JPH06176917A - 開放形磁気共鳴イメージングに適した磁石 - Google Patents

開放形磁気共鳴イメージングに適した磁石

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JPH06176917A JP5188587A JP18858793A JPH06176917A JP H06176917 A JPH06176917 A JP H06176917A JP 5188587 A JP5188587 A JP 5188587A JP 18858793 A JP18858793 A JP 18858793A JP H06176917 A JPH06176917 A JP H06176917A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 作業空間を形成するように間隔を置いて平行
に配置された二つの磁石集合体をそなえる開放形磁石
で、大きなイメージング体積内の磁界の均一性を改善す
る。 【構成】 各磁石集合体１２を、環状の超伝導コイル１
４、および超伝導コイルで取り巻かれた強磁性の磁界強
化器１６で構成する。各磁界強化器は、一つの超伝導コ
イルで取り巻かれたほぼ円筒形の強磁性の磁極片であ
る。磁石集合体はＣ字形支持フレーム１８に取り付けら
れ、Ｃ字形支持フレームはペデスタル部材２０に回転可
能に取り付けられる。磁界強化器は、その重量と体積を
最小に維持しつつ、イメージング体積内の均一性を最大
にするように成形され、その特定の形状は非線形の最適
化設計方法で決定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に磁気共鳴イメージ
ング磁石に関するものであり、更に詳しくは冷却された
超伝導コイルを強磁性の磁極片と組み合わせた開放形す
なわち非閉鎖形磁石に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：ｍａｇ
ｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）は
今では広く受け入れられた診断手順であり、その使用は
ますます一般的になりつつある。ＭＲＩシステムでは、
ＭＲ画像を作成するため一様な磁界と無線周波（ＲＦ）
放射を必要とする。磁界を作成するために種々の型の磁
石が現在使用されている。どの型の磁石を使用するにし
ても、磁界の一部が非常に均一でなければならない。こ
こでイメージング体積と呼ばれる磁界のこの部分は、イ
メージング対象を包含する磁界の部分である。上質の画
像を得るために、イメージング体積内の磁界の均一性が
必要とされる。したがって、多数のイメージング用途で
比較的大きなイメージング体積を作成し得る磁石をそな
えていれば都合がよい。
【０００３】通常、全身用イメージングのために使用さ
れる磁石は、比較的狭い中心内腔をそなえた円筒形構造
内に収容されるように構成される。狭い内腔は取り囲ま
れた小室を形成し、この中に患者がイメージングのため
に入らなければならない。これらの円筒形の構成により
多数の肯定的な特徴が得られるが、場合によっては難点
となることもある。たとえば、かなりのパーセントの患
者が従来のＭＲＩシステムの閉じているという性質に敏
感である。これらの患者にとっては、ＭＲＩプロセスは
不快であるか、または耐え難いものでさえある。更に、
患者によっては単に大き過ぎて、従来のＭＲＩシステム
の狭い小室に入りきれないことがある。患者をＩＶシス
テムまたは他の医用装置に接続したまま取り囲まれた小
室に入れる際にも、難点が生じ得る。このような閉鎖形
の従来のシステムは獣医の用途でも難点がある。多くの
動物は閉じた小室を怖がるからである。
【０００４】従来の閉鎖形システムに代わるアクセスし
やすい代案となる種々の開放形磁石構成が提案されてき
た。このような磁石構成の一つが、米国特許第４，８７
５，４８５号に説明されている。この構成では、二つの
超伝導コイルが間隔を置いて平行に配列され、それらの
間に作業空間が形成される。比較的開放された空間が患
者を受け入れるのに適しており、閉所恐怖の反応を生じ
にくい。この構成では、５０ｐｐｍから１００ｐｐｍの
均一さで直径が２０ｃｍの球状のイメージング体積が形
成されると説明されている。
【０００５】米国特許第４，９２４，１９８号にもう一
つの開放形磁石構成が示されている。この構成では、二
つの磁石集合体が間隔を置いて平行に配置される。一実
施例では各磁石集合体に、超伝導コイルおよびそれとほ
ぼ同一平面、同心に配置された内蔵の抵抗コイルが含ま
れている。この実施例では、０．５テスラの中心磁界の
場合、均一性のピークピーク値が３０ｐｐｍで、２０ｃ
ｍの球状のイメージング体積が得られる。第二の実施例
では、各磁石集合体に一対の超伝導コイルが含まれる。
この実施例では、０．５テスラの場合、均一性が１３ｐ
ｐｍで、２５ｃｍの球状のイメージング体積が得られ
る。
【０００６】特願平４−１４１１４８号には、二つの平
行な、間隔を置いて配置された超伝導コイルをそなえた
開放形磁石構成が示されている。この装置には、コイル
対が水平位置と垂直位置との間で回転できるようにする
ピボット機構も含まれている。磁界強度が約０．３テス
ラから０．５テスラの場合、この構成では約３０ｐｐｍ
の均一性で、３０ｃｍの球状のイメージング体積が得ら
れる。
【０００７】上記の開放形磁石構成では、直径が２０ｃ
ｍから３０ｃｍの範囲にあるイメージング体積が形成さ
れる。これらの構成は有効ではあるが、充分なレベルの
均一性を維持しつつ、更に大きな直径のイメージング体
積を形成し得る開放形ＭＲＩ装置が提供されることが望
ましい。
【０００８】
【発明の概要】したがって本発明の一つの目的は、閉じ
た空間に敏感な患者を含めてすべての患者が全身用ＭＲ
イメージングに容易に出入りできるようにすることであ
る。更に詳しく述べると本発明の一つの目的は、大きい
イメージング体積内で非常に均一な磁界を維持するＭＲ
イメージング用の開放形磁石を提供することである。
【０００９】本発明のもう一つの目的は、獣医用のＭＲ
イメージングを容易にすることである。更に本発明の一
つの目的は、上記の目的にかなう磁石を設計する方法を
提供することである。本発明では、作業空間を形成する
ように間隔を置いて平行に配置された二つの磁石集合体
をそなえる開放形磁石を設けることにより、上記の目的
および他の目的が達成される。各集合体には、環状の超
伝導コイル、および超伝導コイルで取り巻かれた強磁性
の磁界強化器が含まれている。磁石集合体はＣ字形の支
持フレームに取り付けられている。このＣ字形の支持フ
レームはペデスタル部材に回転可能なように取り付けら
れている。したがって、フレームは垂直のイメージング
位置と水平のイメージング位置との間で回転させること
ができる。磁界強化器は、非線形の最適化設計方法でイ
メージング体積内の均一性を改善するような特別な形状
とされた強磁性の磁極片である。
【００１０】この設計方法には、磁極片の最初の形状を
定めるステップ、磁界に影響を及ぼす設計パラメータを
選定するステップ、実際の磁界と完全に均一な磁界との
差である選定されたパラメータの関数（目的関数と呼ば
れる）を定めるステップ、および目的関数を最小にする
ことにより、磁極片の最適形状を定めるパラメータの値
を決定するステップが含まれる。磁極片の最初の形状は
ほぼ円筒形の形状であることが好ましく、主要なパラメ
ータはほぼ円筒形の端面の表面上の摂動点である。最小
化は、目的関数の極小値に達するまでパラメータを自動
的に調整する公知の最小化手法を使用して行われる。最
小化ステップを実行する際、目的関数は有限要素法を使
って評価される。
【００１１】本発明の他の目的および利点は、以下の詳
細な説明、および特許請求の範囲を読み、付図を参照す
ることにより明らかとなろう。発明と考えられる主題
は、特許請求の範囲に詳細に指摘されている。しかし、
付図とともに以下の説明を参照することにより本発明を
最も良く理解することができる。
【００１２】
【詳しい説明】図面全体を通じて、同じ参照記号は同じ
素子を表す。図１−４は本発明のＭＲ開放形磁石装置１
０を示す。開放形磁石装置１０には、作業空間を形成す
るように間隔を置いて配置された二つの磁石集合体１２
が含まれている。各集合体１２には、環状の超伝導コイ
ル集合体１４および磁界強化器１６が含まれている。各
磁界強化器１６は、それぞれ一つの環状コイル集合体１
４により取り巻かれた、ほぼ円筒形の強磁性磁極片であ
る。各超伝導コイル集合体１４はブラケット（図示しな
い）によってそれに対応する磁界強化器１６に取り付け
られている。二つの磁石集合体１２は、磁界強化器１６
の端面が互いに平行な平面上にあり、それらの中心がそ
れらの平面に垂直に伸びる線上にあるように配置され
る。
【００１３】二つの磁石集合体１２は、ステンレス鋼ま
たはアルミニウムのような非磁性物質で作られた支持フ
レーム１８によって支持される。フレーム１８は、磁石
集合体１２を互いに間隔を置いて対向するように支持す
るためにＣ字形になっている。磁石集合体をこのように
位置決めすることにより、それらの間に充分な大きさの
空間が形成され、ＭＲイメージングのために患者を受け
入れることができる。磁石集合体１２により、それらの
間の空間に磁界が形成される。支持フレーム１８は、ピ
ボット機構２２を介してペデスタル２０に回転可能に取
り付けられている。ピボット機構２２により、支持フレ
ーム１８および磁石集合体１２は二つのイメージング位
置の間で回転することができる。図１−３に示す一つの
イメージング位置では、磁界強化器１６の平行な端面が
水平方向になり、横たわった姿勢での患者のイメージン
グが可能となる。図４は他のイメージング位置を示す。
この位置では、ピボット機構２２の軸を中心として支持
フレームを９０°回転させているので、磁界強化器１６
の平行な端面が垂直方向になる。この位置では、患者を
立ったままイメージングすることができる。この目的の
ための適当なピボット機構については、上記の特願平４
−１４１１４８号に説明されている。
【００１４】超伝導コイル集合体１４は、超伝導物質の
どの型の環状コイルであってもよい。たとえば、適当な
超伝導コイル集合体は上記の米国特許第４，９２４，１
９８号に説明されている。この米国特許第４，９２４，
１９８号には、アルミニウムのリングにより支持された
エポキシ含浸された超伝導コイルを含む集合体が説明さ
れている。コイルおよびリングは熱シールドによって取
り囲まれ、集合体全体が真空エンクロージャの中に入れ
られている。冷却は２段の低温冷却器で行われる。超伝
導コイル集合体１４はそれ自体では本発明の発明的な面
を構成しないので、本発明の完全な理解のため超伝導コ
イル集合体１４について更に詳しく説明する必要はな
い。
【００１５】単独で動作すると、コイル集合体１４の発
生する磁界は、均一性が比較的低く、磁界強度が小さ
い。イメージングに適した均一性を有する磁界の部分、
すなわちイメージング体積は小さい。強磁性の磁界強化
器すなわち磁極片１６を含めることにより、本発明は磁
界強度を増大し、磁界の均一性を大幅に改善するので、
均一性が適切で、直径の大きな球状のイメージング体積
２４が形成される。すなわち、磁極片の形状を適切に定
めることにより、磁界がより大きな球状のイメージング
体積２４内でより一様になるように変えられる。
【００１６】理想的には、磁極片１６の重量および体積
を最小限に維持しつつ、球状のイメージング体積２４内
の均一性が最大になるように、磁極片１６が成形され
る。本発明の理想的な磁極片の形状は、非線形最適化設
計法を使って決定される。この非線形最適化設計法は、
コンピュータシミュレーションを介して、選定された磁
石設計パラメータを自動的に調整することにより、所望
の磁界強度および均一性を達成する。一般に、この設計
方法では、実際の磁界と、完全に均一な理想的な磁界と
の間のずれを測定する設計パラメータの関数（目的関数
と呼ぶ）の決定を含む。一旦決定されると、次に目的関
数を最小にすることにより、完全に均一な磁界を最も正
確に反映する磁界を生じる設計が見出される。
【００１７】上記のように、設計方法の第一ステップは
実際の磁界と完全に均一な磁界との差である目的関数を
決定することである。選定されたパラメータの関数であ
るので、目的関数はパラメータが変わるにつれて変化す
る。目的関数の作成の際、目的関数の評価点も定めなけ
ればならない。評価点とは、評価のためにそこで磁界の
強度および均一性を決定しなければならないイメージン
グ体積内の、主として表面上の特定の点を指す。次のス
テップは、磁極片の初期モデルを定めることである。こ
れは本質的に最初の形状であり、これを設計法によって
再成形して、より良い磁界にしなければならない。磁極
片の初期モデルは通常、経験的に決定される。本発明の
場合には、ほぼ円筒形の形状が選定される。
【００１８】初期の形状が定められれば、変更すべき設
計パラメータを選定しなければならず、そして設計パラ
メータの拘束条件を定めなければならない。設計パラメ
ータは磁石の設計に関連した数値変数である。主要なパ
ラメータは磁極片の幾何学的寸法であるが、超伝導コイ
ルの電流、巻線および相対位置のような他の物理的量も
考慮に入れることができる。鉄磁極片の近傍の磁界の不
均一性を小さくするための最も重大なパラメータは、本
明細書では磁極面と呼ぶ、イメージング体積に面する各
端面の形状である。磁極面は各磁極面の表面上の多数の
点によって数学的に表され、これらの多数の点は、磁極
片の縦軸に平行な垂直方向に上または下に摂動させるこ
とができる。したがって、これらの点は摂動点と呼ばれ
る。
【００１９】選定されたパラメータは、物理的に妥当な
限界内でのみ変えることができる。したがって、パラメ
ータにある種の拘束条件を課さなければならない。たと
えば、磁極面上の摂動点はあまりイメージング体積に近
ずき過ぎるように調整することはできない。これはイメ
ージング体積から所定のすきまを維持しなければならな
いからである。摂動点に対するもう一つの拘束条件は、
二つの互いに隣接した摂動点の間の垂直距離は与えられ
た値を超えることができないということである。超える
と、磁極面表面の製造が実行不可能になる。超伝導コイ
ルを考えれば、他の拘束条件を追加しなければならな
い。たとえば、超伝導コイルの内径は磁極片の直径より
小さくすることはできず、またある超伝導物質を通過し
得る電流の量には限界があり得る。
【００２０】最終ステップは目的関数を最小にすること
により、完全に均一な磁界を最も正確に反映する磁界を
提供する磁極片の形状を作成することである。最小化は
非線形最適化アルゴリズムを使用して行われる。目的関
数は非常に非線形であるので、強固で、特定の拘束条件
を組み込むことのできる目的関数の極小値に収束するた
めのアルゴリズムが必要とされる。ここに引用するコン
ピュータ・ジャーナル誌１９６５年、７巻、３０８−３
１３頁所載のジェー・エー・ネルダおよびアール・ミー
ドによる論文「関数最小化のためのシンプレックス法」
（”Ａ Ｓｉｍｐｌｅｘ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｆｕ
ｎｃｔｉｏｎ Ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ，” Ｃｏｍ
ｐｕｔｅｒ Ｊｏｕｒｎａｌ， Ｖｏｌ． ７， １９
６５，ｐａｇｅｓ ３０８−３１３， ｂｙ Ｊ．Ａ．
Ｎｅｌｄｅｒ ａｎｄ Ｒ．Ｍｅａｄ）に説明されてい
るシンプレックス法はこれらの必要条件を満たし、好ま
しい方法である。上記のネルダとミードの方法は、設計
パラメータについて目的関数の偏導関数を評価する必要
無しに目的関数の極小値への収束を行う。これは重要な
考慮すべき事項である。目的関数は数値解析を介さなけ
れば利用できないからである。
【００２１】ネルダとミードの方法の基本的な考え方
は、実効空間内の任意のシンプレックスから始めて、シ
ンプレックスの一連の変換を通って目的関数の極小値に
収束することである。変換は、シンプレックスの各頂点
で関数値の比較を行なった後、最高値の頂点をもう一つ
の点で置き換えるものである。新しい点は一連の数学的
演算によって決定される。上記の論文に、より詳細な説
明が行われている。
【００２２】上記のようにネルダとミードの方法では、
シンプレックスの各頂点で目的関数の値の比較を行わな
ければならない。これを行うためには、目的関数の値を
知らなければならない。本発明では周知の有限要素法を
使って、コンピュータで磁石のモデルを作り、各頂点で
目的関数を計算する。プロセスの間にパラメータを調整
するたび毎に、新しい有限要素メッシュを作成し、有限
要素解答器を動作させて目的関数の新しい値を計算す
る。
【００２３】図５−７は、上記の方法によって決定され
た、成形された強磁性磁極片の三つの異なる実施例を示
す。磁極片に対する開始形状として、ほぼ円筒形の形状
が経験的に選ばれた。この形状が与えられると、ここで
磁極面と呼ぶ、イメージング体積に面する端面の形状
が、強磁性磁極片の近傍の磁界の不均一性を小さくする
ための重大な設計パラメータとなる。したがって、図５
−７の実施例では、ほぼ円筒形の形状の高さおよび直径
のような他の設計パラメータが与えられた状態で、上記
の最適化法を使用して磁極面の最も適当な形状を決定し
た。
【００２４】詳しく述べると、図５は成形された磁界強
化器すなわち磁極片１１６の第一の実施例の横断面図で
ある。磁極片１１６は、第一の円筒部分１１８、第一の
円筒部分より直径が大きい第二の円筒部分１２０、およ
び第一の円筒部分と第二の円筒部分を接合する円錐台部
分１２２を含む。超伝導コイル集合体１４は第二の円筒
部分１２０よりも長さが長い第一の円筒部分１１８に取
り付けられる。したがって、磁極片１１６は二つの端面
１２４、１２６を有するほぼ円筒形の部材である。第一
の円筒部分１１８に隣接した第一の端面すなわち外側の
端面１２４は球状のイメージング体積２０の反対側を向
いているのに対して、第二の端面１２６すなわち磁極面
は球状のイメージング体積２０の方を向いている。磁極
面１２６には浅い磁界強化凹部１２８が形成されてい
る。上記の設計法により決定される凹部１２８の特定の
形状は、組み合わせ全体が大きな均一のイメージング体
積を持つ磁界を生じるようになっている。
【００２５】図５の磁極片の第一の実施例では優れた均
一性が得られるが、かなり重くなる。重量を減らす設計
を行った成形された磁極片の他の実施例が図６および７
に示されている。詳しく述べると、図６は成形された磁
極片２１６の第二の実施例の横断面図を示す。第二の実
施例は、第一の円筒部分２１８、第一の円筒部分より直
径が大きい第二の円筒部分２２０、および第一の円筒部
分と第二の円筒部分を接合する円錐台部分２２２を含ん
でいる点に於いて図５の第一の実施例と同様である。磁
極片２１６は、外側端面２２４に円錐形の凹部２３０が
形成される点で第一の実施例と異なる。円錐形の凹部２
３０は磁極片２１６の総重量を大幅に小さくする役目を
果たす。磁極面２２６に磁界強化凹部２２８が形成され
ることにより、比較的大きなイメージング体積の中に最
適レベルの均一性が生じる。凹部２２８の形状は、円錐
形の凹部２３０の存在に対して自動的に適応する設計最
適化法に従って決定される。したがって、磁界強化凹部
２２８は第一の実施例１１６の対応する磁界強化凹部１
２８とは少し異なっている。
【００２６】本発明の開放形磁石構成に使用されると
き、図６の磁極片２１６は鉄で作ることが好ましく、そ
の磁極面の直径は１．４メートルである。この磁極片の
一対の重量は約２１０００ポンドである。超伝導コイル
集合体１４は各々３００，０００アンペアターンであ
り、中心磁界強度は０．３５テスラである。このような
構成について計算された均一性は、直径が３０ｃｍの球
状のイメージング体積内で１２ｐｐｍであり、直径が４
０ｃｍの球状のイメージング体積内では６９ｐｐｍであ
る。
【００２７】図７は成形された磁極片３１６の第三の実
施例の横断面図である。第一の実施例および第二の実施
例と同様に、成形された磁極片３１６には、第一の円筒
部分３１８、第一の円筒部分より直径が大きい第二の円
筒部分３２０、および第一の円筒部分と第二の円筒部分
を接合する円錐台部分３２２が含まれている。図７の実
施例では重量の減少は、外側端面３２４に複数の同心の
環状の溝３３２を設けることによって行われる。この場
合も、磁極面３２６に磁界強化凹部３２８が形成される
ことにより、比較的大きなイメージング体積の中に最適
レベルの均一性が生じる。凹部３２８の形状は、環状の
溝３３２の存在に対して自動的に適応する設計最適化法
に従って決定される。したがって、凹部３２８は第一の
実施例および第二の実施例の対応する磁界強化凹部とは
少し異なっている。
【００２８】鉄で作られ、磁極面の直径が１．４メート
ルである図７の一対の磁極片３１６は重量が約１２，１
００ポンドとなる。一対の磁極片３１６をそなえ、０．
３１テスラの磁界強度で動作する開放形磁石について計
算された均一性は、直径が２５ｃｍの球状のイメージン
グ体積内で２５ｐｐｍであり、直径が３０ｃｍの球状の
イメージング体積内では４０ｐｐｍである。
【００２９】以上、殆どの患者が容易に出入りでき、大
きな、均一性のあるイメージング体積を生じるＭＲイメ
ージング用の開放形磁石について説明してきた。ＭＲ磁
石内の磁極片の最適形状を設計するための有用な方法も
開示されている。本発明の特定の実施例について説明し
てきたが、特許請求の範囲に規定されている発明の趣旨
および範囲を逸脱すること無く種々の変形をこれらに加
え得ることは熟練した当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非閉鎖形磁石の斜視図である。
【図２】本発明の非閉鎖形磁石の側面図である。
【図３】水平イメージング位置に位置決めされたときの
非閉鎖形磁石の正面図である。
【図４】垂直イメージング位置に位置決めされたときの
非閉鎖形磁石の正面図である。
【図５】本発明の成形された磁極片の第一の実施例の横
断面図である。
【図６】本発明の成形された磁極片の第二の実施例の横
断面図である。
【図７】本発明の成形された磁極片の第三の実施例の横
断面図である。
【符号の説明】
１０ ＭＲ開放形磁石装置 １２ 磁石集合体 １４ 超伝導コイル集合体 １６ 磁界強化器 １８ 支持フレーム ２０ ペデスタル ２４ イメージング体積 １１８，２１８，３１８ 第一の円筒部分 １２０，２２０，３２０ 第二の円筒部分 １２２，２２２，３２２ 円錐台部分 ２２４，３２４ 外側端面 ２３０ 円錐形の凹部 ３３２ 環状の溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 7/22 Ｇ (72)発明者 ギャリー・ベドロシアン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、デルマ ー、ウエストチェスター・ドライブ、245 番 (72)発明者 ミケレ・ドラー・オグレ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、バーン ト・ヒルズ、ジェンキンス・ロード、84番

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超伝導コイル、および上記超伝導コイル
    によって取り巻かれた強磁性の磁界強化器を含むことを
    特徴とする磁石集合体。
  2. 【請求項２】 上記強磁性磁界強化器が凹部を設けた端
    面を有するほぼ円筒形の部材を含む請求項１記載の磁石
    集合体。
  3. 【請求項３】 上記磁界強化器が、第一の円筒部分、上
    記第一の円筒部分より直径が大きい第二の円筒部分、お
    よび上記第一の円筒部分と第二の円筒部分を接合する円
    錐台部分を含む請求項１記載の磁石集合体。。
  4. 【請求項４】 上記第二の円筒部分が、凹部を設けた端
    面を有する請求項３記載の磁石集合体。
  5. 【請求項５】 上記第一の円筒部分が、円錐形の凹部が
    形成された端面を有する請求項４記載の磁石集合体。
  6. 【請求項６】 上記第一の円筒部分が、複数の環状の溝
    が形成された端面を有する請求項４記載の磁石集合体。
  7. 【請求項７】 上記複数の溝の深さが異なっている請求
    項６記載の磁石集合体。
  8. 【請求項８】 超伝導コイル、および上記超伝導コイル
    に隣接して配置され、かつ凹部を設けた端面を有する強
    磁性の磁界強化器を含むことを特徴とする磁石集合体。
  9. 【請求項９】 上記強磁性の磁界強化器が、第一の円筒
    部分、上記第一の円筒部分より直径が大きい第二の円筒
    部分、および上記第一の円筒部分と第二の円筒部分を接
    合する円錐台部分を含み、上記凹部を設けた端面が上記
    第二の円筒部分に形成されている請求項８記載の磁石集
    合体。
  10. 【請求項１０】 上記第一の円筒部分が、円錐形の凹部
    が形成された端面を有する請求項９記載の磁石集合体。
  11. 【請求項１１】 上記第一の円筒部分が、複数の環状の
    溝が形成された端面を有する請求項９記載の磁石集合
    体。
  12. 【請求項１２】 上記複数の溝の深さが異なっている請
    求項１１記載の磁石集合体。
  13. 【請求項１３】 第一および第二の超伝導コイル、上記
    第一の超伝導コイルによって取り巻かれた第一の強磁性
    の磁界強化器、ならびに上記第二の超伝導コイルによっ
    て取り巻かれた第二の強磁性の磁界強化器を含み、上記
    第一の磁界強化器と上記第二の磁界強化器がそれらの間
    に作業空間を形成するように互いに間隔を置いて平行に
    配置されていることを特徴とする開放形磁石。
  14. 【請求項１４】 上記第一の磁界強化器と上記第二の磁
    界強化器が支持フレームにより間隔を置いて平行に支持
    されている請求項１３記載の開放形磁石。
  15. 【請求項１５】 上記支持フレームがペデスタル部材に
    回転可能に取り付けられている請求項１４記載の開放形
    磁石。
  16. 【請求項１６】 上記強磁性磁界強化器の各々が、凹部
    を設けた端面を有するほぼ円筒形の部材を含む請求項１
    ３記載の開放形磁石。
  17. 【請求項１７】 上記磁界強化器の各々が、第一の円筒
    部分、上記第一の円筒部分より直径が大きい第二の円筒
    部分、および上記第一の円筒部分と第二の円筒部分を接
    合する円錐台部分を含む請求項１３記載の開放形磁石。
  18. 【請求項１８】 上記第二の円筒部分が、凹部を設けた
    端面を有する請求項１７記載の開放形磁石。
  19. 【請求項１９】 上記第一の円筒部分が、円錐形の凹部
    が形成された端面を有する請求項１８記載の開放形磁
    石。
  20. 【請求項２０】 上記第一の円筒部分が、複数の環状の
    溝が形成された端面を有する請求項１８記載の開放形磁
    石。
  21. 【請求項２１】 上記複数の溝の深さが異なっている請
    求項２０記載の開放形磁石。
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