JPH0454938A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、核磁気共鳴画像形成装置（ＭＲＩ）の主静
磁場発生装置に用いられる磁界発生装置に関する。

〔従来の技術］ 核磁気共鳴画像形成装置（ＭＲＩ）は、主静磁場中に置
かれたスピン及び磁気モーメントを持つ原子核が特定の
周波数の電磁波のみを共鳴的に吸収・放出する核磁気共
鳴（ＮＭＲ）を用いて人体等の断層画像を表示する装置
である。核磁気共鳴は下記に示す角周波数ω。で共鳴す
る。

ω。＝γＨ０ ここで７は原子核の種類に固有の磁気回転比であり、Ｈ
ｏは静磁場強度である。ＭＲＩは静磁場強度Ｈ０がその
まま画像情報に影響するため、ｐｐｍオーダーの均一性
が要求されている。また、磁界発生装置は超伝導コイル
を用いたもの、常伝導コイルを用いたもの、永久磁石を
用いたものが知られており、このうち永久磁石型は磁界
発生のだめの電力が不要であり、運転経費が安く、設置
スペースが小さくて良いなどの利点を有している。

永久磁石を用いて均一な磁界空間を得ようとする提案は
種々なされており、例えば、米国特許第４．４９８，０
４８号及び４，５８０，０９８号明細書には、複数個の
異方性永久磁石が環状に設置されたリングの複数個より
なる磁界発注装置が示されている。この磁界発注装置は
磁気ヨークが不要であり、小型化できるという大きな利
点を有している。

しかし、この装置では、永久磁石の加工精度や組立精度
、永久磁石自体の不均一によって、装置を組み立てた後
に磁界調整を行う必要がある。この調整は例えば、各永
久磁石ブロフク（上記米国特許ではセグメントとよんで
いる）を軸線上に沿って移動させたり、径方向に移動さ
せたりして行う。さらに、特開昭６３−２２６００９号
公報には磁界の不均一・、特ζこ高調法の不均一を補正
するために上記磁界発生装置内に複数の永久磁石小片を
配置することが示されている。同公報によると、磁界の
乱れに応して永久磁石小片の大きさ、すなわち磁界強度
及び磁界方向を決定し、その大きさ及び方向に基づいて
永久磁石小片を台座に接着し、この台座をビスで保持板
に固定していた。

すなわち第７図に示すように台座】１に正立方体の永久
磁石小片１２を接着し、この台座１】を保持Ｆｉ１３に
ねし１４で固定する。その際に補正すべき磁界強度の強
さに比例した大きさの永久磁石小片１２を用いる。永久
磁石小片１２は例えば１辺が２〜１０＋ｗｍ＋の正立方
体の中から選ばれる。

また第８図ムこ示すように同一の補正すべき磁界強度で
も、補正すべき磁界方向に応じた磁極方向（図で矢印で
示す）の永久磁石小片１２を使用している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記公報に示す装置においては、永久磁石小片１２の大
きさによって、永久磁石小片１２の中心の、台座１１か
らの高さ、つまり保持板１３からの高さがばらつき、こ
の高さの差を考慮していないため、静磁場の乱れを補正
しようとしたときにその差のばらつきが誤差となってい
た。また、永久磁石小片１２を台座１１に取りつけると
きにも永久磁石小片１２が台座の所定位置からずれてし
まい、これも誤差の原因となっていた。第８図から理解
されるように同一の大きさの永久磁石小片１２について
台座１１に対する取り付は方向が３種類のものをそれぞ
れ用意する必要があった。

また、永久磁石小片１２はむき出しであったため破損し
やすく、その取扱いに熟練を要した。

この発明は、以上の点に鑑み、永久磁石小片の中心の保
持板に対する高さを一定にして補正の精度を向上させ、
かつ破損しやすい永久磁石小片を保護できる静磁界均一
化手段を有する磁界発生装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、複数の永久磁石ブロックが環状に配置され
静磁界を発生する磁界発生装置において、複数の同一寸
法の収容部を有し、前記環状の永久磁石ブロックの内壁
近傍に設置された非磁性の保持体と、永久磁石小片を収
容し、前記収容部内にそれぞれ嵌合保持された複数の非
磁性の収容体とを具備する静磁界均一化手段を有するこ
とを特徴とする。

〔作　用〕

この発明によれば、永久磁石小片の中心が保持板の一定
の高さに保持されるため、静磁界の乱れを補正する際に
計算結果と極めて近い補正を行うことができる。さらに
、永久磁石小片が収容体内に嵌合されており、これが保
護材として働くので、取扱いが容易になる。

（実施例〕 以下に、図面を参照して、この発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明による磁界発生装置の一実施例の環
状軸心と垂直な端面を示し、第２図は軸心を含む断面で
ある。この例では８個の永久磁石ブロック２１をリング
状に配置してリング状磁石２２を構成している。各永久
磁石ブロック２１はフェライト系の磁石が用いられ、台
形柱状をしており、これらを配列して環状に形成するこ
とができる。リング状磁石２２が複数個用いられる場合
には、複数のリング状磁石２２が同一のリング軸線上に
配列される。この実施例ではリング数は３である。１つ
のリング状磁石２２内の永久磁石ブロック２１間にはそ
れぞれスペーサ２３が設けられ、永久磁石ブロック２１
はスペーサ２３を介して隣接する永久磁石ブロック２１
と接合されている。スペーサ２３は非磁性体の例えばア
ルミニウム等が使用でき、永久磁石ブロック２１とは例
えばエポキシ系の接着剤で接着される。永久磁石ブロッ
ク２１の外面に必要に応じて例えばアルミ板の保護部材
２０が貼り付けられる。

リング状磁石２２の内側には同一軸心で、非磁性体の円
筒チューブ２４が挿通され、そのチューブ２４の外周と
リング状磁石２２の内周との間に板状の保持体２５がボ
ルト等によりチューブ２４に固定されており、この保持
体２５に永久磁石小片が任意に配置出来るようになって
いる。保持体２５は非磁性体、例えば樹脂材のモールド
品よりなり、例えば第３図に示すように保持体２５には
その１面に所定間隔で行列にこの例では同一大きさの方
形収容部２６が形成されており、各収容部２６に非磁性
体の収容体２７を嵌合収容できるようになっている。

第４図は収容体２７の例を示し、収容体２７は樹脂材の
方形ケース（箱状体）をしており、その内部に永久磁石
小片１２が収容される。永久磁石小片１２は例えばフェ
ライト系の永久磁石でよく、−辺が例えば２〜１０＋ａ
ｍの正立方体や直方体である。収容体２７には例えばナ
イロン樹脂やポリカーボネイトが使用され、外形は永久
磁石小片１２が上記寸法の場合、例えば−辺が１２ｍｍ
の正立方体であり、すべての収容体２７は外形寸法を同
一とする。収容体２７には永久磁石小片】２が嵌合収容
されており、従って収容体２７の内形は収容される永久
磁石小片１２の大きさにより異なるが、挿入された永久
磁石小片】２の中心、すなわち収容体２７の外面に対す
る高さ、幅、長さ方向の中心（３次元的中心）が収容体
２７の所定位置、例えば中心位置に一致するようになさ
れている。また収容部２６は収容体２７が嵌合収容され
る同一大きさとされている。このため、永久磁石小片１
２を収容した収容体２７を保持体２５の予め決められた
位置に埋設した場合、永久磁石小片１２の中心が上記法
められた位置に一致する。但し、長さ及び幅方向の位置
は中心からの距離が既知であれば、収容体２７の中心に
ある必要がない。収容体２７に対し、永久磁石小片１２
は必要に応して接着される。

磁界の調整は特開昭６３−２２６００９号に示されたよ
うに、まず磁界を測定して乱れを求め、シミングベクト
ルΔＲを求める。シミングベクトルΔＲに対して、所定
の大きさの永久磁石小片１２が埋設された収容体２７を
所定の磁化方向にして、保持体２５の所定の位置の収容
部２６に挿入する。必要とする永久磁石小片１２の保持
体２５に対する保持を行った後、非磁性体の蓋部２８で
保持体２５の収容部２６の形成面を蓋し、非磁性ビス２
９で固定する（第３図Ｂ）。

この保持体２５をチューブ２４の外周部に設けて、静磁
場発生装置の磁界の乱れを補正する。磁界の均一性は、
磁界測定の結果により、その最も大きい値と最も小さい
値との差を平均値で割算して、ｐｐ＋ａで表現する。所
定の均一性が達成されていな場合には、再びΔＲを求め
る。

以上のようにして、静磁場発生装置の磁界の乱れを補正
するが、乱れの大きさや範囲によって保持体２５の大き
さが規定される。すなわち、広い範囲で補正する必要が
あれば保持体２５の大きさは大きくなり、専有空間がそ
れだけ大きくなる。

小さい範囲で補正する場合には、保持体２５の大きさは
それだけ小型でよく、例えばリング状磁石２２が３リン
グの場合、その中心のリング状磁石２２の内径が外側の
リング状磁石２２の内径より大きい場合には、チューブ
２４と中心のリング状磁石２２の内壁との空間に保持体
２５を設置すればそれだけ磁界発生装置を小型化できる
。この場合、保持体２５中に永久磁石小片１２が埋設さ
れているので、従来のように永久磁石小片１２が保持体
２５から突出して設置される場合に比べさらに小型化さ
れることは言うまでもない。

前記例のように収容体２７の外形を正立方体とし、永久
磁石小片１２も正立方体とし、これらの中心を一致させ
る場合は、第５図に示すように、同一の永久磁石小片１
２をもつ収容体２７を、各種方向で収容部２６に収容す
ることにより、永久磁石小片１２の磁極方向を各種にす
ることができ、それだけ永久磁石小片を収容した収容体
２７の種類を少なくすることができる。しかし収容体２
７の外形は３辺を等しくする必要はなく収容体２７の外
形を例えば第６図に示すように正六角柱にすれば磁化方
向を６方向に変化できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明の静磁界均一化手段を有す
る磁場発生装置によれば、永久磁石小片の高さがずれる
ことがなく、補正の際の誤差が小さくなる。また、従来
永久磁石小片は磁石材料がむき出しであったため破損し
やすく、その取扱いに熟練を要したが、この発明によれ
ば永久磁石小片が収容体に埋設されており、これが保護
材として働くので、取扱いが容易になった。さらに、従
来永久磁石小片を一つ一つビス止めしていたが、この発
明において蓋部を取りつけた場合、数カ所の蓋部のビス
止めでよく、再調整のスループントが向上した。その上
、永久磁石小片を静磁場発生装置中に設置すると、その
強力な磁界による力が永久磁石小片に加わり、接着不良
があるとはずれてしまう場合があったが、蓋部を設ける
ことにより、上記のような不良が無くなった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による静磁界発生装置の実施例を示す
端面図、第２図は静磁界発生装置の軸心を含む断面図、
第３図は永久磁石小片が埋設された収容体及び保持体を
示す図、第４図は永久磁石小片が収容された収容体の大
小の永久磁石小片についての各縦断面及び横断面図、第
５図は複数の磁化方向の共用を説明する断面図、第６図
はその他の例を示す斜視図、第７図は従来の永久磁石小
片及び保持体を示す図、第８図は従来の永久磁石小片及
び保持体による各種磁化方向を得るための図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の永久磁石ブロックが環状に配置され静磁界
   を発生する磁界発生装置において、 複数の同一寸法の収容部を有し、前記環状の永久磁石ブ
   ロックの内壁近傍に設置された非磁性の保持体と、 永久磁石小片を収容し、前記収容部内にそれぞれ嵌合保
   持された複数の非磁性の収容体とを具備する静磁界均一
   化手段を有することを特徴とする磁界発生装置。