JPS61102544A - 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】 産業分野 この発明は、対象物の断面イメージを得て組織の性質ま
で描き出すことのできる医療用核磁気共鳴断層装置（以
下、ＮＭＲ−ＣＴという）に用いられる永久磁石を使用
した磁界発生装置に係り、大きな空隙内に強力かつ高精
度で均一な静磁界を発生する磁界発生装置に関する。

背景技術 ＮＭＲ−ＣＴは、人体の一部または全部を１〜１０ＫＧ
の強力な磁界を形成する空隙内に挿入して所要の断層イ
メージを得るため、この磁界が強力かつ１０〜４以下の
精度で一様で安定していることが要求され、ＮＭＲ−Ｃ
Ｔ用の磁界発生装置としては、銅またはアルミニウムか
らなる導線を円筒状に巻着した常伝導磁石あるいは、特
殊な導線を用い、絶対零度付近の温度に冷却して使用す
る超伝導磁石が知られている。

前者は構造上安価であるが十分な強力磁界を発生させる
ためには、膨大な電力と冷ん１水が必要であり、ランニ
ングコストが高く、コイルが作る漏洩磁界は使用用途に
よっては悪影冒の要因となる等の問題があり、一方、後
者の超伝導磁石は、電力の消費が少なく小型で強力な磁
界を発生し得る利点があるが、冷媒として高価な液体ヘ
リウム等の使用が不可欠であり、いわゆるイニシ１／ル
コストとともにランニングコストも著しく高い問題があ
り、汎用されるには至っていない。

本出願人は、先に、磁界強度が上記の常電導磁石と同等
以上で電力の澗黄も少なく、漏洩磁界の少ない永久磁石
回路として、空隙を形成して対向する磁極片と、少なく
とも１の永久磁石とを継鉄で磁気的結合し該空隙に磁界
を発生させる磁界発生装置において、上記磁極片の対向
面の各々に環状突起を設けたことを特徴とする磁界発生
装置を提案（特願昭５８−１９６７８５号）した。

上記の磁界発生装置によって、空隙に発生する磁界の均
一精度を箸しく向上させることができたが、さらに、磁
界中心から離れた位置、すなわち、大きな対象物に対し
ても十分な高精度で均一かつ安定した磁界を得ることが
できる磁界発生装置が望まれていた。

発明の目的 この発明は、かかる現状に鑑み、強力な磁界が得られる
永久磁石を使用した磁界発生装置の空隙において、高精
度で均一かつ安定な磁界のより一層の拡大を計った磁気
回路を有する磁界発生装置を目的としている。

発明の構成と効果 この発明は、高精度で均一かつ安定な磁界が得られる磁
気回路を目的に神々検問した結束、磁気回路空隙内に円
筒状、環状磁性体を配置することにより、磁気回路空隙
内の磁界均一度が著しく向上し、高精度で均一な磁界域
を拡大できることを知見したものである。

すなわち、この発明４よ、空隙を形成する永久磁石ある
いは永久磁石に接続された磁極片により、該空隙に静磁
界を発生させる核磁気共鳴断層装石用の磁界発生装置に
おいて、静磁界発生域内に、永久磁石または磁極片に接
触または近接した環状磁性体を配置したことを特徴とす
る磁界発生装置である。

磁気回路は、実施例に示す回路のほか、永久磁石にて静
磁界発生空隙を形成したり、永久磁石に接続された磁極
片によって静磁界発生空隙を形成するなど、静磁界発生
空隙を有すれば、いかなる磁気回路であってもよい。

環状磁性体は、円筒体やリング状など種々の形状が採用
でき、永久磁石または磁極片に接触あるいは近接させて
、静磁界が発生する空隙内、例えば、各永久磁石や磁極
片と等距離となる中央部に配置するなど、配置個所を適
宜選定すれば、いかなる磁気回路構成でも適用できるが
、空隙内に配置した環状磁性体は、磁気回路における永
久磁石や各磁極片へ与える影響が、磁気的なバランスを
崩すことなく、磁気的に等価となる位置に配置すること
が最も望ましく、永久磁石の磁気特性、形状寸法、継鉄
の形状寸法及び空隙の大きさ等に応じて、環状磁性体の
径、軸方向長さや厚み等を適宜選定することが望ましい
。

発明に用いる永久磁石 この発明の磁界発生装置に用いる永久磁石は、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、先に出願人が提案した、高価な鑓やらを含有
しない新しい高性能永久磁石としてＦｅ−１３Ｒ系（Ｒ
はＹを含む希土類元素のうち少なくとも１種）永久磁石
（特願昭５７−１４５０７２号）は、その最大エネルギ
ー積が大きいだ（ブでなく、残留磁束密度（Ｓｒ　）の
温度係数が、０．０７％／℃〜０．１５％／℃なる温度
特性を有するため、この永久磁石を上記のＮ　Ｍ　Ｒ−
Ｃ”ｒに適用することにより、装置の小形化が達成でき
、すぐれた性能が得られ、さらに、この永久磁石の磁気
特性は、特に０℃以下に冷却して使用することにより、
著しく高い最大エネルギー積を得ることができる性質を
有効に利用できる。

上記のＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石は、Ｒ（但しＲはＹを含
む希土類元素のうち少なくとも１種）８原子％〜３０原
子％、Ｂ２原子％〜２８原子％、Ｆｅ４２原子％〜９０
原子％を主成分とし、主相が正方晶相からなる永久磁石
であり、Ｒとして動つ円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２５ＭＧＯｅ以
上の極めて高い１ネルギー積を示す、すぐれた永久磁石
である。

図面に塁づ〈発明の開示 第１図から第４図はこの発明による磁界発生装置を示す
縦断説明図である。

第１図の磁気回路は、断面台形のブロック状Ｆ。

−Ｂ−Ｒ系永久磁石（１）を、８個組合せてへ角形筒体
を形成し、図示する矢印方向に永久磁石の磁化方向を有
し、筒体内部に静磁界を得る空隙（２）を設けである。

この空隙（２）内に、筒体からなる環状磁性体（３）を
Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石（１）内面に近接するよう配置
してあり、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石（１）の発生する磁
束は、該環状磁性体（３）を介して磁界形成する構成と
なり、環状磁性体（３）内は極めて高い均一度を有する
静磁界が得られる。

第２図に示す磁気回路は、円筒状のヨーク（４）の内周
面に、略半円筒状の一対のＦｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石（５
）を配置して空隙（２）を形成し、さらに、このＦｅ−
Ｂ−Ｒ系永久磁石（５）の内周面に接触させて環状磁性
体（３）を設けてあり、Ｆｅ−ＥｔＲ系永久磁石（５）
はある直径方向に磁化され、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石（
５）の発生する磁束は、該環状磁性体（３）を介して磁
界形成する構成となり、環状磁性体（３）内は極めて高
い均一度を有する静磁界が得られる。

第３図に示す磁気回路は、中央部に凹状湾曲面部（６）
を突出させた板状磁極片（７の一対を、凹状湾曲面部（
６）を対向させ、板状磁極片（刀の両端対向部に、柱状
の一対のＦｅ−ＢＲＲ系永久磁石８）を接続し、凹状湾
曲面部間に空隙（２１を形成してあり、この空隙（２）
内４二、筒体からなる環状磁性体（３）を凹状湾曲面に
近接するよう配置してあり、Ｆｅ−ＢＲＲ系永久磁石８
）の磁束は同一方向で、これらが発生する磁束は、該環
状磁性体（３）を介して磁界形成づる構成となり、環状
磁性体（３）内は極めて高い均一度を有する静磁界が得
られる。

第４図に示す磁気回路は、一対のＦｓ　　Ｂ　　Ｒ系永
久磁石（９）の各々の一方端に磁極片（１１）を同質し
て対向させ、他方端を継鉄（１０）で結合し、磁極片（
１１）間の空隙（２内に、静磁界を発生させる構成であ
る。

ここでは、一対の１Ｉｆｉ極片（１１）は、その対向面
の周縁に、所定の内径、高さからなる断面略台形の環状
突起が突設してあり、この空隙（ａ内に、筒体からなる
環状磁性体（３）を凹状湾曲面に近接り゛るよう配置し
てあり、Ｆｅ　　Ｂ−Ｒ系永久磁石（９）の磁束は同一
方向で、これらが発生する磁束は、該環状磁性体（３）
を介して磁界形成する構成となり、環状磁性体（３）内
は極めて高い均一度を有する静磁界が得られる。

ちなみに、第１図に示した構成のＮＭＲ−ＣＴに、最大
エネルギー積　３５ＭＧＯｅの特性を有するＦｅ−［３
Ｒ系永久磁石を用い、磁石の対向距離として、６００　
ｍｍを設定して組立を行なったところ、空隙中央部での
磁界強度は１０　ｋＧであり、３軸方向の均一磁界（３
００ｐｐｍ以下゛）範囲は、環状磁性体を空隙に配置す
ることにより、これを用いない従来装置と比較して、２
３％拡大させることができた。

また、第２図、第３図、第４図に示す磁気回路において
も、同様の試験を行なったところ、かか、　る環状磁性
体を配置しない従来装置に比較して、上記均一磁界の範
囲が１０％〜３５％拡大した。

【図面の簡単な説明】

第１図から第・４図はこの発明による磁界発生装置に用
いる磁気回路の縦断説明図である。 １．５，８．９・・・Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石、２・・
・空隙、３・・・環状磁性体、４．１０・・・継鉄、６
・・・凹状湾曲部、１．１１・・・磁極片。 ２Ｆ− 第１図 第３図 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　空隙を形成する永久磁石あるいは永久磁石に接続さ
   れた磁極片により、該空隙に静磁界を発生させる核磁気
   共鳴断層装置用の磁界発生装置において、静磁界発生域
   内に、永久磁石または磁極片に接触または近接した環状
   磁性体を配置したことを特徴とする磁界発生装置。