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 - Google Patents

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

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JPS6195235A
JPS6195235A JP60221158A JP22115885A JPS6195235A JP S6195235 A JPS6195235 A JP S6195235A JP 60221158 A JP60221158 A JP 60221158A JP 22115885 A JP22115885 A JP 22115885A JP S6195235 A JPS6195235 A JP S6195235A
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JP60221158A
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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
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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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 (11)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (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. (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. (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. (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. (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. (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. (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. (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. (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. (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
JP60221158A 1984-10-05 1985-10-05 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 Pending JPS6195235A (ja)

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