(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静的な勾配磁場中に試料を収納可能なプローブと、
前記試料の所定の位置における前記静的な勾配磁場に対応したラーモア周波数のπパルスを所定の時間間隔で前記試料に多重に印加する印加部と、
前記試料の多重パルス印加時の核磁気共鳴（ＮＭＲ）信号の収束した減衰特性から横緩和時間を求めそのイメージングを行う画像処理部と、を有し、
前記ＮＭＲ信号と前記横緩和時間は、以下の式（１）に示す関係を有し、
前記πパルスの時間間隔と前記試料が外部環境から受ける雑音の周波数は以下の式（２）で表され、前記式（１）によって求められた横緩和時間が前記πパルスの時間間隔と前記式（２）の関係を持つ周波数に対応する前記雑音の大きさを表していることを利用して、前記πパルスの所定の時間間隔２τを前記式（２）の核スピンが受ける雑音の周波数ｆから求め、このπパルス間隔２τで前記ＮＭＲ信号を測定し、前記ＮＭＲ信号の測定結果に基づいて前記ＮＭＲ信号の強度の減衰曲線を求め、前記式（１）から前記横緩和時間（Ｔ２Ｌ）を求めるように構成したことを特徴とする核磁気共鳴イメージ装置。
【数１】
0006023084.tif 000005
【請求項２】
前記印加部は、前記核磁気共鳴信号の横緩和時間が前記πパルスの時間間隔に依存し、さらに前記πパルスの時間間隔に依存する横緩和時間が、前記雑音に依存することを利用して、前記試料の外部環境に応じて決定された時間間隔のπパルスを印加することを特徴とする請求項１に記載の核磁気共鳴イメージ装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、横緩和時間の大小を色の濃淡で表示することにより、前記横緩和時間のイメージングを行うことを特徴とする請求項２に記載の核磁気共鳴イメージ装置。
【請求項４】
前記試料は半導体であり、前記πパルスの時間間隔は、前記半導体のキャリアと核スピンの相互作用が雑音となる周波数領域に対応した間隔であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の核磁気共鳴イメージ装置。
【請求項５】
前記試料は生体であり、前記πパルスの時間間隔は、生体反応または臓器の特定部分の反応速度に対応する周波数領域に応じた間隔であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の核磁気共鳴イメージ装置。
【請求項６】
前記印加部は、前記試料の複数の異なる位置における前記静的な勾配磁場に対応したラーモア周波数のπパルスを所定の時間間隔で多重に印加可能であり、前記画像処理部は、前記試料の複数の異なる位置ごとに、前記試料の核磁気共鳴信号から、横緩和時間を求めてそのイメージングを行うことが可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の核磁気共鳴イメージ装置。
【請求項７】
前記印加部は、複数の異なる時間間隔のπパルスを印加可能であり、
前記画像処理部は、複数の異なる時間間隔のπパルスごとに、前記試料の核磁気共鳴信号から、横緩和時間を求めてそのイメージングを行うことが可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の核磁気共鳴イメージ装置。
【請求項８】
静的な勾配磁場中に試料を配置する工程（ａ）と、
前記試料の所定の位置における前記静的な勾配磁場に対応したラーモア周波数のπパルスを所定の時間間隔で前記試料に多重に印加する工程（ｂ）と、
前記試料の多重パルス印加時の核磁気共鳴（ＮＭＲ）信号の収束した減衰特性から横緩和時間を求めそのイメージングを行う工程（ｃ）と、を有し、
前記核磁気共鳴信号と前記横緩和時間は、以下の式（１）に示す関係を有し、
前記πパルスの時間間隔と前記試料が外部環境から受ける雑音は以下の式（２）で表され、前記工程（ｃ）は、前記式（１）によって求められた横緩和時間が前記πパルスの時間間隔２τと前記式（２）の関係を持つ周波数に対応する前記雑音の大きさを表していることを利用して、前記πパルスの所定の時間間隔２τを前記式（２）の核スピンが受ける雑音の周波数ｆから求め、このπパルス間隔２τで前記ＮＭＲ信号を測定し、前記ＮＭＲ信号の測定結果に基づいて前記ＮＭＲ信号の強度の減衰曲線を求め、前記式（１）から前記横緩和時間（Ｔ２Ｌ）を求めることを含むことを特徴とする核磁気共鳴イメージ方法。
【数２】
0006023084.tif 000006
【請求項９】
前記工程（ｂ）は、前記核磁気共鳴信号の横緩和時間が前記πパルスの時間間隔に依存し、さらに前記πパルスの時間間隔に依存する横緩和時間が、前記試料が外部環境から受ける雑音に依存することを利用して、前記試料の外部環境に応じて決定された時間間隔のπパルスを印加することを特徴とする請求項８に記載の核磁気共鳴イメージ方法。
【請求項１０】
前記工程（ｃ）は、横緩和時間の大小を色の濃淡で表示することにより、前記横緩和時間のイメージングを行うことを特徴とする請求項９に記載の核磁気共鳴イメージ方法。
【請求項１１】
前記試料は半導体であり、前記工程（ｂ）は、前記πパルスの時間間隔として、前記半導体のキャリアと核スピンの相互作用が雑音となる周波数領域に対応した時間間隔を用いることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の核磁気共鳴イメージ方法。
【請求項１２】
前記試料は生体であり、前記工程（ｂ）は、前記πパルスの時間間隔として、生体反応または臓器の特定部分の反応速度に対応する周波数領域に応じた時間間隔を用いることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の核磁気共鳴イメージ方法。
【請求項１３】
前記試料の所定の位置を変えながら前記工程（ｂ）および前記工程（ｃ）を繰り返すことにより、前記試料の複数の異なる位置ごとに、前記試料の核磁気共鳴信号から、横緩和時間を求めてそのイメージングを行うことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項に記載の核磁気共鳴イメージ方法。
【請求項１４】
前記試料に印加するπパルスの時間間隔を変えながら前記工程（ｂ）および前記工程（ｃ）を繰り返すことにより、πパルスの時間間隔ごとに、前記試料の核磁気共鳴信号から、横緩和時間を求めてそのイメージングを行うことを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一項に記載の核磁気共鳴イメージ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は核磁気共鳴イメージ装置および核磁気共鳴イメージ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
核磁気共鳴（ＮＭＲ、Nuclear Magnetic Resonance）とは、磁場中で歳差運動をしている核スピンに対して、歳差運動のラーモア周波数と同じ周波数の回転磁場を印加することにより、磁場と原子核の間に共鳴が生じる現象である。【０００３】
共鳴によりその状態が変化した核スピンが元の状態に戻る緩和特性は当該核スピンの置かれた状況により異なるため、測定対象物の結合構造や物性の特定が可能になる。【０００４】
より具体的には、例えば、静磁場中（静磁場は中心軸（Ｚ軸）方向に加えられている）で磁場と並行あるいは反並行に向いている核スピンに対して、パルス状に共鳴する振動磁場を印加して、スピンの向きをＸＹ軸方向に変化させ、その後、スピンの向きが元に戻る時間（緩和時間）を測定することにより、測定対象物の結合構造や物性の特定を行う。【０００５】
なお、緩和時間には、パルス入射前のスピンの歳差運動の中心軸方向（Ｚ軸方向）の成分の緩和時間である縦緩和時間Ｔ１と、中心軸方向に垂直な方向（ＸＹ軸方向）の成分の緩和時間である横緩和時間Ｔ２がある。【０００６】
この核スピン緩和状態の測定結果を画像化（イメージング）したものがＭＲＩ（Magnetic Resonance Image）であり、縦緩和時間Ｔ１および／または横緩和時間Ｔ２から測定対象物の結合構造や物性を画像化している。【０００７】
ここで、横緩和時間Ｔ２からイメージングを行う場合、ハーンエコーによりＴ２を測定する方法が一般的である（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２７７００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ハーンエコーによりＴ２（Ｔ２Ｈ）を測定してイメージングを行う場合、Ｔ２Ｈは測定対象物が受ける静的な雑音を反映するため、測定対象物の結合状態や外部環境によっては、Ｔ２Ｈの差が小さすぎてＭＲＩによる区別が困難となるという問題があった。【００１０】
具体的には、例えばＴ２Ｈの差は、半導体基板が測定対象の場合、測定対象物の電子密度の差が小さくなればなるほど小さくなるため、異なる不純物をドープした半導体のような物質をＭＲＩで区別する場合、区別が困難になる場合があった。【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｔ２Ｈでは区別ができないものの区別が可能な核磁気共鳴イメージ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した課題を達成するため、本発明者は鋭意検討の結果、測定対象物にπパルスを所定の間隔で（多重に）印加した場合のＮＭＲ信号の信号減衰定数Ｔ２L（一般化横緩和時間）と、測定対象物のスピンが外部環境から受ける動的な雑音の間に所定の関係があることを見出した。【００１３】
さらに、測定対象の核種が外部環境から受ける雑音を考慮した所定の時間間隔でπパルス信号を試料に印加してＴ２Lのイメージングを行うことにより、外部環境による静的な雑音ではなく動的な雑音を反映する緩和特性を抽出し、Ｔ２Ｈでは区別ができない測定対象物を明瞭に区別できるＭＲＩが実現可能であることを見出し、本発明をするに至った。【００１４】
即ち、本発明の第１の態様によれば、静的な勾配磁場中に試料を収納可能なプローブと、前記試料の所定の位置における前記静的な勾配磁場に対応したラーモア周波数のπパルスを所定の時間間隔で前記試料に多重に印加する印加部と、前記試料の多重パルス印加時の核磁気共鳴（ＮＭＲ）信号の収束した減衰特性から横緩和時間を求めそのイメージングを行う画像処理部と、を有し、前記ＮＭＲ信号と前記横緩和時間は、以下の式（１）に示す関係を有し、前記πパルスの時間間隔と前記試料が外部環境から受ける雑音の周波数は以下の式（２）で表され、前記式（１）によって求められた横緩和時間が前記πパルスの時間間隔と前記式（２）の関係を持つ周波数に対応する前記雑音の大きさを表していることを利用して、前記πパルスの所定の時間間隔２τを前記式（２）の核スピンが受ける雑音の周波数ｆから求め、このπパルス間隔２τで前記ＮＭＲ信号を測定し、前記ＮＭＲ信号の測定結果に基づいて前記ＮＭＲ信号の強度の減衰曲線を求め、前記式（１）から前記横緩和時間（Ｔ２Ｌ）を求めるように構成したことを特徴とする核磁気共鳴イメージ装置が得られる。【００１５】
また、本発明の第２の態様によれば、静的な勾配磁場中に試料を配置する工程（ａ）と、前記試料の所定の位置における前記静的な勾配磁場に対応したラーモア周波数のπパルスを所定の時間間隔で前記試料に多重に印加する工程（ｂ）と、前記試料の多重パルス印加時の核磁気共鳴（ＮＭＲ）信号の収束した減衰特性から横緩和時間を求めそのイメージングを行う工程（ｃ）と、を有し、前記核磁気共鳴信号と前記横緩和時間は、以下の式（１）に示す関係を有し、前記πパルスの時間間隔と前記試料が外部環境から受ける雑音は以下の式（２）で表され、前記工程（ｃ）は、前記式（１）によって求められた横緩和時間が前記πパルスの時間間隔２τと前記式（２）の関係を持つ周波数に対応する前記雑音の大きさを表していることを利用して、前記πパルスの所定の時間間隔２τを前記式（２）の核スピンが受ける雑音の周波数ｆから求め、このπパルス間隔２τで前記ＮＭＲ信号を測定し、前記ＮＭＲ信号の測定結果に基づいて前記ＮＭＲ信号の強度の減衰曲線を求め、前記式（１）から前記横緩和時間（Ｔ２Ｌ）を求めることを含むことを特徴とする核磁気共鳴イメージ方法が得られる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、Ｔ２Ｈでは区別ができないものの区別が可能な核磁気共鳴イメージ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明で使用する多重πパルスの例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る核磁気共鳴イメージ装置１の構成を示す概略図である。
【図３】核磁気共鳴イメージ装置１の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施例において、ＳｉドープＧａＡｓに図１に示す多重πパルスを印加した場合の、ＮＭＲ信号と時間の関係を示すグラフである。
【図５】実施例において、ノンドープＧａＡｓに図１に示す多重πパルスを印加した場合の、ＮＭＲ信号と時間の関係を示すグラフである。
【図６】実施例において、ＣｒドープＧａＡｓに図１に示す多重πパルスを印加した場合の、ＮＭＲ信号と時間の関係を示すグラフである。
【図７】実施例および比較例において、試料の平面上の配置形状および寸法を示す図である。
【図８】実施例における図７のＴ２Ｌイメージ像を示す図である。
【図９】比較例における図７のＴ２Ｈイメージ像を示す図である。
【図１０】第２の実施形態の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
まず、第１の実施形態について説明する。
【００２０】
最初に、本発明の核磁気共鳴イメージングの原理について説明する
まず、測定対象である試料に、測定したいポイントにおける静磁場に対応するラーモア周波数の磁気パルス（ここではπパルス）を印加する。
【００２１】
具体的には、図１に示すような多重πパルスを印加する。このパルスの印加の間隔をここでは２τとする。
【００２２】
なお、τはπパルス間隔の１／２の時間を意味する（図１参照）。
【００２３】
磁気パルスが印加された測定対象物の磁気パルスに共鳴する核種は、核磁気共鳴により歳差運動のスピンの向きが変化し、その後、核磁気共鳴信号（ＮＭＲ信号）を出力しながら揃っていたスピンの位相が乱れてゆくが、πパルスを多重に十分に長い時間に（十分に多く）印加した後では、核磁気共鳴信号の強度と時間の間には以下の関係（１）が成立する。
【００２４】
【数１】
0006023084.tif 000002
【００２５】
ここで、信号減衰定数（ここでは一般化横緩和時間と称す）Ｔ２Ｌはπパルス間隔２τに依存し、さらに、πパルス間隔２τと核スピンが外部環境から受ける雑音（揺動磁場の揺らぎ）のうち測定にかかる周波数ｆの間には以下の関係（２）が成立する。
【００２６】
【数２】
0006023084.tif 000003
【００２７】
（１）と（２）より、一般化横緩和時間Ｔ２Lに寄与する雑音は（２）の関係を満たす雑音に限定されるため、πパルス間隔２τを変化させてＮＭＲ信号を取得することにより、雑音のスペクトルを測定することができる。
【００２８】
本発明では、このことを利用して、測定対象の核種が外部環境から受ける雑音を考慮した所定のパルス間隔のπパルスを試料に入射して、一般化横緩和時間Ｔ２Lを取得し、イメージングを行う。
【００２９】
次に、図２を参照して、第１の実施形態に係る核磁気共鳴イメージ装置１の構成について説明する。
【００３０】
図２に示すように、核磁気共鳴イメージ装置１は、測定対象物が収納され、静的な勾配磁場が印加される（静的な勾配磁場中に試料を収納可能な）プローブ３と、プローブ３に磁気パルスを印加する印加部５と、試料が出力する核磁気共鳴信号から、一般化横緩和時間のイメージングを行う画像処理部７を有している。
【００３１】
なお、図２では静磁場と勾配磁場を印加するためのコイル、磁気パルスを増幅する増幅器、装置を冷却するための冷却装置等は記載を省略している。
【００３２】
次に、図２〜図４を参照して第１の実施形態に係る核磁気共鳴イメージ装置１を用いたイメージング法について説明する。
【００３３】
まず、測定対象物を図２に示すプローブ３内に配置し、図示しないコイル等を用いて静的な勾配磁場を印加しつつ、印加部５を用いて磁気パルスをプローブ３内に入射し、試料に多重πパルスを印加する（図３のＳ１）。
【００３４】
なお、この際のπパルス間隔２τは、測定対象の核種が感じる（外部環境から受ける）雑音を考慮し、試料の外部環境に応じて決定する。具体的には、例えば後述する実施例のように、試料が半導体である場合は、キャリアと核スピンの相互作用が雑音となる周波数領域に対応したπパルス間隔２τを選択する。
【００３５】
また、試料が生体である場合は、生体反応や臓器の特定部分の反応速度に対応する周波数領域に応じたπパルス間隔２τを選択する。
【００３６】
次に、ＮＭＲ信号から信号減衰定数Ｔ２Ｌを求める（図３のＳ２）。
【００３７】
具体的には、多重πパルスを印加された試料は、ＮＭＲ信号を出力するが、ＮＭＲ信号の強度の対数は、一定の時間が経過すると（即ち、十分に多くの数のπパルスが入射されると）図４に示すように時間に比例して減衰するようになる（式（１）参照）。
【００３８】
この比例定数（の逆数）が一般化横緩和時間Ｔ２Ｌであるため、これを求める。
【００３９】
最後に、画像処理部７は、一般化横緩和時間Ｔ２Ｌの大小を例えば色の濃淡等で表すなどしてＴ２Ｌのイメージングを行う（図３のＳ３）。
【００４０】
このように、第１の実施形態によれば、核磁気共鳴イメージ装置１は、所定の時間間隔２τでπパルスを多重に試料に対して印加して、試料の核磁気共鳴信号から、一般化した横緩和時間のイメージングを行う。
【００４１】
そのため、測定対象の核種が感じる（外部環境から受ける）動的な雑音を考慮したイメージングを行うことができ、測定対象物の結合状態や外部環境による静的な雑音が例え同じであってもその区別が可能である。
【００４２】
また、πパルス間隔２τは広い範囲で制御できることから、測定対象に応じたπパルス間隔２τを選択することにより、測定対象に適したＭＲＩのイメージングが可能である。
【００４３】
次に、第２の実施形態について、図１０を参照して説明する。
【００４４】
第２の実施形態は、第１の実施形態において、測定対象物に対して測定位置およびπパルス間隔２τを変化させて一般化緩和時間のイメージを取得したものである。
【００４５】
なお、第２の実施形態において使用する核磁気共鳴イメージ装置１は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００４６】
まず、測定対象物を図２に示すプローブ３内に配置し、図示しないコイル等を用いて静的な勾配磁場を印加する（図１０のＳ２１）。
【００４７】
次に、試料に印加する多重πパルス間隔２τ、即ち測定する動的な雑音ｆの周波数を決定する（図１０のＳ２２）。
【００４８】
次に、印加している磁場勾配に対応した測定位置を決定する（図１０のＳ２３）。具体的には、ＲＦ磁場の周波数および位相を決定する。
【００４９】
次に、印加部５を用いて磁気パルスをプローブ３内に入射し、Ｓ２２で決定した間隔２τで多重πパルスを試料に印加する（図１０のＳ２４）。
【００５０】
次に、ＮＭＲ信号から一般化横緩和時間Ｔ２Lを求める（図１０のＳ２５）。
【００５１】
これにより、Ｓ２３で決定した測定位置における一般化横緩和時間Ｔ２Lが求められる。
【００５２】
次に、異なる測定位置での一般化横緩和時間Ｔ２Lを求めるために、Ｓ２３に戻って（図１０のＳ２６）再度測定位置を決定し、測定したい位置の数に応じてＳ２３〜Ｓ２５を繰り返す。
【００５３】
全ての位置の測定を終えると、Ｓ２２で決定した動的な雑音ｆの周波数に対応する、試料の一般化横緩和時間Ｔ２Lが求められる（図１０のＳ２７）。
【００５４】
次に、異なる動的な雑音ｆの周波数における一般化横緩和時間Ｔ２Lを求めるために、Ｓ２２に戻って（図１０のＳ２８）、再度多重πパルス間隔２τを決定し、測定したい周波数の数に応じてＳ２２〜Ｓ２７を繰り返す。
【００５５】
全ての周波数での測定を終了すると、最後に、Ｓ２２で決定した種々の周波数に対応する、試料の一般化横緩和時間Ｔ２Lのイメージが求められる（図１０のＳ２９）。
【００５６】
このように、測定位置およびπパルス間隔２τは可変としてもよい。
【００５７】
これにより、同じ測定対象物に対して様々な測定位置およびπパルス間隔２τで一般化横緩和時間Ｔ２Ｌのイメージを取得することができ、これにより、測定対象物の特性をより詳細に理解することができる。
【００５８】
このように、第２の実施形態によれば、核磁気共鳴イメージ装置１は、所定の時間間隔２τでπパルスを多重に試料に対して印加して、試料の核磁気共鳴信号から、一般化した横緩和時間のイメージングを行う。
【００５９】
従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００６０】
また、第２の実施形態によれば、核磁気共鳴イメージ装置１は、様々な測定位置およびπパルス間隔２τで一般化横緩和時間Ｔ２Ｌのイメージを取得することができる。
【００６１】
そのため、第１の実施形態と比較して測定対象物の特性をより詳細に理解することができる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例に基づき、本発明を具体的に説明する。【００６３】
３種類のＧａＡｓについて、多重πパルスを用いて核磁気共鳴を生じさせて一般化横緩和時間Ｔ２Ｌのイメージングを行い、従来のＭＲＩで用いるハーンエコーを用いて静的な横緩和時間に対応する信号減衰定数Ｔ２Ｈのイメージングを行った場合と比較した。【００６４】
まず、試料としてはＧａＡｓ（ノンドープ）、ＧａＡｓ（Ｓｉドープ、ドープ量１０１８ｃｍ−３）、ＧａＡｓ（Ｃｒドープ、ドープ量１０１５ｃｍ−３）の３種類の材料の基板を用意した。【００６５】
一般化横緩和時間Ｔ２Ｌを求めたこの実施例では、これらの基版（厚さ０．３ｍｍ）を１０．５×３．８（ｍｍ２）に切り出したものを４枚重ねて実験を行った。【００６６】
なお、本実施例では、様々なパラメータでの実験が短時間でできるように試料の容量を大きくしたが、対象核スピンの全量が今回の１／４０でも十分に一般化横緩和時間Ｔ２Ｌが求められることを確認している。【００６７】
従って、本特許の提案はＧａＡｓに対して少なくとも１ｍｍ立方の試料にまで適用可能である。【００６８】
さらに、生体のＭＲＩに用いるプロトンは、Ａｓに対して少なくとも（原理的には核磁気回転比の３乗に比例するので）２００倍感度が高い。【００６９】
従って、生体試料に関しては１ｍｍ３より十分小さい寸法で一般化横緩和時間Ｔ２Lを求めることができる。【００７０】
なお、核磁気共鳴装置は本出願人らが作製したものであり、Oxford室温ボア高分解能ＮＭＲ超伝導マグネット（Oxford300/89、英国製）、ＲＦ信号発生器：HP8656B（米国製）、ＤＣパルスプログラマー：サムウェイN210-1026S（日本製）、プログラマブル減衰器：多摩川電子ＴＰＡ−４１０(日本製)、ＲＦ電力増幅器：DotyDSI1000B(米国製)、ＲＦ前置増幅器:Doty2LSeries(米国製)などで構成されている。【００７１】
次に、図２に示す核磁気共鳴装置に試料をセットして静磁場中で多重πパルスを入射し、ＮＭＲ信号から７５Ａｓの一般化横緩和時間Ｔ２Lを求めた。【００７２】
具体的には、まず、多重πパルスを試料に入射し、試料から出力されたＮＭＲ信号の強度の経時変化を図４〜図６に示すように、対数グラフにプロットした。【００７３】
次に、プロットしたデータから、初期の大きな減衰が落ち着き、ＮＭＲ信号の強度の対数が時間に比例して減衰する領域を求め、図４〜図６の破線で示すような直線でフィッティングし、直線の傾きから信号減衰定数Ｔ２Lを求めた。【００７４】
ここで、第１の１８０°パルスからではなく、ＮＭＲ信号の強度が十分に減衰し、信号強度がＭ（ｔ）〜ｅｘｐ（−ｔ／Ｔ２Ｌ）でフィッティングされる時間域を用いる。【００７５】
なお、πパルス間隔２τは、キャリアと核スピンの相互作用が雑音に大きく表れる周波数領域に対応した間隔として２τ＝１００μｓとした。【００７６】
また、通常のＭＲＩでは画像を得るのに静磁場の勾配を利用するが、今回の実験は一定の静磁場下で行った。その条件は静磁場：６．１６５７８Ｔ、測定温度：３００Ｋ、繰り返し時間：３．０ｓｅｃ、積算：５１２回（ＡＰＣＰパルス）である。【００７７】
ただし、静磁場の不均一はＴ２Lを得る際に影響しないため、実施例で得られたＴ２Lは実際のＭＲＩと同一である。【００７８】
さらに、比較例として、上記の３種類の試料に対して、ハーンエコーを用いて核磁気共鳴を生じさせて、信号減衰定数Ｔ２Ｈを取得した。測定条件は、積算が６４回であることとパルス印加が図１の最初の２パルスまででスピンエコーの信号強度をτの関数として測定している（一般的なハーンエコー測定）こと以外は多重パルス測定の条件と全く同じである。【００７９】
次に、得られたＴ２LおよびＴ２Ｈを元に、試料を寸法５ｍｍ×５ｍｍ角の平面形状（厚さは１ｍｍ）として図７に示すような配置で３×３個並べた場合のイメージングのシミュレーションを行った。【００８０】
Ｔ２LおよびＴ２Ｈの計算結果を表１に示す。【００８１】
また、実施例のＴ２Lイメージング像を図８に、比較例のＴ２Ｈイメージング像を図９に示す。なお、イメージング像はグレースケールとし、Ｔ２ＨまたはＴ２Lの値が大きいほど濃い色（階調）になるようにした。【００８２】
【表１】
0006023084.tif 000004
【００８３】
表１および図８から明らかなように、Ｔ２Lは各試料の値の差が明確（ｍｓのオーダー）であり、イメージ像でも明瞭に各試料の区別ができた。【００８４】
一方、表１および図９に示すように、Ｔ２Ｈは、電子密度が１０１８ｃｍ−２と大きいＧａＡｓ（Ｓｉドープ）と絶縁性を示すＧａＡｓ（ノンドープ）、ＧａＡｓ（Ｃｒドープ）の差はあるが、ＧａＡｓ（ノンドープ）とＧａＡｓ（Ｃｒドープ）のＴ２Ｈは２２０、２３０μsであり、その差がわずか（１０μｓのオーダー）であったため、ハーンエコーによるＴ２Ｈでこの二つを区別することは困難であった。【００８５】
この結果より、雑音（ｆ）に対応した適切なπパルス間隔２τを選択してＴ２Lイメージングを行うことにより、Ｔ２Ｈでは区別が困難であった物質の区別が可能であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
上述した実施例では本発明を用いてＧａＡｓの７５Ａｓのイメージングを行った場合について説明したが、本発明は特にこれに限定されることはない。【００８７】
例えば、本発明は、生体や医療ＭＲＩで広く用いられている１Ｈ（プロトン）や１３Ｃのイメージングにも適用できる。【００８８】
これは、現状のＭＲＩは殆どが生体内の水のプロトンのＮＭＲ信号を検出しているが、プローブする核の感度としてプロトンは、本実施例で測定対象としたＡｓより強いためである。【００８９】
そのため、生体内でプロトンが感じる（外部環境から受ける）雑音もその周囲の状況により大きく変化することが期待されるため、１Ｈ（プロトン）や１３Ｃのイメージングに本発明を適用することにより、本実施例において、７５ＡｓでＧａＡｓ基板の違いが区別できたように、医療分野でも、これまで区別できなかった病変が区別できることが十分に期待される。【００９０】
さらに、現在のパルス技術で検出可能なノイズの周波数が１００Ｈｚから数ｋＨｚのオーダーであり、この周波数が生体反応や臓器の小さい部分の反応速度と重なっている点からも、１Ｈ（プロトン）や１３Ｃのイメージングに本発明を適用する上で優位に働くと期待される。【００９１】
また、本実施例のような固体ＭＲＩとしても、７５Ａｓ以外の多くの核種のイメージングへの適用が期待できる。
【符号の説明】
【００９２】
１          核磁気共鳴イメージ装置
３          プローブ
５          印加部
７          画像処理部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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