JPH02139903A - 磁場発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は磁場発生装置に関し、特に医療用核磁気共鳴
断層装置に用いられる磁場発生装置に関する。

［従来の技術］ 医療用核磁気共鳴断層装置では、人体を収容できるよう
に数１ＯＣＩＩＩ（Ｊｌｌ！ｉ隔させて数１０００Ｇも
の強力な磁場を発生させ、かつρｐｍオーダーの均一な
磁場を発生させる必要があり、そのために磁石自体の改
良のほか、磁石やポールピースの形状や配置方法などに
種々の提案がなされている６そのような従来の技術とし
て例えば特開昭６１−１０２５４４号公報に開示された
ものがあり、これは第７図に示すように、空隙７を形成
する永久磁石１．１により、該空隙７に静磁界を発生さ
せる核磁気共鳴断層装置用の磁界発生装置において、静
磁界発生域内に、永久磁石１．１に接触した環状磁性体
６を配置した磁界発生装置である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した磁場発生装置では、環状磁性体６の磁気特性に
ついて特段の規定がなされておらず、永久磁石１．１に
よって発生した磁束の殆んどが環状磁性体６を通過して
しまい、強力な強度の磁場を必要とする空間、すなわち
人体を収容する空間５には所要の強度の磁場を得られな
いというおそれがあった。

また医療用核磁気共鳴断層装置では強力で均一な磁場を
必要とするが、強力な磁場を均一に、すなわち磁場強度
についても磁場方向についても均一に形成することは困
難であって、いかに綿密な設計を行っても、製造据付後
の現場調節を行わなければ十分な精度の磁場を得ること
は望み難い。

特に磁場を永久磁石によって形成するときには、広範囲
にわたる強力な磁場を一体ものの永久磁石によって形成
することは殆んど不可能であるから、いくつかのブロッ
クの結合体として構成せざるを得す、各ブロック磁石の
ロフト毎の特性の相違や同一ロットでの個体差などを避
けることができず、製造据付後の調節機構を具備するこ
とが望ましい。

したがって本発明は均一で強い磁場を必要とする空間に
所要の磁場を提供することができ、また磁場分布の微調
節を可能とした磁場発生装置を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決するために成されたものであり
、すなわち空間を介して対向配置した一対の磁石の前記
対向面に一対のポールピースを取付け、該ポールピース
の対向する両側部間に一対のヨークを掛渡して前記空間
を囲繞する磁気短絡回路を形成した磁場発生装置におい
て、前記一対のヨークを磁気的に飽和させた磁場発生装
置である４その際ポールピースとヨークとは一体に形成
することができる。

またヨークを交換自在又は移動自在に配置し、あるいは
ヨークを固定部分と可動部分とで形成することができ、
後者については固定部分に薄肉部、孔もしくは間隙を形
成し、これを補填する形状に可動部分を形成することが
できる６ ［作用］ 磁石によって発生した磁束はポールピースとヨークとを
通過するから、ヨークを備えない場合に生じるエツジ効
果を抑制することができる６また本発明ではヨークを通
過する磁束が磁気的に飽和するように形成されているか
ら、磁石によって発生した磁束はポールピースとヨーク
とによって囲繞された空間をも通過し、かつヨーク部か
らの漏洩磁束の影響を受けて、前記空間の磁場分布は均
一になる。

ヨークの全部又は一部を可動に形成したときは、ヨーク
を通過する飽和磁束量とヨークからの漏洩磁束とを変更
させて、前記空間内の磁場分布の微調節をすることがで
きる。

「実施例］ 本発明の実施例を添付の図面に基づいて説明する。第１
図は本発明による磁場発生装置の一実施例の断面図であ
る。

同図において空間５を介して対向配置した一対の磁石１
．■の対向する面には、一対のポールピース２．２が取
付けられており、該ポールピース２．２の対向する両側
部間には、一対のヨーク３．３が掛渡されており、こう
して前記空間５の長手方向（第１図の紙面に垂直な方向
）は、ポールピース２．２とヨーク３．３とによって囲
繞されている。該空間５には、本磁場発生装置を医療用
核磁気共鳴断層装置として使用するときには、人体が収
容される。

磁石１．１によって発生する磁束は、ヨーク３．３によ
って磁気的に短絡しているが、ヨーク３．３を通過する
磁束が磁気的に飽和するように、すなわち第２図に示す
ヨークの磁気特性が同図中ＢあるいはＢ′の領域内とな
るように、ヨーク３．３の寸法と材質とが選定されてい
る。ただし同図中の２本の曲線は、磁気飽和特性の異な
る２種のヨークを表す。磁石１．１の背面は、バックヨ
ーク４によって磁気的に短絡している。

本実施例は以上のように構成されており、磁石１．１に
よって発生した磁束はポールピース２．２とヨーク３．
３とを通過し、ヨークを備えない場合に生じるエツジ効
果、すなわちポールピース両側部での磁場分布の不均一
化は抑制される。またヨークを通過する磁束が磁気的に
飽和するようにヨーク３．３の寸法と材質とが選定され
ているから、ヨークの磁気特性を非飽和に形成したとき
と比して、磁石によって発生した磁束は空間５をより多
く通過して該空間５の磁場強度を強くし、かつヨーク部
からの漏洩磁束の影響を受けて、空１ｍ５の磁場分布は
均一になる。

以上において磁石１．１は電磁石によって形成すること
もできるが、永久磁石によって形成したほうが付帯設備
を省略することができて好ましい。

また本磁場発生装置に用いる永久磁石の材質は特に限定
されず、Ｎｄ　−Ｆｅ　−Ｂ電磁石、Ｓ＋−Ｃｏ系磁石
、フェライト系磁石、アルニコ系磁石等を用いることが
できるが、この内Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は最大上磁石ギ
積が大きくて特に好ましい、またポールピース２．２と
ヨーク３．３とは一体であっても別体であってもよく、
その形状については、ポールピースとヨークとによって
囲繞される空間５の断面が四角形のほか、円形、楕円形
などになるように形成してもよい。

次にポールピース２，２とヨーク３．３とを別体として
ヨーク３．３を交換自在に形成すれば、ヨークの交換に
よって第２図中のＢからＢ′に、あるいはＢ′からＢに
ヨークの飽和磁束量を変更し、かつ該ヨークからの漏洩
磁束を変更して、空間５内の磁場分布を調節することが
でき、すなわち空間５内の現実の磁場分布を最も均一に
するヨークの寸法・材質を定めることができる６またヨ
ーク３．３をポールピースの両側方向に、すなわち第１
図中矢印方向に移動自在に形成すれば、ヨークの移動に
よって空間５内の磁場分布を調節することができ、すな
わち空間５内の現実の磁場分布を最も均一にするヨーク
の位置を定めることができる。

次に第３図に示すように、ヨーク３．３を固定部分３ａ
、３ａと、着脱自在に配置した可動部分３ｂ、３ｂとに
よって形成すれば、可動部分の着脱ないしは交換によっ
てヨーク全体を通過する飽和磁束量と漏洩磁束を変更し
て、空間５内の磁場分布を調節することができ、すなわ
ち空間５内の現実の磁場分布を最も均一にする可動部分
３ｂ、３ｂの寸法・材質を定めることができる。またヨ
ーク３．３を固定部分３ａ、３ａと、移動自在に配置し
た可動部分３ｂ、３ｂとによって形成すれば、可動部分
の移動によってヨーク全体を通過する飽和磁束量と漏洩
磁束を変更して、空間５内の磁場分布を調節することが
でき、すなわち空間５内の現実の磁場分布を最も均一に
する可動部分３ｂ、３ｂの位置を定めることができる。

これらの場合にはヨークの全部を交換自在又は移動自在
に形成したときと比して、設計・製造上の誤差を補える
程度の部分を可動部分として着脱自在又は移動自在に形
成すればよいから、可動部分３ｂ、３ｂの着脱機構又は
移動機構を小型にすることができる。またヨークの固定
部分３ａ、３ａについては、ポールピース２．２と一体
に形成することができる。

次にヨーク３．３を固定部分３ａ　、　３ａと、移動自
在に配置した可動部分３ｂ、３ｂとによって形成すると
きの他の実施例を第４図から第６図に示す、第４図は固
定部分３ａの中央部長手方向に薄肉部３Ｃを形成し、可
動部分３ｂを前記薄肉部３ｃに嵌合する板状に形成して
移動可能としたものである。なお薄肉部と可動部分との
形状は四角形に限らず、くさび形、半円形などとするこ
ともできる。

第５図は固定部分３ａの中央部長手方向に複数個のねし
穴３ｄを列設し、可動部分３ｂを前記ねじ穴３ｄに螺合
する複数個のねじとしたものである。この場合ねし穴と
ねじとは長手方向に稠密に配置して、長手方向の磁場分
布の均一性を損なわないようにする必要がある。またね
し穴とねじとせずに、固定部分に角穴、円孔などを形成
し、可動部分を該角穴、円孔などに進退自在に嵌合する
角柱状、円柱状に形成してもよい。

第６図は固定部分３ａの中央部長手方向に間Ｂ３ｅを形
成し、可動部分３ｂを前記間隙３ｅに進退自在に嵌合す
る板状に形成したものである。以上の第４図から第６図
に示した実施例のときも、可動部分３ｂ、３ｂの移動に
よってヨーク全体を通過する飽和磁束量と漏洩磁束を変
更して、空間５内の磁場分布を調節することができ、す
なわち空間５内の現実の磁場分布を最も均一にする可動
部分３ｂ、３ｂの位置を定めることができる。

［発明の効果］ 本発明はヨークを磁気的に飽和させた磁場発生装置であ
るから、均一で強い磁場を必要とする空間に所要の磁場
を提供することができ、またヨークの全部もしくは一部
を交換、着脱もしくは移動自在に形成したときには、磁
場分布の微調節をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁場発生装置の一実施例の断面図
、第２図は磁石によって発生する磁束量とヨークを通過
する磁束量との関係を示した説明図、第３図は本発明の
他の実施例の要部断面図、第４図から第６図は更に他の
実施例の要部断面図、第７図は従来例を示す断面図であ
る。 １・・・磁石　　　　　２・・・ポールピース３・・・
ヨーク　　　　３ａ・・・固定部分　３ｂ・・・可動部
分４・・・バックヨーク　５・・・空間 第４図 第６図 第５図 第７図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）空間を介して対向配置した一対の磁石の前記対向
   面に一対ポールピースを取付け、該ポールピースの対向
   する両側部間に一対のヨークを掛渡して前記空間を囲繞
   する磁気短絡回路を形成した磁場発生装置において、前
   記一対のヨークを磁気的に飽和させたことを特徴とする
   磁場発生装置。
2. （２）前記一対のポールピースと一対のヨークとを一体
   に形成した請求項１記載の磁場発生装置。
3. （３）前記一対のヨークを交換自在又は移動自在に配置
   して、前記空間内の磁場分布を調節可能にした請求項１
   記載の磁場発生装置。
4. （４）前記一対のヨークを固定部分と着脱自在又は移動
   自在に配置した可動部分とによって形成して、前記空間
   内の磁場分布を調節可能にした請求項１又は２記載の磁
   場発生装置。
5. （５）前記一対のヨークの固定部分に薄肉部、孔もしく
   は間隙を形成し、前記可動部分を前記薄肉部、孔もしく
   は間隙を補填する形状に形成した請求項４記載の磁場発
   生装置。