JPS6195235A

JPS6195235A - 像生成用の分極磁極片を有する磁石内に核磁気共鳴により付加的な磁界を発生して一定勾配の分極磁界を得る巻線装置

Info

Publication number: JPS6195235A
Application number: JP60221158A
Authority: JP
Inventors: アンドレ　ブリゲ; クリスチヤン　ジヤンデイー; エドモン　トウルニエール
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1984-10-05
Filing date: 1985-10-05
Publication date: 1986-05-14
Also published as: DE3574618D1; FR2571496B1; EP0178216A3; EP0178216A2; FR2571496A1; US4728895A; EP0178216B1

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】［発明の背景コ本発明は、現在急速に進歩している核磁気共鳴（ＮＭＲ
）による像生成装置に関し、特に通常の−Ｘ線撮影方法
によってこれまで知ら九でいない品質及び積度により像
や画像を得ることを可能とする人体検査の像生成装置に
関する。

ＮＭＲ像生成方法は、人体に仔在するある核、特に存機
体に広く分布している陽子、及び生物学的に重要であり
、原子数の大きな、例えば燐（３１ｐ）、カリウム（３
９に）及びナトリウム（２３Ｎａ）のようないくつかの
原子核の核磁気共鳴特性を用いる。

特に、医療ＮＭＲ設備は、検存されるべき人体の領域全
般に亙り静的、かつ均一な分極磁界ＢＯを発生する磁石
からなる。この磁界Ｂ０には補助巻線を利用して磁界Ｂ
ｏの方向に直角な平面に無線周波の回転磁界が重畳され
るＮＭＲ像は、生物学的な組織に含まれる水素原子即ち陽
子の共鳴により得られる。この共鳴は、陽子が微小な磁
石として機能するので、可能とするものである。従って
、静的な磁界Ｂ。を印加することにより、スピンが全て
磁界の軸の向きに平行になる。従フて、このスピンの向
きは、二方向のみ、即ち磁界の方向か又はその逆方向の
みを取り得る。回転磁界が任意の周波数で印加されたと
きは、何も起きない。しかし、この周波数をｆｏに等し
く又は非常に近くしたとき、例えば２πｆｏ＝γＢＯ（
ただし、γは共鳴させたい核の一定な物理特性であり、
回転磁界比と呼ばれる。）のときは、スピン及び回転磁
界の結合により回転磁界が共鳴する値に達する。

検出された共鳴信号は　分極している磁界Ｂ。

中に置れた核の磁化に比例している。従って、共鳴現象
の観察には、結像すべき体全般に亙フて高度の均一性を
有する強い磁界（０，１〜１テスラ）の存在を必要とす
る。

次に、医学的な対象である患者の走査からなる実際の磁
気共鳴像は、コンピュータを用いて逐次空間的な符号に
より生成される。これには、種々の、特に点による像、
線による像及び面による像を形成する公知方法があるが
、これらについて詳細に説明する必要はない。この発明
を理解するためには、これらがいずれも、磁界Ｂ。によ
り合成磁界Ｂを発生するために、非常に短い期間と、空
間において３つの方向（ｘ、ｙ、ｚ）に変化可能な振幅
とを有する多数の相補的な磁界Ｂ０を、時間的に連続さ
せて重畳させていることを理解するだけでよい。磁界Ｂ
の成分Ｂ２は、磁界Ｂ０の方向であるｘ、ｙ、ｚ上の定
数である空間的な勾配共鳴信号を受信する関連の電ｒ−
回路及びアンテナは・十分な通過帯域幅を有し・２．−
ｙｃｆ“γＢの値について調べる各点゛に対応した周波
数ｆ。に近い共鳴周波数ｆを受信する。ただし、Ｂは磁
界Ｂ。

近くで定義したこのような点の合成磁界の係数である。

ちなみに、磁界Ｂ。の値は０．１〜１テスラであ長につ
いて大きさが１０−１〜１０−２テスラ／ｍ程度である
。更に、この方法により１２８Ｘ１２Ｂ点の区間を形成
するためには、約６分が必要であり、これは１２８個の
異なる符号勾配を確立することに対応する。最近の装置
はいくつかの点（４〜６点）を同時に得ることが可能で
ある。

分極した磁界Ｂ。を得るために用いられる磁石は、特定
の関数として、磁気回路あり（又はなしの電磁石か、永
久磁石であればよく、いずれの解決方法も一長一短があ
る。

電磁石の場合は、通常、単に磁気回路なしの空中。６．
ヵ７．巻線ヵ、６□９、え。巻線。直径ゆ十　　　　１
゛゛分に患者の頭骸骨若しくその体、及び必要とする全
ての付属品（アンテナ、勾配巻線等）を囲むように作ら
れている。次に、これらの巻線は、患者の体を軸として
患者の足から頭までを通る分極した磁界Ｂ０を発生する
。

永久磁石の場合は、磁石巻線の存在により、磁石鋳造に
より定められるトンネル内に患者を横た゛　　えた後、
分極した磁界♂。を患者の体を介してその尖状方向に胸
から背中へ全般的に通過させる必要がある。

特に、本発明は、高透磁率の磁極片を有する永久磁石又
は電磁石における線形な磁界の勾配を発生する装置の分
野に関し、限定するものではないが、その構造を以下で
引用する１９８４年４月のフランス特許出願第ＥＮ　８
４０５０：］号（未公開）の要旨を形成する型の永久磁
石に特に関するものである。

従って、本発明は、上側の磁極片と下側の磁極片との間
の空隙に横たえられた患者を軸０□上で識別される尖状
方向に分極磁界が横切る場合に適用される。

一定の勾配を有する磁界の発生装置は、・（ａ）勾配の
品質示像の品質に依存しており、勾配における変化がそ
の歪の原因となること、（ｂ）装置、通常、巻線が磁石
の空隙、従って重量、及び前記空隙内を患者が通過でき
るようにした空間構造にある装置の価格を限定するため
に、必要不可欠の線形条件（結像すべき柱全体を通して
１％以内）に従い、結像すべき物体に可能な限り近付け
て配置させなければならないこと、（Ｃ）現存する表示
装置（抵抗及び低温磁石）において数十にＷにも達する
パルス電流源の電力を制　　　　限するために、一定勾
配の磁界を生成する方法を磁気回路の構造において（こ
の場合は磁極片において）最適の方法で統合しなければ
ならないこと、（ｄ）各測定に対して数ｍｓ以下の比較的短時間内に一
定勾配の磁界を確立しなければならないこと、のために、その構造を表示し、かつ条件付ける像生成装
置において非常に重要な部分をなす。

空中で磁束線を再び閉じ、相補的な磁界を生成して、一
定の空間的な勾配を生成する巻線からなる抵抗性又は超
電導磁石を打するＭＮＲ像生成装置のときは、各次数に
対して　組の巻線を備え、一般的な方法で４次まで次数
毎に分極磁界の非均一性を補正するように設計された補
正巻線を用い、勾配を第１次の補正に連係させる。

これらの装置は全て、直交関数、通常はルジャンドル球
調和関数に基つき、物理的に（Ｉｊ頼性のある磁界を発
生することができる。このような方法は異なる次数の磁
界を描き出すことをｉｊＪ能とし、その勾配は第１次磁
界を近似するものとなる。この方法の特長は、理論上、
ある次数についての異なるパラメータの設定（例えば、
−組の巻線における電流）が相互に影７！することはな
く、磁界の検査を逐次的だが、相当に高い次数まで面倒
な方法で実行することができる。

これらの装置は、「医療における磁気共鳴」（１９８４
年、　１．４４〜６５）に記載された「磁界輪郭処理：
補正巻線の分析と設二１」と題して詳細に説明されてい
る。これらの装置は、患者を取囲むシリンダ上に取付け
られた巻線により構成され、永久磁石にこのような処理
を行いたいときは、巻線を磁極片からかなり離し、空隙
中に配置しなければならない。これは、患者の体に対す
る餌記空隙内に確保される空間の大きさを許容できない
程度まで狭くしてしまう。

永久磁石を有するＮＭＲ像生成装置の場合は、設計者が
使用する構造に関して秘密を保持しているの、で、現在
のところ、設計者により用いられ、線形磁界の勾配を生
成する手段は、知られていない。

本発明を特にうま〈実施でき、本発明出願人による１９
８４年４月１３日のフランス特許出願第ＥＮ８４０５９
０：１号（未公開）の目的をなす公知の永久磁石を詳細
に説明しよう。この公知の構造を第１図に示す。

第１図は正面透視図であり、これには、非常に高い透磁
率を有する強磁性体から作られ、全体として矩形の平行
６面体状をなす上側の磁極片１及び下側の磁極片２を有
する永久磁石装置が示されている。この構造は２つの磁
化ブロック３．４により横方向が完結される。この磁化
ブロック３゜４も矩形の平行６面体状をなす磁気材料か
ら作られ、シートの起磁力を形成し、トンネル状の空隙
５内に磁界を発生する。この空隙５は特に磁極片１．２
及び磁化ブロック３．４とにより定められる。磁化ブロ
ック３，４は全体として並置された柱からなり、各社は
要素的な磁気レンガのスタック、例えば３ａ、３ｂ、３
ｃ、−２４ａ、４ｂ。

４Ｃ等からなる。従って、これらの磁気レンガもスペー
サとして用いられ、磁極片１，２を適当に支えている。

これらの柱は連続している必要はない。トンネル状の空
隙５は、人体６の全部又は一部を選択的に受は正めるこ
とを目的とするもので、このために約５００　ｍｍの最
小値幅及び高さを有する。

第１図において、矢印は磁化ブロック３．４と共に磁極
片１における磁束及び磁界の線の分１［ｉを示している
。第１図に示すように、空隙５における磁界Ｂ。は垂直
に頂部から底部に、即ち磁極片１から電極片２に向って
いるので、尖状方向く以下、この明細書では第１図の基
準３面体０ＸＩＯｙ、０□を定める軸０．゛により表わ
される）にある患者の体６を通る。

このような構成において、空間的な符号、即ちに必要と
する異なる合成磁界における軸Ｏｚ上の成分Ｂ２の勾配
は、一定かつ次の３つの式を満足しなければならない。

ただし、Ｂ２は先に定義した軸Ｏｚに沿う合成磁界の成
分であり、Ｇｘ＋Ｖ＋　Ｇｙ　　は３方向Ｏｘ、Ｏｙ、
Ｏｚにおける合成磁界の一定な３勾配である。

［発明の要約］本発明は、特に前述の構造に適用可能であると共に、高
透磁率、フローティングされた６ｉｉ極片及び結像され
るべき体積内で±１％以内に一定勾配で発生する磁界を
有するするあらゆる形式の磁石に適用可能な巻線装置に
関する。

磁極片を有し、この磁極片に直角に分極された磁界Ｂｏ
が三直角基準三面体の方向Ｏｚに半行な構造において核
磁気共鳴により像を生成し、矩形の磁極片が前記三面体
の方向Ｏｘ及びＯｙに平行な側面を有し、方向０□の成
分■ｚが空間の３方向に一定の勾配Ｇｙ、Ｇｙ、Ｇｚを
有する合成分極の磁界Ｂ。を得る巻線装置において、そ
れぞわ軸Ｏｘ又はＯｙの一つに平行な導体により枯成さ
　。

れ、均一に分布され、前記空隙の内面上で同一方向に電
流が流れるように供給されてた各磁極片の、　　　−”
ｐ（ｚ。

勾配Ｇｙ＝　　ａｓ、及びＧｙ＝１Ｂ、を発生するδＸ
　　　　　　　　　δｙ直列二層の直交巻線と、前記磁極バの内部対向面上に配
置され、かつ各磁極片間において逆方向のδＢ２電流が流れ、勾配Ｇｘ＝□を発生する軸０□δＸの円形対称の２巻線装置とからなることを特徴としてい
る。

本発明よれば、勾配ＧＫ＋及びＧｙを発生する巻線は２
つの異なる形式を取り得る。その第１の形式においては
、電流の「リターン」を「外導体」の反対面上に配置し
、各磁極片をある範囲でその２面を通過する導体により
ｒ巻き付」ける。その第２の形式では、「外部」導体の
みを前記磁極片の表面上に配置すると共に、前記電流の
「リターン」を前記磁極片から離れた空間の領域に配置
する。

磁石が磁極片を備えている永久磁石からなるＮＭＲ像生
成装置においては、分極の磁界Ｂｏと、前記磁界Ｂ。に
重畳される付加的な磁界とを生成し、像の空間的な構築
をするために同一の巻線用いることは不可能なことが知
られている。従・て　　　　１；□′、本発明は１％以
内にて線形で、一定の勾配となる付加的なフィールドを
発生することを特徴とする特に簡単な巻線装置を提案す
るものである。本発明による巻線装置の構造においては
、磁石の磁気回路を構成してムるトンネル内に収容され
る患者用の空間を減少させるこなく１．磁極片上に全て
の巻線を配置するものである。

更に、一定の付加的な勾配磁界を発生ずるために必要と
する電流は、分極磁界を発生ずる巻線が通常空気中にあ
る従来装置において同一の付加的な磁界を発生するため
に必要とする電流強度の１７２にほぼ等しい。ここで、
分極磁界を発生する巻線は通常空中にある。

本発明によれば、軸０□の巻線装置は、磁極片上に配置
された２つの対称な巻線からなり、それぞれ巻線の中心
と前記軸からｒだけ離れている点との間において軸０□
と交差する面を介して流れる電流の強度がｒ２に比例す
るようにそれぞれ設計されている。

特に、軸Ｏｘの巻線装置力夙同心因状の巻線により構成
されている２つの巻線からなると８は、前記条件は、半
径の関数として前記巻線の空間的な分布が増加するに従
って、半径ｒの円内における前記巻線数の総和がｒ２に
比例するということにより表わされる。

本発明装置の巻線装置の特に簡単な一実施例によれば、
その巻線を０８から距離ｒ、２ｒ、３ｒ等の距離に配置
されたグループにて分布させ、隣接するグループにおけ
る巻線数が１．３．５等（２ｎ＋１）の連続数に等しい
。従って、１〜２ｎ＋１までの奇数の和は、グループの
巻線数の前記特性に従った（ｎ＋１）２に等しいことが
知られている。

本発明の変形においては、軸Ｏｚの巻線装置がスパイラ
ル状の印刷回路により実現され、その帯の間隔が半径方
向のｒ２に比例した電流分布則となるように中心から離
れるに従って狭められる。

これと同一の他の変形の巻線装置によれば、軸Ｏｚに円
形対称の巻線装置は、頂点０の円錐体の断面上に配置さ
れ、軸Ｏｚに空隙の中心及び頂点θに半角を形成した離
散的な巻線により構成される。

第１形式の変形においては、外磁極片上の２つの巻線は
、比か約１〜Ｊ（，６δの巻線数をそゎぞれ有し、θ１
＝３４°及びθ２＝６２°に近い頂点にて半角の円錐上
に配置される。

他の形式の同じような１１η記変形の場合、各磁極片上
の３つの巻線は、比が約１〜３．８９及び３１．８５の
巻線数を有し、θ１＝２６°、θ２−４７°及びθ３＝
６９°にて１／２角°の円錐上に配置される。

以下、本発明を非限定的な実ｈ’ｔｈ例に関連させ、添
付する第２図から第９図を参照して詳細に説明する。

［好ましい実施例の詳細な説明］第２図は概要透視形式にて第１図の磁石の２つ磁極片１
．２を示し、これには勾配Ｇｘを発生ずる巻線１ａ、ｌ
ｂ、及びＧｙを発生する線２ａ。

２ｂが配置されている。図から明らかなように、一方の
巻線１ａ、ｌｂ、他方の巻線２ａ及び２ｂは、直列に接
続され、方向Ｏｘ及びＯｙに平行、かつｌ極片１．２の
表面上に均一に分布する導体からなる２つの電流層の磁
極片１．２に巻付けられている。巻線２ａ、２ｂは勾配
Ｇｙを発生ずるために用いられるものセ、巻線１ａ、ｌ
ｂに直交しており、同じ方法にて軸Ｏｘに沿って均一に
分布する平行な導体の層により構成される。本発明によ
れば、第３図の巻線１ａ及び１ｂから明らかなように、
電流方向はこれらの巻線間において反転されている。即
ち、巻線１ａ、ｌｂは軸Ｏｘに、巻線２ａ、２ｂは軸Ｏ
ｙに対して対称である。第２図及び第３図からも明らか
なように、各導体の電流リターンが各磁極片の他方の側
面に配置されている平行な層により確保され、これによ
って、矩形のベースを有するソレノイドに埋め込まれた
磁石巻線の機能を満足させている。直流電流を前記電流
層に確立したときは、磁極片におけるＸ方向又はｙ方向
に線形に増加する磁界を発生させる。これにより、磁界
勾配がｘｙ力方向一定となり、一方の２つの巻線１ａ、
ｌｂ及び他方の巻線２ａ、２ｂに同時に電流を流すと、
重畳状態により、一方向の磁界勾配が平面ＸＯｙに得ら
れる。

実際には、これらの巻線は磁極片１，２を囲む絶縁線に
より、又は印刷回路上のエツチングにより作られ、２つ
の平面は硬い接続線又は帯により結合される。本発明に
よれば、一方の巻線１ａ。

１ｂは他の巻線２ａ、２ｂと同一強度の電流が直列に流
れる。磁極片１．２は長期に亙り磁界Ｂ。

の均一性に必要な空隙の厚さと比較され、これによって
容易に各磁極片１．２の約１７２　　に亙り±１％以内
の一定勾配となる。定常的な磁界Ｂ。

の均一性を更に増加させたいときは、磁極片４の終端近
くで、巻線１ａ、２ａ及び１ｂ、ｚｂのｇ体の間隔を少
し変更することにより前記勾配の均一領域を改善するこ
と、また巻線１ａ、２ａ及びｌｂ、２ｂ上の層に補足的
な数アンペア・ターンを重ねることにより、１）η記勾
配の値を同一にすることが可能である。この補正は、定
常な磁界Ｂ。

に対するものと同じ性質のもので、保護リング装置を有
する永久磁石において得られる。

第２図の巻線装置の主要動作を第３図を参照して説明す
ると、以下のようである。この動作のため、大きさＥの
空隙と、十分に高い透磁率（μ≧１００）を有する材料
から作られ、重畳された磁極片１．２とを通過する閉じ
たループ７に沿い、磁界ベクトルＨの巡回の計算をし、
これらの磁極片１．２における磁気回路に必要な磁気モ
ーメント力を０と仮定することができる。このような条
件に基づいて、ループ７の極限横座標＋Ｘ及び−Ｘを参
照すると、このループ７に沿ってアンペアの法則を適用
することができる。

２Ｂ、（Ｘ）　・Ｅ＝４μｏ　ｊ：　ｉ、ｄ、　　（ｔ
）ただし、Ｅは空隙の幅、ｉＸはＡ、ｍ　−’で表わさ
れるＸ軸方向の電流線密度であり、μ０はＳｌ装置にお
いて４π−１０−’Ａ、ｓ、Ｖ−’、ｍ−’である。

勾配Ｇつを満足させる条件はＢ（ｘ）＝ＧＫ−Ｘにより
定義されるので、これは、であることを意味する。

式（２）は横座標Ｘに対する成分Ｂ、（ｘ）の比例性は
一定電流密度ｉにより自動的に得られる。ただし、ｉの
値は式（２）により与えられる。

この計算は、第２図及び第３図の構造が磁極片１．２に
巻き付けられている巻線１ａ、ｌｂにより、一定間隔の
巻線に電流ｉが直列に流れる限り、勾配Ｇｘが一定の付
加的な磁界を空隙に発生することを証明できる。

第４図の関連して、軸０．を中心とした同心円構造を有
し、勾配Ｇｚを発生ずる巻線の可能とする一実施例を説
明しよう。本発明によれば、この巻線を次の方法で巻付
けている。即ち、中心Ｏから距Ｊｔｌｒには一ターンの
巻線８があり、中心Ｏから距１＠２ｒには３ターンの巻
線９があり、中心Ｏ。

から距ｇ１３ｒには５ターンの巻線１０がある。これ）
　　　　らの巻線は全て人力１１と出力１２との間にお
いて明らかに直列である。第４図のような２つのアッセ
ンブリは２個の磁極片１＆び２上で互に向き合い、それ
ぞれには他の巻線の巻付けと逆方向に同一値の電流ｉが
流れる。グループの巻゛線数は限定されることはない。

実際には、各グループ間の間隔を約１ｃｍとしている。

第５図は空隙に向けられた磁極片の平面上の軸０□に、
スパイラル状の印刷回路を有し、勾配Ｇｚを発生ずる巻
線を示す。ここでは、異なる帯が中心Ｏから離れるに従
って狭くなっているので、中心Ｏと間隔ｒを有する点と
の間の平面ＭＯＺ又はｙＯｚの一つに直角に流れる電流
の強度は、中心Ｏで距離ｒの２乗に比例している。

第６図は勾配Ｇｚを発生する巻線の変形を示す。ここで
、前記巻線は同心円領域に従って組立られたある平坦な
巻線数、例えば１４であり、それぞれ幅が１タ一ン幅か
らなる。従って、第１図のｙＯ□面である図の平面に円
錐状のスタックが得らる。明らかに、このようにスタッ
クの巻線は、互いに絶縁されて直列に接続され、かつ第
６図に示す方向が磁極片１に巻付けられている巻線から
　　　　　ｆ磁極片２に巻付けられている巻線を流れる
ときに、反転される電流が流れる。異なる要素の平坦な
巻線は、中心０から軸０．の距離ｒまでの平面２０ｙに
おけるターン数がｒ２に比例するという条件を満足する
ように巻付けられている。

第４図、第５図及び第６図の巻線の動作原理を第７図に
関連させて説明はしないが、上面、０□に沿う部分の磁
極片１．２から理解できるであろう。本発明により勾配
Ｇｚを発生する２つの巻線は、上側の巻線１５．１６及
び下側の巻線１７．　ｔａにより示されている。

軸Ｏｚを中心とした半径ｒ、かつ高さＺで厚さＤｚのシ
リンダ体を考えると、このシリンダ体の上面から入る磁
束はＢ２．５＝Ｇｚ・（Ｚ＋ｄ、）・πＲ２であり、こ
のシリンダ体の下面がら出る磁束はＧｙ（Ｚ）・πＲ２
である。これら２つの磁束間の差は側壁から抜は出す磁
束に等しくなければならない。即ち、Ｇｙ、ｄ、、πＲ２＝Ｂ、、２πＲ，ｄ２又はただし、
Ｂ、（Ｒ）は中心から距ＨＥ　ｒにおいて半径方向の磁
界である。

第７図の説明に戻り、軸Ｚ上の磁極片から出る磁路（Ａ
及びＡ’）’、次いで中央面の共通な磁路（Ｂ及びＢ′
）、更に軸Ｚに並列な２つの磁路（Ｃ及びｃ’）により
磁極片１．２に入り、磁路（Ｄ及びＤ’）により閉じる
ようにした２つの磁路１９．２０について考える。

このこのような磁界の流れは、磁極片（透磁率μｒｅｌ
　＞ｔｏｏ）における磁路゛Ｄ及びＤ′に対して０であ
り、磁路Ａ及びＣと共に、Ａ′及びＣ’（ＪＡ分Ｂ、）
に対して逆である。残りは全てＢ、及びＢ′に沿うＢ、
磁路であるので、（ｏ７Ｂｒ−ｄｒ＝μＯＳ　Ｏ１，ｒ−ｄｒと書くこと
ができる。ただし、ｉｒは巻線１５・〜１６及び１７〜
１８における線電流密度である。

従って、式（３）との比較により、を得る。

式（４）は、勾配Ｇｚを発生ずるときは’ｌ’ｌｈ　Ｚ
を中心として流れる電流層を有する磁極片の対応面を並
べるのに十分であり、その線電流密度ｉｒはｒと共に増
加する。このような条件のため、毛径ｒの内向の巻線数
の総和か中心Ｏにおいて距雛ｒの２乗に比例するように
、巻線数を増加させた同心円の巻線線が得られる。

次に第８図及び第９図を参照して勾配Ｇｚを発生し、か
つ離散的な巻線形式にあり、これも輔Ｏｚの２形式の特
殊な巻線を説明しよう。ここで、離散的な巻線の位置及
び巻線数は、ルジャンドル多項式の理論に基づくモノグ
ラフ及び計算により決定される。

第８図も４つの巻線２１．２２．２３及び２４を巻付け
ている磁極片１．２を図式的に示すもので、これらの巻
線２１．２２．２Ｊ及び２４は磁極片面とＩＩ！ｌｌｌ
０□の円錐との交点にそれぞわ配置されており、軸０□
は開口θ４＝３４°及びθ２＝６２°の頂点における０
及びｔ角に位置している。巻線２Ｉ、２２又はｚ３．２
４間の巻線数の比は１〜８．６６にできる限り近く、か
つ第８図において通常の符号により図示している電流の
方向は本発明の他のものと同じように、第１の磁極片に
対して次の磁極片で反転される。

第９図は第８図のものと同一形式の構造を示すが、各磁
極片には２つの巻線に代って３つの巻線が巻付けられて
いる。これらの巻線は、それぞれ磁極片１に対しては２
４．２５及び２６、また磁極片２に対しては２７．２８
及び２９により示されている。本発明によると、これら
の巻線は、軸０．で回転させたシリンダ状の円錐と、２
６″の第１円錐、４７゜の第２円錐及びδ９°の第３円
錐の各頂点において半角を有する磁極片１及び２との交
点に位置している。各巻線ｒの巻線数の比は周辺の中心
で約３．８９及び３１．８５である。前述のように巻線
に示す電流の方向は磁極片１から磁極片２に移るときに
反転される。

説明した各実施例に示されていることから明らかなよう
に、本発明による巻線装置は分極磁石の対向する磁極片
面に対して全て配置されているので、検査対象の患者を
収容すべき空隙における空間損失が実質的に存在しない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の永久磁石の平面透視図、第２図及び第３
図はｙＩＴＩｈに沿う一実施例の勾配Ｇｘ及びＧｙの透
視概要断面図、第４図は勾配Ｇｚを発生する軸０□の可
能とする巻線の構成を示す１〆１、第５図は印刷回路形
成にある＋ｉｉ′ｒ記巻線の変形を示す図、第６図は平
坦な巻線のスタックにより勾配Ｇｚを発生する他の変形
の巻線を示す図、第７図は前記巻線の動作を説明できる
ようにした永久磁石の磁極片の面ｙＯ２に沿う断面図、
第８図は磁極片の下に位置する離散的な２つの巻線によ
って勾配Ｇｚを発生する巻線の一実／Ｉし例を丞ず図、
第９図は前記勾配Ｇｚを発生ずる離散的な３つの巻線を
有する一実施例の図である。１．２・・・磁極片、１　ａ、　　ｌ　ｂ、　　２ａ、　　２ｂ、　８．９．
１０．　＋５．１６、１７．１８．２１．２２．２３．
２４．２５．２６．２７．２８゜２９・・・巻線、１３−・・印刷回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁極片を有し、前記磁極片に垂直な分極磁界■＿
ｏが基準の三直角三面体方向に並列であり、かつ矩形又
は円形の前記磁極片の側面が同一の前記三面体の軸Ｏ＿
ｘ及びＯ＿ｙ方向に平行な構造にて核磁気共鳴により像
を形成する磁石内に付加的な磁界を発生して、合成分極
磁界■を得ると共に、そのＯ＿ｚ方向の成分■＿ｚが空
間の３方向に一定の勾配Ｇ＿ｘ、Ｇ＿ｙ及びＧ＿ｚを有
する巻線装置において、各磁極片に一個設けられ、前記
磁極片をそれぞれ軸Ｏ＿ｘ又はＯ＿ｙの一つに平行、か
つ均一に分布している導体により構成すると共に、空隙
の内面上に同一方向に電流が流れるように供給され、勾
配Ｇ＿ｘ＝（δＢ＿ｚ）／（δｘ）、Ｇ＿ｙ＝（δＢ＿ｚ
）／（δｙ）を発生して、勾配Ｇ＿ｚ＝（δＢ＿ｚ）／
（δｚ）を発生する２つの直交巻線層からなり、前記磁
極片の内部対向面上に配置され、前記各磁極片間におい
て方向を変化させた電流が流れる円対称及び軸Ｏ＿ｚの
２つの巻線装置を有することを特徴とする巻線装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載の巻線装置において、
勾配Ｇ＿ｘ及びＧ＿ｙを発生する前記各巻線は「外側」
導体に対向する面に配置されている「リターン」導体を
それぞれ有し、前記各磁極片はある範囲でその両面を通
過する導体によって「巻き付」けられていることを特徴
とする巻線装置。
（３）特許請求の範囲第１項記載の巻線装置において、
勾配Ｇ＿ｘ及びＧ＿ｙを発生する前記各巻線は前記磁極
片の表面に配置されている「外側」導体を有し、前記「
リターン」導体は前記磁極片から離れている空間の一領
域に配置されていることを特徴とする巻線装置。
（４）特許請求の範囲第１項記載の巻線装置において、
軸Ｏ＿ｚの前記巻線装置は前記磁極片上に配置されてい
る対称な２つの巻線からなり、それぞれは前記巻線の中
心と前記軸Ｏ＿ｚからｒだけ離れている点との間で前記
軸Ｏ＿ｚを通過する平面を流れる電流強度がｒ＾２に比
例するように設計されていることを特徴とする巻線装置
。
（５）特許請求の範囲第４項記載の巻線装置において、
当該巻線装置は同心円状巻線からなり、その空間的な分
布は半径ｒの円内における巻数の総和がｒ＾２に比例す
るように、前記半径の関数として増加することを特徴と
する巻線装置。
（６）特許請求の範囲第５項記載の巻線装置において、
前記同心円状巻線は軸Ｏ＿ｚから距離ｒ、２ｒ、３ｒ等
にグループにて配置され、次のグループの巻数は奇数列
１、３、７等の（２ｎ＋１）に等しいことを特徴とする
巻線装置。
（７）特許請求の範囲第４項記載の巻線装置において、
軸Ｏ＿ｚの前記巻線装置はスパイラル状の印刷回路から
なり、帯の間隔は半径方向に対してｒ＾２に比例した電
流分布則に対応するように前記中心から離れるに従って
狭くされていることを特徴とする巻線装置。
（８）特許請求の範囲第５項記載の巻線装置において、
軸Ｏ＿ｚの前記巻線装置は前記軸Ｏ＿ｚを通る平面にあ
り、かつ半径ｒの円におけるｒ＾２に比例した巻数の前
記電流分布則により円錐状の輪郭に従い、直列に連続す
る平坦な巻線スタックからなることを特徴とする巻線装
置。
（９）特許請求の範囲第１項記載の巻線装置において、
円対称かつ軸Ｚの前記巻線装置は頂点Ｏの円錐、軸Ｏ＿
ｚ空隙の中心及び頂点θにおける半角の交点に配置され
た離散的な巻線からなることを特徴とする巻線装置。
（１０）特許請求の範囲第９項記載の巻線装置において
、各磁極片上の２つの巻線はそれぞれ約１から８．６６
までの巻数比を有すると共に、θ＿１＝３４°及びθ＿
２＝６２°に近い頂点にて半角の円錐上に配置されてい
ることを特徴とする巻線装置。
（１１）特許請求の範囲第９項記載の巻線装置において
、各磁極片上の３つの巻線はそれぞれ約３．８９から３
１．８５までの巻数比を有すると共に、θ＿１＝２６°
、θ＿２＝４７°及びθ＿３＝６９°に近い頂点にて半
角の円錐上に配置されていることを特徴とする巻線装置
。