有するＮＭ
Ｒ緩和時間の測定方法である。
発明方法とは、静磁場発生装置内に配置された測定対象
物に選択性９０°パルスおよび第１の勾配磁場を印加
し、次に予め定めた時間（ＴＥ／２）後に、選択性１８
０°パルスと、前記第１の勾配磁場と直交する方向の第
２の勾配磁場を印加し、更に前記選択性１８０°パルス
の印加から予め定めた前記時間（ＴＥ／２）後に、前記
第１および第２の勾配磁場のいずれにも直交する方向の
第３の勾配磁場を印加しながら核磁気共鳴信号を受信
し、この受信信号をアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変
換）した後フーリエ変換を施し、引き続き（ａ）スピン
−格子緩和時間（Ｔ１）を測定する場合には、上記一連
の操作の繰り返し時間（ＴＲ）を変化させながら、
（ｂ）スピン−スピン緩和時間（Ｔ２）を測定する場合
には、前記時間ＴＥを変化させながら、上記一連の操作
による測定を繰り返し、こうして得られる信号強度の前
記時間ＴＲおよび／またはＴＥに対する変化を解析する
ことによって、棒状領域内の複数部位の緩和時間（Ｔ１
および／またはＴ２）を測定する点に要旨を有するＮＭ
Ｒ緩和時間の測定方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明では、測定対象物（サンプ
ル）にまず選択性９０°パルスと第１の勾配磁場を印加
するものであるが、これによってサンプルのある領域
（サンプルが例えば球場の西瓜の場合には円板状の領
域）に存在する核スピンの集合が、選択的に励起され
る。次に、選択性１８０°パルスと、第１の勾配磁場と
直交する方向の第２の勾配磁場を印加することによっ
て、先にスピンが励起された面と垂直な方向の領域（上
記と同様に、西瓜の場合には円板状領域）に存在するス
ピンの集合が１８０°励起される。ここで１番目のパル
スと２番目のパルスを加える時間を通例に従ってＴＥ／
２とすれば、２つの領域が交わった部分にできる棒状の
領域（後記図４の領域II）に存在するスピン集合は、９
０°−（ＴＥ／２）−１８０°のＲＦパルスの組み合わ
せによって励起されたものとなるので、２番目のＲＦパ
ルス（選択性１８０°パルス）を印加してから（ＴＥ／
２）時間後にこの棒状領域のみからスピンエコー信号を
観測することができることになる。
ル）にまず選択性９０°パルスと第１の勾配磁場を印加
するものであるが、これによってサンプルのある領域
（サンプルが例えば球場の西瓜の場合には円板状の領
域）に存在する核スピンの集合が、選択的に励起され
る。次に、選択性１８０°パルスと、第１の勾配磁場と
直交する方向の第２の勾配磁場を印加することによっ
て、先にスピンが励起された面と垂直な方向の領域（上
記と同様に、西瓜の場合には円板状領域）に存在するス
ピンの集合が１８０°励起される。ここで１番目のパル
スと２番目のパルスを加える時間を通例に従ってＴＥ／
２とすれば、２つの領域が交わった部分にできる棒状の
領域（後記図４の領域II）に存在するスピン集合は、９
０°−（ＴＥ／２）−１８０°のＲＦパルスの組み合わ
せによって励起されたものとなるので、２番目のＲＦパ
ルス（選択性１８０°パルス）を印加してから（ＴＥ／
２）時間後にこの棒状領域のみからスピンエコー信号を
観測することができることになる。
【００１５】次に、上記スピンエコー信号を第１，第２
勾配磁場のいずれとも直交する方向の第３の勾配磁場を
印加しながら受信する。こうして得られたスピンエコー
信号を、Ａ／Ｄ変換すれば、選択励起した棒状領域のみ
からの信号が得られる。続いてこの信号を、フーリエ変
換すれば、これは周波数に対して信号強度をプロットし
た形態となるが、この周波数は信号収集の際に印加した
勾配磁場によって前記棒状領域の長手方向の位置に対応
することになる。このときの周波数Ｆと棒状領域の長手
方向の位置Ｘとの関係は下記（３）式によって表わされ
る。 Ｆ（Ｘ）＝γ・Ｇｘ・Ｘ …（３） ここでγは、核の磁気回転比と呼ばれ、対象とする核種
によって決まった値を持つ定数であり、またＧｘは棒状
領域の長手方向の磁場勾配の大きさである。
勾配磁場のいずれとも直交する方向の第３の勾配磁場を
印加しながら受信する。こうして得られたスピンエコー
信号を、Ａ／Ｄ変換すれば、選択励起した棒状領域のみ
からの信号が得られる。続いてこの信号を、フーリエ変
換すれば、これは周波数に対して信号強度をプロットし
た形態となるが、この周波数は信号収集の際に印加した
勾配磁場によって前記棒状領域の長手方向の位置に対応
することになる。このときの周波数Ｆと棒状領域の長手
方向の位置Ｘとの関係は下記（３）式によって表わされ
る。 Ｆ（Ｘ）＝γ・Ｇｘ・Ｘ …（３） ここでγは、核の磁気回転比と呼ばれ、対象とする核種
によって決まった値を持つ定数であり、またＧｘは棒状
領域の長手方向の磁場勾配の大きさである。
【００１６】上記一連の動作を時間ＴＲを変化させなが
ら、ある決まった周波数の信号強度の解析を行なえば、
その周波数に対応した位置のスピン−格子緩和時間（Ｔ
１）が測定できる。また上記一連の動作を時間ＴＥを変
化させながら、ある決まった周波数の信号強度の解析か
ら、その周波数に対応して決まる位置のスピン−スピン
緩和時間（Ｔ２）を測定することができる。即ち、上記
した様な操作を行なうことによって、棒状領域の複数の
部位における前記緩和時間（Ｔ１および／またはＴ２を
１回の操作で測定することができる。
ら、ある決まった周波数の信号強度の解析を行なえば、
その周波数に対応した位置のスピン−格子緩和時間（Ｔ
１）が測定できる。また上記一連の動作を時間ＴＥを変
化させながら、ある決まった周波数の信号強度の解析か
ら、その周波数に対応して決まる位置のスピン−スピン
緩和時間（Ｔ２）を測定することができる。即ち、上記
した様な操作を行なうことによって、棒状領域の複数の
部位における前記緩和時間（Ｔ１および／またはＴ２を
１回の操作で測定することができる。
【００１７】尚ＴＲやＴＥを変化させつつ緩和時間を求
めるときの原理は、下記の通りである。ＮＭＲ信号強度
Ｓは、ＴＲ，ＴＥの関数になっており、一般的に下記
（４）式の様に表わすことができる。この（４）式は、
前記（１），（２）式を総括した式に相当するものであ
る。 Ｓ（ＴＲ，ＴＥ）＝Ｃ・｛１−ｅｘｐ（−ＴＲ／Ｔ１）｝ ×｛ｅｘｐ（−ＴＥ／Ｔ２）｝ …（４）
めるときの原理は、下記の通りである。ＮＭＲ信号強度
Ｓは、ＴＲ，ＴＥの関数になっており、一般的に下記
（４）式の様に表わすことができる。この（４）式は、
前記（１），（２）式を総括した式に相当するものであ
る。 Ｓ（ＴＲ，ＴＥ）＝Ｃ・｛１−ｅｘｐ（−ＴＲ／Ｔ１）｝ ×｛ｅｘｐ（−ＴＥ／Ｔ２）｝ …（４）
【００１８】即ち、スピン−格子緩和時間（Ｔ１）を求
める場合は、ＴＥを一定にしてＴＲをＴＲ1 ，ＴＲ2 ，
ＴＲ3 ，ＴＲ4 …と変化させながら、Ｓ（ＴＲ1 ），Ｓ
（ＴＲ2 ），Ｓ（ＴＲ3 ），Ｓ（ＴＲ4 ）…と、ＮＭＲ
信号を観察し、これらの値を上記（４）式に代入するこ
とによってＴ１を求めることができる。
める場合は、ＴＥを一定にしてＴＲをＴＲ1 ，ＴＲ2 ，
ＴＲ3 ，ＴＲ4 …と変化させながら、Ｓ（ＴＲ1 ），Ｓ
（ＴＲ2 ），Ｓ（ＴＲ3 ），Ｓ（ＴＲ4 ）…と、ＮＭＲ
信号を観察し、これらの値を上記（４）式に代入するこ
とによってＴ１を求めることができる。
【００１９】一方、スピン−スピン緩和時間を求める場
合には、ＴＲを一定にしてＴＥをＴＥ1 ，ＴＥ2 ，ＴＥ
3 ，ＴＥ4 …と変化させながら、Ｓ（ＴＥ1 ），Ｓ（Ｔ
Ｅ2），Ｓ（ＴＥ3 ），Ｓ（ＴＥ4 ）…と、ＮＭＲ信号
を観察し、これらの値を上記（４）式に代入することに
よってＴ２を求めることができる。
合には、ＴＲを一定にしてＴＥをＴＥ1 ，ＴＥ2 ，ＴＥ
3 ，ＴＥ4 …と変化させながら、Ｓ（ＴＥ1 ），Ｓ（Ｔ
Ｅ2），Ｓ（ＴＥ3 ），Ｓ（ＴＥ4 ）…と、ＮＭＲ信号
を観察し、これらの値を上記（４）式に代入することに
よってＴ２を求めることができる。
【００２０】ところで西瓜等の果実の糖度を高速で測定
する方法は、前述の如く青果物の産地においてその実用
化が強く望まれている技術である。また前述した様に本
発明者らは、西瓜等においては緩和時間（Ｔ１，Ｔ２）
と糖度との間には、相関関係があることを見いだしてお
り、西瓜等の緩和時間（Ｔ１，Ｔ２）を測定すること
は、これらの糖度を非破壊的に測定するための有力な手
段になり得るものと考えられる。
する方法は、前述の如く青果物の産地においてその実用
化が強く望まれている技術である。また前述した様に本
発明者らは、西瓜等においては緩和時間（Ｔ１，Ｔ２）
と糖度との間には、相関関係があることを見いだしてお
り、西瓜等の緩和時間（Ｔ１，Ｔ２）を測定すること
は、これらの糖度を非破壊的に測定するための有力な手
段になり得るものと考えられる。
【００２１】一方、西瓜の糖度には個体差が大きく、低
いものでは中心部で９％以下でしかないのに対して、甘
いものでは１４％を超えるものもある。また西瓜の糖度
はその部位によっても差があり、中心部と外周部とでは
２〜４％もの開きがある。更に、糖度の分布も個体によ
って異なっており、外周部では中心部と比べて糖度が大
きく下がるものもあれば、それほど差のないものもあ
る。従って、西瓜の糖度を正しく評価するためには、サ
ンプル全体の平均化された緩和時間を測定するのではな
く、ある適当なサイズの領域の緩和時間を測定する必要
がある。更に、上記のことを考慮すれば、例えば中心部
のみの１箇所を測定するよりも、複数の部位で測定する
方が好ましいことは明らかである。本発明は、こうした
目的で緩和時間Ｔ１，Ｔ２を測定する技術として特に適
したものである。
いものでは中心部で９％以下でしかないのに対して、甘
いものでは１４％を超えるものもある。また西瓜の糖度
はその部位によっても差があり、中心部と外周部とでは
２〜４％もの開きがある。更に、糖度の分布も個体によ
って異なっており、外周部では中心部と比べて糖度が大
きく下がるものもあれば、それほど差のないものもあ
る。従って、西瓜の糖度を正しく評価するためには、サ
ンプル全体の平均化された緩和時間を測定するのではな
く、ある適当なサイズの領域の緩和時間を測定する必要
がある。更に、上記のことを考慮すれば、例えば中心部
のみの１箇所を測定するよりも、複数の部位で測定する
方が好ましいことは明らかである。本発明は、こうした
目的で緩和時間Ｔ１，Ｔ２を測定する技術として特に適
したものである。
【００２２】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００２３】
実施例１ 図３に本発明を実施するためのパルスシーケンスを示
す。このシーケンスは、西瓜の糖度分布を測定するため
に、西瓜内の緩和時間分布を測定した際に用いたシーケ
ンスである。図３において、選択性９０°パルスおよび
選択性１８０°パルス等のＲＦパルスは、１５００Ｈｚ
の帯域幅を持っているものである。また勾配磁場Ｇｘ，
Ｇｙの強度は３．６ｍＴ／ｍとし、勾配磁場Ｇｚの強度
は２．０ｍＴ／ｍとした。ここで勾配磁場Ｇｘ，Ｇｙお
よびＧｚは、夫々相互に直交するｘ，ｙ，ｚ方向に磁場
を印加するものであることを示している（後記図４参
照）。また図面には現れていないが、信号を収集するＡ
／Ｄ変換器のサンプリング速度は、２５ｋＨｚとし、サ
ンプリングポイント数は２５６とした。
す。このシーケンスは、西瓜の糖度分布を測定するため
に、西瓜内の緩和時間分布を測定した際に用いたシーケ
ンスである。図３において、選択性９０°パルスおよび
選択性１８０°パルス等のＲＦパルスは、１５００Ｈｚ
の帯域幅を持っているものである。また勾配磁場Ｇｘ，
Ｇｙの強度は３．６ｍＴ／ｍとし、勾配磁場Ｇｚの強度
は２．０ｍＴ／ｍとした。ここで勾配磁場Ｇｘ，Ｇｙお
よびＧｚは、夫々相互に直交するｘ，ｙ，ｚ方向に磁場
を印加するものであることを示している（後記図４参
照）。また図面には現れていないが、信号を収集するＡ
／Ｄ変換器のサンプリング速度は、２５ｋＨｚとし、サ
ンプリングポイント数は２５６とした。
【００２４】図３に示したシーケンスによって、直径：
３０ｃｍの西瓜におけるＮＭＲ緩和時間を測定した。こ
のときの西瓜と勾配磁場との位置関係を図４に示す。図
４において、西瓜中に仮想線で棒状に示した領域IIが、
前記図３に示したシーケンスによって選択されて緩和時
間Ｔ１，Ｔ２を測定する領域（但し、この領域内の複数
の部位）に相当することになる。この棒状領域は、１ｃ
ｍ×１ｃｍ×３０ｃｍ（西瓜の長さ）であり、当該領域
は図３における２つのＲＦパルスの周波数や帯域幅と、
勾配磁場の強度等から一意的に決定されるものである。
３０ｃｍの西瓜におけるＮＭＲ緩和時間を測定した。こ
のときの西瓜と勾配磁場との位置関係を図４に示す。図
４において、西瓜中に仮想線で棒状に示した領域IIが、
前記図３に示したシーケンスによって選択されて緩和時
間Ｔ１，Ｔ２を測定する領域（但し、この領域内の複数
の部位）に相当することになる。この棒状領域は、１ｃ
ｍ×１ｃｍ×３０ｃｍ（西瓜の長さ）であり、当該領域
は図３における２つのＲＦパルスの周波数や帯域幅と、
勾配磁場の強度等から一意的に決定されるものである。
【００２５】このスピン−格子緩和時間（Ｔ１）を測定
するに当たって、ＴＥを４０ミリ秒とし、ＴＲを１秒と
２秒に設定した。またスピン−スピン緩和時間（Ｔ２）
を測定するに当たっては、ＴＲを２秒に設定し、ＴＥを
４０ミリ秒と２００ミリ秒に設定した。尚ＴＲが２秒で
Ｔｅが４０ミリ秒という条件は、緩和時間Ｔ１，Ｔ２の
双方に共通の条件であるので、現実的にはこの条件に関
する限りでは緩和時間Ｔ１，Ｔ２の両方を一度の操作に
よって測定することができることになる。
するに当たって、ＴＥを４０ミリ秒とし、ＴＲを１秒と
２秒に設定した。またスピン−スピン緩和時間（Ｔ２）
を測定するに当たっては、ＴＲを２秒に設定し、ＴＥを
４０ミリ秒と２００ミリ秒に設定した。尚ＴＲが２秒で
Ｔｅが４０ミリ秒という条件は、緩和時間Ｔ１，Ｔ２の
双方に共通の条件であるので、現実的にはこの条件に関
する限りでは緩和時間Ｔ１，Ｔ２の両方を一度の操作に
よって測定することができることになる。
【００２６】上記の条件で測定に要した時間は、５秒で
あった。緩和時間Ｔ１，Ｔ２は、夫々で得られた信号強
度を前記した（４）式［または（１），（２）式］に適
用することによって求めることができる。また１シリー
ズの測定で得られるデータポイント数は２５６であった
が、代入する前に近傍の１０点をひとまとめとし、それ
らの平均値を代表値として、代入の際に用いるデータポ
イント数を２５とした。従って、選択した棒状領域の長
さ方向の分解能は、３００ｍｍ／２５＝１２ｍｍとな
り、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１２ｍｍの分解能で棒状領域
内の複数部位の緩和時間Ｔ１，Ｔ２の分布が求められる
ことになる。上記の手順で測定された信号強度分布（周
波数と信号強度の関係）の例を図５に示す。またこの図
５に代表される各種信号強度分布に基づいて求められた
緩和時間Ｔ１，Ｔ２から換算された糖度の棒状領域にお
ける分布図を図６に示す。これらの図において、例えば
前記図４の部位１３は、図６における符号１３の部分
（図５における周波数領域が０Ｈｚ付近の１０ポイン
ト）に対応しており、同じく図４の部位２は、図６にお
ける符号２の部分（図５における周波数領域が−１０Ｈ
ｚ付近の１０ポイント）に対応している。
あった。緩和時間Ｔ１，Ｔ２は、夫々で得られた信号強
度を前記した（４）式［または（１），（２）式］に適
用することによって求めることができる。また１シリー
ズの測定で得られるデータポイント数は２５６であった
が、代入する前に近傍の１０点をひとまとめとし、それ
らの平均値を代表値として、代入の際に用いるデータポ
イント数を２５とした。従って、選択した棒状領域の長
さ方向の分解能は、３００ｍｍ／２５＝１２ｍｍとな
り、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１２ｍｍの分解能で棒状領域
内の複数部位の緩和時間Ｔ１，Ｔ２の分布が求められる
ことになる。上記の手順で測定された信号強度分布（周
波数と信号強度の関係）の例を図５に示す。またこの図
５に代表される各種信号強度分布に基づいて求められた
緩和時間Ｔ１，Ｔ２から換算された糖度の棒状領域にお
ける分布図を図６に示す。これらの図において、例えば
前記図４の部位１３は、図６における符号１３の部分
（図５における周波数領域が０Ｈｚ付近の１０ポイン
ト）に対応しており、同じく図４の部位２は、図６にお
ける符号２の部分（図５における周波数領域が−１０Ｈ
ｚ付近の１０ポイント）に対応している。
【００２７】実施例２ 前記図３に示したパルスシーケンスを採用し、西瓜と勾
配磁場の関係を図７の様に配置し、また勾配磁場Ｇｘ，
Ｇｙ，Ｇｚ等のパラメータの値を適切に変更することに
よって、図７に示した様に緩和時間を測定する棒状領域
を、２個の西瓜に亘って設定することができた。従っ
て、この方法では２個の西瓜の緩和時間、即ち糖度分布
を同時に測定することができた。このとき１個当たりの
測定時間は、実施例１のときの半分の２．５秒にまで短
縮することができた。
配磁場の関係を図７の様に配置し、また勾配磁場Ｇｘ，
Ｇｙ，Ｇｚ等のパラメータの値を適切に変更することに
よって、図７に示した様に緩和時間を測定する棒状領域
を、２個の西瓜に亘って設定することができた。従っ
て、この方法では２個の西瓜の緩和時間、即ち糖度分布
を同時に測定することができた。このとき１個当たりの
測定時間は、実施例１のときの半分の２．５秒にまで短
縮することができた。
【００２８】尚前記図４および図７から明らかである
が、緩和時間Ｔ１，Ｔ２を測定する棒状領域の位置につ
いては任意に設定することができ、例えば西瓜において
は極方向（図４）または赤道方向（図７）のいずれも採
用できるものである。
が、緩和時間Ｔ１，Ｔ２を測定する棒状領域の位置につ
いては任意に設定することができ、例えば西瓜において
は極方向（図４）または赤道方向（図７）のいずれも採
用できるものである。
【００２９】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
試料の複数の部位の緩和時間を短時間で測定することが
できる様になった。従って本発明は、例えば西瓜等の内
部品質をオンライン計測する方法として極めて有用であ
り、西瓜の様に従来抜き取りで破壊検査を行なわなけれ
ばならなかった農産物を初めとして、海産物、食品、工
業製品等に対しても非破壊で全数を検査することが可能
となり、ＮＭＲを用いた非破壊検査の適用範囲が拡大で
きることが期待される。
試料の複数の部位の緩和時間を短時間で測定することが
できる様になった。従って本発明は、例えば西瓜等の内
部品質をオンライン計測する方法として極めて有用であ
り、西瓜の様に従来抜き取りで破壊検査を行なわなけれ
ばならなかった農産物を初めとして、海産物、食品、工
業製品等に対しても非破壊で全数を検査することが可能
となり、ＮＭＲを用いた非破壊検査の適用範囲が拡大で
きることが期待される。
【図１】従来方法におけるパルスシーケンス図である。
【図２】図１に示したパルスシーケンスによって緩和時
間が測定される西瓜内部領域を模式的に示した図であ
る。
間が測定される西瓜内部領域を模式的に示した図であ
る。
【図３】本発明方法を実施するためのパルスシーケンス
を示す図である。
を示す図である。
【図４】図３に示したパルスシーケンスによって緩和時
間を測定する西瓜内部領域を模式的に示した図である。
間を測定する西瓜内部領域を模式的に示した図である。
【図５】本発明方法による信号強度分布例を示すグラフ
である。
である。
【図６】本発明による測定領域の位置と糖度の関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図７】本発明の他の実施例における緩和時間測定領域
を模式的に示した図である。
を模式的に示した図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 核磁気共鳴における緩和時間を測定する
に当たり、静磁場発生装置内に配置された測定対象物に
選択性９０°パルスおよび第１の勾配磁場を印加し、次
に予め定めた時間（ＴＥ／２）後に、選択性１８０°パ
ルスと、前記第１の勾配磁場と直交する方向の第２の勾
配磁場を印加し、更に前記選択性１８０°パルスの印加
から予め定めた前記時間（ＴＥ／２）後に、前記第１お
よび第２の勾配磁場のいずれにも直交する方向の第３の
勾配磁場を印加しながら核磁気共鳴信号を受信し、この
受信信号をアナログ／デジタル変換した後フーリエ変換
を施し、引き続き（ａ）スピン−格子緩和時間（Ｔ１）
を測定する場合には、上記一連の操作の繰り返し時間
（ＴＲ）を変化させながら、（ｂ）スピン−スピン緩和
時間（Ｔ２）を測定する場合には、前記時間ＴＥを変化
させながら、上記一連の操作による測定を繰り返し、こ
うして得られる信号強度の前記時間ＴＲおよび／または
ＴＥに対する変化を解析することによって、棒状領域内
の複数部位の緩和時間（Ｔ１および／またはＴ２）を測
定することを特徴とする核磁気共鳴緩和時間の測定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1034796A JPH09203715A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 核磁気共鳴緩和時間の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1034796A JPH09203715A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 核磁気共鳴緩和時間の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09203715A true JPH09203715A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11747668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1034796A Withdrawn JPH09203715A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 核磁気共鳴緩和時間の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09203715A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266950A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Tokyo Univ Of Marine Science & Technology | 生鮮野菜・果実類の凍結ダメージの評価方法 |
| CN104215652B (zh) * | 2014-08-21 | 2016-08-31 | 中国石油天然气股份有限公司 | 确定油气饱和度的方法和装置 |
| JP2019144051A (ja) * | 2018-02-19 | 2019-08-29 | 日本ポリプロ株式会社 | 熱可塑性樹脂の定量測定方法 |
-
1996
- 1996-01-24 JP JP1034796A patent/JPH09203715A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266950A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Tokyo Univ Of Marine Science & Technology | 生鮮野菜・果実類の凍結ダメージの評価方法 |
| CN104215652B (zh) * | 2014-08-21 | 2016-08-31 | 中国石油天然气股份有限公司 | 确定油气饱和度的方法和装置 |
| JP2019144051A (ja) * | 2018-02-19 | 2019-08-29 | 日本ポリプロ株式会社 | 熱可塑性樹脂の定量測定方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030401 |