DE3883125T2 - Verfahren zur Herstellung eines Schilds für NMR-Magnet. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Schilds für NMR-Magnet.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Kryostaten, die in der Magnetresonanz(MR)-Bildgebung verwendet werden, und insbesondere auf ferromagnetische Abschirmungen für die Magnete, die in den Magnetresonanz- Kryostaten angeordnet sind.
  • Magnetresonanz-Magnete, die in der medizinischen Diagnostik verwendet werden, erzeugen magnetische Gleichfelder hoher Intensität. Installationen von MR Geräten sind, wo es ausführbar ist, in einem getrennten Gebäude in einer offenen Fläche angeordnet. In Hospitälern in bevölkerten Großstadtbereichen, wo Raum von höchster Bedeutung ist, ist es wünschenswert, eine möglichst kleine Störung für andere Hospitaleinrichtungen zu haben. Ohne spezielle Abschirmung ist ein großer Bereich um den Magneten herum erforderlich, um ein Minimum an Störung von anderen diagnostischen Geräten und Patienten mit Herzschrittmachern und Neurostimulatoren zu haben.
  • Um den Raumbedarf von MR Magnet-Installationen zu verkleinern, sind abgeschirmte Räume errichtet worden, die die Maschinen umgeben. Die Abschirmung muß für die bestimmte Raumform ausgelegt werden und die Abschirmung ruft üblicherweise strukturelle Belastungsprobleme hervor.
  • Eine andere Lösung zur Verkleinerung des Raumbedarfs für MR Magnete besteht darin, eine Abschirmung zu verwenden, die zahlreiche Stahlkomponenten aufweist, die um den Kryostaten des MR Magneten herumgebaut sind. Beispielsweise ist gemäß der US-A-4 646 045 Mit der Bezeichnung "Aperture Sized Disc Shaped End Caps of a Ferromagnetic Shield For Magnetic Resonance Magnets" eine Abschirmung um den Magneten herum hinzugefügt, wobei die Abschirmung so ausgelegt ist, daß die Störung des Feldes in dem Arbeitsbereich des Magneten minimiert ist. Die Kosten dieses Typs von Abschirmung kann typisch $100K oder mehr betragen. Infolgedessen ist ein abgeschirmt er Magnet typisch teurer als ein nicht abgeschirmter Magnet.
  • Ein integral abgeschirmter Magnetresonanz-Magnet ist in der US-A-4 590 428 beschrieben. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines integral abgeschirmten Magnetresonanz-Magneten bei gesenkten Kosten zu schaffen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Herstellen eines integral abgeschirmten Magnetresonanz-Magneten geschaffen, das die Schritte enthält:
  • a) Ermitteln der äußeren Kryostatbehälter-Konfiguration, dessen Mantel als eine magnetische Abschirmung dient, auf der Basis von Vakuum- und Kryogen-Erfordernissen,
  • b) Fertigen des zylindrischen Außenmantels des Kryostatvakuumbehälters und der kreisförmigen Stirnflächen aus ferromagnetischem Material,
  • c) Auswählen der Anzahl von Hauptspulen, ihrer axialen und radialen Position und Amperewindungszahl von einer ersten Näherung eines Magnetentwurfes,
  • d) Ermitteln der axialen Magnetflußdichte an vorbestimmten Punkten in einem Arbeitsvolumen in der Bohrung des Magneten aufgrund des Magnetentwurfes in Gegenwart der magnetischen Abschirmung,
  • e) Ermitteln der Magnetisierung der magnetischen Abschirmung,
  • f) Prüfen der Magnetflußdichte in dem vorbestimmten Volumen, um zu sehen, ob sie einen minimalen Inhomogenitätswert erreicht hat,
  • g) Ermitteln des Beitrages von gerade der magnetischen Abschirmung zu der axialen Magnetflußdichte an den vorbestimmten Punkten in dem Arbeitsvolumen des Magneten,
  • h) Subtrahieren des Beitrags der magnetischen Abschirmung zu der axialen Magnetflußdichte von der gewünschten Magnetflußdichte an den vorbestimmten Punkten in dem Arbeitsvolumen des Magneten,
  • i) Synthetisieren eines Spulenentwurfes auf der Basis der axialen Magnetflußdichte , die in Schritt h) erhalten wurde,
  • j) Wiederholen der Schritte d-i zum Festlegen des minimalen Wertes nach Schritt f),
  • k) Fertigen der Hauptspulen auf der Basis des Entwurfes, der die Inhomogenitäten minimiert, und
  • l) Positionieren der Hauptspulen in dem Vakuumbehälter.
  • Zwar sind am Schluß des Patentes Ansprüche angegeben, die die vorliegende Erfindung besonders hervorheben und deren Merkmale genau beanspruchen, aber Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden besser aus der folgenden Beschreibung von einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verständlich, wenn diese im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen verwendet wird, in denen
  • Fig. 1 eine isometrische Ansicht von einem bildgebenden Magnetresonanz-Kryostaten gemäß der Erfindung ist;
  • Fig. 2 eine geschnittene Stirnansicht gemäß Fig. 1 ist;
  • Fig. 3 eine isometrische Ansicht von einer 80K Strahlungswärmeabschirmung des bildgebenden Magnetresonanz-Kryostaten ist;
  • Fig. 4 eine isometrische Ansicht von einer 20K Wärmeabschirmung des bildgebenden Magnetresonanz-Kryostaten ist;
  • Fig. 5 eine isometrische Ansicht des Heliumbehälters des bildgebenden Magnetresonanz-Kryostaten ist;
  • Fig. 6 ein aufgeschnittenes Teilschnittbild von Fig. 5 ist und die Supraleitermagnet-Wicklungen gemäß der Erfindung zeigt;
  • Fig. 7 eine axiale Teilschnittansicht der Magnetwicklungs- Halterungsform mit dem Supraleiterdraht und dem Überwicklungsdraht aus rostfreiem Stahl in ihrer Lage ist;
  • Fig. 8 eine radiale Teilschnittansicht der Magnetwicklungs- Halterungsform mit Supraleiterdraht, aber ohne die Drahtüberwicklung aus rostfreiem Stahl in ihrer Lage ist;
  • Fig. 9 eine isometrische Ansicht von einem Abschnitt des Supraleiterdrahtes mit einer teilweisen Bandüberwicklung ist;
  • Fig. 10 ein Abschnitt von einem Kryostaten ist und die relative Position des Vakuumbehälters, der als eine integrale Abschirmung dient, die Magnetwicklung und das Volumen der gewünschten hohen Feldgleichförmigkeit zeigt;
  • Fig. 11 ein Blockdiagramm ist und die Schritte bei der Herstellung eines MR-Magneten mit einer integralen Abschirmung zeigt.
  • In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszahlen auf gleiche Elemente. Insbesondere in den Fig. 1 und 2 ist ein Magnetresonanz-Kryostat 11 gezeigt. Ein äußerer, geschlossener, zylindrischer Vakuumbehälter 13 mit einer axialen umschlossenen Bohrung 15 umgibt eine geschlossene, zylindrische 80K Wärmeabschirmung 17. Eine geschlossene, zylindrische 20K Wärmeabschirmung 21 und ein geschlossener, zylindrischer Heliumbehälter 23, der einen Magneten enthält, sind innerhalb der 80K Abschirmung verschachtelt. Die 80K Abschirmung, die 20K Abschirmung und der Heliumbehälter haben jeweils eine umschlossene axiale Bohrung, die sich durch diese hindurch erstreckt. Die 80K und 20K Abschirmungen sind jeweils aus wärmeleitendem, nicht-magnetischem Material, wie beispielsweise Aluminium, hergestellt, und sind vollständig in den Fig. 3 bzw. 4 gezeigt. Die kreisförmigen Stirnflächen der Abschirmungen sind durch Bolzen 27 an Aluminiumringen 25 befestigt, die an den Enden der zylindrischen Abschirmungen angeschweißt sind, wie es aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Der Heliumbehälter 23 ist aus einem nicht-magnetischen, wärmeleitenden Material, wie beispielsweise Aluminium, hergestellt, und vollständig in Fig. 5 gezeigt. Die kreisförmigen Stirnflächen des Heliumbehälters sind an dem Zylinder angeschweißt. Der Vakuumbehälter 13, der auch als eine ferromagnetische Abschirmung dient, ist aus einer gewalzten Flußstahlplatte hergestellt, wobei der axiale Bohrungsabschnitt 15 nicht-magnetischen rostfreien Stahl aufweist. Armco-Eisen kann anstelle der gewalzten Flußstahlplatte verwendet werden. Die Endflächen der gewalzten Stahlplatte der Vakuumbehälter sind an der Bohrung 15 aus rostfreiem Stahl und dem zylindrischen Mantel der gewalzten Stahlplatte angeschweißt. Alle Schweißungen des Stahls in der ferromagnetischen Abschirmung müssen vakuumleckdicht sein. Die Innenfläche der Abschirmung ist mit Rosthemmern behandelt, um das Ausgasen in dem Vakuum zu reduzieren. Wirksame Rosthemmer-Überzüge, die ein Ausgasen reduzieren, sind Bond® RI 1235 und Contec®, die von der Sealed Air Corporation erhält sind.
  • Der supraleitende Magnet 85 ist in dem Heliumbehälter in Fig. 6 gezeigt. Der Heliumbehälter ist teilweise mit flüssigem Helium gefüllt durch eine Fülleitung 87, die auf der Außenseite des Vakuumbehälters angeordnet und in Fig. 1 gezeigt ist. Die Füllöffnung 86 ist mit einer Fülleitung 87 verbunden, die durch die 80K Abschirmung, die 20K Abschirmung und in den unteren Teil des Heliumbehälters führt, wie es in den Fig. 3, 4 bzw. 5 gezeigt ist. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist eine Wicklung aus supraleitendem Draht 91 unter Zug direkt um die Außenseite einer nicht-magnetischen, zylindrischen Spulenform 93 gewickelt, in der Nuten maschinell ausgebildet sind, um diskrete Hauptspulen aufzunehmen. Sechs diskrete Hauptspulen sind in Fig. 6 gezeigt. Die Form ist vorzugsweise aus Fiberglas gefertigt. Die Anzahl an vorgesehenen Spulen hängt von der Feldgleichförmigkeit über einem gegebenen Bildgebungsvolumen ab, das in der Bohrung des Magneten gewünscht wird, wobei mehr Spulen erforderlich sind, um eine höhere Feldgleichförmigkeit zu erreichen. Aufgrund der Einfachheit der maschinellen Herstellung von Nuten in einer Fiberglasform im Vergleich zum Verändern von Gußstücken oder Schmiedestücken, könnte die Magnetfeld-Homogenität in der Bohrung des Magneten auf einfache Weise verbessert werden, indem die Anzahl an Spulen mit geringen zusätzlichen Fertigungskosten vergrößert wird.
  • Die Hauptspulen sind vorzugsweise der Reihe nach von dem einen Ende der Form zum anderen gewickelt, wobei die Spulen in Reihe geschaltet sind, aber es können auch komplexere Wicklungsfolgen auf einfache Weise erreicht werden. Gemäß den Fig. 6 bis 9 sind die Umfangsnuten mit einem dünnen Film aus die Reibung vermindernden Material ausgekleidet, wie beispielsweise Polytetrafluoräthylen (PTTE)-Band 95, 0,127 bis 0,254 mm (0,005-0,010 Zoll) dick, um eine Grenzfläche mit geringer Reibung zwischen den Wicklungen aus Supraleiterdraht 91 und der Spulenform zu bilden. Alternativ kann ein PTEE- oder Molybdändisulfid-Überzug auf die Oberflächen der Spulenform aufgebracht werden, die mit dem Supraleiterdraht in Kontakt sind.
  • Der supraleitende Draht ist ein blanker Draht mit typischerweiser rechteckiger Querschnittsfläche, die Supraleiter-Filamente aufweisen kann, die in einer Kupfermatrix eingebettet sind. Der Supraleiterdraht ist elektrisch isoliert durch eine spiralförmige Umwicklung mit Isolierband 96, wie beispielsweise Nomex®-Bindeband oder Mylar®- Band, mit einer Überdeckung von etwa 50%. Eine Hälfte der Drahtfläche ist dann in Kontakt mit dem flüssigen Helium während des Magnetbetriebes, um so durch Blasensieden bei freier Konvektion gekühlt zu werden. Die Stabilität des Supraleiters wird bestimmt durch die Wärmeabfuhr auf das flüssige Helium, wenn der Strom von den Supraleiter-Filamenten auf die Kupfermatrix übertragen wird im Falle von Reibungserwärmung, die aus einer Drahtbewegung entsteht.
  • Wenn der Magnet erregt wird, weist die elektromagnetische Belastung auf jede Spule eine radial nach außen gerichtete Kraft auf, die mit einer axialen Kraft kombiniert ist, die die Spule zu der Mittelebene des Magneten anzieht. Die axialen Spulenkräfte werden durch die Schultern der Umfangsnuten aufgenommen. Die radialen Kräfte werden teilweise durch den Ringzug in dem supraleitenden Draht und größtenteils durch eine Drahtüberwicklung 97 aus rostfreiem Stahl aufgenommen. Die Drahtüberwicklung ist von der Außenfläche der Spulen durch eine dünne Schicht 101 aus einem Material mit hoher dielektrischer Festigkeit getrennt, das seine Eigenschaften bei Temperaturen von flüssigem Helium beibehält. Fiberglasschichten oder lamellenartigen Kunststoff kann als das dielektrische Material verwendet werden. Die Schicht bzw. das Blatt 101 weist axiale Nuten 103 auf, die in der zur Spule gerichteten Oberfläche vor dem Anordnen des Blattes in seiner Lage ausgearbeitet sind. Das Blatt kann als zwei oder drei Umfangsstücke ausgebildet sein. Eine PTEE-Auskleidung 105 wird wie zuvor auf der Oberfläche des Blatt 101 verwendet, die mit dem Supraleiterdraht 91 in Kontakt kommt. Die Blätter 101 sind mit axialem Abstand von den Wänden der Spulennuten durch radial verlaufende Abstandshalter 107 angeordnet, die Entlüftungskanäle zwischen benachbarten Abstandshaltern für die axialen Nuten des Blattes 101 bilden. Die Abstandshalter 107 weisen Fiberglasmaterial auf. Die axialen Nuten in der Schicht bzw. in dem Blatt 101 führen den Heliumdampf von der Innenseite der Spule zu den Entlüftungskanälen zwischen benachbarten Abstandshaltern im Falle eines Verlustes der Supraleitfähigkeit in dem Magneten ab.
  • Die Überwicklung 97 ist unter Zug gewickelt, um nicht nur für eine Halterung des Supraleiterdrahtes 91 im normalen Betrieb zu sorgen, sondern um auch die Supraleiterwindungen davor zu bewahren, sich zu wölben und übereinander zu springen als eine Folge einer transienten Erwärmung während eines Verlustes der Supraleitfähigkeit in dem Magneten. Beispielsweise wurden in einem 0,5T Magneten mit einer Spulenform, die einen Innendurchmesser von 118,11 cm (46 1/2 Zoll) und einen Außendurchmesser von 127,32 cm (50 1/8 Zoll) hat, die Supraleiterwicklungen mit einem Zug von 13,6 kg (30 lb) gewickelt, während die Überwicklung mit einem Zug von 18,14 kg (40 lb) gewickelt wurde.
  • Da die Fiberglasform 93 einen kleineren Elastizitätsmodul hat im Vergleich zu dem Supraleiter 91 und der Überwicklung 97, ist es möglich, den Supraleiter und die Überwicklung ausreichend zu spannen, um so eine Loslösung der Spulen von der Form zu verhindern, wenn die elektromagnetische Belastung ausgeübt wird. Weiterhin wird die Fiberglasform so gewickelt, daß sie in Umfangsrichtung eine kleinere thermische Kontraktion hat als sowohl der Supraleiter als auch die Überwicklung, indem die Richtungen gesteuert werden, in denen die Fasern in der Form gewickelt werden. Die Fiberglasform wurde auf einem Dorn gewickelt, wobei E Glas- Fiberglasfilamente verwendet wurden, die mit Epoxid benetzt waren. Es wurde ein Wicklungsmuster aus einer Schicht von Umfangswicklungen, die eine 90º Schleife bilden, gefolgt von vier Schichten, wobei jede Schicht aus einer Schicht bei plus 45º und einer Schicht bei minus 45º besteht, gefolgt von einer Schicht aus Umfangswicklungen, gefolgt von vier Schichten von plus und minus 45º usw. verwendet, bis die gewünschte Dicke erreicht war. Als ein Ergebnis nehmen die Wicklungs-Überwicklungs-Zugspannungen bei tieferen Temperaturen zu, um so weiter eine Abtrennung von Spule zu Form zu verhindern, wenn der supraleitende Magnet gespeist wird.
  • Da die Überwicklung elektromagnetisch eng mit den Spulen gekoppelt ist, wird ein wesentlicher Teil der Spulenenergie während des Verlustes der Supraleitfähigkeit durch zirkulierende Ströme in der Überwicklung abgeführt. Somit funktioniert die Spulenüberwicklung als eine Magnetschutzschaltung während des Verlustes der Supraleitfähigkeit. Um für eine gleichförmige Verteilung des induzierten Stroms in der Überwicklungsanordnung während eines Verlustes der Supraleitfähigkeit zu sorgen, müssen die Anfangs- und Endleiter elektrisch kurzgeschlossen sein, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, zwischen den zwei Platten 111 und 113, die an der Form befestigt sind. Die Platten, die aus nichtmagnetischem Material, wie beispielsweise Messing, hergestellt sind, pressen die zwei gekreuzten Enden der Drahtüberwicklung fest in vorgeformte Vertiefungen, die kleiner als der Drahtdurchmesser sind. Die Platten 111 und 113 sind durch Gewinde aufweisende Befestigungsglieder aneinandergeklemmt. Die Überwicklung aus rostfreiem Stahl für jede Hauptspule bildet den elektrischen Stromkreis, der einer einzelnen kurzgeschlossenen Windung äquivalent ist.
  • Bei einer integralen Abschirmung dient der äußere Kryostat- Behälter 13 als die ferromagnetische Abschirmung des MR- Magneten. Da die Geometrie des Kryostaten durch die Kryogen- und Vakuum-Erfordernisse bestimmt wird, müssen die supraleitenden Hauptwicklungen für eine maximale Feldhomogenität in Gegenwart der ferromagnetischen Abschirmung zusammengesetzt werden. In Fig. 10 ist nun ein Abschnitt der Abschirmung 13 in Relation zu der Position der Hauptspulen 91 und dem Volumen in der Mitte der Bohrung gezeigt, wo die hohe Feldgleichförmigkeit gewünscht wird. Die nichtmagnetischen Strahlungsabschirmungen 17 und 21, der Heliumbehälter 23 und die Halterungen sind nicht gezeigt, da deren Anwesenheit die Bestimmungen des Magnetfeldes nicht beeinflussen. Die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines integral abgeschirmten Magnetresonanz- Magneten, wo der äußere Kryostat-Behälter als eine ferromagnetische Abschirmung dient, sind in Fig. 11 gezeigt. Zunächst wird, wie es in dem Block 123 gezeigt ist, die Konfiguration der Abschirmungen 13, 17 und 21 ermittelt auf der Basis von Kryostat- und Vakuum- Erfordernissen des äußeren Vakuumbehälters des Kryostaten. Zusätzlich ist die Abschirmungskonstruktion auch eine Abwägung zwischen dem Gewicht und der Abschirmungsdicke, die die Größe des Randfeldes (Lage der fünf Gauss-Linie) bestimmt. Eine erste Annäherung der Anzahl an Hauptspulen, ihre axiale und radiale Position und die Anzahl von Ampere- Windungen für einen Magneten mit der gewünschten Feldstärke werden in dem Block 125 gewählt. Die erste Näherung kann eine Luftkernkonstruktion für einen Magneten mit der gleichen Feldstärke sein. Eine Analyse endlicher Elemente der Hauptspulen und der Eisenabschirmung wird in dem Block 131 durchgeführt durch einen Endliche-Elemente-Algorithmus auf einem Computer, wie beispielsweise einem VAX, der von der Digital Equipment Corporation gefertigt wird, um die axiale Magnetflußdichte an verschiedenen interessierenden Punkten in dem Volumen mit hoher Gleichförmigkeit in der Bohrung des Magneten zu ermitteln, das als Volumen 127 in Fig. 10 gezeigt ist. Der Endliche-Elemente-Algorithmus bestimmt auch die Magnetisierung der Eisenabschirmung. Der Teile-pro-Millionen (ppm)-Spitzenfehler zwischen verschiedenen Punkten in dem Volumen hoher Gleichförmigkeit der axialen Magnetflußdichte wird in dem Entscheidungsblock 133 geprüft, um zu sehen, ob irgendeine Verbesserung besteht. Wenn der ppm-Fehler nicht einen minimalen Wert erreicht hat, wird eine Kugelharmonischen-Reihenexpansion der Abschirmungsmagnetisierung in dem Block 135 durchgeführt, um den Beitrag der axialen Magnetflußdichte der Abschirmung an jedem interessierenden Punkt in dem Volumen mit hoher Feldgleichförmigkeit 127 zu ermitteln. Alternativ kann das Feld an den interessierenden Punkten direkt aus der Endliche-Elemente-Analyse ermittelt werden. Der Beitrag der axialen Magnetflußdichte der Abschirmung wird von der spezifizierten axialen Magnetflußdichte subtrahiert, um den gewünschten Beitrag aufgrund der Spulen zu ermitteln. Die Hauptspulenkonstruktion wird im Block 137 modifiziert, um die Approximation des Eisenbeitrages zu berücksichtigen, der ermittelt wird, indem der berechnete Eisenbeitrag von der spezifizierten axialen Magnetflußdichte des Feldes subtrahiert wird. Die Synthese der Spulen wird unter Verwendung einer iterativen Newton-Raphson-Prozedur ausgeführt. Die Freiheitsgrade in der Synthese sind die Anzahl von Spulenpaaren multipliziert mit zwei, da jedes Spulenpaar zwei Freiheitsgrade haben kann, variable axiale Lage und Amperewindungen, aber festgelegte radiale Lage, oder festgelegte Amperewindungen, aber variable axiale Lage und radiale Lagen. Beispielsweise hat ein sechs Spulen aufweisender Magnet sechs Freiheitsgrade. Die axiale Magnetflußdichte BZ an jedem Punkt im Raum wird unter Verwendung des Biot-Savart-Gesetzes berechnet. Um ein gleichförmiges Feld innerhalb des interessierenden Volumens zu erhalten, wird eine Anzahl von Punkten gleich der Anzahl an Freiheitsgraden in dem interessierenden Volumen gewählt, und die axiale Flußdichte wird an diesen Punkten spezifiziert. Dann werden die Spulenpaarparameter von axialer Lage und Amperewindungen mit festgelegter radialer Lage oder festgelegten Amperewindungen, aber variabler axialer Lage und radialer Lage, wie es jeweils gewünscht wird, bestimmt unter Verwendung der Newton-Raphson-Prozedur. Sobald die Resynthese der Spulen ausgeführt worden ist unter Verwendung geeigneter Algorithmen auf einem Computer, wird wieder eine Endliche-Elemente-Analyse der Spulen und der festen Eisenabschirmungsgeometrie in dem Block 131 durchgeführt. Der Beitrag des Eisens wird wieder berechnet und die Spulen werden wieder synthetisiert, bis keine weitere Verbesserung in dem Spitzenteil-pro-Millionen des berechneten Feldes in dem interessierenden Volumen in dem Entscheidungsblock 133 ermittelt wird, wenn die Endliche- Elemente-Analyse auf die resynthetisierten Spulen und die festgelegte Eisen-Abschirmungs-Geometrie ausgeübt wird. Der nächste Schritt in den Block 141 besteht darin, die Spulen gemäß der letzten Resynthese zu fertigen und dann, wie es im Block 143 gezeigt ist, die Spulen in der integralen Abschirmung zu positionieren.
  • Vorstehend wurde ein Verfahren zum Herstellen eines abgeschirmten MR Magneten beschrieben, der mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann und die gleichen Vorteile wie andere abgeschirmte MR Magnete hat.

Claims (1)

  1. Verfahren zum Herstellen eines integral abgeschirmten Magnetresonanz-Magneten (11), enthaltend die Schritte:
    a) Ermitteln der äußeren Kryostatbehälter-Konfiguration, dessen Mantel (13) als eine magnetische Abschirmung dient, auf der Basis von Vakuum- und Kryogen- Erfordernissen,
    b) Fertigen des zylindrischen Außenmantels (13) des Kryostatvakuumbehälters und der kreisförmigen Stirnflächen aus ferromagnetischem Material,
    c) Auswählen der Anzahl von Hauptspulen (91), ihrer axialen und radialen Position und Amperewindungszahl von einer ersten Näherung eines Magnetentwurfes,
    d) Ermitteln der axialen Magnetflußdichte an vorbestimmten Punkten in einem Arbeitsvolumen (127) in der Bohrung (15) des Magneten (85) aufgrund des Magnetentwurfes in Gegenwart der magnetischen Abschirmung (13),
    e) Ermitteln der Magnetisierung der magnetischen Abschirmung (13),
    f) Prüfen der Magnetflußdichte in dem vorbestimmten Volumen (127), um zu sehen, ob sie einen minimalen Inhomogenitätswert erreicht hat,
    g) Ermitteln des Beitrages von gerade der magnetischen Abschirmung (13) zu der axialen Magnetflußdichte an den vorbestimmten Punkten in dem Arbeitsvolumen (127) des Magneten,
    h) Subtrahieren des Beitrags der magnetischen Abschirmung zu der axialen Magnetflußdichte von der gewünschten Magnetflußdichte an den vorbestimmten Punkten in dem Arbeitsvolumen (127) des Magneten (85),
    i) Synthetisieren eines Spulenentwurfes auf der Basis der axialen Magnetflußdichte, die in Schritt h) erhalten wurde,
    j) Wiederholen der Schritte d-i zum Festlegen des minimalen Wertes nach Schritt f),
    k) Fertigen der Hauptspulen (91) auf der Basis des Entwurfes, der die Inhomogenitäten minimiert, und
    l) Positionieren der Hauptspulen (91) in dem Vakuumbehälter.
DE88904761T 1987-04-02 1988-03-30 Verfahren zur Herstellung eines Schilds für NMR-Magnet. Expired - Fee Related DE3883125T2 (de)

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