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Die
Erfindung betrifft ein Magnetresonanzgerät mit einer Gradientenspule
mit in spulenseitigen Aufnahmen eingesetzten passiven Shimeinrichtungen,
wobei eine Shimeinrichtung einen Träger mit mehreren, insbesondere
plättchenförmigen,
flächigen
Metallelementen aufweist.
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Um
die Homogenität
des Grundmagnetfelds innerhalb des Messvolumens eines zylindrischen Magnetresonanzgeräts zu verbessern,
werden Shimeinrichtungen bestehend aus plättchenförmigen, flächigen Metallelementen, insbesondere
Eisenplättchen,
verwendet, die in diskreten spulenseitigen Aufnahmen in Form von
dort eingeformten Taschen eingesetzt und auf einer Zylinderwandfläche um das Messvolumen
herum angeordnet werden. Diese Metall- oder Eisenanordnung wird
als passiver Shim bezeichnet. Eine Shimbelegung kann mehrere hundert Metallplättchen umfassen.
Die Orte der Plättchen und
deren Anzahl werden in der Regel durch ein iteratives Berechnungsverfahren
bestimmt, wozu die Magnetfeldhomogenität bezogen auf ein Kugelvolumen
gemessen und die benötigte
Eisenmenge für
die Orte der jeweiligen Aufnahmen an der Gradientenspule berechnet
werden. Die sehr dünnen
Eisenblechplättchen
werden, wenn die benötigte
Eisenmenge pro Shimeinrichtung bekannt ist, von Hand abgezählt und
in die entsprechenden Abteile des Trägers eingesetzt. Ein solcher
Träger
ist nach Art einer Schublade ausgeführt, in der Aufsicht besitzt
er mehrere, beispielsweise 16 hintereinander ausgeformte, oben offene
und in der Aufsicht rechteckige Abteile, in die die einzelnen Plättchen,
die in ihrer Größe und Dicke
mitunter variieren, um sich möglichst
optimal der berechneten Eisenmenge pro Abschnitt annähern zu
können,
eingelegt werden. Sodann wird jedes Abteil am Träger mit einer Abdeckplatte
manuell verschlossen und die Shimeinrichtung in die Spulenaufnahme
eingeschoben. Dieses Verfahren ist sehr zeitaufwändig und dauert ca. 2–3 Tage
für eine
Neuinstallation. Fehler sind sehr leicht möglich, da die Plättchen wie
ausgeführt
von Hand gezählt
und eingesetzt werden müssen.
Es ist sehr leicht möglich,
zu wenig oder zu viel Plättchen
einzuzählen,
oder Plättchen
der falschen Größe einzulegen
etc. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Belegung einer Tasche nur durch
Herausnehmen des gesamten Plättchenpakets
kontrolliert werden kann, von außen sind die Plättchen,
da übereinander
liegend und in der in dem Abschnitt angeordnet, nicht sichtbar.
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Aus
DE 35 40 080 A1 ist
ein Kernspintomographiegerät
bekannt, bei dem stabförmige
Shimelemente, die aus Teilstäben
unterschiedlicher magnetischer Eigenschaften bestehen, welche Teilstäbe beispielsweise
auf eine Gewindestange aufgeschraubt sind oder selbst Gewindestücke umfassen,
zur Homogenisierung des Grundfelds vorgesehen sind. Die Stäbe werden
in an mehreren hintereinander angeordneten separaten Spannringen
ausgebildete Aufnahmen eingeschoben.
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Aus
DE 102 19 769 B3 ist
ein Magnetresonanzgerät
bekannt, bei dem an der Gradientenspule Aufnahmen für Trägervorrichtungen
in Form von Schubladen vorgesehen sind. Diese Trägervorrichtungen dienen der
Aufnahme von Shimplatten. Eine Trägervorrichtung besteht aus
gut wärmeleitfähigem Kunststoff
und weist in longitudinaler Richtung durchlaufende Hohlkörper auf.
Bei eingeschobener Trägervorrichtung
verbleibt ein Hohlraum zwischen dieser Shimeinrichtung und der spulenseitigen
Aufnahme. Die Aufnahme wird an beiden Seiten über Endkappen verschlossen.
Die Endkappen weisen Öffnungen auf,
die einerseits die Hohlkörper
in der Trägervorrichtung
verlängern,
zum anderen ermöglichen
sie den Zugang zum Hohlraum zwischen Trägervorrichtung und Spulenaufnahme.
An die Endstücke
können Einrichtungen
zum Zuführen
eines Kühlmediums
zu den trägerseitigen
Hohlkörpern
und dem Hohlraum angeschlossen werden.
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Der
Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Magnetresonanzgerät anzugeben,
bei dem ein verbesserter, übersichtlicher
Aufbau der Shimeinrichtungen vorgesehen ist.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist bei einem Magnetresonanzgerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Metallelemente auf einem rohrförmigen Träger, der sie in einer Ausnehmung
durchsetzt und an dem an beiden Enden Anschlussmittel zum Anschließen einer
Kühlmittelleitung
derart ausgebildet sind, dass Kühlmittel durch
das Rohr des Trägers
förderbar
ist, linear hintereinander und im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse
des Trägers
stehend aufgereiht sind, oder dass die Metallelemente in einem zumindest
abschnittsweise transparenten und/oder über seine Länge öffenbaren rohrförmigen oder
halbrohrförmigen
Träger
linear hintereinander und im Wesentlichen orthogonal zur Längsachse
des Trägers
stehend aufgereiht sind, der in der spulenseitigen Aufnahme über Abstandshalter
zur Innenwand der Aufnahme beabstandet ist, wobei zwischen Innenwand und
Träger
ein Kühlmittelkanal
gebildet ist.
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Beim
erfindungsgemäßen Magnetresonanzgerät sind die
einzelnen Metallelemente nicht mehr wie im Stand der Technik in
Form mehrerer separater, jeweils mehrere einzelne übereinander
gestapelte Plättchen
aufweisende Plättchenpakete
in einzelnen, voneinander getrennten Abteilen angeordnet, vielmehr
sind alle Metallelemente in einer Reihe hintereinander am Träger angeordnet,
wobei sie allesamt orthogonal zur Trägerlängsachse und damit zur Spulenlängsachse
positioniert sind. Infolge dieser einheitlichen Ausrichtung und
Anordnung sind folglich alle Metallelemente eindeutig bereits während des
Belegens zu erkennen, so dass Fehler sofort erfasst und gegebenenfalls
korrigiert werden können. Die
orthogonal zur Trägerlängsachse
ausgerichtete Anordnung lässt
es weiterhin ohne weiteres zu, die gewünschte Eisenmenge pro Längenabschnitt
bezogen auf die Spulenlänge
einzubringen, wobei es nicht auf die Form der Metallelemente bzw.
deren Ausrichtung bezüglich
des Spulenvolu mens ankommt, sondern nur auf die lokale Eisen- oder
Metallmenge bezogen auf den Spulenabschnitt. In diesem Zusammenhang
können,
sofern erforderlich, auch flächige, insbesondere
plättchenförmige, nicht
metallische Abstandshalter in ebenfalls orthogonal zur Längsachse des
Trägers
stehender Ausrichtung zwischen die Metallelemente gesetzt werden,
um die Eisenmenge pro Längenabschnitt
entsprechend optimal einstellen zu können. Der Träger jeder
nachfolgend noch beschriebenen Ausführungsform selbst kann aus
Metall, bevorzugt aber aus Kunststoff, gefertigt sein.
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Bezüglich der
konkreten Ausgestaltung einer Shimeinrichtung sind verschiedene
Ausgestaltungen denkbar. Eine erste vorteilhafte Erfindungsausgestaltung
sieht vor, die Metallelemente auf dem stab- oder rohrförmigen Träger, der
sie in einer Ausnehmung durchsetzt, aufzureihen; sie werden also
als plättchen-
oder scheibenförmige
Elemente, gegebenenfalls in Verbindung mit entsprechenden nicht
metallischen Abstandshaltern, auf den stab- oder rohrförmigen Träger, der
sie in der entsprechenden Ausnehmung durchsetzt, aufgefädelt. Auf
diese Weise können
die Metallelemente bzw. Abstandselemente ohne weiteres hintereinander
angereiht werden, in einer Reihenfolge, wie sie von dem berechneten
Mengenplan, der für
die Homogenisierung des Felds die lokale Eisenmenge vorgibt, vorgegeben
wurde.
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Dabei
kann der stab- oder rohrförmige
Träger
einstückig
ausgeführt
sein. Denkbar ist aber auch, ihn aus mehreren über Schraub- oder Steckverbindungen
lösbar
miteinander verbindbaren Trägerabschnitten
auszuführen,
was eine einfache Anpassung der Trägerlänge an die gegebene Spulenlänge ermöglicht,
das heißt,
bei dieser Ausführung kann
der Träger
je nach gegebener Spulenlänge
aus standardisierten Trägerabschnitten
zusammengesetzt werden.
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Um
etwaige Toleranzen, die aus möglichen Dickenvariationen
der einzelnen Metall- und Abstandselemente resultieren kön nen, nicht über die gesamte
Trägerlänge aufaddieren
zu müssen,
ist es vorteilhaft, die Metallelemente samt gegebenenfalls vorhandener
Abstandselemente bezogen auf die Trägerlänge zu paketieren, mithin also
einzelne Abschnitte auszubilden, innerhalb welcher jeweils ein Metall-
und Abstandselementpaket angeordnet wird. Hierzu ist der Träger zweckmäßigerweise über seine Länge in mehrere
Abschnitte unterteilt, die über
trägerseitige
Einstiche definiert sind, in denen Anschlagelemente, insbesondere
Sprengringe, angeordnet sind. Diese Sprengringe, gegebenenfalls
durch entsprechende Färbung
optisch hervorgehoben, definieren jeweils einen Abschnitt, der gemäß dem vorgegebenen
Belegungsplan belegt wird. Eine etwaige Toleranz kann nur bezogen
auf die Abstandslänge
gegeben sein, die Lage der Abstände
ist bezogen auf die Trägerlänge fest,
so dass ein Aufaddieren nicht eintreten kann.
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Alternativ
zur Ausführung
unter Verwendung der Einstiche nebst eingesetzten Anschlagselementen
ist es denkbar, das gesamte Metall- und Abstandselementepaket bezogen
auf die gesamte Trägerlänge zu verspannen,
um so die Längentoleranz
je nach Verspanndruck ausgleichen zu können.
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Werden
separat zusammenzusetzende Trägerabschnitte
verwendet, ist es zweckmäßig, an
zumindest einem Ende eines Trägerabschnitts
ein Anschlagelement vorzusehen, vorzugsweise an beiden, wobei diese
Anschlagselemente in ihrem Abstand über einen Trägerabschnitt
wiederum einen definierten Längenabschnitt
bilden, in dem die Metall- und Abstandselemente angeordnet werden,
so dass es auch bei dieser Ausführungsform
nicht zur Toleranzaddition kommt.
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Die
Metallelemente und gegebenenfalls Abstandselemente können eine
vorzugsweise kreisförmige,
geschlossene Ausnehmung aufweisen, oder eine zur Seite hin offene
Ausnehmung. Bei einer geschlossenen Ausnehmung, die je nach Querschnitt des
Trägers
auch rechteckig oder oval sein kann, werden die Metall- und Abschnittselemente
vom Trägerende
aufgefädelt.
Bei einer einseitig offenen Ausnehmung ist es neben dem Auffädeln auch
möglich, diese
gegebenenfalls von der Seite her auf den Träger aufzuschieben oder aufzuschnappen.
Diese Ausgestaltung lässt
auch einen einfachen Austausch eines Metallelements oder Abstandshalters
zu, insbesondere, wenn der gesamte Aufbau in einem weiteren Iterationsschritt
zur Optimierung der Feldhomogenität geändert werden muss. Es ist dann
möglich, einzelne
Metall- oder Abstandselemente aus dem Verbund orthogonal zur Trägerlängsachse
herauszuziehen und ein neues Teil einzusetzen.
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Ein
weiteres Problem bei bekannten Magnetresonanzgeräten unter Verwendung der passiven Shimeinrichtungen
stellt die Erwärmung
der Shimeinrichtungen dar. Da die magnetischen Eigenschaften temperaturabhängig sind
und ein Wärmeübertritt durch
Wirbelströme
sowie durch Wärmeleitung über die
Gradientenspule nicht zu vermeiden ist, schwankt die Magnetfeldhomogenität abhängig von
der Temperatur der Metallelemente der Shimeinrichtungen. Um auch
hier Abhilfe zu schaffen, sieht die Erfindung vor, an dem rohrförmigen Träger an beiden
Enden Anschlussmittel zum Anschließen einer Kühlmittelleitung vorzusehen.
Der rohrförmige
Träger
dient also nicht nur der Elementhalterung, sondern auch der Durchführung eines
Kühlmittels,
das in ihn an einem Ende einströmt
und am anderen Ende abgezogen wird. Hierzu sind lediglich entsprechende
Kühlmittelleitungen
an den entsprechenden Anschlussmitteln am Träger vorzusehen.
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Eine
zweite Erfindungsalternative bezüglich der
Ausführung
eines Trägers
sieht vor, diesen als zumindest abschnittsweise transparenten und/oder über seine
Länge öffenbaren
rohrförmigen
Träger oder
als halbrohrförmigen
Träger
auszubilden, in dem die Metallelemente und gegebenenfalls die nicht metallischen
Abstandselemente, orthogonal zur Trägerlängsachse stehend, eingesetzt
und aufgereiht sind. Hier werden die Elemente also nicht auf den Träger aufgefädelt, sondern
in einen diese abschnittsweise im Falle eines halbrohrförmigen Trägers oder
vollständigen
im Falle eines geschlossenen oder schließbaren Rohrträgers eingesetzt.
Um die Aufreihung kontrollieren zu können, ist im Falle einer Rohrträgerausführung dieser
bevorzugt transparent, wird also beispielsweise aus einem transparenten
Kunststoffrohr gebildet. Alternativ ist es denkbar, den rohrförmigen Träger auch
aus zwei miteinander lösbar
verbindbaren oder schwenkbar verbundenen Halbschalen zu bilden.
Dies ermöglicht
es, die Elemente in die eine Halbschale einzusetzen und, wenn der
Verbund fertig gestellt wurde, die zweite Halbschale aufzusetzen
oder zuzuschwenken, wobei zur Möglichkeit
der Kontrolle auch bei geschlossenem Träger eine der Halbschalen aus
transparentem Kunststoff bestehen kann.
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Eine
dritte Ausführungsform
eines derartigen Trägers
besteht darin, diesen lediglich mittels einer Halbschale auszuführen, in
der die Elemente angeordnet sind. Hier ist der Träger also
nicht allseitig geschlossen.
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Auch
bei dieser Ausführungsform
eines Trägers
als Rohr oder Halbrohr kann der Träger über seine Länge in mehrere Abschnitte unterteilt
sein, die über
an wenigstens einer Halbschale angeordnete Anschlagelemente definiert
sind, wobei diese Anschlagelemente bevorzugt fest mit der jeweiligen Halbschale
verbunden sind, im Falle von Kunststoffschalen beispielsweise angespritzt
sind.
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Um
auch bei einem solchen Träger
eine Kühlmöglichkeit
in der Gradientenspule vorzusehen, ist der Träger in der spulenseitigen Aufnahme über Abstandshalter
zur Innenwand der Aufnahme beabstandet angeordnet, so dass zwischen
der Innenwand und dem Träger
ein Kühlmittelkanal,
in dem über
entsprechende Anschlussmittel an den Stirnseiten der Gradientenspule
Kühlmittel
zirkulieren kann.
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Die
Shimeinrichtung selbst kann – je
nach Ausgestaltung der Metall- bzw. Abstandselementform bzw. der
Trägerform – einen runden
oder mehreckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt aufweisen,
wobei entsprechend auch die spulenseitige Aufnahme entsprechend
ausgeformt ist.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der
Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts,
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2 eine
Stirnansicht der Gradientenspule des Magnetresonanzgeräts aus 1,
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3 eine
Schnittansicht einer Shimeinrichtung einer ersten Ausführungsform,
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4A–D verschiedene
Ausführungsformen der
Metall- bzw. Abstandselemente,
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5 eine
Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Shimeinrichtung einer zweiten
Ausführungsform,
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6 eine
Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Shimeinrichtung einer dritten
Ausführungsform,
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7 eine
Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Shimeinrichtung einer vierten
Ausführungsform,
und
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8 eine
Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Shimeinrichtung einer fünften Ausführungsform.
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät 1 in
an sich bekannter Ausführungsform.
Mittels einer Patientenliege 2 ist ein Untersuchungsobjekt 3,
hier ein Mensch, in den Untersuchungsbereich einbringbar. Der Untersuchungsbereich,
der dem Untersuchungsvolumen entspricht, wird mittels eines Grundfeldmagneten 4 mit
einem Grundmagnetfeld beaufschlagt. Das Grundmagnetfeld ist zeitlich
konstant (statisch) und örtlich
so homogen wie möglich.
Es weist eine magnetische Feldstärke
auf, die vorzugsweise 3 T oder mehr beträgt. Der Grundfeldmagnet 4 ist
vorzugsweise supraleitend ausgebildet. Es sind somit keine weiteren
Ansteuerungen durch eine Steuerungs- und Auswerteeinrichtung 5, über die
der Anlagenbetrieb gesteuert wird, erforderlich.
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Das
Magnetresonanzgerät
weist ferner eine Gradientenspule 6 auf, mittels der der
Untersuchungsbereich mit Gradientenmagnetfeldern beaufschlagbar
ist. Die Gradientenspule 6 ist von der Steuerungs- und
Auswerteeinrichtung 5 ansteuerbar, so dass in ihr Gradientenströme, die
der Feldausbildung dienen, fließen.
Die zylindrische Gradientenspule 6 weist ferner mehrere
umfangsmäßig verteilt
angeordnete Shimeinrichtungen 7 auf, die hier gestrichelt
dargestellt sind. Ferner weist das Magnetresonanzgerät eine Körperspule 8 auf,
der in der Regel eine Doppelfunktion zukommt. Sie dient als Sendeantenne
zur Bilderzeugung und als Empfangsantenne zur Aufnahme von Signalen.
Die Körperspule 8 ist
von der Steuerungs- und Auswerteeinrichtung 5 ansteuerbar, so
dass in ihr entsprechende Anregungsströme gemäß den Anregungsparametern,
wie sie in der Steuerungs- und Auswerteeinrichtung 5 vorliegen,
fließen.
Der Aufbau eines Magnetresonanzgeräts ist an und für sich bekannt
und bedarf keiner näheren
Erläuterung
mehr.
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2 zeigt
eine Stirnansicht der zylindrischen Gradientenspule 6.
Symmetrisch um den Umfang verteilt sind mehrere Aufnahmen 9 in
Form zylindrischer Bohrungen, die sich über die gesamte Länge der
Gradientenspule bzw. des Spulenvergusskörpers 10 erstrecken.
In jede Aufnahme 9 wird eine Shimeinrichtung 7 eingesetzt
bzw. eingeschoben.
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer solchen Shimeinrichtung 11 zeigt 3.
Diese umfasst einen Träger 12,
der hier mittels eines hohlzylindrischen Rohres 13 gebildet
ist, und an dessen Enden Anschlussmittel 14 zum Anschließen einer
Kühlmittelleitung
ausgebildet sind, so dass Kühlmittel,
beispielsweise Wasser, durch das Rohr 13 zur Kühlung gefördert werden
kann. Auf das Rohr 13 aufgeschoben sind eine Vielzahl einzelner
Metallelemente 15 und Abstandselemente 16 aus
Kunststoff, die den passiven Shim der Gradientenspule 6 bilden.
Die Metallelemente 15 und Kunststoff-Abstandselemente 16 weisen
beispielsweise eine Ringform, wie in 4A gezeigt,
auf, können
also über
ihre zentrale Durchbrechung auf den Träger 12 aufgefädelt werden.
Sie sind also linear hintereinander angeordnet und stehen mit ihrer
Plättchen-
oder Scheibenebene orthogonal zur Längsachse L des Trägers 12.
Die Reihenfolge der Anordnung der Metallelemente 15 und
Abstandselemente 16 hintereinander ergibt sich aus einer
entsprechenden Berechnung hinsichtlich der über eine Shimeinrichtung in
die Gradientenspule 6 einzubringenden Metallmenge und deren
bezogen auf die Spulenlängsachse
geforderten Positionierung. Dies erfolgt über ein geeignetes Rechenprogramm
bezogen auf ein idealisiertes Kugelvolumen, in dem ein möglichst
homogenes Magnetfeld erzeugt werden soll. Das heißt, die
Reihenfolge zwischen Metallelementen 15 und Abstandselementen 16 ist letztlich
beliebig.
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Um
zu vermeiden, dass sich etwaige aus der Hintereinanderreihung ergebende
Positionsdifferenzen über
die Länge
des Rohres 13, das in seiner Gesamtheit im Wesentlichen
der Länge
einer Aufnahme 9, mithin also der Gradientenspulenlänge entspricht, addieren,
sind am Rohr 13 radiale Einsenkungen 17 vorgesehen,
in die Anschlagselemente 18, z. B. in Form von Sprengringen,
die aus Kunststoff sein können
und gegebenenfalls eingefärbt
sind, so dass sie optisch gut sichtbar sind, eingesetzt sind. Diese
Anschlagselemente 18 dienen als Anschläge für das jeweils in einem Abschnitt 19 zwischen
zwei Anschlagselementen 18 eingebrachte Paket aus Metallelementen 15 und
Abschnittselementen 16, so dass diese mit ausreichender
Festigkeit zwischen den Anschlusselementen 18 verspannt
werden können.
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Ersichtlich
sind also alle Metall- und Abstandselemente 15, 16 während und
nach der Montage, also an der fertigen Shimeinrichtung 11,
sichtbar, so dass etwaige Fehler sofort erkannt werden können. Auch
geht das Auffädeln
auf das Rohr 13 wesentlich schneller, auch wenn dies gegebenenfalls von
Hand erfolgt, als die aufwändige
manuelle Einlage und Ausrichtung der Plättchen in den ebenen Aufnahmen
bei bekannten Schubladenträgern.
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Die 4A–4D zeigen
unterschiedliche Formen und Ausführungen
der Metallelemente 15 bzw. der Abstandselemente 16.
Das in 4A gezeigten Metallelement 15a – Gleiches
gilt natürlich
für ein
Abstandselement, der Einfachheit halber ist im Folgenden lediglich
die Ausführungsform
eines Metallelements beschrieben – ist als Ring ausgeführt, es weist
eine kreisförmige
geschlossene Ausnehmung 20 auf, die vom Rohr 13 durchsetzt
ist. Der Ausnehmungsdurchmesser und der Rohrdurchmesser entsprechen
einander, so dass sich ein sicherer Sitz ergibt, der gleichwohl
ein einfaches Aufschieben ermöglicht.
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Das
in 4B gezeigte Metallelement 15b ist ebenfalls
ringförmig,
besitzt jedoch eine seitlich offene Ausnehmung 21, die
es ermöglicht,
das Metallelement 15b – und
natürlich
entsprechend ein derart ausgeformtes Abstandselement – über die
Aufschiebeöffnung 22 von
der Seite her auf das Rohr 13 aufzuschieben oder aufzuschnappen.
Diese Ausführungsform
ermöglicht
es insbesondere, im Falle eines Fehlers oder bei einer iterativen Änderung
der Belegung des Rohrs 13 einzelne Metallelemente oder
Abstandselemente aus den abschnittsbezogenen Verbund herauszuziehen
und gegen andere auszutauschen. Die Aufschiebeöffnung 22 entspricht
in ihrer vorlaufenden Breite im Wesentlichen dem Durchmesser des
Rohres 13 und verjüngt
sich zum Kern hin, so dass ein sicherer Aufschnappmechanismus und
eine sichere Halterung gewährleistet
ist.
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Eine
weitere Ausführungsform
eines Metallelements 15c ist in 4C gezeigt,
auch hier ist eine kreisförmige
Ausnehmung 23 vorgesehen, jedoch ist das Metallelement 15c quadratischer
Form. In entsprechender Weise ist auch das in 4D gezeigte Metallelement 15d ausgeführt, auch
dieses weist eine im Wesentlichen kreisförmige Ausnehmung 24 mit
einer Aufschiebeöffnung 25 auf,
deren Form bzw. Funktion der Aufschiebeöffnung 22 entspricht.
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Es
versteht sich von selbst, dass bei einer Ausführung der Metall- und Abstandselemente
wie in den 4C und 4D gezeigt
ist, die Ausnehmungen 9 an der Gradientenspule natürlich nicht
querschnittlich gesehen rund, sondern viereckig sind, nämlich der
Form der Metall- und Abschnittselemente entsprechend.
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5 zeigt
eine weitere Ausführungsform
einer Shimeinrichtung 26. Der hier verwendete Träger 27 ist
ein Stab 28 aus Vollmaterial, auf den bei dieser Ausführungsform
die Metallelemente 29 und Abstandselemente 30 aufgeschoben
sind. Hier sind – anders
als bei der Ausführungsform
nach 3 – keine über die
Trägerlänge ausgebildete
separate Abschnitte realisiert. Vielmehr wird hier der gesamte Verbund
aus Metall- und Abschnittselementen 29, 30 über zwei
Muttern 31, die auf entsprechende Gewindeabschnitte 32 an
den Stabenden aufgeschraubt werden, zusammengespannt. Die Metall-
und Abstandselemente 29, 30 können Formen, wie sie in den 4A–D gezeigt
sind, aufweisen.
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6 zeigt
eine weitere Ausführungform
einer Shimeinrichtung 33. Diese weist einen Träger 34 in
Form eines Stabes auf, der aus mehreren separaten Trägerabschnitten 35 besteht.
Die Trägerabschnitte 35 sind über entsprechende
Gewindeabschnitte miteinander verschraubt. Hierzu ist am einen Trägerabschnitt
eine Innengewindebohrung 36 vorgesehen, während am
anderen, anzuschließenden Trägerabschnitt
ein Gewindezapfen 37 ausgeführt ist, der in den Innengewindebohrung
eingeschraubt wird. An jedem Trägerabschnitt 35 ist
des Weiteren ein Anschlagelement 38 fest angeformt, so
dass auch hier wie der separate Abschnitte über die Trägerlänge ausgebildet werden. Bei
dieser Ausführungsform
kann also der Träger
in seiner Länge durch
die entsprechende Anzahl der Trägerabschnitte
eingestellt werden. Im Falle einer Änderung der Belegung des Trägers ist
es möglich,
diese an einer beliebigen Stelle auseinander zu schrauben, um beispielsweise
einen kompletten Trägerabschnitt,
der vollständig
mit Metallelementen 40 und Abstandselementen 41 belegt
ist, auszutauschen und einen neuen, komplett vorbelegten Trägerabschnitt
einzusetzen. Sofern die Metall- und Abstandselemente 40, 41 eine
offene Form wie in den 4B und D gezeigt, aufweisen,
ist dies nicht unbedingt erforderlich, vielmehr können dann
auch hier die Elemente einzeln zur Seite hin abgezogen werden.
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7 zeigt
eine weitere Ausführungsform
einer Shimeinrichtung 42. Der Träger 43 besteht hier aus
zwei Halbschalen 44a, 44b, die beide über geeignete
Scharniere 45 bezüglich
einander schwenkbar sind, so dass sich in der geschlossenen Form
ein umfangsmäßig und
im gezeigten Beispiel auch stirnseitenmäßig geschlossenes Rohr ergibt,
in das die einzelnen Metallelemente 46 bzw. Abstandselemente 47 eingesetzt
sind. Um einzelne Abschnitte auszubilden, sind auch hier entsprechende
Anschlagelemente 48 an der Halbschale 44a vorgesehen.
Auch bei dieser Ausführungsform
kann also während
des Aufbaus der Shimeinrichtung wie auch im Wege einer iterativen Änderung
der Belegung der gesamte Elementaufbau und die Reihenfolge ohne
weiteres eingesehen und auch ohne weiteres geändert werden.
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8 zeigt
schließlich
eine weitere Ausführungsform
einer Shimeinrichtung 49, bestehend aus einer Halbschale 50,
die optional und deshalb nur gestrichelt dargestellt über eine
zweite Halbschale 51, die beispielsweise aus einem transparenten
Kunststoff gefertigt ist, abgedeckt werden kann. Die Halbschale 51 kann
auf die untere Halbschale 50 aufgesetzt und beispielsweise
dort verrastet werden. In die Halbschale 50 werden die
Metallelemente 52 und Abstandselemente 53 in der
vorgegebenen Reihenfolge eingesetzt, wobei auch hier wie dargestellt
entsprechende Anschlagselemente 54 in der Halbschale 50, die
ebenfalls bevorzugt aus Kunststoff gefertigt ist, eingeformt sein
können.
Es besteht nun die Möglichkeit,
lediglich die Halbschale 50 als Träger einzusetzen und die einseitig
offene Konfiguration in eine Aufnahme 9 einzuschieben.
Optional kann wie ausgeführt
die zweite Halbschale 51 darüber gesetzt werden.
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An
dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass zum einen die in 6 gezeigten
Trägerabschnitte 35 auch
hohl sein können,
so dass sich insgesamt ein hohles Trägerrohr, in seiner Funktion
entsprechend dem Rohr 13 aus 3, zusammengesetzt werden
kann, durch das Kühlmittel über entsprechende
Anschlussmittel geführt
werden kann. Weiterhin ist es bezüglich jeder Ausführungsform
wie ausgeführt
denkbar, diese nicht zylindrisch, sondern querschnittlich gesehen
auch rechteckig auszuführen.
Schließlich
ist noch festzuhalten, dass bei Verwendung von Shimeinrichtungen
ohne mittige Kühlmittelzufuhr
in den Ausnehmungen 9 der Gradientenspule 6 entsprechende
Abstandshalter 55 ausgebildet werden, wie in 2 an
einer Ausnehmung 9a gezeigt, über welche Abstandshalter 55 die
jeweilige Shimeinrichtung von der Innenwand der Ausnehmung 9a beabstandet
ist, so dass in diesem Bereich Kühlmittel
zirkulieren kann, das über
Kühlleitungen, die
an entsprechenden gradientenspulenseitigen Anschlussmitteln angeschlossen
werden können,
zugeführt
wird. Als Abstandshalter kann auch ein von der Ausnehmungswand beabstandetes
Rohr, in das eine Shimeinrichtung eingeschoben wird, verwendet werden.
Zwischen der Rohraußenwand
und der Ausnehmungswand fließt
dann das Kühlmittel.