JPH0497740A - 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、例えば核磁気共鳴画像形成装置（ＭＲＩ）
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、静磁界中に置か
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。＝ｒＨ。

ここでＴは原子核の種類に固をの磁気回転比であり、Ｈ
，は磁場強度である。核磁気共鳴画像形成装置は均一な
静磁場発生装置と、その内部に設置される傾斜磁場発生
装置とによる磁界中で、高周波コイルからの電磁波を被
検体に照射し、特定の原子核を上記角周波数で共振させ
、放出されるＭＮ波から例えばフーリエ変換等で画像に
変換して表示する。

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ための電力が不要
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。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に永久磁石は温度係数を有し、磁界発生装置の設置
環境によって永久磁石の温度が変化する。

この磁石温度の変化は磁石から発生する磁界の変動をも
たらす。例えば、フェライト磁石は温度係数が−０，１
８％であり、温度が０．３°Ｃ変化すると磁界強度は５
４０ｐｐｍ変化してしまう。一方、室内では対流により
室内上部の方が温度が高くなりやすく、また磁界発生装
置内に設置され、傾斜磁場等を発生させるコイル等は電
流により発熱する。

このため局所的な温度変動が生じていた。上述したよう
にＭＲＩに用いられる磁界発生装置には極めて均一で広
い磁界空間と、時間的な安定性が要求されている。とこ
ろが永久磁石を使用した磁界発生装置においては磁石温
度の変動は磁界の変動を引起し、磁界が不安定になる。

その上、磁石全体が等しく温度変動するのではなく、磁
石の部分によって温度変動が異なる場合は磁界の均一性
を悪化させる。従って、磁石温度の変動を抑えるのみな
らず、磁界発生装置の部分による温度の均一性が所望さ
れるわけである。

永久磁石の温度変動を低減する試みは種々成されており
、例えば、特開昭６３−２５８００２号公報には磁石を
直接断熱部材で覆うことが記載されている。

しかし、同公報に示されるように磁石を断熱部材で覆っ
ただけでは磁石の温度変動速度を緩やかにすることが出
来るとしても、装置が設置されている室内の温度変化の
影響を根本的に免れない。

特開昭６３−４３６４９号公報には磁石を断熱部材で覆
って断熱部を形成し、この断熱部を介して加熱して温度
変動をなくすことが記載されている。このタイプは空気
を介して磁石を加熱するために磁石の温度変化に対する
応答が遅く、制御に困難を生ずる。さらに、磁石とヒー
ターの間の空気に対流が住じるため磁界の局所的な温度
差が生じ、均一性を悪化させることにつながっていた。

また、空気の対流をなくすく工夫をしたとしても磁界発
生装置全体の温度を一点で調整しようとしているため、
例えば、前述のような上下の温度差やコイルによる発熱
による温度差は補正することができなかった。

この発明は、以上の点み鑑み、安定で均一な磁界空間を
得るため磁石温度を一定且つ均一に保持できる磁界発生
装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

この発明は、永久磁石を用いた磁界発生装置において、
前記永久磁石の表面に直接または熱伝導部材を介して接
触させて分布設置した複数のヒーターと、前記ヒーター
の設置部の温度を測定する複数の温度センサーと、前記
温度センサーの信号により対応するヒーターを制御する
温度制御部とををすることを特徴とするものである。

〔作　用〕

この発明によればヒーターが永久磁石に直接または熱伝
導部材を介して接触しているので磁石の温度調整に対し
て応答性のよい制御を行なうことが出来る。また、前記
ヒーターの設置部の温度を測定する複数の温度センサー
を設け、温度センサー毎に複数のヒーターをグループに
分けて、それぞれのグループ毎に温度制御部によって制
御することが出来るので磁石や磁石周辺の温度変化が局
所的に異なる場合であっても、磁石の温度の均−性及び
安定性を保つことが出来る。従って、磁界発生装置の発
生する磁界を均一に保持することができる。

〔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図及び第２圀はこの発明による磁界発生装置の一実
施例を示す正面図及び側面図である。この実施例におい
ては、８個の永久磁石ブロック１をリング状に配置して
リング状磁石２を構成している。各永久磁石ブロック１
はフェライト系の磁石が用いられ、台形柱状をしており
、複数個の永久磁石ブロック１を環状に配置形成するこ
とができる。リング状磁石２が複数個用いられる場合に
は、複数のリング状磁石がリング軸線に沿って配置され
る。この実施例ではリング数は３である。

永久磁石ブロック１間にはそれぞれスペーサ３が設けら
れ、永久磁石ブロック１はスペーサ３を介して隣接する
永久磁石ブロック１と接合されている。スペーサ３は非
磁性体の例えばアルミニウム等が使用でき、近接する永
久磁石ブロック１とは例えばエボキン系の接着剤で接着
されている。

永久磁石ブロック１の外周には例えばアルミニウム板の
ような非磁性体の保護部材４が貼り付けられる。この保
護部材４は各永久磁石ブロック１の表面保護の役目を果
たす。

リング状磁石の表面にはこの例では保護部材４を介して
ヒーター５が貼り付けられる。図ではヒーター５は磁石
の周面や、端面や、異なるリングに応して５ａ、５ｂ、
５ｃとして示している。ヒーター５は保護部材４に接す
る面積が大きくなるように平面状のものがよく、保護部
材４に両面粘着テープ等によって貼り付けられる。保護
部材４を設けない場合にはヒーター５を永久磁石ブロッ
ク１に直接貼り付けてもよい。ヒーター５が直接または
アルミニウム板のように熱の伝導性の良い熱伝導部材を
介して接触させるので熱伝導するときに生ずる遅延時間
が短くなり、ヒーター５の温度と永久磁石ブロック１の
温度との差がなくなり、ヒーター５の温度を測定して調
整するだけで精度よく永久磁石ブロック１の温度調整が
可能となる。

ヒーター５の外側は断熱材６で覆われている。

リング状磁石の内壁にもヒーター５ｄが貼り付けられて
いる。一部のヒーター５には温度センサー７が取りつけ
られている。例えば、リング状磁石２の側面、正面上部
、正面下部、内面等必要に応。

して設置すればよい。温度センサー７はサーミスタまた
は白金測温抵抗体等か用いられ、１枚または複数枚のヒ
ーターの制御に使用される。リング状磁石２内に傾斜磁
場発生コイル８か同軸心的に配されている。

第３図・はヒーター５を制御する電気回路を示す図であ
る。各ヒーター５にはブレーカ１８、サーキットプロテ
クタ１６及びＳＳＲ（ソリッドステイトリレー）１５を
順次介してＡＣｌｏｏＶが供給されている。ヒーター５
の温度は温度センサー７によって検知され温度調整器１
４に入力される。

温度調整器１４は測定された温度と設定温度との差から
５ＳＲ１５を制御してヒーター５に流れる電流をオン・
オフし、温度を一定に保つ。即ち、ヒーター５は良熱伝
導部材に直接接触しており、永久磁石ブロンク１は相当
の容量を存しているためにヒーター５のオン・オフで０
．１度幅の温度制御が可能である。ヒーター５に流れる
電流をオン・オフ制御するかわりに、ヒーター５に流れ
る電流値を制御してもよい。ブレーカ１８は回路に過電
流が流れるのを保護する。また、温度調整器１４がヒー
タ５の過熱や温度センサー７の異常を検知した場合、サ
ーキットプロテクタ１６を開いて、サーキットプロテク
タ１６より下流の装置をすべてシャットダウンし、安全
性を高めるようにしている。

ヒーター５は複数のグループに分けられそれぞれ、グル
ープごとに独立に制御される。第３図ではＡ、Ｂ・・・
Ｆの６グループに分割した例である。ヒーターのグルー
プ分けはリング状磁石の温度環境の差によって決定され
る。例えばリング状磁石２の内側と外側では、傾斜磁場
発生コイル８の通電時の発熱を考慮して別のグループに
することが望ましい。また、リング状磁石２の上部と下
部とでは対流の影響や床への放熱を考慮して別のグルー
プにすることが望ましい。その他にもリング状磁石２の
前後左右についても別のグループにすればさらに細かく
温度の調整を行なうことが出来る。

第４図及び第５Ｖはヒーター５の構成の一例を示す図で
ある。発熱素子９を絶縁部１０でサンドイッチした構成
をしており、発熱素子９の両側には電極８が設けられて
いる。それぞれの電極８にはリード線１３が接続され、
その各結線部は端子がモールド樹脂１２で保護されてい
る。

以上のような構成により、磁石の温度を装置の設置環境
や熱対流の影響を受けることなく、均一に調整すること
ができる。従って、磁界の均−性及び安定性を向上させ
ることができる。

上述では複数の永久磁石ブロックを環状に配置したリン
グ状磁石に用いた磁界発生装置にこの発明を適用したが
、ヨーク型の磁界発生装置に用いることも出来る。この
場合、ヒーターは永久磁石に直接接触して設置するか、
またはヨークに直接接触して設置する。すなわち、ヨー
クが熱伝導部材となり永久磁石に熱を伝導することが出
来るのである。温度センサーはヒーター、ヨーク、永久
磁石等ヒーターが設置された部分の温度を測定するよう
に、磁界発生装置の複数の位置に設置される。例えば磁
界発生装置の上部・下部・内部・外部等に設置され、そ
れぞれについて温度制御するようにすればよい。

［発明の効果］ 以上述べたように、この発明によれば、磁石の温度変化
に対して、応答性よく制御できるので磁界発生装置が発
生する磁界を極めて安定に保つことが出来る。さらに磁
石の外部環境の様々な温度変化、特に局所的な温度変化
が生じたときでも磁石の温度を一定に保持することがで
きるので、磁界を均一性良くまた安定性良く保つことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による磁界発生装置の実施例を示す正
面図、第２回は第１図の側面図、第３図はヒーター制御
のための電気回路の例を示す図、第４図はヒーターの一
例を示す図、第５図はそのＡＡ断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）永久磁石を用いた磁界発生装置において、前記永
   久磁石の表面に直接または熱伝導部材を介して接触させ
   て設置した複数のヒーターと、前記ヒーターの設置部の
   温度を測定する複数の温度センサーと、 前記温度センサーの信号により対応するヒーターを制御
   する温度制御部とを有することを特徴とする磁界発生装
   置。