(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｚ軸の方向に均一な静磁場Ｂ0を生成する磁石装置（１）と、測定容積からのＮＭＲ信号を受信するための１つ以上の超伝導素子を有するラジオ周波数（ＲＦ）共振器（２）とを含む核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光器であって、
該ＲＦ共振器（２）の超伝導素子に作用する、該均一磁場Ｂ0に対して横方向の磁場成分ＢTを一定に保つ安定化デバイスが設けられ、
該横方向磁場成分ＢTを測定する検出デバイス（２０）が設けられ、
該安定化デバイスはアクティブ補償デバイスを含み、測定された横方向磁場成分ＢTがフィードバック／制御手段（２９）を通してそれに供給され、
該アクティブ補償デバイスが該ＲＦ共振器（２）の超伝導素子の領域において該横方向磁場成分を一定に保つことを特徴とする核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光器。
【請求項２】
該安定化デバイスが、該ＲＦ共振器（２）の超伝導素子を、互いに平行でも、該均一磁場Ｂ0と平行でもない１つ又は２つの軸のまわりで回転させる手段（２２）を含むことを特徴とする請求項１記載のＮＭＲ分光器。
【請求項３】
該横方向磁場成分ＢTを測定する該検出デバイス（２０）が１つ以上のホール・プローブを備え、少なくとも１つの該ホール・プローブは超伝導ループと、測定される横方向磁場成分に対する該ホール・プローブの感度を該ループが高めるように結合されることを特徴とする請求項１又は２記載のＮＭＲ分光器。
【請求項４】
該横方向磁場成分ＢTを測定する該検出デバイス（２０）が１つ以上の導電ピックアップ・ループ（２４）を含み、該ピックアップ・ループ（２４）が周期的に傾けられてその誘導電圧が評価されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＮＭＲ分光器。
【請求項５】
該検出デバイス（２０）が該ピックアップ・ループ（単数又は複数）（２４）の誘導電圧の位相感度検出のための手段を含み、該ピックアップ・ループ（２４）の誘導電圧の位相感度評価が傾き運動の基本周波数で行われることを特徴とする請求項４記載のＮＭＲ分光器。
【請求項６】
反対に周期的に傾けられる２つ以上のピックアップ・ループ（２４）がＢT信号成分が加え合わされるように切り替えされ、該反対に傾けられるコイルは、該均一磁場Ｂ0から生ずる信号成分が最高の精度で打ち消し合うように寸法設計され、傾きの振幅が操作され、切り替えされることを特徴とする請求項４又は５記載のＮＭＲ分光器。
【請求項７】
該横方向磁場成分ＢTを測定する該検出デバイス（２０）が核の共鳴周波数の決定によって測定容積内の磁場の絶対値を決定するＮＭＲ送信／受信システムを含み、横方向磁場成分の変化ｄＢTが隣接する超伝導構造によって長手方向磁場の変化ｄＢ0に変換されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＮＭＲ分光器。
【請求項８】
該検出デバイス（２０”）が磁石軸上に配置され、又はｚ軸のまわりに配置されるいくつかの部分検出器で構成され、ｚ軸における該横方向磁場成分ＢTを効果的に測定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＮＭＲ分光器。
【請求項９】
該補償デバイスが該ＲＦ共振器（２）の超伝導素子を傾けるための１つ以上の圧電アクチュエータ（２２）を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＮＭＲ分光器。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＮＭＲ分光器を操作する方法であって、シム系（１０）によって生ずる既知の影響を考慮に入れて擾乱が評価され、該シム系（１０）の設定の変化によって生ずる付加的な磁場が補正で考慮に入れられることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＮＭＲ分光器を操作する方法であって、勾配システム（１８）によって生ずる既知の影響を考慮に入れて擾乱が評価され、勾配切り替えによって生ずる付加的な磁場が補正で考慮に入れられ、且つ／又は勾配切り替えされている間は全く補正が行われないことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＮＭＲ分光器を操作する方法であって、該補償デバイスが該ＲＦ共振器（２）の超伝導素子の冷却前又は冷却中に既に起動され、転移温度ＴCより低く冷却中は起動されたままにとどまることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光器に関し、詳しくは、ｚ軸方向に均一な静磁場Ｂ0を生成する磁石装置と、測定容積からのＮＭＲ信号を受信する一つ以上の超伝導素子を含むラジオ周波数（ＲＦ）共振器とを有する核磁気共鳴分光器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置は従来技術１（例えば、特許文献１参照）によって公知である。
【０００３】
ＮＭＲは化合物の構造を分析するためのきわめて明快且つ精密な方法である。しかし、その感度はあまり高くない。このため、ＮＭＲにおいては、最高の検出感度を有する共振器、すなわち、最大のＳ／Ｎ比を有する共振器を備えることが最も重要になる。
【０００４】
冷却された、特に超伝導性の、ＲＦ共振器を用いることによって共振器における損失が極小になり、感度をかなり高めることができる。現在最も適した超伝導体は高温超伝導（ＨＴＳ）物質である。これらの物質は転移温度が高く、他の超伝導体に比べて静磁場にずっと影響されにくい。
【０００５】
測定しようとする物質は、通常液体であり、普通室温にある測定チューブに収められ、中間チューブ及び真空チャンバによって約２０Ｋという温度にある低温のＮＭＲ共振器から隔てられている。
【０００６】
冷却された超伝導ＲＦコイルを用いる装置は、例えば上述の従来技術１や従来技術７（例えば、特許文献７参照）に記載されている。図２は、シム・コイル系を有するＮＭＲ磁石と冷却された超伝導ＲＦコイル（共振器）を有する低温プローブ・ヘッドの概略断面図を示している。このタイプのＲＦコイル装置が図３（ａ），図３（ｂ）に概略図で示されている。図３（ａ）は透視図であり、図３（ｂ）はｘｚ平面の断面図である。
【０００７】
超伝導体をＮＭＲ受信システム（ＲＦ受信コイル）で用いる場合の大きな問題はその靜的な磁化にある。制御されない場合、磁化はサンプル内部に線幅が許容できないほど拡げる大きさの擾乱磁場を生ずる可能性がある。この望ましくない磁化を最小にする従来技術２（例えば、特許文献２参照）や従来技術３（例えば、特許文献３参照）、又は少なくとも最小にしようとする従来技術４（例えば、特許文献４参照）等が公開されている。
【０００８】
しかし、記載されている方法は以下で述べるような重大な欠点を含んでいる。特に、擾乱を生じないコイルにおいても、後で印加される望ましくない横方向磁場のために再び大きな擾乱磁場が生ずるという問題がある。
【０００９】
したがって、本発明の根底にある目的は、従来技術１のＲＦコイルにおける擾乱磁場の発生を防止することである。従来技術２及び従来技術３による方法をこれらのコイルで用いれば、それらの磁化を実質的になくすことができるが、その後の動作において大きな問題が生ずる。その後の動作で磁石に対して望ましくない機械的な傾きが生じ、これらのコイルが再び磁化する可能性があるからである。本発明はまた、いったん消磁されたコイルがその後の動作の間ずっと消磁された状態にとどまることを可能にする。
【００１０】
従来技術１のコイル・タイプの他に、従来技術５（例えば、特許文献５参照）や従来技術６（例えば、特許文献６参照）に開示される別のタイプの超伝導ＲＦコイルであって、可能な擾乱的な横方向磁場に対して既にきわめて影響されにくくなっているものが公知である。
【００１１】
本発明のデバイスの有利な効果は、これら従来技術５，６に開示される別のコイル・タイプとも両立するものであり、実はそれに対して累積的である、すなわち、本発明は、それらのコイル・タイプに残される非常に小さな擾乱をさらに相当な因子だけ減少させる。
【００１２】
これらのコイルのある種の形態は、その応用範囲が拡大される。本発明との組み合わせの結果、きわめて擾乱が少ない、長期的に安定な、擾乱の小ささと安定性に関して従来の基準をはるかに超えて最高の基準に合致し、したがって新しい応用分野を開くＲＦコイル装置が得られる。
【００１３】
従来技術２，６に詳しく示されているように、第２種超伝導体の内部の閉路を流れる電流はその超伝導体の全体的な磁化を生ずる。電流はその超伝導体の過去の履歴によって決まり、外部条件が変化しない限り、超伝導体の抵抗はゼロであるから本質的に限りない長さの時間にわたって残る。
【００１４】
従来用いられている薄層コイル（例えば、従来技術１、又は図３（ａ），図３（ｂ）の場合、この磁化は主に基材に直角な方向で圧倒的に重要になる。関連する電流が流れる面積が最大になるからである。横方向の磁化ＭT（図６（ａ））は、長手方向の（ｚ方向）磁化よりも実質的に大きな影響を及ぼす。層はきわめて薄く、長手方向の磁化（これは電流ループと共に二重極モーメントを生ずる）に利用できる面積として非常に小さな面積しか与えないからである。
【００１５】
いずれにせよ、磁化は超伝導体の外側に付加的な磁場を生じ、それがサンプル容積内に強い望ましくない擾乱磁場を生ずる可能性がある。図６（ｂ）は、横方向磁化がＲＦコイルの外側の擾乱磁場に、特にＮＭＲサンプルの内部のＢz成分に及ぼす影響を模式的に示している。
【００１６】
したがって、直接の課題は、動作に大きな擾乱を及ぼす可能性がある横方向磁化ＭTを最小にすることである。
【００１７】
用語
以下では、磁石の静磁場Ｂ0に対して傾斜している超伝導コイルが詳しく論じられる。そのためには用語を、特に用いられる座標系を、精密に定義する必要がある。
【００１８】
“横方向磁場変化”という用語は、この変化の前に存在する静磁場Ｂ0の方向に対して直角な方向の超伝導コイルの座標系における余分な磁場成分ｄＢTを意味する。これはまた、超伝導コイルの座標系で一次的に、超伝導コイルに対する静磁場の回転に対応し、それは静磁場に対するコイルの回転と同等である。
【００１９】
ここで主に考察される平坦な又はシート状の、実質的に磁場と平行に向いている超伝導構造の場合、これは超伝導体の表面に直角の方向に超伝導体の磁化を生ずる。我々はこれを“横方向磁化”と呼ぶ。この磁化ＭTは一次的には静磁場Ｂ0に直角に向いている。
【００２０】
静磁場の不均一性によるスペクトルの擾乱を最小にするための従来のアプローチは次のような戦略を用いていた。
【００２１】
１．可能な最大磁化の大きさを小さくする（コイルを十分に狭い帯に細分することによる従来技術１，５）。
【００２２】
２．磁場内の超伝導体をゆっくり冷却することによって可能な残留磁化の発生を抑制するように努める従来技術４。
【００２３】
３．一連の減少する横方向磁場による超伝導コイルの“消磁”のための後処理の従来技術２，３（それによって狭い間隔で向きが反対になる電流領域から成り、個々の磁場寄与分の合計が良い近似で打ち消し合う電流構造を誘発する）。
【００２４】
４．磁場の擾乱は許すがＲＦアクティブ磁場を非常にわずかな擾乱しかない磁場に常伝導素子によって制限するようにコイルの超伝導構造を設計する従来技術５。
【００２５】
５．磁場の擾乱は許すが、ＲＦ中断部を含んで超伝導物質の分布が巨視的に均一である細長い構成のコイルによってｚ方向磁化の一様な分布を実現するように超伝導コイル構造を設計する従来技術６。これらのコイルは磁場のＢx及びＢy成分は擾乱されるが、Ｂz成分は非常にわずかなうねりを除いて擾乱されないということが示される。ＮＭＲで重要なのはＢz成分だけなので、スペクトルに人為結果はほとんど生じない。
【００２６】
【特許文献１】
米国特許第５，６１０，１４０号明細書
【特許文献２】
国際公開第９９／２４８４５号パンフレット
【特許文献３】
国際公開第９９／２４８２１号パンフレット
【特許文献４】
米国特許第５，５７２，１２７号明細書
【特許文献５】
独国特許出願公開第１９７  ３３  ５７４  Ａ１号明細書
【特許文献６】
独国特許出願第１０１  ５０  １３１．５号明細書（未公開）
【特許文献７】
米国特許第５，５８５，７２３号明細書
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方法には次のような欠点がある。
【００２８】
１．従来技術１に記載されているタイプのコイルは従来技術２，３の方法によって消磁することができる。問題は、後に動作中に起こる。図３（ａ），図３（ｂ）に示されているような従来技術１によるＨＴＳコイルの典型的な形状寸法の場合（サファイヤ基材上のＹＢＣＯ薄層のコイルで、実質的に静磁場Ｂ0と平行に向き、コイル導体の全幅は数ｍｍで、それが１０〜２０μｍの幅で互いの間隔が数μｍの小さな帯に分割され、層の厚さは約３００ｎｍ、調べられるＮＭＲサンプルからコイルまでの側方間隔は数ｍｍ、普通は１〜５ｍｍである）、１Ｇの大きさの横方向磁場の変化ｄＢTが超伝導層に作用するだけでもそれまで磁化していなかった（又は前に消磁された）コイルに横方向磁化を生ずるに十分であり（図６（ａ））、それはさらに、サンプル内の陽子共鳴周波数に顕著な変化を生ずる。
【００２９】
超伝導体の横方向磁化に伴う磁力線の空間的拡がりと曲がりは隣接するサンプルにおいてＮＭＲに関わりがあるＢz成分に影響を及ぼす（図６（ｂ））。これはＮＭＲスペクトルに擾乱となる線の拡がりと歪みを生ずる。サンプルにおけるＢz成分に１ｍＧ未満というきわめて小さな擾乱があってもスペクトルに大きな人為結果を生ずるに十分である。Ｂz成分における０．０００２３４Ｇの変化が陽子の周波数変化１Ｈｚに対応する。
【００３０】
典型的な形状寸法の場合、コイルの領域における１Ｇあたりの横方向磁場の変化ｄＢTが０．０３〜６Ｈｚの擾乱が生ずるが、擾乱の係数及び正確な形は正確な幾何的関係に依存する。横方向成分の変化ｄＢT＝１Ｇは、Ｂ0が１０Ｔの磁石の場合、磁石に対するコイルの傾きで０．０００５７度に対応する。これは１０μｍ／ｍ（１ｍで１０μｍ）というきわめて小さな傾きに対応する（０．１度の傾きでは−＞５〜１０００Ｇ）。
【００３１】
２．上記の大きさの横方向磁場でもすでにスペクトルにマイナスの影響があるが、一般にその影響はまだ可逆的である、すなわち、横方向磁場が消滅すれば擾乱も消滅する。横方向磁場が２０Ｇ以上になると、超伝導体の磁化は不可逆的に変化する、すなわち、物質の臨界電流密度を超える遮蔽電流が生じ、超伝導体の中で（縁からスタートして）その領域が拡がり続ける。このため、増大するヒステリシス（履歴）挙動が生じ、その結果、傾いた後、測定容積内の静磁場が不可逆的に不均一になる。
【００３２】
上記の典型的な形状寸法の場合、サンプル内に０．６〜１２０Ｈｚのオーダーの磁場擾乱を生じ、高分解能用途では全く役に立たないスペクトルになってしまう。２０Ｇという横方向磁場は、Ｂ0が１０Ｔの場合、０．０１１度の傾きに対応する（２００μｍ／ｍ、又は２μｍ／ｃｍの傾きに対応する）。
【００３３】
３．可逆限界を超える磁場は最終的には約５００Ｇという横方向磁場で（１０Ｔでは約０．２８度又は５ｍｍ／ｍに対応する）各個別超伝導素子において臨界電流密度に達し、したがって従来技術２に記載されているような超伝導コイル要素の完全な磁化に至る。これはサンプルの周波数擾乱では３〜１０００Ｈｚのオーダーになる。
【００３４】
４．この傾きは超伝導コイルに対する磁石の磁場の傾きであるということに注意しなければならない。図４は、磁力線がＲＦコイルの超伝導層に平行な磁石システムを示している。
【００３５】
上記の傾きはプローブ・ヘッド内部でのコイルの動きによって発生させることもでき（図５（ａ））、プローブ・ヘッド又はジュワーに対する磁石の動きによっても発生させることができる（図５（ｂ））。
【００３６】
上記の傾きの角度の大きさは、「１．」では、擾乱の係数及び正確な形が正確な幾何的関係となるとき１０μｍ／ｍとなることを示し、「２．」では約２００μｍ／ｍで不可逆性にまで達することを示している。ジュワー内での低温磁石の柔らかい（特に側方の）サスペンションを考えると、普通の状況では上記の条件を維持できないことがすぐに分かる。
【００３７】
したがって、その後の従来技術２，４の方法はうまくゆくとしても、従来技術１に記載されているシステムは実際には満足できる形で機能しない、特に長い時間にわたっては機能しない（振動吸収材上の磁石の動き、低温生成液体の蒸発に伴う重量減少等を考えてみるだけでよい）。
【００３８】
５．従来技術５，６のコイルはこれら横方向の変化によってほとんど影響されず、したがって、実際に形状寸法の自由度と設計の効率がかなり制限され、どちらの場合もＲＦ性能をある程度低下させるというコストと引き替えに最初の実用的な長期的に安定なＮＭＲシステムを生み出すことができる。
【００３９】
６．従来技術６のコイルが横方向の磁場にさらされると、個々の幾何的設計にもよるがコイルはＢz磁場に小さなうねり（waviness）を生じ、それは形状寸法によっては非常に小さいが擾乱的な影響を及ぼす可能性がある。このコイルのいくつかの実施の形態従来技術６は、ある最大横方向磁場（可逆限界より小さい、上記「２．」参照）までしか機能できない。補償の効果はそこで失われ、コイルの特性はかなり低下して、Ｂ0磁場に平行な臨界電流と直角の臨界電流の比及び素子の形状寸法によるが、従来技術１のコイルに比べて小さな利点しかなくなる。
【００４０】
したがって、このサブクラスのコイルの場合、（Ｔｃより低い温度に冷却された後）過度に高い横方向磁場に決してさらされないことが非常に重要になる。このような理由により、従来技術６に開示するサブクラスコイルの場合、横方向磁場がある限界内にとどまることが有利であり、それは必ずしも過度に狭くなくてもよい。
【００４１】
従来技術６のタイプ全てのコイルに残るうねりも横方向磁化に比例する。これも横方向磁場によって制御することができる。磁場が小さくとどまる限りこの横方向磁化も小さくなり、残留する擾乱もさらに小さくなる。
【００４２】
従来技術１，３はすべて、超伝導コイルを冷却すると磁場に対して傾きが生じるという仮定に基づいている。このため、生ずる横方向磁化を除去する方法が開発されたが、その後の問題は議論されなかった。
【００４３】
従来技術６は傾きに関連した問題を認識して、そのような傾きにあまり影響されない新しいコイル構造を提案した。
【００４４】
この傾きの絶対サイズはきわめて小さいものであり、与えられた不可避の条件と見なされた。
【００４５】
本発明はそれと対極的な観点に立ち、横方向磁場成分の変化を最初から防止するデバイスを提供することによって上記の問題をすべて回避する。
【００４６】
したがって、超伝導素子含むＲＦコイルを有する上記の種類のＮＭＲ分光器において擾乱となる横方向磁化の初期発生を防止する核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光器、及びその操作方法を提供することが本発明の根底にある目的である。
【００４７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、本発明に従って、ＲＦ共振器の超伝導素子に作用する、均一磁場Ｂ0に対して横方向である磁場成分ＢTを一定に保つ安定化デバイスを提供することによって、驚くほど簡単かつ効果的な方法で達成される。
【００４８】
本発明の装置は、従来の技術による第２種超伝導体から成るほぼ全てのコイルを、それによって静磁場に生ずる擾乱をきわめて小さく抑えながら使用することを可能にする。
【００４９】
本発明の驚くべき効果は実質的に以下の点に基づいている。
【００５０】
傾きはきわめて小さく、それをどのように制御できるか最初は明らかではない。その大きさは、上記のように、約１０〜１００μｍ／ｍ又は約１００ｎｍ〜１μｍ／ｃｍという領域にある。細かい条件によるが、超伝導コイルの角度の方向づけはこの範囲になければならない。上記の値は、磁場が１０Ｔの磁石に基づいている。磁場がもっと大きい場合、角度の要求条件はもっと厳しくなる。
【００５１】
上記の精度を有する位置はまた長期にわたって絶対的に安定していなければならない。全ての機械的成分は“漸動”する傾向があり、電子部品は不安定であり、ドリフトがあるということを考えると、これは望みがなさそうに思われるだろう。さらに、横方向磁場を測定するデバイスが磁場の均一性を乱さないようにしなければならない。
【００５２】
超伝導コイルに作用する横方向磁場を実際に制御することが従来試みられなかった理由は上記によって明らかである。
【００５３】
さらに、システマティックな一貫性のある制御が必要であるということを最初に認識しておかなければならない。何故なら、超伝導コイルの角度の方向づけの問題は、単にプローブ・ヘッド内部のＲＦコイルの角度の方向づけと安定性に関わるだけでなく、上記の限界内に維持することができない磁石に対するＲＦコイル全体の角度の方向づけと安定性に関わるからである。したがって、横方向磁場変化の問題をプローブ・ヘッドと超伝導コイルという全くの剛構造だけによって解決しようという試みは必ず失敗に終わる。この点の認識は非常に重要である。
【００５４】
これに関連して、さらに次の２つの点が注意される。
【００５５】
ａ）常伝導金属から作られたＲＦコイルを有し、他に全く余分な超伝導素子を有しないプローブ・ヘッドの場合、全ての素子によって生ずる磁化は実質的にＢ0磁場と平行である。その場合この磁化は大きさと方向に関して磁場に比例する。本質的に小さな擾乱しか生じない材料及び／又は磁気的に補償される物質から成る材料（高分解能用途では体積透磁率が約１０-7ＭＫＳ）しか使用されないので、磁化の大きさはきわめて小さい。磁場に対する傾きが変化しても、小さな擾乱は小さな擾乱にとどまる。磁気的に補償される装置の場合、ｚ方向に連続した同一の透磁率の物質（例えば、サンプル・チューブとサンプル自身）に基づいているが、傾きによって生ずる擾乱は傾き角の二乗に依存し、したがって、小さな傾き角では無視できる。もしもこの特徴がなかったら、プローブ・ヘッドに対する磁石のサスペンションは比較的柔らかいので実用的に動作するＮＭＲ装置を製造することは不可能であろう。
【００５６】
ｂ）しかし、超伝導素子は磁場変化に対してきわめて感度がよい。超伝導体に対する磁石の傾きから生ずる横方向磁場変化は、一次的に、傾き角に依存する。この横方向磁場変化は超伝導体の横方向磁化を生ずるが、この磁化は差動的な反磁性のためにきわめて強い （完全反磁石：体積透磁率約−１ＭＫＳ、すなわち、約１０0ＭＫＳのオーダー、これは磁気的に補償される物質の場合より７けたも強い）。幸いなことに、差動透磁率から生ずる磁化は磁場の変化に比例する。超伝導体がクールダウンするときには無視できるほど小さな擾乱しか生じないが、磁場のその後の変化に応答してサンプル容積内にＢｚのかなりの変化が生じ、ＮＭＲスペクトルに擾乱が生ずる可能性がある。これは、一次的に、傾き角に依存し一般に非常に強い。
【００５７】
長手方向の磁化も同じように扱うことができる。Ｂ0の変化も超伝導体の長手方向の磁化にかなりの変化を生ずる。しかし、次の２つの理由によりこれは実際にはあまり影響がない。
【００５８】
i）１０Ｔの場合、Ｂ0の１Ｇの変化は１０ｐｐｍという変化に対応し、陽子ではそれはスペクトルの幅全体になる。最新の分光器ではロック・システムが設けられており、磁場は約１０-10まで一定に保たれ、それは１０-5Ｇに対応する。したがって、長手方向の磁場は、擾乱になるとして言及されたほど変化しない。
【００５９】
ii）起こりうるもっと大きな磁場変化でも、例えばパルス磁場勾配が印加されたときでも、臨界電流は、非常に薄い層及び誘導電流が囲む面積の小ささと協働して、ｚ方向の磁化の最大の大きさを低く抑える。
【００６０】
したがって、横方向磁場を約１Ｇの精度で正確に一定に保つことが技術的に可能であれば、超伝導ＲＦコイルの磁化によって生ずる静磁場の追加の擾乱は本質的に除くことができる。
【００６１】
しかし、磁場（すなわち、横方向成分ＢT）を安定化するという問題は解決できる。以下で示すようにパッシブ・デバイス及びアクティブ・デバイスが原理的にそれに適する。
【００６２】
本発明のＮＭＲ分光器の好ましい実施の形態では、安定化デバイスは常伝導体から成る、好ましくは冷却された横方向磁場シールドであって、オプションとして付加的な超伝導素子を含み、且つＲＦ共振器の周囲を囲むものを有し、それと剛体的に相対的な傾きを制御するように、好ましくは傾きを防止して、ＲＦ共振器に作用する横方向磁場成分ＢTを少なくとも減衰させるように、結合される。
【００６３】
高周波擾乱はこれによって非常に簡単にフィルターされて除去される。振動で生じ、磁場の変調とスペクトルの乱れを生ずる擾乱をフィルターして除去できるので、これは非常に有効に全く他の手段なしに適用できる。以下で述べる補償法は遅すぎるので、これは高周波擾乱に対処する唯一の合理的な方法かもしれない。この実施の形態はまた、高い周波数領域（例えば、１０〜１００Ｈｚという領域）のアクティブ補償法を補って、０Ｈｚから無限までの全範囲にわたって全体的な広域安定化を実現するために理想的である。さらに、このシールドには全く不利益がなく、シム機能に関しても、応答が少し遅れるだけなので全てのシム機能は維持される。
【００６４】
本発明の別の有利な実施の形態では、安定化デバイスは超伝導体の横方向磁場シールドを有し、これは平らなシート状の、又は離散的なワイヤ状又は層状の導体によってＲＦ共振器の周囲を囲み、相対的な傾きを制御するように、特にＲＦ共振器に作用する横方向磁場成分ＢTを一定に保つように傾きなしにそれと剛体的に結合される。
【００６５】
このタイプのシールドには永続的な電流が流れる。したがって、これは原理的にはゼロまでの低周波のシールドに適している。理想的な場合、このシールドを実施することによって、他の計測方式は、アクティブな計測方式も含めて不要になる。しかし、シム機能とＢ0制御（ロック）に関して問題が起こる可能性がある。このような装置は冷却のために多少複雑になるが、完全な制御の自由度のためには超伝導コイルと独立でなければならない。転移温度より低く冷却した後、シムの値が十分な精度で維持できるかどうか、疑問がある。さらに、この実施の形態ではその後のシム調整は、実際に必要ではないかもしれないが、通常不可能である。
【００６６】
上記の実施の形態の特に有利な別の発展例は、横方向磁場シールドが、均一な静磁場のｚ成分が妨げられることなく通過できるスリットによってｚ方向に一つ以上の箇所で中断されていることを特徴とする。この実施の形態では磁場ロックを好適に使用できるが、シム調整は別に手段を講じなければ（例えば、シム調整時のＴｃ以上のに加熱、又はインナーシム系）不可能である。
【００６７】
本発明のＮＭＲ分光器の特に好ましい別の実施の形態は、横方向磁場成分ＢTを測定する検出デバイスが設けられ、安定化デバイスはアクティブ補償デバイスを有し、測定された横方向磁場成分ＢTがフィードバック又は制御手段によってそれに供給され、アクティブ補償デバイスがＲＦ共振器の超伝導素子の領域における横方向磁場成分を一定に保つということを特徴とする。これは適当な努力によって実現できる非常に効果的且つ弾力的な方法であるが、きわめて安定な検出器を必要とし、かつ周波数応答に上限がある。
【００６８】
本発明のＮＭＲ分光器のある実施の形態も好ましいものである。この実施の形態では、安定化デバイスは、ＲＦ共振器の超伝導素子を均一な磁場Ｂ0と平行でないある軸のまわりで回転させる手段を含む。
【００６９】
超伝導素子の回転は、その座標系で所望の横方向磁場を生成するために非常に効果的な方法で利用できる。磁場コイルに比べて、非常に高いＢT成分を有利に容易に得ることができ、コイルで必要な（多分非常に高い）動作電流による散逸は全くない。この横方向磁場はまたきわめて均一であり、それは磁場コイルでは容易に実現できない。最初に傾きによって生じた擾乱に対して、傾けることは全く正しい物理的な対応である。ある平面内に配置された、又はある平面と平行に配置された薄い層状のコイルの場合、この平面に直角でなく、Ｂ0と平行でない１つの軸で十分である。
【００７０】
別に、他の実施の形態では、安定化デバイスはＲＦ共振器の超伝導素子を相互に平行でなく、均一磁場Ｂ0とも平行でない２つの軸のまわりに回転させる手段を含む。単一の平面に向いていない超伝導（ＳＣ）コイルの場合、ＢTの両方の成分を制御しなければならない。それは本発明のこの実施の形態では容易である。しかし、その配置は複雑になる。
【００７１】
本発明のＮＭＲ分光器の、別の有利な実施の形態では、安定化デバイスは、ＲＦ共振器の超伝導素子の領域に横方向磁場を生ずる一つ以上の磁場コイルを含む。可動部分を含まない高速アクチュエータを使用することができる。しかし、コイルの設計で磁場の均一性を考慮しなければならない。
【００７２】
別の発展例では、検出デバイスが横方向磁場成分ＢTを測定する一つ以上のホール・プローブを有する。この方法は非常に簡単で金もかからないが、長期安定性、ドリフト、及び擾乱的な温度係数に関して問題が起こる可能性がある。さらに、この装置では電流源が必要になり、それが磁場擾乱を生ずる可能性もある。
【００７３】
ホール・プローブの少なくとも一つは、測定しようとする横方向磁場成分に対するプローブ感度を高めるような形で超伝導ループと結合されることが好ましい。これにより、複雑さを増す代償としての装置の安定性をも高める。変圧器ループがＮＭＲサンプルの領域におけるＢ0磁場を乱してはならない。ゼロ点設定のための加熱手段も必要になるかもしれない。ループが何らかの理由によって“クエンチ”した場合、ゼロ点基準が失われる。
【００７４】
別のある発展例では、横方向磁場成分ＢTを測定する検出デバイスは、一つ以上の超伝導ループによって横方向磁場と結合した一つ以上のＳＱＵＩＤセンサを含む。ＳＱＵＩＤセンサは、≪１Ｇという磁場を検出できるので、この装置はきわめて感度が高い。
【００７５】
別の特に好ましいある発展例では、検出デバイスは横方向磁界成分ＢTを測定するための一つ以上の導電ピックアップ・ループから成り、それが周期的に傾けられて誘導される電流が評価される。この装置は十分に感度が高く、全く“異種の”技術を利用せず、正しく操作すれば絶対ゼロ位置（コイル面が正確にＢ0と直角）は常に保証される。大きな信号挙動は取り扱いが明快である。原理的に、ゼロ基準は失われない。増幅器が高度に抵抗性であれば（ＦＥＴ）、電圧は誘導されるが電流は流れないので、Ｂ0磁場は乱されない。さらに、この装置は温度に依存しない。したがって、このような検出器はこの用途に理想的であるように思われる。
【００７６】
この発展例は、ピックアップ・ループを平均として、また動作位置で、その面が実質的に均一磁場と直角になるような角度の方向づけをすることによってさらに改良される。その場合、動作位置での出力電圧は正確にゼロである。これは、システムが常にゼロに調節されるので、増幅器エレクトロニクスにおける利得の不安定さが全くマイナスの影響を及ぼさないという利点がある。最適な効果を得るためには、このシステムの機構が精密に調整されなければならない。
【００７７】
別の改良例では、検出デバイスはピックアップ・ループに誘導される電圧の位相感度検波のための手段を有する。これによって好適な信号分析が可能になり、有用な信号がゼロ以外の周波数に変調されているため増幅器エレクトロニクスの静的なゼロ点ドリフトが重要でなくなるという利点がある。
【００７８】
基本周波数ｆにおけるＢT成分についての所望の情報を得て、それを静磁場Ｂ0から発生する望まれない２ｆ成分と区別するために、ピックアップ・ループに誘導される電圧の位相感度分析は傾きの運動の基本周波数で行われなければならない。
【００７９】
逆の周期で傾けられる２つ以上のピックアップ・コイルがＢT信号成分が加え合わされるように切り替えされると、ｆにおける有用な信号の増大と同時に２ｆにおける擾乱的な信号の減少が生ずる。
【００８０】
この別の発展例は、逆の周期で傾けられるコイルを、均一磁場Ｂ0によって生ずる信号成分ができるだけ高い精度で打ち消し合うように寸法設計し、傾ける振幅で作動させて切り替えするとさらに大きく改良できる。これはｆにおける有用な信号を増加させると同時に２ｆにおける擾乱信号を除去する。これによってもっと大きな傾き振幅を用いることが可能になり、したがって有用な信号が大きくなって感度と安定性が改善される。
【００８１】
２つの必要なＢT成分を検出する基本的な実施の形態では、横方向磁場成分ＢTに関連した各自由度が１つのピックアップ・コイル、１つのコイル対、又はいくつかのピックアップ・コイルを含む１つのコイル系を有する。
【００８２】
あるいはまた、横方向磁場成分ＢTに関連する２つの自由度がただ１つのピックアップ・コイル、１つのコイル対、又は周期的に２つの平行でない軸に対して傾けられる１つのコイル系を有する。これによって１つのコイルが不要になる。
【００８３】
これは、傾き運動を一時的に、好ましくは９０°、位相シフトさせ、誘導される電圧の分析を２つの位相同期した検出器によって、基準位相を互いに位相シフトさせ傾き運動と同期させることによって改善できる。これは多分、両方の傾き軸で同じ周波数を使用するときに２つの信号を分離する最も簡単な方法である。
【００８４】
高い精度と長期的な安定性が別の発展例で達成できる。この発展例では検出デバイスが横方向磁場成分ＢTを測定するＮＭＲ送信／受信システムを含み、それが核の共鳴周波数を決定することによって測定容積における磁場の絶対値を決定し、隣接する超伝導構造によって横方向磁場成分の変化ｄＢTを長手方向磁場変化ｄＢ0に変換する。このＳＣ（超伝導）構造は超伝導コイル自身と同じ基板上に配置される。これによってきわめて精密な測定が可能になる。
【００８５】
別の有利な発展例では、検出デバイスに作用する横方向磁場成分の変化ｄＢTはＲＦ共振器の超伝導素子に作用するものにほとんどが該当し、調節手段、好ましくはＰＩ又はＰＩＤレギュレータ、が設けられ、それが検出デバイスで測定された横方向磁場成分ＢTを連続的に、好ましくはゼロに、調節する。
【００８６】
別の有利なある発展例では、検出デバイスは補償デバイスの半径方向外側に配置され、補償デバイスは測定された横方向磁場成分に対応して、横方向磁場成分ＢTがＲＦ共振器の超伝導素子の領域で一定に保たれるように制御される。スペースが問題であるならば、検出器は超伝導コイルからさらに遠くに配置することができる。
【００８７】
検出器のためのスペースが十分にあるならば、正しい横方向磁場成分ＢTはＲＦ共振器の超伝導素子のすぐ近くに検出デバイスを配置して測定できる。
【００８８】
本発明のＮＭＲ分光器のある有利な実施の形態では、検出デバイスは均一静磁場Ｂ0を生ずる磁石装置の磁気中心のすぐ近くに、詳しくは｜ｄＢ0／ｄｚ｜＜１００Ｇ／ｍｍである領域内に、配置される。磁場が不均一である場合、ＢTの測定は検出器の正確な場所に依存する。これは、上記の実施の形態では除去される測定誤差を生ずる可能性がある。しかし、その領域に十分なスペースがなければならない。
【００８９】
別の有利な実施の形態では、検出デバイスは勾配システムの半径方向外側に配置される。これにより、検出デバイスは依然として超伝導コイルに非常に近く配置されながらも、勾配磁場の影響は減少する。グラジエント・コイルのまわりにスペースを設けなければならない。
【００９０】
有利な形としては、遮蔽された勾配システムを用いて勾配磁場の影響が無視できるようにする。
【００９１】
別の好ましい実施の形態では、検出デバイスが磁石軸上に配置されるか又はｚ軸のまわりに配置されるいくつかの部分検出器から構成され、ｚ軸上に発生する横方向磁場成分ＢTを効果的に測定できるようになっている。検出器を正確に超伝導コイルの場所に配置することはできないので、超伝導コイルの場所におけるＢTの最良の近似は個々の測定値を平均することによって決定される。
【００９２】
超伝導コイルを傾けると、小さな側方への移動が生じ、機械的な衝突や可能な傾き角の制限に導くことがある。ある有利な実施の形態では、補償デバイスの回転軸がＲＦ共振器の超伝導素子を通って延びる。
【００９３】
別の実施の形態では、補償デバイスの回転軸が検出デバイスを通って延びる。検出器は調節プロセスの際に移動されず、調節の質を損なうような余分の測定誤差は導入されない。
【００９４】
本発明のＮＭＲ分光器のきわめて好ましいある実施の形態では、補償デバイスはさらに、別の影響因子によって生ずる、特に素子の機械的漸動や熱変形によって生ずる横方向磁場の補正を行うための信号入力を有する。これによって、既知の人為結果、誤動作の補償が容易になり、微調節が可能になる。
【００９５】
補償デバイスがＲＦ共振器の超伝導素子を傾けるための１つ以上の圧電アクチュエータを有することが有利である。圧電アクチュエータは磁場の中でも機能し、磁場擾乱を生じない。作業行程は小さな傾き角に対しては十分である。静止位置では全く電力は入力されない。
【００９６】
別の好ましい実施の形態では、補償デバイスはＲＦ共振器の超伝導素子を傾けるための１つ以上の導体ループを有し、制御エレクトロニクスから発生される電流がＲＦ共振器に供給されてローレンツ力によって磁場の中で動かされる。ほとんどどんな任意の行程も実現でき、金がかからず、高電圧も、例えば圧電アクチュエータの場合のような高電圧も必要とされない。
【００９７】
本発明のＮＭＲ分光器を操作する方法も本発明の範囲内にあり、この方法ではシム系によって生ずる既知の影響を考慮に入れて擾乱を評価して横方向磁場成分の制御を最適化する。
【００９８】
本発明のＮＭＲ分光器を操作するある好適な方法では、シム系の設定の変化によって生ずる新たな磁場が補正に含められる。
【００９９】
別の好ましい変形例の方法では、擾乱が勾配システムの既知の影響を考慮に入れて評価される。勾配システムによって生ずる擾乱は、構造的な設計手段によって十分に小さくならない場合、その調節を防止することができる。
【０１００】
この変形例の方法のある改良例では、勾配切り換えで発生する付加的な磁場が補正で考慮に入れられ、且つ／又は、勾配切り替えの間は全く補正を行わない。“ブランキング（blanking）”が上記の擾乱を除去できる最も簡単な可能性である。ディジタル・インターフェースが必要であるが、校正は行われない。
【０１０１】
別の好ましい変形例の方法では、補償デバイスはＲＦ共振器の超伝導素子の冷却前又は冷却中に既に起動され、転移温度ＴCよりも低い温度に冷却されている間起動されたままである。このようにして、ＳＣ共振器に後で発生する遮蔽電流が防止されるだけでなく、その発生が最初から阻止される。共振コイル装置はこのタイプの動作に適するものであることが好ましい。超伝導コイルの転移温度ＴCより上で既に起動されて全温度範囲で必要な精度を有する検出器とアクチュエータが用いられるのでその機能は温度に依存しない。
【０１０２】
別の変形例の方法では、補償デバイスはいつでも、特にＲＦ共振器の超伝導素子の消磁の後、この時点で印加されるＢT磁場を一定に保つために、切り替えがオンにされる。いったん擾乱がない状態に（どんな方法であっても）達したら、それを“凍結する”ことができる。
【０１０３】
本発明のＮＭＲ分光器を操作する最後の特に好ましい方法では、アクティブ制御の他に、高周波横方向磁場成分は同時に横方向磁場シールドによって減衰される。パッシブな方法とアクティブな方法の組み合わせは、精度を高め、且つ／又は、制御できない又は調節を損なう擾乱をかなり減らすのに非常に有利である。
【０１０４】
調節では、ある最大値を超えるＢTの偏差を防止しなければならない。さもないとＳＣ共振器は、その臨界電流を超えたときに不可逆的に磁化し、消磁又は加熱することが必要になるからである。短時間の、不規則な逸脱、例えばショック（jolt）、に応答して臨界電流を超える可能性がある。リアルタイムの調節が十分な幅とスピードで行われない場合、これは常に起こるであろう。したがって、常伝導体のシールドは、制御されない急速なＢT磁場の変化を防ぐために非常に重要である。大きなＢT磁場の変化は実際に起こりうるが、調節／制御が追従できるような限定された変化速度でしか起こらない。
【０１０５】
その他の利点は図面及び記述から明らかになる。上述の特徴及び以下で述べる特徴は、本発明に従って、単独でも又は任意の組み合わせによっても利用できる。図示され記述される実施の形態は、全てを列挙するものではなく、本発明を説明するための例示的な性格のものと理解すべきである。
【０１０６】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を図面によってさらに詳しく説明する。
【０１０７】
本発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）の分野に関し、詳しくはサンプルからのＲＦ信号を受信する超伝導ＲＦコイルの磁化と磁気的調整に関する。
【０１０８】
図２は、従来技術によるＮＭＲ分光器の縦断面を示す概略図であり、これはｚ軸方向に均一静磁場Ｂ0を生成する主磁場磁石から成る磁石装置１、及びサンプル・チューブ３を含む測定容積からのＮＭＲ信号を受信する、１つ以上の超伝導素子から成る超伝導ＲＦコイルが収容された高周波（ＲＦ）共振器２を含む。
【０１０９】
磁石装置１は、室温の内孔６を有する低温槽５内の液体ヘリウム容器４に収容されている１つ以上の超伝導コイルを含む。熱伝導をできるだけ小さく抑えるために、容器４は低温槽５内の熱絶縁真空７の中に垂直サスペンション８と側方サスペンション９によって配置されている。この装置はまた、シム系１０と、ＲＦ共振器を収容するプローブ・ヘッド１１を含む。冷却配管１３が、熱交換器１５によってＲＦ共振器２に収容される超伝導素子から成る超伝導ＲＦコイルを冷却するために熱絶縁真空１２を通って導かれる。最後に、装置はプローブ・ヘッド１１内のサンプル・チューブ３に温度制御された空気を送る送給ライン１４を有する。
【０１１０】
あらゆる周知の超伝導ＲＦコイルによって静磁場に生ずる擾乱とそれによってスペクトルに生ずる人為結果を本質的に除去すること、又は従来技術に比べて大きく減少させ、その作動時間全体にわたって低く保つことが本発明の目的である。
【０１１１】
これは、ＲＦ共振器２の超伝導ＲＦコイルに作用する横方向磁場をきわめて精密に制御することによって実行される。これによって擾乱的な磁化の発生を最初から防止できる。さらに、本発明のデバイスは擾乱なしの長期動作を保証できる。これは横方向磁場成分のアクティブ制御、及び／又は、常伝導又は超伝導シールドを用いるパッシブシールドによって達成される。
【０１１２】
Ａ．パッシブシールド
次のようなデバイスを含む。
【０１１３】
ａ）純粋に受動的な装置でＲＦ共振器２の超伝導ＲＦコイルに最初は剛体的に結合された超伝導シールドによるプローブ・ヘッドを遮蔽するもの。第一の可能性はシールド１７を直接プローブ・ヘッド１１に設置することである。図２０はプローブ・ヘッド１１における冷却装置１６によって冷却されるシールド１７の可能な配置を示す。シールド１７内にオプションの勾配システム１８、オプションの磁場センサ２１、ならびにオプションの回転軸１９が半径方向に設けられている。
【０１１４】
これは、例えば、シム調整（shimming）の際このシールド１７を貫通できないという欠点がある。この問題を解決するために、シールド１７は、コイルに無関係にＴcより低い温度に望むまま冷却して、それによって内側の磁場を凍結することも、Ｔcより高い温度に加熱することでシム調節に対して磁気的に透過することもできるように熱的に設計されなければならない。
【０１１５】
第二の可能性は、シールド１７をシム系の外側に配置して、いつでもＴcより高い温度に加熱でき、大きなシムの変化又は磁石の再充電が必要ならばＴcより低い温度に冷却できるようにすることである。
【０１１６】
シム系の外側にシールド１７を配置することは、囲まれる磁場に対してシールド１７は実際に磁石の機能を帯びるので、装置全体の機械的剛性によるが、ＲＦ共振器２の超伝導コイルに対するシールド１７の傾きを生ずる可能性がある。このようなシールドは、寸法が小さいので磁石自身よりもずっと剛性をもって保持されうる。
【０１１７】
ｂ）別の実施の形態は、常伝導物質のシールド１７がＲＦ共振器の超伝導コイルのまわりに配置され、純粋に受動的な配置で最初はそれと剛体的に機械的に結合されるというものである。常伝導シールドは横方向磁場変化のＤＣ成分をブロックすることができないが、高周波振動及び過渡効果を減衰させることができる。特にシールドが低温に冷却される場合、これは横方向磁場に対して非常に効果的な低域フィルタとなり（例えば、Ｃｕの導電率は室温に比べて因子１００程度増大する）、例えば磁石の振動によって生ずる影響は非常に効果的にフィルターされて除かれる。勾配システム１８，磁場センサ２１，及び回転軸１９をシールド１７に対して半径方向内側に任意に設けることができる。
【０１１８】
図２１（ａ）〜図２１（ｆ）は、上記ａ）又はｂ）によるこのようなシールドの形の実施の形態を示す。図２１（ａ）〜図２１（ｃ）までは、簡単な変形例を遮蔽の効果が増加する順に示している。両端が狭まっているほど、それらの端から貫通してくる磁場変化が小さくなると言うことに注意すべきである。しかし、いずれにしても、サンプル自身及び温度制御する空気のための開口がなければならない。
【０１１９】
最後に、図２１（ｄ）〜図２１（ｆ）は、静磁場Ｂ0の変化を許しながら横方向磁場ＢTの貫通を防止又はフィルターするいろいろな溝付きシールドの変形例を示す。これは、サンプルを変えて異なる透磁率のサンプルに対して正確な共鳴周波数を制御し、ロック・システムの正常な動作を可能にするために必要になることがある。図２１では、分かり易くするために磁場変化の減衰される成分は黒い矢印で表されている。
【０１２０】
ｃ）例えば、磁場と平行に向く磁針で、ＮＭＲコイルの角度の方向づけを機械的に合わせることは、磁針の磁場がＮＭＲのＢ0磁場の均一性をこわし、また実効的な力が非常に弱いので、不可能である。したがって、このようなシステムの精度は問題にもならないので詳しく述べない。
【０１２１】
Ｂ．アクティブシールド
このタイプのシステムは、実際の横方向成分を測定してアクティブ調節デバイスによってそれを補正する。このようなシステムは、以下で述べるように、技術的に容易に実現されるので好ましい。また、このタイプのシステムはその実施と動作に関して非常に柔軟性がある。そのような訳で、本発明の記述の主要な部分は、発生する擾乱を測定してＮＭＲスペクトルにはっきりと擾乱が現れる前に補償デバイスによってそれを補償するアクティブシールドに関するものになる。
【０１２２】
補償デバイスは、超伝導ＲＦコイルをアクティブに機械的に傾けることによって、又は別の横方向磁場コイルによって、容易に実現できる。ＮＭＲ磁石コイル全体の向きを制御する他の変形例も可能である。
【０１２３】
アクティブ装置の難しさは、きわめて小さな横方向磁場を感度良く安定に測定するために適した検出器を見つけることにある。本発明のアクティブ装置の実現可能性は、十分に良い検出器の実現可能性と密接に結びついている。このような横方向磁場検出器のいろいろな実施の形態が図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に示されている。
【０１２４】
一貫性を保つために、検出器は常に円環体で表され、それは最も単純な場合、例えば、横方向磁場のある成分（例えば、Ｂy）を測定するホール・プローブだけを含み（図１３（ａ））円環体はプローブ・ヘッド１１の対称軸のまわりに配置されている（例えば、図１の横方向磁場検出器２０参照）。内部のシステム設計は全く異なる方法で、例えば２つ又は４つのホール・プローブを有するように（図１３（ｂ），図１３（ｃ））又は振動するピックアップ・コイルを有するように（図１３（ｄ）、以下参照）実現することもできる。
【０１２５】
検出器は、必ずしもプローブ・ヘッド１１自身の中に設置する必要はなく、原理的にはＮＭＲシステムの中でＮＭＲコイルの角度の方向づけと検出器の関係が定められるどんな位置にも設置できる。特に、検出器自身をシム系又は磁石系の一部として実施することもできる。
【０１２６】
驚くべきことに、全ての必要条件を満たすきわめて精密な検出器が、下で例によって説明されるように実現できる。横方向磁場成分のこのような検出器のある実施の形態（振動コイル）は精密に分析できる。この実施の形態は、非常に強い長手方向静磁場（＞１０００００Ｇ）の存在下で横方向磁場成分を＜１Ｇの精度で、長期的に安定な方法で測定するデバイス（以下“検出器”という。）を構成することが技術的に可能であるということを示している。
【０１２７】
このような検出器の技術的な実現に関する簡単な注意
１．最も簡単な実施の形態
検出器が図１５（ａ）に模式的に示されている。細いワイヤが１００〜１０００巻き巻かれた約１ｃｍ2の面積を有するコイルは最初はその面をＢ0磁場に正確に直角に向けている。コイルには１つ以上の機械的アクチュエータ２２があって、それがコイルを最初の位置のまわりで、コイル面内にあってＢ0と直角な１つの（又は２つの）軸のまわりで周期的に振動させる。振動の周波数は普通１ｋＨｚから１０ｋＨｚまでの間にある。振幅は非常に小さく、普通約１００〜１０００ｎｍである。コイルは、１ｎＶ／Ｈｚ0.5という典型的なスペクトル・ノイズ密度で高感度電圧増幅器に接続される。
【０１２８】
図１６（ａ）〜図１６（ｆ）は、分析の概略を示す。図１６（ａ）は、Ｂ0と直角なｘｙ平面内のその静止位置に対するｙ軸のまわりでのコイルの周期的傾きα（ｔ）を示す。
【０１２９】
増幅器の出力で次の２つの異なる周波数の特性信号が生成される。
【０１３０】
ａ）長手方向信号Ｕ(z)：Ｂ0方向の実効面積が傾き角のコサインで減少するために振動の周波数の２倍となるのきわめて小さな信号。これは両側の傾きで減少する時間依存する磁束Φz（α）を生じ（図１６（ｂ））、Ｕ＝ｄΦ／ｄｔによる誘導電圧を結果としてもたらす（図１６（ｃ）に示される）。この信号の振幅は、振動の振幅の二乗の値によって決まるためにきわめて小さい。
【０１３１】
ｂ）横方向信号Ｕ(x)：全く横方向磁場がない場合、励起周波数で全く信号はない（対称性により）（図１６（ｄ））。しかし、（非常に小さくても）横方向磁場ＢTxが（振動軸及びＢ0と直角な方向に）印加されると、ＢTxの振幅に比例する信号がコイルに誘導される。位相同期検出の場合、位相はＢTの符号に依存する（図１６（ｅ）、又はマイナスの符号のＢTでは図１６（ｆ））。
【０１３２】
要約すると、機械的励起と同期した位相検出による上記の装置は傾き軸と直角な横方向磁場成分に比例する信号に導くと結論される。簡単な計算から、１Ｇの磁場偏差を検出できるだけの十分に大きい信号（１００ｎＶ〜１０μＶのオーダー）が得られる。
【０１３３】
この有用な信号がＢ0から生ずるバックグラウンド信号に重ねられる。バックグラウンド信号は有用な信号の２倍の周波数を有するので、これはロックイン増幅器を用いて容易に分離される。振動の振幅に対してバックグラウンド信号は二乗で依存し、有用な信号はそれに比例するので、十分に小さな振幅の適当な選択によって有用な信号に比べたバックグラウンド信号による擾乱を所望の度合いにまで減少させることができる。
【０１３４】
２．改良された実施の形態
振幅の減少は有用な信号も減少させるので、技術的な理由により振幅をある値より低く減少させることはできない。逆に、振幅及びそれに伴う有用な信号はできるだけ大きくしなければならない。バックグラウンド信号によって生ずる擾乱は次のような簡単な方法によってかなり減らすことができる。
【０１３５】
２つのコイルを平行に配置し、平行な軸のまわりで同期して、しかし逆の位相で振動させるという組み合わせを用いる（図１５（ｂ））。２つのコイルの出力は直列に結合されて増幅器に供給される。直列結合の極性は横方向信号が加え合わされるように選ばれる。
【０１３６】
簡単な分析から、面積と振幅（すなわち、もっと正確にはそれらの積）が等しい実施の形態では、Ｂ0のバックグラウンドの寄与が正確にかつ同時に差し引かれるということが示される。これを利用して振幅をかなり大きくすることができる。それによって、（横方向磁場ＢTから生ずる）有用な信号はずっと大きくなり、２倍の周波数でのＢ0磁場からの寄与によって分析が擾乱されることはない。
【０１３７】
３．２つの横方向成分の測定
上の装置によって、横方向成分ＢTの１つ、例えばＢx、を測定することができる。一般に、もう１つの成分、Ｂy、も測定することが望ましい。これはいろいろな方法で実行できる。
【０１３８】
ａ）２組のコイルを用いる（上のセクション１又は２にしたがって）、１組のコイルはその傾き軸（単数又は複数）がｙ軸に平行であり（Ｂx成分を測定する）、他の組はその傾き軸（単数又は複数）がｘ軸に平行である（Ｂy成分を測定する）。
【０１３９】
ｂ）１又は２によるコイルが２つの互いに直角な回転軸（例えば、ユニバーサル・ジョイントのように）を備えている場合、ハードウエアの条件は実質的に単純になる。ユニバーサル・ジョイントを用いない簡単な実施の形態が図１７（ａ），図１７（ｂ）に示されている。コイルは同時に両方の軸のまわりで傾けられるが位相は９０°ずれている（ウオッブリング（wobbling）の一種）。電圧は、ダブル・ロックイン増幅器で測定され、０及び９０度の２つの位相成分を別々に評価し、それから２つの信号ＢxとＢyが得られる。この装置は一組のコイルと１つの増幅器、そしてただ１つの信号路だけしか必要なく、スペースとコストが少なくて済むので有利である。
【０１４０】
４．安定性に関する注意
上記の信号はすべてある搬送周波数で変調されるので、エレクトロニクスのドリフトはゼロ点のドリフトを生じない。多くの場合、傾きデバイスは安定な振幅を有する必要はなく、増幅の利得は長期的に安定している必要がない。信号がゼロに調整されている装置で用いる場合これは重要でないからである。これらを合わせて、きわめて良い短期的及び長期的なシム安定性によって必要な１Ｇという絶対精度を実現して長期的に維持することが可能になる。
【０１４１】
５．実施の形態に関するその他の注意
上の説明では、傾きは特別の専用アクチュエータ２２によって発生されている。しかし、これは絶対に必要という訳ではない。別の周期的信号によって補償デバイスを同時に信号を発生するために用いる装置（以下参照）も可能である。
【０１４２】
横方向磁場の検出器の他の技術的な実現も可能である、例えば、感度のよい方向がＢ0磁場と直角であるように配置されたホール・プローブを用いて（図１３（ｂ））磁場の横方向磁場成分を測定することも可能である。必要なら小さな超伝導変圧器を用いて感度をさらに高めることができる（図１４（ａ），図１４（ｂ））。
【０１４３】
さらにもっと高度な方法も、例えば、図１８のＳＱＵＩＤ２３とピックアップ・ループ２４を含むＳＱＵＩＤ検出器も使用できる。ＳＱＵＩＤ（“超伝導量子干渉デバイス”）自身は磁場中で機能しないので、磁場及び磁化測定の用途にＳＱＵＩＤを用いる場合は通常行われるように磁束変換器を使用しなければならない。超伝導ループ２５のリードにおける遮蔽された信号線は加熱デバイス２６によって加熱できる。
【０１４４】
ピックアップ・ループ２５はＢ0磁場と直角に測定する横方向磁場成分の方向に向けなければならないということに注意すべきである。
【０１４５】
超伝導素子が横方向磁場変化ｄＢTをサンプルの場所における長手方向磁場変化ｄＢzに（排除されると思われる実際の擾乱のメカニズムと同じ原理によって）変換するような形状寸法を持つ超伝導素子（図１９（ａ）では、サンプル３’に隣接する適当な位置に不連続がある超伝導表面２７，又は好ましくは、図１９（ｂ）に示されているような超伝導変換ループ２８）に隣接して配置される小さな別のＮＭＲサンプル３’によって横方向磁場を間接的に測定するといった別の実施の形態も実現できる。このサンプル３’のＮＭＲ共鳴周波数を連続的又は周期的測定（ＮＭＲ磁場ロックと同様）で、補助ＮＭＲ分光器デバイスに供給するＲＦ共振器２’に収容されるＲＦコイルによって測定する。所望の周波数からのずれが、超伝導表面２７又はループ２８と直角の方向に作用する横方向磁場成分ＢTの値を直接与える。
【０１４６】
このようなシステムの感度は十分であることが明らかである。何故なら、望ましくない擾乱を生ずるのと同じメカニズムが測定に利用されるからである。さらに、このようなシステムの感度は、超伝導素子２７，２８の適当な（できるだけ“不利な”）形状寸法によってかなり高めることができる。
【０１４７】
超伝導変換素子を有する全ての実施の形態は（図１８，図１９（ａ），図１９（ｂ）及びオプションで図１４（ａ），図１４（ｂ））では、システムの基準位置で変換器の電流、したがって出力信号、をゼロにすることができるように小さなヒーター２６を設けることが好ましいということを注意しておくべきである。
【０１４８】
上記その他の可能な実施の形態の変形例で横方向磁場検出器を用いて横方向磁場の１つ（例えば、Ｂx）又は両方（例えば、Ｂy）を測定することができる。例えば従来技術１による、１つの向きの平行な平面だけに配置された超伝導コイルの場合（図３（ａ），図３（ｂ））、ＲＦコイルの超伝導体平面に直角のＢT（すなわち、ここではＢx）の制御だけで十分である。
【０１４９】
もっと複雑な装置又は従来技術１による直交するコイルの組み合わせの場合、横方向磁場の両方の方向を制御しなければならず（図７の２次元的な傾きによって示される）、したがってまた両方の方向を測定しなければならない。
【０１５０】
図１は、本発明のデバイスの好ましい実施の概略図を示す。横方向磁場検出器２０は横方向磁場成分ＢTを測定する。検出器２０の出力は、制御／調節デバイスを介して補償デバイスのアクチュエータ２２（回転軸１９のまわりのコイルの傾き）につながっている。この補償デバイスの制御／調節ループ２９は、偏差が生じてもＲＦ共振器２の超伝導ＲＦコイルの場所における横方向磁場成分ＢTが常に元の状態に戻ることを保証する。
【０１５１】
超伝導コイルを傾ける補償デバイスでは機械的なデバイスを使用することが好ましい。それが擾乱に対抗する横方向磁場成分を生成する。言い換えると、例えば、磁石が傾くと、超伝導コイルが磁石と平行に同じ方向に正確に同じ角度傾けられる。
【０１５２】
したがって、コイルは常に磁石の方向に追従して横方向磁場の変化を防止する。
【０１５３】
傾きの機構は、好ましくは圧電アクチュエータによって、又は好ましくはＮＭＲ磁石の磁場Ｂ0内にある磁場コイルに作用する電磁力によって駆動される。他の駆動装置、例えば圧電モーター、電磁モーター、ステップ・モーター、なども実現できる。
【０１５４】
補償デバイスはまた、所望の強さと方向の別の横方向磁場を生ずる磁場コイル３０で構成することもできる。それは、コイル位置の横方向磁場成分ＢTが不変を維持するように制御される（両成分Ｂx及びＢyに関する図１１及び図１２）。これらの磁場コイル３０はプローブ・ヘッド１１，シム系、又は低温磁石に取り付けることができる。
【０１５５】
好ましい実施の形態では、実際にコイルに作用する横方向磁場成分の測定ができるだけ精密になるように、図１に示される横方向磁場検出器２０が超伝導コイルにできるだけ近く定常的に配置される、すなわち、プローブ・ヘッド１１に剛体的に結合される（図９の検出器２０”参照）。制御／調節デバイスは、超伝導ＲＦコイルが常に一定の横方向磁場中にあるように超伝導ＲＦコイルを傾けるデバイスを有する補償デバイスを制御する。
【０１５６】
別の好ましい実施の形態では、横方向磁場検出器２０がＲＦ共振器２の超伝導ＲＦコイルにできるだけ近く配置され、角度という観点から見て剛体的にそれに結合される（図１０参照）。補償デバイスは、ＲＦ共振器２の超伝導ＲＦコイルを検出器２０と一緒に回転軸１９’のまわりで傾ける。調節デバイスは、検出器２０が、したがってまたＲＦ共振器２のＲＦコイルが、常に一定の横方向磁場の中にとどまるように補償デバイスを制御する。
【０１５７】
検出器における偏差ゼロへの同様な調節は、補償コイルを用いる場合にも適用でき、その場合、補償コイルはコイルと検出器の両方に同じ方法で作用する（図１１，位置Ａ）。
【０１５８】
いずれにしても、検出器を均一磁場領域に配置することは、ＲＦ共振器２の超伝導ＲＦコイルが受けていると同じ磁場を検出器が測定することになるという利点がある。検出器は、磁場の勾配が１００Ｇ／ｍｍよりも小さな領域に配置するのが有利である。
【０１５９】
別の実施の形態では、技術的な理由又は構成上の理由から必要な場合、検出器をＲＦ共振器２のＲＦコイルからある程度離して配置することができる（図１１，位置Ｂ）。このような場合、検出器が測定する擾乱は必ずしも超伝導ＲＦコイル２に作用する擾乱とは同一でない。特に、補償デバイスはもはやＲＦコイルと検出器に同じように作用しない。この場合、ＢT磁場を一定に保つためには（補償角度の単純な制御又は検出器のゼロ調節を超える）複雑なアルゴリズムが必要である。いろいろな場所にいくつかセンサーを配置し、それによってコイルの場所における実効ＢT磁場と必要な補償を決定するということも可能である。
【０１６０】
制御アルゴリズム一般に関していうと、それらは大体この問題に適応させることができる。アナログ及びディジタル制御が可能であり、調節の帯域幅は、例えばゆっくりとした擾乱だけが補償されるように、又は速い調節ループによって振動も補償されるように選択することができる。
【０１６１】
非常に有利な形態は、常伝導磁場シールド１７と補償デバイスとの組み合わせである（図２０）。高周波の擾乱（振動、等）はフィルターされて除かれ、低周波及び準靜的な擾乱は補償デバイスによって調節できる。
【０１６２】
好ましい実施の形態では、シールド１７はプローブ・ヘッド１１に剛体的に結合され、ＲＦ共振器２と検出器２１の装置を回転軸１９のまわりでプローブ・ヘッド１１に対して制御された方法で傾けて、シールド１７によって減衰されて残っている、したがって、ゆっくりしたＢT変化が十分に速い調節ループによって容易にかつ正確に調節できるようにする。
【０１６３】
パッシブな安定化とアクティブな安定化を組み合わせるというこの原理は超伝導シールドにも適用できる。
【０１６４】
傾けることによって補正するデバイスは別の変形例もある。特に、回転軸１９’（１つ又は２つの方向）を磁石中心に好適に配置することができる（図１０参照）。それによって、ＲＦ共振器２の超伝導ＲＦコイルの側方への移動が小さくなるので有利である。
【０１６５】
検出器２０がＲＦ共振器２の超伝導ＲＦコイルと直に接しない位置にあると、回転軸１９が好適に検出器２０を通るようにすることができる（図１参照）。これによって補正の運動自身が、それに伴う検出器２０の運動で検出器２０の側方位置のエラーを生ずることがなくなる。さもないと、このエラーが別の測定誤差を生ずる可能性がある。
【０１６６】
同じ横方向成分が検出器２０とＲＦ共振器２の超伝導ＲＦコイルに作用する上記のシステムは基本的に調節／補償モードで動作する、すなわち、検出器信号がゼロにフィードバック調節される、ということに注意すべきである（例えば、図１参照）。
【０１６７】
他方、アクチュエータ２２が検出器２０に作用しないようにシステムを構築することもできる。その場合、ＲＦ共振器２の超伝導ＲＦコイルに作用する横方向磁場が一定に保たれるようにアクチュエータ２２は検出器信号によって制御される。しかし、これには十分な精度を達成するために非常に正確なシステムの校正が必要である（図８，図９に同等な例を示す）。
【０１６８】
通常ＮＭＲ装置に含まれる次の２つの追加システムを考察しなければならない。
【０１６９】
１．シム系
図２は、シム調整（shimming）の際にさらに付加的な磁場変化を生ずるシム系１０を模式的に示している。これらは一般に非常に小さく（シム強度の大きさは最大でも通常数Ｇ／ｃｍである）、無視できる程度である、特に小さなシム変化しかもたらされない場合は、普通ＲＦ共振器２の超伝導ＲＦコイルにも検出器２０にも影響を及ぼさないので無視できる。この擾乱は既知であるから、必要ならば、シム系１０によって生ずる付加的な成分を自動的に計算して望むならばそれを補正するように、調節アルゴリズムに取り込むことができる。
【０１７０】
２．勾配システム
多くのプローブ・ヘッドは、比較的強い、切り替えされる磁場勾配を生成する勾配システムを組み込んでいる。勾配システム１８（図９，図１０，図２０に示される）は、サンプル容積にｘ、ｙ、又はｚに比例するＢz依存性を有する直線的に変化するＢz成分を発生する付加的な磁場を生ずる。これらの勾配は、“Ｘ、Ｙ、又はＺ勾配”と呼ばれる。これらは、横方向磁場に１０Ｇ／ｃｍ以上の大きさの顕著な変化を生じ、望まれないシステム調節作用を生ずる可能性がある。
【０１７１】
勾配はほんの短時間（普通、例えば、５ｍｓｅｃ）切り替えられるだけなので、この調節作用は適当でない。この時間の間、磁場はいずれにしても非常に不均一であり、補償は必要でもなく、望ましくもない。この強いパルスの間の補償の動きがパルスが減衰した後も残る調節作用を発生して、調節が最初の状態（グラジエント・パルスの前）に戻るのにある一定の時間を必要とするかもしれない。調節が安定するまで待つことが必要になるので、パルスの後の回復が不必要に遅れてしまう。これは次のような手段によって解決できる。
【０１７２】
ｉ．勾配の外側にｚ方向で軸方向に十分な間隔をおいて検出器を設置する（図９，検出器２０’）。勾配システム１８から外側に間隔が増すと漂遊磁場はかなり減衰する。
【０１７３】
ii．勾配の半径方向外側に検出器を設置する（図９，検出器２０”）。普通、勾配システムは非常に良くアクティブシールドされ、外部の磁場は無視できるほど小さくなる。
【０１７４】
iii．Ｘ又はＹ勾配の場合、平面ｚ＝０でのＢT磁場は対称性によって正確にゼロである。この平面上に又は平面に対称に検出器を配置すると全く信号は生じない。
【０１７５】
iv．Ｚ勾配が用いられる場合、勾配磁場と漂遊磁場は回転対称である。したがって、回転対称な検出器の配置では全く信号は生じない。これは、ｚ軸上のどこかで、又は例えば２つ以上のホール・プローブを対向する点に、又はｚ軸のまわりに同じ間隔で一様な角度で並べる対称配置で見られる（図１３（ｃ））。これはまた、ｚ軸のまわりに対称に配置されるピックアップ・コイルにもあてはまる（図１３（ｄ））。
【０１７６】
ｖ．勾配が作用する時間の影響も計算によって補償できる。
【０１７７】
vi．最後に、グラジエント時間の間システムを“保留”にして、入力の変化を無視し、全く補正を行わないようにすることができる。
【０１７８】
全体として、シム系磁場や切り替えされる磁場勾配に関する要求は、本発明の安定化の実施を妨げないようにして満たすことができる。
【０１７９】
本発明のデバイスの動作モードに関して次のことを付け加えることができる。
【０１８０】
１．上述のように、このシステムは消磁された状態にあるコイルに対する横方向磁場を安定化するのに使用できる。ＲＦコイルが消磁されたときにシステムの切り替えをオンにする（任意の方法で、例えば従来技術２）。すると、ＲＦコイルは一定にとどまり、このシステムが作動して正しく機能する限り、恒久的に消磁されたままでいる。
【０１８１】
２．どんな超伝導コイルの磁場擾乱も非常に低く一定に抑えられる。
【０１８２】
３．横方向磁場に対して感度が悪い性質のＲＦコイル（従来技術１，６参照）は、横方向磁場に対する感度の低さに加えて、そのような磁場が小さく抑えられるので、このシステムの動作中はさらに安定になる。これによって擾乱磁場は二重に（二乗で）制御され、サンプル位置におけるＮＭＲ擾乱はきわめて小さくなる。この組み合わせは、例えば超伝導ＮＭＲコイルときわめて小さなサンプルで必要とされる新しい低レベルの磁場擾乱の基礎を形成する。
【０１８３】
４．得られた低擾乱の他に、この方法は別の非常に興味ある利点を有する。もしもこの安定化システムを超伝導ＲＦコイルを冷却する前に、及び冷却手順の間にまだコイルがＴｃよりも高温である間に作動させて、ＳＣ転移の間も後の動作の間も中断なく作動させ続けると、横方向磁化の発生を完全に防止することができる。もしもＳＣ層が常に均一磁場Ｂ0と正確に平行であるならば、横方向磁化は単に対称性の理由だけからしても発生させることができない。したがって、ＳＣは横方向磁化を免れるように冷却することができ、従来技術２，３による方法は省略できる。
【０１８４】
５．補償／調節システムは付加的な信号入力を好適に含むことができる。既知の擾乱を補償するために必要ならば補正入力を提供することができる（例えば、エラーが発生する場合又は冷却中の既知の系統的偏差を補正するための付加的なシム調整の可能性。これは薄い層のコイルを正確にＢ0と平行に維持して横方向磁化を精密にゼロにするために用いることが好ましい）。
【０１８５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１記載の核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光器によれば、ＲＦ共振器の超伝導コンポーネントに作用する、均一磁場Ｂ0に対して横方向である磁場成分ＢTを一定に保つ安定化デバイスを提供するので、超伝導コンポーネントを含むＲＦコイルを有するＮＭＲ分光器において擾乱となる横方向磁化の初期発生を防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の概略縦断面図である。
【図２】従来技術による超伝導磁石コイルと低温槽を有するＮＭＲ分光器の概略縦断面図である。
【図３】従来技術による超伝導ＲＦ受信コイル装置の一例であり、（ａ）は透視図、（ｂ）はｘｚ平面での断面図である。
【図４】擾乱がないときの主磁場コイルの磁力線を示す図である。
【図５】擾乱があるときの主磁場コイルの磁力線を示す図であり、（ａ）はＲＦ受信コイル装置の傾きによる擾乱を示し、（ｂ）は磁石コイル系の傾きによる擾乱を示す。
【図６】（ａ）は、横方向磁化ＭTを示す図であり、（ｂ）は、横方向磁場成分の変化ｄＢTがサンプルの場所における磁場成分Ｂzの均一性に及ぼす影響を示す図である。
【図７】２つの自由度（傾き）によってＢxとＢyを制御する本発明の装置を示す概略透視図である。
【図８】傾けられるコイルと固定検出器を有する装置の概略縦断面図である。
【図９】勾配システムの外側に検出器を有する装置を示す図である。
【図１０】回転軸がＲＦ受信コイル装置の領域内にある装置を示す図である。
【図１１】磁場コイルを用いて補償する装置を示す図である。
【図１２】磁場成分ＢxとＢyを制御する２つの磁場コイルを有する装置を示す透視図である。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、いくつかの実施の形態における本発明の検出デバイスの概略配置を示す図である。
【図１４】（ａ）〜（ｂ）は、ＳＣ変圧器を用いるホール・プローブの感度増大を示す図である。
【図１５】（ａ）は、誘導ループを有する検出器の基本配置を示す図であり、（ｂ）は、均一磁場Ｂ0の 影響が補償される検出器配置を示す図である。
【図１６】（ａ）〜（ｆ）は、誘導ループを有する検出器配置の機能の分析を示す図である。
【図１７】誘導ループと２つの検出方向を有する検出器配置の実施の形態を示す図であり、（ａ）は非対称な配置、（ｂ）は対称な配置を示す。
【図１８】ＳＱＵＩＤを用いる横方向磁場検出器を示す図である。
【図１９】ＮＭＲ信号を用いる横方向磁場検出器であり、（ａ）は、サンプル３'に隣接する適当な位置に不連続がある超伝導表面２７を有するもの、（ｂ）は、超伝導変換ループ２８を有するものを示す図である。
【図２０】横方向磁場シールドを通る概略縦断面図である。
【図２１】（ａ）〜（ｆ）は、実施の形態に係る横方向磁場シールドを示す図である。
【符号の説明】
１  磁石装置
２  ＲＦ共振器
３  サンプル・チューブ
４  液体ヘリウム容器
５  低温槽
１０  シム系
１１  プローブ・ヘッド
１７  常伝導磁場シールド
１８  勾配システム
１９  回転軸
２０  横方向磁場検出器
２２  アクチュエータ
２９  制御／調節ループ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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