核四重極共鳴断層撮影

核四重極共鳴断層撮影(かくしじゅうきょくきょうめいだんそうさつえい、英語: Nuclear Quadrupole Resonance Tomography)とは核四重極共鳴により試料の内部構造を可視化する手法。

概要編集

窒素 (14N)、ナトリウム (23Na)、アルミニウム (27Al)、塩素 (35Cl37Cl)、ヨウ素 (127I) のように核四重極モーメント Q(核四極子モーメントとも言う)を持つ原子核にそれぞれの共鳴周波数の電磁波を照射すると、励起されて核のエネルギー準位が上がり、熱的に準安定状態になるが、ここで電磁波の照射を止めると核磁気共鳴と同様に周りの電磁ゆらぎや熱ゆらぎによる『緩和現象』が起こり、時間と共に元のエネルギー準位に戻るときに電磁波を放射する[1]。試料の周囲に配置された電磁波の複数の検出器からの信号をコンピュータ断層撮影での画像再構成アルゴリズムを適用することで画像を再構成する。イオンが自由に動き回る液体気体では電荷分布が等方的になるために電場勾配が生じないので画像化できない[2]核磁気共鳴とは異なり、結晶内に電場勾配が存在するので、エネルギー準位を分裂させるための外部磁場が不要で装置を小型軽量化できる。

核四重極共鳴 (NQR)には核磁気共鳴 (NMR)や電子スピン共鳴 (ESR)とは異なる特性があり、そのためこれを利用して内部構造を可視化すると異なる知見が得られる[3]。 他の手法では困難な窒素 (14N)、ナトリウム (23Na)、アルミニウム (27Al)、塩素 (35Cl37Cl)、ヨウ素 (127I) の3次元的な分布を可視化できる。

また、試料内部の構造を可視化する目的の類似の手法としては磁場の印加によって生成した内部の誘導電流による磁場を検出したり[4][5][6]、磁場内で高周波電流を印加して生じた超音波を検出したり[7]透磁率の違いを基にした内部構造の可視化の試みもある[8][9][10]

特徴編集

  • 無侵襲計測
  • 局在推定が数mmの精度
  • 電位による測定が困難な体内の深部からの信号が検出できる
  • 核磁気共鳴画像法では不可欠な磁場は不要
  • 試料が気体や液体の場合には画像化はできない

用途編集

関連項目編集

脚注編集

参考文献編集

  • Rommel, E., et al. "Spectroscopic rotating-frame NQR imaging (rho NQRI) using surface coils." Measurement Science and Technology 2.9 (1991): 866.
  • Ermolaev, K. V., V. P. Tarasov, and L. N. Erofeev. "2D NQR tomography and its application." Appl. Magn. Reson 2 (1991): 683-693.
  • Kimmich, Rainer, Eberhard Rommel, and Peter Nickel. "Spatially resolved NQR." Magnetic resonance imaging 10.5 (1992): 733-739.
  • Ermakov, V. L., et al. "Toggling-frame NQR imaging." Applied Magnetic Resonance 3.6 (1992): 975-980.

外部リンク編集