DE10300067A1

DE10300067A1 - Verfahren zur Bildung einer NMR-Trimmung

Info

Publication number: DE10300067A1
Application number: DE10300067A
Authority: DE
Inventors: Gregory F Hayworth; Jun Delton A Grey; Jun Granville G Ward
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2002-01-07
Filing date: 2003-01-03
Publication date: 2003-07-10
Also published as: JP4222840B2; US20030075243A1; JP2003225224A; US6627003B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Bildung eines Trimm-Körpers für eine NMR-Anordnung bereitgestellt. Ein magnetisierbares Metallpulver mit bekannten magnetischen Eigenschaften wird bereitgestellt (10). Das Pulver wird gleichmäßig in einem nicht-magnetischen Material dispergiert (12), um eine Mischung (40) mit einer ausgewählten gleichmäßigen Dichte zu bilden. Ein gewünschtes Gewicht des magnetischen Materials wird für eine spezielle Installation einer NMR-Anordnung bestimmt (14). Die Mischung (40) wird erhitzt (16). Ein ausgewähltes Volumen, das dem ausgewählten Gewicht des magnetischen Materials entspricht, wird in einen Behälter extrudiert (18). Die Mischung wird abgekühlt (20), um einen Trimm-Körper zu bilden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Bildung von Trimm- bzw. Abstimm-Körpern zur Verwendung in einem Nuklear-Magnetischen-Resonanz-("NMR")System. Spezieller bezieht sich die Erfindung auf ein verbessertes und vereinfachtes Verfahren zur Bildung passiver Trimm- Körper. Die Trimm-Körper sind zur Verwendung in einer supraleitenden Magnet-Anordnung für Magnetische-Resonanz- Bilderzeugung (Magnetic Resonanz Imaging, "MRI") bestimmt.
Wie gut bekannt ist, kann ein supraleitender Magnet durch Hineingeben in eine extrem kalte Umgebung supraleitend gemacht werden. Zum Beispiel kann der Magnet von einem Kryostaten oder einem Druckgefäß, das flüssiges Helium oder anderes Kryogen enthält, umschlossen werden. Die extreme Kälte gewährleistet, dass die Magnetspulen supraleitend sind. Der durch eine Stromquelle eingebrachte Strom wird selbst nachdem die Stromquelle entfernt ist weiterhin durch die Spulen fließen. Diese Kontinuität des Stromflusses beruht auf dem Fehlen von Widerstand, und ein starkes Magnetfeld wird dadurch beibehalten. Supraleitende Magnete finden weitreichende Anwendung auf dem Gebiet des MRI.
Um Inhomogenitäten in NMR- oder MRI-Magneten zu kompensieren, sind verschiedene Anordnungen einschließlich passiver ferromagnetischer Trimm- Materialien verwendet worden. Zum Beispiel offenbaren U.S. Patent Nr. 5.003.266 von Palkovich et al., US. Patent Nr. 5.168.231 von Aubert, U.S. Patent Nr. 5.923.235 von Van Oort, U.S. Patent Nr. 5.999.076 von Becker, Jr. et al. und U.S. Patent Nr. 6.218.838 von McGinley et al. passive Trimm-Systeme für Magnetische- Resonanz-Magneten.
MRI-Magneten mit offener Architektur neigen dazu, aufgrund von verstärkter Spulenverformung und Fehlausrichtung der Spule eine verstärkte Inhomogenität des Feldes zu erzeugen. So eine Inhomogenität wird während des Konstruktionsschritts minimiert, und dann werden passive Trimm-Systeme hinzugefügt. Die passiven Trimm-Systeme verringern die Inhomogenität, die nach dem Herstellungsablauf aufgrund von Herstellungstoleranzen und Konstruktionsbegrenzungen verbleibt. Die passiven Trimmungen werden zwischen dem bildgebenden Durchmesser und der Gradienten-Spule angebracht. Zum Beispiel können Schienen mit Trimmscheiben in Taschen um die Achse des Magnetdurchmessers angeordnet werden.
Für NMR-Trimmung ist es nötig, dass eine spezielle Menge ferromagnetischen Materials an einem speziellen Ort installiert ist. Die Menge variiert von Ort zu Ort aufgrund von magnetischem Material in der Nähe des Magneten an der Installationstelle. Das gegenwärtige Verfahren installiert Pellets in einer vorgeformten Scheibe, um die gewünschte Menge ferromagnetischen Materials in der Scheibe zu erhalten. Allerdings müssen die Scheiben von Hand und mühselig bestückt werden, um die Menge an magnetischem Material in jeder Scheibe zu erzeugen. Ein zweiter Nachteil dieses Vorgehens ist, das die Pellets in relativ großen Abstufungen zugegeben werden, was eine exakte Trimmung schwierig macht. Ein dritter Nachteil ist, dass die Kosten der bestückten Scheiben relativ hoch sind.
Dem gemäß wird ein Verfahren zur Bildung eines Trimm- Körpers benötigt, das die mühselige Beladung mit Pellets beseitigt. Zudem wird ein Verfahren benötigt, das das relativ Stufenartige des "Pellets-in-Scheibe"-Verfahrens beseitigt. Zudem wird ein Verfahren benötigt, das die Kosten der Trimm-Scheibe senkt.
Es wird ein Verfahren zur Bildung eines Trimm-Körpers bereitgestellt. Gemäß einer Form der Erfindung wird ein magnetisierbares Metallpulver, wie ein eisenhaltiges Pulver, mit bekannten magnetischen Eigenschaften bereitgestellt. Das Pulver wird gleichmäßig in einem nicht-magnetischen oder nicht-eisenhaltigen Material dispergiert. Es wird eine Mischung mit einer ausgewählten gleichmäßigen Dichte gebildet. Ein gewünschtes Gewicht des magnetischen Materials wird für eine spezielle Installation einer NMR-Anordnung ausgewählt. Die Mischung wird erhitzt. Ein ausgewähltes Volumen der Mischung, das dem ausgewählten Gewicht des magnetischen Materials entspricht, wird in einen Behälter extrudiert. Die Mischung wird dann abgekühlt, um einen Trimm-Körper zu bilden.
In einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zur Bildung einer passiven Trimm-Scheibe für eine offene MRI- Anordnung bereitgestellt. In diesem Aspekt wird ein Neodym-Bor-Eisen-Legierungspulver mit bekannten magnetischen Eigenschaften bereitgestellt. Das Pulver wird gleichmäßig in einem thermoplastischen Material dispergiert, um eine Mischung mit einer ausgewählten gleichmäßigen Dichte zu bilden. Ein ausgewähltes Gewicht des magnetischen Materials in der Mischung wird für eine spezielle Installation einer MRI-Anordnung bestimmt. Die Mischung wird erhitzt. Ein ausgewähltes Volumen der erhitzten Mischung, das dem ausgewählten Gewicht entspricht, wird in einen offenen U-förmigen Behälter extrudiert. Der Behälter kann aus einem thermohärtbaren Kunststoff gebildet sein. Die Mischung wird dann abgekühlt, um eine Trimm-Scheibe oder einen Trimm-Körper zu bilden.
In einem anderen Aspekt wird die abgekühlte Mischung aus dem Behälter entfernt, um die Trimm-Scheibe oder einen Trimm-Körper zu bilden.
In einem weiteren Aspekt hat der Behälter einen Boden und mit dem Boden verbundene Seiten, die aus einem thermohärtbaren Kunststoff gebildet sind. Die Mischung wird abgekühlt, um die Trimm-Scheibe oder den Trimm- Körper zu bilden.
Andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, offensichtlich werden. Es versteht sich jedoch, dass die Zeichnungen nur zu dem Zweck der Veranschaulichung und nicht als eine Definition der Grenzen der Erfindung vorgesehen sind.
In den Zeichnungen, in denen ähnliche Bezugszeichen durch die verschiedenen Ansichten hindurch ähnliche Elemente bezeichnen, ist:
Fig. 1 ein allgemeines Flussdiagramm für ein Verfahren zur Bildung eines Trimm-Körpers gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Behälters, der teilweise mit einer Mischung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gefüllt ist.
Fig. 3 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Behälters, der zur Hälfte mit einer Mischung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung gefüllt ist.
Fig. 4 eine vereinfachte schematische Ansicht eines Behälters, der vollständig mit einer Mischung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gefüllt ist.
Unter Bezug auf Fig. 1 wird ein allgemeines Flussdiagramm für ein Verfahren zur Bildung eines Trimm- Körpers gezeigt. In dem ersten Schritt, Kasten 10, wird ein magnetisierbares Metallpulver, wie ein eisenhaltiges oder Eisenpulver, mit bekannten magnetischen Eigenschaften bereitgestellt. Ein permanent magnetisches Material, das selbst in magnetischen Feldern des Bereichs von 0,5-1,5 Tesla magnetisch bleibt, kann ebenfalls verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Neodym-Bor-Eisen- (NdBFe)Legierungspulver verwendet werden. Alternativ kann das magnetisierbare Metallpulver aus einer Samarium- Kobalt-Legierung hergestellt werden.
Der zweite Schritt des Gesamtprozesses ist in Kasten 12 wiedergegeben. In diesem Schritt wird das Pulver in einem nicht-eisenhaltigen oder einem anderen nicht-magnetischen Material gleichmäßig vor-dispergiert, um eine Mischung zu bilden. Das nicht-eisenhaltige Material ist bevorzugt ein thermoplastisches Material, das nicht-magnetisch und elektrisch isolierend ist. Diese Mischung hat eine bekannte und gleichmäßige Dichte und besteht aus dem magnetischen Pulver und dem nicht-eisenhaltigen oder thermoplastischen Material.
Das gewünschte Gewicht des magnetischen Materials wird für eine spezielle Installation einer NMR-Anordnung bestimmt (Kasten 14). Sobald das gewünschte Gewicht bestimmt worden ist, wird die Mischung erhitzt (Kasten 16) und in einen zweckmäßigen Behälter extrudiert (Kasten 18). Das Gewicht des magnetischen Materials wird einfach aus dem Volumen der in den Behälter überführten Mischung bestimmt. Die Mischung wird in Block 20 schnell abgekühlt. Die Mischung kann daher sofort zu den Magnet- Trimm-Taschen eines passiven Trimm-Systems überführt werden. Der resultierende Trimm-Körper oder die Trimm- Scheibe wird billig und einfach zu bestücken (oder zu füllen) sein, magnetische Symmetrie haben und sehr präzise sein.
Unter Bezug auf Fig. 2 wird nun ein Behälter 30 gezeigt. Der Behälter 30 hat bevorzugt ein offenes "U" oder eine flache Schale zur Aufnahme eines ausgewählten Volumens der erhitzten Mischung 40. Der Behälter 30 hat einen Boden 32 und Seiten 34 und 36, die bevorzugt aus einem thermohärtbaren Kunststoff gebildet sind. Zum Beispiel kann ein faserverstärktes Epoxy-Material verwendet werden, dass magnetisch- und für Radiofrequenzen durchlässig ist. Der Behälter 30 kann teilweise mit der erhitzten Mischung 40, zum Beispiel zu 25% wie in Fig. 2 gezeigt oder zu 50% wie in Fig. 3 gezeigt, gefüllt sein. Zusätzlich kann der Behälter 30 wie in Fig. 4 gezeigt vollständig mit der erhitzten Mischung 40 gefüllt sein. Im wesentlichen kann jeder Prozentsatz der Befüllung von 1% bis 100% in Abhängigkeit von den speziellen Bedürfnissen und Notwendigkeiten verwendet werden.
Ein in Fig. 2 in gestrichelten Linien gezeigter Deckel 38 kann auf die Seiten 34 und 36 gesetzt werden nachdem die Erhitzte Mischung 40 in den Behälter 30 extrudiert wurde. Der Deckel 38 ist ebenfalls bevorzugt aus einem thermohärtbaren Kunststoff gebildet. Ein Behälter mit diesen Eigenschaften kann den Ort des magnetischen Materials innerhalb der Trimm-Taschen bereitstellen. Die Befüllung oder teilweise Befüllung des Behälters kann wie folgt erreicht werden. Zunächst wird die Mischung erhitzt. Die gewünschte Menge der erhitzten Mischung wird dann in die Behälter-Tasche, wie in den Fig. 2-4 gezeigt, extrudiert. Die abgekühlte Mischung kann aus dem Behälter entfernt und als der Trimm-Körper verwendet werden. Alternativ kann der Behälter mit der abgekühlten Mischung darin als der Trimm-Körper verwendet werden.
Die Auflösung der Verteilung des eisenhaltigen Pulvers wird nur durch die Messfähigkeit des Spenders begrenzt. Einmal gebildet kann der Trimm-Körper in dem Trimm-System durch ein Positionierungs- und Verschlussverfahren gehalten werden. Ein geeignetes Positionierungs- und Verschlussverfahren wird für einen Fachmann offensichtlich sein.
Daher wird ein Verfahren der Zugabe von magnetischem Material bereitgestellt, dass das mühselige Beladen mit Pellets beseitigt. Das Verfahren beseitigt zudem das relativ Stufenartige des "Pellets-in-Scheibe"-Verfahrens. Das Verfahren senkt zudem die Kosten des hergestellten Trimm-Körpers oder der Trimm-Scheibe.
Wenngleich bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, ist es offensichtlich, dass viele Änderungen und Modifizierungen an diesen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und dem Umfang der Erfindung, wie in den angefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen.
Es wird ein Verfahren zur Bildung eines Trimm-Körpers für eine NMR-Anordnung bereitgestellt. Ein magnetisierbares Metallpulver mit bekannten magnetischen Eigenschaften wird bereitgestellt (10). Das Pulver wird gleichmäßig in einem nicht-magnetischen Material dispergiert (12), um eine Mischung (40) mit einer ausgewählten gleichmäßigen Dichte zu bilden. Ein gewünschtes Gewicht des magnetischen Materials wird für eine spezielle Installation einer NMR-Anordnung bestimmt (14). Die Mischung (40) wird erhitzt (16). Ein ausgewähltes Volumen, das dem ausgewählten Gewicht des magnetischen Materials entspricht, wird in einen Behälter extrudiert (18). Die Mischung wird abgekühlt (20), um einen Trimm- Körper zu bilden.

Claims

1. Verfahren zur Bildung eines Trimm-Körpers für eine NMR- Anordnung umfassen die Schritte:

a) Bereitstellen (10) eines magnetisierbaren Metallpulvers mit bekannten magnetischen Eigenschaften;

b) gleichmäßiges Dispergieren (12) des Pulvers in einem nicht-magnetischen Material, um eine Mischung (40) mit einer ausgewählten gleichmäßigen Dichte zu bilden;

c) Bestimmen (14) eines ausgewählten Gewichts des magnetischen Materials für eine spezielle Installation einer NMR-Anordnung;

d) Erhitzen (16) der Mischung (40);

e) Extrudieren (18) eines ausgewählten Volumens der erhitzten Mischung (40), das dem ausgewählten Gewicht des magnetischen Materials entspricht, in einen Behälter (30); und

f) Abkühlen (20) der Mischung (40), um einen Trimm-Körper zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das magnetisierbare Metallpulver aus einer Samarium-Kobalt-Legierung hergestellt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Behälter (30) eine offene "U"-Form hat.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das nicht-magnetische Material ein thermoplastisches Material ist.

5. Verfahren zur Bildung eines Trimm-Körpers für eine NMR- Anordnung umfassend die Schritte:

a) Bereitstellen (10) eines eisenhaltigen Pulvers mit bekannten magnetischen Eigenschaften;

b) gleichmäßiges Dispergieren (12) des Pulvers in einem nicht-eisenhaltigen Material, um eine Mischung (40) mit einer ausgewählten gleichmäßigen Dichte zu bilden;

d) Erhitzen (16) der Mischung (40)

f) Abkühlen (20) der Mischung (40), um einen Trimm-Körper zu bilden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Behälter (30) eine offene "U"-Form hat.

7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Behälter (30) einen Boden (32) und mit dem Boden verbundene Seiten (34, 36) hat, wobei der Boden und die Seiten aus einem thermohärtbaren Kunststoff gebildet sind, und wobei ein aus einem thermohärtbaren Kunststoff gebildeter Deckel (38) auf die beiden Seiten aufgesetzt wird, nachdem die erhitzte Mischung (40) in den Behälter extrudiert wurde.

8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Behälter (30) teilweise mit der erhitzten Mischung (40) gefüllt ist.

9. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Behälter (30) zu 25-50% mit der erhitzten Mischung (40) gefüllt ist.

10. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Behälter (30) vollständig mit der erhitzten Mischung (40) gefüllt ist.

11. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das nicht-eisenhaltige Material ein thermoplastisches Material ist.

12. Verfahren zur Bildung eines Trimm-Körpers für eine NMR- Anordnung umfassend die Schritte:

d) Erhitzen (16) der Mischung (40);

e) Extrudieren (18) eines ausgewählten Volumens der erhitzten Mischung (40), das dem ausgewählten Gewicht des magnetischen Materials entspricht, in einen Behälter (30), so dass der Behälter zu wenigsten 25% mit der erhitzten Mischung gefüllt ist; und

f) Abkühlen (20) der Mischung (40), um einen Trimm-Körper zu bilden.

13. Verfahren zur Bildung eines Trimm-Körpers für eine NMR- Anordnung umfassend die Schritte:

d) Erhitzen (16) der Mischung;

e) Extrudieren (18) eines ausgewählten Volumens der erhitzten Mischung (40), das dem ausgewählten Gewicht des magnetischen Materials entspricht, in einen Behälter (30), der einen Boden (32) und mit dem Boden verbundene Seiten (34, 36) hat, die aus einem thermohärtbaren Kunststoff gebildet sind;

f) Abkühlen (20) der Mischung (40); und

g) Entfernen der Mischung (40) aus dem Behälter, um einen Trimm-Körper zu bilden.

14. Verfahren zur Bildung einer passiven Trimm-Scheibe für eine offene MRI-Anordnung umfassend die Schritte:

a) Bereitstellen (10) eines Neodym-Bor-Eisen- Legierungspulvers mit bekannten magnetischen Eigenschaften;

b) gleichmäßiges Dispergieren (12) des Pulvers in einem thermoplastischen Material, um eine Mischung (40) mit einer ausgewählten gleichmäßigen Dichte zu bilden;

c) Bestimmen (14) eines ausgewählten Gewichts des magnetischen Materials in der Mischung für eine spezielle Installation einer MRI-Anordnung;

d) Erhitzen (16) der Mischung;

e) Extrudieren (18) eines ausgewählten Volumens der erhitzten Mischung (40), das dem ausgewählten Gewicht des magnetischen Materials entspricht, in einen offenen U- förmigen Behälter (30), der aus einem thermohärtbaren Material gebildet ist; und

f) Abkühlen (20) der Mischung (40), um eine Trimm-Scheibe zu bilden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Behälter (30) teilweise mit der erhitzten Mischung (40) gefüllt ist.

16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Behälter (30) vollständig mit der erhitzten Mischung (40) gefüllt ist.

17. Verfahren zur Bildung einer passiven Trimm-Scheibe für eine offene MRI-Anordnung umfassend die Schritte:

c) Bestimmen (14) eines ausgewählten Gewichts des magnetischen Materials für eine spezielle Installation einer MRI-Anordnung;

d) Erhitzen (16) der Mischung (40);

e) Extrudieren (18) eines ausgewählten Volumens der erhitzten Mischung (40), das dem ausgewählten Gewicht des magnetischen Materials entspricht, in einen offenen U- förmigen Behälter (30), der aus einem thermohärtbaren Material gebildet ist, so dass der Behälter wenigstens teilweise mit der erhitzten Mischung gefüllt ist; und

f) Abkühlen (20) der Mischung, um eine Trimm-Scheibe zu bilden.

18. Verfahren zur Bildung einer passiven Trimm-Scheibe für eine offene MRI-Anordnung umfassend die Schritte:

d) Erhitzen (16) der Mischung;

e) Extrudieren (18) eines ausgewählten Volumens der erhitzten Mischung (40), das dem ausgewählten Gewicht des magnetischen Materials entspricht, in einen offenen U- förmigen. Behälter (30), der einen Boden (32) und mit dem Boden verbundene Seiten (34, 36) hat, die aus einem thermohärtbaren Kunststoff gebildet sind, so dass der Behälter wenigstens teilweise mit der erhitzten Mischung gefüllt ist;

f) Aufsetzen eines Deckels (38), der aus einem thermohärtbaren Kunststoff gebildet ist, auf die Seiten, nachdem die erhitzte Mischung in den Behälter extrudiert wurde; und

g) Abkühlen (20) der Mischung (40), um eine Trimm-Scheibe zu bilden.