JPH01104252A - 磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は磁気共鳴撮像装置に係り、主磁場を形成供給す
る永久磁石型の静磁場発生装置の構造に関するものであ
る。

（ロ）従来の技術 ＭＨＩ（磁気共鳴撮像装置）においては、均一な静磁場
が形成されている空間に、勾配磁場をパルス的に加える
ことによって位置情報を周波数情報に変換して、ＮＭＲ
信号としてデータ収集し、７−リエ変換することによっ
て画像を再構成する。

この勾配磁場は、１ｍ５ｅｃ以下の時間で、Ｏから一定
の値まで立ち上り、一定の値から０まで立ち下ることが
要求きれる。

ところで永久磁石型のＭＲＩでは、第１２．１３図に示
す様に、ヨーク（１０１）内に上下に永久磁石（１０２
ａ）（１０２ｂ）が配置され、静磁場の均一性を向上さ
ける目的で、内側に軟質磁性材料の磁極（１０３ａ）（
１０３ｂ）が配置されている。勾配磁場を形成するため
の勾配磁場フィル（１０４ａ）（１０４ｂ）は、更に内
側に配置され、人体の収納空間を広くする目的で、磁極
（１０３ａ）（１０３ｂ）に接している。この場合には
、勾配磁場フ？ル（１０４ｇ＞（１０４ｂ）にパルス的
に電流が流れることにより、電流の立ち上り、立ち下り
の瞬間に、磁極での磁束が急激に変化することになり、
磁極表面には、磁束変化を打ち消す方向に渦電流が発生
する。この渦電流は、人体収納空間に勾配磁場コイル（
１０４ａ）（１０４ｂ）が形成する磁場と逆方向の磁場
を形成するために、勾配磁場の立ち上り、立ち下り時に
第１５図（Ｂ）に示すいわゆるなまり現の 象が現れ、勾配磁場が一定の値又は０になるま入時間が
著しく長くなる。尚第１５図において（Ａ）は勾配磁場
コイル（１０４ａ）（１０４ｂ）に与える電流の時間特
性を示し、（Ｂ）は（Ａ）の電流による勾配磁場の理想
的時間特性（図中点線で示す）となまり現象（図中実線
で示す）を示している。

上記の渦電流を低減する目的で、第１２図に示す如く磁
極（１０３ａ）（１０３ｂ）を薄板の積層構造又はテー
プ状に巻回した構造とすることが提案されている（特開
昭６１−２０３６０５号公報参照）、従来第１２図、第
１３図に示きれる永久磁石型磁気共鳴撮像装置において
は、磁石（１０２ａ）（１０２ｂ）と磁極（１０３ａ）
（１０３ｂ）の間に余分な空間が存在すれば磁束の損失
となり、人体収納空間に形成される静磁場強度が弱くな
るため、磁石（１０２ａ）（１０２ｂ）と磁極（１０３
ａ）（１０３ｂ）は接して配置されている。従って、特
に第１２図の場合積層構造の端面が磁石を介して電気的
に導通することが起こる。そして磁石材料の内部抵抗が
大きいフェライト磁石でも、電気絶縁物よりは比抵抗が
小さいので、導通することによる渦電流が発生する可能
性がある。特に、希土類磁石（サマリウムコバルト磁石
、ネオジ系磁石）の場合には比抵抗が金属と同程度であ
ることから、積層の端面で電気的に導通し渦電流が発生
するために、磁極を猜Ｊ！！構造にした効果が無くなる
（下表参照）。

〈表〉 （ハ）　発明が解決しようとする問題点本発明が解決し
ようとする問題点は、永久磁石型磁気共鳴撮像装置の積
層構造又は、テープ状に巻回された構造の磁極において
、積層構造の端面に接する磁石または電気伝導体を介し
て各層が導通することによって発生する渦電流を低減す
ることである。

（ニ）　　問題点を解決するための手段永久磁石型マグ
ネットにおいて、積層構造又はテープ状に巻回された構
造の磁極の積層の端面と、磁石との間あるいは従来磁極
に接して配置されていた電気伝導体の間に薄い電気絶縁
体を挿入配置せしめることによって、磁極の積層端面に
おける電気導通を無くす。

（ホ）　作用 磁極の積層端面が電気絶縁されることによって、勾配磁
場コイルにパルス電流を流す時に磁極に発生する渦電流
を低減する目的の積層構造が正しく作用し、渦電流の発
生を抑制する。

（へ）　実施例 以下本発明の送気共鳴撮像装置を図面の一実施例に沿っ
て詳細に説明する。

第２図はテープ状に巻回された構造を有する磁極（１）
を示しており、各層はその接触面において電気絶縁され
ている。第３図は上記磁極（１）を−対相対向して配設
すると共に両磁極（ｌａ）（ｌｂ）の対向面に一対の円
形勾配磁場コイル（２ａ）（２ｂ）を密着させて配置さ
せた状態を示している。前記勾配磁場コイル（２ａ）（
２ｂ）には夫々反対方向の電流が供給され、このことに
よって上下のコイル（２ａ）（２ｂ）間に磁場の２性分
が２軸に沿う−Ｃ直線的に変化する磁場分布が形成され
る。

第１図は上記磁極（ｌａ）　（ｌｂ）及び勾配磁場コイ
ル（２ｍ）（２ｂ）を用いた本発明磁気共鳴撮像装置の
全体模式図を示している。同図において〈３）は静磁場
発生室の外殼を形成する磁気ヨーク、（４ａ）（４ｂ）
は該ヨーク（３）内の上下に固定される一対の永久磁石
（一体物）、（ｌａ）（ｔｂ）は両磁石（４ａ）（４ｂ
）の対向面に磁力により吸着されて該磁石（４ａ）（４
ｂ）が形成する静磁場を補正するための磁極、（２Ｍ）
（２ｂ）は両磁極（ｌａ）（ｌｂ）の対向面側に取付は
位置セしめられ勾配磁場を形成する勾配磁場フィルであ
り、前記磁極（ｌａ）（ｌｂ）はテープ状に巻回された
構造を有し、電気絶縁シー１−　（５ａ）（５ｂ）を介
して前記希土類磁石（４ａ）（４ｂ）に取付けられる。

従って磁極（ｌａ）（Ｌｂ）の端面において各層が導通
することは無く、環状分布の渦電流が発生せず、磁場波
形のなまりが無くなる。第１図の磁気共鳴撮像装置によ
る勾配磁場コイル（２ａ）　（２ｂ）に与える電流の時
間特性を第５図（Ａ）に示し、これによる勾配磁場の時
間特性を（Ｂ）に示す、このように、勾配磁場コイル（
２ａ）（２ｂ）の電流波形と同じ時間特性で立上り、立
下る勾配磁場波形が得られる。これに対し、第１３図及
び第１４図に示すように、従来の一体の磁極（１０３ａ
）（１０３ｂ）及び勾配磁場コイル（１０４ａ）（１０
４ｂ）が配置されたものでは、勾配磁場コイル（１０４
ａ）（１０４ｂ）にパルス的に電流を流す場合、電流が
０から一定の値まで立ち上る時及び一定の値からＯまで
立ち下る時に、磁極（１０３ａ）（１０３ｂ）表面に環
状分布の渦電流が発生し、磁場の時間変化波形が前記第
１５ｒｙＪのようになまる。

しかし乍ら第２図のテープ状に巻回された構造の磁極（
１）の場合には、環状分布の渦電流が発生することがで
きず、磁場の時間変化波形はなまらず、勾配磁場−フィ
ル（２ａ）（２ｂ）に流れる電流波形とほとんど同じ時
間で立上り、立下る（第５図参照）。

また第１０図の様に、テープ状に巻回された構造の磁極
（１）において、その端面に電気伝導体（１０５）を部
分的に接することによって、各層を端面で導通させると
、閉ループが形成され、勾配磁場コイル（１０４ａ）（
１０４ｂ）にパルス電流を流す場合に、その立ち上り立
ち下り時に、環状分布の渦電流が流れるようになり、第
１４図の一体の磁極（１０３ａ）（１０３ｂ）の場合と
同様に、磁場波形がなまる。これと同様の原因で、第１
２図の永久磁石型磁気共鳴撮像装置の場合にも、磁場波
形のなまりが生じる。即ち、テープ状に巻回された構造
の磁極（１０３ａ）（１０３ｂ）の端面に、比抵抗が金
属と同程度に小さい希土類磁石（サマリウムコバルト磁
石、ネオジ系磁石）が接触することによって、各層が導
通し、環状分布の渦電流の発生が可能となり、テープ状
に巻回された構造が役割を果たさなくなる。

巻回された構造の磁極と磁石の間に挿入される絶縁物（
５ａ）（ｓｂ）は、磁石を効率良く使用するためには本
来望ましい物では無く、磁場強度の低下の原因となるた
め、できる限り薄い物が望ましい。

又、磁極（ｌａ）　（ｌｂ）は磁石（ａａ）（４ｂ）に
よって強力な磁力で吸着されるため、その吸着力に耐え
るだけの強度を持った絶縁物（５ａ）（５ｂ）であるこ
とが必要である。具体的には厚さｏ、　５ＩＩｎ程度テ
フロンシート、塩化ビニールシート等の有機化合物や、
ガラスエポキシ積層板等の複合材が使用できる。また、
磁石（４ａ）（４ｂ）、磁極（ｌａ）（ｌｂ）の接する
端面を、どちらか一方もしくは両方を塗装（例えばエポ
キシ系塗料）しても効果がある。

上記は、巻回された構造の磁極（ｌａ）（ｌｂ）の磁石
（４ａ）（４ｂ）に吸着させる側の端面での導通に関す
るものであるが、永久磁石型磁気共鳴撮像装置において
は、第６．７図に示すように磁極（１Ｍ＞（ｌｂ）の勾
配磁場フィル（２ａ）（２ｂ）が取り付けられる端面に
電気良導体としての鉄片（６ａ）（６ｂ）・・・を配置
して人体収納空間（７）での均一性を向上させており、
この鉄片（６ａ）（６ｂ）・・・を介して磁極（ｌａ）
（ｌｂ）の各層が電気的に導通し、前述と同様に、環状
の渦電流が流れることが可能となる。この場合にも、磁
極（ｌａ）（ｌｂ）と鉄片（６ａ）（６ｂ）・・・の間
に絶絶臓物（８ａ）（８ｂ）・・・を挿入配置するこよ
によって、渦電流の発生を抑制できる。

以上の実施例では、巻回された構造の磁極と円形の勾配
コイルの場合について説明したが、第８．９図に示す様
な、中心軸が磁極の中心とほぼ一致する多角形コイル（
９ａ）（９ｂ）、（１０ａ）（１０ｂ）に関しても同様
である。

又、平板を積層した構造の磁極に関しても同様である。

（ト）　　発明の効果 本発明は前述のごとく、永久磁石型マグネットにおいて
、積層構造又はテープ状に巻回された構造の磁極と、磁
石及び鉄片との間を絶縁することにより、磁極の各層間
が磁石又は鉄片を介して導通することを防止し、勾配磁
場の立ち上り、立ち下り時の磁極に発生する渦電流を抑
制する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明磁気共鳴撮像装置の一実施例を示す概略
図、第２図はテープ状に巻回きれた磁極の概略斜視図、
第３図は第２図の磁極と円形勾配磁場コ・ｆルとの取付
状態説明図、第４図は第１図の要部拡大図、第５図（Ａ
）は第１図の勾配磁場コイルに与えられる電流の時間特
性図、（Ｂ）は（Ａ）の電流によって形成される勾配磁
場の時間特性図、第６図は本発明磁気共鳴撮像装置の他
の実施例を示す概略図（勾配磁場コイルは省略）、第７
図は第６図の要部拡大図、第８図及び第９図は多角形状
勾配磁場コイルの実施例を示す図、第１０図及び第１１
図は第２図及び第３図に相当する従来図、第１２図、第
１３図は第１図に相当する従来図、第１４図は第１３図
に用いられる磁極と勾配磁場コイルを示す図、第１５図
（Ａ）（Ｂ）は第５図（Ａ　）（Ｂ　）に相当する従来
の特性図である。 （３）・−ヨーク、（４ａ）（４ｂ）−永久磁石、（ｌ
ａ）（ｌｂ）・・・磁極、（２ａ）（２ｂ）・・・勾配
磁場コイル、（６ａ）　（６ｂ）・・・電気良導体、（
５ａ）（５ｂ）（８ａ）（８ｂ）−絶縁体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）静磁場発生室の外殼を形成する磁気ヨーク、該ヨ
   ーク内の上下に固定される一対の永久磁石、両磁石の対
   向面に吸着されて該磁石が形成する静磁場を補正するた
   めの磁極と、両磁極の対向面側に取付位置せしめられ勾
   配磁場を形成する勾配磁場コイルとから成り、磁極が電
   気絶縁された板の積層構造又はテープ状巻回構造であり
   、該磁極と端面において接する前記磁石あるいは電気良
   導体との間を前記絶縁することを特徴とする磁気共鳴撮
   像装置。