We obtained a 1㎛ resolution NMR microscopy image for a silicon artificial microstructure filled with silicon oil within 8 hours at 14.1 T. The silicon structure was designed and fabricated to demonstrate the obtainable high resolution. The home built probe was made to give 1000 G/cm gradient field strength and a high sensitivity rf coil circuit was designed inside the probe. In this paper, we will investigate the factors and barriers in achieving 1㎛ resolution image and verify its resolution based on its factors. In order to achieve high resolution image, relevant liquid having low diffusion coefficient and T1, in our case, the silicon oil, was used. Pulse sequence was designed in consideration of bandwidth, diffusion coefficients, $T_1$, $T_2$ relaxation of the medium. We have also applied our home built probe to image biological animals such as earthworms in micrometer orders and verified its resolution. This can be an important achievement since vivo cellular imaging would be possible on this scale.
1㎛의 분해능을 갖는 600 MHz NMR 현미경을 통해 영상을 얻었다. NMR 및 MRI의 원리와 MRI 실험에서의 신호감도와 분해능에 관해 기술하였다. 1㎛의 화소 크기는 인체 영상에 사용되는 화소 크기의 1000분의 1에 불과하므로 신호감도와 분해능에 있어 특별한 연구가 필요하다. 펄스열과 영상재구성 방법이 심도있게 연구되었고 최적화조건을 찾았다. 확산은 인체 영상에 사용되는 펄스열을 그대로 이용한다면 마이크론 분해능 MRI 실험에 있어서 심한 신호감쇄를 가져올 수 있다. 그것은 작은 화소는 영상을 얻는데 있어 매우 큰 경사자기장을 필요로 하고 그러한 조건하에서 확산은 스핀들이 그 위상에 있어서의 결맞음성을 잃게 만들기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 확산효과감소 스핀에코 펄스열을 고안하였고, 확산과 $T_2$ 이완 시간에 의한 신호감쇄를 계산하였고, 최적화된 매질과 주파수대역폭을 선정하고 사용하였다.
개발된 NMR 현미경과 펄스열 및 영상 재구성법은 인공구조물, 인공적으로 제작된 실리콘 미세구조를 영상화하는데 사용되었다. 그 결과 1㎛ 분해능, $75㎛^3$ 체적 화소의 인공구조물 영상을 1시간 이내에 얻었다. 이러한 화소 크기는 MRI에서 이전까지 누구도 얻은 일이 없었다. 0.9㎛ 분해능의 실리콘 인공 미세구조물의 영상을 얻었다.
이 NMR 현미경은 생물학과 임의의 마이크로미터 정도 크기의 미세 구조 영상화에 적용 가능하다고 생각된다.
