DE60225515T2

DE60225515T2 - System und Verfahren zur Isolierung eines offenen Hochfeld-MRI-Magneten

Info

Publication number: DE60225515T2
Application number: DE60225515T
Authority: DE
Inventors: Yu Clifton Park WANG; Richard Andrew Scotia Ranze; Evangelos Trifon Niskayuna Laskaris
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2001-09-13
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: US6774633B2; JP4141212B2; US20030179060A1; EP1293795B1; DE60225515D1; US7345559B2; CN100464700C; EP1293795A1; CN1406555A; US20030076205A1; US7227437B2; US20030174036A1; JP2003111747A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Magnetresonanzbildgebungssystem (MRI) und speziell auf ein offenes MRI-Magnetsystem mit einem Vibrationsisolationssystem.
MRI-Magnete umfassen widerstandsfähige und supraleitfähige MRI-Magnete, die in verschiedenen Anwendungen, wie der medizinischen Diagnostik, verwendet werden. Bekannte supraleitfähige MRI-Magnete umfassen mit flüssigem Helium gekühlte, Kryokühler-gekühlte und hybridgekühlte supraleitfähige Magnete. Typischerweise umfasst die supraleitfähige Spulenanordnung eine supraleitfähige Hauptspule, die von einem Hitzeschild umgeben ist, das wiederum von einem Vakuumgefäß umgeben ist. Ein Kryokühler-gekühlter MRI-Magnet umfasst ebenfalls typischerweise einen Kryokühler-Kühlkopf, der außen an dem Vakuumgefäß befestigt ist, wobei seine erste Stufe in Festleitungswärmekontakt mit dem Hitzeschild und seine zweite Stufe in Festleitungswärmekontakt mit der supraleitfähigen Hauptspule steht. Ein mit flüssigem Helium gekühlter MRI-Magnet umfasst typischerweise ebenfalls ein Gefäß mit flüssigem Helium, das die supraleitfähige Hauptspule umgibt, wobei das Hitzeschild das Gefäß mit dem flüssigen Helium umgibt. Ein hybridgekühlter MRI-Magnet verwendet sowohl flüssiges Helium (oder ein anderes flüssiges oder gasförmiges Kryogen) als auch einen Kryokühler-Kühlkopf und umfasst Ausführungen, in denen die erste Stufe des Kryokühler-Kühlkopfes in Festleitungswärmekontakt mit dem Hitzeschild steht und in denen die zweite Stufe des Kryokühler-Kühlkopfes das Gefäß mit dem flüssigen Helium durchdringt, um das „verdampfte" Helium zu rekondensieren.
Bekannte widerstandsfähige und supraleitfähige MRI-Magnetausführungen umfassen geschlossene MRI-Magnete und offene MRI-Magnete. Geschlossene MRI-Magnete weisen typischerweise eine einzelne röhrenförmige widerstandsfähige oder supraleitfähige Spulenanordnung mit einer Bohrung auf. Die Spulenanordnung umfasst mehrere radial ausgerichtete und in Längsrichtung im Abstand liegende widerstandsfähige oder supraleitfähige Hauptspulen, wobei jede einen großen, identischen elektrischen Strom in dieselbe Richtung überträgt. Die Hauptspulen sind daher ausgelegt, um ein Magnetfeld einer hohen Gleichförmigkeit in einem typischen kugelförmigen Bildvolumen zu erzeugen, das in der Bohrung des MRI-Magneten zentriert ist, wo das abzubildende Objekt platziert wird.
Offene MRI-Magneten, die C-förmige und Tragepfosten-MRI-Magnete aufweisen, nutzen typischerweise zwei im Abstand liegende Spulenanordnungen, wobei der Abstand zwischen den Anordnungen das Bildvolumen enthält und den Zugriff durch medizinisches Personal für chirurgische oder andere medizinische Verfahren während der Magnetresonanzbildgebung zulässt. Der Patient kann in diesem Abstand oder in der Bohrung der ringförmigen Spulenanordnungen positioniert werden. Der offene Abstand hilft dem Patienten, das Gefühl von Platzangst zu überwinden, das in einer geschlossenen MRI-Magnetausführung aufkommen kann.
Bei offenen MRI-Magnetausführungen ist auch bekannt, einen Eisenpolschuh in die Bohrung einer widerstandsfähigen oder supraleitfähigen Spulenanordnung zu platzieren. Der Eisenpolschuh erhöht die Stärke des Magnetfeldes und passt durch Formen der Oberfläche des Polschuhs das Magnetfeld magnetisch an und verbessert die Homogenität des Magnetfel des. Nichtmagnetisierbare Tragepfosten werden mit der Oberfläche der Polschuhe verbunden. Bei horizontal ausgerichteten offenen MRI-Magneten ist weiterhin bekannt, dass das Magnet mithilfe zweier in Abstand liegender Füße, die an die Anordnung angebracht sind, auf dem Boden getragen wird, wobei solche Füße die Anordnungen anheben, um unterhalb der Anordnungen Platz für Kabel und Rohre etc. bereitzustellen.
Die Schärfe eines MRI-Bildes hängt zum Teil von dem Magnetfeld in dem Bildvolumen ab, das zeitkonstant und hoch homogen ist. Allerdings erleidet das Magnetfeld in Systemen aus dem Stand der Technik eine Zeit- und Raumdeformation, die durch Vibrationen durch in der Umwelt auftretende Störungen hervorgerufen werden. Geringe relative Bewegungen zwischen beliebigen magnetischen Elementen werden wesentliche Magnetfeldstörungen hervorrufen und damit die Bildqualität reduzieren.
EP 1 085 336 beschreibt eine Vibrationsisolationsauflage für ein MR-Bildgebungssystem.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein offenes MRI-System gemäß dem angefügten Anspruch 1 bereitgestellt.
Gemäß einem anderen bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Installieren eines offenen MRI-Systems gemäß dem angefügten Anspruch 6 bereitgestellt.
Gemäß einem anderen bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Nachrüsten eines be reits bestehenden offenen MRI-Systems gemäß dem angefügten Anspruch 8 bereitgestellt.
Die Ausführungsformen der Erfindung werden nun als Beispiel mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen:
die 1–6 schematische Seitenquerschnittansichten der Komponenten eines MRI-Systems gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. In den Figuren stellen gleiche Bezugszeichen durchweg gleiche Elemente dar.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben realisiert, dass alle Standorte, die ein MRI-System aufweisen, wie z. B. im selben Gebäude installierte elektrische oder mechanische Geräte, einer Form von in der Umwelt auftretenden Störungen unterliegen. Die in der Umwelt auftretenden Störungen oder Vibrationen regen durch die Anbringung des MRI-Systems am Gebäude, wie z. B. am Boden, den Wänden oder der Decke eines Raumes des das MRI-System enthaltenen Gebäudes, die Magnete des MRI-Systems an. Die bedeutendste dieser Anbringungen ist der Fußträger, der am Boden angebracht ist, um die Magnete des MRI-Systems zu fixieren.
Der Fußträger überträgt die in der Umwelt auftretenden Störungen und Vibrationen an die Magnete des MRI-Systems, wodurch die Bildqualität schwächer wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, dass mithilfe eines einstellbaren Vibrationsisolationssystems anstelle von herkömmlichen Fuß- oder anderen festen Trägerstrukturen, die an horizontal ausgerichteten offenen MRI-Magneten zu finden sind, ermöglicht wird, die natürliche Frequenz der MRI-Magnete zu einem stellendefinierten Wert zu verschieben. Dadurch kann die natürliche Frequenz der MRI-Magnete auf einen Wert eingestellt werden, an dem die Empfindlichkeit der Magnete für Vibration bei den herrschenden Frequenzen, die durch in der Umwelt auftretende Störungen an die Magnete weitergegeben wird, verringert oder minimiert wird.
In der vorliegenden Erfindung wird eine einstellbare Balancemasse in Kombination mit dem Vibrationsisolationssystem verwendet, um die Schwerpunktstabilität des Vibrationsisolationssystem zu verbessern, wenn pneumatische Isolatoren verwendet werden.
Das Vibrationsisolationssystem ist ebenfalls vorteilhaft, da es ziemlich kostengünstig ist. Das Isolationssystem kann kommerziell erhältliche Isolatoren verwenden, die konfiguriert sind, um ein neues MRI-Magnetsystem zu tragen oder in ein bereits bestehendes MRI-Magnetsystem nachgerüstet zu werden.
1 zeigt konzeptionell Komponenten eines Isolationssystems für ein MRI-Magnetsystem 1, die in einer „Zweischalen"-Konfiguration gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung angeordnet sind. Das Isolationssystem besteht aus einem Vibrationsisolationssystem 2 und einer einstellbaren Balancemasse 3. Das Vibrationsisolationssystem 2 umfasst ein konzeptionelles variables Federelement 4 und ein konzeptionelles variables Dämpferelement 5. Das Federelement 4 und das Dämpferelement 5 können in dasselbe Gerät integriert werden oder verschiedene Geräte umfassen (d. h. in diesem Fall umfasst das System 2 zwei einzelne Geräte). Es sollte beachtet werden, dass einige oder all diese konzeptionellen Elemente 3, 4 und 5 allgemein konstruiert werden und viele Elemente umfassen, die ähnliche Leistungseigenschaften aufweisen. Zum Beispiel umfasst das Federelement 4 mechanische Federn, Luftisolatoren, piezoelektrische Betätigungsisolatoren, elastisches Gurtband und andere Hilfsmittel, die für Frequenzisolation sorgen.
2 stellt einen Teil eines MRI-System gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Das MRI-System umfasst ein offenes MRI-Magnetsystem 10, das eine erste Magnetanordnung 12, eine zweite Magnetanordnung 14 und mindestens ein Trageelement (wie z. B. die zwei Tragebalken 16 und 18, die in 2 dargestellt sind) und ein Vibrationsisolationssystem 20 enthält. Allerdings können auch mehr als zwei Tragebalken oder andere Trageelementarten (d. h. C-förmige Träger) bereitgestellt werden. Zusätzliche Teile des MRI-Systems, wie z. B. die Kontrollelektronik und Kühlfluidzuleitungsrohre, sind um Klarheit willen in 2 nicht dargestellt.
Die erste Anordnung 12 weist eine in Längsrichtung verlaufende und im Allgemeinen vertikal ausgerichtete erste Achse 22, mindestens eine supraleitfähige Hauptspule 24 und ein erstes Vakuumgefäß 26 auf. "Allgemein vertikal ausgerichtet" bedeutet vertikal ausgerichtet plus minus zwanzig Grad. Die mindestens eine supraleitfähige Hauptspule 24 der ersten Anordnung 12 ist im Allgemeinen koaxial zur ersten Achse 22 ausgerichtet und überträgt einen ersten elektrischen Hauptstrom in eine erste Richtung. Die erste Richtung wird definiert, um entweder eine Umfangsrichtung im Uhrzeigersinn oder eine Umfangsrichtung gegen den Uhrzeigersinn um die erste Achse 22 darzustellen, wobei eine leicht längsgerichtete Komponente der Stromrichtung ignoriert wird. Das erste Vakuumgefäß 26 umschließt mindestens eine supraleitfähige Hauptspule 24 der ersten Anordnung 12 und umgibt vorzugsweise eine erste Bohrung 70. Ein erster Magnetpolschuh 68 ist im Allgemeinen koaxial zur ersten Achse 22 ausgerichtet, innerhalb der ersten Bohrung 70 und außerhalb des ersten Vakuumgefäßes 26 angeordnet und an dem ersten Vakuumgefäß 26 angebracht.
Die zweite Anordnung 14 liegt in Längsrichtung im Abstand von und ist im Allgemeinen vertikal unterhalb der ersten Anordnung 12 angeordnet. Die zweite Anordnung 14 weist eine in Längsrichtung verlaufende zweite Achse 28, mindestens eine supraleitfähige Hauptspule 30 und ein zweites Vakuumgefäß 32 auf. Die zweite Achse 28 ist im Allgemeinen koaxial zur ersten Achse 22 ausgerichtet. Die mindestens eine supraleitfähige Hauptspule 30 der zweiten Anordnung 14 ist im Allgemeinen koaxial zur zweiten Achse 28 ausgerichtet und überträgt einen zweiten elektrischen Hauptstrom in die zuvor beschriebene erste Richtung. Das zweite Vakuumgefäß 32 umschließt die mindestens eine supraleitfähige Hauptspule 30 der zweiten Anordnung 14 und umgibt vorzugsweise eine zweite Bohrung 74. Ein zweiter Magnetpolschuh 72 ist im Allgemeinen koaxial zur zweiten Achse 28 ausgerichtet, innerhalb der zweiten Bohrung 74 und außerhalb des zweiten Vakuumgefäßes 32 angeordnet und an dem zweiten Vakuumgefäß 32 angebracht. Das Vakuumgefäß 32 enthält im Allgemeinen horizontal ausgerichtete ringförmige Wände 60 und 62 und in Umfangsrichtung verlaufende Wände 64 und 66. Die Wände 60, 62, 64 und 66 umschließen die Spule 30.
Mindestens ein Trageelement, wie z. B. die Tragebalken 16 und 18, weist ein an die erste Anordnung 12 angebrachtes erstes Ende 34 und ein an die zweite Anordnung 14 angebrachtes zweites Ende 36 auf. Jeder Tragebalken oder jedes Trageelement besteht vorzugsweise aus einem nicht magnetisierbaren Material oder umfasst mindestens einen nicht magnetisierbaren Materialteil, der einen magnetisierbaren Weg zwischen seinen Enden blockiert. Solch nicht magnetisierbares Material weist eine relative Permeabilität von allgemeiner Einheitlichkeit auf. Beispiele für nicht magnetisierbare Materialien umfassen Aluminium, Kupfer, nicht magnetisierbarer Edelstahl, Kunststoff, Holz etc.
Das Vibrationsisolationssystem 20 der Ausführungsform von 2 umfasst einen oder mehrere Isolatoren 120, die unterhalb der zweiten (d. h. unteren) Anordnung 14 positioniert sind. In dieser Ausführungsform können die Isolatoren 120 entweder passive oder aktive Isolatoren sein. Zum Beispiel können passive pneumatische Isolatoren, wie z. B. Gimbal Piston oder MaxDamp^®, oder aktive Isolatoren, wie z. B. STACIS^® 2000 oder 3000 Aktive Piezoelektrische Vibrationskontrollsystemeinheiten verwendet werden. Diese Isolatoren werden von der Technical Manufacturing Corporation (TMC) in Peabody, Massachusetts (siehe www.techmfg.com) hergestellt.
Die pneumatischen Isolatoren funktionieren durch den Druck in einem Volumen, der auf einen Kolbenbereich wirkt, um die Belastung gegen die Schwerkraft zu tragen. Eine verstärkte rollende Gummimembran bildet eine Abdichtung zwischen dem Luftbehälter und dem Kolben. Der Druck in dem Isolator wird durch ein Höhenkontrollventil kontrolliert, das die Höhe der Nutzlast erfasst und den Isolator mit Luft füllt, bis die Nutzlast „schwebt". Daher agiert die Isolatoranordnung 120 in diesem Fall als ein Federelement und als ein Dämpfer.
Bei den aktiven Isolatoren 120 werden aktiv kontrollierte piezoelektrische Aktuatoren verwendet, um die Vibration auf der Nutzlast (d. h. das MRI-Magnetsystem) aufzuheben. Dieses System umfasst eine „Innenschleifen"-Dämpfungsfunktion, bei der Vibrationssensoren Bodengeräusche messen, die aufbereitet und verwendet werden, um die Vibration aufzuheben, und eine „Außenschleifen"-Dämpfungsfunktion, bei der auf Nutzlastseite des Systems befestigte Vibrationssensoren die auf der Nutzlast verbleibende Vibration messen, die in einer Feedbackschleife verwendet wird, um die Vibration weiter zu reduzieren. Es sollte beachtet werden, dass auch jeder andere kommerzielle Standard- oder individuell gefertigte Isolator verwendet werden kann, vorausgesetzt, er bietet die entsprechende Vibrationsisolation.
In 2 bieten die Isolatoren 120 den einzigen lastaufnehmenden Träger für die zweite Anordnung 14 (und vorzugsweise für das vollständige Magnetsystem 10). Die Isolatoren 120 werden in Bezug auf die zweite Achse 28 so positioniert, dass jeder Isolator eine gewünschte Last trägt. Zum Beispiel können vier bis zwanzig, vorzugsweise zehn Isolatoren 120 in der Standfläche der zweiten Anordnung 14 angeordnet sein, um das Magnetsystem 10 zu tragen. Die Isolatoren 120 werden an einem Boden 42 eines Gebäudes oder anderen Trägers für das MRI-System angebracht.
Das Isolationssystem 20 kann freiliegen (d. h. unter dem Magnetsystem 10 sichtbar) oder umschlossen sein. Vorzugsweise ist das Isolationssystem 20 aus ästhetischen, hy gienischen und akustischen Gründen von einer Einfassung (um der Klarheit willen in 2 nicht dargestellt) umschlossen. Es ist wünschenswert, dass das Isolationssystem 20 in der Standfläche des MRI-Magnetsystems 10 enthalten ist, egal ob es umschlossen ist oder nicht.
Vorzugsweise stellt das Vibrationsisolationssystem 20 eine einstellbare Dämpfungs- und Federkonstante bereit. Dies erlaubt die Einstellung der natürlichen Frequenz des MRI-Magnetsystems 10 auf einen standortdefinierten Bereich. Das kann sowohl beim Hersteller als auch am Installationsort des MRI-Systems erfolgen. Das Isolationssystem 20 wird vorzugsweise so ausgewählt, dass seine Dämpfungsfunktion den Magnetsystem-Q-Faktor minimiert und die Bandbreite der Vibrationsantwort bei den vorherrschenden Frequenzen kontrolliert. Darüber hinaus stellt das Isolationssystem auch vorzugsweise ein ausreichend hohes Dämpfen bereit, um die Schwerpunktstabilität des Magnetsystems zu verbessern. Daher werden die Isolatoren 120 so ausgewählt, dass sie die vorstehenden Funktionen bereitstellen können.
Das Vibrationsisolationssystem 20 wird in der Nachrüstung eines bestehenden MRI-Systems (d. h. aus dem Stand der Technik) verwendet, wie in 3 dargestellt. Ein MRI-System aus dem Stand der Technik wird gewöhnlich fest (d. h. verschraubt, geklemmt und/oder geschweißt) auf dem Boden eines Gebäudes angebracht, durch die Trägerstruktur, wie z. B. Beine oder eine gekrümmte Einfassung 124, wie in US-Patent Nr. 6,198,371 beschrieben. Beim Nachrüsten des MRI-Systems werden, um die Nachrüstkosten zu senken, die Tragbeine oder die Einfassung 124 nicht von dem MRI-System entfernt, nachdem das MRI-System vom Boden (d. h. abgeschraubt, abgeklemmt etc.) entfernt wurde. Somit kann an stelle des Entfernens der bestehenden Träger das Vibrationsisolationssystem 20 mit den Trägern angeordnet werden. Das alles ist notwendig, um die Höhe der MRI-Magnetanordnung 10 zu erhöhen, so dass der Boden der bereits bestehenden Trägerstruktur nicht den Boden 42 des Gebäudes berührt. Wie in 3 dargestellt, sind Pfosten 122 oder andere Lastträgerobjekte unter den Isolatoren 120 platziert, um die MRI-Magnetanordnung 10 auf eine Höhe zu erhöhen, die ausreicht, um zu verhindern, dass die Tragbeine oder die Einfassung den Gebäudeboden 42 berührt.
Eine Balancemasse 128 ist dem Isolationssystem 20 hinzugefügt, wie in 5 dargestellt. In dieser Ausführungsform wird die Balancemasse 128 von einem Balancemassenträger 130 getragen, der mit der Halterung der Konstruktion 126 verbunden ist. Alternativ kann die Balancemasse 128 direkt mit der Halterung der Konstruktion 126 verbunden werden oder direkt mit der unteren Anordnung 14 des Magnetsystems, wenn die Halterung 126 fehlt. Die Balancemasse 128 kann jedes schwere Objekt sein, wie z. B. Metall- oder Keramikstangen oder Gewichte. Vorzugsweise werden die optionalen Pfosten 122 auch in Kombination mit der Balancemasse 128 verwendet, um die Isolatoren vom Boden 42 anzuheben, um einen ausreichenden Zwischenraum für die Platzierung der Balancemasse bereitzustellen, wie in 5 dargestellt.
Die Balancemasse 128 ist einstellbar, um zulassen, dass der Schwerpunkt der Magnetanordnung 10 geändert werden kann, um die Schwerpunktstabilität zu verbessern. Die Balancemasse 128 kann eingestellt werden, indem sie in Bezug auf das Magnetsystem 10 angehoben oder abgesenkt wird. Die Einstellungen können zum Beispiel erfolgen, indem der Träger 130 manuell (d. h. durch Verwenden einer Nivellier schraube oder ähnlichen Elementen), elektrisch oder hydraulisch angehoben oder abgesenkt wird. Alternativ können die Einstellungen erfolgen, indem der Balancemasse 128 Masse hinzugefügt oder weggenommen wird. Zum Beispiel kann/können der Balancemasse zur Einstellung eine oder mehrere beschwerende Platten hinzugefügt oder weggenommen werden. Am bevorzugtesten ist die Balancemasse 128 am Standort (d. h. in dem Gebäude, in dem das MRI-System untergebracht wird) einstellbar, nachdem die Umweltvibrationen an diesem Standort bestimmt wurden.
Eine Konstruktion, die unterhalb ihres Massemittelpunkts getragen wird, ist forminstabil, da sich ihr Massemittelpunkt horizontal auf eine Art bewegt, die die Neigung weiter erhöhen möchte. Die maximal erlaubte Höhe des Massemittelpunkts des Magnetsystems verbessert sich mit dem Quadrat der Trennung der Isolatoren 120 und der Steifheit der Isolatoren 120. Die Balancemasse 128 reduziert den Massemittelpunkt der Konstruktion, um die Schwerpunktstabilität der Konstruktion zu verbessern. Das dichtere Heranführen des Magnetsystems 10 an seinen Massemittelpunkt wird das Schwanken des Magnetsystems 10 verringern und somit das MRI-Bild verbessern. Die Balancemasse 128 kann so konfiguriert werden, dass sie mit den Isolatoren arbeitet, um die natürliche Frequenz des Systems zu ändern und die Größe der von dem Magnetsystem 10 wahrgenommenen Vibrationen zu verringern.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in 6 dargestellt, in der die Balancemasse 128 mit pneumatischen (d. h. Luft) Isolatoren 120 verwendet wird. Die Isolatoren 120 werden mit Luft (oder einem anderen Gas) aus einer Luftquelle 132 über eine Leitung 134 versorgt. Ein Höhenkontrollventil 136 wird ebenfalls bereitgestellt, um den Luftstrom durch die Leitung 134 zu kontrollieren, um den Druck in den Isolatoren 120 zu kontrollieren. Das Ventil 136 kann manuell oder computergesteuert werden. 6 stellt auch eine alternative Konfiguration des Isolationssystems 20 dar, in der die optionale Balancemasse 128 direkt mit der Halterung 126 der Konstruktion verbunden ist und der Balancemassenträger fehlt.
Das MRI-System kann folgendermaßen an einer bestimmten Stelle installiert werden. Die in der Umwelt auftretenden Störungen und Vibrationen werden an einer bestimmten Stelle gemessen. Die Messungen erfolgen vorzugsweise vor der Installation das MRI-Systems an einer bestimmten Stelle.
Anschließend werden basierend auf den Messungen die Isolatoren ausgewählt, so dass die natürliche Frequenz des MRI-Magnetsystems und das Dämpfen der Isolatoren eine bedeutende Verringerung der Bodenvibrationsdurchlässigkeit über den gesamten Frequenzbereich bereitgestellt wird. Ein Isolatorsystem mit hoher Dämpfung wird vorzugsweise ausgewählt, wenn an der bestimmten Stelle eine geringe Frequenzerregung (d. h. Vibrationen oder Störungen) wichtig ist. Ein Isolatorsystem mit geringer Dämpfung wird vorzugsweise ausgewählt, wenn die bestimmte Stelle nur Hochfrequenzstörungen oder -vibrationen aufweist.
Darüber hinaus wird das Dämpfen der Isolatoren eingestellt, um den Magnetsystem-Q-Faktor zu minimieren und die Bandbreite der Vibrationsantwort des Magnetsystems bei den vorherrschenden Frequenzen zu kontrollieren. Die Balancemasse wird eingestellt, um den Schwerpunkt des Systems und die natürliche Frequenz der MRI-Magnete zu optimieren. Da her sind die Frequenz und das Dämpfen standorteinstellbar, da sie eingestellt sind, um für einen bestimmten Standort optimiert zu sein. Die Einstellungen können erfolgen, bevor oder nachdem das MRI-System an einem bestimmten Standort installiert ist (d. h. an einem Boden 42 des Gebäudes angebracht, in dem das MRI-System untergebracht ist).
Es sollte beachtet werden, dass zusätzliche supraleitfähige Hauptspulen, supraleitfähige Abschirmspulen, supraleitfähige Korrekturspulen und magnetisierbare Ringe vorhanden sein können, wie Fachleuten bekannt ist, allerdings wurde um Klarheit willen in den Figuren auf solche Spulen und Ringe verzichtet. Gleichermaßen wurde um Klarheit willen auf Spulenformen (wenn erforderlich) zum Tragen der supraleitfähigen Hauptspulen und Abstandshalter zum Positionieren eines Hitzeschildes in Bezug auf ein kryogenes Gefäß und zum Positionieren eines Hitzeschildes mit Bezug auf ein Vakuumgefäß in den Figuren verzichtet, sie sind Fachleuten aber gut bekannt.

Claims

Offenes MRI-System (1, 10), umfassend: (a) eine erste Magnetanordnung (12), umfassend: (1) eine in Längsrichtung verlaufende erste Achse (22); (2) mindestens eine supraleitfähige Hauptspule (24), welche um die erste Achse herum positioniert ist und einen ersten elektrischen Hauptstrom in eine erste Richtung überträgt; und (3) ein erstes Vakuumeingefäß (26), das die mindestens eine supraleitfähige Hauptspule der ersten Anordnung umschließt; (b) eine zweite Magnetanordnung (14), die in Längsrichtung im Abstand von der ersten Anordnung (12) und unterhalb von dieser liegt, umfassend: (1) eine in Längsrichtung verlaufende zweite Achse (28), die im Allgemeinen koaxial zur ersten Achse ausgerichtet ist; (2) mindestens eine supraleitfähige Hauptspule (30), die um die zweite Achse herum positioniert ist und einen zweiten elektrischen Hauptstrom in eine erste Richtung überträgt; (3) ein zweites Vakuumgefäß (32), das die mindestens eine supraleitfähige Hauptspule der zweiten Anordnung umschließt; (c) mindestens einen Tragebalken (16, 18), der außerhalb des ersten und zweiten Vakuumgefäßes liegt und ein erstes Ende (34) aufweist, das an der ersten Anordnung befestigt ist, sowie ein zweites Ende (36) aufweist, das an der zweiten Anordnung befestigt ist; und (d) ein Vibrationsisolationssystem (20); wobei das offene MRI-System dadurch gekennzeichnet ist, dass es ferner einen einstellbaren Träger (130) zum Balancieren einer Masse (3, 128) zum Zwecke der Optimierung des Schwerpunkts des Systems und der natürlichen Frequenz der Magnetanordnungen (12, 14) umfasst.
Offenes MRI-System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich beim Vibrationsisolationssystem (2, 20) eine Federkonstante und eine Dämpfung einstellen lassen.
Offenes MRI-System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vibrationsisolationssystem (2, 20) eine Vielzahl von pneumatischen Isolatoren (120) umfasst.
Offenes MRI-System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vibrationsisolationssystem (2, 20) eine Vielzahl von aktiven Vibrationskontrollisolatoren (120) umfasst.
Offenes MRI-System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vibrationsisolationssystem (2, 20) an einem Boden befestigt ist und das MRI-Magnetsystem (1, 10) über dem Vibrationsisolationssystem angebracht ist.
Verfahren zur Installation eines offenen MRI-Systems (1, 10), wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellung eines offenen MRI-Systems gemäß Anspruch 1; Messung von in der Umwelt auftretenden Störungen und Vibrationen an einem ersten Standort; Auswahl des Vibrationsisolationssystems auf der Grundlage des Messungsschritts; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es ferner umfasst: Optimierung des Schwerpunkts des Systems und der natürlichen Frequenz der Magnetanordnungen (12, 14) durch Anpassung des Balanciermassenträgers; und Installation des MRI-Systems am ersten Standort.
Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswahlschritt umfasst: Auswahl eines Isolationssystems mit starker Dämpfung, wenn am ersten Standort Vibrationen oder Störungen mit niedrigen Frequenzen gemessen werden; Auswahl eines Isolationssystems mit schwacher Dämpfung, wenn am ersten Standort lediglich Vibrationen oder Störungen mit hohen Frequenzen gemessen werden.
Verfahren zur Nachrüstung eines vorhandenen offenen MRI-Systems (1, 10), dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes umfasst: Anbringen eines Vibrationsisolationssystems (82, 20) am Magnetsystem des vorhandenen MRI-Systems sowie die Einstellung eines Trägers (130) für eine Balanciermasse (3, 128) zur Optimierung des Schwerpunkts des Systems und der natürlichen Frequenz der ersten und zweiten Magnetanordnung (12, 14) beim vorhandenen offenen MRI-System.