磁屏蔽体及磁屏蔽室 技术领域 本发明涉及一种磁屏蔽体及一种遮蔽一磁场的磁屏蔽室。
背景
传统上， 为了要遮蔽磁场曾经提出过一种磁屏蔽室， 其藉由遮蔽磁场产生源， 以防 止磁场产生源所生的磁场泄漏到外面。这种磁屏蔽室实际上被当成一室 ( 以下称为 “MRI 室” )， 例如其装设用于医疗设施的磁共振成像 (Magnetic Resonance Imaging， MRI) 装置。 大致上， 磁屏蔽室是被设成由所有或墙面、 天花板及地板的一部分包覆着有一磁性材料。 利 用一磁通量经由磁性材料分流绕过到达该墙面、 天花板及地板， 以防止磁场的泄漏。
因为这种磁屏蔽室以墙面、 天花板及地板包覆磁场产生源， 故其本质上内部空间 就是封闭的， 而给予进入磁屏蔽室的使用者感到压迫。 为了要改善这个问题， 因此提出一种 利用开放型磁屏蔽体的磁屏蔽室 ( 例如参见专利文件一 )。这种开放型磁屏蔽体被设计成 具有由一框架支撑的多个筒型本体。 依据此一设计， 通过筒型本体的内部空间， 磁屏蔽室的 内外为开放可看透穿的。因此， 当使用者进入室内时， 可降低其压迫感。
然而在专利文件一中， 因为磁屏蔽体的筒型本体是以直线型彼此接触， 所以会有 个问题在于， 压力集中产生在接触的部分。在磁性本体上的压力集中会变成是磁性本体磁 性衰减的因素。 为了要解决此一问题， 本发明的发明人提出一种磁屏蔽体， 其具有多个筒型 本体被排列成无接触的形态， 在任两个筒型本体之间有一共用间隔 ( 专利文件二， 提交本 申请案时尚未公开 )。依据此一设计， 可减低传到筒型本体的压力负载， 且磁屏蔽体的组装 与拆卸更为方便。
专利文件一 ： 日本专利申请公开 No.H6-13781
专利文件二 ： 日本专利申请 No.2006-350064
发明内容 发明所欲解决的问题
然而， 专利文件二所述的磁屏蔽体可能会随着筒型本体的摆设位置而降低磁场的 屏蔽效果。图 38 显示传统的磁共振成像室 100 的平面图。一磁屏蔽体 102 被设在磁共振 成像室 100 的墙面 101 上， 且磁屏蔽体 102 主要是由具有共用间隔的数个筒型本体单元 103 所组成。附图中的箭号方向为由磁共振成像装置 104 所产生的磁场的磁力线主要方向。
各筒型本体单元 103 在一轴向的磁阻以及多个筒型本体单元 103 在相邻方向 ( 垂 直于各筒型本体轴向的方向 ) 的磁阻是可比较的。因为筒型本体单元 103 是连续地由一磁 性材料在一轴向所形成， 所以在该轴向上的磁阻很小。 因为一空气层位于筒型本体单元 103 之间， 所以在相邻方向的磁阻较大。因此， 筒型本体单元 103 在纵轴方向 ( 以下称轴向 ) 所 感应的磁通量较大， 而非在相邻方向感应的， 是在 A1 区磁场的磁通量垂直于墙面 101 的墙 表面方向。因此， 一磁通量从筒型本体单元 103 的外端流到磁共振成像室 100 的外面， 磁场 的屏蔽效果就降低。
本发明的一目的是利用筒型本体， 提供更改良磁场的屏蔽效果的开放型磁屏蔽体
及磁屏蔽室。
解决问题的技术手段
为了要解决上述问题， 本发明在权利要求 1 所述的包括一筒型本体单元， 包括具 有导磁性与共同相同的纵切面的形状的多个筒型本体， 并设有一共用间隔使得各筒型本体 的一中心轴彼此重叠， 且该些筒型本体的侧表面形成一共同的平面 ； 以及一支撑单元支撑 多个筒型本体单元， 使得该些筒型本体单元的筒型本体的侧表面以一共用间隔彼此面对 面。
依据本发明在权利要求 2 所述的， 在权利要求 1 所述的本发明中， 在构成该筒型本 体单元的该些筒型本体之间的共用间隔及构成相邻的另一筒型本体单元的该些筒型本体 之间的共用间隔是设在彼此相邻处。
依据本发明在权利要求 3 所述的， 在权利要求 1 或 2 所述的本发明中， 该筒型本体 单元具有三或更多的筒型本体， 且在该些筒型本体之间设有一共用间隔。
依据本发明在权利要求 4 所述的， 其具有在权利要求 1-3 中任一所述的磁屏蔽体， 该磁屏蔽体被设在至少一墙面的至少一部分， 该墙面将一磁场产生源与外界隔离。
依据本发明在权利要求 5 所述的， 在权利要求 4 所述的本发明中， 包括一第一磁屏 蔽体与一第二磁屏蔽体， 其中该第一磁屏蔽体是如权利要求 1-3 中任一所述的磁屏蔽体， 该第二磁屏蔽体包括一筒型本体单元， 该筒型本体单元包括具有导磁性的一筒型本体单 元， 以及一支撑单元支撑多个筒型本体单元， 使得该些筒型本体单元的筒型本体的侧表面 以一共用间隔彼此面对面， 该第一磁屏蔽体是设在使得该第一磁屏蔽体的一筒型本体单元 的一中心轴垂直于一墙面的表面方向， 所处位置为该墙面的一部分， 其中该磁场产生源所 产生的磁力的一磁力线主要方向是垂直于该墙面的墙面表面方向， 以及该第二磁屏蔽体是 设在使该墙面的表面方向垂直于该第二磁屏蔽体的一筒型本体单元的一中心轴， 所处位置 至少为该墙面的另一部分， 其中该磁场产生源所产生的磁力的一磁力线主要方向是非垂直 于该墙面的墙面表面方向。
本发明的效果
依据本发明的权利要求 1， 增加多个筒型本体轴向上的磁阻， 可促进沿着这些轴向 上主要方向的磁力线分流绕过到相邻方向的筒型本体单元， 因此可防止或减少磁场泄漏到 一轴向上。
依据本发明的权利要求 2， 可促进在多个彼此相邻的筒型本体单元之间的磁通量 传递， 并可降低沿着筒型本体单元的轴向上的磁通量感应。 因此， 可降低或降低磁通量从轴 向上各筒型本体单元的端部表面流到外面。
依据本发明的权利要求 3， 将各筒型本体单元分割成三或更多部分， 可增加筒型本 体单元之间的中间层数量， 且可增加沿着多个筒型本体轴向的磁阻。因此可更减少或防止 泄漏到轴向上的磁场。
依据本发明的权利要求 4， 一磁屏蔽室利用权利要求 1-3 中任一项所述的磁屏蔽 体。利用此一设计， 可防制一磁屏蔽室产生的磁通量泄漏一些到外面。
依据本发明的权利要求 5， 藉由在相对于磁力线的主要方向上的较佳位置， 组合第 一磁屏蔽体与第二磁屏蔽体， 可进一步降低从磁屏蔽室泄漏到外面的磁场。
附图简要说明图 1 为依据本发明的一实施例， 显示一磁屏蔽室相关部分的平面图。
图 2 为第一磁屏蔽的相关部分的立体图。
图 3 为筒型本体单元的立体图。
图 4 为筒型本体单元变化实施例的立体图。
图 5 为第一磁屏蔽体的部分分解立体图。
图 6 为以不同于图 5 的方法制造的一第一磁屏蔽体的部分分解立体图。
图 7 为依据图 2 所示的多个筒型本体单元， 显示轴向间隔与相邻方向间隔的立体 示意图以及相关部分的立体图。
图 8 为一第二磁屏蔽体的立体图。
图 9 为依据实施例一， 显示一磁屏蔽室的平面图。
图 10 为一磁屏蔽体的垂直区， 显示其磁通量的流向。
图 11 显示非筒型本体模型的示意图。
图 12 显示无分割模型的示意图。
图 13 显示二分模型的示意图。
图 14 显示三分模型的示意图。
图 15(a)-(d) 分别显示 1/4 对称模型， 其中 (a) 显示非筒型本体模型的 1/4 对称 模型， (b) 显示无分割模型的 1/4 对称模型， (c) 显示二分模型的 1/4 对称模型， 以及 (d) 显 示三分模型的 1/4 对称模型。
图 16(a)-(b) 显示非筒型本体模型的分析结果， 其中 (a) 显示一测量线的位置， 以 及 (b) 显示图 (a) 测量线上磁通量泄漏的密度。
图 17(a)-(b) 显示无分割模型的分析结果， 其中 (a) 显示一测量线的位置， 以及 (b) 显示图 (a) 测量线上磁通量泄漏的密度。
图 18(a)-(b) 显示二分模型的分析结果， 其中 (a) 显示一测量线的位置， 以及 (b) 显示图 (a) 测量线上磁通量泄漏的密度。
图 19(a)-(b) 显示三分模型的分析结果， 其中 (a) 显示一测量线的位置， 以及 (b) 显示图 (a) 测量线上磁通量泄漏的密度。
图 20 为依据实施例二的各种模型的共同部分， 显示从一磁共振成像侧所示， 具有 筒型本体单元的前视图。
图 21 为无分割模型的侧视图。
图 22 为二分模型的侧视图。
图 23 为三分模型的侧视图。
图 24 显示无分割模型的分析结果图。
图 25 显示二分模型的分析结果图。
图 26 显示三分模型的分析结果图。
图 27 为依据实施例三的模型， 其中 (a) 显示无分割模型， (b) 显示隔 15mm 的三分 模型， (c) 显示隔 30mm 的三分模型， 以及 (d) 显示隔 30mm 的二分模型的另一模型。
图 28 显示图 27(a) 所示的测量线 2 线上磁通量泄漏的密度。
图 29 显示图 27(a) 所示的测量线 3 线上磁通量泄漏的密度。
图 30 显示图 27(a) 所示的测量线 4 线上磁通量泄漏的密度。图 31(a)-(f) 为依据实施例四的模型， 其中 (a) 显示无分割模型， 以及 (b) 到 (f) 显示将筒型本体单元分成三个所获得的模型， 且各模型在分割出的筒型本体单元之间具有 一共用间隔， 分别为 3mm、 6mm、 15mm、 30mm 及 40mm。
图 32 显示测量线 2 的示意图。
图 33 显示图 32 所示的测量线 2 线上磁通量泄漏的密度。
图 34 显示测量线 3 的示意图。
图 35 显示图 34 所示的测量线 3 线上磁通量泄漏的密度。
图 36 显示测量线 4 的示意图。
图 37 显示图 36 所示的测量线 4 线上磁通量泄漏的密度。
图 38 为传统的磁共振成像室相关部分的平面图。
元件符号说明 ：
1 磁屏蔽室 12b 空间
2， 101 墙面 13 到 15 筒型本体
3 地板 16 中间层
4， 104 磁共振成像装置 20 第二磁屏蔽体 5 硅钢片 30 电磁屏蔽玻璃
6 磁共振成像模型 100 磁共振成像室
6a 线圈 102 磁屏蔽体
10 第一磁屏蔽体 A1 垂直区
11， 21， 41， 103 筒型本体单元 A2 平行区
12， 22 框架 A3 非垂直平行区
12a 框架用具
本发明的较佳实施例
本发明的实施例将在以下搭配附图作详细说明。 首先， 一、 说明关于实施例的基本 概念 ； 二、 接着说明实施例的特定内容 ； 最后是三、 说明实施例的变化。应注意的是， 本发明 并非限制在这些实施例。
一、 实施例的基本概念 ：
首先先描述各实施例共同的基本概念。依据本实施例的一磁屏蔽体， 通过将磁屏 蔽体设计成围绕着磁场产生源， 可防止磁场产生源所产生的全部或部分磁场经由该磁屏蔽 体泄漏到外面。磁场产生源是任意型的， 且包括一磁共振成像装置、 一永磁以及一电磁线 圈。 磁屏蔽室被设计成具有磁屏蔽体， 且该磁屏蔽体位于该磁屏蔽室的一墙面、 天花板或地 板上。 磁屏蔽室的设计包括一磁屏蔽体被设计在位于一墙面的整个表面， 或类似者， 除此之 外磁屏蔽体还可被设计成位于一部分的墙面， 或类似者。
在此一设计之下， 本实施例的基本特征在于， 构成磁屏蔽体的筒型本体单元被设 计成， 使得具有导磁性的多个筒型本体单元安排在使筒型本体之间具有一共用间隔。也就 是上述专利文件二所提到的筒型本体被分割成数个部分对应于本实施例的筒型本体单元。 如上所述， 利用数个具有共用间隔的筒型本体设计成一个筒型本体单元， 共用间隔是位于 筒型本体之间， 藉由提供一导磁层具有小的导磁性， 例如筒型本体之间的一空气层， 筒型本 体单元的一轴向的磁阻会增加， 且泄漏到此轴向的磁场会降低或被防止。
二、 实施例的特定内容
接下来依据本发明， 说明磁屏蔽与磁屏蔽室的特定内容。
( 设计 )
图 1 为依据本实施例的磁屏蔽室， 显示其相关部分的平面图。磁屏蔽室 1 是一个 磁共振成像室， 其包括有一墙面 2、 一地板 3 及一天花板 ( 未示于图 1)， 并具有一磁共振成 像装置 4 作为一磁场产生源位于地板 3 的一上表面。磁屏蔽室 1 的墙面 2 被设计成围绕着 整个磁共振成像装置 4 的周围。一第一磁屏蔽体 10 与一第二磁屏蔽体 20 位于墙面 2 的至 少一部分上。第一磁屏蔽体 10 与第二磁屏蔽体 20 的内部及外部有一电磁屏蔽玻璃 30。第 一磁屏蔽体 10 是对应到权利要求中的磁屏蔽体， 第二磁屏蔽体 20 是对应到权利要求中的 第二磁屏蔽体。以下将说明第一磁屏蔽体 10 与第二磁屏蔽体 20 是位于墙面 2 上。类似于 以下说明的设计， 也可应用在位于地板 3 及天花板。
( 设计 - 第一磁屏蔽体 )
首先说明的是第一磁屏蔽体 10。如图 2 的相关部分的立体图所示， 第一磁屏蔽体 10 被设计成包括有多个筒型本体单元 11 及一框架 12。
( 设计 - 第一磁屏蔽体 - 筒型本体单元 ) 各筒型本体单元 11 被设计成包括有多个 ( 在本例为三个 ) 筒型本体 13 到 15， 如 图 3 所示的立体示意图。各筒型本体 13 到 15 在轴向上的各端部为开放式的。这些开放端 在一内部空间彼此相通。各筒型本体 13 到 15 的纵向切面形状 ( 垂直于筒型本体 13 到 15 轴向的切面形状， 以下作相同解释 ) 彼此都相同。在此例中， 切面形状都是相同的方形。筒 型本体 13 到 15 被设计成方的筒型本体的一个整体。筒型本体 13 到 15 的切面形状可以是 任意的， 随着筒型本体而为彼此相同的任意形状。举例而言， 切面形状可以是三角形、 六角 形、 或梯形。亦或者， 筒型本体 13 到 15 可以是圆柱形的筒型本体， 其切面形状为圆形或椭 圆形。 然而， 相邻筒型本体的磁阻会因为相邻筒型本体摆放的侧表面的平坦度而下降， 如专 利文件二所述， 在本实施例的筒型本体 13 到 15 的侧表面亦为平坦的。
筒型本体 13 到 15 被设计成具有磁性材料， 并具有导磁性可产生磁通量， 以绕道通 过筒型本体 13 到 15 的内部。这种磁性材料的细部种类可以是任意的， 且可以是硅钢片、 透 磁合金 (permalloy)、 电磁钢片、 或非晶质薄片。 更特别的是， 筒型本体 13 到 15 可藉由弯折 与焊接一个具有大宽度的硅钢片所制作， 或者藉由将四个硅钢片彼此焊接或对接。在此情 下， 即可个别制作筒型本体 13 到 15。 或者， 可藉由制作一具有与筒型本体单元 11 相对应长 度的长形筒型本体， 然后剪切长形筒型本体为预定长度， 以制作出筒型本体 13 到 15。制作 出筒型本体 13 到 15 可涂覆有防蚀剂。
筒型本体 13 到 15 以此方法被设计成可使得筒型本体 13 到 15 的中心轴 ( 纵向切 面形状的通道中心轴 ) 彼此重叠， 并使得筒型本体的侧表面形成共同的同一平面。也就是， 筒型本体 13 到 15 的相邻设计可使得其他筒型本体 14 与 15 的端部是位于筒型本体 13 沿 着其轴向的一端部延伸的位置上。
筒型本体 13 到 15 在筒型本体之间具有一共用间隔 ( 以下称为 “轴向间隔” )。一 中间层 16 形成在筒型本体 13 到 15 之间。较佳者， 该中间层 16 填充具有高磁阻的材料。举 例而言， 中间层 16 可以就是简单的空气层， 或是以具有非磁材料的磁屏蔽层作为筒型本体 13 到 15 之间的中间层 16。在设计此种磁屏蔽层时， 此一设计使得一非磁材料的短形筒型
本体， 形成具有如同筒型本体 13 到 15 相同的纵向切面形状。这些筒型本体 13 到 15 被设 计成在筒型本体之间具有一共用间隔。以此方法设计具有共用间隔的筒型本体 13 到 15， 藉此可增加筒型本体 13 到 15 之间的磁阻 ( 以下称轴向磁阻 )。或者， 在筒型本体 13 到 15 之间可设计有一间隔体， 在预定间隔处支撑筒型本体 13 到 15 之间的共用间隔。
中间层 16 的角度、 形状、 或长度可以是任意的。在图 3 的例子中， 筒型本体 13 到 15 在一切面处成延着垂直于轴向 ( 对应于权利要求中的纵向切面 ) 的方向被分割， 藉此形 成中间层 16。另外或者， 如图 4 所示， 藉由以预定角度 α 的切面上分割筒型本体 13 到 15， 以形成中间层 16。除了以平面切割之外， 筒型本体 13 到 15 亦可被分割成非平面的 ( 例如 曲面表面及崎岖表面 )。
筒型本体 13 到 15 的数量 ( 筒型本体单元 11 的分割数量 ) 可以是任意的。虽然 在图 3 的例子是将筒型本体单元 11 分割成三个筒型本体 13 到 15， 筒型本体单元 11 可以是 被分割成两个、 四个或更多。 然而， 如后述实施例所示， 将筒型本体单元分割成三或更多个， 而非仅分割成两个的时候， 可增加其轴向磁阻， 并可增加其轴向上的磁场遮蔽效果。 具有不 同分割数目的筒型本体单元 11 可以是混合的并呈现为一个第一磁屏蔽体 10。
( 设计 - 第一磁屏蔽体 - 框架 ) 在图 2 中， 框架 12 支撑筒型本体单元 11， 且其为对应于权利要求中的一支撑单元。 如图 5 的立体图所示， 框架 12 被设计成在水平方向与垂直方向上设有具有多个平坦的框架 用具 12a， 并将平坦的框架用具 12a 结合成井字形。筒状空间 12b 几乎完全对应于筒型本 体单元 11 的一外形， 且形成在框架用具 12a 之间。将筒型本体单元 11 插入筒状空间 12b， 筒型本体单元 11 与筒型本体单元 11 之间的共用间隔 ( 以下称为 “邻向间隔” ) 为无接触状 态， 筒型本体单元 11 的轴向为平行方向， 且筒型本体单元 11 的筒型本体 13 到 15 的侧表面 为共同的平行方向。以此方法设计的邻向间隔， 筒型本体单元 11 之间的磁阻被称为 “邻向 磁阻” 。
框架用具 12a 的用具材料可以是任意的， 只要该用具的磁阻远大于筒型本体 13 到 15 的磁阻， 以及只要该用具具有所需的强度以支持筒型本体单元 11。例如， 该用具的材料 可用木质或树脂。尤其是， 利用导体材料作为框架用具 12a 的用具， 可获得电磁波遮蔽效 果。
除了图 5 所示的制造方法之外， 亦可利用图 6 的制造方法制作第一磁屏蔽体 10。 也就是在图 5 所示的方法中， 框架 12 是一个具有对应于第一磁屏蔽体 10 深度的框架， 且筒 型本体 13 到 15 全部都插入框架 12。就另一方面， 在图 6 所示的方法中， 框架 12 被分割成 多个框架， 各框架的深度是分别对应于筒型本体 13 到 15， 且筒型本体 13 到 15 分别插入框 架 12。在图 6 所示的方法中， 第一磁屏蔽体 10 的结构设计为框架 12 具有在框架 12 之间的 一共用间隔， 筒型本体 13 到 15 插入框架 12 的状态， 因此可获得与图 5 所示方法制造的第 一磁屏蔽体 10 的效果相同。
( 设计 - 关于磁阻结构的细节 )
在本实施例中， 要决定关于磁阻的各部分的设计细节， 以获得 “邻向磁阻＜轴向磁 阻” 的关系。与磁阻相关的各部分的设计可有一轴向间隔、 一邻向间隔、 位于筒型本体 13 到 15 之间的一形成中间层 16 的物质， 或者提到框架用具 12a 的厚度与材料。例如， 关于轴向 磁阻， 当轴向间隔放大且形成中间层 16 的物质的磁阻放大时， 可将该磁阻设的大一点。关
于邻向磁阻， 当邻向间隔小点且形成框架用具 16a 的物质的磁阻小点时， 可将该磁阻设的 小一点。尤其是， 当中间层 16 的物质与框架用具 12a 的材料的影响可以忽略不计， 可获得 如图 7 相关部分 ( 省略框架 12) 立体图所示， 轴向间隔大于邻向间隔的 “邻向磁阻＜轴向磁 阻” 的关系。 以此设计将轴向磁阻设定大于邻向磁阻， 可提升磁力线在沿着轴向到相邻方向 的主要方向上的跨越绕道， 将在以下详述。
如图 7 所示， 较佳者， 筒型本体单元 11 中的筒型本体 13 到 15 及其他筒型本体单 元 11 中的筒型本体 13 到 15 的设计为彼此随着筒型本体单元 11 的相邻而相邻。这样的设 计结构可将各筒型本体单元 11 设计成相同形状与相同尺寸， 且筒型本体单元 11 具有预定 间隔， 使得各筒型本体单元 11 的一端面位于相同平面。依据此设计结构， 筒型本体单元 11 具有最小磁阻的部分 ( 也就是筒型本体 13 到 15 的侧墙面部分 ) 彼此相邻。因此可提升共 同相邻筒型本体单元 11 之间的磁通量流通， 并降低筒型本体单元 11 沿着轴向上磁通量的 感应。因此， 可减少或防止磁通量从各筒型本体单元 11 的轴向的端部表面流到外面。
( 设计 - 第二磁屏蔽体 )
接下来说明第二磁屏蔽体 20。如图 8 所示的相关部分的立体图， 第二磁屏蔽体 20 的设计是用一框架 22 支撑筒型本体单元 21。 第二磁屏蔽体 20 可以是类似于专利文件二的 磁屏蔽体。筒型本体单元 21 利用磁性材料设计成类似于第一磁屏蔽体 10 的筒型本体单元 11 的外型。各筒型本体单元 21 被设计成一个连续的筒型本体， 未将构成筒型本体单元 11 的筒型本体 13 到 15 彼此分离。框架 22 被设计成类似于第一磁屏蔽体 10 的框架 12。利用 框架 22 支撑筒型本体单元 21， 筒型本体单元 21 被设计成非接触的状态， 筒型本体单元 21 的轴向呈平行方向， 且筒型本体单元 21 的侧表面为共同的平行方向。第一磁屏蔽体 10 与 第二磁屏蔽体 20 可彼此隔开， 或者可经由墙面 2 或经由以永磁或导电材料制成的通道而使 彼此相连。
( 设计 - 电磁屏蔽玻璃 )
在图 1 中， 电磁屏蔽玻璃 30 是一电磁波屏蔽单元， 以降低或遮蔽电磁波， 且该电磁 屏蔽玻璃 30 是位于第一磁屏蔽体 10 与第二磁屏蔽体 20 的整个外侧表面。例如， 电磁屏蔽 玻璃 30 被设计成将单一片状玻璃夹在金属网片中。 以此设计提供的电磁屏蔽玻璃 30， 可减 少或预防电磁波及磁力的漏泄。然而， 电磁屏蔽玻璃 30 可以是仅位于第一磁屏蔽体 10 与 第二磁屏蔽体 20 的里面与外面其中之一， 亦或者例如， 当框架 12 可遮蔽一定程度的电磁波 时， 仅位于第一磁屏蔽体 10 与第二磁屏蔽体 20 的里面。当电磁波遮蔽效果不重要时， 可省 略电磁屏蔽玻璃 30。
( 实施例一 )
以下将搭配实施例说明上述的磁屏蔽室 1 的工作效果。图 9 为磁屏蔽室 1 的平面 图， 并显示在磁共振成像装置 4 所产生的磁场中， 磁场线的主要方向。这些磁场的方向是以 磁共振成像装置 4 为中心向外出去， 最终到达墙面 2。此时， 磁场线的主要方向与墙面 2 的 表面方向之间的角度是根据磁共振成像装置 4 相对于墙面 2 的位置与方向而有不同。依据 此一角度， 墙面 2 大致分成一区域 ( 以下称为 “垂直区域” )A1， 其中磁场线的主要方向是垂 直于墙面 2 ； 一区域 ( 以下称为 “平行区域” )A2， 其中磁场线的主要方向是平行于墙面 2 ； 以 及一区域 ( 以下称为 “非垂直平行区域” )A3， 其中磁场线的主要方向形成的夹角非垂直或 非平行于墙面 2。第一磁屏蔽体 10 被设在垂直区域 A1 与非垂直平行区域 A3 的墙面 2 上，且第二磁屏蔽体 20 被设在平行区域 A2 的墙面 2 上。
在平行区域 A2 上， 筒型本体单元 21 的磁阻小于空气的磁阻， 如专利文件二所述。 因此， 到达筒型本体单元 21 的磁场磁通量被筒型本体单元 21 吸收了， 且被吸收的磁通量会 被传到相邻于筒型本体单元 21 的其他筒型本体。藉由重复的传递到这个相邻的方向， 因此 在第二磁屏蔽体 20 内感应出磁通量， 可防止磁场泄漏到外面。
就另一方面而言， 在垂直区域 A1 与非垂直平行区域 A3 上， 被筒型本体单元 11 吸 收的磁通量藉由重复的传到筒型本体单元 11 之间， 因此在第一磁屏蔽体 10 内感应出磁通 量， 可防止磁场泄漏到外面， 此类似于在平行区域 A2 上的方式。图 10 显示在垂直区域 A1 上， 第一磁屏蔽体 10 内的磁通量方向。磁通量会在筒型本体 13 到 15 内依序被传递。因为 在此轴向上的磁阻较大， 可以促使磁通量被传递到相邻方向， 并且沿着轴向抑制传递。因 此， 可防止磁场泄漏到外面。
接下来说明依据本实施例的设计的分析结果。 图 11 到 14 所示的模型， 建立有 1/4 对称模型， 且依据有限元方法的三度磁场分析， 可获得磁共振成像模型所产生的磁场有降 低的效果。图 11 显示一模型 ( 以下称为 “非筒型本体模型” ) 没有筒型本体单元。图 12 显 示一模型 ( 以下称为 “无分割模型” ) 并未分割成第二磁屏蔽体 20 所用的各筒型本体单元。 图 13 显示一模型 ( 以下称为 “二分模型” ) 被设计成二分的筒型本体单元 41。图 14 显示 一模型 ( 以下称为 “三分模型” ) 被设计成三分的筒型本体单元 11。 图 11 到 14 所示的各模型是一种平面方形的磁屏蔽室 1， 其形状为长 1700mm× 宽 1650mm( 以下将说明， 沿着水平表面的其中的一方向称为纵向或 X 方向 ； 沿着水平表面并垂 直 X 向的方向称为横向或 Y 方向 ； 以及垂直于 X 向与 Y 向的方向称为高度方向或称 Z 方向 )。 硅钢片 5 被放置在五个非位于开口上的表面上， 或安排筒型本体单元 11、 21 及 41。所有的 模型中， 硅钢片 5 的厚度皆为 1.5mm。一磁共振成像模型 6 被安排在磁屏蔽室 1 的一平面中 心的位置， 磁共振成像模型 6 具有四个线圈 6a， 线圈 6a 尺寸为长 357mm× 宽 26mm， 且在线 圈 6a 之间有一共用间隔为 140mm 或 128mm。各线圈 6a 的产生磁力为 32(AT)。从磁共振成 像模型 6 的平面中心位置到一开口或筒型本体单元 11、 21 及 41 内侧的端部表面的距离为 525mm。在开口的一周围表面设有长 100mm× 宽 300mm 的硅钢片。
在各模型中， 筒型本体单元 11、 21 及 41 具有一方形的筒型本体， 其形状为长 145mm× 宽 147mm， 且是以 1mm 的硅钢片所形成的， 邻向间隔为 3mm。图 13 中的二分模型的 筒型本体单元 41， 在磁共振成像模型 6 的相邻侧的各筒型本体的长度为 175mm， 与磁共振成 像模型 6 相分离侧的各筒型本体的长度为 90mm， 且筒型本体之间的间隔为 15mm。 图 14 中的 三分模型的筒型本体单元 11， 各筒型本体的长度为 90mm， 且筒型本体之间的间隔为 15mm。
图 15(a) 到 15(d) 显示 1/4 对称模型分别对应于图 11 到图 14。图 16 到图 19 显 示图 15(a) 到 15(d) 对应的分析结果。图 16 到图 19 中， 图 (a) 显示一测量线的位置， 及图 (b) 显示 (a) 的测量线上的磁场强度。一横向轴显示磁通量泄漏的密度 ( 单位为特斯拉 )， 且一纵轴显示与原点到测量线相距的高度 (mm)。图 16 到图 19 中， 图 (b) 亦显示一模型的 结果分析 ( 以下称为 “0- 导磁模型” )， 图 12 的无分割模型， 在 Y 方向上具有关联的导磁性 设为 0。
首先， 请参考图 16 到 18， 从图中可明白一磁场泄漏到外面的情形， 与无分割模型 相较， 在二分模型下可降低到等于或小于 2/3， 在三分模型下可降低到等于或小于 1/2。参
考图 18 与图 19， 从图中可得一磁场泄漏到外面的情形， 与二分模型相较， 三分模型可降低 泄漏， 在 0 导磁模型下可更进一步地降低。
参考图 19， 一磁场的泄漏在开口端的表面内侧 ( 筒型本体单元 11、 21 及 41 的内 侧 )， 依 “0 导磁模型＞三分模型＞二分模型＞无分割模型” 的顺序相继变小。由以上可得 知， 在无分割模型中， 藉由在磁性材料组成的筒型本体单元 21 内收集磁通量， 在筒型本体 单元 21 的内部空间中的磁场变小， 就另一方面， 在二分模型与三分模型中， 未有磁性材料 收集磁通量， 但是磁通量转移到彼此相邻的筒型本体单元 11 及 41。
另一方面而言， 在图 19 中， 在开口端表面的外侧 ( 筒型本体单元 11、 21 及 41 的外 侧 )， 依 “无分割模型＞二分模型＞三分模型＞ 0 导磁模型” 的顺序相继变小。由以上可得 知， 在无分割模型中， 磁通量被收集在以磁性材料组成的筒型本体单元 21 内， 轴向上所感 应的磁通量以及从开口端的表面流到磁屏蔽室 1 外面的总量很大， 且就另一方面， 在其他 模型， 磁通量未被收集在磁性材料内， 但结果是磁通量被感应到彼此相邻的筒型本体单元 11 及 41， 从开口端的表面流到磁屏蔽室 1 外面的磁通量总量较少。
( 实施例二 )
接下来说明实施例二。 在实施例二中， 除非有特别说明， 否则工作条件与上述实施 例一相同。在实施例二， 三中 1/8 对称模型包括建立无分割模型、 二分模型、 三分模型， 依据 有限元方法的三度磁场分析， 可获得磁共振成像模型所产生的磁场有降低的效果。图 20 为 各种模型的共同部分， 从一磁共振成像模型侧面沿着 x 方向视图， 显示具有筒型本体单元 的前视图， 图 21 为无分割模型的侧视图， 图 21 为二分模型的侧视图， 以及图 23 为三分模型 的侧视图。模型的尺寸为长 750mm× 宽 864mm× 高 450mm。磁共振成像模型 6 具有两线圈 6a， 线圈 6a 尺寸为长 180mm× 宽 26mm× 高 180mm 且具有间隔为 140mm。从磁共振成像模型 6 到筒型本体单元 11、 21 及 41 内侧的端部表面其距离， 在无分割模型 ( 筒型本体单元 21) 的距离为 340mm， 在二分模型 ( 筒型本体单元 41) 的距离为 325mm， 在三分模型 ( 筒型本体 单元 11) 的距离为 310mm。如图 20 所示， 在开口的一周围表面设有长 750mm× 高 50mm 及长 100mm× 高 450mm 的硅钢片。
在各模型中， 筒型本体单元 11、 21 及 41 的一表面的厚度为 1mm， 该表面平行于 xy 方向， 且有另一表面厚度为 1mm 平行于 yz 方向。在图 21 的无分割模型中， 筒型本体单元 21 的尺寸为长 142mm× 宽 270mm× 高 142mm。在图 22 的二分模型中， 在磁共振成像模型 6 的 相邻侧的筒型本体的尺寸为长 142mm× 宽 195mm× 高 142mm， 以及在磁共振成像模型 6 的 分离侧的筒型本体的尺寸为长 142mm× 宽 90mm× 高 142mm。这些筒型本体彼此间具有一 共用间隔为 15mm。在图 23 的三分模型中， 三个筒型本体各尺寸为长 142mm× 宽 90mm× 高 142mm， 且彼此有一共用间隔为 15mm。
图 24 显示图 21 的无分割模型的分析结果图， 图 25 显示图 22 的二分模型的分析 结果图， 以及图 26 显示图 23 的三分模型的分析结果图。各图显示在平行于 xy 方向上， 高 度为从底部表面 (z ＝ 0) 到 3.25mm 高处上的空气或材料中， 三度磁场的分析结果。在图 24 到图 26 中， 磁通量的大小与方向分别显示为三角形。比较图 24 与图 25 及图 26 后可以得 知， 被筒型本体单元 11、 21 及 41 吸收之后， 相比较于无分割模型， 在二分模型及三分模型中 有更多磁场沿着相邻方向 (x 方向 ) 分流绕过， 且相比较于无分割模型， 在二分模型及三分 模型中沿着筒型本体单元 11、 21 及 41 的轴向 (y 方向 ) 到达外面的磁场总量降低更多。尤其是， 比较图 25 与图 26 后可以得知， 相比较于二分模型， 在三分模型中的磁场沿着相邻方 向分流绕道的较多， 且在三分模型中， 磁场总量到达筒型本体单元 11、 21 及 41 外端减少的 较二分模型更多。
因此可以得知， 分割筒型本体单元 11、 21 及 41 可增加磁场漏到外面的遮蔽效果， 而且这个效果在筒型本体单元 11、 21 及 41 被分割为三个比两个时效果更高。相同的道理， 举例而言， 纵使各筒型本体单元 11、 21 及 41 的总长度是一样的， 当分割数愈多， 磁通量移向 筒型本体外面的程度就愈小， 且防止磁场漏到外面的遮蔽效果就会增加。
( 实施例三 )
接下来说明实施例三。在实施例三中， 除非有特别说明， 否则工作条件与上述例 一相同。在实施例三， 显示在图 27(a) 建立一种模型， 依据一模型实验， 可获得磁共振成像 模型所产生的磁场有减少的效果。非筒型本体模型进行分析， 无分割模型显示在图 27(a)， 将各筒型本体单元分割为三个， 可获得一模型 ( 以下称为 “隔 15mm 的三分模型” )， 以及如 图 27(b) 所示分割的筒型本体单元之间有一共用间隔为 15mm ； 将各筒型本体单元分割为 三个， 可获得一模型 ( 以下称为 “隔 30mm 的三分模型” )， 如图 27(c) 所示分割的筒型本体 单元之间有一共用间隔为 30mm ； 将各筒型本体单元分割为二个， 可获得一模型 ( 以下称为 “隔 30mm 的二分替换模型” )， 以及在分割的筒型本体单元之间有一共用间隔为 30mm， 如图 27(d) 所示在相邻的筒型本体单元之间交替着分割位置。 图 28 显示图 27(a) 的测量线 2( 沿着 z 轴向上 ( 正向 ) 与向下 ( 负向 ) 的延伸线， 在 z 轴方向靠近中心位置为原始处 ) 线上的磁场密度。图 29 显示图 27(a) 所示的测量线 3( 从与测量线 2 相同的原始处延着 x 轴的延伸线 ) 线上磁通量泄漏的密度。图 30 显示图 27(a) 所示的测量线 4( 从与测量线 2 相同的原始处延着 y 轴的延伸线 ) 线上磁通量泄漏的 密度。 在图 28 到图 30 中， 横向轴代表从测量线原始处的距离 (mm)， 以及纵向轴代表泄漏的 磁通量密度 ( 单位为 mG)。从图 28 到图 30 可清楚看出， 因为在非筒型本体模型的磁通量泄 漏密度高于所有模型， 可得知筒型本体单元为有效的。无分割模型与隔 30mm 的二分交替模 型具有实质相同的磁通量降低效果， 且在隔 15mm 的三分模型与隔 30mm 的三分模型具有较 低的磁通量降低效果。 当筒型本体单元以交替模型设置时， 纵使筒型本体单元有被分割， 仍 可得知磁通量下降效果并未加许多。可考虑其原因是因为交替设置筒型本体单元时， 磁通 量未能顺利传递到相邻方向的筒型本体单元。因此， 较佳为使得组成筒型本体单元的筒型 本体之间的共用间隔以及组成其他相邻筒型本体单元的筒型本体之间的共用间隔设在共 同相邻的位置， 以此方式设置在隔 15mm 的三分模型与隔 30mm 的三分模型， 以顺利将磁通量 传递到相邻方向的筒型本体单元。
( 实施例四 )
最后说明实施例四。 在实施例四中， 除非有特别说明， 否则工作条件与上述例一相 同。在此例中， 如图 31(a) 所示， 建立一种模型， 依据一模型实验， 可获得磁共振成像模型所 产生的磁场有降低的效果。各线圈 6a 的产生磁力为 1820(AT)。从磁共振成像模型 6 的平 面中心位置到开口或筒型本体单元内侧的端部表面， 其距离为 400mm。 非筒型本体模型进行 分析， 无分割模型显示在图 31(a)， 将各筒型本体单元分割为三个， 且各模型在分割的筒型 本体单元之间有一共用间隔， 分别为 3mm、 6mm、 15mm、 30mm 及 40mm， 以此获得数个模型 ( 以下 称为 “隔 3mm 的三分模型” “隔 6mm 的三分模型” 、 “隔 15mm 的三分模型” 、 “隔 30mm 的三分模 、
型” 、 “隔 40mm 的三分模型” )， 如图 31(b) 到 31(f) 所示。
图 33 显示图 32 所示的测量线 2 线上磁通量泄漏的密度。相类似的， 图 35 显示 图 34 所示的测量线 3 线上磁通量泄漏的密度， 以及图 37 显示图 36 所示的测量线 4 线上磁 通量泄漏的密度。图 32、 34 及 36 为 xz 平面的前视图。在图 33、 35 及 37 中， 横轴显示与 测量线的原点相距的距离， 以及纵轴显示磁通量密度 ( 单位为 mG)。从图 33、 35 及 37 中可 得知， 磁通量的遮蔽效果随着共用间隔为 3mm、 6mm、 15mm 及 30mm 依序增加。当共用间隔为 30mm 与 40mm 时， 在这些例子之间磁屏蔽效果会有一些不同。从以上可得， 在实施例四的条 件下， 当筒型本体之间的共用间隔为约 30mm， 可以最小的共用间隔获得最大磁屏蔽效果。 在 磁中心轴上的一点 ( 位置 0 处 )， 当非筒型本体模型的磁通量的遮蔽效果为 1 时， 在无分割 模型的磁通量的遮蔽效果增加到 1.7， 以及在隔 30mm 的三分模型的磁通量的遮蔽效果增加 到 2.45。
三、 实施例的变体
虽然关于本发明的各实施例已说明如上， 但各种特定的设计结构及技术手段本发 明的组态设置及技术手段， 在不脱离本创作的精神和范围内， 可任意修改或改进， 这类的修 改变化说明如下。
( 本发明所欲解决的问题及其所达到的效果 )
本发明所欲解决的问题及其所达到的效果并非限制在上述内容， 且本发明亦可解 决未述的问题并达到其他的效果。此外， 在本发明中， 有可能只解决部分的问题， 并且只达 到部分的功效。
( 关于形状与数值 )
上述实施例所提到的形状与数值只是为了解释说明， 各实施例中所用的尺寸数值 可任意变化。
产业利用性
本发明是要遮蔽从磁场产生源所产生的磁场， 且适用于利用筒型本体与磁屏蔽室 设计的一开放式磁屏蔽体。