DE4324021C2 - Therapietomograph - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kernspinresonanz (NMR)-Tomographie­ gerät mit einem supraleitenden Hauptfeldmagneten aus zwei um eine horizontale, zentrale Achse z rotationssymmetrischen, ein homogenes statisches Magnetfeld erzeugenden Teilspulensystemen, die spiegelsymmetrisch zu einer rechtwinklig zur zentralen Achse z verlaufenden vertikalen Quermittelebene E_q angeordnet sind, sowie mit einem System von Gradientenspulen, wobei zumin­ dest die Teilspulensysteme des supraleitenden Hauptfeldmagneten in einem bezüglich der Quermittelebene E_q symmetrisch zweige­ teilten Kryostaten bestehend aus zwei scheibenartigen Teilkryo­ staten, die durch mehrere i. w. parallel zur zentralen Achse z verlaufende balkenartige Verbindungselemente der Länge g kryotechnisch zu einem Gesamtkryostaten verbunden sind, und die eine parallel zur zentralen Achse z verlaufende zylindrische Raumtempera­ turbohrung des Durchmessers d_B aufweisen, untergebracht sind.

Ein solches NMR-Tomographiegerät ist beispielsweise bekannt aus DE 39 07 927 A1.

Während Tomographiesysteme in der Vergangenheit praktisch aus­ schließlich zur Diagnose benutzt wurden, besteht in Zukunft ein immer größer werdender Bedarf an kombinierten Systemen, bei denen Therapiemaßnahmen mit Tomographiegeräten unmittelbar verfolgt und kontrolliert werden können. Zahlreiche Therapie­ maßnahmen, wie z. B. chirurgische, insbesondere mikrochirurgische Eingriffe oder Bestrahlungen erfordern dabei einen möglichst freien Zugang zum Patienten. Dieser wird jedoch bei herkömm­ lichen NMR-Systemen durch sämtliche drei felderzeugenden Kom­ ponenten, nämlich den Hauptfeldmagneten, das Gradientenspulen­ system sowie den HF-Resonator behindert.

Hinsichtlich des Hauptfeldmagneten ist das Problem bereits durch das aus der DE 39 07 927 A1 bekannte Magnetsystem mit einer einer Helmholtzspule ähnlichen Transversalfeldspule ge­ löst, die aufgrund ihrer Bauart den freien seitlichen Zugang zum Meßvolumen besonders wenig einschränkt.

Um nun die Durchführung minimalinvasiver Verfahren (sogenannter "Schlüssellochchirurgie") zu ermöglichen, bei denen aus Gründen des mangelnden direkten Sichtfeldes auf die Operationszone wegen der unter Umständen winzigen Operationsöffnung am Patien­ ten ein NMR-Monitoring dem Operateur eine entscheidende Hilfe zur on-line-Beobachtung der Operation an die Hand gibt, sollte der transversale Zugang zum Meßvolumen im Inneren der NMR-Appa­ ratur mit einem möglichst großen seitlichen Zugriffswinkel nicht letztlich durch das Gradientenspulensystem behindert werden. Dieses Problem wird durch die in DE 42 30 145 A1 nach­ veröffentlichten "Gradientenspulen für Therapietomographen" gelöst, die ebenfalls vom gleichen Anmelder stammen.

Bei dem oben erwähnten, aus der DE 39 07 927 A1 bekannten supra­ leitenden Hauptfeldmagneten mit guter transversaler Zugriffs­ möglichkeit weisen die axial äußeren Teilspulen einen Außen­ durchmesser von ungefähr 2 m auf. In einem kugelförmigen Unter­ suchungsvolumen mit einem Durchmesser von etwa 0,4 m können bei einem solchen Magnetsystem homogene Magnetfelder mit einer maximalen relativen Feldstärkeschwankung von 10 ppm erzeugt werden. Wenn Magnetspulen mit flüssigem Helium gekühlt werden und aus kommerziellem Supraleiterdraht auf der Basis von Niob- Titan-Legierungen bestehen, können Feldstärken von 0,5 T und darüber erzeugt werden. Aufgrund der Lorentz-Kräfte ziehen sich dann die zu beiden Seiten der transversalen Zugangsöff­ nungen liegenden Teilspulen mit einer Gesamtkraft von über 300 000 N an. Diese Kraft muß von einer Stützkonstruktion auf­ gefangen werden, wofür bei dem bekannten Hauptfeldmagnetsystem die balkenartigen Verbindungselemente, vorgesehen, die die zwei scheibenartigen Teilkryostaten verbinden und einen Aus­ tausch von kryogenen Flüssigkeiten zwischen diesen vermitteln.

Diese Verbindungselemente bzw. die sie umschließenden Teile des Außenbehälters des Kryostaten durchqueren zwangsläufig den transversalen Zugriffsbereich und schränken dessen freie Nutzung prinzipiell ein.

Durch die horizontale Anordnung des Magnetsystems ist es möglich, einen Patienten auf der Patientenliege in die axiale Bohrung des Systems einzubringen, wobei durch die transversalen Zugangs­ öffnungen im Prinzip die Möglichkeit bestünde, Therapiemaßnahmen am Patienten durchzuführen und deren Fortschritt durch NMR- Untersuchungen zu verfolgen. Ein besonders großes Maß an Frei­ heit bei der Durchführung solcher Therapiemaßnahmen bestünde, wenn es möglich wäre, daß eine erste Person (z. B. ein Thera­ peut) während der NMR-Untersuchung im Bereich der transversalen Zugangsöffnungen neben dem Patienten aufrecht stehen und sich bei Bedarf über den Patienten beugen kann. Außerdem wäre es sehr hilfreich, wenn überdies eine zweite Person (z. B. ein Assistent) auf der anderen Seite ebenfalls aufrecht neben dem Patienten stehen und beispielsweise Handreichungen durchführen könnte. Die Möglichkeiten hierzu werden aber prinzipiell durch die Notwendigkeit erschwert, daß die zu beiden Seiten der trans­ versalen Zugangsöffnungen befindlichen Teilspulen sich mit großer Kraft anziehen und sicher gegeneinander abgestützt werden müssen.

Es ist daher notwendig, daß der Tragekörper, der sämtliche Teilspulen des Hauptfeldmagneten trägt, eine einzige zusammen­ hängende mechanische Einheit darstellt, die im Bereich der transversalen Zugriffslücke durch die balkenartigen Verbindungs­ elemente repräsentiert ist. Damit die Konstruktion mechanisch sicher ist, sollten diese Verbindungselemente bei der Aufnahme der Lorentz-Kräfte ausschließlich auf Druck und keinesfalls auf Zug belastet werden. Zwangsläufig befinden sich dann aber diese Verbindungselemente sowie die sie umgebenden, im wesent­ lichen rohrförmigen Strahlungsschilde und Druckbehälterteile des Kryostaten im Bereich der transversalen Lücke und schränken die Bewegungsfreiheit des oder der Therapeuten ein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, ein NMR- Thomographiegerät der eingangs genannten Art vorzustellen, bei dem einerseits der Kryostat für den supraleitenden Hauptfeld­ magneten mechanisch stabil aufgebaut ist und bei Auftreten von Lorentz-Kräften seine Einzelteile lediglich Druckbelastungen ausgesetzt sind, wobei aber die Konstruktion einen optimalen transversalen Zugriff und Freiraum für die Arbeit beispielsweise eines Therapeuten oder eines Assistenten an einem im Unter­ suchungsvolumen des Tomographiegeräts liegenden Patienten zu­ lassen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß genau drei balkenartige Verbindungselemente vorgesehen sind, die bezüglich einer die zentrale Achse z enthaltenden vertikal verlaufenden Längsmittelebene E_l asymmetrisch angeordnet sind, wobei die Durchstoßpunkte (+) der zur zentralen Achse z par­ allelen Schwerlinien der Verbindungselemente durch die vertikale Quermittelebene E_q bezüglich des Durchstoßpunktes der zentralen Achse z gerechnet im Gegenuhrzeigersinn von der vertikalen Schnittlinie der Längsmittelebene E_l mit der Quermittelebene E_q vom Durchstoßpunkt der zentralen Achse z senkrecht nach unten Winkelpositionen in den Bereichen 50° bis 100°, 180° bis 230° und 320° bis 10° einnehmen, und wobei die Differenz der Winkelpositionen zweier benachbarter Durchstoßpunkte (+) nicht größer als 180° ist.

Durch die erfindungsgemäße räumliche Verteilung der drei balken­ artigen Verbindungselemente wird sichergestellt, daß einerseits keine einseitigen Belastungen, insbesondere keine Zugbelastungen der gegenüberliegenden scheibenartigen Teilkryostaten beim Auftreten von Lorentz-Kräften im Feldbetrieb zustandekommen, andererseits wird lediglich das absolute Minimum an "Hinder­ nissen" in der Arbeitsbereich eines Therapeuten eingebaut. Bei dieser Anordnung kann der Therapeut direkt neben dem in der Raumtemperaturbohrung der Kryostatenanordnung liegenden Patien­ ten innerhalb der balkenartigen Verbindungselemente beispiels­ weise auf einer Arbeitskonsole stehen und den Patienten behan­ deln, während er gleichzeitig den therapeutischen Erfolg an einem Monitor, auf den das simultan aufgenommene NMR-Bild des Patienten übertragen wird, beobachtet. Außerdem kann ein außer­ halb der Verbindungselemente stehender Assistent durch eine genügend große transversale Lücke Handreichungen machen, wobei der Sichtkontakt zwischen Therapeut und Assistent auch dann nicht verlorengeht, wenn beide Personen aufrecht stehen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen NMR- Tomographiegerätes beträgt die Differenz der Winkelpositionen zweier benachbarter Durchstoßpunkte der Schwerlinien von Verbin­ dungselementen durch die vertikale Quermittelebene E_q nicht mehr als 140°. Damit ist einerseits eine maximale Stabilität gewährleistet, andererseits die erwünschte Bewegungsfreiheit für den Therapeuten sowie seinen Assistenten kaum eingeschränkt.

Bei einer weiteren Ausführungsform beträgt die Differenz der Winkelpositionen zweier benachbarter Verbindungselemente jeweils etwa 120°. Bei dieser Verteilung der Verbindungselemente nimmt jedes einzelne Verbindungselement gleichmäßig etwa ein Drittel der insgesamt auftretenden Druckkräfte auf.

Unter ergonomischen Gesichtspunkten, insbesondere im Hinblick auf die optimale Arbeitsposition und Arbeitshaltung des Thera­ peuten sowie seines Assistenten, erweist sich eine Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen NMR-Tomographiegeräts als besonders vorteilhaft, bei der die Verbindungselemente Winkelpositionen in den Bereichen 65° bis 85°, 195° bis 215° und 335° bis 355° einnehmen.

Vorzugsweise gilt für die Lücke g zwischen den beiden Teil­ kryostaten in bezug auf den Durchmesser d_B der Raum Temperatur­ bohrung: 1.6 g d_B 2.1.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen NMR-Tomographiegeräts ist vorgesehen, daß das System von Gradientenspulen aus mindestens vier i. w. gleichen, symme­ trisch mit radialem und axialem Abstand zu einem durch den Schnittpunkt der zentralen Achse z mit der Schnittlinie der Quermittelebenen E_q mit der Längsmittelebene E_l definierten Koordinatenursprung angeordneten, sattelartigen Teilspulen besteht, die jeweils zwei in azimutaler Richtung um die z-Achse verlaufende, elektrisch leitfähige Segmente aufweisen, von denen ein Segment einen möglichst geringen radialen Abstand r₁ und das andere Segment einen möglichst großen radialen Abstand r₂ von der z-Achse hat, und daß jede Teilspule mehrere Win­ dungen aufweist, und die beiden azimutalen Segmente einen axia­ len Abstand voneinander in Richtung der z-Achse aufweisen, wobei das radial äußere Segment mit dem radialen Abstand r₂ von der z-Achse axial bezüglich der z-Achse näher am Koordina­ tenursprung angeordnet ist als das radial innere Segment mit dem radialen Abstand r₁ von der z-Achse, und wobei die beiden Segmente durch Leiterabschnitte miteinander verbunden sind und sich gemeinsam auf einer rotationssymmetrischen oder ellipsoiden Fläche r(z) befinden.

Mit einer derartigen Anordnung kann, wie in der nachveröffent­ lichten DE 42 30 145 A1 im einzelnen gezeigt ist, ein tesserales Gradientenfeld erzeugt werden, dessen Linearität im Meßvolumen vergleichbar mit der von klassischen Sattelspulen oder strom­ linienförmigen Spulen erzeugten tesseralen Gradientenfeldern ist, wobei der seitliche Zugriff auf das Meßvolumen durch das erfindungsgemäße Gradientenspulensystem nicht behindert wird und sich zusätzlich der Vorteil eines äußerst geringen parasi­ tären Anteils an radialen Feldkomponenten des erzeugten Gradien­ tenfeldes außerhalb des Meßvolumens ergibt. Wegen der Anordnung aller Leiterelemente beispielsweise einer x-Gradientenspule in einer rotationssymmetrischen Fläche r_x (z) können alle Teil­ spulen dieser Gradientenspule beispielsweise auf der Oberfläche einer dicht benachbarten Montagefläche r_x1 (z) montiert werden. Die Oberfläche aller Teile der fertig montierten x-Gradienten­ spule stellt dann erneut eine ähnliche und dicht benachbarte Fläche dar, auf die die Teilspulen der y-Gradientenspulen - jeweils um 90° gegenüber den entsprechenden Teilspulen der x- Gradientenspule versetzt - aufgelegt und befestigt werden können. Aufgrund von Feldberechnungen läßt sich zeigen, daß die erfindungsgemäßen Spulensysteme zu einem recht befriedigen­ den Abbildungsverhalten führen.

Auch die erfindungsgemäßen Spulen sollten aus Linearitätsgründen eine azimutale Ausdehnung von ca. 120° besitzen. Dennoch stören sich x- und y-Gradientenspule nicht gegenseitig, wenn sich alle Elemente beispielsweise der x-Spule in einer rotationssymmetri­ schen Fläche r_x (z) befinden, was mit der erfindungsgemäßen Anordnung ohne weiteres möglich ist. Die x-Spule kann also montiert werden, und die Oberfläche dieser Spule bildet dann ebenfalls eine fast identische rotationssymmetrische Fläche r(z), auf die die Elemente der y-Spule - um 90° gegenüber den Elementen der x-Spule versetzt - montiert werden können.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist der axiale Abstand g_g zweier bezüglich der xy-Ebene spiegelbildlich gegenüberliegender Teilspulen in z-Richtung ungefähr gleich der Lücke g. Dadurch wird einerseits die Breite der Lücke nicht weiter eingeschränkt und andererseits bleiben die Gradientenstärke pro Stromeinheit sowie die Linearität des Gradientenfeldes maximal.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der doppelte radiale Abstand 2 · r₂ der der Lücke nächstgelegenen azimutalen Segmente nur wenig kleiner als der Durchmesser d_B der Raum­ temperaturbohrung des Kryostaten bzw. des Hauptfeldmagneten. Dadurch wird der Platz in der axialen Bohrung des Hauptfeld­ magneten optimal ausgenutzt und insbesondere die Gradienten­ stärke pro Stromeinheit sowie die Linearität des Gradienten­ feldes maximal.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Wert des radialen Abstandes 2 · r₁ der der Achse nächstgelegenen azi­ mutalen Segmente nur wenig größer als der Durchmesser eines hypothetischen Zylinders, der dem Patienten während der Unter­ suchung ausreichend Platz bietet.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist für jede Teilspule eine Kompensationsspule vorgesehen, die im axialen Bereich des radial inneren Segments der Teilspule ein azimutales inneres Segment mit einem radialen Abstand r′₁ von der z-Achse aufweist, der von dem radialen Abstand r₁ des radial inneren Segments der Teilspule geringfügig, vorzugsweise etwa um die radiale Dicke des Segments verschieden ist. Eine solche Kompensationsspule kann zumindest teilweise die bei Stromdurchfluß durch die Teil­ spulen entstehenden Drehmomente kompensieren.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung weist die Kom­ pensationsspule ein zweites azimutales Segment auf, das axial in z-Richtung vom Koordinatenursprung weiter beabstandet ist als das erste azimutale Segment der Kompensationsspule, und das einen radialen Abstand r′₂ < r′₁ von der z-Achse hat. Eine solche Kompensationsspule stellt eine zweite "gekröpfte" Sattel­ spule dar, die bei Stromdurchfluß zusammen mit der Teilspule ein Gesamtfeld erzeugt, dessen radialer Feldbeitrag im Bereich der Hauptfeldmagnetspule und des diese üblicherweise umgebenden Kryostaten verschwindend gering ist. Dadurch werden in den Metallstrukturen nur in geringem Maße Wirbelströme, die die Homogenität des von der Hauptspule erzeugten Magnetfeldes im Meßvolumen beeinträchtigen könnten, angeworfen.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der um jeweils zwei axial bezüglich der z-Achse gegenüberliegende Teilspulen herum auf der Oberfläche eines Zylinders um die z-Achse mit einem Radius R₂ r₂ und einer axialen Ausdehnung in z-Richtung, die ungefähr der axialen Ausdehnung des Hauptfeldmagneten aus­ schließlich der Lücke entspricht, angeordnete Abschirmspulen vorgesehen sind. Durch eine solche Abschirmspule können die bei der erfindungsgemäßen Spulenform ohnehin geringen radialen Feldkomponenten des Gradientenfeldes im Bereich des Hauptfeld­ magneten, die prinzipiell störende Wirbelströme verursachen können, weiter unterdrückt werden.

Die Windungen einer solchen Abschirmspule sind bevorzugt mit den Windungen der entsprechenden Gradientenspule in Reihe ge­ schaltet.

Da bereits die Gradientenspule allein nur kleine radiale Feld­ beiträge im Bereich des Hauptfeldmagneten erzeugt, ist die Zahl der Windungen einer solchen Abschirmspule kleiner als die Zahl der Windungen der entsprechenden Gradientenspule. Methoden zur Berechnung des optimalen geometrischen Verlaufes der Wind­ ungen von solchen Abschirmspulen lassen sich aus Methoden ab­ leiten, die im Falle von herkömmlichen, auf einer einzigen Zylinderoberfläche angeordneten Gradientenspulen, z. B. in der Druckschrift EP-A 0 216 590 angegeben sind.

Die Spulen können aus Windungen von Drähten, vorzugsweise Kupferdrähten bestehen, oder zumindest teilweise aus in sich geschlossenem Band, vorzugsweise aus Kupferblech bestehende, sogenannte "stream-line-Spulen" sein. Derartige Stream-line- Spulen sind an sich bekannt aus der Druckschrift EP-A 0 320 285 und weisen die dort geschilderten Vorteile auf.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen NNR-Tomographiegeräts, bei der zwei um 90° um die z- Achse gegeneinander versetzte Sätze von aus jeweils vier Teil­ spulen bestehende x- bzw. y-Gradientenspulen vorgesehen sind. Damit wird der Vorteil der Ausbildung von Teilspulen mit einem relativ geringen Azimutalumfang um die z-Achse von weniger als 90° entsprechend ausgenutzt.

Um Gradientenfelder in jeder Raumrichtung erzeugen zu können, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform ein abgeschirmtes z- Gradientenspulensystem zur Erzeugung magnetischer Gradienten­ felder mit im Meßvolumen im wesentlichen linearem Verlauf in einer Richtung parallel zur z-Achse vorgesehen, welches aus zwei bezüglich der xy-Ebene spiegelbildlich angeordneten, zylin­ drischen Wicklungspaaren um die z-Achse mit jeweils einer radial inneren z-Gradientenfeldwicklung und einer radial äußeren Ab­ schirmspulenwicklung besteht. Um den von den Gradientenspulen freigelassenen Platz zwischen den radial äußeren Segmenten und der Patientenbohrung optimal auszunutzen, sind die toro­ idalen Wicklungspaare im axialen Bereich der azimutalen Seg­ mente angeordnet, wobei der radiale Abstand r₄ der Abschirm­ spulenwicklung kleiner als der radiale Abstand r₂ des radial äußeren Segmentes ist.

Die z-Gradientenfeldwicklung weist bei einer bevorzugten Aus­ führungsform ungefähr das (r₄/r₃)²fache an Wicklungen wie die sie umgebende gegenläufige Abschirmspulenwicklung auf, wobei r₃ der radiale Abstand der z-Gradientenfeldwicklung von der z- Achse ist. Dadurch kann das Streufeld im Bereich des Kryostaten erheblich reduziert werden. Allgemein kann die Windungszahl der Abschirmspulenwicklung so optimiert werden, daß das Streu­ feld im Bereich des Kryostaten minimal wird. Im Unterschied zu einer "idealen" Abschirmung sind die Windungen der Abschirm­ spulenwicklung nicht verteilt, sondern konzentriert angeordnet. Dadurch sind die Wirbelstromstörungen immer noch erheblich kleiner als bei einer nicht aktiv abgeschirmten Spule.

Sowohl die Gradientenspulen, als auch die Kompensations-, Ab­ schirm- und Zylinderspulen sind üblicherweise in einem Trage­ körper mit Kunststoff in der Weise vergossen, daß eine axiale Bohrung um die z-Achse offen bleibt, die zur Aufnahme eines Menschen in das Tomographiesystem geeignet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen NMR-Tomographiegerät kann ein axial in die axiale Bohrung des Tragekörpers oder transversal in die Lücke g des Hauptfeldmagneten einschiebbares Hochfrequenz (HF)- Spulensystem zur Erzeugung eines im Meßvolumen im wesentlichen homogenen HF-Feldes in Richtung der x- oder der y-Achse vor­ gesehen sein.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das HF- Spulensystem aus einer sattelförmig um die z-Achse angeordneten, symmetrisch zur zy-Ebene und zur xy-Ebene, jedoch asymmetrisch zur zx-Ebene verlaufenden, in sich geschlossenen HF-Spule be­ steht.

Eine solche sogenannte "YIN-YANG-Spule" ermöglicht einerseits die Erzeugung ausreichend homogener HF-Felder senkrecht zur z- Achse und behindert andererseits nicht den seitlichen Zugriff auf das Meßvolumen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die HF-Spule vier Extremalpunkte P₁ bis P₄ in Richtung der y-Achse mit den un­ gefähren, vorzugsweise exakten Koordinaten

auf, wobei a jeweils die gleiche bestimmte Streckenlänge be­ zeichnet.

Die Streckenlänge a kann zwischen 20 und 50 cm vorzugsweise etwa 30 cm betragen.

Um den Vorteil einer großen Transparenz bezüglich eines seit­ lichen Eingriffs oder eines Zugriffs von schräg oben in Richtung auf das Meßvolumen, wie es durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Gradientenspulensystems erreicht wird, voll ausnutzen zu können, empfiehlt es sich, als Hauptfeldspule ein System gemäß der oben erwähnten Druckschrift DE 39 07 927 A1 mit einem Helm­ holtz-ähnlichen Aufbau der Transversalfeldspule zu verwenden. Die Merkmale und Vorteile einer derartigen Hauptfeldspule sind in der genannten Druckschrift, auf die hier ausdrücklich voll­ inhaltlich Bezug genommen wird, ausführlich diskutiert, so daß an dieser Stelle auf eine Wiederholung dieser Merkmale ver­ zichtet werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläu­ tert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln, für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen:

Fig. 1a einen schematischen Schnitt durch die Quermittelebene E_q des erfindungsgemäßen Tomographiegeräts mit einem Therapiekryomagneten sowie einem Patienten, einem Therapeuten und einem Assistenten;

Fig. 1b einen Schnitt wie in Fig. 1a mit Angaben der relativen Winkelpositionen bezüglich der zentralen Achse z;

Fig. 2 eine perspektivische Gesamtansicht eines in der nach­ veröffentlichten DE 42 30 145 A1 beschriebenen NMR- Tomographiegeräts mit zugehörigem Kryostaten für eine supraleitende Hauptfeldmagnetspule;

Fig. 3 ein Schnitt durch die seitliche Zugriffslücke des in Fig. 2 dargestellten Systems mit Blick auf die Pa­ tientenbohrung einer der beiden Hauptspulenhälften;

Fig. 4 eine in einem kartesischen Koordinatensystem mit Koordinatenursprung im Zentrum des Meßvolumens auf­ gespannte YIN-YANG-Spule;

Fig. 5a eine YIN-YANG-Spule, die im wesentlichen der Kontur eines Zylinders folgt;

Fig. 5b eine YIN-YANG-Spule mit angedeuteten HF-Feldlinien;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Helmholtz-artige HF- Sendespule nach dem Stand der Technik; und

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht von erfindungsgemäß "gekröpften" Sattelspulen als Teilspulen eines Gra­ dientenspulensystems mit

• a) Drahtwicklungen und
• b) bandförmigem Aufbau;

Bei dem in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen NMR-Tomographie­ gerät 1 mit einem nicht dargestellten supraleitenden Hauptfeld­ magneten, der aus zwei um die horizontale, zentrale Achse z rotationssymmetrisch angeordneten Teilspulensystemen besteht, werden die beiden scheibenartigen Teilkryostaten des Kryostaten 9, in dem sich der supraleitende Hauptfeldmagnet befindet, durch senkrecht zur Zeichenebene verlaufende balkenartige Ver­ bindungselemente 8 zu einem Gesamtkryostaten verbunden. In einer symmetrisch um die zentrale Achse z des Systems verlaufen­ den zylindrischen Raumtemperaturbohrung 5 liegt angedeutet ein Patient 2, neben dem ein Therapeut 3 auf einer Arbeitskonsole 7 steht und von einem dem Therapeuten 3 gegenüberstehenden Assistenten 4 durch Handreichungen unterstützt wird. Über einen Monitor 6 kann der Therapeut 3 während seiner Behandlung den Behandlungserfolg mit Hilfe von auf dem Monitor 6 dargestellten NMR-Bildern des Patienten 2 überprüfen.

Der Therapeut 3 kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Verbindungselemente 8 in einer ergonomisch günstigen Haltung mit dem Gesicht zum Patienten 2 aufrecht stehend agieren. Dabei ist das seinem Kopf zunächst gelegene Verbindungselement 8 ca. 45 cm vom Kopf entfernt, liegt also vom visuellen Eindruck her nicht unangenehm nahe und ermöglicht ein völlig ungestörtes Herunterbeugen des Therapeuten 3 zum Patienten 2 mit dem Ober­ körper. Unmittelbar oberhalb des Verbindungselementes 8 ist der Monitor 6 angebracht, den der Therapeut 3 von dieser Posi­ tion gut beobachten kann, wenn er sich kurz aufrichtet. Da die Magnetanordnung im Bereich der Lücke zwischen den Verbindungs­ elemente 8 in einem Abstand von ca. 1,25 m von der zentralen Achse z einen torusförmigen, feldfreien Bereich erzeugt, ist es möglich, in der nur schwach belasteten Eisenabschirmung einen klassischen Monitor trotz einer gewissen Empfindlichkeit solcher Monitore gegenüber Magnetfeldern einzusetzen. Statt "klassischen" Monitoren, die mit Kathodenstrahlröhren arbeiten, könnte aber auch eine gegen Magnetfelder wesentlich unempfind­ lichere Klasse von Monitoren auf LCD-Basis eingesetzt werden.

Damit die Anordnung der Verbindungselemente 8 eine mechanisch stabile Aufnahme der im Magnetfeldbetrieb erzeugten Lorentz- Kräfte gewährleistet, die eine Anziehung der beiden scheiben­ artigen Teilkryostaten mit Gesamtkräften im Bereich 300 000 N bis 400 000 N bewirken, sollten sich die mit (+) gekenn­ zeichneten Schwerpunkte der Verbindungselemente 8 bezüglich der in Fig. 1b gezeigten zentralen Achse z in Winkelpositionen in den Bereichen 50° bis 100°, 180° bis 230° und 320° bis 10° befinden. Insbesondere darf die Differenz der Winkelpositionen zweier benachbarter Durchstoßpunkte (+) von Verbindungselementen 8 durch die Zeichenebene, die im dargestellten Beispiel gleich­ zeitig die Quermittelebene E_q der Anordnung bildet, nicht größer als 180° sein.

Eine optimale Gleichverteilung der Druckkräfte ergibt sich bei einer Differenz der Winkelpositionen von etwa jeweils 120°. Ein guter Kompromiß, der sowohl den Stabilitätsanforderungen an die Apparatur Rechnung trägt, als auch andererseits eine maximale Bewegungsfreiheit für den Therapeuten ermöglicht, läßt sich finden, wenn die Differenz der Winkelpositionen zweier benachbarter Verbindungselemente 8 nicht größer als 140° ist.

Die in Fig. 1a und 1b gezeigte Ausführungsform macht deutlich, daß unter ergonomischen Gesichtspunkten eine Verteilung der Winkelpositionen der Verbindungselemente 8 in den Winkelbereichen 65° bis 85°, 195° bis 215° und 335° bis 355° besonders günstig ist. Sie hat den Vorteil, daß neben dem Thera­ peuten 3 beispielsweise ein Assistent 4 ziemlich dicht an den Patienten 2 herantreten und den Therapeuten 3 durch Handreich­ ungen etc. entlasten kann.

Leider läßt es sich nicht vermeiden, daß sich ein Verbindungs­ element 8 etwa in Oberschenkelhöhe hinter dem Therapeuten 3 befindet. Er kann also seinen Arbeitsplatz nicht geradewegs betreten und verlassen. Jedoch läßt sich leicht ein geeigneter Weg zu dem Arbeitsplatz des Therapeuten 3 gestalten, der über das in Fig. 1 in einer Winkelposition von 85° gezeigte Verbin­ dungselement 8 auf eine möglicherweise hydraulisch absenkbare Arbeitsplattform 7 führt, auf der der Therapeut 3 während seiner Tätigkeit steht, und deren Höhe er entsprechend seinen indivi­ duellen Bedürfnissen selbst einstellen kann.

Steht also der Therapeut, wie in Fig. 1a gezeigt, auf einer Arbeitsplattform 7 unmittelbar neben dem Patienten 2 in einer Höhe, die für die Durchführung von Manipulationen am Patienten 2 optimal ist und sich etwa dadurch auszeichnet, daß der Thera­ peut 3 den Patienten 2 mit den Händen mit auf 90° angewinkelten Ellenbogen mühelos erreicht, so ist die Lage des seinem Gesicht am nächsten gelegenen Verbindungselements 8 bzw. des entspre­ chenden Kryostatenteiles durch einen Winkel zur zentralen Achse z von etwa 210° gekennzeichnet. Das das Verbindungselement 8 umschließende Kryostatenteil erstreckt sich dann über einen Winkelbereich von etwa 195° bis 225°. Dabei kann sich der Thera­ peut 3 ungehindert aus der aufrechten Position heraus über den Patienten 2 beugen. Ein weiteres Verbindungselement 8 liegt dann zwangsläufig hinter dem Therapeuten 3 mit seiner Schwer­ linie in einem Mittelbereich von etwa 65° bis 85°. Die Schwer­ linie des dritten Verbindungselements 8 liegt, damit noch eine zweite Person, beispielsweise der Assistent 4, an den Patienten 2 aufrecht herantreten kann, in einem Winkelbereich von etwa 335° bis 355°. In dieser Position kann dann der Assistent 4 aufrecht mit dem Kopf unterhalb des erstgenannten Verbindungs­ elements 8 und mit den Füßen dicht vor dem zuletzt genannten Verbindungselement 8 bzw. dem entsprechenden Kryostatenteil stehen. Eine solche Anordnung läßt einerseits alle verlangten ergonomischen Funktionen zu und erlaubt andererseits eine Be­ schränkung des maximalen Winkels zwischen den Verbindungslinien von der zentralen Achse z zu den Schwerlinien benachbarter Verbindungselemente 8 auf Werte von etwa 140°, was wie oben diskutiert, die mechanische Stabilität der Gesamtanordnung sichert.

Die Länge g der balkenartigen Verbindungselemente 8, die gleich­ zeitig die Länge der transversalen Lücke für den Zugriff auf die Raumtemperaturbohrung 5 definiert, beträgt im gezeigten Beispiel ungefähr das 0,6fach des Durchmessers d_B der Raum­ temperaturbohrung 5. Wenn das Teilspulensystem des Hauptfeld­ magneten beispielsweise einen Innendurchmesser d_i = 1,4 m auf­ weist und die transversale Lücke eine Länge von 0,88 m hat, läßt sich ein Kryostat zur Kühlung der Magnetspulen mit flüs­ sigem Helium realisieren, der eine Raumtemperaturbohrung 5 mit einem Durchmesser d_B = 1,25 m und transversale Öffnungen mit einer axialen Ausdehnung von etwa 0,66 m besitzt. Die Gradienten­ spulen eines solchen Systems können daher einen Innendurch­ messer von ebenfalls etwa 0,66 m aufweisen.

Die perspektivische Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen NMR- Tomographiegeräts in Fig. 2 mit seitlicher Zugriffsmöglichkeit, aber ohne die erfindungsgemäße Anordnung der Verbindungselemente 8 zeigt unter anderem die Gesamthöhe H einer solchen Apparatur, die vom Außendurchmesser des Kryostaten bestimmt wird, die Höhe h der horizontalen Patientenbohrung, die Breite g der seitlichen Zugriffslücke zum zentralen Untersuchungsvolumen und die Länge L der Gesamtapparatur.

Auf Details des ebenfalls in Fig. 2 dargestellten Kryosystems für die supraleitende Hauptfeldmagnetspule wird nicht näher eingegangen.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die seitliche Zugriffslücke des NMR-Tomographiegeräts nach Fig. 2 senkrecht zur zentralen Achse z. Durch die aufgeschnittenen Längsbalken 8 sind Verbin­ dungsrohre 11 zwischen den beidseitigen Heliumtanks des die supraleitende Magnetspule enthaltenden Kryosystems sowie Verbin­ dungsrohre 12 zwischen den die Heliumtanks umgebenden Tanks mit flüssigem Stickstoff zu sehen. Die üblicherweise vorhandenen Strahlungsschilde sind nicht eingezeichnet.

Die in Fig. 4 gezeigte YIN-YANG-HF-Spule 100, die bevorzugt bei dem erfindungsgemäßen NMR-System eingesetzt wird, ist (mit Ausnahme der Stromzuführungen) in sich geschlossen, sattelförmig um die z-Achse eines kartesischen Koordinatensystems, die mit der zentralen Achse des Hauptfeldmagneten zusammenfällt, ange­ ordnet, symmetrisch zur zy-Ebene und zur xy-Ebene, jedoch asymmetrisch zur zx-Ebene. Nach ihrem Einbau in die NMR-Meßein­ richtung umschließt sie das um den Koordinatenursprung ange­ ordnete Meßvolumen.

Die YIN-YANG-Spule 100 erlaubt, wie aus Fig. 4 ersichtlich, einen besonders guten transversalen Zugriff auf einen längs der z-Achse im Homogenitätsvolumen liegenden Patienten. Dadurch, daß oberhalb der zx-Ebene keine störenden Querstege parallel zur z-Achse vorgesehen sind, hat die YIN-YANG-HF-Spule eine besonders große Transparenz.

Vorzugsweise liegen die in Fig. 4 dargestellten vier Extremal­ punkte P₁ bis P₄ der HF-Spule ungefähr auf folgenden Koordina­ ten:

Dabei kann die Streckenlänge a zwischen 20 cm und 50 cm, vor­ zugsweise etwa bei 30 cm liegen.

Die YIN-YANG-HF-Spule 100 kann entweder, wie in Fig. 4 gezeigt, eher eckige Konturen mit abgerundeten Kanten aufweisen, sie kann jedoch auch, wie in Fig. 5a gezeigt, im wesentlichen der Kontur eines Zylinders mit Radius a um die z-Achse folgen. Ein solcher Zylinder entspräche ziemlich genau der Zimmertempera­ turbohrung in einem NMR-Kryostaten, durch welche der Patient in Richtung der z-Achse in den NMR-Tomographen eingeschoben wird.

Die in Fig. 5b auf der Spule 100 gezeigten Pfeile sollen eine mögliche Stromflußrichtung durch die Spule andeuten. Weiterhin sind in Fig. 5b die von der YIN-YANG-HF-Spule 100 erzeugten HF-Feldlinien angedeutet, die im Meßvolumen um den Koordinaten­ ursprung herum im wesentlichen homogen verlaufen.

Die YIN-YANG-Spule 100 kann entweder aus Drähten, vorzugsweise Kupferdrähten von einer oder mehreren Wicklungen bestehen. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines in sich geschlosse­ nen, elektrisch leitfähigen Bandes, vorzugsweise aus Kupfer­ blech, zur Herstellung der YIN-YANG-HF-Spule 100 nach Art einer sogenannten "Stream-line-Spule".

Fig. 6 zeigt zum Vergleich eine Helmholtz-artige HF-Spule nach dem Stand der Technik, bestehend aus zwei Teilspulen oberhalb und unterhalb der zx-Ebene symmetrisch zum Koordinatenursprung. Außerdem sind die von dieser bekannten Spule erzeugten HF-Feld­ linienverläufe angedeutet. Wie man deutlich sieht, ist ein transversaler Zugriff mit dieser bekannten Anordnung zwar mög­ lich, jedoch behindert die obere Teilspule in jedem Fall den Zugriff eines Operateurs von schräg oben.

Die Teilspulen 20 des tesseralen Gradientensystems sind sattel­ artig ausgeführt, wie in Fig. 7a und 7b zu erkennen ist. Die einzelnen Teilspulen 20 weisen jeweils zwei in azimutaler Rich­ tung um die z-Achse verlaufende, elektrisch leitfähige Segmente 21, 22 auf, von denen das radial innere Segment 21 einen Abstand r₁ und das radial äußere Segment 22 einen Abstand r₂ von der z-Achse aufweist. Die beiden Segmente 21, 22 sind axial bezüg­ lich der z-Achse beabstandet, wobei das radial äußere Segment 22 näher am Koordinatenursprung angeordnet ist als das radial innere Segment 21. Die beiden Segmente 21, 22 sind durch Leiter­ abschnitte 23 miteinander verbunden.

Die Teilspulen 20 können, wie in Fig. 7a gezeigt, aus Drähten, vorzugsweise Kupferdrähten, oder wie in Fig. 7b gezeigt, aus elektrisch leitfähigen Bändern aufgebaut sein. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Teilspulen 20 als Stream-line- Spulen aufzubauen.

Bei den in Fig. 7a und 7b gezeigten Ausführungsformen liegen die Segmente 21, 22 der Teilspulen 20 auf Zylinderoberflächen um die z-Achse. In nicht dargestellten Ausführungsformen können die Segmente allerdings auch auf Kegeloberflächen liegen, die sich zum Koordinatenursprung hin öffnen.

Zur Kompensation der bei Stromfluß durch die Teilspule 20 her­ vorgerufenen Drehmomente können, Kompensationsspulen vorgesehen sein, die im wesentlichen in ihrem Aufbau den Teilspulen 20 ähneln. Insbesondere können die Kompensationsspulen auch azi­ mutale innere Segmente und azimutale äußere Segmente auf, weisen die einen größeren radialen Abstand von der z-Achse besitzen, als die inneren Segmente.

Das oben beschriebene erfindungsgemäße NMR-Tomographiesystem ermöglicht aufgrund des ungehinderten seitlichen Zugriffs auf das Untersuchungsvolumen völlig neue Arbeitsmöglichkeiten für Mediziner im diagnostischen und chirurgischen Bereich.

Claims (17)

1. Kernspinresonanz (NMR)-Tomographiegerät mit einem supra­ leitenden Hauptfeldmagneten aus zwei um eine horizontale, zentrale Achse z rotationssymmetrischen, ein homogenes statisches Magnetfeld erzeugenden Teilspulensystemen, die spiegelsymmetrisch zu einer rechtwinklig zur zentralen Achse z verlaufenden vertikalen Quermittelebene E_q angeord­ net sind, sowie mit einem System von Gradientenspulen, wobei zumindest die Teilspulensysteme des supraleitenden Hauptfeldmagneten in einem bezüglich der Quermittelebene E_q symmetrisch zweigeteilten Kryostaten bestehend aus zwei scheibenartigen Teilkryostaten, die durch mehrere i. w. parallel zur zentralen Achse z verlaufende balkenartige Verbindungselemente der Länge g kryotechnisch zu einem Gesamtkryostaten verbunden sind, und die eine parallel zur zentralen Achse z verlaufende zylindrische Raumtemperaturbohrung des Durchmessers d_B aufweisen, untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß genau drei balkenartige Verbindungselemente (8) vorgesehen sind, die bezüglich einer die zentrale Achse z enthaltenden vertikal verlaufenden Längsmittelebene E_l asymmetrisch angeordnet sind, wobei die Durchstoßpunkte (+) der zur zentralen Achse z parallelen Schwerlinien der Verbindungselemente (8) durch die vertikale Quermittel­ ebene E_q bezüglich des Durchstoßpunktes der zentralen Achse z gerechnet im Gegenuhrzeigersinn von der vertikalen Schnittlinie der Längsmittelebene E_l mit der Quermittel­ ebene E_q vom Durchstoßpunkt der zentralen Achse z senk­ recht nach unten Winkelpositionen in den Bereichen 50° bis 100°, 180° bis 230° und 320° bis 10° einnehmen, und wobei die Differenz der Winkelpositionen zweier benach­ barter Durchstoßpunkte (+) nicht größer als 180° ist.

2. NMR-Tomographiegrät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Winkelpositionen zweier benachbarter Durchstoßpunkte (+) nicht größer als 140° ist.

3. NMR-Tomographiegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Winkelpositionen zweier benachbarter Durchstoßpunkte (+) jeweils etwa 120° beträgt.

4. NMR-Tomographiegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchstoßpunkte (+) Winkelpositi­ onen in den Bereichen 65° bis 85°, 195° bis 215° und 335° bis 355° einnehmen.

4. NMR-Tomographiegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Lücke g zwischen den Teilkryostaten in bezug auf den Durchmesser d_B der Raumtemperaturbohrung gilt: 1.6 g d_B 2.1 g.

6. NMR-Tomographiegerät nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das System von Gradienten­ spulen aus mindestens vier i. w. gleichen, symmetrisch mit radialem und axialem Abstand zu einem durch den Schnittpunkt der zentralen Achse z mit der Schnittlinie der Quermittelebenen E_q mit der Längsmittelebene E_l definierten Koordinatenursprung angeordneten, sattelartigen Teilspulen (20) besteht, die jeweils zwei in azimutaler Richtung um die z-Achse verlaufende, elektrisch leitfähige Segmente (21, 22) aufweisen, von denen ein Segment einen möglichst geringen radialen Abstand r₁ und das andere Segment einen möglichst großen radialen Abstand r₂ von der z-Achse hat, und daß jede Teilspule (20) mehrere Windungen aufweist, und die beiden azimutalen Segmente (21, 22) einen axialen Abstand voneinander in Richtung der z-Achse aufweisen, wobei das radial äußere Segment (22) mit dem radialen Abstand r₂ von der z-Achse axial bezüglich der z-Achse näher am Koordinatenursprung angeordnet ist als das radial innere Segment (21) mit dem radialen Abstand r₁ von der z-Achse, und wobei die beiden Segmente (21, 22) durch Leiterabschnitte (23) miteinander verbunden sind und sich gemeinsam auf einer rotationssymmetrischen oder ellipsoiden Fläche r(z) befinden.

7. NMR-Tomographiegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand g_g zweier bezüglich der xy-Ebene spiegelbildlich gegenüberliegender Teilspulen (20) in z-Richtung ungefähr gleich der Breite der Lücke g zwischen den Teilkryostaten ist.

8. NMR-Tomographiegerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß 2 · r₂ wenig kleiner ist als d_B.

9. NMR-Tomographiegerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des radialen Abstandes 2 · r₁ der der z-Achse nächstgelegenen azimutalen Segmente (21) nur wenig größer als der Durchmesser eines hypothetischen Zylinders ist, der einem Patienten im NMR- Tomographiegerät während einer Untersuchung ausreichend Platz bietet.

10. NMR-Tomographiegerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Teilspule (20) eine Kompensationsspule vorgesehen ist, die im axialen Bereich des radial inneren Segments (21) der Teilspule (20) ein azimutales inneres Segment mit einem radialen Abstand r₁′ von der z-Achse aufweist, der von dem radialen Abstand r₁ des radial inneren Segments (21) der Teilspule (20) geringfügig, vorzugsweise etwa um die radiale Dicke des Segments (21) verschieden ist.

11. NMR-Tomographiegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsspule ein zweites azimutales Segment aufweist, das axial in z-Richtung vom Koordinatenursprung weiter beabstandet ist als das erste azimutale Segment der Kompensationsspule, und das einen radialen Abstand r₂′ < r₁′ von der z-Achse hat.

12. NMR-Tomographiegerät nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß um jeweils zwei axial bezüglich der z-Achse gegenüberliegende Teilspulen (20) herum auf der Oberfläche eines Zylinders um die z-Achse mit einem Radius R₂ r₂ und einer axialen Ausdehnung in z-Richtung, die ungefähr der axialen Ausdehnung der Hauptfeldspule ausschließlich der Lücke g entspricht, angeordnete Ab­ schirmspulen vorgesehen sind.

13. NMR-Tomographiegerät nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei um 90° um die z-Achse gegeneinander versetzte Sätze von aus jeweils vier Teil­ spulen (20) bestehende x- bzw. y-Gradientenspulen vorge­ sehen sind.

14. NMR-Tomographiegerät nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß ein abgeschirmtes z-Gra­ dientenspulensystem zur Erzeugung magnetischer Gradienten­ felder mit im Meßvolumen i. w. linearem Verlauf in einer Richtung parallel zur z-Achse vorgesehen ist, welches aus zwei bezüglich der xy-Ebene spiegelbildlich angeordneten, zylindrischen Wicklungspaaren um die z-Achse mit jeweils einer radial inneren z-Gradientenfeldwicklung und einer radial äußeren Abschirmspulenwicklung besteht, und daß die zylindrischen Wicklungspaare im axialen Bereich der radial äußeren azimutalen Segmente (22) angeordnet sind, wobei der radiale Abstand r₄ der Abschirmspulenwicklung einer als der radiale Abstand r₂ des radial äußeren Segments (22) ist.

15. NMR-Tomographiegerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die z-Gradientenfeldwicklung ungefähr das (r₄/r₃)²fache an Windungen aufweist wie die Abschirm­ spulenwicklung, wobei r₃ der radiale Abstand der z- Gradientenfeldwicklung von der z-Achse ist.

16. NMR-Tomographiegerät nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Gradientenspulen (20) und ggf. auch die Kompensations-, Abschirm- und Zylinderspulen in einem Tragekörper mit Kunststoff vergossen sind, so daß eine axiale Bohrung um die z-Achse offen bleibt, die zur Aufnahme eines Menschen geeignet ist, daß ein axial in die axiale Bohrung des Tragekörpers oder transversal in die Lücke g des Hauptfeldmagneten einschiebbares Hochfrequenz (HF)-Spulensystem zur Erzeugung eines im Meßvolumen i. w. homogenen HF-Feldes in Richtung der x- und/oder der y-Achse vorgesehen ist, und daß das HF-Spulensystem aus einer sattelförmig um die z-Achse angeordneten, symmetrisch zur zy-Ebene und zur xy-Ebene, jedoch asymmetrisch zur zx- Ebene verlaufenden, in sich geschlossenen HF-Spule (100) besteht.

17. NMR-Tomographiegerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß die HF-Spule (100) vier Extremalpunkte P₁ bis P₄ in Richtung der y-Achse mit den ungefähren, vorzugsweise dem exakten Koordinaten aufweist, wobei a jeweils die gleiche bestimmte Strecken­ länge bezeichnet.