JP5198805B2 - 能動磁気遮蔽型磁石装置および磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明は、能動磁気遮蔽型磁石装置および、それを用いた磁気共鳴イメージング(以下、ＭＲＩと称す)装置に関する。

ＭＲＩ装置は、生体を構成する水素原子の水素原子核の核磁気共鳴（Nuclear Magnetic Resonance、以下ＮＭＲと称す）現象が、生体内の組織によって異なることを利用して、生体組織を画像化するもので、組織毎に異なる共鳴の強さや、共鳴の時間的変化の速さを画像の位置毎のコントラストとして現わすことができる。

ＭＲＩ装置では、ＮＭＲ現象により水素原子核スピンが放出する電磁波を計測し、その電磁波を信号として演算処理することで、生体を水素原子核密度によって断層像化することができる。水素原子核スピンが放出する電磁波の計測には、撮像領域として、高強度で、高い静磁場均一度を有する均一磁場領域を生成する必要があり、永久磁石装置や超伝導電磁石装置が用いられている。

これらの磁石装置では、磁場は撮像領域のみに形成することができず、磁石装置周囲にも磁場が漏れる。この漏れ磁場は撮像のためには不要なものであるので、漏れ磁場の低減が試みられている。そして、撮像領域に高強度で高い静磁場均一度を有する磁場を生成する主磁石とは別に、磁石装置の周囲の漏れ磁場を打ち消す磁場を発生させるシールド磁石を備えた磁石装置、いわゆる能動磁気遮蔽型磁石装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開平９−１５３４０８号公報（図１）

しかしながら、シールド磁石は、撮像領域の磁場の強度を低下させるので、撮像領域の磁場の強度を維持するためには、主磁石で発生させる磁場を大きくする必要があり、超伝導電磁石装置であれば、コイルの線材量の増加、そして電磁力の増加によるコイル支持構造の強化などにより、製造コストが増加する問題がある。

また、シールド磁石の磁気モーメントの和を、主磁石の磁気モーメントの和に等しくする方法が提案されているが、この方法は、磁石装置の遠方では、漏れ磁場を低減できるが、磁石装置の近傍での漏れ磁場の減衰は必ずしも速くはなく、シールド磁石により磁石装置の近傍での漏れ磁場を急速に減衰させる方法は明確ではない。

そこで、シールド磁石で発生させる磁場の強度を小さくする一方で、すなわち、シールド磁石の磁気モーメントを小さくする一方で、磁石装置の遠方だけでなく近傍でも漏れ磁場を小さくできれば便利である。

本発明は前記の課題を解決しようとするもので、その目的は、シールド磁石の磁気モーメントを小さくしても、近傍での漏れ磁場を小さくできる能動磁気遮蔽型磁石装置およびＭＲＩ装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、磁気モーメントが全て同方向であり、軸が一致する３つ以上の円環状の主磁石と、
磁気モーメントが前記主磁石とは逆方向であり、軸が前記主磁石と一致する２つ以上の円環状のシールド磁石とを有し、
前記シールド磁石それぞれの前記軸を含みかつ前記軸に沿う平面で切った片側断面の中心の前記軸の方向の位置であるシールド磁石の軸方向位置は、前記主磁石の前記軸を含みかつ前記軸に沿う平面で切った片側断面の中心の前記軸の方向の位置である主磁石の軸方向位置の間に設定され、
前記シールド磁石の磁気モーメントの総和の大きさが、前記主磁石の磁気モーメントの総和の大きさより小さく設定されている能動磁気遮蔽型磁石装置であることを特徴とする。さらに、本発明の能動磁気遮蔽型磁石装置を有し、前記軸上に撮像領域を有する磁気共鳴イメージング装置であることを特徴とする。

本発明によれば、シールド磁石の磁気モーメントを小さくしても、近傍での漏れ磁場を小さくできる能動磁気遮蔽型磁石装置およびＭＲＩ装置を提供することができる。

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は、本発明の第１の実施形態に係る能動磁気遮蔽型磁石装置２の外観図である。図１に示すように、能動磁気遮蔽型磁石装置２は、円筒形状の真空容器３と、この真空容器３を支える支持脚５とを有している。真空容器３の外周側面の長さＺｏは、内周側面の長さＺｉより短くなっている。

そして、真空容器３の内部を後記に詳述するために、真空容器３の円筒形状の軸をＺ軸とし、軸方向位置Ｚを定義し、中央に原点Ｏを設定している。また、Ｚ軸から真空容器３の円筒形状の半径方向の位置を、半径方向位置Ｒと定義している。

この能動磁気遮蔽型磁石装置２は水平磁場型の能動磁気遮蔽型磁石装置２であり、この能動磁気遮蔽型磁石装置２を用いて、ＭＲＩ装置１を構成することができ、真空容器３の内周側面で囲まれた空間内に撮像領域４を形成している。被検者は、自身の被検査領域が撮像領域４の中に納まるように、真空容器３の内周側面で囲まれた空間に横たわることができる。

真空容器３の内周側面には、図示はしないが、傾斜磁場コイルと、高周波照射コイルとが配置されている。傾斜磁場コイルは、位置情報を得るために撮像領域４の均一磁場に重畳する形で、磁場を１秒程度以下の時定数で空間的に変化（傾斜）させている。高周波照射コイルは、ＮＭＲ現象を引き起こすための共鳴周波数（数ＭＨｚ以上)の高周波の電磁波を、撮像領域４に印加している。

ＭＲＩ装置１は、ＮＭＲ現象により水素原子核スピンが放出する核磁気共鳴信号を計測し、その核磁気共鳴信号を演算処理することで、被検者体内を水素原子核密度によって断層像化する。その際に、被検者が入る撮像領域４には、強度が０．１Ｔ以上の高強度であり、誤差１０ｐｐｍ程度の高い静磁場均一度を有する静磁場を生成させる。撮像領域４の周囲にある傾斜磁場コイルは、撮像領域４内の位置情報を得る目的で、磁場を空間的に変化させた傾斜磁場を撮像領域４に印加する。さらに、撮像領域４の周囲にある高周波照射コイルは、ＮＭＲ現象を引起すための共鳴周波数の電磁波を撮像領域４に印加する。これらにより、撮像領域４内の微小領域ごとに水素原子核スピンが放出する核磁気共鳴信号を計測し、その核磁気共鳴信号を演算処理することで、被検者体内を水素原子核密度により断層像化することができる。

図２（ａ）は、能動磁気遮蔽型磁石装置２のＺ軸（図１参照）を含みかつＺ軸に沿う平面で切断した、Ｚ軸に線対称な２つの領域の片側の断面図である。能動磁気遮蔽型磁石装置２は、真空容器３の内部に、主磁石となる３対、計６個の主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１を有している。主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１は円環状の超伝導コイルであり、主コイルＭＣ１０とＭＣ１１とで対をなし、主コイルＭＣ２０とＭＣ２１とで対をなし、主コイルＭＣ３０とＭＣ３１とで対をなしている。

また、能動磁気遮蔽型磁石装置２は、真空容器３の内部に、シールド磁石となる１対のシールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１とを有している。シールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１も円環状の超伝導コイルである。なお、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１は、主磁石として円環状の永久磁石を用いてもよく、同様に、シールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１には、シールド磁石として円環状の永久磁石を用いることができる。永久磁石であれば、真空容器３が省け、コイルに流す電流の電源が不要である。ただ、超伝導コイルは電磁石になり、永久磁石と同様に磁気モーメントを形成するので、両者は、磁気モーメントの観点から統一的に考察することができる。

主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１の円環の外径は、０．９ｍ（半径０．４５ｍ）以上、１．２ｍ（半径０．６ｍ）以下の範囲内に入っている。シールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１の円環の外径は、０．８６ｍであり、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１の円環の外径より大きくなっている。

なお、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１とシールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１のそれぞれに近接して図示された「×」印は、対応する主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１とシールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１を、Ｚ軸を含みかつＺ軸に沿う平面で切った片側断面の中心の軸方向位置を示している。そして、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１とシールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１の軸方向位置とは、それぞれのコイルのＺ軸を含みかつＺ軸に沿う平面で切った片側断面の中心の軸方向位置のことを示している。主コイルの中で最両端に位置する主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１の軸方向位置の間隔は、コイル端部の間隔で１．２ｍ程度になっている。ただし、このコイル端部の間隔はマグネットの仕様、つまり磁場強度や均一磁場空間の大きさによって変わる。

主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１とシールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１とは、冷媒の液体ヘリウム（Ｈｅ）と共にヘリウム容器（図示省略）に内包されている。ヘリウム容器は内部への熱輻射を遮断する熱輻射シールド（図示省略）に内包されている。そして、真空容器３は、ヘリウム容器及び熱輻射シールドを内包しつつ、内部を真空に保持している。真空容器３は、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１とシールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１とを断熱支持している。

能動磁気遮蔽型磁石装置２は、室温の室内に配置されても、真空容器３内が真空になっているので、室内の熱が伝導や対流で、ヘリウム容器に伝わることはない。また、熱輻射シールドによって、室内の熱が輻射によって真空容器３からヘリウム容器に伝わることはない。そして、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１とシールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１とを、冷媒の温度である極低温に安定して設定することができ、超伝導電磁石として機能させることができる。

１対の主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１は、原点Ｏを対称点として対向配置され、それぞれの中心軸がＺ軸に一致している。１対の主コイルＭＣ２０、ＭＣ２１は、原点Ｏを対称点として対向配置され、それぞれの中心軸がＺ軸に一致している。１対の主コイルＭＣ２０、ＭＣ２１は、１対の主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１の内側に配置されている。１対の主コイルＭＣ３０、ＭＣ３１は、原点Ｏを対称点として対向配置され、それぞれの中心軸がＺ軸に一致している。１対のシールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１は、原点Ｏを対称点として対向配置され、それぞれの中心軸がＺ軸に一致している。

軸方向位置に関しては、原点Ｏの最も近くに、主コイルＭＣ３０、ＭＣ３１が配置されている。以下、軸方向位置においては、主コイルＭＣ２０、ＭＣ２１、シールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１の順に、原点Ｏから離れている。したがって、シールドコイルＳＣ１０の中心の軸方向位置は、主コイルＭＣ２０の中心の軸方向位置と主コイルＭＣ１０の中心の軸方向位置の間に配置され、シールドコイルＳＣ１１の中心の軸方向位置は、主コイルＭＣ２１の中心の軸方向位置と主コイルＭＣ１１の中心の軸方向位置の間に配置されている。言い換えれば、シールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１は、全コイル内で、軸方向位置において、最両端に位置する主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１より、原点Ｏ側（内側）に配置されている。

最両端に位置する主コイルＭＣ１０（ＭＣ１１）の軸方向位置と、シールドコイルＳＣ１０（ＳＣ１１）の軸方向位置との間隔（中心間距離）Ｚ１は、４ｃｍであり、この中心間距離Ｚ１は、全コイル中で最両端に位置する主コイルＭＣ１０端とＭＣ１１端の軸方向位置における間隔（１２０ｃｍ）に対して、３．３％程度に設定されている。

また、軸方向位置において、シールドコイルＳＣ１０とＳＣ１１の間に、主コイルＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１が配置されている。

主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１は、互いに同じ方向に一定電流を流し、それぞれ磁気モーメントを形成することで、均一磁場を撮像領域４に生成することができる。このような撮像領域４は、原点Ｏの周辺に形成される。主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１それぞれによって形成される磁気モーメントは、Ｚ軸と平行で同方向を向いている。

シールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１は、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１と反対の方向に一定電流を流し、それぞれ磁気モーメントを形成することで、反対の方向の磁場を生成し、能動磁気遮蔽型磁石装置２から外部への磁場の漏れを低減させている。シールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１それぞれによって形成される磁気モーメントは、Ｚ軸と平行で同方向を向いている。そして、シールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１に形成される磁気モーメントの方向は、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１に形成される磁気モーメントの逆方向を向いている。

軸方向位置において全コイル中の最両端に配置された主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１それぞれの磁気モーメントの大きさは、他の主コイルＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１それぞれの磁気モーメントの大きさより大きく設定されている。

図２（ａ）には、能動磁気遮蔽型磁石装置２の断面図に重ねて、能動磁気遮蔽型磁石装置２によって形成された磁場の磁束等高線６と磁場強度等高線７とが図示されている。これらの磁束等高線６と磁場強度等高線７はシミュレーションにより算出したものである。磁場強度等高線７では、磁場強度１．５Ｔ＋１．５ｐｐｍの磁場強度等高線７と、磁場強度１．５Ｔ−１．５ｐｐｍの磁場強度等高線７とを、真空容器３の内周側面で囲まれた領域に引いている。この磁場強度等高線７で囲まれた領域には複数のドットが記載されている。このドットそれぞれは、シミュレーションにより磁場強度を算出した位置を示している。そして、その位置での磁場強度が１．５Ｔ以上の磁場強度を有する位置のドットのみを記載している。すなわち、ドットが記載されていない位置でもシミュレーションによる磁場強度の算出は行っているが、磁場強度が前記範囲外なので記載されていない。そして、ドットの記載された領域と、記載されていない領域との境界が、基準の磁場強度１．５Ｔである。また、この境界に沿って引かれている１．５Ｔ±１．５ｐｐｍの磁場強度等高線７が撮像領域４を取り囲んでいる。このことから、撮像領域４では、１．５Ｔの強磁場が、最大最小値の範囲が３ｐｐｍ程度の高い均一性で実現可能であることがわかる。この撮像領域４に形成される磁場は、時間的に定常で空間的にも一定な磁場であり、０．１Ｔから７Ｔ以上の磁場強度に設定可能である。そして、数ｐｐｍ程度の均一性を有する撮像領域４は、直径（もしくは長径）が３０ｃｍ〜４０ｃｍの球（もしくは楕円体)の範囲に設定することが可能である。

図２（ｂ）も、Ｚ軸を含みかつＺ軸に沿う平面上での磁束等高線６と磁場強度等高線８を示しているが、図２（ａ）よりも広域の磁束等高線６と磁場強度等高線８を示している。磁場は撮像領域４に生成されるのみならず、真空容器３周囲へも磁場が漏れる。図２（ｂ）では、この漏れ磁場を記載している。磁束等高線６は磁力線に相当し、０．４ｍＶｓ毎にプロットしている。

磁場強度等高線８としては、磁場強度５Ｇ（０．５ｍＴに相当）の磁場強度等高線５Ｇと、磁場強度１０Ｇ（１．０ｍＴに相当）の磁場強度等高線１０Ｇと、磁場強度１５Ｇ（１．５ｍＴに相当）の磁場強度等高線１５Ｇと、磁場強度２０Ｇ（２．０ｍＴに相当）の磁場強度等高線２０Ｇと、磁場強度２５Ｇ（２．５ｍＴに相当）の磁場強度等高線２５Ｇとを記載している。

次に、磁石の強さを定量的に評価するために、磁気モーメントを評価する。磁気モーメントは電流とその電流が囲む面積の積により算出できる。まず、全コイルの磁気モーメントの総和を、残留磁気モーメントＭｒｅｓとして、次の式で計算する。
Mres＝Σ∫ir πr drdz
ここで、ｉはコイルに流れる電流の周回方向の電流密度であり、シールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１は主コイルＭＳ１０、ＭＣ１１、ＭＳ２０、ＭＣ２１、ＭＳ３０、ＭＣ３１と反対方向の電流が流れるために負の電流密度を設定している。ｒはコイル内積分点位置の半径であり、積分∫drdzはコイルの断面での面積積分である。また総和Σはすべてのコイル毎の積分値の総和である。

残留磁気モーメントＭｒｅｓがゼロであれば（Mres=0）、能動磁気遮蔽型磁石装置２の大きさに比べて十分遠方では、コイルが存在しないかのように磁場が検知できなくなる。すなわち、残留磁気モーメントＭｒｅｓをゼロにすれば（Mres=0）、遠方での漏れ磁場をゼロにすることができる。この残留磁気モーメントＭｒｅｓをゼロにすることは（Mres=0）、従来から行われている。

また、シールドコイルを除いて、主コイルのみの磁気モーメントの総和Ｍｍを算出した。残留磁気モーメントＭｒｅｓとＭｍの比(Mres/Mm)を、残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔとした（Mrt=Mres/Mm）。この残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔは、シールドコイルの磁気モーメントの大きさと主コイルの磁気モーメントの大きさとの差の、主コイルの磁気モーメントの大きさに対する相対的な大きさの指標となっている。すなわち、この残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔを用いることによって、主コイルとシールドコイルの磁石としての強さ(つまり磁気モーメント)を一般化して議論することができる。例えば、残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔが正の値であれば（Mrt＞0）、シールドコイルの磁気モーメントが主コイルに比べて小さいことを示している。逆に、残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔが負の値であれば（Mrt＜0）、シールドコイルの磁気モーメントが主コイルに比べて大きいことを示している。

なお、残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔに替えて、シールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１の磁気モーメントの総和の大きさの、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１の磁気モーメントの総和の大きさに対する比を用いてもよい。この比によれば、シールドコイルの磁気モーメントの大きさと主コイルの磁気モーメントの大きさの大小関係を容易に把握することができる。

第１の実施形態（図２（ａ）（ｂ））では、主コイルの磁気モーメントの合計は２．２７８ＭＡｍ^２であり、シールドコイルの磁気モーメントは、２．２５７ＭＡｍ^２であった。両者の差である残留磁気モーメントは、０．０２１ＭＡｍ^２であり、残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔは、＋０．９２％であった。残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔが正の値であるので（Mrt＞0）、シールドコイルの磁気モーメントの大きさを主コイルに比べて小さくすることに成功していることになる。なお、シールドコイルの磁気モーメントの大きさの主コイルの磁気モーメントの大きさに対する比は、９９．０８％であった。

次に、漏れ磁場の大きさを評価する。地磁気が０．４Ｇ（０．０４ｍＴ）の大きさで既に存在しているので、１Ｇ（０．１ｍＴ）以下の漏れ磁場を評価する必要はないと考え、漏れ磁場が地磁気に埋もれずに確実に検出できる５Ｇ（０．５ｍＴ）を評価の対象とした。すなわち、５Ｇ（０．５ｍＴ）の磁場強度等高線５Ｇが、能動磁気遮蔽型磁石装置２に、あるいは、原点Ｏにどれだけ近づけられるかを評価した。具体的には、磁場強度等高線５Ｇの半径方向位置の最大値が、小さければ小さいほど、漏れ磁場が急速に減衰していると判断した。これより、図２（ｂ）に示すように、第１の実施形態では、磁場強度等高線５Ｇの半径方向位置における最大値が、２．２５ｍ（位置Ｒ１）未満であった。この値より、後記する比較例１乃至３と比較して、第１の実施形態では、漏れ磁場が急速に減衰していると判断した。

そして、第１の実施形態では、半径方向位置２．５ｍ（位置Ｒ２）において、Ｚ軸と平行にスキャンすると、磁場の方向が半径方向の成分で外側に向かう方向である領域（図中の上矢印↑）と、磁場の方向が半径方向の成分で内側に向かう方向である領域（下矢印↓）とが、交互に３領域ずつ存在することがわかった。すなわち、半径方向位置２．５ｍ（位置Ｒ２）においては、磁極を６個検出できることがわかった。このことは、磁極数６より１つ少ない５個の磁石がＺ軸方向に並んでいるかのように、能動磁気遮蔽型磁石装置２が検出されたことになる。５個の磁石というのは、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１、シールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１の４個の磁石がそれぞれ検出されたのに対し、主コイルＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１の４個の磁石が１個の磁石として検出されたためであると考えられる。

第１の実施形態では、６極まで磁極数を増加させることにより、磁束等高線（磁力線）６が、半径方向に広がるのを抑制し、磁場の半径方向への減衰を速めている。磁極を増やすには、Ｚ軸方向に、主コイルとシールドコイルを交互に並べることが必要であるが、第１の実施形態では、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１に対して、シールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１を、Ｚ軸方向に中心間距離Ｚ１だけ移動することにより、主コイルとシールドコイルのＺ軸方向の交互の並びを実現している。

また、半径方向位置２．５ｍ（位置Ｒ２）から、シールドコイルまでの距離は、主コイルまでの距離に比べて、無視できない程度に近い。つまり、主コイルに比べてシールドコイルによる磁場の影響が、能動磁気遮蔽型磁石装置２近傍における漏れ磁場に強く出ていると考えられる。そこで、シールドコイルの影響を弱めるためにシールドコイルの電流を小さくし磁気モーメントを小さくしている。従来であれば、シールドコイルの磁気モーメントは、主コイルの磁気モーメントと等しく設定することが常道であると考えられてきた。これは、能動磁気遮蔽型磁石装置２遠方から導かれた解であって、近傍に着目することによって、第１の実施形態では、シールドコイルの磁気モーメントの大きさを主コイルの磁気モーメントの大きさより小さくできるという解に達している。シールドコイルの磁気モーメントの大きさを小さくできれば、主コイルの磁気モーメントを大きくすることなしに、撮像領域４の磁場強度を大きくすることができる。

また、半径方向位置４ｍ（位置Ｒ３）において、Ｚ軸と平行にスキャンすると、磁場の方向が半径方向の成分で外側に向かう方向である領域（図中の上矢印↑）と、磁場の方向が半径方向の成分で内側に向かう方向である領域（下矢印↓）とが、交互に２領域ずつ存在することがわかった。すなわち、半径方向位置４ｍ（位置Ｒ３）においては、磁極を４個検出できることがわかった。このように、半径方向位置２．５ｍ（位置Ｒ２）から、半径方向位置４ｍ（位置Ｒ３）までの短い距離で、磁極数が６から４に減っているのは、磁力が急速に減衰しているためであると考えられる。

また、例えば、磁場強度等高線５Ｇの内側には、磁場の影響で設置できないような外部装置があるとすると、実質的に、能動磁気遮蔽型磁石装置２の占有面積は、磁場強度等高線５Ｇの内側の面積であると考えられる。第１の実施形態によれば、磁場強度等高線５Ｇを能動磁気遮蔽型磁石装置２に近づけることができるので、この実質的な占有面積を減少させることができる。また周囲への漏れ磁場の影響を弱める磁気シールドを少なくできるので、装置設置に必要な面積を狭くでき、搬入搬出等の取扱も容易になる。シールドコイルを小さくできるので、能動磁気遮蔽型磁石装置２を軽量化できる。

また、シールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１を中心間距離Ｚ１だけ移動させているので、真空容器３の外周側面の長さＺｏ（図２（ａ）参照）を短くできる。このことにより、能動磁気遮蔽型磁石装置２の正味の占有面積も減少させることができる。また、真空容器３の角がとれて、実際より、視覚的には一層、装置が小さく見え、被検者は、装置から受けるストレス、圧迫感を減少させることができる。

（比較例１）
図３は、比較例１の能動磁気遮蔽型磁石装置の真空容器３を、Ｚ軸を含みかつＺ軸に沿う平面で切断した片側の断面図であり、その平面上での磁束等高線６と磁場強度等高線５Ｇを示している。図３は、図２（ｂ）に対応させて漏れ磁場を記載している。

図３に示すように、比較例１の能動磁気遮蔽型磁石装置は、第１の実施形態の能動磁気遮蔽型磁石装置２と比較して、残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔが、ゼロ（Ｍｒｔ＝０．０％）である点が異なっている。また、図２（ａ）を参照して、最両端に位置する主コイルＭＣ１０（ＭＣ１１）の軸方向位置と、シールドコイルＳＣ１０（ＳＣ１１）の軸方向位置との中心間距離Ｚ１がゼロ（Ｚ１＝０ｃｍ）である点が異なっている。そして、このことにより、図２（ａ）のように真空容器３の外周側面の長さＺｏを、内周側面の長さＺｉより短くすることができず、長さＺｏは、長さＺｉに等しくしている。上記以外の比較例１の構成は、第１の実施形態と同じである。

漏れ磁場に関しては、比較例１では、磁場強度等高線５Ｇの半径方向位置における最大値は、２．５ｍ（位置Ｒ２）に達していた。この値より、比較例１より、２．２５ｍ未満の第１の実施形態の方が、漏れ磁場が急速に減衰していることがわかる。

また、比較例１では、半径方向位置２．５ｍ（位置Ｒ２）において、Ｚ軸と平行にスキャンすると、磁場の方向が半径方向の成分で外側に向かう方向である領域（図中の上矢印↑）と、磁場の方向が半径方向の成分で内側に向かう方向である領域（下矢印↓）とが、交互に２領域ずつ存在することがわかった。すなわち、半径方向位置２．５ｍ（位置Ｒ２）においては、磁極を４個検出できることがわかった。このことは、磁極数４より１つ少ない３個の磁石がＺ軸方向に並んでいるかのように、能動磁気遮蔽型磁石装置２が検出されたことになる。磁石３個は、第１の実施形態の５個に比べ、検出される磁石の個数が２個減少している。図３より検出されなかった２個の磁石とは、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１（図２（ａ）参照）であると考えられる。これは、シールドコイルの磁気モーメントが強いために、半径方向位置２．５ｍ（位置Ｒ２）から見て、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１（図２（ａ）参照）が、シールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１（図２（ａ）参照）によって隠されたためであると考えられる。

また、比較例１では、半径方向位置４ｍ（位置Ｒ３）において、Ｚ軸と平行にスキャンすると、磁場の方向が半径方向の成分で外側に向かう方向である領域（図中の上矢印↑）と、磁場の方向が半径方向の成分で内側に向かう方向である領域（下矢印↓）とが、交互に１領域ずつ存在することがわかった。すなわち、半径方向位置４ｍ（位置Ｒ３）においては、磁極を２個検出できることがわかった。このことは、従来からいわれているように、残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔが、ゼロ（Ｍｒｔ＝０．０％）であれば、装置の遠方では磁力を減衰できることを示している。

（比較例２）
図４は、比較例２の能動磁気遮蔽型磁石装置の真空容器３を、Ｚ軸を含みかつＺ軸に沿う平面で切断した片側の断面図であり、その平面上での磁束等高線６と磁場強度等高線５Ｇを示している。図４は、図２（ｂ）と図３に対応させて漏れ磁場を記載している。

図４に示すように、比較例２は、比較例１と比較して、残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔが、−１．７％（Ｍｒｔ＝−１．７％）である点が異なっている。上記以外の比較例２の構成は、比較例１と同じである。

漏れ磁場に関しては、比較例２では、磁場強度等高線５Ｇの半径方向位置における最大値は、２．５ｍ（位置Ｒ２）未満になっている。この値より、比較例２の方が、２．５ｍ（位置Ｒ２）に達する比較例１より、漏れ磁場が急速に減衰していることがわかる。また、比較例２に比べて、２．２５ｍ未満の第１の実施形態の方が、漏れ磁場が急速に減衰していることがわかる。

比較例２では、比較例１に対して、５Ｇ（０．５ｍＴ）以上の磁場の領域をより狭い領域に止めるために、残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔを、−１．７％（Ｍｒｔ＝−１．７％）に変更し、具体的には、シールドコイルの磁気モーメントの大きさを、主コイルの磁気モーメントの大きさより大きくしている。このことにより、磁場強度等高線５Ｇにおいて、軸方向位置のゼロ（０ｍ）で、半径方向に膨らんだ磁場強度等高線５Ｇを凹ませることに成功している。しかし、シールドコイルの磁気モーメントの大きさを大きくしたことにより、シールドコイルを大きくする必要が生じ、このために、撮像領域の磁場強度４（図２（ａ）参照）が不足すれば、主コイルを大きくすることになり、装置全体、特にコイルが大きくなってしまう。このように、比較例１と比較例２のように、最両端に位置する主コイルＭＣ１０（ＭＣ１１）の軸方向位置と、シールドコイルＳＣ１０（ＳＣ１１）の軸方向位置との中心間距離Ｚ１がゼロ（Ｚ１＝０ｃｍ）の場合においては、求める解はないと考えられた。

なお、比較例２では、半径方向位置２．５ｍ（位置Ｒ２）において、Ｚ軸と平行にスキャンすると、磁場の方向が半径方向の成分で外側に向かう方向である領域（図中の上矢印↑）と、磁場の方向が半径方向の成分で内側に向かう方向である領域（下矢印↓）とが、交互に２領域ずつ存在することがわかった。すなわち、半径方向位置２．５ｍ（位置Ｒ２）においては、磁極を４個検出できることがわかった。これらの傾向は比較例１と同じである。

また、比較例１では、半径方向位置４ｍ（位置Ｒ３）において、Ｚ軸と平行にスキャンすると、磁場の方向が半径方向の成分で外側に向かう方向である領域（図中の上矢印↑）と、磁場の方向が半径方向の成分で内側に向かう方向である領域（下矢印↓）とが、交互に１領域ずつ存在することがわかった。すなわち、半径方向位置４ｍ（位置Ｒ３）においては、磁極を２個検出できることがわかった。これらの傾向は比較例１と同じである。

（比較例３）
図５は、比較例３の能動磁気遮蔽型磁石装置の真空容器３を、Ｚ軸を含みかつＺ軸に沿う平面で切断した片側の断面図であり、その平面上での磁束等高線６と磁場強度等高線５Ｇを示している。図５は、図２（ｂ）に対応させて漏れ磁場を記載している。

図５に示すように、比較例３の能動磁気遮蔽型磁石装置は、第１の実施形態の能動磁気遮蔽型磁石装置２と比較して、残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔが、ゼロ（Ｍｒｔ＝０．０％）である点が異なっている。上記以外の比較例３の構成は、第１の実施形態と同じであり、図２（ａ）を参照して、最両端に位置する主コイルＭＣ１０（ＭＣ１１）の軸方向位置と、シールドコイルＳＣ１０（ＳＣ１１）の軸方向位置との中心間距離Ｚ１が４ｃｍ（Ｚ１＝４ｃｍ）である点も同じである。

漏れ磁場に関しては、比較例３では、磁場強度等高線５Ｇの半径方向位置における最大値は、２．２５ｍ（位置Ｒ１）を超えており、この値から、比較例３に比べて、２．２５ｍ未満の第１の実施形態の方が、漏れ磁場が急速に減衰していることがわかる。

また、比較例３では、半径方向位置２．５ｍ（位置Ｒ２）において、Ｚ軸と平行にスキャンすると、磁場の方向が半径方向の成分で外側に向かう方向である領域（図中の上矢印↑）と、磁場の方向が半径方向の成分で内側に向かう方向である領域（下矢印↓）とが、交互に２領域ずつ存在することがわかった。すなわち、半径方向位置２．５ｍ（位置Ｒ２）においては、磁極を４個検出できることがわかった。このことは、磁極数４より１つ少ない３個の磁石がＺ軸方向に並んでいるかのように、能動磁気遮蔽型磁石装置２が検出されたことになる。磁石３個は、第１の実施形態の５個に比べ、検出される磁石の個数が２個減少している。検出されなかった２個の磁石の１つは、一群の４個の主コイルＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１（図２（ａ）参照）が、第１の実施形態では、１個の磁石として検出されていたところ、比較例３では、検出されなくなったためであると考えられる。もう１つの磁石は、第１の実施形態では、２つのシールドコイルＳＣ１０とＳＣ１１とがそれぞれ検出されていたが、比較例３では、２つのシールドコイルＳＣ１０とＳＣ１１とが、１つの磁石として検出されたためであると考えられる。

これは、中心間距離Ｚ１が４ｃｍ（Ｚ１＝４ｃｍ）になったために、２つのシールドコイルＳＣ１０とＳＣ１１の間隔は狭まり、かつシールコイルの磁気モーメントが強く設定されている(Ｍｒｔ＝０．０％)ために、半径方向位置２．５ｍ（位置Ｒ２）から見て、２つのシールドコイルＳＣ１０とＳＣ１１の間からのぞいていた主コイルＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１（図２（ａ）参照）が隠されたためであると考えられる。

また、比較例３では、半径方向位置４ｍ（位置Ｒ３）において、Ｚ軸と平行にスキャンすると、磁場の方向が半径方向の成分で外側に向かう方向である領域（図中の上矢印↑）と、磁場の方向が半径方向の成分で内側に向かう方向である領域（下矢印↓）とが、交互に２領域ずつ存在することがわかった。すなわち、半径方向位置４ｍ（位置Ｒ３）においては、磁極を４個検出できることがわかった。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る能動磁気遮蔽型磁石装置の真空容器３を、Ｚ軸を含みかつＺ軸に沿う平面で切断した片側の断面図であり、その平面上での磁束等高線６と磁場強度等高線５Ｇを示している。図６は、図２（ｂ）と図５に対応させて漏れ磁場を記載している。

図６に示すように、第２の実施形態は、比較例３と比較して、残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔが、＋１．４％（Ｍｒｔ＝＋１．４％）である点が異なっている。上記以外の第２の実施形態の構成は、比較例３と同じである。なお、シールドコイルの磁気モーメントの大きさの主コイルの磁気モーメントの大きさに対する比は、９８．６％であった。

漏れ磁場に関しては、第２の実施形態では、磁場強度等高線５Ｇの半径方向位置における最大値は、２．２５ｍ（位置Ｒ１）未満になっている。この値より、第２の実施形態の方が、２．２５ｍ（位置Ｒ１）を超える比較例３より、漏れ磁場が急速に減衰していることがわかる。また、第２の実施形態は、やはり２．２５ｍ未満の第１の実施形態と同等に、漏れ磁場が急速に減衰していることがわかる。

第２の実施形態では、比較例３に対して、５Ｇ（０．５ｍＴ）以上の磁場の領域をより狭い領域に止めるために、残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔを、＋１．４％（Ｍｒｔ＝＋１．４％）に変更し、具体的には、シールドコイルの磁気モーメントの大きさを、主コイルの磁気モーメントの大きさより小さくしている。このことにより、磁場強度等高線５Ｇにおいて、軸方向位置の±１．０ｍで、半径方向に膨らんだラインを凹ませフラットにすることに成功している。

また、第２の実施形態では、半径方向位置２．５ｍ（位置Ｒ２）において、Ｚ軸と平行にスキャンすると、磁場の方向が半径方向の成分で外側に向かう方向である領域（図中の上矢印↑）と、磁場の方向が半径方向の成分で内側に向かう方向である領域（下矢印↓）とが、交互に３領域ずつ存在することがわかった。すなわち、半径方向位置２．５ｍ（位置Ｒ２）においては、磁極を６個検出できることがわかった。このことは、第１の実施形態と同様に、磁極数６より１つ少ない５個の磁石がＺ軸方向に並んでいるかのように、能動磁気遮蔽型磁石装置２が検出されたことになる。このことは、比較例３に対して、２つのシールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１（図２（ａ）参照）の磁気モーメントの大きさを小さくしたことで、２つのシールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１が、１体として観察されていたのが２つの磁石として検出されるようになり、この２つのシールドコイルＳＣ１０、ＳＣ１１の間から、一群の主コイルＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１が１つの磁石として検出されるようになったからである。そして、これらは、３つの短い磁石（４本の間隔の狭い磁極）として検出されている。これは、主コイルＭＣ１０、ＭＣ１１が磁力を半径方向に及ぼしているからであり、中心間距離Ｚ１をゼロではなく４ｃｍに設定していることによっている。磁極の間隔が狭ければ、その狭い磁極の間隔から膨れる磁束等高線（磁力線）６は大きく膨れることはなく、磁場を急速に減衰させることができると考えられる。

また、第２の実施形態では、半径方向位置４ｍ（位置Ｒ３）において、Ｚ軸と平行にスキャンすると、磁場の方向が半径方向の成分で外側に向かう方向である領域（図中の上矢印↑）と、磁場の方向が半径方向の成分で内側に向かう方向である領域（下矢印↓）とが、交互に１領域ずつ存在することがわかった。すなわち、半径方向位置４ｍ（位置Ｒ３）においては、磁極を２個検出できることがわかった。このように２個しか磁極が検出されないことは、能動磁気遮蔽型磁石装置２の遠方での磁力の減衰が急速に進んでいることを示していると考えられる。

（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態に係る能動磁気遮蔽型磁石装置の真空容器３を、Ｚ軸を含みかつＺ軸に沿う平面で切断した片側の断面図であり、その平面上での磁束等高線６と磁場強度等高線７を示している。図７は、図２（ａ）に対応させて強高度均一磁場を記載している。

図７に示すように、第３の実施形態は、第１の実施形態と比較して、コイルを軸方向に長くしている。これは、コイルの局所的な経験磁界の高まりを抑制して、撮像領域４の磁場強度が高められるようにしているためである。また、これまでの実施形態と比較例と異なり、コイルの数を増やしている。これは均一磁場を発生する必要のある撮像領域４が広くなるようにしたためである。この第３の実施形態では、磁場を強くしても、またコイル数を変更してもこれまでの議論と同様に本発明が適用できることを示す。
残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔは、＋０．３７％（Ｍｒｔ＝＋０．３７％）である。また、全コイルの最両端に位置する主コイルＭＣ１０（ＭＣ１１）の軸方向位置と、シールドコイルＳＣ１０（ＳＣ１１）の軸方向位置との中心間距離Ｚ１は、７．６ｃｍである。この中心間距離Ｚ１は、全コイル中で最両端に位置する主コイルＭＣ１０端とＭＣ１１端の軸方向位置における間隔（端部間隔１４０ｃｍ）に対して、５．４％程度に設定されている。また、主コイルＭＣ３０、ＭＣ３１の間に主コイルＭＣ４０が設けられている。なお、シールドコイルの磁気モーメントの大きさの主コイルの磁気モーメントの大きさに対する比は、９９．６３％であった。第３の実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができた。また、第３の実施形態によれば、主コイルＭＣ１０とＭＣ１１の軸方向位置における間隔を大きくして、この大きくなった間隔に主コイルＭＣ４０を配置して、均一性を担保し、撮像領域４の拡大を可能にしている。そして、漏れ磁場を減衰させるために、中心間距離Ｚ１を４ｃｍから７．６ｃｍに大きくしている。そして、残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔは、正の範囲の＋０．３７％（Ｍｒｔ＝＋０．３７％）において、漏れ磁場を急速に減衰させることに成功している。
次に、本発明で重要なパラメータである残留磁気モーメントの割合Ｍｒｔについて議論しておく。図８にはこれまで議論した５ガウス線（図２（ｂ）等参照、磁場強度５Ｇ（０．５ｍＴに相当）の磁場強度等高線５Ｇ）の半径方向位置の変動分と、Ｍｒｔの関係を示している。図８の下部には、実施例１，２の形態で、Ｍｒｔを変更した場合であるが、中心間距離Ｚ１の値を４ｃｍだけでなく、３ｃｍ以上５ｃｍ以下（3cm≦Z1≦5cm(主コイルの端部間隔に対するＺ１の比で２．５％−４．２％)の範囲で変化させている。本発明の目的は漏れ磁場を素早く減衰させることであるために、縦軸はこれまでの議論で指標としてきた５ガウス線の位置に注目し、その変化分を示している。中心間距離Ｚ１に依存して５ガウス線の位置も変化しているが、いずれの場合においてもＭｒｔの０％から２％の変化の中で極小値を持っている。極小値を超えてもＭｒｔが２．５％程度までであれば、比較的小さな５ガウス線の膨脹にとどまっているが、一方、図２（ａ）と図２（ｂ）を比較して理解できるように、Ｍｒｔの増加は軸方向の５ガウス線の膨脹を伴う。従って、極小値を超えてさらにＭｒｔを大きくすることに利点は無い。
図８の上部では、中心間距離Ｚ１の大きさを変え、中心間距離Ｚ１を２−５ｃｍ（主コイルの端部間隔に対するＺ１の比で１．４−３．６％）で変化させて、「△」印でプロットしている。このように変化させると、Ｍｒｔの適切な範囲も変化するが、０．２５％以上２．０％以下（0.25%≦Mrt≦2.0%）が適切な値の範囲であることを示している。なお、「△」印は、シールドコイルの半径位置Ｒｓｃを０．８３ｍとしている。
また、図８の上部には、シールドコイルの半径位置Ｒｓｃを０．８３ｍから０．９ｍに大きくし、ＭＲＩ装置１外側の磁場を高めた場合に付いて、「○」印で示している。この図８の上部の「○」印のデータもそれぞれの中心間距離Ｚ１に対して５ガウス線が最も半径小側にくる極小値のデータを、中心間距離Ｚ１を２−５ｃｍ（主コイルの端部間隔に対するＺ１の比で１．４−３．６％）で変化させて、プロットしている。Ｍｒｔが大きなデータ点では中心間距離Ｚ１も大きくなっている。この「○」印の場合でも、「△」印の場合と同様に、Ｍｒｔが０．２５％以上２．０％以下（0.25%≦Mrt≦2.0%）の範囲であれば、５ガウス線をＭＲＩ装置１の近傍に配置でき、漏れ磁場を素早く減衰させることができると言える。

本発明の第１の実施形態に係る能動磁気遮蔽型磁石装置の外観図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る能動磁気遮蔽型磁石装置のＺ軸を含みかつＺ軸に沿う平面で切断した片側の断面図であり、その平面上での磁束等高線と磁場強度等高線を示し、（ｂ）は、その平面上で（ａ）より広域の磁束等高線と磁場強度等高線を示している。 比較例１（Ｍｒｔ＝０．０％、Ｚ１＝０ｃｍ）の能動磁気遮蔽型磁石装置のＺ軸を含みかつＺ軸に沿う平面で切断した片側の断面図であり、その平面上での磁束等高線と磁場強度等高線を示している。 比較例２（Ｍｒｔ＝−１．７％、Ｚ１＝０ｃｍ）の能動磁気遮蔽型磁石装置のＺ軸を含みかつＺ軸に沿う平面で切断した片側の断面図であり、その平面上での磁束等高線と磁場強度等高線を示している。 比較例３（Ｍｒｔ＝０．０％、Ｚ１＝４ｃｍ）の能動磁気遮蔽型磁石装置のＺ軸を含みかつＺ軸に沿う平面で切断した片側の断面図であり、その平面上での磁束等高線と磁場強度等高線を示している。 本発明の第２の実施形態（Ｍｒｔ＝＋１．４％、Ｚ１＝４ｃｍ）に係る能動磁気遮蔽型磁石装置のＺ軸を含みかつＺ軸に沿う平面で切断した片側の断面図であり、その平面上での磁束等高線と磁場強度等高線を示している。 本発明の第３の実施形態（Ｍｒｔ＝＋０．３７％、Ｚ１＝７．６ｃｍ）に係る能動磁気遮蔽型磁石装置のＺ軸を含みかつＺ軸に沿う平面で切断した片側の断面図であり、その平面上での磁束等高線と磁場強度等高線を示している。 残留磁気モーメントの割合と、５ガウス線の半径方向位置の変化分との関係を示したグラフであり、シールド磁石の軸方向位置（中心間距離Ｚ１）を固定して、残留磁気モーメントの割合を変化させた場合(図８の下部)と、中心間距離Ｚ１毎に最も適切な(５ガウス線の半径方向の位置が最も小さくなる)ケース（図８の上部）とでの、５ガウス線の半径方向の位置の変化分をプロットしている。

符号の説明

１ 磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置
２ 能動磁気遮蔽型磁石装置
３ 真空容器
４ 撮像領域
５ 支持脚
６ 磁束等高線
７ 磁場強度等高線（１．５Ｔ±１．５ｐｐｍ）
８ 磁場強度等高線（５Ｇ（０．５ｍＴに相当）間隔）
１３ 真空容器
ＭＣ１０、ＭＣ１１、ＭＣ２０、ＭＣ２１、ＭＣ３０、ＭＣ３１、ＭＣ４０ 主磁石
ＳＣ１０、ＳＣ１１ シールド磁石

Claims (8)

1. 磁気モーメントが全て同方向であり、軸が一致する３つ以上の円環状の主磁石と、
   磁気モーメントが前記主磁石とは逆方向であり、軸が前記主磁石と一致する２つ以上の円環状のシールド磁石とを有し、
   前記シールド磁石それぞれの前記軸を含みかつ前記軸に沿う平面で切った片側断面の中心の前記軸の方向の位置であるシールド磁石の軸方向位置は、前記主磁石の前記軸を含みかつ前記軸に沿う平面で切った片側断面の中心の前記軸の方向の位置である主磁石の軸方向位置の間に設定され、
   前記シールド磁石の磁気モーメントの総和の大きさが、前記主磁石の磁気モーメントの総和の大きさより小さく設定され、
   前記主磁石の円環の外径が０．９ｍ以上１．２ｍ以下の範囲内であり、前記主磁石の軸方向位置の前記両端値の間隔が、１．１ｍ以上１．５ｍ以下の範囲である場合に、
   前記軸から前記主磁石の円環の半径方向に２．５ｍの位置で、前記軸方向にみると、磁場の方向が前記半径方向の成分で外側に向かう方向である領域と、前記磁場の方向が前記半径方向の成分で内側に向かう方向である領域とが、交互に３領域ずつ存在することを特徴とする能動磁気遮蔽型磁石装置。
2. 磁気モーメントが全て同方向であり、軸が一致する３つ以上の円環状の主磁石と、
   磁気モーメントが前記主磁石とは逆方向であり、軸が前記主磁石と一致する２つ以上の円環状のシールド磁石とを有し、
   前記シールド磁石それぞれの前記軸を含みかつ前記軸に沿う平面で切った片側断面の中心の前記軸の方向の位置であるシールド磁石の軸方向位置は、前記主磁石の前記軸を含みかつ前記軸に沿う平面で切った片側断面の中心の前記軸の方向の位置である主磁石の軸方向位置の間に設定され、
   前記シールド磁石の磁気モーメントの総和の大きさが、前記主磁石の磁気モーメントの総和の大きさより小さく設定され、
   前記主磁石の円環の外径が０．９ｍ以上１．２ｍ以下の範囲内であり、前記主磁石の軸方向位置の前記両端値の間隔が、１．１ｍ以上１．５ｍ以下の範囲である場合に、
   前記軸から前記主磁石の円環の半径方向に４ｍ以上の位置で、前記軸方向にみると、磁場の方向が前記半径方向の成分で外側に向かう方向である領域と、前記磁場の方向が前記半径方向の成分で内側に向かう方向である領域とが、１領域ずつ存在することを特徴とする能動磁気遮蔽型磁石装置。
3. 前記主位置の両端値の一方と前記シールド位置の間隔は、前記主磁石の軸方向位置の前記両端値の間隔の１．４％以上５．４％以下の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１項又は２項に記載の能動磁気遮蔽型磁石装置。
4. 磁気モーメントが全て同方向であり、軸が一致する３つ以上の円環状の主磁石と、
   磁気モーメントが前記主磁石とは逆方向であり、軸が前記主磁石と一致する２つ以上の円環状のシールド磁石とを有し、
   前記シールド磁石それぞれの前記軸を含みかつ前記軸に沿う平面で切った片側断面の中心の前記軸の方向の位置であるシールド磁石の軸方向位置は、前記主磁石の前記軸を含みかつ前記軸に沿う平面で切った片側断面の中心の前記軸の方向の位置である主磁石の軸方向位置の間に設定され、
   前記シールド磁石の磁気モーメントの総和の大きさが、前記主磁石の磁気モーメントの総和の大きさより小さく設定され、
   前記シールド磁石の磁気モーメントの総和の大きさは、前記主磁石の磁気モーメントの総和の大きさの９８％以上９９．７５％以下の範囲内の大きさであることを特徴とする能動磁気遮蔽型磁石装置。
5. 前記主磁石の軸方向位置の少なくとも１つは、前記シールド磁石の軸方向位置の間に設定され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項に記載の能動磁気遮蔽型磁石装置。
6. 前記シールド磁石の円環の外径は、前記主磁石の円環の最大の外径より大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の能動磁気遮蔽型磁石装置。
7. 前記主磁石と前記シールド磁石が超伝導コイルであり、
   前記主磁石と前記シールド磁石を断熱支持する真空容器が、前記軸を軸とする円筒形状であり、
   前記円筒形状の外周側面の長さは、内周側面の長さより短いことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の能動磁気遮蔽型磁石装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の能動磁気遮蔽型磁石装置を有し、
   前記軸上に撮像領域を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。