JP4758629B2

JP4758629B2 - 極片のないマルチリング式永久磁石並びにその製作方法

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Publication number: JP4758629B2
Application number: JP2004280787A
Authority: JP
Inventors: キャスリーン・メラニー・アン; エバンゲロス・トリフォン・ラスカリス; ポール・シャドフォース・トンプソン; ブレント・アクセル; ブルース・キャンベル・アン; マイケル・アンソニー・パルモ，ジュニア; ヨハネス・マルチヌス・ファン・オールト; シャンルイ・ファン
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Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2011-08-31
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Description

本発明は、全般的には永久磁石アセンブリを目的とし、さらに詳細にはＭＲＩシステム向けの永久磁石アセンブリを目的としている。

永久磁石を利用している磁気イメージング・システムには様々なものがある。これらのシステムには、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム、磁気共鳴治療（ＭＲＴ）システム、及び核磁気共鳴（ＮＭＲ）システムが含まれる。ＭＲＩシステムは、患者の身体の一部分の撮像に使用される。ＭＲＴシステムは一般にこれより小さく、患者の身体の内部における外科用器具の配置のモニタリングのために使用される。ＮＭＲシステムは、撮像対象の材料の組成を決定するために該材料から信号を検出するために使用される。

これらのシステムは多くの場合、支持体（継鉄と呼ぶことが多い）に直接取り付けた２つ以上の永久磁石を利用している。撮像ボリュームは、これらの磁石の間に設けられている。ヒトや材料は撮像ボリュームの内部に配置し、画像または信号を検出し次いでコンピュータなどの処理装置によってこれを処理している。これらの磁石は、図１に示すように、永久磁石材料からなる同心性リングをアセンブリ１の形に配置させることがある。例えば、２つのリング３、５をこれら磁石リング３、５の間にあるギャップ内にある非磁性材料からなるリング７によって分離させることがある。この非磁性材料からなるリング７は磁石アセンブリ１を完全に貫通するように磁場方向と平行に延びている。このアセンブリ１はさらに、アセンブリ１を継鉄に固定させるボルトを受け容れるように適合させた穴９を含んでいる。
米国特許第６，１２０，６２０号

従来技術のイメージング・システムはさらに、撮像ボリュームと対面する永久磁石の撮像表面の近傍に極片及び傾斜コイルを含んでいる。この極片は、磁場を成形するため、並びに継鉄及び永久磁石の撮像表面内に生成される不用なうず電流を減少または排除するために必要となる。

しかしこの極片はまた、永久磁石が発生させた磁場と干渉する。したがってこの極片によって、永久磁石が発生させ撮像ボリュームに至る磁場の大きさが低下する。したがって、極片が存在するために、撮像ボリューム内（特にＭＲＩシステム内）に受容可能な強度をもつ磁場を発生させるために必要となる永久磁石の量がより多くなる。永久磁石の量がより多くなるため磁石のコストが増大し、また磁石が大きいと嵩張ると共に重くなるためイメージング・システムの製造の複雑さが増大する。

本発明の好ましい一実施形態は、第１の表面と、イメージング装置の撮像ボリュームに対面するように適合させた階段状の第２の表面とを有する永久磁石本体であって、階段状の第２の表面が少なくとも４つのステップを含んでいるような永久磁石本体を備えているイメージング装置向けの永久磁石アセンブリを提供する。

本発明の別の好ましい実施形態は、少なくとも１層の軟磁性材料と永久磁石本体とを備えたイメージング装置向けの永久磁石アセンブリを提供する。この永久磁石本体は、円筒状の基礎セクションであって少なくとも１層の軟磁性材料に取り付けられた第１の主表面及び該基礎セクションの第１の主表面の反対側にある第２の主表面を有する基礎セクションと、第１の主表面及び第２の主表面を有する中空のリング・セクションと、を備えている。中空リング・セクションの第１の主表面は、基礎セクションの第２の主表面の外側部分に取り付けられている。中空リング・セクションの第２の主表面は、１つのポケットを形成するように、基礎セクションの第２の主表面の隣接部分から上に少なくとも０．０５メートル延びている。

本発明の別の好ましい実施形態は、永久磁石アセンブリを製作する方法であって、非磁化材料からなる少なくとも２層のブロックを形成させる工程と、この少なくとも２層のブロックを互いに取り付け合わせて第１の前駆体の基礎セクションを形成させる工程であって該基礎セクションは第１の主表面及びこれと反対側の第２の主表面を少なくとも２層のブロックの厚みがこれら第１及び第２の主表面と実質的に直交するようにして有するような基礎セクションの形成工程と、基礎セクションの第２の主表面を成形してこの第２の主表面内に少なくとも３つのステップを形成させる工程と、を含む方法を提供する。本方法はさらに、非磁化材料からなる複数のブロックを備える第１の前駆体の中空のリング・セクションを形成させる工程と、この中空リング・セクションを基礎セクションの第２の主表面に取り付けて第１の前駆体を形成させる工程と、この第１の前駆体を磁化して第１の永久磁石本体を形成させる工程と、を含む。

本発明の別の好ましい実施形態は、第１の表面と、イメージング装置の撮像ボリュームに対面するように適合させた階段状の第２の表面とを有する永久磁石本体であって、この階段状の第２の表面の中央ステップが突起部を備える永久磁石本体を備えているイメージング装置向けの永久磁石アセンブリを提供する。

４つ以上のステップを有する階段状の撮像表面を有しておりかつ金属シムを埋め込んだ少なくとも０．０５メートルの深さを有するポケットを有しているような永久磁石アセンブリによってシム調整が容易な永久磁石設計を提供できることを本発明者らは発見した。少なくとも０．０５メートルの高さを有するアセンブリの中空リング永久磁石セクションは、このポケットの縁を形成していると共に、アセンブリの基礎セクションから分離して組み上げられていることが好ましい。次いで、この中空リング・セクションはアセンブリの基礎セクションに取り付けられる。基礎セクションは、基礎セクションの撮像表面の露出部分内に機械加工された２つ以上のステップ（例えば、３つのステップ）を有することがある。

したがって、イメージング装置向けの永久磁石アセンブリは、第１の表面と、イメージング装置の撮像ボリュームに対面するように適合させた階段状の第２の撮像表面と、を有する永久磁石本体を備えている。この階段状の第２の表面は少なくとも４つのステップを含んでいる。永久磁石本体の階段状の第２の撮像表面は、中空リング・セクションの主表面と、該リング・セクションによって覆われていない基礎セクションの撮像表面の一部分と、を備えている。

図２Ａは、本発明の第１の好ましい実施形態によるイメージング装置向けの磁石アセンブリ１１の右半分の側面断面図を表している。アセンブリ１１の左半分はこの右半分の鏡像となっており、明瞭にするため図示していない。この磁石アセンブリは、少なくとも１層の軟磁性材料１３と、第１の表面１７及び第２の表面１９を含んだ永久磁石本体１５と、を含んでいる。この第１及び第２の表面は、磁場方向（すなわち、ｚ方向）の法線方向にあたるｘ−ｙ平面と実質的に平行である。図２Ａではこの磁場方向（すなわち、ｚ軸方向）を矢印２０で模式的に表している。第１の表面１７は少なくとも１層の軟磁性材料１３を覆うように取り付けられている。第２の表面すなわち撮像表面１９はイメージング装置の撮像ボリュームに対面するように適合させている。

本発明の好ましい一態様では、第１の本体１５の第１の材料は、磁化させた永久磁石材料を含んでいる。この第１の材料は、ＣｏＳｍ、ＮｄＦｅまたはＲＭＢ（ここで、Ｒは少なくとも１種の希土類元素を含み、かつＭは少なくとも１種の遷移金属、例えばＦｅ、Ｃｏ、またはＦｅとＣｏ、を含む）など任意の永久磁石材料または合金を含むことがある。

第１の材料はＲＭＢ材料（ここで、Ｒは少なくとも１種の希土類元素を含み、かつＭは少なくとも５０原子百分率の鉄など少なくとも１種の遷移金属を含む）を含むことが好ましい。第１の材料は、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする米国特許第６，１２０，６２０号に開示されているようなプラセオジム（Ｐｒ）に富んだＲＭＢ合金を含むことが最も好ましい。プラセオジム（Ｐｒ）に富んだＲＭＢ合金は、その希土類含有量が本質的に５０原子百分率を超えるプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群より選択されたある有効量の軽希土類元素と、残りのネオジムとからなるような約１３〜約１９原子百分率の希土類元素；約４〜約２０原子百分率のホウ素；並びに不純物を伴ったり伴わなかったりする残部の鉄を含む。本明細書で使用する場合、「プラセオジムに富んだ（ｐｒａｓｅｏｄｙｍｉｕｍ−ｒｉｃｈ）」という言い回しは、その鉄／ホウ素／希土類合金の希土類含有量が５０％を超えるプラセオジムを含むことを意味している。本発明の別の好ましい態様では、希土類含有量のうちのプラセオジム百分率は、少なくとも７０％であり、かつ総希土類含有量内に存在する軽希土類元素の有効量に応じて１００％まで高めることができる。軽希土類元素の有効量とは、２９ＭＧＯｅ（ＢＨ）_max及び６ｋＯｅの固有保磁度（Ｈｃｉ）に等しいかこれらを超えるような磁気特性で動作可能とさせるために磁化させた鉄／ホウ素／希土類合金の総希土類含有量内に存在させる量である。Ｍは、鉄以外に、チタン、ニッケル、ビスマス、コバルト、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、アルミニウム、ゲルマニウム、すず、ジルコニウム、ハフニウム、及びこれらの混合物（ただし、これらに限らない）などの別の元素を含むことがある。したがって、第１の材料は、１３〜１９原子百分率のＲ（ここで、Ｒは、Ｐｒを５０原子百分率以上、Ｃｅ、Ｙ及びＬａの少なくとも１種を０．１〜１０原子百分率、及び残部のＮｄを含む）、４〜２０原子百分率のＢ、並びに残部Ｍを含むことが最も好ましい。

この少なくとも１層の軟磁性材料１３は任意の軟磁性材料からなる１層または複数層を含むことがある。軟磁性材料は印加した外部磁場が存在する場合にのみ巨視的な強磁性を呈する材料である。アセンブリ１１は、２〜４０層など、また好ましくは１０〜２０層など複数層の軟磁性材料１３からなる積層を含むことが好ましい。複数層を存在させる可能性があることについては図２Ａで破線によって示している。これら個々の層は、そのアセンブリの永久磁石（複数のこともある）が発生させる磁場の方向と実質的に平行な方向に積層させる（すなわち、軟磁性層の厚さを磁場方向と平行にさせる）ことが好ましい。しかし所望であれば、これらの層は、磁場方向に対して平行から垂直までに及ぶ任意の角度など別の任意の方向で積層させることもできる。この軟磁性材料は、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ、もしくは非晶質のＦｅベースまたはＣｏベースの合金の任意の１層または複数層を備えることがある。

磁石アセンブリ１１は、任意の形状や構成を有することができる。例えば、アセンブリ１１は約４０ｃｍから約９０ｃｍまで（すなわち、約０．４メートルから約０．９メートルまで）の幅すなわち外径を有することがある。イメージング装置の撮像ボリュームに対面するように適合させた第２の表面１９は、磁場の形状、強度及び均一性を最適化させるように成形することが好ましい。本体１５及びその第２の表面１９の最適な形状は、撮像ボリュームのサイズ、永久磁石（複数のこともある）の磁場強度、シム設計やシム調整可能性、並びにその他の設計検討に基づきコンピュータ・シミュレーションによって決定することができる。例えば、このシミュレーションは有限要素解析法を含むことができる。本発明の好ましい一態様では、第２の表面１９は、図２Ａに示すように互いに対して異なる高さまで延びる複数の同心性リング２１、２３、２５、２７を含む円形断面を有している。換言すると、表面１９は階段状であり、かつ少なくとも４つのステップ２１、２３、２５及び２７を含んでいる。リング２１、２３、２５、２７の高さは、図２Ａに示すように最外側のリング２７から最内側リングすなわち中央リング２１に向かって小さくすることが最も好ましい。しかし、リングは、２つ、３つ、または４つ以上存在させることがあり、また必要とするシステム構成及び材料に応じて、図２Ｂに示しかつ以下でさらに詳細に記載するように、より内側にある任意のリングの高さをより外側にある任意のリングの高さと比べてより大きくすることがある。

ステップ２５から表面１９までのリング２７の高さ１８は、シムが埋め込まれる１つのポケットが形成されるように、０．０５メートルと０．０７５メートルの間、好ましくは約０．０６２５メートルなど、少なくとも０．０５メートルであることが好ましい。図２Ａに示すリング２３及び２５の高さは、０．１から２０ミリメートルまでなど０．０３メートル未満であることが好ましい。換言すると、リング２１、２３、２５の各々の撮像表面は、隣接する内側のリングの撮像表面から０．０３メートル未満延びている。したがって、本発明の好ましい一態様では、この外側リング２７は少なくとも０．０５メートルの高さを有しており、一方このアセンブリの各内側リング２３、２５は０．０３メートル未満であるような高さを有している。その内側リングのうちの少なくとも２つのリング２１、２３は、永久磁石本体１５の１つのセクションとなるように機械加工されており、一方外側リング２７は、これらの内側リングを含む第１のセクションと分離して製作されかつ該第１のセクションに取り付けられた永久磁石本体の別のセクションを備えることが好ましい。

図２Ｂに表した第１の実施形態の別の好ましい態様では、第１の中央の（すなわち、最内側の）中実のリング２１の高さは、この第１の中央中実リング２１を囲繞する隣接する中空のリング２３の高さと比べてより大きい。中央リング２１は、アセンブリの撮像表面１９内に１つの突起部を形成している。したがって、中央リング２１の次に位置させた第１の内側中空リング２３は、アセンブリ１１のすべてのリングのうちで有する高さが最も低い。中央リング２１は、第２のリング２３を囲繞しかつ外側中空リング２７の高い方と比べてより小さいような第３の中空リング２５の高さと比べてより小さい高さを有することが好ましい。ステップ２５から表面１９までのリング２７の高さ１８は、シムで満たされた１つのポケットを形成するように、０．０５と０．０７５メートルの間、好ましくは約０．０６２５メートルなど少なくとも０．０５メートルであることが好ましい。図２Ｂに示したリング２１及び２５の高さは、０．１から２０ミリメートルまでなど０．０３メートル未満であることが好ましい。

このアセンブリは、静止した永久磁石本体１５の撮像表面に対して移動することができるような適当な任意の移動可能な永久磁石本体を含むことが好ましい。この移動可能本体は、イメージング・システム支持体６１と静止永久磁石本体１５の間に配置させることがある。例えば、移動可能永久磁石本体は、図２Ａ及び２Ｂに表すように、少なくとも１層の軟磁性材料１３及び支持体６１を通過して延びる開口２４内に配置させた取外し可能な永久磁石片２２を備えることがある。別法として、その移動可能永久磁石本体は、図３に示すように開口２４内に配置させた移動可能な永久磁石プラグ２６を備えることがある。

例えば永久磁石片２２は、図２Ａ及び２Ｂに示すように、少なくとも１層の軟磁性材料１３内の開口２４を通過させて永久磁石本体１５の背側１７上に手作業または機械的に配置させた永久磁石バーまたは別の形状の磁石片を備えることがある。したがって、アセンブリ１１のＢ₀磁場を所望の値レンジ内に維持するためのＢ₀磁場の調整など所与の条件の組に対してイメージング・システムの動作性能を最適化するために、正及び／または負の磁化をもつある特定の数の磁石片２２をアセンブリ１１に配置したり、アセンブリ１１から除去したりすることがある。磁石片２２は、イメージング装置支持体または継鉄６１にある開口２４内で静止永久磁石本体１５の背側表面１７上に配置させている。所望であれば、継鉄６１と永久磁石片２２の間に鉄製裏当てなどの金属裏当て２９を挿入することがある。

別法として、図３に示すように開口２４内に移動可能な永久磁石プラグ２６を配置させている。この永久磁石プラグ２６は、移動可能永久磁石プラグを移動させるように適合させた適当な任意のアクチュエータ２８によって開口２４内で上下に（すなわち、開口の軸方向で）移動させることができる。例えば、アクチュエータ２８は、プラグ２６を移動させるように手動式または機械式に作動させる滑車やレールなどの適当な任意の機械式または電気機械式デバイスとすることがある。アクチュエータ２８とプラグ２６の間には、鉄製裏当てなどの金属裏当て２９が挿入されることがある。所望であれば、プラグ２６は、所望によるある種の条件下でアセンブリ１１から除去することができる。

移動可能永久磁石本体２２、２６は、静止永久磁石本体１５と同じ永久磁石材料を含むことや、異なる永久磁石材料を含むことができる。永久磁石の移動可能本体は、永久磁石本体１５の磁化と比較して正の磁化または負の磁化を有することができる。永久磁石の移動可能本体は、磁石アセンブリのＢ₀磁場を所望の値レンジ内に維持するためにＢ₀磁場を調整させるように静止永久磁石本体１５に対して移動させている。所望であれば、移動可能永久磁石本体２２、２６のための開口２４は、図２Ｂに示すように背側１７から永久磁石本体１５内に入るようにすることができる。したがって、移動可能な磁石本体２２、２６は、開口２４の永久磁石本体１５内に位置する端部部分のそれぞれを塞いだり露出させたりするように開口２４から出し入れさせることができる。開口２４が永久磁石本体１５を貫通して延びるのはその途中までのみとすることが好ましい。

本発明の第２の好ましい実施形態では、静止永久磁石本体１５は少なくとも２つのセクションを備えている。これらのセクションは、磁場方向と直交する方向に積層させる（すなわち、セクションの厚みが磁場方向と平行となる）ことが好ましい。各セクションは、接着物質によって互いに付着させた複数の正方形、六角形、台形、扇形円環（ａｎｎｕｌａｒｓｅｃｔｏｒ）、または別の形状としたブロックから製作することが最も好ましい。扇形円環とは、上側すなわち短い側が凹状でありかつ底側すなわち長い側が凸状をした台形である。

本体１５の好ましい一構成を図４に表している。本体１５は、図５に示すような永久磁石基礎セクションすなわち基礎本体３１と、図６に示すような永久磁石中空リング・セクションすなわち中空リング本体３５と、を備えている。シムを埋め込んだポケット３３は本体１５の撮像表面１９内のステップによって形成させている。

基礎セクション３１は、図５に示すように円筒状の構成を有することが好ましい。基礎セクション３１の第１の主表面４１及び第２の主表面４２は、シリンダの「底部」表面と「上部」表面（すなわち、シリンダの基礎部）となっている。主表面４１、４２は、シリンダ３１の縁部表面４３の高さと比べてより大きい直径を有している。第１の表面すなわち背側表面４１は平坦であることが好ましい、ただし必須ではない。第１の表面４１は、図２Ａ及び２Ｂに示すように少なくとも１層の軟磁性材料１３に取り付けるように適合させた第１の表面１７に対応している。

第２の表面４２は階段状であり、また少なくとも３つのステップ２１、２３及び２５を有することが好ましい。内側ステップ２１及び２３など、基礎セクション３１の第２の表面４２のステップのうちの少なくとも２つは、第２の表面４２とするように機械加工されている。外側ステップ２５は、所望であれば基礎セクション３１の原表面（ｏｒｉｇｉｎａｌｓｕｒｆａｃｅ）を備えることがある。ステップ２１及び２３などの第２の表面４２の内側部分、並びにステップ２５の内側部分は、永久磁石アセンブリ１１の撮像表面１９の内側部分をなしている。上述のように、内側ステップ２３、２５は、０．０３メートル未満の高さを有することが好ましい。所望であれば、最内側のステップすなわち中央ステップ２１は、図４及び５に表すような窪みではなく、図２Ｂに示すような突起部を備えることがある。

中空リング・セクション３５は、基礎セクション３１の第２の表面４２の外側部分に取り付けられている。中空リング・セクション３５はさらに、第１の主表面４８及び第２の主表面４９が図６に示すようにリング・シリンダ３５の基礎表面となるようにした円筒状の構成を有している。主表面４８、４９はリング・セクションの縁部表面５０の高さと比べてより大きな直径を有している。中空リング・セクション３５は、第１の基礎表面４８から第２の基礎表面４９まで磁場の方向２０と平行に延びる円形の開口５１を有している。中空リング・セクション３５は、ステップまたはリング２１、２３及び２５が開口５１を介して露出されるようにして基礎セクション３１の第２の主表面４２を覆うように形成されている。セクション３５の第１の主表面４８は、セクション３１の第２の表面４２に取り付けられており、一方セクション３５の第２の主表面４９は永久磁石アセンブリ１１の撮像表面１９の外側部分をなしている。したがって、基礎セクションの第１及び第２の表面と、中空リング・セクションの第１及び第２の表面とは、磁石アセンブリの磁場方向と実質的に直交するように配列されている。

リング・セクション３５の第２の表面４９は、基礎本体３１の第２の表面４２上の外側ステップ２５の上側に、約０．０５から約０．０７５メートルまでの間など少なくとも０．０５メートルだけ延びていることが好ましい。リング・セクション３５の幅（すなわち、内径と外径の差）は、約０．１〜約０．５メートル、好ましくは約０．２５〜約０．３メートルなど少なくとも０．０５メートルであることが好ましい。換言すると、リング・セクション３５の高さ及び幅は少なくとも０．０５メートルであることが好ましい。リング・セクション３５の内径によって１つのポケット３３を形成している。このポケット３３には金属シムが埋め込まれている。このシムは、鉄、その他の適当な別の金属や合金など非永久磁石材料から製作することが好ましい。

永久磁石本体１５のセクション３１及び３５は、接着剤層、ブラケット及び／またはボルト（複数のこともある）など適当な任意の手段によって、互いに取り付けられかつ軟磁性材料層（複数本のこともある）１３に取り付けられることがある。基礎セクション３１の第２の表面４２と中空リング本体３５の第１の表面４８の間には、エポキシや接着剤などの接着物質からなる層５２を設けることが好ましい。

円筒状の基礎本体３１及び中空リング本体３５は、エポキシなどの接着物質によって互いに付着させた複数の正方形、六角形、台形、または扇形円環形をした永久磁石材料ブロック５４を備えることが好ましい。しかし、本体３１及び３５は、個々のブロックから製作するのではなく一体の本体を備えることがある。基礎セクション３１は少なくとも２層の永久磁石ブロック５４を備えることが好ましい。例えば、基礎セクション３１は図２Ａに示すように３層の永久磁石ブロック５４を備えることがある。

本発明の好ましい実施形態の磁石アセンブリ１１は、ＭＲＩ、ＭＲＴまたはＮＭＲシステムなどのイメージング・システム内に使用することが好ましい。ＭＲＩシステム内には、好ましい実施形態の少なくとも２つの磁石アセンブリを使用することが最も好ましい。この磁石アセンブリはＭＲＩシステム内の継鉄または支持体に取り付けられている。

磁石アセンブリを支持するためには適当な形状をした任意の継鉄を使用することができる。例えば、継鉄は一般に、第１の部分と、第２の部分と、これら第１及び第２の部分を接続している少なくとも１つの第３の部分とを含んでおり、これら第１の部分と第２の部分の間に撮像ボリュームを形成させている。図７は、本発明の好ましい一態様によるＭＲＩシステム６０の側面断面図を表している。本システムは、第１の磁石アセンブリ１１を支持する底部部分すなわち底部プレート６２と、第２の磁石アセンブリ１１１を支持する上部部分すなわち上部プレート６３と、を有する継鉄６１を含んでいる。「上部（ｔｏｐ）」及び「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」とは、その継鉄が上部部分と底部部分ではなく左側部分と右側部分を含むようにＭＲＩシステム６０を横向きに向きを変えることがあるため、相対的な用語であることを理解すべきである。撮像ボリューム６５はこれらの磁石アセンブリの間に位置している。

上述のように、第１の磁石アセンブリ１１は、少なくとも１つの永久磁石１５の背側（すなわち、第１の）表面１７と第１の継鉄部分６２との間で撮像ボリューム６５及び少なくとも１つの軟磁性材料層１３に対して露出させた撮像（すなわち、第２の）表面１９を含む少なくとも１つの永久磁石本体１５を備えている。第２の磁石アセンブリ１１１は第１のアセンブリ１１と同一であることが好ましい。第２の磁石アセンブリ１１１は、少なくとも１つの永久磁石１１５の背側（すなわち、第１の）表面１１７と第２の継鉄部分６３との間で撮像ボリューム６５及び少なくとも１つの軟磁性材料層１１３に対して露出させた撮像（すなわち、第２の）表面１１９を含んだ少なくとも１つの永久磁石本体１１５を備えている。撮像ボリューム６５の表面１９と１１９の間の最小高さは約０．２〜約０．６メートルであることが好ましい。

ＭＲＩシステム６０は、第１の磁石アセンブリ１１及び第２の磁石アセンブリ１１１の永久磁石１５、１１５の撮像表面１９、１１９と、撮像ボリューム６５との間に極片を形成させることなく動作させることが好ましい。しかし、所望であれば、さらにうず電流の発生を低減または排除するために、非常に薄い極片を追加することができる。このＭＲＩシステムはさらに、任意選択の傾斜コイル、ＲＦコイル６７、及びＲＦコイル６７からのデータ／信号を画像になるように変換し該画像を任意選択で保存、伝送及び／または表示するコンピュータなどの画像処理装置６８など、従来の電子コンポーネンも含んでいる。所望であれば、傾斜コイルは省略することがある。これらの要素については図７で模式的に表している。

図７はさらに、ＭＲＩシステム６０の任意選択の様々な特徴を表している。例えば、システム６０は、その身体の撮像を受けている患者６９を支持するための寝台すなわち患者支持体７０を任意選択で含むことがある。このシステム６０はさらに、患者６９がその撮像対象の身体部分を動かさないようにさせるため、頭部、腕または脚部など患者の身体の一部分をしっかりと保持するような拘束具７１を任意選択で含むこともある。磁石アセンブリ１１、１１１は、ボルトによるか、あるいはブラケットによる及び／または接着剤によるなど別の手段によって継鉄６１に取り付けられることがある。

システム６０は、所望の任意の寸法を有することができる。このシステムの各部分の寸法は、所望の磁場強度、継鉄６１及びアセンブリ１１、１１１を製造する際に使用される材料の種類、並びにその他の設計要因に基づいて選択される。

本発明の好ましい一態様では、ＭＲＩシステム６０は、継鉄６１の第１の部分６２と第２の部分６３を接続している第３の部分６４をだだ１つのみ含んでいる。例えば、この継鉄６１は図８に示すように「Ｃ」字型構成を有することがある。この「Ｃ」字型の継鉄６１は、底部継鉄部分６２と上部継鉄部分６３を接続するような１本の真っ直ぐなまたは湾曲した接続用バーまたは接続用支柱６４を有している。

本発明の別の好ましい態様では、ＭＲＩシステム６０は、図９に示すように複数の接続用バーまたは接続用支柱６４を含む継鉄６１の異なる構成を有している。例えば、２本、３本、４本または５本以上の接続用バーまたは接続用支柱６４によって磁石アセンブリ１１、１１１を支持する継鉄部分６２及び６３を接続することがある。

本発明のさらに別の好ましい態様では、継鉄６１は、円形の断面や、図１０に示すような六角形断面などの多角形断面を有する単一の管状体６６を備えている。この第１の磁石アセンブリ１１は、管状体６６の内壁の第１の部分６２に取り付けられており、一方第２の磁石アセンブリ１１１は、継鉄６１の管状体６６の内壁の反対側部分６３に取り付けられている。所望であれば、継鉄６１に取り付けた３つ以上の磁石アセンブリを存在させることもある。撮像ボリューム６５は管状体６６の中空の中央部分内に位置させている。

次いで、永久磁石アセンブリ１１を含むＭＲＩ６０などのイメージング装置を用いることによって、患者の身体の一部分が磁気共鳴イメージングを用いて撮像される。患者６９は図７及び８に示すようにＭＲＩシステム６０の撮像ボリューム６５内に進入させている。ボリューム６５内に配置させた患者６９の身体の一部分からの信号は、ＲＦコイル６７によって検出し、この検出した信号をコンピュータなどの処理装置６８を用いて処理している。この処理は、ＲＦコイル６７からのデータ／信号を画像に変換すること、並びに任意選択でこの画像を保存、伝送及び／または表示すること、を含んでいる。

ここで、第３の好ましい実施形態に従って非磁化材料からなる前駆体を製作する方法について記載することにする。便宜上、図４に表した構成を有する本体１５を製作する方法について記載することにするが、前駆体１５は所望の任意の構成を有することがあると共に、所望の任意の方法によって製作することがあることを理解すべきである。

第４の好ましい実施形態の方法では、図１２に示すように非磁化材料からなる複数のブロック５４が支持体８１上に配置される。この非磁化材料は、ＲＭＢ合金を含むこと、並びにこのブロック５４は同じ組成を有することが好ましい。支持体８１は、一時的に接着剤をコーティングした１．５９ミリメートル（１／１６インチ）の平坦なアルミニウム・シートなどの非磁性の金属シートまたはトレイを備えることが好ましい。しかし、別の任意の支持体を使用することもできる。一時的に接着剤で覆った第２のアルミニウム・シートなどのカバー８２はブロック５４を覆うように配置させている。

少なくとも２層のブロック５４を積み重ねることが好ましい。例えば、３層のブロックを積み重ねて静止永久磁石本体１５の基礎セクション３１を形成させることがある。次いでこのブロック５４は、図１３に示すようにカバー８２及び支持体８１を除去する前に第１の前駆体を形成させるように成形を受ける。例えば、第１の前駆体は図５に示すように基礎本体３１を備えることがある。

別法として、そのカバー８２はブロックの成形前に除去することがある。この場合には、ブロック５４の第１層の上にこれに付着させてブロック５４の第２層を形成させている。次いで、ブロックの第２層を覆うように別のカバーを配置しており、またブロックの第２層内に少なくとも１つのステップが形成されるように、カバーを除去する前にこのブロックの第２層を成形することがある。これらの工程は、ブロックに希望する数だけの層を形成させるように反復させることがある。次いで、ブロックの最終層の上側表面を成形して階段状の表面を形成させている。

これらのブロックは水噴射によるなど所望の任意の方法によって成形することができる。例えば、水噴射によって、ブロック５４の矩形のアセンブリを円筒状またはリング形状のセクション３１、３５（例えば、図１３に示すセクション３１）になるように切断している。この水噴射は、ブロック５４のアセンブリに対する成形の間に支持体８１及びカバー・シート８２を切断することが好ましい。

次いで、図１４に示すようにカバーシート８２を除去し、さらにブロック５４を互いに付着させるための接着材料８３を加えている。例えば、支持体シート８１に取り付けたこの成形済みブロック５４は、エポキシ・パン８４内に配置させ、さらにブロック５４の間にあるギャップ内にＲｅｓｉｎｆｕｓｉｏｎ（登録商標）８６０７エポキシなどのエポキシ８３を加えている。所望であれば、ブロック５４の間のギャップ内に砂、細断したガラス、あるいは別の充填材料を加え、前駆体のブロック５４の間の結合を強化させることもある。エポキシ８３は、前駆体セクション３１または３５が別の前駆体セクションに取り付け可能となるようにブロック５４の最上部より下のあるレベルまで注ぐことが好ましい。次いで、この成形済みの前駆体から支持体シート８１を除去する。別法として、その前駆体セクション３１及び３５は、エポキシ８３により結合させた後で円筒状本体など所望の形状のより大きな本体１５となるように、水噴射などによって成形を受けることがある。さらに、上述したように、各セクションの表面を作る機械加工の工程の前に、セクション３１などの各セクションごとに少なくとも２層のブロックを互いに付着させることがある。

さらに、所望であれば、エポキシ８３を注ぎ込む前に、セクション３１及び／または３５の露出した内側表面と外側表面に剥離シートを取り付けることがある。この剥離シートは、セクション３１及び／または３５のブロック５４の表面をむき出しに露出させるためにエポキシ８３を注いだ後で取り除き、各セクションを別のセクションと付着できるようにしている。所望であれば任意選択により、保護を強化するためにそのセクションの外径の周りにガラス／エポキシ複合材料を２〜４ｍｍ（好ましくは、３ｍｍ）まで巻き付けている。

セクション３１及び３５を形成させた後、これらの間に接着剤の層５２を設けることによって図４に示すようにこれらを互いに取り付け合わせている。この接着剤層は、砂及び／またはガラスを含んだエポキシ、あるいはＣＡｓｕｐｅｒｇｌｕｅを含むことがある。セクション３１及び３５は、互いに対して１５〜４５度（最も好ましくは、約３０度）回転させ、エポキシを充填した連続したチャンネルが構造全体にわたって拡がらないように中断させることが好ましい。

前駆体１５を形成させた後、ポケット３３を鉄やその他の金属シムなどの金属シムによって埋め合わせている。永久磁石本体１５及びシムの寸法は同時に設計されると共に、この設計に基づいて永久磁石本体１５及びシムを形成させることが好ましい。例えば、永久磁石アセンブリの寸法は、シム調整が最も容易な永久磁石本体設計が得られるように調整を受けることがある。

シム及び永久磁石本体の寸法を設計する際に、シム系により与えられる設計点のランダムなじょう乱（ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ）のキャパシティが検討される。次いで、動作時の温度勾配を考慮に入れながらＢ₀磁場及びアセンブリのシム調整可能性を最適化するように永久磁石本体の形状及び寸法が設計される。次いで、コンピュータ・シミュレーションを用いて各設計点に関する不均一性の範囲を決定し、各点に関するシム調整可能性スコアを作成し伝達関数を当てはめるためのじょう乱のシム調整方法を決定し、かつシム調整可能性が得られるように磁石アセンブリの設計を最適化することができる。

したがって、永久磁石アセンブリを製作する方法は、非磁化材料から少なくとも２層のブロック５４を形成させる工程、並びに第１の前駆体１５の基礎セクション３１を形成させるようにこの少なくとも２層のブロックを互いに取り付け合わせ、これによりこの少なくとも２層のブロックの厚みが基礎セクションの第１の主表面４１及び第２の主表面４２と実質的に直交するようにする工程を含んでいる。基礎セクション３１の第２の主表面４２は少なくとも３つのステップ２１、２３、２５が形成されるように成形を受ける。この成形は、この少なくとも２層のブロックを互いに取り付け合わせる前に実行することや、取り付け後に実行することがある。

第１の前駆体１５の中空リング・セクション３５は非磁化材料からなる複数のブロック５４から形成させている。中空リング・セクション３５は、基礎セクション３１の前に、基礎セクション３１の後に、あるいは基礎セクション３１と同時に形成させることがある。中空リング・セクション３５は、第１の前駆体１５を形成させるように基礎セクションの第２の主表面４２に取り付けられている。例えば、中空リング・セクション１５は、基礎セクション３１の第２の主表面４２上に接着剤材料の層を設け、この接着剤材料層上に中空リング・セクション３５を配置することによって取り付けられることがある。次いで、この第１の前駆体１５を磁化して、これを第１の永久磁石本体１５に変換している。

ここで、本発明の第４の好ましい実施形態に関連させて、永久磁石アセンブリ１１及びＭＲＩシステム６０を製作する方法について記載することにする。第１の非磁化材料を含む前駆体は、第１の永久磁石本体を形成させるための第１の非磁化材料の磁化の前に、イメージング装置の支持体または継鉄に取り付けられる。例えば、前駆体は上述したセクション３１及び３５から製作した本体１５とすることがある。

永久磁石本体をイメージング装置の支持体に取り付ける前に非磁化の前駆体を磁化することによって、上述した第１及び第２の好ましい実施形態に従って永久磁石本体を形成させることが好ましい。しかし、第１及び第２の好ましい実施形態による永久磁石本体は、所望であれば支持体または継鉄への取り付け前に磁化させることがある。

ＭＲＩ、ＭＲＴまたはＮＭＲシステムなどのイメージング・デバイスを製作する方法は、支持体を提供する工程と、第１の非磁化材料を含む第１の前駆体を第１の支持体部分に取り付ける工程と、第１の前駆体の取り付け後にこの第１の非磁化材料を磁化して第１の永久磁石本体を形成させる工程と、を含んでいる。第１の材料と同じまたは異なる非磁化材料を含む第２の前駆体は、第２の支持体部分に取り付け、さらに第２の前駆体を取り付けた後に磁化して第２の永久磁石本体を形成させることが好ましい。

この支持体は、第１の部分と、第２の部分と、これら第１及び第２の部分を接続している少なくとも１つの第３の部分とを含み、これら第１の部分と第２の部分の間に撮像ボリュームが形成されるようにすることが好ましい。例えばこの支持体は、ＭＲＩシステム６０の図７、８、９または１０の継鉄６１を備えることがある。第１及び第２の前駆体は、永久磁石としての使用に適した任意の非磁化材料を含むことがある。これらの前駆体は、上述したようなＲＭＢ合金（ここで、Ｒは少なくとも１種の希土類元素を含み、かつＭは少なくとも１種の遷移金属を含む）からなる複数のブロックのアセンブリを備えることが好ましい。

所望であれば、前駆体の非磁化材料を磁化する前に、非磁化材料からなる第１及び第２の前駆体と継鉄のそれぞれの部分との間に上述した少なくとも１層の軟磁性材料層１３を取り付けている。軟磁性材料層（複数のこともある）１３は、前駆体を取り付ける前に継鉄に取り付けることがあり、あるいは軟磁性材料層（複数のこともある）１３を先ず各前駆体１５に取り付け、引き続いて該層（複数のこともある）１３と前駆体１５の両者を継鉄に取り付けることもある。

前駆体の非磁化材料は、１つまたは複数の前駆体を継鉄または支持体に取り付けた後で所望の任意の磁化方法により磁化させることがある。例えば、第１の前駆体を磁化させる好ましい工程は、第１の前駆体の周りにコイルを配置する工程と、第１の前駆体にパルス状磁場を印加して第１の前駆体の非磁化材料を少なくとも１つの第１の永久磁石本体に変換する工程と、第１の永久磁石本体からコイルを除去する工程と、を含んでいる。同様に、第２の前駆体を磁化する工程（こうした前駆体がある場合）は、第２の前駆体の周りにコイルを配置する工程と、第２の前駆体にパルス状磁場を印加して第２の前駆体の少なくとも１つの非磁化材料を少なくとも１つの永久磁石本体に変換する工程と、第２の永久磁石本体からコイルを除去する工程と、を含んでいる。

第１及び第２の前駆体の磁化のためには同じコイルを使用することや、別のコイルを使用することがある。例えば、第１のコイルを第１の前駆体の周りに配置させ、かつ第２のコイルを第２の前駆体の周りに配置させることがある。第１及び第２の前駆体にパルス状磁場を印加するには、パルス状の電流または電圧をこれらのコイルに同時にまたは順次式に印加している。別法として、コイルを１つだけ使用して第１及び第２の前駆体を順次式に磁化することがある。このコイルは先ず第１の前駆体の周りに配置させ、第１の前駆体を磁化するための磁場を印加する。その後、同じコイルを第２の前駆体の周りに配置させ、第２の前駆体を磁化するための磁場を印加する。

前駆体の周りに配置させるコイルは、図１１に示すように、継鉄６１の一部分６２上に位置させた前駆体７５の周りにぴったりと適合するようなハウジング７３内に設けることが好ましい。例えば、図４に示すような本体１５など円筒状の外側構成を有する前駆体７５の場合、そのハウジング７３はその内径が前駆体７５の外径と比べて若干大きいような中空リングを備えている。このコイルはハウジング７５の壁の内側に配置させている。

磁化過程を改善させるためにハウジング７３内にはさらに冷却システムを設けることが好ましい。例えば、この冷却システムは、ハウジング７３の壁の内部に１つまたは複数の液体窒素フロー・チャンネルを備えることがある。この液体窒素は、磁化工程の間にハウジング７３を通過するように提供される。ＲＭＢ合金など１つまたは複数の前駆体の非磁化材料を磁化させるためには、２．５テスラを超える磁場、最も好ましくは３．０テスラを超える磁場をコイルによって提供することが好ましい。

本発明の上に掲げた記述は、例示及び説明を目的として提示したものである。これは網羅的とすることや本発明を開示した厳密な形態に限定するように意図しておらず、修正形態及び変形形態が上述の教示に照らして可能であり、または本発明の実施により得ることができる。この図面及び説明は、本発明の原理並びにその実際の応用を説明するために選択されたものである。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲並びにその等価物によって規定させるように意図している。

従来技術の磁石アセンブリの斜視図である。本発明の第１の好ましい実施形態による１つの永久磁石アセンブリの右半分の側面断面図である。本発明の第１の好ましい実施形態による別の永久磁石アセンブリの右半分の側面断面図である。永久磁石プラグを有する永久磁石アセンブリの斜視図である。本発明の第２の好ましい実施形態による永久磁石本体の斜視図である。図４の本体の基礎セクションの斜視図である。図４の本体の中空リング・セクションの斜視図である。本発明の好ましい実施形態による永久磁石アセンブリを含むＭＲＩシステムの側面断面図である。「Ｃ」字型継鉄を含むＭＲＩシステムの斜視図である。複数の接続用バーを有する継鉄を含むＭＲＩシステムの側面断面図である。管状の継鉄を含むＭＲＩシステムの側面断面図である。永久磁石としての使用に適した非磁化材料を磁化するために使用されるコイル・ハウジングの斜視図である。永久磁石本体を製作する方法の側面断面図である。永久磁石本体を製作する方法の側面断面図である。永久磁石本体を製作する方法の側面断面図である。

符号の説明

１従来技術の永久磁石アセンブリ
３リング
５リング
７非磁性材料のリング
９穴
１１磁石アセンブリ
１３軟磁性材料層
１５永久磁石本体
１７背側表面、第１の表面
１８リング高さ
１９撮像表面、第２の表面
２１ステップ、リング
２２永久磁石片
２３ステップ、リング
２４開口
２５ステップ、リング
２６永久磁石プラグ
２７ステップ、リング
２８アクチュエータ
２９金属裏当て
３１基礎セクション
３３ポケット
３５中空リング・セクション
４１基礎セクションの第１の主表面、背側表面
４２基礎セクションの第２の主表面
４３基礎セクションの縁部表面
４８リング・セクションの第１の主表面
４９リング・セクションの第２の主表面
５０リング・セクションの縁部表面
５１開口
５２接着剤層
５４永久磁石ブロック
６０ＭＲＩシステム
６１継鉄、支持体
６２底部プレート
６３上部プレート
６５撮像ボリューム
６６管状体
６７ＲＦコイル
６８画像処理装置
６９患者
７０寝台、患者支持体
７１拘束具
７３ハウジング
７５前駆体
８１支持体
８２カバー
８３接着材料
８４エポキシ・パン
１１１第２の磁石アセンブリ
１１３軟磁性材料層
１１５永久磁石本体
１１７永久磁石の背側表面
１１９撮像表面

Claims

イメージング装置（６０）のための永久磁石アセンブリ（１１）であって、
第１の表面（１７）と、イメージング装置の撮像ボリューム（６５）に対面するように適合させた階段状の第２の表面（１９）とを有する永久磁石本体（１５）を備えており、前記階段状の第２の表面は少なくとも４つのステップ（２１、２３、２５、２７）を含んでおり、
前記永久磁石本体（１５）が、
前記少なくとも１層の軟磁性材料に取り付けられた第１の主表面（４１）と、該第１の表面の反対側にあり、少なくとも３つのステップ（２１、２３、２５）を有する第２の主表面（４２）とを有する円筒状の基礎セクション（３１）と、
前記基礎セクションの第２の主表面（４２）の外側部分に取り付けられた中空のリング・セクション（３５）とを備え、
前記基礎セクション（３１）の第１及び第２の表面（４１、４２）と、前記中空リング・セクションの第１及び第２の表面（４８、４９）は、該磁石アセンブリの磁場の方向（２０）と実質的に直交するように配列されていること、
前記基礎セクション（３１）は少なくとも２層の永久磁石ブロック（５４）を備えていること、
前記基礎セクションの第２の主表面にあるステップ（２１、２３、２５）のうちの少なくとも２つが前記第２の表面（４２）になるように機械加工されており、
前記基礎セクション（３１）は少なくとも２層の永久磁石ブロック（５４）を備え、
前記少なくとも１層の軟磁性材料は、前記永久磁石本体（１５）の実質的に平坦な前記第１の主表面（４１）に取り付けられ、
前記基礎セクション（３１）の第１及び第２の表面（４１、４２）と、前記中空リング・セクションの第１及び第２の表面（４８、４９）は、該磁石アセンブリの磁場の方向（２０）と実質的に直交するように配列され、
前記永久磁石本体の前記階段状の第２の撮像表面は、前記中空リング・セクションの前記第２の表面と、該リング・セクションによって覆われていない前記基礎セクションの前記第２の表面の一部分と、を備えており、
該中空リング・セクションの第２の主表面（４９）は、１つのポケットを形成するように前記基礎セクションの第２の主表面（４２）の隣接部分の上に少なくとも０．０５メートルだけ延びている、
永久磁石アセンブリ（１１）。
前記基礎セクション（３１）の前記少なくとも３つのステップ（２１、２３、２５）の高さは、０．０３メートル未満である、請求項１に記載のアセンブリ。
イメージング装置（６０）のための永久磁石アセンブリ（１１）であって、
第１の表面（１７）と、イメージング装置の撮像ボリューム（６５）に対面するように適合させた階段状の第２の表面（１９）とを有する永久磁石本体（１５）を備えており、
前記階段状の第２の表面の中央ステップ（２１）は１つの突起部を形成しており、
前記永久磁石本体（１５）が、
前記少なくとも１層の軟磁性材料に取り付けられた第１の主表面（４１）と、該第１の表面の反対側にあり、少なくとも３つのステップ（２１、２３、２５）を有する第２の主表面（４２）とを有する円筒状の基礎セクション（３１）と、
前記基礎セクションの第２の主表面（４２）の外側部分に取り付けられた中空のリング・セクション（３５）とを備え、
前記基礎セクション（３１）の第１及び第２の表面（４１、４２）と、前記中空リング・セクションの第１及び第２の表面（４８、４９）は、該磁石アセンブリの磁場の方向（２０）と実質的に直交するように配列されていること、
前記基礎セクション（３１）は少なくとも２層の永久磁石ブロック（５４）を備えていること、
前記基礎セクションの第２の主表面にあるステップ（２１、２３、２５）のうちの少なくとも２つが前記第２の表面（４２）になるように機械加工されており、
前記基礎セクション（３１）は少なくとも２層の永久磁石ブロック（５４）を備え、
前記少なくとも１層の軟磁性材料は、前記永久磁石本体（１５）の実質的に平坦な前記第１の主表面（４１）に取り付けられ、
前記基礎セクション（３１）の第１及び第２の表面（４１、４２）と、前記中空リング・セクションの第１及び第２の表面（４８、４９）は、該磁石アセンブリの磁場の方向（２０）と実質的に直交するように配列され、
前記永久磁石本体の前記階段状の第２の撮像表面は、前記中空リング・セクションの前記第２の表面と、該リング・セクションによって覆われていない前記基礎セクションの前記第２の表面の一部分と、を備えており、
該中空リング・セクションの第２の主表面（４９）は、１つのポケットを形成するように前記基礎セクションの第２の主表面（４２）の隣接部分の上に少なくとも０．０５メートルだけ延びており、
前記基礎セクション（３１）の前記少なくとも３つのステップ（２１、２３、２５）の高さは、０．０３メートル未満である、永久磁石アセンブリ（１１）。
前記永久磁石本体（１５）がＲＭＢ永久磁石材料を含んでおり、
ここで、Ｒは少なくとも１種の希土類元素を含み、かつＭは少なくとも１種の遷移金属を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアセンブリ。
前記ＲＭＢ永久磁石材料が、１３〜１９原子百分率のＲ；４〜２０原子百分率のホウ素；並びに残部Ｍを含み、
前記Ｒが、５０％を超えるプラセオジム、０．１〜１０原子百分率のＣｅ、Ｙ及びＬａの少なくとも１種、及び残部のＮｄを含み、
前記Ｍが、鉄を含み、
前記少なくとも１層の軟磁性材料が、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ、もしくは非晶質のＦｅベースまたはＣｏベースの合金の任意の１層または複数層を備える請求項４に記載のアセンブリ。
前記ポケットに配置された複数のシムをさらに含む、請求項１乃至５のいずれかに記載のアセンブリ。
前記階段状の第２の表面（１９）は複数のリング（２１、２３、２５、２７）を備えること、
前記中央ステップ（２１）は中実の中央リングを備えること、
外側のステップ（２３、２５、２７）は複数の中空のリングを備えること、
前記中実の中央リング（２１）は、該中実中央リングに隣接する第１の中空リング（２３）の高さと比べてより大きいが、その他の複数の中空リング（２５、２７）高さと比べてより小さいような高さを有すること、
を特徴とする請求項３に記載のアセンブリ。