JP2764458B2 - Mri用磁界発生装置 - Google Patents

Mri用磁界発生装置

Info

Publication number
JP2764458B2
JP2764458B2 JP2129503A JP12950390A JP2764458B2 JP 2764458 B2 JP2764458 B2 JP 2764458B2 JP 2129503 A JP2129503 A JP 2129503A JP 12950390 A JP12950390 A JP 12950390A JP 2764458 B2 JP2764458 B2 JP 2764458B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
pole piece
magnetic
soft
base
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2129503A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0423411A (ja
Inventor
秀也 桜井
準二 卯月
弘隆 竹島
茂 佐藤
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.)
Hitachi Metals Ltd
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
Sumitomo Special Metals 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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=15011095&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2764458(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Hitachi Medical Corp, Sumitomo Special Metals Co Ltd filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP2129503A priority Critical patent/JP2764458B2/ja
Publication of JPH0423411A publication Critical patent/JPH0423411A/ja
Priority to US08/267,515 priority patent/USRE35565E/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2764458B2 publication Critical patent/JP2764458B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、医療用磁気共鳴断層撮影装置(以下MRI
という)等に用いられる永久磁石を使用した磁界発生装
置の改良に係り、永久磁石に着設する磁極片をソフトフ
ェライトで構成し、あるいはさらに磁石構成体側に軟鉄
材のベースを敷設して、空隙の磁界均一化、並びに傾斜
磁場コイルによる渦電流、残磁現象の低減を図ったMRI
用磁界発生装置に関する。
背景技術 医療用磁気共鳴断層撮影装置(以下MRIという)は、
強力な磁界を形成する磁界発生装置の空隙内に、被検者
の一部または全部を挿入して、対象物の断層イメージを
得てその組織の性質まで描き出すことができる装置であ
る。
上記MRI用の磁界発生装置において、空隙は被検者の
一部または全部が挿入できるだけの広さが必要であり、
かつ鮮明な断層イメージを得るために、通常、空隙内の
撮像視野内には、0.05〜2.0Tでかつ1×10-4以下の精度
を有する安定した強力な均一磁界を形成することが要求
される。
MRIに用いる磁界発生装置として、第2図に示す如
く、Fe−B−R系磁石を用いた一対の永久磁石構成体
(1)(1)の各々の一方端に磁極片(2)(2)を固
着して対向させ、他方端を断鉄(3)にて連結し、磁極
片(2)(2)間の空隙(4)内に、静磁界を発生させ
る構成が知られている。
磁極片(2)(2)には、空隙(4)内における磁界
分布の均一度を向上させるために、周辺部に環状突起
(5)を設けてあり、通常、電磁軟鉄、純鉄等の磁性材
料を削り出した板状のバルク(一体物)から構成される
(特開昭60−88407号公報)。
各磁極片(2)(2)の近傍に配置される傾斜磁界コ
イル(6)は、空隙(4)内の位置情報を得るために、
通常X、Y、Zの3方向に対応する3組のコイル群から
なるが、図示においては簡略して記載している。
この傾斜磁界コイル(6)に、パルス電流を印加する
ことによって台形波状に時間変化する所望方向の傾斜磁
界を発生することができる。
従来技術の問題点 傾斜磁界コイル(6)にパルス電流を流すと、磁極片
(2)は前述した如く板状のバルクから構成されるた
め、その電流の立上り、立下がり時には、磁界が急激な
変化をするために、磁極片(2)(2)に渦電流が発生
する。
この渦電流は、傾斜磁界コイル(6)にて形成される
磁界と反対方向の磁界を形成するため、傾斜磁界が所定
の強度に達するのに多くの時間を要する。
上述の問題を解決する手段として、磁極片として軟質
磁性薄板を一方向に積層してなる平板状の積層体を、そ
の積層方向が互いに略90度異なるように二層に配置一体
化した構成のものを用いた磁界発生装置(特開昭61−20
3605号)、比抵抗の高い磁性粉を用いた磁界発生装置
(特開昭63−25907号)が提案されている。
しかしながら、上述の渦電流低減を図った構成におい
ても、傾斜磁場コイル(GC)により形成される磁界によ
り磁極片が磁化され、磁気ヒステリシス現象によりGCパ
ルスを停止後も残磁により、空隙内の均一度が乱れる問
題がある。
発明の目的 この発明は、上記現状に鑑み提案するもので、加工、
製造が容易で、かつ空隙内の磁界均一度を低下させるこ
となく、傾斜磁場コイルによる渦電流、並びに残記現象
を低減できる磁極片を配置したMRI用磁界発生装置の提
供を目的とするものである。
発明の概要 この発明は、MRI用磁界発生装置において、渦電流、
並びに残磁現象を低減できる磁極片を目的に種々検討し
た結果、磁石構成体側に軟鉄材のベースを敷設して、空
隙に対向する磁極片をソフトフェライトで構成し、軟鉄
材のベース厚みとソフトフェライト磁極片厚み比を最適
化することにより、磁界強度および磁界均一度を低下さ
せることなく、傾斜磁場コイルによる渦電流、並びに残
磁現象を低減できることを知見し、この発明を完成した
ものである。
すなわち、この発明は、 空隙を形成して対向する一対の永久磁石構成体を継鉄
で磁気的結合し、各永久磁石構成体の空隙対向面に周辺
部に環状突起を有する磁極片を固着し、該空隙に磁界を
発生させるMRI用磁界発生装置において、 磁極片用部材に、Bs(飽和磁束密度)が0.4T以上を有
するソフトフェライトを用いたことを特徴とするMRI用
磁界発生装置である。
また、この発明は、前記構成において、 磁石構成体側に軟鉄材のベースを敷設し、あるいはさ
らに周縁突起部に軟鉄バルク部を設けて、前記ベース上
にソフトフェライトからなる磁極片を配置することを特
徴とするMRI用磁界発生装置である。
発明の構成 この発明において、磁気回路は、空隙を形成して対向
する一対の永久磁石構成体を継鉄で磁気的結合し、各永
久磁石構成体の空隙対向面にソフトフェライトからなる
磁極片を固着した構成であれば、いかなる構成であって
もよく、永久磁石の磁気特性、形状寸法、継鉄の形状寸
法及び所要空隙の大きさ等に応じて、例えば、磁極片の
構造等を適宜選定することが望ましい。
かかる磁気回路に用いる磁石構成体の永久磁石は、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、特に、RとしてNdやPr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39
MGOe以上の極めて高いエネルギー積を示す、Fe−B−R
系永久磁石を使用することにより、著しく小型化するこ
とができる。
この発明において、磁極片の材質は、Mn−Znフェライ
ト粉、Ni−Znフェライト粉等の種々のソフトフェライト
材からなり、ソフトフェライト製の大ブロックを所要形
状に加工したもの、あるいは小ブロックを所要形状に接
着剤で組立てたもの等が利用でき、さらに、磁界の均一
度向上を目的に、空隙側周辺部に種々断面形状の環状突
起を設けたり、中央部に円形凸状部や断面台形状の突起
部を設けたり、また、磁極片の所望位置に、磁界の均一
度調整を目的に、磁性材または磁石からなる磁界調整片
を着設してもよい。
また、磁極片を形成する上記の小ブロックを製造する
には、例えば、Mn−Znフェライト粉等を所要形状に圧縮
成形した後、焼結し、さらに密度の向上のため、HP、HI
P(Hot Isostatic Pressing)法等の手段を併用するの
もよく、得られた小ブロックを、エポキシ樹脂などの接
着剤等を用いて接着して、所要形状に組み立てるとよ
い。
ソフトフェライト材のうち、例えば、Mn−Zn系ソフト
フェライトは、磁界の均等化手段として要求される高透
磁率および高い飽和磁束密度を有し、また渦電流対策と
して十分な高い比抵抗と、残磁現象を防止し得る低保磁
力(数A/m)の特性を持っている。
この発明において、0.4T以上のBsを有するソフトフェ
ライトに限定した理由は、Bsが0.4T未満では、磁石構成
体から発生する磁束を効率よく空隙に作用させることが
できないためである。すなわち、磁極片内を通過する磁
束量は、磁局片のBsにより決定され、その値が小さいと
必然的に飽和してしまい、これを防ぐには、磁極片を厚
くする必要があり、磁極片の大型化を招くこととなる。
従って、Bsは0.4T好以上が望ましく、好ましくは0.5T
以上、さらに好ましくは0.55T以上である。
また、ソフトフェライトのHcが大きすぎると、残磁現
象が生じるため、Hcは50A/m以下が望ましく、好ましく
は20A/m以下である。
また、渦電流の低減には、比抵抗pが10-5Ω・m以上
が望ましい。
さらに、この発明は、磁石構成体側に軟鉄材のベース
を敷設し、あるいはさらに周縁突起部に軟鉄バルク部を
設けて、前記ベース上にソフトフェライトからなる磁極
片を配置することを特徴とし、軟鉄材のベース厚みとソ
フトフェライト磁極片厚み比を最適化することにより、
磁極片に要求される磁界強度の均等化と渦電流および残
磁現象の防止効果が最大限に発揮され、さらに、ソフト
フェライトからなる磁極片の機械的強度の補強を行うこ
とができる。
上記軟鉄材のベースには、材質として、純鉄、低炭素
鋼などが好ましく、所要厚みの一枚のベース上に、空隙
側周辺部に環状突起を設けたソフトフェライトからなる
磁極片を着設することで、磁界の均一化を図ることがで
きる。
あるいは、磁極片のみをソフトフェライトとし、ベー
スの周縁部にもうける環状突起を軟鉄材とすることも可
能で、この際、渦電流の影響を軽減する目的で、環状突
起に1つ以上のスリットを設けて分割することが望まし
く、さらに、ベースと環状突起間、ベースと磁極片間を
電気的に縁縁することが望ましい。
この発明による磁極片のソフトフェライトと軟鉄材の
ベースとの組合わせにおいて、その磁極片厚み等の諸条
件は、空隙寸法、要求される空隙内の磁界強度やその均
一度、各部の形状、機械的強度等に応じて制約があり、
ソフトフェライトの厚みの選定のみで、GCパルスによる
悪影響を低減できるのであれば、軟鉄材のベース厚みは
薄いほどよい。
しかし、軟鉄材のベース厚みが薄い程、通過磁束密度
が高くなり、ベース自体の磁気ヒステリシスが大きくな
ることから、必要とする渦電流および残磁現象の防止効
果と空隙内の磁界強度やその均一度等に応じて、磁極片
におけるソフトフェライトとベースとの厚み比を最適化
する必要がある。
軟鉄材のベース厚みとソフトフェライト厚み比の好ま
しい範囲は、 ベース厚み/ソフトフェライト厚み=0.25〜2 である。
図面に基づく発明の開示 第1図a,bはこの発明による磁界発生装置の磁極片の
一実施例を示す上面図と横断面図である。
第1図に示す磁極片(10)は、円板状軟鉄からなるベ
ース部(11)と、ベース部(11)の周辺部に周設された
断面矩形の軟鉄製のリング部(12)と、ソフトフェライ
ト粉を矩形板状に圧縮成形して構成した多数の小片を接
着剤で円板状に組み合せて、ベース部(11)の上面に敷
設したソフトフェライト部(13)とからなる。
ベース部(11)の周辺部に周設された断面矩形の軟鉄
製のリング部(12)は、磁極片(10)の外周部側の高さ
を他より高くして、磁束を所要空気に集中させかつ均一
度を向上させる環状突起を形成するためのものであり、
ベース部(11)との間に絶縁材を介在させてボルト止め
してあり、さらにリング部(12)を周方向に分割するこ
とでスリットを設けて、渦電流の影響を低減する構成で
ある。
ソフトフェライト部(13)は、前述の如く円板状に組
立てあるが、中央部には所要直径の円形凸状部(14)を
形成するため、圧縮成形したソフトフェライト小片の厚
みが異なるものを用いており、当該円形凸状部で磁界均
一度を向上させることができる。
また、ソフトフェライト部(13)の中心部に、軟鉄製
のコアー部(15)を設けているが、これは傾斜磁界コイ
ルを装着するための基台を構成している。
かかる構成からなる磁極片(10)を、MRI用磁界発生
装置に用いると、空隙の磁界が均一化され、傾斜磁場コ
イルによる渦電流の低減の効果とともに、GCパルスによ
り生じる残磁を低減させる効果がある。
実 施 例 第2図と同様構成の磁界発生装置に、(BH)max35MGO
eを有するFe−B−R系永久磁石を用い、下記性状の軟
鉄からなるベース部上にソフトフェライト部を設け、軟
鉄からなる環状突起を設けた一対の磁極片の対向間距離
を500mmに設定し、空隙内の磁界を測定した。
その結果、空隙中心から半径200mm内の計測空間での
測定値で、磁界均一度;30ppm、磁界強度;2.0kGを得た。
GCパルスにより生じる残留磁気は、この発明による磁
極片の場合、同寸法、形状の磁極片をベース部と同軟鉄
のバルク材で構成した従来のものに比較して、1/3以下
に低減された。
ベース部 純鉄 Hc=80A/m Bs=2.0T p=1×10-4Ω・m ソフトフェライト部 Mn−Zn系フェライト Hc=6.0A/m Bs=0.58T p=0.2Ω・m
【図面の簡単な説明】
第1図a,bはこの発明による磁界発生装置の磁極片の一
実施例を示す上面図と横断面図である。 第2図は従来の磁界発生装置の縦断面図である。 1……永久磁石構成体、2,10……磁極片、3……継鉄、
4……空隙、5……環状突起、6……傾斜磁界コイル、
11……ベース部、12……リング部、13……ソフトフェラ
イト部、14……円形凸状部、15……コアー部。
フロントページの続き (72)発明者 竹島 弘隆 千葉県柏市新十余二2番1号 株式会社 日立メディコ技術研究所内 (72)発明者 佐藤 茂 千葉県柏市新十余二2番1号 株式会社 日立メディコ技術研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01F 7/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】空隙を形成して対向する一対の永久磁石構
    成体を継鉄で磁気的結合し、各永久磁石構成体の空隙対
    向面に周辺部に環状突起を有する磁極片を固着し、該空
    隙に磁界を発生させるMRI用磁界発生装置において、 磁極片用部材に、Bs(飽和磁束密度)が0.4T以上を有す
    るソフトフェライトを用いたことを特徴とするMRI用磁
    界発生装置。
  2. 【請求項2】磁石構成体側に軟鉄材のベースを敷設し、
    あるいはさらに周縁突起部に軟鉄バルク部を設けて、前
    記ベース上にソフトフェライトからなる磁極片を配置す
    ることを特徴とする請求項1記載のMRI用磁界発生装
    置。
JP2129503A 1990-05-18 1990-05-18 Mri用磁界発生装置 Expired - Lifetime JP2764458B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2129503A JP2764458B2 (ja) 1990-05-18 1990-05-18 Mri用磁界発生装置
US08/267,515 USRE35565E (en) 1990-05-18 1994-06-29 Magnetic field generating apparatus for MRI

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2129503A JP2764458B2 (ja) 1990-05-18 1990-05-18 Mri用磁界発生装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0423411A JPH0423411A (ja) 1992-01-27
JP2764458B2 true JP2764458B2 (ja) 1998-06-11

Family

ID=15011095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2129503A Expired - Lifetime JP2764458B2 (ja) 1990-05-18 1990-05-18 Mri用磁界発生装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2764458B2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0831635A (ja) 1994-07-08 1996-02-02 Sumitomo Special Metals Co Ltd Mri用磁界発生装置
IT1305960B1 (it) 1998-05-11 2001-05-21 Esaote Spa Struttura di magnete in particolare per macchine per il rilevamentod'immagine in risonanza magnetica nucleare.
JP4813645B2 (ja) * 1999-11-16 2011-11-09 日立金属株式会社 磁極ユニット、その組立方法および磁界発生装置
US7290949B1 (en) * 2005-10-12 2007-11-06 Tallygenicom Lp Line printer having a motorized platen that automatically adjusts to accommodate print forms of varying thickness
JP4665751B2 (ja) 2005-12-22 2011-04-06 株式会社日立製作所 高抵抗磁石を用いたmri装置
US9364293B2 (en) * 2006-04-28 2016-06-14 Biosense Webster, Inc. Reduced field distortion in medical tools
JP5216059B2 (ja) 2010-08-27 2013-06-19 本田技研工業株式会社 ホイールアーチ構造の組立方法
JP6108350B2 (ja) * 2013-11-07 2017-04-05 株式会社日立製作所 磁気共鳴イメージング装置
EP4019995B1 (en) * 2020-12-22 2023-08-16 Bruker BioSpin GmbH Epr spectrometer with at least one pole piece made at least partially of a function material

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0423411A (ja) 1992-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5631616A (en) Magnetic field generating device for use in MRI
US5283544A (en) Magnetic field generating device used for MRI
US4818966A (en) Magnetic field generating device
US5252924A (en) Magnetic field generating apparatus for MRI
JPS63142606A (ja) 磁気共鳴結像用の等方性希土類−鉄の界磁石
JP2764458B2 (ja) Mri用磁界発生装置
JP2561591B2 (ja) Mri用磁界発生装置
JP3014319B2 (ja) 磁石対向型永久磁石回路
EP0541872B1 (en) Magnetic field generating apparatus for MRI
JP2649436B2 (ja) Mri用磁界発生装置
JP2649437B2 (ja) Mri用磁界発生装置
USRE35565E (en) Magnetic field generating apparatus for MRI
JPH10146326A (ja) Mri用磁界発生装置
JP3073933B2 (ja) Mri用磁界発生装置
JP3445303B2 (ja) Mri用磁界発生装置
JPS62139304A (ja) 磁界均一性のよい磁気回路
JPH0541530Y2 (ja)
JPH0394733A (ja) Mri用磁界発生装置
JP3073934B2 (ja) Mri用磁界発生装置
JPH0563085B2 (ja)
JPH073803B2 (ja) Mri用磁界発生装置
JPH0287505A (ja) Mri用磁界発生装置
JP3113438B2 (ja) Mri用磁界発生装置
JPH05144628A (ja) 磁場発生装置
JPS6050442A (ja) 核磁気共鳴イメ−ジング装置の磁界発生装置