(57)【要約】【課題】シムコイル１５を搭載したＮＭＲ装置１に用いられるスペクトルの感度及び分解能の高いＮＭＲプローブ２を提供する。【解決手段】第１ソレノイドコイル６を搭載したＮＭＲプローブ２において、内径が第１ソレノイドコイル６に等しく、中心軸が第１ソレノイドコイル６の中心軸に一致するように配置される第２ソレノイドコイル７を有し、第２ソレノイドコイル７の少なくとも１ターンの巻き線は、第１ソレノイドコイル６の互いに隣り合う２ターンの巻き線の間を、その２ターンの巻き線に沿って配置され、また、第１ソレノイドコイル６の中心軸方向の両方の外側に、第２ソレノイドコイル７の巻き線の少なくとも１ターンが配置されている。【選択図】図８Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ソレノイドコイルを搭載したＮＭＲプローブにおいて、
内径が前記第１ソレノイドコイルに等しく、中心軸が前記第１ソレノイドコイルの中心軸に一致するように配置される第２ソレノイドコイルを有し、
前記第２ソレノイドコイルの少なくとも１ターンの巻き線は、前記第１ソレノイドコイルの互いに隣り合う２ターンの巻き線の間を、前記２ターンの巻き線に沿って配置されることを特徴とするＮＭＲプローブ。
【請求項２】
前記第１ソレノイドコイルの前記中心軸方向の両方の外側に、前記第２ソレノイドコイルの巻き線の少なくとも１ターンが配置されることを特徴とする請求項１に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項３】
第１ソレノイドコイルを搭載したＮＭＲプローブにおいて、
内径が前記第１ソレノイドコイルに等しく、中心軸が前記第１ソレノイドコイルの中心軸に一致するように配置される第２ソレノイドコイルを有し、
前記第１ソレノイドコイルの前記中心軸方向の両方の外側に、前記第２ソレノイドコイルの巻き線の少なくとも１ターンが配置されることを特徴とするＮＭＲプローブ。
【請求項４】
前記第１ソレノイドコイル及び前記第２ソレノイドコイルの隣接する巻き線の間隔が、前記中心軸方向の全域において、略同一になっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項５】
前記第１ソレノイドコイル及び前記第２ソレノイドコイルの巻き線が、略同一寸法、略同一材料のワイヤ又は箔であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項６】
前記第１ソレノイドコイル及び前記第２ソレノイドコイルの巻き線が、略同一の厚さの箔であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項７】
前記第１ソレノイドコイルと前記第２ソレノイドコイルのどちらか一方は、同調整合回路に接続して所望の共鳴周波数に同調整合され、他方は開回路にすることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項８】
前記第１ソレノイドコイルと前記第２ソレノイドコイルのそれぞれは、対応する同調整合回路に接続して所望の共鳴周波数に同調整合されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項９】
対応する前記同調整合回路に接続する前記第１ソレノイドコイルと前記第２ソレノイドコイルの両端の少なくとも一方に接続するそれぞれに接続する対のスイッチ部を有し、
前記スイッチ部を切り替えることで、前記第１ソレノイドコイルと前記第２ソレノイドコイルのどちらか一方を、同調整合回路に接続して所望の共鳴周波数に同調整合し、他方は開回路にすることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項１０】
内径が前記第１ソレノイドコイルに等しく、中心軸が前記第１ソレノイドコイルの中心軸に一致するように配置され、前記中心軸方向の長さが前記第１ソレノイドコイルと前記第２ソレノイドコイルとは異なる１つ又は複数の第３ソレノイドコイルを有し、
前記第３ソレノイドコイルの少なくとも１ターンの巻き線は、前記第１ソレノイドコイルの互いに隣り合う２ターンの巻き線の間を、前記２ターンの巻き線に沿って配置されることを特徴とする請求項３に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項１１】
前記第１ソレノイドコイル、前記第２ソレノイドコイル及び前記第３ソレノイドコイルの隣接する巻き線の間隔が、前記中心軸方向の全域において、略同一になっていることを特徴とする請求項１０に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項１２】
前記第１ソレノイドコイル、前記第２ソレノイドコイル及び前記第３ソレノイドコイルの巻き線が、略同一寸法、略同一材料のワイヤ又は箔であることを特徴とする請求項１０又は請求項１１のいずれか１項に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項１３】
前記第１ソレノイドコイル、前記第２ソレノイドコイル及び前記第３ソレノイドコイルの巻き線が、略同一の厚さの箔であることを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項１４】
前記第１ソレノイドコイル、前記第２ソレノイドコイルと前記第３ソレノイドコイルには、同調整合回路に接続して所望の共鳴周波数に同調整合されるものと、開回路になるものとがあることを特徴とする請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項１５】
前記第１ソレノイドコイル、前記第２ソレノイドコイルと前記第３ソレノイドコイルのそれぞれは、対応する同調整合回路に接続して所望の共鳴周波数に同調整合されることを特徴とする請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項１６】
対応する前記同調整合回路に接続する前記第１ソレノイドコイル、前記第２ソレノイドコイルと前記第３ソレノイドコイルの両端それぞれに接続する対のスイッチ部を有し、
前記スイッチ部を切り替えることで、前記第１ソレノイドコイル、前記第２ソレノイドコイルと前記第３ソレノイドコイルを、同調整合回路に接続して所望の共鳴周波数に同調整合されるものと、開回路になるものとに設定することを特徴とする請求項１４又は請求項１５のいずれか１項に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項１７】
第１ソレノイドコイルを搭載したＮＭＲプローブにおいて、
内径が前記第１ソレノイドコイルに等しく、中心軸が前記第１ソレノイドコイルの中心軸に一致するように配置され、前記中心軸方向の長さが前記第１ソレノイドコイルとは異なる第２ソレノイドコイルを有し、
前記第２ソレノイドコイルの前記中心軸方向の長さの中間位置は、前記第１ソレノイドコイルの前記中心軸方向の長さの中間位置に一致することを特徴とするＮＭＲプローブ。
【請求項１８】
前記第１ソレノイドコイルと前記第２ソレノイドコイルとで、二重螺旋を構成していることを特徴とする請求項１７に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項１９】
前記第２ソレノイドコイルは、前記中心軸方向の長さが前記第１ソレノイドコイルの前記中心軸方向の長さより長く、前記第１ソレノイドコイルの前記中心軸方向の両側に配置されることを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載のＮＭＲプローブ。
【請求項２０】
内径が前記第１ソレノイドコイルに等しく、中心軸が前記第１ソレノイドコイルの中心軸に一致するように配置され、前記中心軸方向の長さが前記第１ソレノイドコイルと前記第２ソレノイドコイルとは異なる１つ又は複数の第３ソレノイドコイルを有し、
前記第３ソレノイドコイルの前記中心軸方向の長さの中間位置は、前記第１ソレノイドコイルの前記中心軸方向の長さの中間位置に一致することを特徴とする請求項１７乃至請求項１９のいずれか１項に記載のＮＭＲプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＭＲ（核磁気共鳴）装置に用いられソレノイドコイルを搭載したＮＭＲプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＮＭＲ装置は、（周波数）スペクトルの感度及び分解能が高いことが求められる。しかし、サンプル領域の静磁場均一度が低いと、ＮＭＲ信号の周波数に分布が生じ、スペクトルの広がりが大きくなり、スペクトルの感度及び分解能が低下してしまう。スペクトルの感度及び分解能を高めるためにはサンプル領域の静磁場の均一度を高める必要がある。そこで、ソレノイドコイルの軸方向を延長する形で静磁場補正用部材を配置し、サンプル領域の静磁場の均一度を高めることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０８２８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＮＭＲ装置では、クライオスタットに収納された超電導マグネットによって、サンプル領域に静磁場を形成している。このサンプル領域に高周波磁場の送受信等を行うソレノイドコイルを配置すると、サンプル領域の静磁場の均一性が低下する。
【０００５】
ＮＭＲ装置には、サンプル領域の静磁場を均一にするために、シムコイルが設けられており、ソレノイドコイルの配置により低下したサンプル領域の静磁場の均一性を高めることができる。
【０００６】
しかし、静磁場の強度を、サンプル領域の位置座標の関数として表すと、シムコイルで補正できるのは、位置座標に対して静磁場の強度が２次項（２次関数）以下の低次項（低次関数）で表される静磁場であって、４次項（４次関数）以上の高次項（高次関数）で表される静磁場の補正は一般に困難であることがわかった。そこで、４次項以上の高次項で表される静磁場の補正が、何らかの方法でできれば、２次項以下の低次項で表される静磁場の補正が可能なシムコイルと合わせて、静磁場の均一性が高められると考えられた。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、シムコイルを搭載したＮＭＲ装置に用いられるスペクトルの感度及び分解能の高いＮＭＲプローブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を達成するために、本発明は、第１ソレノイドコイルを搭載したＮＭＲプローブにおいて、内径が前記第１ソレノイドコイルに等しく、中心軸が前記第１ソレノイドコイルの中心軸に一致するように配置される第２ソレノイドコイルを有し、前記第２ソレノイドコイルの少なくとも１ターンの巻き線は、前記第１ソレノイドコイルの互いに隣り合う２ターンの巻き線の間を、前記２ターンの巻き線に沿って配置されていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明は、第１ソレノイドコイルを搭載したＮＭＲプローブにおいて、内径が前記第１ソレノイドコイルに等しく、中心軸が前記第１ソレノイドコイルの中心軸に一致するように配置される第２ソレノイドコイルを有し、前記第１ソレノイドコイルの前記中心軸方向の両方の外側に、前記第２ソレノイドコイルの巻き線の少なくとも１ターンが配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１ソレノイドコイルと第２ソレノイドコイルとによるソレノイドコイルの占積率を高め又は軸方向長さを長くすることができるので、スペクトルの感度及び分解能の高いＮＭＲプローブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＮＭＲプローブを搭載したＮＭＲ装置の断面図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態に係るＮＭＲプローブの要部の斜視図である。
【図２Ｂ】本発明の第１の実施形態に係るＮＭＲプローブの要部の断面図である。
【図３Ａ】本発明の第２の実施形態に係るＮＭＲプローブの要部の斜視図である。
【図３Ｂ】本発明の第２の実施形態に係るＮＭＲプローブの要部の断面図である。
【図４Ａ】本発明の第３の実施形態に係るＮＭＲプローブの要部の斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の第３の実施形態に係るＮＭＲプローブの要部の断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の第４の実施形態に係るＮＭＲプローブの第１ソレノイドコイルの正面図であり、（ｂ）は第１ソレノイドコイルの配置前後での水素核の共鳴周波数の偏差を、ｙ軸上の位置に対して示すグラフであり、○印はシミュレーション結果であり、実線はシミュレーション結果（○印）に対する近似曲線である。
【図６】（ａ）は本発明の第４の実施形態に係るＮＭＲプローブの第２ソレノイドコイルの正面図であり、（ｂ）は第２ソレノイドコイルの配置前後での水素核の共鳴周波数の偏差を、ｙ軸上の位置に対して示すグラフであり、○印はシミュレーション結果であり、実線はシミュレーション結果（○印）に対する近似曲線である。
【図７】（ａ）は本発明の第４の実施形態に係るＮＭＲプローブの第１ソレノイドコイルと第２ソレノイドコイルの正面図であり、（ｂ）は第１ソレノイドコイルと第２ソレノイドコイルの配置前後での水素核の共鳴周波数の偏差を、ｙ軸上の位置に対して示すグラフであり、○印はシミュレーション結果であり、実線はシミュレーション結果（○印）に対する近似曲線である。
【図８Ａ】本発明の第５の実施形態に係るＮＭＲプローブの要部の斜視図である。
【図８Ｂ】本発明の第５の実施形態に係るＮＭＲプローブの要部の断面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態に係るＮＭＲプローブの要部の断面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第７の実施形態に係るＮＭＲプローブの第２ソレノイドコイルの正面図であり、（ｂ）は第２ソレノイドコイルの配置前後での水素核の共鳴周波数の偏差を、ｙ軸上の位置に対して示すグラフであり、○印はシミュレーション結果であり、実線はシミュレーション結果（○印）に対する近似曲線である。
【図１１】（ａ）は本発明の第７の実施形態に係るＮＭＲプローブの第１ソレノイドコイルと第２ソレノイドコイルの正面図であり、（ｂ）は第１ソレノイドコイルと第２ソレノイドコイルの配置前後での水素核の共鳴周波数の偏差を、ｙ軸上の位置に対して示すグラフであり、○印はシミュレーション結果であり、実線はシミュレーション結果（○印）に対する近似曲線である。
【図１２】本発明の第８の実施形態に係るＮＭＲプローブの要部の断面図である。
【図１３Ａ】本発明の第９の実施形態に係るＮＭＲプローブの要部の斜視図である。
【図１３Ｂ】本発明の第９の実施形態に係るＮＭＲプローブの要部の断面図である。
【図１４】本発明の第１０の実施形態に係るＮＭＲプローブの回路図である。
【図１５】本発明の第１１の実施形態に係るＮＭＲプローブの回路図である。
【図１６】本発明の第１２の実施形態に係るＮＭＲプローブの回路図である。
【図１７】本発明の第１３の実施形態に係るＮＭＲプローブを搭載したＮＭＲ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１３】
（第１の実施形態）
【００１４】
図１に示すように、第１の実施形態のＮＭＲ装置１は、静磁場方向が水平方向である横型の超電導マグネット３を用いている。なお、この静磁場方向をｚ方向とし、垂直方向をｙ方向とする座標系を理解を容易にするために設定している。また、ｙ方向からｚ方向に回転させたネジが進む方向にｘ方向を設定している。超電導マグネット３は、円筒形状をしており、軸が一致するように円筒形状のクライオスタット４の中に収納されている。クライオスタット４は、３層構造をしており、外側１層目の真空容器の中に、２層目の熱輻射シールド容器及び３層目の液体ヘリウム容器が収められている。液体ヘリウム容器の内部に冷媒である液体ヘリウムとともに超電導マグネット３が巻装され設置されている。クライオスタット４には、ｙ方向（垂直方向）に貫通する貫通孔が設けられている。貫通孔は、クライオスタット４の内筒壁を貫通している。この貫通孔によって超電導マグネット３は二分され、ＮＭＲ装置１は、スプリット型ＮＭＲ装置となっている。
【００１５】
超電導マグネット３によって、超電導マグネット３の内筒壁で囲まれた空間の中央（いわゆるサンプル領域）に、空間的時間的に一定で均一な静磁場が形成される。この基本となる静磁場の均一性を高めるために、シムコイル１５が、クライオスタット４の内筒壁で囲まれた超電導マグネット３の内側に設けられている。
【００１６】
ＮＭＲプローブ２の先端部は、クライオスタット４の内筒壁に沿って挿入され、この内筒壁で囲まれた空間の中央まで達している。ＮＭＲプローブは、先端部に、ＮＭＲ信号の送受信等を行う第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７と、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７を共に巻きつけているボビン８とを備えている。ボビン８は円筒形状をしており、この円筒の内筒壁で囲まれた空間の周辺が、いわゆるサンプル領域となり、このサンプル領域に、前記静磁場が形成される。ボビン８の内側には、前記貫通孔側から、サンプル入りホルダ５が挿入される。第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７とが、高周波磁場を送受信する場合には、その高周波磁場の方向はｙ方向である鉛直方向に形成される。
【００１７】
図２Ａに、本発明の第１の実施形態に係るＮＭＲプローブ２の要部の斜視図を示す。サンプル入りホルダ５を取り囲むように、円筒形のボビン８が設けられている。ボビン８には、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７とが巻かれている。図２Ａでは、第１ソレノイドコイル６を、第１ターンの第１ソレノイドコイル６（ｔ１）と、第２ターンの第１ソレノイドコイル６（ｔ２）の合計２ターンで示したが、ターン数（巻き数）はこれに限ったことではなく、２ターン以上であればよい。なお、ｔ１、ｔ２は第何ターンかを示している。ｔ１は第１ターンであることを示し、ｔ２は第２ターンであることを示している。以下でも同様である。また、第２ソレノイドコイル７を、第１ターンの第２ソレノイドコイル７（ｔ１）の合計１ターンで示したが、ターン数（巻き数）はこれに限ったことではなく、１ターン以上であればよい。第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７とは、共通のガラス製のボビン８に巻き付けてある。このため、第２ソレノイドコイル７の内径は、第１ソレノイドコイル６の内径に等しくなっている。また、第２ソレノイドコイル７の中心軸９は、ボビン８の中心軸に一致するので、第１ソレノイドコイル６の中心軸にも一致する。第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７とは、中心軸９及びボビン８を挟んで対向し、二重螺旋を構成している。
【００１８】
第２ソレノイドコイル７の第１ターン（ｔ１）は、第１ソレノイドコイル６の第１ターン（ｔ１）と第２ターン（ｔ２）の間にあって、第１ソレノイドコイル６の第１ターン（ｔ１）と第２ターン（ｔ２）に沿って配置されている。第２ソレノイドコイル７のコイルの巻き初めおよび巻き終わりは、第１ソレノイドコイル６のコイルの巻き初めと巻き終わりの間に配置されている。
【００１９】
図２Ｂに、本発明の第１の実施形態に係るＮＭＲプローブ２の要部の断面図を示す。第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の長さＨ２は、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の長さＨ１とは異なり、短くなっている。第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の長さＨ２の中間位置９Ｃは、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の長さＨ１の中間位置９Ｃに一致している。中心軸９から第１ソレノイドコイル６、中心軸９から第２ソレノイドコイル７までの距離は、略ボビン８の外周の半径に等しい。第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の２つのコイルを、サンプル入りホルダ５の近傍に等距離に配置できるので、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７とで２種類の核を高い感度に測定できる。
【００２０】
第２ソレノイドコイル７の巻き線は、第１ソレノイドコイル６の巻き線間に配置されている。よって、第１ソレノイドコイル６の巻き線間隔ＷＳ１は、第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の巻き線の線幅ＷＬ２よりも大きくなっている。また、第２ソレノイドコイル７の巻き線間隔ＷＳ２は、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の巻き線の線幅ＷＬ１よりも大きくなっている。第２ソレノイドコイル７の巻き線と、第１ソレノイドコイル６の巻き線との間には、空隙があり、電気的に接続していない。なお、第２ソレノイドコイル７の巻き線又は第１ソレノイドコイル６の巻き線の表面が、絶縁膜で被覆されている場合には、両コイル６、７の巻き線間に空隙が無くとも構わない。これによれば、第１ソレノイドコイル６の第１ターン（ｔ１）と第２ターン（ｔ２）の間の巻き線間に、第２ソレノイドコイルの第１ターン（ｔ１）を配置して、ソレノイドコイル６、７全体の占積率を向上させることができ、第１ソレノイドコイル６の作る高次の不整磁場を抑制し、静磁場の均一性を高めることができる。
【００２１】
（第２の実施形態）
図３Ａに、本発明の第２の実施形態に係るＮＭＲプローブ２の要部の斜視図を示し、図３Ｂに、その断面図を示す。第２の実施形態のＮＭＲプローブ２が、第１の実施形態のＮＭＲプローブ２と異なる点は、第２ソレノイドコイル７の配置を変えている点で、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の両方の外側に、第２ソレノイドコイル７の巻き線の少なくとも１ターンである第１ターン（ｔ１）と第２ターン（ｔ２）がそれぞれ配置されている点である。これにより、第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の長さＨ２は、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の長さＨ１とは異なり、より長くなっている。ただ、第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の長さＨ２の中間位置９Ｃは、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の長さＨ１の中間位置９Ｃに一致している。第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７のサンプル入りホルダ５までの距離は等しく、この２つのコイルをサンプル入りホルダ５の近傍に等距離に配置できるので、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７とで２種類の核を高い感度に測定できる。
【００２２】
図３Ａと図３Ｂでは、第１ソレノイドコイル６は２ターンの第１ターン（ｔ１）と第２ターン（ｔ２）を示し、第２ソレノイドコイル７も２ターンの第１ターン（ｔ１）と第２ターン（ｔ２）を示しているが、ターン数（巻き数）はこれに限ったことではなく、第１ソレノイドコイル６は１ターン以上、第２ソレノイドコイル７は２ターン以上のターン数に設定することができる。第２ソレノイドコイル７が２ターンの場合、第２ソレノイドコイル７の第１ターン（ｔ１）は、第１ソレノイドコイル６のｙ方向の正方向の外側に配置される。また、第２ソレノイドコイル７の第２ターン（ｔ２）は、第１ソレノイドコイル６のｙ方向の負方向の外側に配置される。第１ソレノイドコイル６のコイルの巻き初めおよび巻き終わりは、第２ソレノイドコイル７のコイルの巻き初めと巻き終わりの間に配置されている。コイルの巻き初めおよび巻き終わりは、第２ソレノイドコイル７よりも第１ソレノイドコイル６の方が、静磁場の磁場中心となる中間位置９Ｃに近い配置となる。第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７は共通の中心軸９を持つため、中心軸９方向の長さが長さＨ２のように長い１つのソレノイドコイルとして、静磁場に対して作用させることができる。すなわち、共通の中心軸９を持つ第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７とによれば、第１ソレノイドコイル６単独の場合に比べて、ソレノイドコイルの中心軸９方向の長さが長くなり、第２ソレノイドコイル７単独の場合に比べて、ソレノイドコイルの占積率が高くなり、高次の不整磁場を抑制することができる。
【００２３】
（第３の実施形態）
図４Ａに、本発明の第３の実施形態に係るＮＭＲプローブ２の要部の斜視図を示し、図４Ｂに、その断面図を示す。第３の実施形態のＮＭＲプローブ２が、第１の実施形態のＮＭＲプローブ２と異なる点は、第１の実施形態の第２ソレノイドコイル７を延長させて、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の両方の外側に、具体的には上側に第２ソレノイドコイル７の巻き線の少なくとも１ターンである第１ターン（ｔ１）と、下側に少なくとも１ターンである第５ターン（ｔ５）が配置されている点である。これにより、第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の長さＨ２は、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の長さＨ１とは異なり、より長くなっている。ただ、第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の長さＨ２の中間位置９Ｃは、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の長さＨ１の中間位置９Ｃに一致している。中心軸９から第１ソレノイドコイル６、中心軸９から第２ソレノイドコイル７までの距離は、略ボビン８の外周の半径に等しい。第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の２つのコイルを、サンプル入りホルダ５の近傍に等距離に配置できるので、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７とで２種類の核を高い感度に測定できる。
【００２４】
図４Ａと図４Ｂでは、第１ソレノイドコイル６は２ターンの第１ターン（ｔ１）と第２ターン（ｔ２）とで構成され、第２ソレノイドコイル７は５ターンの第１ターン（ｔ１）と第２ターン（ｔ２）と第３ターン（ｔ３）と第４ターン（ｔ４）と第５ターン（ｔ５）とで構成されているが、ターン数（巻き数）はこれに限ったことではなく、第１ソレノイドコイル６は２ターン以上、第２ソレノイドコイル７は３ターン以上のターン数に設定することができる。第１ソレノイドコイル６が２ターン、第２ソレノイドコイル７が５ターンの場合、第２ソレノイドコイル７の第１ターン（ｔ１）と第２ターン（ｔ２）は、第１ソレノイドコイル６のｙ方向の正方向の外側に配置される。また、第２ソレノイドコイル７の第４ターン（ｔ４）と第５ターン（ｔ５）は、第１ソレノイドコイル６のｙ方向の負方向の外側に配置される。第１ソレノイドコイル６のコイルの巻き初めおよび巻き終わりは、第２ソレノイドコイル７のコイルの巻き初めと巻き終わりの間に配置されている。コイルの巻き初めおよび巻き終わりは、第２ソレノイドコイル７よりも第１ソレノイドコイル６の方が、静磁場の磁場中心となる中間位置９Ｃに近い配置となる。第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７とは、共通の中心軸９を持ち、かつ、二重螺旋に配置されており、中心軸９方向の長さが長さＨ２のように長い１つのソレノイドコイルとして、静磁場に対して扱うことができる。すなわち、共通の中心軸９を持ちかつ二重螺旋に配置した第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７とによれば、第１ソレノイドコイル６単独の場合に比べて、ソレノイドコイルの中心軸９方向の長さが長くなり、高次の不整磁場を抑制することができる。
【００２５】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第３の実施形態で定性的に説明した共通の中心軸９を持ちかつ二重螺旋に配置した第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７とによる高次の不整磁場の抑制の効果を、シミュレーション結果を用いて定量的に説明する。
【００２６】
図５（ａ）に、シミュレーションに用いた第１ソレノイドコイル６の正面図を示す。第１ソレノイドコイル６のターン数は３ターンとし、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の長さＨ１は８ｍｍとし、コイル径Ｄ１は１０ｍｍとし、中心軸９方向の巻き線の線幅ＷＬ１（巻き線の直径）は１ｍｍとした。なお、長さＨ１は一方の端部と他方の端部における巻き線の中心線間の距離である。また、コイル径Ｄ１は巻き線の中心線の螺旋で外挿される円筒の直径である。体積磁化率は９．６５×１０−７（ＳＩ単位）とした。
【００２７】
静磁場中に置かれた物質の表面には、（数A）で表される磁荷ｄｑｍが生じる。磁荷ｄ
ｑｍが点r’に作るｚ方向の不整磁場ｄＢｚ(r’)は（数B）で表される。
【数Ａ】
2010223617.tif 000003
【数Ｂ】
2010223617.tif 000004
【００２８】
なお、水素核の共鳴周波数の偏差δｆは、不整磁場ｄＢｚと式（１）の関係があるので、不整磁場ｄＢｚが低減できれば、水素核の共鳴周波数の偏差δｆを低減できたことになる。ここで、δｆ（ｒ’)は、不整磁場評価点ｒ’における水素核の共鳴周波数の偏差であり、ｄＢｚ（ｒ’）は、不整磁場評価点ｒ’における不整磁場であり、γは、定数の水素核の磁気回転比（４．２６×１０７（Ｔ−１・ｓ−１））である。
δｆ（ｒ’）＝ｄＢｚ（ｒ’）×γ    ・・・（１）
【００２９】
図５（ｂ）に、第１ソレノイドコイル６の静磁場内への配置前後での水素核の共鳴周波数の偏差δｆ（縦軸）を、ｙ軸上の位置（横軸）に対して示す。○印それぞれはシミュレーション結果であり、実線はシミュレーション結果（○印）に対する近似曲線である。
【００３０】
近似曲線の近似曲線式は、式（２）のように求められた。定数項は、感度および分解能に影響しないため、補整する必要がない。また、ｙの２乗（ｙ２）の項は、シムコイル１５（図１参照）によって低減することができる。一方、ｙの４乗（ｙ４）の高次項は、シムコイル１５によって低減困難である。ｙの４乗（ｙ４）の高次項の係数−０．００１をゼロに近づけることができれば、不整磁場ｄＢｚが低減でき、水素核の共鳴周波数の偏差δｆを低減できることになる。
δｆ（ｙ)＝−０．００１ｙ４＋０．１３２８ｙ２−３．０２６６    ・・・（２）
【００３１】
図６（ａ）に、シミュレーションに用いた第２ソレノイドコイル７の正面図を示す。第２ソレノイドコイル７のターン数は８ターンとし、第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の長さＨ２は２１．３ｍｍとし、コイル径Ｄ２はコイル径Ｄ１と同じ１０ｍｍとし、中心軸９方向の巻き線の線幅ＷＬ２（巻き線の直径）は線幅ＷＬ１と同じ１ｍｍとした。なお、長さＨ２は一方の端部と他方の端部における巻き線の中心間の距離である。また、コイル径Ｄ２は巻き線の中心線の螺旋の直径である。体積磁化率は９．６５×１０−７（ＳＩ単位）で第１ソレノイドコイル６と同じにした。
【００３２】
図６（ｂ）に、第２ソレノイドコイル７の静磁場内への配置前後での水素核の共鳴周波数の偏差δｆを、ｙ軸上の位置に対して示す。○印それぞれはシミュレーション結果であり、実線はシミュレーション結果（○印）に対する近似曲線である。近似曲線の近似曲線式は、式（３）のように求められた。
δｆ（ｙ)＝０．０００３ｙ４−０．０２８３ｙ２−１．２６２９    ・・・（３）
【００３３】
図７（ａ）に、シミュレーションに用いた共通の中心軸９を持ちかつ二重螺旋に配置した第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の正面図を示す。第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の長さＨ２の中間位置９Ｃが、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の長さＨ１の中間位置９Ｃに一致するように配置している。
【００３４】
図７（ｂ）に、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の静磁場内への配置前後での水素核の共鳴周波数の偏差δｆを、ｙ軸上の位置に対して示す。○印それぞれはシミュレーション結果であり、実線はシミュレーション結果（○印）に対する近似曲線である。近似曲線の近似曲線式は、式（４）のように求められた。式（４）は式（２）と式（３）の和となっている。定数項は、感度および分解能に影響しないため、補整する必要がない。また、ｙの２乗（ｙ２）の項は、シムコイル１５によっては低減することができる。一方、ｙの４乗（ｙ４）の高次項は、シムコイル１５によって低減困難である。ｙの４乗（ｙ４）の高次項の係数は、−０．０００７となり、第１ソレノイドコイル６のみのｙの４乗（ｙ４）の高次項の係数−０．００１に比べて３割減少し、ゼロに近づいていることがわかる。不整磁場ｄＢｚが低減でき、水素核の共鳴周波数の偏差δｆを低減できることになる。なお、ｙの４乗（ｙ４）の高次項の係数をゼロに近づけられたのは、第１ソレノイドコイル６のみによるｙの４乗（ｙ４）の高次項の係数が−０．００１の負であり、第２ソレノイドコイル７のみによるｙの４乗（ｙ４）の高次項の係数が０．０００３の正であり、互いに逆符号であるので、相殺しあうからである。
δｆ（ｙ)＝−０．０００７ｙ４＋０．１０４５ｙ２−４．２８７６    ・・・（４）
【００３５】
（第５の実施形態）
図８Ａに、本発明の第５の実施形態に係るＮＭＲプローブ２の要部の斜視図を示し、図８Ｂに、その断面図を示す。第５の実施形態のＮＭＲプローブ２が、第２の実施形態のＮＭＲプローブ２と異なる点は、３つ目の第３ソレノイドコイル１０が追加されている点である。第３ソレノイドコイル１０の内径は、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の内径に等しくなっている。第３ソレノイドコイル１０の中心軸９は、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の中心軸９に一致するように配置されている。第３ソレノイドコイル１０の第１ターン（ｔ１）は、第１ソレノイドコイル６の互いに隣り合う第１ターン（ｔ１）と第２ターン（ｔ２）の間にあって、第１ソレノイドコイル６の第１ターン（ｔ１）と第２ターン（ｔ２）に沿って配置されている。第３ソレノイドコイル１０のコイルの巻き初めおよび巻き終わりは、第１ソレノイドコイル６のコイルの巻き初めと巻き終わりの間に配置されている。第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７と第３ソレノイドコイル１０とは互いに電気的に接続されていない。
【００３６】
第３ソレノイドコイル１０の中心軸９方向の長さＨ３は、第１ソレノイドコイルの中心軸９方向の長さＨ１と、第２ソレノイドコイルの中心軸９方向の長さＨ２とは異なり、より短くなっている。第３ソレノイドコイル１０の中心軸９方向の長さＨ３の中間位置９Ｃは、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の長さＨ１の中間位置９Ｃと、第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の長さＨ２の中間位置９Ｃとに一致している。
【００３７】
中心軸９から第３ソレノイドコイル１０までの距離は、略ボビン８の外周の半径に等しくなるので、中心軸９から第１ソレノイドコイル６までの距離に等しい。さらに、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７と第３ソレノイドコイル１０の３つのコイルを、サンプル入りホルダ５の近傍に等距離に配置できるので、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７と第３ソレノイドコイル１０とで３種類の核を高い感度に測定できる。
【００３８】
第３ソレノイドコイル１０の巻き線は、第１ソレノイドコイル６の巻き線間に配置されている。よって、第１ソレノイドコイル６の巻き線間隔ＷＳ１は、第３ソレノイドコイル１０の中心軸９方向の巻き線の線幅ＷＬ３よりも大きくなっている。また、第３ソレノイドコイル１０の巻き線間隔ＷＳ３は、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の巻き線の線幅ＷＬ１よりも大きくなっている。第３ソレノイドコイル１０の巻き線と、第１ソレノイドコイル６の巻き線との間には、空隙があり、電気的に接続していない。なお、第３ソレノイドコイル１０の巻き線又は第１ソレノイドコイル６の巻き線の表面が、絶縁膜で被覆されている場合には、両コイル６、１０の巻き線間に空隙が無くとも構わない。第１ソレノイドコイル６の第１ターン（ｔ１）と第２ターン（ｔ２）の間の巻き線間に、第３ソレノイドコイル１０の第１ターン（ｔ１）を配置することで、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７とで構成されるソレノイドコイルに対して、占積率を向上させることができ、高次の不整磁場を抑制し、静磁場の均一性を高めることができる。
【００３９】
（第６の実施形態）
図９に、本発明の第６の実施形態に係るＮＭＲプローブ２の要部の断面図を示す。第６の実施形態のＮＭＲプローブ２が、第３の実施形態のＮＭＲプローブ２（図４Ｂ参照）と異なる点は、第１ソレノイドコイル６及び第２ソレノイドコイル７の隣接する巻き線の間隔Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６、Ｗ７、Ｗ８が、中心軸９方向の全域において、略同一になっている（Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３＝Ｗ４＝Ｗ５＝Ｗ６＝Ｗ７＝Ｗ８）点である。また、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の巻き線の線幅（巻き線の直径）ＷＬ１は、第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の巻き線の線幅（巻き線の直径）ＷＬ２に等しく（ＷＬ１＝ＷＬ２）、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の体積磁化率は等しくなっている。すなわち、第１ソレノイドコイル６及び第２ソレノイドコイル７の巻き線が、略同一寸法、略同一材料のワイヤになっている。これらによれば、不整磁場の発生源となる磁荷ｄｑｍを、ｙ方向（中心軸９方向）に等間隔に配置できる。そして、高次の不整磁場を抑制し、静磁場の均一性を高めることができる。
【００４０】
（第７の実施形態）
第７の実施形態では、第６の実施形態で定性的に説明した巻き線の間隔を均一に配置した第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７とによる高次の不整磁場の抑制の効果を、シミュレーション結果を用いて定量的に説明する。第１ソレノイドコイル６には、第４の実施形態の第１ソレノイドコイル６（図５（ａ）参照）を用いた。
【００４１】
図１０（ａ）に、シミュレーションに用いた第２ソレノイドコイル７の正面図を示す。第２ソレノイドコイル７のターン数は８ターンとし、第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の長さＨ２は１６ｍｍとし、コイル径Ｄ２は第１ソレノイドコイル６と同じ１０ｍｍとし、中心軸９方向の巻き線の線幅ＷＬ２（巻き線の直径）は第１ソレノイドコイル６と同じ１ｍｍとした。また、体積磁化率は９．６５×１０−７（ＳＩ単位）で第１ソレノイドコイルと同じにした。
【００４２】
第２ソレノイドコイル７の巻き線間隔は、第１ターン（ｔ１）と第２ターン（ｔ２）と第７ターン（ｔ７）と第８ターン（ｔ８）とが狭く、第３ターン（ｔ１）と第４ターン（ｔ２）と第５ターン（ｔ７）と第６ターン（ｔ８）が広くなっている。
【００４３】
図１０（ｂ）に、第２ソレノイドコイル７の静磁場内への配置前後での水素核の共鳴周波数の偏差δｆを、ｙ軸上の位置に対して示す。○印それぞれはシミュレーション結果であり、実線はシミュレーション結果（○印）に対する近似曲線である。近似曲線の近似曲線式は、式（５）のように求められた。定数項は、感度および分解能に影響しないため、補整する必要がない。また、ｙの２乗（ｙ２）の項は、シムコイル１５によって低減することができる。
δｆ（ｙ)＝０．００１４ｙ４−０．１０４８ｙ２−１．１２６６    ・・・（５）
【００４４】
図１１（ａ）に、巻き線の間隔を均一に配置した第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の正面図を示す。巻き線の間隔Ｗ１１、Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ１４、Ｗ１５、Ｗ１６、Ｗ１７、Ｗ１８、Ｗ１９、Ｗ２０、Ｗ２１、Ｗ２２は等しくなっている（Ｗ１１＝Ｗ１２＝Ｗ１３＝Ｗ１４＝Ｗ１５＝Ｗ１６＝Ｗ１７＝Ｗ１８＝Ｗ１９＝Ｗ２０＝Ｗ２１＝Ｗ２２）。また、第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の長さＨ２の中間位置９Ｃが、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の長さＨ１の中間位置９Ｃに一致するように配置している。
【００４５】
図１１（ｂ）に、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の静磁場内への配置前後での水素核の共鳴周波数の偏差δｆを、ｙ軸上の位置に対して示す。○印それぞれはシミュレーション結果であり、実線はシミュレーション結果（○印）に対する近似曲線である。近似曲線の近似曲線式は、式（６）のように求められた。式（６）は式（２）と式（５）の和となっている。ｙの２乗（ｙ２）の項は、シムコイル１５によって低減することができる。一方、ｙの４乗（ｙ４）の高次項は、シムコイル１５によっては低減困難である。ｙの４乗（ｙ４）の高次項の係数は、０．０００４となり、第１ソレノイドコイル６のみのｙの４乗（ｙ４）の高次項の係数−０．００１に比べて６割減少し、ゼロに近づいていることがわかる。不整磁場ｄＢｚが低減でき、水素核の共鳴周波数の偏差δｆを低減できることになる。なお、ｙの４乗（ｙ４）の高次項の係数をゼロに近づけられたのは、第１ソレノイドコイル６のみによるｙの４乗（ｙ４）の高次項の係数が−０．００１の負であり、第２ソレノイドコイル７のみによるｙの４乗（ｙ４）の高次項の係数が０．００１４の正であり、互いに逆符号であるので、相殺しあうからである。また、式（６）のｙの４乗（ｙ４）の高次項の係数は、０．０００４は、式（４）のｙの４乗（ｙ４）の高次項の係数は、−０．０００７より、ゼロに近くなっている。これが、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の巻き線の間隔を均一に配置した正味の効果と考えられる。
δｆ（ｙ)＝０．０００４ｙ４＋０．０２７９ｙ２−４．１５１８    ・・・（６）
【００４６】
（第８の実施形態）
図１２に、本発明の第８の実施形態に係るＮＭＲプローブ２の要部の断面図を示す。第８の実施形態のＮＭＲプローブ２が、第６の実施形態のＮＭＲプローブ２（図９参照）と異なる点は、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の巻き線が、ワイヤではなく、箔である点である。箔であれば、厚さ均一で材質一定の１枚の箔から、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７とを切り出し分けることができ、略同一の厚さで、略同一材料の箔状の第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７を形成することができる。また、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の巻き線の線幅ＷＬ１と、第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の巻き線の線幅ＷＬ２とが略等しくなるように切り出せば、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の巻き線の断面の寸法を略同一寸法に容易に設定することができる。
【００４７】
そして、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の巻き線が、略同一寸法、略同一材料の箔であれば、ワイヤに比べ、コイル充填率（フィリングファクタ）は等しいままに、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７のコイルの体積を小さくできる。これにより、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の磁化が小さくなり、不整磁場を小さくすることができる。
【００４８】
また、第１ソレノイドコイル６及び第２ソレノイドコイル７の隣接する巻き線の間隔Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５、Ｗ６、Ｗ７、Ｗ８が、中心軸９方向の全域において、略同一になっており（Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３＝Ｗ４＝Ｗ５＝Ｗ６＝Ｗ７＝Ｗ８）、また、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の巻き線の線幅ＷＬ１は、第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の巻き線の線幅ＷＬ２に等しく（ＷＬ１＝ＷＬ２）、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の体積磁化率は略同一材料ゆえに等しく、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の巻き線の断面も略同一寸法になっているので、不整磁場の発生源となる磁荷ｄｑｍを、ｙ方向（中心軸９方向）に等間隔に配置でき、高次の不整磁場を抑制することができる。
【００４９】
（第９の実施形態）
図１３Ａに、本発明の第９の実施形態に係るＮＭＲプローブ２の要部の斜視図を示し、図１３Ｂに、その断面図を示す。第９の実施形態のＮＭＲプローブ２が、第８の実施形態のＮＭＲプローブ２（図１２参照）と異なる点は、第１ソレノイドコイル６の中心軸９方向の巻き線の線幅ＷＬ１が、第２ソレノイドコイル７の中心軸９方向の巻き線の線幅ＷＬ２と異なり、大きくなっている（ＷＬ１＞ＷＬ２）点である。線幅ＷＬ１を大きくすることで第１ソレノイドコイル６の充填率（フィリングファクタ）が向上し、スペクトルの感度を上げることができる。
【００５０】
（第１０の実施形態）
図１４に、本発明の第１０の実施形態に係るＮＭＲプローブ２の回路図を示す。ＮＭＲプローブ２は、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７と第３ソレノイドコイル１０を有している。第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７と第３ソレノイドコイル１０としては、第５の実施形態（図８Ａ参照）の第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７と第３ソレノイドコイル１０を用いることができる。
【００５１】
第１ソレノイドコイル６の両端、すなわち、コイルの巻き初めと巻き終わりは、水素核のラーモア周波数に一致する周波数で共振（同調整合）する同調整合回路１１に接続されている。水素核のラーモア周波数は、静磁場の磁場強度が７テスラ（Ｔ）の場合には３００ＭＨｚであり、１４テスラ（Ｔ）の場合には６００ＭＨｚである。
【００５２】
第３ソレノイドコイル１０の両端、すなわち、コイルの巻き初めと巻き終わりは、炭素核のラーモア周波数に一致する周波数で共振（同調整合）する同調整合回路１２に接続されている。炭素核のラーモア周波数は、静磁場の磁場強度が７テスラ（Ｔ）の場合には７５ＭＨｚであり、１４テスラ（Ｔ）の場合には１５０ＭＨｚである。
【００５３】
第２ソレノイドコイル７は、開回路となっており、第２ソレノイドコイル７の両端、すなわち、コイルの巻き初めと巻き終わりには、何も接続されていない。よって、第２ソレノイドコイル７には、第１ソレノイドコイル６と第３ソレノイドコイル１０によって形成される高周波磁場を妨げる方向に電流が流れることはない。また、第２ソレノイドコイル７の他の第１ソレノイドコイル６と第３ソレノイドコイル１０との結合を抑制できるので、第１ソレノイドコイル６と同調整合回路１１からなる共振回路と、第３ソレノイドコイル１０と同調整合回路１２からなる共振回路のそれぞれの質（Ｑ値）を高く維持し照射効率を高くすることができる。照射効率とは、送信時におけるサンプル領域の高周波磁場強度を投入（給電）エネルギで割った値である。照射効率が高いと、９０度パルス幅を短くでき、第１ソレノイドコイル６と第３ソレノイドコイル１０におけるコイルの発熱量を下げることができる。
【００５４】
（第１１の実施形態）
図１５に、本発明の第１１の実施形態に係るＮＭＲプローブ２の回路図を示す。第１１の実施形態のＮＭＲプローブ２が、第１０の実施形態のＮＭＲプローブ２と異なる点は、第２ソレノイドコイル７の両端、すなわち、コイルの巻き初めと巻き終わりが、重水素核のラーモア周波数に一致する周波数で共振（同調整合）する同調整合回路１３に接続されている点である。重水素核のラーモア周波数は、静磁場の磁場強度が７テスラ（Ｔ）の場合には４６ＭＨｚであり、１４テスラ（Ｔ）の場合には９２ＭＨｚである。これによれば、水素核、炭素核に加え、重水素核も測定することができる。
【００５５】
なお、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７と第３ソレノイドコイル１０を、第５の実施形態（図８Ａ参照）のように配置すると、第２ソレノイドコイル７は、第１ソレノイドコイル６と第３ソレノイドコイル１０より、静磁場（サンプル領域）の中心である前記中間位置９Ｃからｙ方向に離れているため、第１ソレノイドコイル６と第３ソレノイドコイル１０より静磁場均一度の低下した位置に感度を持つことになる。しかし、重水素核の測定はロック機能のために行うので、感度は重視されない。
【００５６】
（第１２の実施形態）
図１６に、本発明の第１２の実施形態に係るＮＭＲプローブ２の回路図を示す。第１２の実施形態のＮＭＲプローブ２が、第１１の実施形態のＮＭＲプローブ２と異なる点は、スイッチ部１４を有している点である。スイッチ部１４は、第１ソレノイドコイル６、第２ソレノイドコイル７と第３ソレノイドコイル１０の両端それぞれにおいて、同調整合回路１１、１２、１３と、第１ソレノイドコイル６、第２ソレノイドコイル７、第３ソレノイドコイル１０とに接続する。スイッチ部１４を切り替えることで、第１ソレノイドコイル６、第２ソレノイドコイル７と第３ソレノイドコイル１０を、同調整合回路１１、１２、１３に接続して所望の共鳴周波数（ラーモア周波数）に同調整合されるものと、開回路になるものとに設定することができる。例えば、第１ソレノイドコイル６の両端に接続された一対のスイッチ部１４をオンすることにより、第１ソレノイドコイル６を同調整合回路１１に接続し、第１ソレノイドコイル６に高周波電流を導通させることができる。また、第１ソレノイドコイル６の両端に接続された一対のスイッチ部１４をオフすることにより、第１ソレノイドコイル６を同調整合回路１１から遮断し、第１ソレノイドコイル６を、開回路にし、高周波電流を導通させなくすることができる。
【００５７】
スイッチ部１４の切り替えのタイミングは、第１ソレノイドコイル６、第２ソレノイドコイル７、第３ソレノイドコイル１０毎にずらすことが好ましい。例えば、水素核の送信又は受信をする場合には、第１ソレノイドコイル６に接続するスイッチ部１４をオンにし、第２ソレノイドコイル７と第３ソレノイドコイル１０に接続するスイッチ部１４をオフにする。また、炭素核の送信又は受信をする場合には、第３ソレノイドコイル１０に接続するスイッチ部１４をオンにし、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７に接続するスイッチ部１４をオフにする。重水素核の送信又は受信をする場合には、第２ソレノイドコイル７に接続するスイッチ部１４をオンにし、第１ソレノイドコイル６と第３ソレノイドコイル１０に接続するスイッチ部１４をオフにする。このようにスイッチ部１４を切り替えれば、オンにされたソレノイドコイルはアンテナとして機能するので高感度は維持したまま、コイル同士の結合を抑制でき、ソレノイドコイル６、７、１０と同調整合回路１１、１２、１３からなる共振回路のそれぞれの質（Ｑ値）を高く維持することができる。
【００５８】
（第１３の実施形態）
図１７に、本発明の第１３の実施形態に係るＮＭＲプローブ２を搭載したＮＭＲ装置１を示す。第１３の実施形態のＮＭＲ装置１が、第１の実施形態のＮＭＲ装置１と異なる点は、静磁場の方向（ｚ方向）が鉛直方向になり、第１ソレノイドコイル６と第２ソレノイドコイル７の作る高周波磁場の方向（ｙ方向）が水平方向になっている点である。これによっても、静磁場と高周波磁場を直交させることができ、ＮＭＲ計測が可能である。サンプル入りホルダ５は、ＮＭＲプローブ２の出し入れに伴って着脱することができる。ＮＭＲプローブ２には、第１の実施形態から第１２の実施形態のＮＭＲプローブ２を用いることで、同様の効果を得ることができる。なお、第１の実施形態から第１３の実施形態では、サンプルに溶液、固体を問わず適用が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１      ＮＭＲ（核磁気共鳴）装置
２      ＮＭＲプローブ
３      超電導マグネット
４      クライオスタット
５      サンプル入りホルダ
６      第１ソレノイドコイル
７      第２ソレノイドコイル
８      ボビン
９      中心軸
１０    第３ソレノイドコイル
１１、１２、１３  同調整合回路
１４    スイッチ部
１５    シムコイル
【図１】
2010223617.tif 000005
【図２Ａ】
2010223617.tif 000006
【図２Ｂ】
2010223617.tif 000007
【図３Ａ】
2010223617.tif 000008
【図３Ｂ】
2010223617.tif 000009
【図４Ａ】
2010223617.tif 000010
【図４Ｂ】
2010223617.tif 000011
【図５】
2010223617.tif 000012
【図６】
2010223617.tif 000013
【図７】
2010223617.tif 000014
【図８Ａ】
2010223617.tif 000015
【図８Ｂ】
2010223617.tif 000016
【図９】
2010223617.tif 000017
【図１０】
2010223617.tif 000018
【図１１】
2010223617.tif 000019
【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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