JP6473142B2 - 磁石アセンブリ - Google Patents
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Description
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実施形態によれば、一つ以上の多面体の磁石を含む磁石アレイが提供される。実施形態では、このようなアレイは、ハルバッハ球体又はその他のコンパクトな磁石構成の実用化が可能な設計コンテキストを提供する。実施形態においては、前記磁石は、高保磁力材料から作られ、格子に基づいて構成される。
本開示では、特定の数の要素の記載は、その要素がその数よりも多い可能性を含むと理解される。従って、例えば、磁石アレイ又は磁石アレイの一つの層が二つの磁石を含むという記述は、そのアレイ又は層は、少なくとも二つの磁石を含むが、二つよりも多い三つ、四つ、五つ、又は任意の数の磁石を含んでもよいことを示す。同様に、要素群の一つ一つへの言及は、その要素の任意の一つ又は二つ以上がその特定の性質又は特徴を有することを示す。「又は」という用語は、排他的ではなく包含的であり、ある特徴「又は」他の特徴を示す記述は、両方の特徴が存在する可能性を含むと理解される。言い換えれば、「A又はB」という表現は、特徴A及びBの両方の存在を考慮していると理解される。
第1の一連の実施形態が、図6乃至図10を一般的に参照して記述され、第1の一連の実施形態の一例のより詳細な説明が以下に提示される。
一般的に130で示し、図13に示す他の一実施形態において、磁石アレイ130の一次磁石131は、菱形十二面体であり、その形状は、図5Nに示されている。
第3の他の実施形態が図14に示され、一般的に600で指定される。図14に示す磁石アレイ600は、単純な立方格子の一部において立方体601のみから構成される空間充填構造に基づく。中心の立方体は、中心空洞即ち試験容積604を設けるために取り除かれている。格子は拡張され、構造の角上の立方体(8個)は、図示されていないサンプル管を収容出来るように取り除かれている。このブロックの一面に対して垂直なベクトルが、球座標系の(余緯度)θ=0軸として選択され、磁化が上記に説明した式に従って選択される場合、サンプル管進入軸は、中心空洞内の均一な磁場軸に対して「マジック角」にある。
第4の他の実施形態が図15に示され、一般的に620で指定される。この実施形態では、図14の設計600に正方形の平行六面体621が追加されている。実施形態では、これにより、可動構造体に外部要素が固定される場合に、中心空洞内におけるより高い磁場強度と、粗シム調整能力とが提供される。当業者は、所望の目的を達成するために、磁石を枠に嵌めて繋げる方法を容易に理解する。
第5の他の実施形態が図16に示され、一般的に71で指定される。図17の設計のように、本実施形態の磁石ブロック711は、四つの相互貫入の面心立方体(fcc)格子の一部によって構成されるが異なる多面体を備える空間充填構造体に基づく。切頂立方八面体が、磁石ブロック711の角712及び面心713を占有し、切頂立方体が縁心714に設置され、中心の切頂立方体は、中心空洞を設けるために取り除かれている。これらの二つの格子には、二つの他のfcc格子が追加され、その格子サイトの夫々は、二つの異なる配向に存在する切頂四面体715によって占有される。
更なる実施形態が図17に示されており、一般的に800で指定される。
図17Aは、四つの相互貫入面心立方格子の一部によって構成される空間充填構造に基づく磁石アレイ801に関する一般的に800で指定される一実施形態を示す。切頂八面体802は、図示の磁石ブロックの角803及び面心804を占有する。立方八面体805は、縁心に設置され、次に中心の立方八面体は、サンプル、NMR検出コイル、電子磁場シム調整測定、サンプルスピナー、又はその他の装置のための中心空洞を設けるために取り除かれている808。これらの二つの格子には、二つのその他の格子が追加され、その格子サイトの夫々は、切頂四面体809によって(二つの異なる配向に)占有されている。
更なる他の実施形態が図18に示されている。分かり易いように、格子構成は一部だけ図示する。第1の実施形態と同様に、格子構成は、下層の格子を画定する無限の点集合から、最大半径によって画定される周辺内の指定の「原」点、即ち、[0、0、0]に最も近い点を選択することによって画定されることが出来ることが分かる。格子構成に関して選択された点は、一般的に、対称性の考慮によって所与の点から生じた点を全て含む。即ち、例えば、格子点[3、2、0]を含むことにより、数の順番を変えて記号を変えることによって得られる集合
Claims (22)
- 前記多面体の磁石の一つ一つは、切頂立方体、菱形十二面体、プラトンの立体、アルキメデスの立体、ジョンソンの立体、切稜多面体、及び切頂多面体よりなる群から選択される請求項1に記載の磁石アレイ。
- 前記格子はブラベー格子である請求項1に記載の磁石アレイ。
- 前記格子は、単純な立方格子、体心立方格子、面心立方格子、又は六方格子である請求項3に記載の磁石アレイ。
- 前記多面体の磁石は、複数の第1の多面体の磁石及び複数の第2の多面体の磁石を備え、前記第2の多面体の磁石は、前記第1の多面体の磁石よりも小さく、複数の前記第2の多面体の磁石が、サンプルチャネルを少なくとも部分的に画定する請求項1に記載の磁石アレイ。
- 前記サンプルチャネルは、該磁石アレイの体対角線に沿って配向される請求項5に記載の磁石アレイ。
- サンプル回転装置を更に含む請求項5に記載の磁石アレイ。
- 請求項1に記載の磁石アレイを含む磁気共鳴デバイス。
- 前記多面体の磁石の一つ一つは、切頂立方体、菱形十二面体、プラトンの立体、アルキメデスの立体、ジョンソンの立体、切稜多面体、及び切頂多面体よりなる群から選択される請求項10に記載の方法。
- 前記格子はブラベー格子である請求項10に記載の方法。
- 前記格子は、単純な立方格子、体心立方格子、面心立方格子、又は六方格子である請求項13に記載の方法。
- 前記磁石アレイ内に試験容積を設けることを更に備え、前記多面体の磁石は、複数の第1の多面体の磁石及び複数の第2の多面体の磁石を備え、前記第2の多面体の磁石は、前記第1の多面体の磁石よりも小さく、複数の前記第2の多面体の磁石が、サンプルチャネルを少なくとも部分的に画定する請求項10に記載の方法。
- サンプルの磁気共鳴特性を決定する方法であって、請求項10に従って磁場に前記サンプルを配置することを含む方法。
- 請求項1に記載の前記磁石アレイのためのシム調整アセンブリであって、前記シム調整アセンブリは、前記磁石アレイ内に含まれる多面体のシム調整磁石を含み、前記シム調整磁石は、前記シム調整アセンブリ内で移動するようにユーザによって作動させることが出来るシム調整アセンブリ。
- 前記格子構成内の位置を占有する複数のシム調整磁石を更に備える請求項1に記載の磁石アレイ。
- 格子構成に配置され、試験容積を少なくとも部分的に包囲する第1及び第2の多面体の磁石を含む磁石アレイを含む磁気共鳴デバイスであって、前記第1及び第2の多面体の磁石は切頂立方体であり、前記第2の多面体の磁石は、前記第1の多面体の磁石よりも小さく、前記磁石アレイの体対角線に沿って延在するサンプルチャネルを少なくとも部分的に画定する磁気共鳴デバイス。
- 二つ以上の相互貫入格子を組み込んでいる、請求項1に記載の磁石アレイ。
- 前記磁石アレイが二つ又は五つの相互貫入する単純立方格子を含む、請求項20に記載の磁石アレイ。
- 前記磁石アレイが四つの相互貫入する面心立方格子を含む、請求項20に記載の磁石アレイ。
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