(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過偏極された気体を生成するための方法であって、
その各々がその内部にそれぞれの量の標的気体を保持している複数のセルであって、１つの光ポンピング・セルと該光ポンピング・セルと流体連通する複数の保持用セルとを備えている複数のセルを提供する工程と、
偏極済み気体の個別群を提供するために、前記セルの内部の及び／または該セルからの標的気体を所望の順序で偏極する工程と、
偏極レベルが所定の値未満に下がったときに、前記セルのうちの少なくとも１つの内部に保持された以前に偏極された標的気体を再偏極する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記偏極及び／または再偏極の工程は、選択したセル内の及び／または該セルからの気体を順次式に偏極させるように実施されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記偏極及び／または再偏極の工程は、少なくとも２つのセルからまたは該セル内の気体を同時に偏極させるように実施されている、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記偏極の工程はさらに、選択された保持用セルからの標的気体を該標的気体をその内部で偏極させる光ポンピング・セルに誘導し、次いで該光ポンピング・セルからの偏極済み標的気体を、偏極レベルがその内部で経時的に監視されるそれぞれの保持用セルに再誘導する工程を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記再偏極の工程はさらに、解放された標的気体が再偏極のために前記光ポンピング・セルまで流れた後に前記それぞれの保持用セルまで戻るように選択された保持用セルからの以前に偏極された標的気体を自動的に解放する工程を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記光ポンピング・セル及び前記保持用セルと流体連通するバルブ／マニホールド・システムを利用し、制御可能に、個別にかつ自動的に選択できるようにしてそれぞれの封入気体移動経路を規定する工程をさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
偏極済み気体を生成するための過偏極装置システムであって、
その各々がその内部にある量の標的気体を保持している複数のセルであって、該セルのうちの少なくとも１つはスピン交換偏極の間に標的気体を保持するように構成させた光ポンピング・セルであるような複数のセルと、
動作時に前記光ポンピング・セルに選択的に送られる円偏向光を生成するように構成させた光源を備えた光学系と、
前記複数のセルを覆うように保持用磁場を発生するように位置決めされかつ構成された磁場供給源と、
前記光学系の動作を指令しかつ前記セル内の標的気体の偏極をシーケンス制御するように構成させた制御装置と、
各セル内の標的気体の偏極レベルを決定するように構成させた監視システムである、各セル及び前記制御装置と連絡している偏極計測システムと、を備えており、
動作時において、前記制御装置は、前記監視システムによって提供された偏極レベル・データに応答して、以前に偏極された標的気体の再偏極を指令すると共に各セルからの標的気体の１つまたは複数の群が偏極されかつ／または再偏極される順序及び時間をシーケンス制御し、これによりフル動作ステータスにおいて、偏極済み標的気体の複数の異なる群を保持するように過偏極装置を適合させている、過偏極装置システム。
【請求項８】
前記光ポンピング・セル内で複数のセルからの気体を順次式に偏極するように構成されている請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
複数の群の偏極済み希ガスを生成するために、その各々がその内部にそれぞれの量の標的気体を保持している複数のセルであって、１つの光ポンピング・セルと該光ポンピング・セルと流体連通する複数の保持用セルとを備えている複数のセルを有する過偏極装置を動作させるためのコンピュータ・プログラムであって、
その内部にコンピュータ読み取り可能なプログラムコードを実装させたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
前記過偏極装置内に保持された前記複数の群の偏極済み気体に関する決定された偏極レベルに基づいて、ユーザの要求に応じてユーザに対して分配すべき前記複数の群の少なくとも１つの群を選択するコンピュータ読み取り可能プログラムコードと、
前記偏極済み気体のそれぞれの群の再偏極が望ましい時点及び／または望ましいか否かを、前記決定された偏極レベルに基づいて決定するコンピュータ読み取り可能プログラムコードと、
を含むコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶されたコンピュータ・プログラム。
【請求項１０】
過偏極された気体を生成するための装置であって、
その内部に保持されているそれぞれの量の標的気体をその各々が保持するように適合させた複数のセルであって、１つの光ポンピング・セルと該光ポンピング・セルと流体連通する複数の保持用セルとを備えている複数のセルと、
偏極済み気体の個別群を提供するために、選択されたセル内にある及び／または選択されたセルからの標的気体を所望の順序で順次式及び／または同時に偏極するための手段と、
前記偏極レベルがある所定の値未満に下がったときに前記セルのうちの少なくとも１つ内に保持された以前に偏極された標的気体を再偏極するための手段と、
を備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＭＲ及び磁気共鳴イメージング（「ＭＲＩ」）用途で利用される偏極済み希ガスの生成に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ様式において従来では作成される画像が満足のいく画像に至らなかったような身体内の部位や領域に関して、偏極済みで不活性の希ガスによって改善されたＭＲＩ画像の作成が可能であることが分かっている。偏極済みのヘリウム３（「３Ｈｅ」）やキセノン１２９（「１２９Ｘｅ」）は、この目的に特に適していることが分かっている。しかしながら、以下でさらに検討することにするが、これらの気体の偏極状態は取り扱いや環境条件の影響を受けやすく、またその偏極状態が望ましくない比較的急激な崩壊を起こす可能性がある。
【０００３】
偏極済みの希ガスの生成及び集積のためには過偏極装置が使用される。過偏極装置は、ある希ガス原子核（１２９Ｘｅや３Ｈｅなど）の偏極を天然レベルまたは平衡レベル（すなわち、ボルツマン偏極）を超えて人工的に増強させている。こうした増大によってＭＲＩ信号の強度が増強されて増大し、これによって医師が身体内の物質に関するより良好な画像を得ることができるため、こうした増大は望ましい。その開示を参照によって本明細書に全面的に示したかのようにしてここに組み込むものとする米国特許第５，５４５，３９６号、同第５，６４２，６２５号、同第５，８０９，８０１号、同第６，０７９，２１３号、及び同第６，２９５，８３４号を参照されたい。
【０００４】
過偏極された気体を生成させるためには、希ガスがルビジウム（「Ｒｂ」）などの光学ポンピングされたアルカリ金属蒸気と調合されるのが典型的である。これら光学ポンピングされた金属蒸気は、希ガスの原子核と衝突し、「スピン交換（ｓｐｉｎ−ｅｘｃｈａｎｇｅ）」と呼ばれる現象を通じて希ガスを過偏極させる。アルカリ金属蒸気に対する「光ポンピング（ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｕｍｐｉｎｇ）」は、アルカリ金属蒸気に対してそのアルカリ金属の第１の主共鳴波長（例えば、Ｒｂでは７９５ｎｍ）の円偏向光を照射することによって生成される。一般的に述べると、基底状態の原子は励起状態となり、次に引き続いて崩壊して基底状態まで戻る。適度な磁場（１０ガウス）下において、基底状態と励起状態の間での原子の循環によって、数マイクロ秒でこれら原子の概ね１００％の偏極を得ることが可能である。この偏極は一般に、アルカリ金属の単独価電子特性によって実行される。非ゼロ核スピンの希ガスが存在しているため、相互スピン・フリップ「スピン交換」を通じて価電子の偏極が希ガス原子核に転移されるようにしてアルカリ金属蒸気の原子が希ガス原子と衝突することがあり得る。
【０００５】
一般的に述べると上で指摘したように、従来の過偏極装置は、炉内に保持されると共にレーザ源と連絡している光ポンピング・チェンバを含んでおり、このレーザ源は動作時にこの光ポンピング・チェンバ内に円偏向光を送り込むように構成されかつ向き調整されている。この過偏極装置はさらに、偏極転移過程において（すなわち、光学セルまたは光ポンピング・チェンバの位置で）達成された偏極レベルを監視することがある。これを実施するために典型的には、この光ポンピング・チェンバに隣接して小型のＮＭＲ「表面」コイルを位置決めし、その内部の気体を励起し検出し、さらに偏極転移過程中の気体の偏極レベルを監視している。光ポンピング・セル及び偏極装置向けの偏極監視システムに関する詳細な説明については米国特許第６，２９５，８３４号を参照されたい。
【０００６】
いずれにせよ、オンボードの過偏極装置監視装置はもはや高磁場ＮＭＲ装置を必要としないが、その代わりに従来の高磁場ＮＭＲ技法と比べてかなり低い磁場強度（例えば、１〜１００Ｇ）で光学セルの偏極監視を実行するために低磁場検出技法が使用されることがあり得る。このように磁場強度が低くなると、検出装置の動作周波数も対応してより低くする（１〜４００ｋＨｚなど）ことができる。さらに最近では、Ｓａａｍらが、セルを囲繞する温度調整式の炉の内部の光学チェンバまたはセルの位置で過偏極された３Ｈｅの偏極レベルをオンボードで検出するための低周波数型ＮＭＲ回路を明示的に提唱している。その内容を参照によって本明細書に全面的に示したかのようにしてここに組み込むものとする、Ｓａａｍらによる「Ｌｏｗ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＮＭＲ  Ｐｏｌａｒｉｍｅｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｈｙｐｅｒｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｇａｓｅｓ」（Ｊｎｌ．  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  １３４，６７〜７１（１９９８））を参照されたい。オンボードの偏極計測のために他でも低磁場ＮＭＲ装置が使用されている。
【０００７】
スピン交換光ポンピングを利用した標的気体の偏極は、比較的低速な処理過程であり、気体の１リットルの群をその飽和偏極に到達させるまたはこれに近づけるのに約１０時間を要することがあり得る。スピン交換が完了した後、過偏極された気体は患者に投与する前に（非毒性の医薬品的に受け容れ可能な製品を形成させるために）アルカリ金属から分離されるのが典型的である。しかしながら、生成中及び／または収集中及び収集後において、過偏極された気体は比較的急速に劣化すなわち崩壊する（過偏極状態を失う）ことがあり、したがって注意深い取り扱い、収集、輸送及び保存が必要となる。
【特許文献１】米国特許第５，６１２，１０３号
【特許文献２】米国特許第５，５４５，３９６号
【特許文献３】米国特許第５，６４２，６２５号
【特許文献４】米国特許第５，８０９，８０１号
【特許文献５】米国特許第６，０７９，２１３号
【特許文献６】米国特許第６，２９５，８３４号
【特許文献７】米国特許第６，２６９，６４８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
偏極済み気体に対する医学的な需要が増加するのに伴い、病院や診療所の関連機器（ＭＲＩまたはＮＭＲシステム）の計画設定を容易にするように所望の利用時点で使用可能とした偏極済み気体の高信頼の供給を可能とさせるようにして生成需要を満たすために偏極済み気体の生成体積を増大させることができる方法及びシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の点に鑑みて、本発明の実施形態は、有用な量の偏極済み気体を「オンデマンド」で提供するための過偏極装置、システム、方法、及びコンピュータ・プログラム生成物を提供する。
【００１０】
本発明の追加的な目的の１つは、様々な選択可能な容器内に様々な偏極崩壊レベルをもつ複数の分量の偏極済み気体を生成できる自動式の過偏極装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、偏極レベルに従って再偏極を保証している場合に、標的気体の生成、保存及び再偏極を可能とさせるシステム及び方法を提供することにある。
【００１２】
さらに本発明の別の目的は、臨床施設における気体の偏極及び分配を可能とさせるように設置面積要件を軽減させた小型の偏極装置ユニットを提供することにある。
【００１３】
本発明の追加的な目的の１つは、偏極装置システム内の標的気体を保持用磁場内に保持することを可能とさせるセル及び／または装着用構成を提供することにある。
【００１４】
これら並びにその他の目的は、本発明による標的気体の複数の選択的に偏極可能な分量（群）を生成させることが可能な過偏極装置システム、別の関連する方法、コンピュータ・プログラム生成物及びデバイスによって満足させることができる。
【００１５】
本発明の具体的な実施形態は、過偏極された気体を生成するための方法を目的としている。本方法は、（ａ）その各々がその内部にそれぞれの量の標的気体を保持している複数のセルを利用する（さもなければ、設ける）工程と；（ｂ）セルの内部の及び／または該セルからの標的気体をある所望の順序で（順次式に及び／または２つ以上同時に）偏極し、偏極済み気体の個別群を提供する工程と；（ｃ）セルのうちの少なくとも１つの内部に保持された以前に偏極された標的気体を再偏極する工程と、を含む。
【００１６】
本方法はさらに、セル内の偏極済み標的気体の群のそれぞれに関する偏極レベルをある監視期間にわたって監視する工程と、該偏極レベルがある所定の値未満に低下したときに再偏極工程を指令する工程と、を含むことができる。
【００１７】
ある種の実施形態では、セルのうちの少なくとも１つの内部の偏極済み標的気体は、ある監視期間にわたってそれ以外のセル内の偏極済み標的気体と異なる偏極崩壊サイクルを有する。すなわち、セル内部の気体は時間の経過に伴い崩壊する。しかし、セルのうちの少なくとも１つの内部の気体は、それ以外のセル内で偏極崩壊が発生している間に再偏極が可能である（すなわち、その偏極が増大している）ために崩壊していないことがある。異なるセルのそれぞれは、異なる崩壊サイクルを有すること、かつ／またはその偏極が望ましくない低いレベルに達するのに要する時間が異なることがあり得る。
【００１８】
別の実施形態は、過偏極された希ガスを提供するための方法であって、（ａ）細長い空隙及び対応する軸方向中心線を有する、保持用磁場を発生させるための実質的に円筒状のソレノイドを利用し（さもなければ、設け）、該軸方向中心線が垂直及び水平の成分を有する角度的にずれた方向に延びるように該ソレノイドを向き調整する工程と；（ｂ）該ソレノイドの空隙内にある量の偏極済み気体を保持する工程と、を含む方法を目的とする。
【００１９】
本方法はさらに、ある量の偏極済み気体を、該気体がソレノイドの空隙から出て実質的に軸方向に出て分配用ポートまで移動するようにして分配する工程、及び／またはその各々がある量の偏極済み気体を保持できるように構成させた複数のセル（ある種の動作の間に選択されたセルは空であることや、未使用のことがあり得る）を該ソレノイドの空隙内に位置決めする工程を含むことがある。
【００２０】
別の実施形態は、偏極済み気体を生成するための過偏極装置システムを目的とする。本システムは、（ａ）その各々がその内部にある量の標的気体を保持するように構成された複数のセルであって、該セルのうちの少なくとも１つはスピン交換偏極の間に該標的気体を保持するように構成させた光ポンピング・セルであるような複数のセルと；（ｂ）動作時に少なくとも１つの光ポンピング・セルに選択的に送られる円偏向光を生成するように構成させた光源を備えた光学系と；（ｃ）この複数のセルを覆うように保持用磁場を発生するように位置決めされかつ構成された磁場供給源と；（ｄ）この光学系の動作を指令しかつセル内の標的気体の偏極をシーケンス制御するように構成させた制御装置と；（ｅ）各セル及び該制御装置と連絡している、各セル内の標的気体の偏極レベルを決定するように構成させた偏極強度監視システムと、を含む。
【００２１】
動作時において、この制御装置は、監視システムによって提供された偏極レベル・データを考慮し、以前に偏極された標的気体の再偏極を選択的に指令する（複数のセルに対する順次式及び／または同時式のスピンアップ）と共に、各セルからの標的気体の１つの群が偏極かつ／または再偏極される順序及びタイミングをシーケンス制御し、これによりフル動作ステータスにおいて、偏極済み標的気体の複数の異なる群を保持するようにこの過偏極装置を適合させている。これら群のうちの少なくとも２つは（またある種の実施形態では、各群は）異なる偏極崩壊サイクルを有することができる。この複数群構成によって、過偏極装置からの分配のために利用可能な偏極済み気体の全体量を増大させることができる。
【００２２】
本システムは、光ポンピングの間にポンピング・セルの温度を上昇させるための熱源を含むように構成させることができる。この熱源は、隔絶性空隙内に保持した光ポンピング・セル及び／または少なくとも１つの光ポンピング・セルと熱的に連絡した少なくとも１つの炉を伴ったレーザ自体とすることができる。この炉及び／または断熱性空隙は、偏極後に偏極済み気体の温度低下を促進させるために（炉またはレーザをオフにすることによりセルの温度を室温まで自然に下げるのではなく）能動的に冷却を受けることがあり得る。この能動的な冷却は、過偏極装置のうちポンピング・セルの近傍にある（ポンピング・セルを囲繞する）領域内に冷気を強制的に入れることによって実施されることがある。
【００２３】
別の実施形態は、標的気体を偏極するための複数のセルを有する過偏極装置ユニット向けの装着用アセンブリを目的としている。本装着用アセンブリは、装着用プレートと、ある量の標的気体をその内部に保持するようにサイズ設定しかつ構成させた複数のセル本体と、を含む。このセル本体は装着用プレート上及び／または該装着用プレート内に位置決めされており、かつこのセル本体はその内部に保持されている偏極済み標的気体の脱偏極を阻止する材料及び／またはコーティングから形成されている。
【００２４】
追加的な実施形態は、偏極済み希ガスを生成するための少なくとも１つの光ポンピング・セルを有する過偏極装置を動作させるためのコンピュータ・プログラム生成物を目的としている。本コンピュータ・プログラム生成物は、コンピュータ読み取り可能なプログラムコードをその内部に実装させたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む。このコンピュータ読み取り可能なプログラムコードは、（ａ）過偏極装置の個々のセル内に保持された複数の個別の偏極済み気体群のそれぞれに関する偏極レベルを所望の時間にわたって決定するコンピュータ読み取り可能なプログラムコードと；（ｂ）過偏極装置内に保持された偏極済み気体群に関する決定された偏極レベルに基づいて、ユーザの要求に応じてユーザに対して分配すべき群を選択するコンピュータ読み取り可能プログラムコードと；（ｃ）偏極済み気体のそれぞれの群の再偏極が望ましい時点及び／または望ましいか否かを、その決定された偏極レベルに基づいて決定するコンピュータ読み取り可能プログラムコードと、を含む。
【００２５】
別の実施形態は、過偏極された気体を生成するための装置を目的としている。本装置は、（ａ）その各々がその内部にそれぞれの量の標的気体を保持している複数のセルと；（ｂ）セルのうちの少なくとも１つの内部の偏極済み標的気体が、ある監視期間にわたってそれ以外のセル内の偏極済み標的気体と異なる偏極崩壊サイクルを有するようにセルの内部の及び／または該セルからの標的気体を所望の順序で順次式に偏極して偏極済み気体の個別群を提供するための手段と；（ｃ）セル内の偏極済み標的気体の群のそれぞれに関する偏極レベルをある監視期間にわたって監視するための手段と；（ｄ）該偏極レベルがある所定の値未満に下がったときにセルのうちの少なくとも１つ内に保持された以前に偏極された標的気体を再偏極するための手段と、を含む。
【００２６】
本発明によれば、そのセルが、診療所または病院に対応した所望の量単位でオンデマンドで生成かつ分配できるように個々の患者のサイズに合わせた量（０．５〜２リットルなど）の偏極済み気体を保持できるように、過偏極された気体の適時の生成の強化が可能であるので有利である。
【００２７】
上に記載した実施形態に関する動作、機能及び／または構成のすべて、あるいな選択されたものは、本発明の企図に応じて、方法、システム、コンピュータ・プログラム生成物、アセンブリ及び／またはデバイスとして実施されることがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に関する上述した目的及び態様、並びにその他の目的及び態様についてここで詳細に説明することにする。
【００２９】
ここで、本発明の好ましい実施形態を図示している添付の図面を参照しながらこれ以降で本発明をより十分に記載することにする。しかし、本発明は、多くの異なる形式で具現化されることがあり、また本明細書に示した実施形態に限定されるものと見なすべきではない。これら全体を通じて、同じ番号は同じ要素を表している。これら図面においては明瞭にするために、層（ｌａｙｅｒ）、領域、あるいは構成要素を誇張していることがある。これら図面において破線は、特に記載がない場合、任意選択の特徴を示している。
【００３０】
本発明の以下に示す説明では、ある構造の別の構造に対する位置的関係を示すためにある決まった用語を利用することがある。本明細書で使用する場合、「前方向（ｆｏｒｗａｒｄ）」やこれに関する派生表現は、標的気体や標的気体混合物が過偏極装置システムを通過する際に移動する全般的方向を意味しており、この用語は、製造環境において、作用を受けているある材料がその製造過程内で別の材料と比べてより遠方まで進んでいることを示すために頻繁に用いられる「下流方向（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）」という用語と同義語であるとする意図である。逆に、「後方向（ｒｅａｒｗａｒｄ）」や「上流方向（ｕｐｓｔｒｅａｍ）」並びにこれらに関する派生表現は、それぞれ前方向や下流方向と反対の方向を意味している。
【００３１】
さらに本明細書に記載する場合、偏極済み気体は生成され収集されており、また具体的な実施形態では、ＭＲＩ及び／またはＮＭＲスペクトロスコピーの用途においてこれらは、冷凍され、解凍され、単独で使用されるかかつ／または別の構成成分と組み合わせられることがある。説明を容易にするために、「冷凍された偏極済み気体（ｆｒｏｚｅｎ  ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  ｇａｓ）」という用語は、その偏極済み気体が固体状態になるように冷凍されていることを意味している。「液体偏極済み気体（ｌｉｑｕｉｄ  ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  ｇａｓ）」という用語は、その偏極済み気体が液体状態になるように液化済みである、あるいは液化されつつあることを意味している。したがって、各用語に「気体」という単語が含まれているが、この単語は偏極済みの「気体」生成物を得るために過偏極装置を介して生成された気体を指示するため、並びに記述上追跡するために用いたものである。したがって、本明細書で使用する場合、「気体」や「標的気体（ｔａｒｇｅｔ  ｇａｓ）」の用語は過偏極された希ガス生成物を記述的に指摘するためにある種の箇所において用いられており、またこれらの用語が「固体の」、「冷凍された」及び「液体の」などの修飾語と一緒に使用され、当該生成物の状態すなわち相（ｐｈａｓｅ）を示していることがある。さらに本明細書で使用する場合、「偏極済み気体」、「標的気体」及び／または「偏極済み標的気体」という用語は、目的とする少なくとも１つの関心対象標的気体（３Ｈｅ及び／または１２９Ｘｅ（ただしこれらに限らない）など）を含んでおり、また所望により別の担体や調合気体、バッファ気体、あるいは担体液体など１つまたは複数の別の構成成分を含むことがある。さらに、「偏極する（ｐｏｌａｒｉｚｅ）」、「偏極装置（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）」、「偏極済みの（ｐｏｌａｒｉｚｅｄ）」その他の用語は、「過偏極する（ｈｙｐｅｒｐｏｌａｒｉｚｅ）」、「過偏極装置（ｈｙｐｅｒｐｏｌａｒｉｚｅｒ）」、「過偏極済みの（ｈｙｐｅｒｐｏｌａｒｉｚｅｄ）」その他の用語と交換可能に使用されている。
【００３２】
偏極済み気体を集積しかつ捕捉するためには様々な技法が利用されてきた。例えば、Ｃａｔｅｓらに対する米国特許第５，６４２，６２５号は偏極済み希ガスのスピン交換のための大体積過偏極装置について記載しており、またＣａｔｅｓらに対する米国特許第５，８０９，８０１号はスピン偏極した１２９Ｘｅ用の極低温アキュムレータについて記載している。本明細書で使用する場合、「過偏極する」「偏極する」その他の用語は交換可能に使用されており、ある種の希ガス原子核に対する偏極を天然レベルまたは平衡レベルを超えて人工的に増強させることを意味している。こうした増大によって、身体の物質や目標部位に関するより良好なＭＲＩ画像に対応したより強力な撮像信号を得ることができるため、こうした増大は望ましい。当業者であれば周知であるように、過偏極は光学ポンピングされたアルカリ金属蒸気によるスピン交換によって、また別法では準安定性交換（ｍｅｔａｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｅｘｃｈａｎｇｅ）によって誘導することができる。Ａｌｂｅｒｔらによる米国特許第５，５４５，３９６号を参照されたい。
【００３３】
全般的に述べると、過偏極装置システムは、ダイオードレーザ・アレイなどのレーザ源を備えた光学系と、ビーム分割器、レンズ、ミラーまたは反射体、波長板またはリターダ、及び／または光ポンピング・セル内に保持された標的気体に対する円偏向光源を提供するための別の光学的構成要素などの光学ビーム形成構成要素または集束構成要素と、を含む。説明を容易にするために、「光学系」という用語は、本明細書で使用する場合、円偏向光を発生させるかつ／または操作するために使用される光ポンピング構成要素を含む。
【００３４】
図２３は、本発明の実施形態に従って実施することができる動作の一例を表している。図示のように、その各々がある量の標的気体を保持するように構成された複数のセルが提供される（ブロック１００）。ブロック１００はさらに、ある同じ量の標的気体が複数のセルに提供されることも意味させるように企図している。セルのうちのあるものは動作時に空のまま、すなわち未使用の状態であることがあることに留意されたい。偏極済み気体の個別群を提供するために、所望のセル（典型的には、各セル）内の標的気体を偏極させることができる。セルのうちの少なくとも１つの内部の偏極済み標的気体は、別の保持用セルまたは光ポンピング・セル内の偏極済み標的気体と比較して異なる偏極強度及び／または偏極崩壊サイクルを有することがあり得る。図３Ｇは、偏極後に少なくとも１つの保持用セル内で生じることがあり得る偏極崩壊サイクル（時間の経過に伴う偏極レベルの低下）を表しており、一方図３Ｈは、少なくとも１つの光ポンピング・セル内で生じることがあり得る時間の経過に伴う偏極レベルの増大のグラフである。
【００３５】
所与の群に関するある任意の時点の偏極強度が、ある監視期間にわたって周期的に監視される（ブロック１１０）。ある種の実施形態では、偏極済み気体（それぞれのセル内に保持されている）の個々の群の偏極レベルを監視することができる（ブロック１１５）。セル内の気体の偏極レベルは比較することができ、また過偏極装置は、適当な偏極レベルとなるように決定されたセル（複数のこともある）内に保持された偏極済み気体を選択的に分配するように構成することができる（ブロック１２０）。比較及び／または選択的分配は、計画された分配動作の時間的に近くに及び／または偏極済み気体の分配量に関するユーザまたは臨床医の要求に応じて、動的に実施することができる。偏極済み気体の群のうちの選択された群は、その偏極レベルが所望のレベル未満（典型的には、ある所定のしきい値レベル未満）まで崩壊した後に自動的に再偏極させることができる（ブロック１１８）。「受容可能な」レベルは、要求された分配量、または所望の配合を要求するための計画された利用法（ＮＭＲまたはＭＲＩ）に応じてシステムにより調節可能とすることができる。
【００３６】
ある種の実施形態では、単一の光学系を用いて、１つのセル内の標的気体を順次式に光学ポンピングするか、あるいはセルのうちの１つまたは複数のセル内で気体のうちの選択されたもの（偏極前または偏極中にセルのうちの１つまたは複数のセル内に物理的に保持されているとの意味）を同時にポンピングすることによって標的気体の偏極を実施することができる（ブロック１１１）。これに応じて、複数の群の偏極済み気体を、順次式に偏極し、後続の分配及び／または再偏極のためにそれぞれのセル内に保持することができる（ブロック１１２）。これらのセルは、その各々がスピン交換光ポンピングを用いた偏極の間に標的気体を保持することが可能な光ポンピング・セルとして形成することができる（ブロック１１３）。光学系を自動的に並進させるか集束し直すことが可能であり、かつ／または光ポンピング・セルを偏極の間に並進させて光ポンピング・セルのうちの選択された１つまたは複数セルと光学系を整列させることが可能である（ブロック１１６）。別の実施形態では、そのセルは１つの光ポンピング・セルと、これと流体連通する複数の保持用セルと、を備えることができる。標的気体は、動作時において光ポンピング・セルと保持用セルの間を移動するようにフロー制御することができる（ブロック１１４）。
【００３７】
ここで図１Ａを見ると、過偏極装置システム１０の一例を表している。この実施形態では、システム１０は、偏向光１５Ｌを発生させて送り出している光学系１５と、光ポンピング・セル２０と、熱源２６Ｔ（偏極動作中に光ポンピング・セル２０に熱を提供するように構成させた炉２６で示す）と、磁場供給源３１と、複数の保持用セル３０（図示の目的のため、３つのセル３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃで示す）と、を含んでいる。本発明の実施形態では別の数のセル３０（例えば、２つ、４つ、５つ、６つ、またはこれ以上）を使用することも可能である。
【００３８】
熱源２６Ｔは、スピンアップ（光ポンピング）中に光ポンピング・セル（複数のこともある）２０内の標的気体の温度を上昇させるための熱を提供できるような適当な任意の熱的構成とすることがある。以下でさらに検討することにするが、熱源２６の一例は、図１Ａに模式的に示すように、光学セル２０が収容される加熱素子を備えた従来の炉を含んでおり、またレーザビームがその内部を通過できるようにした窓を有している。別の実施形態では、図６Ｆに示すように断熱性の空隙２７をセル２０を保持するように構成させ、さらに能動冷却源２７ｃを有することができかつレーザビームを用いて気体を加熱するように構成させることができる。窓２０Ｌはセル２０を覆うようにして空隙２７を閉じること、並びにレーザビームのその内部への進入を許容させることが可能である。能動冷却源２７ｃは、空隙２７と流体連通していると共に、所望の時点で空隙内に冷却用流体（典型的には、低温の空気の噴射）を導入し、標的気体及び／またはセル２０の温度をある所望の温度に冷却及び／または維持するように構成されている。したがって、断熱材２６ｔｈは、レーザ・エネルギーを捕捉し光ポンピング中にセル２０内の標的気体の温度を上昇させることが可能な十分な断熱能力を提供できるだけの十分な厚さや材料、あるいはこれら両者の組み合わせを備えるように構成させる。任意選択では、熱的空隙２７は、最初の加熱過程（次いで、レーザのみを使用して温度を定常状態に維持するために中間の冷却に切り替わる）を容易にするために使用できる加熱素子２７ｈを含むことができる。熱源の実施形態については、図６Ａ〜６Ｆを参照しながら以下でさらに検討することにする。
【００３９】
図１Ａに戻ると、システム１０は、保持用セル３０から光ポンピング・セルに解放された標的気体を順次式に偏極するために使用できる単一の光学系１５（単一のレーザ源を備える）を含むことができる。別の実施形態では、システム１０は、各光ポンピング・セルあるいは所望の数の光ポンピング・セル２０のそれぞれごとに１つとした複数の光学系１５を含むことができる。磁場３１は、光ポンピング・セル２０と保持用セル３０の両者を覆うようなサイズ及び十分な均一性を備えるように構成させることがあり得る。
【００４０】
過偏極装置１０は、それぞれのセル３０と光ポンピング・セル２０の間に延びる個別に選択可能な封入式気体フロー移動経路３０ｆ１、３０ｆ２、３０ｆ３（この気体フロー経路はその全体を３０ｆで示している）を備えるように構成させている。気体フロー経路３０ｆ１、３０ｆ２、３０ｆ３は、そのシステム内の気体の解放及びフロー方向を制御するために移動経路内の１つまたは複数の（自動式）バルブ（文字「Ｖ」で識別される）と動作可能に関連付けさせることができる。
【００４１】
動作時において、ある一群の量の標的気体５０がセル３０から解放され、さらに偏極を受ける場所である光ポンピング・セル２０に導かれる。偏極の後、偏極済みの標的気体５０ｐはそのそれぞれのセル３０まで戻すことができる。次いで、偏極済み標的気体５０ｐは崩壊して非偏極のレベルまで戻る。この動作シーケンスは、保持用セル３０のすべてが偏極済み気体５０ｐを保持するまで反復されることがあり得る。各群は異なる時点で偏極を受けているため、このそれぞれは、所与の時点における偏極強度が異なるような異なる崩壊プロフィール（強度対時間）を有することになる。ある群がしきい値まで崩壊したら、これを再偏極のためにポンピング・セル２０まで再び導くことができる。
【００４２】
気体の解放及び転送は、制御装置１１によって自動化させかつ制御することができる。制御装置１１はさらに、動作シーケンス及び／または光学系１５の起動を制御させる命令を備えたコンピュータ・プログラムコードを含むことがある。過偏極装置１０はさらに、偏極済み気体５０ｐの分配を可能にさせる分配フロー経路４０及び関連する分配ポート４０ｐを含むことがある。この制御装置は、それぞれのセル３０内に保持された偏極済み気体５０ｐの個々の群の偏極レベルを自動的に監視し、計画された及び／または要求された分配出力に対して時間的に近くで所望の偏極レベルを有する偏極済み気体５０ｐを選択的に分配するように構成させることがある。
【００４３】
図２４は、複数の保持用セル及びそれぞれの光ポンピング・セルを有する過偏極装置の例示的な動作を表している。図示のように、偏極装置システムの電源投入を起動させることができる（ブロック１５０）。第１の保持用セルからの第１の量の標的気体を、光ポンピング・セル内に移動するように選択的に導くことができる（ブロック１５２）。この第１の量の標的気体は、光ポンピング・セル内で偏極させることができる（ブロック１５４）。第１の偏極済み標的気体は第１の保持用セルあるいは別の保持用セルなど選択されたセルまで戻すことができる（ブロック１５６）。第１の偏極済み気体が出された後に、この光ポンピング・セル内に第２の保持用セルからの第２の量の標的気体を導くことができる（ブロック１５８）。この第２の量の標的気体は偏極させた後に第２の保持用セルなどの保持用セルに戻すことができる（ブロック１６０）。第１及び第２の保持用セルなどの選択されたセル内の（偏極済みの）標的気体の偏極レベルは監視することができ、またその内部に保持されている標的気体は、その偏極レベルがある所定のまたは所望のしきい値未満に低下した場合に再偏極させるために光ポンピング・セル内に移動して戻るように再び導くことができる（ブロック１６２）。したがって、偏極済み気体は、その元の保持用セルあるいは別の保持用セルに戻されることがある。標的気体はさらに、未偏極気体の供給源から所望のセルまで転送され、システムによって既に分配されている偏極済み気体を置換させることがある。
【００４４】
別の実施形態では、第１の偏極済み気体は、異なる保持用セルに、あるいは第１の非偏極の保持用セルと異なる指定された１つまたは複数の偏極保持用セルに転送させることができる。さらに、単一の偏極手順中に光ポンピング・セル内に流し入れるように複数の保持用セルからの気体を導き、増量させた群を生成させることがある。
【００４５】
図２５は、本発明の代替的な実施形態に従って複数の光ポンピング・セルを用いて実施することができる動作を表している。図示のように、中央のレーザ源及び標的気体のそれぞれの群をその内部に保持させた複数の光ポンピング・セルを有する偏極システムの電源投入の起動を開始させることができる（ブロック１７０）。この光学系は、複数の群の偏極済み気体を生成するために１つまたは複数の光ポンピング・セルと選択的に係合させることができる（ブロック１７２）。この偏極は、それぞれのセル内に保持された選択された標的気体を順次式に偏極する、あるいは２つ以上のセル内に保持された標的気体を同時に偏極するようにして実施することができる。セル内の偏極済み標的気体の偏極レベルは監視することができ、またこの光学系は、その偏極レベルがある所望の（典型的には、所定の）しきい値またはレベル未満に低下した場合にその内部に保持されている標的気体を再偏極させるために選択された光ポンピング・セルと再係合させることができる（ブロック１７４）。
【００４６】
光ポンピング・セルは、光学系１５と整列するように所定の移動経路の周りに並進させ、選択的に係合させかつ光ポンピング・セル内に保持された標的気体を順次式に偏極するように構成させることがある（ブロック１７５）。別法として、あるいは追加として、その光学系は、光ポンピング・セルのうちの１つのセルまたは選択されたセルと順次式に係合するように、その光伝達経路を変更して光を調整可能に誘導し直すように構成させることができる（ブロック１７６）。別の実施形態では、その光学系あるいはその一部分は、１つまたは複数の選択された光ポンピング・セルと選択的に係合するように並進可能としている（ブロック１７７）。
【００４７】
ここで図１Ｂを見ると、過偏極装置システムの代替的な実施形態１０Ａを表している。システム１０Ａは、光学系１５及び複数の光ポンピング・セル２０（３つのセル、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃで図示）を含んでいる。上述の保持用セルの場合と同様に、利用できる光ポンピング・セルの数は、３つ、４つ、５つ、６つ、あるいはこれ以上など数をより多くしたり少なくしたりすることができる。各光ポンピング・セル２０は、それ自体の炉２６（炉２６Ａ〜２６Ｃとして図示）を含むことができる。選択された１つまたは複数の光ポンピング・セル２０を光学系１５から発生させた光と光学連絡させて配置させるように光ポンピング・セル２０が並進するように構成させ、光学系１５は静的に構成させることがある。これに応じて、これらの光ポンピング・セル２０は、その各々が規定された移動経路６０に沿って移動するように過偏極装置１０Ａ内に装着することができる。この移動経路６０は、エンドレスな経路あるいは別の所望の構成とすることがある。以下でさらに検討することにするが、セル２０は装着用プレート上に保持させ、偏極動作のために光学系１５に対してセル２０を所望の箇所に割り出しする及び／または位置決めするように並進させることがある。特定の実施形態では、その装着用プレートは、円形とすると共に、自動式の追尾及び／または駆動システムに応答して自動的に回転するように構成させたプレートとすることがある。
【００４８】
図１Ｃは、図１Ｂに示したものと同様の複数の光ポンピング・セル２０（３つのセル２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃとして図示）を備えた過偏極装置１０Ｃを表している。この実施形態では、光学系１５の少なくとも一部分を所望の移動経路７０で並進するように構成させ、円偏向光を１つまたは複数の選択された光ポンピング・セル２０と整列させている。図示のように、光学系１５は、複数回（位置７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃと図示）にわたって順次式に並進させ、セル２０内に保持された標的気体５０の偏極の間にそれぞれの光ポンピング・セルを覆うように配置させることができる。光学系移動経路７０は、制御装置１１からのコマンドに応じて所望の箇所まで自動的に並進させるために（歯車、リンク機構、チェーン、ベルト、コンベア、その他などの従来の並進機構を使用する）所定の追尾及び駆動システムによって規定することがある。光学系移動経路７０は、実質的に円形の経路や別の所望の形状などエンドレスな経路とすることがある。
【００４９】
別の実施形態では、光学系１５は主として静的な（静止した）共通の光学系１５であるが、選択されたセル２０（または、複数のセル）内の標的気体をポンピングするために所望の箇所（複数のこともある）まで光ビームを伝播させるように導く再集束用構成要素（ミラー、レンズ、その他）を有することがある（より完全には、図４Ａ〜４Ｃに関連して検討することにする）。
【００５０】
図１Ｄは、図１Ａに示したのと同様のシステムであって、光学系１５と、その各々がそれぞれの標的気体フィーダ・セル３０Ａ１、３０Ａ２及び３０Ｂ１、３０Ｂ２をそれぞれ備えた２つの光ポンピング・セル２０Ａ、２０Ｂと、を含む過偏極装置１０Ｃを備えたシステムを表している。光学系１５は、セル２０Ａ、２０Ｂを同時にまたは順次式に光学ポンピングするように構成させることがある。セル２０Ａ、２０Ｂは、光学系１５と整列させるように静的または動的に装着させることがある。前と同様に、光学系１５も、並進可能とするか、調節可能な光伝達経路を有させることがある。
【００５１】
図１Ｅは、上述した実施形態を組み合わせて使用する過偏極装置１０Ｄが使用されることもあることを表している。例えば図示のように、図１Ｂ及び１Ｃに示した実施形態を組み合わせ、光学系１５及び光ポンピング・セル２０のそれぞれを動作時にそれぞれの移動経路６０、７０の周りに並進させるように構成することができる。図１Ｆは、過偏極装置１０Ｅが、１つまたは複数のそれぞれの光ポンピング・セル（２つのセルとして図示）や、任意選択ではフィーダまたは保持用セル（図示せず）とその各々を動作可能に関連付けさせることが可能な２つの（または、３つ以上の）光学系１５Ａ、１５Ｂ（その各々がそれ自体で１つまたは複数のレーザ源を備える）を利用できることを表している。
【００５２】
１つまたは複数の光ポンピング・セル２０及び保持用セル３０（使用されている場合）を覆っている図１Ａ〜１Ｆにおいて破線で表した磁場３１は、永久磁石や電磁石などの適当な任意の磁場供給源によって提供することができる。典型的には、偏極済み標的気体の生成及び保存の間の脱偏極の影響を阻止するだけの十分な均一性を備えた低い磁場強度（典型的には約５００ガウス以下、またさらに典型的には約１００ガウス以下）が使用される。特定の実施形態では、７〜２０ガウスの間の磁場強度が適当である。ある種の実施形態では、少なくとも任意の時間長にわたって過偏極された気体を覆う領域に関しては、概ね１０−３ｃｍ−１（ガウス）の磁場均一性が望ましい。従来では、ヘルムホルツ・コイルが使用されてきた。磁場３１は、気体分配経路４０及びポート４０ｐ（図１Ａ及び１Ｂ）を覆うのに十分な距離だけ延びるように構成させることもできる。特定の実施形態では、磁場３１はさらに、分配の間に偏極済み気体の受け容れ容器を覆って延びるように発生させ、形成させ、あるいは整形させることがある（図示せず）。
【００５３】
したがって、磁場供給源は、当業者によく知られた１対のヘルムホルツ・コイル及び／または永久磁石とすることがある。ある種の実施形態では、その磁場供給源は、磁場を発生させるように構成させた円筒状のソレノイド８０（図１８Ａ、１９Ａ、及び２１）である。ソレノイド８０は、１つまたは複数の光ポンピング・セル２０及び／または保持用セル３０を囲繞するようにサイズ設定しかつ構成させた空隙８０ｃを含むことができる。偏極済み気体は、実質的にソレノイドの軸に沿って過偏極装置から気体を流すまたは分配するように誘導することによって分配することができる（図１９Ｂ）。適当なソレノイド磁場源、均一性及び構成については本願譲受人に譲渡された同時係属の米国特許出願第０９／３３３，５７１号に記載されており、また永久磁石構成については米国特許出願第０９／５８３，６６３号に記載されており、これらの出願の内容は本明細書に全面的に列挙したかのようにして参照により本明細書に組み込むものとする。ある種の実施形態では、保持用セル３０、１つまたは複数の光ポンピング・セル２０、及び気体転送機構３００（より完全には図１６、１７に関連して記載することにする）はすべて、ソレノイドの空隙の内部にある単一の共通の保持用磁場ＢＨ内において十分な均一性をもつ領域内に保持されている（図１７Ｆ）。別の実施形態では、過偏極装置向けに所望の保持用磁場を提供するために、複数の別々の磁場供給源または発生器（すべてが電磁石、すべてが永久磁石、あるいはこれらそれぞれの組み合わせ）を使用することができる（図示せず）。
【００５４】
ポンピング・セル２０及び保持用セル３０を静止状態に維持している本発明の実施形態では、こうした気体転送の制御及び実施のためにその標的気体は、比較的剛性のコンジット及びチューブを通り制御弁またはマニホールド配列を通るように送達させることがある。ポンピング・セル２０及び／または保持用セル３０を動作時に移動させている本発明の実施形態では、セルの移動に対応するように十分に撓むような可撓性のチューブが利用されることがあるように企図される。別法としてはさらに、あるセルからつながっている各気体経路が、別の終端バルブを別の気体経路上に協調的に係合させるバルブの位置で終わることが企図される。例えば、この終端バルブは、別の終端バルブが正しく位置決めされ終わった後にだけ開くように構成させて、各セルからのここで接続されたフロー経路間に流体連通を確立させることがある。
【００５５】
これらのセルは、すべてが３Ｈｅモジュールまたはすべてが１２９Ｘｅモジュール（ただしこれらに限らない）など同じ種類の過偏極標的気体（典型的には、希ガス）、あるいは所望の標的気体の組み合わせを生成するためのセルとなるように構成させることができる。
【００５６】
図２Ａ〜２Ｅは、対応する光ポンピング・セル２０が本発明の実施形態に従って過偏極された気体のそれぞれの群を生成できるように、複数の保持用セル３０（その各々が標的気体５０Ａ〜５０Ｄのそれぞれの群を保持しているセル３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄとして図示）を用いて実行できる動作シーケンスを模式的に表している。最初に始動させる前または該始動の間に、保持用セル３０及び／または光ポンピング・セル２０に標的気体（典型的には、気体混合物）を事前充填または事前装填し、セル３０が（偏極前及び／または偏極後において）雰囲気圧（典型的には、室温において約１１０ｐｓｉ）を超えるようにすることができる。セル３０は約１〜５リットルの間の未偏極及び／または偏極済み標的気体を保持するように構成させることがある。典型的には、セル３０には約１〜３リットルの標的気体が事前充填される。保持用セル３０から光ポンピング・セル２０まで気体のすべてをまたはある計量された量だけを転送するために、圧力差分を生み出す気体転送機構を使用することができる（これについては、以下でさらに検討することにする）。
【００５７】
ある具体的な実施形態では、セルを事前充填するのではなく、分配経路及び／またはポート、あるいは充填ポート及び経路（図示せず）を用いるなど、ある供給量の外部保持した気体をセル内に誘導することによって、所望の標的気体でセルを満たすことがあり得る。その内容を参照によって本明細書に全面的に示したかのようにしてここに組み込むものとする、同時係属の本願譲受人に譲渡された米国特許出願第０９／９４９，３９４号、同第１０／２７７，９１１号、同第１０／２７７，９０９号、並びに米国仮出願第６０／３９８，０３３号（マニホールド、並びに充填及び分配システム、さらにはパージ及び排除手順について記載している）を参照されたい。
【００５８】
偏極済み気体のある群のすべてまたは一部分を分配した後にセル３０を再装填するために、本システムは、１つまたは複数のセル内に標的気体を流し入れること及び／または選択された「使用済み」セルを事前充填済みの新たなセルに置換することなどによって外部式再充填を許容するように構成させることができる。すべての光ポンピング・セルが利用される用途では、同じ事前充填及び／または装填手順を使用することができる。
【００５９】
図２Ａに戻ると、起動時において、標的気体の群はどれも偏極されていない。図２Ｂに示すように、群５０Ａ〜Ｄのうちのそれぞれを偏極し終えた後、群５０Ａがセル３０Ａから採取され、偏極または光ポンピング・セル２０内に配置され、さらに偏極を受ける。セル３０Ａは偏極過程中は実質的に空である。図２Ｃは、偏極済みの群５０Ａがセル３０Ａ内に保持されている間に群５０Ｂが偏極を受けることを表している。動作時において、偏極済みの群Ａをそのセル３０Ａ内に保持させながら、偏極のために群５０Ｂ〜Ｄのいずれかを選択することが可能である。図２Ｄは、偏極済みの群Ａ及びＢがそのそれぞれのセル３０Ａ、３０Ｂ内に保持された状態で群Ｃが偏極を受けており、かつ未偏極の群５０Ｄは偏極待ちの状態であることを表している。次いで、図２Ｅに示すように群５０Ｄを偏極することができる。別法として、他の群５０Ｂ〜Ｃが偏極を受けておりかつ使用のための分配前の状態にある間に群５０Ａがある値未満に脱偏極した場合には、群５０Ａを再偏極させかつ所望により群５０Ｄを偏極させることができる。当業者であればさらに、この同じ過程が、未偏極の気体をセル３０Ａ〜Ｄのいずれかの内部に配置させた状態で実施され、これによりこうした未偏極気体のそれぞれを偏極を受ける箇所であるポンピング・セル２０に順次転送し、次いでそのそれぞれの開始保持用セルに戻すことを可能にさせることがあることを理解されよう。
【００６０】
図３Ａは、光ポンピング・セル２０内の標的気体の異なる群に関する偏極レベルを時間の経過を追って表したものであり、群５０Ａ〜Ｄがこの順序で偏極を受けるものと仮定している。図示のように、偏極強度は偏極手順の間に増大する（図３Ｈも参照されたい）。４つの群セルを有する過偏極装置では、その偏極において、偏極済み気体の４つすべて（概ね０．５〜１．５リットルの大きさ）の群を生成させ、かつ偏極装置をフル動作容量に至らせるのに約２４〜４８時間（また典型的には、約３６時間）を要することがある。もちろん、フル動作ステータスに達するまでの時間は、生成する群の大きさ及び数、分配される体積、標的気体の光学ポンピングに使用されるワット数、並びにこうして生成させる所望の偏極レベルに応じて様々となり得る。
【００６１】
図３Ｂ〜３Ｅは、本発明の過偏極装置によってここで提供されたそれぞれの群５０Ａ〜Ｄのそれぞれに関する異なる崩壊プロフィール（時間の経過に伴う偏極強度）の一例を表している。偏極線のうち図３Ｂ〜３Ｅで示した群と無関係な保持用セルに関する部分は直線として（かつ、ｘ軸の近くに）図示しているが、各セル内またはあるセル内の偏極レベルによって偏極済み気体を保持することができること、またこれにより、各セルは定常状態の偏極崩壊（図３Ｇに示したものと同様）を有することができること、を理解されたい。もちろん、充填を要するすなわち使用する必要があるのはすべてのセルではなく、またある種の実施形態ではあるセルは空の状態すなわち未使用状態とすることがある。
【００６２】
いずれの場合も、異なる保持用セル３０内において、ある任意の時点での偏極レベルは異なることがあり得る。図示のように、フル能力稼働において、群Ｄの偏極時点で群Ａの再偏極の準備ができているように、本システムをサイズ設定することができる。図３Ｆは、監視期間中の任意のある時点で、ユーザに利用可能な所望のレベルまで偏極させた気体が存在することを表している。システム１０は、所望のレベル以上にある群または群の一部分を選択的に分配し、かつ／または所望により異なる群の複数の異なる部分を提供するように構成することができる。
【００６３】
図４Ａ〜４Ｂは、図１Ｄ及び１Ｅに示した実施形態と同様の本発明の別の実施形態を表している。図示のように、光学系１５は、未偏光のレーザビームを発生させるレーザ源１６を含んでいる。この未偏光レーザビームは、水平偏光及び垂直偏光ビーム１５Ｈ、１５Ｖのそれぞれを提供するために（ミラー、レンズ、４分の１波長板１５ｗ、その他を使用して）光学的に処理される。図４Ａは、垂直偏光及び水平偏光ビームの１５Ｈ、１５Ｖを使用して、光ポンピング・セル２０Ａ、２０Ｂにおいてそれぞれの偏極を同時に光学ポンピングできることを表している。図４Ｂ及び４Ｃは、偏光ビーム１５Ｈ、１５Ｖが異なる光ポンピング・セル上に光ビーム１５Ｌとして収れんし、選択されたセルを順次式にポンピングすることを表している。図４Ｂは、ビーム１５Ｌがセル２０Ａに導かれることを表しており、また図４Ｃは、次いでビーム１５Ｌがセル２０Ｂに導かれることを表している。
【００６４】
全般的に述べると、動作時においてこの１つまたは複数の光ポンピング・セル２０はある高い温度（一般的には、約１７０〜２００℃以上）まで加熱する。標的気体混合物は、セル２０Ａ〜Ｃのうちの１つの内部に約６〜１０ａｔｍの間の圧力で導入されることが好ましい。もちろん、当業者であれば周知のように、高い圧力での動作が可能なハードウェアによれば、１０ａｔｍを超える（例えば、約２０〜３０ａｔｍの）動作圧を用いることによって、アルカリ金属吸収を圧力拡幅させ（ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｂｒｏａｄｅｎ）て光ポンピングを促進させることができる。アルカリ金属（ルビジウム（「Ｒｂ」）など）で上昇させた圧力を用いると、光の吸収を容易にする（１００％に近づける）ことができる。これに対して、従来の線幅未満のレーザ線幅では、より低い圧力を利用することがあり得る。
【００６５】
光ポンピング・セル２０は、典型的には、気化しかつ協調して関心対象の標的気体に対するスピン交換偏極を提供するある量のアルカリ金属を含んでいる。アルカリ金属は、典型的には、複数のポンピング手順について補充することなく使用することができる。光ポンピング・セルは、従来では、実質的に純粋な（実質的に常磁性の汚染物がない）アルミノケイ酸塩ガラスから形成されてきた、その理由は、アルミノケイ酸塩ガラスが、アルカリ金属の腐食ポテンシャルによる劣化に耐えることができ、かつ気体の過偏極状態に対して比較的親和的に処置できる（すなわち、「スピン緩和特性が良好である」−−セル壁との気体の衝突に由来する表面接触誘導性の緩和を阻止するまたは遅らせることができるためこのように言われる）ためである。ゾル−ゲル・コーティングなどのコーティング、重水素化ポリマー・コーティング、金属薄膜コーティング、及びその他のコーティング、並びに脱偏極を阻止する材料もまた提供されてきた。例えば、その内容を参照によって本明細書に全面的に示したかのようにしてここに組み込むものとする米国特許出願第０９／４８５，４７６号及び米国特許第５，６１２，１０３号を参照されたい。
【００６６】
偏極中に、選択された希ガス（従来では、３Ｈｅまたは１２９Ｘｅ）はアルカリ金属と共に光学セル内に保持されている。光源（典型的には、光学系内のレーザ及び／またはレーザ・アレイによって提供される）を光学セル内に導きアルカリ金属が光学ポンピングされかつ標的気体が偏極される際に、光ポンピング・セルは上昇させた圧力に対して曝露されかつ炉内で高い温度まで加熱されている。
【００６７】
本発明の過偏極装置システムは、光ポンピング・セル２０内でヘリウム・バッファ気体を利用し、Ｒｂ蒸気の吸収バンド幅を圧力拡幅させることがある。アルカリ金属の角運動量損失が希ガスにではなく所望によりバッファ気体に導入することができることによって、吸収バンド幅の拡幅の間にバッファ気体も望ましくないアルカリ金属−希ガスのスピン交換に影響を及ぼす可能性があるため、バッファ気体の選択は重要となり得る。
【００６８】
当業者であれば理解されるであろうように、ＲｂはＨ２Ｏと反応する。したがって、何らかの水や水蒸気が偏極装置セル２０内に導入されると、Ｒｂに反応を生じさせ、偏極装置セル２０内のスピン交換の率を低下させる可能性がある。したがって、追加的な予防策として、偏極装置の効率をさらに増大させるためにこの望ましくない不純物をさらに追加的して除去させるように表面積を大きくした偏極装置セル２０のインレットの手前に追加のフィルタや清浄器（ｐｕｒｉｆｉｅｒ）（図示せず）を位置決めすることができる。
【００６９】
本発明の過偏極装置システムは、加熱されたポンピング・セル２０と保持用セル３０の間のアウトレット・ラインの温度変化を利用し、セル２０内及び／または気体フロー経路の一部を形成するセル２０の近傍のコンジット内において偏極済み気体ストリームからアルカリ金属を析出させることができる。別の実施形態では、偏極済み気体がセル２０から出るのを許容する前にＲｂやその他のアルカリ金属を再捕捉するために、セル２０自体を冷却させることができる。過偏極装置１０は、冷却剤（低温の空気など）を炉内に流入させかつ高温の空気を誘導して出すことによって光ポンピング・セル２０の能動的で迅速な冷却を得るように構成させることができる。この迅速な冷却は、偏極が完了し、レーザがセル２０をもはや光学ポンピングしなくなった後の約５〜４０分の範囲内に実施させることがある。ある種の実施形態では、その迅速な冷却は約１５分以下で実施されており、また特定の実施形態では、約５〜１０分で実施されている。したがって、マルチ保持セルの実施形態では、冷却の後に偏極済み標的気体をその保持用セル３０に戻すことができる。上昇した熱は、高温の空気が再循環炉構成でその内部を流れるように誘導させること、また気体の近傍からの任意の脱偏極影響を阻止するために遠隔の箇所に加熱素子を保持することによって炉に供給されることがある。別の実施形態では、レーザ・エネルギーは断熱性の炉空間内に捕捉され、これにより光ポンピング過程によって放出された熱を利用する実質的に自己加熱型構成を提供している。
【００７０】
当業者であれば理解されるであろうように、アルカリ金属は約４０℃の温度で気体ストリームから析出させることができる。ユニット１０はさらに、アルカリ金属還流凝縮器（図示せず）または後セル（ｐｏｓｔ−ｃｅｌｌ）フィルタ（図示せず）を含むことができる。還流凝縮器は室温に保持した垂直の還流アウトレット・パイプを利用することができる。還流パイプを通過する気体フローの速度、及び還流用アウトレット・パイプのサイズは、アルカリ金属蒸気が凝縮して重力によってポンピング・セル内に戻るようにドリップするような速度やサイズとする。別法として及び／または追加として、分配経路４０に沿って、あるいは分配用ポート４０ｐ（図１Ａ、１Ｂ）の位置における収集または集積の前に過偏極された気体から過剰なＲｂを除去するために、Ｒｂフィルタを使用することができる。いずれの場合も、非毒性の、無菌性の、または医薬品的に受け容れ可能な物質（すなわち、インビボ投与に適した物質）を提供できるように、偏極済み気体を患者に送達する前に（また典型的には、過偏極装置から分配する前に）アルカリ金属を除去することが望ましい。
【００７１】
ここで図５を見ると、複数の保持用セル３０及び単一の光ポンピング・セル２０を有する過偏極装置１０の一実施形態を表している。この実施形態では、光ポンピング・セル２０が保持用セル３０の上側に配置されている。保持用セル３０は装着用アセンブリ９０を用いてソレノイドの空隙内で同一平面に整列した状態で保持されている。ソレノイド８０は、光ポンピング・セル２０（そのそれぞれの炉２６の内部）、並びに保持用セル３０がソレノイド空隙８０ｃ内に保持されるように構成されかつサイズ設定されていることを示すために切り取った状態で表している。光学系１５は、炉アセンブリ１２６の最上部分に形成させた光チャンネル２０Ｌを介してレーザ光１５Ｌが光ポンピング・セル２０に向けて下方向に導かれるように構成させている。
【００７２】
図６Ａ〜６Ｅは、炉アセンブリ１２６を有する光ポンピング・セル・サブアセンブリ９５の一例を表している。図示のように、サブアセンブリ９５は、光ポンピング・セル２０、該セル２０と連絡するように位置決めされたＲＦ  ＮＭＲ（表面）コイル９３、及びリード２６ｅを有するヒータ２６ｏを備えた炉アセンブリ１２６を含んでいる。セル２０は、動作時にセル２０及び炉に熱を供給するヒータ２６ｏ上に置かれた支持ホルダー９９上に位置させている。上で指摘したように、ヒータ２６ｏは離れた箇所に配置させることがあり、またレーザ・エネルギーが自己加熱配列を提供するだけ十分に捕捉されていれば、必要となるのが炉アセンブリ１２６に対する高温の空気であること、かつ／またはヒータが全く不要であることがある。
【００７３】
上述したように、図６Ｆは、光ポンピング・セル２０を高温にするために使用される熱の少なくとも一部分をレーザビームを用いて提供することができる断熱性空隙２７であって、該断熱空隙（またしたがって、その気体）を所望の制御式温度に維持するため及び／または偏極後に該空隙２７ｃ内のセル２０を能動的に冷却するために該断熱空隙を冷却することが可能な冷媒供給源２７ｃを使用する断熱性空隙２７を表した模式図である。
【００７４】
さらに図６Ａ〜６Ｅを参照すると、サブアセンブリ９５はさらに、積み重ねた断熱材円盤２０ｄをその間に保持している内側壁２６ｗ１と外側壁２６ｗ２を含んでいる。この積み重ねた円盤２０ｄによって内側及び／または外側壁が規定されており、また別に壁構成要素を使用する必要がない（図示せず）。サブアセンブリ９５はさらに、相対する上側及び底側ハウジング部材２０ｔ、２０ｂを含んでおり、これにはこれら上側と底側のハウジング部材２０ｔ、２０ｂの間に延びてこれらを互いに離間させた整列状態で確保している支柱９６が伴っている。上側ハウジング部材２０ｔ及び円盤２０ｄは、偏極の間にその内部にレーザ光が入ることを可能にしている光通路２０Ｌを備えるように構成させている。光ポンピング・セル２０は、サブアセンブリ９５の下側構成要素９７ｗ、９７ａ、９７ｂ内に形成させた中央開口２１を通って延びる細長い細管ステム・セグメント２０ｓ（図６Ａ）を含んでいる。下側構成要素９７ｗ、９７ａ、９７ｂは、互いに対して取り付けて、重ねた円盤２０ｄ、セル２０、並びに炉の内側及び外側壁２６ｗ１、２６ｗ２のための支持ベースを提供するように係合可能に構成させている。
【００７５】
炉加熱及び／または冷却ダクト２０１、２０２は、偏極の前、偏極中または偏極完了後に熱的空間を加熱及び／または冷却するため、及び／または熱的空間または炉に対する迅速な強制空気冷却または強制冷却剤冷却を達成するために、対流性及び／または伝導性の熱伝達を提供することができる。標的気体フロー経路（３０ｆ、図１Ａ）は図示していないが、セルのステム２０ｓと流体連通するように構成させることができる。典型的には、フロー・チューブまたはコンジットを、底側部材２０ｂの近傍で開口２１内にある距離だけ入れ、かつセル２０のステム２０ｓと封止可能に係合させることになる。ダクト２１０によってこれらのコンジット（図示せず）を受け容れることになる。光ポンピング・セル２０からのこの標的気体フロー・チューブは気体フロー経路３０ｆの一部分（図１Ａ）を規定している。このフロー・チューブは、セル２０に出入りする気体のフロー方向を制御できるようにするためバルブ及び制御子と動作可能に関連付けさせている。フロー経路３０ｆはさらに、パージ気体供給源（窒素シリンダやその他所望のパージ気体など）、並びに偏極済み気体フロー経路内の汚染物を除去するための排除経路と選択的に係合するように構成させることができる。これに応じて、それぞれの気体フロー経路は、フローライン内に導入する気体、フローの方向、その他に関する選択を制御するバルブを含むことができる。炉、光ポンピング・セル、保持用セル、装着用アセンブリ、ヒータ、パージ及び排除フロー経路、その他に関しては、別の構成、形状及び／またはサイズを利用することもある。
【００７６】
図７Ａは、保持用セル装着用アセンブリ９０の一例を表している。図に示すように、装着用アセンブリ９０は、それぞれの保持用セル３０をその内部またはその上に解放可能に保持するようにその各々を構成させている離間させた装着用領域９１ｒを備える装着用プレート９１ｍを含んでいる。セル３０のそれぞれは、細長い細管ステム３０ｓを含むことができ、また装着用プレート９１ｍはステム３０ｓがその内部を通過して延びることができるように構成させている。図示した実施形態では、装着用プレート９１ｍは、ステム３０ｓのすべてがその内部を通過して延びることができるようにサイズ設定されかつ構成されている実質的に中央にある開口８８を含んでいる。ステム３０ｓは、実質的に下向きの方向に延びるように図示しているが、本発明の過偏極装置システムに関する磁場の向きや光ポンピング・セル２０及び／または分配用ポート４０ｐの相対的位置に応じて別の方向も適当となり得る。図８Ａは、共通の中央開口８８ではなく別々の開口を通過して延びるステム３０ｓを表している。図８Ａに示した実施形態では、気体フロー経路の別の部分がその内部を通過して延びることを可能とさせるために中央開口８８を使用することができる。
【００７７】
図７Ａに戻ると、アセンブリ９０はさらにカバープレート９１ｃを含むことがある。カバープレート９１ｃは、組み上げ及び生産を容易にするために装着用プレート９１ｍと同じになるように構成させることがある。しかし、カバープレート９１ｃはさらに、装着用プレート９１ｍと異ならせて構成させることもある。いずれの場合も、カバープレート９１ｃと装着用プレート９１ｍを保持用セル３０の周りに離間させて確保するために複数の装着用支柱８９を使用することができる。支柱８９は、ＲＦコイル９３及び各保持用セル３０を支持するために使用されることがある。支柱８９は、カバープレート及び装着用プレート９１ｃ、９１ｍが相対する上側及び底側部分８９ｒ上に据え付けできるようにサイズ設定されかつ構成されることがあるが、プレート９１ｃ、９１ｍ内に形成した支柱開口８９ａを通過して延びることがある延長部分８９ｅ（カバープレート９１ｃの上側で上向きにねじ切りした状態で表している）を含むこともある。この延長部分８９ｅは、保持用セルを伴う装着用アセンブリが過偏極装置１０の内部の所望の空間に位置決めされるように別の支柱セグメント（図５）への取り付けのために使用されることがある。支柱の下側部分は雌ねじ部を含んでおり、一方上側部分は雄ねじ部を含んでいる（図参照）。また逆の構成や代替的な取り付けデバイスを使用することも可能である。
【００７８】
図示のように、スペーサ・ブラケット８７がそれぞれの支柱８９に取り付けられており、またブラケット８７は、標的気体５０を保持しているセル３０の外側表面のごく近傍に（典型的には、接触させて）ＮＭＲコイル９３を保持している。スペーサ・ブラケット８７は、ねじ切りされた部材８７ｓを用いて上側から及び／または底側から取り付けられることがある。スペーサ・ブラケット８７はさらに、支柱の側面に取り付けられたり、さもなければアセンブリ９０内に位置決めされることもある。装着用プレート９１ｍはさらに、それぞれのＮＭＲコイル９３からのＮＭＲリード９３Ｌが装着用プレート９１ｍを通過して延びることを可能にする複数のＮＭＲコイル・リード開口９３ａを含むことがある。ＮＭＲコイル９３は、セル本体３０の周りの別の箇所に位置決めされることもあるが、磁場と実質的に直交するようにして保持すべきである。図７Ｂ及び７Ｃは、図７Ａに示したアセンブリに関する別の図を表している。図７Ｃは、カバープレート９１ｃのないアセンブリを表している。
【００７９】
図７Ａ〜７Ｃに示した実施形態では、そのセル３０は接近した間隔にしている。装着用プレート９１ｍは、セル３０がその表面の周りに対称性に離間されるように位置決めされた実質的に円形とすることがある。装着用プレート８１ｍは、セル本体の一部分が装着用プレート９１ｍ及び／またはカバープレート９１ｃの表面の境界から下に（及び／または、上に）延びることを可能とするようにサイズ設定されかつ構成されたセル受け容れ開口９１ａを含むことがある。セルの不用意な動きからの隔絶、阻止または防止に役立てるために、弾力のあるリング９１ｏを使用することができる。
【００８０】
図９Ａに示すように、セル・ステム３０ｓは、実質的に直線状のセグメント３０ｌ内を終端とする弓形のセグメント３０ａを用いてセルの本体に取り付けられるように構成することができる。この弓形のセグメントは、ステム３０ｓがセル本体から延びて実質的に９０度の角度で曲がるようにすることがある。この構成によれば、セルそれ自体の断面幅と比べてより小さい開口サイズを有する共通の開口８８（図８Ｂ）を通過してそのステムが延びることが可能となる。別の実施形態では、直線状ステム３０ｓは有するが弓形のセグメントは有しないセル３０（図１０Ａ）が提供される。
【００８１】
図８Ａは、６つのセル３０からなる構成を表しており、また図８Ｂは４セル３０の配列を表している。隣接するセルの各中心間で計測したセル３０間の公称距離は約１〜５インチの間とすることがある。上で指摘したように、装着用プレート９１ｍは、ソレノイド空隙８０ｃ（図５）内に配置できるようにサイズ設定させることができる。ソレノイド空隙８０ｃは、０．２５〜０．７５インチの壁厚でＯ．Ｄ．を概ね６〜２０インチかつＩ．Ｄ．を概ね５．２５〜１９．７５インチとすることがある。異なる用途では別のサイズが適当となることもある。ある種の実施形態では、プレート９１ｍは、その幅が約５〜１８インチの間、また典型的には約７〜１０インチの間となるようにサイズ設定されることがある。
【００８２】
図８Ａは、装着用プレート９１ｍが各それぞれのセル３０の本体の近傍にステム・セグメント領域９１ｓｇを含むことがあることを表している。ステム・セグメント領域９１ｓｇは、保持領域９１ｒの外周空間の周りに回転させ、これにより各ステム・セグメント９１ｓｇがそれ以外のセグメントと異なる向き調整となり、装着用プレート９１ｍの外周により近くさせたり、より遠くさせることがある。
【００８３】
セル２０、３０は実質的に球形に図示していることに留意されたい。この構成によれば、接触誘導性の脱偏極の阻止に役立てるために、体積対表面積の比を適度に小さくすることができる。しかし、セルに関して別の形状や構成が利用されることもある。実質的に球状のセル本体は、その装着に影響を及ぼしかねないような変動を有することがあることに留意されたい。これに応じて、その装着用構成は、サイズ及び／または形状の典型的変動を受容できるように十分に調節可能または対応可能となるように設計されることがある。
【００８４】
図９Ａは、装着用プレート９１ｍ上で装着のために適位置にある単一のセル３０を表している。図示のように、保持用セル３０は弓形の部分３０ａと直線状部分３０ｌを有するステム３０ｓを含んでいる。図９Ｂは、スペーサ・ブラケット８７上の突起部表面に取り付けるように構成された中央開口９３ｃを備えたＲＦコイル９３を表している。この場合も、ブラケット８７を装着用プレート９１ｍ及び／またはカバープレート９１ｃに取り付けるために、ねじ切りされた部材８７ｓ（または、ねじ）を使用することがある。
【００８５】
図１０Ａ〜１０Ｃは、セル３０を保持するための代替的な隔絶構成を表している。図示のように、この装着用プレートは、保持用部材１９１を受け容れるようにサイズ設定されかつ構成された隔絶用プレート９１ｍｉとすることができる。保持用部材１９１は、それぞれのセル３０をぴったりと接触させ、かつセル本体３０と互いに接触した状態でＮＭＲコイル９３を位置決めするようにサイズ設定されかつ構成されている。保持用部材１９１は、図示のようにその両端部が開放されていることがある。セル３０のステム３０ｓは、実質的に下向きに延びるように向き調整されるとして図示している。プレート９１ｍは、適所において接近した間隔または互いに接触させた状態とした重ね合わされた複数のプレート９１ｍ１、９１ｍ２、９１ｍ３とすることができる。この重ね合わされたプレートのそれぞれは、ＮＭＲコイル９３の外周をその中に保持するようにサイズ設定されかつ構成された受け容れ部１９３の一部１９３ａ、１９３ｂ、１９３ｃを含んでいる。図１０Ｃは、保持用セル３０及び保持用部材１９１に対する４つの積層可能なプレートについて、この重ね合わせたプレートに係合可能に取り付けられかつセル・ステム３０ｓがその内部を通過して延びることを可能とさせている下側ハウジング部材２９１及び関連するスペーサ２９１ｓを覆うように表している。
【００８６】
図１１Ａ〜１１Ｆは、装着用アセンブリ９０のさらに別の実施形態を表している。図示のように、保持用セル３０は、装着用プレート９１ｍ上でセル本体の外周の周りに離間させた複数の弾力のあるニップル３１０を用いて装着用プレート９１ｍ上の適所に保持されている。図１１Ｂは、そのニップル３１０を、プレート９１ｍ内にプレス嵌めさせ（摩擦性に係合させ）てそのヘッド３１０ｈがプレート９１ｍの表面の上側に立ち上がるようにできる弾力のある単一性部材とすることがあることを表している。これらのニップルは、支柱８９の間に位置決めされている。カバープレート９１ｃは、そのヘッド３１０ｈがそれぞれのセル本体３０の相対する側にあるヘッド３１０ｈと対面して下向きに延びる向きにした対応するニップル３１０を備えるように構成させることがある。図１１Ｇ〜１１Ｉは代替的なニップル構成を表している。図示のように、このニップル３１０は、弾力のあるヘッド３１０ｈを第１の部分とし、かつねじ切りされた部材を第２の部分３１０ｂとする２体型の本体として構成されている。この２つの部材３１０ｕ、３１０ｂは、ねじ切りされた部分がヘッド３１０ｈ内まで延びるようにしてプレート９１ｍの相対する側に取り付けられている。
【００８７】
図１２は、装着用アセンブリ９０のさらに別の実施形態を表している。この実施形態では、セル３０を装着用プレート９１ｍに対して解放可能に確保するためにゴム弾性ストラップ３２０が使用されている。ゴム弾性ストラップ３２０はプレート９１を各セル３０の周りにアンカー固定している。
【００８８】
図１３Ａ〜１３Ｄは、整列形状を有する外周表面をその上に一体に形成させたセル本体の一例を表している。図１３Ａ及び１３Ｂは、外方向に延びる複数の突起部３４０ｐを備えたセル本体外側表面を表している。図１３Ｃは、本体内に食い込むように形成させた平面状の領域３４０ｃを表しており、一方図１３Ｄは、セル本体の外側表面に食い込むように形成させた環状リングなどの稜部を表している。セル本体上の整列形状は、セルの形状の変動を考慮に入れながらセルごとにセルを適所に保持するために、単独で、あるいは上に提唱した装着用ガイドと組み合わせて、さもなければ所望により使用されることがある。追加として、これらのフィーチャを用いてＮＭＲ表面コイル９３のセルに対する向きを調整することができる。
【００８９】
図１２はさらに、それぞれの保持用セル３０に関連付けされた気体フロー経路を順次式に選択または起動させるために使用できる気体配送バルブ４００を表している。気体配送バルブ４００は、共通のポートからの気体を、選択された複数の異なるポート（各保持用セルに関連付けされたポートなど）のうちの１つポートからまたは該ポートまで移動させるように導くことができる。共通ポートは気体を気体転送ステーションに導くことや、光ポンピング・セルに直接導くことがある。適当な気体配送バルブの一例は、ＶＩＣＩ  ＡＧ（Ｖａｌｃｏ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から入手可能なＰ／Ｎ  ＥＭＴ６ＣＳＤＬ１ＭＷＥＴＩ−４８５のＴＩ本体を有するモデルＶａｌｃｏｎ  Ｅ  Ｒｏｔｏｒ、及びＰ／Ｎ  Ｃ２５Ｚ−３１８０ＥＭＨＹ−４８５のバルブモデルＰＰＳ−Ｓｔａｔｏｒ−Ｖａｌｃｏｎ  Ｅ２  Ｒｏｔｏｒなどのガスクロマトグラフ・バルブである。これらのローター・バルブは回転式スプール・バルブと同様に機能する（異なる保持用セルの数に応じて２つを組み合わせて使用すると有用となり得る）。これらのバルブは、フロー経路やセルと同様に、チタン、適当なポリマー、その他など脱偏極を阻止する材料から製造すべきである。修正式または特注のバルブが使用されることもある。気体配送バルブ４００については図１６〜１７を参照しながら以下で検討することにする。
【００９０】
本明細書に記載した保持用セル３０に関して上で検討した実施形態では、同じまたは類似した構成や装着を使用することがあり、複数の光ポンピング・セル２０が利用される場合は必要に応じて炉及び支持付属品に関して修正が考慮される。例えば、図７Ａまたは８Ａに示した実施形態では、複数の炉２６をそれぞれのセル２０を覆うように装着した構成とすることができる。別の実施形態では、その光ポンピング・セル２０は偏極の間に炉内に並進させることがある。
【００９１】
ある種の実施形態では、その装着用プレート９１ｍをこれに接続した駆動システム（図示せず）を介して回転するように構成させ、１つまたは複数の選択された光ポンピング・セルを、その内部に保持されている標的気体に対する偏極及び／または再偏極のために光学系と連絡するように位置決めすることができる。これによって、装着用プレート９１ｍ及び光ポンピング・セル２０を過偏極装置内の目標の偏極位置に位置決めするために割り出しまたは並進（後ろ方向及び／または前方向の回転）を受けるプレート上に、セル２０それ自体は静的に保持させることが可能となる。
【００９２】
図１４Ａ〜１４Ｃは、光学セル２０を囲繞して軸方向に延びる円筒状の隔絶用部材２２０を有する封入式熱的空間を規定するように上側及び下側部材２０ｔ、２０ｂが取り付けられている光ポンピング・セル２０及びハウジング２２１を備えた炉アセンブリ１２６の代替的な実施形態を表している。光ポート２０Ｌは、その内部の光の通過を可能とした窓２０ｐｌを用いて閉じられることがある。隔絶用部材２２０は、図１４Ｃに示すように、セル２０ｓのステムを保持するために壁セグメント内に食い込むように形成させたチャンネル２２０ｃｈを含むことがある。炉アセンブリ１２６によって提供された熱的空間２６ｓをさらに隔絶させるために、１対の係合式補助壁部材２２０ｗを使用することがある。図示のように、ハウジング２２１内で熱的空間２６ｓと連絡させて加熱素子２６ｏを位置決め（光ポンピング・セル２０の下側に位置決めされるように図示）することがある。図示した実施形態では、加熱素子２６ｏは円盤状である。熱的空間２６ｓ内の所望の位置にそのセルを保持するためにカップ状部材９９が使用されることがある。上で指摘したように、その熱的空間が所望の高い温度を提供するだけの十分なエネルギーを捕捉できるように十分に高効率であれば、加熱素子を必要としないことがある。追加としてまたは別法として、その加熱素子は、熱的空間から離れた位置に保持し、熱を熱的空間２６ｓに強制注入させることもある。光ポンピング・セル２０上にはＲＦコイル９３が配置されることもある（図示せず）。
【００９３】
図１４Ｂは、その円筒状の隔絶用部材２２０が、図示のように係合可能に取り付けるエッジ部分を伴うかみ合わせ式構成要素（その一部分を構成要素２２０１、２２０２で示す）を有するように形成されることがあることを表している。図１４Ａ及び１４Ｂは、加熱素子のリード２６ｅの中間で炉アセンブリ１２６内に下向きに延びるステム２０ｓを表しており、一方図１４Ｃは、リード２６ｅから離れた経路に沿って延びるステム２０ｓを表している。
【００９４】
図１５Ｂは、炉２６のさらに別の例を表している。この炉２６の構成は、複数の光ポンピング・セル２０を用いる過偏極装置の構成に特に適することがある。図１５Ａに示すように、炉は、その上側及び下側の層２６ｕ、２６ｂが能動加熱プレート２６ｓを挟み込んで３つの層を成している加熱素子２６ｏを含むことがある。断熱ハウジング２２０（図１５Ｅ）はその内部にセル２０を収容している。カップ状ホルダー９９は、ハウジング２２０内の係合用スロット３８５ｓを通過して延びるように構成されたタブ３８５ｔを含むことがある。同様、加熱素子２６ｏとセル２０の両者が熱的ハウジング２２０の壁の最下部分より上に位置決めされるように、ヒータ２６ｏのエッジ２６ｏ１、２６ｏ２、２６ｏ３（図１５Ｅ）、並びにリード２６ｅもハウジング３８６ｓ内の対応するスロット２６１を通過して延びることがある。上に示したように、熱的ハウジング２２０はかみ合わせ式の（半円筒状）構成要素２２０１、２２０２から形成させることがある。図１５Ｃは、ＮＭＲコイル９３をセル２０と隣接させて適所に保持するために、壁セグメント２２０１のうちの１つをＲＦコイル凹部２９３ｒを備えるように構成することが可能であることを表している。
【００９５】
図１６Ａは、圧力差分を使用して光ポンピング・セル２０と選択された保持用セル３０の間に標的気体を導いている気体転送機構３００Ｔを備えた選択可能なフロー経路３０ｆを有する気体配送システム３００を表している。図示のように、気体配送バルブ４００は保持用セル３０（明瞭にするため単一のセルとして図示）、並びに偏極または光ポンピング・セル２０と流体連通している。図１６Ｂは、標的気体を所望の方向に流すことを可能にするために、気体配送システム３００は気体配送バルブ４００を用いて所望の保持用セル３０と順次式に接続しており、かつこれを気体転送機構３００Ｔに接続させていることを表している。
【００９６】
図１６Ｂは、光ポンピング・セル２０に出入りするように標的気体を導くため、並びにある量の偏極済み気体を分配用ポート４０ｐに提供するすなわち送達するために気体転送機構３００Ｔを使用している気体配送システム３００内の各保持用セル３０Ａ〜３０Ｄに接続された状態のバルブ４００を表している。再び図１６Ａを参照すると、気体転送機構３００Ｔは、圧力チェンバ４１０、並びに弾力のあるまたは圧縮性の部材４５０を備えたハウジングを利用している。図示した実施形態では、その弾力のある部材４５０は、ＴＥＤＬＡＲバッグなどのゴム弾性袋状物、あるいは偏極済み気体に適したＴ１を提供できる材料から形成されるか該材料でコーティングされた別の袋状物である。バルブ４１１は任意選択であると共に、保持用セル及び／または転送機構３００Ｔを隔絶させるために使用されるガラス製バルブとすることがある。動作時において、圧力チェンバ４１０ｃの空隙内に流体（典型的には（非毒性の生分解性のオイルとすることがある）オイルなどの液体）が導かれる。窒素ガスも適当となり得る。チェンバ内への流体の注入によって、袋状物４５０が圧縮され、袋状物４５０内の気体がフロー経路内へ（セル２０または３０に）押し出される。この逆に、チェンバから流体を除去することは、システムを空にさせて標的気体を袋状物４５０内に引き入れる役割をする。
【００９７】
気体フロー経路内のラインはＩ．Ｄ．が小さいチューブから形成させ、フロー経路のライン内のデッドボリュームを減少させることができる。例えば、フロー経路の一部または全部を形成させるのに０．０３インチのＰＴＦＥチューブが適することがあり得る。ある種の実施形態では、その気体転送機構３００Ｔは、ある計量体積の偏極済み標的気体５０ｐを分配ポート４０ｐに提供するために使用することができる。オイルなどの非圧縮性の液体を用いると共に、その液体の体積、温度及び圧力を知ることによって、分配された標的気体の体積を計算することができる。気体転送機構３００Ｔは、偏極済み気体を転送するように動作するためにモータ式ポンプを必要としないが、非偏極の流体（標的気体、充填気体、パージ気体、その他）を転送するためにこうしたポンプが使用されることもある。
【００９８】
図１６Ｃは、弾力のある部材４５０として空隙４１０ｃを横断するように延びる膜４６０を利用する圧力チェンバ４１０を表している。膜４６０は、空隙の形状と一致しており、標的気体５０がその一方の側に保持され、かつ液体圧縮流体がもう一方の側に保持されるような分割線を提供する。液体が空隙４１０ｃ内に押し入れられると、膜４６０が変位し標的気体５０を押し出す。膜４６０は、空隙の上側及び／または下側壁が接触するだけ十分に変位するようにサイズ設定することがある。上側変位は空隙４１０内に十分に液体が導入されたときに生じ、また下側変位は液体が引き出されこれによって膜４６０が引き下げられ（または、一方の側に引かれ）たときに生じている。空隙４１０ｃは、フルに変位させたときに膜４６０と空隙４１０ｃによってその内部の標的気体を約１．０Ｌだけ保持できるようにサイズ設定されることがある。別のサイズに対応させることもできる。図１６Ｄに示すように、膜４６０は、空隙から標的気体を押し出すのに役立つように、傾斜突起プロフィールを有するような事前形状とすることがある。ドーム形の膜など別の膜形状も有用となり得る。
【００９９】
図１７Ａ〜１７Ｄは、弾力のある部材４５０として嚢状物（ｂｌａｄｄｅｒ）４５０ｂが使用されている気体転送機構３００Ｔを表している。嚢状物４５０ｂは一連のプリーツ４５０ｐを含むことができる。圧力チェンバ４１０は、蓋、封止４１１を有するプラットフォーム４１０ｓ、及び主本体４１０ｂを含んでいる。プラットフォーム４１０ｓは、標的気体が出入りするためのポート４７４ｐ、及び流体のためのポート４７５ｐを保持している。蓋４１０ｌは、本体４１０ｂに確保されかつ封止を圧縮し、これにより圧力チェンバ４１０を規定している。圧力チェンバ構成要素は、嚢状物４５０ｂをその間に保持することができ、かつ流体（典型的には、液体）がポート４７５ｐ及びフロー経路４７５（流体供給源に取り付けられている）を介してチェンバ４１０に制御可能に出入りできるようにサイズ設定されかつ構成されている。
【０１００】
気体転送機構３００Ｔ、並びに例示的な構成要素及び動作の別の例は、その内容を参照によって本明細書に全面的に示したかのようにしてここに組み込むものとする本願譲受人に譲渡された同時係属の米国仮特許出願第６０／３９８，０３３号（２００２年７月２３日提出）に記載されている。
【０１０１】
図１７Ｅは、気体転送機構３００Ｔが保持用セル３０及び光ポンピング・セル２０の下側に位置決めされている過偏極装置１０を表している。光学系１５はオーバーヘッド・ハウジング１５ｈ内に収容すると共に、レーザ光をセル２０に導くために周辺光を阻止しかつハウジング１５ｈと炉２６の光ポート２０Ｌとの間に延びる光学チューブ１５Ｔに接続することができる。光学ハウジング１５ｈは、光学チューブ１５Ｔの上側部分１５Ｔｕに取り付けたブラケット１５ｂによってソレノイド８０の上側に吊着されている。図１７Ｆに示すように、気体転送機構３００Ｔの圧力チェンバ４１０、保持用セル３０、並びに光学セル（複数のこともある）２０を伴う炉はすべて、均一領域「ＢＨ」の域内でソレノイド空隙８０ｃの内部に拡がっている。ソレノイド８０は、端部補償を施し（ソレノイドの中央部分と比較して相対する２つの端部部分においてそのコイル周回数を増加させ）て、均一領域ＢＨの長さを延長させることがあるが、典型的には、この領域はソレノイド８０の長さの中央の１／３に来るものと近似することができる。１６ゲージ巻き線をある単一連続長だけ巻きつけることによって、中央部分（その長さは、端部部分の両方の長さの和と比べてより長いことがある）と比較して端部部分でその巻き数を約２倍として、直径が約８インチで長さが約１８インチの均一領域ＢＨが提供されるようなソレノイド８０を提供することができる。図１８Ａ及び１８Ｂは、図１７Ｅ及び１７Ｆに示した構成要素をソレノイド８０の空隙内部に摺動可能に配置しかつ確保している過偏極装置１０を表している。
【０１０２】
図１８Ｃは、ハウジング５００の内部にある過偏極装置１０を表している。図示のように、過偏極装置１０はさらに、高純度のパージ気体５１０（５等級の窒素など）の供給源と、真空ポンプ５１２と、を含んでいる。パージ気体５１０及び真空ポンプ５１２は、制御モジュール１１と係合するように構成されている。制御モジュール１１はさらに、ディスプレイ／ユーザインタフェース５７０及び電源を含むことがある。図１８Ｄは、隣り合わせのキャビネット配列及び気体分配ライン４０を伴うハウジング５００を表しており、気体分配ライン４０はソレノイド８０を出て軸方向に延び、次いで立ち上がって分配用ポート４０ｐをユーザのレベルに位置決めするハウジング５００内のアクセス領域に至っている。光学系１５は、図示のように、ソレノイド空隙８０ｃ内に下向きに光が伝達されるように構成させることがある。別の実施形態では、そのソレノイド８０及び内部の構成要素を、光学系１５が１つまたは複数の光ポンピング・セル２０内に光を上方向に伝達（図示せず）できるように配列し直すことができる。
【０１０３】
図１９Ａ及び１９Ｂは、斜め向きにしたソレノイド８０を表しており、このソレノイド８０は、分配経路４０を主にソレノイド８０の内部で延びることを可能とさせるのに十分な高さに位置すると共に、その分配経路４０は、分配用ポート４０ｐがソレノイド８０の端部の比較的近傍で外に出るように構成させた状態でソレノイド８０と軸方向に整列させている。すなわち、保持用磁場を発生させる実質的に円筒状のソレノイド８０は、細長い空隙及び対応する軸方向中心線を有している。図１９Ａ及び１９Ｂに図示した過偏極装置１０は、その軸方向中心線を垂直及び水平の成分と角度的にずらした方向（主として下向き方向で、垂直軸から角度的にずれた方向）で延びるようにソレノイド８０を向き調整している。典型的には、分配用ポート４０は、ソレノイド８０の下側端部部分から約６〜１２インチの域内に置かれており、また分配経路４０は約４インチを超えて上昇させる必要はない。
【０１０４】
図２１は、その光学系１５が実質的に水平方向で光がソレノイド８０内に伝達されるように向き調整された状態で、過偏極装置１０の内部でソレノイド８０が実質的に水平の向きに構成されることがあることを表している。分配用ポート４０ｐは、ソレノイド８０のもう一方の端部の近傍に構成されることがあり、あるいはキャビネット５００から異なる箇所において出力するように導かれることがある。ソレノイド８０、並びに偏極及び気体転送構成要素に関して別の向きを利用することもあり得る。ミューメタル遮蔽を用いて均一性の外周が広げられることもある。ミューメタル遮蔽に関する追加的な検討については、その内容を参照によって本明細書に全面的に示したかのようにしてここに組み込むものとする米国特許第６，２６９，６４８号を参照されたい。
【０１０５】
図１９Ａ及び１９Ｂは、光ポンピング・セル２０のうちの１つまたは複数のセル内に保持された標的気体を選択的に偏極するために、光学系１５の少なくとも一部分を並進させてレーザ光をソレノイド空隙内の選択された箇所に導いている駆動システム６００に対して光学系１５を動作可能に関連付けさせることができることを表している。図２０Ａ〜２０Ｄは、ソレノイド８０を基準とした領域の上にレーザ光を位置させるように光学系ハウジング１５ｈを通過させることができる４つの異なる箇所（位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで示す）を表している。図示のように、駆動システム６００は、ハウジング１５ｈの上側に配置させかつ該ハウジング１５ｈに確保された主ブラケット本体６０１を含んでいる。ブラケット６０１は、フレーム６０５の相対する側に位置決めされた回転可能なホイール６０２、６０３に取り付けられている。駆動ホイール６０６、６０８は駆動リンク６０９ｃ、６０２ｃ、６０３ｃによって接続されており、またこれら駆動リンクによってホイール６０２、６０３を回転させており、これらホイールは協働してブラケット６０１を前方向、後方向、左または右に移動させており、一方このブラケット６０１によって光学ヘッドが移動すると共に光学系ハウジング１５ｈを所望の箇所に位置決めしている。駆動リンク６０２ｃ、６０３ｃ、６０９ｃは、ベルト、チェーン、その他（ただしこれらに限らない）など所望の任意の構成とすることができる。制御装置１１は、光学系１５を所望の箇所まで自動的に並進させ、選択されたセル２０を再偏極させる、または初めに偏極させるように構成させることができる。
【０１０６】
ディスプレイ及び／またはユーザ・インタフェース、あるいは入力手段５７０は、オペレータに分配要求の入力を可能にさせることができるモニタ、並びにキーボード、タッチスクリーンその他を含むことができる。別の実施形態では、そのユーザ・インタフェースは、ローカルであるか、局所的であるか、国内的（イントラネット）であるか、全世界的（インターネット）であるかによらずコンピュータ・ネットワークを介してスケジュール設定の遠隔入力を可能にさせるように構成することができる。ディスプレイまたはインタフェース５７０はさらに、光ポンピング・セル２０または保持用セル３０内の気体の偏極レベル、あるいは動作時において検出された動作上の任意のエラーや矛盾など、動作ステータスや過偏極装置１０の機能に関する情報を表示または中継することができる。
【０１０７】
当業者であれば理解するであろうように、図１８Ｃを参照するとある種の実施形態では、制御装置１１は、システムから汚染物を除去するために中央のパージ気体供給源５１０及び真空ポンプ５１２から気体フロー経路またはチャンネルまでパージ／ポンピング容量を提供するように構成されている。これに応じて、パージ供給源と真空供給源の間で光ポンピング・セル（複数のこともある）２０及び／または保持用セル３０まで延びる配管の流体フロー経路を、流体配送システムやマニホールド配管ネットワーク、バルブ、及びソレノイドによって規定することができる。これらの流体フロー経路は、フロー経路のパージ及び排除のために、光ポンピング・セル２０、保持用セル３０、分配経路４０、及び／または気体転送機構３００Ｔに、並びにこれらからパージ気体を選択的に導き、該気体について偏極動作の準備をさせたり、偏極済み気体を保持または処理させている。
【０１０８】
標的気体の量は、単一の群の形成に必要な量に相応する構成成分を提供させるようにサイズ設定することができる。未偏極の標的気体は、ある量の標的希ガスと、１種または複数種のある量の高純度で生体適合性の充填気体を含む気体混合物とすることができる。例えば、３Ｈｅ偏極では、未偏極の気体調合３Ｈｅ／Ｎ２は約９９．２５／０．７５とすることができる。過偏極の１２９Ｘｅの生成では、事前混合した未偏極の気体混合物は、約８５〜９８％のＨｅ（好ましくは、約８５〜８９％のＨｅ）、約５％以下の１２９Ｘｅ、及び約１〜１０％のＮ２（好ましくは、約６〜１０％）とすることができる。
【０１０９】
セル（保持用セル及び／または光ポンピング・セル）内の未偏極の気体混合物の量は、単一の群生成動作量によって、単一のＭＲＩイメージングまたはＮＭＲ評価セッションに関して単一の患者量を提供できるように計量させること、並びに構成させかつサイズ設定させることができる。薬剤等級の偏極済み気体の投与量を提供するために、偏極済み気体自体を分配時に薬剤等級担体気体または液体と混合させることがあり、あるいは唯一のまたは主たる物質または構成成分として投与されるように構成されることがある。特定の実施形態では、その偏極済み気体が３Ｈｅであり、かつ分配の前または分配中に（あるいは、患者への投与前に）窒素充填気体と混合させ、患者が吸入する体積の気体調合を形成させている。別の実施形態では例えば、吸入可能な１２９Ｘｅの生成について、１２９Ｘｅが投与量の大部分（または、すべて）を形成することがある。別の実施形態では、その偏極済み気体は、インビボで（液体担体の形態で、マイクロバブル溶液の形態で、あるいは気体の形態で）注入できるように形成させることができる。
【０１１０】
過偏極装置１０は、水蒸気、アルカリ金属及び酸素などの不純物をシステムから除去するために（すなわち、これらがその内部に入るのを阻止するために）配管経路内に位置決めされた１つまたは複数の清浄器またはフィルタ（図示せず）を含むことができる。過偏極装置１０はさらに、流量計を含む様々なセンサ、並びに流体フロー経路や過偏極装置１０の構成要素の動作を規定するように制御装置１１によって制御できる複数のバルブ、電気的ソレノイド、水圧式または空気式アクチュエータを含むことができる。当業者であれば理解されるであろうように、別のフロー制御機構及びデバイス（機械式や電子式）も本発明の趣旨域内で使用することができる。
【０１１１】
光学セル２０は、アルカリ金属（典型的には、Ｒｂ）の蒸気吸収バンド幅を圧力拡幅させるためのバッファ気体としてヘリウムを利用することも可能である。アルカリ金属の角運動量損失を希ガスにではなく所望によりバッファ気体に導入することができることによって、吸収バンド幅の拡幅の間にバッファ気体も望ましくないアルカリ金属−希ガスのスピン交換に影響を及ぼす可能性があるため、バッファ気体の選択は重要である。
【０１１２】
当業者であれば理解されるであろうように、ＲｂはＨ２Ｏと反応する。したがって、何らかの水や水蒸気が偏極装置セル１３０内に導入されると、Ｒｂがレーザ吸収を損失させ、偏極装置セル１３０内のスピン交換の量または効率を低下させる可能性がある。したがって、追加的な予防策として、過偏極装置１０の効率をさらに増大させるためにこの望ましくない不純物をさらに追加的して除去させるように表面積を大きくして偏極装置セル１３０のインレットの手前に追加のフィルタや清浄器（図示せず）を位置決めすることができる。
【０１１３】
いずれの場合も、偏極過程が完了した後に、偏極済み気体が光ポンピング・セル２０から出され（さらに、使用される場合は、保持用セル３０に出され）ると共に、最終的には気体分配システム４０に導かれ、次いで患者送達容器や薬剤容器などの収集または集積容器に導かれる。計量分配システムに関する追加的な説明については、その内容を参照によって本明細書に全面的に示したかのようにしてここに組み込むものとする同時係属の米国特許出願第１０／２７７，９１１号及び同第１０／２７７，９０９号、並びに米国仮出願第６０／３９８，０３３号を参照されたい。
【０１１４】
上述のように、偏極チェンバを能動的に急速冷却するためには、強制冷却を使用することができる。これに応じて、過偏極装置ユニット１０はさらに、偏極過程後に光ポンピング・セル２０及び／または炉２６を冷却するために炉及び／またはセルと流体連通する冷媒供給源を含むことができる。この冷媒供給源は、偏極済み気体ストリームからアルカリ金属を析出させるために炉２６を冷却チェンバ内に変えさせることができる冷凍剤供給源（ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ  ｓｏｕｒｃｅ）を含むことができる。別の実施形態では、炉２６に対する熱を遮断し、自然冷却を用いて蒸気相からＲｂを凝縮させ光ポンピング・セル２０の底側でこれを収集している。さらに、気体分配ライン内または出口フロー経路（光学セル出口ポートの間を分配用ポートまで延びる）内にミクロ細孔フィルタを配置させることができる。
【０１１５】
患者投与バッグやその他の容器などの送達または受け容れ用容器は分配用アウトレット４０ｐに取り付けることができる。バルブやその位置に配置させたその他のデバイスは、取り付けた袋状物やその他の送達容器を空にするように開放状態とすることができる。袋状物が空になった後、偏極済み気体は、袋状物内に直接導かれること、あるいは所望の調合配合で等級の高い生体適合性の充填気体を所望により添加できる場所である混合／調合チェンバ（図示せず）内に導くことができる。
【０１１６】
ある種の実施形態では、その調合は、計画された手順（及び、その関連する気体配合）及び／または気体の偏極レベルに対応して現場で実行される。すなわち、過偏極装置１０は、混合／調合チェンバ及び生体適合性流体の供給源を備えるように構成させることができ、これらは偏極済み気体自体の生成と時間的に近くでかつ該生成箇所において偏極済み薬剤気体生成物の調合配合を提供するように偏極済み気体と組み合わせられる。
【０１１７】
別の実施形態では、受け容れ用容器には、Ｎ２などの高純度の医用等級の保持用気体を事前充填させ、その内部における酸素の浸透（ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ）を阻止することができる。保持用気体によって調合配合の一部を形成させることができる、あるいは保持用気体は偏極済み気体または気体混合物の分配前に排出することができる。
【０１１８】
ある具体的な実施形態では、偏極計測が得られており、またある配合調合した体積の未偏極の気体が、より一貫した撮像／ＮＭＲ評価のために各手順ごとに制御された調合を形成する偏極レベルに基づいて、別々にあるいは偏極済み気体と組み合わせて添加または分配されている。この調合は、配合調合を提供するために分配容器内に解放される偏極済み気体の量及び流体調合構成成分（複数のこともある）の量を過偏極装置１０によって制御することによって自動的に実施されることがある。光ポンピングのモジュール、システム、及び調合方法に関する追加的な説明については、その内容を参照によって本明細書に全面的に示したかのようにしてここに組み込むものとする本願譲受人に譲渡された米国出願第１０／２７７，９０９号を参照されたい。さらに、計量配合及び偏極済み気体量を提供するための方法及びデバイスに関する説明については、その内容を参照によって本明細書に全面的に示したかのようにしてここに組み込むものとする米国特許出願第０９／９４９，３９４号を参照されたい。
【０１１９】
過偏極装置１０は、典型的にはＭＲＩまたはＮＭＲ装置の近傍またはこれらに接近した使用箇所（病院や診療所）に配置させることができる。すなわち、過偏極装置１０は、空間的な輸送や望ましくない環境条件への曝露の可能性を制限するためにＭＲＩ側室に隣接して、またはこれに隣り合う張り出し室内に据え付けることができる。ある種の実施形態では、過偏極装置と撮像室間での偏極済み気体の輸送は約１時間未満である。過偏極装置を診療所または病院内に配置することによって、手順ごとの輸送時間を短縮させかつ一定させることができる。さらに、偏極済み薬剤気体をより高い偏極レベルを有する偏極済み気体と配合させることによって、最終の投与生成物の形成に使用される偏極済み気体の量を減少させ、これによって生成コストを低減させることができる。
【０１２０】
図２２Ａ及び２２Ｂは、本発明の実施形態によるセル２０の例示的な構成を表している。図示のように、セル２０は封止されたステム端部部分２０ｓｅを含んでいる。図２２Ｂはこの封止式ステム部分２０ｓｅの拡大図である。図示のように、小さな内側フロー・チャンネル７１１が保護用外側シェルまたは壁７１５の内部に封止されている。セル２０には、標的気体５０（及び／または、必要に応じてアルカリ金属）を事前充填させることがある。図２２Ｄに示すように、ステム２０ｓは破断エッジ尖端７５１を有するバルブ７５０の内部に挿入することができ、この尖端は下側エッジ部分２０ｓｅにおいてシェルまたは壁７１５の封止に対して前進させて押しつけ、これを次いで破断し、これによりチャンネル７１１からの気体（存在する場合）をバルブ本体内部の捕捉空間内に解放しかつ酸素汚染を阻止することができる。バルブ７５０及びセル２０によって、気体配送システム内で気体フロー経路の一部分を形成させることができる。バルブ７５０はさらに、比較的可撓性のまたは比較的剛性のチューブまたはコンジットと流体連通させて接続されることがある。このセルの構成及び検討事項はステム３０ｓを備えたセル３０に適用することができる。
【０１２１】
偏極計測システムは当業者によく知られていることに留意されたい。偏極済み気体の偏極強度は、偏極計測及びＲＦ  ＮＭＲ表面偏極計測コイル９３を用いて監視することができる。例えば、その内容を参照によって本明細書に全面的に示したかのようにしてここに組み込むものとする、米国特許第６，２９５，８３４号及び米国特許出願第０９／３３４，３４１号、並びにＳａａｍらによる「Ｌｏｗ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＮＭＲ  Ｐｏｌａｒｉｍｅｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｈｙｐｅｒｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｇａｓｅｓ」（Ｊｎｌ．  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  １３４，６７〜７１（１９９８））を参照されたい。
【０１２２】
当業者であれば理解されるであろうように、本発明は、方法、データまたは信号処理システム、あるいはコンピュータ・プログラム生成物として具現化することができる。したがって、本発明は、全面的にハードウェアの実施形態、全面的にソフトウェアの実施形態、あるいはソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形式を取ることができる。さらに、本発明は、具現化させたコンピュータ利用可能なプログラムコード手段をその内部に有するコンピュータ利用可能な記憶媒体上にあるコンピュータ・プログラム生成物の形式を取ることができる。ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光学記憶デバイス、あるいは磁気記憶デバイスを含め、適当な任意のコンピュータ読み取り可能な媒体を利用することができる。
【０１２３】
コンピュータ利用可能なまたはコンピュータ読み取り可能な媒体は例えば、電子式、磁気式、光学式、電磁気式、赤外線式、または半導体式のシステム、装置、デバイス、または伝播媒体（ただしこれらに限らない）とすることがある。コンピュータ読み取り可能な媒体のさらに具体的な例（非網羅的な一覧）には、１つまたは複数の配線を有する電気的接続、可搬式のコンピュータ・ディスケット、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュ・メモリ）、光ファイバ、及び可搬式のコンパクト・ディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）が含まれる。コンピュータ利用可能なまたはコンピュータ読み取り可能な媒体は、その上にプログラムがプリントされた紙や別の適当な媒体とし、例えばこの紙やその他の媒体に対する光学走査を介してプログラムを電子式に捕捉し、次いで必要に応じて適当な方式でこれをコンパイル、翻訳さもなければ処理し、次いでコンピュータ・メモリ内に保存することができるようにすることもあり得ることに留意されたい。
【０１２４】
本発明の動作を実施するためのコンピュータ・プログラムコードは、Ｊａｖａ７（商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ（商標）、Ｐｙｔｈｏｎ（商標）、あるいはＣ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語で記述されることがある。しかし、本発明の動作を実施するためのコンピュータ・プログラムコードはまた、「Ｃ」プログラミング言語や、さらにはアセンブリ言語などの従来の手続型プログラミング言語で記述されることもある。プログラムコードは全面的にユーザのコンピュータ上で実行すること、部分的にユーザのコンピュータ上で実行すること、スタンドアロンのソフトウェア・パッケージとして実行すること、その一部をユーザのコンピュータ上でかつその一部を遠隔のコンピュータ上で実行すること、あるいは全面的に遠隔のコンピュータ上で実行すること、があり得る。最後の方式の場合、その遠隔のコンピュータをローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）やワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）を介してユーザのコンピュータに接続させることがあり、あるいはその接続は外部のコンピュータに対して実施する（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを使用するインターネットを介する）こともある。
【０１２５】
図２６は、本発明の実施形態によるシステム、方法、及びコンピュータ・プログラム生成物を表したデータ処理システムの例示的な実施形態のブロック図である。プロセッサ３１０はアドレス／データバス３４８を介してメモリ３１４と連絡している。プロセッサ３１０は市販されているあるいは特注の任意のマイクロプロセッサとすることができる。メモリ３１４は、データ処理システム３０５の機能を実現するために使用されるソフトウェア及びデータを包含した記憶デバイスの全体階層を表している。メモリ３１４は、キャッシュ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、ＳＲＡＭ、及びＤＲＡＭなどのタイプのデバイス（ただし、これらに限らない）を含むことができる。
【０１２６】
図２６に示すように、メモリ３１４は、データ処理システム３０５で使用される幾つかのカテゴリーのソフトウェア及びデータ、すなわち、オペレーティングシステム３５２と、アプリケーション・プログラム３５４と、入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス・ドライバ３５８と、偏極、再偏極及び分配用の群選択モジュール３５０と、データ３５６と、を含むことがある。アプリケーション・プログラム３５４及び／または群選択モジュール３５０は、演算シーケンスの指令、制御ロジック及び／または計算アルゴリズムの提供、その他を行うソフトウェア及び／またはデータを含むことができる。データ３５６は、ＮＭＲコイル及び／またはＮＭＲ偏極計測システム３２０から得られる画像データ３６２を含むことがある。当業者であれば理解されるであろうように、オペレーティングシステム３５２は、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｂｕｓｉｎｅｓｓ  Ｍａｃｈｉｎｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ａｒｍｏｎｋ，ＮＹ）によるＯＳ／２（商標）、ＡＩＸ（商標）またはＯＳ／３９０（商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｒｅｄｍｏｎｄ，ＷＡ）によるＷｉｎｄｏｗｓＸＰ（商標）、ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ（商標）、ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ（商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ９５（商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ９８（商標）またはＷｉｎｄｏｗｓ２０００（商標）、Ｐａｌｍ，Ｉｎｃ．によるＰａｌｍＯＳ（商標）、Ａｐｐｌｅ  ＣｏｍｐｕｔｅｒによるＭａｃＯＳ（商標）、ＵＮＩＸ（商標）、ＦｒｅｅＢＳＤ（商標）、またはＬｉｎｕｘ（商標）、専有のオペレーティングシステムや専用のオペレーティングシステム（例えば、埋込み式データ処理システム）などデータ処理システムと共に使用するのに適した任意のオペレーティングシステムとすることがある。
【０１２７】
入出力デバイス・ドライバ３５８は、典型的には、入出力データ・ポート（複数のこともある）、データ記憶機構３５６、ある種のメモリ３１４構成要素及び／または画像収集システム３２０などのデバイスと通信するために、オペレーティングシステム３５２を介してアプリケーション・プログラム３５４によるアクセスを受けるソフトウェア・ルーチンを含んでいる。アプリケーション・プログラム３５４は、データ処理システム３０５の様々な特徴を実現させるプログラムの例示であり、好ましくは本発明の実施形態に従った動作を支援する少なくとも１つのアプリケーションを含んでいる。最後に、データ３５６は、アプリケーション・プログラム３５４、オペレーティングシステム３５２、入出力デバイス・ドライバ３５８、並びにメモリ３１４内に常駐する別のソフトウェア・プログラムによって使用される静的データや動的データを意味している。
【０１２８】
本発明は例えば、図２６でアプリケーション・プログラムとしたバックグラウンド評価器モジュール３５０を参照しながら例証しているが、本発明の教示による恩恵を保ちながら別の構成を利用することもできることは当業者であれば理解されるであろう。例えば、群分配選択及び再偏極モジュール３５０が、オペレーティングシステム３５２、入出力デバイス・ドライバ３５８、あるいはデータ処理システム３０５のこうした別の論理区画内に組み込まれることもある。したがって、本発明は図２６の構成に限定されるものと見なすべきではなく、本明細書に記載した動作を実施することが可能な任意の構成を包含するように意図している。
【０１２９】
ある種の実施形態では、その群分配選択及び再偏極判定モジュール３５０は、ある群が再偏極の準備が整うか使用に適さない状態となるように十分崩壊が進んだ時点を識別する、かつ／またはユーザからの出力要求に応じてすでに偏極させた複数の偏極済み気体群のうちのどれを分配させるべきかを識別するように、複数の群の標的気体に関する偏極レベル・データを追尾するためのコンピュータ・プログラムコードを含んでいる。分配選択は、個別に及び制御可能に選択可能な様々な群の偏極レベルに対する動的な読み取り及び／または解析に基づくことができる。モジュール３５０は、個々の群の標的気体を再偏極させるべきか否か及び再偏極させる時点を自動的に判定すると共に、（ａ）光学系を適当なポンピング・セルと係合させること；（ｂ）保持用セルから気体を解放しこれをポンピング・セルに導くことのうちの１つまたは複数の制御装置動作を起動させように動作の起動を指令することができる。前者の場合にその係合は、（ａ）その内部に標的気体のそれぞれの群を有する光ポンピング・セルのうちの１つまたは複数のセルを並進させ静止した光学系と整列させること；（ｂ）光学系のレーザビーム光学経路を変更し（例えば、誘導し直し）所望の光ポンピング・セル（複数のこともある）と整列させること；並びに（ｃ）光学系を並進させ選択されたポンピング・セル（複数のこともある）と光学的に係合させること、のうちの１つあるいはこれらの組み合わせによって実施することができる。モジュール３５０は、使用のために保持された偏極済み気体群のうちの１つまたは複数の群を選択することによって適当に偏極させた標的気体をユーザに「オンデマンド」で供給できるように、これらそれぞれのセル内にある各群の標的気体の時間の経過に伴う崩壊を追尾するように構成されることがあり得る。
【０１３０】
入出力データ・ポートは、データ処理システム３０５とＮＭＲデータ収集システム３２０あるいは別のコンピュータ・システム、ネットワーク（例えば、インターネット）または当該プロセッサによる制御を受けた別のデバイスとでの情報の転送に使用することができる。これらの構成要素は、従来式の多くのデータ処理システムで使用されているものなど、本発明に従って本明細書に記載した動作をするように構成することができる従来式の構成要素とすることがある。
【０１３１】
本発明について、例えばプログラム、機能及び記憶装置に関する具体的な区分に関連して例証してきたが、本発明は、こうした論理区分に限定されるものと見なすべきではない。したがって、本発明は、図２６の構成に限定されるものと見なすべきではなく、本明細書に記載した動作を実施することが可能な任意の構成を包含するように意図している。
【０１３２】
本明細書の図面のうちの幾つかの流れ図及びブロック図は、本発明によるプローブ・セル評価手段の可能な実現形態に関するアーキテクチャ、機能及び動作を例証している。この際、流れ図やブロック図内の各ブロックは、指定された論理機能（複数のこともある）を実現するための１つまたは複数の実行可能な命令を含むようなモジュール、セグメントまたはコードの一部分を表している。幾つかの流れ図やブロック図は、本発明の実施形態に従って偏極済み気体を生成するように過偏極装置やその構成要素を動作させるための方法を例証している。この際、流れ図やブロック図内の各ブロックは、指定された論理機能（複数のこともある）を実現するための１つまたは複数の実行可能な命令を含むようなモジュール、セグメントまたはコードの一部分を表している。さらに、代替的な実現形態の幾つかでは、ブロックで示した機能が図面に示した順序と異なるようにして実施されることがあることに留意すべきである。例えば、連続して示した２つのブロックが実際上は実質的に同時に実行されることや、これらのブロックがその関連する機能に応じて逆の順序で実行されることもある。
【０１３３】
上記の説明は本発明の例示であり、本発明を限定するものと見なすべきではない。本発明の例示的実施形態の幾つかについて記載しているが、本発明の新規性をもつ教示や利点を実質的に逸脱することなく例示的な実施形態において多くの修正が可能であることは、当業者であれば理解されよう。したがって、こうしたすべての修正は本特許請求の範囲の規定に従った本発明の趣旨の域内に包含されるように意図したものである。本特許請求の範囲において、手段＋機能の表現（ｍｅａｎｓ−ｐｌｕｓ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｃｌａｕｓｅ）は（使用されている場合）、列挙された機能を実行するものとして本明細書に記載した構造体、並びに構造上の等価物及び等価的構造体を包含するように意図している。したがって、上記の説明は本発明の例示であって開示した特定の実施形態に限定されるものと見なすべきでないこと、並びに開示した実施形態並びに別の実施形態に対する修正は、添付の特許請求の範囲の趣旨の域内に含まれるように意図したものであること、を理解すべきである。本発明は添付の特許請求の範囲によって規定されており、この際該特許請求の範囲に対する等価物は本発明の域内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１Ａ】本発明の実施形態に従って複数のポンピング・セル及び／または蓄積セルを用いて複数の別々に偏極可能な標的気体量を提供するための偏極システムの概要図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態に従って複数のポンピング・セル及び／または蓄積セルを用いて複数の別々に偏極可能な標的気体量を提供するための偏極システムの概要図である。
【図１Ｃ】本発明の実施形態に従って複数のポンピング・セル及び／または蓄積セルを用いて複数の別々に偏極可能な標的気体量を提供するための偏極システムの概要図である。
【図１Ｄ】本発明の実施形態に従って複数のポンピング・セル及び／または蓄積セルを用いて複数の別々に偏極可能な標的気体量を提供するための偏極システムの概要図である。
【図１Ｅ】本発明の実施形態に従って複数のポンピング・セル及び／または蓄積セルを用いて複数の別々に偏極可能な標的気体量を提供するための偏極システムの概要図である。
【図１Ｆ】本発明の実施形態に従って複数のポンピング・セル及び／または蓄積セルを用いて複数の別々に偏極可能な標的気体量を提供するための偏極システムの概要図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態による単一の光ポンピング・セル及び複数の蓄積セルを用いた偏極済み気体の連続生成に関する概要図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態による単一の光ポンピング・セル及び複数の蓄積セルを用いた偏極済み気体の連続生成に関する概要図である。
【図２Ｃ】本発明の実施形態による単一の光ポンピング・セル及び複数の蓄積セルを用いた偏極済み気体の連続生成に関する概要図である。
【図２Ｄ】本発明の実施形態による単一の光ポンピング・セル及び複数の蓄積セルを用いた偏極済み気体の連続生成に関する概要図である。
【図２Ｅ】本発明の実施形態による単一の光ポンピング・セル及び複数の蓄積セルを用いた偏極済み気体の連続生成に関する概要図である。
【図３Ａ】偏極セル内で順次式に生成される偏極済み気体群の偏極レベルを時間の経過を追って表したグラフである。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による偏極装置システムの個々の保持用セルにおける偏極済み気体のそれぞれの群の偏極レベルを時間の経過を追って表したグラフである。
【図３Ｃ】本発明の実施形態による偏極装置システムの個々の保持用セルにおける偏極済み気体のそれぞれの群の偏極レベルを時間の経過を追って表したグラフである。
【図３Ｄ】本発明の実施形態による偏極装置システムの個々の保持用セルにおける偏極済み気体のそれぞれの群の偏極レベルを時間の経過を追って表したグラフである。
【図３Ｅ】本発明の実施形態による偏極装置システムの個々の保持用セルにおける偏極済み気体のそれぞれの群の偏極レベルを時間の経過を追って表したグラフである。
【図３Ｆ】本発明の実施形態に従って異なる時点における異なる群標識によって示した、偏極装置システムからの分配に利用可能な偏極済み気体の最高偏極レベルの時間の経過を追ったグラフである。
【図３Ｇ】偏極の後に少なくとも１つの保持用セル内で生じることがあるような偏極崩壊サイクル（時間の経過に伴う偏極レベルの低下）のグラフである。
【図３Ｈ】少なくとも１つの光ポンピング・セル内で生じさせることができる時間の経過に伴う偏極レベルの上昇のグラフである。
【図４Ａ】本発明の実施形態に従ってその内部にそれぞれの量の標的気体を有する複数の光ポンピング・セルを同時に光ポンピングするように構成させた偏極装置の構成要素の概要図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に従った選択された光ポンピング・セルに関する順次式光ポンピングを表した概要図である。
【図４Ｃ】本発明の実施形態に従った選択された光ポンピング・セルに関する順次式光ポンピングを表した概要図である。
【図５】本発明の実施形態による偏極装置システムの一部分の正面部分切欠図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態に従った主要光ポンピング・セルを伴う偏極装置の一部分の側面分解図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示したデバイスの反対側面分解図である。
【図６Ｃ】図６Ａ、６Ｂ、６Ｄ及び６Ｅに示す組み上げデバイスの正面図である。
【図６Ｄ】図６Ｃに示した炉アセンブリの分解図である。
【図６Ｅ】図６Ｃに示した組み上げデバイスの上面斜視図である。
【図６Ｆ】レーザビームを使用して光ポンピング・セルの温度上昇に利用される熱の少なくとも一部分を提供することができ、かつ断熱空隙を冷却して断熱空隙（またしたがって、その気体）を所望の制御式温度に維持することができる冷媒供給源を利用することができる断熱空隙の模式図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態によるマルチ保持セル構成の正面図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示した構成の上面図である。
【図７Ｃ】図７Ｂに示したデバイスで、上部プレートを除去した状態とした上面図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態によるマルチ保持セル構成の別の実施形態の上面図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態による図７Ｃに示したものと同様のマルチ保持セル配列であって、ある種の構造性及び／または動作性構成要素を伴わずに図示したマルチ保持セル配列の上面図である。
【図９Ａ】図７Ｃや８Ｂに示したものなど本発明の実施形態によるマルチセル構成に適した装着用プレート上にある単一の保持用セルの拡大部分分解図である。
【図９Ｂ】本発明の実施形態に従って図９Ａに示した保持用セルをＲＦコイル配列の分解図と共に表した拡大側面斜視図である。
【図１０Ａ】本発明の実施形態による複数の保持用セルを隣り合って保持するための装着用プレートの側面斜視図である。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態に従ってその内部に標的気体を伴うセルを保持するために使用できる重複式装着用プレート構成の一部分の側面斜視図である。
【図１０Ｃ】本発明の実施形態に従って図１０Ａに表した装着用プレートを使用して互いに組み上げられた複数の保持用セルの分解図である。
【図１１Ａ】本発明の実施形態によるマルチセル配列の上面斜視図である。
【図１１Ｂ】本発明の実施形態による図１１Ａに示したセルの位置決めに使用される整列突起の正面拡大図である。
【図１１Ｃ】本発明の実施形態に従ってセルの上側に天井プレートが位置決めされた状態とした図１１Ａに示したデバイスの部分分解図である。
【図１１Ｄ】図１１Ａに示した構成の上面図である。
【図１１Ｅ】カバープレートを適所に配置した図１１Ｃに示した構成の上面斜視図である。
【図１１Ｆ】図１１Ｅに示した構成を部分的に切欠いた側面図である。
【図１１Ｇ】本発明の実施形態による別の整列突起アセンブリの拡大分解図である。
【図１１Ｈ】図１１Ｇに示したアセンブリを適所に配置させた側面斜視図である。
【図１１Ｉ】図１１Ｈに示した突起アセンブリを用いた装着用プレート上に保持したセルの拡大底側斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態によるさらに別のマルチセル装着用配列の上面斜視図である。
【図１３Ａ】本発明の実施形態に従って標的（偏極済み及び／または未偏極の）気体を保持するために使用されるセルの上面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示したセルの正面図である。
【図１３Ｃ】本発明の実施形態による別のセル構成の正面図である。
【図１３Ｄ】本発明の実施形態によるさらに別のセル構成の正面図である。
【図１４Ａ】本発明の実施形態による光ポンピング及び炉部材の正面分解部分切欠図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示した炉部材及びセルの一部分の上部拡大図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｂに示した光ポンピング・セルの側面拡大図である。
【図１５Ａ】本発明の実施形態による加熱素子の側面分解図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａに示した加熱素子を側面炉ハウジング壁と一緒に示した上部分解図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｂに示した加熱素子及び炉壁を、光学セルをその内部に位置決めした状態で表した上部分解図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｃに示したデバイスの側面図である。
【図１５Ｅ】図１５Ｄに示したデバイスを組み上げた状態にして表した正面図である。
【図１６Ａ】本発明の実施形態に従って弾力のある部材及び圧力チェンバを用いて光ポンピング・セルと蓄積セルの間で（これらに及び／またはこれらから）気体を転送するために使用できる気体転送配列の概要図である。
【図１６Ｂ】本発明の実施形態に従って圧力チェンバを用いて光ポンピング・セルと蓄積セルの間で（これらに及び／またはこれらから）気体を転送するために使用できる気体転送配列の概要図である。
【図１６Ｃ】本発明の実施形態に従った弾力のある部材の別の構成に関する概要図である。
【図１６Ｄ】図１６Ｃに表した弾力のある部材の側面図である。
【図１７Ａ】本発明の実施形態による、図１６Ａに示した転送配列を実現するために使用できる一配列の分解図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａに示したデバイスを表した底側斜視図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｂに示した組み上げデバイスの側面斜視部分切欠図である。
【図１７Ｄ】図１７Ａに示したデバイスの分解上面斜視図である。
【図１７Ｅ】本発明の実施形態に従った、図１７Ａ〜１７Ｄに示したデバイスを用いた偏極装置アセンブリの一例の側面部分分解図である。
【図１７Ｆ】本発明の実施形態に従って、図１７Ｅに示したデバイスについて磁場発生装置を部分的に切欠いた状態として表した正面図である。
【図１８Ａ】本発明の実施形態に従った磁場発生装置内の光ポンピング・セルを覆うように整列させた光学系の上面斜視図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａに示したデバイスの側面図である。
【図１８Ｃ】本発明の実施形態に従って図１８Ａに示したデバイスがキャビネット内に置かれた偏極装置システムの正面部分切欠図である。
【図１８Ｄ】本発明の別の実施形態によるキャビネット内に置かれた偏極装置システムの部分切欠正面図である。
【図１９Ａ】本発明の実施形態による、斜め向きにした磁場発生装置とその他の整列させた構成要素を伴ってキャビネット内に置かれた偏極装置システムの部分切欠正面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ａに示したシステムの部分切欠側面図である。
【図２０Ａ】様々な箇所においてその下にある様々なセルと整列させるように光学系を並進させた状態とした、本発明の実施形態による移動可能な光学系の上面斜視図である。
【図２０Ｂ】様々な箇所においてその下にある様々なセルと整列させるように光学系を並進させた状態とした、本発明の実施形態による移動可能な光学系の上面斜視図である。
【図２０Ｃ】様々な箇所においてその下にある様々なセルと整列させるように光学系を並進させた状態とした、本発明の実施形態による移動可能な光学系の上面斜視図である。
【図２０Ｄ】様々な箇所においてその下にある様々なセルと整列させるように光学系を並進させた状態とした、本発明の実施形態による移動可能な光学系の上面斜視図である。
【図２１】本発明の代替的な実施形態に従って磁場発生装置を実質的に水平の向きとした偏極装置システムの部分切欠正面図である。
【図２２Ａ】本発明の実施形態による標的気体を保持するために使用される封止式セルの側面図である。
【図２２Ｂ】図２２Ａに示したセルの下側ステム部分の正面拡大図である。
【図２２Ｃ】本発明の実施形態に従ってセルからの気体転送を制御する際の使用に適したバルブ・アセンブリの側面斜視図である。
【図２２Ｄ】本発明の実施形態による密閉式封止解放機構を表している、図２２Ｃに示したアセンブリ内にある図２２Ａのセルの側面図である。
【図２３】本発明の実施形態を実施するために使用できる動作のブロック図である。
【図２４】本発明の実施形態を実施するために使用できる動作のブロック図である。
【図２５】本発明の実施形態を実施するために使用できる動作のブロック図である。
【図２６】本発明の実施形態に従って偏極装置システムを動作させるのに適したシステムの概要図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１０  過偏極装置システム
１１  制御モジュール
１５  光学系
１５ｂ  ブラケット
１５ｈ  ハウジング
１５Ｈ  水平偏光ビーム
１５Ｌ  光ビーム
１５Ｔ  光学チューブ
１５Ｔｕ  光学チューブの上側部分
１５Ｖ  垂直偏光ビーム
２０  光ポンピング・セル
２０ｂ  底側ハウジング部材
２０ｄ  断熱材円盤
２０Ｌ  窓
２０ｐｌ  窓
２０ｓ  細管ステム
２０ｓｅ  ステム端部部分
２０ｔ  上側ハウジング部材
２１  中央開口
２６  熱源、炉
２６ｂ  下側層
２６ｅ  リード
２６ｏ  ヒータ
２６ｏ１  ヒータのエッジ
２６ｏ２  ヒータのエッジ
２６ｏ３  ヒータのエッジ
２６ｓ  熱的空間
２６ｓ  能動加熱プレート
２６Ｔ  熱源
２６ｔｈ  断熱
２６ｕ  上側層
２６ｗ１  内側壁
２６ｗ２  外側壁
２７  断熱性の空隙
２７ｃ  能動冷却源
２７ｈ  加熱素子
３０  保持用セル
３０ａ  弓形セグメント
３０ｆ  フロー経路
３０ｆ１  気体フロー移動経路
３０ｆ２  気体フロー移動経路
３０ｆ３  気体フロー移動経路
３０ｌ  直線状のセグメント
３０ｓ  ステム
３１  磁場供給源
４０  気体分配経路、分配フロー経路
４０ｐ  分配ポート
５０  標的気体
５０ｐ  偏極済み標的気体
６０  移動経路
７０  移動経路
８０  ソレノイド
８０ｃ  ソレノイド空隙
８１ｍ  装着用プレート
８７  スペーサ・ブラケット
８７ｓ  ねじ切りされた部材
８８  中央開口
８９  支柱
８９ａ  支柱開口
８９ｅ  延長部分
９０  装着用アセンブリ
９１ａ  セル受け容れ開口
９１ｃ  カバープレート
９１ｍ  装着用プレート
９１ｍ１  プレート
９１ｍ２  プレート
９１ｍ３  プレート
９１ｍｉ  隔絶用プレート
９１ｏ  弾力のあるリング
９１ｒ  装着用領域
９１ｓｇ  ステム・セグメント領域
９３  ＮＭＲコイル
９３ａ  ＮＭＲコイル・リード開口
９３ｃ  中央開口
９５  光ポンピング・セル・サブアセンブリ
９６  支柱
９７ａ  下側構成要素
９７ｂ  下側構成要素
９７ｗ  下側構成要素
９９  カップ状部材、支持ホルダー
１２６  炉アセンブリ
１３０  偏極装置セル
１９１  保持用部材
１９３  受け容れ部
１９３ａ  受け容れ部の一部
１９３ｂ  受け容れ部の一部
１９３ｃ  受け容れ部の一部
２０１  炉加熱及び／または冷却ダクト
２０２  炉加熱及び／または冷却ダクト
２１０  ダクト
２２０  隔絶用部材、断熱ハウジング
２２０１  かみ合わせ式構成要素
２２０２  かみ合わせ式構成要素
２２０ｃｈ  チャンネル
２２０ｗ  係合用補助壁部材
２２１  ハウジング
２６１  スロット
２９１  下側ハウジング部材
２９１ｓ  スペーサ
２９３ｒ  ＲＦコイル凹部
３００  気体転送機構
３００Ｔ  気体転送機構
３０５  データ処理システム
３１０  ニップル
３１０  プロセッサ
３１０ｂ  ねじ切り部分
３１０ｈ  ヘッド
３１４  メモリ
３２０  ＮＭＲ偏極計測システム
３２０  ゴム弾性ストラップ
３４０ｃ  平面状領域
３４０ｐ  突起部
３４８  アドレス／データバス
３５０  群分配選択及び再偏極判定モジュール
３５２  オペレーティングシステム
３５４  アプリケーション・プログラム
３５６  データ
３５８  入力／出力デバイス・ドライバ
３６２  画像データ
３８５ｓ  係合用スロット
３８５ｔ  タブ
３８６ｓ  ハウジング
４００  気体配送バルブ
４１０ｂ  主本体
４１０ｃ  圧力チェンバ
４１０ｓ  プラットフォーム
４１１  バルブ、封止
４５０  圧縮性の部材
４５０ｂ  嚢状物
４５０ｐ  プリーツ
４６０  膜
４７４ｐ  標的気体ポート
４７５  フロー経路
４７５ｐ  流体ポート
５００  ハウジング
５１０  パージ気体供給源
５１２  真空ポンプ
５７０  ディスプレイ／ユーザインタフェース
６００  駆動システム
６０１  主ブラケット本体
６０２  ホイール
６０２ｃ  駆動リンク
６０３  ホイール
６０３ｃ  駆動リンク
６０５  フレーム
６０６  駆動ホイール
６０８  駆動ホイール
６０９ｃ  駆動リンク
７１１  内側フロー・チャンネル
７１５  保護用外側シェル、壁
７５０  バルブ
７５１  破断エッジ尖端
【図１Ａ】
0004589299.tif 000002
【図１Ｂ】
0004589299.tif 000003
【図１Ｃ】
0004589299.tif 000004
【図１Ｄ】
0004589299.tif 000005
【図１Ｅ】
0004589299.tif 000006
【図１Ｆ】
0004589299.tif 000007
【図２Ａ】
0004589299.tif 000008
【図２Ｂ】
0004589299.tif 000009
【図２Ｃ】
0004589299.tif 000010
【図２Ｄ】
0004589299.tif 000011
【図２Ｅ】
0004589299.tif 000012
【図３Ａ】
0004589299.tif 000013
【図３Ｂ】
0004589299.tif 000014
【図３Ｃ】
0004589299.tif 000015
【図３Ｄ】
0004589299.tif 000016
【図３Ｅ】
0004589299.tif 000017
【図３Ｆ】
0004589299.tif 000018
【図３Ｇ】
0004589299.tif 000019
【図３Ｈ】
0004589299.tif 000020
【図４Ａ】
0004589299.tif 000021
【図４Ｂ】
0004589299.tif 000022
【図４Ｃ】
0004589299.tif 000023
【図５】
0004589299.tif 000024
【図６Ａ】
0004589299.tif 000025
【図６Ｂ】
0004589299.tif 000026
【図６Ｃ】
0004589299.tif 000027
【図６Ｄ】
0004589299.tif 000028
【図６Ｅ】
0004589299.tif 000029
【図６Ｆ】
0004589299.tif 000030
【図７Ａ】
0004589299.tif 000031
【図７Ｂ】
0004589299.tif 000032
【図７Ｃ】
0004589299.tif 000033
【図８Ａ】
0004589299.tif 000034
【図８Ｂ】
0004589299.tif 000035
【図９Ａ】
0004589299.tif 000036
【図９Ｂ】
0004589299.tif 000037
【図１０Ａ】
0004589299.tif 000038
【図１０Ｂ】
0004589299.tif 000039
【図１０Ｃ】
0004589299.tif 000040
【図１１Ａ】
0004589299.tif 000041
【図１１Ｂ】
0004589299.tif 000042
【図１１Ｃ】
0004589299.tif 000043
【図１１Ｄ】
0004589299.tif 000044
【図１１Ｅ】
0004589299.tif 000045
【図１１Ｆ】
0004589299.tif 000046
【図１１Ｇ】
0004589299.tif 000047
【図１１Ｈ】
0004589299.tif 000048
【図１１Ｉ】
0004589299.tif 000049
【図１２】
0004589299.tif 000050
【図１３Ａ】
0004589299.tif 000051
【図１３Ｂ】
0004589299.tif 000052
【図１３Ｃ】
0004589299.tif 000053
【図１３Ｄ】
0004589299.tif 000054
【図１４Ａ】
0004589299.tif 000055
【図１４Ｂ】
0004589299.tif 000056
【図１４Ｃ】
0004589299.tif 000057
【図１５Ａ】
0004589299.tif 000058
【図１５Ｂ】
0004589299.tif 000059
【図１５Ｃ】
0004589299.tif 000060
【図１５Ｄ】
0004589299.tif 000061
【図１５Ｅ】
0004589299.tif 000062
【図１６Ａ】
0004589299.tif 000063
【図１６Ｂ】
0004589299.tif 000064
【図１６Ｃ】
0004589299.tif 000065
【図１６Ｄ】
0004589299.tif 000066
【図１７Ａ】
0004589299.tif 000067
【図１７Ｂ】
0004589299.tif 000068
【図１７Ｃ】
0004589299.tif 000069
【図１７Ｄ】
0004589299.tif 000070
【図１７Ｅ】
0004589299.tif 000071
【図１７Ｆ】
0004589299.tif 000072
【図１８Ａ】
0004589299.tif 000073
【図１８Ｂ】
0004589299.tif 000074
【図１８Ｃ】
0004589299.tif 000075
【図１８Ｄ】
0004589299.tif 000076
【図１９Ａ】
0004589299.tif 000077
【図１９Ｂ】
0004589299.tif 000078
【図２０Ａ】
0004589299.tif 000079
【図２０Ｂ】
0004589299.tif 000080
【図２０Ｃ】
0004589299.tif 000081
【図２０Ｄ】
0004589299.tif 000082
【図２１】
0004589299.tif 000083
【図２２Ａ】
0004589299.tif 000084
【図２２Ｂ】
0004589299.tif 000085
【図２２Ｃ】
0004589299.tif 000086
【図２２Ｄ】
0004589299.tif 000087
【図２３】
0004589299.tif 000088
【図２４】
0004589299.tif 000089
【図２５】
0004589299.tif 000090
【図２６】
0004589299.tif 000091