DE19504171C2 - Trennbare, lokale Gradientenspulenanordnung für Kernspintomographiegeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine lokale Gradientenspulenanordnung für Kernspintomographiegeräte mit einer im wesentlichen hohl­ zylinderförmigen Geometrie, bestehend aus mehreren Gradien­ tenspulen für unterschiedliche Raumrichtungen, wobei die Gra­ dientenspulenanordnung zumindestens an einer Seite entlang einer in axialer Richtung verlaufenden Trennlinie auftrenn­ bar ist.

Bekanntlich erfolgt die Ortsauflösung der Kernresonanzsignale in der Kernspintomographie dadurch, daß einem homogenen, sta­ tischen Grundfeld in der Größenordnung von 1 T ein Magnet­ feldgradient überlagert wird. Die Prinzipien der Bildgebung sind beispielsweise im Artikel von Bottomley "NMR Imaging Techniques and Applications: A Review" in: Review of Scienti­ fic Instrumentation 53, 9, 9/82, Seiten 1319 bis 1337, erläu­ tert.

Aus der US-PS 4,910,462 ist eine Gradientenspule der eingangs genannten Art zur Erzeu­ gung eines longitudinalen Magnetfelds bekannt. Diese wird aus einer ebenen Struktur geätzt und dann zu einer Zylinderform gerollt. Um zu vermeiden, daß nach dem Aufrollen zu einer Zy­ linderstruktur eine Vielzahl von Leitern miteinander verbun­ den werden muß, werden die Leiter an den Enden der flachen Struktur bogenförmig zurückgeführt. Beim Zusammenrollen zu einem Zylinder überlappen sich diese Rückführungen derart, daß jeweils Leiter mit entgegengesetzten Stromrichtungen auf­ einanderliegen und somit kein störendes resultierendes Mag­ netfeld erzeugt wird.

Aus der DE 39 32 648 A1 ist eine Hochfrequenz-Lokalspule für die Kernspintomographie bekannt, die zum leichteren Einführen von Körperteilen teilbar ist.

Aus der EP 0 313 213 A2 ist eine Gradientenspulenanordnung bekannt, bei der die Gradientenfeldstärke im Untersuchungs­ objekt dadurch erhöht wird, daß wenigstens ein Satz von Gra­ dientenspulen näher am Körper des Untersuchungsobjekts ange­ bracht wird. Damit wird also von der übrigen rotationssymme­ trischen Form abgegangen.

Üblicherweise sind die Gradientenspulen auf einem Tragrohr angeordnet, das fest in einem Grundfeldmagneten installiert ist und die gesamte Patientöffnung einschließt. Die Energie einer Gradientenspule und damit ihre Induktivität ist bei einem Radius r der Gradientenspule bei gegebener Feldstärke und Feldgüte proportional zu rⁿ, wobei n < 5. Aus diesem Grund ist es für Gradientenspulen besonders vorteilhaft, den Durchmesser möglichst klein zu halten, d. h. möglichst nahe an das zu untersuchende Objekt heranzurücken. Bei fest instal­ lierten Gradientenspulen sind dem allerdings durch den erfor­ derlichen Patientenraum Grenzen gesetzt.

Aus diesem Grund wurden sogenannte lokale Gradientenspulen vorgeschlagen, die nicht mehr den gesamten Patientenraum um­ schließen, sondern in Form von Spezialspulen nur noch das eigentliche Untersuchungsobjekt, also z. B. den Kopf oder Ex­ tremitäten. Für verschiedene Untersuchungsbereiche werden - ähnlich wie bei lokalen Hochfrequenzspulen - austauschbare Spezial-Gradientenspulen vorgesehen. Der mit dem kleineren Volumen der Gradientenspule verbundene Vorteil der geringeren Induktivität kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn schnel­ le Anstiegs- und Abfallzeiten des Gradientenstroms oder hohe Gradientenfeldstärken gewünscht werden. Dies ist bei schnel­ len Pulssequenzen, wie z. B. bei Echo Planar Imaging (EPI) der Fall.

Wenn man alle erforderlichen Gradientenspulen für die drei Raumrichtungen auf einen Hohlzylinder aufbringt, muß dieser über den Patienten hinweggeführt bzw. der Patient in den Hohlzylinder hineingeschoben werden. Dies ist in der Handha­ bung recht unpraktisch, zumal der Hohlzylinder ja so eng wie möglich ausgeführt werden soll.

Macht man aber die Gradientenspule zur leichteren Handhabbar­ keit teilbar, so ergibt sich das Problem, daß die einzelnen Windungen der Gradientenspule über eine Vielzahl von Kontakt­ stellen miteinander verbunden werden müssen. Dies wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Die Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils denselben Hohlzylinder 5, auf den drei Gradientenspulen 2 bis 4 für die drei Raumrichtungen aufgebracht sind. Die drei Gradientenspulen 2 bis 4 sind in den Fig. 1 bis 3 der besseren Übersichtlichkeit wegen je­ weils gesondert dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine sattelförmige Gradientenspule herkömmli­ cher Bauart mit Einzelspulen 2a bis 2d zur Erzeugung eines Gradienten in y-Richtung gemäß dem in Fig. 1 eingezeichneten Koordinatensystem. Dabei liefern die inneren Leiter das Nutz­ feld, die parallel zur z-Richtung verlaufenden Leiter liefern aufgrund ihrer Richtung keinen Beitrag zum y-Gradienten und die außenliegenden Leiter können aufgrund ihrer größeren Ent­ fernung zum Untersuchungsbereich im Zentrum des Hohlzylinders 5 vernachlässigt werden. In Fig. 1 ist für den Hohlzylinder 5 eine Trennlinie 5a eingezeichnet. Der Hohlzylinder 5 mit der Gradientenspulen 2 kann entlang dieser Trennlinie 5a pro­ blemlos getrennt werden, da kein Leiter die Trennlinie kreuzt.

In Fig. 2 ist eine Gradientenspule 3 für die z-Richtung dargestellt. Diese besteht aus zwei Spulenteilen 3a und 3b mit gegensinniger Stromrichtung. Bei einer Trennung des Hohl­ zylinders 5 müßten hier alle Windungen unterbrochen werden.

In Fig. 3 ist eine Gradientenspule 4 für die x-Richtung dar­ gestellt. Diese besteht wie die Gradientenspule für die y-Rich­ tung aus vier einzelnen Sattelspulen, von denen jedoch in Fig. 3 nur die Sattelspulen 4a und 4b sichtbar sind. Die Gradientenspule 4 für die x-Richtung ist gegenüber der Gra­ dientenspule 2 für die y-Richtung um 90° in azimutaler Rich­ tung versetzt. Damit kreuzen auch bei diesen Spulen alle Win­ dungen die Trennlinie 5a und müssen somit aufgetrennt werden.

Wenn man daher mit einer lokalen Gradientenspule die Magnet­ feldgradienten für alle Raumrichtungen erzeugen will, benö­ tigt man an der Trennlinie 5a eine Reihe von Kontakten. Diese müssen eine erhebliche Stromtragfähigkeit besitzen, da Gra­ dientenströme in der Größenordnung von typischerweise 200 bis 250 A erforderlich sind. Ferner treten an den Gradientenspu­ len auch hohe Spannungen auf. Schließlich müßten die Kontakte leicht zu öffnen sein. Solche Lösungen wären technisch (so­ weit überhaupt machbar) sehr aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine auftrennbare lokale Gradientenspulenanordnung so auszugestalten, daß auch bei einem vollständigen Satz von Gradientenspulen die obengenann­ ten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle Gradientenspulenleiter, die die Trennlinie kreuzen, an der Trennlinie unterbrochen sind und daß auf jeder Seite der Trennlinie die Ströme über parallel zur Trennlinie verlau­ fende Verbindungsleiter geführt werden. An der Trennlinie sind daher keinerlei Kontaktstellen vorhanden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Fig. 4 bis 20 näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 4 eine z-Gradientenspule,

Fig. 5 eine x-Gradientenspule,

Fig. 6 eine einzelne Gradientenspulenwicklung nach dem so­ genannten Fingerprint-Design,

Fig. 7 eine Gradientenspulenanordnung mit nach oben abnehm­ barem Oberteil,

Fig. 8 eine Gradientenspulenanordnung mit in axialer Rich­ tung abziehbarem Oberteil,

Fig. 9 eine Gradientenspulenanordnung mit aufklappbarem Oberteil,

Fig. 10 eine Gradientenspulenanordnung mit Überlappung an den Trennstellen,

Fig. 11 eine Detailzeichnung der Überlappung,

Fig. 12 eine Gradientenspulenanordnung mit radial erweiter­ ten parallelen Flächen,

Fig. 13 ein Detail der in radialer Richtung erweiterten Flächen,

Fig. 14 eine kammartige azimutale Überlappung,

Fig. 15 eine kammartige Überlappung der radial erweiterten Flächen,

Fig. 16 eine Gradientenspulenanordnung mit elliptischem Querschnitt,

Fig. 17 eine Gradientenspulenanordnung, bei der das Unter­ teil in eine Patientenliege eingebaut ist,

Fig. 18 eine Gradientenspulenanordnung, bei der Ober- und Unterteil asymmetrisch zueinander sind,

Fig. 19 ein Gittermaschennetz zur Berechnung der Wickelkurve der Gradientenspulen,

Fig. 20 die Aufteilung der Gradientenspule in einzelne Ele­ mentarspulen.

In Fig. 4 ist das Prinzip der Auftrennung der Gradientenspu­ le für die z-Richtung dargestellt, wobei der Übersichtlich­ keit wegen nur zwei Windungen eingezeichnet sind. Während auf der linken Seite der Fig. 4 die herkömmliche Anordnung mit Leitern 3a, 3b, die die Trennlinie 5a kreuzen, dargestellt ist, zeigt die rechte Seite das erfindungsgemäße Prinzip, bei der an der Trennlinie 5a eine Auftrennung der einzelnen Windungen in Windungsteile 3a, 3c bzw. 3b, 3d erfolgt. Die aufgetrennten Leiterteile 3a und 3b sowie 3c, 3d werden parallel zur Trennlinie 5a über Verbindungsleiter 3e bzw. 3f verbunden. Die entsprechende Verbindung gilt natürlich auch für die nicht sichtbare Rückseite des Hohlzylinders 5.

Damit können in den Windungsabschnitten 3a bis 3d dieselben Ströme fließen wie bei den herkömmlichen Windungen, sie fließen jedoch nicht mehr über die Trennlinie 5a, sondern bei­ spielsweise für den Windungsabschnitt 3a über den Verbin­ dungsleiter 3e zum Windungsabschnitt 3b bzw. vom Windungsab­ schnitt 3d über den Verbindungsleiter 3f zum Windungsab­ schnitt 3c.

Entsprechendes gilt für die Gradientenspule für die x-Rich­ tung entsprechend Fig. 5. Auch hier werden die Windungsab­ schnitte 4a bis 4d an der Trennlinie 5a aufgetrennt und der Strom über Verbindungsleiter 4e, 4f parallel zur Trennlinie 5a geführt.

In der Praxis haben die einzelnen Gradientenspulen natürlich mehr Windungen, die in den Fig. 4 und 5 der Übersichtlich­ keit wegen nicht dargestellt sind. Dabei bleibt das Prinzip jedoch gleich, d. h., jede Windung wird an der Trennlinie 5a aufgetrennt und entlang der Trennlinie 5a mit einem in z-Richtung symmetrisch zur mittleren Querschnittsebene des Zy­ linders 5 gegenüberliegenden Windungsteil verbunden.

Die Wirkung der entlang der Trennlinie 5a, also in z-Rich­ tung, geführten Verbindungsleiter auf das Grundmagnetfeld kann vernachlässigt werden, da sie keine Feldkomponenten in z-Richtung erzeugen und damit zum Nutzfeld des z-Gradienten dGz/dz bzw. dGz/dx nicht beitragen. Da ferner zu jedem Ver­ bindungsleiter ein entgegengesetzt stromdurchflossenes Ge­ genstück vorhanden ist und beide Leiter in kurzem Abstand parallel aneinander vorbeigeführt werden, erhöhen die Ver­ bindungsleiter die Induktivität einer solchen Anordnung nur unwesentlich. Von Nachteil ist allerdings, daß sich die dis­ sipativen Verluste einer solchen Spule entsprechend der An­ teile der Widerstände der Verbindungsleiter erhöhen. Dieser Nachteil tritt aber gegenüber dem Vorteil der einfachen Trennbarkeit in den Hintergrund.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips ist keineswegs auf einfache Spulengeometrien mit geradlinigen Leiterbögen beschränkt, sondern die transversalen Gradientenspulen können auch als sogenannte Fingerprint-Spulen ausgestaltet werden, wie sie z. B. in der US-PS 4,456,881 beschrieben sind. Als Beispiel in Fig. 6 ist eine einzelne Teilspule der x-Gra­ dientenspule mit der Trennlinie 5a und den entsprechenden Verbindungsleitern entlang der Trennlinie 5a dargestellt.

Die einfache Teilbarkeit der Gradientenspulenanordnung kann auf verschiedene Weisen genutzt werden. Beim Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 7 ist das Oberteil 5c der Anordnung vom Unterteil 5d abhebbar. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 kann man das Oberteil 5c in Richtung der Zylinderachse vom Unterteil 5d abziehen. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 schließlich ist die Gradientenspulenanordnung um eine Achse 5b aufklappbar.

Um einerseits genügend Raum für die Verbindungsleiter zu er­ halten und andererseits in Hinblick auf eine niedrige Induk­ tivität die entgegengesetzt stromdurchflossenen Verbindungs­ leiter so nahe wie möglich aneinander vorbei zuführen, kann man eine Überlappung der die Verbindungsleiter aufnehmenden Spulenteile vorsehen. Eine derartige Überlappung kann z. B. - wie in den Fig. 10 und 11 dargestellt - in azimutaler Richtung erfolgen. Dabei zeigt Fig. 11 im Detail die Anord­ nung von Verbindungsleitern 3e, 3f im Überlappungsbereich.

Eine Überlappung kann z. B. auch - wie in Fig. 12 dargestellt - in radial erweiterten Flächen 5e, 5f auf jeder Seite der Trennlinie 5a erfolgen. Fig. 13 zeigt im Detail die Unter­ bringung der Verbindungsleiter 3e, 3f in den erweiterten Flä­ chen 5e, 5f. Eine noch dichtere Zuordnung der entgegengesetzt stromdurchflossenen Verbindungsleiter erreicht man mit einer kammartigen Überlappung. Für den Fall einer azimutalen Über­ lappung ist dies in Fig. 14 dargestellt. Dabei weisen die beiden Teile 5c, 5d des Hohlzylinders an der Trennlinie je­ weils eine Nut auf, wobei an den Seitenwänden dieser Nut Ver­ bindungsleiter 3e bzw. 3f untergebracht werden. Bei zusammen­ gesetzter Gradientenspule greifen die beiden Teile ineinan­ der, so daß die Verbindungsleiter 3e, 3f eng benachbart sind.

Diese Anordnung hat ferner den Vorteil, daß sich durch die Nuten gleichzeitig eine gute Führung der beiden Hohlzylinderteile ergibt. Beispielsweise können die Nuten so geformt sein, daß sich ein Teil der Gradientenspulenanordnung entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 in axialer Richtung vom anderen abziehen läßt.

Eine kammartige Überlappung ist - wie in Fig. 15 dargestellt - auch bei der Ausführungsform mit radial erweiterten Flächen möglich. Hierbei weisen beide Flächen 5e und 5f eine Reihe von Nuten auf, die so ausgestaltet sind, daß die beiden Flä­ chen 5e und 5f kammartig ineinandergreifen. In den Stegen zwischen den Nuten sind Verbindungsleiter 3e, 3f unterge­ bracht, so daß die gegenüberliegenden Verbindungsleiter 3e, 3f ebenfalls eng benachbart sind. Auch hier erhält man den Vorteil einer guten Führung der beiden Hohlzylinderteile ge­ geneinander.

Die Gradientenspulenanordnung muß nicht notwendigerweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Vielmehr kann sie besser an die Körperform angepaßt werden und z. B. - wie in Fig. 16 dargestellt - einen elliptischen Querschnitt haben.

Das Unterteil des Hohlzylinders 5 kann auch in eine Patien­ tenliege 6 eingebaut werden, die in den Untersuchungsraum einschiebbar ist. Das Oberteil 5c der Gradientenspulenanord­ nung muß dann lediglich auf die Patientenliege 6 aufgesetzt werden. Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß keine störenden Kontakte vorhanden sind.

Ober- und Unterteil müssen nicht symmetrisch zueinander sein. Vielmehr können sie auch eine unterschiedliche Form aufwei­ sen. Beispielsweise kann - wie in Fig. 18 dargestellt - das Oberteil 5c deutlich größer sein als das Unterteil 5d.

Bei Gradientenspulen besteht üblicherweise das Problem, daß durch das Gradientenfeld in den Kryoschilden von Magneten Wirbelströme erzeugt werden, die das Magnetfeld stören. Viel­ fach werden daher aktiv geschirmte Gradientenspulen einge­ setzt, d. h., um die eigentliche Gradientenspule wird noch eine Schirmspule angeordnet, die so dimensioniert ist, daß das von der Gradientenspule erzeugte Magnetfeld zum Kryo­ schild hin zumindestens stark geschwächt wird. Lokale Gra­ dientenspulen haben einen größeren Abstand von den Kryoschil­ den des Magneten, so daß sie deutlich geringere Wirbelstrom­ anteile erzeugen. Daher kommt man eher als bei herkömmlichen Gradientenspule ohne aktive Schirmung aus. Bei Bedarf können aber selbstverständlich zusätzliche Schirmspulen verwendet werden.

Zur Berechnung optimierter Wickelkurven für die Gradienten­ spule kann man im Prinzip auf das Verfahren zurückgreifen, wie es in der US-PS 5,309,107 beschrieben ist. Das Verfahren muß lediglich - wie im folgenden dargestellt - etwas modifi­ ziert werden. Es wird in folgenden Schritten vorgegangen:

Erster Schritt: Zunächst wird ein Maschennetz auf der Man­ telfläche der gewählten Spulenvariante festgelegt. Ein Bei­ spiel für eine Anordnung mit radial abstehenden Flächen ist in Fig. 19 dargestellt. Die so erhaltenen m Maschen werden im Sinne einer mathematischen Wohlordnung durchnumeriert (1, 2, . . . m).

Zweiter Schritt: Man wählt eine Anzahl von n Aufpunkten (Raumpunkten) P_i (i=1, . . . n), n < m in dem interessierenden Vo­ lumen. In diesen Raumpunkten sei das gewünschte Zielfeld Z_i definiert.

Dritter Schritt: In jeder der m Maschen denkt man sich nach­ einander einen Einheitsstrom fließen. Dies ist in Fig. 20 dargestellt. Damit berechnet man für jede Masche das von die­ sem Einheitsstrom erzeugte Feld b_ij in jedem der n Aufpunkte. b_ij ist also der Feldbeitrag eines Einheitsstromes in der j-ten Masche am Ort des i-ten Aufpunktes. Es sei

die Wirkmatrix aller Maschenelemente, ferner I ^t = I₁, I₂, . . . I_m) ein Vektor mit Maschenströmen, d. h., I_k sei der Strom, der in der k-ten Masche fließt. Ferner sei B ^t = (B₁, B₂, . . . B_n) mit B_k = Σ b_kj . I_j der Vektor aller Feldbeiträge in den n Auf­ punkten. Dann gilt:

Vierter Schritt: Durch einen geeigneten FIT-Algorithmus (hier z. B. "least mean square"-FIT) wird ein Lösungsvektor I so bestimmt, daß die Summe der quadratischen Abweichungen vom Zielfeld minimal wird. Dies geschieht z. B. durch Links-Mul­ tiplikation der obigen Relation mit dem Term

Man erhält:

Fünfter Schritt: Da jeder Maschenzweig (bis auf die Randmaschen) zu jeweils zwei benachbarten Maschen gehört, muß für jeden solchen Zweig der resultierende Strom durch Überlagerung der beiden Maschenströme bestimmt werden (siehe Fig. 20). Die Unterbrechungskante der beiden Spulenteile besteht dabei aus Randmaschen, über die kein Strompfad führt. Es ergibt sich damit eine globale Stromverteilung auf der Mantelfläche, die einerseits das gewünschte Zielfeld erzeugt, andererseits der Kontinuitätsgleichung genügt; letzteres gilt, da jede Masche in sich geschlossen ist. Die Einhaltung dieser Bedingung ist wichtig, da nur so eine Nachbildung der räumlichen Stromverteilung durch einen geschlossenen Stromkreis möglich ist. Durch die Beachtung der Kontinuitätsgleichung ist sichergestellt, daß jede Teilspule letztlich eine geschlossene Wickelkurve aufweisen wird, die aufgrund der Maschendefinitionen die Nahtstelle nicht kreuzen kann.

Sechster Schritt: Die gegebene Stromverteilung wird mittels diskreter Leiter, die von einem konstanten Sollstrom durch­ flossen werden, nachgebildet. Hier sind verschiedene Lösungs­ ansätze bekannt. Zum Beispiel kann zunächst jedem Maschen­ zweig eine definierte Fläche zugewiesen werden (Maschenbreite Maschenlänge), in der der errechnete Strom fließen soll. Aus der globalen Stromverteilung in der Mantelfläche wird da­ durch eine Flächenstrom-Dichteverteilung und nach einer wei­ teren Division durch den Sollstrom eine Windungs-Dichtever­ teilung in der gegebenen Mantelfläche. Die Raumkurve der je­ weiligen Leiter kann daraus durch Integration längs geeigne­ ter Integrationswege (z. B. Projektion eines Geraden-Büschels durch den Stagnationspunkt der Windungs-Dichteverteilung auf die Mantelfläche) bestimmt werden. Hierzu integriert man die Windungs-Dichtefunktion längs des Weges auf, bis der Inte­ gralwert ganzzahlig wird. Innerhalb der so bestimmten Inte­ gralgrenzen wird die Position des Leiters so festgelegt, daß zu beiden Seite gleich große Windungsanteile zu liegen kom­ men

Bei der hier vorgestellten Erfindung könnte der Schwerpunkt der gestellten Optimierungsaufgabe zum Beispiel in der Mini­ mierung der dissipativen Verluste liegen. Diese Zusatzfor­ derung steht allerdings in einem gewissen Widerspruch zu dem geforderten Feldverlauf im Nutzvolumen. Im simpelsten Fall ist diese Zusatzforderung ja ganz einfach dadurch zu erfül­ len, daß gar kein Strom fließt, womit natürlich auch kein Nutzfeld vorhanden wäre. Derart konkurrierende Zielvorgaben werden im allgemeinen in einer Optimierungsaufgabe mit Hilfe von Wichtungsfaktoren zueinander in Relation gesetzt. Die zu minimierende Funktion könnte dann z. B. wie folgt festgelegt werden:

Jeder Seite einer Masche (sogenannter Zweig) kann ein relati­ ver Widerstand R_i (i = 1, . . . ν) zugeordnet werden, der pro­ portional zur Länge L_i des Zweiges und umgekehrt proportional zu dessen Breite B_i ist: R_i = L_i/B_i. Der dissipative Beitrag dieses Maschenzweiges zur Gesamtwärmelast ist deshalb propor­ tional zu R_iJ_i ², wobei J_i = I_k - I_m für den Strom steht, der über den i-ten Zweig fließt, der der k-ten Masche und der m-ten Masche gemeinsam ist.

Mit w sei der oben beschriebene Wichtungsfaktor bezeichnet. Die Optimierungsaufgabe lautet dann:

Minimiere

Die Randbedingung möglichst geringer dissipativer Verluste kann darüberhinaus noch mit anderen physikalischen Anforde­ rungen, wie z. B. Minimalität der Spulenenergie, kombiniert werden. Hierzu berechnet man alle Eigen- und Koppelindukti­ vitäten des Maschennetzes. Mit L_kl sei die Koppelinduktivität der k-ten Masche mit der l-ten bezeichnet, entsprechend sei L_kk die Eigeninduktivität der k-ten Masche. Die Spulenenergie berechnet sich dann zu:

Schließlich erweitert man die zu minimierende Funktion Q_w entsprechend:

Q_w = Q + ω . W

(ω ist ein weiterer Wichtungsfaktor, der die Minimalität der Spulenenergie in Relation setzt zu den obengenannten Forde­ rungen).

Claims (10)

1. Trennbare, lokale Gradientenspulenanordnung (1) für Kernspintomographiegeräte mit einer im wesentlichen hohlzylinderförmigen Geometrie, bestehend aus mehreren Gradientenspulen (2, 3, 4) für unterschiedliche Raumrichtungen, wobei die Gradientenspulenanordnung (1) zumindestens an einer Seite entlang einer in axialer Richtung verlaufenden Trennlinie (5a) auftrennbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß alle Gradientenspulenleiter, die die Trennlinie (5a) kreuzen, an der Trennlinie (5a) unterbrochen sind und daß auf jeder Seite der Trennlinie (5a) die Ströme über parallel zur Trennlinie verlaufende Verbindungsleiter (3e, 3f, 4e, 4f) geführt werden.

2. Trennbare, lokale Gradientenspulenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gradientenspulenanordnung (1) um eine der Trennlinie (5a) gegenüberliegende Achse (5b) aufklappbar ist.

3. Trennbare, lokale Gradientenspulenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zwei gegenüberliegende Trennlinien (5a) vorhanden sind und daß die Gradientenspulenanordnung (1) vollständig in zwei Teile (5c, 5d) teilbar ist.

4. Trennbare, lokale Gradientenspulenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an jeder Trennlinie (5a) eine azimutale Überlappung der Spulenteile (5c, 5d) vorgesehen ist.

5. Trennbare, lokale Gradientenspulenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Verbindungsleiter (3e, 3f, 4e, 4f) auf jeder Seite der Trennlinie (5a) jeweils in einer von der Trennlinie (5a) radial erweiterten, zur Zylinderachse parallelen Fläche (5e, 5f) überlappen.

6. Trennbare, lokale Gradientenspulenanordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungsleiter (3e, 3f) auf jeder Seite der Trennlinie (5a) kammartig ineinander greifen.

7. Trennbare, lokale Gradientenspulenanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trennlinien (5a) in Form von ineinandergreifenden Führungsschienen (5e, 5f) ausgeführt sind und daß die Gradientenspulenanordnung (1) durch Verschieben eines Spulenteils (5c) in Richtung der Zylinderachse teilbar ist.

8. Trennbare, lokale Gradientenspulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Spulenteil (5d) in eine Patientenliege (6) integriert ist.

9. Trennbare, lokale Gradientenspulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Spulenteile (5c, 5d) zueinander unsymmetrisch sind.

10. Trennbare, lokale Gradientenspulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gradientenspulenanordnung (1) einen angenähert ellipsenförmigen Querschnitt aufweist.