(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージングシステム内に配置される永久磁石アセンブリ（１１）であって、
固定式永久磁石本体（１５）と、
前記固定式永久磁石本体（１５）の第１の面に装着されており、開口（２４）を有する少なくとも１層の軟磁性材料（１３）と、
前記開口（２４）内に少なくとも一部が配置され、前記固定式永久磁石本体に対して移動できる移動可能永久磁石本体（２２、２６）を備え、
前記固定式永久磁石本体（１５）は、前記少なくとも１層の軟磁性材料（１３）を介して支持体（６１）に固定されていること、
前記移動可能永久磁石本体（２２、２６）は、前記アセンブリ（１１）のＢ０磁場調整の間は前記固定式永久磁石本体に対して移動するが、前記アセンブリの動作中では前記固定式永久磁石本体に対して移動しないこと、
を特徴とし、
前記支持体（６１）は、前記開口が設けられた前記イメージングシステムの継鉄を備え、
前記移動可能永久磁石本体（２２、２６）が、前記永久磁石アセンブリ（１１）の前記第１の面と前記継鉄との間で移動可能であり、
前記固定式永久磁石本体（１５）が、前記イメージングシステムの撮像ボリューム（６５）に向く、少なくとも４つのステップ（２１、２３、２５及び２７）を含む階段状の第２の面を備え、
前記少なくとも１層の軟磁性材料（１３）が前記継鉄に装着され、
前記固定式永久磁石本体（１５）が、円筒状の基礎セクション（３１）を備え、
前記基礎セクション（３１）の中心軸、前記開口の中心軸、移動可能永久磁石本体（２２、２６）の中心が一致しており、
前記円筒状の基礎セクション（３１）が、前記少なくとも４つのステップ（２１、２３、２５及び２７）の内の１つのステップ（２１）を構成する、永久磁石アセンブリ（１１）。
【請求項２】
前記少なくとも１層の軟磁性材料（１３）は、前記固定式永久磁石本体（１５）が発生させる磁場の方向と実質的に平行な方向に積層させた複数の層を含み、
前記アセンブリのＢ０磁場を調整するように該アセンブリに対して追加したり除去したりするように適合させた取外し可能永久磁石片（２２）と、
前記固定式永久磁石本体に対してアクチュエータ（２８）によって移動させる移動可能永久磁石プラグ（２６）を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記アクチュエータ（２８）と前記永久磁石プラグ（２６）の間に位置付けられた金属裏当て片（２９）を含む、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記固定式永久磁石本体（１５）がＲＭＢ永久磁石材料を含んでおり、
ここで、Ｒは少なくとも１種の希土類元素を含み、かつＭは少なくとも１種の遷移金属を含み、
前記ＲＭＢ永久磁石材料が、１３〜１９原子百分率のＲ；４〜２０原子百分率のホウ素；並びに残部Ｍを含み、
前記Ｒが、５０％を超えるプラセオジム、０．１〜１０原子百分率のＣｅ、Ｙ及びＬａの少なくとも１種、及び残部のＮｄを含み、
前記Ｍが、鉄を含み、
前記少なくとも１層の軟磁性材料が、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ、もしくは非晶質のＦｅベースまたはＣｏベースの合金の任意の１層または複数層を備える請求項１または２に記載のアセンブリ。
【請求項５】
第１の部分（６２）、第２の部分（６３）、及び該第１の部分と第２の部分の間に撮像ボリューム（６５）が形成されるように該第１の部分と第２の部分を接続している少なくとも１つの第３の部分（６４）を備えた継鉄（６１）と、
前記第１の継鉄部分に装着された、請求項１乃至４のいずれかに記載の第１の永久磁石アセンブリ（１１）と、
を備え、
前記継鉄（６１）は前記固定式永久磁石本体（１５）の支持体（６１）となる磁気イメージング装置（６０）。
【請求項６】
前記第２の部分（６３）に装着された、請求項１乃至３のいずれかに記載の第２の永久磁石アセンブリ（１１１）を備える請求項５に記載の永久磁石アセンブリ（１１）。
【請求項７】
イメージングシステム内で使用する請求項１乃至４のいずれかに記載の永久磁石アセンブリ（１１）を製作する方法であって、
固定式永久磁石本体（１５）を設ける工程と、
前記永久磁石アセンブリ（１１）の第１の面に開口を設けた少なくとも１層の軟磁性材料（１３）を装着する工程と、
前記開口（２４）内に少なくとも一部が配置される移動可能永久磁石本体（２２、２６）を設ける工程と、
該アセンブリのＢ０磁場を調整するために前記移動可能永久磁石本体を前記開口（２４）内で前記固定式永久磁石本体に対して移動させる工程と、
を含む方法。
【請求項８】
前記固定式永久磁石本体（１５）に開口（２４）を設ける工程を含み、
前記固定式永久磁石本体（１５）は支持体（６１）に固定されていること、
前記移動可能永久磁石本体（２２、２６）は、前記アセンブリ（１１）のＢ０磁場調整の間は前記固定式永久磁石本体に対して移動するが、前記アセンブリの動作中では前記固定式永久磁石本体に対して移動しないこと、
を特徴とする請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には永久磁石アセンブリを目的とし、さらに詳細にはＭＲＩシステム向けの永久磁石アセンブリを目的としている。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を利用している磁気イメージング・システムには様々なものがある。これらのシステムには、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム、磁気共鳴治療（ＭＲＴ）システム、及び核磁気共鳴（ＮＭＲ）システムが含まれる。ＭＲＩシステムは、患者の身体の一部分の撮像に使用される。ＭＲＴシステムは一般にこれより小さく、患者の身体の内部における外科用器具の配置のモニタリングのために使用される。ＮＭＲシステムは、撮像対象の材料の組成を決定するために該材料から信号を検出するために使用される。これらのシステムは多くの場合、支持体（継鉄と呼ぶことが多い）に直接取り付けた２つ以上の永久磁石を利用している。撮像ボリュームはこれらの磁石の間に設けられる。ヒトや材料はこの撮像ボリュームの内部に配置し、画像または信号を検出し次いでコンピュータなどの処理装置によってこれを処理している。
【０００３】
ＭＲＩ磁石では、その系の中心周波数が事前設定の主磁場（Ｂ0）に対して線形でありかつそのＲＦ増幅器／受信器をこの周波数に対して同調させているため、このＢ0磁場はある狭い変動域内に維持すべきである。このＲＦチェーンの狭いバンド幅によって主磁場の許容変動域が規定される。超伝導性や常伝導性（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）のＭＲＩ磁石では、磁気コイルの電流を調整することによって正しいＢ0磁場を実現させている。永久磁石では、Ｂ0磁場はその磁石の起磁力及び磁気抵抗によって決定される。しかし、材料特性の変動や磁石の寸法の製造誤差のために、永久磁石（「ＰＭ」）の実際のＢ0磁場とその設計値の間には違いが生じることが多い。
【特許文献１】米国特許第６，１２０，６２０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＭＲＩ永久磁石向けにＢ0磁場を調整するためには幾つかの方法が提唱されかつ使用されている。方法の１つは、磁束回路内のエア・ギャップを増減させこれにより磁気抵抗を変化させてＢ0磁場を増減するために鉄製プラグを使用することを含んでいる。別の方法は、永久磁石の極の磁化を変化させこれによりＢ0磁場を変化させるために磁石の動作温度を変化させることを含んでいる。さらに別の方法は、Ｂ0磁場を調整するために常伝導性コイルを使用することを含んでいる。しかし、これらの方法は実現するには複雑であることが多く、かつ所望のＢ0磁場が達成されないことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の好ましい一実施形態は、固定式永久磁石本体及び該固定式永久磁石本体に対して移動できる移動可能永久磁石本体を備えた永久磁石アセンブリを提供する。
【０００６】
本発明の別の好ましい実施形態は、第１の部分、第２の部分、及び該第１の部分と第２の部分の間に撮像ボリュームが形成されるように該第１の部分と第２の部分を接続している少なくとも１つの第３の部分を備えた継鉄と、この第１の継鉄部分に装着されており、固定式永久磁石本体及び該固定式永久磁石本体に対して移動できる移動可能永久磁石本体を備えた永久磁石アセンブリと、を備える磁気イメージング装置を提供する。
【０００７】
本発明の別の好ましい実施形態は、永久磁石アセンブリを製作する方法であって、固定式永久磁石本体を設ける工程と、移動可能な永久磁石本体を設ける工程と、該アセンブリのＢ0磁場を調整するために移動可能永久磁石本体を固定式永久磁石本体に対して移動させる工程と、を含む方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明者らには、相対的に小さい移動可能永久磁石（「ＰＭ」）本体を用いて相対的に大きい固定式永久磁石本体の起磁力及びＢ0磁場を調整することができることが分かっている。この移動可能ＰＭ本体は、Ｂ0磁場調整過程においては固定式ＰＭ本体に対して移動させることができ、かつＰＭアセンブリの動作中では固定式ＰＭ本体に対して移動しないことが好ましい。移動可能ＰＭ本体は、固定式ＰＭ本体の背面側（すなわち、固定式ＰＭ本体のうちイメージング・システムの撮像ボリュームと対面する前面側すなわち撮像側と反対の側）に配置させることが好ましい。この配置によって移動可能ＰＭ本体の据え付け、調整及び／または移動のための機械的な取付け具や機構が可能となる。したがって、この移動可能ＰＭ本体を使用すると、そのＢ0磁場をＰＭ磁石アセンブリで見られる変動の限界内に調整するための簡単で信頼性が高くかつ費用効果比が高い方法が提供される。
【０００９】
固定式ＰＭ本体という用語は、静止したまたは移動可能なシステム支持体に対して固定された任意のＰＭ本体を含む。このシステムは、ＭＲＩ、ＭＲＴ、ＮＭＲシステムなどのイメージング・システムを含むことが好ましい。そのシステムはＭＲＩシステムを含むこと、その支持体はＭＲＩ継鉄を含むこと、並びにこの継鉄に対してはその間に撮像ボリュームを形成させる少なくとも２つのＭＲＩ  ＰＭアセンブリを装着することが最も好ましい。各アセンブリは、固定式及び移動可能なＰＭ本体を含んでいる。ＭＲＩシステムでは、その固定式ＰＭ本体は、静止した継鉄に対して固定である（すなわち、移動不可能に装着されている）ため、静止式ＰＭ本体である。しかしこのシステムは、モータや発電機などの非撮像用システムを含むことができる。したがって、固定式ＰＭ本体は回転子などの移動可能な支持体に対して固定にさせることがある。
【００１０】
Ｂ0磁場の調整過程中に固定式ＰＭ本体に対して移動させることができるような適当な任意の移動可能ＰＭ本体を使用することができる。あるイメージング・システムでは、その移動可能ＰＭ本体は、イメージング・システム支持体と固定式ＰＭ本体の間に配置させることが好ましい。例えば、移動可能ＰＭ本体は、ＰＭアセンブリ内の固定式ＰＭ本体の背面の非撮像側に配置させた取外し可能なＰＭ片及び／または移動可能なＰＭプラグを含むことができる。ＰＭアセンブリの動作中は、その移動可能ＰＭ本体を固定式ＰＭ本体に対して直接固定させるか、あるいは移動可能ＰＭ本体をアセンブリの別の部分に固定させるかのいずれかとすることが好ましい。いずれの場合にも、アセンブリの動作中は、アセンブリ自体が回転子内に配置されていて動作時に動いている場合であっても、移動可能ＰＭ本体は固定式ＰＭ本体に対して移動しないことが好ましい。
【００１１】
ＰＭ片は、磁石バー、磁石円盤あるいは別の形状片を含むことがあり、これらは、ＰＭアセンブリのＢ0磁場を調整し該磁場を所望の値域内に維持するためなど、所与の条件組に対してイメージング・システムの動作性能を最適化するために、固定式ＰＭ本体の背面側上に手作業または機械的に配置されたり、イメージング・システムから除去されたりすることがある。したがって、ＰＭアセンブリのＢ0磁場を調整するために正及び／または負の磁化をもつ指定した数のＰＭ片をＰＭアセンブリに配置したり、ＰＭアセンブリから除去することがある。所望であれば、磁場の微調整のために異なるＰＭ質量をもつ事前磁化したＰＭ片を使用することができる。ＰＭ片は、ＭＲＩ継鉄などのイメージング・システム支持体内の開口を通過させて固定式ＰＭ本体の背面側上に配置される。所望であれば、固定式ＰＭ本体の背面側上の材料の全体積を一定に保つために、鋼鉄積層その他の埋め合わせ材料などの裏当て材料をこのＰＭ片に追加することができる。
【００１２】
Ｂ0磁場を調整するためにこのシステムに対してＰＭ片を追加または除去する場合と異なり、ＰＭプラグはシステムから除去されない。その代わりに、固定式ＰＭ本体に対するＰＭプラグの位置を調整してＢ0磁場が調整される。例えばＰＭプラグは、固定式ＰＭ本体の背面側に対して上昇させたり下降させたりしてＢ0磁場を調整することができる。したがって、ＰＭ片では磁場調整のためにシステムに対して可変量のＰＭ材料を提供しており、一方ＰＭプラグでは提供するＰＭ材料は一定量であるがその位置によって磁場が調整される。もちろん、ＰＭプラグとＰＭ片を組み合わせた移動可能ＰＭ本体を使用することもできる。この移動可能ＰＭ本体は、可変量のＰＭ材料によって磁場を調整しこれをシステム内の可変の位置に配置することによって磁場を微調整している。
【００１３】
したがって、ＰＭ片の増減またはＰＭプラグの相対的移動によって、起磁力（ＭＭＦ）が増減されると共に主磁場が調整される。ＰＭ材料の量は、計測したＢ0磁場によって決定される。ＰＭ片やＰＭプラグは固定式ＰＭ本体の磁化と比較して正や負の磁化を有することが可能であるため、この移動可能なＰＭ本体によって磁石アセンブリの総ＭＭＦが増減され、これによりＢ0磁場が調整される。
【００１４】
図１は、本発明の第１の好ましい実施形態によるイメージング装置向けの磁石アセンブリ１１の右半分の側面断面図を表している。アセンブリ１１の左半分はこの右半分の鏡像となっており、明瞭にするため図示していない。この磁石アセンブリは、軟磁性材料からなる少なくとも１つの任意選択層１３と、第１の表面１７及び第２の表面１９を含んだ永久磁石本体１５（イメージング・システムの極（ｐｏｌｅ）も云う）と、を含むことが好ましい。この第１及び第２の表面は、磁場方向（すなわち、ｚ方向）がその法線方向になっているｘ−ｙ平面と実質的に平行である。図１ではこの磁場方向（すなわち、ｚ軸方向）を矢印２０で模式的に表している。第１の表面１７は少なくとも１層の軟磁性材料層１３を覆うように装着されている。第２の表面すなわち撮像表面１９はイメージング装置の撮像ボリュームに対面するように適合させている。しかし所望であれば、この少なくとも１層の軟磁性材料層１３は省略することができる。
【００１５】
本発明の好ましい一態様では、固定式ＰＭ本体１５の材料は、ＣｏＳｍ、ＮｄＦｅまたはＲＭＢ（ここで、Ｒは少なくとも１種の希土類元素を含み、かつＭは少なくとも１種の遷移金属、例えばＦｅ、Ｃｏ、またはＦｅとＣｏ、を含む）など磁化させた適当な任意の永久磁石材料または合金を含む。この材料は、Ｒが少なくとも１種の希土類元素を含み、かつＭが少なくとも５０原子百分率の鉄など少なくとも１種の遷移金属を含むようなＲＭＢ材料を含むことが好ましい。この材料は、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする米国特許第６，１２０，６２０号に開示されているようなプラセオジム（Ｐｒ）に富んだＲＭＢ合金を含むことが最も好ましい。プラセオジム（Ｐｒ）に富んだＲＭＢ合金は、その希土類含有量が本質的に５０原子百分率を超えるプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群より選択されたある有効量の軽希土類元素と、残りのネオジムとからなるような約１３〜約１９原子百分率の希土類元素；約４〜約２０原子百分率のホウ素；並びに不純物を伴ったり伴わなかったりする残部の鉄を含む。本明細書で使用する場合、「プラセオジムに富んだ（ｐｒａｓｅｏｄｙｍｉｕｍ−ｒｉｃｈ）」という言い回しは、その鉄／ホウ素／希土類合金の希土類含有量が５０％を超えるプラセオジムを含むことを意味している。本発明の別の好ましい態様では、希土類含有量のうちのプラセオジム百分率は、少なくとも７０％であり、かつ総希土類含有量内に存在する軽希土類元素の有効量に応じて１００％まで高めることができる。軽希土類元素の有効量とは、２９ＭＧＯｅ（ＢＨ）max及び６ｋＯｅの固有保磁度（Ｈｃｉ）に等しいかこれらを超えるような磁気特性で動作可能とさせるために磁化させた鉄／ホウ素／希土類合金の総希土類含有量内に存在させる量である。Ｍは、鉄以外に、チタン、ニッケル、ビスマス、コバルト、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、アルミニウム、ゲルマニウム、すず、ジルコニウム、ハフニウム、及びこれらの混合物（ただし、これらに限らない）などの別の元素を含むことがある。したがってこの材料は、１３〜１９原子百分率のＲ（ここで、Ｒは、Ｐｒを５０原子百分率以上、Ｃｅ、Ｙ及びＬａの少なくとも１種を０．１〜１０原子百分率、及び残部のＮｄを含む）、４〜２０原子百分率のＢ、並びに残部Ｍを含むことが最も好ましい。
【００１６】
この少なくとも１層の軟磁性材料層１３は任意の軟磁性材料からなる１層または複数層を含むことがある。軟磁性材料は印加された外部磁場が存在する場合にのみ巨視的な強磁性を呈する材料である。アセンブリ１１は、２〜４０層など、また好ましくは１０〜２０層など複数層の軟磁性材料１３からなる積層を含むことが好ましい。複数層を存在させる可能性があることについては図１で破線によって示している。これら個々の層は、そのアセンブリの永久磁石（複数のこともある）が発生させる磁場の方向と実質的に平行な方向に積層させる（すなわち、軟磁性層の厚さを磁場方向と平行にさせる）ことが好ましい。しかし所望であれば、これらの層は、磁場方向に対して平行から垂直までに及ぶ任意の角度など別の任意の方向で積層させることもできる。この軟磁性材料は、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ、もしくは非晶質のＦｅベースまたはＣｏベースの合金の任意の１つ以上を備えることがある。
【００１７】
磁石アセンブリ１１は、任意の形状や構成を有することができる。例えば、アセンブリ１１は約４０ｃｍから約９０ｃｍまで（すなわち、約０．４メートルから約０．９メートルまで）の幅すなわち外径を有することがある。イメージング装置の撮像ボリュームに対面するように適合させた第２の表面１９は、磁場の形状、強度及び均一性を最適化させるように成形することが好ましい。固定式ＰＭ本体１５及びその第２の表面１９の最適な形状は、撮像ボリュームのサイズ、永久磁石（複数のこともある）の磁場強度、シム設計やシム調整可能性、並びにその他の設計検討に基づきコンピュータ・シミュレーションによって決定することができる。例えば、このシミュレーションは有限要素解析法を含むことができる。本発明の好ましい一態様では、第２の表面１９は、図１に示すように互いに対して異なる高さまで延びる複数の同心性リング２１、２３、２５、２７を含む円形断面を有している。換言すると、表面１９は階段状であり、かつ少なくとも４つのステップ２１、２３、２５及び２７を含んでいる。リング２１、２３、２５、２７の高さは、図１に示すように最外側のリング２７から最内側リングすなわち中央リング２１に向かって小さくすることが最も好ましい。しかし、２つ、３つ、または４つ以上のリングを存在させることがあり、また必要とするシステム構成及び材料に応じて、図２に示しかつ以下でさらに詳細に記載するように、より内側にある任意のリングの高さをより外側にある任意のリングの高さと比べてより大きくすることがある。
【００１８】
ステップ２５から表面１９までのリング２７の高さ１８は、シムが埋め込まれる１つのポケットが形成されるように、０．０５メートルと０．０７５メートルの間、好ましくは約０．０６２５メートルなど、少なくとも０．０５メートルであることが好ましい。図１に示すリング２３及び２５の高さは、０．１から２０ミリメートルまでなど０．０３メートル未満であることが好ましい。換言すると、リング２１、２３、２５の各々の撮像表面は、隣接する内側のリングの撮像表面から０．０３メートル未満延びている。したがって、本発明の好ましい一態様では、この外側リング２７は少なくとも０．０５メートルの高さを有しており、一方このアセンブリの各内側リング２３、２５は０．０３メートル未満であるような高さを有している。その内側リングのうちの少なくとも２つのリング２１、２３は、固定式ＰＭ本体１５の１つのセクションとなるように機械加工されており、一方外側リング２７は、これらの内側リングを含む第１のセクションと別に製作されて該第１のセクションに装着された永久磁石本体の別のセクションを備えることが好ましい。
【００１９】
図２に表した第１の実施形態の別の好ましい態様では、第１の中央の（すなわち、最内側の）中実のリング２１の高さは、この第１の中央中実リング２１を囲繞する隣接した中空のリング２３の高さと比べてより大きい。中央リング２１は、アセンブリの撮像表面１９内に１つの突起部を形成している。したがって、中央リング２１の次に位置させた第１の内側中空リング２３は、アセンブリ１１のすべてのリングのうちで有する高さが最も低い。中央リング２１は、第２のリング２３を囲繞しかつ外側中空リング２７の高い方と比べてより小さいような第３の中空リング２５の高さと比べてより小さい高さを有することが好ましい。ステップ２５から表面１９までのリング２７の高さ１８は、シムで満たされた１つのポケットを形成するように、０．０５と０．０７５メートルの間、好ましくは約０．０６２５メートルなど少なくとも０．０５メートルであることが好ましい。図２に示したリング２１及び２５の高さは、０．１から２０ミリメートルまでなど０．０３メートル未満であることが好ましい。
【００２０】
上で検討したように、アセンブリ１１は、Ｂ0磁場の調整過程において固定式ＰＭ本体１５に対して移動させることができる適当な任意の移動可能ＰＭ本体を含んでいる。この移動可能本体は、イメージング・システム支持体６１と固定式ＰＭ本体１５の間に配置させることがある。例えば、移動可能永久磁石本体は、図１及び２に示すように、少なくとも１層の軟磁性材料層１３及び支持体６１を通過して延びる開口２４内に配置させた取外し可能な永久磁石片２２を含むことができる。別法として、その移動可能永久磁石本体は、図３に示すように開口２４内に配置させた移動可能な永久磁石プラグ２６を含むことができる。
【００２１】
上述したように永久磁石片２２は、図１及び２に示すように、少なくとも１層の軟磁性材料層１３内の開口２４を通過させて固定式ＰＭ本体１５の背側１７上に手作業または機械的に配置させた永久磁石のバー、円盤、または別の形状の磁石片を備えることがある。したがって、アセンブリ１１のＢ0磁場を所望の値域内に維持するためのＢ0磁場の調整など所与の条件組に対してイメージング・システムの動作性能を最適化するために、正及び／または負の磁化をもつある特定の数の磁石片２２をアセンブリ１１に配置したり、アセンブリ１１から除去したりすることがある。磁石片２２は、イメージング装置支持体または継鉄６１にある開口２４内で固定式ＰＭ本体１５の背側表面１７上に配置させている。所望であれば、ステンレス鋼積層や鉄製裏当てなどの金属裏当てまたは充填物を継鉄６１と永久磁石片２２の間に挿入するまたは該間から除去することができる。アセンブリ１１に対して追加または除去するＰＭ片２２の数と無関係に、アセンブリの金属体積を一定に保つために裏当てを使用することができる。したがって、裏当て材料の量は、ＰＭ片の量すなわち体積に反比例することがある。ＰＭ片２２は、所望のＢ0磁場が得られた後に固定式ＰＭ本体１５に確保することがある。しかし、確保されたＰＭ片は、Ｂ0磁場調整過程の間では固定式ＰＭ本体に対して移動することができるため「移動可能ＰＭ本体」と考えられる。
【００２２】
別法では、図３に示すように開口２４内に移動可能な永久磁石プラグ２６を配置させている。この永久磁石プラグ２６は、移動可能永久磁石プラグを移動させるように適合させた適当な任意のアクチュエータ２８によって開口２４内で固定式ＰＭ本体１５に対して上下に（すなわち、開口の軸方向で）移動させることができる。例えば、アクチュエータ２８は、プラグ２６を移動させるように手動式または機械式に作動させるねじ切りしたロッド、滑車あるいはレールなどの適当な任意の機械式または電気機械式デバイスとすることがある。アクチュエータ２８をねじ切りしたロッドとし、このロッドをその軸の周りに回転させたときにプラグ２６を上昇及び下降できるようにすることが好ましい。プラグ２６の移動の容易さを改善させるためにギアボックスを使用することもできる。アクチュエータ２８とプラグ２６の間には、鉄製裏当てなどの金属裏当て２９が挿入されることがある。所望であれば、プラグ２６は、所望によるある種の条件下でアセンブリ１１から除去することができる。ＰＭプラグ２６は、所望のＢ0磁場が得られた後に固定式ＰＭ本体１５を基準とした好ましい位置にアクチュエータ２８によって確保させることがある。しかし確保されたＰＭプラグ２６は、Ｂ0磁場調整過程では固定式ＰＭ本体１５に対して移動させることができるため「移動可能ＰＭ本体」と考えられる。
【００２３】
移動可能永久磁石本体２２、２６は、固定式ＰＭ本体１５と同じ永久磁石材料を含むことや、異なる永久磁石材料を含むことができる。移動可能ＰＭ本体は、固定式ＰＭ本体１５の磁化と比較して正の磁化または負の磁化を有することができる。移動可能ＰＭ本体は、磁石アセンブリのＢ0磁場を調整してＢ0磁場を所望の値域内に維持するために固定式ＰＭ本体１５に対して移動させている。
【００２４】
所望であれば、移動可能永久磁石本体２２、２６のための開口２４は、図２に示すように背側１７から固定式ＰＭ本体１５内に延びることができる。したがって、移動可能な磁石本体２２、２６は、開口２４の固定式ＰＭ本体１５内に位置する端部部分のそれぞれを満たしたり空にしたりするように開口２４に出し入れさせることができる。開口２４が固定式ＰＭ本体１５を貫通して延びるのはその途中までのみとすることが好ましい。開口２４は、例えば５から３０ｃｍまでなど適当な任意の直径を有することができる。移動可能ＰＭ本体は、例えば２０から３０ｃｍまでなど５から３０ｃｍまでの高さ及び幅をもつなど、開口２４内にはめ込めるような適当な任意の寸法を有することができる。システムのサイズ、アクチュエータ２８の上昇力、並びに固定式ＰＭ本体１５を通過する磁束経路に対する開口２４の影響に応じて、開口及び移動可能ＰＭ本体には適当な別のサイズが使用されることもある。
【００２５】
開口２４の中心軸は固定式ＰＭ本体１５の中心と一致させることが好ましい。したがって、移動可能ＰＭ本体２２、２６は、固定式ＰＭ本体１５の中間に調整（すなわち、配置または移動）させて中心にもってきている。しかし所望であれば、移動可能本体２２、２６は、固定式ＰＭ本体１５の中心を基準として中心を外して配置することができる。さらに所望であれば、磁場の微調整のために複数のＰＭ本体２２、２６を収容している複数の開口２４をシステム内に配置させることもある。これら複数の開口２４は、希望に応じて固定式ＰＭ本体１５の中心を基準として対称に配置させることや非対称に配置させることができる。これら複数の開口２４の各々は、それ以外の移動可能ＰＭ本体と同じまたは異なる磁化をもつ移動可能ＰＭ本体２２及び／または２６を含むことがあり、かつ／または固定式ＰＭ本体に対して同じまたは異なる位置にある移動可能ＰＭ本体２２及び／または２６を含むことがあり、かつ／または同じまたは異なるサイズをもつ移動可能ＰＭ本体２２及び／または２６を含むことがある。
【００２６】
本発明の別の好ましい実施形態では、その固定式ＰＭ本体１５は少なくとも２つのセクションを備えている。これらのセクションは、磁場方向と直交する方向に積層させる（すなわち、セクションの厚みが磁場方向と平行となる）ことが好ましい。各セクションは、接着物質によって互いに付着させた複数の正方形、六角形、台形、扇形円環（ａｎｎｕｌａｒ  ｓｅｃｔｏｒ）、または別の形状としたブロックから製作することが最も好ましい。扇形円環とは、上側すなわち短い側が凹状でありかつ底側すなわち長い側が凸状をした台形である。
【００２７】
本体１５の好ましい一構成を図４に表している。本体１５は、図５に示すような永久磁石基礎セクションすなわち基礎本体３１と、図６に示すような永久磁石中空リング・セクションすなわち中空リング本体３５と、を備えている。シムを埋め込んだポケット３３は本体１５の撮像表面１９内のステップによって形成させている。
【００２８】
基礎セクション３１は、図５に示すように円筒状の構成を有することが好ましい。基礎セクション３１の第１の主表面４１及び第２の主表面４２は、シリンダの「底部」表面と「上部」表面（すなわち、シリンダの基礎部）となっている。主表面４１、４２は、シリンダ３１の縁部表面４３の高さと比べてより大きい直径を有している。第１の表面すなわち背側表面４１は平坦であることが好ましい、ただし必須ではない。第１の表面４１は、図１及び２に示すように少なくとも１層の軟磁性材料層１３に装着するように適合させた第１の表面１７に対応している。
【００２９】
第２の表面４２は階段状であり、また少なくとも３つのステップ２１、２３及び２５を有することが好ましい。内側ステップ２１及び２３など、基礎セクション３１の第２の表面４２のステップのうちの少なくとも２つは、第２の表面４２となるように機械加工されている。外側ステップ２５は、所望であれば基礎セクション３１の原表面（ｏｒｉｇｉｎａｌ  ｓｕｒｆａｃｅ）を備えることがある。ステップ２１及び２３などの第２の表面４２の内側部分、並びにステップ２５の内側部分は、永久磁石アセンブリ１１の撮像表面１９の内側部分をなしている。上述のように、内側ステップ２３、２５は、０．０３メートル未満の高さを有することが好ましい。所望であれば、最内側のステップすなわち中央ステップ２１は、図４及び５に表すような窪みではなく、図２に示すような突起部を備えることがある。
【００３０】
中空リング・セクション３５は、基礎セクション３１の第２の表面４２の外側部分に装着されている。中空リング・セクション３５はさらに、第１の主表面４８及び第２の主表面４９が図６に示すようにリング・シリンダ３５の基礎表面となるようにした円筒状の構成を有している。主表面４８、４９はリング・セクションの縁部表面５０の高さと比べてより大きな直径を有している。中空リング・セクション３５は、第１の基礎表面４８から第２の基礎表面４９まで磁場の方向２０と平行に延びる円形の開口５１を有している。中空リング・セクション３５は、ステップすなわちリング２１、２３及び２５が開口５１を介して露出されるようにして基礎セクション３１の第２の主表面４２を覆うように形成されている。セクション３５の第１の主表面４８は、セクション３１の第２の表面４２に装着されており、一方セクション３５の第２の主表面４９は永久磁石アセンブリ１１の撮像表面１９の外側部分をなしている。したがって、基礎セクションの第１及び第２の表面と、中空リング・セクションの第１及び第２の表面とは、磁石アセンブリの磁場方向と実質的に直交するように配列されている。
【００３１】
リング・セクション３５の第２の表面４９は、基礎本体３１の第２の表面４２上の外側ステップ２５の上側に、約０．０５から約０．０７５メートルまでの間など少なくとも０．０５メートルだけ延びていることが好ましい。リング・セクション３５の幅（すなわち、内径と外径の差）は、約０．１〜約０．５メートル、好ましくは約０．２５〜約０．３メートルなど少なくとも０．０５メートルであることが好ましい。換言すると、リング・セクション３５の高さ及び幅は少なくとも０．０５メートルであることが好ましい。リング・セクション３５の内径は１つのポケット３３を形成している。このポケット３３には金属シムが埋め込まれる。このシムは、鉄、その他の適当な別の金属や合金など非永久磁石材料から製作することが好ましい。
【００３２】
固定式ＰＭ本体１５のセクション３１及び３５は、接着剤層、ブラケット及び／またはボルト（複数のこともある）など適当な任意の手段によって、互いに装着されかつ軟磁性材料層（複数本のこともある）１３に装着されることがある。基礎セクション３１の第２の表面４２と中空リング本体３５の第１の表面４８の間には、エポキシや接着剤などの接着物質からなる層５２を設けることが好ましい。
【００３３】
円筒状の基礎本体３１及び中空リング本体３５は、エポキシなどの接着物質によって互いに付着させた複数の正方形、六角形、台形、または扇形円環形をした永久磁石材料ブロック５４を備えることが好ましい。しかし、本体３１及び３５は、個々のブロックから製作するのではなく一体の本体を備えることがある。基礎セクション３１は少なくとも２層の永久磁石ブロック５４を備えることが好ましい。例えば、基礎セクション３１は図１に示すように３層の永久磁石ブロック５４を備えることがある。
【００３４】
本発明の好ましい実施形態の磁石アセンブリ１１は、ＭＲＩ、ＭＲＴまたはＮＭＲシステムなどのイメージング・システム内に使用することが好ましい。ＭＲＩシステム内には、好ましい実施形態の少なくとも２つの磁石アセンブリを使用することが最も好ましい。この磁石アセンブリはＭＲＩシステム内の継鉄または支持体に装着されている。
【００３５】
磁石アセンブリを支持するためには適当な形状をした任意の継鉄を使用することができる。例えば、継鉄は一般に、第１の部分、第２の部分、並びにこれら第１の部分と第２の部分を接続している少なくとも１つの第３の部分を含んでおり、これら第１の部分と第２の部分の間に撮像ボリュームを形成させている。図７は、本発明の好ましい一態様によるＭＲＩシステム６０の側面断面図を表している。本システムは、第１の磁石アセンブリ１１を支持する底部部分すなわち底部プレート６２と、第２の磁石アセンブリ１１１を支持する上部部分すなわち上部プレート６３と、を有する継鉄６１を含んでいる。「上部（ｔｏｐ）」及び「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」とは、その継鉄が上部部分と底部部分ではなく左側部分と右側部分を含むようにＭＲＩシステム６０を横向きに向きを変えることがあるため、相対的な用語であることを理解すべきである。撮像ボリューム６５はこれらの磁石アセンブリの間に位置している。
【００３６】
上述のように、第１の磁石アセンブリ１１は、撮像ボリューム６５及び移動可能ＰＭ本体に対して露出させた撮像（すなわち、第２の）表面１９を含む少なくとも１つの固定式ＰＭ本体１５、並びに少なくとも１つの固定式永久磁石１５の背側（すなわち、第１の）表面１７と第１の継鉄部分６２の間に配置した少なくとも１つの軟磁性材料層１３を備えている。第２の磁石アセンブリ１１１は第１のアセンブリ１１と同一であることが好ましい。第２の磁石アセンブリ１１１は、撮像ボリューム６５及び移動可能ＰＭ本体に対して露出させた撮像（すなわち、第２の）表面１１９を含んだ少なくとも１つの固定式磁石本体１１５、並びに少なくとも１つの永久磁石１１５の背側（すなわち、第１の）表面１１７と第２の継鉄部分６３との間にある少なくとも１つの軟磁性材料層１１３を備えている。撮像ボリューム６５の表面１９と１１９の間の最小高さは約０．２〜約０．６メートルであることが好ましい。
【００３７】
ＭＲＩシステム６０は、第１の磁石アセンブリ１１及び第２の磁石アセンブリ１１１の固定式永久磁石本体１５、１１５の撮像表面１９、１１９と、撮像ボリューム６５との間に極片を形成させることなく動作させることが好ましい。しかし所望であれば、うず電流の発生をさらに低減または排除するために、非常に薄い極片を追加することができる。このＭＲＩシステムはさらに、任意選択の傾斜コイル、ＲＦコイル６７、並びにＲＦコイル６７からのデータ／信号を画像になるように変換し該画像を任意選択で保存、伝送及び／または表示するコンピュータなどの画像処理装置６８など、従来の電子コンポーネンも含んでいる。所望であれば、傾斜コイルは省略することができる。これらの要素については図７で模式的に表している。
【００３８】
図７はさらに、ＭＲＩシステム６０の任意選択の様々な特徴を表している。例えばシステム６０は、その身体の撮像を受けている患者６９を支持するための寝台すなわち患者支持体７０を任意選択で含むことがある。このシステム６０はさらに、患者６９がその撮像対象の身体部分を動かさないようにさせるため、頭部、腕または脚部など患者の身体の一部分をしっかりと保持するような拘束具７１を任意選択で含むこともある。磁石アセンブリ１１、１１１は、ボルトによるか、あるいはブラケットによる及び／または接着剤によるなど別の手段によって継鉄６１に装着されることがある。
【００３９】
システム６０は、所望の任意の寸法を有することができる。このシステムの各部分の寸法は、所望の磁場強度、継鉄６１及びアセンブリ１１、１１１を製造する際に使用される材料の種類、並びにその他の設計要因に基づいて選択される。
【００４０】
本発明の好ましい一態様では、ＭＲＩシステム６０は、継鉄６１の第１の部分６２と第２の部分６３を接続している第３の部分６４をだだ１つのみ含んでいる。例えば、この継鉄６１は図８に示すように「Ｃ」字型構成を有することがある。この「Ｃ」字型の継鉄６１は、底部継鉄部分６２と上部継鉄部分６３を接続するような１本の真っ直ぐなまたは湾曲した接続用バーまたは接続用支柱６４を有している。
【００４１】
本発明の別の好ましい態様では、ＭＲＩシステム６０は、図９に示すように複数の接続用バーまたは接続用支柱６４を含む継鉄６１の別の構成を有している。例えば、２本、３本、４本または５本以上の接続用バーまたは接続用支柱６４によって磁石アセンブリ１１、１１１を支持する継鉄部分６２及び６３を接続することがある。
【００４２】
本発明のさらに別の好ましい態様では、継鉄６１は、円形の断面や、図１０に示すような六角形断面などの多角形断面を有する単一の管状体６６をなしている。この第１の磁石アセンブリ１１は、管状体６６の内壁の第１の部分６２に装着されており、一方第２の磁石アセンブリ１１１は、継鉄６１の管状体６６の内壁の反対側部分６３に装着されている。所望であれば、継鉄６１に取り付けた３つ以上の磁石アセンブリを存在させることもある。撮像ボリューム６５は管状体６６の中空の中央部分内に位置させている。
【００４３】
次いで、永久磁石アセンブリ１１を含むＭＲＩ６０などのイメージング装置を用いることによって、患者の身体の一部分が磁気共鳴イメージングを用いて撮像される。撮像する前に、移動可能ＰＭ本体２２、２６の位置が固定式ＰＭ本体１５に対して調整される。例えば、ＰＭ片２２はＭＲＩシステムに挿入するかＭＲＩシステムから除去するかのいずれかとし、かつ／またはＰＭプラグは固定式ＰＭ本体の背面側に対して上または下に移動させる。ＰＭ片２２は継鉄内の開口２４を通して挿入及び除去することができる。ＰＭプラグ２６は開口内においてアクチュエータ２８によって上下に移動させている。開口２４が固定式ＰＭ本体１５内まで延びている場合、移動可能ＰＭ本体２２、２６は固定式ＰＭ本体内部の開口２４内に配置することができる。
【００４４】
患者６９は図７及び８に示すようにＭＲＩシステム６０の撮像ボリューム６５内に進入させている。ボリューム６５内に配置させた患者６９の身体の一部分からの信号は、ＲＦコイル６７によって検出され、また検出された信号はコンピュータなどの処理装置６８を用いて処理される。この処理は、ＲＦコイル６７からのデータ／信号を画像に変換すること、並びに任意選択でこの画像を保存、伝送及び／または表示すること、を含んでいる。
【００４５】
ＭＲＩシステムではなく、非生体材料を撮像するためのＮＭＲシステムなどのシステムが使用されることもあることに留意すべきである。さらに、移動可能ＰＭ本体及び固定式ＰＭ本体を含むＰＭアセンブリは、モータや発電機などイメージング・システム以外のシステム内に配置されることもある。
【００４６】
本発明の代替的な実施形態では、その固定式ＰＭ本体１５は図１〜６に表した構成と異なる構成を有する。例えば、固定式ＰＭ本体１５の撮像表面は異なる数のステップ及び／または異なるステップ構成を有することがある。別法として、図１１及び１２に示すように、その固定式ＰＭ本体１５は階段状ではなく平坦な撮像表面１９を有することがある。さらに、図１１及び１２に示すように、イメージング・システムの複数の磁石アセンブリが移動可能ＰＭ本体２２、２６を有することがある。各永久磁石アセンブリ１１、１１１は同じ移動可能ＰＭ本体を含むことが好ましい。しかし所望であれば、各アセンブリ１１、１１１は異なる移動可能ＰＭ本体を含むことやＰＭ本体を全く含まないこともあり得る。例えば、図１１に示すように、アセンブリ１１、１１１の両方が、各アセンブリのそれぞれの開口２４、１２４内に配置された同じＰＭ片２２、１２２を含んでいる。同様に、図１２に示すように、アセンブリ１１、１１１の両方が、各アセンブリのそれぞれの各開口２４、１２４内の同じ位置に配置された同じＰＭプラグ２６、１２６を含んでいる。各ＰＭプラグ２６、１２６はぞれぞれのアクチュエータ２８、１２８及び裏当て片２９、１２９を含んでいる。
【００４７】
図１３、１４及び１５は、図１１の磁石アセンブリ１１に関して、ＰＭ片２２を伴わない場合（図１３）、正のＰＭ片２２を伴う場合（図１４）、あるいは負のＰＭ片２２を伴う場合（図１５）について磁場分布をシミュレーションして比較したものである。例えば、これらの図に示したように、極（すなわち、固定式ＰＭ本体磁石）１５上に５×５×５ｃｍ3の形状としたＰＭブロック片２２を９個配置することによって、Ｂ0磁場をそのＰＭ片の極性に応じて約３５ガウスだけ増加または減少させることができる。
【００４８】
図１２に示すように、一定量のＰＭ材料及び鉄製裏当て片２９を備えたＰＭプラグ２６が、アセンブリ１１の固定式ＰＭ本体１５の中心に配置されている。このプラグ２６は、アクチュエータ２８によって上下に移動させてＰＭプラグ２６と固定式ＰＭ本体１５（すなわち、極）の間のギャップを調整し、Ｂ0磁場を調整することができる。図１６及び１７は、図１２のシステム内のプラグ・極間ギャップの違いによって磁場がどのように変化するかを表している。このギャップは、図１６では０ｃｍであり、また図１７では６ｃｍである。
【００４９】
ＰＭプラグ２６は、Ｂ0磁場調整に関して鉄製プラグと比べてより一層効果的である。図１８は、ＰＭプラグと鉄製プラグのいずれかを使用したＰＭアセンブリのＢ0磁場調整能力（ΔＢ／Ｂ0）の計算値について、極とプラグの間のギャップの関数としてプロットして比較したものである。図１８に示すように、１５×１５ｃｍ2のＰＭプラグ２６は１０ｃｍまでのギャップに関して少なくとも約１．１５％のＢ0磁場調整能力を提供することができ、この値は同じサイズをもつ鉄製プラグによって得ることができる値と比べて約４倍大きくなっている。
【００５０】
ＰＭ片２２またはＰＭプラグ２６を用いることによるＢ0磁場調整は、磁石シム調整過程の初期段階に関連して実行されることがある。移動可能ＰＭ本体２２、２６は主にＢ0磁場を変化させるが、磁石均一性に影響を与えることもある。シム調整は磁場の不均一性を低減させるために使用されるが、Ｂ0磁場に対してもわずかな調整を行うことができる。したがって、移動可能ＰＭ本体を用いたＢ0磁場調整と粗いシム調整過程は組み合わせることが好ましい。換言すると、移動可能ＰＭ本体を使用したＢ0磁場調整はＢ0磁場に対する粗いシム調整の影響を考慮しながら実行され、一方粗いシム調整は均一性に対する移動可能ＰＭ本体の影響を考慮しながら実行される。この過程の終了時点で、所望のＢ0磁場レンジが達成されると共に、不均一性の大部分が除去される。所望であれば、次いで移動可能ＰＭ本体に関して追加、除去あるいは調整をすることなく精細シム調整を続けることがある。
【００５１】
したがって上述したように、比較的少ない量のＰＭ材料によって十分なＭＭＦ変化並びにＢ0磁場調整を得ることができる。固定式ＰＭ本体の前面ではなく背面上に移動可能ＰＭ本体を配置することは、システムの動作を妨害することになるような据え付け及び／または移動可能ＰＭ本体の間隔調整のために背面機械的取付け具の利用が可能となるため、好ましいものとなる。ＭＲＩ永久磁石で見られる変動の限界内にＢ0磁場を調整するために使用されるこの方法は、簡単で信頼性が高くかつ費用効果比が高い。
【００５２】
ここで、永久磁石アセンブリ１１及びＭＲＩシステム６０を製作する方法について、本発明の別の好ましい実施形態に関連して説明することにする。第１の非磁化材料を備える前駆体が、第１の永久磁石本体を形成させるように第１の非磁化材料が磁化される前にイメージング装置の支持体または継鉄に装着される。例えば前駆体は、上述したセクション３１及び３５と非磁化の移動可能本体２２または２６とから製作された固定の本体１５とすることがある。
【００５３】
上述した永久磁石本体（または、複数の本体）は、非磁化の前駆体（または、複数の前駆体）を磁化してからこの本体（または、複数の本体）をイメージング装置支持体に装着することによって形成させることが好ましい。しかしこの永久磁石本体（または、複数の本体）は、所望であれば支持体または継鉄に装着する前に磁化されることもある。
【００５４】
ＭＲＩ、ＭＲＴまたはＮＭＲシステムなどの撮像デバイスを製作する方法は、支持体を設ける工程と、第１の非磁化材料を備える第１の前駆体（または、複数の前駆体）を第１の支持体部分に装着する工程と、第１の前駆体を装着した後に第１の非磁化材料を磁化して第１の永久磁石本体（または、複数の本体）を形成させる工程と、を含んでいる。第１の材料と同じまたは異なる非磁化材料を備える第２の前駆体（または、複数の前駆体）は第２の支持体部分に装着させ、第２の前駆体（または、複数の前駆体）の装着後に磁化させて第２の永久磁石本体を形成させることが好ましい。
【００５５】
この支持体は、第１の部分、第２の部分、並びにこれら第１の部分と第２の部分の間に撮像ボリュームが形成されるように第１の部分と第２の部分を接続している少なくとも１つの第３の部分を含むことが好ましい。例えばこの支持体は、ＭＲＩシステム６０の図７、８、９または１０の継鉄６１を備えることがある。第１及び第２の前駆体は、固定式ＰＭ本体、また任意選択では同様に移動可能ＰＭ本体など永久磁石としての使用に適した任意の非磁化材料を備えることがある。前駆体は、上述したようにＲが少なくとも１種類の希土類元素を含みかつＭが少なくとも１種類の遷移金属を含むとしたＲＭＢ合金の複数のブロックからなるアセンブリを備えることが好ましい。
【００５６】
所望であれば、前駆体の非磁化材料を磁化させる前に、非磁化材料からなる第１及び第２の前駆体と、継鉄のぞれぞれの部分との間に上述した少なくとも１層の軟磁性材料層１３を装着している。前駆体の装着前に継鉄に軟磁性材料層（複数のこともある）１３を装着することや、各前駆体に材料層（複数のこともある）１３を先ず装着し続いて材料層（複数のこともある）１３と前駆体の両者を継鉄に装着させることがある。
【００５７】
前駆体の非磁化材料は、前駆体（または、複数の前駆体）を継鉄または支持体に装着した後に所望の任意の磁化方法によって磁化させることがある。例えば、第１の前駆体を磁化する好ましい工程は、第１の前駆体の周りにコイルを配置する工程と、第１の前駆体の非磁化材料を少なくとも１つの第１の永久磁石本体に変換するために第１の前駆体にパルス状磁場を加える工程と、第１の永久磁石本体からコイルを除去する工程と、を含んでいる。同様に、第２の前駆体を磁化する工程（こうした本体が存在する場合）は、第２の前駆体の周りにコイルを配置する工程と、第２の前駆体の少なくとも１つの非磁化材料を少なくとも１つの永久磁石本体に変換するために第２の前駆体にパルス状磁場を加える工程と、第２の永久磁石本体からコイルを除去する工程と、を含んでいる。
【００５８】
第１の前駆体と第２の前駆体を磁化するためには、同じコイルを使用することや異なるコイルを使用することがある。例えば、第１の前駆体の周りに第１のコイルを配置させることがあり、また第２の前駆体の周りに第２のコイルを配置させることがある。第１及び第２の前駆体にパルス状磁場を印加するためには、コイルに対してパルス状の電流または電圧が同時にあるいは順次式に加えられている。別法として、第１及び第２の前駆体を順次式に磁化させるためにコイルを１つだけ使用することがある。コイルは先ず第１の前駆体の周りに配置させ、さらに磁場を印加して第１の前駆体を磁化させる。その後に、同じコイルを第２の前駆体の周りに配置させ、さらに磁場を印加して第２の前駆体を磁化させる。
【００５９】
前駆体の周りに配置させるコイルは、図１９に示すように継鉄６１の一部分６２に配置させた前駆体７５の周りにピッタリとはめ込まれたハウジング７３内に設けられることが好ましい。例えば、図４に示す本体１５など円筒状の外側構成を有する前駆体７５では、ハウジング７３はその内径が前駆体７５の外径と比べて若干大きい中空のリングを備えている。コイルはハウジング７３の壁の内部に配置させている。
【００６０】
磁化過程を改善させるためにハウジング７３内に冷却システムを設けることが好ましい。例えばこの冷却システムは、ハウジング７３の壁の内部に１つまたは複数の液体窒素フロー・チャンネルを備えることがある。液体窒素は磁化工程の間にハウジング７３を通過するように提供される。ＲＭＢ合金など前駆体（または、複数の前駆体）の非磁化材料を磁化するためには、２．５テスラを超える磁場、最も好ましくは３．０テスラを超える磁場をコイルによって提供することが好ましい。
【００６１】
したがって所望であれば、移動可能本体と固定式ＰＭ本体の両方の周りにコイルを配置させてパルス状磁場を印加することによって、移動可能ＰＭ本体を固定式ＰＭ本体と同時に磁化させることができる。別法として、その移動可能ＰＭ本体は、固定式ＰＭ本体と異なる時点で磁化させることがある。例えば、移動可能ＰＭ本体は固定式ＰＭ本体と比べて小さいため、移動可能ＰＭ本体は磁化させた後でＭＲＩシステム内に提供されることがある。これと異なり、より大きな固定式ＰＭ本体は、この本体を取り扱う際の安全性及び簡便さを改善するためにＭＲＩ継鉄に装着した後で磁化させることがある。
【００６２】
固定式ＰＭ本体１５内のポケット３３は、鉄その他の金属のシムなどの金属シムによって埋め合わせることが好ましい。固定式ＰＭ本体１５、移動可能ＰＭ本体２２及び／または２６、並びにシムの寸法は同時に設計されると共に、固定式及び移動可能なＰＭ本体並びにシムをこの設計に基づいて形成させることが好ましい。例えば、永久磁石アセンブリの寸法は、シム調整が最も容易な永久磁石本体設計が得られるように調整を受けることがある。
【００６３】
シム及び永久磁石本体の寸法を設計する際に、シム系により与えられる設計点のランダムなじょう乱（ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ）のキャパシティが検討される。次いで、動作時の温度勾配を考慮に入れながらＢ0磁場及びアセンブリのシム調整可能性を最適化するように永久磁石本体の形状及び寸法が設計される。次いで、コンピュータ・シミュレーションを用いて各設計点に関する不均一性の範囲を決定し、各点に関するシム調整可能性スコアを作成し伝達関数を当てはめるためのじょう乱のシム調整方法を決定し、かつシム調整可能性に関して磁石アセンブリの設計を最適化することができる。
【００６４】
本発明の上に掲げた記述は、例示及び説明を目的として提示したものである。これは網羅的とすることや本発明を開示した厳密な形態に限定するように意図しておらず、修正形態及び変形形態が上述の教示に照らして可能であり、また本発明の実施により得ることができる。この図面及び説明は、本発明の原理並びにその実際の応用を説明するために選択されたものである。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲並びにその等価物によって規定させるように意図している。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の好ましい実施形態による永久磁石アセンブリの右半分の側面断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による永久磁石アセンブリの右半分の側面断面図である。
【図３】永久磁石プラグを有する永久磁石アセンブリの斜視図である。
【図４】本発明の好ましい一実施形態による永久磁石本体の斜視図である。
【図５】図４の本体の基礎セクションの斜視図である。
【図６】図４の本体の中空リング・セクションの斜視図である。
【図７】本発明の好ましい実施形態による永久磁石アセンブリを含むＭＲＩシステムの側面断面図である。
【図８】「Ｃ」字型継鉄を含むＭＲＩシステムの斜視図である。
【図９】複数の接続用バーを有する継鉄を含むＭＲＩシステムの側面断面図である。
【図１０】管状の継鉄を含むＭＲＩシステムの側面断面図である。
【図１１】本発明の代替的な好ましい実施形態によるイメージング・システムの側面断面図である。
【図１２】本発明の代替的な好ましい実施形態によるイメージング・システムの側面断面図である。
【図１３】図１１のイメージング・システムに関するＰＭ片がない場合の磁場分布シミュレーションの図である。
【図１４】図１１のイメージング・システムに関する正のＰＭ片を有する場合の磁場分布シミュレーションの図である。
【図１５】図１１のイメージング・システムに関する負のＰＭ片を有する場合の磁場分布シミュレーションの図である。
【図１６】ＰＭプラグの位置に基づいた図１２のイメージング・システムに関する磁場分布シミュレーションの図である。
【図１７】ＰＭプラグの位置に基づいた図１２のイメージング・システムに関する磁場分布シミュレーションの図である。
【図１８】Ｂ0磁場調整能力を鉄製プラグの場合とＰＭプラグの場合で比較するためにプロットした図である。
【図１９】永久磁石としての使用に適した非磁化材料を磁化するために使用されるコイル・ハウジングの斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
１１  磁石アセンブリ
１３  軟磁性材料層
１５  永久磁石本体
１７  背側表面、第１の表面
１８  リング高さ
１９  撮像表面、第２の表面
２０  磁場方向
２１  ステップ、リング
２２  永久磁石片
２３  ステップ、リング
２４  開口
２５  ステップ、リング
２６  永久磁石プラグ
２７  ステップ、リング
２８  アクチュエータ
２９  金属裏当て
３１  基礎セクション
３３  ポケット
３５  中空リング・セクション
４１  基礎セクションの第１の主表面、背側表面
４２  基礎セクションの第２の主表面
４３  基礎セクションの縁部表面
４８  リング・セクションの第１の主表面
４９  リング・セクションの第２の主表面
５０  リング・セクションの縁部表面
５１  開口
５２  接着剤層
５４  永久磁石ブロック
６０  ＭＲＩシステム
６１  継鉄、支持体
６２  底部プレート
６３  上部プレート
６４  接続用バー、接続用支柱
６５  撮像ボリューム
６６  管状体
６７  ＲＦコイル
６８  画像処理装置
６９  患者
７０  寝台、患者支持体
７１  拘束具
７３  ハウジング
７５  前駆体
１１１  第２の磁石アセンブリ
１１３  軟磁性材料層
１１５  永久磁石本体
１１７  永久磁石の背側表面
１１９  撮像表面
１２２  ＰＭ片
１２４  開口
１２６  ＰＭプラグ
１２８  アクチュエータ
１２９  裏当て片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１８】
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【図１９】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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