磁場發生器及具備該磁場發生器的核磁共振裝置的製作方法

2023-05-17 18:18:26 4

專利名稱：：磁場發生器及具備該磁場發生器的核磁共振裝置的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種磁場發生器及具備該磁場發生器的核磁共振裝置，尤其是對多個磁場發生機構不採用相向配置的方式，而採用橫向配置，具有開磁路的磁場發生器。
背景技術：
：先前，核磁共振裝置使用對置式磁場發生器，將作為被試者的人類夾在中間，使永久磁鐵的N極和永久磁鐵的S極相互相向地配置，形成均勻且穩定的磁通密度區域進行所需的檢査。為此，磁場發生器需要設置較大的間隙，以確保能夠在相向的永久磁鐵之間插入被試者，因此要求永久磁鐵能夠產生更大的磁力，採用更大型的永久磁鐵，造成了磁場發生器的大型化、高成本化。這種核磁共振裝置對於被試者身體內部的觀察極為有效，但對於如眼睛、耳朵、鼻子、牙齒等比較靠近身體表面的部位的觀察，其所具備的能力過剩。因此，提議不採用N極和S極相向而構成閉磁路的對置式磁場發生器，而採用橫向排列、配置N極和S極，構成幵磁路的磁場發生器(例如，參考專利文獻1。)。該磁場發生器是將兩個呈矩形體狀的永久磁鐵的一磁極側分別連接到呈矩形體狀的磁軛，製成U字形，形成所謂的U形磁鐵，在該U形磁鐵的前端產生N極和S極，形成開磁路。進而，在U形磁鐵的N極端部和S極端部之間配置輔助磁鐵，利用該輔助磁鐵與U形磁鐵的相互作用，可以產生均勻的磁通密度區域。此外，作為其它磁場發生器，還提議不使用U形磁鐵，而是將分別為特定長度、且磁化方向分別朝向特定方向的多個磁鐵橫向配置，從而產生均勻的磁通密度區域(例如，參考非專利文獻1。)。專利文獻1:日本專利特開2003-250777號公報非專利文獻1:岡本吉史等.關於開磁路式MRI裝置磁路的最佳設計方法的基礎研究.電氣學會磁學研究會資料MAG-04-156,2004
發明內容然而，日本專利特開2003-250777號公報中，由U形磁鐵和輔助磁鐵的開磁路所構成的磁場發生器，其磁通密度相同區域的形成範圍小，難以獲得期望大小的區域。此外，用磁化方向各不相同且長度也各不相同的多個磁鐵構成開磁路的磁場發生器，由於所需的磁鐵種類極其多，因此存在容易受到磁鐵本身性能不一的影響，各磁場發生器所產生的均勻磁通密度區域的不均增大，用於抑制不均的調整作業極其困難等問題。鑑於這種情況，本發明者等為了提供能夠以更簡潔的結構產生均勻的磁場且由開磁路構成的磁場發生器而進行研究開發，從而完成本發明。本發明的磁場發生器是由收納在箱體內的多個永久磁鐵，在離開箱體表面的特定位置處產生大小均勻的磁通密度區域的開磁路式磁場發生器，具備磁化方向朝向上述區域中磁通密度方向的反方向即基準方向，且在該基準方向上以特定間隔依次配置的第1永久磁鐵和第2永久磁鐵，以及在第1永久磁鐵和第2永久磁鐵之間沿基準方向彼此相接或以特定間隔依次配置的第3永久磁鐵和第4永久磁鐵；第3永久磁鐵的磁化方向是具有與基準方向平行的第1分量和與第1方向正交並朝向區域側的第2分量的方向，第4永久磁鐵的磁化方向是具有第1分量和取向與第2分量的取向相反但大小與第2分量相同的反轉第2分量的方向。此外，本發明的磁場發生器還具有以下特徵。艮P，(1)第3永久磁鐵和第4永久磁鐵是如下的永久磁鐵，即具有不存在磁性材料的非磁性材料區域，在調整非磁性區域的大小後，利用特定強度的外部磁場將磁性材料充磁為飽和殘留磁通密度，從而調整表觀殘留磁通密度。(2)非磁性區域大小的調整是對形成於永久磁鐵上的穿孔或狹縫的大小、數量、深度中的至少任一項進行的調整。(3)非磁性區域大小的調整是在將與第3永久磁鐵及第4永久磁鐵的體積相比較呈充分小的塊狀的多個永久磁鐵與非磁性材料混合，一體化為特定形狀而形成的永久磁鐵中，對塊狀永久磁鐵與非磁性材料的調配比進行的調整。(4)非磁性區域大小的調整是在多個永久磁鐵塊體和形狀與該永久磁鐵塊體相同的多個非磁性體塊體接合成一體而形成的永久磁鐵中，對永久磁鐵塊體和非磁性體塊體的含有比率進行的調整。(5)第1永久磁鐵和第2永久磁鐵是由呈筒狀的一個筒狀永久磁鐵一體地形成，在該筒狀永久磁鐵的空洞狀中央部分，分別配置有兩個第3永久磁鐵和兩個第4永久磁鐵，且兩個第3永久磁鐵及兩個第4永久磁鐵對於穿過筒狀永久磁鐵的中心而與基準方向平行的對稱面呈鏡面對稱，並且在第3永久磁鐵的對稱面側分別設置有第1內側永久磁鐵，且在該第1內側永久磁鐵的夾著所述第3永久磁鐵的相反側分別設置有第1外側永久磁鐵，在第4永久磁鐵的對稱面側分別設置有第2內側永久磁鐵，且在該第2內側永久磁鐵的夾著所述第4永久磁鐵的相反側分別設置有第2外側永久磁鐵，第1內側永久磁鐵的磁化方向為第2分量的取向，第1外側永久磁鐵的磁化方向為第2分量的反取向，第2內側永久磁鐵的磁化方向為第2分量的反取向，第2外側永久磁鐵的磁化方向為第2分量的取向。(6)在第1永久磁鐵和第3永久磁鐵之間設置有第5永久磁鐵，該第5永久磁鐵的磁化方向是與基準方向平行或反向平行的第3分量和與基準方向正交並朝向區域側的第4分量的合成方向，並且在第2永久磁鐵和第4永久磁鐵之間設置有第6永久磁鐵，該第6永久磁鐵的磁化方向是第3分量和取向與第4分量的取向相反但大小與第4分量相同的反轉第4分量的合成方向。(7)在第1永久磁鐵和第3永久磁鐵之間設置有磁化方向與第2分量平行的第5永久磁鐵，並且在第2永久磁鐵和第4永久磁鐵之間設置有磁化方向與反轉第2分量平行的第6永久磁鐵。(8)第1永久磁鐵和第2永久磁鐵由呈筒狀的一個筒狀永久磁鐵一體地形成，在該筒狀永久磁鐵的空洞狀中央部分配置有第3永久磁鐵和第4永久磁鐵。(9)第1永久磁鐵由對於與基準方向平行的對稱面呈鏡面對稱的兩個永久磁鐵構成，並且這兩個永久磁鐵分別具有方向與對稱面正交且朝向對稱面的磁化分量；第2永久磁鐵由對於對稱面呈鏡面對稱的兩個永久磁鐵構成，並且這兩個永久磁鐵分別具有方向與對稱面正交且朝向對稱面的反方向的磁化分量。(10)第3永久磁鐵由對於與基準方向平行的對稱面呈鏡面對稱的兩個永久磁鐵構成，並且這兩個永久磁鐵分別具有方向與對稱面正交且朝向對稱面的磁化分量；第4永久磁鐵由對於對稱面呈鏡面對稱的兩個永久磁鐵構成，並且這兩個永久磁鐵分別具有方向與對稱面正交且朝向對稱面的反方向的磁化分量。此外，本發明的核磁共振裝置特徵在於，具備上述磁場發生器。根據本發明的磁場發生器，可以提供由收納在箱體內的多個永久磁鐵，在離開箱體表面的特定位置處產生大小均勻的磁通密度區域的磁場發生器，且該磁場發生器由開磁路構成，具備磁化方向朝向區域中磁通密度方向的反方向即基準方向，且在該基準方向上以特定間隔依次配置的第1永久磁鐵和第2永久磁鐵，以及在第1永久磁鐵和第2永久磁鐵之間沿基準方向彼此相接或以特定間隔依次配置的第3永久磁鐵和第4永久磁鐵；第3永久磁鐵的磁化方向是具有與基準方向平行的第1分量和與第1方向正交並朝向區域側的第2分量的方向，第4永久磁鐵的磁化方向是具有第1分量和取向與第2分量的取向相反但大小與第2分量相同的反轉第2分量的方向，從而可以由四個永久磁鐵產生均勻的磁場。並且，第3永久磁鐵和第4永久磁鐵為如下的永久磁鐵，即具有不存在磁性材料的非磁性材料區域，在調整非磁性區域的大小後，利用特定強度的外部磁場將磁性材料充磁為飽和殘留磁通密度，從而調整表觀殘留磁通密度的永久磁鐵，因此可以將第3永久磁鐵及第4永久磁鐵高精度地調整為所期望的殘留磁通密度，提高第3永久磁鐵及第4永久磁鐵的磁場調整精度，使均勻的磁場區域尺寸更大。再者，在第1永久磁鐵和第3永久磁鐵之間設置有第5永久磁鐵，並且第2永久磁鐵和第4永久磁鐵之間設置有第6永久磁鐵時，可以進一步增大均勻的磁場區域。此外，本發明的核磁共振裝置使用具備至少四個永久磁鐵的磁場發生器，因此可以實現磁場發生器的小型、輕量、低成本，可以提供價格低且設置作業及維護容易的核磁共振裝置。圖1是第1實施方式的磁場發生器的縱剖面模式圖。圖2是由第1實施方式的磁場發生器所產生的磁場的磁通密度分布圖。圖3是表示沿圖2中X-0時Z軸的磁通密度狀態的曲線圖。圖4是表示沿圖2中X軸的磁通密度狀態的曲線圖。圖5是表示沿X=0時Z軸的磁通密度狀態的曲線圖。圖6是作為圖5計算基礎的各永久磁鐵的配設狀態的說明圖。圖7是表示第4永久磁鐵的磁化大小對目標區域均勻度的依賴性的曲線圖。圖8是第1實施方式的變形例的磁場發生器的縱剖面模式圖。圖9是圖8中Y1-Y1端面圖。圖10是圖8中Y2-Y2端面圖。圖11是第2實施方式的磁場發生器的縱剖面模式圖。圖12是由第2實施方式的磁場發生器所產生的磁場的磁通密度分布圖。圖13是表示沿圖12中X=0時Z軸的磁通密度狀態的曲線圖。圖14是表示沿圖12中X軸的磁通密度狀態的曲線圖。圖15是第2實施方式的磁場發生器中第16永久磁鐵的配設狀態的說明圖。圖16是第16永久磁鐵的配設狀態的變形例說明圖。圖17是第16永久磁鐵的配設狀態的變形例說明圖。圖18是第16永久磁鐵的配設狀態的變形例說明圖。圖19是變形例的第3永久磁鐵及第4永久磁鐵的磁化狀態的說明圖。圖20是第16永久磁鐵的配設狀態的變形例說明圖。9圖21是第16永久磁鐵的配設狀態的變形例說明圖。圖22是第16永久磁鐵的配設狀態的變形例說明圖。圖23是設有接收線圈及發送線圈的核磁共振裝置用磁場發生器的縱剖面模式圖。標號說明Al磁場發生器A2磁場發生器10箱體10a主面11第l永久磁鐵12第2永久磁鐵13第3永久磁鐵14第4永久磁鐵15第5永久磁鐵16第6永久磁鐵具體實施例方式本發明的磁場發生器及使用該磁場發生器的核磁共振裝置使用由開磁路構成的磁場發生器，尤其是該磁場發生器由至少四個永久磁鐵構成，從而實現了超小型、輕量。以下，基於附圖詳細說明本發明的實施方式。圖1是第1實施方式的磁場發生器Al的縱剖面模式圖。磁場發生器Al在一側面具有呈平坦狀的主面10a的箱體10內，沿一方向以特定間隔配置有第1永久磁鐵11和第2永久磁鐵12，並在第1永久磁鐵11和第2永久磁鐵12之間配置有第3永久磁鐵13和第4永久磁鐵14。尤其是，第3永久磁鐵13配置在第1永久磁鐵11附近，第4永久磁鐵14配置在第2永久磁鐵12附近，以第1永久磁鐵11、第3永久磁鐵13、第4永久磁鐵14、第2永久磁鐵12的順序排列，以該第14永久磁鐵1114的排列方向為基準方向。如圖1所示，利用該第14永久磁鐵1114，磁場發生器A1能夠在離開主面10a特定距離的位置處，形成大小均勻的磁通密度區域。將該磁通密度大小均勻的區域稱為目標區域T。該目標區域T的磁通密度方向與主面10a平行，方向與基準方向相反。在本實施方式中，第14永久磁鐵1114分別為特定大小的矩形體，一側端面分別抵接於主面10a的背面而配置。雖然圖中未顯示，但在箱體10內部的特定位置處設置有板狀加強肋以增強箱體IO,調整該加強肋的配置，利用加強肋將第14永久磁鐵1114保持在特定位置上。如後所述，第1永久磁鐵11和第2永久磁鐵12的磁化大小相同。另外，第3永久磁鐵13和第4永久磁鐵14的磁化大小也相同。此外，如圖1中各箭頭所示，第1永久磁鐵11及第2永久磁鐵12的磁化方向與基準方向平行。如圖1中箭頭所示，第3永久磁鐵13的磁化方向是與基準方向成特定角度a的方向，尤其是，第3永久磁鐵13的磁化方向朝向主面10a進而，如圖l中箭頭所示，第4永久磁鐵14的磁化方向是與基準方向成特定角度a的方向，尤其是，第4永久磁鐵14的磁化方向朝向主面10a側的相反側。也就是說，將第3永久磁鐵13的磁化大小及第4永久磁鐵14的磁化大小設定為m，第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14在基準方向上分別具有大小為mcosa的第1分量，在與基準方向正交的方向上，第3永久磁鐵13具有大小為msina、朝向主面10a側的第2分量，第4永久磁鐵14具有大小為msina、朝向主面10a側的相反側的反轉第2分量。即，第3永久磁鐵13和第4永久磁鐵14在與基準方向正交的方向上分別具有方向相反但大小相同的磁化分量。角度a的大小是在兼顧第3永久磁鐵13和第4永久磁鐵14的磁化大小的前提下而選用的合適值，設定第3永久磁鐵13和第4永久磁鐵14的磁化大小以確保角度a小於45°，從而可以增大由磁場發生器Al產生的磁通密度均勻區域的尺寸。另外，在磁通密度均勻的區域中，磁通密度的取向與基準方向相反。如此構成的磁場發生器Al可以在與主面10a相隔特定距離處產生磁通密度均勻的區域。尤其是，在作為第1永久磁鐵11及第2永久磁ii鐵12的大小而將圖1所示剖面設定為10cmx20cm，作為第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14的大小而將圖l所示剖面設定為5cmxlOcm，在第1永久磁鐵11和第3永久磁鐵13之間以及第4永久磁鐵14和第2永久磁鐵12之間設置約5cm的間隔，將第1永久磁鐵11及第2永久磁鐵12的殘留磁通密度設定為1.38T，將第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14的殘留磁通密度設定為1.05T，將角度ct的大小設定為16.5°的模型示例中，通過數值解析可以確認，能夠產生如圖2的磁通密度分布圖所示的磁場。圖3表示圖2中X=0時Z軸方向的磁通密度大小。圖4表示圖2中Z-5.75cm、6.0cm、6.25cm時X=0起X軸方向上的磁通密度大小。由圖3及圖4可知，在距離第14永久磁鐵1114的一端緣即主面10a背面約6cm左右處，可以形成磁通密度均勻的目標區域T。在此，第3永久磁鐵13和第4永久磁鐵14相互抵接、配置，但並一定要抵接，也可以相隔特定間隔而配置。間隔可以設定為3cm左右，可以通過調整第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14的磁化大小及方向來調整第3永久磁鐵13和第4永久磁鐵14之間所設間隔。第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14的磁化大小會極大地影響磁通密度均勻區域的尺寸，因此優選儘可能高精度、特定的磁化大小。圖5是表示驗證結果的曲線圖，驗證第4永久磁鐵14或第3永久磁鐵13對磁通密度均勻化的影響。在此，如圖6所示，將X磁軸方向長度為10cm、Z軸方向長度為20cm的第2永久磁鐵12p的一端緣配置在距離X-Z坐標原點10cm的X軸上，使X磁軸方向長度為6cm、Z軸方向長度為10cm的第4永久磁鐵14p的一側緣位於Z軸上，將其一端緣配置在距離X軸1.5cm處，將第4永久磁鐵14p的磁化大小與作為基準的第2永久磁鐵12p的磁化大小進行對比，得出Z=0的Z軸上磁通密度大小的計算結果"1.000"、"0.983"、"0.966"、"0.949"、"0.932"、"0.915"、"0.898"、"0.881"、"0.864"、"0.847"、"0.830"。另外，第2永久磁鐵12p的磁化方向是與基準方向平行的方向，第4永久磁鐵14p的磁化方向是上述角度a為13。的方向。由圖5所示可知，第4永久磁鐵14p的磁化大小會影響磁通密度均勻區域的尺寸。此外，圖7是針對第4永久磁鐵14p的相對殘留磁通密度大小，比較其均勻度的曲線圖，可發現存在最佳值。在本實施方式中，可知第4永久磁鐵14p的磁化大小優選為第2永久磁鐵12p的磁化大小的0.915左右。另外，均勻度是用目標區域中心處的數值除假設的區域中磁通密度最大值與最小值之差，再乘以lxl06所得的數值。如此，第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14的磁化大小會極大地影響目標區域T中磁通密度的均勻化，因此，第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14可以設置不存在磁性材料的非磁性材料區域，並於調整該非磁性區域的大小後，利用特定強度的外部磁場將磁性材料充磁為飽和殘留磁通密度，以此來調整表觀殘留磁通密度。非磁性區域大小的調整方法是在呈特定形狀的充磁前的磁性體上形成穿孔或狹縫，在確保外形形狀固定的情況下形成作為非磁性區域的空隙，並將磁性體上所形成的穿孔或狹縫的大小、數量、深度中的至少任一項進行適當調整，即可高精度地調整非磁性區域的大小。穿孔或狹縫可以通過如下方法形成使用線放電加工機對強磁性體進行熔融加工，或者使用金剛石刀具形成切削槽。或者，將第3永久磁鐵13和第4永久磁鐵14製成如下的永久磁鐵，即將與第3永久磁鐵13和第4永久磁鐵14的體積相比較呈充分小的塊狀的多個粒狀磁性體與非磁性材料混合，將該混合物一體化為特定形狀，利用特定強度的外部磁場將磁性材料充磁為飽和殘留磁通密度，通過調整非磁性材料與粒狀磁性材料的調配比，即可調整非磁性區域的大小。此處所使用的非磁性材料可以使用非磁性樹脂材料，或者也可以使用二氧化矽等陶瓷材料，和粒狀磁性體一起燒結，形成一體。這種情況下，粒狀磁性材料尺寸優選與第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14的體積相比較足夠小的尺寸，優選至少小於第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14的體積的十分之一。更優選百分之一以下。另外，粒狀磁性材料的形狀無需為矩形，可以為其它合適的形狀。再者，使用非磁性樹脂材料作為非磁性材料時，將特定量的粒狀磁性材料和特定量的樹脂材料混合，填充到結合第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14的外形形狀而形成的成形容器中，使樹脂固化，之後，利用特定強度的外部磁場將磁性材料充磁為飽和殘留磁通密度，形成特定形狀的第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14。如此，在利用特定強度的外部磁場對磁性材料充磁前使樹脂固化，從而可以分別形成作為永久磁鐵的磁性材料均勻分散的第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14。或者，在調整非磁性區域的大小時，也可以不使用粒狀磁性材料和樹脂材料，而使用特定大小的呈矩形體狀的多個永久磁鐵塊體以及形狀與該永久磁鐵塊體相同的多個非磁性體塊體，用粘結劑等將非磁性體塊體和永久磁鐵塊體接合成一體，形成第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14。這種情況下，通過調整永久磁鐵塊體和非磁性體塊體的含有比率,即可輕鬆調整非磁性區域的大小。另外，將永久磁鐵塊體和非磁性體塊體接合成一體，形成第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14時，可以事先用特定強度的外部磁場將永久磁鐵塊體充磁為飽和殘留磁通密度，也可以先和非磁性體塊體接合，一體化為特定形狀後再用特定強度的外部磁場充磁為飽和殘留磁通密度。此外，為了方便加工，此處的永久磁鐵塊體及非磁性體塊體呈矩形體狀，但並不限定於矩形體狀，也可以為其它合適的形狀。如此，在第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14中設置不存在磁性材料的非磁性材料區域，調整該非磁性區域的大小，即可輕鬆調整第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14的表觀殘留磁通密度，超高精度地形成具備期望的殘留磁通密度的第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14。因此，容易產生磁通密度均勻、穩定的目標區域T,並且容易調整目標區域T的尺寸。並且，由於第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14分別按飽和殘留磁通密度進行磁化，因此可以防止其殘留磁通密度因第1永久磁鐵11及第2永久磁鐵12等其它永久磁鐵而發生變動。圖8是第1實施方式的變形例的磁場發生器Al'的平面圖，圖9是圖8的Y1-Y1端面圖，圖10是圖8的Y2-Y2端面圖。如圖8所示，變形例的磁場發生器Al'使用呈一體的筒狀的一個筒狀永久磁鐵30，代替上述第1永久磁鐵11和第2永久磁鐵12這兩個永久磁鐵。該筒狀永久磁鐵30在空洞狀的中央部分配置有兩個第3永久磁鐵33、33和兩個第4永久磁鐵34、34。筒狀永久磁鐵30沿基準方向磁化，第3永久磁鐵33的磁化方向是與基準方向成特定角度cc的方向，尤其是朝向主面10a側；第4永久磁鐵34的磁化方向是與基準方向成特定角度oc的方向，尤其是朝向主面10a側的相反側。兩個第3永久磁鐵33、33分別對於穿過筒狀永久磁鐵30的中心而與基準方向平行的對稱面MP呈鏡面對稱地配置，並且兩個第4永久磁鐵34、34也分別對於穿過筒狀永久磁鐵30的中心而與基準方向平行的對稱面MP呈鏡面對稱地配置。再者，在第3永久磁鐵33的對稱面MP側分別設置有第1內側永久磁鐵35-l，且分別設置有第1外側永久磁鐵36-l，其位於該第l內側永久磁鐵35-l的相對側，與該第1內側永久磁鐵35-l之間夾有第3永久磁鐵33。同樣，在第4永久磁鐵34的對稱面MP側分別設置有第2內側永久磁鐵35-2，且分別設置有第2外側永久磁鐵36-2，其位於該第2內側永久磁鐵35-2的相對側，與該第2內側永久磁鐵35-2之間夾有第4永久磁鐵34。第1內側永久磁鐵35-1、第1外側永久磁鐵36-1、第2內側永久磁鐵35-2及第2外側永久磁鐵36-2的磁化方向如圖9及圖10中箭頭所示，第1內側永久磁鐵35-1及第2外側永久磁鐵36-2的磁化方向為第2分量的取向，第1外側永久磁鐵36-1及第2內側永久磁鐵35-2的磁化方向為第2分量的反取向。如此構成的磁場發生器Al'可以提高目標區域T的深度方向上的均勻性，提高立體物體的檢測精度。更具體而言，筒狀永久磁鐵30是外周呈邊長40cm的四邊形，並且其內側設置有邊長20cm的四邊形開口的四角筒狀，深度方向的尺寸為20cm。第3永久磁鐵33及第4永久磁鐵34的大小分別為縱5cmx橫5cmx深10cm，第1內側永久磁鐵35-1及第2內側永久磁鐵35-2的大小分別為縱0.8cmx橫0.8cmx深0.8cm，第1外側永久磁鐵36-1及第2外側永久磁鐵36-2的大小分別為縱2cmx橫4.8cmx深2.2cm。15使兩個第l內側永久磁鐵35-l鄰接配置，也可以形成為一體。同樣，使兩個第2內側永久磁鐵35-2也鄰接配置，也可以形成為一體。鄰接的第1內側永久磁鐵35-l和第2內側永久磁鐵35-2之間設置有約4mm的間隔。此外，如圖9及圖10所示，使配置在筒狀永久磁鐵30的中央部分的第3永久磁鐵33、第4永久磁鐵34、第l內側永久磁鐵35-l、第2內側永久磁鐵35-2、第1外側永久磁鐵36-1、第2外側永久磁鐵36-2中面向箱體10的主面10a側的端面較筒狀永久磁鐵30中面向箱體10的主面10a側的端面後退而配置。在本實施例中，後退約3mm。筒狀永久磁鐵30的殘留磁通密度為1.38T，第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14的殘留磁通密度為1.30T，第1內側永久磁鐵35-1及第2內側永久磁鐵35-2的殘留磁通密度為0.07T，第1外側永久磁鐵36-1及第2外側永久磁鐵36-2的殘留磁通密度為0.33T，角度a為14.8°。本實施方式中，第3永久磁鐵13、第4永久磁鐵14、第l內側永久磁鐵35-l、第2內側永久磁鐵35-2、第1外側永久磁鐵36-1、第2外側永久磁鐵36-2的殘留磁通密度如上所述，可以通過調整非磁性區域的大小而調整為所需的表觀殘留磁通密度。下表所示為，將圖8所示的筒狀永久磁鐵30中面向箱體10的主面10a側的端面設為X-Y平面，以該X-Y平面上筒狀永久磁鐵30的中心為原點，在對稱面MP上假設X軸、與該X軸正交的Y軸，將從X-Y平面到目標區域的方向假設為Z軸，以X=Ocm、Y=Ocm、Z=5.5cm為中心，X軸方向的範圍Ax、Y軸方向的範圍Ay、Z軸方向的範圍Az取各值而假設的區域中磁通密度的均勻度(ppm)。tableseeoriginaldocumentpage16tableseeoriginaldocumentpage17由表1可知，可以獲得供眼睛、耳朵、鼻子、牙齒等比較微小的構造檢測充分利用的均勻度。圖11是第2實施方式的磁場發生器A2的縱剖面圖。該磁場發生器A2與第1實施方式的磁場發生器Al基本相同，但在第1實施方式的磁場發生器Al的第1永久磁鐵11和第3永久磁鐵13之間設置有第5永久磁鐵15，在第4永久磁鐵14和第2永久磁鐵12之間設置有第6永久磁鐵16。因此，對於和第1實施方式的磁場發生器Al相同的構成部分，使用同一標號，省略重複說明。第5永久磁鐵15和第6永久磁鐵16的磁化大小相同。第5永久磁鐵15的磁化方向如圖11中箭頭所示，是與第3永久磁鐵13的第2分量平行的方向，第6永久磁鐵16的磁化方向如圖11中箭頭所示，是與第4永久磁鐵14的反轉第2分量平行的方向。如此，通過在第1永久磁鐵11和第3永久磁鐵13之間設置第5永久磁鐵15，在第4永久磁鐵14和第2永久磁鐵12之間設置第6永久磁鐵16，可以提高磁場發生器A2所產生的目標區域T的磁通密度均勻性，並且可以進一步增大目標區域T的尺寸。另外，第5永久磁鐵15及第6永久磁鐵16的磁化大小也會極大地影響磁通密度均勻區域的尺寸，因此優選儘可能高精度、特定的磁化大小，並於充磁前事先調整非磁性區域的大小，確保充磁後成為期望的表觀殘留磁通密度。此外，在本實施方式中，第5永久磁鐵15與第3永久磁鐵13抵接、配置，但第5永久磁鐵15無需一定與第3永久磁鐵13抵接、配置，也可以調整第5永久磁鐵15的磁化大小、磁化方向，在第1永久磁鐵11和第3永久磁鐵13之間的合適位置上配置第5永久磁鐵15。同樣，第6永久磁鐵16與第4永久磁鐵14抵接、配置，但第6永久磁鐵16無需一定與第4永久磁鐵14抵接、配置，也可以調整第6永久磁鐵16的磁化大小、磁化方向，在第4永久磁鐵14和第2永久磁鐵12之間的合適位置上配置第6永久磁鐵16。尤其是，使第5永久磁鐵15及第6永久磁鐵16的磁化中，與基準方向平行的方向的分量為負值，即第5永久磁鐵15及第6永久磁鐵16具有與基準方向平行但方向相反的分量，即可提高目標區域T的磁通密度均勻性，並且可以進一步增大目標區域T的尺寸。或者，使第5永久磁鐵15及第6永久磁鐵16的磁化中，與基準方向平行的方向的分量為正值，即第5永久磁鐵15及第6永久磁鐵16具有方向與基準方向平行的分量，即可進一步增大目標區域T的尺寸。另外，如圖11所示，在第5永久磁鐵15的磁化方向是與第3永久磁鐵13的第2分量平行的方向、第6永久磁鐵16的磁化方向是與第4永久磁鐵14的反轉第2分量平行的方向的磁場發生器A2中，通過數值解析可以確認，能夠產生如圖12的磁通密度分布圖所示的磁場。在此，第1永久磁鐵11及第2永久磁鐵12的大小即圖11所示的剖面為10cmx20cm，第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14的大小即圖11所示的剖面為5cmxl0cm，第5永久磁鐵15及第6永久磁鐵16的大小即圖8所示的剖面為2cmx2cm，第1永久磁鐵11和第5永久磁鐵15之間以及第6永久磁鐵16和第2永久磁鐵12之間設置有約3cm的間隔，第1永久磁鐵11及第2永久磁鐵12的殘留磁通密度為1.38T，第3永久磁鐵13及第4永久磁鐵14的殘留磁通密度為1.05T，角度a的大小為16.5°，第5永久磁鐵15及第6永久磁鐵16的殘留磁通密度為0.06T。圖13表示圖12中X=0時Z軸方向的磁通密度大小。圖14表示圖12中Z=5.75cm、6.0cm、6.25cm時X=0起X軸方向上的磁通密度大小。由圖13及圖14可知，在距離第1第4永久磁鐵1114的一端緣即主面10a的背面約6cm左右處，可以形成磁通密度均勻的目標區域T。尤其是，在-1.0cm〈X〈l，0cm、5.75cm<Z<6.25cm的目標區域T中，均勻度達92ppm。也就是說，例如為了使用核磁共振裝置對眼睛、耳朵或牙齒等部位進行觀察，所需的區域中，可以產生均勻度為100ppm的區域，可以將該磁場發生器A2及第1實施方式的磁場發生器Al用作核磁共振裝置的磁化發生器。在此，如圖15所示，磁化發生器中，第16永久磁鐵1116可以為圖1及圖11中剖面方向上呈長條形的永久磁鐵，如圖16所示，也可以分別將特定長度的第16永久磁鐵U16沿圖15中的縱向配置成行。如此，通過使用分別連成一行、近似長條形的第16永久磁鐵1116，可以消除縱向上磁場的不均，在縱向上也產生均勻的磁場。此外，如圖15及圖16所示，磁化發生器不僅可以使用正視時分別形成為矩形體形狀的第16永久磁鐵1116,也可以如圖17所示，使用朝向主面10a整形為圓形的第16永久磁鐵11'16'。也就是說，如圖17所示，沿基準方向以第1永久磁鐵11'、第5永久磁鐵15'、第3永久磁鐵13'、第4永久磁鐵14'、第6永久磁鐵16'、第2永久磁鐵12'的順序排列的第16永久磁鐵11'16'也可以使側面呈特定的彎曲形狀，以使主面10a側的側面整體為圓形。再者，如圖18所示，磁化發生器也可以由呈一體的圓筒形狀的圓筒狀永久磁鐵17"構成第1永久磁鐵11和第2永久磁鐵12，在該圓筒狀永久磁鐵17"的空洞狀中央部分分別配置橫剖面為半圓形的半圓筒體形狀第3永久磁鐵13"和第4永久磁鐵14"，沿第3永久磁鐵13"的外周面配置半圓弧形第5永久磁鐵15"，並沿第4永久磁鐵14"的外周面配置半圓弧形第6永久磁鐵16"。這種情況下，優選一體的圓筒狀永久磁鐵17"沿基準方向磁化，第3永久磁鐵13"及第4永久磁鐵14"的磁化方向分別與基準方向所成角a的角度為10.8。，第5永久磁鐵15"的磁化方向朝向目標區域T偵ij，第196永久磁鐵16"的磁化方向與第5永久磁鐵15"的磁化方向相反。此外，作為變形例，如圖19所示，磁化發生器使用四角筒狀永久磁鐵27代替圓筒狀永久磁鐵17"。再者，也可以在四角筒狀永久磁鐵27的空洞狀中央部分分別配置呈矩形體形狀的第3永久磁鐵23和第4永久磁鐵24，將沿第3永久磁鐵23的外周面彎曲成U字形的第5永久磁鐵25配置在第3永久磁鐵23的外周面，並將沿第4永久磁鐵24的外周面彎曲成U字形的第6永久磁鐵26配置在第4永久磁鐵24的外周面。尤其是，第3永久磁鐵23由對於與基準方向平行的對稱面呈鏡面對稱的兩個永久磁鐵23-l、23-2構成，第4永久磁鐵24由對於與基準方向平行的對稱面呈鏡面對稱的兩個永久磁鐵24-l、24-2構成。另外，本實施方式中，構成第3永久磁鐵23的兩個永久磁鐵23-l、23-2的抵接面以及構成第4永久磁鐵24的兩個永久磁鐵24-1、24-2的抵接面為對稱面。構成第3永久磁鐵23的兩個永久磁鐵23-l、23-2無需一定在抵接面上抵接，也可以具有特定間隔，同樣，構成第4永久磁鐵24的兩個永久磁鐵24-l、24-2也無需一定在抵接面上抵接，也可以具有特定間隔。如第3永久磁鐵23及第4永久磁鐵24的正視圖即圖20所示，構成第3永久磁鐵23的兩個永久磁鐵23-1、23-2具有與基準方向平行的第1分量M1的磁化分量，並具有方向與對稱面正交且朝向對稱面的第1正交分量C1的磁化分量。如第3永久磁鐵23及第4永久磁鐵24的正視圖即圖20所示，構成第4永久磁鐵24的兩個永久磁鐵24-1、24-2具有與基準方向平行的第1分量M1的磁化分量，並具有方向與對稱面正交且朝向對稱面反方向的第2正交分量C2的磁化分量。如此，通過由兩個永久磁鐵23-l、23-2構成第3永久磁鐵23，並由兩個永久磁鐵24-l、24-2構成第4永久磁鐵24，可以提高目標區域的均勻度。在此，優選四角筒狀永久磁鐵27沿基準方向磁化，第3永久磁鐵23及第4永久磁鐵24的磁化方向分別與基準方向所成角a的角度分別為10.8°,第5永久磁鐵25的磁化方向為朝向目標區域側的方向，第6永久磁鐵26的磁化方向優選第5永久磁鐵25的磁化方向的反方向，如圖21所示，優選穿過四角筒狀永久磁鐵27中心的剖面上各永久磁鐵23、24、25、26、27的磁化方向與圖5所示各永久磁鐵11、12、13、14、15、16的磁化方向相同。再者，如圖22所示，也可以不使用四角筒狀永久磁鐵27，由對於與基準方向平行的對稱面呈鏡面對稱的兩個永久磁鐵21-1、21-2構成第1永久磁鐵21，由對於對稱面呈鏡面對稱的兩個永久磁鐵22-1、22-2構成第2永久磁鐵22，進而，構成第1永久磁鐵21的兩個永久磁鐵21-1、21-2分別具有方向與對稱面正交且朝向對稱面的磁化分量，構成第2永久磁鐵22的兩個永久磁鐵22-1、22-2分別具有方向與對稱面正交且朝向對稱面反方向的磁化分量。如此，由兩個永久磁鐵21-1、21-2構成第l永久磁鐵21，由兩個永久磁鐵22-l、22-2構成第2永久磁鐵22，即可實現永久磁鐵的小型化，降低製造成本。在上述磁場發生器A2中，第36永久磁鐵1316無需一定抵接於主面10a的背面，也可以與主面10a的背面相隔特定間隔。尤其是在將磁場發生器A2用作核磁共振裝置時，通過在離開主面10a背面的第36永久磁鐵1316和主面10a之間配設核磁共振裝置的接收線圈或發送線圈，可以實現核磁共振裝置的緊湊化。也就是說，圖23所示的核磁共振裝置用磁場發生器A3在箱體10的主面10a背面和第36永久磁鐵1316之間配設有接收線圈18，並在箱體10內配設有發送線圈19，從而成為更緊湊的核磁共振裝置，磁場發生器A3安裝在圖中未顯示的支架上。磁場發生器A3可以使用六個或四個永久磁鐵產生均勻磁通密度的目標區域T，因此可以成為比較輕的磁化發生器，可以安裝在比較簡單的支架上進行使用，因此可以實現價格低、使用性能良好的核磁共振裝置。並且，由該磁化發生器A3所產生的磁場的磁通密度方向與主面10a平行，因此還可以提高核磁共振裝置的信號檢測靈敏度。根據本發明的磁場發生器及具備該磁場發生器的核磁共振裝置，可以提供磁路為開磁路，並能夠形成更均勻、穩定的磁通密度區域的磁場發生器，將該磁場發生器運用於核磁共振裝置中，從而可以提供具備所需的高信號檢測精度，能夠高精度地進行檢査的核磁共振裝置。尤其是，由於可以緊湊地構成磁場發生器，因此能夠實現低成本化，提高可搬運性，不僅可以用於觀察眼睛、耳朵、鼻子、牙齒等比較靠近身體表面的部位，還可以用於混凝土構造物等構造物的無損檢測或地下檢查，尤其是可以檢測塑料制地雷，可以對先前的金屬探測器無法檢測的物體進行檢測。權利要求1.一種磁場發生器，其為開磁路式磁場發生器，利用收納於箱體內的多個永久磁鐵，在離開上述箱體表面的特定位置處產生大小均勻的磁通密度區域，其特徵在於，具備第1永久磁鐵和第2永久磁鐵，它們的磁化方向朝向上述區域中磁通密度方向的反方向即基準方向，且在該基準方向上以特定間隔依次配置；以及第3永久磁鐵和第4永久磁鐵，它們在上述第1永久磁鐵和上述第2永久磁鐵之間，沿上述基準方向彼此相接或以特定間隔依次配置，上述第3永久磁鐵的磁化方向是具有與上述基準方向平行的第1分量和與上述第1方向正交而朝向上述區域側的第2分量的方向，上述第4永久磁鐵的磁化方向是具有上述第1分量和取向與上述第2分量的取向相反但大小與上述第2分量相同的反轉第2分量的方向。2.根據權利要求1所述的磁場發生器，其特徵在於，上述第3永久磁鐵和上述第4永久磁鐵是如下的永久磁鐵，即具有不存在磁性材料的非磁性材料區域，在調整該非磁性區域的大小後，利用特定強度的外部磁場將上述磁性材料充磁為飽和殘留磁通密度，從而調整表觀上的殘留磁通密度。3.根據權利要求2所述的磁場發生器，其特徵在於，上述非磁性區域大小的調整是對形成於上述永久磁鐵上的穿孔或狹縫的大小、數量、深度中的至少任一個進行的調整。4.根據權利要求2所述的磁場發生器，其特徵在於，上述非磁性區域大小的調整是在將與上述第3永久磁鐵及上述第4永久磁鐵的體積相比較呈充分小的塊狀的多個永久磁鐵與非磁性材料混合，一體化為特定形狀而形成的永久磁鐵中，對上述塊狀永久磁鐵與上述非磁性材料的調配比進行的調整。5.根據權利要求2所述的磁場發生器，其特徵在於，上述非磁性區域大小的調整是在多個永久磁鐵塊體和形狀與該永久磁鐵塊體相同的多個非磁性體塊體接合成一體而形成的永久磁鐵中，對上述永久磁鐵塊體和上述非磁性體塊體的含有比率進行的調整。6.根據權利要求1至5中任一項所述的磁場發生器，其特徵在於，上述第1永久磁鐵和上述第2永久磁鐵由呈筒狀的一個筒狀永久磁鐵一體地形成，在該筒狀永久磁鐵的空洞狀中央部分，分別配置有兩個上述第3永久磁鐵和兩個上述第4永久磁鐵，且兩個上述第3永久磁鐵及兩個上述第4永久磁鐵對於穿過上述筒狀永久磁鐵的中心並與上述基準方向平行的對稱面呈鏡面對稱，在上述第3永久磁鐵的上述對稱面側分別設置有第1內側永久磁鐵，且在該第1內側永久磁鐵的夾著所述第3永久磁鐵的相反側分別設置有第1外側永久磁鐵，在上述第4永久磁鐵的上述對稱面側分別設置有第2內側永久磁鐵，且在該第2內側永久磁鐵的夾著所述第4永久磁鐵的相反側分別設置有第2外側永久磁鐵，上述第1內側永久磁鐵的磁化方向為上述第2分量的取向，上述第1外側永久磁鐵的磁化方向為上述第2分量的反取向，上述第2內側永久磁鐵的磁化方向為上述第2分量的反取向，上述第2外側永久磁鐵的磁化方向為上述第2分量的取向。7.根據權利要求2所述的磁場發生器，其特徵在於，在上述第l永久磁鐵和上述第3永久磁鐵之間設置有第5永久磁鐵，該第5永久磁鐵的磁化方向是與上述基準方向平行或反向平行的第3分量和與上述基準方向正交而朝向上述區域側的第4分量的合成方向，並且在上述第2永久磁鐵和上述第4永久磁鐵之間設置有第6永久磁鐵，該第6永久磁鐵的磁化方向是上述第3分量和取向與上述第4分量的取向相反但大小與上述第4分量相同的反轉第4分量的合成方向。8.根據權利要求2所述的磁場發生器，其特徵在於，在上述第l永久磁鐵和上述第3永久磁鐵之間設置有磁化方向與上述第2分量平行的第5永久磁鐵，並且在上述第2永久磁鐵和上述第4永久磁鐵之間設置有磁化方向與上述反轉第2分量平行的第6永久磁鐵。9.根據權利要求7或8所述的磁場發生器，其特徵在於，上述第1永久磁鐵和上述第2永久磁鐵由呈筒狀的一個筒狀永久磁鐵一體地形成，在該筒狀永久磁鐵的空洞狀中央部分配置有上述第3永久磁鐵和上述第4永久磁鐵。10.根據權利要求7或8所述的磁場發生器，其特徵在於，上述第1永久磁鐵由對於與上述基準方向平行的對稱面呈鏡面對稱的兩個永久磁鐵構成，並且這兩個永久磁鐵分別具有方向與上述對稱面正交且朝向上述對稱面的磁化分量，上述第2永久磁鐵由對於上述對稱面呈鏡面對稱的兩個永久磁鐵構成，並且這兩個永久磁鐵分別具有方向與上述對稱面正交且朝向上述對稱面的反方向的磁化分量。11.根據權利要求9或10所述的磁場發生器，其特徵在於，上述第3永久磁鐵由對於與上述基準方向平行的對稱面呈鏡面對稱的兩個永久磁鐵構成，並且這兩個永久磁鐵分別具有方向與上述對稱面正交且朝向上述對稱面的磁化分量，上述第4永久磁鐵由對於上述對稱面呈鏡面對稱的兩個永久磁鐵構成，並且這兩個永久磁鐵分別具有方向與上述對稱面正交且朝向上述對稱面的反方向的磁化分量。12.—種核磁共振裝置，具備權利要求1至11中任一項所述的磁化發生器。全文摘要本發明的目的在於提供一種由開磁路構成的磁場發生器及具備該磁場發生器的核磁共振裝置，該磁場發生器能夠以更簡潔的結構產生均勻的磁場。本發明的磁場發生器為開磁路式磁場發生器，具備磁化方向朝向基準方向且在該基準方向上以特定間隔依次配置的第1永久磁鐵和第2永久磁鐵，以及在第1永久磁鐵和第2永久磁鐵之間，沿基準方向彼此相接或以特定間隔依次配置的第3永久磁鐵和第4永久磁鐵；第3永久磁鐵的磁化方向是具有與基準方向平行的第1分量和與第1方向正交並朝向區域側的第2分量的方向，第4永久磁鐵的磁化方向是具有第1分量和取向與第2分量的取向相反但大小與第2分量相同的反轉第2分量的方向。文檔編號A61B5/055GK101495035SQ20078002842公開日2009年7月29日申請日期2007年7月31日優先權日2006年7月31日發明者加藤博和,淺海淳一,青木雅昭,高橋則雄申請人:國立大學法人岡山大學;日立金屬株式會社