(57)【要約】【課題】  周波数分解能の劣化および折り返しによる周波数識別の問題を起こすことなく、多次元NMR測定に必要なスキャン回数を減らし、多次元NMR測定のスループットを向上させること。【解決手段】  アナログ／ディジタル変換器を用い受信信号をディジタル・データに変換しスペクトル解析を行うNMR装置を用い行うNMR測定方法において、折り返しの回数をピーク周波数の変化から判断し周波数識別を行う。より具体的には、ナイキスト周波数を変え、前記ピーク周波数の変化を起こす。前記ナイキスト周波数は多次元NMRの特徴である展開時間の増分と反比例するため、展開時間の増分を変えることで前記ナイキスト周波数の変更が達成する。また、前記ナイキスト周波数の変更を行う際に、異なるナイキスト周波数の比が、０より大きく最大折り返し回数より小さいもしくは等しい自然数n1とn2の比ではないようにする。以上の測定方法を、ユーザーの統制下で、かつ少ないユーザー負担で実施できるＮＭＲ測定制御ソフトウェアを提供する。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ／ディジタル変換器を用いプローブからの受信信号をディジタル・データに変換し、スペクトル解析を行うNMR装置を用いるNMR測定方法において、折り返しの回数をピーク周波数の変化から判断し周波数識別を行うことを特徴とするNMR測定方法。
【請求項２】
請求項１のNMR測定方法において、ナイキスト周波数を変え、前記ピーク周波数の変化を起こすNMR測定方法。
【請求項３】
請求項１の測定方法において、ナイキスト周波数を変え、前記ピーク周波数の変化を起こすとともに、異なるナイキスト周波数の比が、０より大きく最大折り返し回数より小さいもしくは等しい自然数ｎ１とｎ２の比ではないＮＭＲ測定方法。
【請求項４】
請求項３の測定方法において、前記ナイキスト周波数が展開時間の増分に反比例し、前記展開時間の増分を変えることにより前記ナイキスト周波数を変化させることを特徴とする多次元NMR測定方法。
【請求項５】
請求項４の測定方法において、識別された周波数の精度を更に向上させるために、その周波数識別に使われてないナイキスト周波数を用い再び測定を行うことを特徴とするＮＭＲ測定方法。
【請求項６】
請求項４のNMR測定方法において、識別された周波数の精度を更に向上させるために、その周波数識別に用いたデータの取得に使われなかった展開時間を用い測定を行うＮＭＲ測定方法。
【請求項７】
折り返しの回数をピーク周波数の変化から判断し周波数識別を行うことと、前記ピーク周波数の変化をナイキスト周波数の変化により起こすことを特徴とするNMR測定方法を実施するNMR装置において、ユーザーの選択により、NMR測定中にナイキスト周波数を変える操作を自動的に行うことを特徴とするNMR測定装置。
【請求項８】
請求項７のNMR測定装置において、異なるナイキスト周波数の比が、０より大きく最大折り返し回数より小さいもしくは等しい自然数n1とn2の比ではないNMR測定装置。
【請求項９】
請求項７のNMR測定装置において、異なるナイキスト周波数の比が、０より大きく最大折り返し回数より小さいもしくは等しい自然数n1とn2の比ではなく、異なるナイキスト周波数で得た複数のスペクトルを一緒に表示し、その差を判定する画面を持つNMR測定装置。
【請求項１０】
請求項７のNMR測定装置において、異なるナイキスト周波数の比が、０より大きく最大折り返し回数より小さいもしくは等しい自然数n1とn2の比ではなく、折り返し回数とナイキスト周波数から信号の本来の周波数を計算し、折り返しのない本来の周波数領域まで拡張し表示するスペクトル画面を持つNMR測定装置。
【請求項１１】
請求項７のNMR測定装置において、異なるナイキスト周波数の比が、０より大きく最大折り返し回数より小さいもしくは等しい自然数n1とn2の比ではなく、折り返し回数とナイキスト周波数から信号の本来の周波数を計算し、折り返しのない本来の周波数領域まで拡張し表示する拡張スペクトル表示画面に複数の拡張スペクトルを一緒に表示し、計算により得られた本来の信号周波数を比較することにより、拡張スペクトルの精度を確認できる画面を有するNMR測定装置。
【請求項１２】
請求項１１のNMR測定装置において、拡張スペクトルを得るために用いたナイキスト周波数と異なるナイキスト周波数を用い、測定を行うNMR測定装置。
【請求項１３】
請求項１１のNMR測定装置において、拡張スペクトルを得るために測定された時点とは異なる時点の信号を測定し補間データを得て、前記補間データを含むデータに数値解析の最適化手法を適用することにより、拡張スペクトルの精度を測るNMR測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、NMR測定方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
NMR装置は、静磁場中に置かれた試料内の所定の原子核にラジオ周波数の磁場パルスを照射し、所定の原子核からのNMR信号を所定の時間後に検出する分析装置である。近年のNMR分光法では、多次元NMR測定が幅広く行われている。多次元NMR測定は、NMR信号を二つ以上の周波数軸を有する周波数空間上に表示することにより、一次元NMR測定に比べ分解能が向上しスペクトルの解析が容易になり、原子核スピン間の相互作用を解明できる利点がある。この利点は、特に、分子量が大きくスペクトルが複雑になるタンパク質などの高分子を対象とするNMR測定場合に重要である。
【０００３】
図１と図２に、多次元NMR測定の一例として、2次元NMR測定の概念図を示す。３次元以上の多次元測定は、２次元測定の拡張であり新しい概念を持たないため別途説明は省略する。図１は、２次元NMR測定に使われるパルス・シーケンス（以下、２次元パルス・シーケンス）の一般的な構成を示す。２次元パルス・シーケンスは、準備期間（Preparation）、展開期間（Evolution）、混合期間（Mixing）、検出期間（Acquisition）、緩和期間（Relaxation）の５つの期間により構成される。
【０００４】
５つの期間の中で、準備期間と混合期間は各々１つ以上の磁場パルスの照射を含む。展開期間は準備期間から混合期間までの遅延時間であり、通常t1と表記し展開期間と呼ぶ。検出期間はNMR信号を前記受信系で検出する期間であり、通常t2と表記する。一般に、１回の検出期間を持つパルス・シーケンスの実行をスキャン（scan）と呼び、NMR測定の回数を測る単位とする。緩和期間は、原子核がパルス・シーケンスを照射する以前の状態に戻るまでの待ち時間（期間）である。
【０００５】
２次元NMR測定は、展開期間t1を変えながら２次元パルス・シーケンスを繰り返すことにより達成される。図２はその概念図を示す。Nsはスキャン回数であり、展開期間t1を固定しパルス・シーケンスをNa回スキャンを繰り返す。検出したNMR信号は受信処理器で全て積算する。そのため、Naは積算回数と呼ぶ。Na回のスキャンが終わったら、展開期間t1をユーザーが予め入力した増分Δt1だけ増加させ、再びNa回のスキャンを行う。２次元NMR測定は、展開期間t1をユーザーが予め入力した回数、Nt1回増加させるまで、この過程を繰り返すことにより達成される。
【０００６】
その結果、２次元NMR測定はNa×Nt1回のスキャンを必要とする。一般的に多次元ＮＭＲ測定は、展開時間とその増加回数Niを（次元数−１）個有する。例えば、３次元ＮＭＲ測定なら、展開期間（時間）としてt1とt3の２個が現れ、その増加回数もNt1とNt3の2個になる。そして、3次元ＮＭＲ測定に必要なスキャン回数はNscan=Na×Nt1×Nt3である。Δt1を一般化しΔtiと称し、Nt1とNt3などを一般化しNtiと称すると、Ｄ次元ＮＭＲ測定に必要なスキャン数は、NtiD-1のオーダになる。
【０００７】
２次元NMR測定を含む多次元NMR測定は、分解能が向上し原子核スピン間の相互作用の解明ができる利点がある一方で、結果を得るために数十〜数千回のスキャンを必要とし、時間が掛かる問題がある。多次元NMR測定で必要なスキャン回数は増加回数Ntiの（次元数−１）乗で増加するため、多次元NMR測定においてNtiと次元数を減らすことが重要である。
【０００８】
Ntiを減らすため、従来には信号の折り返しとハーフ・ドウェル（half-dwell）検出法が用いられた。非特許文献１に記載された従来技術によれば、周波数分解能を劣化させることなくNtiを減らすと、観測可能な周波数帯域幅が狭くなる。その結果、周波数スペクトル上で、信号が本来の周波数と異なる周波数に現れる信号の折り返し（folding and aliasing）が起きる。信号の折り返しが起きると、折り返された信号の本来の周波数を特定する周波数識別方法が必要である。従来技術では、周波数識別方法として、ハーフ・ドウェル検出法を用いた。
【０００９】
ハーフ・ドウェル検出法では、最初の時間増分だけを本来の増分Δtiの半分、即ちΔti／2にし、多次元NMR測定を行う。ハーフ・ドウェル検出法によれば、最初の取り込み時間を変えると、折り返し回数が奇数であるスペクトルの符号は反転し、偶数であるスペクトルの符号は変わらない。
【００１０】
従って、この符号の差を用いて折り返されたスペクトルを区別することができた。このように、従来技術では、信号の折り返しとハーフ・ドウェル検出法を用いることにより、周波数分解能を劣化させることなく、また信号周波数の識別を誤ることなく、Ntiおよび多次元NMR測定に必要なスキャン回数を減らすことができた。信号の折り返し、Ntiと周波数分解能および信号周波数の識別(discrimination)の関係に関しては、非特許文献２に説明されている。
【００１１】
【非特許文献１】Ad Bax, Mitsuhiko Ikura, Lewis Kay, and Guang Zhu, 迭emoval of F1 Baseline Distortion and Optimization of Folding in Multidimensional NMR Spectra   Journal of Magnetic Resonance, vol. 91, p.174-178(1991).
【非特許文献２】John Cavanagh, Wayne J. Faribrother, Arthur G. Palmer III, and Nicholas J. Skelton, 撤rotein NMR Spectroscopy   p.227-236(Academic Press, 1995).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
信号の折り返しとハーフ・ドウェル検出を用いる従来方法では、折り返し回数が奇数か偶数かは区別できるが、折り返し回数は区別できない。従って、最良の条件であっても、使える折り返しの回数は１回までである。折り返しを利用する従来技術においては、所定のNMR測定だけでスペクトル解析の問題なくNtiを1／2未満に減らすことは、原理的に不可能であった。
【００１３】
折り返しにより信号が重なっている場合は、信号符号の判断が難しくなる問題もあった。折り返しによる信号の重なりはスペクトルが複雑になるほど起こり易いため、信号符号による折り返しの判断はスペクトルが複雑な高分子で特に難しい。この問題を避けるためには折り返しを減らす必要があることから、従来技術ではNtiを１／２近くまで減らすことも現実的に困難であった。
【００１４】
信号の符号反転を利用し折り返しを判断する技術は、雑音対信号比の低かった従来のＮＭＲ装置では有効であった。低い雑音対信号比を補うためにはNscanを大きくする必要があったから、従来のＮＭＲ装置では、Nscanを決める主な要因が雑音対信号比であり、多次元測定のNtiではなかった。そのため、Ntiを１／２近くまで、または１／２以下にまで減らすことは要求されなかった。
【００１５】
しかし、NMR装置の雑音対信号比が大きく改善され、多次元NMR測定のスループットを向上させるために、Ntiを従来技術よりも大幅に減らすことが要求される。本発明は、所定のNMR測定だけでスペクトル解析の問題なくNを1／2までに減らすことのできる測定方法と装置を提供することであり、多次元NMR測定に必要なスキャン回数を減らし、多次元NMR測定のスループットを向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のひとつの課題解決手段は、アナログ／ディジタル変換器を用い受信信号をディジタル・データに変換しスペクトル解析を行うNMR装置を用い行うNMR測定方法において、折り返しの回数をピーク周波数の変化から判断し周波数識別を行うことを特徴とするNMR測定方法を用いる。更に、この測定方法において、ナイキスト周波数を変え、ピーク周波数の変化を起こす。また、ナイキスト周波数の変更を行う際に、異なるナイキスト周波数の比が、０より大きく最大折り返し回数より小さいもしくは等しい自然数n1とn2の比ではないようにする。
【００１７】
特に、多次元NMR測定方法の場合において、ナイキスト周波数は多次元NMRの特徴である展開時間の増分と反比例するため、展開時間の増分を変えることで前記ナイキスト周波数の変更が達成できる。折り返しの回数をピーク周波数の変化から判断し周波数識別を行うことと、前記ピーク周波数の変化をナイキスト周波数の変化により起こすことを特徴とするNMR測定方法を実施するNMR装置において、この装置に搭載された制御ソフトウェアは、ユーザーの選択により、NMR測定中にナイキスト周波数を変える操作を自動的に行う。
【００１８】
ソフトウェアの動作により変更されるナイキスト周波数と変更以前のナイキスト周波数との比は、０より大きく最大折り返し回数より小さいもしくは等しい自然数n1とn2の比ではないことを特徴とする。また、前記ソフトウェアは、異なるナイキスト周波数で得た複数のスペクトルを一緒に表示し、その差を判定する画面を有する。更に、前記ソフトウェアは、折り返し回数とナイキスト周波数から信号の本来の周波数を計算し、折り返しのない本来の周波数領域まで拡張し表示するスペクトル画面も備える。
【００１９】
拡張スペクトル画面は、複数の拡張スペクトルを一緒に表示し、計算により得られた本来の信号周波数を比較することにより、拡張スペクトルの精度を確認できる特徴を持つ。拡張スペクトルの精度が足りないと判断した場合は、拡張スペクトルの精度を向上させる目的で、拡張スペクトルを得るために用いたナイキスト周波数と異なるナイキスト周波数を用い、測定を行う。拡張スペクトルの精度を向上させる目的を達成するもうひとつの方法として、前記ソフトウェアは、拡張スペクトルを得るために測定された時点とは異なる時点の信号を測定し補間データを得て、数値解析の最適化手法を前記補間データを含むデータに適用しても良い。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のひとつの課題解決方法によれば、所定のNMR測定だけでスペクトル解析の問題なくNを1／2までに減らすことができる。その結果、多次元NMR測定に必要なスキャン回数を減らし、多次元NMR測定のスループットを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を実施する最良の形態として、多次元NMR測定における間接次元(indirect dimension)での信号の折り返し回数を識別する簡単な方法を開示する。
【００２２】
間接次元とは、多次元NMR測定で得られた一群のデータに対し、展開期間ｔ１の方向でフーリエ変換を施して得られる周波数軸の次元である。図３の展開期間ｔ１は、その一例を示す。図３は、インターフェログラム（interferogram）と呼ばれる図であり、図２で示した2次元NMR測定で取得した一群のデータを、展開時間t１ごとにフーリエ変換し並べたものである。
【００２３】
図３のインターフェログラム（interferogram）を展開期間ｔ１方向に更にフーリエ変換し得られる2次元スペクトルにおいて、展開期間ｔ１のフーリエ変換で得られる周波数軸が間接次元である。非特許文献２に記載されているように、間接次元における周波数分解能Δfiは1／(Nti×Δti)と等しく、また、同次元における周波数帯域幅は-1/(2Δti)〜1/(2Δti)である。
【００２４】
従って、周波数分解能を劣化させることなくNtiを減らすためにはΔtiを大きくしなければならない。その結果、周波数帯域幅は狭くなり、信号は間接次元に対し折り返される。その折り返しの様子は、ユーザーが設定した間接次元での検波方法により2つに分かれる。ステイツ（States）法やTPPI ステイツ（TPPI-States）法のように間接次元の信号を複素数として取得する検波方法を指定した場合と、TPPI法のように実数として取得する検波方法を指定した場合である。
【００２５】
間接次元の信号を複素数、または実数として取得する検波方法を指定した場合、折り返しによる見かけ周波数Waと真の周波数Woの関係は、各々、数式（１）と（２）の如くなる。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
本発明の１実施例では、数式（１）の場合において、ナイキスト周波数ＦＮを変えると周波数Waも変化することに着眼した。数式（３）は、異なる２つのナイキスト周波数FN,1とFN,2に対する見かけ周波数の差ΔWaを示す。
ΔWa = 2 ( （m１×FN,1  m2×FN,2 ） ……（３）
m１とm２は、FN,1とFN,2での折り返し回数である。ナイキスト周波数FNを変えても真の周波数Woは変わらないため、数式（３）に周波数Woは現れない。数式（３）の中で、ナイキスト周波数FN,1とFN,2はユーザーが設定するパラメータである。また、見かけ周波数の差ΔWaは、測定から得られる実験量である。従って、数式（３）は折り返し回数m1とm2の２つの未知数を持つ。数式（２）から折り返し回数m1とm2を決定する方法があれば、折り返し回数の識別が可能になり、本発明の目的を達成できる。
【００２８】
以下、ナイキスト周波数FNを変えて複数の測定を行うことを転調測定と称し、転調測定により折り返し回数と周波数の識別を行う測定方法を転調測定法と称する。折り返し回数m1とm2を決定するため有効な事実は、折り返し回数m1とm2は必ず自然数に属することである。また、折り返し回数m1とm2の関係を明確にするために、数式（３）を数式（４）の如く書き直す。
【００２９】
【数２】
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【００３０】
数式（４）は、折り返し回数m1がm2と線形関係であることを明確に示している。数式（４）は、折り返し回数m1とm2が自然数であると言う条件を有するが、その条件を無くすことにより数式（５）の一次関数を得ることができる。すると、折り返し回数m1とm2は、数式（５）を自然数のXに対してYを求め、そのYが自然数になる（X,Y）対を探すことで決定できる。
Y=a X + b0 、a= FN,2 ／FN,1、b0= a×ΔWa ／（２FN,1）……（５）
折り返し回数m1とm2の決定に関する、数式（４）を用いた方法の例を図４に示した。数式（５）で定義した一次関数を、X=0から予め決めた最大値４まで１づつ増やしながらY値を計算して行く。X=nに対するY値と最寄の自然数との距離をR(n)とすると、図４の例に置いてはn=4でRが最も小さくなる。従って、m2=4、m1=4と決定する。折り返し回数m1とm2の決定に関するこの方法によれば、予想される折り返し回数の最大値を入力し、ナイキスト周波数FNを変えて測定するだけで、折り返し回数を識別できる。ただし、aが以下の条件を満たす有理数でないことが条件である。
【００３１】
【数３】
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【００３２】
ｍmaxは最大折り返し回数であり、NMR装置の仕様である最大受信帯域幅を2FNで除した丸上げした自然数である。なぜなら、数式（６）を満たすaを用いると、等しいRを持つnが必ず複数存在するからである。
【００３３】
方法とは別の方法で折り返し回数の識別を達成することも、数式５の誤差を明示的に取り入れることにより可能である。数式５において、ユーザーが設定するパラメータであるナイキスト周波数FN,1とFN,2の誤差は無視できる。一方、見かけ周波数の差ΔWaは、測定から得られる実験量であるため、数式６のように誤差εを持つ。上付きのeは実験量を表す。
【００３４】
【数４】
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【００３５】
数式（７）の左辺を数式（５）のΔWaに代入すると、誤差εの影響は、数式（５）のY切片が数式（８）の如く変化するのみである。
【００３６】
【数５】
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【００３７】
NMR測定において、m1=m2=0の信号を測定以前に特定することは可能である。なぜならば、例えば試料を溶かす溶媒が発する信号の周波数など、受信される信号の一部はその周波数を測定以前に±10Hz以上の確度で知ることができるからである。信号の周波数がm1=m2=0であるように、照射および検波周波数を設定することにより、誤差εを実験量から求めることができる。従って、数式（９）の条件を満たすnを探すことで、折り返し回数m1とm2を決定する方法も可能である。
【００３８】
【数６】
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【００３９】
なお、数式（９）はナイキスト周波数FN,1をaより十分大きくすることによって、実験誤差εの影響を低減できることも示している。
【００４０】
図５は、本発明の一実施例の設定画面の一例を示す。多次元NMR測定に必要な諸設定を行う画面の中に、間接次元である展開期間ｔ１方向の測定に係わる設定がある。図５の展開期間ｔ１方向の測定設定は、間接次元測定の設定を代表するものである。間接次元の設定項目として、測定方法もしくはその類似の項目があり、従来測定法と本発明で開示した転調測定法の選択が可能である。間接次元の測定方法を除く他の設定は、従来と同様でよい。
【００４１】
ユーザーが図５で示した設定画面を用いて入力した設定内容は、NMR装置、もしくは、その制御用コンピュータに搭載されたソフトウェアにより、図６の如く処理される。以下、ＵＭＬのアクティビティー図様式で描かれた図６を説明する。
【００４２】
共通処理段階では、従来の測定法と転調測定法に共通するパラメータの処理が行われる。処理の内容は、例えば、周波数・位相・遅延幅・振幅・出力レベルの設定を入力数値に相当するワードへ変換することがある。間接次元の測定方法に係わる設定、例えば、展開期間ｔ１方向の測定回数Nti、展開期間ｔ１の増分Δtiなどは、次の間接次元測定法別処理で処理される。
【００４３】
間接次元測定法別処理段階では、先ず、前記設定画面での設定が転調測定法を適用する条件を満たすか判断する。
【００４４】
間接次元の検波方法として、実数取得であるTPPIに選択された場合は、測定方法の設定に係わらず従来測定法で測定する。その他の検波方法、即ち、ステイツ（States）、TPPI ステイツ（TPPI-States）、ユーザー定義が選択された場合は、測定方法の判断に移る。測定方法として転調測定法が選択された場合は、自動処理のためにユーザーが指定した受信帯域幅SW=-1/(2Δti)〜1/(2Δti)と周波数分解能dW=1／(Nti×Δti)を計算する。次の転調パラメータ生成段階では、受信帯域幅SWと周波数分解能dWから、Δti,1、Δti,2とNti,1、Nti,2を生成する。
【００４５】
設定画面で設定した最大折り返し回数mmaxに対し、Δti,1=mmax×Δtiであり、Nti,1=1／(dW×Δti,1)である。もしNti,1が自然数でない場合は、丸上げし自然数とする。Δti,2=Δti,1／aであり、aは数式（６）を満たさない１＜a＜mmaxの実数である。そして、Nti,2は1／(dW×Δti,2)を丸上げした自然数である。最後の間接次元パラメータ設定段階では、Δti,1とNti,1をNMR装置により定められたワードに変換し、共通処理段階で出力したワードに追加する。Δti,2とNti,2の用途は以下で説明する。
【００４６】
ステイツ（TPPI）検波法が選択された場合や測定方法として従来測定法が選択された場合は、ユーザーが指定した受信帯域幅SW=-1/(2Δti)〜1/(2Δti)と周波数分解能dW=1／(Nti×Δti)から得たΔtiとNtiをワードに変換し、共通処理段階で出力したワードに追加する。
【００４７】
図６に示した測定パラメータ設置の最後は、共通処理と間接次元測定法別処理で得たワードをNMR装置に送信し、装置の設定を行う段階である。図６で示した処理を行うことにより、ユーザーにパルス・シーケンスを編集させることなく、設定の負担を大きく増やすことなく、多次元NMRの高速化が可能になる。図５および図６の設定と処理において、追加されたユーザー設定項目は、間接次元における測定方法と最大折り返し回数の２つだけである。
【００４８】
なお、図６に示した処理の手順と異なる手順を用いた処理も可能である。例えば、共通処理と間接次元測定法別処理を逆順に行うこともできる。また、共通処理や間接次元測定法別処理により出力されるワードを、結合することなく、各々装置に送信し設定を行うことも可能である。
【００４９】
図７は、以上で説明した測定パラメータ設定を含むNMR測定全体の操作流れと、本発明の実施例で開示する転調測定法による測定段階の操作流れを、UMLのアクティビティ図様式で示す。この一連の操作の中で、本発明で開示した高速方式により変化する部分には太い線で囲んでいる。ユーザーは試料管をプローブの中に挿入し、試料管を回転させる。次にマグネットの磁場を送受信周波数に一致させる磁場ロッキングを行う。
【００５０】
その後はシム調整を行う。シムとはマグネット内に設置した一群のコイルであり、シム調整とはそのコイル群に流す電流を調整し、試料管周辺の磁場均一性を向上させる操作である。図12は、本発明が適用可能であるMNR測定装置の一部を示すブロックダイアグラムで、資料管は、プローブ内に挿入され、回転される。
【００５１】
プローブには、プリアンプを介して送信器、および受信器が接続され、検出された信号はアナログ−デジタル変換器を介して分析装置へ送られる。ローブ測定パラメータ設定に関しては図５と図６を用いて既に説明した。設定した内容は試験測定段階でテストされ、満足できる結果が得られたら、測定段階に入る。以下では、転調測定法を適用する場合の操作のみを説明する。
【００５２】
測定段階では、先ず、測定データから興味のあるピークを選ぶ。この際に使う測定データは満足した試験測定で得たデータでも良いし、新しく測定して得たデータでも良い。ピークを選んだら、転調測定を始める。転調測定では、先ず、測定パラメータ設定の段階で出力したΔti,1とNti,1を用いて多次元測定を行う。次に2回目の転調測定を実施する。2回目の転調測定では、前記Δti,2とNti,2を用いて多次元測定を行う。
【００５３】
【数７】
2006194761.tif 000009
【００５４】
図８はピーク比較の画面の一例を示す。ピーク比較用のウィンドウの内部には、2つ以上の多次元スペクトルを表示することができ、各々に表示するスペクトルを選択するメニューが設けられている。図８の例では、上に第1回転調測定で得たスペクトル、下に第2回転調測定で得たスペクトルを表示している。
【００５５】
【数８】
2006194761.tif 000010
【００５６】
ユーザーはその判断に応じて、終了する場合は「Done」ボタンを、続ける場合は「Refine」ボタンをクリックする。「Refine」ボタンがクリックされた場合は、測定パラメータ設定段階と同様に、転調パラメータを生成し間接次元パラメータ設定と装置設定を行う。次に、転調測定を再び行う。
【００５７】
拡張周波数表示段階における判断は、数式（９）を用い自動化することもできる。判断を自動化すると、無人測定に有利である。自動化の際にはε値の指定が必要である。ε値としては、ユーザーによる直接入力を用いることと、実測値を用いることが可能である。実測値を用いる場合は前記ピーク選択の操作を行う際に、折り返しのないピークを指定すればよい。前記のようにNMR測定においては、その特性から、信号周波数の範囲を予め認知できる信号があるため、折り返しのないのピークを指定することは十分可能である。
【００５８】
【数９】
2006194761.tif 000011
【００５９】
本発明のもう一つの好ましい実施例を以下説明する。実施例２と実施例１との差は、拡張スペクトル表示で「改良」ボタンをクリックした場合の動作である。実施例２と実施例１との差を図１０に示した。図７で示した転調測定法における測定段階の処理と比べれば、その差は明らかである。
【００６０】
実施例２では、「改良」ボタンがクリックされた際に、再び転調測定を行うのではなく、補間測定を行う。補間測定とは、前記転調測定で測定してない前記展開時間tiを用い一回もしくは複数回の測定を行うことであり、ナイキスト周波数を変え全体多次元NMR測定を行う転調測定と異なる。
【００６１】
補間測定は、測定していない新しい展開時間を用いて測定を行う点で、従来測定法などで使われる積算とも異なる。図１０の補間パラメータ生成段階では、その時点まで測定されていない展開時間ti,Newを生成する。ti,Newをワードに変換し、装置設定を行う段階は図６、７の説明と同じである。次の補間測定段階でti,Newを用いた実際の測定が行われる。
【００６２】
周波数評価段階では、補間測定の結果とその時点までの拡張スペクトルを用い、数値解析により周波数識別を行う。図１１に周波数評価における処理の一例を示す。周波数評価の第1段階は、再評価するピークを選択することである。再評価するピークは、ユーザーが直接選択しても良いし、ソフトウェアが自動的に選択しても良い。
【００６３】
【数１０】
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【００６４】
最適化のアルゴリズムは、例えば、シンプレックス法（simplex法）や最大エントロピー評価法（Maximum Entropy Estimation）がある。新しいスペクトルは、前記最適化により再評価されたピークと、再評価に選択しなかったピークとを足すことで得られる。なお、周波数評価には、不均等サンプリングされたデータの周波数解析手法、例えばLombアルゴリズムや最大エントロピー評価法を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】２次元NMR測定用に使われるパルス・シーケンスの構成図である。
【図２】２次元NMR測定の概念図である。
【図３】２次元NMR測定のデータである。
【図４】本発明の一実施例の転調測定による周波数識別方法を示す図である。
【図５】本発明の一実施例の測定パラメータ設定画面である。
【図６】本発明の一実施例の測定パラメータ設定処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施例によるNMR測定全体の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施例の変調測定結果を表示する画面である。
【図９】本発明の一実施例の拡張スペクトルを表示する画面である。
【図１０】本発明の一実施例２における測定中の処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例２における周波数評価中の処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明が適用可能であるMNR測定装置の一部を示すブロックダイアグラムである。
【図１３】折り返しの実際を示すデータである。
【符号の説明】
【００６６】
ｔｐ…準備期間（Preparation）、ｔ１…展開期間（Evolution）、ｔｍ…混合期間（Mixing）、ｔ２…検出期間（Acquisition）、ｔｒ…緩和期間（Relaxation）、Ns…スキャン回数、受信処理器、Na…積算回数、Wa…折り返しによる見かけ周波数、Wo…真の周波数、ｍ…折り返し回数、FN…ナイキスト周波数、SW…受信帯域幅、dW…周波数分解能、ε…実験誤差。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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