JP2014233525A - 磁石装置及び磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】漏洩磁場を抑制し静磁場の均一性を高められる磁石装置を提供する。
【解決手段】対向して配置される一対の略円盤状の磁極４Ｕと、側面視でＣ字またはＵ字形状でありそのＣ字またはＵ字形状の両端部が磁極４Ｕに近接して配置されるヨーク３とを備え、ヨーク３は磁極４Ｕに近接して対向するヨーク側対向部１５Ｕを有し、ヨーク側対向部１５Ｕは、ヨーク３の鉛直対称面αの一部を含む中央帯領域１５ｂと、鉛直対称面αから離れ中央帯領域１５ｂの両側に位置する両側帯領域１５ｃとを有し、ヨーク側対向部１５Ｕの磁極４Ｕに近接して対向するヨーク側対向表面１５ａからの高さＷ３において、中央帯領域１５ｂ（Ｗ３ｂ）は両側帯領域１５ｃ（Ｗ３ｃ）より高い。ヨーク側対向部１５Ｕのヨーク側対向表面１５ａからの高さＷ３は、鉛直対称面αから離れるに従って広義単調減少し、かつ、その最大値と最小値が異なる。
【選択図】図４

Description

本発明は、磁石装置、及び、これを備えた磁気共鳴撮像装置(以下、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置という)に関する。

ＭＲＩ装置は、均一な静磁場の形成された撮像空間に被検体を置き、この被検体に高周波パルスを照射したときに生じる核磁気共鳴現象を利用して、被検体の物理的・化学的性質をあらわした画像を得ることができる。そして、この画像は主に医療用に用いられている。ＭＲＩ装置は、その静磁場の方向の観点から、その方向が水平方向を向いている水平型と、鉛直方向を向いている垂直型とに大別することができる。前者の水平型ＭＲＩ装置では、水平方向に貫通したトンネル内に撮像空間があり、被検者はそのトンネル内に入って検査を受ける。このため、被検者は圧迫感を受ける場合がある。一方、後者の垂直型ＭＲＩ装置では、上下に対向して配置された一対の磁極の間に撮像空間が形成され、その磁極間に被検者が入る構造になっているので、被検者は開放感を受けることができる。このため、垂直型ＭＲＩ装置は開放型ＭＲＩ装置とも称される。

垂直型ＭＲＩ装置の特長を活かし、被検者の周囲の空間を大きく開放するために、一対の磁極に接続するヨークの形状には、Ｃ字またはＵ字形状が採用されている（例えば、特許文献１等参照）。本明細書において、Ｃ字またはＵ字形状は、略円環形状の一部が切除されて開放された形状を指す。しかし、Ｃ字またはＵ字形状のヨークを用いると、撮像空間から見たヨークを含めた磁性体の分布が偏ることになるため、撮像空間における静磁場が非軸対称になりやすく、撮像空間における静磁場の磁場強度が不均一になりやすい。そこで、特許文献１では、Ｃ字またはＵ字形状のヨークの水平方向に延在する上下一対の水平部の厚みを先端側に行くほど薄くしていく構造にすることで、撮像領域におけるＣ字またはＵ字形状の開口側と柱側の磁場強度を調整している。

特開２００５−１６８７７２号公報

垂直型ＭＲＩ装置は、撮像空間に均一な静磁場を発生させるために、磁石装置を備えている。そして、その磁石装置には、永久磁石や超電導コイルが用いられている。一般に、撮像空間において求められる磁場強度が、０．５Ｔ未満なら永久磁石が用いられ、０．５Ｔ以上なら超電導コイルが用いられる。

また、ＭＲＩ装置用の磁石装置の重要なパラメータとして、前記磁場強度と前記磁場均一度のほかに、漏洩磁場の広がる領域の大きさが挙げられる。漏洩磁場の広がる領域の大きさの尺度としては、磁場強度が０．５ｍＴに減衰するまでに必要な空間の大きさを用いることが一般的である。この空間の大きさを、ＭＲＩ装置を設置する部屋より小さくする程度に漏洩磁場を抑制する必要がある。そして、撮像空間の磁場強度が１．０Ｔ以下なら、その程度の漏洩磁場の抑制には、鉄などの磁性体のみを配置することで行うことができる。磁場強度が１Ｔを超えると、磁性体だけを配置して漏洩磁場を抑制するには、数十トンの磁性体が必要になり、磁性体の配置による漏洩磁場の抑制は実用的でない。この場合は、遮蔽コイルと呼ばれる超電導コイルを用いることで漏洩磁場を抑制できる。

前記をまとめると、撮像空間における磁場強度が、０．５Ｔ以下の範囲内であるような垂直型ＭＲＩ装置においては、静磁場の生成のために磁極に永久磁石を用い、漏洩磁場の抑制のために磁性体を用いることができる。磁性体として、具体的には、鉄製のヨークを用いることができる。また、０．５Ｔ以上１．０Ｔ以下の範囲内であるような垂直型ＭＲＩ装置においては、静磁場の生成のために磁性体の磁極とは別に超電導コイルを用い、漏洩磁場の抑制のために磁極の磁性体とは別に磁性体を用いることができる。

そして、特許文献１では、超電導コイルと磁性体であり空隙の少ない連続した鉄製のヨークとを用いているので、漏洩磁場を抑制しながら高い磁場強度の静磁場を生成できる。さらに、Ｃ字またはＵ字形状のヨークの水平部の厚みを先端側に行くほど薄くすることで、磁場の非軸対称性を軽減させる方法が記載されている。

しかしながら、ヨークの水平部の先端側の厚みを調整する方法では補正できない非軸対称性がある。すなわち、撮像領域中心を通る鉛直軸の周方向角度について、Ｃ字またはＵ字形状の柱側を０度、Ｃ字またはＵ字形状の開口側を１８０度と設定したときに、０度と１８０度の方向の磁場の強さをヨークの水平部の先端側の厚みで揃える機構を備えていたとしても、この機構では０度と９０度および２７０度の方向の磁場の強さを揃えることはできない。

また、特許文献１では、ヨークの水平部の先端側の厚さを薄くする場合、例えば上側の水平部は、該水平部の外側表面が下に向かって凸の形状、すなわち上から見て凹状にへこんだ形状を基本形状としている。このような外側表面の下に向かって凸の形状は、上に向かって凸の形状と比較して、鉛直上方向を向いて流れてきた磁束をＣ字またはＵ字形状の柱側へ急激に曲げることになるため、Ｃ字またはＵ字形状の開口側の磁場が鉛直上方向に流れる距離が短くなり、従って均一磁場が必要とされる撮像領域が小さくなる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、静磁場の非軸対称性を軽減して均一性を高めることができる磁石装置を提供することである。また、これを搭載したＭＲＩ装置を提供することである。

前記課題を解決するために、本発明は、
対向して配置される一対の略円盤状の磁極と、
側面視でＣ字またはＵ字形状であり、そのＣ字またはＵ字形状の両端部が前記磁極に近接して配置されるヨークとを備え、
前記ヨークは、前記磁極に近接して対向するヨーク側対向部を有し、
前記ヨーク側対向部は、
前記ヨークを略二分する鉛直対称面の一部を含む中央帯領域と、
前記対称面から離れ前記中央帯領域の両側に位置する両側帯領域とを有し、
前記ヨーク側対向部の前記磁極に近接して対向するヨーク側対向表面からの高さにおいて、前記中央帯領域は前記両側帯領域より高くなっていることを特徴とする磁石装置である。

また、本発明は、この磁石装置と、
一対の磁極の間に被検者を搬送するベッドとを有し、
前記磁石装置は、一対の前記磁極の間に、均一な静磁場を発生させ、撮像空間を形成することを特徴とするＭＲＩ装置である。

本発明によれば、磁極を通ってヨーク側対向部に流れる磁束が鉛直対称面に向かう方向成分を有するようになるため、漏洩磁場を抑制しながら、静磁場の非軸対称性を軽減して均一性を高めることができる磁石装置、及び、これを搭載したＭＲＩ装置を提供できる。なお、前記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施形態に係る磁気共鳴撮像装置（ＭＲＩ装置）の斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る磁石装置を鉛直対称面で切断した縦断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る磁石装置の平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る磁石装置の上側半分を鉛直対称面と水平対称面に直交する平面で切断した縦断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る磁石装置の平面図であり、発生させた磁束の流れを示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る磁石装置の上側半分を鉛直対称面と水平対称面に直交する平面で切断した縦断面図であり、発生させた磁束の流れを示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る磁石装置の上側半分を鉛直対称面で切断した縦断面図であり、発生させた磁束の流れを示した図である。 比較例の磁石装置の上側半分を鉛直対称面で切断した縦断面図であり、発生させた磁束の流れを示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る磁石装置のヨークの上側半分の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る磁石装置の平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る磁石装置の上側半分を鉛直対称面と水平対称面に直交する平面で切断した縦断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る磁石装置の上側半分を鉛直対称面で切断した縦断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る磁石装置のヨークの上側半分の斜視図である。 永久磁石用いた場合の磁石装置を鉛直対称面で切断した縦断面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態に係る磁気共鳴撮像装置（ＭＲＩ装置）１の斜視図を示す。ＭＲＩ装置１は、撮像空間９に磁場強度が均一な静磁場を生成する磁石装置２と、被検者を寝かせたまま撮像空間９に搬送するベッド８と、磁石装置２やベッド８等のＭＲＩ装置１全体を制御し、被検体に高周波パルスを照射したときに生じる核磁気共鳴現象を利用して、被検体の物理的・化学的性質をあらわした画像を得る制御部７とを有している。

制御部７は、磁石装置２やベッド８等に接続されている。制御部７は、オペレータが操作してその制御の内容を調整できる操作部７２と、取得した画像を表示する表示部７１とを有している。操作部７２は、キーやロータリースイッチなどによってオペレータの操作を受け付けることができる。表示部７１は、その操作の情報を表示するとともに、取得した画像を表示する。制御部７は、操作部７２でオペレータの種々の操作を受け、その操作に基づいて、磁石装置２を制御して静磁場を生成させ、ベッド８を制御して被検者を水平方向に撮像空間９へ搬送する。

ベッド８は、下部に設けられた駆動部８１と、この駆動部８１によって撮像空間９の方向に水平に移動する天板８２とを備えている。天板８２には、被検者が横たわることができる。駆動部８１は、被検者を天板８２ごと移動させて、所望の部位の断面画像（ＭＲＩ画像）の撮影を可能にする。微小な所定量だけ天板８２を移動させる度に断面画像を撮影することで、連続した断面画像、すなわち、三次元画像を得ることができる。

磁石装置２は、ＭＲＩ装置１において、均一な静磁場を発生させ、撮像空間９を形成するものである。磁石装置２は、磁場発生源である１組の円盤状の磁極４Ｕと磁極４Ｌとが上下に対向して配置されている。上側の磁極４Ｕの下には、トーラス（円環）状のコイル格納容器５Ｕが、近接して配置されている。コイル格納容器５Ｕ内には、冷媒とともに、トーラス（円環）状の超電導コイル６Ｕ（図２参照）が格納されている。下側の磁極４Ｌの上には、トーラス（円環）状のコイル格納容器５Ｌが近接して配置されている。コイル格納容器５Ｌ内には、冷媒とともに、トーラス（円環）状の超電導コイル６Ｌ（図２参照）が格納されている。コイル格納容器５Ｌ（５Ｕ）の内周面の側には、円盤状の傾斜磁場コイル１０が配置されている。傾斜磁場コイル１０は、撮像空間９に磁場強度が傾斜した傾斜磁場を発生させることができる。

磁極４Ｕと磁極４Ｌとは、鉄製のヨーク３によって支持されている。ヨーク３は、側面視で略Ｃ字またはＵ字形状になっている。ヨーク３は、該ヨーク３を略二分する鉛直対称面（対称面）αを有し、鉛直対称面αに対して面対称になっている。そして、このＣ字またはＵ字形状のヨーク３の両端部に、前記磁極４Ｕと４Ｌが近接して配置されている。ヨーク３は、磁極４Ｕ（４Ｌ）に近接し、かつ、対向するヨーク側対向部（ヨーク水平部）１５Ｕ（１５Ｌ）と、上下一対のヨーク水平部１５Ｕと１５Ｌを連結するヨーク連結部（ヨーク垂直部）１３とを有している。ヨーク水平部１５Ｕ（１５Ｌ）は、先細り形状のヨーク水平先端部１４Ｕ（１４Ｌ、図２参照）と、これに連結し略直方体形状のヨーク水平後部１２Ｕ（１２Ｌ、図２参照）とを有している。ヨーク水平後部１２Ｕと１２Ｌは、ヨーク垂直部１３により繋げられている。なお、ヨーク３を幾つかの部分から組み立てる場合、この構成の部品毎に分かれていることを限定するわけではないし、ヨーク３は一体物として製造されていてもよい。

図２に、本発明の第１の実施形態に係る磁石装置２を鉛直対称面αで切断した縦断面図を示す。ヨーク３は、側面視で略Ｃ字またはＵ字形状になっている。このため、ヨーク３は、水平対称面βを有し、水平対称面βに対して面対称になっている。略円盤形状の磁極４Ｕと磁極４Ｌは撮像空間９を挟んで上下に対向して配置されている。撮像空間９は略球の形状をしており、その中心は、円盤形状の磁極４Ｕと磁極４Ｌの共通の中心軸１０１上に位置し、かつ、水平対称面βと鉛直対称面αの上に位置している。磁極４Ｕにはコイル格納容器５Ｕが結合しており、コイル格納容器５Ｕの中には超電導コイル６Ｕが収容されている。同様に、磁極４Ｌにはコイル格納容器５Ｌが結合しており、コイル格納容器５Ｌの中には超電導コイル６Ｌが収容されている。この上下一対の超電導コイル６Ｕと６Ｌに電流を流すことで磁場を発生させ、磁極４Ｕと磁極４Ｌを磁化することで、撮像空間９に、磁場強度が均一な静磁場を発生させることができる。なお、磁場強度が０．５Ｔよりも小さい場合には、図１４に示すように、磁極４Ｕとヨーク水平先端部１４Ｕの間、および磁極４Ｌとヨーク水平先端部１４Ｌの間に永久磁石１６Ｕと１６Ｌをそれぞれ設置すれば、超電導コイル６Ｕと６Ｌを省くことができる。このように、磁石装置２は水平対称面βについて面対称の構造をしているので、以下、水平対称面βの上側の構造について説明し、下側の説明を省略する。

図２に示した通り、ヨーク水平先端部１４Ｕの磁極４Ｕと結合したヨーク側対向表面１５ａの、反対側の外側表面１５ｅは、滑らかな曲面形状をしており、外側に向かって凸に湾曲している。ヨーク水平先端部１４Ｕのヨーク側対向表面１５ａからの高さＷ１は、ヨーク水平先端部１４Ｕの先端１５ｄに近づくに従って、すなわち、ヨーク垂直部１３から離れていくに従って、広義単調減少し、滑らかに低くなっている。本明細書において、広義単調減少（monotonic decreasing）は、該当する区間において増加しないことを指す。

図３に、本発明の第１の実施形態に係る磁石装置２の平面図を示す。円盤形状の磁極４Ｕに対して、ヨーク３、特に、ヨーク垂直部１３が一方向に偏在していることが分かる。すなわち、中心軸１０１上から、中心軸１０１を法線とする平面、例えば、水平対称面β（図２参照）上において、ヨーク垂直部１３を見込む角度θは、０度より大きくて１８０度以下になっている。

また、ヨーク水平先端部１４Ｕは、先細りの形状になっている。具体的に、鉛直対称面αの法線方向の幅Ｗ２は、先端１５ｄに近づくに従って（ヨーク垂直部１３から離れていくに従って）、連続的にかつ滑らかに減少している。厳密には、幅Ｗ２は、広義単調減少し、かつ、その最大値と最小値が異なっていればよい。

また、幅Ｗ２の最大幅（ヨーク水平後部１２Ｕの幅に等しい）は、円盤形状の磁極４Ｕの直径より小さくなっている。ヨーク水平先端部１４Ｕの外周ラインには、円盤形状の磁極４Ｕの半径より小さい曲率半径となる領域がある。特に、先端１５ｄの周辺のヨーク水平先端部１４Ｕの外周ラインでは、曲率半径が円盤形状の磁極４Ｕの半径より小さくなっている。これらにより、ヨーク水平先端部１４Ｕから磁極４Ｕの外周４ａまでの距離Ｗ４は、先端１５ｄに近づくに従って（ヨーク垂直部１３から離れていくに従って）、連続的にかつ滑らかに減少している。ヨーク水平先端部１４Ｕ（ヨーク側対向部１５Ｕ）を、鉛直対称面αの一部を含む中央帯領域１５ｂと、鉛直対称面αから離れ中央帯領域１５ｂの両側に位置する両側帯領域１５ｃとに分けると、中央帯領域１５ｂから磁極４Ｕの外周４ａまでの距離Ｗ４ｂは、両側帯領域１５ｃから磁極４Ｕの外周４ａまでの距離Ｗ４ｃと比較して、近くなっている。

図４に、本発明の第１の実施形態に係る磁石装置２の上側半分を鉛直対称面αと水平対称面βに直交する平面γ（図３参照）で切断した縦断面図を示す。ヨーク水平先端部１４Ｕ（ヨーク側対向部１５Ｕ）のヨーク側対向表面１５ａからの高さＷ３は、鉛直対称面αから離れるに従って連続的にかつ滑らかに減少している。厳密には、高さＷ３は、鉛直対称面αから離れるに従って、広義単調減少し、かつ、その最大値と最小値が異なっていればよい。高さＷ３において、中央帯領域１５ｂの高さＷ３ｂは、両側帯領域１５ｃの高さＷ３ｃより高くなっている。

前記したようなヨーク水平先端部１４Ｕ（ヨーク側対向部１５Ｕ）の形状によって、撮像空間９（図２参照）における静磁場の非軸対称性を抑制し、均一性を向上させる原理について、後記する。

図５に、本発明の第１の実施形態に係る磁石装置２の平面図を示す。図５では、磁石装置２で発生させた磁束の流れを矢印で示している。磁束の流れ（矢印）では、磁極４Ｕの外周４ａ付近からスタートし、ヨーク水平先端部１４Ｕを通って、ヨーク水平後部１２Ｕまでの流れを示している。ヨーク水平先端部１４Ｕが、ヨーク水平後部１２Ｕに向かって円弧形状（略放物線形状）に広がっていくために、磁束（矢印）毎の経路における磁気抵抗をそろえる（等しくする）ことができる。これにより、磁極４Ｕからヨーク水平先端部１４Ｕへと流れる磁束（矢印）が、磁極４Ｕの周回方向からバランス良く流れ込むことになる。そして、この周回方向から流れ込んでくる磁束（矢印）は、ヨーク水平先端部１４Ｕにおいて、ヨーク水平後部１２Ｕに直進せずに、ヨーク水平後部１２Ｕへ向かう方向成分だけでなく、鉛直対称面αへ向かう方向成分も有している。

図６に、本発明の第１の実施形態に係る磁石装置２の上側半分を平面γ（図５参照）で切断した縦断面図を示す。図６では、磁石装置２で発生させた磁束の流れを矢印で示している。磁束の流れでは、水平対称面βからスタートし、磁極４Ｕを通って、ヨーク水平先端部１４Ｕまでの流れを示している。図６に示すように、ヨーク水平先端部１４Ｕは、鉛直対称面αに近づくほど高くなっているために、磁束（矢印）は、鉛直対称面αに向かう方向成分を有するようになっている。

これらにより、ヨーク水平先端部１４Ｕが、ヨーク水平後部１２Ｕに向かって円弧形状（略放物線形状）に広がっていく形状をしており、かつ、鉛直対称面αに近づくほど高くなっているために、磁極４Ｕからヨーク水平先端部１４Ｕに流れ込む磁束（矢印）が、周回方向にバランス良く分布し、鉛直対称面αに向かって流れていくことにより、撮像領域９における磁束の非軸対称性を軽減することができる。また、ヨーク先端部に空隙を設けて磁気抵抗を上昇させることをせずに非軸対称性を軽減する構造であるため、漏洩磁場を抑制するという鉄ヨークの機能を損ねることもない。

図７に、本発明の第１の実施形態に係る磁石装置２の上側半分を鉛直対称面αで切断した縦断面図を示し、図８に、比較例の磁石装置２の上側半分を鉛直対称面αで切断した縦断面図を示す。図７と８では、磁石装置２で発生させた磁束の流れを矢印で示している。磁束の流れ（矢印）では、水平対称面βからスタートし、磁極４Ｕとヨーク水平先端部１４Ｕ（１４Ｕａ）を通って、ヨーク水平後部１２Ｕまでの流れを示している。

図７の第１の実施形態のヨーク水平先端部１４Ｕ（ヨーク水平部１５Ｕ）の外側表面１５ｅが、上に凸になっているのに対して、比較例のヨーク水平先端部１４Ｕａ（ヨーク水平部１５Ｕａ）の外側表面１５ｅは、下に凸になっている点が異なっている。比較例では、磁束の流れ（矢印）が、ヨーク水平先端部１４Ｕａに斜めに入射し、入射位置もヨーク垂直部１３（ヨーク水平後部１２Ｕ）側にシフトしている。一方、第１の実施形態では、比較例と比較して、磁束の流れ（矢印）は、ヨーク水平先端部１４Ｕに、より鉛直に近い角度で入射している。これにより、磁極４Ｕと４Ｌの間の空間の磁束の、鉛直方向へ向かう方向成分が大きくなり、撮像領域９近傍における磁場の非軸対称性が軽減することができる。以上から、本実施形態によれば、ヨーク水平先端部１４Ｕによって磁束（矢印）を、撮像領域９において、鉛直軸方向へ導くことができるので、漏洩磁場抑制効率を損ねることなく、撮像領域９における磁場の非軸対称性を軽減し、撮像領域を広くとることができる。

（第２の実施形態）
図９に、本発明の第２の実施形態に係る磁石装置のヨーク３の上側半分の斜視図を示す。第２の実施形態と第１の実施形態とで異なる点は、ヨーク３の形状であり、その中でも、ヨーク水平先端部１４Ｕの形状である。第１の実施形態のヨーク水平先端部１４Ｕの外側表面１５ｅは、湾曲面を用いて構成されていたが、第２の実施形態のヨーク水平先端部１４Ｕの外側表面１５ｅは、傾斜角度の異なる複数の傾斜面を用いて構成されている。

図１０に、本発明の第２の実施形態に係る磁石装置２の平面図を示す。ヨーク水平先端部１４Ｕは、先細りの形状になっている。具体的に、鉛直対称面αの法線方向の幅Ｗ２は、先端１５ｄに近づくことにより（ヨーク垂直部１３から離れることにより）、２段の段階的に減少している。厳密には、幅Ｗ２は、先端１５ｄに近づくに従って、広義単調減少し、かつ、その最大値と最小値が異なっていればよい。幅Ｗ２の最大値は、ヨーク水平後部１２Ｕの幅に等しくなっている。幅Ｗ２は、２段階で狭まっている。なお、第２の実施形態では幅Ｗ２を２段階に設定したが、これに限らず、多段階に設定してもよい。

また、ヨーク水平先端部１４Ｕ（ヨーク側対向部１５Ｕ）を、鉛直対称面αの一部を含む中央帯領域１５ｂと、鉛直対称面αから離れ中央帯領域１５ｂの両側に位置する両側帯領域１５ｃとに分けると、中央帯領域１５ｂから磁極４Ｕの外周４ａまでの距離Ｗ４ｂは、両側帯領域１５ｃから磁極４Ｕの外周４ａまでの距離Ｗ４ｃと比較して、近くなっている。ヨーク水平先端部１４Ｕの中央帯領域１５ｂは、両側帯領域１５ｃより、ヨーク垂直部１３と反対側の方向に向かって伸びている。

図１１に、本発明の第２の実施形態に係る磁石装置２の上側半分を平面γ（図１０参照）で切断した縦断面図を示す。ヨーク水平先端部１４Ｕ（ヨーク側対向部１５Ｕ）のヨーク側対向表面１５ａからの高さＷ３は、鉛直対称面αから離れることにより段階的に減少している。厳密には、高さＷ３は、鉛直対称面αから離れるに従って、広義単調減少し、かつ、その最大値と最小値が異なっていればよい。中央帯領域１５ｂにおける高さＷ３ｂは、両側帯領域１５ｃにおける高さＷ３ｃより高くなっている。なお、第２の実施形態では高さＷ３を２段階に設定したが、これに限らず、多段階に設定してもよい。

図１２に、本発明の第２の実施形態に係る磁石装置２の上側半分を鉛直対称面αで切断した縦断面図を示す。ヨーク水平先端部１４Ｕの外側表面１５ｅは、傾斜角度θ１、θ２の異なる２つの傾斜面を用いて構成されている。下側の傾斜面の傾斜角度θ１が、上側の傾斜面の傾斜角度θ２より大きくなっている（θ１＞θ２）。これにより、外側表面１５ｅは、外側（上）に向かって凸になっている。なお、第２の実施形態では傾斜角度θ１、θ２を２段階に設定したが、これに限らず、多段階に設定してもよい。ヨーク水平先端部１４Ｕのヨーク側対向表面１５ａからの高さＷ１は、ヨーク垂直部１３から離れていくに従って、広義単調減少し、滑らかに低くなっている。

第２の実施形態でも、ヨーク水平先端部１４Ｕの形状は、第１の実施形態と共通点を有しており、この共通点により、第１の実施形態と同様に、静磁場の非軸対称性を抑制し、均一性を向上させることができる。

（第３の実施形態）
図１３に、本発明の第３の実施形態に係る磁石装置のヨーク３の上側半分の斜視図を示す。第３の実施形態と第２の実施形態とで異なる点は、ヨーク３の形状であり、その中でも、ヨーク垂直部１３の形状である。第２の実施形態では、ヨーク垂直部１３は１本の柱になっていたが、第３の実施形態では、複数本（図１３の例では２本）の柱になっている。これによれば、複数本で互いに隣り合うヨーク垂直部１３の間に、コイル格納容器５Ｕと５Ｌを連通させるパイプ、超電導コイル６Ｕと６Ｌに接続する配線、冷凍機等を設置することができる。隣り合うヨーク垂直部の間の領域にパイプや配線等を配置することで、ベッド８が通過する領域を広くとることができ、ベッド８の移動の自由度をより広く確保することができる。また、隣り合うヨーク垂直部の間に冷凍機を設置することで、超電導コイルの近くに冷凍機を設置でき、より効率的に超電導コイルを冷却することができる。

そして、本発明は、前記した第１〜第３の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した第１〜第３の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

１ 磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置
２ 磁石装置
３ ヨーク
４Ｕ、４Ｌ 磁極
４ａ 磁極の外周
５Ｕ、５Ｌ コイル格納容器
６Ｕ、６Ｌ 超電導コイル
７ 制御部
８ ベッド
９ 撮像空間（均一な静磁場）
１０ 傾斜磁場コイル
１２Ｕ、１２Ｌ ヨーク水平後部
１３ ヨーク垂直部（ヨーク連結部）
１４Ｕ、１４Ｌ ヨーク水平先端部
１５Ｕ、１５Ｌ ヨーク水平部（ヨーク側対向部）
１５ａ ヨーク側対向部のヨーク側対向表面
１５ｂ ヨーク側対向部の中央帯領域
１５ｃ ヨーク側対向部の両側帯領域
１５ｄ ヨーク側対向部の先端
１５ｅ ヨーク側対向部の外側表面
１０１ 超電導コイルの中心軸
Ｗ１ ヨーク側対向部のヨーク側対向表面からの高さ
Ｗ２ ヨーク側対向部の鉛直対称面の法線方向の幅
Ｗ３ ヨーク側対向部のヨーク側対向表面からの高さ
Ｗ３ｂ 中央帯領域での高さ
Ｗ３ｃ 両側帯領域での高さ
Ｗ４ ヨーク側対向部から磁極の外周までの距離
Ｗ４ｂ 中央帯領域からの距離
Ｗ４ｃ 両側帯領域からの距離
α ヨークの鉛直対称面（対称面）
β ヨークの水平対称面
γ αとβに直交する平面
θ ヨーク連結部を見込む角度

Claims (14)

1. 対向して配置される一対の略円盤状の磁極と、
   側面視でＣ字またはＵ字形状であり、そのＣ字またはＵ字形状の両端部が前記磁極に近接して配置されるヨークとを備え、
   前記ヨークは、前記磁極に近接して対向するヨーク側対向部を有し、
   前記ヨーク側対向部は、
   前記ヨークを略二分する鉛直対称面の一部を含む中央帯領域と、
   前記対称面から離れ前記中央帯領域の両側に位置する両側帯領域とを有し、
   前記ヨーク側対向部の前記磁極に近接して対向するヨーク側対向表面からの高さにおいて、前記中央帯領域は前記両側帯領域より高くなっていることを特徴とする磁石装置。
2. 前記中央帯領域は、前記両側帯領域と比較して、前記磁極の外周に近くなっていることを特徴とする請求項１に記載の磁石装置。
3. 前記ヨーク側対向部の前記鉛直対称面に対する法線方向の幅は、前記ヨーク側対向部の先端に近づくに従って広義単調減少し、かつ、その最大値と最小値が異なること特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁石装置。
4. 前記ヨーク側対向部の前記ヨーク側対向表面からの高さは、前記鉛直対称面から離れるに従って広義単調減少し、かつ、その最大値と最小値が異なることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の磁石装置。
5. 前記ヨーク側対向部のヨーク側対向表面からの高さは、前記ヨーク側対向部の先端に近づくに従って広義単調減少し、かつ、
   前記ヨーク側対向部の前記ヨーク側対向表面に対向する外側表面が、外側に向かって凸になっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の磁石装置。
6. 前記ヨークは、一対の前記ヨーク側対向部を連結するヨーク連結部を有し、
   一対の前記磁極に共通する中心軸上から、前記中心軸を法線とする平面上において前記ヨーク連結部を見込む角度が、０度より大きく１８０度以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の磁石装置。
7. 前記ヨーク側対向部から前記磁極の外周までの距離は、前記ヨーク側対向部の先端に近づくに従って連続的に減少することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の磁石装置。
8. 前記ヨーク側対向部の前記鉛直対称面に対する法線方向の幅は、前記ヨーク側対向部の先端に近づくに従って連続的に減少することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の磁石装置。
9. 前記磁極に近接して対向する前記ヨーク側対向部のヨーク側対向表面からの高さは、前記鉛直対称面から離れるに従って連続的に減少することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の磁石装置。
10. 前記ヨーク側対向部の前記鉛直対称面に対する法線方向の幅は、前記ヨーク側対向部の先端に近づくに従って段階的に減少することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の磁石装置。
11. 前記磁極に近接して対向する前記ヨーク側対向部のヨーク側対向表面からの高さは、前記対称面から離れるに従って段階的に減少することを特徴とする請求項１乃至請求項７と請求項１０のいずれか１項に記載の磁石装置。
12. 一対の前記磁極に近接して配置される一対の略円環状の超電導コイルを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の磁石装置。
13. 一対の前記磁極に近接して配置される一対の略円盤状の永久磁石を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の磁石装置。
14. 請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の磁石装置と、
    一対の磁極の間に被検者を搬送するベッドとを有し、
    前記磁石装置は、一対の前記磁極の間に、均一な静磁場を発生させ、撮像空間を形成することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。

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