JP2003265435A - 磁気共鳴イメージング装置用磁石装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＭＲＩ装置の撮影空間の磁場に発生する不整磁
場を除去して、鮮明なＭＲ画像を得る。 【解決手段】撮影空間１０を挟んで上下方向に対向して
配置された１対の静磁場発生源２ａ、２ｂと磁極４ａ、
４ｂが、左右方向に配置した２本の強磁性体支柱８ａ、
８ｂによって支持されている。磁極４ａ、４ｂの対向面
側には環状突起６ａ、６ｂが配置され，その半径方向断
面の幅が、左右方向では狭い幅Ｄ１、Ｄ３に、前後方向
では広い幅Ｄ０になり、両者の間ではなだらかに変化す
るように形成されている。この磁石装置１では、撮影空
間１０の支柱８ａ、８ｂに近い領域にプラスの不整磁場
が発生するが、環状突起６ａ、６ｂの左右方向の幅を他
の部分より狭くしたことにより、この部分を通過して撮
影空間１０に集まる磁束が減少し，上記のプラスの不整
磁場を打ち消すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴イメージ
ング（以下、MRIと略称する）装置に用いる磁石装置に
係り、特に1対の静磁場発生源が撮影空間を挟んで対向
する磁石装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、MRI装置の分野では、撮影空間を
挟んで、上下もしくは左右に、1対の静磁場発生源を対
向して配置している、いわゆるオープン型マグネット
（磁石装置）を用いたMRI装置が開発されつつある。こ
のようなMRI装置は十分なオープン性（開放性）を有
し、このオープン性を活用することによりいわゆるIVR
（Interventional Radiology）を可能にし、医療の可
能性を大きく広げるものとして期待されている。

【０００３】ＭＲＩ装置用マグネットでは、高画質の画
像を得るため、撮影空間に数ｐｐｍレベルの均一な静磁
場を作り出すことが必須の要件である。撮影空間の静磁
場を均一化する手法は、静磁場発生源を構成する複数の
コイルを用いてその配置を最適化する手法と、いわゆる
磁極を用いてその表面形状を最適化する手法の２通りに
大別できる。

【０００４】前者の手法を用いたオープン型MRI装置に
好適な超電導磁石として、国際公開公報WO 99/27851(MA
GNET APPARATUS AND MRI APPARATUS)に記載の磁石装置
が開示されている。この磁石装置は、MRI画像の撮影領
域である撮影空間を挟んで対向する2組のマグネットア
センブリから構成される。各々のマグネットアセンブリ
はそれぞれ複数個の超電導コイルを有し、装置の中心軸
に関して概ね軸対称に配置されている。超電導コイルの
主コイルは正極性及び負極性のコイルが交互に配置さ
れ、コンパクトなマグネットながら、均一度の高い静磁
場を発生することができる。

【０００５】一方、後者の手法を用いた磁石装置として
は、特開平5-251231号公報（磁気共鳴結像用近接自在磁
石）、特開平8‐243087号公報（磁石対向型永久磁石磁
気回路）などに記載されたものが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】MRI装置用磁石装置で
は、一般に、静磁場発生源からの磁束を、例えば磁極及
びその外周部に設けた環状突起を介して撮影空間に導い
て、撮影空間に形成される静磁場を均一にし、更に傾斜
磁場コイルおよび高周波コイルを用いて、撮影空間に挿
入された被検体の断層画像を得ている。ここで、撮影空
間の静磁場を均一化するために磁極を用いた磁石装置に
おいて一般的に用いられる手法は、磁極の撮影空間側の
面に凹凸を設けることにより磁束の流れを制御して静磁
場を均一化する手法である。

【０００７】オープン型MRI装置用磁石装置では、漏洩
磁場を抑制するために、2個の対向する磁極を磁性体か
ら成る支柱で磁気的に連結することによって磁束の帰路
を形成する方法が一般に用いらえる。しかし、この方法
では、磁性体から成る支柱が円周方向において局在する
ために、中心軸に関する回転対称性を大きく低下させ
て、中心軸に関する非回転対称な不整磁場を大きく発生
させる。その結果、この不整磁場が撮影空間における静
磁場を不均一にするため、この不整磁場の影響で画像が
乱れたり、或いは不鮮明となるという問題がある。

【０００８】図１６には、特開平５‐２５１２３１号公
報に開示された磁石装置（以下，第１の従来例という）
の概略構造を示す。図１６は、磁石装置全体の概略側面
図を示したものである。この磁石装置１００では、撮影
空間１０を挟んで上下方向に上下の磁極１０２ａ、１０
２ｂが対向して配置され、両磁極はヨーク１０４によっ
て磁気的に結合されている。上下の磁極１０２ａ、１０
２ｂの外周部の撮影空間１０に対向する側には環状突起
１０６ａ、１０６ｂが設けられている。第１の従来例の
磁石装置１００では、上記の問題を解決する方法とし
て、上下の環状突起１０６ａ、１０６ｂの撮影空間１０
に対向する側の面に離散的な磁性体１０８、１０９を配
置し、この離散的な磁性体１０８、１０９の配置によっ
て、非回転対称な不整磁場を打ち消そうとしている。

【０００９】しかし、第１の従来例の方法では、環状突
起１０６ａ、１０６ｂの表面に、回転方向に磁性体１０
８、１０９が局在するため、上記の非回転対称な不整磁
場を打ち消す所望の磁場が発生する以外に、不要な高次
の非回転対称な不整磁場を発生させてしまうという問題
がある。

【００１０】また、特開平8‐243087号公報に開示され
た磁石装置（以下、第２の従来例という）においても、
環状突起の構造の改良を行っている。図１７には、第２
の従来例の環状突起の平面図を示す。第２の従来例で
は、非回転対称な不整磁場を打ち消すために、図１７に
おいて、環状突起１１２の幅を部分的に連続的に変化さ
せ、かつ複数個の切欠き１１４、１１５を設けている。
しかし、第２の従来例の方法でも、回転方向における磁
性体の偏在による不要な高次の非回転対称な不整磁場が
発生することを防ぐことができなかった。

【００１１】以上説明した如く、従来の不整磁場の抑止
方法では、所望の不整磁場を打ち消す磁場以外に、不要
な高次の非回転対称な不整磁場の発生を伴うという問題
があった。このため、所望のモードの非回転対称な不整
磁場だけを発生し、他のモードの不整磁場を発生しない
システマティックな解決方法が求められていた。

【００１２】上記に鑑み、本発明では、撮影空間の静磁
場における不整磁場を除去して、鮮明な画像を形成でき
るMRI装置用磁石装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の磁石装置は、撮影空間を挟んで対向して配
置された1対の磁極と、前記磁極と磁気的に連結され、
前記磁極を通して前記撮影空間に静磁場を発生させる静
磁場発生源と、前記磁極の対向面側に円環状に突出して
配置された磁性体から成る環状突起と、前記磁極間を直
接的または間接的に支持する少なくとも1本の支柱とを
備えた磁石装置において、前記撮影空間の磁場を均一化
するために、前記環状突起の円周方向の少なくとも一部
の磁性体の量を増減させる（請求項1）。

【００１４】この構成では、撮影空間を対向して配置さ
れた環状突起の円周方向の一部または全部の領域につい
て、半径方向断面の磁性体の量を増減しているので、同
領域を通過して撮影空間の対応する領域に集まる磁束の
量を増減し、磁場強度を増減することができる。このた
め、撮影空間に発生している不整磁場の領域と磁場強度
に対応して、環状突起の円周方向の領域と磁性体の増減
量を適切に決定することにより、不整磁場を打ち消すこ
とができ、撮影空間の磁場を均一化することができる。
その結果として、鮮明なMR画像が得られる。

【００１５】また、本発明の磁石装置は、撮影空間を挟
んで対向して配置された1対の磁極と、前記磁極と磁気
的に連結され、前記磁極を通して前記撮影空間に静磁場
を発生させる静磁場発生源と、前記磁極の対向面側に円
環状に突出して配置された磁性体から成る環状突起と、
前記磁極間を直接的または間接的に支持する少なくとも
1本の磁性体から成る支柱（以下，磁性体支柱という）
とを備えた磁石装置において、前記磁性体支柱に起因し
て前記撮影空間に発生する不整磁場を除去し、前記撮影
空間の磁場を均一化するために、前記環状突起の円周方
向の少なくとも一部の磁性体の量を、前記不整磁場を打
ち消すように増減させる（請求項２）。

【００１６】この構成では、撮影空間の磁性体支柱に近
接する位置に、磁性体支柱に起因する不整磁場が発生す
るので、この撮影空間の不整磁場の発生する領域に対向
する環状突起の円周方向の少なくとも一部の領域の半径
方向断面の磁性体の量を上記の不整磁場を打ち消すよう
に増減して、撮影空間の磁場を均一化している。

【００１７】また、本発明の磁石装置では、更に前記撮
影空間の磁場を均一化するために、前記環状突起の円周
方向の少なくとも一部の半径方向断面における磁性体の
量の少ない部分から磁性体の量の多い部分へ、またはそ
の逆に、円周方向に沿って順次磁性体の量を増減させる
ものである。（請求項3）。

【００１８】この構成では、環状突起の円周方向の少な
くとも一部について、その半径方向断面の磁性体の量を
円周方向に沿って、少ない部分から多い部分へ、または
多い部分から少ない部分へと順次なだらかに変化させ
て、増減しているので、環状突起を通過して撮影空間に
集まる磁束によって撮影空間の円周方向の少なくとも一
部の領域になだらかな変化をする磁場強度分布を形成す
ることができる。従って、撮影空間に上記のような分布
の不整磁場が発生している場合に、本発明はこれを打ち
消すのに有効である。

【００１９】また、本発明の磁石装置では、更に前記撮
影空間の磁場を均一化するために、前記環状突起の円周
方向の少なくとも一部の半径方向断面の断面積を円周方
向に沿って順次増減させるものである（請求項4）。

【００２０】環状突起が同じ磁性体から成る場合には、
その半径方向断面の磁性体の量と断面積は比例関係にあ
るので、この断面積を増減することにより、磁性体の量
を増減することができる。従って、この構成では、環状
突起の断面積を円周方向に沿って順次増減することによ
り、請求項1〜3と同様な効果が得られる。

【００２１】また、本発明の磁石装置では、更に前記撮
影空間の磁場を均一化するために、前記環状突起の円周
方向の少なくとも一部の半径方向断面の半径方向幅寸法
（以下、単に幅という）及びそれに直交する方向の高さ
寸法（以下、単に高さという）のうちの少なくとも一方
を円周方向に沿って順次増減させるものである（請求項
5）。

【００２２】環状突起の半径方向断面が長方形またはこ
れに近似されるものであれば、この半径方向断面は半径
方向幅及び高さに規定され、その断面積は幅または高さ
のうちの少なくとも一方を増減することによって増減す
る。従って、本構成の如く、環状突起の半径方向断面の
幅または高さのうちの少なくとも一方を増減することに
より、撮影空間の磁場を均一化することができる。

【００２３】また、本発明の磁石装置では、更に前記撮
影空間の磁場を均一化するために、前記環状突起の内周
側に外径の小さい環状突起を1個以上、ほぼ同心で配置
したものである（請求項6）。

【００２４】この構成では、大径環状突起の内周側に小
径の環状突起を配置したことにより、環状突起が円周方
向と半径方向の両方にわたって配置されるので、撮影空
間に発生した不整磁場を、外周部のものばかりでなく、
内周部のものも、精度よく打ち消すことができるので、
撮影空間の磁場を広範囲にわたって精度よく均一化する
ことができる。

【００２５】また、本発明の磁石装置では、更に前記撮
影空間の磁場を均一化するために、前記環状突起の円周
方向の少なくとも一部の前記撮影空間側の端面の高さを
増減させて、波型形状を形成させたものである（請求項
7）。

【００２６】この構成では、環状突起の円周方向の少な
くとも一部の端面の高さを増減して波型形状としている
ので、同部分の半径方向断面の断面積も波型形状で変化
し、撮影空間の同部分に対向する領域に、円周方向に沿
って波型形状の磁場強度分布を発生する。このため、撮
影空間の上記に対向する部分に円周方向に沿って、波型
形状の不整磁場が発生している場合には、これを打ち消
すことができ、磁場の均一化を図ることができる。

【００２７】また、本発明の磁石装置では、更に前記撮
影空間の磁場を均一化するために、前記環状突起の円周
方向の少なくとも一部が、その半径方向断面の断面積、
幅、及び高さのうちの少なくとも1つがそれぞれ異なる
複数の環状突起部材にて構成され、前記環状突起部材を
円周方向に沿って、前記断面積、幅、または高さの小さ
いものから大きいものへ、またはその逆に順次配列し、
半径方向の内周面、外周面、及び前記撮影空間側の端面
のうちの少なくとも1つを階段状に形成するものである
（請求項8）。

【００２８】この構成では、環状突起が半径方向断面の
断面積、幅、高さのうちの少なくとも一つが異なる複数
の環状突起部材から構成されているので、小さな環状突
起部材に分けて加工して、組立てることにより、加工が
容易となり、製造コストを低減することができる。ま
た、環状突起部材を、その半径方向断面の断面積、幅、
高さを小さいものから大きいものへと順次配列して、環
状突起の内周面、外周面、端面を階段状としているの
で、それらの包絡線をとることにより、その包絡線で環
状突起の内周面、外周面、端面を近似することができ
る。

【００２９】また、本発明の磁石装置では、更に前記静
磁場発生源は、前記磁極の裏面側に、前記撮影空間を挟
んで対向して、1対配置されている（請求項9）。

【００３０】この構成では、撮影空間を挟んで対向して
配置された磁極の裏側に、磁極と同様に静磁場発生源が
撮影空間を挟んで対向して配置されているので、静磁場
発生源に磁極を結合することが可能となり、装置をコン
パクトにすることができる。

【００３１】また、本発明の磁石装置は、対向して配置
された１対の静磁場発生源が、それぞれ起磁力源と、撮
影空間に面して配置された磁極を有し、前記磁極に前記
撮影空間側に突出した１個以上の環状突起が配置された
磁石装置において、前記撮影空間の磁場を均一化するた
めに、前記環状突起の少なくとも１個の半径方向断面の
断面積を、円周方向に関して周期的に変化させる（請求
項１０）。

【００３２】この構成では、環状突起の半径方向断面の
断面積が円周方向に関して周期的に変化しているので、
この環状突起を通過して撮影空間に集まる磁束による磁
場強度分布も円周方向に関して周期的に変化する。この
結果、撮影空間に円周方向に関して周期的に変化する不
整磁場が発生している場合に、この不整磁場の磁場強度
分布に対応して、環状突起の断面積の周期的変化の振幅
を適切に選定することにより、不整磁場を打ち消すこと
ができ、撮影空間の磁場を均一化することができる。

【００３３】また、本発明の磁石装置は、対向して配置
された１対の静磁場発生源が、それぞれ起磁力源と、撮
影空間に面して配置された磁極を有し、前記磁極に前記
撮影空間側に突出した１個以上の環状突起が配置され、
前記環状突起の少なくとも１個が複数の環状突起部材か
ら構成されている磁石装置において、前記複数の環状突
起部材の半径方向断面の断面積を、円周方向に関して周
期的に変化させる（請求項１１）。

【００３４】この構成では、環状突起が複数の環状突起
部材から成り、この環状突起の半径方向断面の断面積を
円周方向に関して周期的に変化させているので、請求項
１０と同様な効果が得られるとともに、環状突起を複数
の環状突起部材に分割したことにより、環状突起部材の
加工が容易になり、製造コストが低減される。

【００３５】また、本発明の磁石装置は、対向して配置
された1対の静磁場発生源が、それぞれ起磁力源と、撮
影空間に面して配置された磁極を有し、前記磁極に前記
撮影空間側に突出した1個以上の環状突起が配置された
磁石装置において、前記撮影空間の磁場を均一化するた
めに、前記環状突起の少なくとも1個の半径方向断面の
幅を、円周方向に関して周期的に変化させる（請求項１
２）。

【００３６】この構成では、環状突起の半径方向断面の
幅寸法が円周方向に関して周期的に変化しているので、
その結果、同時に断面積も円周方向に関して周期的に変
化することになり、請求項１０と同様な効果が得られ
る。

【００３７】また、本発明の磁石装置は、対向して配置
された１対の静磁場発生源が、それぞれ起磁力源と、撮
影空間に面して配置された磁極を有し、前記磁極に前記
撮影空間側に突出した１個以上の環状突起が配置され、
前記環状突起の少なくとも１個が複数の環状突起部材か
ら構成されている磁石装置において、前記複数の環状突
起部材の半径方向断面の幅を、円周方向に関して周期的
に変化させる（請求項１３）。

【００３８】この構成では、環状突起が複数の環状突起
部材から成り、この環状突起の半径方向断面の幅寸法を
円周方向に関して周期的に変化させているので、環状突
起の断面積も円周方向に関して周期的に変化することに
なり、請求項１１と同様な効果が得られる。

【００３９】また、本発明の磁石装置は、対向して配置
された１対の静磁場発生源が、それぞれ起磁力源と、撮
影空間に面して配置された磁極を有し、前記磁極に前記
撮影空間側に突出した１個以上の環状突起が配置された
磁石装置において、前記撮影空間の磁場を均一化するた
めに、前記環状突起の少なくとも１個の半径方向断面の
高さを、円周方向に関して周期的に変化させる（請求項
１４）。

【００４０】この構成では、環状突起の半径方向断面の
高さ寸法が円周方向に関して周期的に変化しているの
で、その結果、同時に断面積も円周方向に関して周期的
に変化することになり、請求項１０と同様な効果が得ら
れる。

【００４１】また、本発明の磁石装置は、対向して配置
された1対の静磁場発生源が、それぞれ起磁力源と、撮
影空間に面して配置された磁極を有し、前記磁極に前記
撮影空間側に突出した1個以上の環状突起が配置され、
前記環状突起の少なくとも1個が複数の環状突起部材か
ら構成されている磁石装置において、前記複数の環状突
起部材の半径方向断面の高さを、円周方向に関して周期
的に変化させる（請求項15）。

【００４２】この構成では、環状突起が複数の環状突起
部材から成り、この環状突起の半径方向断面の高さ寸法
を円周方向に関して周期的に変化させているので、環状
突起の断面積も円周方向に関して周期的に変化すること
になり、請求項１１と同様な効果が得られる。

【００４３】また、本発明の磁石装置は、対向して配置
された１対の静磁場発生源が、それぞれ起磁力源と、撮
影空間に面して配置された磁極を有し、前記磁極に前記
撮影空間側に突出した１個以上の環状突起が配置され、
前記環状突起の少なくとも１個が複数の環状突起部材か
ら構成されている磁石装置において、前記複数の環状突
起部材の半径方向の内周面を結ぶ内面包絡線及び半径方
向の外周面を結ぶ外面包絡線のうちの少なくとも一方の
包絡線を、円周方向に関して周期的に変化させる（請求
項１６）。

【００４４】この構成では、環状突起が複数の環状突起
部材から成り、これらの環状突起部材の半径方向の内周
面または外周面で形成される内面包絡線または外面包絡
線が円周方向に関して周期的に変化している。その結
果、これらの包絡線を内周面または外周面とする環状突
起の半径方向断面の幅寸法は円周方向に関して周期的に
変化するため、各々の環状突起部材自体の半径方向断面
の幅寸法が近似的に同様な変化をすることにより、請求
項１１と同様な効果が得られる。

【００４５】また、本発明の磁石装置は、対向して配置
された１対の静磁場発生源は、それぞれ起磁力源と、撮
影空間に面して配置された磁極を有し、前記磁極に前記
撮影空間側に突出した１個以上の環状突起が配置され、
前記環状突起の少なくとも１個が複数の環状突起部材か
ら構成されている磁石装置において、前記複数の環状突
起部材の前記撮影空間に面する端面を結ぶ包絡線を、円
周方向に関して周期的に変化させる（請求項１７）。

【００４６】この構成では、環状突起が複数の環状突起
部材から成り、これらの環状突起部材の撮影空間に面す
る端面で形成される包絡線が円周方向に関して周期的に
変化している。その結果、この包絡線を端面とする環状
突起の半径方向断面の高さ寸法は円周方向に関して周期
的に変化するため、各々の環状突起部材自体の半径方向
断面の高さ寸法が近似的に同様な変化をすることによ
り、請求項１１と同様な効果が得られる。

【００４７】また、本発明の磁石装置では、更に前記環
状突起が複数の環状突起部材から構成されているとき、
前記環状突起１個当りの前記環状突起部材の個数は６０
個以内である（請求項１８）。

【００４８】この構成では、環状突起が１個当り６０個
以内の環状突起部材で構成されているため、環状突起部
材の加工及びその組立に要する労力とコストが、環状突
起を一体で加工するよりも低減され、また環状突起の据
付場所への搬送や据付時の組立、調整も容易になり、環
状突起部材への分割の効果が得られる。

【００４９】また、本発明の磁石装置では、更に前記環
状突起の前記断面積、または前記幅、または前記高さ、
または前記包絡線が、円周方向に関して正弦関数的に変
化している（請求項1９）。

【００５０】この構成では、環状突起の断面積、幅、高
さ、または包絡線が円周方向に関して正弦関数的に変化
しているので、撮影空間の円周方向に沿って、正弦関数
的に変化するような磁場強度分布を持つ不整磁場を打ち
消すことができる。

【００５１】また、本発明の磁石装置では、更に前記環
状突起の前記断面積、または前記幅、または前記高さ、
または前記包絡線が、円周方向の１周に関して、１以上
の整数であるモードｍにより正弦関数的に変化している
（請求項２０）。

【００５２】この構成では、環状突起の断面積、幅、高
さ、または包絡線が円周方向の１週に関して１以上の整
数であるモードｍにより正弦関数的に変化しているの
で、撮影空間の円周方向に沿って、モードｍの正弦関数
で変化するような磁場強度分布を持つ不整磁場を打ち消
すことができる。

【００５３】また、本発明の磁石装置では、更に前記環
状突起の前記断面積、または前記幅、または前記高さ、
または前記包絡線が、円周方向の１周に関して、２つ以
上の異なる１以上の整数であるモードｍによる正弦関数
の重ね合わせにより変化している（請求項２１）。

【００５４】この構成では、環状突起の断面積、幅、高
さ、または包絡線が円周方向の１周に関して２つ以上の
異なる１以上の整数であるモードｍによる正弦関数の重
ね合わせにより変化しているので、撮影空間の円周方向
に沿って、複数モードの正弦関数の重ね合わせとなる変
化をするような磁場強度分布を持つ不整磁場を打ち消す
ことができる。

【００５５】また、本発明の磁石装置では、更に少なく
とも２つ以上の前記環状突起の前記断面積、または前記
幅、または前記高さ、または前記包絡線が、それぞれ円
周方向の１周に関して、１以上の異なる整数であるモー
ドｍ、ｎなどにより、正弦関数的に変化している（請求
項２２）。

【００５６】この構成では、少なくとも２つ以上の環状
突起の断面積、幅、高さ、または包絡線がそれぞれ円周
方向の１周に関して、それぞれの環状突起に対応するモ
ードで正弦関数的に変化しているので、撮影空間のそれ
ぞれの環状突起に対応する円周方向に沿って異なるモー
ドの正弦関数の重ね合わせで変化するような円周方向と
半径方向の両方向に変化する磁場強度分布を持つ不整磁
場を打ち消すことができる。

【００５７】また、本発明の磁石装置では、更に前記１
対の静磁場発生源間または前記１対の磁極間を機械的に
結合する少なくとも１本の支柱が存在する（請求項２
３）。

【００５８】この構成では、１対の静磁場発生源間また
は１対の磁極間を機械的に１本以上の支柱で結合されて
いるので、磁極間は大きな変形もなく支持されるととも
に、磁極間に挟まれた撮影空間において大きい開放性が
得られる。

【００５９】また、本発明の磁石装置では、更に前記支
柱が強磁性体にて構成されている（請求項２４）。

【００６０】この構成では、静磁場発生源間または磁極
間を支持する支柱が強磁性体にて構成されているので、
磁極、静磁場発生源、支柱によって磁気回路を形成する
ことにより、撮影空間に磁場を生成するために発生した
磁束の帰路が得られ、装置外部への漏洩磁場を低減する
ことができる。

【００６１】また、本発明の磁石装置では、更に前記１
対の静磁場発生源間または前記１対の磁極間を磁気的に
結合して磁気回路を形成する少なくとも１個の支柱状の
強磁性体が存在する（請求項２５）。

【００６２】この構成では、静磁場発生源間または磁極
間を磁気的に結合して磁気回路を形成する支柱状の強磁
性体が存在するので、この磁気回路が撮影空間に発生し
た磁束の帰路となり、装置外部への漏洩磁場を低減する
ことができる。この支柱状強磁性体は支柱で兼用するこ
とも可能である。

【００６３】また、本発明の磁石装置では、更に前記起
磁力源が超電導コイルである（請求項２６）。この構成
では、超電導コイルから成る起磁力源によって、撮影空
間に高い磁場強度で、均一な静磁場を形成することがで
きるので、高解像度で鮮明なＭＲ画像を得ることができ
る。

【００６４】また、本発明の磁石装置では、更に前記起
磁力源が常電導コイルである（請求項２７）。この構成
では、起磁力源が常電導コイルであるので、コイルの冷
却が不要となり、装置の製造コスト及び維持費が低減さ
れる。

【００６５】また、本発明の磁石装置では、更に前記起
磁力源が永久磁石である（請求項２８）。この構成で
は、起磁力源が永久磁石であるので、コイルの冷却やコ
イル電源が不要となり、装置の保守が容易になるととも
に、装置の維持費が低減される。

【００６６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付図面に沿って説明する。

【００６７】図１８は、本発明の磁石装置を用いるＭＲ
Ｉ装置の全体概略構成を説明するためのブロック図であ
る。このＭＲＩ装置は、磁気共鳴現象を利用して被験体
の断層像を得るためのもので、磁石装置１８１、傾斜磁
場発生手段１８２、送信系１８３、受信系１８４、信号
処理系１８５、シーケンサ１８６、ＣＰＵ１８７および
図示しない操作部とからなっている。

【００６８】磁石装置１８１は、被検体１８８の周りの
ある広がりを持った空間に配置された永久磁石・常電導
磁石、超電導磁石のいずれかからなり、被検体１８８の
周囲にその体軸方向または被検体の体軸と直交する方向
に均一な静磁場を発生させ、上下に対向配置されたオー
プン構造となっている。

【００６９】傾斜磁場発生手段１８２は、Ｘ、Ｙ、Ｚの
３軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル１８９とこれらの各
々のコイルを磁化させる傾斜磁場電源１８１０とからな
り、シーケンサ１８６からの命令に従って傾斜磁場電源
１８１０の各々のコイルを磁化させることによりＸ、
Ｙ、Ｚの３軸方向の傾斜磁場を被検体１８８に印加す
る。この傾斜磁場の加え方により、被検体１８８の撮影
して表示する断面が設定される。

【００７０】送信系１８３は、高周波発振器１８１１、
変調器１８１２、高周波増幅器１８１３および高周波照
射コイル１８１４とからなり、傾斜磁場発生手段１８２
で設定された被検体１８８の撮影断面の生体組織を構成
する原子の原子核を励起して核磁気共鳴を起こさせるた
めに、高周波発振器１８１１から出力された高周波パル
スを高周波増幅器１８１３で増幅した後に、被検体１８
８に近接して設置された高周波照射コイル１８１４に供
給して被検体に照射する。

【００７１】受信系１８４は、高周波受信コイル１８１
５、受信回路１８１６およびＡ／Ｄ変換器１８１７とか
らなり、送信系１８３の高周波照射コイル１８１４から
照射された電磁波による被検体１８８の生体組織の原子
核の磁気共鳴によるエコー信号であるＮＭＲ信号を、被
検体１８８に近接して配置された高周波受信コイル１８
１５で検出し、受信回路１８１６を介してＡ／Ｄ変換器
１８１７に入力し、ディジタル信号に変換して、さらに
シーケンサ１８６からの命令によるタイミングでサンプ
リングされた収集データとして、その信号を信号処理系
１８５に送る。

【００７２】信号処理系１８５は、収集データに対しフ
ーリエ変換およびシーケンサ１８６の制御を行うＣＰＵ
１８７、本発明の補正手段を含み補正計算や収集データ
を断層像に再構成するために必要な処理を行う信号処理
装置１８１８、経時的な画像解析処理および指定された
計測のシーケンスのプログラムやその実行の際に用いら
れるパラメータ−等を記憶し、被検体に対して行った事
前の計測で得た計測パラメーターや受信系１８４で検出
したＮＭＲ信号からの収集データおよび関心領域設定に
用いる画像を一時保管すると共にその関心領域を設定す
るためのパラメーター等を記憶するメモリ１８１９、再
構成された画像データを記憶するデータ格納部となる磁
気ディスク１８２０・光ディスク１８２１およびこれら
のディスクから読み出した画像データを映像化して断層
像として表示するディスプレイ１８２２とからなり、受
信系１８４で検出したＮＭＲ信号を用いて画像再構成演
算を行うとともに画像表示を行う。

【００７３】シーケンサ１８６は、ＣＰＵ１８７の制御
で動作しスライスエンコード、位相エンコード、周波数
エンコードの各傾斜磁場および高周波磁場パルスをある
所定のパルスシーケンスで繰り返し発生するためのもの
で、被検体１８８の断層像のデータ取得に必要な種々の
命令を傾斜磁場発生手段１８２、送信系１８３および受
信系１８４に送る。操作部は、トラックボールまたはマ
ウス、キーボード等からなり信号処理系１８５で行う処
理の制御情報を入力する。

【００７４】図１に、本発明に係る磁石装置の第１の実
施例の全体構造の斜視図を示す。図１において、本実施
例の磁石装置１は、撮影空間１０を挟んで上下方向に対
向して配置された上下の静磁場発生源２ａ、２ｂを備
え、この静磁場発生源２ａ、２ｂによって撮影空間１０
に上下方向の均一な静磁場が形成される。図示では、撮
影空間１０の中心を原点０、上下方向をＺ軸、左右方向
をＸ軸、前後方向をＹ軸とする座標系を設定している。

【００７５】上下の静磁場発生源２ａ、２ｂの撮影空間
１０に対向する側には、それぞれ上下の磁極４ａ、４ｂ
が設置されている。上下の磁極４ａ、４ｂの撮影空間１
０に面する側には、撮影空間１０側に円環状に突出し、
磁性体で構成された上下の環状突起６ａ、６ｂが設置さ
れている。上下の静磁場発生源２ａ、２ｂは、撮影空間
１０の左右に配置された、強磁性体から成る支柱（以
下、強磁性体支柱ともいう）８ａ、８ｂによって機械的
に支持されると共に、磁気的にも連結されている。上下
の静磁場発生源２ａ、２ｂと支柱８ａ、８ｂとは、磁極
４ａ、４ｂ、環状突起６ａ、６ｂとともに、磁気回路を
形成し、撮影空間１０に発生された磁束の帰路となるの
で、磁石装置１の漏洩磁場が低減される。

【００７６】図１において、上下の静磁場発生源２ａ、
２ｂで発生された磁束は、上下の磁極４ａ、４ｂおよび
環状突起６ａ、６ｂを通過して撮影空間１０に導かれ、
ここに静磁場を形成する。撮影空間１０の静磁場の磁場
均一度を高めるためには、磁極４ａ、４ｂの撮影空間１
０に面する側の表面に凹凸を設けたり、環状突起６ａ、
６ｂの高さを変えたり、磁極４ａ、４ｂと環状突起６
ａ、６ｂの配置を変えたりしている。本実施例では、更
に支柱５ａ、８ｂの偏在などに伴って撮影空間１０に発
生する不整磁場を除去するなど、撮影空間１０の磁場均
一度の一段の向上を図るために、環状突起６ａ、６ｂの
構造および配置について改善を行っている。

【００７７】図２は、図１における上側の環状突起６ａ
を、撮影空間１０を含む座標系と共に表した斜視図であ
る。環状突起６は磁極４の撮影空間１０に面する側の外
周部に配置されているが、本発明の要部となるため、図
１の磁石装置１の全体構造から上側の環状突起６ａのみ
を抜き出し、図２に座標系と共に示したものである。

【００７８】以下、図２によって、環状突起６の構造の
詳細について説明する。図２において、座標の原点０は
撮影空間１０の中心であり、Ｚ軸は図１における２個の
静磁場発生源２ａ、２ｂの対向方向であると共に、撮影
空間１０に形成される静磁場の磁場方向でもある。Ｘ軸
およびＹ軸の選び方には任意性がある。ここでは、一般
に用いられるように、Ｘ軸は左右方向、Ｙ軸は前後方向
とし、Ｚ軸に関する回転角度φをＸ軸から反時計方向に
測ることにする。以下の実施例においても、特に指定し
ない限り同様とする。

【００７９】図２において、上側の環状突起６ａは撮影
空間１０の上側に、Ｚ軸を中心軸として円周方向に配置
されている。本実施例では、この環状突起６ａについ
て、その回転角度φにおける断面（以下、半径方向断面
という）７の断面積Ｓを円周方向に沿って変化させるも
ので、この断面積Ｓを撮影空間１０の不整磁場を除去す
るように円周方向に沿って増減するものである。この断
面積Ｓの増減する範囲は円周方向の一部の領域でも、全
部の領域でもよい。

【００８０】環状突起６の回転角度φにおける半径方向
断面７の断面積Ｓは、その回転角度位置における磁性体
の量に比例するので、本実施例では、環状突起６の円周
方向における磁性体の量の分布を変えることができ、そ
の結果環状突起６を通過して撮影空間１０に導く磁束の
撮影空間１０における分布を変えることができる。従っ
て、撮影空間１０における不整磁場の分布に対応して、
その不整磁場を除去するように、環状突起６の断面積Ｓ
を円周方向に沿って基準値に対して増減することによ
り、不整磁場を打ち消し、撮影空間１０における磁場均
一度を高めることができる。ここで、基準値として、最
大値をとっているが、平均値や最小値などをとってもよ
い。

【００８１】環状突起６の半径方向断面７が、図示の如
く、回転半径方向に平行な幅Ｄと、Ｚ軸に平行な高さＨ
から成る長方形である場合には、その回転角度φにおけ
る断面積Ｓは幅Ｄと高さＨによって決定される。従っ
て、上記の断面積Ｓを円周方向に沿って変化させるため
には、その半径方向断面７の幅Ｄおよび高さＨのうちの
一方または両方を円周方向に沿って変化させることによ
っても達成される。

【００８２】本実施例では、環状突起６の円周方向の一
部の半径方向断面７の半径方向幅Ｄを、円周方向に沿っ
て変化させて、撮影空間１０の不整磁場を除去してい
る。図１、図２において、本実施例では、不整磁場は後
述するように、撮影空間１０の強磁性体支柱８ａ、８ｂ
に近い領域、すなわちＸ軸方向に主に発生するので、環
状突起６のＸ軸方向の領域の幅Ｄを変化させている。Ｘ
軸方向には通常プラスの不整磁場が発生するので、これ
を除去するため、図２においては、環状突起６のＸ軸方
向の領域の幅Ｄを減少させることにより、この領域から
の撮影空間１０への磁束の寄与を低減させて、不整磁場
を打ち消すことにしている。

【００８３】図２において、環状突起６ａの幅Ｄを、Ｘ
軸方向で小さい値、すなわち回転角度φ＝０°でＤ１、
回転角度φ＝１８０°でＤ３とし、Ｙ軸方向で基準値Ｄ
Ｏ（最大値）とする。最小幅Ｄ１、Ｄ３から最大幅Ｄ０
までの間は、幅Ｄを順次広くして行くことになるが、最
小幅Ｄ１、Ｄ３の値、幅Ｄの狭い領域の範囲及び幅Ｄの
広げ方などは、撮影空間１０における不整磁場の磁場強
度の大きさ、不整磁場の発生している領域の範囲などに
対応して決定される。すなわち、幅の差（Ｄ０−Ｄ
１）、（Ｄ０−Ｄ３）は不整磁場の磁場強度の最大値に
ほぼ比例するようにし、幅Ｄの狭い領域は不整磁場の発
生領域とほぼ一致するように決定される。

【００８４】上記において、環状突起６の幅Ｄを変化さ
せる範囲は、通常撮影空間１０の不整磁場が発生してい
る領域に対応する円周方向の一部のみであるが、幅Ｄの
変化範囲は円周方向の全領域に広げてもよい。後者の場
合、低次の不整磁場の打ち消しのみならず、高次の不整
磁場の打消しも可能となる。

【００８５】また、図１においては、静磁場発生源２
ａ、２ｂは、上下の磁極４ａ、４ｂを背面で支持して、
上下方向に撮影空間１０を挟んで対向して配置されてい
るが、本発明はこれに限定されず、静磁場発生源２ａ、
２ｂを別の場所に配設し、その別の場所で発生した磁束
を磁気回路にて磁極４ａ、４ｂに導き、磁極４ａ、４ｂ
及び環状突起６ａ、６ｂを通過した磁束によって撮影空
間１０に静磁場を形成する場合でも本発明は成り立つ。
すなわち、撮影空間１０を挟んで１対の磁極４ａ、４ｂ
が対向して配置され、静磁場発生源２ａ、２ｂの配置場
所を問わず、静磁場発生源２ａ、２ｂで生成された磁束
が磁極４ａ、４ｂを介して撮影空間１０に導かれて、撮
影空間１０に静磁場を形成するような場合には、本発明
は成り立つ。

【００８６】また、本実施例では、磁極４ａ、４ｂは上
下方向に配置されているが、磁極４ａ、４ｂの配列方向
はこれに限定されず、水平方向など他の方向に配列され
た場合でも、本発明は成り立つ。

【００８７】次に、本実施例において、撮影空間１０の
静磁場における不整磁場を打ち消すことができる理由に
ついて、図３乃至図５を用いて詳細に説明する。図３
は、ＭＲＩ装置の磁石装置による不整磁場の発生を説明
するための図、図４は図３の不整磁場を本発明の環状突
起により打ち消す場合を説明する平面図、図５は図３、
図４に示した不整磁場と環状突起との関係を示す特性図
である。

【００８８】まず、図３により、撮影空間１０の静磁場
における不整磁場の発生について説明する。図３（ａ）
は強磁性体支柱によって撮影空間に発生する不整磁場の
例、図３（ｂ）は不整磁場の存在する撮影空間で被検体
を撮影した断層画像の歪みの発生例を、それぞれ示した
ものである。図３（ａ）は、撮影空間１０の中心０を通
る磁石装置の横断面図であり、同図において、本例では
撮影空間１０の左右方向（Ｘ軸方向）に、２本の強磁性
体支柱１２ａ、１２ｂが配置されている。

【００８９】撮影空間１０内には、通常上下の静磁場発
生源及び磁極によって均一な静磁場が形成される。しか
し、図３（ａ）では、上記の２本の支柱１２ａ、１２ｂ
を配置したことによって、均一な静磁場内に不整磁場が
発生する。この強磁性体支柱１２ａ、１２ｂの発生する
不整磁場は、支柱１２ａ、１２ｂに近い部分で大きく、
支柱１２ａ、１２ｂから距離が離れるにつれて小さくな
る。このようにして２本の支柱１２ａ、１２ｂによって
作られる不整磁場は、それぞれの支柱１２ａ、１２ｂか
らの寄与の重ね合わせとなり、定性的には図３（ａ）に
示したような磁場強度分布となる。

【００９０】図３（ａ）では、支柱１２ａ、１２ｂの撮
影空間１０に作る不整磁場の様子を、その磁場強度の等
高線１４ａ、１４ｂ、１４ｃで示している。支柱１２
ａ、１２ｂに近い位置の等高線１４ａは高い磁場強度
を、中心０に近い位置の等高線１４ｃは低い磁場強度を
示している。等高線１４ａで囲まれた、斜線を施した領
域Ｆ１、Ｆ３は不整磁場の高い領域（以下、高不整磁場
領域という）である。高不整磁場領域Ｆ１、Ｆ３におけ
る不整磁場強度は数百ｐｐｍに達する場合がある。

【００９１】これに対し、図３（ｂ）には撮影空間１０
に挿入された被検体、例えば頭部の断層画像１６が示さ
れている。この断層画像１６は説明を解り易くするた
め、画像の歪みのみを強調して示してある。この頭部の
断層画像１６は、被検体の頭部を撮影空間１０の静磁場
に配置し、傾斜磁場コイル及び高周波コイルを動作させ
ることにより得られる。ここで、撮影空間１０内の静磁
場に、図３（ａ）に示すように、均一な静磁場を歪ませ
る高不整磁場領域Ｆ１、Ｆ３が存在すると、頭部の断層
画像１６には図３（ｂ）に示すような位置に画像の歪み
Ｇ１、Ｇ３が発生する。すなわち、高不整磁場領域Ｆ
１、Ｆ３において、頭部の画像１６が歪んだり、変形し
たりする画像の歪みＧ１、Ｇ３が発生する。

【００９２】以上説明した如く、撮影空間１０の高不整
磁場領域Ｆ１、Ｆ３は、強磁性体から成る支柱１２ａ、
１２ｂに起因して発生したもので、支柱１２ａ、１２ｂ
に近い領域に形成される。そして、この高不整磁場領域
Ｆ１、Ｆ３では、撮影した断層画像１６において、画像
が変形したり、或いは不鮮明になったりして、画像の歪
みＧ１、Ｇ３が発生し、不整磁場と関係付けられる。

【００９３】次に、図４および図３（ａ）により、図３
の不整磁場を環状突起の構造を変えて打ち消す場合につ
いて説明する。図４は、本発明による環状突起と支柱と
の関係を示した平面図である。図４において、撮影空間
１０の上下に本発明の環状突起２０ａ、２０ｂが配置さ
れ、その左右に２本の強磁性体支柱１２ａ、１２ｂが配
置されている。ここで、本発明では、環状突起２０ａ、
２０ｂの半径方向断面の断面積を変化させる（ここでは
半径方向幅Ｄを変化させている）ことで、撮影空間１０
の不整磁場を打ち消そうとしている。

【００９４】図３（ａ）によれば、撮影空間１０の不整
磁場として支柱１２ａ、１２ｂの存在する左右方向（Ｘ
軸方向）に高不整磁場領域Ｆ１、Ｆ３が存在するので、
図４では、この高不整磁場領域Ｆ１、Ｆ３に対向する環
状突起２０ａ、２０ｂのＸ軸方向の領域２２ａ、２２ｂ
における半径方向の幅寸法Ｄ１、Ｄ３を基準値となる幅
寸法Ｄ０（最大値）より狭くする。すなわち、従来環状
突起の幅Ｄが円周方向全体にわたって基準値のＤ０であ
ったのに対して、本発明では高不整磁場領域Ｆ１、Ｆ３
に対向する領域２２ａ、２２ｂの幅Ｄをそれぞれ基準値
Ｄ０より小さい値Ｄ１、Ｄ３とするものである。

【００９５】環状突起２０ａ、２０ｂの幅Ｄの変化は、
撮影空間１０の高不整磁場領域Ｆ１、Ｆ３における不整
磁場の磁場強度分布に応じて、領域２２ａ、２２ｂにわ
たってＹ軸方向の幅Ｄ０から徐々に狭くし、Ｘ軸方向で
最小の幅Ｄ１、Ｄ３とし、更に徐々に広くし、Ｙ軸方向
の幅Ｄ０に戻すものである。幅Ｄの変化領域２２ａ、２
２ｂにおける幅Ｄの変化のさせ方は、環状突起２０ａ、
２０ｂの円周方向に沿って幅Ｄの減少量が対応する高不
整磁場領域Ｆ１、Ｆ３における不整磁場の磁場強度にほ
ぼ比例するように行われる。

【００９６】上記の不整磁場の打ち消し方法と効果を理
解しやすくするため、数値を用いて説明してみることに
する。先ず、支柱１２ａ、１２ｂによって、撮影空間１
０の高不整磁場領域Ｆ１、Ｆ３に、磁場強度値が（＋
３）の不整磁場が発生したとする。これを打ち消すため
に、環状突起２０ａ、２０ｂの領域Ｆ１、Ｆ３に対向す
る領域２２ａ、２２ｂの幅Ｄを狭くして幅Ｄ１、Ｄ３と
する。これによって、この領域２２ａ、２２ｂを透過し
て領域Ｆ１、Ｆ３に集まる磁束の量を変化させ、その変
化による磁場強度の変化値を（−３）とする。この結
果、高不整磁場領域Ｆ１、Ｆ３における不整磁場の磁場
強度値（＋３）は、環状突起２０ａ、２０ｂの幅Ｄを幅
Ｄ１、Ｄ３に狭くしたことによる磁場強度値の減少（−
３）によって打ち消され、均一な静磁場となる。

【００９７】図５は、上記の不整磁場と環状突起との関
係を示した特性図である。図５において、横軸にはＸ軸
を基準とした回転角度φを、縦軸には撮影空間１０の不
整磁場の発生する部分の円周方向の磁場強度ｆである。
図中、横線２４は撮影空間１０の均一磁場領域の磁場強
度ｆ０を示している。

【００９８】実線２５は支柱１２ａ、１２ｂによる不整
磁場が発生している状態での磁場強度分布である。φ＝
０°近傍の領域Ｆ１とφ＝１８０°近傍の領域Ｆ３でプ
ラスの不整磁場ｆ１とｆ３が発生している。これに対
し、破線２６は環状突起２０ａ、２０ｂの幅Ｄの変化に
よる撮影空間１０での磁場強度の変化量を示している。
この破線２６の磁場強度の値は、ｆ０線を基準値（０）
にして表している。幅Ｄを幅Ｄ１、Ｄ３とした領域Ｄ
１、Ｄ３では、マイナスの磁場強度値ｄ１、ｄ３を持つ
補正磁場を発生している。

【００９９】図５において、実線２５の領域Ｆ１、Ｆ３
の不整磁場ｆ１、ｆ３は、破線２６の領域Ｄ１、Ｄ３の
補正磁場ｄ１、ｄ３によって補正され、円周方向の全領
域に渡って磁場強度ｆ０の均一な磁場が得られる。この
ため、本発明によれば、撮影空間１０の静磁場の不整磁
場が除去され、磁場が均一化されるので、画面上に乱れ
のない、しかも鮮明な断層画像を撮影することができ
る。

【０１００】不整磁場を打ち消すために、環状突起２０
ａ、２０ｂの半径方向断面の幅Ｄを変化する範囲に関し
ては、図４に示した例では、Ｘ軸方向の高不整磁場領域
Ｆ１、Ｆ３に対向する領域２２ａ、２２ｂとしている
が、この範囲は一部の領域に限定することなく、幅Ｄが
基準値Ｄ０のままとしているＹ軸方向の極く近傍を除い
て、円周方向の全領域としてもよい。不整磁場の打ち消
し効果は、通常幅Ｄを変化する範囲を広げた方が良くな
る。

【０１０１】また、図４の例では、不整磁場を打ち消す
ために、環状突起の半径方向断面の幅Ｄを上記の如き範
囲で変化させたが、不整磁場を打ち消す効果は環状突起
の半径方向断面の断面積Ｓや断面の高さＨを変化させる
ことによっても、幅Ｄと同様に得られるので、これらの
断面積Ｓや高さＨを変化させる場合にも、それらの円周
方向での変化範囲については、上記と同様なことが言え
る。

【０１０２】次に、図６〜図８を用いて、本発明に係る
磁石装置の第２の実施例について説明する。図６は、本
発明に係る磁石装置の概略断面図、図７は図６の装置に
よる不整磁場の発生を説明するための図、図８は図６の
装置に使用した環状突起の構造図である。

【０１０３】図６に示した第２の実施例の装置では、静
磁場発生源を支持する支柱の材料に磁性体を使用してい
ないが、このような場合でも撮影空間１０に不整磁場が
発生する。図６、図７を用いて、その不整磁場の発生の
様子を、図８を用いて、その不整磁場の打ち消し方法に
ついて、それぞれ説明する。図６において、本実施例の
磁石装置２８では、撮影空間１０を挟んで上下に対向し
て配置された磁性体から成る磁極３０ａ、３０ｂが、そ
の外周部の一部を１本の支柱３２によって支持されてい
る。支柱３０は非磁性体材料、例えばステンレス材など
から成る。上下の磁極３０ａ、３０ｂの撮影空間１０に
対向する面側には環状突起３４ａ、３４ｂが配置されて
いる。図６における座標系としては、撮影空間１０の中
心０を通り、上下方向をＺ軸方向、支柱３２のある左右
方向をＸ軸方向（左側が正）、前後方向（前側が正）と
する。

【０１０４】この磁石装置２８では、撮影空間１０には
上向きの静磁場が形成される。この静磁場を作るための
磁束Ｂ０は矢印３６ａ、３６ｂ、３６ｃの方向に磁石装
置２８を透過しているので、この磁束Ｂ０により上下の
磁極３０ａ、３０ｂと環状突起３４ａ、３４ｂとの間に
は矢印３８ａ、３８ｂで示す力Ｐが働く。この力Ｐによ
って、磁極３０ａ、３０ｂ及び環状突起３４ａ、３４ｂ
はそれぞれ傾斜し（磁極の傾斜後の位置を破線で示
す）、上下の磁極３０ａと３０ｂ間及び上下の環状突起
３４ａと３４ｂ間で、右側すなわち支柱３２に近い側の
ギャップに対して、左側すなわち支柱３２から離れた側
のギャップが狭くなるように傾斜する。

【０１０５】このギャップの変化によって、撮影空間１
０の静磁場内には不整磁場が発生する。不整磁場の発生
する領域を示したものが図７で、撮影空間１０の支柱３
２から最も離れた領域Ｆ１と支柱３２に最も近い領域Ｆ
３に不整磁場が発生している。不整磁場は領域Ｆ１の方
が領域Ｆ３よりも強く形成されている。撮影空間１０の
平均磁場強度ｆ０を基準とした場合、不整磁場領域Ｆ１
にはプラスの不整磁場ｆ１が発生し、不整磁場領域Ｆ３
にはマイナスの不整磁場ｆ３が発生する。

【０１０６】この不整磁場ｆ１、ｆ３を打ち消すため
に、本実施例では、図８に示す如く、環状突起３４ａ、
３４ｂの半径方向断面の断面積Ｓを増減する。図８
（ａ）は環状突起３４ａ、３４ｂの縦断面図、図８
（ｂ）はその平面図である。図８において、環状突起３
４ａ、３４ｂのＹ軸方向の断面積Ｓ０を基準値として、
支柱３２から離れた不整磁場領域Ｆ１に対応する環状突
起３４ａ、３４ｂの領域４０ａの断面積Ｓ１をＳ０より
小さくし、支柱３２に近い不整磁場領域Ｆ３に対応する
環状突起３４ａ、３４ｂの領域４０ｂの断面積Ｓ３をＳ
０より大きくする。

【０１０７】このように環状突起３４ａ、３４ｂの半径
方向断面の断面積Ｓを増減することにより、断面積を小
さくしてＳ１とした領域４０ａを透過する磁束が減少
し、断面積を大きくしてＳ３とした領域４０ｂを透過す
る磁束が増加するので、撮影空間１０の不整磁場領域Ｆ
１の磁場強度が（ｆ１−ｆ０）だけ減少し、不整磁場領
域Ｆ３の磁場強度が（ｆ０−ｆ３）だけ増加する。この
磁場強度の増減により、それぞれの不整磁場領域Ｆ１、
Ｆ３の不整磁場は打ち消され、均一な静磁場が得られ
る。

【０１０８】第１、第２の実施例では、静磁場発生源や
磁極を支持する支柱の材料として、磁性体または非磁性
体を使用したもの、支柱の本数として２本または１本配
置したものについて説明したが、実際の磁石装置ではこ
れらの組み合わせとなり、磁性体支柱の存在によって発
生する不静磁場や、支柱１本支持によって発生する不整
磁場が、撮影空間に混在することになるため、不整磁場
の存在する領域は２箇所に限らず１箇所または３箇所以
上となる場合もある。このような場合においても、撮影
空間１０の不整磁場の発生箇所に対応して、環状突起の
円周方向の対応位置の磁性体の量、または、断面積を、
第１、第２の実施例と同様に増減すればよい。

【０１０９】次に、図１、図２、図９〜図１５を用い
て、本発明の磁石装置での環状突起の変形例について説
明する。

【０１１０】図１と図２は、上記の如く、第１の実施例
を示したものである。この場合には、撮影空間１０の強
磁性体支柱８ａ、８ｂに近い位置に不整磁場の高い領域
Ｆ１、Ｆ３が発生するので、この領域Ｆ１、Ｆ３に対向
する上下の環状突起６ａ、６ｂの領域の半径方向断面に
ついて、上記の不整磁場を打ち消すように断面の高さＨ
及び幅Ｄのうちの少なくとも一方を増減して、断面積Ｓ
を増減するものである。図２では、環状突起６ａの幅Ｄ
を円周方向に沿って増減した例を示しており、高不整磁
場領域Ｆ１、Ｆ３に対応するＸ軸方向の一部の領域にお
いて、幅Ｄを基準値Ｄ０に対しそれぞれ幅Ｄ１、Ｄ３に
減少させて、断面積Ｓを減少させている。

【０１１１】この場合、環状突起６ａ、６ｂの一部の領
域の断面積Ｓを領域Ｆ１、Ｆ３の不整磁場を打ち消すよ
うに変化させるために、領域Ｆ１、Ｆ３に対応する環状
突起６ａ、６ｂの一部の領域の幅Ｄについて、幅の狭い
幅Ｄ１またはＤ３の領域から幅の広い幅Ｄ０の領域へ
と、円周方向に沿って両方向（左回りと右回り）に順次
幅Ｄが広くなるように変化させるならば、撮影空間１０
の不整磁場の発生領域における位置とその位置の不整磁
場強度値に合わせて、環状突起６ａ、６ｂの断面の位置
と断面積Ｓの値を順次選定し、この断面積Ｓの値に対応
して幅Ｄを決めればよい。このため、環状突起６ａ、６
ｂは１種類だけ製作すればよいので、その製作が容易と
なる。また、１種類の環状突起６ａ、６ｂについて、円
周方向に回転して幅の狭い位置を不整磁場発生領域に合
わせれば、不整磁場を打ち消すことができるので、調整
作業を容易に行うことができる。

【０１１２】また、図９には、本発明に係る磁石装置の
第３の実施例の概略構造図を示す。図９において、磁石
装置４４は、撮影空間１０を挟んで対向して配置された
上下の静磁場発生源２ａ、２ｂ、磁極４ａ、４ｂ、環状
突起４６ａ、４６ｂと、静磁場発生源２ａ、２ｂなどを
左右方向で支持する支柱８ａ、８ｂとから成る。本実施
例では、撮影空間１０に発生した不整磁場と対向する環
状突起４６ａ、４６ｂの円周方向の一部の領域の高さＨ
を、不整磁場を打ち消すように変化させ、環状突起４６
ａ、４６ｂの撮影空間１０側の端面５０ａ、５０ｂが波
型形状を形成するようにしている。

【０１１３】図９において、図９（ａ）は装置全体の正
面図で、図９（ｂ）は下側の環状突起４６ｂのφ＝４５
°方向の縦断面図である。図９の座標系は、支柱８ａ、
８ｂのある左右方向がＸ軸方向で、回転角度φはＸ軸を
基準にして反時計回りに設定される。本実施例では、不
整磁場が撮影空間１０のφ＝０°、９０°、１８０°、
２７０°の４箇所の領域に存在し、φ＝０°、１８０°
の領域ではプラスの不整磁場が存在し、φ＝９０°、２
７０°の領域ではマイナスの不整磁場が存在すると想定
している。

【０１１４】このため、これらの不整磁場を打ち消すた
めに、本実施例の環状突起４６ｂでは図９（ａ）、図９
（ｂ）に示す如く、φ＝９０°、２７０°の領域にて半
径方向断面４７の断面積Ｓを大きくするために高Ｈを高
くし、φ＝０°、１８０°の領域にて断面積Ｓを小さく
するために高さＨを低くしている。それぞれの領域にお
いては、高さＨは、対応する位置の不整磁場の量に応じ
て、円周方向に沿って順次変化させる。その結果、環状
突起４６ｂの撮影空間１０側の端面５０ｂが波型形状を
形成する。

【０１１５】環状突起４６の高さＨを変化させる領域
は、通常撮影空間１０の不整磁場の発生領域に対応する
円周方向の一部の領域であるが、この高さ変化領域は円
周方向の全領域にわたってもよい。後者の場合の如く環
状突起４６の全領域にわたって高さＨを増減して不整磁
場の打ち消しを行うときは、高次の不整磁場の打ち消し
も可能となるので、撮影空間１０の磁場を均一化するた
めの効果はより大きくなる。

【０１１６】また、図１０には、本発明に係る磁石装置
の第４の実施例の環状突起の平面図を示す。図１０にお
いて、本実施例の環状突起５２ａ、５２ｂは実質的には
図２に示した第１の実施例の環状突起６ａ、６ｂと同じ
であるが、本実施例では、環状突起５４ａ、５４ｂが、
円周方向の一部ではなく、全領域にわたって回転角度φ
における幅Ｄを順次変化させている。すなわち、環状突
起５２ａ、５２ｂの幅Ｄは、Ｘ軸方向の幅の狭い幅Ｄ１
またはＤ３の領域からＹ軸方向の幅の広い幅Ｄ０の領域
へと、円周方向に沿って全領域にわたって、両方向（左
回りと右回り）に順次広がるように形成されている。そ
の結果、本実施例においても、図９の第３の実施例と同
様な効果が得られる。

【０１１７】本実施例では、第１の実施例の如くＸ軸方
向（回転角度φ＝０°とφ＝１８０°の２箇所）に同レ
ベルのプラスの磁場強度の不整磁場が発生した場合や、
第３の実施例の如く、Ｘ軸方向（φ＝０°とφ＝１８０
°の２箇所）に同レベルのプラスの不整磁場、Ｙ軸方向
（φ＝９０°とφ＝２７０°の２箇所）に同レベルのマ
イナスの不整磁場が発生した場合に、幅Ｄ１、Ｄ３を、
または幅Ｄ１、Ｄ３、Ｄ０を適切に調整することによ
り、撮影空間１０の不整磁場を打ち消すことができ、撮
影空間１０の磁場を均一化することができる。

【０１１８】また、図１１では、本発明の係る磁石装置
の第５の実施例の環状突起の平面図を示す。図１１にお
いて、上下の環状突起５４ａ、５４ｂの半径方向の幅Ｄ
は、左右方向（Ｘ軸方向）で狭く、前後方向（Ｙ軸方
向）で広く形成されている。さらに、Ｘ軸方向の幅Ｄ１
とＤ３はほぼ同じであるが、Ｙ軸方向では後方領域５５
の幅Ｄ２は前方領域５６の幅Ｄ４より広くなっている。
後方領域５５では、幅の狭い幅Ｄ１、Ｄ３から幅の広い
幅Ｄ２へと、前方領域５６では、幅の狭い幅Ｄ１、Ｄ３
から幅の広い幅Ｄ４へと、円周方向に沿って順次幅が広
くなるように形成されている。環状突起５４ａ、５４ｂ
の後方領域５５と前方領域５６とを重ね合わせると、後
方領域５５の面積の方が前方半分領域５６の面積より広
く形成されている。

【０１１９】本実施例は、撮影空間１０のＸ軸方向（φ
＝０°とφ＝１８０°の２箇所）に同じレベルのプラス
の磁場強度の不整磁場があり、Ｙ軸方向（φ＝９０°と
φ＝２７０°の２箇所）にレベルの異なるマイナスの磁
場強度の不整磁場がある場合や、Ｘ軸方向に同じレベル
のプラスの磁場強度の不整磁場（２箇所）があり、Ｙ軸
方向のφ＝９０°の位置にマイナスの磁場強度の不整磁
場がある場合などに有効に適用され、環状突起５２の半
径方向の幅Ｄ１〜Ｄ４を適切に調整することにより、撮
影空間１０の不整磁場を打ち消すことができ、磁場の均
一化を図ることができる。

【０１２０】上記の幅Ｄの調整において、不整磁場がＸ
軸方向に２箇所、Ｙ軸方向に２箇所発生している前者の
場合には、φ＝０°〜４５°及びφ＝１３５°〜１８０
°の位置に幅Ｄの基準値Ｄ０を設定して、Ｘ軸方向では
幅を狭くしてＤ１、Ｄ３になるようにし、Ｙ軸方向では
幅を広くして、φ＝９０°では最大幅Ｄ２とし、φ＝２
７０°では基準値Ｄ０より少し大きい幅Ｄ４とする。ま
た、不整磁場がＸ軸方向に２箇所、Ｙ軸方向に１箇所発
生している後者の場合には、φ＝２７０°の位置の幅Ｄ
４を基準値Ｄ０とし、Ｘ軸方向では幅を狭くしてＤ１、
Ｄ３とし、Ｙ軸方向のφ＝９０°では幅を広くしてＤ２
とする。

【０１２１】また、本実施例においても、環状突起５４
ａ、５４ｂの幅の増減を円周方向の全域にわたって行っ
ているが、この幅の増減を行う領域は円周方向の一部の
みでよいことは言うまでもない。すなわち撮影空間１０
の不整磁場の発生領域に対応する環状突起５４ａ、５４
ｂの一部の領域に限定してもよいことは言うまでもな
い。

【０１２２】また、本実施例では、環状突起５４ａ、５
４ｂの円周方向の３〜４箇所に幅Ｄの増減領域を設けた
が、この個数は撮影空間１０の不整磁場の領域の個数に
応じて決定するものであり、実施例における個数によっ
て特に限定されるものではない。他の実施例においても
同様である。

【０１２３】また、図１２及び図１３には、本発明に係
る磁石装置の第６の実施例の環状突起の構造図を示す。
図１２は、下側の環状突起と磁極との組み合わせの斜視
図、図１３は環状突起の平面図である。本実施例では、
図１２、図１３において、磁極４ｂ（４ａ）の表面に大
径環状突起６０と小径環状突起６２とから構成される組
合せ環状突起５８ｂ（５８ａ）が配置されている。大径
環状突起６０の外周は磁極４ｂの外周面とほぼ一致する
ように作られ、大径環状突起６０の内側に小径環状突起
６２がほぼ同心で配置されている。

【０１２４】本実施例では、大径環状突起６０の幅ＤＬ
と、小径環状突起６２の幅ＤＳは、ともに円周方向に沿
って変化させている。図１３において、大径環状突起６
０では、Ｙ軸方向に幅ＤＬの最大値ＤＬ２と最小値ＤＬ
４があり、Ｘ軸方向に、幅ＤＬの平均値ＤＬ１、ＤＬ３
がある。これに対し、小径環状突起６２では、Ｙ軸方向
に幅ＤＳの最小値ＤＳ２、ＤＳ４があり、Ｘ軸方向に幅
ＤＳの最大値ＤＳ１、ＤＳ３がある。大径環状突起６０
では、Ｙ軸方向における幅の狭い幅ＤＬ４から円周方向
に沿って両方向に幅ＤＬ１、幅ＤＬ３を経由して、幅の
広い幅ＤＬ２へと、順次幅ＤＬが大きくなるように変化
させている。小径環状突起６２では、Ｙ軸方向における
２箇所の幅の狭い幅ＤＳ２、ＤＳ４から円周方向に沿っ
て両方向に２箇所の幅の広い幅ＤＳ１、ＤＳ３へと、順
次幅ＤＳが大きくなるように変化させている。大径環状
突起６０の幅の広い幅ＤＬ２の位置と、小径環状突起６
２の幅の広い幅ＤＳ１、ＤＳ３の位置とが約９０°だけ
方向が異なっている。

【０１２５】本実施例の環状突起５８ａ、５８ｂでは、
大径環状突起６０によって、主に撮影空間１０の外周部
のＹ軸方向の不整磁場を打ち消し、小径環状突起６２に
よって、主に撮影空間１０の内周部のＸ軸方向及びＹ軸
方向の不整磁場を打ち消すことができる。すなわち、前
者では、外周部のＹ軸方向のφ＝９０°の位置のマイナ
スの不整磁場とφ＝２７０°のプラスの不整磁場を打ち
消し、後者では、内周部のＸ軸方向のマイナスの不整磁
場とＹ軸方向のプラスの不整磁場を打ち消すことができ
る。

【０１２６】上記の如く、本実施例では、半径の異なる
環状突起を２個ずつ上下の磁極に配置したことで、撮影
空間１０の不整磁場について、円周方向のみならず、半
径方向についても打ち消すことができる。また、本実施
例では、大径環状突起６０と小径環状突起６０とで、円
周方向の不整磁場の打ち消し領域を変えていることか
ら、不整磁場の発生箇所が多い場合や、不整磁場の発生
領域が半径方向に対して傾斜している場合などに有効な
不整磁場の打ち消し方法である。

【０１２７】また、本実施例では、環状突起の個数が２
個の場合について説明したが、これに限定されず、３個
以上であってもよいことは言うまでもない。また、本実
施例では、環状突起の広い幅の位置を相互間で約９０°
ずらしたがこれに限定されず、他の角度ずらしてもよい
ことは言うまでもない。

【０１２８】また、図１４には、本発明に係る磁石装置
の第７の実施例の環状突起の平面図を示す。本実施例
は、環状突起を半径方向の幅ｄの異なる複数の部材で構
成したものである。図１４において、上下の環状突起６
４ａ、６４ｂは半径方向の幅がそれぞれｄａ、ｄｂ、ｄ
ｃ（ｄａ＜ｄｂ＜ｄｃ）の３種類の環状突起ブロック６
６ａ、６６ｂ、６６ｃによって構成されている。図示の
場合、３種類の環状突起ブロック６６ａ、６６ｂ、６６
ｃは、その外周がほぼ円形となるように円周方向に配置
され、Ｘ軸方向には幅の広い（幅ｄｃ）環状突起ブロッ
ク６６ｃが、Ｙ軸方向には幅の狭い（幅ｄａ）環状突起
ブロック６６ａが、両者の間には幅が中間値（幅ｄｂ）
の環状突起ブロック６６ｂが、それぞれ配置されてい
る。

【０１２９】また、本実施例では、装置の中心軸である
Ｚ軸を中心にして、環状突起６４ａ、６４ｂの外周面は
ほぼ円形であるが、その内周面は環状突起ブロック毎に
半径が異なるため階段状になっている。このため、その
内周面については、環状突起ブロック６６の内周面の包
絡線６８をとり、この包絡線６８によって環状突起６４
ａ、６４ｂの内周面を代表させている。このように、包
絡線で内周面を代表させることにより、図２の第１の実
施例などと同様に取り扱うことができる。

【０１３０】また、本実施例では、内周面の包絡線６８
の半径Ｒが回転角度φに関して、周期的に変化するよう
に、各環状突起ブロックの幅ｄを決めることができる。
このように内周面の包絡線６８の半径Ｒを周期的に変化
させることにより、撮影空間１０の周期的な不整磁場を
容易に打ち消すことができる。

【０１３１】環状突起６４ａ、６４ｂを構成する環状突
起ブロック６６の個数に関しては、図示では８個として
いるが、これに限定されず、他の個数でもよい。環状突
起ブロック６６の個数が多いほど包絡線６８に近付き、
不整磁場の補正精度を向上させることはできるが、部品
の加工や組立作業において製造コストが増加する。実際
の装置製造では両者の兼ね合いを検討する必要がある
が、発明者達の経験では環状突起６４ａ、６４ｂ１個当
り６０個以内にするのが適当である。

【０１３２】図１４に示した例では、内周面の半径の異
なる環状突起ブロック６６を環状突起６４ａ、６４ｂの
円周方向の全領域にわたって配置しているが、環状突起
ブロック６６を配置する範囲は円周方向の一部のみでも
よい。すなわち、撮影空間１０の不整磁場の発生してい
る領域に対向する環状突起６４ａ、６４ｂの一部の領域
のみでもよい。

【０１３３】図１４に示した環状突起６４ａ、６４ｂで
は、外周面の半径は同じで、内周面の半径の異なる複数
個の環状突起ブロック６６を内周方向に沿って配列する
ことで構成されているが、本発明ではこれに限定され
ず、内周面の半径が同じで、外周面の半径の異なる複数
個の環状突起ブロックを円周方向に沿って配列してもよ
いし、また内周面と外周面の両方の半径の異なる複数個
の環状突起ブロックを円周方向に沿って配列してもよ
い。これらの場合、前者の例では、外周面が階段状にな
っているので、この包絡線をとって、環状突起としての
外周面を代表させ、後者の例では、内周面、外周面とも
に階段状になっているので、両者の包絡線をとって、環
状突起としての内周面と外周面を代表させることによ
り、図１４の第７の実施例と同様に取り扱うことができ
る。

【０１３４】環状突起ブロック６６の固定は、通常環状
突起ブロック６６個々に磁極４ａ、４ｂに直接、例えば
ボルトなどによって取り付けられる。ボルトの材料は磁
性体でも非磁性体でもよいが、不整磁場の補正精度を上
げるためには、環状突起ブロック６６と同じ材質の磁性
体が適当である。

【０１３５】図１５には、本発明に係る磁石装置の第８
の実施例の概略構造図を示す。図１５において、磁石装
置７０は、撮影空間１０を挟んで対向して配置された上
下の静磁場発生源２ａ、２ｂ、磁極４ａ、４ｂ、環状突
起７２ａ、７２ｂと、静磁場発生源２ａ、２ｂなどを左
右方向で支持する支柱８ａ、８ｂとから成る。本実施例
では、環状突起７２ａ、７２ｂを高さ方向の寸法の異な
る複数の部材で構成したものである。図１５において、
上下の環状突起７２ａ、７２ｂは円周方向に沿って配置
されたＺ軸方向の高さｈの異なる複数の環状突起ブロッ
ク７４ａ、７４ｂ、７４ｃなどによって構成されてい
る。

【０１３６】複数の環状突起ブロック７４によって形成
された環状突起７２ａ、７２ｂの撮影空間１０側の端面
は階段状になっているので、本実施例では、これらの端
面の包絡線７６ａ、７６ｂをとり、環状突起７２ａ、７
２ｂの撮影空間１０側の端面を代表させることにする。
図示の例では、この包絡線７６ａ、７６ｂ、すなわち環
状突起７２ａ、７２ｂの端面は図９の第３の実施例と同
様に波型形状をしているので、本実施例の場合も、図９
の第３の実施例と同様に取り扱うことができる。

【０１３７】また、本実施例においても、環状突起７２
ａ、７２ｂの撮影空間１０側の端面の包絡線７６ａ、７
６ｂの高さＨがＺ軸に関する回転角度φに関して周期的
に変化するように各環状突起ブロック７４の高さｈを決
めることができる。このように、端面の包絡線７６ａ、
７６ｂの高さＨを周期的に変化させることにより、撮影
空間１０の周期的な不整磁場を容易に打ち消すことがで
きる。

【０１３８】図１５に示した例では、端面の高さｈの異
なる環状突起ブロック７４を環状突起７２ａ、７２ｂの
円周方向の全領域にわたって配置しているが、環状突起
ブロック７４を配置する範囲は円周方向の一部のみでも
よい。すなわち、撮影空間１０の不整磁場が発生してい
る領域に対向する環状突起７２ａ、７２ｂの一部の領域
のみでもよい。

【０１３９】本実施例においても、図１４の第７の実施
例と同様、加工上の見地から見て、環状突起ブロック７
４の個数は環状突起７２ａ、７２ｂの１個当り６０個以
内が適当である。また、それぞれの環状突起ブロック７
４の固定も、図１４の第７の実施例と同様に行われる。

【０１４０】上記の第７、第８の実施例では、環状突起
を幅ｄまたは高さｈの異なる複数の環状突起ブロックを
円周方向に配列して構成した例を示したが、これらの例
はいずれも環状突起ブロックの幅ｄまたは高さｈを変え
ることによって環状突起ブロックの断面積Ｓを変えたも
ので、環状突起ブロックの半径方向断面が長方形の場合
に適用されるものである。本発明は、環状突起ブロック
の半径方向断面の形状を問わず、断面積Ｓの異なる複数
の環状突起ブロックを円周方向に沿って配列して環状突
起を構成した場合にも成立する。この場合には、例え
ば、環状突起ブロックの半径方向断面に外接する長方形
（ただし、各辺は半径方向とＺ軸方向とに平行とする）
を作り、半径方向に平行な辺を幅、Ｚ軸方向に平行な辺
を高さとみなすことにより、第７、第８の実施例と同様
に取り扱うことができる。

【０１４１】以上の説明では、撮影空間の不整磁場を打
ち消すように環状突起を変形するという考え方に基づい
て実施例の説明を進めてきたが、以下の説明では、撮影
空間の不整磁場を球面調和関数で展開した次数に着目し
て、環状突起の形状を解析した実施例の説明を進めるこ
とにする。

【０１４２】図１に示した磁石装置１において、撮影空
間１０に上下の静磁場発生源２ａ、２ｂが発生する磁場
のＺ軸方向成分は一般に式（１）で表される。

【０１４３】

【数１】

【０１４４】式（１）において、特に、次数が（０，
０）の磁場は、座標に依存しない磁場であり、撮影空間
１０に発生させたい均一な磁場である。一方、それ以外
の次数の磁場は、座標によって変化する磁場であり、磁
場の均一度を悪化させるため、不整磁場または不整磁場
成分と呼ばれ、図３（ｂ）などで示した如く、撮影され
た断層画像に画像歪みを発生させる。

【０１４５】図１に示した第１の実施例、または図６に
示した第２の実施例などの磁石装置においては、強磁性
体支柱の配設、または磁極間に働く磁気的吸引力の影響
などによって、式（１）における次数（１，１）、
（３，１）、及び（２，２）などの低次の不整磁場が大
きく発生する。例えば、図１に示す如く、支柱８ａ、８
ｂがＸ軸方向の対称の位置に配置された場合などには、
上記の次数（２，２）などのモードｍ＝２の不整磁場が
主に発生し、また、図６に示す如く、磁極間に大きな磁
気的吸引力が働いて磁極が変位する場合などには、上記
の次数（１，１）、（３，１）などのモードｍ＝１の不
整磁場が主に発生する。

【０１４６】先ず、図６に示した第２の実施例の磁石装
置では、式（１）における次数（１，１）、（３，１）
などのモードｍ＝１の不整磁場が大きく発生しているの
で、このモードｍ＝１の不整磁場成分を打ち消すために
は、図６、図８において、環状突起３４ａ、３４ｂの半
径方向断面３５の断面積Ｓなどを円周方向に沿ってモー
ドｍ＝１で周期的に変化させればよい。具体的には、図
８において、環状突起３４ａ、３４ｂの回転角度φにお
ける断面積Ｓを周期的に変化させる。

【０１４７】この例では、式（１）から分かるように、
モードｍ＝１の不整磁場成分を最も効率よく打ち消す方
法は、上記断面積Ｓを回転角度φに関してモードｍ＝１
の正弦関数で変化させること、すなわち断面積Ｓを式
（２）のように変化させることである。

【０１４８】

【数２】S = S₀−S_B,1cos(φ) （２） ここで、Ｓ₀は環状突起３４ａ、３４ｂの断面積の平均
値、Ｓ_B,1はその断面積変化の振幅である。

【０１４９】式（２）によれば、環状突起３４ａ、３４
ｂの断面積Ｓは、Ｘ軸方向のφ＝０°で最小値（Ｓ₀−
Ｓ_B,1）、φ＝１８０°で最大値（Ｓ₀＋Ｓ_B,1）とな
り、Ｙ軸方向のφ＝９０°、２７０°で中間値Ｓ₀とな
る。図８との対比では、最小値（Ｓ₀−Ｓ_B,1）はＳ１、
最大値（Ｓ₀＋Ｓ_B,1）はＳ３、中間値Ｓ₀はＳ０であ
り、最大値と最小値の間では正弦関数的に変化してい
る。

【０１５０】環状突起３４ａ、３４ｂの断面積Ｓを式
（２）のように変化させることによって、環状突起３４
ａ、３４ｂはモードｍ＝１の磁場成分を選択的に発生す
る。従って、振幅Ｓ_B,1を適切に定めることにより、図
６に示した磁石装置２８の撮影空間１０に発生している
モードｍ＝１の不整磁場と大きさが等しく、符号が反対
のモードｍ＝１の磁場成分を発生させることができ、モ
ードｍ＝１の不整磁場を打ち消して、撮影空間１０の磁
場を均一にすることができる。

【０１５１】ここで、座標系は発明などの物理的概念を
説明するために導入したものであり、座標系の取り方に
は任意性がある。従って、この座標系の取り方によって
本実施例における発明の本質が変わるものではない。す
なわち、本実施例における発明の本質は、環状突起の断
面積、高さ、または半径方向の幅を、打ち消すべき不整
磁場の次数に対応させて、正弦関数的に周期的変化させ
ることである。

【０１５２】次に、図１に示した第１の実施例の磁石装
置では、式（１）における次数（２，２）などのモード
ｍ＝２の不整磁場が大きく発生しているので、このモー
ドｍ＝２の不整磁場成分を打ち消すためには、図１、図
２において、環状突起６ａ、６ｂの半径方向断面７の断
面積Ｓなどを円周方向に沿ってモードｍ＝２で周期的に
変化させればよい。具体的には、図２において、環状突
起６ａ（６ｂ）の回転角度φにおける断面積Ｓを周期的
に変化させるために、半径方向の幅Ｄを周期的に変化さ
せる。

【０１５３】この場合も、式（１）から分かるようにモ
ードｍ＝２の不整磁場成分を最も効率よく打ち消す方法
は、上記半径方向の幅Ｄを回転角度φに関してモードｍ
＝２の正弦関数で変化させること、すなわち、半径方向
の幅Ｄを式（３）のように変化させることである。

【０１５４】

【数３】D = D₀−D_B,2cos(2φ) （３） ここで、Ｄ₀は環状突起６ａ、６ｂの半径方向の幅の平
均値、Ｄ_B,2はその幅変化の振幅である。

【０１５５】式（３）によれば、環状突起６ａ、６ｂの
幅Ｄは、Ｘ軸方向で最小値（Ｄ₀−Ｄ_B,2）、Ｙ軸方向で
最大値（Ｄ₀＋Ｄ_B,2）となる。図２との対比では、最小
値（Ｄ₀−Ｄ_B,2）はＤ１またはＤ３、最大値（Ｄ₀＋Ｄ
_B,2）はＤ０であり、最小値と最大値の間では正弦関数
的に変化している。

【０１５６】環状突起６ａ、６ｂの幅Ｄを式（３）のよ
うに変化させることによって、環状突起６ａ、６ｂはモ
ードｍ＝２の磁場成分を選択的に発生する。従って、振
幅Ｄ _B,2を適切に定めることにより、図１の磁石装置１
の撮影空間１０に発生しているモードｍ＝２の不整磁場
と大きさが等しく、符号が反対のモードｍ＝２の磁場成
分を発生させることができ、モードｍ＝２の不整磁場を
打ち消して、撮影空間１０の磁場を均一にすることがで
きる。

【０１５７】また、図９に示した第３の実施例では、上
下の環状突起４６ａ、４６ｂの高さＨを円周方向に沿っ
て式（４）の如く変化させている。

【０１５８】

【数４】H ＝ H₀−H_B,2cos(2φ) （４） ここで、Ｈ₀は環状突起４６ａ、４６ｂの平均高さ、Ｈ
_B,2はその高さ変化の振幅である。

【０１５９】環状突起４６ａ、４６ｂの高さＨを式
（４）の如く変化させることにより、環状突起４６ａ、
４６ｂは撮影空間１０にモードｍ＝２の磁場成分を選択
的に発生するため、振幅Ｈ_B,2の値を適切に選ぶことに
より、強磁性体支柱８ａ、８ｂに起因して撮影空間１０
に発生するモードｍ＝２の不整磁場を打ち消して、撮影
空間１０の磁場を均一にしている。本実施例は、図１の
第１の実施例と同様に、モードｍ＝２の不整磁場を打ち
消す場合に好適である。

【０１６０】同様に、図１０に示した第４の実施例で
は、上下の環状突起５２ａ、５２ｂの半径方向の幅Ｄを
式（５）の如く変化させている。

【０１６１】

【数５】D = D₀−D_B,2cos（2φ） （５） ここで、Ｄ₀は環状突起５２ａ、５２ｂの平均幅、Ｄ_B,2
はその幅変化の振幅である。

【０１６２】環状突起５２ａ、５２ｂの幅Ｄを式（５）
の如く変化させることにより、環状突起５２ａ、５２ｂ
は撮影空間１０にモードｍ＝２の磁場成分を選択的に発
生するため、振幅Ｄ_B,2を適切に選ぶことにより、モー
ドｍ＝２の不整磁場を打ち消して、撮影空間１０の磁場
を均一にしている。本実施例における式（５）は第１の
実施例における式（３）と全く同じであり、図１の第１
の実施例と同様に、モードｍ＝２の不整磁場を打ち消す
場合に好適である。

【０１６３】また、図１１に示した第５の実施例では、
上下の環状突起５４ａ、５４ｂの半径方向の幅Ｄを円周
方向に沿って式（６）の如く変化させている。

【０１６４】

【数６】 D = D₀＋D_A,1sin(φ)−D_B,2cos(2φ) （６） ここで、Ｄ₀は環状突起５４ａ、５４ｂの平均幅、Ｄ_A,1
はそのモードｍ＝１での幅変化の振幅、Ｄ_B,2はそのモ
ードｍ＝２での幅変化の振幅である。

【０１６５】環状突起５４ａ、５４ｂの幅Ｄを式（６）
の如く変化させることにより、環状突起５４ａ、５４ｂ
は撮影空間１０にモードｍ＝１及びモードｍ＝２の磁場
成分を選択的に発生するため、振幅Ｄ_A,1及びＤ_B,2を適
切に選ぶことにより、モードｍ＝１及びモードｍ＝２の
不整磁場を打ち消して、撮影空間１０の磁場を均一化し
ている。

【０１６６】本実施例の場合、モードｍ＝１及びモード
ｍ＝２の２つのモードの不整磁場を打ち消すことができ
るので、モードｍ＝１とモードｍ＝２との組み合わせの
不整磁場を打ち消すことが可能となる。このため、実用
的には、図１の第１の実施例や図６の第２の実施例など
より複雑な構造の磁石装置での不整磁場の打ち消しに利
用することができる。

【０１６７】また、図１２に示した第６の実施例では、
上下の磁極４ａ、４ｂにそれぞれ２個ずつの環状突起、
すなわち、大径環状突起６０と、その内周に配置された
小径環状突起６２を設置し、それぞれの環状突起６０、
６２の半径方向の断面積を異なるモードで変化させる場
合を示している。具体的には、図１３において、外側の
大径環状突起６０については、その半径方向の幅Ｄ_Lを
式（７）の如く変化させ、内側の小径環状突起６２につ
いては、その半径方向の幅Ｄ_Sを式（８）の如く変化さ
せている。

【０１６８】

【数７】D_L = D_L0＋D_A,1sin(φ) （７）

【０１６９】

【数８】D_S = D_S0＋D_B,2cos(2φ) （８） 環状突起６０，６２のそれぞれの幅Ｄ_L、Ｄ_Sを式
（７）、（８）の如く変化させることにより、撮影空間
１０に、外側の環状突起６０はモードｍ＝１の磁場成分
を、内側の環状突起６２はモードｍ＝２の磁場成分を、
それぞれ選択的に発生するため、振幅Ｄ_A,1、Ｄ_B,2を適
切に選択することにより、モードｍ＝１及びｍ＝２の不
整磁場を打ち消して、撮影空間１０の磁場を均一にして
いる。

【０１７０】本実施例の場合、環状突起を磁極の内周部
と外周部に配置しているので、撮影空間１０の半径方向
に幅のある領域を持った不整磁場を打ち消すことができ
るとともに、大径環状突起６０と小径環状突起６２とで
異なるモードを持つ不整磁場を打ち消すことができる。

【０１７１】また、大径環状突起６０と小径環状突起６
２とでは、不整磁場を打ち消すために発生する磁場のモ
ードや位相をそれぞれ独立に変更することができるの
で、撮影空間の全領域にわたって数多く存在する不整磁
場などを打ち消すために有効である。この効果は、環状
突起の数を３個以上に増加することにより、増強される
とともに、補正の精度も向上する。

【０１７２】また、図１４に示した第７の実施例では、
上下の環状突起６４ａ、６４ｂがそれぞれ幅Ｄの異なる
複数の環状突起ブロック６６ａ、６６ｂ、６６ｃなどで
構成されている。各環状突起ブロック６６の外周面の半
径はほぼ同じで、内周面の半径はそれぞれの半径方向の
幅ｄに対応して異なっている。このため、各環状突起ブ
ロック６６の内周面の半径方向の寸法を包絡線６８の半
径方向の寸法で近似的に決めるようにしている。本実施
例では、各環状突起ブロック６６の半径方向の幅ｄは、
その内周面の包絡線６８と外周面との幅Ｄが円周方向に
関して周期的に変化するように決められている。この結
果、内周面の包絡線６８の回転角度φにおける半径Ｒも
周期的に変化し、本実施例では式（９）の如く変化させ
ている。

【０１７３】

【数９】R = R₀−R_B,2cos(2φ) （９） ここで、Ｒ₀は内周面の包絡線６８の平均半径、Ｒ_B,2は
その半径変化の振幅である。

【０１７４】環状突起６４ａ、６４ｂの環状突起６４
ａ、６４ｂの内周面の包絡線６８の半径Ｒを式（９）の
如く変化させることにより、環状突起６４ａ、６４ｂを
構成する環状突起ブロック６６の幅Ｄが式（９）とほぼ
同じモードｍ＝２で円周方向に沿って変化するため、環
状突起６４ａ、６４ｂはモードｍ＝２の磁場成分をほぼ
選択的に発生し、式（９）の振幅Ｒ_B,2を適切に選択す
ることにより、モードｍ＝２の不整磁場を打ち消して、
撮影空間１０の磁場を均一化している。

【０１７５】本実施例では、環状突起６４ａ、６４ｂを
構成する環状突起ブロック６６の各々が異なる半径の内
周面を持つ場合について説明したが、本発明ではこれに
限定されず、環状突起ブロックの各々が、異なる半径の
外周面を持つ場合や異なる半径の内周面と外周面とを持
つ場合にも同様に適用される。

【０１７６】また、図１５に示した第８の実施例では、
上下の環状突起７２ａ、７２ｂは、それぞれＺ軸方向の
高さｈの異なる複数の環状突起ブロック７４ａ、７４
ｂ、７４ｃなどで構成されている。各環状突起ブロック
７４は、その幅がほぼ同じで、撮影空間１０側の端面ま
での高さｈがそれぞれ異なっている。このため、環状突
起７２ａ、７２ｂの端面を各環状突起ブロック７４の端
面の包絡線７６ａ、７６ｂの寸法で近似的に決定するよ
うにしている。本実施例では、各環状突起ブロック７４
の端面の高さを、その端面の包絡線７６ａ、７６ｂのＺ
軸方向の高さＨで代表し、その高さＨが円周方向に関し
て周期的に変化するように決められている。この結果、
端面の包絡線７６ａ、７６ｂの回転角度φにおける高さ
Ｈは周期的に変化し、本実施例では式（１０）の如く変
化させている。

【０１７７】

【数１０】H = H₀−H_B,2cos(2φ) （１０） ここで、Ｈ₀は環状突起７２ａ、７２ｂの端面の包絡線
７６ａ、７６ｂの高さの平均値、Ｈ_B,2はその高さ変化
の振幅である。

【０１７８】環状突起７２ａ、７２ｂの端面の包絡線７
６ａ、７６ｂの高さＨを式（１０）の如く変化させるこ
とにより、環状突起７２ａ、７２ｂを構成する環状突起
ブロック７４の高さｈが式（１０）とほぼ同じモードｍ
＝２で円周方向に沿って変化するため、環状突起７２
ａ、７２ｂはモードｍ＝２の磁場成分をほぼ選択的に発
生し、式（１０）の振幅Ｈ_A,2を適切に選択することに
より、モードｍ＝２の不整磁場を打ち消して、撮影空間
１０の磁場を均一にしている。

【０１７９】上記の第１〜第８の実施例の磁石装置で
は、支柱が１本の場合、または支柱が２本で対称位置に
配置されている場合など単純な構成となっているため、
これらの例で、撮影空間１０に発生する不整磁場はモー
ドｍ＝１またはｍ＝２の低次のものが主なものであっ
た。これに対し、実際の磁石装置では、支柱が２本でも
非対称の位置に配置されたり、支柱が３本以上配置され
たりする。これらの場合には、モードｍ＝１または２の
不整磁場の他にモードｍ＝３以上の不整磁場が発生す
る。例えば、２本の強磁性体支柱を回転方向に１２０°
の間隔で配置した場合には、モードｍ＝１、２以外に、
モードｍ＝３の不整磁場が主に発生するとともに、更に
高次のモードの不整磁場が発生する。

【０１８０】このように撮影空間１０に発生する不整磁
場のモードｍが低次から高次にわたる場合には、それぞ
れのモードの不整磁場の値を求め、これらの不整磁場の
値に対応して、モードごとに環状突起の半径方向断面の
断面積（または磁性体の量）の周期的な変化を示す正弦
関数の数式を算出し、最後にモードごとの正弦関数の数
式を加算して、全体としての環状突起の断面積（または
磁性体の量）の周期的変化値を求めるものである。

【０１８１】上記の周期的変化値により断面積などの補
正をした環状突起では、それぞれのモード不整磁場を打
ち消すための磁場成分をモードごとに選択的に発生する
ため、モードごとに不整磁場が打ち消されることによ
り、全体として不整磁場が打ち消され、撮影空間１０の
磁場が均一化される。

【０１８２】上記の実施例の説明において、環状突起の
周期的変形の形態に関して、座標系を導入して説明を行
ってきた。しかし、座標系は本来物理現象を説明するた
めの補助的な手段であり、この座標系の取り方の任意性
によって、本発明の内容が限定されることはない。本発
明の要点は、環状突起を円周方向に関して周期的に変形
させることであり、このことを理解しやすくするため
に、座標系を導入して説明してきたものであるというこ
とは、当業者であれば容易に理解できることであろう。

【０１８３】また、上記の静磁場発生源は、撮影空間１
０に静磁場を形成するために、何らかの起磁力源を備え
ている。この起磁力源としては、超電導コイルや常電導
コイルや永久磁石などを用いることができる。超電導コ
イルは、これを超電導状態まで冷却するのに冷却手段を
必要とするが、撮影空間に高磁場を発生することができ
るので、本発明の磁石装置に適用することにより、高解
像度で、歪みのない鮮明なＭＲ画像を得ることができ
る。また、常電導コイルでは、発生する磁場は超電導コ
イルの場合より低くなるが、コイルの冷却が不要なため
に、装置の製造コスト及び維持費を低減することができ
る。また、永久磁石では、コイルを用いていないため
に、コイルの電源やコイルの付勢が不要となるため、装
置の保守管理が容易となり、装置の維持費を大幅に低減
することができる。

【０１８４】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明の磁石装置に
よれば、撮影空間を挟んで対向して配置した磁極の対向
面側に環状突起を配置して、この環状突起の円周方向の
少なくとも一部の磁性体の量、または半径方向断面の断
面積、幅、高さなどを増減することによって、撮影空間
に発生する不整磁場を打ち消し、磁場の均一化を図って
いる。また、磁極などを支持するために、磁性体支柱を
用いる場合には、これによって発生する不整磁場を除去
するために、環状突起の支柱に対応する位置の磁性体の
量、または半径方向断面の断面積、幅、高さなどを増減
することによって、上記の不整磁場を打ち消し、撮影空
間の磁場を均一化している。

【０１８５】また、本発明の磁石装置によれば、環状突
起を半径方向に２個以上配置して、これらの環状突起の
円周方向の少なくとも一部の磁性体の量、または半径方
向断面の断面積、幅、高さなどを増減することによっ
て、撮影空間に発生する不整磁場を円周方向及び半径方
向にわたって、すなわち撮影空間のほぼ全領域にわたっ
て不整磁場を打ち消し、撮影空間の磁場を均一化してい
る。

【０１８６】また、本発明の磁石装置によれば、環状突
起を半径方向断面の断面積、または幅、または高さの異
なる複数の環状突起部材で構成することにより、一体で
環状突起を生成したものと同様に、撮影空間の不整磁場
を打ち消すことができるとともに、環状突起部材の加工
及びその組立が容易になるため、環状突起の製造コスト
を低減することができる。

【０１８７】また、本発明の磁石装置によれば、磁石装
置が起磁力源と、一対の対向配置された静磁場発生源が
撮影空間を挟んで対向して配置された一対の磁極と、磁
極の対向面側に配置された１個以上の環状突起とを備
え、この環状突起の半径方向断面の断面積、または幅、
または高さが、円周方向に関して周期的に変化している
ので、撮影空間に発生した不整磁場で、その磁場強度分
布が円周方向に関して周期的に変化するものを打ち消す
ことができ、その結果、撮影空間の磁場を均一化するこ
とができる。

【０１８８】また、本発明の磁石装置によれば、磁極の
対向面側に配置された１個以上の環状突起を備え、環状
突起が複数の環状突起部材から構成され、これらの環状
突起部材の半径方向断面の断面積、または幅、または高
さが、円周方向に関して周期的に変化しているので、撮
影空間の円周方向に関して磁場強度が周期的に変化して
いる不整磁場を打ち消すことができるとともに、分割し
た環状突起部材の加工及びその組立が容易になるため、
製造コストを低減することができる。

【０１８９】また、本発明の磁石装置によれば、磁極の
対向面側に配置された１個以上の環状突起を備え、環状
突起が複数の環状突起部材から構成され、これらの環状
突起部材の半径方向の内周面を結ぶ内面包絡線、または
半径方向の外周面を結ぶ外面包絡線、または撮影空間に
面する端面を結ぶ端面包絡線が、円周方向に関して周期
的に変化しているので、撮影空間の円周方向に関して磁
場強度が周期的に変化している不整磁場を打ち消すこと
ができるとともに、分割した環状突起部材の加工及びそ
の組立が容易になるため、製造コストを低減することが
できる。

【０１９０】また、本発明の磁石装置によれば、上記の
環状突起の半径方向断面の断面積、または幅、または高
さ、または包絡線が、円周方向に関して正弦関数的に変
化しているので、撮影空間の円周方向に沿って正弦関数
的に変化するような磁場強度分布を持つ不整磁場を打ち
消すことができ、撮影空間の磁場を均一化することがで
きる。

【０１９１】また、本発明の磁石装置によれば、上記の
環状突起の半径方向断面の断面積、または幅、または高
さ、または包絡線が、円周方向の１周に関して１以上の
整数であるモードｍにより正弦関数的に変化しているの
で、撮影空間の円周方向に沿って、モードｍの正弦関数
で変化するような磁場強度分布を持つ不整磁場を打ち消
すことができる。

【０１９２】また、本発明の磁石装置によれば、上記の
環状突起の半径方向断面の断面積、または幅、または高
さ、または包絡線が、円周方向の１周に関して２つ以上
の異なる１以上の整数であるモードｍによる正弦関数の
重ね合わせにより変化しているので、撮影空間の円周方
向に沿って、複数のモードの正弦関数の重ね合わせで変
化するような磁場強度分布を持つ不整磁場を打ち消すこ
とができる。

【０１９３】また、本発明の磁石装置によれば、磁極の
対向面側に配置された少なくとも２つ以上の環状突起を
備え、これらの環状突起の半径方向断面の断面積、また
は幅、または高さ、または包絡線が、それぞれの円周方
向の１周に関して、１以上の異なる整数であるモード
ｍ、ｎなどにより正弦関数的に変化しているので、撮影
空間のそれぞれの環状突起に対応する円周方向に沿っ
て、異なるモードの正弦関数の重ね合わせで変化するよ
うな半径方向にも分布した磁場強度分布を持つ不整磁場
を打ち消すことができる。

【０１９４】また、本発明の磁石装置によれば、撮影空
間を挟んで対向して配置された１対の静磁場発生源間、
または１対の磁極間を機械的に結合する磁性体または非
磁性体の支柱を備えているので、磁極間は大きな変形な
く支持され、撮影空間では大きい開放性が得られる。ま
た、上記の磁性体支柱、または非磁性体支柱の場合に
は、支柱状の磁性体を付加することにより、静磁場発生
源間または磁極間を磁性体で磁気的に接続して磁気回路
を形成しているので、装置の漏洩磁場を低減することが
できる。

【０１９５】また、本発明の磁石装置によれば、起磁力
源を超電導コイルとした場合には、撮影空間に高い磁場
強度で、均一な静磁場が得られるので、高解像度で鮮明
なＭＲ画像が得られ、起磁力源を常電導コイルとした場
合には、コイルの冷却が不要となり、装置の製造コスト
及び維持費を低減することができ、また起磁力源を永久
磁石とした場合には、装置の保守が容易となり、装置の
維持費が大幅に低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁石装置の第１の実施例の全体構
造の斜視図である。

【図２】図１における上側の環状突起を撮影空間を含む
座標系と共に表した斜視図である。

【図３】ＭＲＩ装置の磁石装置による不整磁場の発生を
説明するための図である。

【図４】図３の不整磁場を本発明の環状突起により打ち
消す場合を説明する平面図である。

【図５】図３、図４に示した不整磁場と環状突起との関
係を示す特性図である。

【図６】本発明に係る磁石装置の概略断面図である。

【図７】図６の装置による不整磁場の発生を説明するた
めの図である。

【図８】図６の装置に使用した環状突起の構造図であ
る。

【図９】本発明に係る磁石装置の第３の実施例の概略構
造図である。

【図１０】本発明に係る磁石装置の第４の実施例の環状
突起の平面図である。

【図１１】本発明に係る磁石装置の第５の実施例の環状
突起の平面図である。

【図１２】本発明に係る磁石装置の第６の実施例の下側
の環状突起の斜視図である。

【図１３】図１２で使用した環状突起の平面図である。

【図１４】本発明に係る磁石装置の第７の実施例の環状
突起の平面図である。

【図１５】本発明に係る磁石装置の第８の実施例の概略
構造図である。

【図１６】従来の磁石装置の概略断面図である。

【図１７】図１６の装置に使用されている環状突起の平
面図である。

【図１８】本発明に係る磁石装置を用いたＭＲＩ装置の
説明図である。

【符号の説明】 １、２８、４４、７０…磁石装置、２、２ａ、２ｂ…静
磁場発生源、４、４ａ、４ｂ、３０ａ、３０ｂ…磁極、
６、６ａ、６ｂ、２０ａ、２０ｂ、３４ａ、３４ｂ、４
６ａ、４６ｂ、５２ａ、５２ｂ、５４ａ、５４ｂ、６４
ａ、６４ｂ、７２ａ、７２ｂ…環状突起、７、４７…半
径方向断面、８、８ａ、８ｂ、１２ａ、１２ｂ、４８
ａ、４８ｂ…支柱（強磁性体支柱）、１０…撮影空間
（均一磁場領域）、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ…磁場強度
の等高線、１６…断層画像、２２ａ、２２ｂ…幅を狭く
する領域、３２…支柱（非磁性体支柱）、３６ａ、３６
ｂ、３６ｃ、３８ａ、３８ｂ…矢印、４０ａ、４０ｂ…
領域、５０ａ、５０ｂ…端面、５５…後方領域、５６…
前方領域、５８ａ、５８ｂ…組合せ環状突起、６０…大
径環状突起、６２…小径環状突起、６６、６６ａ、６６
ｂ、６６ｃ、７４、７４ａ、７ｂ、７４ｃ…環状突起ブ
ロック、６８、７６、７６ａ、７６ｂ…包絡線、Ｄ、Ｄ
０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、ＤＬ、ＤＬ１、ＤＬ２、
ＤＬ３、ＤＬ４、ＤＳ、ＤＳ１、ＤＳ２、ＤＳ３、ＤＳ
４…幅、ｄ１、ｄ３…補正磁場強度、Ｆ１、Ｆ３…高不
整磁場領域、ｆ０…磁場基準値、ｆ１、ｆ３…不整磁場
強度、Ｇ１、Ｇ３…画像の歪み、Ｓ、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ３
…断面積。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田山 芳英 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 竹島 弘隆 東京都千代田区内神田一丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 八尾 武 東京都千代田区内神田一丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 榊原 健二 東京都千代田区内神田一丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 Ｆターム(参考） 4C096 AA20 AB32 AD02 AD08 CA02 CA03 CA05 CA16 CA18 CA25 CA29 CA32

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮影空間を挟んで対向して配置された1対
   の磁極と、前記磁極と磁気的に連結され、前記磁極を通
   して前記撮影空間に静磁場を発生させる静磁場発生源
   と、前記磁極の対向面側に円環状に突出して配置された
   磁性体から成る環状突起と、前記磁極間を直接的または
   間接的に支持する少なくとも1本の支柱とを備えた磁石
   装置において、前記撮影空間の磁場を均一化するため
   に、前記環状突起の円周方向の少なくとも一部の磁性体
   の量を増減させることを特徴とする磁石装置。
2. 【請求項２】撮影空間を挟んで対向して配置された1対
   の磁極と、前記磁極と磁気的に連結され、前記磁極を通
   して前記撮影空間に静磁場を発生させる静磁場発生源
   と、前記磁極の対向面側に円環状に突出して配置された
   磁性体から成る環状突起と、前記磁極間を直接的または
   間接的に支持する少なくとも1本の磁性体から成る支柱
   （以下、磁性体支柱という）とを備えた磁石装置におい
   て、前記磁性体支柱に起因して前記撮影空間に発生する
   不整磁場を除去し、前記撮影空間の磁場を均一化するた
   めに、前記環状突起の円周方向の少なくとも一部の磁性
   体の量を、前記不整磁場を打ち消すように増減させるこ
   とを特徴とする磁石装置。
3. 【請求項３】請求項1または2記載の磁石装置において、
   前記撮影空間の磁場を均一化するために、前記環状突起
   の円周方向の少なくとも一部の半径方向断面における磁
   性体の量の少ない部分から磁性体の量の多い部分へ、ま
   たはその逆に、円周方向に沿って順次磁性体の量を増減
   させる磁石装置。
4. 【請求項４】請求項1乃至3のいずれかに記載の磁石装置
   において、前記撮影空間の磁場を均一化するために、前
   記環状突起の円周方向の少なくとも一部の半径方向断面
   の断面積を円周方向に沿って順次増減させる磁石装置。
5. 【請求項５】請求項1乃至4のいずれかに記載の磁石装置
   において、前記撮影空間の磁場を均一化するために、前
   記環状突起の円周方向の少なくとも一部の半径方向断面
   の半径方向幅寸法（以下、単に幅という）及びそれに直
   交する方向の高さ寸法（以下、単に高さという）のうち
   の少なくとも一方を円周方向に沿って順次増減させる磁
   石装置。
6. 【請求項６】請求項1乃至5のいずれかに記載の磁石装置
   において、前記撮影空間の磁場を均一化するために、前
   記環状突起の内周側に外径の小さい環状突起を１個以
   上、ほぼ同心で配置した磁石装置。
7. 【請求項７】請求項1乃至6のいずれかに記載の磁石装置
   において、前記撮影空間の磁場を均一化するために、前
   記環状突起の円周方向の少なくとも一部の前記撮影空間
   側の端面の高さを増減させて、波型形状を形成させた磁
   石装置。
8. 【請求項８】請求項1乃至7のいずれかに記載の磁気磁石
   装置において、前記撮影空間の磁場を均一化するため
   に、前記環状突起の円周方向の少なくとも一部が、その
   半径方向断面の断面積、幅、及び高さのうちの少なくと
   も1つがそれぞれ異なる複数の環状突起部材にて構成さ
   れ、前記環状突起部材を円周方向に沿って、前記断面
   積、幅、または高さの小さいものから大きいものへ、ま
   たはその逆に順次配列し、半径方向の内周面、外周面、
   及び前記撮影空間側の端面のうちの少なくとも1つを階
   段状に形成する磁石装置。
9. 【請求項９】請求項1乃至8のいずれかに記載の磁石装置
   において、前記静磁場発生源は、前記磁極の裏面側に、
   前記撮影空間を挟んで対向して、1対配置されている磁
   石装置。
10. 【請求項１０】対向して配置された1対の静磁場発生源
    が、それぞれ起磁力源と、撮影空間に面して配置された
    磁極を有し、前記磁極に前記撮影空間側に突出した1個
    以上の環状突起が配置された磁石装置において、前記撮
    影空間の磁場を均一化するために、前記環状突起の少な
    くとも1個の半径方向断面の断面積を、円周方向に関し
    て周期的に変化させることを特徴とする磁石装置。
11. 【請求項１１】対向して配置された1対の静磁場発生源
    が、それぞれ起磁力源と、撮影空間に面して配置された
    磁極を有し、前記磁極に前記撮影空間側に突出した1個
    以上の環状突起が配置され、前記環状突起の少なくとも
    1個が複数の環状突起部材から構成されている磁石装置
    において、前記複数の環状突起部材の半径方向断面の断
    面積を、円周方向に関して周期的に変化させることを特
    徴とする磁石装置。
12. 【請求項１２】対向して配置された1対の静磁場発生源
    が、それぞれ起磁力源と、撮影空間に面して配置された
    磁極を有し、前記磁極に前記撮影空間側に突出した1個
    以上の環状突起が配置された磁石装置において、前記撮
    影空間の磁場を均一化するために、前記環状突起の少な
    くとも1個の半径方向断面の幅を、円周方向に関して周
    期的に変化させることを特徴とする磁石装置。
13. 【請求項１３】対向して配置された1対の静磁場発生源
    が、それぞれ起磁力源と、撮影空間に面して配置された
    磁極を有し、前記磁極に前記撮影空間側に突出した1個
    以上の環状突起が配置され、前記環状突起の少なくとも
    1個が複数の環状突起部材から構成されている磁石装置
    において、前記複数の環状突起部材の半径方向断面の幅
    を、円周方向に関して周期的に変化させることを特徴と
    する磁石装置。
14. 【請求項１４】対向して配置された1対の静磁場発生源
    が、それぞれ起磁力源と、撮影空間に面して配置された
    磁極を有し、前記磁極に前記撮影空間側に突出した1個
    以上の環状突起が配置された磁石装置において、前記撮
    影空間の磁場を均一化するために、前記環状突起の少な
    くとも1個の半径方向断面の高さを、円周方向に関して
    周期的に変化させることを特徴とする磁石装置。
15. 【請求項１５】対向して配置された1対の静磁場発生源
    が、それぞれ起磁力源と、撮影空間に面して配置された
    磁極を有し、前記磁極に前記撮影空間側に突出した1個
    以上の環状突起が配置され、前記環状突起の少なくとも
    1個が複数の環状突起部材から構成されている磁石装置
    において、前記複数の環状突起部材の半径方向断面の高
    さを、円周方向に関して周期的に変化させることを特徴
    とする磁石装置。
16. 【請求項１６】対向して配置された1対の静磁場発生源
    が、それぞれ起磁力源と、撮影空間に面して配置された
    磁極を有し、前記磁極に前記撮影空間側に突出した1個
    以上の環状突起が配置され、前記環状突起の少なくとも
    1個が複数の環状突起部材から構成されている磁石装置
    において、前記複数の環状突起部材の半径方向の内周面
    を結ぶ内面包絡線及び半径方向の外周面を結ぶ外面包絡
    線のうちの少なくとも一方の包絡線を、円周方向に関し
    て周期的に変化させることを特徴とする磁石装置。
17. 【請求項１７】対向して配置された1対の静磁場発生源
    は、それぞれ起磁力源と、撮影空間に面して配置された
    磁極を有し、前記磁極に前記撮影空間側に突出した1個
    以上の環状突起が配置され、前記環状突起の少なくとも
    1個が複数の環状突起部材から構成されている磁石装置
    において、前記複数の環状突起部材の前記撮影空間に面
    する端面を結ぶ包絡線を、円周方向に関して周期的に変
    化させることを特徴とする磁石装置。
18. 【請求項１８】請求項11、13、15乃至17のいずれかに記
    載の磁石装置において、前記環状突起が６0個以内の環
    状突起部材で構成されている磁石装置。
19. 【請求項１９】請求項10乃至18のいずれかに記載の磁石
    装置において、前記環状突起の前記断面積、または前記
    幅、または前記高さ、または前記包絡線が、円周方向に
    関して正弦関数的に変化している磁石装置。
20. 【請求項２０】請求項10乃至18記載の磁石装置におい
    て、前記環状突起の前記断面積、または前記幅、または
    前記高さ、または前記包絡線が、円周方向の1周に関し
    て、1以上の整数であるモードｍにより正弦関数的に変
    化している磁石装置。
21. 【請求項２１】請求項10乃至18のいずれかに記載の磁石
    装置において、前記環状突起の前記断面積、または前記
    幅、または前記高さ、または前記包絡線が、円周方向の
    1周に関して、2つ以上の異なる1以上の整数であるモー
    ドmによる正弦関数の重ね合わせにより変化している磁
    石装置。
22. 【請求項２２】請求項10乃至18のいずれかに記載の磁石
    装置において、少なくとも2つ以上の前記環状突起の前
    記断面積、または前記幅、または前記高さ、または前記
    包絡線が、それぞれ円周方向の１周に関して、1以上の
    異なる整数であるモードm、nなどにより、正弦関数的に
    変化している磁石装置。
23. 【請求項２３】請求項10乃至22のいずれかに記載の磁石
    装置において、前記1対の静磁場発生源間または前記1対
    の磁極間を機械的に結合する少なくとも1本の支柱が存
    在する磁石装置。
24. 【請求項２４】請求項23記載の磁石装置において、前記
    支柱が強磁性体にて構成されている磁石装置。
25. 【請求項２５】請求項10乃至24のいずれかに記載の磁石
    装置において、前記1対の静磁場発生源間または前記1対
    の磁極間を磁気的に結合して磁気回路を形成する少なく
    とも1個の支柱状の強磁性体が存在する磁石装置。
26. 【請求項２６】請求項10乃至25のいずれかに記載の磁石
    装置において、前記起磁力源が超電導コイルである磁石
    装置。
27. 【請求項２７】請求項10乃至25のいずれかに記載の磁石
    装置において、前記起磁力源が常電導コイルである磁石
    装置。
28. 【請求項２８】請求項10乃至25のいずれかに記載の磁石
    装置において、前記起磁力源が永久磁石である磁石装
    置。