JP2726857B2 - Ｍｒｉ用磁界発生装置 - Google Patents
Ｍｒｉ用磁界発生装置Info
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、対象物の断面イメージを得て組織の性質
まで描き出すことのできる医療用核磁気共鳴断層撮影装
置（以下MRIという）等に用いられる永久磁石を使用し
た磁界発生装置に係り、複数の柱状継鉄で支持される一
対の板状継鉄が長方形からなる構成において、板状継鉄
の長辺側と短辺側とで、漏洩磁束量が異なり空隙内の磁
界均一度が低下するのを、短辺側に空隙を介して対向す
る一対の磁界調整用磁石を配置して防止したMRI用磁界
発生装置に関する。
まで描き出すことのできる医療用核磁気共鳴断層撮影装
置（以下MRIという）等に用いられる永久磁石を使用し
た磁界発生装置に係り、複数の柱状継鉄で支持される一
対の板状継鉄が長方形からなる構成において、板状継鉄
の長辺側と短辺側とで、漏洩磁束量が異なり空隙内の磁
界均一度が低下するのを、短辺側に空隙を介して対向す
る一対の磁界調整用磁石を配置して防止したMRI用磁界
発生装置に関する。
背景技術 MRIに用いる磁界発生装置として、第４図に示す如
く、装置の小型化を達成するために、通常、Fe−Ｂ−Ｒ
系磁石を用いた一対の永久磁石構成体（１）（１）の各
々の一方端に磁極片（２）（２）を固着して対向させ、
他方端を後述する継鉄（３）にて連結し、磁極片（２）
（２）間の空隙（４）内に、静磁界を発生させる構成が
知られている。
く、装置の小型化を達成するために、通常、Fe−Ｂ−Ｒ
系磁石を用いた一対の永久磁石構成体（１）（１）の各
々の一方端に磁極片（２）（２）を固着して対向させ、
他方端を後述する継鉄（３）にて連結し、磁極片（２）
（２）間の空隙（４）内に、静磁界を発生させる構成が
知られている。
磁極片（２）（２）には、空隙（４）内における磁界
分布の均一度を向上するために、周辺部に環状突起
（５）を設けてある。
分布の均一度を向上するために、周辺部に環状突起
（５）を設けてある。
永久磁石構成体（１）（１）を磁気的に結合している
継鉄（３）は、特に、開口部の幅を大きくとり、奥行き
を狭くすることにより、被検者への圧迫感を軽減し、か
つ既設の病院等への搬入を容易にするため、一対の長方
形の板状継鉄（3a）（3a）を所要空隙を形成する所定長
さの４本の柱状継鉄（3b）で結合した構成からなる。
継鉄（３）は、特に、開口部の幅を大きくとり、奥行き
を狭くすることにより、被検者への圧迫感を軽減し、か
つ既設の病院等への搬入を容易にするため、一対の長方
形の板状継鉄（3a）（3a）を所要空隙を形成する所定長
さの４本の柱状継鉄（3b）で結合した構成からなる。
上記構成からなるMRI用磁界発生装置（以下磁界発生
装置という）において、空隙（４）は被検者の一部また
は全部が挿入できるだけの広さが必要であり、しかも鮮
明な断層イメージを得るためには、通常空隙（４）内に
0.5〜10kGでかつ１×10-4以下の精度を有する安定した
強力な均一磁界を形成することが要求される。
装置という）において、空隙（４）は被検者の一部また
は全部が挿入できるだけの広さが必要であり、しかも鮮
明な断層イメージを得るためには、通常空隙（４）内に
0.5〜10kGでかつ１×10-4以下の精度を有する安定した
強力な均一磁界を形成することが要求される。
従来技術の問題点 第４図に示す磁界発生装置は、板状継鉄（3a）（3a）
が長方形のため、その長辺側と短辺側とで、磁極片
（２）（２）及び永久磁石構成体（１）（１）からの漏
洩磁束量が異なり、すなわち、短辺側への漏洩磁束量が
多いため、空隙（４）内における磁界均一度が低下する
問題があった。
が長方形のため、その長辺側と短辺側とで、磁極片
（２）（２）及び永久磁石構成体（１）（１）からの漏
洩磁束量が異なり、すなわち、短辺側への漏洩磁束量が
多いため、空隙（４）内における磁界均一度が低下する
問題があった。
そこで、磁極片（２）（２）及び永久磁石構成体
（１）（１）からの漏洩磁束量の違いに基づく磁界均一
度の低下を解消するために、出願人の一人はすでに、継
鉄の内面に漏洩磁束反発用磁石を配置する手段（実開昭
61−88210号公報）、長方形板状継鉄の長辺側に、磁極
片に近接して磁束シャント板を配置する手段（実開昭62
−101205号公報）、長方形板状継鉄の長辺側に、磁性薄
板を当接配置する手段（実開昭62−101206号公報）、磁
極片の環状突起部の所要位置に、磁界調整片を着設する
手段（実開昭62−112106号公報）、長方形板状継鉄の短
辺側対向面の磁束発生量を大とした永久磁石を配置する
手段（実開昭62−112107号公報）を提案している。
（１）（１）からの漏洩磁束量の違いに基づく磁界均一
度の低下を解消するために、出願人の一人はすでに、継
鉄の内面に漏洩磁束反発用磁石を配置する手段（実開昭
61−88210号公報）、長方形板状継鉄の長辺側に、磁極
片に近接して磁束シャント板を配置する手段（実開昭62
−101205号公報）、長方形板状継鉄の長辺側に、磁性薄
板を当接配置する手段（実開昭62−101206号公報）、磁
極片の環状突起部の所要位置に、磁界調整片を着設する
手段（実開昭62−112106号公報）、長方形板状継鉄の短
辺側対向面の磁束発生量を大とした永久磁石を配置する
手段（実開昭62−112107号公報）を提案している。
ところが、上記技術だけでは、断層イメージの鮮明度
向上および装置の小型軽量化など、現在、磁界発生装置
に要求されている諸条件を十分満足することはできな
い。
向上および装置の小型軽量化など、現在、磁界発生装置
に要求されている諸条件を十分満足することはできな
い。
発明の目的 この発明は、上記現状に鑑み提案するもので、板状継
鉄の長辺側と短辺側とで、漏洩磁束量が異なり空隙内の
磁界均一度が低下するのを解決し、長方形板状継鉄を用
いた磁界発生装置の長所を活かして、断層イメージの鮮
明度向上および装置の小型軽量化を可能にする構成から
なる磁界発生装置の提供を目的とする。
鉄の長辺側と短辺側とで、漏洩磁束量が異なり空隙内の
磁界均一度が低下するのを解決し、長方形板状継鉄を用
いた磁界発生装置の長所を活かして、断層イメージの鮮
明度向上および装置の小型軽量化を可能にする構成から
なる磁界発生装置の提供を目的とする。
発明の概要 この発明は、磁界発生装置において、板状継鉄の長辺
側と短辺側との漏洩磁束量の相違の解消を目的に種々検
討した結果、板状継鉄の短辺側に空隙を介して対向させ
た特定構成の一対の磁界調整用磁石を設けることによ
り、漏洩磁束を減少させ得ることが知見し、この発明を
完成したものである。
側と短辺側との漏洩磁束量の相違の解消を目的に種々検
討した結果、板状継鉄の短辺側に空隙を介して対向させ
た特定構成の一対の磁界調整用磁石を設けることによ
り、漏洩磁束を減少させ得ることが知見し、この発明を
完成したものである。
すなわち、この発明は、 複数の柱状継鉄を間隔部材として空隙を形成し、かつ磁
気的に接続して対向配置する一対の長方形板状継鉄と、
板状継鉄の各対向面に着設した永久磁石構成体と、該磁
石構成体各対向面に設けた周辺部に環状突起を有する磁
極片とから構成し、該空隙に磁界を発生するMRI用磁界
発生装置において、 対向する磁極片間の中央部で、かつ磁極片の環状突起よ
り外側で長方形板状継鉄の各短辺側に、一対の磁界調整
用磁石を磁化方向が前記一対の永久磁石と逆向きとなる
ように設けたことを特徴とするMRI用磁界発生装置であ
る。
気的に接続して対向配置する一対の長方形板状継鉄と、
板状継鉄の各対向面に着設した永久磁石構成体と、該磁
石構成体各対向面に設けた周辺部に環状突起を有する磁
極片とから構成し、該空隙に磁界を発生するMRI用磁界
発生装置において、 対向する磁極片間の中央部で、かつ磁極片の環状突起よ
り外側で長方形板状継鉄の各短辺側に、一対の磁界調整
用磁石を磁化方向が前記一対の永久磁石と逆向きとなる
ように設けたことを特徴とするMRI用磁界発生装置であ
る。
発明の構成 この発明において、磁気回路は、複数の柱状継鉄を間
隔部材として空隙を形成し、かつ磁気的に接続して対向
配置する一対の長方形板状継鉄と、板状継鉄の各対向面
に着設した永久磁石構成体と、該永久磁石構成体の各対
向面に設けた周辺部に環状突起を有する磁極片とからな
る構成であり、永久磁石の磁気特性、形状寸法、継鉄の
形状寸法及び所要空隙の大きさ等に応じて、構築手段や
その位置等を適宜選定することが望ましい。
隔部材として空隙を形成し、かつ磁気的に接続して対向
配置する一対の長方形板状継鉄と、板状継鉄の各対向面
に着設した永久磁石構成体と、該永久磁石構成体の各対
向面に設けた周辺部に環状突起を有する磁極片とからな
る構成であり、永久磁石の磁気特性、形状寸法、継鉄の
形状寸法及び所要空隙の大きさ等に応じて、構築手段や
その位置等を適宜選定することが望ましい。
この発明において、磁極片は、円板状の電磁軟鉄、純
鉄等の公知の高透磁率磁性材からなり、例えば、磁極片
中央部に、断面台形状の凸状突起を設けたり、磁極片の
所要位置に磁界調整片を着設するなど、磁束を所要空隙
に集中させかつ均一度を向上させる手段を適宜選定する
ことができる。
鉄等の公知の高透磁率磁性材からなり、例えば、磁極片
中央部に、断面台形状の凸状突起を設けたり、磁極片の
所要位置に磁界調整片を着設するなど、磁束を所要空隙
に集中させかつ均一度を向上させる手段を適宜選定する
ことができる。
かかる磁気回路に用いる磁石構成体の永久磁石は、フ
ェライト磁石、アルニコ磁石、希土類コバルト系磁石が
使用できるが、特に、ＲとしてNdやPrを中心とする資源
的に豊富な軽希土類を用い、Ｂ、Feを主成分として30MG
Oe以上の極めて高いエネルギー積を示す、Fe−Ｂ−Ｒ系
永久磁石を使用することにより、著しく小型化すること
ができる。
ェライト磁石、アルニコ磁石、希土類コバルト系磁石が
使用できるが、特に、ＲとしてNdやPrを中心とする資源
的に豊富な軽希土類を用い、Ｂ、Feを主成分として30MG
Oe以上の極めて高いエネルギー積を示す、Fe−Ｂ−Ｒ系
永久磁石を使用することにより、著しく小型化すること
ができる。
さらに、この発明において、継鉄は長方形板状継鉄と
柱状継鉄から構成されるが、長方形板状継鉄の短辺
（Ｌ）と長辺（Ｗ）との比率W/Lは、被検者の大きさ、
設置場所の広さ、搬送の作業性等を考慮して、通常1.5
〜2.5とする。また、磁極片直径（Ｄ）と短辺（Ｌ）と
の比率D/Lは、被検者の大きさ、磁界均一度等を考慮し
て、通常0.6〜1.0とする。
柱状継鉄から構成されるが、長方形板状継鉄の短辺
（Ｌ）と長辺（Ｗ）との比率W/Lは、被検者の大きさ、
設置場所の広さ、搬送の作業性等を考慮して、通常1.5
〜2.5とする。また、磁極片直径（Ｄ）と短辺（Ｌ）と
の比率D/Lは、被検者の大きさ、磁界均一度等を考慮し
て、通常0.6〜1.0とする。
柱状継鉄は、磁路形成に必要な有効断面積、機械的強
度、組立て安さ、磁気的なバランス等を考慮して選定す
るが、通常４本が好ましい。
度、組立て安さ、磁気的なバランス等を考慮して選定す
るが、通常４本が好ましい。
この発明の特徴である磁界調整用磁石は、対向する磁
極片間の中央部で、かつ磁極片の環状突起より外側の長
方形板状継鉄の各短辺側に、一対の磁界調整用磁石を磁
化方向が一対の永久磁石構成体と逆向となるように設け
るが、形状は、実施例に示す棒状に限定されず、要求さ
れる磁界均一度の他、加工性、取付け安さ等を考慮して
選定され、磁極片に沿う如き湾曲状、屈曲状となして調
整用磁界を磁極部周辺に均一に作用させるのも良く、ま
た一体物で構成されていなくても良い。
極片間の中央部で、かつ磁極片の環状突起より外側の長
方形板状継鉄の各短辺側に、一対の磁界調整用磁石を磁
化方向が一対の永久磁石構成体と逆向となるように設け
るが、形状は、実施例に示す棒状に限定されず、要求さ
れる磁界均一度の他、加工性、取付け安さ等を考慮して
選定され、磁極片に沿う如き湾曲状、屈曲状となして調
整用磁界を磁極部周辺に均一に作用させるのも良く、ま
た一体物で構成されていなくても良い。
具体的に説明すると、複数の磁石にて磁界調整用磁石
を構成する場合、磁極面に、板状磁極片を着設して磁束
の均一化及び機械的強度の向上を計ることができる。さ
らに、複数の磁石を隙間を開け板状磁極片で支持して分
割配置することも可能である。
を構成する場合、磁極面に、板状磁極片を着設して磁束
の均一化及び機械的強度の向上を計ることができる。さ
らに、複数の磁石を隙間を開け板状磁極片で支持して分
割配置することも可能である。
また、磁極片に沿う如き湾曲状、屈曲状の磁界調整用
磁石と同様の効果を、棒状の磁界調整用磁石で得るた
め、複数の磁石のうち磁極片から遠い位置の調整用磁石
寸法を大きくしたり、より高磁力の磁石とする等の手段
が採用できる。
磁石と同様の効果を、棒状の磁界調整用磁石で得るた
め、複数の磁石のうち磁極片から遠い位置の調整用磁石
寸法を大きくしたり、より高磁力の磁石とする等の手段
が採用できる。
磁界調整用磁石の幅（磁化方向の寸法）、厚さ（長方
形板状継鉄の長辺と平行方向の寸法）、長さ（長方形板
状継鉄の短辺と平行方向の寸法）は磁界調整用磁石の磁
気特性、空隙の大きさ、磁界強度等を考慮して選定す
る。
形板状継鉄の長辺と平行方向の寸法）、長さ（長方形板
状継鉄の短辺と平行方向の寸法）は磁界調整用磁石の磁
気特性、空隙の大きさ、磁界強度等を考慮して選定す
る。
磁界調整用磁石の材質は、磁界発生源となる永久磁石
構成体の材質と同様にする必要はなく、要求される磁界
強度、磁界均一度等を考慮して公知の磁石のいずれも使
用可能である。
構成体の材質と同様にする必要はなく、要求される磁界
強度、磁界均一度等を考慮して公知の磁石のいずれも使
用可能である。
発明の好ましい実施態様 第１図ａはこの発明の一実施例を示す磁界発生装置の
縦断面図であり、ｂ図は横断面図である。
縦断面図であり、ｂ図は横断面図である。
この発明による磁界発生装置は、第１図に示す如く、
所要空隙を形成するため、長方形の板状継鉄（3a）の四
隅に所定長さの４本の柱状継鉄（3b）を立設し、さらに
４本の柱状継鉄（3b）先端部にもう一枚の板状継鉄（3
a）を貫通固着して継鉄（３）が構成されている。
所要空隙を形成するため、長方形の板状継鉄（3a）の四
隅に所定長さの４本の柱状継鉄（3b）を立設し、さらに
４本の柱状継鉄（3b）先端部にもう一枚の板状継鉄（3
a）を貫通固着して継鉄（３）が構成されている。
Fe−Ｂ−Ｒ系磁石を用いた一対の永久磁石構成体
（１）（１）を、前記継鉄（３）の板状継鉄（3a）（3
a）の対向面に固着、さらに各々の磁極面に磁極片
（２）（２）を固着して対向させ磁気的に結合し、磁極
片（２）（２）間の空隙（４）内に静磁界を発生させ
る。
（１）（１）を、前記継鉄（３）の板状継鉄（3a）（3
a）の対向面に固着、さらに各々の磁極面に磁極片
（２）（２）を固着して対向させ磁気的に結合し、磁極
片（２）（２）間の空隙（４）内に静磁界を発生させ
る。
また、磁極片（２）（２）には、空隙（４）内におけ
る磁界分布の均一度を向上するために、周辺部に環状突
起（５）を設けてある。
る磁界分布の均一度を向上するために、周辺部に環状突
起（５）を設けてある。
第１図の実施例に用いた磁界調整用磁石（６）（６）
は、棒状の一体物からなり、前記空隙（４）中、対向す
る磁極片（２）（２）間の中央部で、かつ磁極片（２）
（２）の環状突起（５）（５）より外側の板状継鉄（3
a）の各短辺側に配置してある。
は、棒状の一体物からなり、前記空隙（４）中、対向す
る磁極片（２）（２）間の中央部で、かつ磁極片（２）
（２）の環状突起（５）（５）より外側の板状継鉄（3
a）の各短辺側に配置してある。
この棒状の磁界調整用磁石（６）（６）は、その磁化
方向が空隙（４）内の発生磁界と平行し、一対の永久磁
石構成体（１）（１）の磁化方向とは逆向きとなるよう
に設けられている。
方向が空隙（４）内の発生磁界と平行し、一対の永久磁
石構成体（１）（１）の磁化方向とは逆向きとなるよう
に設けられている。
発明の効果 前記構成の磁界発生装置に磁界調整用磁石（６）
（６）を配置したことにより、以下の効果が得られる。
（６）を配置したことにより、以下の効果が得られる。
磁界調整用磁石（６）（６）の配置により、空隙
（４）中央部で外周方向、換言すれば、空隙（４）の水
平方向、図中左右方向に広がるように湾曲する磁束線を
抑制して、一対の磁極片（２）（２）間に形成される磁
束線の殆どを直線的にすることができる。
（４）中央部で外周方向、換言すれば、空隙（４）の水
平方向、図中左右方向に広がるように湾曲する磁束線を
抑制して、一対の磁極片（２）（２）間に形成される磁
束線の殆どを直線的にすることができる。
磁界調整用磁石（６）（６）を各長方形板状継鉄（3
a）の短辺側に配置することにより、板状継鉄（3a）の
形状に起因する磁界均一度の低下を防止する。
a）の短辺側に配置することにより、板状継鉄（3a）の
形状に起因する磁界均一度の低下を防止する。
空隙（４）内の軸上磁界均一度とともに磁界強度が向
上するため、断層イメージの鮮明度向上及び磁界発生装
置の小型軽量化を達成できる。
上するため、断層イメージの鮮明度向上及び磁界発生装
置の小型軽量化を達成できる。
実施例 第１図と同様構成の磁界発生装置に（BH）max35MGOe
を有するFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石を用い、棒状の磁界調整
用磁石を各長方形板状継鉄の短辺側に配置し、周辺部に
環状突起を設けた磁極片の直径を1100mm、一対の磁極片
間距離（空隙）500mmに設定し、空隙内の磁界を測定し
た。
を有するFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石を用い、棒状の磁界調整
用磁石を各長方形板状継鉄の短辺側に配置し、周辺部に
環状突起を設けた磁極片の直径を1100mm、一対の磁極片
間距離（空隙）500mmに設定し、空隙内の磁界を測定し
た。
空隙中心から半径175mm内の磁界均一度及び磁界強度
は、 磁界均一度;40ppm 第２図参照 磁界強度;2.0kG であった。
は、 磁界均一度;40ppm 第２図参照 磁界強度;2.0kG であった。
また、磁界調整用磁石を使用しない以外は全てこの発
明の装置と同一条件の従来の装置の空隙内の磁界を測定
した結果、 磁界均一度;60ppm 第３図参照 磁界強度;2.0kG であった。
明の装置と同一条件の従来の装置の空隙内の磁界を測定
した結果、 磁界均一度;60ppm 第３図参照 磁界強度;2.0kG であった。
継鉄及び磁界調整用磁石の構成は下記のとおりであ
る。
る。
長方形板状継鉄 短辺（Ｌ）;1200mm、 長辺（Ｗ）;1950mm、 厚さ（Ｔ）;130mm 磁界調整用磁石 材質;Fe−Ｂ−Ｒ系磁石、 磁気特性；（BH）max 35MGOe 幅（ｌ）;30mm、 長さ（ｗ）;1200mm、 厚さ（ｔ）;20mm、 水平対向距離;1200mm
第１図ａはこの発明の一実施例を示す磁界発生装置の縦
断面図であり、ｂ図は横断面図である。 第２図と第３図は磁界発生装置の空隙中心部の磁界均一
度を示すグラフであり、第２図はこの発明装置の場合、
第３図は従来装置の場合を示す。 第４図は従来の磁界発生装置を示す正面図である。 １…永久磁石構成体、２…磁極片、３…継鉄、3a…板状
継鉄、3b…柱状継鉄、４…空隙、５…環状突起部、６…
磁界調整用磁石。
断面図であり、ｂ図は横断面図である。 第２図と第３図は磁界発生装置の空隙中心部の磁界均一
度を示すグラフであり、第２図はこの発明装置の場合、
第３図は従来装置の場合を示す。 第４図は従来の磁界発生装置を示す正面図である。 １…永久磁石構成体、２…磁極片、３…継鉄、3a…板状
継鉄、3b…柱状継鉄、４…空隙、５…環状突起部、６…
磁界調整用磁石。
Claims (1)
- 【請求項１】複数の柱状継鉄を間隔部材として空隙を形
成し、かつ磁気的に接続して対向配置する一対の長方形
板状継鉄と、板状継鉄の各対向面に着設した永久磁石構
成体と、該磁石構成体の各対向面に設けた周辺部に環状
突起を有する磁極片とから構成し、該空隙に磁界を発生
するMRI用磁界発生装置において、 対向する磁極片間の中央部で、かつ磁極片の環状突起よ
り外側で長方形板状継鉄の各短辺側に、一対の磁界調整
用磁石を磁化方向が前記一対の永久磁石と逆向きとなる
ように設けたことを特徴とするMRI用磁界発生装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1004392A JP2726857B2 (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Ｍｒｉ用磁界発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1004392A JP2726857B2 (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Ｍｒｉ用磁界発生装置 |
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| JPH02184003A JPH02184003A (ja) | 1990-07-18 |
| JP2726857B2 true JP2726857B2 (ja) | 1998-03-11 |
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ID=11583084
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1004392A Expired - Fee Related JP2726857B2 (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | Ｍｒｉ用磁界発生装置 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP2726857B2 (ja) |
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-
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| JPH02184003A (ja) | 1990-07-18 |
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