JPH04324912A - 磁界発生装置 - Google Patents
磁界発生装置Info
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- JPH04324912A JPH04324912A JP3095715A JP9571591A JPH04324912A JP H04324912 A JPH04324912 A JP H04324912A JP 3095715 A JP3095715 A JP 3095715A JP 9571591 A JP9571591 A JP 9571591A JP H04324912 A JPH04324912 A JP H04324912A
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被検体の断層像を撮影
する核磁気共鳴撮像装置（以下、ＭＲＩ装置と呼ぶ）な
どに用いられる広い空隙内に高強度かつ高精度で均一な
静磁場を発生させる磁界発生装置に関する。
する核磁気共鳴撮像装置（以下、ＭＲＩ装置と呼ぶ）な
どに用いられる広い空隙内に高強度かつ高精度で均一な
静磁場を発生させる磁界発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＲＩ装置における磁界発生手段として
は、永久磁石方式、常電導磁石方式、超電導磁石方式の
３方式がある。この中で、永久磁石方式は電力やヘリウ
ムの消費を伴わないため最も経済的であり、また比較的
漏洩磁束が少ない、回路がコンパクトであるため設置性
に優れている等の長所を有する。さらに近年、強い磁力
を持つ希土類磁石の出現と信号検出装置の性能およびイ
メージング技術の向上によって、永久磁石方式ＭＲＩ装
置は急速に普及している。
は、永久磁石方式、常電導磁石方式、超電導磁石方式の
３方式がある。この中で、永久磁石方式は電力やヘリウ
ムの消費を伴わないため最も経済的であり、また比較的
漏洩磁束が少ない、回路がコンパクトであるため設置性
に優れている等の長所を有する。さらに近年、強い磁力
を持つ希土類磁石の出現と信号検出装置の性能およびイ
メージング技術の向上によって、永久磁石方式ＭＲＩ装
置は急速に普及している。
【０００３】ＭＲＩ装置では静磁場の強度と均一性が撮
影画像の画質に影響を及ぼすため、被検体が挿入される
空隙中心付近に高強度かつ１０−４以下の精度で均一な
磁界が要求される。
影画像の画質に影響を及ぼすため、被検体が挿入される
空隙中心付近に高強度かつ１０−４以下の精度で均一な
磁界が要求される。
【０００４】従来の永久磁石方式の磁界発生装置は、そ
の構造から内磁型、外磁型、リング型の３つのタイプに
分類できる。このうち内磁型およびリング型磁気回路は
すでに実用化されており、特に内磁型磁気回路は比較的
製造が容易であり、また漏洩磁束も少ないことから今後
の普及タイプとして最も注目されている。従来の内磁型
磁気回路は図２に示すように、正方形の板状ヨークと４
本の支柱を用いて一対の円盤状永久磁石とポールピース
を磁気的結合して、あるいは長方形の板状ヨークと４本
の支柱を用いて一対の円盤状永久磁石とポールピースを
磁気的結合して磁気回路を構成していた。
の構造から内磁型、外磁型、リング型の３つのタイプに
分類できる。このうち内磁型およびリング型磁気回路は
すでに実用化されており、特に内磁型磁気回路は比較的
製造が容易であり、また漏洩磁束も少ないことから今後
の普及タイプとして最も注目されている。従来の内磁型
磁気回路は図２に示すように、正方形の板状ヨークと４
本の支柱を用いて一対の円盤状永久磁石とポールピース
を磁気的結合して、あるいは長方形の板状ヨークと４本
の支柱を用いて一対の円盤状永久磁石とポールピースを
磁気的結合して磁気回路を構成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし前述の従来技術
においては、永久磁石とポールピースが円盤形状を成し
ているのに対してヨークが四角形形状を成し、また支柱
も４本であるため永久磁石およびポールピースからの漏
洩磁束量が永久磁石またはポールピースの周辺で不均一
となり、これが空隙中心の磁束密度分布に悪影響を与え
るという問題点を有していた。
においては、永久磁石とポールピースが円盤形状を成し
ているのに対してヨークが四角形形状を成し、また支柱
も４本であるため永久磁石およびポールピースからの漏
洩磁束量が永久磁石またはポールピースの周辺で不均一
となり、これが空隙中心の磁束密度分布に悪影響を与え
るという問題点を有していた。
【０００６】そこで、上記の問題点を解決するために、
実開昭６１−８８２１０に開示される如く継鉄の内面に
漏洩磁束反発用磁石を配置する方法、実開昭６２−１０
１２０５に開示される如く長方形板状ヨークの長辺側に
磁極片に近接して磁束シャント板を配置する方法、特開
平２−１８４００３に開示される如く対向するポールピ
ース間の中央部で一対の磁界調整用磁石を配置する方法
等が提案されている。ところが、上記の従来技術のよう
な調整方法は磁気回路の構造を複雑化し、製造時の作業
を困難なものにしていた。
実開昭６１−８８２１０に開示される如く継鉄の内面に
漏洩磁束反発用磁石を配置する方法、実開昭６２−１０
１２０５に開示される如く長方形板状ヨークの長辺側に
磁極片に近接して磁束シャント板を配置する方法、特開
平２−１８４００３に開示される如く対向するポールピ
ース間の中央部で一対の磁界調整用磁石を配置する方法
等が提案されている。ところが、上記の従来技術のよう
な調整方法は磁気回路の構造を複雑化し、製造時の作業
を困難なものにしていた。
【０００７】そこで本発明の目的とするところは、永久
磁石およびポールピース周辺からの漏洩磁束量の違いか
らくる空隙中心付近の磁界の不均一性を、より効率的に
補正する手段を提案することである。
磁石およびポールピース周辺からの漏洩磁束量の違いか
らくる空隙中心付近の磁界の不均一性を、より効率的に
補正する手段を提案することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の磁界発生装置は
、空隙を形成して対向する一対の永久磁石の空隙対向面
に各々ポールピースを着設し、前記永久磁石対を磁性体
材から成る一対の四角形板状ヨークと４本の支柱で磁気
的結合して磁気回路を構成し、前記空隙に磁界を発生さ
せる磁界発生装置において、前記永久磁石対を各々四角
形の板状とし、前記永久磁石対のそれぞれの角を前記支
柱に近接して配置したことを特徴とする。
、空隙を形成して対向する一対の永久磁石の空隙対向面
に各々ポールピースを着設し、前記永久磁石対を磁性体
材から成る一対の四角形板状ヨークと４本の支柱で磁気
的結合して磁気回路を構成し、前記空隙に磁界を発生さ
せる磁界発生装置において、前記永久磁石対を各々四角
形の板状とし、前記永久磁石対のそれぞれの角を前記支
柱に近接して配置したことを特徴とする。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の実施例における磁界発生装置
に用いる磁気回路を示す縦断面図および横断面図である
。本磁気回路は空隙７を形成して対向する一対のポール
ピース２の各々の反空隙側に各々永久磁石１を着設し、
これらを磁性体材から成る一対のヨーク３と４本の支柱
４で磁気的結合した構造を成す。
に用いる磁気回路を示す縦断面図および横断面図である
。本磁気回路は空隙７を形成して対向する一対のポール
ピース２の各々の反空隙側に各々永久磁石１を着設し、
これらを磁性体材から成る一対のヨーク３と４本の支柱
４で磁気的結合した構造を成す。
【００１０】ポールピース２は略円盤形状を成しており
、空隙中心の磁界の均一性を高めるために前記ポールピ
ース２の空隙対向面の中央部には円盤状突起（以下、第
２シムと呼ぶ）が、その周縁部には環状突起（以下、第
１シムと呼ぶ）が設けられている。
、空隙中心の磁界の均一性を高めるために前記ポールピ
ース２の空隙対向面の中央部には円盤状突起（以下、第
２シムと呼ぶ）が、その周縁部には環状突起（以下、第
１シムと呼ぶ）が設けられている。
【００１１】ヨーク３は図１（ｂ）に示すように正方形
形状を成しており、上側ヨークの４角にはポールピース
間距離およびヨーク３の傾斜を調整するための調整用ボ
ルト５が設置されている。そして上側ヨークと下側ヨー
クは４本の支柱によって保持されている。
形状を成しており、上側ヨークの４角にはポールピース
間距離およびヨーク３の傾斜を調整するための調整用ボ
ルト５が設置されている。そして上側ヨークと下側ヨー
クは４本の支柱によって保持されている。
【００１２】一対の永久磁石１もまた正方形の板形状を
成しており、それぞれ前記ポールピース２とヨーク３の
間に配置した。このとき、永久磁石１の４つの角を４本
の支柱４と近接して配置することが重要である。また、
永久磁石１の着磁方向は図中矢印で示すように厚さ方向
であり、上下の磁石ともに同方向である。
成しており、それぞれ前記ポールピース２とヨーク３の
間に配置した。このとき、永久磁石１の４つの角を４本
の支柱４と近接して配置することが重要である。また、
永久磁石１の着磁方向は図中矢印で示すように厚さ方向
であり、上下の磁石ともに同方向である。
【００１３】ここで使用する永久磁石１は 、磁気回路
の重量増加を避け、かつ強い中心磁束密度を得るために
最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが２５メガガウスエル
ステッド（ＭＧＯｅ）以上であるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系、あ
るいはＰｒ−Ｆｅ−Ｂ系などの希土類磁石が望ましい。 本実施例においては、基本組成がＰｒ１７原子％、Ｆｅ
７６．５原子％、Ｂ５．０原子％、Ｃｕ１．５原子％で
、熱間／圧延加工によって製造された希土類磁石で、最
大エネルギー積が２８．０ＭＧＯｅのものを１．２５ｔ
ｏｎ使用した。
の重量増加を避け、かつ強い中心磁束密度を得るために
最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが２５メガガウスエル
ステッド（ＭＧＯｅ）以上であるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系、あ
るいはＰｒ−Ｆｅ−Ｂ系などの希土類磁石が望ましい。 本実施例においては、基本組成がＰｒ１７原子％、Ｆｅ
７６．５原子％、Ｂ５．０原子％、Ｃｕ１．５原子％で
、熱間／圧延加工によって製造された希土類磁石で、最
大エネルギー積が２８．０ＭＧＯｅのものを１．２５ｔ
ｏｎ使用した。
【００１４】ヨーク３及び支柱４に使用する材料として
は、安価であり磁気回路の重量増加を防ぐために飽和磁
化が高いことが要求されるため、本実施例では飽和磁化
１４０００ＧのＳ１５Ｃを用いた。
は、安価であり磁気回路の重量増加を防ぐために飽和磁
化が高いことが要求されるため、本実施例では飽和磁化
１４０００ＧのＳ１５Ｃを用いた。
【００１５】ポールピース２はＲＦコイルやグラジェン
トコイル等に近接して配置されるため、材料としては透
磁率および飽和磁化がともに高いことが要求される。し
たがって本実施例では飽和磁化２００００Ｇ、最大透磁
率１００００の磁気特性を有する電磁軟鉄を用いた。
トコイル等に近接して配置されるため、材料としては透
磁率および飽和磁化がともに高いことが要求される。し
たがって本実施例では飽和磁化２００００Ｇ、最大透磁
率１００００の磁気特性を有する電磁軟鉄を用いた。
【００１６】図３は磁界を測定する領域を表わす説明図
である。上記の磁気回路の上下のポールピース２の中心
点を結ぶ直線の中心点を空隙中心と定義し、空隙中心を
中心をした直径３００ｍｍの球の表面を測定して空間の
磁界均一度を評価する。（ｒ，θ，φ）を球座標とする
と、本実施例においてはｒは１５０ｍｍ、θおよびφは
３０°毎の値をとる。このように球空間の表面を３０°
ピッチで５つの横断面に分割し、分割した各面上３０°
ピッチで磁束密度を測定する。この方法で測定された６
０点と空隙中心および球の最上点と最下点の計６３点で
磁界分布を評価した。
である。上記の磁気回路の上下のポールピース２の中心
点を結ぶ直線の中心点を空隙中心と定義し、空隙中心を
中心をした直径３００ｍｍの球の表面を測定して空間の
磁界均一度を評価する。（ｒ，θ，φ）を球座標とする
と、本実施例においてはｒは１５０ｍｍ、θおよびφは
３０°毎の値をとる。このように球空間の表面を３０°
ピッチで５つの横断面に分割し、分割した各面上３０°
ピッチで磁束密度を測定する。この方法で測定された６
０点と空隙中心および球の最上点と最下点の計６３点で
磁界分布を評価した。
【００１７】上記の磁気回路のポールピース間距離を５
２０ｍｍに設定し、前記調整用ボルト５を微調整して空
隙中心の磁束密度を測定したところ１８２０Ｇであった
。 そして球空間の磁界分布の均一度は４０ｐｐｍであった
。
２０ｍｍに設定し、前記調整用ボルト５を微調整して空
隙中心の磁束密度を測定したところ１８２０Ｇであった
。 そして球空間の磁界分布の均一度は４０ｐｐｍであった
。
【００１８】図２は従来の磁気回路の構成を示す縦断面
図と横断面図である。空隙７を形成して対向する一対の
ポールピース２の各々の反空隙側に各々永久磁石１を着
設し、これらを磁性体材から成る一対の正方形板状ヨー
ク３と４本の支柱４で磁気的結合した構造を成す。この
磁気回路の磁界調整機構は、上側ヨークの４角の調整用
ボルト５である。この磁気回路に使用された永久磁石１
はポールピース２と同じ直径を持つ円盤形状を成してい
る。図１に示した磁気回路に用いた磁石、ヨーク、支柱
、ポールピースと同じ磁気特性の材料を用い、ポールピ
ース間距離を５２０ｍｍとし調整して測定したところ、
空隙中心の磁束密度は１８４０Ｇ、球空間の磁界分布の
均一度は５０ｐｐｍであった。
図と横断面図である。空隙７を形成して対向する一対の
ポールピース２の各々の反空隙側に各々永久磁石１を着
設し、これらを磁性体材から成る一対の正方形板状ヨー
ク３と４本の支柱４で磁気的結合した構造を成す。この
磁気回路の磁界調整機構は、上側ヨークの４角の調整用
ボルト５である。この磁気回路に使用された永久磁石１
はポールピース２と同じ直径を持つ円盤形状を成してい
る。図１に示した磁気回路に用いた磁石、ヨーク、支柱
、ポールピースと同じ磁気特性の材料を用い、ポールピ
ース間距離を５２０ｍｍとし調整して測定したところ、
空隙中心の磁束密度は１８４０Ｇ、球空間の磁界分布の
均一度は５０ｐｐｍであった。
【００１９】従来例においては、θ＝０のときをｚ軸と
すると、このｚ軸に関してポールピース２と永久磁石１
は軸対称であるが、ヨーク３および支柱４は軸対称では
ない。このためポールピース２と永久磁石１の側面から
の漏洩磁束量に異差が生じ、これが空隙中心の磁界分布
の不均一性を生むことになる。すなわち、強磁性体から
成る支柱４に近接する永久磁石１とポールピース２の側
面から漏れる磁束は、他の側面から漏れる磁束より大き
い。したがって、本実施例のように支柱４に近接する部
分での磁束発生量を多くすることにより、空隙中心の磁
界分布を均一化することが可能となる。本実施例によれ
ば、空隙７の磁界の均一度は従来技術に比べ２０％向上
することが確認された。
すると、このｚ軸に関してポールピース２と永久磁石１
は軸対称であるが、ヨーク３および支柱４は軸対称では
ない。このためポールピース２と永久磁石１の側面から
の漏洩磁束量に異差が生じ、これが空隙中心の磁界分布
の不均一性を生むことになる。すなわち、強磁性体から
成る支柱４に近接する永久磁石１とポールピース２の側
面から漏れる磁束は、他の側面から漏れる磁束より大き
い。したがって、本実施例のように支柱４に近接する部
分での磁束発生量を多くすることにより、空隙中心の磁
界分布を均一化することが可能となる。本実施例によれ
ば、空隙７の磁界の均一度は従来技術に比べ２０％向上
することが確認された。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、空隙
を形成して対向する一対の永久磁石の空隙対向面に各々
ポールピースを着設し、前記永久磁石対を磁性体材から
成る一対の四角形板状ヨークと４本の支柱で磁気的結合
して磁気回路を構成し、前記空隙に磁界を発生させる磁
界発生装置において、前記永久磁石対を各々四角形の板
状とし、前記永久磁石対のそれぞれの角を前記支柱に近
接して配置することによって、従来技術に比べより良好
な均一磁界を容易に得ることを可能とした。
を形成して対向する一対の永久磁石の空隙対向面に各々
ポールピースを着設し、前記永久磁石対を磁性体材から
成る一対の四角形板状ヨークと４本の支柱で磁気的結合
して磁気回路を構成し、前記空隙に磁界を発生させる磁
界発生装置において、前記永久磁石対を各々四角形の板
状とし、前記永久磁石対のそれぞれの角を前記支柱に近
接して配置することによって、従来技術に比べより良好
な均一磁界を容易に得ることを可能とした。
【図１】本発明の実施例における磁界発生装置の磁気回
路の基本構造を示す説明図。
路の基本構造を示す説明図。
【図２】従来の内磁型磁気回路の構造を示す説明図。
【図３】測定点を示す説明図。
１ 永久磁石部
２ ポールピース
３ ヨーク
４ 支柱
５ 調整用ボルト
６ カバー
７ 空隙
Claims (1)
- 【請求項１】 空隙を形成して対向する一対の永久磁
石の空隙対向面に各々ポールピースを着設し、前記永久
磁石対を磁性体材から成る一対の四角形板状ヨークと４
本の支柱で磁気的結合して磁気回路を構成し、前記空隙
に磁界を発生させる磁界発生装置において、前記永久磁
石対を各々四角形の板状とし、前記永久磁石対のそれぞ
れの角を前記支柱に近接して配置したことを特徴とする
磁界発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095715A JPH04324912A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 磁界発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095715A JPH04324912A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 磁界発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04324912A true JPH04324912A (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=14145185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3095715A Pending JPH04324912A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 磁界発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04324912A (ja) |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP3095715A patent/JPH04324912A/ja active Pending
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