DE3877972T2

DE3877972T2 - Vorrichtung zur bilderzeugung mittels magnetischer kernresonanz, verfahren zur korrektur der inhomogenitaet und fabrikationsverfahren von in der vorrichtung angewendeten magneten.

Info

Publication number: DE3877972T2
Application number: DE8888910048T
Authority: DE
Inventors: Guy Aubert
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 1987-11-13
Filing date: 1988-11-10
Publication date: 1993-05-13
Anticipated expiration: 2008-11-11
Also published as: DE3877972D1; US5168231A; FR2623324A1; EP0393092B1; EP0393092A1; JPH03501342A; JPH0434896B2; WO1989004494A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Korrektur der Inhomogenitäten eines durch einen Magneten erzeugten Magnetfeldes mittels magnetischer Elemente. Sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Bilderzeugung mittels magnetischer Kernresonanz, die als IRM bezeichnet wird, ein Verfahren zur Korrektur einer Inhomogenität und ein Verfahren zur Verwirklichung von in der Vorrichtung eingesetzten Magneten. Die Erfindung ist insbesondere im medizinischen Bereich verwendbar, wo Magnete bei den Verfahren zur Bilderzeugung mittels magnetischer Kernresonanz verwendet werden. Sie kann jedoch auch auf anderen Gebieten verwendet werden, insbesondere auf dem wissenschaftlicher Versuche, wo man intensive Felder mittels Magneten erzeugt.
Die magnetische Resonanz ist ein Phänomen des Schwingens des magnetischen Moments von Atomkernen oder Molekülen eines Körpers bei einer Frequenz, die von der Intensität eines Magnetfeldes abhängt, in das dieser Körper eingetaucht ist. Daraus folgt, daß sich mit der Intensität des magnetischen Feldes auch die Frequenz des Resonanzphänomens ändert. Auch aus technologischen oder technischen Gründen ist es von größter Bedeutung, daß das von dem Magneten erzeugte Feld in seinem interessierenden Bereich äußerst homogen ist. Die erforderliche Homogenität liegt gewöhnlich im Bereich von einigen 10&supmin;&sup4; Vol.% im medizinischen Bereich und sogar 10&supmin;&sup7; Vol.% im wissenschaftlichen Bereich. Um dies zu erreichen, versucht man, Magnete herzustellen, die ein homogeneres Feld liefern.
Leider ist die Verwirklichung der Magnete, welche Sorgfalt bei deren Herstellung auch immer aufgebracht worden ist, niemals so perfekt wie die Theorie, die zu deren Berechnung geführt hat. Hinzu kommt, daß, selbst wenn dieser Fehler beseitigt werden kann, der Magnet zur Nutzbarmachung materiell an einer vorgegebenen Stelle eingesetzt werden muß. Nun ist keiner der Bereiche des Raumes, in einer industriellen oder städtischen Umgebung, völlig frei von störenden magnetischen Elementen. Daraus folgt, daß, wenn der Magnet an dem Ort einmal installiert ist, das Feld, das er in einem interessierenden Bereich erzeugt, Inhomogenitäten aufweist, die korrigiert werden müssen.
Das Prinzip der Korrektur von Inhomogenitäten der Felder ist das der Überlagerung: Man fügt Spulen hinzu, magnetische Teile oder jedes andere Mittel, das es gestattet, die Unvollkommenheiten des Hauptfeldes zu korrigieren und in dem interessierenden Bereich ein insgesamt homogenes Feld zu erhalten. Ein bekanntes Verfahren zum Korrigieren von Inhomogenitäten des von einem Magneten erzeugten Magnetfeldes besteht darin, magnetische Elemente wie magnetisierbare Stangen, z.B. aus Weicheisen, zu verwenden, die man in der Umgebung des Magneten anordnet und die ihren Einfluß in einem interessierenden Bereich des Magneten ausüben, um die Inhomogenitäten des Feldes in diesem Bereich zu korrigieren.
Ein derartiges Verfahren ist in einem Artikel der Revue Sci. Instrum. vom Januar 1985, Seiten 131 bis 135, erklärt, der auf MM. D.I. HOULT und D. LEE zurückgeht und den Titel "Shimming a superconducting nuclear-magnetic-resonance imaging magnet with steel" aufweist. Der Artikel befaßt sich insbesondere mit einem Magneten für ein Gerät zur Bilderzeugung mittels magnetischer Kernresonanz. Der Magnet besitzt die Form eines Kreiszylinders, in dessen Innerem der interessierende Bereich liegt, dessen Mitte auf der Achse des Magneten angeordnet ist; das von dem Magneten erzeugte Magnetfeld ist in dessen Innerem im wesentlichen parallel zur Achse des Magneten. Dieses Dokument beschreibt im einzelnen ein Rechenverfahren, das es gestattet, die Abmessungen und die Lage eines oder mehrerer magnetischer Stangen aus weichem Stahl um die Achse des Magneten herum in Abhängigkeit von einer Stelle des interessierenden Volumens zu bestimmen, wo eine Inhomogenität des Feldes zu korrigieren ist; die Länge dieser magnetischen Korrekturstangen ist parallel zur Achse des Magneten.
Ein solches Verfahren gestattet es trotz seiner relativen Komplexität, Inhomogenitäten, die das magnetische Feld in dem interessierenden Volumen aufweisen kann, wirksam zu korrigieren, indem eine oder mehrere magnetische Korrekturstangen vorgesehen werden, deren Querschnitt, Länge und Lage bezüglich des interessierenden Volumens auf der Basis bekannter Berechnungen bestimmt werden, wie sie beispielsweise in dem oben genannten Artikel angegeben sind. Dieses Verfahren weist jedoch bekanntlich den Nachteil auf, daß es schwer in dem Rahmen einer industriellen Fertigung von Magneten anwendbar ist: Insbesondere aufgrund von Herstellungstoleranzen, die von einem Magneten zu einem anderen zu Unterschieden zwischen den durch diese Magnete erzeugten magnetischen Feldern führen können, einerseits, und andererseits aufgrund von Elementen, die an der Einbaustelle dazu neigen, das Magnetfeld zu stören, ist es erforderlich, zugleich die Länge, den Querschnitt und die Lage der magnetischen Korrekturstangen neu zu definieren, wenn der Magnet bereits an dem Ort installiert ist, was bedeutet, daß die magnetischen Stangen für jede Anwendung maßgerecht bearbeitet und positioniert werden müssen.
Andererseits hat die Antragstellerin in dem Patent FR-A- 86 18358 eine Vorrichtung zur Korrektur der Inhomogenität eines magnetischen Feldes in einem Magneten beschrieben, bei dem Magnetstangen verwendet werden. Diese Stangen, die in Röhren untergebracht sein können, können jede beiliebige Lage parallel zu dem Feld einnehmen, überdies können die Längen beliebig groß sein. Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, daß ein bestimmter Raum im Innern des Nutzvolumens des Magneten beansprucht wird.
In dem Patent FR-A-86 06862 der Antragstellerin ist eine Vorrichtung zur Korrektur der Inhomogenität eines magnetischen Feldes beschrieben, bei der ausrichtbare magnetische Elemente verwendet werden. In diesem Fall sind die Berechnungen, die zur Bestimmung der Konfiguration der Magnete mit einer gewünschten Feldhomogenität erforderlich sind, sehr langwierig und deren Installation in den berechneten Lagen und Ausrichtungen ist nicht einfach durchzuführen.
Aus dem Dokument EP-A-0 167 059 ist auch eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt Öffnungen oder Röhren mit viereckigen Querschnitten, was es gestattet, bestimmte Lage- und Ausrichtparameter der Magnete zu begrenzen und folglich die Berechnungen zu vereinfachen, die die Konfiguration der Magnete bestimmen, was eine gute Korrektur der Inhomogenität eines magnetischen Feldes erlaubt. Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden Magnete in der Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds oder vorteilhafterweise eines Würfels verwendet, die bezüglich der Richtung und der Amplitude vorbestimmte Magnetisierungen aufweisen. Somit hat man die Magnetisierung, die bei den Korrekturen der Inhomogenität magnetischer Felder verwendet werden kann, quantifiziert. Diese Quantifizierung gestattet es, für die am Ort verwirklichten Korrekturen einerseits die Berechnungen zu vereinfachen und andererseits in der Fabrik vorbereitete Standardmagnete vorzusehen.
Das Prinzip der Erfindung beruht auf dieser Quantifizierung, zumindest in einer Dimension der Lagen, die die Korrekturmagnete einnehmen können.
Zum Beispiel kann ein würfelförmiger Magnet im Innern einer einen quadratischen Querschnitt aufweisenden Röhre sechs Ausrichtungen annehmen. Man sieht Magnete vor, die unterschiedliche Amplituden des magnetischen Moments besitzen. Bei der Berechnung zur Optimierung der Homogenisierung des Magnetfeldes gehen die Werte der magnetischen Momente der Korrekturmagnete in begrenzter Zeit ein. Dies begrenzt die Anzahl von zu analysierenden Möglichkeiten und folglich die Menge von durchzuführenden Berechnungen. Andererseits bleibt die Anordnung der Würfel im Innern der Röhren auf kontinuierliche Weise in dem Maße einstellbar, wie man Abstandsstücke variabler Länge vorsieht.
Die Erfindung ist nicht auf die Korrektur der Inhomogenität eines Magnetfeldes begrenzt. Sie gestattet jede gewünschte Änderung an einem statischen Magnetfeld, wie zum Beispiel die Verwirklichung eines Gradienten des statischen Magnetfeldes.
Die Erfindung betrifft im wesentlichen die Vorrichtung und das Verfahren, wie sie in den Ansprüchen beschrieben sind.
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung im folgenden anhand von nicht einschränkend auszulegenden Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigt:
- Figur 1 ein erläuterndes Schema des Prinzips zur Korrektur der Inhomogenität eines magnetischen Feldes bekannter Art;
- Figur 2 ein erläuterndes Schema einer ersten elementaren Korrektur, die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich ist;
- Figur 3 ein erläuterndes Schema einer zweiten elementaren Korrektur, die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich ist;
- Figur 4 ein erläuterndes Schema einer dritten elementaren Korrektur, die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich ist;
- Figur 5 ein erläuterndes Schema einer vierten elementaren Korrektur, die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich ist;
- Figur 6 ein erläuterndes Schema einer fünften elementaren Korrektur, die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich ist;
- Figur 7 ein erläuterndes Schema einer sechsten elementaren Korrektur, die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich ist;
- Figur 8 ein erläuterndes Schema einer siebten elementaren Korrektur, die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich ist;
- Figur 9 das erläuternde Schema einer achten elementaren Korrektur, die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich ist;
- Figur 10 das erläuternde Schema einer neunten elementaren Korrektur, die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich ist;
- Figur 11 das erläuternde Schema einer zehnten elementaren Korrektur, die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich ist;
- Figur 12 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Bilderzeugung mittels magnetischer Kernresonanz gemäß der Erfindung;
- Figur 13 in schematischer Darstellung eine Ausführungsform eines Magneten, der in der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden kann.
In den Figuren 1 bis 13 werden zur Bezeichnung derselben Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet.
Figur 1 zeigt das Prinzip der Korrektur einer Inhomogenität eines magnetischen Feldes beispielsweise im Innern eines ein magnetisches Gleichfeld hoher Intensität B&sub0; erzeugenden Magneten einer Vorrichtung zur Bilderzeugung mittels magnetischer Kernresonanz.
Es wird angenommen, daß O das Zentrum des Magneten und O x,y,z ein mit dem Magneten verbundenes orthonormiertes Bezugssystem ist. Zum Beispiel entspricht die Achse z der Achse des Magneten. Eine Korrektur der Inhomogenität des Feldes des Magneten ist durch die Stelle charakterisiert, bei der man die Korrektur ausführt, zum Bespiel mit einem Permanentmagneten 10 sowie der Ausrichtung und der Amplitude 101 der Magnetisierung des Permanentmagneten 10. In Figur 1 ist die Lage des Magneten 10 in Kugelkoordinaten durch ro, θo, ψo gekennzeichnet, während die Ausrichtung der Magnetisierung des Magneten 10 durch die Winkel θ 1 und ψ 1 gekennzeichnet ist, wobei die Länge des Vektors 101 die Amplitude der Magnetisierung bestimmt. Man hat es daher für jeden Magneten mit einem System mit sechs Freiheitsgraden zu tun, was eine äußerst lange Rechenzeit, zum Beispiel auf einem Rechner, mit sich bringt, um die zur Verwirklichung der gewünschten Korrektur erforderliche Konfiguration zu bestimmen.
Figur 2 zeigt ein erstes Beispiel einer elementaren Korrektur, die bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung anwendbar ist. Die Elementarmagnete 10 sind in Öffnungen mit rechteckigem oder vorteilhafterweise quadratischem Querschnitt angeordnet, die zur Achse z parallel sind. Vorteilhafterweise sind diese Öffnungen mit einem festen Abstand zur Achse z vorgesehen. Somit sind die Berechnungen begrenzt, da die Magnete 10 keine beliebige Lage in dem Raum einnehmen können. Handelt es sich bei den Magneten 10 um rechteckförmige Parallelepipede oder um Würfel, so kann deren Magnetisierung nur eine begrenzte Anzahl von Positionen einnehmen. Die Magnetisierung ist zum Beispiel senkrecht zu einer der Würfelflächen. In diesem Fall kann die Magnetisierung 101 gemäß der Ausrichtung des Würfels nur sechs Positionen einnehmen. Sind die Wände der Leitungen beispielsweise parallel zu den Ebenen xoz und yoz, so entsprechen die sechs Positionen einer positiven Magnetisierung 101 entsprechend der x-Achsen, wie dies in der Figur 2 dargestellt ist; einer positiven Magnetisierung 101 entsprechend der y-Achse, wie dies in der Figur 3 dargestellt ist; einer positiven Magnetisierung 101 entsprechend der z-Achse, wie dies in der Figur 4 dargestellt ist; einer negativen Magnetisierung 101 entsprechend der x-Achse, wie dies in der Figur 5 dargestellt ist; einer negativen Magnetisierung entsprechend der y-Achse, wie dies in der Figur 6 dargestellt ist, oder schließlich einer negativen Magnetisierung 101 entsprechend der z-Achse, wie dies in der Figur 7 dargestellt ist. Sind bei einer anderen möglichen Konfiguration zwei der Wände der Leitungen tangential zu einem Zylinder der Achse oz angeordnet, so kann man stets die Ausrichtungen ± z erhalten, die in den Figuren 4 und 7 dargestellt sind, und, anstelle der Ausrichtungen ± x der Figuren 2 und 5 und ± y der Figuren 3 und 6, die in den Figuren 8, 9, 10, 11 dargestellten Ausrichtungen, die
θ&sub1; = π/2 bzw. ψ&sub1; = ψo, ψo + π, ψo - π/2, ψo + π/2
entsprechen.
Die Amplitude der Magnetisierung 101 hängt von dem verwendeten Würfel ab. In Figur 8 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bilderzeugung mittels einer magnetischen Kernresonanz gezeigt. Die Wiedergabe der Einrichtung 1 zur Bilderzeugung mittels magnetischer Kernresonanz (IRM) ist in der Figur 12 auf die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Elemente begrenzt. Die Einrichtung 1 zur Bilderzeugung mittels magnetischer Kernresonanz weist die allgemeine äußere Gestalt eines Kreiszylinders auf und besitzt einen Magneten 2 ebenfalls zylindrischer Gestalt, dessen Achse Z auch die Längsachse der Einrichtung 1 zur Bilderzeugung mittels magnetischer Kernresonanz bildet. Der Magnet 2 ist beispielsweise durch eine Anordnung aus (nicht dargetellten) elektrischen Spulen bekannter Art gebildet. Der Magnet 2 erzeugt ein Magnetfeld BO, das im Innern des Magneten 2 entsprechend dessen Achse Z ausgerichtet ist. Entlang der Achse Z des Magneten bildet ein freier Innenraum 4 einen Kanal, der zur Aufnahme eines zu untersuchenden (nicht wiedergegebenen) Patienten bestimmt ist. Entsprechend einer herkömmlichen Anordnung weist die Einrichtung 1 zur Bilderzeugung mittels magnetischer Kernresonanz um den Kanal 4 herum verschiedene (nicht dargestellte) Elemente auf: Hochfrequenzantennen und Gradientenspulen. Es versteht sich, daß die Einrichtung 1 zur Bilderzeugung mittels magnetischer Kernresonanz Signalverarbeitungsvorrichtungen und Sichtanzeigemittel umfaßt, die in der Figur 12 nicht dargestellt sind.
Vorteilhafterweise sind die Öffnungen 102, die einen rechteckförmigen, oder vorteilhafterweise, wie in der Figur 12 dargestellt, einen quadratischen Querschnitt besitzen, außerhalb des Magneten 2 und an dessen Umfang angeordnet. Damit werden die in den Öffnungen 102 angeordneten Magnete nur geringfügig von dem durch den Magneten 2 erzeugten Magnetfeld beeinflußt. So verändert der Magnet 2 nicht die Magnetisierung der Permanentmagnete 8, die in den Öffnungen 102 angeordnet werden können.
Gemäß einer ersten Ausführungsvariante stellen die Permanentmagnete 8 sämtliche Korrekturen der Homogenität des magnetischen Feldes B&sub0; sicher.
Bei einer zweiten Ausführungsvariante sind die Permanentmagnete 8 zur Sicherstellung der Korrektur herkömmlichen elektrischen Korrekturspulen zugeordnet.
Vorteilhafterweise stellen die Permanentmagnete 8 die radialen Korrekturen der Inhomogenität des Magnetfeldes B&sub0; sicher, während die herkömmlichen elektrischen Korrekturspulen die axialen Korrekturen entlang der Achse z der Inhomogenität des Magnetfeldes B&sub0; sicherstelen.
Gemäß einer ersten Ausführungsvariante der Vorrichtung, die eine Vereinigung von elektrischen Korrekturelementen und dem Permanentmagneten 8 umfaßt, um die Inhomogenitäten des Magnetfeldes zu korrigieren, sind die elektrischen Korrekturspulen mit einem Stromgenerator verbunden.
Die Anzahl und der Querschnitt der Öffnungen 102 hängt von der Art der zu bewirkenden Korrektur und vom Grad der gewünschten Korrektur ab. Man verwendet zum Beispiel 6,8 Öffnungen 102 oder mehr, die regelmäßig über den Umfang des Magneten 2 verteilt sind.
Zur Durchführung der Korrekturen gemäß der Erfindung werden somit Messungen des reellen Feldes im Innern des Magneten 1 durchgeführt, die Korrekturen berechnet, die für den Erhalt einer gewünschten Homogenität erforderlich sind und die Permanentmagnete 8 so in die Öffnungen 102 eingeführt, daß sie die Stellungen einnehmen, die es gestatten, die gewünschten Korrekturen zu erhalten. In der Figur 12 sind nur einige Permanentmagnete dargestellt. Es versteht sich, daß man eine solche Anzahl von Magneten 8 verwendet, die für die gewünschte Korrektur erforderlich ist. Abstandsstücke gestatten die präzise und stabile Positionierung der Pemanentmagnete 8. Die Abstandsstücke sind in der Figur 8 nicht dargestellt. Sind die Korrekturen einmal realisiert, so ist es möglich, die Homogenität des magnetischen Feldes im Innern des Magneten 1 zu überprüfen.
Man kann jede bekannte Art von Messung des Magnetfeldes im Innern des Magneten anwenden. Vorteilhafterweise wird jedoch die Vorrichtung zur Nutzbarmachung des Innenvolumens eines Zylinders und das mit dieser Vorrichtung ausgestattete Untersuchungssystem, wie es in dem französischen Patent FR-A-86 04591 beschrieben ist, verwendet.
Es ist möglich, irgendein bekanntes Verfahren zur Bestimmung der Korrekturen der Inhomogenität des magnetischen Feldes zu verwenden, um die Werte und die Lagen der Permanentmagnete 8 zu bestimmen. Vorteilhafterweise wird das Verfahren verwendet, das in dem noch nicht veröffentlichten Patent FR-A-86 06861 beschrieben ist.
Bei diesem Verfahren berechnet man einen analytischen Ausdruck des Feldes in der Form einer Zerlegung in sphärische Harmonische. Desgleichen werden Zerlegungen in sphärische Harmonische gleicher Art berechnet, die jedoch auf das Feld bezogen sind, das durch jedes der Korrekturmittel erzeugt wird, die man zur Korrektur dieses Feldes verwendet. Man führt dann eine algebraische Kombination von analytischen Ausdrücken der Korrekturmittel derart herbei, daß ein analytischer Korrekturausdruck erzeugt wird, der dem analytischen Ausdruck des wirklichen Feldes hinzugefügt ist und diesen in einen analytischen Ausdruck umwandelt, der einem idealen Magnetfeld entspricht.
Es ist festzustellen, daß die Begrenzung der Möglichkeiten der Ausrichtung der Magnete 8 zur Korrektur der Inhomogenität des magnetischen Feldes praktisch keine Begrenzung der Korrekturen selbst darstellt, obgleich die Menge der bei der Ausführung des Verfahrens erforderlichen Berechnungen herabgesetzt ist.
In Figur 13 ist ein Ausführungsbeispiel von Permanentmagneten 8 gezeigt, die in der Vorrichtung gemäß der Erfindung eingesetzt werden können. Die in der Vorrichtung gemäß der Erfindugn einsetzbaren Magneten 8 umfassen eine Vielzahl von Lagen 81, 82 bis 8n. Beim in der Figur 9 dargestellten Beispiel, das keine Einschränkung darstellt, ist n gleich 10. So ist es möglich, zur Verwirklichung eines Magneten 8 so viele magnetische Lagen, zum Beispiel aus Samarium-Kobalt oder aus Eisen-Neodym-Bor, zu verwenden, wie es für den Erhalt einer gewünschten Magnetisierungsamplitude erforderlich ist. Ist die Magnetisierung einmal erreicht, so füllt man die Lagen, die nicht zur Magnetisierung beitragen müssen, mit nichtmagnetischem Material aus, wie zum Beipiel mit Aluminium oder Kunststoff. Es versteht sich, daß die magnetischen Lagen nicht zwingend aufeinanderfolgend vorgesehen sein müssen, sondern auch durch nichtmagnetische Füllagen voneinander getrennt sein können. Vorteilhafterweise ist die Magnetisierung 101 senkrecht zu einer der Flächen des Würfels 8.
Somit ist es möglich, in der Fabrik eine große Menge von Magneten 8 mit unterschiedlichen, zur Verwirklichung der Korrekturen erforderlichen Werten zu verwirklichen. Am Ort, wo man die Korrekturen durchführen will, braucht man die Magnete 8, die die quantifizierten Korrekturinkremente bilden, nicht zu verändern. Man verwendet eine mehr oder weniger große Anzahl von Magneten 8 mit verschiedenen Magnetisierungen gemäß der herbeizuführenden Korrektur. In dem Maße, wie die Magnete 8 Standardelemente sind, werden die Magnete 8, die nicht benötigt werden, für Korrekturen an einem unterschiedlichen Ort verwendet.
Die Erfindung ist nicht auf die Korrektur einer Inhomogenität eines magnetischen Feldes begrenzt. Die Magnete 8 können jede erforderliche Korrektur herbeiführen.
Die Erfindung ist zur Veränderung eines Magnetfeldes verwendbar. Die Erfindung ist insbesondere zur Korrektur der Inhomogenität eines Magnetfeldes eines Magneten verwendbar, der bei der Bilderzeugung mittels magnetischer Kernresonanz eingesetzt wird.

Claims

1. Vorrichtung zur Bilderzeugung mittels magnetischer Kernresonanz mit Öffnungen (102) polygonalen Querschnitts, die das Einführen von Permanentmagneten zur Korrektur der Inhomogenität des magnetischen Feldes erlauben, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (102) einen viereckigen Querschnitt aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Permanentmagnete (8) in Form eines Parallelepipeds umfaßt, die in den Öffnungen (102) aufgenommen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (8) Würfel sind, die im Inneren der Öffnungen (102) sechs Orientierungen einnehmen können.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Spulen zur Korrektur einer Inhomogenität des magnetischen Feldes umfaßt.

5. Verfahren zur Korrektur der Inhomogenität eines magnetischen Feldes in einem räumlichen Bereich einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

- man mißt das magnetische Feld an den interessierenden Stellen;

- man berechnet die Korrekturen, die von den die Form eines Parallelepipeds aufweisenden Permanentmagneten herbeigeführt werden, die im Inneren des Raumvolumens angeordnet sind und man wählt die Konfiguration, die das am meisten homogene Feld liefert;

- man führt Magnete mit viereckigem Querschnitt in Öffnungen mit viereckigen Querschnitt gemäß einer vorgegebenen Orientierung so ein, daß die berechnete Konfiguration realisiert wird und

- man legt die Magnete in dieser Lage fest.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (8) eine kubische Form aufweisen.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechenschritt die folgenden Stufen umfaßt:

- man berechnet den analytischen Ausdruck des gemessenen Feldes;

- man berechnet die analytischen Ausdrücke der von den Korrekturmagneten Felder in Abhängigkeit von deren Konfiguration erzeugten Felder;

- man wählt die Konfiguration, für die die Differenz der analytischen Ausdrücke des gemessenen Feldes und des ermittelten idealen Feldes einen gleichen absoluten Wert wie und ein entgegengesetztes Vorzeichen zum analytischen Ausdruck der Korrekturfelder besitzt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem Spulen eingesetzt werden, um Korrekturen der Inhomogenität des magnetischen Feldes durchzuführen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Permanentmagnete (8) zur Durchführung von radialen Korrekturen und die Spulen zur Durchführung von axialen Korrekturen verwendet.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete Magnete (8) hoher Genauigkeit bezüglich der Amplitude und der Orientierung des magnetischen Moments sind und dadurch erhalten werden, daß Lagen (81, 82, ..., 8n) aus magnetischem Material und aus nichtmagnetischem Material übereinander gestapelt werden, um das gewünschte magnetische Moment in einem vorbestimmten Volumen zu erhalten.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (8) ein Würfel ist, bei dem die Magnetisierung der magnetischen Lagen parallel zu einer Kante des Würfels ist.