(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＭＲ測定のパルスシーケンスの全体のタイミングが記述されてそれを実行し、各スレーブパルサーに固有のパルスシーケンスを実行させるためのトリガー信号を発行するマスターパルサーと、シンクロナスバスを通してマスターパルサーからトリガー信号を受け取ると独立して動作し、固有のパルスシーケンスを実行する各高周波出力チャンネルに対応した複数のスレーブパルサーと、マスターパルサー用とスレーブパルサー用とに分離したパルスシーケンスをデータバスを通して各パルサーにロードするホストコンピュータとを備えた複数のパルス発生器を組み合わせたＮＭＲ用パルス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＮＭＲ用パルス発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２はＮＭＲにおける一般的なパルス発生器の構成を示す図である。
ＮＭＲのパルス出力を得るためのパルスシーケンス（パルスプログラム）は予めコンピュータ等のデータバス１からメモリやＦＩＦＯ等の記憶デバイス３に書き込まれる。パルスシーケンスは、例えば図３に示すように、ＮＭＲ試料に高周波信号を照射する時間、即ちＲＦゲート信号を作成するコントロール信号♯１、高周波信号が照射された所定時間経過後、信号を取り込む受信器のゲートを開くレシーバゲート信号を作成するコントロール信号♯２、レシーバゲート信号によりデータが入っている間にデータをサンプリングするスタートトリガー信号を生成するコントロール信号♯３からなっている。これらのパルスシーケンスを発生させるためのデータ構成は、例えば図４に示すようなものである。すなわち、アドレス・データフィールド、タイマ・データフィールド、ステート・データフィールドからなり、アドレス・データフィールドには自身の次のアドレスを決めるためのデータが格納され、タイマ・データフィールドにはパルス発生のタイミングのデータが格納され、ステート・データフィールドには、図２に示したコントロール信号♯１、♯２、♯３の１または０の状態を示すデータが格納される。
【０００３】
このように、実際のパルス出力は図２の記憶デバイス３に格納されたデータのうち、ステートデータの選定されたあるビットの１，０の変化で実現され、このデータは時間のタイミングをとるため、一旦ステートレジスタ５に保存される。タイマカウンタ４には、記憶デバイス３のタイマ・データフィールドのデータが入力される。そして、クロック４によりカウントダウンが始まり、タイマカウンタ４の内容が０になった時のタイムアウト信号は、自身とステートレジスタ５に対して、次のデータを読み込むためのロード信号となる。パルス出力の１，０の変化のタイミングはタイムアウト信号により適正に実現される。そして、記憶デバイス３のアドレス・データフィールドの内容がアドレスコントローラ２に入力され、記憶デバイスの適正な次のアドレスが得られる。こうして、順次記憶デバイス３のデータを読み出し、パルスシーケンスが生成されて出力される。従来のＮＭＲはこのようなパルス発生器が１台組み込まれる構成となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近のＮＭＲでは応用分野が発展し、それに伴い測定に使用されるパルスシーケンスも益々複雑になってきている。特に蛋白質の研究分野では、ＮＭＲの高周波出力の多チャンネル化と複雑な波形を持つパルスを出力させるパルスシーケンスが当たり前になってきている。さらに測定しながら、パルスとパルスの間隔を変えてパルスを移動させる手法も一般的である。この場合、多チャンネル間ではパルスとパルスが重なりあう場合もでてくる。例えば、図５に示すようにチャンネル１は振幅を変えた複数パルスの集合が出力され、チャンネル２では位相を変えた複数のパルスの集合が出力される。ＮＭＲではこのようなパルストレインを何回かスキャンし、スキャン毎にチャンネル１とチャンネル２のパルス発生のタイミングを相互に移動させる場合が生ずる。
【０００５】
このような応用上の要求に対して、ＮＭＲ装置１台についてパルス発生器が１台という構成では、パルスシーケンスを作成する上で大きな制約が発生し、現実には記述不能になることが想定される。例えば、図５の２チャンネルのパルスで一方を移動させて他方を追い越させる場合、両者が重なる場合があり、このとき１台のパルス発生器では刻々と変化する２チャンネル間のパルスの発生タイミングを時系列的に正確に表現することはできない。
本発明は上記課題を解決するためのもので、ＮＭＲのパルスシーケンスを各チャンネルにおいて独立で、かつ自由なタイミングで生成出力できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の複数のパルス発生器を組み合わせたＮＭＲ用パルス発生装置は、ＮＭＲ測定のパルスシーケンスの全体のタイミングが記述されてそれを実行し、各スレーブパルサーに固有のパルスシーケンスを実行させるためのトリガー信号を発行するマスターパルサーと、シンクロナスバスを通してマスターパルサーからトリガー信号を受け取ると独立して動作し、固有のパルスシーケンスを実行する各高周波出力チャンネルに対応した複数のスレーブパルサーと、マスターパルサー用とスレーブパルサー用とに分離したパルスシーケンスをデータバスを通して各パルサーにロードするホストコンピュータとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明のパルス発生装置の構成を示す図である。ホストコンピュータ１０は、１つのパルスシーケンスをマスターパルサー用と、スレーブパルサー用とに分離してコンパイルし、それぞれのパルサーに対してデータバス１１を通してパルスシーケンスを供給するための装置である。本発明においては、図２に示したと同じ構成のパルス発生器が複数備えられ、そのうちの１つのパルサーがマスターパルサー２１であり、他のパルサーがスレーブパルサー２２，２３，２４…である。マスターパルサー２１にはＮＭＲ測定のパルスシーケンスの全体のタイミングが記述され、自身も独立したパルサーとして、記述されたパルスシーケンス実行し、さらにスレーブパルサーにその固有のパルスシーケンスを開始させるためのトリガー信号を発行する機能を有している。スレーブパルサー２２，２３，２４…は各高周波出力チャンネルに対応し、マスターパルサー２１が発行するトリガー信号をシンクロナスバス１２を介して受け取ると、それぞれ固有のパルスシーケンスの出力を独立して発生するためのパルサーである。
【０００８】
次に動作を説明すると、ＮＭＲの測定開始前に予めホストコンピュータ１０からデータバス１１を介してパルスシーケンスがマスターパルサー２１、およびスレーブパルサー２２，２３，２４にロードされる。測定が開始されると、マスターパルサー２１のパルスシーケンスが起動される。マスターパルサーのパルスシーケンスは測定全体のタイミングを司るもので、必要ならば測定中の指定されたタイミングでスレーブパルサー２２，２３，２４…に対して各々のスレーブパルサーにロードされているパルスシーケンスの実行トリガーを与える。このトリガー信号はシンクロナスバス１２を介して与えられ、必ずマスターパルサー２１が発信元で、スレーブパルサーが受信する。スレーブパルサーにロードされるパルスシーケンスはマスターパルサー２１のものとは異なり、例えば、図５に示したような振幅の異なる複数のパルスの集合からなる複雑な波形を持つパルス、或いは位相の異なる複数のパルスの集合からなるパルスを発生させるものである。
【０００９】
スレーブパルサーは高周波の出力チャンネルの個数に対応して設けられ、マスターパルサー２１の指令によりそれぞれのチャンネル対応のパルスシーケンスが実行される。マスターパルサー２１は自身のチャンネル以外のチャンネルに対してはスレーブパルサーに開始トリガー信号を出力するだけであるので、例えば、複雑なパルスをチャンネル間で重複させたり、僅かにタイミングをずらせたり、移動や追い越しをさせることは容易に実行可能である。このことは、ＮＭＲユーザーが、パルスシーケンスを作成するときの制約を大幅に軽減させることにつながる。
【００１０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば以下のような効果が達成できる。
▲１▼ＮＭＲ１台につき、複数個のパルス発生器を構成し、各々が高周波出力チャンネルに対応するため、各チャンネル固有のパルスシーケンスを各々のパルス発生器に割り当てることができる。
▲２▼複数のパルス発生器を、１個のマスターパルサーと他のスレーブパルサーに区分することにより、各チャンネル固有のパルスシーケンスはスレーブパルサーが受持ち、マスターパルサーはこれらのスレーブパルサーを起動するためのトリガー信号を与える機能として分担することができる。
▲３▼マスターパルサーはスレーブパルサーに対して自由なタイミングでトリガー信号を発行でき、またスレーブパルサーは各チャンネルで独立で動作可能なので、チャンネル間で自由なタイミングのパルスを出力することができる。
▲４▼各チャンネルで独立したパルサーとなるので、ＮＭＲパルスシーケンスを作成しようとするユーザーは、チャンネル間での互いのパルスタイミング内容は考慮不要であり、各々の開始タイミングのみ考慮すれば良く、このことはパルスシーケンスを記述する上でユーザーの負担を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のパルス発生装置の構成を示す図である。
【図２】  ＮＭＲにおけるパルス発生器の構成を示す図である。
【図３】  パルスシーケンスの例を示す図である。
【図４】  パルスシーケンスを発生させるためのデータ構成を示す図である。
【図５】  ２チャンネルのパルスの例を示す図である。
【符号の説明】
１０…ホストコンピュータ、２１…マスターパルサー、２２，２３，２４…スレーブパルサー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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