JP2003019125A - Mri用磁気回路 - Google Patents

Mri用磁気回路

Info

Publication number
JP2003019125A
JP2003019125A JP2001210261A JP2001210261A JP2003019125A JP 2003019125 A JP2003019125 A JP 2003019125A JP 2001210261 A JP2001210261 A JP 2001210261A JP 2001210261 A JP2001210261 A JP 2001210261A JP 2003019125 A JP2003019125 A JP 2003019125A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
magnetic
pole piece
gradient
mri
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001210261A
Other languages
English (en)
Inventor
Sukehito Doi
祐仁 土井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP2001210261A priority Critical patent/JP2003019125A/ja
Publication of JP2003019125A publication Critical patent/JP2003019125A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 傾斜磁場の立ち上げ速度を上げても磁極片で
の渦電流発生を従来と同レベルにでき、画像の劣化を防
ぐことができるMRI用磁気回路を提供する。 【解決手段】 空隙を隔てて対向する、厚み方向に磁化
された1対の永久磁石と、該永久磁石の組合せの外側に
設けられ該永久磁石を支持する継鉄と、該永久磁石の空
隙側に設けられる一対の磁極片と、該磁極片の空隙側に
設けられる一対の傾斜磁場コイルとを含み、該傾斜磁場
コイル間の空隙に磁場を発生させるMRI用磁気回路に
おいて、該傾斜磁場コイル(11)と該磁極片(8)の
間に非磁性金属層(12)を設けることを特徴とするM
RI用磁気回路を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石型MRI
(磁気共鳴イメージング)用磁気回路に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置向けの永久磁
石を用いた磁場発生装置は、希土類磁石を用いた磁石対
向型磁気回路が主流となっている。図4は、この磁石対
向型磁気回路を示し、図5は、下部磁極片の周辺拡大図
を示す。磁石からの磁束を通すための継鉄と永久磁石1
05と永久磁石106、そして空隙側に均一な磁界10
9を発生させるために一般に磁石表面に軟鉄など軟質磁
性体からなる磁極片107と磁極片108を設ける。図
4は、継鉄として、上ベース101、下ベース102、
柱部103、柱部104を示す。図4(B)は、永久磁
石の磁化方向を矢印で示す。図5には、さらに撮像時に
位置情報を付加するための傾斜磁場を発生するための傾
斜磁場コイル111が、台110とともに磁極片の空隙
側に設けられている。なお、図5は、下部磁極片の周辺
のみを示すが、上部磁極片の周辺も同様な構造である。
継鉄の材質としても軟鉄が使用され、磁石材質は、例え
ばNd2Fe14B系の希土類永久磁石が使用されてい
る。
【0003】近年、EPI(echo planar i
maging)等の高速撮像法が上記のような永久磁石
型MRIにおいても用いられるようになり、それに伴い
傾斜磁場の立ち上げ速度が1G/cm/secから1.
5G/cm/secになるなど速くなる傾向にある。図
6は、印加した傾斜磁場の波形を示し、図6(A)は、
立ち上げ速度1G/cm/sec、パルス幅5mse
c、傾斜磁場強度1G/cmのときの傾斜磁場の波形、
(B)は、立ち上げ速度1.5G/cm/sec、パル
ス幅5msec、傾斜磁場強度1G/cmのときの傾斜
磁場の波形を示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】傾斜磁場の立ち上げ速
度の増加は、周囲の磁極片での単位時間あたりの磁場変
化が増えることになる。このことは、磁極片での誘導電
流言いかえれば渦電流の発生が増えることを意味する。
誘導される電圧Eは、時間Δtにおける磁束(磁場)Δ
φと、E=−Δφ/Δtの関係を有する。磁極片に発生
する渦電流は、傾斜磁場の立ち上げを阻害する他、磁極
片に異常な残留磁化を発生させ不均一の原因となるた
め、画像の悪化をもたらしていた。
【0005】この傾斜磁場印加によって、図2に示す
が、磁極片に発生する残留磁化は、磁極片が磁性体であ
りヒステリシス現象を伴う以上どうしても発生するもの
である。この残留磁化により、傾斜磁場印加後に撮像領
域の均一度が変化することで画像に悪化をもたらしてい
た。この残留磁化を小さくするには、珪素鋼板やパーマ
ロイ、軟磁性フェライト等保磁力が小さく透磁率の高い
材料を磁極片に用いることで対応できる。しかしなが
ら、傾斜磁場の立ち上げ速度が速くなると、同じ傾斜磁
場強度であっても残留磁化が大きくなる現象があった。
本発明者は、該現象を調べ、問題となる残留磁化の増大
は、磁極片が受ける磁場変化が時間的に急速であること
が原因、すなわち磁性体である磁極片に発生する渦電流
が原因であると考えるに至った。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、時間変化の大
きい、言いかえると高周波領域の磁界変化を磁極片に及
ぼさないような方法を提供する。具体的には、傾斜磁場
コイルと磁極片の間に非磁性金属層を設けることで、周
波数の高い磁場変化はこの金属層に渦電流を発生させて
吸収し、周波数の低いもののみ磁極片に達するようにす
る。これにより、傾斜磁場の立ち上げ速度を上げても、
磁極片が感じる磁場変化は従来と変わらないものとな
り、特に渦電流対策を設けない従来と同じ磁極片で高速
撮像法に対応できる。
【0007】即ち、本発明は、高速撮像のための傾斜磁
場の立ち上げ速度増加においても、磁極片への渦電流に
よる影響を低減し画像劣化を防止する方法を提示するも
のである。本発明は、空隙を隔てて対向する、厚み方向
に磁化された1対の永久磁石と、該永久磁石の組合せの
外側に設けられ該永久磁石を支持する継鉄と、該永久磁
石の空隙側に設けられる一対の磁極片と、該磁極片の空
隙側に設けられる一対の傾斜磁場コイルとを含み、該傾
斜磁場コイル間の空隙に磁場を発生させるMRI用磁気
回路において、該傾斜磁場コイルと該磁極片の間に非磁
性金属層を設けることを特徴とするMRI用磁気回路を
提供する。非磁性金属層は、好ましくは、上記傾斜磁場
コイルの周囲全面に設けられる。
【0008】
【発明の実施の形態】本願のMRI用磁気回路は、上記
したように永久磁石ベース上に環状突起部を有する磁極
片及び傾斜磁場コイルで形成されているものである。本
発明に用いる磁石としては、フェライト、希土類磁石等
を用い、特に限定しないが、Nd−Fe−B系、Sm−
Co系、Sm−Fe−N系希土類焼結磁石を用いること
が更に好ましい。永久磁石の形状は、円、四角形等であ
り、特に限定しないが、形成される磁極片と同様な形状
がよく、それぞれの重量、体積、材質にもよるが、磁極
片の底面積に対し、磁石の底面積を102〜105%と
することが、磁気効率や磁場均一性の確保の点から好ま
しい。磁化の方向は、互いに向き合う永久磁石の面に垂
直な方向(厚さ方向)が好ましい。
【0009】本発明に用いる磁極片としては、低炭素鋼
や純鉄等その他飽和磁束密度の高い材料を使用すること
ができる。磁極片は磁場均一化作用を有し、さらに磁極
片内に組み込まれる傾斜磁場コイルは、撮像時の位置情
報を付加する作用を有するものである。磁極片の厚みや
径方向の寸法等の諸条件は、磁気回路の発生する磁界強
度や機械強度、および磁場均一性等によって制約される
ため、このような条件に応じて適宜決定することができ
る。磁極片に付加する鉄片等により磁場の均一度を調整
することもできる。本発明に用いる磁極片は、磁場空間
の均一性を保持するために、好ましくは、磁極片の周縁
に設けられた周辺突起部とを有する。なお、均一な磁場
とは、MRI用磁場発生装置として許容できる範囲の均
一性を有する磁場であり、通常最低値と最高値とが、磁
場平均値に対して±50ppmの範囲に入ることが必要
である。磁極片の組成は、好ましくは、低炭素鋼、純鉄
等の軟鉄からなるベース部とさらに空隙側にケイ素鋼板
等の軟磁性材料を積層した部位から構成され、周辺突起
部面積は、好ましくは磁極片全面積の10〜30%であ
る。
【0010】本発明に用いる傾斜磁場コイルは、磁極片
の空隙側に設けられる。好ましくは、周辺突起部を有す
る磁極片の凹部に形成される。傾斜磁場コイルは、磁極
片空隙側の磁場均一空間に対して意図的に磁場の均一性
を線形に乱すことである。このとき、該不均一磁場を含
むNMR信号を受信すれば、信号の画像化の際に空間情
報を付随することができる。傾斜磁場コイルは、一般的
に銅線から構成されるコイル部と基板とからなる。傾斜
磁場コイルの大きさは、線形の傾斜磁場を発生させる必
要がある撮像領域の大きさによって決定されるが、一般
には磁極片の面積に対して70〜90%の面積を有し、
厚さは15〜30mm程度である。
【0011】本発明は、傾斜磁場コイルと磁極片の間に
非磁性金属層を形成させることを特徴とするものであ
る。非磁性金属層の厚さは、好ましくは10〜50μm
である。非磁性金属層に渦電流を発生させ、磁極片への
高周波成分の侵入を防止するためには、少なくとも1μ
m程度、好ましくは10μmの厚さが必要である。一
方、金属層に発生する渦電流により、傾斜磁場の立ち上
げが阻害されるが、電源側の波形の制御で対応できる。
また、好ましくは厚さを50μm以下にすることによ
り、波形制御は容易になる。但し、50μmを超えると
渦電流が大きくなり電源側で対応できない場合がある。
また、金属層は非磁性であることが必要である。
【0012】本発明に用いる非磁性金属層は、傾斜磁場
コイルと磁極片の間に設ける。好ましくは、上記傾斜磁
場コイルの周囲全面を覆うように設けられる。周囲全面
を覆うとは、磁場コイルの磁極片側と磁場を発生する空
隙側とを含み、磁場コイルの表面全体を覆うことであ
る。これにより、磁極片底面のみならず環状突起部にも
傾斜磁場の高周波成分の侵入を防止することができる。
【0013】非磁性金属層に用いる非磁性材料として
は、非磁性であり、特に且導電性を有するものであれ
ば、特に限定されないが、好ましくは、銅と、アルミニ
ウムと、金と、銀とからなる一群から選ばれる少なくと
も1種以上の金属又は該金属を含む合金等が挙げられ
る。合金としては、銅と、アルミニウムと、金と、銀と
からなる一群から選ばれる二種以上の金属の組合せ等が
挙げられる。
【0014】次に、非磁性金属層の製造方法について述
べる。金属層の形成は特に限定しないが、膜、箔状態で
形成されることが好ましい。銅やアルミニウム等の非磁
性金属を溶解してインゴットにしたものを熱間又は冷間
圧延を行い、ストリップ状にする。このストリップを複
数回圧延して必要な厚さの金属層を形成する。更に、製
造された金属層は、コイルの形状に切断され、接着剤又
は両面テープにより傾斜コイル表面に取り付けられ形成
されるものである。
【0015】このように形成された磁気回路は、継鉄に
より支持され、MRI用磁場発生装置に形成されるもの
である。継鉄は、磁気回路を支持できるものであれば良
いが、例えば、永久磁石の外側にあって永久磁石を支持
するベース継鉄(例えば、板状継鉄)と、永久磁石間の
距離を一定に保つように、該ベース継鉄間を結び、該ベ
ース継鉄の片側又は両側に設けられた継鉄(例えば、柱
状継鉄)が挙げられる。継鉄の材質は、主に軟鉄であ
る。
【0016】図1は、本発明のMRI用磁気回路の一態
様において、側面方向から見た断面図を示し、図2は、
その下部磁極片の周辺拡大図を示す。図1に示すよう
に、継鉄(上ベース)1、継鉄(下ベース)2、継鉄
(柱部)3及び継鉄(柱部)4により、永久磁石5と6
を支持する。永久磁石5と6の磁場発生空間9側には、
磁極片7と8が配される。磁極片は、ベース7a又はと
8a、周辺突起部7b又は8bを有する。図2に示すよ
うに、下部磁極片8の凹部には、台10に置かれた傾斜
磁場コイル11が配置されている。磁極片8の永久磁石
側の片面は、非磁性金属層(膜)12で覆われている。
また、図2に代えて、図3の示す態様としてもよい。図
3は、下部磁極片8の凹部に、台10に置かれた傾斜磁
場コイル11を配置し、傾斜磁場コイル11は、その全
面が非磁性金属層(膜)13で覆われている。図2と図
3は、下部磁極片の周辺のみを示すが、上部磁極片も同
様な態様である。
【0017】この方法によれば、高速撮像法に対応した
コイルや電源を磁気回路に用いたとしても、従来と同じ
磁極片を使用できる。よって、高速撮像法の新しいアプ
リケーションを従来の古い磁気回路でも使用できること
になる。また、傾斜磁場コイル全面に非磁性金属層を設
けることで、磁極片のみならずヨークの他の部所での渦
電流発生も低減することができる。
【0018】以下、本発明を実施例に基づき説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例】実施例1〜2 磁極片に発生する渦電流を、磁極片に発生する異常な磁
化による不均一にて評価した。具体的には、傾斜磁場コ
イルにてパルス磁場を印加する前の撮像領域の均一度を
測定しておき、印加後の均一度を測定し、その差により
評価した。磁気回路は、2本柱型で、Nd2Fe14B系
磁石を用いた0.2Tの磁場を、ギャップ400mmに
て発生させる撮像領域φ300mmのものを用いた。コ
イルに貼り付けた非磁性金属層は30μmの銅箔を用
い、実施例1では傾斜磁場コイルの磁極片側のみ(図
2)、実施例2では全体(図3)に設けた。印加する傾
斜磁場は主磁場と同方向のものを1.0及び1.5G/
cm/secの立ち上げ速度にて1G/cmの傾斜磁場
を5msec印加した。結果を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】表1に示すように、本発明により、不均一
度を従来の1/5から1/10に低減することができ
た。
【0021】
【発明の効果】本発明により、傾斜磁場の立ち上げ速度
を上げても磁極片での渦電流発生を従来と同レベルにで
き、画像の劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一態様における永久磁石型MRI用磁
気回路の断面図を示す。
【図2】本発明の一態様における下側磁極片の周辺の拡
大断面図である。
【図3】本発明の一態様における下側磁極片の周辺の拡
大断面図である。
【図4】従来の永久磁石型MRI用磁気回路の断面図で
あり、(A)は正面断面図であり、(B)側面断面図で
ある。
【図5】従来の下側磁極片の周辺の拡大断面図である。
【図6】(A)は、立ち上げ速度1G/cm/sec、
パルス幅5msec、傾斜磁場強度1G/cmのときの
傾斜磁場の波形、(B)は、立ち上げ速度1.5G/c
m/sec、パルス幅5msec、傾斜磁場強度1G/
cmのときの傾斜磁場の波形を示す。
【符号の説明】
1 継鉄(上ベース) 2 継鉄(下ベース) 3 継鉄(柱部) 4 継鉄(柱部) 5 永久磁石 6 永久磁石 7 磁極片 7a 磁極片(ベース) 7b 磁極片(周辺突起部) 8 磁石片 8a 磁極片(ベース) 8b 磁極片(周辺突起部) 9 磁場均一空間 10 台 11 傾斜磁場コイル 12 非磁性金属層 13 非磁性金属層 101 継鉄(上ベース) 102 継鉄(下ベース) 103 継鉄(柱部) 104 継鉄(柱部) 105 永久磁石 106 永久磁石 107 磁極片 107a 磁極片(ベース) 107b 磁極片(周辺突起部) 108 磁石片 108a 磁極片(ベース) 108b 磁極片(周辺突起部) 109 磁場均一空間 110 台 111 傾斜磁場コイル

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空隙を隔てて対向する、厚み方向に磁化
    された1対の永久磁石と、該永久磁石の組合せの外側に
    設けられ該永久磁石を支持する継鉄と、該永久磁石の空
    隙側に設けられる一対の磁極片と、該磁極片の空隙側に
    設けられる一対の傾斜磁場コイルとを含み、該傾斜磁場
    コイル間の空隙に磁場を発生させるMRI用磁気回路に
    おいて、該傾斜磁場コイルと該磁極片の間に非磁性金属
    層を設けることを特徴とするMRI用磁気回路。
  2. 【請求項2】 上記非磁性金属層が、上記傾斜磁場コイ
    ルの周囲全面に設けられる請求項1に記載のMRI用磁
    気回路。
  3. 【請求項3】 上記非磁性金属層が、銅と、アルミニウ
    ムと、金と、銀とからなる一群から選ばれる一以上の金
    属又は該金属を含む合金の層である請求項1又は請求項
    2に記載のMRI用磁気回路。
  4. 【請求項4】 上記非磁性金属層の厚さが、10〜50
    μmである請求項1〜3のいずれかに記載のMRI用磁
    気回路。
JP2001210261A 2001-07-11 2001-07-11 Mri用磁気回路 Pending JP2003019125A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001210261A JP2003019125A (ja) 2001-07-11 2001-07-11 Mri用磁気回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001210261A JP2003019125A (ja) 2001-07-11 2001-07-11 Mri用磁気回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003019125A true JP2003019125A (ja) 2003-01-21

Family

ID=19045756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001210261A Pending JP2003019125A (ja) 2001-07-11 2001-07-11 Mri用磁気回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003019125A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111983537A (zh) * 2020-08-19 2020-11-24 深圳航天科技创新研究院 一种导磁与承重功能分离的磁共振磁体结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111983537A (zh) * 2020-08-19 2020-11-24 深圳航天科技创新研究院 一种导磁与承重功能分离的磁共振磁体结构
CN111983537B (zh) * 2020-08-19 2023-06-06 深圳航天科技创新研究院 一种导磁与承重功能分离的磁共振磁体结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3548240B2 (ja) 磁気共鳴画像形成装置(mri)磁石
JP4039495B2 (ja) Mri用磁界発生装置
JPH0831635A (ja) Mri用磁界発生装置
EP0984461B1 (en) Low eddy current and low hysteresis magnet pole faces in MR imaging
JPH09283327A (ja) 磁石対向型永久磁石回路
JP3143371B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
JPH08335511A (ja) 永久磁石磁気回路
JP2003019125A (ja) Mri用磁気回路
JP2649437B2 (ja) Mri用磁界発生装置
JPH10146326A (ja) Mri用磁界発生装置
GB2282451A (en) Yoke MRI magnet with radially laminated pole-plates
WO2004104612A1 (en) Magnetic field generating system applicable to nuclear magnetic resonance device
JP2649436B2 (ja) Mri用磁界発生装置
US6937018B2 (en) Systems and methods for fabricating pole pieces for magnetic resonance imaging systems
JP2000333929A (ja) Mri装置用静磁場発生装置およびそれを用いたmri装置
JP2588700B2 (ja) 核磁気共鳴イメ−ジング装置
JP2002102205A (ja) 磁気共鳴イメージング装置
JP2004065714A (ja) Mri用磁界発生装置
JP3445303B2 (ja) Mri用磁界発生装置
JP2001017405A (ja) Mri装置
JPH05144628A (ja) 磁場発生装置
JP2000030932A (ja) 永久磁石対向型磁気回路
JP3320323B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
JP3113438B2 (ja) Mri用磁界発生装置
JP3073934B2 (ja) Mri用磁界発生装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070724

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090911

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100128