JPH03203203A - Ｍｒｉ用磁界発生装置 - 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】 利用産業分野 この発明は、医療用核磁気共鳴断層撮影装置（以下ＭＲ
Ｉという）等に用いられる永久磁石を使用した磁界発生
装置の改良に係り、永久磁石に着設した磁極片、特に周
縁部に設けた環状突起の形状を特定して、空隙の磁界均
一度を低下させることなく磁極片外径の縮小を図ったＭ
ＲＩ用磁界発生装置に関する。

背景技術 医療用核磁気共鳴断層撮影装置（以下ＭＲＩという）は
、強力な磁界を形成する磁界発生装置の空隙内に、被検
者の一部または全部を挿入して、対象物の断層イメージ
を得てその組織の性質まで描き出すことができる装置で
ある。

上記ＭＲＩ用の磁界発生装置において、空隙は被検者の
一部または全部が挿入できるだけの広さが必要であり、
かつ鮮明な断層イメージを得るために、通常、空隙内の
撮像視野内には、０．０５〜２．ＯＴでかつＩ　Ｘ　１
０”’以下の精度を有する安定した強力な均一磁界を形
成することが要求される。

ＭＲＪに用いる磁界発生装置として、第５図に示す如く
、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系磁石を用いた一対の永久磁石構成体（
ＩＸＩ）の各々の一方端に磁極片（２Ｘ２）を固着して
対向させ、他方端を継鉄（３）にて連結し、磁極片（２
Ｘ２）間の空隙（４）内に、静磁界を発生させる構成が
知られている。

磁極片（２Ｘ２）には、空隙（４）内における磁界分布
の均一度を向上させるために、周辺部に環状突起（５）
を設けてあり、通常、電磁軟鉄、純鉄等の磁性材料を削
り出した板状のバルク（一体物）がら構成される（特開
昭６０−８８４０７号公報）。

各磁極片（２Ｘ２）の近傍に配置される傾斜磁界コイル
（６）は、空隙（４）内の位置情報を得るために、通常
ｘ、　ｙ、　ｚの３方向に対応する３組のコイル群から
なるが、図示においては簡略して記載している。

この傾斜磁界コイル（６）に、パルス電流を印加するこ
とによって短時間で所望方向に傾斜した磁界を発生する
ことができる。

ところで、永久磁石構成体（ＩＸＩ）を磁気的に結合し
ている継鉄（３）は、例えば、被検者への圧迫感の軽減
と既設の病院への搬入を容易にする構成として、一対の
長方形板状の継鉄板を所要空隙を形状して４本の柱状継
鉄で結合した構成のものが提案されている。

このようにＭＲＩ用磁界発生装置の小型化の要請が強く
、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系磁石を用いたことにより著しく各構成
部の小型化が可能となったが、第５図に示す如く、従来
傾斜磁界コイル（６）は、被検体が入る空隙（４）の高
さを高く確保するため、通常、磁極片（２Ｘ２）の極近
傍に配置され、かつ所要寸法を有するため、磁極片（２
Ｘ２）の小径化が困難な問題があった。

発明の目的 この発明は、上記現状に鑑み提案するもので、空隙内の
磁界均一度を低下させることなく、磁極片を小径化した
磁界発生装置の提供を目的としている。

発明の概要 この発明は、磁界発生装置において、空隙に対向する磁
極片周辺部の環状突起の内周面形状を一３− 部垂直面化することにより、磁界および均一度を低下さ
せることなく、傾斜磁界コイルを内蔵したまま磁極片を
小径化できることを知見し、この発明を完成したもので
ある。

すなわち、この発明は、 空隙を形成して対向する一対の永久磁石構成体を継鉄で
磁気的結合し、各永久磁石構成体の空隙対向面に周辺部
に環状突起を有する磁極片を固着し、該空隙に磁界を発
生させるＭＲＩ用磁界発生装置において、 環状突起の少なくとも傾斜磁界コイルに相対する位置の
内周側面が、永久磁石構成体に対して直交面を形状した
ことを特徴とするＭＲＩ用磁界発生装置である。

また、磁極片の少なくとも環状突起を構成する部分が、
所要の磁性粉の圧縮成形体からなる場合は、前記構成が
極めて有効である。

発明の構成 この発明において、磁気回路は、空隙を形状して対向す
る一対の永久磁石構成体を継鉄で磁気的４− 結合し、各永久磁石構成体の空隙対向面に磁極片を固着
した構成であれば、いかなる構成であってもよく、永久
磁石の磁気特性、形状寸法、継鉄の形状寸法及び所要空
隙の大きさ等に応じて、例えば、磁極片の構造等を適宜
選定することが望ましい。

かかる磁気回路に用いる磁石構成体の永久磁石は、フェ
ライト磁石、アルニコ系磁石、希土類コバルト系磁石が
使用できるが、特に、ＲとしてＮｄやＰｒを中心とする
資源的に豊富な軽希土類を用い、Ｂ、　Ｆｅを主成分と
して３０ＭＧＯｅ以上の極めて高いエネルギー積を示す
、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石を使用することにより、著し
く小型化することができる。

この発明において、磁極片の材質は、種々の磁性材のバ
ルクからなるもの、磁性粉を固めたもの、同心円状にラ
ミネートしたもの、異材質等を複合したもの等、適宜選
定でき、さらに、磁界の均一度向上を目的に、中央部に
円形凸状部や断面台形状の突起部を設けたり、実施例に
示す如く、永久磁石側に配置される板状のバルク部上に
磁性粉を圧縮成形した磁極片を載置した構成なと適宜選
定できる。また、磁極片の所要位置に、磁界の均一度調
整を目的に、磁性材または磁石からなる磁界調整片を着
設しても良い。

この発明において、磁極片の空隙側周辺部に設けた環状
突起は、環状突起の少なくとも傾斜磁界コイルに相対す
る位置の内周側面が、永久磁石構成体に対して直交面を
形成できれば、いかなる構成であってもよく、永久磁石
の磁気特性、形状寸法、継鉄の形状寸法及び所要空隙の
大きさ等に応じて、断面形状等を適宜選定することが望
ましい。

また、この発明において、磁性粉は、Ｍｎ−Ｚｎフェラ
イト粉、Ｎｉ−Ｚｎフェライト粉、センダスト粉、ダス
トコア用純鉄粉など、高透磁率で飽和磁化が大きくかつ
固有抵抗の大きな軟磁性粉が好ましい。

さらに、これら磁性粉は、エポキシ樹脂などの電気絶縁
性材料と複合し、公知のホットプレス、ＣＩＰ法等にて
成型して所要形状の磁極片を構成する。

図面に基づ〈発明の開示 第１図、第２図、第３図はこの発明の一実施例を示す磁
界発生装置の永久磁石構成体と磁極片の縦断面図である
。　　　　　　　　　　　　　　　　、ｊこの発明によ
る磁界発生装置は、第５図に示す如きＦｅ−Ｂ−Ｒ系磁
石を用いた一対の永久磁石構成体（１）（１）の各々の
一方端に、第１図〜第３図に示す如き磁極片（１０）を
固着して対向させ、他方端を継鉄（３）にて連結し、磁
極片（ＩＯＸＩＯ）間の空隙（４）内に、静磁界を発生
させる構成である。

なお、上下の継鉄をつなぐための側面の継鉄部を、４本
の円柱とすることにより側面からも内部に接近できる構
成とすることができる。また、上下の継鉄の形状につい
ては、奥行きＬと幅Ｗとの比率Ｗ／Ｌを、１．５〜２．
５程度と奥行きを浅くした長方形板とすることにより、
被検者への圧迫感の軽減と既設の病院への搬入の容易化
を計ることができる。

７− 構成１ 第１図に示す磁極片（１０）は、円板状磁性体からなる
バルク部（１１）と、そのバルク部（１１）上に載置し
た磁性粉を所要形状に圧縮成形して構成した円板状の粉
体部（１２）とからなる。

また、円板状の粉体部（１２）の周辺部には、外周部側
の高さを他より高くＩ−て、磁束を所要空隙に集中させ
かつ均一度を向上させるための環状突起（１３）を形威
しているが、その断面形状は、上端面が水平面、外周面
が永久磁石構成体（１）に対して直交する垂直曲面、内
周側面（１４）は傾斜磁界コイル（６）に相対する位置
が永久磁石構成体（１）に対して直交する垂直曲面を形
威し、他の内周側面は中心側へ低くなる傾斜面を構成し
ている。

なお、電磁軟鉄などのバルク部（１１）は、磁気回路組
立時、永久磁石から受ける磁気吸着力により、粉体部（
１２）の破壊を防止する強度部材の機能を有し、組立作
業の効率が向上し、また、永久磁石の特性のばらつきを
緩和して磁束密度の均等化を計ることができる。

８− 構成２ 第２図に示す磁極片（１０）は、第１図に示す磁極片（
ｌＯ）と同様構成で環状突起（１３）の内周側面（１５
）の形状のみが異なる。詳述すると、環状突起部（１３
）は断面形状が階段状となり内周側面（１５）の傾斜磁
界コイル（６）に相対する位置が永久磁石構成体（１）
に対して直交する垂直曲面を構成している。

構成３ 第３図に示す磁極片（１０）は、第１図に示す磁極片（
１０）と同様構成で環状突起（１３）の内周側面（１６
）の形状のみが異なる。詳述すると、環状突起（１３）
は断面形状が矩形であり、内周側面（１６）の全てが永
久磁石構成体（１）に対して直交する垂直曲面を構成し
ている。

作用・効果 いずれの構成においても、環状突起（１３）の内周側面
（１４Ｘ１５Ｘ１６）のうち、少なくとも傾斜磁界コイ
ル（６）に相対する位置の内周側面（１４Ｘ１５Ｘ１６
）が永久磁石構成体（１）に対して直交する垂直曲面を
構成しているため、第４図に示す如く内周側面が中心側
ヘ低くなる傾斜面を有する従来の環状突起（５）と比較
して、環状突起（１３）のボリュームを増やすことがで
き、バルク材に比べて透磁率が低い粉体部（１２）の環
状突起（１３）における必要な磁界発生量を確保できる
。

なお、単にボリュームを増やす目的で環状突起（１３）
の高さを高くすると、磁極片（１０）外周からの漏洩磁
界を大きくするため好ましくない。

従って、この発明の構成とすることにより、磁極片（１
０）内に傾斜磁界コイル（６）を装入できる空間を確保
し、かつ必要とされる磁界および磁界均一度を得るとと
もに、磁極片（１０）の小径化を達成できる。

実施例 第５図と同様構成の磁界発生装置に、（ＢＨ）ｍａｘ３
５ＭＧＯｅを有するＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石を用い、第
１図の環状突起を設けた一対の磁極片間距離５００ｍｍ
に設定し、空隙内の磁界及び渦電流低減効果を測定した
。

その結果、空隙中心から半径１７５ｍｍ内の計測空間で
の測定値で、磁界均一度；３０ｐｐｍ、磁界強度；２．
ＯｋＧを得た。

また、磁極片全体を電磁軟鉄で構威し第１図に示す環状
突起を設け、磁界均一度；３０ｐｐｍ、磁界強度；２．
ＯｋＧを得たこの発明による磁界発生装置は、第４図に
示す従来の環状突起を有し前記測定値を得た従来の磁界
発生装置と比較して、磁極片の直径を７％小さくするこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図はこの発明の一実施例を示す磁
界発生装置の永久鎧戸構成体と磁極片の縦断面図である
。 第４図は第５図の磁界発生装置の永久磁石構成体と磁極
片の縦断面図である。 第５図は従来の磁界発生装置の縦断面図である。 １・・・永久磁石構成体、２，１０・・・磁極片、３・
・・継鉄、４・・・空隙、５，１３・・・環状突起、６
・・・傾斜磁界コイル、１１− １１、・・・バルク部、１２・・・粉体部、１４．１５
．１６・・・内周側面。 １２−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空隙を形成して対向する一対の永久磁石構成体を継鉄で
   磁気的結合し、各永久磁石構成体の空隙対向面に周辺部
   に環状突起を有する磁極片を固着し、該空隙に磁界を発
   生させるＭＲＩ用磁界発生装置において、 環状突起の少なくとも傾斜磁界コイルに相対する位置の
   内周側面が、永久磁石構成体に対して直交面を形成した
   ことを特徴とするＭＲＩ用磁界発生装置。 ２ 磁極片の少なくとも環状突起を構成する部分の材質が磁
   性粉であることを特徴とする請求項１記載のＭＲＩ用磁
   界発生装置。