JPH0847487A - 磁場発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長方形の断面を有するＭＲＩ装置に用い、漏
れ磁場を均等にして、発生磁場の均一度を高くする手段
を有する磁場発生装置を提供すること。 【構成】 厚み方向に磁化された１対の永久磁石を対向
させて継鉄内部に設け、上記１対の永久磁石の対向面の
それぞれに整磁板を設け、対向した整磁板の間の空間に
磁場を発生させる磁場発生装置に於いて、上記１対の永
久磁石の少なくとも一方の側面全面または一部に、磁性
材から成る磁束分路材を設ける。更に、場合によって
は、上記磁束分路材に可撓性を持たせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁場発生装置に関し、特
に磁気共鳴を利用して物体の画像を得る磁気共鳴撮影装
置（ＭＲＩ装置）に用いて好適な磁場発生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴撮影装置（以下ＭＲＩ装置とい
う）は、装置内に人体の一部または全部を挿入して磁場
をかけ、その断層画像を得る装置であり、現代の医療に
大変役立っている。

【０００３】ＭＲＩ装置には磁石対向型の磁場発生装置
を用いたものがあり、その一例を図３に示す。図３
（ａ）はＭＲＩ装置の側面概略図であり、図３（ｂ）は
図３（ａ）の切断線ａ−ａから見た断面図である。

【０００４】図３に示す従来のＭＲＩ装置の例では、板
状継鉄１０ａ、１０ｂを４本の円柱状継鉄１２ａ、１２
ｂ、１２ｃ、１２ｄで接続し、これらの継鉄内部に、異
極同士を対向させた円板型永久磁石対１４ａ、１４ｂを
設けている。更に、上記永久磁石対１４ａ、１４ｂの対
向面に、外周に環状突起を有する整磁板１６ａ、１６ｂ
（軟鉄等の磁性体からなる磁極板で、直径が１０００ｍ
ｍ程度）を設けている。これらにより、対向整磁板１６
ａ、１６ｂの間の空間に均一磁場を得、特に領域１８内
（例えば直径約４００ｍｍの球内）には、ＭＲＩ装置で
断層画像を得るために必要な高均一磁場を得ている。

【０００５】図３（ａ）及び（ｂ）に於ける符号２０
ａ、２０ｂ及び２０’の示す破線は磁力線であり、矢印
はＮ極からＳ極への流れを示す。磁力線についての詳し
いことは後ほど述べる。

【０００６】ＭＲＩ装置の小型軽量化を図り、板状継鉄
を必要最小限の大きさにすると、ＭＲＩ装置は、例えば
図３（ｂ）のような長方形（縦１３００ｍｍ、横１９０
０ｍｍ）の平面図を有することになる。

【０００７】従来の磁場発生装置を用いたＭＲＩ装置に
おける磁力線の流れを、図３（ａ）を用いて説明する。

【０００８】例えば磁石１４ａ、１４ｂの対向面が、各
々Ｓ極、Ｎ極である場合、図３（ａ）に示すように磁力
線の一部２０ａは、磁石１４ｂから出て整磁板１６ｂを
通り、整磁板１６ａに入る。更に、磁力線２０ａは磁石
１４ａ、板状継鉄１０ａ、円柱状継鉄１２ａ乃至１２ｄ
の何れか、板状継鉄１０ｂを順々に通り、磁石１４ｂへ
と戻り、ループを形成する。

【０００９】一部の磁力線は２０ｂ（例えば磁石１４ｂ
の外周付近から出た磁力線）のように整磁板１６ｂを通
った後、整磁板１６ａには向かわず、一番近い円柱状継
鉄（例えば１２ａ）に引かれてその中を通りまた磁石１
４ｂへと戻るループを形成する。一般に２０ｂを漏れ磁
場と呼ぶ。

【００１０】ここで、当然ながら、図３（ａ）に示す磁
力線２０ａ、２０ｂは、全てが同一平面内（紙面内）に
あるわけではない。図３（ａ）の磁力線は、側面側から
見通した形で描いてある。

【００１１】次に図３（ｂ）を用いて、磁石１４ｂの外
周付近から出る磁力線（図３（ａ）の２０ｂ）の一部を
切断線ａ−ａから見た様子について説明する。図３
（ｂ）に於いて磁力線２０’は板状継鉄１０ｂ内を通っ
ているのではなく、ＭＲＩ装置内の空間部分を通ってい
る（図３（ａ）参照）。

【００１２】円柱状継鉄１２ａ乃至１２ｄは、図３
（ｂ）のように板状継鉄の長方形平面図の４つの角付近
にそれぞれ配置されるため、円柱状継鉄１２ａ−１２ｄ
間及び１２ｂ−１２ｃ間の間隔は、円柱状継鉄１２ａ−
１２ｂ間及び１２ｄ−１２ｃ間の間隔より狭い。このた
め磁力線の流れが、図３（ｂ）の２０’で示すように、
左右方向と上下方向で様子を異にする。図３（ｂ）で
は、左右方向の漏れ磁場２０’の方が上下方向の漏れ磁
場２０’より多いため、磁場分布が不均一になる。

【００１３】すなわち、磁石の外周付近から発生する磁
力線２０’が、図３（ｂ）に示すように左右方向と上下
方向とで様子が異なるのと同様、磁石の中央部分から発
生して対向磁石に向かう磁力線も、磁力線２０’に応じ
て左右方向と上下方向とで流れ方が異なる。このため、
球状領域１８内の磁場は必要なだけの高均一度磁場にな
れない。

【００１４】ＭＲＩ装置による画像にボケや歪を生じさ
せないためには、球状領域１８内の磁場の均一度を数十
ｐｐｍ以下にする必要がある。このため、従来は、ＭＲ
Ｉ装置の板状継鉄の側面に透磁率が高く磁束の流れ易い
磁束分路材（磁性材より成る）を設けるという改良を加
えていた。

【００１５】しかし、従来の継鉄側面用の磁束分路材で
は、大面積のものを用いなくては磁場調整が難しく、磁
場均一度も不十分な値しか得られないという問題があっ
た。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、長方
形の断面を有するＭＲＩ装置に用い、漏れ磁場を均等に
して、発生磁場の均一度を高くする手段を有する磁場発
生装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】厚み方向に磁化された１
対の永久磁石を対向させて継鉄内部に設け、上記１対の
永久磁石の対向面のそれぞれに整磁板を設け、対向した
整磁板の間の空間に磁場を発生させる磁場発生装置に於
いて、上記１対の永久磁石の少なくとも一方の側面全面
または一部に、磁性材から成る磁束分路材を設ける。更
に、場合によっては、上記磁束分路材に可撓性を持たせ
る。

【００１８】

【実施例】本発明の磁場発生装置を有するＭＲＩ装置を
図１に示す。図１（ａ）は本発明の磁場発生装置を有す
るＭＲＩ装置の側面概略図であり、図１（ｂ）は図１
（ａ）の切断線ｂ−ｂから見た断面図である。図１
（ｃ）は図１（ｂ）の切断線ｃ−ｃから見た断面図であ
り、簡素化のために円柱状継鉄は省略してある。図３と
の共通部分には同じ符号を付した。

【００１９】符号２２ａ乃至２２ｄは磁束分路材で、磁
石の側面に設けられている。本発明の磁束分路材の特徴
は、永久磁石の側面に設けられる点にあり、図１に示し
た磁束分路材の形状はその一例である。

【００２０】磁石の外周付近から発生する磁力線を切断
線ｂ−ｂから見た様子を示したものが図１（ｂ）の破線
２４であり、切断線ｃ−ｃから見た様子を示したものが
図１（ｃ）の破線２４’である。

【００２１】図１（ｃ）に示したように、磁石１４ｂ
の、磁束分路材２２ｂ（２２ｄ）が設けられた側面付近
から出る磁力線２４’は、磁束分路材２２ｂ（２２ｄ）
へ入り、磁石１４ｂへと戻ってループを形成する。

【００２２】すなわち、磁束分路材２２ａ乃至２２ｄを
設けることにより、従来は円柱状継鉄に引き寄せられて
いた磁力線（図１（ｂ）に示した範囲２６ａ、２６ｂ辺
りの磁力線）が、図１（ｃ）のようなループを描くよう
になる。このため、図１（ｂ）のように、磁石を上から
見ると、磁石の側面付近から出る漏れ磁場の磁力線がほ
ぼ放射状に均等に出ていることがわかる。すなわち、図
３（ｂ）のように磁石外周部から発生する漏れ磁場の磁
力線が左右方向に片寄って流れる、という傾向が緩和さ
れている。これに応じ、磁石中央部から出る磁力線の左
右方向と上下方向との流れ方の違いの差も小さくなり、
球状領域１８内に高均一度磁場を得ることができる。

【００２３】具体的な磁束分路材の形状を示すため、本
発明に係る磁場発生装置の実施例を図２に模式的に示
す。図２は、図１（ｂ）と同じく切断線ｂ−ｂから見
た、永久磁石及び磁束分路材を示したものである。整磁
板は、説明の便宜上省略した。尚、図２は模式的に描か
れているため、実際の磁束分路材よりも突出の度合が大
きくなっている。

【００２４】図２の実施例では、直径１１５０ｍｍ、厚
み（紙面に対して垂直方向）１００ｍｍの円板型磁石３
０の側面（長方形平面図（縦１３００ｍｍ、横１９００
ｍｍ）を有する板状継鉄の、横辺に近い側、図１（ｂ）
参照）に、磁束分路材を設けている。

【００２５】まず、可撓性を有する磁束分路材（幅（紙
面に対して垂直方向）１００ｍｍ、厚み（円板型永久磁
石の半径方向）０．１ｍｍ、長さ（円板型永久磁石の円
周に沿った方向）３５０ｍｍ）を３０枚ずつ、図２のよ
うに設ける（３２ａ及び３２ｂそれぞれが磁束分路材３
０枚にあたる）。次に、幅、厚みが等しく長さ３００ｍ
ｍの磁束分路材３０枚（３４ａ及び３４ｂ）を、それぞ
れ３２ａ及び３２ｂの外側に設ける。同様にして順次、
長さ２５０ｍｍの磁束分路材３０枚（３６ａ及び３６
ｂ）、長さ２００ｍｍの磁束分路材３０枚（３８ａ及び
３８ｂ）、長さ１５０ｍｍの磁束分路材３０枚（４０ａ
及び４０ｂ）、長さ１００ｍｍの磁束分路材３０枚（４
２ａ及び４２ｂ）を重ねて設ける。この結果、漏れ磁場
が均等になり、領域１８内に２０ｐｐｍという高均一度
の磁場を得ることができた。

【００２６】本実施例では一例として薄い板状の可撓性
を有する磁束分路材を永久磁石側面に設けたが、ブロッ
ク状や球状の磁束分路材を永久磁石側面に設けてもよ
い。

【００２７】また、磁束分路材を設ける際、磁場均一度
を高くするように磁束分路材の大きさや配置等の決定を
行うということはいうまでもない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、磁束分路材を磁石
側面に設けた、本発明の磁場発生装置によれば、長方形
の平面図を有するＭＲＩ装置に於いて高均一度磁場を発
生させることができる。また、永久磁石に分路材を密着
させることにより、従来よりも少ない分路材で従来法と
同等以上の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁場発生装置の一例を有するＭＲＩ装
置の概略図。

【図２】本発明の磁場発生装置の実施例を説明する図。

【図３】ＭＲＩ装置の概略図。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 磁場発生装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁場発生装置に関し、特
に磁気共鳴を利用して物体の画像を得る磁気共鳴撮影装
置（ＭＲＩ装置）に用いて好適な磁場発生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴撮影装置（以下ＭＲＩ装置とい
う）は、装置内に人体の一部または全部を挿入して磁場
をかけ、その断層画像を得る装置であり、現代の医療に
大変役立っている。

【０００３】 ＭＲＩ装置には磁石対向型の磁場発生装
置を用いたものがあり、その一例を図４に示す。図４
（ａ）はＭＲＩ装置の側面概略図であり、図４（ｂ）は
図４（ａ）の切断線ａ−ａから見た断面図である。

【０００４】 図４に示す従来のＭＲＩ装置の例では、
板状継鉄１０ａ、１０ｂを４本の円柱状継鉄１２ａ、１
２ｂ、１２ｃ、１２ｄで接続し、これらの継鉄内部に、
異極同士を対向させた円板型永久磁石対１４ａ、１４ｂ
を設けている。更に、上記永久磁石対１４ａ、１４ｂの
対向面に、外周に環状突起を有する整磁板１６ａ、１６
ｂ（軟鉄等の磁性体からなる磁極板で、直径が１０００
ｍｍ程度）を設けている。これらにより、対向整磁板１
６ａ、１６ｂの間の空間に均一磁場を得、特に領域１８
内（例えば直径約４００ｍｍの球内）には、ＭＲＩ装置
で断層画像を得るために必要な高均一磁場を得ている。

【０００５】 図４（ａ）及び（ｂ）に於ける符号２０
ａ、２０ｂ及び２０’の示す破線は磁力線であり、矢印
はＮ極からＳ極への流れを示す。磁力線についての詳し
いことは後ほど述べる。

【０００６】 ＭＲＩ装置の小型軽量化を図り、板状継
鉄を必要最小限の大きさにすると、ＭＲＩ装置は、例え
ば図４（ｂ）のような長方形（縦１３００ｍｍ、横１９
００ｍｍ）の平面図を有することになる。

【０００７】 従来の磁場発生装置を用いたＭＲＩ装置
における磁力線の流れを、図４（ａ）を用いて説明す
る。

【０００８】 例えば磁石１４ａ、１４ｂの対向面が、
各々Ｓ極、Ｎ極である場合、図４（ａ）に示すように磁
力線の一部２０ａは、磁石１４ｂから出て整磁板１６ｂ
を通り、整磁板１６ａに入る。更に、磁力線２０ａは磁
石１４ａ、板状継鉄１０ａ、円柱状継鉄１２ａ乃至１２
ｄの何れか、板状継鉄１０ｂを順々に通り、磁石１４ｂ
へと戻り、ループを形成する。

【０００９】 一部の磁力線は２０ｂ（例えば磁石１４
ｂの外周付近から出た磁力線）のように整磁板１６ｂを
通った後、整磁板１６ａには向かわず、一番近い円柱状
継鉄（例えば１２ａ）に引かれてその中を通りまた磁石
１４ｂへと戻るループを形成する。一般に２０ｂを漏れ
磁場と呼ぶ。

【００１０】 ここで、当然ながら、図４（ａ）に示す
磁力線２０ａ、２０ｂは、全てが同一平面内（紙面内）
にあるわけではない。図４（ａ）の磁力線は、側面側か
ら見通した形で描いてある。

【００１１】 次に図４（ｂ）を用いて、磁石１４ｂの
外周付近から出る磁力線（図４（ａ）の２０ｂ）の一部
を切断線ａ−ａから見た様子について説明する。図４
（ｂ）に於いて磁力線２０’は板状継鉄１０ｂ内を通っ
ているのではなく、ＭＲＩ装置内の空間部分を通ってい
る（図４（ａ）参照）。

【００１２】 円柱状継鉄１２ａ乃至１２ｄは、図４
（ｂ）のように板状継鉄の長方形平面図の４つの角付近
にそれぞれ配置されるため、円柱状継鉄１２ａ−１２ｄ
間及び１２ｂ−１２ｃ間の間隔は、円柱状継鉄１２ａ−
１２ｂ間及び１２ｄ−１２ｃ間の間隔より狭い。このた
め磁力線の流れが、図４（ｂ）の２０’で示すように、
左右方向と上下方向で様子を異にする。図４（ｂ）で
は、左右方向の漏れ磁場２０’の方が上下方向の漏れ磁
場２０’より多いため、磁場分布が不均一になる。

【００１３】 すなわち、磁石の外周付近から発生する
磁力線２０’が、図４（ｂ）に示すように左右方向と上
下方向とで様子が異なるのと同様、磁石の中央部分から
発生して対向磁石に向かう磁力線も、磁力線２０’に応
じて左右方向と上下方向とで流れ方が異なる。このた
め、球状領域１８内の磁場は必要なだけの高均一度磁場
になれない。

【００１４】 ＭＲＩ装置による画像にボケや歪を生じ
させないためには、球状領域１８内の磁場の均一度を数
十ｐｐｍ以下にする必要がある。このため、従来は、Ｍ
ＲＩ装置の板状継鉄の側面に透磁率が高く磁束の流れ易
い磁束分路材（磁性材より成る）を設けるという改良を
加えていた。

【００１５】 しかし、従来の継鉄側面用の磁束分路材
では、大面積のものを用いなくては磁場調整が難しく、
磁場均一度も不十分な値しか得られないという問題があ
った。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、長方
形の断面を有するＭＲＩ装置に用い、漏れ磁場を均等に
して、発生磁場の均一度を高くする手段を有する磁場発
生装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】厚み方向に磁化された１
対の永久磁石を対向させて継鉄内部に設け、上記１対の
永久磁石の対向面のそれぞれに整磁板を設け、対向した
整磁板の間の空間に磁場を発生させる磁場発生装置に於
いて、上記１対の永久磁石の少なくとも一方の側面全面
または一部に、磁性材から成る磁束分路材を設ける。更
に、場合によっては、上記磁束分路材に可撓性を持たせ
る。

【００１８】

【実施例】本発明の磁場発生装置を有するＭＲＩ装置を
図１および図２に示す。図１（ａ）は本発明の磁場発生
装置を有するＭＲＩ装置の側面概略図であり、図１
（ｂ）は図１（ａ）の切断線ｂ−ｂから見た断面図であ
る。図２は図１（ｂ）の切断線ｃ−ｃから見た断面図で
あり、簡素化のために円柱状継鉄は省略してある。図４
との共通部分には同じ符号を付した。

【００１９】 符号２２ａ乃至２２ｄは磁束分路材で、
磁石の側面に設けられている。本発明の磁束分路材の特
徴は、永久磁石の側面に設けられる点にあり、図１およ
び図２に示した磁束分路材の形状はその一例である。

【００２０】 磁石の外周付近から発生する磁力線を切
断線ｂ−ｂから見た様子を示したものが図１（ｂ）の破
線２４であり、切断線ｃ−ｃから見た様子を示したもの
が図２の破線２４’である。

【００２１】 図２に示したように、磁石１４ｂの、磁
束分路材２２ｂ（２２ｄ）が設けられた側面付近から出
る磁力線２４’は、磁束分路材２２ｂ（２２ｄ）へ入
り、磁石１４ｂへと戻ってループを形成する。

【００２２】 すなわち、磁束分路材２２ａ乃至２２ｄ
を設けることにより、従来は円柱状継鉄に引き寄せられ
ていた磁力線（図１（ｂ）に示した範囲２６ａ、２６ｂ
辺りの磁力線）が、図２のようなループを描くようにな
る。このため、図１（ｂ）のように、磁石を上から見る
と、磁石の側面付近から出る漏れ磁場の磁力線がほぼ放
射状に均等に出ていることがわかる。すなわち、図４
（ｂ）のように磁石外周部から発生する漏れ磁場の磁力
線が左右方向に片寄って流れる、という傾向が緩和され
ている。これに応じ、磁石中央部から出る磁力線の左右
方向と上下方向との流れ方の違いの差も小さくなり、球
状領域１８内に高均一度磁場を得ることができる。

【００２３】 具体的な磁束分路材の形状を示すため、
本発明に係る磁場発生装置の実施例を図３に模式的に示
す。図３は、図１（ｂ）と同じく切断線ｂ−ｂから見
た、永久磁石及び磁束分路材を示したものである。整磁
板は、説明の便宜上省略した。尚、図３は模式的に描か
れているため、実際の磁束分路材よりも突出の度合が大
きくなっている。

【００２４】 図３の実施例では、直径１１５０ｍｍ、
厚み（紙面に対して垂直方向）１００ｍｍの円板型磁石
３０の側面（長方形平面図（縦１３００ｍｍ、横１９０
０ｍｍ）を有する板状継鉄の、横辺に近い側、図１
（ｂ）参照）に、磁束分路材を設けている。

【００２５】 まず、可撓性を有する磁束分路材（幅
（紙面に対して垂直方向）１００ｍｍ、厚み（円板型永
久磁石の半径方向）０．１ｍｍ、長さ（円板型永久磁石
の円周に沿った方向）３５０ｍｍ）を３０枚ずつ、図３
のように設ける（３２ａ及び３２ｂそれぞれが磁束分路
材３０枚にあたる）。次に、幅、厚みが等しく長さ３０
０ｍｍの磁束分路材３０枚（３４ａ及び３４ｂ）を、そ
れぞれ３２ａ及び３２ｂの外側に設ける。同様にして順
次、長さ２５０ｍｍの磁束分路材３０枚（３６ａ及び３
６ｂ）、長さ２００ｍｍの磁束分路材３０枚（３８ａ及
び３８ｂ）、長さ１５０ｍｍの磁束分路材３０枚（４０
ａ及び４０ｂ）、長さ１００ｍｍの磁束分路材３０枚
（４２ａ及び４２ｂ）を重ねて設ける。この結果、漏れ
磁場が均等になり、領域１８内に２０ｐｐｍという高均
一度の磁場を得ることができた。

【００２６】 本実施例では一例として薄い板状の可撓
性を有する磁束分路材を永久磁石側面に設けたが、ブロ
ック状や球状の磁束分路材を永久磁石側面に設けてもよ
い。

【００２７】 また、磁束分路材を設ける際、磁場均一
度を高くするように磁束分路材の大きさや配置等の決定
を行うということはいうまでもない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、磁束分路材を磁石
側面に設けた、本発明の磁場発生装置によれば、長方形
の平面図を有するＭＲＩ装置に於いて高均一度磁場を発
生させることができる。また、永久磁石に分路材を密着
させることにより、従来よりも少ない分路材で従来法と
同等以上の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の磁場発生装置の一例を有するＭＲＩ
装置の概略図。

【図２】 本発明の磁場発生装置の一例を有するＭＲＩ
装置の概略図。

【図３】 本発明の磁場発生装置の実施例を説明する
図。

【図４】ＭＲＩ装置の概略図。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【図１】

【図３】

【図４】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚み方向に磁化された１対の永久磁石を
   対向させて継鉄内部に設け、上記１対の永久磁石の対向
   面のそれぞれに整磁板を設け、対向した整磁板の間の空
   間に磁場を発生させる磁場発生装置に於いて、 上記１対の永久磁石の少なくとも一方の側面全面または
   一部に、磁性材から成る磁束分路材を設けたことを特徴
   とする磁場発生装置。
2. 【請求項２】 上記磁束分路材は可撓性を有しているこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の磁場発
   生装置。