(57)【要約】【課題】測定に要する時間を大幅に短縮し、簡単な操作でＥＳＲ検出器内部のキャラクタリゼーションを行なうことのできるＥＳＲ検出器の評価方法、および、評価用ファントムを提供する。【解決手段】力価標定された複数のラジカル粒を所定の間隔で一列に配列させたファントムと、磁場勾配コイルとを併用して、実効変調磁場強度と実効マイクロ波磁場強度を評価するようにした。【選択図】  図４
2006090768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波磁場と変調磁場を同時に印加して、電子スピン共鳴スペクトルを測定するように構成された電子スピン共鳴検出器の評価方法であって、
（１）評価したい電子スピン共鳴検出器の外部に、所望の向きに勾配磁場を印加するための磁場勾配コイルを設置する工程、
（２）力価標定された複数のラジカル粒を所定の間隔で一列に配列させたファントムを検出器内部に設置する工程、
（３）マイクロ波磁場と、変調幅が適正な値に設定された変調磁場と、ラジカル粒の配列軸に沿って強度勾配が分布する勾配磁場とを、同時に前記ファントムに印加して、ラジカル粒毎の電子スピン共鳴吸収線強度を測定する工程、
（４）マイクロ波磁場と、変調幅が過変調条件に設定された変調磁場と、ラジカル粒の配列軸に沿って強度勾配が分布する勾配磁場とを、同時に前記ファントムに印加して、ラジカル粒毎の電子スピン共鳴吸収線のひずみ幅を測定する工程、
（５）ラジカル粒毎の電子スピン共鳴吸収線のひずみ幅から、電子スピン共鳴検出器内部の実効変調磁場強度分布を求める工程、
（６）ラジカル粒毎の電子スピン共鳴吸収線強度と、電子スピン共鳴検出器内部の実効変調磁場強度分布とから、電子スピン共鳴検出器内部の実効マイクロ磁場強度分布を求める工程
を備えたことを特徴とする電子スピン共鳴検出器の評価方法。
【請求項２】
マイクロ波磁場、変調磁場、勾配磁場を同時に印加して、電子スピン共鳴検出器内部の実効変調磁場強度分布と実効マイクロ磁場強度分布を評価する際に用いられ、力価標定された複数のラジカル粒を所定の間隔で一列に配列させたファントムであって、ラジカル粒の間隔をａ、ラジカル粒の本来の電子スピン共鳴吸収線幅をΔＨpp、ラジカル粒の配列軸方向の勾配磁場強度をΔＨとすると、
ａ＞３・ΔＨpp／ΔＨ
で表わされる間隔ａでラジカル粒が配列されていることを特徴とする電子スピン共鳴検出器の評価に用いられるファントム。
【請求項３】
マイクロ波磁場、変調磁場、勾配磁場を同時に印加して、電子スピン共鳴検出器内部の実効変調磁場強度分布と実効マイクロ磁場強度分布を評価する際に用いられ、力価標定された複数のラジカル粒を所定の間隔で一列に配列させたファントムであって、ラジカル粒の直径をｂ、ラジカル粒の本来の電子スピン共鳴吸収線幅をΔＨpp、ラジカル粒の配列軸方向の勾配磁場強度をΔＨとすると、
ｂ＜ΔＨpp／ΔＨ
で表わされる直径ｂを持つラジカル粒が配列されていることを特徴とする請求項２記載の電子スピン共鳴検出器の評価に用いられるファントム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実効変調磁場強度Ｈm分布や実効マイクロ波磁界強度Ｈ1分布など、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）検出器内部の感度的プロフィールを測定する方法と、そのためのファントムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＳＲ装置は、静磁場中に置かれた被測定試料にマイクロ波を照射すると共に、照射したマイクロ波が被測定試料によって吸収される様子をスペクトルとして記録するようにした磁気共鳴装置の一種である。被測定試料中にフリーラジカルが存在すると、静磁場の掃引に伴ってマイクロ波の吸収が起こり、フリーラジカルの分子構造を反映した吸収スペクトルが記録計に記録される。この吸収スペクトルを解析することにより、フリーラジカルの分子構造に関する情報を得ることができる。
【０００３】
図１は、従来の反射型ＥＳＲ装置のマイクロ波回路のブロック線図である。図中、実線で結ばれている部分は導波管による接続を表わしている。マイクロ波発振器１から発振されたマイクロ波は、可変減衰器２で適当な電力に減衰された後、サーキュレータ３を通って磁極４の間隙に設置された空胴共振器５に送られる。空胴共振器５とマイクロ波線路の間には、結合度調整機構６が設けられており、空胴共振器５とマイクロ波線路の間のマッチングを取ることによって、空胴共振器５からの反射波がないように調整される。
【０００４】
空胴共振器５の内部には測定試料７がセットされている。対向する磁極４によって静磁場を掃引し、ＥＳＲ現象が起きれば、マイクロ波が吸収されて空胴共振器のＱ値が変化し、マッチングのバランスが崩れて、空胴共振器５からの反射波を生じる。この反射波は、サーキュレータ３を介してマイクロ波検出器８によって検出され、試料７によるマイクロ波の吸収信号として記録計に記録される。
【０００５】
マイクロ波発振器１のマイクロ波電力の一部は、方向性結合器９によって分岐され、移相器１０で位相を調整された後、方向性結合器１１を介して、サーキュレータ３からマイクロ波検出器８へ送られるマイクロ波に加え合わされる。このバイパス線路は、空胴共振器５へ供給するマイクロ波電力の大小に関わらず、マイクロ波検出器８の動作レベルを一定に保つ目的で設けられており、マイクロ波検出器８における一種のバイアス電力に相当する。
【０００６】
図２は、ＥＳＲ検出器内部の感度的プロフィール、すなわち、実効変調磁場強度Ｈm分布と実効マイクロ波磁界強度Ｈ1分布を測定・評価する従来の方法を、模式的に表わしたものである。
【０００７】
従来のＥＳＲ検出器の評価方法では、ＤＰＰＨ（2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl）、ＴＣＮＱ（7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane）・モノリチウム塩、フタロシアニン・モノリチウム塩など、スピン交換相互作用により先鋭なＥＳＲ共鳴吸収線を与えるラジカル粒１かけらをポイントサンプルに採用し、図２（ａ）に示すように、各種空胴共振器、ループギャップ共振器、誘電体共振器等、所望のＥＳＲ検出器の内部に、該ポイントサンプルを設置することから始める。
【０００８】
そして、マイクロ波出力をＥＳＲ信号の飽和がない条件下に設定した上で、ラジカル粒の本来のＥＳＲ信号線幅ΔＨppの１／３〜１／５程度に相当する適正な値の実効変調磁場Ｈmをラジカル粒に印加して、図２（ｂ）に示すように、ひずみのないＥＳＲ共鳴吸収線の信号強度Ｉを測定する。
【０００９】
次に、実効変調磁場Ｈmをラジカル粒の本来のＥＳＲ信号線幅ΔＨppの３〜５倍に広げて、過変調条件下でＥＳＲ共鳴吸収線をひずませて、図２（ｃ）に示すように、ＥＳＲ信号のひずみ線幅ΔＨpp’を測定する。過変調条件下では、
ΔＨpp’＝Ｈm  ……（1）
の関係があるので、ひずみ線幅ΔＨpp’から、実効変調磁場強度Ｈmの値を容易に求めることができる。
【００１０】
なお、磁場変調幅とは、普通の分光光度計にあてはめて言えば、スリット幅のようなもので、磁場変調幅を狭くすると、分光光度計のスリット幅を狭めたときのように、ＥＳＲスペクトルの分解能は高くなるが、感度が低下する。逆に、磁場変調幅を広くすると、分光光度計のスリット幅を広げたときのように、ＥＳＲスペクトルの感度は高くなるが、分解能は低下する。このように、磁場変調幅の値に正比例して、ＥＳＲ信号の吸収面積は大きくなるが、磁場変調幅を大きくし過ぎると、分解能が低下して、ＥＳＲ共鳴吸収線の形が図２（ｃ）のように横方向にひずむ。
【００１１】
前述したラジカル粒由来のＥＳＲ共鳴吸収線は、きわめて細いので、数ガウス程度の変調磁場を印加するだけで、容易にＥＳＲ共鳴吸収線をひずませることができる。この実験は、ＥＳＲ共鳴吸収線をわざとひずませて、ひずみ線幅ΔＨpp’から、実効変調磁場強度Ｈmの値を測定するものである。
【００１２】
この実効変調磁場強度Ｈmの値は、磁場変調コイルを流れる電流強度に比例して増減するので、過変調条件下で求めた実効変調磁場強度Ｈmの相対関係は、適正な磁場変調強度になるように磁場変調コイルを流れる変調電流を下げた条件下でも成り立っている。また、マイクロ波による信号の飽和がない条件下、適正な実効変調磁場強度Ｈmで測定したＥＳＲ信号強度Ｉには、
Ｉ＝Ｋ・Ｈm・Ｈ1  ……（2）
の関係（ただし、Ｋは装置定数）があるので、適正な実効変調磁場強度Ｈmで測定したＥＳＲ信号強度Ｉの値を、過変調条件下で得た実効変調磁場強度Ｈmの値で割り算することにより、実効マイクロ波磁場強度Ｈ1の相対値を求めることができる。
【００１３】
Ｈ1∝Ｉ／Ｈm  ……（3）
ＥＳＲ検出器の感度に寄与している因子は、実効変調磁場強度Ｈmと実効マイクロ波磁場強度Ｈ1であるが、実効変調磁場強度Ｈmも実効マイクロ波磁場強度Ｈ1もともに、ＥＳＲ検出器内部では、不均一な空間分布をしている。そのため、実効変調磁場強度Ｈmと実効マイクロ波磁場強度Ｈ1をともにマップ化しなければ、そのＥＳＲ検出器の特性を明らかにしたことにはならない。
【００１４】
そこで、現実には、図３のフローチャートに示すように、上述の測定操作を、ＥＳＲ検出器内での試料位置を変えながら繰り返すことにより、広範囲に渡る実効変調磁場強度Ｈmと実効マイクロ波磁場強度Ｈ1のマップを得、これにより、ＥＳＲ検出器内部の実効変調磁場強度Ｈm分布と実効マイクロ波磁場強度Ｈ1分布を可視化し、ＥＳＲ検出器の特性を評価していた。
【００１５】
【特許文献１】特開昭６３−１１１４８３号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、ＥＳＲ検出器内部の磁気的な特性を正確にキャラクタライズするためには、標準試料の位置をずらしながら、同じような測定を何度も繰り返す必要があるため、測定に時間がかかり、操作も煩雑であった。
【００１７】
本発明の目的は、上述した点に鑑み、測定に要する時間を大幅に短縮し、簡単な操作でＥＳＲ検出器内部のキャラクタリゼーションを行なうことのできるＥＳＲ検出器の評価方法、および、評価用ファントムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的を達成するため、本発明にかかるＥＳＲ検出器の評価方法は、
マイクロ波磁場と変調磁場を同時に印加して、ＥＳＲスペクトルを測定するように構成されたＥＳＲ検出器の評価方法であって、
（１）評価したいＥＳＲ検出器の外部に、所望の向きに勾配磁場を印加するための磁場勾配コイルを設置する工程、
（２）力価標定された複数のラジカル粒を所定の間隔で一列に配列させたファントムを検出器内部に設置する工程、
（３）マイクロ波磁場と、変調幅が適正な値に設定された変調磁場と、ラジカル粒の配列軸に沿って強度勾配が分布する勾配磁場とを、同時に前記ファントムに印加して、ラジカル粒毎の電子スピン共鳴吸収線強度を測定する工程、
（４）マイクロ波磁場と、変調幅が過変調条件に設定された変調磁場と、ラジカル粒の配列軸に沿って強度勾配が分布する勾配磁場とを、同時に前記ファントムに印加して、ラジカル粒毎の電子スピン共鳴吸収線のひずみ幅を測定する工程、
（５）ラジカル粒毎のＥＳＲ共鳴吸収線のひずみ幅から、ＥＳＲ検出器内部の実効変調磁場強度分布を求める工程、
（６）ラジカル粒毎のＥＳＲ共鳴吸収線強度と、ＥＳＲ検出器内部の実効変調磁場強度分布とから、ＥＳＲ検出器内部の実効マイクロ磁場強度分布を求める工程
を備えたことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明に係るファントムは、
マイクロ波磁場、変調磁場、勾配磁場を同時に印加して、電子スピン共鳴検出器内部の実効変調磁場強度分布と実効マイクロ磁場強度分布を評価する際に用いられ、力価標定された複数のラジカル粒を所定の間隔で一列に配列させたファントムであって、ラジカル粒の間隔をａ、ラジカル粒の本来の電子スピン共鳴吸収線幅をΔＨpp、ラジカル粒の配列軸方向の勾配磁場強度をΔＨとすると、
ａ＞３・ΔＨpp／ΔＨ
で表わされる間隔ａでラジカル粒が配列されていることを特徴としている。
【００２０】
また、マイクロ波磁場、変調磁場、勾配磁場を同時に印加して、電子スピン共鳴検出器内部の実効変調磁場強度分布と実効マイクロ磁場強度分布を評価する際に用いられ、力価標定された複数のラジカル粒を所定の間隔で一列に配列させたファントムであって、ラジカル粒の直径をｂ、ラジカル粒の本来の電子スピン共鳴吸収線幅をΔＨpp、ラジカル粒の配列軸方向の勾配磁場強度をΔＨとすると、
ｂ＜ΔＨpp／ΔＨ
で表わされる直径ｂを持つラジカル粒が配列されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るＥＳＲ検出器の評価方法によれば、
マイクロ波磁場と変調磁場を同時に印加して、ＥＳＲスペクトルを測定するように構成されたＥＳＲ検出器の評価方法であって、
（１）評価したいＥＳＲ検出器の外部に、所望の向きに勾配磁場を印加するための磁場勾配コイルを設置する工程、
（２）力価標定された複数のラジカル粒を所定の間隔で一列に配列させたファントムを検出器内部に設置する工程、
（３）マイクロ波磁場と、変調幅が適正な値に設定された変調磁場と、ラジカル粒の配列軸に沿って強度勾配が分布する勾配磁場とを、同時に前記ファントムに印加して、ラジカル粒毎の電子スピン共鳴吸収線強度を測定する工程、
（４）マイクロ波磁場と、変調幅が過変調条件に設定された変調磁場と、ラジカル粒の配列軸に沿って強度勾配が分布する勾配磁場とを、同時に前記ファントムに印加して、ラジカル粒毎の電子スピン共鳴吸収線のひずみ幅を測定する工程、
（５）ラジカル粒毎のＥＳＲ共鳴吸収線のひずみ幅から、ＥＳＲ検出器内部の実効変調磁場強度分布を求める工程、
（６）ラジカル粒毎のＥＳＲ共鳴吸収線強度と、ＥＳＲ検出器内部の実効変調磁場強度分布とから、ＥＳＲ検出器内部の実効マイクロ磁場強度分布を求める工程
を備えたので、
測定に要する時間を大幅に短縮し、簡単な操作でＥＳＲ検出器内部のキャラクタリゼーションを行なうことが可能になった。
【００２２】
また、本発明に係るファントムによれば、
マイクロ波磁場、変調磁場、勾配磁場を同時に印加して、電子スピン共鳴検出器内部の実効変調磁場強度分布と実効マイクロ磁場強度分布を評価する際に用いられ、力価標定された複数のラジカル粒を所定の間隔で一列に配列させたファントムであって、ラジカル粒の間隔をａ、ラジカル粒の本来の電子スピン共鳴吸収線幅をΔＨpp、ラジカル粒の配列軸方向の勾配磁場強度をΔＨとすると、
ａ＞３・ΔＨpp／ΔＨ
で表わされる間隔ａでラジカル粒が配列されているので、
測定に要する時間を大幅に短縮し、簡単な操作でＥＳＲ検出器内部のキャラクタリゼーションを行なうことが可能になった。
【００２３】
また、マイクロ波磁場、変調磁場、勾配磁場を同時に印加して、電子スピン共鳴検出器内部の実効変調磁場強度分布と実効マイクロ磁場強度分布を評価する際に用いられ、力価標定された複数のラジカル粒を所定の間隔で一列に配列させたファントムであって、ラジカル粒の直径をｂ、ラジカル粒の本来のＥＳＲ共鳴吸収線幅をΔＨpp、ラジカル粒の配列軸方向の勾配磁場強度をΔＨとすると、
ｂ＜ΔＨpp／ΔＨ
で表わされる直径ｂを持つラジカル粒が配列されているので、
測定に要する時間を大幅に短縮し、簡単な操作でＥＳＲ検出器内部のキャラクタリゼーションを行なうことが可能になった。
【００２４】
実際、ＥＳＲ法と併称される磁気共鳴法である、核磁気共鳴（ＮＭＲ）法では、磁場変調を行なわないため、吸収波形が直接観測されるので、連続してつながった試料をファントムに用いてイメージングを行なっても、ベースラインから上側に突き出した部分のスペクトルの形状から、容易に感度分布を決定することができるが、ＥＳＲ法では、磁場変調を行なうため、吸収波形が１次微分されて記録されるため、連続してつながった試料をファントムに用いてイメージングを行なうと、ベースラインの上方に突き出した部分と、ベースラインの下方に突き出した部分とが、相互に重なり、打ち消し合ってしまうため、感度分布を測定することができない。
【００２５】
このようなＥＳＲ法に特有な問題を解決するために、本発明では、力価を標定した点形状のラジカル粒を、飛び飛びに一列に配列させた不連続試料をファントムに採用した。このようなファントムを用いれば、個々のラジカル粒の設置位置が予め分かっているため、磁場勾配コイルが発生する勾配磁場のゆがみに起因するラジカル粒の位置情報の誤差をまったく補正することなく、個々のラジカル粒由来のＥＳＲ信号強度を解析することができる。これがもし連続試料ならば、解析に先だって、試料位置の補正を行なわなければならないので、試料を飛び飛びに設置した効果は大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００２７】
図４は、本発明に係るＥＳＲ検出器の評価方法の一実施例である。ＤＰＰＨ、ＴＣＮＱ・モノリチウム塩、フタロシアニン・モノリチウム塩など、スピン交換相互作用により先鋭なＥＳＲ共鳴吸収線を与えるラジカル粒（ポイントサンプル）を、細く切ったグラフ用紙製の台紙の上に、所定の間隔で、一列に、グラフ用紙の目盛に合わせて糊付けする。測定では、ポイントサンプルを一列に配列してやることにより、結果の解析が、きわめて容易になる。
【００２８】
ポイントサンプルの間隔は、等間隔であることが望ましいが、現実には、既知の間隔でありさえすれば良く、等間隔にはこだわらない。個数は、少なくとも３個以上、より好ましくは、５個以上とする。
【００２９】
本実施例では、ＥＳＲ検出器の全域に渡ってポイントサンプルを配置できるよう、図４に示すように、２ミリメートル間隔で５個、または１３個、糊付けする構成とした。この間隔は、広すぎると、空間の測定精度が荒くなり、狭すぎると、測定に非常に強力な勾配磁場が必要となるので、最適値を選ぶことが肝要である。
【００３０】
こうして作ったラジカル粒のファントムを、図４に示すように、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向の任意の軸方向に沿って、各種空胴共振器、ループギャップ共振器、誘電体共振器等、所望のＥＳＲ共振器の内部に設置する。
【００３１】
次に、ラジカル粒の配列軸方向に、ＥＳＲ検出器の外部に治具として置かれた磁場勾配コイルから、勾配磁場を印加する。このときの勾配磁場強度ΔＨ（単位：gauss／cm）は、ＥＳＲ共鳴吸収線の本来の線幅をΔＨpp（単位：gauss）、ラジカル粒の糊付け間隔をａ（単位：cm）とすると、１本１本の吸収線の分離を良くする必要上、少なくとも、
ΔＨ＞ΔＨpp／ａ  ……（4）
でなければならない。ＤＰＰＨのファントムの場合、ΔＨppは１．６gauss、ａは２mmなので、印加するΔＨは、８gauss／cmよりも大きくしなければならない。
【００３２】
しかも、後述するように、ΔＨppよりも、少なくとも３倍程度大きな幅を持つ変調磁場Ｈmにより、ＥＳＲ共鳴吸収線をひずませる工程が必要なので、より好ましくは、印加するΔＨは、
ΔＨ＞３・ΔＨpp／ａ  ……（5）
程度、すなわち、２４gauss／cmよりも大きな値であることが望ましい。この式は、空間の測定精度、すなわちラジカル粒の糊付け間隔ａを、
ａ＞３・ΔＨpp／ΔＨ  ……（6）
に設定すべきであることをも教えている。
【００３３】
この状態で、マイクロ波出力をＥＳＲ信号の飽和が起きない条件下に設定した上で、ΔＨppの１／３〜１／５程度に相当する適正な値の実効変調磁場Ｈmを印加して、各ラジカル粒から発生するＥＳＲ信号強度を測定する。
【００３４】
そうすると、図５のように、ほぼ所定の間隔で、各ラジカル粒由来のひずみのないＥＳＲ共鳴吸収線が記録計に記録される。このときの各ＥＳＲ共鳴吸収線の高さＩ（または、ＥＳＲ共鳴吸収面積Ｓ）から、ＥＳＲ検出器内部の実効感度分布を知ることができる。
【００３５】
次に、変調磁界Ｈmの磁場幅をΔＨppの３〜５倍に広げて、過変調条件にした上で、各ラジカル粒から発生するＥＳＲ共鳴吸収線の線幅ΔＨpp’を測定する。そうすると、図６のように、ほぼ所定の間隔で、各ラジカル粒由来のひずんだＥＳＲ吸収線が記録計に記録される。このときの各ＥＳＲ共鳴吸収線の線幅ΔＨpp’から、ＥＳＲ検出器内部の実効変調磁場強度Ｈmの強度分布を知ることができる。
【００３６】
こうして求めた実効感度分布と実効変調磁場Ｈｍの強度分布とから、ＥＳＲ検出器内部の実効マイクロ波磁場Ｈ1の強度分布を求めることができることは、すでに従来技術の項で述べた通りである。
【００３７】
なお、本実施例に使用したファントムは、ラジカル粒がポイントサンプルであるため、どの方向から勾配磁場を印加しても、常に先鋭なＥＳＲ共鳴吸収線を与えるというメリットを持つ。
【００３８】
図７のフローチャートに示すように、本実施例では、たった１回の試料の設置で、実効変調磁場Ｈmと実効マイクロ波磁場Ｈ1の空間分布をすべて決定することができる。従来のように、試料をずらしながら、同じような測定作業を繰り返す手間が、不要になった。
【実施例２】
【００３９】
各ラジカル粒の力価、あるいはラジカル粒の粒径を均等に揃えて、各ラジカル粒由来のＥＳＲ信号強度が等強度になるようにファントムを調製することは、ラジカル粒の大きさが非常に小さい場合、きわめて困難である。すなわち、図８に一例を示すように、ＤＰＰＨ粒を糊付けしたファントムの実測ＥＳＲスペクトルからも分かるように、調製されたファントムにおけるラジカル粒毎のＥＳＲ信号強度のバラツキ、不揃いは、決して無視することができない。
【００４０】
したがって、ラジカル粒由来のＥＳＲ信号強度が等強度でない場合は、台紙に糊付けされた各ラジカル粒の力価を予め正確に評価し、力価のバラツキを標定する必要がある。この標定は、図９のフローチャートに示すように、所望のラジカル粒をＥＳＲ検出器の中心に設置し、飽和条件ではないマイクロ波磁場と、過変調条件ではない変調磁場とを設定し、更に、所定の勾配磁場を印加して、ＥＳＲ検出器の中心に設置されたラジカル粒のＥＳＲ信号を、他のラジカル粒由来のＥＳＲ信号から分離した上で、ＥＳＲ信号強度Ｉ（あるいは、ＥＳＲ共鳴吸収面積Ｓ）を測定することにより行なわれる。
【００４１】
この操作をファントム上のすべてのラジカル粒について行ない、ＥＳＲ信号強度Ｉ、あるいはＥＳＲ共鳴吸収面積Ｓのバラツキを求め、力価の補正係数κを決定する。そして、補正係数κを決定後、再びファントムのＥＳＲ信号強度Ｉ、あるいはＥＳＲ共鳴吸収面積Ｓを測定し、決定された補正係数κを用いて、
Ｉ’＝κ・Ｉ  ……（7）
または、
Ｓ’＝κ・Ｓ  ……（8）
の式に基づいて計算される補正後のＥＳＲ信号強度Ｉ’、あるいはＥＳＲ共鳴吸収面積Ｓ’が、バラツキの補正された、ラジカル粒間で互いに等しい値となっていることを確認する。
【００４２】
こうして、台紙上に糊付けされたラジカル粒毎に力価を定めたファントムを使用して、ＥＳＲ共振器内部の正しい感度分布のマップを得るようにすれば、ラジカル粒由来のＥＳＲ信号列を、正確な実効マイクロ波磁界Ｈ1の強度分布を得るための基礎データとして利用することが可能になる。
【００４３】
なお、ラジカル粒の力価を標定するにあたっては、既知濃度のＴＥＭＰＯＬ（4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl）ベンゼン溶液など、スピン数の標準試料を用いて、ラジカル粒の絶対スピン数を決定してやることが、最も厳密な力価の標定方法である。このようなスピン数の絶対評価は、複数のラジカル粒のうち、どれか１つのラジカル粒に対してのみ行なえば良く、他のラジカル粒の絶対スピン数は、絶対評価を行なわなくても、ＥＳＲ信号の相対的な吸収面積比から、自動的に知ることができる。
【００４４】
こうしてラジカル粒毎の絶対スピン数を標定されたファントムを用いれば、各種ＥＳＲ共振器内部の絶対感度分布を容易に測定することができる。このときのＥＳＲ共振器の絶対感度は、各ラジカル粒の絶対スピン数（単位：spins）を、各ラジカル粒由来のＥＳＲ共鳴吸収線の線幅ΔＨpp（単位：gauss）で割った値で表わされ、その単位は、spins／gaussである。
【００４５】
このように、予め、ラジカル粒毎の絶対スピン数さえ分かっていれば、ラジカル粒の力価は、必ずしも揃っている必要はない、とも言える。
【実施例３】
【００４６】
ラジカル粒の力価のバラツキを回避する妙案の１つとして、ラジカルを溶媒に溶解して、そのラジカル溶液を等量ずつ、ポイント状に乾涸させる方法がある。この方法によれば、ポイントサンプルのラジカル量を、ラジカル溶液の液量によってコントロールすることができるので、ラジカル固体を直接台紙に糊付けする方法と比べて、ラジカルの力価のバラツキを小さく抑えることが可能である。
【００４７】
ただし、ラジカルを溶媒に溶解後、乾涸して、ポイントサンプルを調製する方法では、ラジカル種と溶媒の組み合わせ如何によっては、溶媒を乾涸させると、ラジカル固体中に結晶溶媒を噛み込んで、ＥＳＲ共鳴吸収線の線幅が広がってしまう場合がある。たとえば、ＤＰＰＨの場合、ベンゼンやクロロホルムをＤＰＰＨを溶かす溶媒に採用すると、乾涸時、ＤＰＰＨが結晶ベンゼンや結晶クロロホルムを噛み込んで、ＥＳＲ共鳴吸収線の線幅が広がることが知られている。
【００４８】
本発明に係るＥＳＲ検出器の評価方法では、ＥＳＲ共鳴吸収線の線幅は、細い方が好ましい結果が得られる。したがって、そのような現象を回避するためには、ＤＰＰＨを溶かす溶媒に、ＤＰＰＨの結晶溶媒とはならない溶媒である二硫化炭素を採用すれば良いことになる。
【００４９】
さて、こうして作られるポイントサンプルの直径をｂ（単位：cm）とすると、ポイントサンプルの直径ｂに由来する見かけのＥＳＲ共鳴吸収線幅は、印加する勾配磁場強度ΔＨ（単位：gauss／cm）により、ｂ・ΔＨ（単位：gauss）と表現される。したがって、このｂ・ΔＨなるものの大きさは、ラジカル本来のＥＳＲ共鳴吸収線幅ΔＨppよりも小さいことが必要である。
【００５０】
ｂ・ΔＨ＜ΔＨpp  ……（9）
すなわち、溶媒を乾涸して作られるポイントサンプルの直径ｂは、測定に用いられる磁場勾配がΔＨのとき、
ｂ＜ΔＨpp／ΔＨ  ……（10）
なる関係式を満たすような直径ｂである必要がある。
【００５１】
もし、ポイントサンプルの直径ｂが、ΔＨpp／ΔＨよりも大きくなると、磁場勾配ΔＨを印加したときに、ポイントサンプル自身の大きさが、ＥＳＲ共鳴吸収線の線幅に反映して無視できなくなり、観測されるＥＳＲ共鳴吸収線の線幅ｂ・ΔＨが、ラジカル本来のＥＳＲ共鳴吸収線の線幅ΔＨppよりも太くなってしまうからである。
【実施例４】
【００５２】
ＥＳＲ検出器中の実効変調磁場強度Ｈmと実効マイクロ波磁場強度Ｈ1の空間分布を評価する装置としては、
（１）通常のＥＳＲ装置から検出器のみを取り外した構成の、静磁場と変調磁場とマイクロ波の発生供給装置、
（２）ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向に磁場勾配を印加することのできる磁場勾配コイル、
（３）前述のファントム、
（４）飛び飛びになって観測されるラジカル粒毎のＥＳＲ信号強度Ｉ（または吸収面積Ｓ）とＥＳＲ共鳴吸収線幅ΔＨppを計測し、計測された結果から、実効変調磁場強度Ｈmと実効マイクロ波磁場強度Ｈ1の値を自動的に算出するソフトウェアを記憶させた記録媒体、
の（１）〜（４）を備えて成る装置が考えられる。
【００５３】
記録媒体に記憶させるソフトウェアの概要は、次の通りである。まず、ＥＳＲ信号強度ＩとＥＳＲ共鳴吸収線幅ΔＨppの各値は、所定の値を超えて上下方向に変位した箇所をＥＳＲ信号と判断するオート・サーチ法によって自動的に検出したＥＳＲ信号に対し、ＥＳＲ信号の上下方向のビット数と、横方向のデータポイント数とから、比例計算法により算出させる。
【００５４】
また、ＥＳＲ共鳴吸収面積Ｓの値は、同じくオート・サーチ法によって自動的に検出したＥＳＲ信号を、区分求積法（例えば、石津和彦編「実用ＥＳＲ入門：生命科学へのアプローチ」、講談社サイエンティフィク、昭和五十六年（1981）刊、126〜127頁を参照）のアルゴリズムに従って積分するか、または、ＥＳＲ信号の上下方向のビット数と、横軸のデータポイント数とから求めた、ＥＳＲ信号強度ＩとＥＳＲ共鳴吸収線幅ΔＨppの各値を用い、それらを
Ｓ≒ｋ・Ｉ・（ΔＨpp）2  ……（11）
という近似式（ただし、ｋは比例定数）にあてはめるかして、算出させる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
ＥＳＲ検出器の評価に、広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】従来のＥＳＲ装置を示す図である。
【図２】従来のＥＳＲ検出器の評価方法を示す図である。
【図３】従来のＥＳＲ検出器の評価方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係るＥＳＲ検出器の評価方法の一実施例を示す図である。
【図５】本発明に係るＥＳＲ検出器の評価方法で観測されるＥＳＲスペクトルの一例を示す図である。
【図６】本発明に係るＥＳＲ検出器の評価方法で観測されるＥＳＲスペクトルの一例を示す図である。
【図７】本発明に係るＥＳＲ検出器の評価方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係るファントムのＥＳＲスペクトルを示す図である。
【図９】本発明に係るファントムの製造方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１：マイクロ波発振器、２：可変減衰器、３：サーキュレータ、４：磁極、５：空胴共振器、６：結合度調整機構、７：測定試料、８：マイクロ波検出器、９：方向性結合器、１０：移相器、１１：方向性結合器
【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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