JPH0316768B2 - - Google Patents
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- JPH0316768B2 JPH0316768B2 JP60258828A JP25882885A JPH0316768B2 JP H0316768 B2 JPH0316768 B2 JP H0316768B2 JP 60258828 A JP60258828 A JP 60258828A JP 25882885 A JP25882885 A JP 25882885A JP H0316768 B2 JPH0316768 B2 JP H0316768B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G12—INSTRUMENT DETAILS
- G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G12B17/00—Screening
- G12B17/02—Screening from electric or magnetic fields, e.g. radio waves
Landscapes
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明はフリンジ磁界を封じ込めるためのシー
ルド室の構成に関するものである。更に詳しく
は、本発明は核磁気共鳴(NMR)スキヤナの一
部を形成する磁石により発生されるフリンジ磁界
の封じ込めに関するものである。
ルド室の構成に関するものである。更に詳しく
は、本発明は核磁気共鳴(NMR)スキヤナの一
部を形成する磁石により発生されるフリンジ磁界
の封じ込めに関するものである。
核磁気共鳴現象は従来、高分解能のNMR分光
装置で構造化学者が化合組成物の構造を分析する
のに使用されてきた。最近NMRは医療診断用に
開発され、人体組織の像の形成や生体の非侵入形
分光分析に応用されている。現在周知のように、
均一な分極用磁界内に置いた患者等のサンプル物
体にラーモア周波数の無線周波(RF)エネルギ
を照射することにより、サンプル物体内にNMR
共鳴現象を生じさせることができる。医療診断用
でこれを行なう場合は、円筒形のRFコイルの場
の中に、検査を受ける患者を入れて、RFコイル
をRF電力増幅器で励振するのが普通である。RF
励起の終了時に、同じRFコイルまたは別のRFコ
イルを使つてRFコイルの場の中にある患者の身
体から放出されるNMR信号を検出する。NMR
信号は、空間情報を信号に符号化するための線形
磁界勾配を用いて観測するのが普通である。1回
のNMRスキヤンを完了するまでに複数のNMR
信号を観測するのが普通である。これらの信号を
使つて被検体についてのNMR像作成情報または
分光情報を得る。
装置で構造化学者が化合組成物の構造を分析する
のに使用されてきた。最近NMRは医療診断用に
開発され、人体組織の像の形成や生体の非侵入形
分光分析に応用されている。現在周知のように、
均一な分極用磁界内に置いた患者等のサンプル物
体にラーモア周波数の無線周波(RF)エネルギ
を照射することにより、サンプル物体内にNMR
共鳴現象を生じさせることができる。医療診断用
でこれを行なう場合は、円筒形のRFコイルの場
の中に、検査を受ける患者を入れて、RFコイル
をRF電力増幅器で励振するのが普通である。RF
励起の終了時に、同じRFコイルまたは別のRFコ
イルを使つてRFコイルの場の中にある患者の身
体から放出されるNMR信号を検出する。NMR
信号は、空間情報を信号に符号化するための線形
磁界勾配を用いて観測するのが普通である。1回
のNMRスキヤンを完了するまでに複数のNMR
信号を観測するのが普通である。これらの信号を
使つて被検体についてのNMR像作成情報または
分光情報を得る。
医療診断装置として使用される通常の全身用
NMRスキヤナは通常ソレノイド型にした磁石を
含み、この磁石には、その中に患者を入れるのに
充分な大きさの円筒形の孔が設けられている。こ
の磁石は分極用磁界を発生するために使用され
る。この磁界の均一度は像作成(イメージング)
用においては百万分の1、分光検査においては
107分の1以上でなければならない。分極用磁界
の磁界強度は像作成用に使用される電磁石の0.12
テスラ(T)から像作成用および分光用に使用さ
れる超電導磁石の1.5テスラ以上まで変り得る。
比較のため地球磁界の強度は約0.7ガウスであり、
1テスラは10000ガウスに等しい。強磁界、特に
1テスラを超える強磁界は全身用NMRスキヤナ
において特に有用である。NMR分光検査等の特
殊な用途については、たとえばリン(31P)炭素
(13C)等のNMR作用を持つ核がらの有用な
NMR信号を検出するためには1テスラ以上の磁
界強度が必要である。
NMRスキヤナは通常ソレノイド型にした磁石を
含み、この磁石には、その中に患者を入れるのに
充分な大きさの円筒形の孔が設けられている。こ
の磁石は分極用磁界を発生するために使用され
る。この磁界の均一度は像作成(イメージング)
用においては百万分の1、分光検査においては
107分の1以上でなければならない。分極用磁界
の磁界強度は像作成用に使用される電磁石の0.12
テスラ(T)から像作成用および分光用に使用さ
れる超電導磁石の1.5テスラ以上まで変り得る。
比較のため地球磁界の強度は約0.7ガウスであり、
1テスラは10000ガウスに等しい。強磁界、特に
1テスラを超える強磁界は全身用NMRスキヤナ
において特に有用である。NMR分光検査等の特
殊な用途については、たとえばリン(31P)炭素
(13C)等のNMR作用を持つ核がらの有用な
NMR信号を検出するためには1テスラ以上の磁
界強度が必要である。
上記のような磁界強度を発生することができ且
つ患者を受け入れられる大きさの孔をそなえた磁
石は、磁石からはるか遠くまで伸びるようなフリ
ンジ磁界を発生することが予想される。このよう
なフリンジ磁界は磁界強度が1ガウスであつても
コンピユータ断層撮影(CT)スキヤナ、核断層
撮影カメラ、超音波システム等の病院内に普通設
置されている装置の正常な動作を妨害することが
あり得る。約5ガウスのフリンジ磁界強度は心臓
ペースメーカー装置、神経刺激器、他の生物刺激
装置に悪効果を及ぼすと考えられる。実例とし
て、磁界強度が1.5Tで孔の直径が1メートルの
磁石の中心から5ガウスの磁界が39フイート
(11.9m)まで伸びることがある。したがつて、
NMRスキヤナ室内でフリンジ磁界を通常5ガウ
スに抑えなければならないということは明らかで
ある。
つ患者を受け入れられる大きさの孔をそなえた磁
石は、磁石からはるか遠くまで伸びるようなフリ
ンジ磁界を発生することが予想される。このよう
なフリンジ磁界は磁界強度が1ガウスであつても
コンピユータ断層撮影(CT)スキヤナ、核断層
撮影カメラ、超音波システム等の病院内に普通設
置されている装置の正常な動作を妨害することが
あり得る。約5ガウスのフリンジ磁界強度は心臓
ペースメーカー装置、神経刺激器、他の生物刺激
装置に悪効果を及ぼすと考えられる。実例とし
て、磁界強度が1.5Tで孔の直径が1メートルの
磁石の中心から5ガウスの磁界が39フイート
(11.9m)まで伸びることがある。したがつて、
NMRスキヤナ室内でフリンジ磁界を通常5ガウ
スに抑えなければならないということは明らかで
ある。
従来ではNMRスキヤナを収容し磁束をを封じ
込めるためのシールド室を作るのに鉄が使用され
てきた。しかし、従来設計のシールド室は遮蔽材
料を有効に使つていなかつた。したがつてたとえ
ば1.5テスラの磁石システム用の普通の室内で5
ガウスの磁界を封じ込めるために必要な鉄の量は
50トンから90トンに達することがある。既存の構
造や新しい施設にNMRスキヤナを据え付けたい
場合には、この鉄の量は経済性と重量の点から許
容できないことがある。
込めるためのシールド室を作るのに鉄が使用され
てきた。しかし、従来設計のシールド室は遮蔽材
料を有効に使つていなかつた。したがつてたとえ
ば1.5テスラの磁石システム用の普通の室内で5
ガウスの磁界を封じ込めるために必要な鉄の量は
50トンから90トンに達することがある。既存の構
造や新しい施設にNMRスキヤナを据え付けたい
場合には、この鉄の量は経済性と重量の点から許
容できないことがある。
したがつて、本発明の1つの目的はシールド室
の構成に必要な鉄の量を減らすための手段を提供
することである。
の構成に必要な鉄の量を減らすための手段を提供
することである。
本発明のもう1つの目的は遮蔽材料の使用を効
率的に且つNMR用磁界を有効に封じ込めるシー
ルド室を構成する手段を提供することである。
率的に且つNMR用磁界を有効に封じ込めるシー
ルド室を構成する手段を提供することである。
発明の要約
本発明によれば、その中に収容された磁石によ
り発生されるフリンジ磁界を封じ込めるためのシ
ールド室はこのフリンジ磁界を封じ込めるのに適
した材料で構成された遮蔽体を含む。遮蔽材料の
使用を最適化するため、特定領域のフリンジ磁界
の強度に応じて遮蔽体の厚さを変える。一般に、
任意の所定の領域での遮蔽体の厚さは、遮蔽材料
を飽和させることなく磁界を封じ込めるために必
要な厚さよりもかなりの量超えないように選択さ
れる。
り発生されるフリンジ磁界を封じ込めるためのシ
ールド室はこのフリンジ磁界を封じ込めるのに適
した材料で構成された遮蔽体を含む。遮蔽材料の
使用を最適化するため、特定領域のフリンジ磁界
の強度に応じて遮蔽体の厚さを変える。一般に、
任意の所定の領域での遮蔽体の厚さは、遮蔽材料
を飽和させることなく磁界を封じ込めるために必
要な厚さよりもかなりの量超えないように選択さ
れる。
遮蔽体は実施例では円筒形、多角形、矩形の形
状にする。
状にする。
本発明によるシールド室の他の実施例では、遮
蔽性能を更に向上するために端蓋要素を設ける。
蔽性能を更に向上するために端蓋要素を設ける。
新規と考えられる本発明の特徴は特許請求の範
囲に明確に記載されているが、本発明自体の構成
および動作方法、ならびに本発明の上記以外の目
的および利点は図面を参照した以外の説明により
明らかとなろう。
囲に明確に記載されているが、本発明自体の構成
および動作方法、ならびに本発明の上記以外の目
的および利点は図面を参照した以外の説明により
明らかとなろう。
発明の詳しい説明
第1図は超電導設計の1.5テスラの磁石10に
対する2次元の等ガウス線を示す図である。この
場合、磁石を表わすブロツク内の点線によつて示
された孔に対して患者搬送テーブル12が設置さ
れる。孔の中の、NMR検査を行なうために患者
を配置する領域で1.5テスラの磁界強度が得られ
る。しかし実際には、磁石からの距離が大きくな
るにつれて磁界強度が低下する。たとえば第1図
に示すように孔の縦方向軸線と一致する方向に67
フイート(20.4m)離れたところでの磁界強度は
約1ガウス(G)に低下する。同様に孔の軸線に
直角の方向では、1ガウスの線は53フイート
(16.1m)の距離のところに生じる。一般に、
NMR検査室の外側のフリンジ磁界を約5ガウス
以下に抑えることが望ましい。これは第1図から
明らかなように31フイート(9.4m)×39フイート
(11.9m)となるように室を建造すれば遮蔽体を
使わずに達成することができる。殆んどの場合、
このような室の寸法は大き過ぎて許容できないの
で検査室の周囲に遮蔽体を設けてフリンジ磁界を
所望の5ガウス以下に抑えることが必要になる。
対する2次元の等ガウス線を示す図である。この
場合、磁石を表わすブロツク内の点線によつて示
された孔に対して患者搬送テーブル12が設置さ
れる。孔の中の、NMR検査を行なうために患者
を配置する領域で1.5テスラの磁界強度が得られ
る。しかし実際には、磁石からの距離が大きくな
るにつれて磁界強度が低下する。たとえば第1図
に示すように孔の縦方向軸線と一致する方向に67
フイート(20.4m)離れたところでの磁界強度は
約1ガウス(G)に低下する。同様に孔の軸線に
直角の方向では、1ガウスの線は53フイート
(16.1m)の距離のところに生じる。一般に、
NMR検査室の外側のフリンジ磁界を約5ガウス
以下に抑えることが望ましい。これは第1図から
明らかなように31フイート(9.4m)×39フイート
(11.9m)となるように室を建造すれば遮蔽体を
使わずに達成することができる。殆んどの場合、
このような室の寸法は大き過ぎて許容できないの
で検査室の周囲に遮蔽体を設けてフリンジ磁界を
所望の5ガウス以下に抑えることが必要になる。
第2図は従来の設計のシールド室を示してお
り、磁石10の孔18にほぼ並列に且つ正常な磁
束路の接線方向に側壁部材14および16が配置
されている。磁束路は第1図では破線19によつ
て表わされ、孔の一方の開口から出て他方の開口
に再び入る。このような従来の設計のシールド室
では、側壁部材14および16、ならびに天井部
材および床部材(図面を簡単にするため省略して
ある)は全体を通じて一様な厚さの鉄板で構成さ
れるのが普通である。前述したように1メートル
の孔を持つ1.5テスラの磁石システム用の従来の
典型的な室については、室を遮蔽するのに必要な
鉄の量は約50トン乃至90トンになる。この鉄の量
は遮蔽体の重量を低減する方法を用いなければ許
容し難いものとなることがある。
り、磁石10の孔18にほぼ並列に且つ正常な磁
束路の接線方向に側壁部材14および16が配置
されている。磁束路は第1図では破線19によつ
て表わされ、孔の一方の開口から出て他方の開口
に再び入る。このような従来の設計のシールド室
では、側壁部材14および16、ならびに天井部
材および床部材(図面を簡単にするため省略して
ある)は全体を通じて一様な厚さの鉄板で構成さ
れるのが普通である。前述したように1メートル
の孔を持つ1.5テスラの磁石システム用の従来の
典型的な室については、室を遮蔽するのに必要な
鉄の量は約50トン乃至90トンになる。この鉄の量
は遮蔽体の重量を低減する方法を用いなければ許
容し難いものとなることがある。
次に第3図は本発明によるシールド室の一実施
例を示す。この場合も図をわかりやすくするた
め、床部材と天井部材は省略している。しかし、
側壁部材についての説明は床部材と天井部材にも
あてはまることに留意されたい。更にシールド室
の設備によつてはすべての方向の遮蔽を行なう必
要がないことがあり、たとえばシールド室は側壁
部材、または床部材および天井部材、またはそれ
らの他の組合せだけで建設できる場合もある。第
3図では、側壁部材20および22は磁石の孔に
平行に配置されて、フリンジ磁界を封じ込めなが
ら遮蔽材料の重量を低減するように最適化された
可変の厚さを持つように構成される。これは遮蔽
材料の壁の厚さを、その壁が通す磁束の量に比例
するようにすべきであるということを認識するこ
とによつて達成される。このようにして、遮蔽材
料内で一定の磁束密度が維持される。
例を示す。この場合も図をわかりやすくするた
め、床部材と天井部材は省略している。しかし、
側壁部材についての説明は床部材と天井部材にも
あてはまることに留意されたい。更にシールド室
の設備によつてはすべての方向の遮蔽を行なう必
要がないことがあり、たとえばシールド室は側壁
部材、または床部材および天井部材、またはそれ
らの他の組合せだけで建設できる場合もある。第
3図では、側壁部材20および22は磁石の孔に
平行に配置されて、フリンジ磁界を封じ込めなが
ら遮蔽材料の重量を低減するように最適化された
可変の厚さを持つように構成される。これは遮蔽
材料の壁の厚さを、その壁が通す磁束の量に比例
するようにすべきであるということを認識するこ
とによつて達成される。このようにして、遮蔽材
料内で一定の磁束密度が維持される。
第3図に示す一実施例では、シールド室を構成
する板24,25、および26等を食い違いに配
置し、それらの板の長さは、磁束が最大になる領
域での遮蔽材料の壁の厚さが最大になるように変
える。1.5テスラの磁石を収容した普通の室、例
えば20×28フイート(6.1m×8.5m)の室の場
合、室の中央で厚さ3インチ(7.62cm)の遮蔽体
は室の隅では1インチ(2.54cm)に減らすことが
できる。遮蔽材料の使用を最適化するため、遮蔽
体の任意の領域での最大厚さは、例えば側壁部材
内の磁束密度が用いる遮蔽材料の飽和値のすぐ下
になるようにすべきである。この材料としては、
標準工業名C1010またはC1008のような、炭素含
有量の低い鋼が適していることがわかつた。この
構成により、フリンジ磁界の封じ込めに対する影
響を最小限にして遮蔽体の重量をかなり減らすこ
とができる。本発明に従つて設計された遮蔽体は
従来設計の遮蔽体と比べて重量を40パーセント減
らせるものと見積られる。
する板24,25、および26等を食い違いに配
置し、それらの板の長さは、磁束が最大になる領
域での遮蔽材料の壁の厚さが最大になるように変
える。1.5テスラの磁石を収容した普通の室、例
えば20×28フイート(6.1m×8.5m)の室の場
合、室の中央で厚さ3インチ(7.62cm)の遮蔽体
は室の隅では1インチ(2.54cm)に減らすことが
できる。遮蔽材料の使用を最適化するため、遮蔽
体の任意の領域での最大厚さは、例えば側壁部材
内の磁束密度が用いる遮蔽材料の飽和値のすぐ下
になるようにすべきである。この材料としては、
標準工業名C1010またはC1008のような、炭素含
有量の低い鋼が適していることがわかつた。この
構成により、フリンジ磁界の封じ込めに対する影
響を最小限にして遮蔽体の重量をかなり減らすこ
とができる。本発明に従つて設計された遮蔽体は
従来設計の遮蔽体と比べて重量を40パーセント減
らせるものと見積られる。
特定の形の磁束を封じ込めるために厚さが連続
的に変る一枚の鋼から第3図の側壁部材20およ
び22を作ることが可能であるが、本発明の好ま
しい実施例では、側壁部材20の各部分を形成す
る板24,25,26のような複数の矩形の板で
各側壁部材を形成し、壁の厚さが段階的に変化し
ていくようにする。板24乃至26を互いにボル
ト止めして一体の壁構造を形成し、最も長い板2
6が最も外側に、最も短い板24が最も内側にな
るようにする。中間の長さの板25は板24と2
6との間に挿入される。板の順序を逆にして板2
4が最も外側、板26が最も内側となるようにし
てもよく、この場合遮蔽体の有効性は損なわれな
いことに注意するべきである。板24乃至26の
各々は更にそれより小さな板で構成することがで
きる。たとえば側壁部材22について示すように
板26aを小さな板すなわちセグメント28乃至
33で構成する。板を通る磁束の導通を不必要に
妨げないため、好ましい実施例ではセグメント2
8乃至33はできるだけ長くなるように選択され
る。対のセグメント28および29,30および
31,32および33のような短いセグメントを
接合することが必要な場合、接合部を互いに食い
違いにし、板25aのような隣接の板の連続した
部分が垂直のギヤツプを橋絡(bridging)して、
第4図について後で説明する食い違い接合(スタ
ガージヨイント)を行うようにすべきである。
的に変る一枚の鋼から第3図の側壁部材20およ
び22を作ることが可能であるが、本発明の好ま
しい実施例では、側壁部材20の各部分を形成す
る板24,25,26のような複数の矩形の板で
各側壁部材を形成し、壁の厚さが段階的に変化し
ていくようにする。板24乃至26を互いにボル
ト止めして一体の壁構造を形成し、最も長い板2
6が最も外側に、最も短い板24が最も内側にな
るようにする。中間の長さの板25は板24と2
6との間に挿入される。板の順序を逆にして板2
4が最も外側、板26が最も内側となるようにし
てもよく、この場合遮蔽体の有効性は損なわれな
いことに注意するべきである。板24乃至26の
各々は更にそれより小さな板で構成することがで
きる。たとえば側壁部材22について示すように
板26aを小さな板すなわちセグメント28乃至
33で構成する。板を通る磁束の導通を不必要に
妨げないため、好ましい実施例ではセグメント2
8乃至33はできるだけ長くなるように選択され
る。対のセグメント28および29,30および
31,32および33のような短いセグメントを
接合することが必要な場合、接合部を互いに食い
違いにし、板25aのような隣接の板の連続した
部分が垂直のギヤツプを橋絡(bridging)して、
第4図について後で説明する食い違い接合(スタ
ガージヨイント)を行うようにすべきである。
上記のように磁束路に直角なギヤツプを避ける
ことが不可能な場合には、ギヤツプのまわりに代
りの磁束路を与えるような板の接合方法を提供す
ることが望ましい。溶接は板を接合して材料を通
る連続した磁束路を形成するために使うことので
きる1つの技術である。しかし、溶接は材料の磁
気的性質を劣化させて、磁束を通す能力を損なう
と考えられる。更に、溶接された接合部の磁束導
通品質は容易に判定することはできない。したが
つて本発明の好ましい実施例では、第4図および
第5図にそれぞれ示された食い違い接合(スタガ
ージヨイント)または重ね接合(ラツプジヨイン
ト)が使用される。
ことが不可能な場合には、ギヤツプのまわりに代
りの磁束路を与えるような板の接合方法を提供す
ることが望ましい。溶接は板を接合して材料を通
る連続した磁束路を形成するために使うことので
きる1つの技術である。しかし、溶接は材料の磁
気的性質を劣化させて、磁束を通す能力を損なう
と考えられる。更に、溶接された接合部の磁束導
通品質は容易に判定することはできない。したが
つて本発明の好ましい実施例では、第4図および
第5図にそれぞれ示された食い違い接合(スタガ
ージヨイント)または重ね接合(ラツプジヨイン
ト)が使用される。
第4図には一例として、板セグメント28が例
えば約1/4インチ(6.35mm)の幅の狭いギヤツプ
36によつて板セグメント29から離れている場
合を示している。食い違い接合法によれば短いセ
グメント38がギヤツプ36を橋絡するように配
置され、セグメント28および29の各部にボル
ト40および42によりボルト止めされる。セグ
メント38はセグメント28および29と同じ材
料で構成され且つ同じ厚さを有する。セグメント
38の長さは典型的にはセグメント28および2
9の厚さの約6倍となるように選択される。した
がつて、セグメント28および29の厚さが典型
例として3インチ(7.62cm)である場合、セグメ
ント38の長さは18インチ(45.72cm)となる。
このようにして第4図の接合部の拡大図から明ら
かなように、セグメント38は矢印44によつて
示されるようにギヤツプ36を橋絡する磁束路を
作る。食い違い接合法は1つの板を作るための接
合に用いることができる。第3図に示すシールド
室の実施例のような場合には、橋絡用のセグメン
ト38として隣接の壁板、たとえば板25aを用
いることができる。
えば約1/4インチ(6.35mm)の幅の狭いギヤツプ
36によつて板セグメント29から離れている場
合を示している。食い違い接合法によれば短いセ
グメント38がギヤツプ36を橋絡するように配
置され、セグメント28および29の各部にボル
ト40および42によりボルト止めされる。セグ
メント38はセグメント28および29と同じ材
料で構成され且つ同じ厚さを有する。セグメント
38の長さは典型的にはセグメント28および2
9の厚さの約6倍となるように選択される。した
がつて、セグメント28および29の厚さが典型
例として3インチ(7.62cm)である場合、セグメ
ント38の長さは18インチ(45.72cm)となる。
このようにして第4図の接合部の拡大図から明ら
かなように、セグメント38は矢印44によつて
示されるようにギヤツプ36を橋絡する磁束路を
作る。食い違い接合法は1つの板を作るための接
合に用いることができる。第3図に示すシールド
室の実施例のような場合には、橋絡用のセグメン
ト38として隣接の壁板、たとえば板25aを用
いることができる。
第5図に示した重ね接合も1つの板を作るため
の接合に用いることができるが、これは第4図で
説明した食い違い接合とほぼ同様に実施される。
しかしこの場合、付加的な橋絡用のセグメント4
6がセグメント28および29の側面に、橋絡用
のセグメント38の反対側に設けられる。この場
合、矢印44および48で示すようにギヤツプの
まわりに2つの磁束路が得られる。したがつて、
橋絡用のセグメント38および46の各々の厚さ
は食い違い接合で使用される1つのセグメントの
半分であればよい。第3図に示すシールド室の実
施例では、板24aと26aとの間に配置された
板25aを構成するセグメントを接合するために
ラツプ接合法を用いることができる。
の接合に用いることができるが、これは第4図で
説明した食い違い接合とほぼ同様に実施される。
しかしこの場合、付加的な橋絡用のセグメント4
6がセグメント28および29の側面に、橋絡用
のセグメント38の反対側に設けられる。この場
合、矢印44および48で示すようにギヤツプの
まわりに2つの磁束路が得られる。したがつて、
橋絡用のセグメント38および46の各々の厚さ
は食い違い接合で使用される1つのセグメントの
半分であればよい。第3図に示すシールド室の実
施例では、板24aと26aとの間に配置された
板25aを構成するセグメントを接合するために
ラツプ接合法を用いることができる。
第6図および第7図は本発明によるNMRシー
ルド室の他の2つの実施例の、一部を切断除去し
た斜視図である。第6図の円筒形の室はたとえ
ば、互いに同軸に配置された3つの食い違いにし
た円筒形部材50,52および54で構成され
る。好ましい実施例では、部材50,52および
54はたとえば部分56,58、および60のよ
うな円弧形部分から作るのが好都合である。磁束
路に対する妨害を最小限にするため、部分56,
58および60は円筒の軸線と磁石(この図には
示していない)の軸線に平行な円筒の長手方向に
伸びるように選択される。更に磁束の漏洩を最小
限にするため、1つの円筒形部材の円弧形部分
(たとえば56,58,60)はもう1つの円筒
形部材の円弧形部分(たとえば62,64)に対
してずらして配置されて、隣接する円弧形部分
(たとえば56および58)の間の継ぎ目が別の
1つの円弧形部分(たとえば62)の連続した部
分によつて橋絡されるようにする。第7図に示さ
れた多角形のシールド室形状は第6図を参照して
説明した円筒形の形状に類似している。この場
合、シールド室は八角形になつており、八角形部
材66,68および70は食い違いに配置され、
互いに同軸配置される。
ルド室の他の2つの実施例の、一部を切断除去し
た斜視図である。第6図の円筒形の室はたとえ
ば、互いに同軸に配置された3つの食い違いにし
た円筒形部材50,52および54で構成され
る。好ましい実施例では、部材50,52および
54はたとえば部分56,58、および60のよ
うな円弧形部分から作るのが好都合である。磁束
路に対する妨害を最小限にするため、部分56,
58および60は円筒の軸線と磁石(この図には
示していない)の軸線に平行な円筒の長手方向に
伸びるように選択される。更に磁束の漏洩を最小
限にするため、1つの円筒形部材の円弧形部分
(たとえば56,58,60)はもう1つの円筒
形部材の円弧形部分(たとえば62,64)に対
してずらして配置されて、隣接する円弧形部分
(たとえば56および58)の間の継ぎ目が別の
1つの円弧形部分(たとえば62)の連続した部
分によつて橋絡されるようにする。第7図に示さ
れた多角形のシールド室形状は第6図を参照して
説明した円筒形の形状に類似している。この場
合、シールド室は八角形になつており、八角形部
材66,68および70は食い違いに配置され、
互いに同軸配置される。
第3図の実施例の場合と同様に、部材50,5
2,54(第6図)および66,68,70(第
7図)の順序を逆転して、最も短い部材が最も外
側に、最も長い部材が最も内側になるようにする
こともできる。更に第6図および第7図の実施例
で部材を接合するために食い違い接合法と重ね接
合法を用いるのが有利である。
2,54(第6図)および66,68,70(第
7図)の順序を逆転して、最も短い部材が最も外
側に、最も長い部材が最も内側になるようにする
こともできる。更に第6図および第7図の実施例
で部材を接合するために食い違い接合法と重ね接
合法を用いるのが有利である。
第6図および第7図の各実施例では、第3図を
参照して説明したのと同様に、遮蔽材料は導通す
る磁束量に比例する。遮蔽体全体を通じて一定の
磁束密度を維持することが望ましい。磁束密度は
材料を飽和させないで、できるだけ高くしなけれ
ばならない。遮蔽体中の任意の点を通る磁束は遮
蔽体の位置と磁界強度の関数になる。磁界と遮蔽
体は連続体の形であるので、遮蔽体の厚さの理想
的な変え方は厚さを連続的に変えることである。
建造を簡単にするため、厚さをステツプ状に変
え、これにより一定の磁束密度を近似する。前述
の形状以外の形状を用いて本発明を実現できるこ
とはもちろんである。
参照して説明したのと同様に、遮蔽材料は導通す
る磁束量に比例する。遮蔽体全体を通じて一定の
磁束密度を維持することが望ましい。磁束密度は
材料を飽和させないで、できるだけ高くしなけれ
ばならない。遮蔽体中の任意の点を通る磁束は遮
蔽体の位置と磁界強度の関数になる。磁界と遮蔽
体は連続体の形であるので、遮蔽体の厚さの理想
的な変え方は厚さを連続的に変えることである。
建造を簡単にするため、厚さをステツプ状に変
え、これにより一定の磁束密度を近似する。前述
の形状以外の形状を用いて本発明を実現できるこ
とはもちろんである。
一般に、シールド室を構成する遮蔽材料は磁石
の孔に平行に配置される。第8図に示すような代
表的な室の遮蔽体は第3図に例示した構成を利用
したもので、第8図の遮蔽体は2つの側壁部材、
床部材、および天井部材で構成されるが、磁石1
0の孔18に対して垂直な壁については遮蔽部材
を設けていない。これは、遮蔽材料を磁束路に対
してほぼ接線方向になるように配置することが望
ましい、すなわち遮蔽体の形状を磁束が通常たど
る径路に近い形状にしなければならないという事
実による。したがつて、第8図に示すように磁石
の孔に対して平行に置かれた遮蔽材料は磁束のフ
リンジ磁界を封じ込めるのに特に有効である。し
かし室の6面の中で磁石の孔に対して垂直な壁に
遮蔽材料を設けても効果は少ない。何故ならこの
領域では磁石の孔から出る磁束線は遮蔽材料に対
し接線方向ではなく比較的鋭い角度で入る傾向が
あるからである。磁石の孔に対して垂直な壁に通
常、遮蔽材料を用いないもう1つの理由はその室
に出入りできるようにしなければならないためで
ある。
の孔に平行に配置される。第8図に示すような代
表的な室の遮蔽体は第3図に例示した構成を利用
したもので、第8図の遮蔽体は2つの側壁部材、
床部材、および天井部材で構成されるが、磁石1
0の孔18に対して垂直な壁については遮蔽部材
を設けていない。これは、遮蔽材料を磁束路に対
してほぼ接線方向になるように配置することが望
ましい、すなわち遮蔽体の形状を磁束が通常たど
る径路に近い形状にしなければならないという事
実による。したがつて、第8図に示すように磁石
の孔に対して平行に置かれた遮蔽材料は磁束のフ
リンジ磁界を封じ込めるのに特に有効である。し
かし室の6面の中で磁石の孔に対して垂直な壁に
遮蔽材料を設けても効果は少ない。何故ならこの
領域では磁石の孔から出る磁束線は遮蔽材料に対
し接線方向ではなく比較的鋭い角度で入る傾向が
あるからである。磁石の孔に対して垂直な壁に通
常、遮蔽材料を用いないもう1つの理由はその室
に出入りできるようにしなければならないためで
ある。
しかし本発明によれば、磁石の孔に対し垂直な
壁の一部に遮蔽体を設けることにより、遮蔽と室
への出入りを最適にして、フリンジ磁界の封じ込
めと磁石の孔の中の磁界の均一性を著しく改善す
ることができる。
壁の一部に遮蔽体を設けることにより、遮蔽と室
への出入りを最適にして、フリンジ磁界の封じ込
めと磁石の孔の中の磁界の均一性を著しく改善す
ることができる。
こゝで第9図を参照すると、この図には第8図
のシールド室に似た構成のシールド室が示されて
いるが、シールド室の一方の端に端蓋要素72お
よび74、他方の端に端蓋要素76および78が
追加されている。一般に、磁界の均一性を乱さな
いため対称性を維持することが望ましい。この場
合、端蓋(エンドキヤツプ)要素は側壁部材20
および22の縁から中心に向つて伸びて、磁石の
孔に対して垂直な開口の一部をおおつている。遮
蔽されずに残されたスペースは、NMR室への出
入りに必要な最小の開口によつて決定される。し
かし、このような寸法の壁の開口は磁石の孔の中
の磁界の均一性に影響を及ぼすので、場合によつ
てこの必要条件が開口の好ましい大きさの決定要
因となることがある。均一性に対して影響を及ぼ
す原因は、端蓋要素がフリンジ磁界の磁束を通す
とともに磁石として働いて、磁石10により発生
される磁界の均一性に影響を及ぼすからである。
端蓋要素は側壁部材に密に接合しなければならな
い。と云うのは、それらの間にギヤツプがあると
端蓋要素の効果が低下するからである。更に、端
蓋要素の面積を増加して開口の面積を減少させる
とき、端蓋要素の面積を増加するごとに遮蔽能力
は向上するが、遮蔽材料の量が増えて材料の節約
の点で好ましくない。したがつて、シールド室の
開口の大きさは室への出入り、磁石による磁界の
均一性、および遮蔽体の重量について必要条件に
よつてきまる。
のシールド室に似た構成のシールド室が示されて
いるが、シールド室の一方の端に端蓋要素72お
よび74、他方の端に端蓋要素76および78が
追加されている。一般に、磁界の均一性を乱さな
いため対称性を維持することが望ましい。この場
合、端蓋(エンドキヤツプ)要素は側壁部材20
および22の縁から中心に向つて伸びて、磁石の
孔に対して垂直な開口の一部をおおつている。遮
蔽されずに残されたスペースは、NMR室への出
入りに必要な最小の開口によつて決定される。し
かし、このような寸法の壁の開口は磁石の孔の中
の磁界の均一性に影響を及ぼすので、場合によつ
てこの必要条件が開口の好ましい大きさの決定要
因となることがある。均一性に対して影響を及ぼ
す原因は、端蓋要素がフリンジ磁界の磁束を通す
とともに磁石として働いて、磁石10により発生
される磁界の均一性に影響を及ぼすからである。
端蓋要素は側壁部材に密に接合しなければならな
い。と云うのは、それらの間にギヤツプがあると
端蓋要素の効果が低下するからである。更に、端
蓋要素の面積を増加して開口の面積を減少させる
とき、端蓋要素の面積を増加するごとに遮蔽能力
は向上するが、遮蔽材料の量が増えて材料の節約
の点で好ましくない。したがつて、シールド室の
開口の大きさは室への出入り、磁石による磁界の
均一性、および遮蔽体の重量について必要条件に
よつてきまる。
端蓋要素の側壁部材からの角度を、空間内の磁
束路に一層自然に追従する方向にすれば、シール
ド室の性能を改善し、遮蔽材料の使用量を最適化
することができる。このため、第10図に示すよ
うに側壁部材の縁から開口の中心の方に向つて伸
びる一対の端蓋要素素子80および82を設け
る。対称性を維持するため反対側にも同様の一対
の端蓋要素が設けられる。
束路に一層自然に追従する方向にすれば、シール
ド室の性能を改善し、遮蔽材料の使用量を最適化
することができる。このため、第10図に示すよ
うに側壁部材の縁から開口の中心の方に向つて伸
びる一対の端蓋要素素子80および82を設け
る。対称性を維持するため反対側にも同様の一対
の端蓋要素が設けられる。
更に、シールド室の設計は第11図に示すよう
に、それぞれ天井部材90および床部材88から
開口の中心の方に向つて伸びる一対の端蓋要素8
4および86を追加することによつて更に最適化
することができる。第11図の実施例では端蓋要
素84が床部材88から上向きの角度で伸びてい
るため、シールド室の点線92より下にある部分
は検査室に入りやすいように床の高さより下にな
るようにしなければならない。
に、それぞれ天井部材90および床部材88から
開口の中心の方に向つて伸びる一対の端蓋要素8
4および86を追加することによつて更に最適化
することができる。第11図の実施例では端蓋要
素84が床部材88から上向きの角度で伸びてい
るため、シールド室の点線92より下にある部分
は検査室に入りやすいように床の高さより下にな
るようにしなければならない。
特定の実施例について本発明の説明を行なつて
きたが、以上の説明から当業者には他の変形や変
更を加えることができよう。したがつて特許請求
の範囲の範囲内で、本発明は種々の変形や変更を
行い得ることを理解されたい。
きたが、以上の説明から当業者には他の変形や変
更を加えることができよう。したがつて特許請求
の範囲の範囲内で、本発明は種々の変形や変更を
行い得ることを理解されたい。
第1図は1.5テスラ磁石の場合の2次元の等ガ
ウス線を示すグラフである。第2図は図面をわか
りやすくするため床と天井を省略した、従来のシ
ールド室の構造を示す斜視図である。第3図は図
面をわかりやすくするため床と天井を省略した、
本発明によるシールド室の一実施例の構造を示す
斜視図である。第4図は本発明によるシールド室
の建造に使用される要素を接合するための食い違
い接合部を示す斜視図である。第5図は第4図と
同様であるが、シールド室の建造に有用な重ね接
合部を示す斜視図である。第6図は円筒形の構造
を有し、本発明に従つて建造されたもう1つの実
施例を示す、一部切断除去した斜視図である。第
7図は第6図に類似しているが多角形構造となる
ように建造された本発明によるシールド室の更に
もう1つの実施例を示す斜視図である。第8図は
第3図の実施例に類似したシールド室の一実施例
を示す斜視図である。第9,10および11図は
本発明に従つて建造され、種々の形状の端蓋要素
を含むシールド室を示す斜視図である。 主な符号の説明、20,22……側壁部材、2
4,25,26……矩形の板、28,29,3
0,31,32,33……板のセグメント、5
0,52,54……円筒形部材、56,58,6
0……円筒形部材の円弧形部分、62,64……
円筒形部材の円弧形部分、66,68,70……
八角形部材、72,74,84,86……端蓋要
素、88……床部材、90……天井部材。
ウス線を示すグラフである。第2図は図面をわか
りやすくするため床と天井を省略した、従来のシ
ールド室の構造を示す斜視図である。第3図は図
面をわかりやすくするため床と天井を省略した、
本発明によるシールド室の一実施例の構造を示す
斜視図である。第4図は本発明によるシールド室
の建造に使用される要素を接合するための食い違
い接合部を示す斜視図である。第5図は第4図と
同様であるが、シールド室の建造に有用な重ね接
合部を示す斜視図である。第6図は円筒形の構造
を有し、本発明に従つて建造されたもう1つの実
施例を示す、一部切断除去した斜視図である。第
7図は第6図に類似しているが多角形構造となる
ように建造された本発明によるシールド室の更に
もう1つの実施例を示す斜視図である。第8図は
第3図の実施例に類似したシールド室の一実施例
を示す斜視図である。第9,10および11図は
本発明に従つて建造され、種々の形状の端蓋要素
を含むシールド室を示す斜視図である。 主な符号の説明、20,22……側壁部材、2
4,25,26……矩形の板、28,29,3
0,31,32,33……板のセグメント、5
0,52,54……円筒形部材、56,58,6
0……円筒形部材の円弧形部分、62,64……
円筒形部材の円弧形部分、66,68,70……
八角形部材、72,74,84,86……端蓋要
素、88……床部材、90……天井部材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 その中に収容された磁石により発生されるフ
リンジ磁界を封じ込めるためのシールド室に於い
て、フリンジ磁界の封じ込めに適した材料で作つ
た遮蔽体を有し、上記遮蔽体はその領域ごとに相
異なる厚さを持ち、上記遮蔽体の厚さは所定の領
域でのフリンジ磁界の強度によつて定められ、任
意の所定の領域での上記遮蔽体の最小厚さが上記
材料を飽和させることなくフリンジ磁界を封じ込
めるために必要な厚さをかなりの量超えないよう
に選択されて、上記遮蔽体の材料の総量を最小限
にしたことを特徴とするシールド室。 2 特許請求の範囲第1項記載のシールド室に於
いて、上記材料が低炭素鋼合金からなるシールド
室。 3 特許請求の範囲第1項記載のシールド室に於
いて、上記遮蔽体が少なくとも1つの壁部材を含
み、この壁部材がフリンジ磁界に対してほぼ接線
方向に配置されているシールド室。 4 特許請求の範囲第1項記載のシールド室に於
いて、上記遮蔽体が一対の側壁部材、天井部材、
および床部材を含み、上記部材のすべてがフリン
ジ磁界に対しほぼ接線方向に配置されているシー
ルド室。 5 特許請求の範囲第4項記載のシールド室に於
いて、上記側壁部材が複数の長さの相異なる板部
材で構成され、上記板部材は互いに隣接して配置
されて、その内の長さの長い方の板部材が短い方
の板部材の端を超えて伸びるように配置されてい
るシールド室。 6 特許請求の範囲第5項記載のシールド室に於
いて、上記板部材の少なくとも1つの板部材は複
数の細長のセグメントで構成され、上記細長のセ
グメントのうちの少なくともいくつかのセグメン
トの個々の長さは上記1つの板部材の全体の長さ
より短かく、複数の上記短いセグメントが接合さ
れて上記1つの板部材の長さと等しい長さにな
り、上記短いセグメント相互の間の接合部は、上
記隣接した板部材のうちの少なくとも他の1つの
板部材に対して、該板部材の連続した部分によつ
て橋絡されるように配置されているシールド室。 7 特許請求の範囲第5項記載のシールド室に於
いて、上記側壁部材には更にその縁から上記側壁
部材相互の間の中点の方に向つて伸びる端蓋手段
が設けられているシールド室。 8 特許請求の範囲第4項記載のシールド室に於
いて、上記天井部材および床部材はそれぞれ長さ
の相異なる複数の板部材で構成され、上記板部材
は相互に隣接して配置されて、上記板部材のうち
の長い方の板部材が上記板部材のうちの短い方の
板部材の端を超えて伸びるように配置されている
シールド室。 9 特許請求の範囲第8項記載のシールド室に於
いて、上記天井部材および床部材には更に、それ
らの縁から上記側壁相互間の中点の方に向つて伸
びる端蓋手段が設けられているシールド室。 10 特許請求の範囲第1項記載のシールド室に
於いて、上記遮蔽体が複数の長さの相異なる同軸
に配置された円筒形部材で構成され、上記円筒形
部材のうちの長い方の円筒形部材が短い方の円筒
形部材の端を超えて伸びるように上記円筒形部材
が互いに対して食い違いに配置されているシール
ド室。 11 特許請求の範囲第10項記載のシールド室
に於いて、上記円筒形部材の少なくとも1つの円
筒形部材が複数の軸方向に細長のセグメントで構
成され、上記細長のセグメントの少なくともいく
つかのセグメントの個々の長さは上記1つの円筒
形部材の全体の長さより短かく、複数の上記短い
セグメントは上記1つの円筒形部材の長さに等し
い長さになるように接合され、上記短セグメント
相互の間の接合部が、上記板部材のうちの少なく
とも他の1つの板部材に対して、該板部材の連続
した部分によつて橋絡されるように配置されてい
るシールド室。 12 特許請求の範囲第1項記載のシールド室に
於いて、上記遮蔽体が複数の長さの相異なる同軸
に配置された多角形部材で構成され、上記多角形
部材は相互に食い違いに配置されて、上記多角形
部材のうちの長い方の部材が短い方の部材の端を
超えて伸びるように配置されているシールド室。 13 特許請求の範囲第12項記載のシールド室
に於いて、上記多角形部材の少なくとも1つの部
材が複数の細長のセグメントで構成され、上記細
長のセグメントの少なくともいくつかのセグメン
トの個々の長さは上記1つの多角形部材の全体の
長さより短く、複数の上記短いセグメントは上記
1つの多角形部材の長さに等しい長さになるよう
に接合され、上記短いセグメント相互の間の接合
部が、上記多角形部材のうちの少なくとも他の1
つの部材に対して、該部材の連続した部分によつ
て橋絡されるように配置されているシールド室。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/673,692 US4646046A (en) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | Shielded room construction for containment of fringe magnetic fields |
US673692 | 1991-03-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61147513A JPS61147513A (ja) | 1986-07-05 |
JPH0316768B2 true JPH0316768B2 (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=24703725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60258828A Granted JPS61147513A (ja) | 1984-11-21 | 1985-11-20 | フリンジ磁界を封じ込めるためのシ−ルド室 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4646046A (ja) |
EP (1) | EP0182284B1 (ja) |
JP (1) | JPS61147513A (ja) |
AU (1) | AU4972785A (ja) |
CA (1) | CA1247220A (ja) |
DE (1) | DE3582561D1 (ja) |
IL (1) | IL77035A0 (ja) |
Families Citing this family (44)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE33505E (en) * | 1984-12-17 | 1990-12-25 | Nmr Associates, Ltd. 1983-I | Scan room for magnetic resonance imager |
US4755630A (en) * | 1985-05-29 | 1988-07-05 | Mri Support Systems Corporation | Enclosure for providing electromagnetic and magnetic shielding |
DE3650778T2 (de) * | 1985-09-20 | 2004-02-05 | Btg International Ltd. | Magnetfeldschirme |
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