JPH07100058B2

JPH07100058B2 - 磁気共鳴イメ−ジング装置

Info

Publication number: JPH07100058B2
Application number: JP61252537A
Authority: JP
Inventors: 浩古川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-10-22
Filing date: 1986-10-22
Publication date: 1995-11-01
Anticipated expiration: 2010-11-01
Also published as: JPS63105745A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、静磁場形成用磁石として永久磁石を用いた磁
気共鳴イメージング装置（以下、MPIと略記する）装置
に関する。

（従来の技術）この種のMRI装置に使用される静磁場形成用磁石として
は、常電導磁石、超伝導磁石及び永久磁石があり、前記
常電導磁石及び超伝導磁石は共にコイルに通電すること
により磁界を発生するものであるから、電力消費のない
永久磁石が省力化の面では理想的である。第５図は永久
磁石を用いた静磁場形成部の概略説明図である。同図に
おいて、1,1は離間して対向配置された一対の永久磁石
であり、そのエアギャップ２に静磁場を形成するように
磁気回路形成用の鉄ヨーク３が配置されている。4,4は
それぞれ前記一対の永久磁石1,1の表面に装着された磁
極であり、エアギャップ２内での磁場の均一性を得るた
めに、例えば対向端側の縁辺を凸部とし、その中央部を
凹部とする形状に形成している。

尚、前記エアギャップ２内には傾斜磁場コイルが設置さ
れ、さらにその内部に被検体が配置されて、磁気共鳴現
象を利用した被検体断面の画像化を行うようになってい
る。

（発明が解決しようとする問題点）この種の永久磁石方式のMRI装置の最大の問題点は、う
ず電流の発生による各種の弊害である。ここで、前記磁
極4,4は一枚の鉄板（磁気特性の良い純鉄性系の材料）
でできており、しかも永久磁石方式の場合ギャップ長Ｌ
を長くとれないための電極4,4の近傍に傾斜磁場コイル
が設置される構造とせざるを得ない。そして、前記傾斜
磁場コイルはパルス状に磁場を発生するため、近くに金
属があるとこの金属即ち磁極4,4にうず電力が発生する
ことになる。

このうず電流は、前記パルス状磁場を打ち消す方向に粒
れるため、実際に得られる磁場は傾斜磁場コイルに加え
られるエネルギーに比べて小さくなってしまい効率が極
めて悪かった。

このようなうず電流の発生により、永久磁石方式の傾斜
磁場電源は、同程度の傾斜磁場強度を要求される常電導
磁石方式又は超伝導磁石方式に用いられる傾斜磁場電源
よりも、はるかに大きな電源（倍程度の電力）が必要と
なっていた。

さらに、永久磁石方式を採用した場合の固有の問題とし
て下記の問題がある。即ち、永久磁石１は一個の単体と
して所定サイズの大きさを得るのは困難であるため、一
般に第６図に示すように単体の磁石1Aを組み合せて所定
サイズの磁石１を形成している。この場合、単体の磁石
1A毎に着磁のバラツキ（通常数％含まれている）がある
ため、静磁場の均一性を得るのに支障となっていた。

そこで、本発明の目的とするところは永久磁石方式を採
用した場合の最大の欠点であったうず電流の発生を極力
低減することにあり、また、単体磁石を組み合せて形成
した永久磁石の着磁のバラツキを一様化することも可能
な磁気共鳴イメージング装置を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、エアギャップを介して対向配置された一対の
永久磁石と、磁気回路を形成するヨークと、一対の永久
磁石の対向端側に装着される磁極とを有し、前記エアギ
ャップに形成される静磁場内に被検体を配置して磁気共
鳴現象を利用した画像化を行う磁気共鳴イメージング装
置において、前記磁極を複数に分割された単体磁極の組
み合せにより構成している。

（作用）永久磁石方式では、エアギャップ長を長くとれず、傾斜
磁場コイルが磁極の近傍に配置され、このパルス状磁場
により磁極内にうず電流が生ずることになる。本発明で
は、この磁極を複数に分割された単体磁極の組み合わせ
により構成しているので、うず電流は各単体磁局内で生
じ、その面積が小さいのでうず電流を小さくすることが
できる。尚、うず電流を低減する観点からすれば単体磁
極の面積を小さくすればよく、その形状は問題とならな
い。

磁極を通過する磁束の方向としては、磁極の厚さ方向
（即ち静磁場方向）に限らず、これとほぼ直交する方向
にも生ずるので、この場合の対策として磁極を積層構造
とすることでこの方向の磁束に基づくうず電流を同様の
原理により小さくできる。

この場合、傾斜磁場コイルに最も近接するエアギャップ
端側の磁極のみを複数に分割することで、磁極の厚さ方
向に沿って発生する磁界にうず電流を効果的に小さくで
きる。

一方、永久磁石の着磁特性のバラツキを低減する作用は
下記の通りである。即ち、永久磁石に装着される各単体
磁極の表面に磁気モーメントが分布することになるが、
相隣接する単体磁極の相互作用により磁モーメントの分
布が平滑化されるからである。この場合、積層構造の磁
極をそれぞれ短冊状に分割し、各層毎に分割方向を異な
らせれば、各分割方向に沿った着磁のバラツキを平滑化
することができる。最も簡易な構成としては、２層の分
割方向を相直交するようにすればよい。

（実施例）以下、本発明を図示の実施例に基づき具体的に説明す
る。尚、本発明は磁極構造を特徴とするものであるか
ら、以下、第５図中の静磁場形成部のうち、従来の磁極
４に代えて用いられる磁極10の構造につき、第１図，第
２図（Ａ）乃至（Ｃ）を参照して説明する。

第１図に示すように、永久磁石１の表面に装着される磁
極10は、例えば第２図（Ａ）乃至（Ｃ）に示す３層構造
となっている。３層構造の磁極10のうち、永久磁石１に
当接される第１層の磁極11は、第２図（Ａ）に示すよう
に同図の左右方向に沿って分割された短冊状の単体磁極
11Aを組み合せて例えば円形に形成している。第２層の
磁極12は、第２図（Ｂ）に示すように同図の上下方向に
沿って分割された短冊状の単体磁極12Aを組み合せて円
形に形成している。第３層の磁極13は、第１層の磁極11
と同様に分割され、かつ、磁場の均一性を得る工夫とし
てその縁辺がリング状の突起に形成されている。

このような構成の静磁場形成部を有したMPI装置にあっ
て、第１図の図示20に示すように傾斜磁場コイルによる
磁束が生じた場合、その磁束20のうちの磁極10の厚さ方
向21の成分によって第２図（Ａ）乃至（Ｃ）に示すよう
に各単体磁極11A,12A,13Aの面内にうず電流14が生ずる
ことになるが、各単体磁極は分割されて面積が小さくな
っているのでうず電流を低減することができる。

また、前記磁束20のうち厚さ方向21に直交する方向22の
成分によってもうず電流が生じするが、磁極10は厚さ方
向で３層に分割されているので単層のものよりもうず電
流を低減できる。

次に、上記構成において着磁のバラツキを低減する作用
について説明する。

第３図は、磁極10をエアギャップ２側から見た図であ
り、各層11,12,13の分割方向のうち、第1,第３層の磁極
11,13は実線で示される通りであり、第２層の磁極12は
破線で示される。ここで、各単体磁極の表面に分布する
磁気モーメントは各層毎に相隣接する単体磁極の相互作
用を受けて平滑化されることになる。従って、第1,第３
層磁極11,13では同図のA,B方向に沿った着磁のバラツキ
が平滑化され、第２層の磁極12で同図のC,D方向に沿っ
た着磁のバラツキが平滑化されることになり、磁極10と
して見れば従来よりもこのバラツキが著しく平滑化され
ることがある。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

上述したように、うず電流を低減することにのみ着目す
れば、磁極10の分割化にあたって面積を小さくすること
のみ考慮すればよく、単体磁極の形状は問題とならな
い。例えば、第４図（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ示すよう
に放射状に分割された単体磁極10Aとしてもよく、ある
いは短形状に分割された単体磁極10Bとしてもよい。

さらに、磁極10を必ずしも多層構造とする必要もない。
即ち、磁極10の厚み側から見た縦断面積は、その横断面
積に比べて充分小さいからである。

また、多層構造とした場合にあっても、必ずしも各層を
単体磁極によって分割化する必要はなく、傾斜磁場コイ
ルに最も近い、即ちうず電流低減に全も効果的なエアギ
ャップ端側の層のみを分割するだけでも充分な効果を得
られる。

また、着磁特性のバラツキを平滑化するためには、多層
化された各磁極の分割方向を各層毎に変えれば、各方向
毎にバラツキを平滑化でき、分割方向を層直交させた場
合には少なくとも２層構造とすれば足りる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば永久磁石方式を採
用した磁気共鳴イメージング装置にあって最大の欠点で
あるうず電流を効果的に抑制することができ、さらには
永久磁石の着磁特性の平滑化をも達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るMPI装置の静磁場形成部の概略説
明図、第２図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は３層構造の各層
の磁場を示す平面図、第３図は３層構造の磁極をエアギ
ャップ側より見た平面図、第４図（Ａ），（Ｂ）は磁極
の分割変形例を示す平面図、第５図は従来装置の静磁場
形成部の概略説明図、第６図は永久磁石の平面図であ
る。１……永久磁石、２……エアギャップ、３……ヨーク、
10……磁極、10A,10B,11A,12A,13A……単体磁極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｆ 7/02 ＣＧ０１Ｎ 24/08 ５２０Ｙ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エアギャップを介して対向配置された一対
の永久磁石と、磁気回路を形成するヨークと、一対の永
久磁石の対向端側に装着される磁極とを有し、前記エア
ギャップに形成される静磁場内に被検体を配置して磁気
共鳴現象を利用した画像化を行う磁気共鳴イメージング
装置において、前記磁極を複数に分割された単体磁極の
組み合せにより構成したことを特徴とする磁気共鳴イメ
ージング装置。
【請求項２】磁石は、その厚み方向で積層構造とした特
許請求の範囲第１項記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】積層構造の磁極のうち、エアギャップ端側
の磁極を複数に分割して構成した特許請求の範囲第２項
記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】磁極は、放射状に分割されたものである特
許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】積層構造の磁極はそれぞれ短冊状に分割さ
れ、かつ、各層毎に磁極の分割方向を異ならせた特許請
求の範囲第２項記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】相隣接する層の磁極の分割方向が直交する
ものである特許請求の範囲第５項記載の磁気共鳴イメー
ジング装置。