JP2020139797A - 片側開放型磁気共鳴装置のための磁気回路 - Google Patents

Abstract

【課題】片側開放型磁気共鳴装置のための磁気回路において、コストを抑えつつより好ましい感度領域を実現できるようにする。【解決手段】本発明に係る、片側開放型磁気共鳴装置のための磁気回路は、（Ａ）所定の軸方向に磁化された第１の磁石と、（Ｂ）第１の磁石を囲うように配置され、第１の磁石と同一方向に磁化されている複数の第２の磁石とを有する。そして、第１の磁石は、当該第１の磁石の先端が、複数の第２の磁石の先端よりも所定の軸方向とは逆方向に所定のオフセットをもって配置される。また、複数の第２の磁石の少なくとも一部の第２の磁石は、第１の磁石の囲いより外側に突き出た部分を有する。【選択図】図７

Description

本発明は、片側開放型磁気共鳴装置のための磁気回路に関する。

片側開放型核磁気共鳴法（例えば非特許文献１を参照のこと）は、非破壊、非侵襲且つ原位置で、対象物の内部の水、油、ゴム又はゲルの物理化学的状態を計測する手法であり、油田の検層、生きた牛の脂肪交雑度計測（例えば非特許文献２を参照のこと）、マグロの大トロの脂肪含有率計測などに応用可能である。

片側開放型核磁気共鳴装置の重要な開発要素として、永久磁石と高周波コイルとを含むセンサから離れた空間にできるだけ均一で高い磁束密度の領域（感度領域、スイートスポット（sweet spot）とも呼ぶ）をつくる磁気回路のデザインがある。

例えば、以下に示す特許文献１及び非特許文献２では、二重円筒タイプの磁気回路が採用されているが、指定された曲率又は半径と肉厚の永久磁石を用いているため、コスト面で問題がある。

一方、特許文献２には、円筒型の磁石を複数の矩形磁石ブロックで代替することが開示されている。

このように、従来から片側開放型磁気共鳴装置のための磁気回路については様々な検討がなされているが、必ずしも、コストを抑えつつより好ましい感度領域を実現できているわけではない。

特開２００８−２２６６０６号公報 米国特許第６４８９８７２号公報

Casanova, Federico, Juan Perlo, and Bernhard Bluemich, (Eds.) 2011,"Single-sided NMR", Springer-Verlag Berlin Heidelberg, ISBN: 978-3-642-16306-7 Nakashima, Yoshito. 2015. "Development of a single-sided nuclear magnetic resonance scanner for the in vivo quantification of live cattle marbling." Applied magnetic resonance 46, 593-606

よって、本発明の目的は、一側面としては、片側開放型磁気共鳴装置のための磁気回路において、コストを抑えつつより好ましい感度領域を実現できるようにするための新たな技術を提供することである。

本発明の第１の態様に係る、片側開放型磁気共鳴装置のための磁気回路は、（Ａ）所定の軸方向に磁化された第１の磁石と、（Ｂ）第１の磁石を囲うように配置され、第１の磁石と同一方向に磁化されている複数の第２の磁石とを有する。そして、第１の磁石は、当該第１の磁石の先端が、複数の第２の磁石の先端よりも所定の軸方向とは逆方向に所定のオフセットをもって配置される。また、複数の第２の磁石の少なくとも一部の第２の磁石は、第１の磁石の囲いより外側に突き出た部分を有する。

本発明の第２の態様に係る、片側開放型磁気共鳴装置のための磁気回路は、（Ｃ）所定の軸方向に磁化された第１の磁石と、（Ｄ）第１の磁石を囲うように配置され、第１の磁石と同一方向に磁化されている複数の第２の磁石と、（Ｅ）複数の第２の磁石より外側に配置され、第１の磁石と同一方向に磁化されており、複数の第２の磁石の数以下の数の複数の第３の磁石とを有する。そして、第１の磁石は、当該第１の磁石の先端が、複数の第２の磁石の先端よりも所定の軸方向とは逆方向に所定のオフセットをもって配置されるものである。

一側面によれば、片側開放型磁気共鳴装置のための磁気回路において、コストを抑えつつより好ましい感度領域を実現できるようになる。

図１は、従来例である二重円筒タイプの磁気回路の正面図及び側面図を示す。 図２は、実施の形態における基本的な磁石形状を表す図である。 図３は、実施の形態における基本形１に係る磁気回路の正面図及び側面図を示す。 図４は、実施の形態における基本形２に係る磁気回路の正面図を示す。 図５は、実施の形態における基本形３に係る磁気回路の正面図を示す。 図６は、実施の形態における基本形４に係る磁気回路の正面図を示す。 図７は、実施の形態における発展形１に係る磁気回路の正面図を示す。 図８は、発展形１のシミュレーション結果（Ｘ１−Ｚ平面におけるＢｚ値の分布）を示す図である。 図９は、発展形１のシミュレーション結果（Ｂｚ値の一次元空間分布）を示す図である。 図１０は、実施の形態における応用例１に係る磁気回路の正面図を示す。 図１１は、実施の形態における応用例２に係る磁気回路の正面図を示す。 図１２は、実施の形態における応用例３に係る磁気回路の正面図を示す。 図１３は、実施の形態における応用例４に係る磁気回路の正面図を示す。 図１４は、実施の形態における応用例５に係る磁気回路の正面図を示す。

図１に、特許文献１等に記載された二重円筒タイプの磁気回路の一例を示す。図１の左側は、この磁気回路の正面図を示しており、同心円で半径が小さい円筒型の磁石（内側円筒磁石と呼ぶ）と半径が大きい円筒型の磁石（外側円筒磁石と呼ぶ）とが配置されている。正面図においてＸ１軸とＸ１軸に垂直なＹ軸とが定義されている。また、図１の右側は、例えばＸ１−Ｚ平面で切断した場合における側面図を示しており、図において垂直にＺ軸が定義されている。内側円筒磁石と外側円筒磁石は、共にＺ軸に沿って正の方向（図で上方向）にＮ極、Ｚ軸に沿って負の方向（図で下方向）にＳ極となるように磁化されている。また、内側円筒磁石は、そのＮ極側の端部が、外側円筒磁石のＮ極側の端部より、Ｚ軸に沿って負の方向（図の下方向）にオフセットされて配置されている。オフセット幅については、感度領域が適切なものになるように調整される。

図１では、外側円筒磁石の外径が１６０ｍｍで内径が８０ｍｍとなっており、高さは４０ｍｍとなっている。また、内側円筒磁石の外径は４０ｍｍで内径は１０ｍｍとなっており、高さは同じく４０ｍｍとなっている。上記のオフセット幅は６．３ｍｍとなっている。

このような数値は一例であるが、以下で、図１に示した従来の磁気回路と比較するために示している。

［本発明の実施の形態における基本的な考え方］
本実施の形態では、単純な構造を有する磁石パーツ（例えば立方体、直方体。磁石ブロックとも呼ぶ。）を複数用いて特徴のある配置を行うことで、二重円筒タイプの磁気回路と同程度の探査深度（すなわち、センサ表面と感度範囲の中心との距離）、同程度の磁束密度及び同程度の大きさを有する感度領域を実現する。

立方体や直方体の磁石パーツは、既製品の磁石商品市場から廉価かつ手軽に入手できるので、片側開放型核磁気共鳴装置において重要なセンサユニットである磁気回路を、廉価且つ短時間で作成できるようになる。

以下では、例えば図２に示すような磁気パーツを組み合わせて磁気回路を構成する。図２（ａ）は、立方体（一辺４０ｍｍ）の例を示しており、（ｂ）は、正方形（一辺４０ｍｍ）を伸ばした（２００ｍｍ）直方体の例を示しており、（ｃ）は、正方形（一辺４０ｍｍ）を伸ばした（８０ｍｍ）直方体の例を示しており、（ｄ）は、正方形（一辺４０ｍｍ）を伸ばした（１２０ｍｍ）直方体の例を示している。以下では、それぞれＡブロック、Ｂブロック、Ｃブロック、Ｄブロックという言い方をする場合がある。当然ながら、サイズは一例である。

なお、図２に示すような立方体や直方体だけではなく、容易に作成できる他の形状の磁気パーツを採用するようにしても良い。

［基本形１］
図３に、本実施の形態で示す磁気回路の第１の基本形を示す。図３の左側は、この磁気回路の正面図を示しており、８つのＡブロックで、中央のＡブロックを、一辺１６０ｍｍの正方形で囲うように配置している。但し、中央のＡブロックを囲う８つのＡブロックは、隙間をあけて配置されている。Ａブロック間の間隔は２０ｍｍとなっている。ここで、中央のＡブロックの中心を原点に設定し、Ｘ１軸とＸ１軸と垂直なＹ軸とを設定している。また、中央のＡブロックの中心を通り、右上のＡブロックの中心を通る直線方向にＸ２軸を設定している。これは、図１のような磁気回路でない限り、Ｘ１軸とＸ２軸方向では、感度領域が異なるからである。

図３の右側は、この磁気回路のＸ１−Ｚ平面の断面における側面図を示しており、図において垂直にＺ軸が定義されている。９つのＡブロックの磁化方向はＺ軸の正の方向と同じである。すなわち、Ｎ極が上方に、Ｓ極が下方になるように磁化されている。Ｚ軸は、中央のＡブロックの中心を通り、中央のＡブロックを囲う８つのＡブロックの上端面を含む平面との交点のｚ座標がゼロと定義されている。中央のＡブロックは、その上端面がこの平面からＺ軸に沿って負の方向にオフセットを設けてるように配置される。このオフセットの値は、磁気回路の上方に生じる感度領域をできるだけ大きくするようにそれぞれのケースで決定する。

感度領域の中心Ｐは、Ｚ軸方向の磁束密度Ｂｚの勾配が最小（好ましくは０）となる点である。また、感度領域のサイズは、Ｚ軸方向のｄＺと、Ｘ１軸方向のｄＸ１と、Ｘ２軸方向のｄＸ２とで定義される。図３では、Ｘ１軸方向のｄＸ１しか示されていないが、ｄＸ２についても決定する。なお、磁束密度ベクトルＢのＺ軸成分Ｂｚが点Ｐを中心として±所定値になる幅を、ｄＸ１、ｄＸ２、ｄＺとして決定する。

［基本形２］
図４に、本実施の形態で示す磁気回路の第２の基本形を示す。図４は、この磁気回路の正面図を示しており、８つのＡブロックを、それらの中心が半径６０ｍｍの円の円周上に均等間隔に載るように配置して、当該円の中心に１つのＡブロックを配置している。これによって全体は一辺１６０ｍｍの正方形に収まるようになっている。図４では、円周上に配置されている８つのＡブロックに大きな間隔が設けられているように示されているが、これはあくまで形状を把握しやすくするためで、実際に設けられる間隔は図に示されているように非常に小さい。なお、９つのＡブロックの磁化方向は、この例でもＺ軸の正方向と同じである。

このように正八角形の各頂点と周辺のＡブロックの中心とが一致するように配置することで、中央のＡブロックを、他のＡブロックにて隙間をあけて囲っている。

なお、中央のＡブロックについてオフセットを設けること、感度領域の定義については、図３の例と同じである。

［基本形３］
図５に、本実施の形態で示す磁気回路の第３の基本形を示す。図５は、この磁気回路の正面図を示しており、中央にＡブロックを１つ配置し、それを囲うように４つのＤブロックを組み合わせて配置している。４つのＤブロックは、隙間なく中央のＡブロックを囲んでいる。これによって、第３の基本形でも、全体は一辺１６０ｍｍの正方形に収まるようになっている。なお、１つのＡブロック及び４つのＤブロックの磁化方向は、この例でもＺ軸の正方向と同じである。

なお、中央のＡブロックについてオフセットを設けること、感度領域の定義については、図３の例と同じである。

［基本形４］
図６に、本実施の形態で示す磁気回路の第４の基本形を示す。図６は、この磁気回路の正面図を示しており、中央にＡブロックを１つ配置し、それを囲うように４つのＣブロックを組み合わせて配置している。第４の基本形でも、全体は一辺１６０ｍｍの正方形に収まるようになっているが、Ｃブロックは、Ｄブロックより小さいので、四隅にＡブロック１つ分欠けた部分が生じている。この四隅において囲いが薄くなるが、中央のＡブロックは、４つのＣブロックによって隙間なく囲われている。なお、１つのＡブロック及び４つのＣブロックの磁化方向は、この例でもＺ軸の正方向と同じである。

なお、中央のＡブロックについてオフセットを設けること、感度領域の定義については、図３の例と同じである。

［発展形１］
図７に、本実施の形態で示す磁気回路の第１の発展形を示す。図７は、この磁気回路の正面図を示しており、中央にＡブロックを１つ配置し、それを囲うように４つのＢブロックを組み合わせて配置している。但し、囲うだけではなく、４つのＢブロックの各々に、突起部（Ｔ１乃至Ｔ４）が設けられている。図７では、全体は一辺１６０ｍｍの正方形に収まらないが、中央のＡブロックを囲う部分は１６０ｍｍの正方向に収まるようになっており、各Ｂブロックについて、Ｃブロック分だけ外側に突き出ている。なお、基本形４と比較すれば、突起部Ｔ３に示したように、Ｄブロック分だけ追加された形になっている。

基本形４でも、中央のＡブロックは隙間なくＤブロックによる矩形の囲いによって囲われていて、突起部Ｔ１乃至Ｔ４を併せて見ても、正面図では、中央のＡブロックを対称の中心とした点対称の図形となっている。なお、突起部Ｔ１乃至Ｔ４は、中央のＡブロックから放射状に延びているわけではないが、中央のＡブロックの囲いの辺に沿ってこの囲いより外側に延びている。

なお、１つのＡブロック及び４つのＢブロックの磁化方向は、この例でもＺ軸の正方向と同じである。

また、中央のＡブロックについてオフセットを設けること、感度領域の定義については、図３の例と同じである。

［シミュレーション結果］
図１に示した従来例と、基本形１乃至４と、発展形１とについて、静磁場シミュレーションを行って、磁石端面から離れた空間の静磁場ベクトルのｚ軸成分（Ｂｚ）を記録した。なお、永久磁石の物性としては、保持力1000000A/m、残留磁束密度1.3Tとした。

また、中央のＡブロックのオフセットについては、それぞれのケースについて、感度領域をできるだけ大きく確保できる値を見つけて採用した。

また、片側開放型核磁気共鳴装置のセンサに含まれる高周波コイルから放出される核スピン励起用高周波磁気のパルス幅が０．１ｍｓと想定して、それによって励起される空間的な広がりとして、点Ｐを中心として±２．３ガウス内となる範囲を、Ｚ軸、Ｘ１軸及びＸ２軸方向に探索して、その幅ｄＺ、ｄＸ１及びｄＸ２を測定した。以下に結果をまとめる。

総体積［ｃｍ³］は小さい方がコスト的には好ましい。但し、ここでは点ＰのＢｚ値［ガウス］と、磁石端面から点Ｐへの距離である探査深度［ｍｍ］と、ｄＺ［ｍｍ］と、ｄＸ１［ｍｍ］と、ｄＸ２［ｍｍ］とによって磁気回路の性能を評価する。これらの値は、すべて大きいほど優れていることになるが、トレードオフの関係になっているものもあるので、すべてを大きくするのは難しい。なお、オフセット値［ｍｍ］は上で述べたように感度領域のサイズを最大化するために選択された値である。

従来例を基準にすれば、点ＰのＢｚ値を超える例はないが、探査深度、ｄＺ、ｄＸ１及びｄＸ２については、基本形１乃至４及び発展形１については、従来例と遜色のない値になっている。

基本形２は、従来例を簡略化したものとも言えるが、その簡易な構成を鑑みれば十分な性能が得られている。基本形２の変形とも言える基本形１は、ｄＸ１及びｄＸ２については基本形２より若干劣っているが、探査深度及びｄＺについては基本形２より若干優れている。

一方、中央のＡブロックを完全に囲ってしまう基本形３及び４と発展形１については、基本形３及び発展形１であれば、探索深度、ｄＺ、ｄＸ１及びｄＸ２の全てについて従来例より優れていることがわかる。なお、基本形４も、従来例より劣っているのはｄＸ１だけである。

なお、完全に囲うケースと間隔をあけて囲うケースとでの差については、必ずしも明らかではない。

また、基本形３及び４と発展形１とを比較すれば、突起部Ｔ１乃至Ｔ４は、ｄＸ１及びｄＸ２と探査深度とに好影響を与えていることがわかる。基本形３は基本形４に四隅の角を追加した形であるが、これによっても、ｄＸ１及びｄＸ２と探査深度とに好影響を与えていることがわかる。

以上のように、上で述べた基本形１乃至３及び発展形１については、単純な形状の磁石ブロックの配置を工夫することで、二重円筒タイプと遜色のない効果を得ることができる。

なお、特徴的な配置を行う発展形１についてＸ１−Ｚ平面におけるＢｚ値の分布（シミュレーション結果）を図８に示す。図８では、Ｂｚ値が大きい領域は白く、低い領域は黒くなるようにグレースケールで示している。なお、Ｂｚ値の絶対値が大きくても磁場の符号が反転している領域も黒色で示している。図８からは、中央に、中央のＡブロックの影響で白い領域が設けられ、左右に、中央のＡブロックを囲うＢブロックの影響で白い領域が縦方向に延びていることがわかる。

また、図９に、発展形１について、感度領域の中心Ｐ（Ｘ１＝Ｘ２＝Ｙ＝０ｍｍ、Ｚ＝３６ｍｍ）を含む空間においてＢｚ値の一次元空間分布を表す図を示す。図９において縦軸は、磁束密度Ｂｚを表し、横軸（下）は、Ｚ方向の原点からの距離を表し、横軸（上）は、Ｘ１又はＸ２軸方向の原点からの距離を表している。磁束密度ＢｚのＺ軸方向の変化は太線で示されており、およそＺ＝３６ｍｍにおいて勾配が最小となり感度領域の中心Ｐが設定される。また、約７１９ガウス±２．３ガウスの幅（２本の水平の一点鎖線の間）で、ｄＺが示されている。

同様に、磁束密度ＢｚのＸ１軸方向の変化は細い実線で示されており、約７１９ガウス±２．３ガウスの幅に入る範囲が、ｄＸ１として示されている。また、磁束密度ＢｚのＸ２軸方向の変化は点線で示されており、約７１９ガウス±２．３ガウスの幅に入る範囲が、ｄＸ２として示されている。

［応用例１］
発展形１の知見を基本形１に適用すると、図１０に示した応用例１に係る磁気回路が得られる。図１０は、正面図を示したものであって、中央のＡブロックを、８つのＡブロックで矩形をなすように隙間を空けて囲うのは基本形１と同じである。これに加えて、突起部となるＡブロックＰ１乃至Ｐ４を、８つのＡブロックで構成する矩形の各角に、８つのＡブロックによる囲いより外側に突き出るように隙間をあけて設けている。隙間は空いているが、概形は発展形１と同様であり、矩形の各辺に沿って、突起部Ｐ１乃至Ｐ４がそれぞれ延びている。応用例１も、正面図においては、中央のＡブロックを対称の中心とする点対称の図形となっている。

また、中央のＡブロックについてオフセットを設けることは、図３の例と同じである。さらに、１３個のＡブロックの磁化方向は、この例でもＺ軸方向に平行とする。

このように大きな磁石ブロックの一部ではなく、独立した磁石ブロックを用いた突起部であっても、同様の効果が期待される。

なお、基本形２についても、中央のＡブロックを８つのＡブロックで円をなすように隙間をあけて囲っていたが、応用例１のように独立したＡブロックの突起部を追加することもさらに考えられる。

［応用例２］
発展形１の知見を基本形３に適用すると、図１１に示した応用例２に係る磁気回路が得られる。図１１は、正面図を示しており、中央のＡブロックを４つのＤブロックにより隙間なく囲うのは基本形３と同じである。これに加えて、突起部となるＡブロックＰ１乃至Ｐ４を、４つのＤブロックで構成する矩形の各角に、４つのＤブロックによる囲いより外側に突き出るように隙間をあけて設けている。隙間は空いているが、概形は発展形１と同様であり、矩形の各辺に沿って、突起部Ｐ１乃至Ｐ４がそれぞれ延びている。応用例２も、正面図においては、中央のＡブロックを対称の中心とする点対称の図形となっている。

また、中央のＡブロックについてオフセットを設けることは、図３の例と同じである。さらに、５個のＡブロックと４つのＤブロックの磁化方向は、この例でもＺ軸の正方向と同じである。

このように大きな磁石ブロックの一部ではなく、独立した磁石ブロックを用いた突起部であっても、同様の効果が期待される。

なお、図示しないが、突起部を構成するＡブロックＰ１乃至Ｐ４を隙間をあけずにＤブロックに接するように設けるようにしても良い。また、発展形１については４つのＢブロックを用いていたが、Ｂブロックではなくより小さい磁石ブロックを用いて同様の形状を実現するようにしても良い。

［応用例３］
発展形１をさらに変形することも考えられる。図１２に応用例３に係る磁気回路の正面図を示す。この例では、中央のＡブロックを、４つのＢブロックではなく、２つのＢブロックＢ１及びＢ３と２つのＤブロックＤ１及びＤ２を組み合わせて囲う。但し、ＤブロックＢ１及びＢ２については、組み合わせるとその一部が突起部Ｔ５及びＴ６となる。一方、Ｄブロックについては、突起部になる部分がないので、代わりに間隔をあけて、Ｄブロックそれぞれに、Ａブロックからなる突起部Ｐ２又はＰ４を設ける。

このように、Ｂブロックの一部分である突起部Ｔ５及びＴ６と突起部Ｐ２及びＰ４は、２つのＤブロック及び２つのＢブロックによる中央のＡブロックに対する囲いより外側に突き出るように設けられている。これらは、中央のＡブロックの囲いである矩形の各辺に沿って延びている。応用例３も、正面図においては、中央のＡブロックを対称の中心とする点対称の図形となっている。

また、中央のＡブロックについてオフセットを設けることは、図３の例と同じである。さらに、３個のＡブロックと２つのＤブロックと２つのＢブロックの磁化方向は、この例でもＺ軸の正方向と同じである。

このように、大きな磁石ブロックの一部と独立した磁石ブロックとによる突起部であっても、同様の効果が期待される。

［応用例４］
発展形１を別の形態に変形することも考えられる。図１３に応用例４に係る磁気回路の正面図を示す。この例では、中央のＡブロックを、４つのＢブロックで、隙間をあけて囲うものである。これまでは、Ｂブロックをそれぞれ隣接する他の２つのＢブロックと接するように配置して隙間を作らないようにしていたが、応用例４では、隙間を設けている。これによって、発展形１よりも突起部Ｔ７乃至Ｔ９の長さが長くなる。

このように、Ｂブロックの一部分である突起部Ｔ７乃至Ｔ１０は、４つのＢブロックによる中央のＡブロックに対する囲いより外側に突き出るように設けられている。これらは、中央のＡブロックの囲いである矩形の各辺に沿って延びている。応用例４も、正面図においては、中央のＡブロックを対称の中心とする点対称の図形となっている。

また、中央のＡブロックについてオフセットを設けることは、図３の例と同じである。さらに、１つのＡブロックと４つのＢブロックの磁化方向は、この例でもＺ軸方向に平行とする。

基本形１を鑑みれば、応用例４でも、同様の効果が期待される。

［応用例５］
上では単純な形状として直方体及び立方体の磁石ブロックを用いる例を示したが、単純な形状としてＬ字の磁石ブロックを採用するようにしても良い。

図１４（ａ）は、応用例５に係る磁気回路の正面図であって、ＤブロックとＢブロックとをＬ字に連結したＬ字の磁石ブロックを２つ組み合わせて、中央のＡブロックを隙間をあけずに囲うように配置する。このようにすれば、Ｌ字の磁石ブロックＬ１には、中央のＡブロックに対する囲いより外側に延びる突起部Ｔ１１ができ、Ｌ字の磁石ブロックＬ２には、同様な突起部Ｔ１２ができる。

また、図１４（ｂ）は、応用例５に係る他の磁気回路の正面図であって、同じＬ字の磁石ブロックを２つ組み合わせて、中央のＡブロックを隙間をあけて囲うように配置する。この例でも、Ｌ字の磁石ブロックＬ１には、中央のＡブロックに対する囲いより外側に延びる突起部Ｔ１１ができ、Ｌ字の磁石ブロックＬ２には、同様な突起部Ｔ１２ができる。

このように、Ｂブロックの一部分である突起部Ｔ１１及びＴ１２は、２つのＬ字の磁石ブロックによる中央のＡブロックに対する囲いより外側に突き出るように設けられている。これらは、中央のＡブロックの囲いである矩形の各辺に沿って延びている。応用例５も、正面図においては、中央のＡブロックを対称の中心とする点対称の図形となっている。

また、中央のＡブロックについてオフセットを設けることは、図３の例と同じである。さらに、１つのＡブロックと２つのＬ字の磁石ブロックの磁化方向は、この例でもＺ軸の正方向と同じである。

このように立方体や直方体でない磁石ブロックでも同様の形状を構成することが可能であり、同様の効果を得ることが期待される。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

すなわち、上で述べたサイズは一例に過ぎず、片側開放型磁気共鳴装置のためのセンサのサイズに応じて変更することができる。

また、上で述べたが、単純な形状は、立方体や直方体に限られず、例えばＡブロックの代わりに円柱などを用いるようにしても良い。

さらに、同じ形状の磁石ブロックを多く用いるような例を示しているが、異なる形状の磁石ブロックを多種類組み合わせるようにしてもよい。例えば、Ｂブロックの代わりに、ＣブロックとＤブロックを組み合わせて使用しても良い。

以上述べた実施の形態をまとめると以下のようになる。

本実施の形態の第１の態様に係る、片側開放型磁気共鳴装置のための磁気回路は、（Ａ）所定の軸方向に磁化された第１の磁石と、（Ｂ）第１の磁石を囲うように配置され、第１の磁石と同一方向に磁化されている複数の第２の磁石とを有する。そして、第１の磁石は、当該第１の磁石の先端が、複数の第２の磁石の先端よりも所定の軸方向とは逆方向に所定のオフセットをもって配置される。また、複数の第２の磁石の少なくとも一部の第２の磁石は、第１の磁石の囲いより外側に突き出た部分を有する。

このようにすることで、複雑な形状の磁石を用いることがないのでコストを抑えることができ、第２の磁石によって好ましい感度領域を実現できるようになる。

なお、上で述べた複数の第２の磁石は、第１の磁石を対称の中心とする点対称となるように配置される場合もある。このようにすれば、好ましい感度領域が得られやすい。

さらに、上で述べた複数の第２の磁石は、少なくとも一部に隙間を設けて、又は隙間なく第１の磁石を囲うように配置されるようにしても良い。これによって感度領域を調整しやすくなる。

なお、上で述べた複数の第２の磁石は、四辺以上の多辺形又は円形で囲うように配置されるようにしてもよい。複雑な形状の磁石を用いずとも、良好な感度領域を得ることができるようになる。

また、第１の態様に係る磁気回路は、（Ｃ）複数の第２の磁石より外側に配置され、第１の磁石と同一方向に磁化されており、複数の第２の磁石の数より少ない数の複数の第３の磁石をさらに有するようにしてもよい。第２の磁石における第１の磁石の囲いより外側に突き出た部分と組み合わせて、好ましい感度領域を実現できるようになる。

本実施の形態の第２の態様に係る、片側開放型磁気共鳴装置のための磁気回路は、（Ａ）所定の軸方向に磁化された第１の磁石と、（Ｂ）第１の磁石を囲うように配置され、第１の磁石と同一方向に磁化されている複数の第２の磁石と、（Ｃ）複数の第２の磁石より外側に配置され、第１の磁石と同一方向に磁化されており、複数の第２の磁石の数以下の数の複数の第３の磁石とを有する。そして、第１の磁石は、当該第１の磁石の先端が、複数の第２の磁石の先端よりも所定の軸方向とは逆方向に所定のオフセットをもって配置される。

複雑な形状の磁石を用いることがなくコスト抑制が可能であり、第３の磁石によって好ましい感度領域を実現できるようになる。

なお、上で述べた複数の第３の磁石は、複数の第２の磁石による第１の磁石の囲いから外側に突き出るように、複数の第２の磁石の少なくともいずれかとの間に隙間を設けて又は隙間なく配置されている場合もある。このようにすることで、感度領域を調整しやすくなる。

また、上で述べた複数の第２の磁石及び複数の第３の磁石は、第１の磁石を対称の中心とする点対称となるように配置される場合もある。好ましい感度領域が得られやすい。

さらに、上で述べた複数の第２の磁石は、少なくとも一部に隙間を設けて、又は隙間なく第１の磁石を囲うように配置されるようにしてもよい。これによって感度領域を調整しやすい。

さらに、上で述べた複数の第２の磁石は、四辺以上の多辺形又は円形で囲うように配置されるようにしてもよい。複雑な形状の磁石を用いずとも、良好な感度領域を得ることができるようになる。

Ｔ１−Ｔ１２，Ｐ１−Ｐ４ 突起部

Claims (10)

1. 所定の軸方向に磁化された第１の磁石と、
   前記第１の磁石を囲うように配置され、前記第１の磁石と同一方向に磁化されている複数の第２の磁石と、
   を有し、
   前記第１の磁石は、当該第１の磁石の先端が、前記複数の第２の磁石の先端よりも前記所定の軸方向とは逆方向に所定のオフセットをもって配置され、
   前記複数の第２の磁石の少なくとも一部の第２の磁石は、前記第１の磁石の囲いより外側に突き出た部分を有する
   片側開放型磁気共鳴装置のための磁気回路。
2. 前記複数の第２の磁石は、前記第１の磁石を対称の中心とする点対称となるように配置される
   請求項１記載の磁気回路。
3. 前記複数の第２の磁石は、少なくとも一部に隙間を設けて、又は隙間なく前記第１の磁石を囲うように配置される
   請求項１又は２記載の磁気回路。
4. 前記複数の第２の磁石は、四辺以上の多辺形又は円形で囲うように配置される
   請求項１乃至３のいずれか１つ記載の磁気回路。
5. 前記複数の第２の磁石より外側に配置され、前記第１の磁石と同一方向に磁化されており、前記複数の第２の磁石の数より少ない数の複数の第３の磁石
   をさらに有する請求項１乃至４のいずれか１つ記載の磁気回路。
6. 所定の軸方向に磁化された第１の磁石と、
   前記第１の磁石を囲うように配置され、前記第１の磁石と同一方向に磁化されている複数の第２の磁石と、
   前記複数の第２の磁石より外側に配置され、前記第１の磁石と同一方向に磁化されており、前記複数の第２の磁石の数以下の数の複数の第３の磁石と、
   を有し、
   前記第１の磁石は、当該第１の磁石の先端が、前記複数の第２の磁石の先端よりも前記所定の軸方向とは逆方向に所定のオフセットをもって配置される
   片側開放型磁気共鳴装置のための磁気回路。
7. 前記複数の第３の磁石は、前記複数の第２の磁石による前記第１の磁石の囲いから外側に突き出るように、前記複数の第２の磁石の少なくともいずれかとの間に隙間を設けて又は隙間なく配置されている
   請求項６記載の磁気回路。
8. 前記複数の第２の磁石及び前記複数の第３の磁石は、前記第１の磁石を対称の中心とする点対称となるように配置される
   請求項６又は７記載の磁気回路。
9. 前記複数の第２の磁石は、少なくとも一部に隙間を設けて、又は隙間なく前記第１の磁石を囲うように配置される
   請求項６乃至８のいずれか１つ記載の磁気回路。
10. 前記複数の第２の磁石は、四辺以上の多辺形又は円形で囲うように配置される
    請求項６乃至９のいずれか１つ記載の磁気回路。

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