特許7041122永久磁石を用いて磁気測定結果を得るためのデバイス、システムおよび方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-14
(45)【発行日】2022-03-23
(54)【発明の名称】永久磁石を用いて磁気測定結果を得るためのデバイス、システムおよび方法
(51)【国際特許分類】
G01N 24/00 20060101AFI20220315BHJP
G01R 33/20 20060101ALI20220315BHJP
A61B 5/055 20060101ALI20220315BHJP
H01F 5/00 20060101ALI20220315BHJP
【ＦＩ】
G01N24/00 610A
G01R33/20 101
G01N24/00 610Y
A61B5/055 331
H01F5/00 C
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2019506651
(86)(22)【出願日】2017-03-26
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-09-19
(86)【国際出願番号】 IL2017050371
(87)【国際公開番号】W WO2018029666
(87)【国際公開日】2018-02-15
【審査請求日】2019-04-03
(31)【優先権主張番号】62/372,065
(32)【優先日】2016-08-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】15/402,438
(32)【優先日】2017-01-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】508135530
【氏名又は名称】アスペクト イメージング リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100120891
【弁理士】
【氏名又は名称】林 一好
(74)【代理人】
【識別番号】100165157
【弁理士】
【氏名又は名称】芝 哲央
(74)【代理人】
【識別番号】100126000
【弁理士】
【氏名又は名称】岩池 満
(72)【発明者】
【氏名】ラポポルト ウリ
(72)【発明者】
【氏名】ゴールドファーブ ヤイール
(72)【発明者】
【氏名】コーヘン ヨラム
【審査官】村田 顕一郎
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第０４９３７５４５（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２００４－１１３４５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０５６３５８８９（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開昭６２－１３９３０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０６１９１５８４（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】米国特許第０５５６５８３４（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００９／００８５７００（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開昭６１－２５２６１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００９／００７２９３９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開昭６１－２８０８５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／００６１６７０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００７／０１０８８５０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２１９８３３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】宮本 毅信ほか，永久磁石方式MRI用磁気回路の開発，日本応用磁気学会誌，日本，1989年，Vol.13, No.2，p.465-468
【文献】Tsuno et al.，Magnetic shield for stabilizing air gap fields between pole pieces of permanent magnets，JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS，1975年10月，Vol.14, No.10，p.1511-1517
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２４／００－２４／１４
Ｇ０１Ｒ ３３／２０－３３／５８
Ａ６１Ｂ ５／０５５
Ｈ０１Ｆ ５／００
Ｇ０５Ｆ ７／００
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁場デバイスであって、第１の磁石、
前記第１の磁石に隣接して配置された第１の強磁性素子、
第２の磁石、
ギャップを生み出すために前記第２の磁石に隣接して前記第１の強磁性素子に対して配置された第２の強磁性素子であって、前記第１の磁石、前記第２の磁石、および前記ギャップは、４つの角をそれぞれ有する、第２の強磁性素子、
少なくとも部分的に前記第１の強磁性素子と前記第２の強磁性素子との間で配置された４つの第３の磁石であって、それぞれの第３の磁石が、前記第１および第２の磁石の角に配置され、それぞれの第３の磁石が、少なくとも部分的に前記ギャップ内に配置される、４つの第３の磁石、および
前記第１の磁石および前記第２の磁石を少なくとも部分的に被うために、前記第１の磁石および前記第２の磁石からのある距離に配置されたシェル
を備え、前記距離は、前記ギャップ内に位置する測定体積中の所望の磁場強度に基づき、前記測定体積は、前記第１の強磁性素子と、前記第２の強磁性素子と、前記４つの第３の磁石と、によって定められ、前記シェルの厚さは、前記距離に対応する、
磁場デバイス。
【請求項2】
前記シェルは、前記第１の強磁性素子および前記第２の強磁性素子を少なくとも部分的に被う、請求項１に記載の磁場デバイス。
【請求項3】
前記第１の磁石の周囲に隣接して配置された少なくとも１つの第４の磁石と、前記第２の磁石の周囲に隣接して配置された少なくとも１つの第５の磁石と、をさらに備える、請求項１に記載の磁場デバイス。
【請求項4】
前記少なくとも１つの第４の磁石は、第１の方向に実質的に垂直である第４の磁場を発生させ、前記第４の磁場を前記測定体積中に向けるように、構成され、
前記少なくとも１つの第５の磁石は、第１の方向に実質的に垂直である第５の磁場を発生させ、前記第５の磁場を前記測定体積中に向けるように、構成される、請求項３に記載の磁場デバイス。
【請求項5】
前記シェルの前記厚さは、前記距離に逆比例する、請求項１に記載の磁場デバイス。
【請求項6】
前記シェルの前記厚さは、所定の閾値を超えた前記距離に基づく、請求項１に記載の磁場デバイス。
【請求項7】
前記距離は、前記第１の磁石、前記第２の磁石、および前記４つの第３の磁石のいずれか、のうちの少なくとも１つの重量にも基づく、請求項１に記載の磁場デバイス。
【請求項8】
前記第１の磁石、前記第２の磁石および前記４つの第３の磁石のそれぞれは、永久磁石と、超伝導磁石と、抵抗磁石と、のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の磁場デバイス。
【請求項9】
前記第１の磁石、前記第２の磁石、前記４つの第３の磁石のそれぞれ、および前記シェルは、前記所望の磁場強度と、前記測定体積中で画像化される対象のタイプと、のうちの少なくとも１つに基づく寸法を有する、請求項１に記載の磁場デバイス。
【請求項10】
前記シェルは、金属合金を備える、請求項１に記載の磁場デバイス。
【請求項11】
前記距離は、５０ミリメートルである、請求項１に記載の磁場デバイス。
【請求項12】
磁場デバイスの磁場を測定体積中へ向ける方法であって、請求項１に記載の磁場デバイスを提供するステップと、
前記第１の磁石を用いて、第１の磁場強度をもつ第１の磁場を第１の方向に発生させるステップと、
前記第１の強磁性素子を用いて、前記第１の磁場を前記測定体積中へ分布させるステップと、
前記第２の磁石を用いて、第２の磁場強度をもつ第２の磁場を第１の方向に発生させるステップと、
前記第２の強磁性素子を用いて、実質的に一様な磁場を生成するように前記第２の磁場を前記測定体積中へ分布させるステップと、
４つの前記第３の磁石を用いて、それぞれが第３の磁場強度をもつ対応する第３の磁場を発生させ、前記第３の磁場のそれぞれを、第２の方向へ向けることによって、前記測定体積中の磁場の強度を増加させるステップであって、前記第２の方向が前記第１の方向に平行で前記第１の方向とは実質的に反対である、前記ステップと、
を含む方法。
【請求項13】
前記磁場デバイスは、第４の磁場を発生させるように構成された第４の磁石をさらに備え、
前記方法は、前記第４の磁石を用いて、第４の磁場強度をもつ前記第４の磁場を発生させ、前記測定体積中への前記第４の磁場を第３の方向に向ける、ステップをさらに含み、前記第３の方向が前記第１の方向に垂直である、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
対象を前記測定体積内に配置するステップと、前記対象に対して磁場解析を行うステップと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
一般に、本発明は、磁気デバイスに関する。より詳しくは、本発明は、磁気測定結果を得るためのデバイス、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電磁ベースの機器を物質の特性の測定のために用い、および／またはその組成を同定するために用いることができる。例えば、物質（例えば、分子）について物理、化学および／または構造情報を得るために磁気共鳴分光を行うことが可能な電磁ベースの機器を用いることができる。典型的に、磁気共鳴分光を行い、例えば、対象／被験体の高品質の測定結果（例えば、高解像度画像および／または画像コントラスト）を提供するために、測定のゾーン（例えば、測定される対象が配置される区域）内の磁場が実質的に安定および／または一様なことが望ましいことがありうる。他の用途（例えば、磁気共鳴画像化（ＭＲＩ：ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ））も、高く、安定な、および／または一様な磁場強度を必要としうる。
【0003】
測定に磁場を用いるいくつかのシステムは、磁場を生み出すために、コイルへの電流の印加を伴う磁気コイルを含むことができ、一方で他のシステムは、磁場を生み出すために、典型的に電流の印加を必要としない永久磁石を利用できる。
【0004】
永久磁石（単数または複数）を用いて磁気共鳴分光および／または磁気画像化のために十分な（例えば、実質的に安定および／または一様な）磁場を測定ゾーン中に生み出す際の１つの困難さは、永久磁石（単数または複数）によって生成される磁場が不均一であり、従って、典型的に、測定のゾーン内に不均一な磁場を生じかねないことである。
【0005】
永久磁石を用いて測定のゾーン内に均一および／または安定な磁場を生み出すためのいくつかの現在の解決策は、画像化デバイスに追加の素子を（例えば、コイル）を加えるおよび／または永久磁石のサイズを増加させることである。現在の解決策に伴う１つの困難さは、磁気測定デバイス中の素子数が増加し、および／または永久磁石のサイズが増加するにつれて、デバイスの重量、サイズおよび／またはコストが増加しかねないことである。
【0006】
現在の解決策での別の困難さは、重い磁気測定デバイスが可動性の欠乏をもたらしかねないことである。例えば、病院環境における磁気測定デバイス（例えば、磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）デバイス）については、重いおよび／または大きいデバイスは、病院職員がＭＲＩを移動させるのを妨げかねない。動かすのが困難なことがありうる患者（例えば、複数の生命維持および／またはモニタ設備につながれた患者）を画像化するときには、このことがさらなる困難さをもたらしかねない。
【0007】
別の例において、工業環境における磁気測定デバイス（例えば、オイル生産施設中で流体および／または掘削泥の特性を測定する核磁気測定（ＮＭＲ）デバイス）については、重いおよび／または大きいデバイスは、職員がプロセス中に様々な位置で流体／泥を測定するのを妨げかねない。
【0008】
それゆえに、十分な均一性および／また安定性を有し、および／または磁気測定システムの全重量を低減する、所望の磁場強度を達成することが望ましいことがありうる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0009】
それゆえに、本発明のいくつかの実施形態に従って、磁場デバイスが提供され、本磁場デバイスは、第１の磁石、第１の磁石に隣接して配置された第１の強磁性素子、第２の磁石、第１の強磁性素子と第２の強磁性素子との間にギャップを生み出すために第２の磁石に隣接して第１の強磁性素子に対して配置された第２の強磁性素子、および第１の強磁性素子と第２の強磁性素子との間でギャップ内に配置された第３の磁石を含む。
【0010】
いくつかの実施形態において、第３の磁石は、第１の強磁性素子の第１の表面に面する第１の表面、および第２の強磁性素子の第１の表面に面する第２の表面を有する。いくつかの実施形態において、第３の磁石の第１の表面は、第１の強磁性素子の第１の表面と境を接し、第３の磁石の第２の表面は、第１の強磁性素子の第１の表面と境を接する。いくつかの実施形態において、第３の磁石は、第３の磁石が第１の位置と第２の位置との間で並進することを許容する寸法を有し、第１の位置は、第１の強磁性素子の第１の表面であり、第２の位置は、第２の強磁性素子の第１の表面である。
【0011】
いくつかの実施形態において、磁場デバイスは、第１の強磁性素子と第２の強磁性素子との間でギャップ内に配置された第４の磁石をさらに含む。いくつかの実施形態において、第４の磁石は、第１の強磁性素子の第１の表面に面する第１の表面、および第２の強磁性素子の第１の表面に面する第２の表面を有する。いくつかの実施形態において、第４の磁石は、第４の磁石が第１の位置と第２の位置との間で並進することを許容する寸法を有し、第１の位置は、第１の強磁性素子の第１の表面であり、第２の位置は、第２の強磁性素子の第１の表面である。
【0012】
いくつかの実施形態において、第１の磁石、第２の磁石および第３の磁石は、永久磁石、超伝導磁石、または抵抗磁石である。いくつかの実施形態において、第１の磁石、第２の磁石および第３の磁石は、所望の磁場強度、画像化される対象のタイプ、またはそれらの任意の組み合わせに基づく寸法を有する。いくつかの実施形態において、第１の磁石、第２の磁石および第３の磁石は、１０および１１００ミリメートルの間の長さ、１０および３００ミリメートルの間の幅、および４５および２００ミリメートルの間の高さを有する。
【0013】
いくつかの実施形態において、ギャップは、画像化される対象のタイプに基づく寸法を有する。いくつかの実施形態において、ギャップは、１９０ミリメートルの直径を有する。いくつかの実施形態において、磁場デバイスは、第１の磁石に結合された少なくとも１つの第５の磁石をさらに含む。
【0014】
いくつかの実施形態において、第３の磁石は、磁場デバイスに対して周辺的な磁場の減少をもたらすように配置される。いくつかの実施形態において、磁場デバイスの第１の軸が第１の強磁性素子から第２の強磁性素子へ通過するとして定義され、第１の磁石および第２の磁石は、第１の軸に沿う磁化方向をもつ磁場をもたらすように配置され、第３の磁石は、第１の軸に沿う磁化方向をもつ磁場をもたらすように配置される。
【0015】
いくつかの実施形態において、第３の磁石の磁化方向は、第１の磁石の磁化方向の反対である。いくつかの実施形態では、磁場デバイスが外部シェル内に配置され、外部シェルは、金属合金を含む。いくつかの実施形態では、第１および第２の磁石のうちの少なくとも１つが所定の磁場強度をもつ磁場を放射し、第３の磁石が所定の磁場強度をもつ磁場を放射して、第１および第２の磁石のうちの少なくとも１つの磁場の強度は、第３の磁石の磁場の強度より実質的に大きい。いくつかの実施形態では、磁場デバイスの動作の間に生成される全磁場がギャップ内で実質的に均一かつ一様である。
【0016】
それゆえに、本発明のいくつかの実施形態に従って、磁場を測定体積中へ向ける方法が提供され、本方法は、第１の磁場強度をもつ第１の磁場を第１の方向に発生させるステップと、実質的に一様な磁束を生み出すために第１の磁場を測定体積中へ分布させるステップと、第２の磁場強度をもつ第２の磁場を第２の方向に向けることによって測定体積中への全磁束を増加させるステップであって、第２の方向が第１の方向に平行であるステップとを含む。
【0017】
いくつかの実施形態において、本方法は、測定体積中への第３の磁場を第３の方向に向けるステップをさらに含み、第３の方向は、第１の方向に垂直である。いくつかの実施形態において、本方法は、対象を測定体積内に配置するステップと、対象に対して磁場解析を行うステップとをさらに含む。
【0018】
いくつかの実施形態において、第１の磁場強度、および第２の磁場強度のうちの少なくとも１つは、０．５および１．５テスラの間にある。いくつかの実施形態において、第１の磁場強度および第１の方向、ならびに第２の磁場強度および第２の方向は、測定体積のサイズ、測定される対象のタイプ、またはそれらの任意の組み合わせに基づく。いくつかの実施形態において、測定体積中の全磁束は、実質的に均一な場である。
【0019】
それゆえに、本発明のいくつかの実施形態に従って、第１の磁石、第１の磁石に隣接して配置された第１の強磁性素子、第２の磁石、第１の強磁性素子と第２の強磁性素子との間にギャップを生み出すために第２の磁石に隣接して第１の強磁性素子に対して配置された第２の強磁性素子、第１の強磁性素子と第２の強磁性素子との間でギャップ内に配置された第３の磁石、および、少なくとも第１の磁石および第２の磁石を被うために第１の磁石および第２の磁石からの所定の距離に配置されたシェルを含み、所定の距離が所望の磁場強度に基づき、シェルの厚さが所定の距離に対応する、磁場デバイスが提供される。
【0020】
それゆえに、本発明のいくつかの実施形態に従って、磁場を測定体積中へ向ける方法が提供され、本方法は、第１の磁場強度をもつ第１の磁場を第１の方向に発生させるステップと、実質的に一様な磁束を生み出すために第１の磁場を測定体積中へ分布させるステップと、第２の磁場強度をもつ第２の磁場を第２の方向に向けることによって測定体積中への全磁束を増加させるステップであって、第２の方向が第１の方向に平行であるステップと、シェルを配置するための、第１の磁場強度および第２の磁場強度を発生させることができる測定体積からの距離を測定体積のサイズに基づいて決定するステップであって、測定体積からのその距離にシェルを配置するステップがシェルの外側の磁場を実質的になくすステップとを備える。
【0021】
本発明と見なされる主題が本明細書の結論部分において特に指摘され、明確に請求される。本発明は、しかしながら、動作の構成および方法のいずれについても、以下の詳細な記載が添付図面とともに読まれたときにその記載への参照により、それらの目的、特徴、および利点と併せて理解されることができる。
【0022】
当然のことながら、説明を簡潔かつ明確にするために、図に示される要素は、必ずしも一定の縮尺では描かれていない。例えば、明確にするために、いくつかの要素の寸法が他の要素と比較して誇張されることがありうる。さらに、適切と考えられるところでは、対応するまたは類似する要素を示すために複数の図の間で参照数字が繰り返されることがありうる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1A】本発明の実例となる実施形態による、磁場デバイスの斜視断面図を概略的に示す。
【図2A】本発明の実例となる実施形態による、磁場デバイスの前断面図を概略的に示す。
【図2B】本発明の実例となる実施形態による、追加の磁石をもつ、磁場デバイスの前断面図を概略的に示す。
【図3】本発明の実例となる実施形態による、磁場を測定体積中へ向ける方法に関するフローチャートを示す。
【図4A】本発明の実例となる実施形態による、様々な磁場デバイスの上断面図を概略的に示す。
【図4B】本発明の実例となる実施形態による、様々な磁場デバイスの上断面図を概略的に示す。
【図4C】本発明の実例となる実施形態による、様々な磁場デバイスの上断面図を概略的に示す。
【図4D】本発明の実例となる実施形態による、様々な磁場デバイスの上断面図を概略的に示す。
【図4E】本発明の実例となる実施形態による、様々な磁場デバイスの上断面図を概略的に示す。
【図4F】本発明の実例となる実施形態による、様々な磁場デバイスの上断面図を概略的に示す。
【図4G】本発明の実例となる実施形態による、様々な磁場デバイスの上断面図を概略的に示す。本発明の実例となる実施形態による、様々な磁場デバイスの上断面図を概略的に示す。
【図4H】本発明の実例となる実施形態による、様々な磁場デバイスの上断面図を概略的に示す。
【図5A】本発明の実例となる実施形態による、磁場デバイスの前断面図を概略的に示す。
【図5B】本発明の実例となる実施形態による、磁場デバイスの前断面図を概略的に示す。
【図6】本発明の実例となる実施形態による、頭部磁場デバイスの前断面図を概略的に示す。
【図7】本発明の実例となる実施形態による、磁石からシェルへの距離の関数としてのフリンジ磁場のグラフを示す。
【図8】本発明の実例となる実施形態による、磁場を測定体積中へ向ける方法に関するフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下の詳細な記載では、本発明の十分な理解を与えるために多くの具体的な詳細が提示される。しかしながら、これらの具体的な詳細なしに本発明を実施できることを当業者は理解するであろう。他の事例では、本発明を曖昧にしないために、よく知られている方法、手順、および構成部品が詳細には記載されなかった。
【0025】
図１Ａは、本発明の実例となる実施形態による、磁場デバイス１００の断面斜視図を概略的に示す。磁場デバイス１００は、外部シェル１１１、第１の磁石１０１（例えば、第１の永久磁石）、第１の強磁性素子１０２（例えば、第１のポールピース）、および第２の磁石１２１（例えば、第２の永久磁石）ならびに第２の強磁性素子１２２（例えば、第２のポールピース）を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の磁石１０１および第１の強磁性素子１０２ならびに／または第２の磁石１２１および第２の強磁性素子１２２を単一のユニットとして（例えば、組立品として）一緒にまとめることができる。
【0026】
第１の強磁性素子１０２を第１の磁石１０１へ結合させるか、および／またはそれに隣接して配置できる。第２の強磁性素子１２２を第２の磁石１２１へ結合させるか、および／またはそれに隣接して配置できる。いくつかの実施形態において、磁場デバイス１００は、第１の強磁性素子１０２と第２の強磁性素子１２２との間に配置された、第３の磁石１３０を含むことができる。
【0027】
第１および第２の強磁性素子１０２、１２２を磁場デバイス１００のギャップ１５０（例えば、測定のゾーン）に対して近位にできるように、第１および第２の強磁性素子１０２、１２２を対応する第１および第２の磁石１０１、１２１へ結合させ、それらに隣接して配置できる。第１の磁石１０１および第２の磁石１２１を磁場デバイス１００のギャップ１５０に対して遠位にできる。第１の磁石１０１の磁化方向を、第２の軸（図１Ａでは「Ｙ」と示される）に沿って、第２の磁石１２１の磁化方向に平行にでき、第１および第２の強磁性素子１０２、１２２は、向かい合うことができて、それらの間にギャップ１５０が生み出される。
【0028】
様々な実施形態において、ギャップ１５０の寸法（それゆえに、素子１０２、１２２、１０１、１２１のその上の配置）は、測定される被験体／対象に依存しうる。例えば、測定される被験体が成人の頭部であれば、ギャップ１５０は、成人の頭部を楽に収める寸法を有することができる。別の例において、測定される被験体がマウスであれば、ギャップ１５０は、マウスを収めることができる。他の対象／被験体を測定できること、およびこれらは例であることが当業者には明らかである。
【0029】
図１Ｂは、本発明の実例となる実施形態による、図１Ａのデバイスへの追加の磁石を有する、磁場デバイス２００の断面斜視図を概略的に示す。磁場デバイス２００は、外部シェル２１１、第１の磁石２０１、第１の強磁性素子２０２（例えば、第１のポールピース）、第２の磁石２２１、第３の磁石２３０、第４の磁石２４０、第１の強磁性素子２０２、および第２の強磁性素子２２２（例えば、第２のポールピース）を含むことができる。第１の強磁性素子２０２を第１の磁石２０１へ結合させるか、および／またはそれに隣接して配置できる。第２の強磁性素子２２２を第２の磁石２２１へ結合させるか、および／またはそれに隣接して配置できる。
【0030】
いくつかの実施形態において、磁場デバイス２００は、図１Ａにおける磁石１０３、１２３または図１Ｂにおける磁石２０３、２２３のような追加の磁石を含むことができる。いくつかの実施形態では、図１Ａにおける磁石１０３、１２３が存在しない。
【0031】
第１および第２の強磁性素子２０２、２２２を磁場デバイス２００のギャップ２５０（例えば、測定のゾーン）に対して近位にできるように、第１および第２の強磁性素子２０２、２２２をその対応する第１および第２の磁石２０１、２２１へ結合させ、それらに隣接して配置できる。第１の磁石２０１および第２の磁石２２１を磁場デバイス２００のギャップ２５０に対して遠位にできる。第１の磁石２０１の磁化方向を、第２の軸（図１Ｂでは「Ｙ」と示される）に沿って、第２の磁石２２１の磁化方向に平行にでき、第１および第２の強磁性素子２０２、２２２は、向かい合うことができて、それらの間にギャップ２５０が生み出される。
【0032】
第３の磁石２３０を第１の強磁性素子２０２および第２の強磁性素子２２２へ結合させることができて、それらの間に配置できる。
【0033】
第３の磁石２３０は、第１の強磁性素子２０２の第１の表面２０４に面する第１の表面２３１および第２の強磁性素子２２２の第１の表面２２４に面する第２の表面２３２を有することができる。第３の磁石２３０の第１の表面２３１は、第１の強磁性素子２０２の第１の表面２０４と境を接することができ、第３の磁石２３０の第２の表面２３２は、第１の強磁性素子２２０の第１の表面２２４と境を接することができる。いくつかの実施形態において、第３の磁石２３０は、第３の磁石２３０が第１の位置と第２の位置との間で並進することを許容する寸法を有することができ、第１の位置は、第１の強磁性素子２０２の第１の表面２０４であり、第２の位置は、第２の強磁性素子２２２の第１の表面２２４である。
【0034】
第４の磁石２４０を第１の強磁性素子２０２と第２の強磁性素子２２２との間でギャップ２５０内に配置できる。第４の磁石２４０は、第１の強磁性素子２０２の第１の表面２０４に面する第１の表面２４１および第２の強磁性素子２２２の第１の表面２２４に面する第２の表面２４２を有することができる。第４の磁石２４０は、第４の磁石２４０が第１の位置と第２の位置との間で並進することを許容する寸法を有することができ、第１の位置は、第１の強磁性素子２０２の第１の表面２０４であり、第２の位置は、第２の強磁性素子２２２の第１の表面２２４である。
【0035】
当業者には明らかなように、磁気勾配を与えるためにギャップ中に（電流の印加によって磁場を生み出す）磁気勾配コイルを利用できるが、本発明のある実施形態は、磁気勾配コイルが必要ない永久磁石を用いる。
【0036】
いくつかの実施形態において、第１の磁石２０１、第２の磁石２２１および第３の磁石２３０は、永久磁石および／または超伝導磁石および／または抵抗磁石である。第１の磁石２０１、第２の磁石２２１および第３の磁石２３０は、所望の磁場強度、画像化される対象のタイプ、またはそれらの任意の組み合わせに基づく寸法を有することができる。
【0037】
いくつかの実施形態において、第１の磁石２０１、第２の磁石２２１および第３の磁石２３０のうちの少なくとも１つは、１０および１１００ミリメートルの間の長さ、１０および３００ミリメートルの間の幅、および４５および２００ミリメートルの間の高さを有する。
【0038】
磁場デバイス２００の各々の磁石が磁化の方向を有し、磁場を生み出す。図１Ｂにおける破線矢印は、矢印がその上に表示された特定の磁石の磁化の方向を示す。
【0039】
第１の磁石２０１および第２の磁石２２１は、第１の軸（図１Ｂでは「Ｙ」と示される）、例えば、磁場デバイス２００の横軸に沿う同じ磁化方向を有することができる。
【0040】
第３の磁石２３０の磁化方向を、例として、第１の軸（図１Ｂでは「Ｙ」と示される）に沿って、第１および第２の磁石２０１、２２１の磁化方向とは反対にすることができる。
【0041】
いくつかの実施形態において、第１の強磁性素子２０２および第２の強磁性素子２２２は、対応する第１の磁石２０１および第２の磁石２２１によって生成された磁場を広げて方向づけることができ、および／または磁場デバイス２００の外側からのノイズを低減できる。
【0042】
【0043】
いくつかの実施形態において、磁場デバイス２００は、追加の磁石を含むことができる。例えば、図２Ｂを参照すると、磁場デバイス２００は、第５の磁石２０３、および第６の磁石２２３を含むことができる。いくつかの実施形態において、第５の磁石２０３および第６の磁石２２３のうちの少なくとも１つは、永久磁石である。
【0044】
いくつかの実施形態において、磁場デバイス２００は、追加の磁石２０３、２２３を含むことができ、一方では第３の磁石２３０を第１および第２の強磁性素子２０２、２２２へ結合させることができる。
【0045】
様々な実施形態では、第５および第６の磁石２０３、２２３を、それぞれ、第１および第２の磁石２０１、２２１の周りに配置し、例として、第６の磁石２２３を第２の磁石２２１の周りに配置できる。
【0046】
第５および第６の磁石２０３、２２３は、第１の軸に垂直な第２の軸（図２Ｂでは「Ｘ」と示される）、例えば、磁場デバイス２００の縦軸に沿って、第１の磁石２０１の磁化方向に垂直な磁化方向を有することができる。いくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの第５の磁石２０３の磁化方向は、第１の磁石２０１から遠ざかることができ、少なくとも１つの第６の磁石２２３の磁化方向は、第２の磁石２２１へ向かうことができる。
【0047】
当業者には明らかなように、磁場デバイス２００に追加の磁石を含めることができる。例えば、いくつかの実施形態では、追加の第３の磁石、第５の磁石および／または第１の磁石を用いることができる。
【0048】
いくつかの実施形態では、外部シェル２１１が金属合金を含むことができて、磁場デバイス２００の磁石によって生み出された磁場を外部シェル２１１内に閉じ込めること（または実質的に閉じ込めること）を可能にできる。このようにして、外部シェル２１１の外側の磁場の存在をゼロおよび／またはごくわずかにできる。例えば、磁場の影響を受けやすいデバイス（例えば、携帯電話、ペースメーカなど）が外部シェル２１１に隣接してデバイス２００の外側に配置された場合、その位置における磁場がこのデバイスに対して有しうる影響は無視できる。いくつかの実施形態において、ギャップ２５０へのアクセスを提供するために外部シェル１１１も開口を有することができる。
【0049】
様々な実施形態では、第３の磁石２３０および／または第４の磁石２４０が中空構造を有し、第１および第２の強磁性素子２０２、２２２の間でギャップ２５０を取り囲むことができる。様々な実施形態では、第３の磁石２３０および／または第４の磁石２４０を様々な形状およびサイズで、例として、形状およびサイズが様々な円筒形または三角形で設けることができる。
【0050】
磁場デバイス２００が磁気共鳴画像化（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｉｍａｇｉｎｇ）に利用されるケースでは、高周波（ＲＦ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）発生器またはフィールドセンサのような追加の電磁素子を含めることができる。例えば、追加の電磁素子、例として、磁気共鳴デバイス中のＲＦ発生器からの放射漏れを防ぐために、第１および第２の強磁性素子２０２、２２２の間でギャップ２５０を取り囲むように第３の磁石２３０を構成できる。例えば、第３の磁石２３０の外側の追加の電磁素子からの放射漏れを防ぐために、第３の磁石２３０をギャップ２５０を取り囲む中空立方体または中空円筒の形状にすることができる。
【0051】
第３の磁石２３０は、磁場デバイス２００のために、測定の区域における全体的な磁場を均一および／または一様な磁場にすることに寄与できる。第３の磁石２３０は、例えば、第３の磁石２３０がギャップ内の全体的な磁場強度に寄与することに起因して、第１および／または第２の磁石２０１、２２１ならびに／または第５および／または第６の磁石２０３、２２３のサイズ、重量、および／または磁場強度の低減を可能にできる。第１および／または第２の磁石２０１、２２１ならびに／または第５および／または第６の磁石２０３、２２３のサイズの縮小は、例えば、第３の磁石２３０を含まない磁場デバイスと比較して、実質的に同じ場の強度をもつ磁場デバイスがより低い重量を有することを可能にできる。
【0052】
いくつかの実施形態において、磁場デバイス２００は、２つの第５の磁石２０３を含み、２つの第６の磁石２２３も含む。これらの実施形態では、例えば、第３の磁石２３０に起因して磁石のサイズを縮小する能力は、磁場デバイスのさらなる重量低減さえ提供できる。
【0053】
いくつかの実施形態では、第１および第２の磁石２０１、２２１のうちの少なくとも１つが所定の磁場強度をもつ磁場を放射し、第３の磁石２３０が所定の磁場強度をもつ磁場を放射できて、第１および第２の磁石２０１、２２１のうちの少なくとも１つの磁場の強度を第３の磁石２３０の磁場の強度より実質的に大きくできる。
【0054】
いくつかの実施形態によれば、外部シェル２１１は、磁場デバイス２００の重量の大部分を構成しうる。第３の磁石２３０の追加は、均一かつ一様な磁場を提供するだけでなく他の構成部品の重量を低減できるので、重量を低減した外部シェルを利用することが可能でありうる。いくつかの実施形態では、磁場デバイス２００の全重量について、例えば、第３の磁石を有さないデバイスと比較して少なくとも２０パーセントの低減を生み出すことができる。いくつかの実施形態では、磁場強度について、例えば、第３の磁石を有さないが磁場デバイス２００と実質的に同じ全重量を有するデバイスと比較して、少なくとも３０パーセントの増加を生み出すことができる。第３の磁石２３０は、より強い磁場および／またはより低い全磁石重量を得ることを可能にできる。
【0055】
いくつかの実施形態では、ギャップの中心からのフリンジ場の区域を縮小できて、例えば、約１ガウスの場の制限（時には１Ｇラインと呼ばれる）に対してこの区域を実質的に１００ミリメートルに縮小できる。それゆえに、フリンジ場の低減は、外部シェル２１１の寸法を、例えば、実質的に８６０×１０３２ミリメートルから実質的に７８６×８９４ミリメートルへ縮小されることができる。外部シェル２１１の縮小は、適宜に、磁場デバイス２００の全重量の低減をもたらすことができる。
【0056】
磁場デバイスの総重量を低減できて、例えば、磁場強度と第１および第２の磁石ならびに少なくとも１つの第３の磁石の少なくとも組み合わせの全重量との比については、１０％を超える増加である。いくつかの実施形態では、第３の磁石によってもたらされる磁場の増加を対応する第１および第２の磁石の拡大（第３の磁石はない）によって達成できる増加より大きくできる。このことは、第３の永久磁石のアラインメントに起因し、かつ、磁石の追加が重量の低減をもたらすことができるような重量節約のスケーラビリティにも起因する。
【0057】
いくつかの実施形態では、外部シェル２１１は、外部シェルのフリンジ重量における低減に起因し、および／またはフリンジ場の低減に起因して、市販の磁気共鳴デバイスと比較してより小さい表面積を有することもできる。かかる低減が生じうる理由は、第３の磁石２３０の追加が、第１および第２の強磁性素子２０２、２２２の間で、ギャップ２５０中の磁場を増加させることができ、それゆえに、磁場デバイス２００のフリンジ場を低減できて、その結果、外部シェル２１１が、例えば、市販の磁気共鳴デバイスと比較して、同じ大重量および大表面積である必要がもはやないためである。
【0058】
いくつかの実施形態では、磁場をギャップ中にさらに閉じ込めて操作するために、例えば、鉄を含んだ追加の材料を磁場デバイス２００に加えることができる。いくつかの実施形態では、例えば、鉄および／またはチタンを含んだ追加の材料を少なくとも１つの磁石２０１に隣接して、および／または少なくとも１つの強磁性素子２０２に隣接して加えることができる。
【0059】
外部フリンジ場をもたらす高磁束密度の領域は、例えば、図４Ａに破線で示される、磁石の接続部に隣接して生じうることが認識されよう。いくつかの実施形態では、磁束を低減するために、通常、鉄を含んだ外部シェル（または被い）が磁気共鳴デバイスを取り囲む。
【0060】
いくつかの実施形態において、第３の磁石２３０は、磁束の少なくとも一部分がギャップ（例えば、磁場が向けられた区域）を出るのを防ぐことができる。強い磁場を提供し、一方では低減されたデバイス重量を提供するために磁場デバイス２００を利用することができ、例えば、磁気共鳴画像化（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｉｍａｇｉｎｇ）のため、または強い磁場が必須となりうる他のデバイスのためにこのデバイスを利用できる。第３の磁石の追加は、例えば、フリンジ場を低減するように、例えば、図４Ａに破線で示される領域における磁束に抗しうることが認識されよう。
【0061】
いくつかの実施形態によれば、２つの磁石を含み、そのいずれもが第３の磁石を含まない既存の磁場システムを、例えば、ギャップ内の磁場を増加させ、および／またはフリンジ場を低減するために２つの磁石の間に少なくとも１つの第３の磁石を挿入することで修正できる。例えば、３つのシステムの間の比較：第３の磁石のない第１のシステム「Ａ」、少なくとも１つの第３の磁石が設けられた第２のシステム「Ｂ」、および少なくとも１つの第３の磁石を追加することで修正された第３のシステム「Ｃ」。この例では、第１のシステム「Ａ」との重量比較において、第２のシステム「Ｂ」は、約５．５％低減された重量を有することができ、一方で第３のシステム「Ｃ」は、約６．５％の重量増加を有しうる。この例では、第１のシステム「Ａ」とのギャップ中の場の強度の比較において、第２のシステム「Ｂ」は、約１５％の増加を有することができ、第３のシステム「Ｃ」は、約１３％の増加を有しうる。この例では、第１のシステム「Ａ」とのフリンジ場低減の比較において、第２のシステム「Ｂ」は、約５５％の減少を有することができ、第３のシステム「Ｃ」は、約１６％の減少を有しうる。それゆえに、第３の磁石の正しい配置において、新しいシステムならびに修正できる既存のシステムに様々な利点を提供できる。先に与えられた例が説明を目的とした例示的な重量低減値を与え、他の比較重量の構成が本発明の範囲内にあることが当業者には明らかである。
【0062】
次に、本発明のいくつかの実施形態による、磁場を測定体積中へ向ける方法に関するフローチャートを示す、図３が参照される。
【0063】
本方法は、第１の磁場強度をもつ第１の磁場を第１の方向に発生させるステップを含む（ステップ３０１）。例えば、図１Ｂに先に記載されたような第１および第２の磁石２０１および２２１は、第１の方向に第１の磁場強度を有する第１の磁場を向けることができる。
【0064】
本方法は、実質的に一様な磁束を生み出すために第１の磁場を測定体積中へ分布させるステップをさらに含むことができる。（ステップ３０２）。例えば、図１Ｂに先に記載されたような、第１の強磁性素子２０２および／または第２の強磁性素子２２２は、第１の磁場を測定体積中へ分布させることができる。
【0065】
本方法は、第２の磁場強度をもつ第２の磁場を第２の方向に向けることによって測定体積中への全磁束を増加させるステップをさらに含むことができて、第２の方向は、第１の方向に平行である（ステップ３０３）。例えば、図１に先に記載されたような第３の磁石２３０は、第２の方向に第２の磁場強度を有する第２の磁場を向けることができる。いくつかの実施形態において、本方法は、第３の磁場強度を有する第３の磁場を第３の方向に向けるステップを含み、第３の方向は、第１の方向に垂直である。例えば、図２に先に記載されたような第５の磁石２０３および／または第６の磁石２２３は、第３の方向に第３の磁場強度を有する第３の磁場を向けることができる。
【0066】
いくつかの実施形態において、本方法は、対象を測定体積内に配置するステップと、対象に対して（例えば、ＮＭＲデバイスおよび／またはＭＲＩデバイス内の磁性デバイス２００を用いることによって）磁場解析を行うステップとを含む。
【0067】
いくつかの実施形態において、第１、第２および第３の磁場は、所望の磁場強度が達成されるように向けられる。所望の磁場強度は、測定を行う特定のデバイスおよび／または測定される対象に基づくことができる。例えば、所望の磁場強度は、ヒト生体組織の磁気共鳴画像化では０．５～１．５Ｔの間とすることができる。当業者には明らかなように、示された所望の磁場強度は、例示を目的とするに過ぎず、所望の磁場強度は、被験体／磁場の用途に基づいて変化しうる。
【0068】
いくつかの実施形態において、第１の磁場強度および第１の方向、ならびに第２の磁場強度および第２の方向は、測定体積のサイズおよび／または測定される対象のタイプ、および／またはそれらの任意の組み合わせに基づく。いくつかの実施形態において、測定体積中の全磁束を実質的に均一な場とすることができる。
【0069】
次に、本発明のいくつかの実施形態による、磁場デバイス（例えば、磁場デバイス２００）の磁性部品のためのいくつかの例示的な構成の上断面図を概略的に示す、図４Ａ～４Ｈが参照される。図４Ａは、第１の典型的な構成を概略的に示し、この構成では（図１～２に示されるような、第３の磁石２３０と同様の）少なくとも１つの第３の磁石４３０を（図１～２に示されるような、第１の磁石２０１と同様の）第１の磁石４０１に隣接して、例えば、垂直に配置できる。（図１～２に示されるような、ギャップ２５０と同様の）ギャップ４５０を少なくとも部分的に取り囲むおよび／または被うためにかかる配置を利用できる。いくつかの実施形態では、複数の第３の磁石４３０を利用できて、各第２の磁石４３０（例えば、主磁石）は、異なるサイズおよび／または形状を有することができる。いくつかの実施形態では、第３の磁石とそれらが物理的に接触しないように第５および第６の磁石を配置できる。
【0070】
図４Ｂは、第１の例示的な構成を概略的に示し、この構成では少なくとも１つの第１の中間磁石４３２（例えば、主磁石）を２つの隣接した第３の磁石４３０の間に配置できる。図４Ｃは、第１の例示的な構成を概略的に示し、この構成では少なくとも１つの第２の中間磁石４３４（例えば、主磁石）を隣接した第３の磁石４３０と第１の中間磁石４３２との間に配置できる。いくつかの実施形態において、第１の中間磁石４３２および／または第２の中間磁石４３４のうちの少なくとも１つを永久磁石とすることができる。
【0071】
いくつかの実施形態によれば、例えば、その中の素子を調節するために、例えば、システムの対称性に起因して、４つの可能な方向のいずれか１つから対象（または被験体）をギャップ（または測定領域）へ導入することができる。いくつかの実施形態では、カメラ、空気調節および／または他の設備をギャップに隣接するように導入するためのアクセスも提供できる。
【0072】
図４Ｄは、第１の例示的な構成を概略的に示し、この構成では少なくとも１つの第１の中間磁石４４２を２つの隣接した第３の磁石４４０の間に配置できて、少なくとも１つの第２の中間磁石４４４を２つの隣接した第３の磁石４４０の間に配置できる。少なくとも１つの第１の中間磁石４４２および少なくとも１つの第２の中間磁石４４４の異なるサイズおよび／または形状は、ギャップ４５０内の所望の磁束を許容するために、単一の大きい磁石の代わりに、例えば、異なる形状のより小さい磁石を特定の位置に設ける磁石の差別化を可能にできる。第３の磁石の中心を通る軸の周りの形状対称性が、例えば、磁場シミングのため、および／またはギャップへのアクセスを許容する開口を生み出すために破られるケースでは、所定の磁場を維持するために他の素子（例えば、永久磁石）を修正することができる。いくつかの実施形態では、例えば、磁石の形状の対称性の破れは、外部シェルの修正も必要としうる。
【0073】
図４Ｅは、第１の例示的な構成を概略的に示し、この構成ではギャップ４５０内の所望の磁束を許容するために所定の磁場強度に基づいて少なくとも１つの第１の中間磁石４４２を、第１の磁石４０１の中心からの、所定の距離に配置することができる。図４Ｆは、第１の例示的な構成を概略的に示し、この構成では少なくとも１つの第１の中間磁石４４２を２つの隣接した第３の磁石４４０の間に配置できて、少なくとも１つの第２の中間磁石４４４を２つの隣接した第３の磁石４４０の間に配置できる。いくつかの実施形態では、システムの構造をさらに支持し、および／またはギャップ４５０内に少なくとも部分的な磁気ケージを生み出すために少なくとも１つの第１の中間磁石４４２の追加を構成できる。
【0074】
図４Ｇは、第１の例示的な構成を概略的に示し、この構成では円環形状の第３の磁石４６０がギャップ４５０を取り囲むことができる。図４Ｈは、第１の例示的な構成を概略的に示し、この構成では六角形状の第３の磁石４７０がギャップ４５０を取り囲むことができる。いくつかの実施形態では、その中への対象の挿入を許容するためにギャップ４５０を取り囲む第３の磁石に開口を設けることができる。
【0075】
次に、支持素子を含んだ磁場デバイス５００（例えば、図２に先に記載されたような磁場デバイス２００）を示す、図５Ａ～５Ｂが参照される。図５Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、第１の支持素子５１１を有する磁場デバイス５００の前断面図を概略的に示す。磁場デバイス５００は、（例えば、図１～２に示されるような）磁場デバイス２００のすべての素子を、第１の強磁性素子２０２と第２の強磁性素子２２２との間の少なくとも１つの第１の支持素子５１１の追加とともに、含むことができることが認識されよう。
【0076】
いくつかの実施形態によれば、第３の磁石５３０と第１および／または第２の磁石２０１、２２１との間に少なくとも１つのエアギャップ（図示されない）を生み出すことができるように、少なくとも１つの第３の磁石５３０を第１の支持素子５１１に追加できる。いくつかの実施形態では、エアギャップの代わりに、反磁性材料のギャップをそれらの中に形成できる。
【0077】
図５Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、第２の支持素子５１３を有する磁場デバイス５００の前断面図を概略的に示す。磁場デバイス５００は、（例えば、図１～２に示されるような）磁場デバイス２００のすべての素子を、少なくとも１つの第２の支持素子５１３の追加とともに、含むことができることが認識されよう。いくつかの実施形態では、第３の磁石２３０の配置を支持するために、外部シェル２１１（または被い）が少なくとも１つの第３の磁石２３０と少なくとも１つの第２の支持素子５１３によって接触できる。第３の磁石２３０のかかる支持は、第３の磁石２３０が所望の位置に留まることができるように、第３の磁石２３０に作用する磁気引力に抗しうることが認識されよう。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの第２の支持素子５１３が第３の磁石２３０を外部シェル２１１ならびに第１および第２の強磁性素子２０２、２２２のうちの少なくとも１つと結合させることができる。
【0078】
次に、本発明のいくつかの実施形態による、頭部磁場デバイス６００の前断面図を概略的に示す、図６が参照される。頭部磁場デバイス６００は、第１の磁石２０１および第１の磁石２０１に結合された第１の強磁性素子２０２、ならびに第２の磁石２２１および第２の磁石２２１に結合された第２の強磁性素子２２２を含む。第１の磁石２０１および第２の磁石２２１をそれらの間にギャップ２５０を生み出すように配置できて、ギャップ２５０に隣接して、ギャップ２５０とそれぞれの第１の磁石２０１および第２の磁石２２１との間に第１の強磁性素子２０２および第２の強磁性素子２２２が配置される。頭部磁場デバイス６００は、開口６５０を含むこともできて、この開口は、例えば、患者の頭部６１０のギャップ２５０（または測定体積）内における少なくとも部分的な収容を許容するように構成される。いくつかの実施形態では、頭部磁場デバイス６００が少なくとも１つの第３の磁石２３０を含むこともできる。ここでは患者の頭部６１０が記載されるが、その他の体の部分、例えば、腕または脚を検査のためにギャップ２５０へ同様に導入できることが認識されよう。
【0079】
いくつかの実施形態では、患者の頭部６１０をギャップ２５０内で画像化することを許容するために、磁気共鳴画像化素子（例えば、ＲＦコイル）を頭部磁場デバイス６００に結合させることができる。例示的な実施形態では、かかる頭部磁石の磁場強度は、４９００ガウス超または約４９８８ガウスである。例示的な実施形態では、ギャップ２５０内のＭＲＩ画像化のための視野は、約１９０ミリメートルの直径をもつ球である。例示的な実施形態では、ギャップ２５０への開口６５０の直径は、６６０ミリメートル超または約６６５ミリメートルである。例示的な実施形態では、頭部永久磁石のための寸法は、１２２６×１２２６×８６６ミリメートルである。
【0080】
いくつかの実施形態によれば、修正された磁場を達成するために外部シェルと磁石との間の距離を修正できる。いくつかの実施形態では、外部シェルの厚さを外部シェルと磁石との間の距離の変化に従って修正できる。
【0081】
次に、本発明のいくつかの実施形態による、磁石からシェルへの距離の関数としてのフリンジ磁場のグラフを示す、図７が参照される。（シェルで被われた）磁石からのシェルの距離の関数としてのフリンジ磁場の変化が、シェル、例えば、図１Ｂに示されるようなシェル２１１の一定のおよび変化する厚さについて示される。いくつかの実施形態では、（シェルおよび磁石を含む）磁場デバイスの全重量を低減できるようにシェルの厚さを変化させることができる。
【0082】
いくつかの実施形態では、シェルを磁石からの所定の距離に配置できて、所定の距離は、所望の磁場強度に基づくことができる。いくつかの実施形態では、シェルの厚さが所定の距離に対応する。シェルと磁石との間の距離を変化させると、フリンジ場も低減できることが認識されよう。
【0083】
いくつかの実施形態では、シェルの厚さは、シェルと磁石との間の距離の増加とともに厚さが減少するように、所定の距離の逆に対応する。いくつかの実施形態では、シェルの厚さは、所定の閾値を超えた所定の距離に基づく。いくつかの実施形態では、所定の距離は、少なくとも１つの磁石の重量にも基づく。いくつかの実施形態では、所定の距離は、５０ミリメートルである。
【0084】
第１の曲線７０１は、シェルの一定の厚さに対応し、図１Ｂに示されるような「Ｚ」軸に沿ってフリンジ場に対して距離が変化する。外部シェルの厚さを所定の厚さへ低減して、一方では磁石からのシェルの距離を増加させれば、磁場デバイスの全重量を維持できる。第２の曲線７０２は、シェルの変化する厚さに対応し、図１Ｂに示されるような「Ｚ」軸に沿ってフリンジ場に対して距離が変化する。第３の曲線７１１は、シェルの一定の厚さに対応し、図１Ｂに示されるような「Ｘ」軸に沿ってフリンジ場に対して距離が変化する。第４の曲線７１２は、シェルの変化する厚さに対応し、図１Ｂに示されるような「Ｘ」軸に沿ってフリンジ場に対して距離が変化する。
【0085】
当業者には明らかでありうるように、フリンジ場は、外部シェルを遠ざけることで低減され、約５０ミリメートルの距離では、すべての曲線についてフリンジ磁場が実質的に減少する。従って、シェルと磁石との間の距離を変化させることによって低減されたフリンジ磁場を達成できる。
【0086】
いくつかの実施形態によれば、測定体積内の磁場は、シェルと磁石との間の距離の増加によりもたらされるフリンジ場の低減によっては実質的には影響されない。
【0087】
次に、本発明のいくつかの実施形態による、磁場を測定体積中へ向ける方法に関するフローチャートを示す、図８が参照される。
【0088】
本方法は、第１の磁場強度をもつ第１の磁場を第１の方向に発生させるステップを含む（ステップ８０１）。例えば、図１Ｂに先に記載されたような第１および第２の磁石２０１および２２１は、第１の方向に第１の磁場強度を有する第１の磁場を向けることができる。
【0089】
本方法は、実質的に一様な磁束を生み出すために第１の磁場を測定体積中に分布させるステップ（ステップ８０２）をさらに含むことができる。例えば、図１Ｂに先に記載されたような、第１の強磁性素子２０２および／または第２の強磁性素子２２２は、第１の磁場を測定体積中へ分布させることができる。
【0090】
本方法は、第２の磁場強度をもつ第２の磁場を第２の方向に向けることによって測定体積中への全磁束を増加させるステップをさらに含むことができて、第２の方向は、第１の方向に平行である（ステップ８０３）。例えば、図１に先に記載されたような第３の磁石２３０は、第２の方向に第２の磁場強度を有する第２の磁場を向けることができる。いくつかの実施形態において、本方法は、第３の磁場強度を有する第３の磁場を第３の方向に向けるステップを含み、第３の方向は、第１の方向に垂直である。例えば、図２に先に記載されたような第５の磁石２０３および／または第６の磁石２２３は、第３の方向に第３の磁場強度を有する第３の磁場を向けることができる。
【0091】
本方法は、シェルを配置するための、第１の磁場強度および第２の磁場強度を発生させることができる測定体積からの距離を測定体積のサイズに基づいて決定するステップをさらに含むことができて、測定体積からのその距離にシェルを配置するステップがシェルの外側の磁場を実質的になくす（ステップ８０４）。例えば、シェルの外側の磁場が所定の閾値より低いように、シェルを配置するための測定体積からの距離を決定する。
【0092】
いくつかの実施形態において、本方法は、所定の距離が所定の閾値を超えるならばシェルの厚さを低減するステップをさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、本方法は、所定の距離が所定の閾値を超えるならば少なくとも１つの磁石の重量を低減するステップと、所望の磁場強度を維持するステップとをさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、所定の距離はフリンジ磁場の強度にも基づく。
【0093】
明示的に述べられない限り、本明細書に記載される方法の実施形態は、時間における特定の順序または時系列には制約されない。加えて、記載された方法の要素のいくつかを省略できるか、または方法の動作のシーケンスの間にそれらを繰り返すことができる。
【0094】
様々な実施形態を提示してきた。これらの実施形態の各々が、もちろん、提示された他の実施形態からの特徴を含むことができて、具体的には記載されない実施形態が本明細書に記載される様々な特徴を含むことができる。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図4G】
【図4H】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】