JPH04307708A - 磁界発生装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体の断層像を撮影
する核磁気共鳴撮像装置（以下、ＭＲＩ装置と呼ぶ）な
どに用いられる広い空隙内に高強度かつ高精度で均一な
静磁場を発生させる磁界発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲＩ装置における磁界発生手段として
は、永久磁石方式、常電導磁石方式、超電導磁石方式の
３方式がある。この中で、永久磁石方式は電力やヘリウ
ムの消費を伴わないため最も経済的であり、また比較的
漏洩磁束が少ない、コンパクトであるため設置性に優れ
ている等の長所を有する。さらに近年、強い磁力を持つ
希土類磁石の出現と信号検出装置の性能およびイメージ
ング技術の向上によって、永久磁石方式ＭＲＩ装置は急
速に普及している。

【０００３】ＭＲＩ装置では静磁場の強度と均一性が撮
影画像の画質に影響を及ぼすため、被検体が挿入される
空隙中心付近に高強度かつ１０−４以下の精度で均一な
磁界が要求される。

【０００４】従来の永久磁石方式の磁界発生装置は、そ
の構造から内磁型、外磁型、リング型の３つのタイプに
分類できる。このうち内磁型およびリング型磁気回路は
すでに実用化されており、特に内磁型磁気回路は比較的
製造が容易であり、また漏洩磁束も少ないことから今後
の普及タイプとして最も注目されている。従来の内磁型
磁気回路は図２に示すように、長方形板状のヨークと４
本の支柱を用いて一対の永久磁石とポールピースを磁気
的結合して磁気回路を構成していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし前述の従来技術
においては、ヨークが長方形形状を成すため磁極片およ
び永久磁石からの漏洩磁束料がヨークの長辺側と短辺側
とでが異なり、すなわち強磁性体材料の多く存在する短
辺側への磁束漏洩量の方が長辺側への磁束漏洩量よりも
多くなるめ、空隙内の磁界均一度が低下するという問題
点を有していた。そこで、上記の問題点を解決するため
に、実開昭６１−８８２１０に開示される如く継鉄の内
面に漏洩磁束反発用磁石を配置する方法、実開昭６２−
１０１２０５に開示される如く長方形板状ヨークの長辺
側に磁極片に近接して磁束シャント板を配置する方法、
特開平２−１８４００３に開示される如く対向するポー
ルピース間の中央部で一対の磁界調整用磁石を配置する
方法等が提案されている。ところが、上記の従来技術の
ように機械的な調整だけではｐｐｍオーダーの微妙な調
整を行なうこと困難であった。

【０００６】そこで本発明の目的とするところは、漏洩
磁束量の違いからくる空隙中心付近の磁界の不均一性を
、より効率的に補正する手段を提案することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の磁界発生装置は
、空隙を形成して対向する一対の永久磁石の空隙対向面
に各々ポールピースを着設し、前記永久磁石対を磁性体
材から成る一対の長方形板状ヨークと複数の支柱で磁気
的結合して磁気回路を構成し、前記空隙に磁界を発生さ
せる磁界発生装置において、対向するポールピース間の
中央部に空隙中央部に挿入された被検体を挟むように、
水平方向に配置された複数の導体を設けたことを特徴と
する。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の実施例における磁界発生装置
に用いる磁気回路を示す縦断面図および横断面図である
。本磁気回路は空隙を形成して対向する一対のポールピ
ース２の各々の反空隙側に各々永久磁石１を着設し、こ
れらを磁性体材から成る一対のヨーク３と４本の支柱４
で磁気的結合した構造を成す。ヨーク３は図１（ｂ）に
示すように長方形形状を成しており、上側ヨークの４角
にはポールピース間距離およびヨークの傾斜を調整する
ための調整用ボルト５が設置されている。空隙中心付近
の磁界を均一化するため、ポールピース２の周縁部には
環状突起を、中央部には円盤状突起を設けてある。一対
の導体７１，７２は対向するポールピース間の中央部で
被検体８を挟むように被検体と水平方向に配置されてお
り、各々の導体７１，７２には互いに逆方向の電流を印
加する。本実施例においては、一対の導体７１，７２は
ともに線形とし、導体間距離の中心を空隙中心に設定し
、導体を６００ｍｍの間隔をもって配置した。

【０００９】ここで使用する永久磁石は　、磁気回路の
重量増加を避けかつ強い中心磁束密度を得るために最大
エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが２５メガガウスエルステ
ッド（ＭＧＯｅ）以上であるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系、あるい
はＰｒ−Ｆｅ−Ｂ系などの希土類磁石が望ましい。また
、永久磁石の着磁方向は上下とも垂直同方向である。本
実施例においては、基本組成がＰｒ１７原子％、Ｆｅ７
６．５原子％、Ｂ５．０原子％、Ｃｕ１．５原子％で、
熱間／圧延加工によって製造された希土類磁石で、最大
エネルギー積が２８．４ＭＧＯｅのものを１．２５ｔｏ
ｎ使用した。また、永久磁石は図中矢印方向へ着磁した
。 ヨーク及び支柱に使用する材料としては、安価であり飽
和磁化が高いことが要求されるため、本実施例では飽和
磁化１３０００ＧのＳ１５Ｃを用いた。ポールピースに
使用する材料においては透磁率および飽和磁化がともに
高いことが要求されるため、本実施例では飽和磁化１８
０００Ｇ、最大透磁率１００００の磁気特性を有する電
磁軟鉄を用いた。

【００１０】この磁気回路のポールピース間距離を５２
０ｍｍに設定し、前記調整用ボルト５および導体７１，
７２に印加する電流を微調整して空隙中心の磁束密度を
測定したところ１８５０Ｇであった。次に、空隙中心を
中心点とした直径３００ｍｍの球の表面を測定して空間
の磁界均一度を評価した。（ｒ，θ，φ）は球座標を表
わし、本実施例においてはｒは１５０ｍｍ、θおよびφ
は３０°毎の値をとる。このように空間の表面を３０°
ピッチで５つの横断面に分割し、分割した各面上３０°
ピッチで磁束密度を測定する。この方法で測定された６
０点と空隙中心６および球の最上点と最下点の計６３点
で均一性を評価した。その結果、空間の磁界均一度は３
０ｐｐｍであった。

【００１１】図２は従来の磁気回路の構成を示す縦断面
図と横断面図である。空隙を形成して対向する一対のポ
ールピース２の各々の反空隙側に各々永久磁石１を着設
し、これらを磁性体材から成る一対の長方形板状ヨーク
３と４本の支柱４で磁気的結合した構造を成す。この磁
気回路の磁界調整機構は、上側ヨークの４角の調整用ボ
ルト５およびヨーク３の長辺側にポールピース２に近接
して設置された磁束調整用磁性体板９である。この磁気
回路に、図１に示した磁気回路に用いた磁石、ヨーク、
支柱、ポールピースと同じ磁気特性の材料を用い、ポー
ルピース間距離を５２０ｍｍとしたところ、空隙中心の
磁束密度は１８４０Ｇ、均一度５０ｐｐｍであった。

【００１２】本実施例によれば、空隙の磁界の均一度は
従来技術に比べ４０％向上することが確認された。

【００１３】本実施例においては、導体の数を２、形状
を線形、間隔を６００ｍｍとしたが、導体の数、形状、
配置間隔等はこれに限られるものではなく、磁界の不均
一性に応じ適宜選定することが望ましい。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、空隙
を形成して対向する一対の永久磁石の空隙対向面に各々
ポールピースを着設し、前記永久磁石対を磁性体材から
成る一対の長方形板状ヨークと複数の支柱で磁気的結合
して磁気回路を構成し、前記空隙に磁界を発生させる磁
界発生装置において、対向するポールピース間の中央部
に空隙中央部に挿入された被検体を挟むように、水平方
向に配置された一対の導体を設けることによって、従来
技術に比べより良好な均一磁界を容易に得ることを可能
とした。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における磁界発生装置の磁気回
路の基本構造を示す説明図。

【図２】従来の内磁型磁気回路の構造を示す説明図。

【符号の説明】

１　　永久磁石部 ２　　ポールピース ３　　ヨーク ４　　支柱 ５　　調整用ボルト ６　　カバー ７１、７２　　導体 ８　　被検体 ９　　磁束調整用磁性体板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　空隙を形成して対向する一対の永久磁
   石の空隙対向面に各々ポールピースを着設し、前記永久
   磁石対を磁性体材から成る一対の長方形板状ヨークと複
   数の支柱で磁気的結合して磁気回路を構成し、前記空隙
   に磁界を発生させる磁界発生装置において、対向するポ
   ールピース間の中央部に空隙中央部に挿入された被検体
   を挟むように、水平方向に配置された複数の導体を設け
   たことを特徴とする磁界発生装置。