JPS60217608A - 均一磁場コイル - Google Patents

均一磁場コイル

Info

Publication number
JPS60217608A
JPS60217608A JP59073574A JP7357484A JPS60217608A JP S60217608 A JPS60217608 A JP S60217608A JP 59073574 A JP59073574 A JP 59073574A JP 7357484 A JP7357484 A JP 7357484A JP S60217608 A JPS60217608 A JP S60217608A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coils
magnetic field
coil
main
shield
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP59073574A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0314214B2 (ja
Inventor
Masaki Yamana
山名 正樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP59073574A priority Critical patent/JPS60217608A/ja
Publication of JPS60217608A publication Critical patent/JPS60217608A/ja
Publication of JPH0314214B2 publication Critical patent/JPH0314214B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/20Electromagnets; Actuators including electromagnets without armatures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は空心の筒状コイルの内部空間に少なくとも近似
的に均一な磁場を発生させる磁場コイル、ことに核磁気
共鳴コンピュータ断層像撮影装置(以下NMR−CTと
いう)用の磁場コイルに関する。
〔従来技術とその問題点〕
NMR・−CTに用いられる均一磁場コイルは、コイル
内に被検体である人体を収納するために、内径が1mに
近い筒状または複数のリング状のコイル配列で構成され
、被検体である人体を判定するに足る断層像を得るため
には、人体が収納されるコイル内空間部における磁場の
強さには百万分の数十という均一性がめられる。この磁
場の強度とその均一性を満たすために、同軸配貨のリン
グ状主コイルを複数個組み合わせて磁場の均一性の最も
よい配置、電流値を選んで均一磁場コイルを構成する方
法が知られている。
第1図から第3図は複数のリング状の主界磁コイルから
なる均一磁場コイルのコイル配列を示す断面図である。
第1図の場合、均一磁場コイルは一対のリング状主コイ
ル11および12からなり、(仮想)回転軸lに対して
同軸状に、また回転軸1に垂直な対称面2に対して対称
かつ平行に配設されている。第2図の場合、均一磁場コ
イルは、回転軸1に対して同軸状の4個のリング状主コ
イルからなり、対称面2に対してそれぞれ対称な位置に
配されたコイル21.22からなる一対のコイルと、コ
イル23.24からなる別の一対のコイルとの2対のコ
イルによって構成され、それぞれのコイルの配置、大き
さ、電流値等を磁場の均一性が最もよくなるように選ぶ
ことにより、第1図の一対のコイルで構成された磁場コ
イルに比べて磁場の均一性を高めるよう構成されている
。第3図は第2図さ同様に2対のリング状主コイル31
゜32および33.34からなる均一磁場コイルで。
2対のコイルそれぞれのアンペアターン(起磁力。
コイルの巻数とNILの積)を変えることにより磁場の
強度の均一性の向上を計ったものである。
第4図は均一磁場コイルの磁束分布図の一例として、第
3図のコイル配列について1を回転軸とする同軸円筒座
標系としてめた磁束分布図であり、回転軸1および対称
面2を含む右上部分の磁束分布を示したものである。図
において、100は4個のリング状主コイル31〜34
に流れる電流によって発生する磁束線で、主コイル31
〜34を包囲する形で発生し、主コイル31.32の内
径側を通る部分の磁束線はコイルに近接した部分を除き
回転軸1に平行になっており、コイル内空間部における
磁場の強さが一様であることを示している。一方、コイ
ル31おより32の外側に漏れ出した磁束線はコイル外
側の軸方向および半径方向の広い範囲にひろがって分布
している。ここでは磁場コイルの外側に漏れ出した磁界
を漏れ磁界き呼ぶこととする。いま上述のように広がる
漏れ磁界を発生する磁場コイルをある広さの室内に設置
したと仮定すると、室内に強磁性体が存在した場合には
漏れ磁界はその影響を受けて磁界の分布が変わり、その
結果均一磁場コイル内の磁場の強さおよびその均一性に
少なからぬ影響を与えるという問題を生ずる。
ことに我が国においては一般にHMA −CTを設置す
るためにたとえば半径5mの大きさを包含する部屋を用
意するよう制約することは一般に困難であり、娼家の鉄
筋や鉄骨等の鋼材による漏れ磁界分布の変歪を防ぐこと
が困難であるのが実情である。
コイルの内部空間部に百万分の数十という精度が得られ
るように均一な磁場を作り出すために。
t それぞれのコイルは一般に相°互位置関係を微細調整可
能に支持されるよう構成される。制約されたのための検
査と修正とを必要とする。場合によっては、その精度を
保持するために、たとえば自動東などの移動物体の接近
を阻止するような配慮をも必要とする。
そこで、漏れ磁界が分布する範囲とその磁束蛍を低減す
るために、コイルの外側に強磁性体からなる筒状体を設
け、漏れ磁界がこの筒状体を通ってコイル内に循環する
よう構成することにより漏れ磁界が室内に広く分布する
ことを防ぐ方法が知られている。しかし、筒状体の厚さ
は数十餌程度が必要であり、均一磁場コイル装置全体の
重量が増加し、設置場所の床の強度や運搬および搬入に
支障をきたすという問題があり、また強磁性体からなる
筒状体の磁気特性が非直線性を持つために、均一性のよ
い磁場コイルを設計する際の磁場の精密な数値計算が困
難になるさいう問題がある。
〔発明の目的〕
本発明は前述の状況に鑑みてなされたもので、強磁性体
からなる筒状体を設けることなく漏れ磁界の広がりを防
止できる均一磁場コイルを提供することを目的とする。
〔発明の要点〕
本発明のコイルは、一対または複数対のリング状主コイ
ルからなる磁場コイルの外側に、主コイルと同軸状に主
コイルと磁気能率が等しく発生磁束の方向が逆な一対ま
たは複数対のリング状のシールドコイルを設け、漏れ磁
界を打ち消すことによりシールドコイルの外側への漏れ
磁界の広がりを抑さえるようにするとともに、シールド
コイルの径を大きくすることによりシールドコイルの、
重量ならびに電流を低減し、シールドコイルを設けるこ
とによる重量および消費電力の増加を抑制したものであ
る。
〔発明の実施例〕
以下本発明を実施例に基づいて説明する。
第5図は本発明の最も基本的な実施例を示すコイル配置
図で、第1区に示す一対のリング状主コイルからなる磁
場コイルへの適用例を示したものである。図において、
41および42は一対のシールドコイルで、主コイル1
1および12と同軸状に、かつ対称面2に対して対称な
位置に配設されており、一対のシールドコイル41およ
び42はそれ自身最良の磁場の均一性を満足するよう構
成される。またシールドコイルと主コイルは発生磁束の
向きが逆向きになるよう形成され、かつ次式に示すよう
に一対のシールドコイルの磁気能率(個々のコイルの磁
気的有効面’tthアンペアターンの積の和)が主コイ
ルのそれと等しくなるよう構成されている。
Σ(81XATI ) =Σ(82XAT2 )ただし
、 ATI :主コイル1個のアンペアターンAT2:
シールドコイル1個のアンペアタ(−ン Sl:主コイルの磁気的有効面積 S2:シールドコイルの磁気的有効面積Σ :コイル群
の和を表わす 第5図においては、シールドコイルの径は主コイルの径
の2倍に選ばれており、したがってシールドコイルのア
ンペアターンAT2は主コイルのアンペアターンA T
 1のl/4ですむことになる。また回転軸1の近傍に
おける均一磁場の強さはコイルの径に逆比例するので、
シールドコイルが作る逆向きの均一磁場の強さは主コイ
ルの作る均一磁場の強さの1/8になる。したがって、
均一磁場の強さはシールドコイルを設けたことにより7
/8に減少する。均一磁場の強さをシールドコイルを設
けない従来構造と同じに保つためには、主コイル11お
よび12のアンペアターンをあらかじめ8/7倍にして
おけばよい。
第6図は第5図の均一磁場コイルの磁束分布図である。
図において、主コイル11および12を包囲する磁束線
lOOが主コイル11の内側(図では下側)を通る部分
においては回転軸1にほぼ平行になり、主コイル内空間
部における磁場の強さがほぼ均一になっていることを示
している。また、シールドコイル41の外側を通る磁束
線たとえば101と102とは、シールドコイル41か
ら少し離れた位置では相互の間隔が大きく拡がり、シー
ルドコイルの外側における漏れ磁界の強さが著しく低下
していることを示している。この状況は、第4図におけ
る磁束線の分布と第6図の磁束線の分布とを比較するこ
とにより、シールドコイルによる漏れ磁界の低減効果を
明確に知ることができる。
第7図は本発明の他の実施例を示す均一磁場コイルのコ
イル配置図で、第3図の主コイル配置による磁場コイル
への適用例を示したものである。
図の場合、31.32および33.34からなる2対の
主コイルの外側に設けられた一対のシールドコイル51
および52は、アンペアターンが等しく対称面2に対し
て対称の位置に配設され、他の一対のシールドコイル5
3および54もアンペアターンが等しく対称面2に対し
て対称の位置に配設されている。また一対の主コイル3
1.32のアンペアターンは他の一対の主コイル33.
34のそれの1/2であり゛、2対のシールドコイル5
1゜52および53.54は共に同じアンペアターンに
なるよう構成されている。しかし、これらの比率そのも
のは、主コイル群およびシールドコイル群がそれぞれ均
一磁場を形成する条件を満足するものであれば任意の比
率を選択することができる。
また主コイルとシールドコイルとのアンペアターンの比
率は前述の条件式を満足するよう決められている。
第8図は第7図のコイル配置における磁束分布図である
。図において、主コイル31および33を包囲する磁束
線100は、コイル31および33の内側(図では下側
)において第4図の場合と同様に回転軸1にほぼ平行に
なっており、主コイノル内部空間部における磁場の強さ
が一様になっていることを示している。またシールドコ
イル51および53の外側を通る磁束線たとえば103
.104はそれぞれシールドコイルの外側においてその
内側の磁束線との間の間隔が大きく開いており、第4図
との比較から明らかなように漏れ磁界の広がりとその強
さが著しく低減されていることがわかる。
なお、第2図の主コイル配置に対応する実施例は省略し
たが、主コイルの数と配置がどのような組み合わせであ
っても、本発明を適用できることは前述の実施例から容
易に類推することができる。
また、主コイルとシールドコイルとの半径およびアンペ
アターンの比率は、この比率を大きくすることにより主
コイルの電流の増加は少なくてすむが、その反面コイル
全体の径が大きくなってしまうし、比率を小さくすれば
主コイルのアンペアターンの増加量が大きくなるので、
均一磁場コイルに要求される諸性能を勘案して最適条件
を決めることが好ましい。
〔発明の効果〕
本発明は前述のように、複数のリング状の主コイルから
なる均一磁場コイルの外側に、磁気能率の和が主コイル
のそれと等しく発生磁束の方向が逆向きな複数のリング
状のシールドコイルを設けるよう構成した。その結果、
均一磁場コイルの外側に広がる漏れ磁界の広がりとその
強さを従来の磁気回路を持たない均一磁場コイルに比べ
て大幅に低減した均一磁場コイルを提供することができ
、均一磁場コイル周囲に存在する強磁性体に漏れ磁界が
鎖交することによって生ずる均一磁場の不均一性の増加
や、上記弊害を回避するための設置場所の制約等の従来
の問題点を排除でき、したがってNMR,−CTによる
人体の断層像の乱れを防止することに貢献できる。
またシールドコイルは強磁性体からなる筒状体に比べて
遥かに軽量にできるので、設置場所への搬入や床強度に
特段の配慮をする必要がなくな゛す、既設の建家内に容
易に設置できるNMR−CTを提供することができる。
さらに、均一磁場の乱れを微調整して修正する場合、主
コイルに比べてアンペアターンが数分の−と小さく、し
たがって軽量なシールドコイルの位置を調整可能に支持
するよう構成すれば、主コイルを調整可能に支持する方
式に比べてコイルの支持構造を簡単化できるとともに、
均一磁場の強さに占めるシールドコイルの発生磁束の量
が少ないので、主コイルの位置を調整するのに比べてよ
り微細に均一磁場の乱れの修正が可能になるという利点
が得られる。
さらにまた、主コイルの外側に強磁性体からなる筒状体
のように磁気特性が非直線性になる部分を含まないので
、均一磁場コイルの設計にあたって精度の高い磁場の数
値計算が容易にできる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図から第3図は公知の均一磁場コイルの主コイルの
配置図、第4図は第3図の主コイル配置における従来の
磁束分布図、第5図は本発明の実施例を示すコイル配置
図、第6図は第5図の実施例における磁束分怖図、第7
図は本発明の異なる実施例を示すコイル配置図、第8図
は第7図の実施例における磁束分布図である。 1・・・回転軸、2・・・対称面、11.12・・・一
対の主コイル、21.22,23,24・・・径の異な
る一2対の主コイル、31,32,33.34・・・ア
ンヘアターンの異なる2対の主コイル、41.42・・
・一対のシールドコイル、51,52,53゜54・・
・径の異なる2対のシールドコイル、100・・・主コ
イルを包囲する磁束線、101.103.104・・・
第1図 第3図 第5図 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)互いに同軸状でまた軸に垂直な対称面に対して対称
    かつ平行な少なくとも一対のリング状の主界磁コイルを
    備えこの主界磁コイルの内部空間部に均一磁場を発生す
    る磁場コイルにおいて、内径が前記主界磁コイルの外径
    より大きく形成され前記主界磁コイルと同軸状かつ前記
    対称面に対して対称に配された少なくとも一対のリング
    状のシールドコイルを備え、この複数のシールドコイル
    の磁気能率の和が前記主界磁コイルのそれと等しくかつ
    その発生磁束の方向が前記主界磁コイルのそれと逆方向
    であることを特徴とする均一磁場コイル0
JP59073574A 1984-04-12 1984-04-12 均一磁場コイル Granted JPS60217608A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59073574A JPS60217608A (ja) 1984-04-12 1984-04-12 均一磁場コイル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59073574A JPS60217608A (ja) 1984-04-12 1984-04-12 均一磁場コイル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60217608A true JPS60217608A (ja) 1985-10-31
JPH0314214B2 JPH0314214B2 (ja) 1991-02-26

Family

ID=13522186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59073574A Granted JPS60217608A (ja) 1984-04-12 1984-04-12 均一磁場コイル

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60217608A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3829175A1 (de) * 1987-08-29 1989-03-16 Fuji Electric Co Ltd Spule zur erzeugung eines homogenen magnetfeldes
JPH01302709A (ja) * 1988-02-03 1989-12-06 Fuji Electric Co Ltd 超電導マグネット
JP2006200913A (ja) * 2005-01-18 2006-08-03 Tokyo Electric Power Services Co Ltd 中空金属体の減肉検出装置
JP2016526411A (ja) * 2013-06-21 2016-09-05 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 組み合わされた磁気共鳴イメージング及び放射線治療のためのクライオスタット及びシステム
CN106456047A (zh) * 2014-05-20 2017-02-22 株式会社日立制作所 极窄漏磁场磁铁型mri装置
JP2020010984A (ja) * 2018-07-20 2020-01-23 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 磁性体の設置方法及び演算装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5290293A (en) * 1976-01-22 1977-07-29 Fuji Electric Co Ltd Super conduction energy storing unit
JPS56130905A (en) * 1980-02-05 1981-10-14 Thomson Csf Magnet
JPS57180947A (en) * 1981-04-30 1982-11-08 Tokyo Shibaura Electric Co Diagnostic nuclear magnetic resonance apparatus
JPS6098344A (ja) * 1983-10-14 1985-06-01 エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン 核磁気共鳴装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5290293A (en) * 1976-01-22 1977-07-29 Fuji Electric Co Ltd Super conduction energy storing unit
JPS56130905A (en) * 1980-02-05 1981-10-14 Thomson Csf Magnet
JPS57180947A (en) * 1981-04-30 1982-11-08 Tokyo Shibaura Electric Co Diagnostic nuclear magnetic resonance apparatus
JPS6098344A (ja) * 1983-10-14 1985-06-01 エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン 核磁気共鳴装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3829175A1 (de) * 1987-08-29 1989-03-16 Fuji Electric Co Ltd Spule zur erzeugung eines homogenen magnetfeldes
US4890082A (en) * 1987-08-29 1989-12-26 Fuji Electric Co., Ltd. Coil for generating a homogeneous magnetic field
JPH01302709A (ja) * 1988-02-03 1989-12-06 Fuji Electric Co Ltd 超電導マグネット
US5581223A (en) * 1988-02-03 1996-12-03 Fuji Electric Co., Ltd. Superconducting magnet
JP2006200913A (ja) * 2005-01-18 2006-08-03 Tokyo Electric Power Services Co Ltd 中空金属体の減肉検出装置
JP2016526411A (ja) * 2013-06-21 2016-09-05 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 組み合わされた磁気共鳴イメージング及び放射線治療のためのクライオスタット及びシステム
CN106456047A (zh) * 2014-05-20 2017-02-22 株式会社日立制作所 极窄漏磁场磁铁型mri装置
JPWO2015178411A1 (ja) * 2014-05-20 2017-04-20 株式会社日立製作所 極狭漏れ磁場磁石型mri装置
JP2020010984A (ja) * 2018-07-20 2020-01-23 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 磁性体の設置方法及び演算装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0314214B2 (ja) 1991-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3694659B2 (ja) マグネット及びその磁場調整方法並びに磁気共鳴撮像装置
US5485088A (en) Therapy tomograph with homogeneity device
CA1271986A (en) Ferromagnetic shield for magnetic resonance magnets
EP0216404B1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus including-homogenizing magnetic elements
JP2843829B2 (ja) 改良された傾斜磁場コイルシステムを有する磁気共鳴装置
US6529005B1 (en) Device for homogenizing a magnetic field
JPH0622922A (ja) トランスバーサル傾斜磁場コイル
JPH03501076A (ja) 電磁石およびその製造方法
JPH0554977B2 (ja)
US5396208A (en) Magnet system for magnetic resonance imaging
JPS5961763A (ja) 均一磁界発生装置
JPS60217608A (ja) 均一磁場コイル
JPH0471324B2 (ja)
US5786694A (en) Gradient coil system for use in a diagnostic magnetic resonance apparatus
US6617853B2 (en) Magnet arrangement comprising a superconducting magnet coil system and a magnetic field shaping device for high-resolution magnetic resonance spectroscopy
GB2184243A (en) Electromagnet arrangements
US6909284B2 (en) High efficiency planar open magnet MRI system structured and arranged to provide orthogonal ferrorefractory effect
US6765381B2 (en) Extended maxwell pair gradient coils
JP2615579B2 (ja) 超電導マグネツト
EP1521095B1 (en) Superconducting magnet apparatus
US6429655B1 (en) MR apparatus provided with a gradient coil system
US6657527B2 (en) Apparatus and method for fabricating magnet support structure
JPH03141619A (ja) 広領域均一磁場発生用マグネット
JPS58186915A (ja) 超電導マグネツト
JPH0640869B2 (ja) Νmrイメ−ジング装置