DE19711610A1

DE19711610A1 - Magnetresonanz-kompatible Kohlefaser-Instrumente

Info

Publication number: DE19711610A1
Application number: DE19711610A
Authority: DE
Inventors: John Frederick Schenck; Kenneth William Rohling
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1997-03-20
Publication date: 1997-10-30
Also published as: JPH1014924A; JP3930938B2; US5705014A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Magnetre sonanz(MR)-kompatible Instrumente und insbesondere auf sol che Instrumente, die in einem Magnetfeld während einer MR Bildgebung verwendet werden können.

Die Magnetresonanz(MR)-Bildgebung verwendet große Magnete zum Erzeugen eines homogenen Magnetfeldes und Gra dientenspulen zum Verändern des Magnetfeldes in einer gleichförmigen Weise in Zeit oder Raum, wobei Magnetfeld- Gradienten erzeugt werden. MR Bildgebung verwendet auch Ra dio- bzw. Hochfrequenz(RF bzw. HF)-Spulen zum Anlegen eines HF Feldes an ein abzubildendes Subjekt, wodurch bewirkt wird, daß die Kerne in dem Subjekt schwingen und ein MR Antwortsignal erzeugen. Das MR Antwortsignal wird zur Kon struktion eines Bildes verwendet. Der Grad an Homogenität des Magnetfeldes und die Linearität von einem Magnetfeld gradienten über dem Raum sind wichtig bei der Erzeugung ei nes klaren, unverzerrten Bildes. Eine Interferenz mit dem HF Feld verkleinert auch die Qualität des erzeugten Bildes.

Der Magnetisierungsgrad, den das Material durch das angelegte Magnetfeld aufweist, ist als Suszeptibilität de finiert. Eine Suszeptibilität von einem Material, die von dem abgebildeten Subjekt stark unterschiedlich ist, beein flußt die Flußlinien des Magnetfeldes und stört somit die Homogenität des angelegten Magnetfeldes in einem Bereich nahe dem Material. Dies ruft Verzerrungen in einem MR Bild nahe dem Material hervor, die auf dem Unterschied in der Suszeptibilität basieren.

Die Klasse von Materialien, die negative magneti sche Suszeptibilitäten "" (in dem Bereich von 0 bis -1) haben, werden als "diamagnetisch" bezeichnet. Die Klasse von Materialien mit positiven Suszeptibilitäten (in dem Be reich von =0 bis +0,001) werden als "paramagnetisch" be zeichnet. Und schließlich wird die Klasse von Materialien, die stark magnetisch sind (in dem Bereich von =+0,001 bis 10⁵) werden als "ferromagnetisch" bezeichnet.

Viele Metalle sind ferromagnetisch und erfahren Torsionskräfte, wenn sie nahe einem Magneten angeordnet werden. Da das Magnetfeld, das bei der MR Bildgebung ver wendet wird, groß ist, kann die magnetische Kraft groß sein. Wenn das Instrument ein Skalpell war, konnte der Ope rateur es während einer Operation nur mit Schwierigkeiten handhaben.

Zusätzlich stören und verzerren elektrisch leitende Materialien, wie beispielsweise Metalle, die hochfrequenten elektromagnetischen Felder, die für eine Resonanz-Bildge bung erforderlich sind. Zusätzlich rufen die Wirbelströme in diesen Materialien, gewöhnlich metallische Leiter für Elektrizität, ihr eigenes Magnetfeld hervor, das die Felder stört, die zur MR Bildgebung verwendet werden. Wenn diese in dem Magnetfeld bewegt werden oder das Magnetfeld sich schnell ändert, bewirken durch das Material fließende Ströme eine lokale Erwärmung. Dies könnte in einem Katheter ein Problem sein, der Verbrennungen und Koagulationen des Gewebes bewirken kann. Deshalb sollten Materialien, die gute Leiter von Elektrizität sind, wie beispielsweise Me talle, und die Wirbelströme aufweisen, so wenig wie möglich benutzt werden.

MR Bildgebung kann bei vielen unterschiedlichen Ty pen von Subjekten ausgeführt werden. Das einzige Erforder nis ist, daß eine große Menge an schwingenden Kernen vor handen sein sollte, die ein MR Antwortsignal aussenden kön nen.

Es gibt gegenwärtig einen Wunsch, interaktive Bil der von internen Organen von einem Patienten während der Operation zu erzeugen. Da Magnetresonanz-Bildgebung für große Details in Bildern von weichen Geweben sorgt, ist es vorteilhaft, MR Bildgebung zu benutzen. Die beste Bildge bung entsteht, wenn Operationsgeräte nicht die statischen magnetischen und hochfrequenten magnetischen Felder stört, die durch das MR Bildgebungsgerät hervorgerufen werden.

Üblicherweise sind Operationsinstrumente, wie bei spielsweise Skalpelle und Biopsienadeln aus einem Material, üblicherweise rostfreier Stahl, hergestellt, das einfach sterilisiert werden kann, einen hohen Grad an Festigkeit hat und keine signifikanten nachteiligen physiologischen Reaktionen bewirkt, wenn es in ein lebendes Subjekt einge führt wird. Jedoch ist die Suszeptibilität immer noch si gnifikant unterschiedlich von biologischem Gewebe, und Me talle weisen Wirbelströme und Erwärmung auf.

Es besteht gegenwärtig ein Bedürfnis für Instru mente, die die oben genannten wünschenswerten Eigenschaften haben und die in einem Magnetfeld während der MR Bildgebung verwendet werden können.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Instrumente zu schaffen, die innerhalb eines Magnetfeldes verwendet werden können, das zur MR Bildgebung verwendet wird, ohne magneti sche Torsionswirkungen aufzuweisen.

Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, Instrumente zu schaffen, die in dem Magnetfeld von einem Magnetreso nanz-Bildgebungssystem verwendet werden können und die eine Suszeptibilität ähnlich der Suszeptibilität von einem Teil von einem abzubildenden Subjekt aufweisen und die ein MR Bild nicht verzerren.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Instru mente zu schaffen, die während einer Operation in dem Ma gnetfeld von einem Magnetresonanz-Bildgebungssystem zu ver wenden sind und die keine Artefakte in ein erzeugtes MR Bild einführen.

Erfindungsgemäß werden Instrumente aus dotierten Graphit enthaltendem Verbundmaterial, das in einem Substrat mit einer magnetischen Suszeptibilität eingebettet ist, die an diejenige von einem abzubildenden Subjekt eng angepaßt ist, nicht ferromagnetisch ist im Vergleich zu Metall, ein schlechter Leiter für Elektrizität ist und die richtigen physikalischen Eigenschaften, wie beispielsweise Festig keit, und die Fähigkeit hat, eine scharfe Kante beizubehal ten, und sterilisiert werden kann, zur Verwendung in einem Magnetresonanz(MR)-Bildgebungssystem konstruiert. Aufgrund der Eigenschaften der Instrumente können sie innerhalb des Magnetfeldes während einer MR Bildgebung verwendet werden, wodurch sie gestatten, daß interaktive interne Bilder er zeugt und dargestellt werden, beispielsweise für einen Ope rateur während einer Operation.

Ein Verfahren zum Konstruieren derartiger Instru mente erfordert eine Bildgebung von einem Steuermaterial in einem Hintergrundmaterial. Das Hintergrundmaterial sollte eine gewünschte Suszeptibilität haben und in der Lage sein, ein MR Antwortsignal zu erzeugen. Das Hintergrundmaterial sollte eine Suszeptibilität haben, die im wesentlichen gleich einem Teil des Subjektes ist, das abgebildet werden soll. Ein typisches Hintergrundmaterial ist Wasser, das ein gelöstes paramagnetisches Salz enthält, beispielsweise Kup fersulfat. Das Instrument wird in der gleichen Weise abge bildet, wobei die Verzerrung der durch das Instrument er zeugten Bilder verwendet wird, um die Menge und Polarität von einem Dotierungsmittel zu bestimmen, das zugesetzt wer den muß, um die richtige Suszeptibilität zur Folge zu ha ben.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausfüh rungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Darstellung, die die magnetische Suszeptibilität von unterschiedlichen Materialien zeigt.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine Biopsienadel, die aus einem Material mit einer magnetischen Suszeptibili tät nahe der von menschlichem Gewebe gemäß der Erfindung hergestellt ist.

Fig. 3 ist ein MR Bild von einem Zylinder, der aus Wismuth als das steuermaterial in Wasser als ein Hinter grundmaterial aufgebaut ist, und zeigt die Verzerrung auf grund von Unterschieden in der magnetischen Suszeptibili tät.

Fig. 4 ist ein MR Bild von einem Zylinder, der aus Titan als das steuermaterial in Wasser als ein Hintergrund material aufgebaut ist, und zeigt die Verzerrung aufgrund von Unterschieden in der magnetischen Suszeptibilität.

In Fig. 1 ist die magnetische Suszeptibilität in einem Magnetfeld von unterschiedlichen Materialtypen ge zeigt. Die magnetische Suszeptibilität liegt im allgemeinen in dem Bereich von -1 für Supraleiter bis 100.000 für Eisen in Einheiten von Teilen (Parts) pro Million (ppm). Bei spielsweise hat Luft bei Standardtemperatur und -druck etwa 3,6 × 10^-7 ppm. Wasser und gewöhnlich weiches Gewebe von Menschen ist etwa negativ 9,05 × 10^-6. Zellen von rotem Blut, dem Sauerstoff entzogen ist, haben etwa -6,52 × 10^-6 ppm. In Fig. 1 sind noch andere Materialien mit ihrer Sus zeptibilität ebenfalls in Teilen (Parts) pro Million ge zeigt. Es ist ersichtlich, daß durch Kombinieren von Mate rialien mit unterschiedlichen Werten der magnetischen Sus zeptibilität neue Materialien mit einem unterschiedlichen Wert der Suszeptibilität erzeugt werden können. In ähnli cher Weise könnte man durch Einstellen der Menge und der Mischung unterschiedlicher Materialien die Suszeptibilität so einstellen, daß sie an ein Material von dem abzubilden den Subjekt angepaßt ist.

Das abzubildende Subjekt kann ein Mensch, ein Tier, eine Pflanze, synthetisches Material oder ein gefertigter Gegenstand (Objekt) sein.

Wenn es Gegenstände bzw. Objekte gibt, die in dem bildgebenden Volumen während der MR Bildgebung angeordnet werden sollen, können die Gegenstände bzw. Objekte an die Suszeptibilität des Subjektes oder Teilen des Subjektes an gepaßt werden. Diese Objekte können verwendet werden, um das Subjekt während der Bildgebung zu halten oder zu mani pulieren.

Um die Instrumente zu konstruieren bzw. herzustel len, wurde ermittelt, daß ein aus Kohlefaser und einem Sub strat gebildetes Verbundmaterial ein Instrument zur Folge hat, das etwa gleich der magnetischen Suszeptibilität von Wasser ist. Da die meisten Mammagewebe eine magnetische Suszeptibilität haben, die etwa gleich derjenigen von Was ser ist, würde dies ein guter Ausgangspunkt für Instrumente sein, die während der Bildgebung dieses Gewebetyps verwen det werden.

Die Kohlenstoffaser ist aus Graphit hergestellt, der ein moderater Leiter für Elektrizität ist. Kohlefaser als solche weist keinerlei Steifigkeit auf, aber wenn sie mit einem geeigneten Bindermaterial kombiniert wird, wie beispielsweise Epoxydharz, wird ein Verbundmaterial mit be trächtlicher Festigkeit erzeugt. Die Suszeptibilität von Graphit-Einkristallen, Kohlefasern, ist anisotrop. Dies be deutet, daß es eine erste magnetische Suszeptibilität (-5,95 × 10^-4) für Richtungen senkrecht zu Ebenen der Kohlenstoffatome hat und eine zweite magnetische Suszep tibilität (-0,085 _* 10^-4) für Richtungen parallel zu den Ebenen der Kohlestoffatome.

Substrat

Substrat kann ein Epoxyd sein, das mit der Kohlefa ser gegossen oder ausgeformt ist. Das Endresultat von dem Epoxyd und der Kohlefaser weist eine Steifigkeit auf, die für viele unterschiedliche Instrumente akzeptabel ist. Durch Auswählen eines optimalen relativen Verhältnisses von Kohlefaser zu Substrat entsteht eine maximale Dauerhaftig keit. Das bevorzugte Gemisch beträgt etwa 60 Gew.% Kohlefa ser zu 40 Gew.% Substrat.

Es können auch andere Kunstharze mit der Kohlefaser als ein Substrat verwendet werden.

Andere Substrate

Es können andere Substrate, wie beispielsweise wär mehärtende Kunststoffe, andere Polymeren oder Zusammenset zungen, verwendet werden, wenn sie die physikalischen Er fordernisse des zu verwendenden Instrumentes erfüllen, wie beispielsweise Steifigkeit, Elastizitätsmodul, Bruchcharak teristiken. Diese müssen dotiert werden, um an das Subjekt oder den Teil des abzubildenden Subjektes angepaßt zu sein, wie beispielsweise durch das nachfolgend erläuterte Verfah ren.

Für eine detailliertere Erläuterung der konventio nellen Konstruktion von Kohlefaser-Verbundstoffen und ihre physikalischen Eigenschaften wird auf Kapitel 1 und 6 von "Carbon Fibers, Formation, Structure and Properties" von Leighton H. Peebles, CRC Press, Boca Raton, FL (1995), ver wiesen.

Dotieren

Da das Kohlefaser/Substrat-Verbundmaterial eine Suszeptibilität aufweist, die leicht negativer als die von menschlichem Gewebe und Wasser ist, ist ein Dotieren mit einem Dotierungsmittel mit einer positiveren magnetischen Suszeptibilität erforderlich, um die Suszeptibilität an die von menschlichem Gewebe anzupassen, wenn es bildlich darge stellt werden soll. Die Verwendung von einem Material mit einer sehr hohen positiven magnetischen Suszeptibilität, wie beispielsweise Eisen in der Form von Eisenoxyd, würde den Zusatz von sehr wenig Eisenoxyd zu der Sub strat/Kohlefaser erfordern, um die magnetische Suszeptibi lität auf die von Wasser zu erhöhen. Es ist verständlich, daß jedes Material mit einer größeren magnetischen Suszep tibilität verwendet werden kann, die positiver als Wasser ist. Je kleiner der Wert der magnetischen Suszeptibilität des Dotierungsmittels ist, desto größer ist die erforderli che Menge des Dotierungsmaterials.

Beispielsweise kann ein Dotierungsmittel, wie bei spielsweise Eisenoxydpulver (Fe₂O₃), das auch als Hematit bekannt ist, das eine positive magnetische Suszeptibilität von 1,46 × 10^-3 hat, bei der Konstruktion von einem Instru ment verwendet werden, das in einem Magnetfeld verwendet werden soll. Durch Einfügen einer gesteuerten Menge dieses Materials oder eines anderen Dotierungsmittels kann die ma gnetische Suszeptibilität des konstruierten Instrumentes über einem weiten Bereich eingestellt werden, um an die ma gnetische Suszeptibilität des bildlich darzustellenden Sub jektes angepaßt zu sein.

Das Vorhandensein von einem Objekt in einem Bildge bungsvolumen mit einer unterschiedlichen magnetischen Sus zeptibilität bewirkt eine charakteristische Verzerrung des MR Bildes, die sowohl die Größe als auch das Vorzeichen der Verschiedenheit (Diskrepanz) zeigt. Diese Diskrepanz ist die Differenz zwischen der magnetischen Suszeptibilität des Objektes und derjenigen des Subjektes, das abgebildet wird.

Um die Suszeptibilität des Instrumentes an dieje nige des Subjektes richtig anzupassen, kann das Dotierungs mittel inkrementell bzw. schrittweise hinzugefügt werden, und eine Anpassung der Suszeptibilität kann bei verschie denen Dotierungswerten untersucht werden, um eine optimale Dotierungskonzentration zu ermitteln.

Fig. 3 zeigt ein Bild von einem zylindrischen Ob jekt, das aus Wismuth mit einer Differenz der magnetischen Suszeptibilität von Δ=-155 ppm kleiner als ein umgebendes Material hergestellt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß es einen pfeilförmigen Artefakt erzeugt, der nach rechts ge richtet ist. Die Richtung, in der der pfeilförmige Artefakt gerichtet ist, gibt das Vorzeichen der Differenz an. Die Länge der "Dehnung" gibt die Größe der Differenz der magne tischen Suszeptibilität an.

In ähnlicher Weise ist Fig. 4 ein Bild von einem kugelförmigen Objekt, das aus Titan mit einer Differenz der magnetischen Suszeptibilität von Δ=191 ppm größer als ein umgebendes Material aufgebaut ist. Es sei darauf hingewie sen, daß es einen pfeilförmigen Artefakt erzeugt, der nach links gerichtet ist.

Deshalb können Instrumente, die für eine Verwendung in einem Magnetfeld vorgesehen sind, durch die folgenden Schritte hergestellt werden:

1. Wähle ein Hintergrundmaterial mit einer ma gnetischen Suszeptibilität, die etwa gleich derjenigen von einem Subjekt oder einem Teil von einem Subjekt ist, das bildlich dargestellt werden soll.
2. Wähle ein Steuermaterial, das in einer be kannten Form gebildet ist, mit einer unterschiedlichen be kannten Differenz der magnetischen Suszeptibilität, einer Steuerdifferenz Δ mit einer bekannten Polarität in bezug auf das Hintergrundmaterial.
3. Ausführung einer Magnetresonanz(MR)-Bildge bung mit dem Hintergrundmaterial und dem Steuermaterial, um ein verzerrtes MR Kontrollbild zur Folge zu haben, das Ar tefakte haben wird.
4. Identifizieren der Größe, Form des Artefak tes und der Richtung, in der die Artefakte deformiert sind, und dem Grad an Verzerrung.
5. Konstruieren eines Instrumentes aus einem Material.
6. Bildliche Darstellung des Instrumentes in dem Hintergrundmaterial, um ein Instrumenten-MR-Bild zu er zeugen.
7. Wenn die Bildabweichung kleiner als ein vor bestimmter minimaler Schwellenwert ist, ist das Instrument akzeptabel für eine Verwendung in einem MR Bildgebungssy stem.
8. Wenn die Bildabweichung größer als ein vor bestimmter minimaler Schwellenwert ist, schätze die Größe von der Bildverzerrung relativ zu dem Kontrollbild ab.
9. Abschätzen einer Suszeptibilität-Differenz Dk des Instrumentes und der Polarität für das Instrument aus dem Instrumenten-MR-Bild und dem Kontroll-MR-Bild.
10. Berechnen einer Menge an Dotierungsmittel, die bewirken würde, daß die Suszeptibilitäts-Differenz Δ des Instrumentes im wesentlichen Null wird.
11. Entweder Hinzufügen der berechneten Menge an Dotierungsmittel zu dem Instrument oder Konstruieren eines anderen Instrumentes mit dieser Menge an Dotierungsmittel, um ein Instrument zur Folge zu haben, das in der MR Bildge bung verwendet werden kann und das das Bild höchstens sehr geringfügig verzerren würde.

Es können konventionelle Bildverarbeitungstechniken verwendet werden, um den Verzerrungsgrad der Bilder zu er mitteln. Dies kann nicht nur die räumliche Versetzung von einem Pixel, von wo es sein sollte, sondern auch die rela tive Intensität von Pixeln des verzerrten Bildes relativ zu ihrer Intensität in dem unverzerrten Bild berücksichtigen.

Um die Menge an erforderlichem Dotierungsmittel zu berechnen, sind der Verzerrungsgrad, die Polarität der Ver setzung (entweder positiv oder negativ) und die Suszeptibi lität des Dotierungsmittels erforderlich. Dies sollte eine Menge zur Folge haben, die pro Volumeneinheit erforderlich ist und die für das Volumen des Instrumentes eingestellt wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß, wenn das Kontroll objekt mit den gleichen Abmessungen wie das Instrument her gestellt ist, die Verformung bzw. Verzerrung der erzeugten Bilder einfacher verglichen werden kann.

Weiterhin kann für Instrumente mit anisotropen Zu sammensetzungen dieses Verfahren mit verschiedenen Orien tierungen des Instrumentes in bezug auf das Magnetfeld wie derholt werden, und dann kann eine Mittelwertbildung des Dotierungsmittels verwendet werden, das für unterschiedli che Orientierungen erforderlich ist. Dies würde bewirken, daß ein gleichmäßigeres Bild mit unterschiedlichen Instru menten-Orientierungen innerhalb des Magnetfeldes erzeugt wird.

Wenn sich die magnetische Suszeptibilität von dem Substrat/Kohlefaser-Verbundkörpers während des Härtens än dert, muß dies berücksichtigt werden, wenn das Dotierungs mittel zugesetzt wird.

Beim Konstruieren eines Instrumentes gemäß dem oben erläuterten Verfahren ist Wismuth ein Material, das eine sehr große negative Suszeptibilität hat, und es kann für das Steuermaterial verwendet werden. Nahezu jedes verwen dete Hintergrundmaterial wird positiv in bezug auf Wismuth sein und ein MR Bild erzeugen, das eine stark negative ma gnetische Suszeptibilität in bezug auf das Hintergrundmate rial angibt.

Wenn das Verbund-Instrument dotiert wird, muß sorg fältig darauf geachtet werden, daß sichergestellt ist, daß die magnetische Suszeptibilität des Instrumentes gleichför mig ist, um keine lokalisierten Magnetfeldverformungen zu bewirken.

In Fig. 2 ist eine Kohlefaserverbund-Gehirnbiop sievorrichtung gezeigt. Die Biopsienadel hat eine Mittel öffnung 5, die durch die Länge der Vorrichtung hindurch führt. Die Biopsienadel ist aus einem hochfesten Kohlefa ser-Verbundmaterial hergestellt. Die Biopsienadel wird in einen Patienten eingeführt, indem sie in das Gehirngewebe des Patienten eindringt, um eine kleine Probe zu entnehmen, die durch eine Seitenöffnung 7 und die Mittelöffnung 5 ge sammelt wird. Die Biopsie wird aus dem Patienten entfernt und für Tests entnommen. Um die Invasivität des Verfahrens zu verkleinern, wird die Biopsienadel so dünn wie möglich gemacht. Um die Biopsienadel dünn zu machen, muß sie aus einem Material hergestellt sein, das einen hohen Grad an Festigkeit und Stabilität hat. In diesem Fall kann die Vor richtung einen Durchmesser von 1-3 mm haben, wobei die Wanddicken in dem Bereich von 0,29 mm-0,5 mm liegen.

Das Verbundmaterial, das in diesen Instrumenten verwendet wird, um während einer Operation benutzt zu wer den, sollte so sein, daß es sterilisiert werden kann und bio-kompatibel ist. Ein bio-kompatibles Material ist ein solches, das nicht toxisch ist und das keine signifikanten nachteiligen physiologischen Reaktionen hervorruft. Bei spielsweise ist Kupfer nicht bio-kompatibel. Wenn Kupfer in Mammagewebe eingeführt wird, werden Kupferionen freige setzt, die Gewebetoxität bewirken.

Es kann jedes Operationsinstrument, das bei einer Operation erforderlich sein kann, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, Skalpell, Biopsienadel, Glasfaserfüh rung, Retraktor, Klemme, Spritze, Katheter oder Scheren ge mäß den Erfordernissen hergestellt werden, die für die oben beschriebene Biopsienadel und das Skalpell beschrieben wur den.

Claims

1. Instrument zur Verwendung an einem Subjekt in einem Magnetfeld während der Erzeugung eines Magnetreso nanzbildes von dem Subjekt, dadurch gekennzeichnet, daß das Instrument aus ei nem Verbundmaterial aufgebaut ist, das Kohlefasermaterial eingebettet in einem Substratmaterial enthält, und daß das Instrument eine magnetische Suszeptibilität in dem Magnet feld aufweist, die im wesentlichen ähnlich derjenigen von einem Gewebe des bildlich dargestellten Subjektes ist, wo bei durch Unterschiede der magnetischen Suszeptibilität hervorgerufene Verzerrungen in dem Bild verkleinert werden.

2. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Dotierungsmittel mit einer höheren magne tischen Suszeptibilität als derjenigen des Verbundmaterials hinzugefügt ist, das die magnetische Gesamtsuszeptibilität des Instrumentes vergrößert, damit es im wesentlichen gleich einem speziellen Gewebe des bildlich darzustellenden Subjektes ist.

3. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Dotierungsmittel mit einer kleineren ma gnetischen Suszeptibilität als derjenigen des Verbundmate rials hinzugefügt ist, um die magnetische Gesamtsuszeptibi lität des Instrumentes zu verkleinern, damit es im wesent lichen gleich einem speziellen Gewebe des bildlich darzu stellenden Subjektes ist.

4. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Substratmaterial ein Epoxyd ist.

5. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Substratmaterial ein Kunststoffmaterial ist.

6. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Substratmaterial sterilisierbar ist.

7. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Substratmaterial bio-kompatibel ist.

8. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß es ein Operationsinstrument aus der aus einer Biopsienadel, einer Glasfaserführung und einem Katheter be stehenden Gruppe ausgewählt ist.

9. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß es ein Operationsinstrument aus der aus einem Skalpell, einem Retraktor, einer Operationsklemme, einer hyperdermischen Nadel und einer Operationsschere bestehen den Gruppe ausgewählt ist.

10. Verfahren zum Konstruieren eines Instru ments, das in einem Magnetfeld verwendet werden kann, ge kennzeichnet durch:

a) Wählen eines Hintergrundmaterials mit einer magnetischen Suszeptibilität, die etwa gleich derjenigen von einem Teil von einem Subjekt ist, das bildlich darge stellt werden soll,
b) Wählen eines Steuermaterials, das in einer bekannten Form gebildet ist, mit einer unterschiedlichen, bekannten Differenz der magnetischen Suszeptibilität, einer Steuerdifferenz (Δ) mit einer bekannten Polarität in bezug auf das Hintergrundmaterial,
c) Gewinnen eines Magnetresonanz(MR)-Bildes von dem Hintergrundmaterial und dem Steuermaterial zum Erzielen eines verformten bzw. verzerrten MR Kontrollbildes mit Ar tefakten,
d) Messen der Größe, der Richtung, in der Arte fakte deformiert sind, und des Grades der Verzerrungen bzw. Verformungen,
e) Konstruieren eines Instrumentes aus einem Verbundmaterial,
f) bildliche Darstellung des Instrumentes in nerhalb des Hintergrundmaterials, um ein Instrumenten-MR- Bild zu erzeugen,
g) Beenden, wenn die Bildabweichung kleiner als ein vorbestimmter minimaler Schwellenwert ist, wodurch an gezeigt wird, daß das Instrument nun akzeptabel ist für eine Verwendung in einem MR Bildgebungssystem, und Fortset zen, wenn die Bildabweichung größer als ein vorbestimmter minimaler Schwellenwert ist,
h) Abschätzen der Größe der Bildverzerrung re lativ zu dem Kontrollbild,
i) Abschätzen einer Instrumenten-Suszeptibili tätdifferenz (Δ) und Polarität für das Instrument aus dem Instrumenten-MR-Bild und dem Kontroll-MR-Bild,
j) Berechnen einer Menge eines Dotierungsmit tels, das die Instrumenten-Suszeptibilitätsdifferenz (Δ) auf im wesentlichen Null verkleinert, und
k) entweder Hinzufügen der berechneten Menge an Dotierungsmittel zu dem Instrument oder Konstruieren eines anderen Instrumentes mit dieser Menge an Dotierungsmittel, um ein Instrument zu erhalten, das bei einer MR Bildgebung benutzt werden kann, die das Bild höchstens sehr geringfü gig verformen bzw. verzerren würde.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß nach dem Schritt "k" die Schritte f)-k) wie derholt werden, bis die magnetische Suszeptibilität an die jenige des bildlich darzustellenden Teils des Subjektes im wesentlichen angepaßt ist.