JPH0956692A - 磁石対向型永久磁石磁気回路とその磁場調整方法 - Google Patents
磁石対向型永久磁石磁気回路とその磁場調整方法Info
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- JPH0956692A JPH0956692A JP7218549A JP21854995A JPH0956692A JP H0956692 A JPH0956692 A JP H0956692A JP 7218549 A JP7218549 A JP 7218549A JP 21854995 A JP21854995 A JP 21854995A JP H0956692 A JPH0956692 A JP H0956692A
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- shim
- magnet
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 空隙空間の磁場の微調整が容易で、均一な磁
場を実現しやすい磁石対向型永久磁石磁気回路及びその
磁場調整方法を得る。 【解決手段】 一対の磁石を対向させ、該磁石空隙表面
に整磁板を設け、これらを継鉄にて結んで閉磁路を構成
し、該整磁板凹部に勾配コイルとシム板を設けた磁石対
向型永久磁石磁気回路において、該整磁板表面に磁場調
整用の磁石または磁性材を固着し、かつシム板を勾配コ
イルよりも空隙側に配置し、更に該シム板上に磁場調整
用の磁石または磁性材を固着したことを特徴とする磁石
対向型永久磁石磁気回路。
場を実現しやすい磁石対向型永久磁石磁気回路及びその
磁場調整方法を得る。 【解決手段】 一対の磁石を対向させ、該磁石空隙表面
に整磁板を設け、これらを継鉄にて結んで閉磁路を構成
し、該整磁板凹部に勾配コイルとシム板を設けた磁石対
向型永久磁石磁気回路において、該整磁板表面に磁場調
整用の磁石または磁性材を固着し、かつシム板を勾配コ
イルよりも空隙側に配置し、更に該シム板上に磁場調整
用の磁石または磁性材を固着したことを特徴とする磁石
対向型永久磁石磁気回路。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＮＭＲやＥＳＲの磁
場発生装置に用いられる磁気回路に関するものであり、
特に永久磁石型ＭＲＩ装置の磁石対向型永久磁石磁気回
路に関するものである。
場発生装置に用いられる磁気回路に関するものであり、
特に永久磁石型ＭＲＩ装置の磁石対向型永久磁石磁気回
路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石型ＭＲＩ装置において、いくつ
かの磁気回路が提案され、実用化されている。例えば、
図３のようなダイポールリング型磁気回路は、リング周
方向に磁石の磁化方向が徐々に変化し、一周する間に磁
化は二回転する。リング内周にＮ、Ｓの二極の磁荷が出
てくるので、ダイポールリング型と呼ばれ、十分な軸方
向長さがあれば、リング内部の一軸径方向に向いた均一
な磁場分布が得られる。例えば、K.Halbach,Nuclear In
struments and Methods 169(1980), p１に磁気回路が報
告されており、ＭＲＩ装置としては特開昭６１−３８５
５４号公報(USP4580098)、特開昭６２−１０４０１１号
公報などがある。該磁気回路は、磁束を通すために外周
部に継鉄を用いる必要がないので、磁気回路重量が軽量
化され、コンパクトにできる。また、継鉄を使用する磁
気回路と比較し、発生磁場の上限が高く取れる利点があ
る。しかし、約3000Ｇ以下の発生磁場の領域では、他の
永久磁石磁気回路と比較して使用磁石重量が多くなるた
め、実際に実用化されている例はあまり多くない。磁場
調整は、各セグメント磁石を径方向移動やあおりを変え
ることにより行われる。
かの磁気回路が提案され、実用化されている。例えば、
図３のようなダイポールリング型磁気回路は、リング周
方向に磁石の磁化方向が徐々に変化し、一周する間に磁
化は二回転する。リング内周にＮ、Ｓの二極の磁荷が出
てくるので、ダイポールリング型と呼ばれ、十分な軸方
向長さがあれば、リング内部の一軸径方向に向いた均一
な磁場分布が得られる。例えば、K.Halbach,Nuclear In
struments and Methods 169(1980), p１に磁気回路が報
告されており、ＭＲＩ装置としては特開昭６１−３８５
５４号公報(USP4580098)、特開昭６２−１０４０１１号
公報などがある。該磁気回路は、磁束を通すために外周
部に継鉄を用いる必要がないので、磁気回路重量が軽量
化され、コンパクトにできる。また、継鉄を使用する磁
気回路と比較し、発生磁場の上限が高く取れる利点があ
る。しかし、約3000Ｇ以下の発生磁場の領域では、他の
永久磁石磁気回路と比較して使用磁石重量が多くなるた
め、実際に実用化されている例はあまり多くない。磁場
調整は、各セグメント磁石を径方向移動やあおりを変え
ることにより行われる。
【０００３】一方、図２に示すような磁石対向型磁気回
路は良く知られており、現在実用化されている永久磁石
型ＭＲＩマグネットの殆どはこのタイプである。例えば
WO84/00611(PCT/US83/01175)、実公平２−４４４８３
号公報、実公平２−４４４８４号公報、実公平２−４４
４８５号公報、実公平２−４４４８６号公報や、映像情
報１５ (1983),379 、病態生理４(1985),91 などがあ
る。
路は良く知られており、現在実用化されている永久磁石
型ＭＲＩマグネットの殆どはこのタイプである。例えば
WO84/00611(PCT/US83/01175)、実公平２−４４４８３
号公報、実公平２−４４４８４号公報、実公平２−４４
４８５号公報、実公平２−４４４８６号公報や、映像情
報１５ (1983),379 、病態生理４(1985),91 などがあ
る。
【０００４】図２により、基本になる磁石対向型磁気回
路を説明する。バックヨーク１０に、高さ方向に磁化さ
れた磁石１４が固着されており、磁石１４の空隙側表面
に、高い磁場均一性を実現するために、整磁板１６と呼
ばれる磁性材が配置される。整磁板形状は軸対称であ
り、均一性を向上させるため、種々の工夫がなされてい
る。良く知られている整磁板形状は、ローズシム（また
は環状突起）と呼ばれる、円盤外周部に設けた環状の突
起１６１を持つものである。上下に対称な一対のバック
ヨーク・磁石・整磁板の組は、継鉄１２で磁気的に結合
されている。図２では、継鉄１２は、四本柱となってお
り、磁気的に閉磁路を組んでいる。勾配コイル１８は整
磁板１６の凹部に固定され、ギャップ側コイル高さは整
磁板の外周部の環状突起１６１（第一シム）とほぼ同等
の高さとなっている。
路を説明する。バックヨーク１０に、高さ方向に磁化さ
れた磁石１４が固着されており、磁石１４の空隙側表面
に、高い磁場均一性を実現するために、整磁板１６と呼
ばれる磁性材が配置される。整磁板形状は軸対称であ
り、均一性を向上させるため、種々の工夫がなされてい
る。良く知られている整磁板形状は、ローズシム（また
は環状突起）と呼ばれる、円盤外周部に設けた環状の突
起１６１を持つものである。上下に対称な一対のバック
ヨーク・磁石・整磁板の組は、継鉄１２で磁気的に結合
されている。図２では、継鉄１２は、四本柱となってお
り、磁気的に閉磁路を組んでいる。勾配コイル１８は整
磁板１６の凹部に固定され、ギャップ側コイル高さは整
磁板の外周部の環状突起１６１（第一シム）とほぼ同等
の高さとなっている。
【０００５】磁気回路の磁場均一度は、空隙中心部に仮
想的に設けた、球空間または楕円空間（以後、評価空間
と呼ぶ）内の磁場分布により評価される。整磁板が単純
な円盤形状の時、該空間の赤道部磁場強度は、極部に比
較し低くなる。環状突起を設けた整磁板を使用した場
合、該空間赤道部と環状突起の物理的距離が近くなり、
赤道部の磁場強度を向上させるため、評価空間全体の磁
場均一度が向上する。また、更に磁場均一度を向上させ
るため、整磁板底部１６２に周状の小さな突起（外周部
環状突起より段差の小さいもの）を、複数段設けること
も、考案されている。以上述べたように、整磁板形状は
該評価空間内の磁場均一度を向上させるため、非常に重
要である。
想的に設けた、球空間または楕円空間（以後、評価空間
と呼ぶ）内の磁場分布により評価される。整磁板が単純
な円盤形状の時、該空間の赤道部磁場強度は、極部に比
較し低くなる。環状突起を設けた整磁板を使用した場
合、該空間赤道部と環状突起の物理的距離が近くなり、
赤道部の磁場強度を向上させるため、評価空間全体の磁
場均一度が向上する。また、更に磁場均一度を向上させ
るため、整磁板底部１６２に周状の小さな突起（外周部
環状突起より段差の小さいもの）を、複数段設けること
も、考案されている。以上述べたように、整磁板形状は
該評価空間内の磁場均一度を向上させるため、非常に重
要である。
【０００６】また、磁石対向型磁気回路においては、上
下磁石の発生する磁束を鉄ヨークを通して流し閉磁路を
組ませるため、継鉄柱状ヨークが必要である。柱状ヨー
クの形状と本数は、設計により異なるが、４本柱、２本
柱、２枚板などがある。評価空間の柱方向の磁場強度
は、磁束が継鉄柱状ヨークに引かれるため、低くなる傾
向がある。これを改善するため、開口方向に磁束短絡用
シャント鉄ヨークを設け、開口部方向磁場強度を下げる
ことが考案されている。
下磁石の発生する磁束を鉄ヨークを通して流し閉磁路を
組ませるため、継鉄柱状ヨークが必要である。柱状ヨー
クの形状と本数は、設計により異なるが、４本柱、２本
柱、２枚板などがある。評価空間の柱方向の磁場強度
は、磁束が継鉄柱状ヨークに引かれるため、低くなる傾
向がある。これを改善するため、開口方向に磁束短絡用
シャント鉄ヨークを設け、開口部方向磁場強度を下げる
ことが考案されている。
【０００７】上記のような要素を組み合わせ、数値解析
などにより、評価空間に均一磁場を発生可能な磁気回路
を設計する。しかし、均一磁場発生が可能な磁気回路を
作製できたとしても、実際に組み上げて完成した磁気回
路で、設計仕様通りの磁場均一度が得られることは少な
い。磁石特性のばらつき、加工誤差、組み付け誤差など
が重畳して、一般に設計仕様より大幅に磁場均一度は低
下する。したがって、要求磁場均一度を実現するため、
組み上げ後、磁場調整を行う必要がある。
などにより、評価空間に均一磁場を発生可能な磁気回路
を設計する。しかし、均一磁場発生が可能な磁気回路を
作製できたとしても、実際に組み上げて完成した磁気回
路で、設計仕様通りの磁場均一度が得られることは少な
い。磁石特性のばらつき、加工誤差、組み付け誤差など
が重畳して、一般に設計仕様より大幅に磁場均一度は低
下する。したがって、要求磁場均一度を実現するため、
組み上げ後、磁場調整を行う必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】磁場調整では、粗調整
にあたる機械シミングと、微調整にあたる磁性材シミン
グが行われている。機械シミングには、バックヨークの
あおり調整、整磁板移動、シャントヨーク調整、バック
ヨークへの磁性材挿入調整などがある。磁性材シミング
は、整磁板上または整磁板とは独立に設けられたシム板
上の種々の場所に、種々な体積の磁性材を固着すること
により、磁場均一度を向上させるものである。
にあたる機械シミングと、微調整にあたる磁性材シミン
グが行われている。機械シミングには、バックヨークの
あおり調整、整磁板移動、シャントヨーク調整、バック
ヨークへの磁性材挿入調整などがある。磁性材シミング
は、整磁板上または整磁板とは独立に設けられたシム板
上の種々の場所に、種々な体積の磁性材を固着すること
により、磁場均一度を向上させるものである。
【０００９】磁性材としては、軟磁性の鉄または鉄系合
金、ＮｉまたはＮｉ系合金、アモルファスなどの軟磁性
材か、硬磁性のフェライト磁石・希土類磁石またはそれ
らのボンド磁石などの磁石材が用いられる。形状は、チ
ップ形状や薄板形状が用いられる。軟磁性材シミング
は、複数個を積層する場合、個数と調整磁場量の間に、
線形関係が成り立たないため、軟磁性材を使用しての調
整が困難であり、特に調整量が大きい時に問題である。
しかし、薄板や微小チップを作製しやすく、精密な微調
整が可能である。一方、磁石材シミングは、シミング個
数と調整磁場量の間に線形関係が成り立つので、調整が
容易である。しかし、磁石の微小チップや薄板の作製
は、軟磁性材ほど容易ではないので、精密な微調整には
向かない。
金、ＮｉまたはＮｉ系合金、アモルファスなどの軟磁性
材か、硬磁性のフェライト磁石・希土類磁石またはそれ
らのボンド磁石などの磁石材が用いられる。形状は、チ
ップ形状や薄板形状が用いられる。軟磁性材シミング
は、複数個を積層する場合、個数と調整磁場量の間に、
線形関係が成り立たないため、軟磁性材を使用しての調
整が困難であり、特に調整量が大きい時に問題である。
しかし、薄板や微小チップを作製しやすく、精密な微調
整が可能である。一方、磁石材シミングは、シミング個
数と調整磁場量の間に線形関係が成り立つので、調整が
容易である。しかし、磁石の微小チップや薄板の作製
は、軟磁性材ほど容易ではないので、精密な微調整には
向かない。
【００１０】このような、二種類のシミング材料の特性
を有効に活かすために、両方を混在させて使用すること
が考えられる。しかし、磁石材と軟磁性材を混在させて
シミングに使用すると、磁石材が発生する磁束が軟磁性
材に影響を与え、磁石の線形性が損なわれる。このた
め、従来のシミング調整では両方を混在させて使用する
ことはできなかった。上記の点が、磁気回路の均一磁場
調整の作業の上での大きな問題であった。
を有効に活かすために、両方を混在させて使用すること
が考えられる。しかし、磁石材と軟磁性材を混在させて
シミングに使用すると、磁石材が発生する磁束が軟磁性
材に影響を与え、磁石の線形性が損なわれる。このた
め、従来のシミング調整では両方を混在させて使用する
ことはできなかった。上記の点が、磁気回路の均一磁場
調整の作業の上での大きな問題であった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の磁石を
対向させ、該磁石空隙表面に整磁板を設け、これらを継
鉄にて結んで閉磁路を構成し、該整磁板凹部に勾配コイ
ルとシム板を設けた磁石対向型永久磁石磁気回路におい
て、該整磁板表面に磁場調整用の磁石または磁性材を固
着し、かつシム板を勾配コイルよりも空隙側に配置し、
更に該シム板上に磁場調整用の磁石または磁性材を固着
したことを特徴とする磁石対向型永久磁石磁気回路を要
旨とするものである。また、該磁気回路において、磁場
調整用の磁性材または磁石材の量と位置を線形計画法に
より決定し空隙空間の磁場を調整することを特徴とする
磁石対向型永久磁石磁気回路の磁場調整方法を要旨とす
るものである。以下にこれをさらに詳述する。
対向させ、該磁石空隙表面に整磁板を設け、これらを継
鉄にて結んで閉磁路を構成し、該整磁板凹部に勾配コイ
ルとシム板を設けた磁石対向型永久磁石磁気回路におい
て、該整磁板表面に磁場調整用の磁石または磁性材を固
着し、かつシム板を勾配コイルよりも空隙側に配置し、
更に該シム板上に磁場調整用の磁石または磁性材を固着
したことを特徴とする磁石対向型永久磁石磁気回路を要
旨とするものである。また、該磁気回路において、磁場
調整用の磁性材または磁石材の量と位置を線形計画法に
より決定し空隙空間の磁場を調整することを特徴とする
磁石対向型永久磁石磁気回路の磁場調整方法を要旨とす
るものである。以下にこれをさらに詳述する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に本発明の整磁板部の実施態
様の一例を示す。従来、磁場のシミング調整は、整磁板
の底部１６２上で行われていた。図１では、整磁板１６
は環状突起１６１（第一シム）を有し、底部１６２には
特に周状段差（高次シム）を示していないが、必要によ
り設けることができる。整磁板の凹部には、勾配コイル
１８とシム板１９が納められており、整磁板に各々固着
されている。本発明者等は、整磁板底部１６２上とシム
板１９上とに、磁場調整用の磁石または磁性材（以後、
シム材２０とシム材２１という。）を固着することによ
り、シミング調整を整磁板上とシム板上との両方で行う
ことを見出した。すなわち、本発明ではまず勾配コイル
１８上に非磁性シム板１９を設け、シム板上（またはシ
ム板下）に更にシム材２１を固定し、かつ整磁板１６上
の、主に整磁板底部１６２にシム材２０を固着し、シミ
ング調整で磁場微調整を行う。シム材２０・２１の量と
位置の決定は、経験的に行うこともあるが、主に数値計
算支援により調整が行われる。
様の一例を示す。従来、磁場のシミング調整は、整磁板
の底部１６２上で行われていた。図１では、整磁板１６
は環状突起１６１（第一シム）を有し、底部１６２には
特に周状段差（高次シム）を示していないが、必要によ
り設けることができる。整磁板の凹部には、勾配コイル
１８とシム板１９が納められており、整磁板に各々固着
されている。本発明者等は、整磁板底部１６２上とシム
板１９上とに、磁場調整用の磁石または磁性材（以後、
シム材２０とシム材２１という。）を固着することによ
り、シミング調整を整磁板上とシム板上との両方で行う
ことを見出した。すなわち、本発明ではまず勾配コイル
１８上に非磁性シム板１９を設け、シム板上（またはシ
ム板下）に更にシム材２１を固定し、かつ整磁板１６上
の、主に整磁板底部１６２にシム材２０を固着し、シミ
ング調整で磁場微調整を行う。シム材２０・２１の量と
位置の決定は、経験的に行うこともあるが、主に数値計
算支援により調整が行われる。
【００１３】整磁板底部１６２は、評価空間より相対的
に離れているので、シム材２０の固着が磁場分布に与え
る影響は薄められるが、その影響は比較的広範囲の空隙
空間に及ぶ。一方、シム板１９は、整磁板底部より、空
隙空間に近い所（勾配コイル１８の上）に設けられるた
め、シム板１９上のシム材２１は、評価空間の磁場分布
に影響を与えやすい。また、評価空間に近いため、磁場
への影響は局所的になる。そこで、整磁板底部１６２上
では粗い微調整（つまり、大きな軟磁性材の固着や磁石
材の固着）を行い、評価空間の大きな領域に対する磁場
分布を改善することができる。次に、シム板１９上では
小さいシム材２１（微小な軟磁性材や磁石材の固着）に
よる、精密な微調整を行うことができる。
に離れているので、シム材２０の固着が磁場分布に与え
る影響は薄められるが、その影響は比較的広範囲の空隙
空間に及ぶ。一方、シム板１９は、整磁板底部より、空
隙空間に近い所（勾配コイル１８の上）に設けられるた
め、シム板１９上のシム材２１は、評価空間の磁場分布
に影響を与えやすい。また、評価空間に近いため、磁場
への影響は局所的になる。そこで、整磁板底部１６２上
では粗い微調整（つまり、大きな軟磁性材の固着や磁石
材の固着）を行い、評価空間の大きな領域に対する磁場
分布を改善することができる。次に、シム板１９上では
小さいシム材２１（微小な軟磁性材や磁石材の固着）に
よる、精密な微調整を行うことができる。
【００１４】シム材２０，２１は軟磁性材または磁石材
であるが、整磁板底部１６２上でのシミングの場合は磁
石材を使用すると、微調整を行うことによりシミング調
整時の線形性が確保できるので、磁場調整が容易にな
る。もちろん、軟磁性材シミングでも良いが、複数の軟
磁性材を固着する時、重ね合わせの線形性が確保できる
ようにする必要がある。一方、シム板１９上では、精密
な微調整が必要なため、微小な軟磁性材が望ましい。シ
ム板上のシミング量は少ないので、軟磁性部材を使用し
ても、線形性からのずれは小さい。
であるが、整磁板底部１６２上でのシミングの場合は磁
石材を使用すると、微調整を行うことによりシミング調
整時の線形性が確保できるので、磁場調整が容易にな
る。もちろん、軟磁性材シミングでも良いが、複数の軟
磁性材を固着する時、重ね合わせの線形性が確保できる
ようにする必要がある。一方、シム板１９上では、精密
な微調整が必要なため、微小な軟磁性材が望ましい。シ
ム板上のシミング量は少ないので、軟磁性部材を使用し
ても、線形性からのずれは小さい。
【００１５】ここで、整磁板上の磁石材（シム材２０）
とシム板上の磁性材（シム材２１）との磁気的な結合に
よる、磁石材の線形性の乱れが懸念されるが、シム板１
９は整磁板底部より空隙側に配置され、整磁板上の磁石
材（シム材２０）と空間的に切り離されているため、整
磁板上の磁石材（シム材２０）の線形性は乱されないこ
とを見いだした。したがって、評価空間とシミング位置
の相対関係を利用することにより、調整を精密に行うこ
とができるようになる。ただし、同一平面上で両者を混
在させると、すでに述べたような非線形性が生じてしま
うため望ましくない。
とシム板上の磁性材（シム材２１）との磁気的な結合に
よる、磁石材の線形性の乱れが懸念されるが、シム板１
９は整磁板底部より空隙側に配置され、整磁板上の磁石
材（シム材２０）と空間的に切り離されているため、整
磁板上の磁石材（シム材２０）の線形性は乱されないこ
とを見いだした。したがって、評価空間とシミング位置
の相対関係を利用することにより、調整を精密に行うこ
とができるようになる。ただし、同一平面上で両者を混
在させると、すでに述べたような非線形性が生じてしま
うため望ましくない。
【００１６】整磁板上の磁石材は、自身の吸着力のみの
固着でも良いが、振動などにより位置ずれを起こす可能
性があるため、接着またはネジなどによる固着が望まし
い。シム板上の軟磁性材は、同様に振動などにより位置
ずれを起こす可能性があるため、接着またはネジによる
固着が必須である。軟磁性材の形状としては、穴開き薄
板形状で、ネジ止め可能なものが良い。大きさは形状の
異なるものを複数種類用意しても良いが、最小単位の磁
性材の個数で調整する方が容易である。積層は、扁平な
ものを厚み方向に積層しても良いが、永久磁石による磁
場方向と磁性材の長手方向が一致するように縦に積層す
ることが望ましい。これにより、複数枚積層したときの
線形性が向上する。
固着でも良いが、振動などにより位置ずれを起こす可能
性があるため、接着またはネジなどによる固着が望まし
い。シム板上の軟磁性材は、同様に振動などにより位置
ずれを起こす可能性があるため、接着またはネジによる
固着が必須である。軟磁性材の形状としては、穴開き薄
板形状で、ネジ止め可能なものが良い。大きさは形状の
異なるものを複数種類用意しても良いが、最小単位の磁
性材の個数で調整する方が容易である。積層は、扁平な
ものを厚み方向に積層しても良いが、永久磁石による磁
場方向と磁性材の長手方向が一致するように縦に積層す
ることが望ましい。これにより、複数枚積層したときの
線形性が向上する。
【００１７】軟磁性材としては、既に述べたような鉄
（または鉄合金）かＮｉ（またはＮｉ合金）、アモルフ
ァス系軟磁性材が使用される。精密な微調整を行うため
には、飽和磁化が小さく、かつ薄板で微小な部材を作製
することが容易な磁性材を使用することが望ましい。例
えば、ＮｉまたはＮｉ基合金（例えばパーマロイ）は、
7000Ｇ以下の飽和磁化で、圧延加工などにより薄板を作
製しやすいので、シミング用軟磁性部材として適してい
る。また、Ｃｏ系アモルファス系薄帯なども、比較的飽
和磁化が低く、20〜30μｍの薄帯が得られるので使用で
きる。また、扁平磁石材はフェライト系、希土類系磁石
のどちらでも使用可能であり、焼結磁石とボンド磁石の
どちらでもよい。磁石材シミングでは、磁場調整量が大
きいことが多いので、大きさも調整する磁場の量により
変えればよく、何段階かの調整が可能なように、更に複
数種類の磁石材を準備しておくことが有効である。な
お、シム板１９は樹脂材（例えば、ポリ塩化ビニル、ベ
ークライトなど）で作製すればよい。金属板は、勾配磁
場印加により渦電流が流れるため好ましくない。
（または鉄合金）かＮｉ（またはＮｉ合金）、アモルフ
ァス系軟磁性材が使用される。精密な微調整を行うため
には、飽和磁化が小さく、かつ薄板で微小な部材を作製
することが容易な磁性材を使用することが望ましい。例
えば、ＮｉまたはＮｉ基合金（例えばパーマロイ）は、
7000Ｇ以下の飽和磁化で、圧延加工などにより薄板を作
製しやすいので、シミング用軟磁性部材として適してい
る。また、Ｃｏ系アモルファス系薄帯なども、比較的飽
和磁化が低く、20〜30μｍの薄帯が得られるので使用で
きる。また、扁平磁石材はフェライト系、希土類系磁石
のどちらでも使用可能であり、焼結磁石とボンド磁石の
どちらでもよい。磁石材シミングでは、磁場調整量が大
きいことが多いので、大きさも調整する磁場の量により
変えればよく、何段階かの調整が可能なように、更に複
数種類の磁石材を準備しておくことが有効である。な
お、シム板１９は樹脂材（例えば、ポリ塩化ビニル、ベ
ークライトなど）で作製すればよい。金属板は、勾配磁
場印加により渦電流が流れるため好ましくない。
【００１８】本発明における磁性部材などでのシム調整
は、磁場の微調整にあたる。シム調整の前の機械的調整
により、評価空間（例えばφ400 球）の大局的な磁場均
一度を向上させると、通常200ppm〜400ppm程度の均一度
が得られる。良好な磁場均一度を得るための、磁石材や
磁性材のシミング位置と量とは、経験的に行っても、あ
る程度まで改善することは可能である。しかし、要求さ
れる磁場均一度仕様は、例えば2000Ｇで50ppm 以下、望
ましくは10ppm 以下が必要とされる。これは、絶対値で
0.1 Ｇ以下であり、地磁気の数分の一以下の大きさであ
るため、計算機支援による系統的な磁場調整を行わない
と実現することは難しい。計算機支援による調整には、
数理計画法、線形計画法、７プレーン法などの手法が使
用できる。なかでも、線形計画法は初期値と目標値の差
があまり大きくなければ（例えば、二桁の差）、相対的
に少ない計算量で最適解が得られるため、本願発明のシ
ム調整に適している。
は、磁場の微調整にあたる。シム調整の前の機械的調整
により、評価空間（例えばφ400 球）の大局的な磁場均
一度を向上させると、通常200ppm〜400ppm程度の均一度
が得られる。良好な磁場均一度を得るための、磁石材や
磁性材のシミング位置と量とは、経験的に行っても、あ
る程度まで改善することは可能である。しかし、要求さ
れる磁場均一度仕様は、例えば2000Ｇで50ppm 以下、望
ましくは10ppm 以下が必要とされる。これは、絶対値で
0.1 Ｇ以下であり、地磁気の数分の一以下の大きさであ
るため、計算機支援による系統的な磁場調整を行わない
と実現することは難しい。計算機支援による調整には、
数理計画法、線形計画法、７プレーン法などの手法が使
用できる。なかでも、線形計画法は初期値と目標値の差
があまり大きくなければ（例えば、二桁の差）、相対的
に少ない計算量で最適解が得られるため、本願発明のシ
ム調整に適している。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、均一な磁場を実現しや
すく、磁場調整も容易な、磁石対向型ＭＲＩ用マグネッ
トを実現できる。
すく、磁場調整も容易な、磁石対向型ＭＲＩ用マグネッ
トを実現できる。
【図１】本発明における磁石対向型永久磁石磁気回路の
整磁板部縦断面模式図。
整磁板部縦断面模式図。
【図２】従来の磁石対向型永久磁石磁気回路模式図。 （ａ）縦断面模式図。 （ｂ）（ａ）のＡＡ′面による横断面模式図。
【図３】従来のダイポールリング型磁気回路斜視図。
１０ バックヨーク １２ 継鉄 １４ 磁石 １６ 整磁板 １６１ 整磁板環状突起 １６２ 整磁板底
部 １８ 勾配コイル １９ シム板 ２０ 整磁板上のシム材 ２１ シム板上
のシム材
部 １８ 勾配コイル １９ シム板 ２０ 整磁板上のシム材 ２１ シム板上
のシム材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 祐仁 福井県武生市北府２丁目１番５号 信越化 学工業株式会社磁性材料研究所内 (72)発明者 井上 勇二 東京都日野市旭が丘４丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内
Claims (3)
- 【請求項１】 一対の磁石を対向させ、該磁石空隙表面
に整磁板を設け、これらを継鉄にて結んで閉磁路を構成
し、該整磁板凹部に勾配コイルとシム板を設けた磁石対
向型永久磁石磁気回路において、該整磁板表面に磁場調
整用の磁石または磁性材を固着し、かつシム板を勾配コ
イルよりも空隙側に配置し、更に該シム板上に磁場調整
用の磁石または磁性材を固着したことを特徴とする磁石
対向型永久磁石磁気回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の磁石対向型永久磁石磁
気回路により空隙空間の磁場を調整することを特徴とす
る磁石対向型永久磁石磁気回路の磁場調整方法。 - 【請求項３】 請求項２において、磁場調整用の磁性部
材または磁石部材の量と位置を線形計画法により決定し
調整する磁石対向型永久磁石磁気回路の磁場調整方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21854995A JP3151129B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 磁石対向型永久磁石磁気回路とその磁場調整方法 |
| DE69633683T DE69633683T2 (de) | 1995-08-28 | 1996-08-27 | Magnetkreisanordnung mit einander gegenüberliegenden Permanentmagneten |
| EP04077874A EP1515150A1 (en) | 1995-08-28 | 1996-08-27 | Opposed magnet-type magnetic circuit assembly with permanent magnets |
| US08/703,450 US5864275A (en) | 1995-08-28 | 1996-08-27 | Opposed magnet-type magnetic circuit assembly with permanent magnets |
| EP99402778A EP0985934B1 (en) | 1995-08-28 | 1996-08-27 | Opposed magnet-type magnetic circuit assembly with permanent magnets |
| EP96401834A EP0760484B1 (en) | 1995-08-28 | 1996-08-27 | Opposed magnet-type magnetic circuit assembly with permanent magnets |
| DE69613061T DE69613061T2 (de) | 1995-08-28 | 1996-08-27 | Magnetkreisanordnung mit einander gegenüberliegenden Permanentmagneten |
| US09/206,291 US5963117A (en) | 1995-08-28 | 1998-12-07 | Opposed magnet-type magnetic circuit assembly with permanent magnets |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21854995A JP3151129B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 磁石対向型永久磁石磁気回路とその磁場調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0956692A true JPH0956692A (ja) | 1997-03-04 |
| JP3151129B2 JP3151129B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=16721683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21854995A Expired - Fee Related JP3151129B2 (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | 磁石対向型永久磁石磁気回路とその磁場調整方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3151129B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999033397A1 (fr) * | 1996-08-26 | 1999-07-08 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Generateur de champ magnetique pour irm |
| EP0982598A2 (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-01 | Picker International, Inc. | Magnetic resonance system |
| JP2000126152A (ja) * | 1998-10-26 | 2000-05-09 | Ge Yokogawa Medical Systems Ltd | Ｍｒｉ装置 |
| US6448772B1 (en) | 2000-10-06 | 2002-09-10 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Magnetic field adjusting apparatus, magnetic field adjusting method and recording medium |
| US6933820B2 (en) | 2003-12-10 | 2005-08-23 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Magnetic circuit with opposing permanent magnets and method for adjusting magnetic field thereof |
-
1995
- 1995-08-28 JP JP21854995A patent/JP3151129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999033397A1 (fr) * | 1996-08-26 | 1999-07-08 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Generateur de champ magnetique pour irm |
| KR100373577B1 (ko) * | 1997-12-26 | 2003-02-26 | 스미토모 도큐슈 긴조쿠 가부시키가이샤 | 자기 공명 촬영 장치용 자계 발생 장치 |
| EP0982598A2 (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-01 | Picker International, Inc. | Magnetic resonance system |
| EP0982598B1 (en) * | 1998-08-28 | 2007-07-11 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Magnetic resonance system with shim rings |
| JP2000126152A (ja) * | 1998-10-26 | 2000-05-09 | Ge Yokogawa Medical Systems Ltd | Ｍｒｉ装置 |
| US6448772B1 (en) | 2000-10-06 | 2002-09-10 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Magnetic field adjusting apparatus, magnetic field adjusting method and recording medium |
| US6933820B2 (en) | 2003-12-10 | 2005-08-23 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Magnetic circuit with opposing permanent magnets and method for adjusting magnetic field thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3151129B2 (ja) | 2001-04-03 |
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