DE4139420A1

DE4139420A1 - MRI device with actively screened gradient coil - has screen coils approximating eddy current distribution on imaginary cylindrical conductor

Info

Publication number: DE4139420A1
Application number: DE19914139420
Authority: DE
Inventors: Masafumi Kondo
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1991-11-29
Publication date: 1992-06-04

Abstract

A magnetic resonance imaging device contains static, high frequency and gradient magnetic field generation units, a signal detector for magnetic resonance signals from the object under investigation, a magnetic field screen, a current supply for parallel wires of the gradient generator and screen, a controller for the various units and signal processing units. The gradient magnetic field generation unit and the magnetic screen unit each contains coils made up of parallel wires. The screen coils are arranged and shaped to approximate to the distribution of eddy currents on an imaginary cylindrical conductor when in the position of the screen. USE/ADVANTAGE - Enables ultra-high speed imaging to be achieved despite use of actively screened gradient coil.

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetresonanz-Abbildungs gerät, bei dem ein in ein statisches Magnetfeld ein gebrachtes Untersuchungs-Objekt einem Hochfrequenz- Magnetfeld und Gradientmagnetfeldern, deren Stärken in Richtungen orthogonal zum statischen Magnetfeld ent sprechend einer vorbestimmten Impulssequenz variieren, ausgesetzt und die magnetische Resonanz oder Magnetreso nanz vom Objekt zur Abbildung eines Körperbereichs des selben erfaßt werden, insbesondere ein Magnetresonanz- Abbildungsgerät, das mit Magnetfeldabschirmspulen zur Verhinderung eines Austritts der Magnetfelder aus Gra dientmagnetspulen zur Außenseite ausgestattet ist.The invention relates to a magnetic resonance imaging device in which a in a static magnetic field brought examination object to a radio frequency Magnetic and gradient magnetic fields, their strengths in Directions orthogonal to the static magnetic field vary according to a predetermined pulse sequence, exposed and the magnetic resonance or magnetic resonance nance of the object to represent a body area of the same can be detected, in particular a magnetic resonance Imaging device with magnetic field shielding coils for Prevention of magnetic fields from Gra servo solenoids is equipped to the outside.

Die Magnetresonanz-Abbildungsmethode nutzt bekanntlich eine Erscheinung aus, bei welcher eine Gruppe von Atom kernen mit Eigenmagnetmomenten (intrinsic magnetic moments) auf oder mit spezifischen Frequenzen rotieren, wenn sie einem statischen Magnetfeld ausgesetzt sind, d. h. die Gruppe von Atomkernen absorbiert Hochfrequenz- Magnetfeldenergie bei den spezifischen (Resonanz-)Fre quenzen. Die Magnetresonanz-Abbildungsmethode ermög licht eine Sichtbarmachung von chemischen und physika lischen Informationen bezüglich einer Substanz.As is known, the magnetic resonance imaging method uses a phenomenon in which a group of atom cores with intrinsic magnetic moments moments) rotate on or with specific frequencies, when exposed to a static magnetic field, d. H. the group of atomic nuclei absorbs radio frequency Magnetic field energy at the specific (resonance) Fre quence. The magnetic resonance imaging method enables a visualization of chemical and physical substances information about a substance.

Bei einem die Magnetresonanz-Abbildungsmethode anwen denden Gerät (Magnetresonanz-Abbildungsgerät) nimmt im allgemeinen im Vergleich zu anderen medizinischen Diagnose-Abbildungsgeräten, wie Ultraschall-Diagnose geräte und Röntgen-CT-Abtaster, die Gewinnung von Daten eine lange Zeit in Anspruch. Aus diesem Grund haben At mung und physiologische Bewegung eines Untersuchungs- Objekts während einer langen Datenerfassungszeit Ein flüsse auf die erzeugten Magnetresonanzbilder oder -ab bildungen. Ein typisches Beispiel für solche Einflüsse oder Effekte ist ein in einem Bild erzeugtes Artefakt. Die Entstehung eines Artefakts auf oder in einem Bild deutet darauf hin, daß die Abbildung des Herzens und der Blutgefäße mit Schwierigkeiten verbunden ist. Außerdem bedeutet eine lange Abbildungszeit (Aufnahme zeit) eine große Belastung für ein Untersuchungs-Ob jekt.Use the magnetic resonance imaging method for one The device (magnetic resonance imaging device) takes general compared to other medical Diagnostic imaging devices, such as ultrasound diagnosis devices and X-ray CT scanners, data acquisition a long time. For this reason, At and physiological movement of an examination Object during a long data acquisition time flows onto the generated magnetic resonance images or images educations. A typical example of such influences or effects is an artifact created in an image. The creation of an artifact on or in an image indicates that the illustration of the heart and the blood vessels are difficult. In addition, a long imaging time means (recording time) a great burden for an examination whether yes.

Magnetresonanz-Abbildungsmethoden, welche eine Hochge schwindigkeits-Rekonstruktion von Bildern erlauben, sind von P. Mansfield und J.M.S. Hutchison u. a. vorge schlagen worden. Die Methode nach P. Mansfield ist als Echo-Planner-Abbildungsmethode bekannt. Die Methode nach J.M.S. Hutchison u. a. ist als Superhochgeschwin digkeit-Fouriermethode bekannt. Fig. 1 ist ein Zeit steuerdiagramm einer auf der Superhochgeschwindigkeit- Fouriermethode (auch als Mehrfachecho-Fouriermethode bezeichnet) beruhenden Bilddatenerfassungs-Impulsse quenz oder -folge. Dabei werden ein selektiver 90°- Anregungshochfrequenzimpuls (RF) und ein Scheibenwähl- Gradientmagnetfeld Gs gleichzeitig angelegt, um damit selektiv Magnetisierungen in einer Schnitt- oder Schei benebene eines Untersuchungs-Objekts anzuregen. An schließend wird ein 180°-Impuls angelegt. Danach wird ein Auslesegradientmagnetfeld Gr in der Richtung paral lel zur Scheibenebene angelegt, während es mit hoher Geschwindigkeit in seiner Richtung umgekehrt wird. Gleichzeitig wird ein pulsierendes Codiergradientmagnet feld Ge, das richtungsmäßig orthogonal zum Scheiben wähl-Gradientmagnetfeld Gs und zum Auslesegradient magnetfeld Gr liegt, jedesmal dann angelegt, wenn das Auslesegradientmagnetfeld Gr in seiner Richtung umge kehrt oder reversiert wird.Magnetic resonance imaging methods that allow high-speed reconstruction of images have been proposed by P. Mansfield and JMS Hutchison et al. P. Mansfield's method is known as the Echo Planner mapping method. The JMS Hutchison method, inter alia, is known as the Super High Speed Fourier method. Fig. 1 is a timing diagram of a method based on the Superhochgeschwindigkeit- Fourier image data acquisition Impulsse (also as a multiple echo Fourier method hereinafter) sequence or sequence. A selective 90 ° excitation high-frequency pulse (RF) and a slice selection gradient magnetic field Gs are applied simultaneously in order to selectively excite magnetizations in a cutting or slice plane of an examination object. A 180 ° pulse is then created. A readout gradient magnetic field Gr is then applied in the direction parallel to the disk plane, while it is reversed in its direction at high speed. At the same time, a pulsing coding gradient magnetic field Ge, which is directionally orthogonal to the disk-select gradient magnetic field Gs and the readout gradient magnetic field Gr, is applied each time the readout gradient magnetic field Gr is reversed or reversed in its direction.

Bei der Superhochgeschwindigkeits-Fouriermethode werden die Magnetisierungen in der Scheibenebene beim jedesma ligen Umschalten des Auslesegradientmagnetfelds Gr pha senumgekehrt (rephased). Zu den Zeitpunkten, zu denen die Magnetisierungen phasenumgekehrt werden, kann eine große Zahl von Echosignalreihen beobachtet werden. Eine zum Rekonstruieren eines Bilds erforderliche Datengrup pe kann innerhalb der Transversrelaxationszeit T2 aus den Echosignalreihen erfaßt werden. Diese Reihe von Operationen ermöglicht eine Hochgeschwindigkeitsabbil dung (oder -aufnahme).In the super high-speed Fourier method, the magnetizations in the disk plane are phased every time the readout gradient magnetic field is switched over (rephased). At the times when the magnetizations are reversed in phase, a large number of echo signal series can be observed. A data group required for the reconstruction of an image can be acquired from the echo signal series within the transverse relaxation time T 2 . This series of operations enables high-speed imaging (or imaging).

Zum Realisieren dieser Hochgeschwindigkeitsabbildung ist es nötig, ein starkes Auslesegradientmagnetfeld zu erzeugen und dieses mit hoher Geschwindigkeit umzu schalten (switch).To realize this high speed mapping it is necessary to apply a strong readout gradient magnetic field generate and move it around at high speed switch.

Als Beispiel eines Verfahrens zum Erzeugen eines sol chen starken Auslesegradientmagnetfelds ist eine Me thode bekannt, bei der die einzelnen Spulen zum Erzeu gen der Gradientmagnetfelder in x-, y- und z-Richtungen mit mehreren Drahtwindungen ausgebildet sind.As an example of a method for generating a sol Chen strong readout gradient magnetic field is a measurement known method, in which the individual coils to generate gradient magnetic fields in x, y and z directions are formed with several turns of wire.

Bei der obigen Methode besitzt die Induktivität von N Windungen eine Größe von N²×L, wobei L der Induk tivität pro Drahtwindung einer Gradientspule ent spricht. Eine derart große Induktivität führt zu einer erheblichen Verlängerung der Umschaltzeit. Dies wirft bezüglich der Erzielung einer Hochgeschwindigkeits-Da tenerfassung Schwierigkeiten auf. In the above method, the inductance of N turns has a size of N ² × L, where L corresponds to the inductance per wire turn of a gradient coil. Such a large inductance leads to a considerable increase in the switching time. This poses difficulties in achieving high speed data acquisition.

Als Möglichkeit zur Lösung der mit der Hochgeschwindig keits-Datenerfassung aufgrund hoher Induktivität der Spule zusammenhängenden Schwierigkeiten ist (von USUI) in der JP-OS 1-1 10 354 eine Methode vorgeschlagen wor den, bei der eine Gradientfelderzeugungsspule aus pa rallelen Leitern (Multifilar- oder Mehradersystem) ge formt ist. Dabei umfassen die parallelen Leiter mehr als einen parallel angeordneten Leiter.As a way to solve the problem with the high speed ity data acquisition due to high inductance of the Coil-related difficulty is (from USUI) a method was proposed in JP-OS 1-1 10 354 the one in which a gradient field generating coil from pa parallel conductors (multi-filament or multi-core system) is shaped. The parallel conductors include more as a parallel conductor.

Fig. 2 veranschaulicht eine Konfiguration von Leitern beim Multifilar- oder Mehradersystem. Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer Gradientspule zur Erzeugung oder Bildung eines in Richtungen (x- und y-Richtung) orthogonal zur z-Achsenrichtung orientierten Gradientmagnetfelds, z. B. eines Phasencodiergradientmagnetfelds Ge und eines Aus lesegradientmagnetfelds Gr. Es sei dabei angenommen, daß eine aus N parallelen Leitern gebildete Gradient spule durch N Stromversorgungen angesteuert wird. In diesem Fall beträgt die effektive Induktivität der Gra dientspule etwa N×L. Die Umschaltzeit entspricht etwa 1/N derjenigen bei der obengenannten Methode, nach der eine Gradientspule mit einem Leiter in mehreren Windun gen geformt ist. Dies ermöglicht ein Umschalten (switching) mit hoher Geschwindigkeit. Das Mehrader system ist jedoch nur auf herkömmliche Maxwell-Typ- und sattelförmige Gradientfelderzeugungsspulen anwendbar. Fig. 2 illustrates a configuration of conductors when Multifilar- or multi-core system. Fig. 2 shows an example of a gradient coil for the generation or formation of a in directions (x- and y-direction) orthogonal to the z-axis direction oriented Gradientmagnetfelds, z. B. a phase encoding gradient magnetic field Ge and from a reading gradient magnetic field Gr. It is assumed here that a gradient coil formed from N parallel conductors is driven by N power supplies. In this case, the effective inductance of the Gra dients coil is approximately N × L. The switching time corresponds to approximately 1 / N of that in the above-mentioned method, according to which a gradient coil with a conductor is formed in several windings. This enables switching at high speed. However, the multi-wire system is only applicable to conventional Maxwell-type and saddle-shaped gradient field generation coils.

Andererseits induziert das Hochgeschwindigkeitsumschal ten eines starken Gradientmagnetfelds Wirbelströme in einem außerhalb einer Gradientspule angeordneten zy lindrischen Wärmeabschirmleiter. Die zeitabhängige Gra dientfeldwellenform wird durch Magnetfelder verzerrt, die während der Datenerfassung durch die Wirbelströme induziert werden, was zu einer ernstlichen Verschlech terung der Bilder oder Abbildungen, z. B. durch Bildun schärfe, führt. On the other hand, the high-speed switching scarf induces a strong gradient magnetic field eddy currents in a zy arranged outside a gradient coil Lindric heat shield conductor. The time-dependent gra Serve field waveform is distorted by magnetic fields, the during the data acquisition by the eddy currents be induced, causing serious deterioration the images or images, e.g. B. by education sharpness, leads.

Für die Lösung dieses Problems ist eine Methode vorge schlagen worden, nach welcher ein einer Gradientfeld erzeugungsspule zuzuspeisender Strom mit einer Kompo nente (Auslöschkomponente) moduliert wird, welche die inverse oder entgegengesetzte Komponente zu einer zeit abhängigen (variierenden) Komponente der Wirbelströme ist. Mit dieser Methode wird das Zeitverhalten (time response) der Wirbelströme kompensiert.A method is provided for solving this problem after which a gradient field Power coil to be fed with a compo component (cancellation component) which modulates the inverse or opposite component at a time dependent (varying) component of the eddy currents is. With this method the time behavior (time response) of the eddy currents is compensated.

Auch wenn mit dieser Methode die Zeitverhalten-Kompen sation der Wirbelströme perfekt erzielt wird, wird die Verschlechterung oder Beeinträchtigung der Bildgüte nicht vollkommen beseitigt, und zwar aufgrund des Vor handenseins einer unterschiedlichen räumlichen Nichtli nearität zwischen der Verteilung der durch Wirbelströ me, die im zylindrischen Wärmeabschirmleiter fließen, erzeugten Magnetfelder und der Verteilung von Gradient magnetfeldern, die durch den die Gradientspulen durch fließenden Strom erzeugt werden.Even if with this method the time behavior compen eddy currents is achieved perfectly, the Deterioration or impairment of image quality not completely eliminated because of the previous existence of a different spatial non-li nearity between the distribution of eddy currents flow in the cylindrical heat shield conductor generated magnetic fields and the distribution of gradient magnetic fields through which the gradient coils pass flowing electricity are generated.

Zur Ausschaltung der Einflüsse des Zeitverhaltens des Wirbelstromfelds und der räumlichen Nichtlinearität sind von P. Mansfield und Peter B. Roemer Methoden vor geschlagen oder entwickelt worden, nach denen an der Außenseite einer Gradientspule eine Abschirmspule in stalliert wird. Eine Kombination aus einer Spulenab schirmung mit einer Gradientspule, die tatsächlich ein Gradientmagnetfeld bildet oder erzeugt, ist als aktiv abgeschirmte Gradientspule (ASGC) bekannt.To eliminate the influences of the time behavior of the Eddy current field and spatial non-linearity are proposed by P. Mansfield and Peter B. Roemer methods beaten or developed after which at the Outside of a gradient coil a shielding coil in is installed. A combination of a coil shielding with a gradient coil that is actually a Gradient magnetic field forms or generates is considered active shielded gradient coil (ASGC) known.

Fig. 3 veranschaulicht eine von Peter B. Roemer vorge schlagene Leiterkonfiguration einer ASGC, die fur eine Gradientspule in lotrechter Richtung eingebaut ist. Diese Technik ist in der US-PS 47 37 716 dargestellt und beschrieben. Die einzelnen Leitermuster spiegeln die kontinuierliche Verteilung von Wirbelströmen wider, die in einem (imaginären) zylindrischen Abschirmleiter erzeugt werden würden, welcher angenommenerweise in der durch den Außendurchmesser der ASGC definierten Posi tion angeordnet ist. Fig. 3 illustrates a proposed by Peter B. Roemer conductor configuration of an ASGC, which is installed for a gradient coil in the vertical direction. This technique is shown and described in US Pat. No. 4,737,716. The individual conductor patterns reflect the continuous distribution of eddy currents that would be generated in an (imaginary) cylindrical shielding conductor, which is supposedly arranged in the position defined by the outer diameter of the ASGC.

Im allgemeinen wird die Wirbelstromverteilung durch ein spezielles Funktionssystem, wie eine modifizierte Bes selfunktion, repräsentiert. Eine gewünschte ASGC (aktiv abgeschirmte Gradientspule) kann durch Ersatz einer solchen Wirbelstromverteilung durch diskrete (getrenn te) Leiter unter Zugrundelegung entsprechender Ferti gungstechniken, d. h. numerisch gesteuerte (NC) Ferti gung, realisiert werden.In general, the eddy current distribution is characterized by a special function system, such as a modified Bes self-function, represents. A desired ASGC (active shielded gradient coil) can be replaced by a such eddy current distribution by discrete (separated te) Leader based on the relevant workers techniques, d. H. numerically controlled (NC) ferti delivery.

Mit einer solchen herkömmlichen ASGC, die für herkömm liche Abbildungstechniken geeignet ist, kann jedoch nicht die Induktivität der Gradientspule verringert und die Umschaltzeit einer mit der Gradientspule verbunde nen Stromversorgung verkürzt werden, um ein für Ultra hochgeschwindigkeit-Abbildung benutztes starkes Ausle segradientfeld umzuschalten.With such a conventional ASGC, which for conventional Liche imaging techniques is suitable, however does not decrease the inductance of the gradient coil and the switching time of a connected to the gradient coil power supply can be reduced by one for Ultra high speed illustration used strong Ausle to switch the gradient field.

Wie oben beschrieben, liegt das Problem bei der her kömmlichen aktiv abgeschirmten Gradientspule darin, daß sie für Ultrahochgeschwindigkeit-Abbildung ungeeignet ist.As described above, the problem lies with that conventional active shielded gradient coil in that they are unsuitable for ultra high speed imaging is.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Ma gnetresonanz-Abbildungsgeräts, das ungeachtet der Ver wendung einer aktiv abgeschirmten Gradientspule ohne weiteres die Erzielung einer Ultrahochgeschwindigkeit- Abbildung erlaubt.The object of the invention is therefore to create a Ma gnetresonance imaging device that regardless of ver using an actively shielded gradient coil without the achievement of an ultra high-speed Figure allowed.

Diese Aufgabe wird durch ein Magnetresonanz-Abbildungs gerät gelöst, das umfaßt:
eine statische oder Statikmagnetfelderzeugungsein richtung zum Erzeugen (forming) eines sehr starken sta tischen Magnetfelds,
eine Hochfrequenzmagnetfelderzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Hochfrequenzmagnetfelds zur Beaufschla gung eines im statischen Magnetfeld positionierten Un tersuchungs-Objekt,
eine Gradientmagnetfelderzeugungseinrichtung mit aus parallelen Leitern zusammengesetzten Spulen zum Erzeu gen von Gradientmagnetfeldern zur Beaufschlagung des im statischen Magnetfeld positionierten Untersuchungs-Ob jekts wobei die Stärke der Gradientmagnetfelder in Richtungen parallel und orthogonal zum statischen Ma gnetfeld variiert,
eine Signaldetektoreinrichtung zum Detektieren bzw. Erfassen von Magnetresonanzsignalen vom Untersuchungs- Objekt,
eine Magnetfeldabschirmeinrichtung mit jeweils aus parallelen Leitern zusammengesetzten Spulen zum Ab schirmen von Magnetfeldern, die von der Gradientmagnet felderzeugungseinrichtung nach außen dringen,
eine Stromspeiseeinrichtung zum Speisen der paralle len Leiter der Gradientmagnetfelderzeugungseinrichtung und der Magnetfeldabschirmeinrichtung mit Strömen pa rallel zueinander und
Steuer- und Verarbeitungseinheiten zum Steuern der Statikmagnetfelderzeugungseinrichtung, der Hochfre quenzmagnetfelderzeugungseinrichtung, der Gradientma gnetfelderzeugungseinrichtung, der Signaldetektorein richtung, der Magnetfeldabschirmeinrichtung und der Stromspeiseeinrichtung und zum Verarbeiten der durch die Signaldetektoreinrichtung erfaßten Magnetresonanz signale.This object is achieved by a magnetic resonance imaging device, which comprises:
a static or static magnetic field generating device for generating (forming) a very strong static magnetic field,
a high-frequency magnetic field generating device for generating a high-frequency magnetic field for exposure to an examination object positioned in the static magnetic field,
a gradient magnetic field generating device with coils composed of parallel conductors for generating gradient magnetic fields for acting on the examination object positioned in the static magnetic field, the strength of the gradient magnetic fields varying in directions parallel and orthogonal to the static magnetic field,
a signal detector device for detecting or capturing magnetic resonance signals from the examination object,
a magnetic field shielding device, each with coils composed of parallel conductors, for shielding from magnetic fields that penetrate from the gradient magnetic field generating device to the outside,
a current feed device for feeding the parallel conductor of the gradient magnetic field generating device and the magnetic field shielding device with currents pa rallel to each other and
Control and processing units for controlling the static magnetic field generating device, the high frequency magnetic field generating device, the gradient magnetic field generating device, the signal detector device, the magnetic field shielding device and the power supply device and for processing the magnetic resonance signals detected by the signal detector device.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Magnetresonanz- Abbildungsgerät, umfassend:
eine statische oder Statikmagnetfelderzeugungsein richtung zum Erzeugen (forming) eines sehr starken sta tischen Magnetfelds,
eine Hochfrequenzmagnetfelderzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Hochfrequenzmagnetfelds zur Beaufschla gung eines im statischen Magnetfeld positionierten Un tersuchungs-Objekt,
eine Gradientmagnetfelderzeugungseinrichtung mit aus parallelen Leitern zusammengesetzten Spulen zum Erzeu gen von Gradientmagnetfeldern zur Beaufschlagung des im statischen Magnetfeld positionierten Untersuchungs-Ob jekts, wobei die Stärke der Gradientmagnetfelder in Richtungen parallel und orthogonal zum statischen Ma gnetfeld variiert, und wobei die parallelen Leiter in Positionen und mit einer Form ausgebildet sind, welche der Verteilung eines Wirbelstroms auf einem zylindri schen Leiter angenähert sind, wenn dieser als in einer vorbestimmten Position angeordnet gedacht wird,
eine Signaldetektoreinrichtung zum Detektieren oder Erfassen von Magnetresonanzsignalen vom Untersuchungs- Objekt,
eine Stromspeiseeinrichtung zum Speisen der paralle len Leiter der Gradientmagnetfelderzeugungseinrichtung mit Strömen parallel zueinander und
Steuer- und Verarbeitungseinheiten zum Steuern der Statikmagnetfelderzeugungseinrichtung, der Hochfre quenzmagnetfelderzeugungseinrichtung, der Gradientma gnetfelderzeugungseinrichtung, der Signaldetektorein richtung und der Stromspeiseeinrichtung und zum Verar beiten der durch die Signaldetektoreinrichtung erfaßten Magnetresonanzsignale.The invention also relates to a magnetic resonance imaging device, comprising:
a static or static magnetic field generating device for generating (forming) a very strong static magnetic field,
a high-frequency magnetic field generating device for generating a high-frequency magnetic field for exposure to an examination object positioned in the static magnetic field,
a gradient magnetic field generating device with coils composed of parallel conductors for generating gradient magnetic fields to act on the examination object positioned in the static magnetic field, the strength of the gradient magnetic fields varying in directions parallel and orthogonal to the static magnetic field, and with the parallel conductors in positions and with are formed in a shape which approximates the distribution of an eddy current on a cylindrical conductor when it is thought to be arranged in a predetermined position,
a signal detector device for detecting or detecting magnetic resonance signals from the examination object,
a current feed device for feeding the parallel conductor of the gradient magnetic field generating device with currents parallel to one another and
Control and processing units for controlling the static magnetic field generating device, the high frequency magnetic field generating device, the gradient magnetic field generating device, the signal detector device and the power supply device and for processing the magnetic resonance signals detected by the signal detector device.

Durch Ausbildung einer Gradientspule (Gradientmagnet felderzeugungseinrichtung) oder einer Gradientspule (Gradientmagnetfelderzeugungseinrichtung), welche eine aktive Abschirmgradientspule bildet, sowie einer akti ven Abschirmspule (Magnetfeldabschirmspule) aus paral lelen Leitern kann die Induktivität beider Spulen effek tiv verringert werden. Damit kann das für Ultrahochge schwindigkeit-Abbildung wesentliche Umschaltung (switching) der starken Gradient(magnet)felder ohne Beeinflussung durch das Zeitverhalten und die räumliche nichtlineare Charakteristik eines Wirbelstrommagnet felds durchgeführt werden.By forming a gradient coil (gradient magnet field generating device) or a gradient coil (Gradient magnetic field generating device), which a forms an active shielding gradient coil, and an acti ven shielding coil (magnetic field shielding coil) from parallel The conductors can effect the inductance of both coils tiv be reduced. It can do that for ultra high speed figure essential switching (switching) the strong gradient (magnet) fields without Influenced by the time behavior and the spatial nonlinear characteristic of an eddy current magnet fields.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er findung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen.The following are preferred embodiments of the Er Compared to the prior art based on the Drawing explained in more detail. Show it.

Fig. 1 eine Impulssequenz oder -folge zur Erläute rung der Datenerfassung bei einer Super hochgeschwindigkeit-Fouriermethode, Fig. 1 is a pulse sequence or sequence to Erläute data acquisition tion at a super-high-speed Fourier method,

Fig. 2 eine Methode, nach der eine Gradientspule in einer Richtung orthogonal zu einer Achse mit (aus) parallelen Leitern geformt ist, und die Methode ihrer Ansteuerung, Fig. 2 is a method by which a gradient coil is formed in a direction orthogonal to an axis (off) parallel conductors, and the method of its actuation,

Fig. 3 ein Beispiel einer Leiterkonfiguration bei einer herkömmlichen aktiv abgeschirmten Gra dientspule,3 shows an example serves coil. A circuit configuration in a conventional actively shielded Gra,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Magnetresonanz- Abbildungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 is a block diagram of a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the invention,

Fig. 5 eine Schnittansicht einer Anordnungsbezie hung zwischen einem Statikmagnetfeld-Magne ten, einer ASGC (aktiv abgeschirmten Gra dient(magnetfeld spule) aus einer Gradient spule und einer aktiven Abschirmspule sowie einer Sonde gemäß der Erfindung, Fig. 5 is a sectional view of a Anordnungsbezie th hung between a static-magnetic-Magne, a ASGC (actively shielded Gra is used (magnetic field coil) from a gradient coil and an active shield and a probe according to the invention,

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung eines Prozesses zur Bestimmung der Konfiguration von aktiven Abschirmgradientspulen in der Achsrichtung und in Richtungen orthogonal zur Achse bei der Erfindung, Fig. 6 is a flow diagram illustrating a process for determining the configuration of active Abschirmgradientspulen in the axial direction and in directions orthogonal to the axis, in the invention,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Abwick lung der Gradientspule und der aktiven Ab schirmspule, welche die ASGC bilden, Fig. 7 is a schematic representation of a lung Abwick the gradient coil and the screen coil active Ab forming the ASGC

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer aktiv abgeschirmten Multifilar- oder Mehrader-Gradientspule bei der Erfindung, Fig. 8 is a schematic representation of a first embodiment of an actively shielded gradient coil Multifilar- or multi-core in the invention,

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der aktiv abgeschirmten Multifilar- oder Mehrader-Gradientspule bei der Erfindung, Fig. 9 is a schematic representation of a second embodiment of the actively shielded gradient coil Multifilar- or multi-core in the invention,

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Bei spiels für ein Verfahren zum Anschließen einer restlichen Einzelwindung der erfin dungsgemäß verwendeten aktiv abgeschirmten Mehrader-Gradientspule, Fig. 10 is a schematic representation of an example of a method for connecting a single turn of the remaining used OF INVENTION dung according actively shielded multi-core gradient coil,

Fig. 11 eine Tabelle zur Verdeutlichung eines Ver fahrens zum Anschließen aller Windungen der aktiv abgeschirmten Mehrader-Gradientspule, gemäß Fig. 10, Fig. 11 is a table for illustrating a driving Ver for connecting all the turns of the actively shielded multi-core gradient coil, as shown in FIG. 10,

Fig. 12 eine schematische Darstellung eines Bei spiels für ein Verfahren zum Anschließen der restlichen beiden Windungen einer erfin dungsgemäß verwendeten aktiv abgeschirmten Mehrader-Gradientspule, Fig. 12 is a schematic representation of an example of a method of connecting the remaining two windings of a dung OF INVENTION used according to the actively shielded multi-core gradient coil,

Fig. 13 eine Tabelle zur Darstellung eines Beispiels für ein Verfahren zum Anschließen aller Win dungen der aktiv abgeschirmten Mehrader-Gra dientspule nach Fig. 12, Fig. 13 is a table showing an example of a method for connecting all Win compounds of the actively shielded multi-core coil is used Gra of FIG. 12,

Fig. 14 eine schematische Darstellung eines Bei spiels für ein Verfahren zum Anschließen der restlichen drei Windungen einer erfindungs gemäß verwendeten aktiv abgeschirmten Mehr ader-Gradientspule, Fig. 14 is a schematic representation of an example of a method for connecting the remaining three turns of a fiction, used according to the actively shielded multi-core gradient coil,

Fig. 15 eine Tabelle zur Darstellung eines Verfah rens zum Anschließen aller Windungen der aktiv abgeschirmten Mehrader-Gradientspule, gemäß Fig. 14 und Fig. 15 is a table showing a procedural proceedings for the connection of all coils of the actively shielded multi-core gradient coil, as shown in FIG. 14 and

Fig. 16 eine Schnittansicht einer Anordnungsbezie hung zwischen einem Statikmagnetfeld-Magne ten, einer Gradientmagnet(feld)spule und einer Sonde gemäß der Erfindung. Fig. 16 is a sectional view of a Anordnungsbezie the invention hung th between a static-magnetic-Magne, a Gradientmagnet (frame) coil and a probe according to.

Die Fig. 1 bis 3 sind eingangs bereits erläutert wor den. Figs. 1 to 3 are already explained in the wor.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild eines Magnetresonanz- Abbildungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der Er findung. Dabei wird ein Statikmagnetfeld-Magnet 1 durch eine Magnetstromversorgung 2 angesteuert, wodurch ein Untersuchungs-Objekt 5 mit einem in der z-Richtung gleichmäßigen oder gleichförmigen statischen Magnet feld beaufschlagt bzw. diesem ausgesetzt wird. Fig. 4 is a block diagram of a magnetic resonance imaging device according to an embodiment of the invention. A static magnetic field magnet 1 is controlled by a magnetic power supply 2 , whereby an examination object 5 is subjected to or exposed to a static magnetic field that is uniform or uniform in the z direction.

Eine Gradientspulengruppe 3 wird durch eine Gradient spulen-Stromversorgung 4 angesteuert, um damit das Un tersuchungs-Objekt (Patientenkörper) 5 mit drei Arten von Gradientmagnetfeldern zu beaufschlagen, die in der gleichen Richtung wie das statische Magnetfeld orien tiert sind und lineare Gradientmagnetfeldverteilungen in drei (zueinander) orthogonalen Richtungen aufweisen. Die drei Arten von Gradientmagnetfeldern umfassen ein erstes Gradientmagnetfeld Gz, dessen Stärke längs der (im folgenden als Achsrichtung bezeichneten) z-Rich tung, d. h. in Richtung des statischen Magnetfelds va riiert, sowie zweite und dritte Gradientmagnetfelder Gx bzw. Gy, deren Stärke längs der beiden orthogonalen x- und y-Richtungen, die auch zum statischen Magnetfeld orthogonal sind, variiert. Je eines der Gradientmagnet felder Gx, Gy und Gz wirkt bzw. dient als Scheibenwähl gradientfeld Gs, Auslesegradientfeld Gr bzw. Phasen codiergradientfeld Ge. Die Gradientspulengruppe ist zur Unterscheidung von einer noch zu beschreibenden aktiven Abschirmspulengruppe als "Gradientspulengruppe" be zeichnet. Jede die Gradientspulengruppe 3 bildende Spule ist auf noch zu beschreibende Weise aus paralle len Leitern zusammengesetzt.A gradient coil group 3 is driven by a gradient coil power supply 4 , in order to thereby apply three types of gradient magnetic fields to the examination object (patient's body) 5 , which are oriented in the same direction as the static magnetic field and have linear gradient magnetic field distributions in three ( to each other) have orthogonal directions. The three types of gradient magnetic fields include a first gradient magnetic field Gz, the strength of which varies along the z direction (hereinafter referred to as the axial direction), ie in the direction of the static magnetic field, and second and third gradient magnetic fields Gx and Gy, the strength of which along the two orthogonal x and y directions, which are also orthogonal to the static magnetic field, varied. Each of the gradient magnet fields Gx, Gy and Gz acts or serves as a slice selection gradient field Gs, readout gradient field Gr or phase coding gradient field Ge. The gradient coil group is referred to as a "gradient coil group" to distinguish it from an active shielding coil group to be described. Each coil forming the gradient coil group 3 is composed of parallel conductors in a manner to be described.

Eine Sonde 6 spricht auf ein Hochfrequenzsignal von einem Senderteil oder Sender 7 für die Anlegung eines Hochfrequenzmagnetfelds an das Objekt bzw. den Körper 5 an. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Son de sowohl zum Übertragen bzw. Senden als auch Empfangen benutzt, so daß sie auch Magnetresonanzsignale vom Ob jekt bzw. Körper 5 empfängt. Wahlweise kann für Senden und Empfangen jeweils eine getrennte Sonde vorgesehen sein.A probe 6 responds to a high-frequency signal from a transmitter part or transmitter 7 for the application of a high-frequency magnetic field to the object or body 5 . In the illustrated embodiment, the son de is used both for transmitting or sending and receiving, so that it also receives magnetic resonance signals from the object or body 5 . A separate probe can optionally be provided for sending and receiving.

Die empfangenen Magnetresonanzsignale werden durch einen Empfangsteil bzw. Empfänger 8 erfaßt und dann zu einem Datenerfassungsteil 10 übertragen. In letzterem werden die erfaßten Magnetresonanzsignale einer Analog- Digital-Umwandlung unterworfen. Die umgewandelten ana logen Magnetresonanzsignale werden einer Datenverarbei tungseinheit 11 zugeführt.The received magnetic resonance signals are acquired by a receiving part or receiver 8 and then transmitted to a data acquisition part 10 . In the latter, the detected magnetic resonance signals are subjected to an analog-to-digital conversion. The converted analog magnetic resonance signals are supplied to a data processing unit 11 .

Die Magnetstromversorgung 2, die Gradientspulen-Strom versorgung 4, der Senderteil bzw. Sender 7, der Emp fangsteil bzw. Empfänger 8 und der Datenerfassungsteil 10 werden sämtlich durch eine System-Steuereinheit 9 gesteuert. Die System-Steuereinheit 9 und die Daten verarbeitungseinheit 11 werden über eine Konsole 12 ge steuert. Die Datenverarbeitungseinheit 11 bewirkt eine Fourier-Transformierung der vom Datenerfassungsteil 10 zugesandten Magnetresonanzsignale und berechnet eine gewählte Kerndichteverteilung in dem zu untersuchenden Körper, wodurch eine Bildrekonstruktion ausgeführt wird und Bilddaten erzeugt werden. Eine Bild-Anzeige 13 gibt ein Bild bzw. eine Abbildung auf der Grundlage der Bilddaten wieder.The magnetic power supply 2 , the gradient coil power supply 4 , the transmitter part or transmitter 7 , the Emp receiving part or receiver 8 and the data acquisition part 10 are all controlled by a system control unit 9 . The system control unit 9 and the data processing unit 11 are controlled via a console 12 . The data processing unit 11 effects a Fourier transformation of the magnetic resonance signals sent by the data acquisition part 10 and calculates a selected core density distribution in the body to be examined, whereby an image reconstruction is carried out and image data is generated. An image display 13 reproduces an image based on the image data.

Die aktive Abschirmspulengruppe 14 vermag Magnetfelder (im folgenden als Streufelder bezeichnet) abzuschirmen, die von der Gradientspulengruppe 3 nach außen dringen, d. h. zu der vom Untersuchungs-Objekt 5 abgewandten Sei te. Jede Spule der aktiven Abschirmspulengruppe 14 be steht, wie beim Gradientspulensystem 3, aus parallelen, mehradrigen (multifilar) Leitern bzw. Mehrcoder leitern. Entsprechende Spulen der Gradientspulen- und Aktivabschirmspulengruppen sind in Reihe geschaltet. Die aktive Abschirmspulengruppe 14 wird durch die Gra dientspulen-Stromversorgung 4 angesteuert oder ge speist, die mehr als eine einzige Stromversorgung um faßt. Die mehreren Stromversorgungen sind im folgenden als G-Stromversorgung bezeichnet. Wenn somit die Gra dientspulen-Stromversorgung 4 vier G-Stromversorgungen aufweist, werden diese als erste, zweite, dritte bzw. vierte G-Stromversorgung 4-1, 4-2, 4-3 bzw. 4-4 be zeichnet.The active shielding coil group 14 can shield magnetic fields (hereinafter referred to as stray fields) which penetrate outward from the gradient coil group 3 , ie to the side facing away from the examination object 5 . Each coil of the active shielding coil group 14 , as with the gradient coil system 3 , consists of parallel, multi-core (multi-filament) conductors or multicoders. Corresponding coils of the gradient coil and active shielding coil groups are connected in series. The active shielding coil group 14 is driven or fed by the coil coil power supply 4 , which comprises more than a single power supply. The multiple power supplies are referred to as G power supplies in the following. Thus, when the graph coil power supply 4 has four G power supplies, these are referred to as first, second, third and fourth G power supplies 4-1, 4-2, 4-3 and 4-4 , respectively.

Im folgenden ist anhand von Fig. 5 eine Anordnungsbe ziehung zwischen dem Magneten 1 zur Erzeugung des sta tischen Magnetfelds, der Gradientspulengruppe 3, der aktiven Abschirmspulengruppe 14, der Sonde 6 und dem Untersuchungs-Objekt 5 erläutert. Die beiden Spulengrup pen 3 und 14 sind koaxial im genannten Magneten 1 an geordnet. Die Gradientspulengruppe 3 und die aktive Abschirmspulengruppe 14 bilden eine aktive abgeschirmte Gradientspule. Die aktive Abschirmspulengruppe 14 ist außerhalb der Gradientspulengruppe 3 angeordnet, wäh rend die Sonde 6 innerhalb dieser angeordnet ist. Das Untersuchungs-Objekt 5 wird in die Sonde 6 eingeführt.In the following, an arrangement relationship between the magnet 1 for generating the static magnetic field, the gradient coil group 3 , the active shielding coil group 14 , the probe 6 and the examination object 5 is explained with reference to FIG. 5. The two coil groups 3 and 14 are arranged coaxially in the magnet 1 mentioned. The gradient coil group 3 and the active shielding coil group 14 form an active shielded gradient coil. The active shielding coil group 14 is arranged outside the gradient coil group 3 , while the probe 6 is arranged within it. The examination object 5 is inserted into the probe 6 .

Die Stromzuspeisung zur Gradientspulengruppe 3 und zur aktiven Abschirmspulengruppe 14 kann durch die gemein same Gradientspulen-Stromversorgung 4 gemäß Fig. 1 oder durch getrennte Stromversorgungen erfolgen.The power supply to the gradient coil group 3 and to the active shielding coil group 14 can take place through the common gradient coil power supply 4 according to FIG. 1 or through separate power supplies.

Auf diese Weise sind mehradrig gewickelte Abschirmgradientspulen (ASGC) der Gradientspulen gruppe 3 aus parallelen Leitern zusammengesetzt, und die aktive Abschirmspulengruppe 14 ist (ebenfalls) aus parallelen Leitern gebildet.In this way, multi-core wound shielding gradient coils (ASGC) of the gradient coil group 3 are composed of parallel conductors, and the active shielding coil group 14 is (also) formed of parallel conductors.

Die Konfiguration bzw. Ausgestaltung der mehradrig ge wickelten ASGC wird nach dem im Ablaufdiagramm von Fig. 6 dargestellten Prozeß bestimmt.The configuration or configuration of the multi-core ge wound ASGC is determined according to the process shown in the flowchart of FIG. 6.

Zunächst werden in einem Schritt 21 Spezifikationen für Ultrahochgeschwindigkeit-MRI-Bilder und die entspre chende Sequenz vorgegeben. Die Auslesegradientfeld stärke Gr kann anhand von Parametern beschrieben wer den, welche die Spezifikationen wie die nachstehende Gleichung definieren. Es sei jedoch angenommen, daß die Abtastung der Magnetresonanzsignaldaten nur während einer Zeitspanne erfolgt, in welcher das Auslesegra dientmagnetfeld konstant (flach) ist.First, in a step 21, specifications for ultra-high-speed MRI images and the corresponding sequence are specified. The readout gradient field strength Gr can be described using parameters that define the specifications such as the equation below. However, it is assumed that the scanning of the magnetic resonance signal data takes place only during a period in which the readout serving magnetic field is constant (flat).

In obiger Gleichung bedeuten: Nr = Zahl der Bildmatrix in Ausleserichtung; Xr = Abbildungsbereich in Auslese richtung; Tr = Umschaltintervall; Ts = Umschaltung des umzuschaltenden Auslesegradientfelds (-Gr ↔ Gr) und γ = gyromagnetisches Verhältnis.In the above equation: No = number of the image matrix in the reading direction; Xr = imaging area in selection direction; Tr = switching interval; Ts = switchover of readout gradient field to be switched (-Gr ↔ Gr) and γ = gyromagnetic ratio.

In einem Schritt 22 werden sodann die Spezifikationen der Gradientspulen-Stromversorgung bestimmt. Wenn li neare (Gleichspannungs-) Stromverstärker als Gradient spulen-Stromversorgungen eingesetzt werden, werden Imax, Vmax und Namp als deren Spezifikationen vorgege ben. Imax steht dabei für den maximalen Ausgangsstrom einer G-Stromversorgung (Verstärker); Vmax bedeutet die maximale Ausgangsspannung der G-Stromversorgung, und Namp steht für die Zahl (oder Nummer) der G-Stromver sorgung (Verstärker).The specifications of the gradient coil power supply are then determined in a step 22 . If linear (DC) current amplifiers are used as gradient coil power supplies, Imax, Vmax and Namp are specified as their specifications. Imax stands for the maximum output current of a G power supply (amplifier); Vmax means the maximum output voltage of the G power supply, and Namp stands for the number (or number) of the G power supply (amplifier).

Im nächsten Schritt 23 werden Grundspezifikationen für die aktiv abgeschirmte Gradientspule bzw. ASGC aufge stellt oder vorgegeben. Diese Spezifikationen umfassen den Radius eines jeden Leiters, welcher die Gradient spulen und die aktiven Abschirmspulen der ASGC bildet, sowie den Durchmesser der aktiven Abschirmspule und dergleichen. In the next step 23 , basic specifications for the actively shielded gradient coil or ASGC are set up or specified. These specifications include the radius of each conductor that coils the gradients and forms the active shield coils of the ASGC, and the diameter of the active shield coil and the like.

Als Resultat der Schritte 21, 22, 23 werden die Gesamt zahlen Ng,t und Ns,t der Windungen der Gradientspule und der aktiven Abschirmspule in der ASGC bestimmt.As a result of steps 21 , 22 , 23 , the total numbers Ng, t and Ns, t of the turns of the gradient coil and the active shielding coil in the ASGC are determined.

In einem Schritt 25 wird weiterhin die Zahl Nd der ASGC-Unterteilungen, die getrennt anzusteuern sind, vorgegeben oder bestimmt. Dabei kann Nd eine Größe von 1 oder 2 im Fall der ASGC in Achsrichtung und von 1, 2 oder 4 im Fall der ASGC in einer Richtung orthogonal zur Achse annehmen. Die unterteilten Spulen sind be züglich des Leitermusters jeweils genau gleich. Eine solche Unterteilung ermöglicht eine beträchtliche Ver ringerung der ASGC-Induktivität.In a step 25 , the number Nd of the ASGC subdivisions, which are to be controlled separately, is also predetermined or determined. Nd can assume a size of 1 or 2 in the case of the ASGC in the axial direction and of 1, 2 or 4 in the case of the ASGC in a direction orthogonal to the axis. The divided coils are exactly the same with respect to the conductor pattern. Such a division enables a considerable reduction in the ASGC inductance.

In einem Schritt 26 werden die Zahl der Windungen pro Kanal (einadrig) der ASGC-Gradienten- und aktiven Ab schirmspulen sowie ein Leiterzuweisungssystem auf der Grundlage der Resultate der Schritte 21 bis 25 be stimmt. Für diese Bestimmung können verschiedene Metho den angewandt werden, beispielsweise eine Methode, bei welcher eine Bestimmung zur Minimierung der Änderung der Eigeninduktivität und des Widerstands jeder Ader (filar) erfolgt, sowie eine Methode zur Bestimmung zwecks Minimierung der Änderungen der effektiven In duktivität (einschließlich der Gegeninduktivität zwi schen den Adern) für bzw. durch die entsprechende Gra dientspulen-Stromversorgung und den Widerstand jeder Ader. Diese Methoden sollen später noch näher erläutert werden.In a step 26 , the number of turns per channel (single core) of the ASGC gradient and active shielding coils and a conductor assignment system are determined on the basis of the results of steps 21 to 25 . Various methods can be used for this determination, for example a method in which a determination is made to minimize the change in the self-inductance and the resistance of each wire (filar), and a method in order to minimize the changes in the effective inductance (including the Mutual inductance between the wires) for or by the corresponding graph coil power supply and the resistance of each wire. These methods will be explained in more detail later.

Die Zahl Ng,f der Gradientspulen-Mehradern bestimmt sich zuThe number Ng, f of the multi-core gradient coil determines itself

Ng,f = Namp/Nd (2)Ng, f = Namp / Nd (2)

Im allgemeinen wird die Zahl Ns,f der Mehradern der aktiven Abschirmspule als gleich Ng,f angesehen. Auf diese Weise werden die Spezifikationen für die Ultra hochgeschwindigkeit-MRI-ASGC bestimmt (Schritt 27).In general, the number Ns, f of the multi-core active shielding coil is considered equal to Ng, f. In this way, the specifications for the ultra high speed MRI ASGC are determined (step 27 ).

Im folgenden ist die Methode der Bestimmung der Win dungszahl pro Kanal der ASGC-Gradient- und aktiven Abschirmspulen sowie das Leiterzuweisungssystem nach Schritt 26 näher erläutert. Gemäß Fig. 7 besteht die aktive Abschirmspule 14 (oder die Gradientspule 3) im allgemeinen oder im wesentlichen aus zwei in Achsrich tung angeordneten sattelförmigen Spulenelementen 14A und 14B (3A und 3B). Durch die Abwicklung der aktiven Abschirmspule 14 (oder der Gradientspule 3) in einer Ebene wird somit verdeutlicht, daß die aktive Abschirm spule 14 (oder die Gradientspule 3) aus vier Spulenab schnitten 14A1, 14A2, 14B1 und 14B2 besteht.The method of determining the number of windings per channel of the ASGC gradient and active shielding coils and the conductor assignment system after step 26 are explained in more detail below. Referring to FIG. 7, the active shield 14 (or the gradient coil 3) is generally or essentially consists of two in Achsrich tung arranged saddle-shaped coil elements 14 A and 14 B (3A and 3B). By handling of the active shield coil 14 (or the gradient coil 3) in one plane is thus clear that the active shield coil 14 (or the gradient coil 3) of four Spulenab cut 14 A 1 14 A 2 14 B 1 and 14 B 2 exists.

Fig. 8 veranschaulicht eine der Gx-Spulen oder Gy- Spulen der aktiven Abschirmspulen 14 (oder Gradient spulen 3) bzw. die Konfiguration der mehradrigen (multi-filar) ASGC in einer Richtung orthogonal zur Achse. Fig. 8 veranschaulicht speziell den Fall, in welchem die Zahl der Adern (Ng,f, Ns,f) 3 beträgt, während die Zahl der Windungen pro Ader gleich 4 ist. In Fig. 8 sind die ersten, zweiten und dritten Adern durch eine ausgezogene Linie, eine gestrichelte Linie bzw. eine strichpunktierte Linie dargestellt. Gemäß Fig. 8 ist die ASGC aus parallelen Leitern, die in Form eines Fingerabdrucks gewickelt sind, aufgebaut und sie weist die Position und Form auf, welche jeweils ge trennt eine kontinuierliche Verteilung von Wirbelstro men auf einem zylindrischen Leiter wiedergeben, wenn dieser als in der Position der aktiven Abschirmspule liegend gedacht wird. In diesem Fall kann eine ASGC verwendet werden, die mindestens eine Position und Form aufweist, welche die kontinuierliche bzw. fortlaufende Verteilung von Wirbelströmen reflektiert. Fig. 8 illustrates one of the Gx-Gy coil or coils of the active shield 14 (or gradient coil 3) and the configuration of the multi-core (multi-filar) ASGC in a direction orthogonal to the axis. Fig. 8 specifically illustrates the case where the number of wires (Ng, f, Ns, f) is 3 while the number of turns per wire is 4. In FIG. 8, the first, second and third wires by a solid line, a broken line and a chain line are shown. According to Fig. 8 is the ASGC of parallel conductors which are wound in the form of a fingerprint, constructed and it has the position and shape, each ge separates a continuous distribution of Wirbelstro men on a cylindrical conductor reflect when this than in the Position of the active shielding coil is thought to be horizontal. In this case, an ASGC can be used that has at least one position and shape that reflects the continuous distribution of eddy currents.

Es sei angenommen, daß die Aderzahl der Gradientspule der mehradrigen ASGC gleich IG,f, die Zahl der Reihen windungen der IG,f-ten Ader gleich Ng,tf(Ig,f) (diese Zahl variiert im allgemeinen von Aderzahl zu Aderzahl) und die Windungszahl in einer Ader gleich Ig,tf sind. Beim Beispiel gemäß Fig. 8 stehen sodann die Ig,tf-te Windung der Ig,f-ten Ader und die Windungszahl Ig,t des ursprünglichen Musters als nicht-mehradrige Wicklung in folgender Beziehung zueinander:It is assumed that the number of cores of the gradient coil of the multi-core ASGC is IG, f, the number of series windings of the IG, f-th core is Ng, tf (Ig, f) (this number generally varies from the number of cores to the number of cores) and the number of turns in one wire are equal to Ig, tf. In the example according to FIG. 8, the Ig, tfth turn of the Ig, fth wire and the number of turns Ig, t of the original pattern as a non-multi-wire winding then have the following relationship:

Ig,t=Ig,f+Ng,f×(Ig,tf-1) (3)Ig, t = Ig, f + Ng, f × (Ig, tf-1) (3)

Ig,tf=1 . . . Ng,tf(Ig,f) (4)Ig, tf = 1. . . Ng, tf (Ig, f) (4)

In diesem Fall können die Windungszahlen Ig,t und Ig,tf als mit der äußersten Windung als der ersten (Windung) variierend angesehen werden.In this case, the number of turns Ig, t and Ig, tf than with the outermost turn as the first (turn) vary.

Für die Bestimmung der Zahl Ng,tf(Ig,f) der Reihenwin dungen der Ig,f-ten Ader können die folgenden ersten und zweiten Methoden ins Auge gefaßt werden.For the determination of the number Ng, tf (Ig, f) of the row win Ig, fth vein endings can be the following first and second methods are envisaged.

Nach der ersten Methode erfolgt die Bestimmung gemäß folgender Gleichung:According to the first method, the determination is made in accordance with following equation:

Ng,tf(Ig,f)=int(Ng,t/Ng,f) (5)Ng, tf (Ig, f) = int (Ng, t / Ng, f) (5)

In obiger Gleichung steht int für Abstumpfung oder Be grenzung (truncation). Die Abweichung von der optima len Zahl der Windungen Ng,t kann durch Feineinstellung des Abstand zwischen Adern ausgeglichen werden. In the above equation, int stands for bluntness or Be boundary (truncation). The deviation from the optima len number of turns Ng, t can be fine-tuned of the distance between wires are compensated.

Nach der zweiten Methode erfolgt die Bestimmung wie folgt:The second method is used to determine how follows:

Die restlichen Windungen werden in ansteigender Reihe der Induktivität in jeder Ader, beginnend mit der äußersten Windung, in Reihe geschaltet. In diesem Fall hängt Ng,tf von Ig,f ab.The remaining turns are in increasing order the inductance in each wire, starting with the outermost turn, connected in series. In this case Ng, tf depends on Ig, f.

Bezüglich der aktiv abschirmenden Spule oder Aktivab schirmspule der Mehrader-ASGC stehen andererseits die Is,tf-te Windung der Is,f-ten Ader und die Windungszahl Is,t des ursprünglichen Musters als nicht-mehradrige Wicklung ebenfalls in folgender Beziehung zueinander:Regarding the actively shielding coil or Aktivab on the other hand, the shield coil of the multi-core ASGC Is, tfth turn of the Is, fth wire and the number of turns Is, t of the original pattern as a non-multi-core Winding also in the following relationship:

Is,t=Is,f+Ns,f×(Is,tf-2) (6)Is, t = Is, f + Ns, f × (Is, tf-2) (6)

Is,tf=1 . . . Ns,tf (Is,f) (7)Is, tf = 1. . . Ns, tf (Is, f) (7)

Die Methode zur Bestimmung von Ns,tf(Is,f) ist genau die gleiche, wie oben beschrieben.The method for determining Ns, tf (Is, f) is accurate the same as described above.

Wie aus Fig. 8 hervorgeht, ist diese Wicklungsart ein fach. Bei dieser Wicklungsart wird jedoch Induktivität und Widerstand einer Ader um so größer, je weiter die Ader vom Zentrum entfernt ist. Diese Tendenz verstärkt sich noch, wenn sich insbesondere die Zahl Ng,f, Ns,f der Adern vergrößert.As is apparent from Fig. 8, this type of winding is a fold. With this type of winding, however, the inductance and resistance of a wire become greater the further the wire is from the center. This tendency is exacerbated when, in particular, the number Ng, f, Ns, f of the wires increases.

Ein zweites Beispiel gemäß Fig. 9 ist gegenüber dem ersten Beispiel der Wicklungsart gemäß Fig. 8 dahin gehend verbessert, daß die Änderungen von Induktivität und Widerstand jeder Ader erheblich verringert sind.A second example according to FIG. 9 is improved over the first example of the winding type according to FIG. 8 in that the changes in inductance and resistance of each wire are considerably reduced.

Beim zweiten Beispiel stehen die Ig,tf-te Windung der Ig,f-ten Ader und die Ig,t-te Windung des ursprüngli chen Musters in folgender Beziehung zueinander:In the second example, the Ig, tfth turn of the Ig, fth vein and the Ig, tth turn of the original pattern in the following relationship:

Ig,t=Ig,f+Ng,f×(Ig,tf-1) (8)Ig, t = Ig, f + Ng, f × (Ig, tf-1) (8)

Ig,tf=1, 3, 5, . . . (ungerade Zahl)Ig, tf = 1, 3, 5,. . . (odd number)

Ig,t=(2Ng,f-Ig,f+1)+Ng,f(Ig,tf-2) (2)Ig, t = (2Ng, f-Ig, f + 1) + Ng, f (Ig, tf-2) (2)

Ig,tf=2, 4, 6, . . . (gerade Zahl)Ig, tf = 2, 4, 6,. . . (even number)

Ig,tf=1 . . . Ng,tf(If) (10)Ig, tf = 1. . . Ng, tf (If) (10)

Die Methode der Bestimmung von Ng,tf(Ig,f) ist genau die gleiche wie diejenige nach Fig. 8. Die Induktivitäts änderungen jeder Ader können durch Anwendung einer sol chen Wicklungsart (way of winding) beträchtlich ver ringert werden.The method of determining Ng, tf (Ig, f) is exactly the same as that of Fig. 8. The changes in inductance of each wire can be considerably reduced by using such a way of winding.

Die Fig. 8 und 9 veranschaulichen die ersten bzw. Wick lungsarten der mehradrigen aktiv abgeschirmten Gradient spule. Im folgenden ist eine Methode zur Bestimmung der Wicklungsart einer ASGC mittels eines verallgemeinerte ren mehradrigen Systems beschrieben. FIGS. 8 and 9 illustrate the first and Wick lung types of multi-core actively shielded gradient coil. The following describes a method for determining the type of winding of an ASGC using a generalized multi-core system.

Hierbei seien die Selbstinduktivität der Ig,f-ten Ader zu L(Ig,f) und die Gegeninduktivität zwischen den Ig,f-ten und Jg,f-ten Adern zu M(Ig,f, Jg,f) voraus gesetzt.Here are the self-inductance of the Ig, f-th vein to L (Ig, f) and the mutual inductance between the Ig, f-th and Jg, f-th veins ahead of M (Ig, f, Jg, f) ahead set.

Erste Methode zur Bestimmung der Windungsart:First method for determining the type of winding:

Nach dieser Methode wird die Art der Zuordnung oder Zu weisung von Reihenwindungen für jede Ader in der Weise geändert, daß Änderungen oder Abweichungen der Selbst induktivität jeder Ader minimiert werden. Unter Voraus setzung des Mittelwerts der Selbstinduktivitäten der Adern jeder Ader zu LAVE bestimmt sich dieser Mittel wert zuAccording to this method, the type of assignment or To Instruction of row turns for each wire in the way changed that changes or deviations of the self inductance of each wire can be minimized. In advance setting the mean of the self - inductances of the Veins of each vein to LAVE is determined by this means worth to

Sodann wird das Zuordnungs- oder Zuweisungssystem so bestimmt, daß die durch nachstehende Gleichung ausge drückten Änderungen LSTD der Selbstinduktivität jeder Ader minimiert werden:Then the assignment or assignment system becomes like this determines that given by the equation below expressed changes LSTD's self-inductance everyone Core are minimized:

Zweite Methode zur Bestimmung der Windungsart:
Nach dieser Methode wird die Art der Zuweisung von Reihenwindungen für jede Ader so bestimmt, daß diese von der mit jeder Ader verbundenen Gradientspulen- Stromversorgung "gesehenen" Änderungen der effektiven Induktivität minimiert werden. Dies bedeutet, daß die effektive Induktivität (Ig,f), die von der mit der Ig,f-ten Ader verbundenen Gradientspulen-Anregungs stromquelle "gesehen" wird, und deren Mittelwert AVE wie folgt eingestellt werden:Second method for determining the type of winding:
According to this method, the type of assignment of row windings for each wire is determined in such a way that these changes of the effective inductance "seen" by the gradient coil power supply connected to each wire are minimized. This means that the effective inductance (Ig, f) "seen" by the gradient coil excitation current source connected to the Ig, f-th wire and its mean value AVE are set as follows:

Wenn der Ausdruck "∼" nahezu Gleichheit angibt, wird das Zuweisungssystem so bestimmt, daß die durch nach stehende Gleichung gegebene Standardabweichung STD der effektiven Induktivität der Gradientspulen-Stromver sorgung jeder Ader minimiert wird:If the expression "∼" indicates almost equality, then the allocation system so determined that the by given equation given standard deviation STD of effective inductance of the gradient coil current ver supply of each wire is minimized:

Die Art des Ausgleichens der Widerstände (Widerstands werte) kann ebenfalls auf genau die gleiche Weise, wie oben beschrieben, bestimmt werden.The way of balancing the resistances (resistance values) can also be done in exactly the same way as described above.

Die beiden oben beschriebenen Methoden sind sowohl auf die Gradientspulen als auch auf die Aktivabschirmspu len anwendbar, welche die aktiv abgeschirmten Gradient spulen bzw. ASGCs in der Achsrichtung und in einer Richtung orthogonal zur Achse bilden.The two methods described above are both based on the gradient coils as well as on the active shielding coil len applicable which is the actively shielded gradient coils or ASGCs in the axial direction and in one Form the direction orthogonal to the axis.

Im folgenden ist anhand von Fig. 10 ein drittes Ausfüh rungsbeispiel der mehradrigen aktiv abgeschirmten Gra dientspule beschrieben. Genauer gesagt: die Beispiele gemäß den Fig. 8 und 9 veranschaulichen den Fall, in welchem die Gesamtzahl von Windungen (turns) und ein ganzzahliges vielfaches der Zahl der G-Stromversorgungen, welche die Gradientfeld-Stromversorgungsgruppe 4 bil den, einander gleich sind. Bei der Verbindungs- oder Anschlußmethode im vorliegenden Fall erfolgt die Ver bindung eines Spulenleiters und einer Stromversorgung in einem von Spulenabschnitten 3A1 und/oder 14A1, 3A2/ 14A2, 3B1 und/oder 14B1 und 3B2/14B2. Beispielsweise sei der Fall betrachtet, in welchem die Gesamtzahl der Windungen 8 beträgt und vier G-Stromversorgungen vorgesehen sind. Das bedeutet, daß im Fall eines Spu lenabschnitts die Verbindungen oder Anschlüsse so her gestellt werden können, daß seine Windung T1 mit einer ersten G-Stromversorgung, seine Windung T2 mit einer zweiten G-Stromversorgung, seine Windung T3 mit einer dritten G-Stromversorgung, seine Windung T4 mit einer vierten G-Stromversorgung, seine Windung T5 mit der vierten Stromversorgung, seine Windung T6 mit der dritten G-Stromversorgung, seine Windung T7 mit der zweiten G-Stromversorgung und seine Windung T8 mit der ersten G-Stromversorgung verbunden sind. Auf diese Weise wird eine Ansteuerung zur Stabilisierung der Ma gnetfelder realisiert.In the following, a third embodiment of the multi-wire actively shielded graph coil is described with reference to FIG. 10. More specifically, the embodiments according to Figures 8 and 9 illustrate the case in which the total number of windings (turns) and an integer multiple of the number of G-power supplies, which the gradient field power supply Group 4 bil, are the same as each other.. When connecting or connection method in the present case, the United 3 B 1 or 1 shall binding of a coil conductor and a power supply in one of the coil portions 3 A 1 and / or 14 A 1 3 A 2/14 A 2, and / 14 B and 3 B 2/14 B 2 . For example, consider the case in which the total number of turns is 8 and four G power supplies are provided. This means that in the case of a coil section, the connections or connections can be made so that its turn T 1 with a first G power supply, its turn T 2 with a second G power supply, its turn T 3 with a third G Power supply, its winding T 4 with a fourth G power supply, its winding T 5 with the fourth power supply, its winding T 6 with the third G power supply, its winding T 7 with the second G power supply and its winding T 8 with the first G power supply. In this way, control for stabilizing the magnetic fields is realized.

Falls jedoch die Gesamtzahl der Windungen und ein ganz zahliges Vielfaches der Zahl der G-Stromversorgungen nicht einander gleich sind, beispielsweise vier G- Stromversorgungen 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 vorgesehen sind, während die Gesamtzahl der Windungen 9, 10 oder 11 beträgt und damit nicht einem Mehrfachen von 4 entspricht, können diese Windungen oder Anschlüsse, wie sie oben beschrieben sind, nicht hergestellt werden. Im folgenden sind verschiedene Methoden zur Berücksichti gung eines solchen Falls beschrieben. Anhand der Fig. 10 und 11 ist eine Methode zur Verbindung von vier G- Stromversorgungen 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 mit einer Gx- Spule oder Gy-Spule mit neun Windungen erläutert. Wei terhin ist anhand der Fig. 12 und 13 eine Methode zum Anschließen der vier G-Stromversorgungen an eine Gx- Spule oder Gy-Spule mit zehn Windungen beschrieben. Weiterhin ist anhand der Fig. 14 und 15 eine Methode zum Anschließen von vier G-Stromversorgungen 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 an eine Gx- oder Gy-Spule mit elf Windun gen beschrieben.However, if the total number of turns and an integer multiple of the number of G power supplies are not equal to each other, for example four G power supplies 4-1, 4-2, 4-3 and 4-4 are provided while the total number of turns 9 , 10 or 11 and thus does not correspond to a multiple of 4, these windings or connections, as described above, cannot be produced. Various methods for taking such a case into account are described below. A method for connecting four G power supplies 4-1, 4-2, 4-3 and 4-4 with a Gx coil or Gy coil with nine turns is explained with reference to FIGS . 10 and 11. Furthermore, a method for connecting the four G power supplies to a Gx coil or Gy coil with ten turns is described with reference to FIGS . 12 and 13. Furthermore, a method for connecting four G power supplies 4-1, 4-2, 4-3 and 4-4 to a Gx or Gy coil with eleven turns is described with reference to FIGS . 14 and 15.

Die in den Fig. 10 und 11 dargestellte Methode ist auf den Fall angewandt, daß die Zahl E der G-Stromversor gungen und die Zahl T der Windungen in jedem Spulenab schnitt nach T = E×n + 1 (mit n = eine natürliche Zahl) aufeinander bezogen sind. Da nämlich vier G- Stromversorgungen vorgesehen sind und die Gesamtzahl der Windungen neun beträgt, können bis zu acht Windun gen mit den vier G-Stromversorgungen 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 mit zwei Windungen für jede verbunden werden. Die eine verbleibende Windung jedes Spulenabschnitts 3A1 und/oder 14A1, 3A2 und/oder 14A2, 3B1 und/oder 14B1, 3B1 und/oder 14B2 wird auf die in den Fig. 10 und 11 gezeigte Weise mit einer der vier G-Stromversorgungen 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 verbunden. Fig. 10 veranschau licht nur die eine verbleibende Windung jedes der Spu lenabschnitte 3A1 und/oder 14A1, 3A2 und/oder 14A2, 3B1 und/oder 14B1 sowie 3B2 und/oder 14B2. Dies bedeutet, daß die Windung T9 des ersten Spulenabschnitts 3A1 mit der ersten G-Stromversorgung 4-1, die Windung T9 des ersten Spulenabschnitts 3A2 mit der zweiten G-Strom versorgung 4-2, die Windung T9 des zweiten Spulenab schnitts 3B1 mit der dritten G-Stromversorgung 4-3 und die Windung T9 des zweiten Spulenabschnitts 3A2 mit der vierten G-Stromversorgung 4-4 verbunden sind oder wer den. Auf diese Weise kann eine Ansteuerung zur Stabili sierung der Magnetfelder erreicht werden.The method shown in Figs. 10 and 11 is applied to the case where the number E of G-Stromversor supplies and the number T of turns in each Spulenab section after T = E × n + 1 (with n = a natural number ) are related to each other. Namely, since four G power supplies are provided and the total number of turns is nine, up to eight turns can be connected to the four G power supplies 4-1, 4-2, 4-3 and 4-4 with two turns for each . The one remaining turn of each coil section 3 A 1 and / or 14 A 1 , 3 A 2 and / or 14 A 2 , 3 B 1 and / or 14 B 1 , 3 B 1 and / or 14 B 2 is referred to in the Fig. manner shown 10 and 11 with one of the four G-power supplies 4-1, 4-2, 4-3 and 4-4, respectively. Fig. 10 illustrates light only one remaining turn of each of the coil sections 3 A 1 and / or 14 A 1 , 3 A 2 and / or 14 A 2 , 3 B 1 and / or 14 B 1 and 3 B 2 and / or 14 B 2 . This means that the turn T 9 of the first coil section 3 A 1 with the first G power supply 4-1 , the turn T 9 of the first coil section 3 A 2 with the second G power supply 4-2 , the turn T 9 of the second coil section 3 B 1 with the third G power supply 4-3 and the turn T 9 of the second coil section 3 A 2 with the fourth G power supply 4-4 or who are connected. In this way, control for stabilizing the magnetic fields can be achieved.

Die in den Fig. 12 und 13 dargestellte Methode ist oder wird auf den Fall angewandt, daß die Zahl E der G- Stromversorgungen und die Gesamtzahl T der Windungen in jedem Spulenabschnitt nach T = E×n + 2 (mit n = eine natürliche Zahl) aufeinander bezogen sind. Da hierbei vier G-Stromversorgungen vorgesehen sind und die Ge samtzahl der Windungen 10 beträgt, können bis zu acht Windungen mit den vier G-Stromversorgungen 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 mit jeweils zwei Windungen verbunden wer den. Die restlichen zwei Windungen jedes der Spulenab schnitte 3A1 und/oder 14A1, 3A2 und/oder 14A2, 3B1 und/oder 14B1, 3B1 und/oder 14B2 sind oder werden auf die in den Fig. 12 und 13 gezeigte Weise mit den vier G-Stromversorgungen 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 verbunden. The method shown in Figs. 12 and 13 is or is applied to the case where the number E of G power supplies and the total number T of turns in each coil section after T = E × n + 2 (with n = a natural number ) are related to each other. Since four G power supplies are provided and the total number of turns is 10 , up to eight turns can be connected to the four G power supplies 4-1, 4-2, 4-3 and 4-4 , each with two turns . The remaining two turns of each of the coil sections 3 A 1 and / or 14 A 1 , 3 A 2 and / or 14 A 2 , 3 B 1 and / or 14 B 1 , 3 B 1 and / or 14 B 2 are or will be connected to the four G power supplies 4-1, 4-2, 4-3 and 4-4 in the manner shown in Figs .

Fig. 12 veranschaulicht nur die verbleibenden zwei Win dungen jedes der Spulenabschnitte 3A1 und/oder 14A1, 3A2 und/oder 14A2, 3B1 und/oder 14B1 sowie 3B2 und/oder 14B2. Dies bedeutet, daß die Windung T9 und die Windung T10 des ersten Spulenabschnitts 3A1 mit erster bzw. zweiter G-Stromversorgung 4-1 bzw. 4-2 verbunden sind, während die Windung T9 und die Windung T10 des ersten Spulenabschnitts 3A2 an die dritte bzw. vierte G-Strom versorgung 4-3 bzw. 4-4 angeschlossen sind. Weiterhin sind die Windung T9 und die Windung T10 des zweiten Spulenabschnitts 3B1 mit zweiter bzw. erster G-Strom versorgung 4-2 bzw. 4-1 verbunden, während die Windung T9 und die Windung T10 des zweiten Spulenabschnitts 3B2 mit vierter bzw. dritter G-Stromversorgung 4-4 bzw. 4-3 verbunden sind. Auf diese Weise kann eine Ansteuerung zur Stabilisierung der Magnetfelder erreicht werden. Fig. 12 illustrates only the remaining two windings of each of the coil sections 3 A 1 and / or 14 A 1 , 3 A 2 and / or 14 A 2 , 3 B 1 and / or 14 B 1 and 3 B 2 and / or 14 B 2 . This means that the turn T 9 and the turn T 10 of the first coil section 3 A 1 are connected to the first and second G power supplies 4-1 and 4-2 , respectively, while the turn T 9 and the turn T 10 of the first Coil section 3 A 2 to the third or fourth G-power supply 4-3 or 4-4 are connected. Furthermore, the turn T 9 and the turn T 10 of the second coil section 3 B 1 are connected to the second and first G power supply 4-2 and 4-1 , respectively, while the turn T 9 and the turn T 10 of the second coil section 3 B 2 are connected to fourth or third G power supply 4-4 or 4-3 . In this way, control for stabilizing the magnetic fields can be achieved.

Die in den Fig. 14 und 15 dargestellte Methode ist auf den Fall angewandt, in welchem die Zahl E der G-Strom versorgungen und die Gesamtzahl T der Windungen in je dem Spulenabschnitt nach T = E×n + 3 (mit n = eine natürliche Zahl) aufeinander bezogen sind. Da hierbei vier G-Stromversorgungen vorgesehen sind und die Ge samtzahl der Windungen 11 beträgt, können bis zu acht Windungen mit den vier G-Stromversorgungen 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 mit jeweils zwei Windungen verbunden wer den. Die verbleibenden drei Windungen jedes der Spulen abschnitte 3A1 und/oder 14A1, 3A2 und/oder 14A2, 3B1 und/oder 14B1, 3B2 und/oder 14B2 in der Gx- oder Gy- Spule sind oder werden auf die in Fig. 15 und 16 ge zeigte Weise mit den vier G-Stromversorgungen 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 verbunden. Fig. 14 veranschaulicht ledig lich die verbleibenden drei Windungen jedes Spulenab schnitts 3A1 und/oder 14A1, 3A2 und/oder 14A2, 3B1 und/oder 14B1 sowie 3B2 und/oder 14B2. Dies bedeutet, daß die Windungen T9, T10 und T11 des ersten Spulen abschnitts 3A1 mit erster, zweiter bzw. dritter G- Stromversorgung 4-1, 4-2 bzw. 4-3 verbunden sind oder werden, während die Windungen T9, T10 und T11 des er sten Spulenabschnitts 3A2 an zweite, dritte bzw. vierte G-Stromversorgung 4-2, 4-3 bzw. 4-4 angeschlos sen sind. Weiterhin werden die Windungen T9, T10 und T11 des zweiten Spulenabschnitts 3B1 mit dritter, vierter bzw. erster G-Stromversorgung 4-3, 4-4 bzw. 4-1 verbunden, während die Windungen T9, T10 und T11 des zweiten Spulenabschnitts 3B2 mit vierter, erster bzw. zweiter G-Stromversorgung 4-4, 4-1 bzw. 4-2 verbunden werden oder sind. Auf diese Weise kann eine Ansteue rung zum Stabilisieren der Magnetfelder realisiert werden.The method shown in FIGS. 14 and 15 is applied to the case in which the number E of the G current supplies and the total number T of turns in each coil section according to T = E × n + 3 (with n = a natural one Number) are related. Since four G power supplies are provided and the total number of turns is 11 , up to eight turns can be connected to the four G power supplies 4-1, 4-2, 4-3 and 4-4 , each with two turns . The remaining three turns of each of the coil sections 3 A 1 and / or 14 A 1 , 3 A 2 and / or 14 A 2 , 3 B 1 and / or 14 B 1 , 3 B 2 and / or 14 B 2 in the Gx - Or Gy coil are or are connected to the four G power supplies 4-1, 4-2, 4-3 and 4-4 in the manner shown in FIGS. 15 and 16. Fig. 14 illustrates single Lich the remaining three turns of each Spulenab section 3 A 1 and / or 14 A 1 3 A 2 and / or 14 A 2 3 B 1 and / or 14 B 1 and 3 B 2 and / or 14 B 2 . This means that the turns T 9 , T 10 and T 11 of the first coil section 3 A 1 are connected to the first, second and third G power supplies 4-1, 4-2 and 4-3 , respectively, while the Windings T 9 , T 10 and T 11 of the first coil section 3 A 2 to the second, third and fourth G power supplies 4-2, 4-3 and 4-4 are connected. Furthermore, the turns T 9 , T 10 and T 11 of the second coil section 3 B 1 are connected to third, fourth and first G power supplies 4-3, 4-4 and 4-1 , respectively, while the turns T 9 , T 10 and T 11 of the second coil section 3 B 2 are connected to fourth, first and second G power supplies 4-4, 4-1 and 4-2 , respectively. In this way, a control for stabilizing the magnetic fields can be realized.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele offenbaren eine Konfiguration bzw. Ausgestaltung, bei welcher eine aktiv abschirmende Gradientspule oder ASGC mit paralle len Leitern, die in Form eines Fingerabdrucks als An näherung an die Wirbelstromverteilung geformt sind, im Statikmagnetfeld- Magneten 1 angeordent ist.The exemplary embodiments described disclose a configuration or configuration in which an actively shielding gradient coil or ASGC with parallel conductors, which are shaped in the form of a fingerprint as an approximation to the eddy current distribution, is arranged in the static magnetic field magnet 1 .

Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Ausge staltung beschränkt. Genauer gesagt: erfindungsgemäß kann eine Gradientspule mit parallelen Leitern, die in der Form eines Fingerabdrucks geformt oder ausgebildet sind, im Statikmagnetfeld-Magneten 1 vorgesehen sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die aktiv abschir mende Spulengruppe 14 nicht benutzt. Dabei sind gemäß Fig. 16 der Statikmagnetfeld-Magnet 1, die Gradient spulengruppe 3, die Sonde 6 und das Untersuchungs- Objekt 5 so angeordnet, daß die Gradientspulengruppe 3 mit parallelen Leitern, die zur Maximierung der räum lichen Linearität geformt oder ausgebildet sind, ko axial innerhalb des Statikmagnetfeld-Magneten 1 ange ordnet ist. Die Sonde ist innerhalb der Gradientspulen gruppe 3 angeordnet. Das Untersuchungs-Objekt 5 ist da bei in die Sonde 6 eingeführt.However, the invention is not limited to such an event. More specifically, according to the invention, a gradient coil with parallel conductors which are shaped or designed in the form of a fingerprint can be provided in the static magnetic field magnet 1 . In this embodiment, the actively shielding coil group 14 is not used. Here, according to FIG. 16 of the static magnetic field magnet 1, the gradient coil group 3, the probe 6 and the examination object 5 arranged such that the gradient coil assembly 3 with parallel conductors which are formed or to maximize the spa- tial linearity formed ko axially within the static magnetic field magnet 1 is arranged. The probe is arranged within the gradient coil group 3 . The examination object 5 is introduced into the probe 6 .

Mit einer solchen Ausgestaltung wird effektiv die In duktivität der Gradientspulengruppe 3 verringert, so daß das Umschalten der für die mit sehr hoher Geschwin digkeit erfolgende Abbildung wesentlichen starken Gra dientmagnetfelder ohne Beeinträchtigung durch das Zeit verhalten und die räumlichen nichtlinearen Charakte ristika der Wirbelstrommagnetfelder durchführbar ist.With such a configuration, the inductivity of the gradient coil group 3 is effectively reduced, so that the switching of the strong magnetic fields which are essential for the very high speed processing takes place without being affected by time and the spatial nonlinear characteristics of the eddy current magnetic fields can be carried out.

Gemäß der beschriebenen Erfindung können durch Ausbil dung der Gradientspulen aus parallelen Leitern oder Ausbildung der Gradientspulen oder der Aktivabschirm spulen, welche die aktiv abschirmenden Gradientspulen bilden, aus parallelen Leitern und durch Ansteuerung (oder Speisung) dieser Spulen mit mehr als einer Gra dientspulen-Stromversorgung die Induktivitäten dieser Spulen effektiv verringert werden. Infolgedessen kön nen für Ultrahochgeschwindigkeit-Abbildung wesentliche starke Gradientmagnetfelder umgeschaltet werden, ohne daß sie durch das Zeitverhalten und die räumliche nichtlineare Charakteristik der Wirbelstrommagnetfel der beeinflußt oder beeinträchtigt werden.According to the invention described by training formation of the gradient coils from parallel conductors or Training the gradient coils or the active shield coils, which actively shield the gradient coils form, from parallel conductors and by control (or feeding) these coils with more than one gra The coil power supply the inductors of this Coils can be effectively reduced. As a result, essential for ultra high speed imaging strong gradient magnetic fields can be switched without that it depends on the behavior of time and the spatial nonlinear characteristic of eddy current magnetic fields who are influenced or impaired.

Claims

1. A magnetic resonance imaging device comprising:
Static magnetic field generating units ( 1 , 2 ) for forming a strong static magnetic field,
High-frequency magnetic field generation units ( 6 , 7 ) for generating a high-frequency magnetic field to be applied to an examination object arranged in the static magnetic field,
a gradient magnetic field generating unit ( 3 ) for generating gradient magnetic fields with which the examination object arranged in the static magnetic field is to be acted upon and whose strengths vary in directions parallel and orthogonal to the static magnetic field,
a signal detector device ( 6 , 8 ) for detecting or detecting magnetic resonance signals from the examination object,
a magnetic field shielding unit ( 14 ) for shielding magnetic fields emerging from the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) (to the outside),
a power supply unit ( 4 ) for feeding parallel conductors (or wires) of the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) and the magnetic field shielding unit ( 14 ) with currents parallel to one another,
a control device ( 9 , 12 ) for controlling the static magnetic field generating units ( 1 , 2 ), the high-frequency magnetic field generating units ( 6 , 7 ), the gradient magnetic field generating unit ( 3 ), the signal detector device ( 6 , 8 ), the magnetic field shielding unit ( 14 ) and the power supply unit ( 4 ) as well as
Processing units ( 10 , 11 ) for processing the magnetic resonance signals detected by the signal detector device ( 6 , 8 ), characterized in that the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) has coils, each composed of parallel conductors, and the magnetic field shielding unit ( 14 ) each has coils composed of parallel conductors.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the parallel conductors of the magnetic field shielding unit ( 14 ) are shaped or arranged in positions and a shape which approximate a distribution of eddy currents on a cylindrical conductor when this is in the position of the Magnetic field shielding unit ( 14 ) is arranged to be arranged or imaginatively arranged in this position.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the parallel conductors of the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) and the magnetic field shielding unit ( 14 ) are shaped or arranged in positions and a shape which approximate a distribution of eddy currents on a cylindrical conductor if this is thought to be arranged in the position of the magnetic field shielding unit ( 14 ) or is imaginatively arranged in this position.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the magnetic field shielding unit ( 14 ) is arranged to ensure countermeasures against a gradient magnetic field generating unit ( 3 ) provided gradient magnetic field generating coil for generating a gradient magnetic field, the strength of which in a direction orthogonal to the static Magnetic field varies.

5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) is a Gra serves magnetic field coil for generating a Gradientma gnetfeld, the strength of which varies in a direction orthogo nal to the static magnetic field.

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the control device ( 9 , 12 ) and the processing units ( 10 , 11 ) have a work sequence controller or programmer (sequencer) for delivering a pulse sequence for imaging at a very high speed.

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the power supply unit ( 4 ) comprise a number of power supplies for feeding the coils composed of the parallel conductors of the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) with current.

8. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the magnetic field shielding unit ( 14 ) is arranged to ensure countermeasures against a gradient magnetic field generating unit ( 3 ) provided gradient magnetic coil for generating a gradient magnetic field, the strength of which in a direction orthogonal to the static Magnetic field varies, and includes a number of coil sections in the direction parallel to the static magnetic field.

9. Apparatus according to claim 3, characterized in that the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) has a Gra serving magnetic field coil for generating a gradient magnetic field, the strength of which varies in a direction ortho gonal to the static magnetic field, and the gradient coil has cut a number of Spulenab in the direction parallel to the static magnetic field.

10. Apparatus according to claim 1, characterized in that the power supply unit ( 4 ) comprises a number of power supplies for feeding coils composed of parallel conductors of the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) with current, the magnetic field shielding unit ( 14 ) is arranged to ensure countermeasures against an opening provided in the Gradientmagnetfelderzeugungseinheit (3) coil for generating a Gradientmagnetfelds, the sen strength in a direction orthogonal varied to stati's magnetic field, and a number of coil sections in the direction comprises parallel to the sta tables magnetic field, the gradient magnetic field generating unit (3) a Gradientmagnetfelderzeu supply coil for generating a gradient magnetic field, the strength of which varies in a direction orthogonal to the static magnetic field, the magnetic field coil comprises a number of coil sections in the direction parallel to the static magnetic field and winding s (turns) of each of the coil portions of the Gradientmagnetfelderzeugungseinheit (3) and the Magnetfeldabschirmeinheit (14) and the power supplies of the power supply unit (4) are connected so that the Gradientmagnetfelderzeu supply unit (3) and the Magnetfeldabschirmeinheit (14) are stably controlled or operated.

11. Apparatus according to claim 10, characterized in that the total number of turns of each Spulenabschnit tes of the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) and the magnetic field shielding unit ( 14 ) and the number of power supplies are equal to each other.

12. Apparatus according to claim 10, characterized in that the total number of turns of each Spulenabschnites the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) and the magnetic field shielding unit ( 14 ) and the number of power supplies are not the same.

13. A magnetic resonance imaging device comprising:
Static magnetic field generating units ( 1 , 2 ) for forming a strong static magnetic field,
High-frequency magnetic field generation units ( 6 , 7 ) for generating a high-frequency magnetic field to be applied to an examination object arranged in the static magnetic field,
a gradient magnetic field generating unit ( 3 ) for generating gradient magnetic fields with which the examination object arranged in the static magnetic field is to be acted upon and whose strengths vary in directions parallel and orthogonal to the static magnetic field,
a signal detector device ( 6 , 8 ) for detecting or detecting magnetic resonance signals from the examination object,
a power supply unit ( 4 ) for supplying currents to parallel conductors of the gradient magnetic field generating unit ( 3 ),
a control device ( 9 , 12 ) for controlling the static magnetic field generation units ( 1 , 2 ), the high-frequency magnetic field generation units ( 6 , 7 ), the gradient magnetic field generation unit ( 3 ) and the power supply unit ( 4 ), and
Processing units ( 10 , 11 ) for processing the magnetic resonance signals captured by the signal detector device ( 6 , 8 ), characterized in that the gradient magnetic field generating unit ( 14 or 3 ) comprises coils, each composed of parallel conductors, and the parallel Lei ter are shaped or arranged in positions and a shape which approximate a distribution of eddy currents on a cylindrical conductor, if this is thought to be arranged in a predetermined position or is imaginatively arranged in this predetermined position.

14. Apparatus according to claim 13, characterized in that the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) comprises a gradient magnetic field coil for generating a gradient magnetic field, the strength of which varies in a direction ortho gonal to the static magnetic field.

15. Apparatus according to claim 13, characterized in that the control device ( 9 , 12 ) and the processing units ( 10 , 11 ) have a work sequence controller or program generator (sequencer) for delivering a pulse sequence for imaging at a very high speed.

16. Apparatus according to claim 13, characterized in that the power supply unit ( 4 ) comprises a number of power supplies for feeding coils composed of parallel conductors of the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) with currents.

17. Apparatus according to claim 13, characterized in that the power supply unit ( 4 ) comprises a number of power supplies for feeding the coils composed of parallel conductors of the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) with currents, the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) has a gradient magnetic field coil for generating a gradient magnet fields, the strength of which varies in a direction orthogonal to the static magnetic field, the gradient magnetic field coil has a number of coil sections in the direction parallel to the static magnetic field and turns of each of the coil sections of the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) and the power supplies of the power supply unit ( 4 ) are switched so that the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) is stably controllable or operable.

18. Apparatus according to claim 17, characterized in that the total number of turns of each coil section of the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) and the number of power supplies are equal to one another.

19. Apparatus according to claim 17, characterized in that the total number of turns of each coil section of the gradient magnetic field generating unit ( 3 ) and the number of power supplies are not the same.