DE69311296T2

DE69311296T2 - Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes für den Gebrauch zur Bilderzeugung mittels magnetischer Resonanz vom supraleitenden Typ

Info

Publication number: DE69311296T2
Application number: DE69311296T
Authority: DE
Inventors: Kimiharu Ohta; Masahiro Yuki
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1993-02-05
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2013-07-31
Also published as: EP0609604A1; JP3266355B2; EP0609604B1; US5384538A; JPH06233747A; DE69311296D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung an einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes, die mit supraleitenden Spulen arbeitet und beispielsweise in einem medizinischen, mit magnetischer Kernresonanz arbeitenden Tomographen (im folgenden als MRI bezeichnet) verwendet wird, und sie bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes, die in einem MRI vom supraleitenden Typ verwendet wird und die relativ wenig kostspielig und zur Bildung eines Magnetfeldes mit hoher Homogenität in einem vorgegebenen, für die medizinische Anwendung erforderlichen Raum fähig ist.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein MRI ist eine Vorrichtung, bei welcher eine zu untersuchende Person teilweise oder ganz in den Spalt einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes gelegt wird, die zum Erhalten eines tomographischen Bildes eines Objekts ein starkes Magnetfeld erzeugt und die weitgehend die Natur des Gewebes dieses Objekts ermitteln kann.
Vorrichtungen zur Erzeugung eines Magnetfeldes zur Verwendung in einem MRI können dem Permanentmagnet- Typ, dem Normalleitungstyp und dem Supraleitungstyp angehören, wobei im allgemeinen weitgehend der Supraleitungstyp verwendet worden ist, da in ihm ein extrem starkes Magnetfeld von 0,5 bis 2 T (Tesla) in stabiler Weise erhalten werden kann.
Bei einem MRI vom Supraleitungstyp werden, da eine zu untersuchende Person in ein starkes statisches Magnetfeld hineingelegt werden muß, gewöhnlich zylindrische Spulen, wie beispielsweise Solenoid-Spulen oder Helmholtz-Spulen verwendet, und die zu untersuchende Person wird in einen von den Spulen begrenzten zylindrischen Raum hineingelegt, und die axiale Richtung des zylindrischen Raumes fällt mit einer Körperachse der zu untersuchenden Person zusammen.
Die Spulen der oben erwähnten Ausbildung bringen das Problem mit sich, daß die öffnungen der Vorrichtung klein und nur an zwei Stellen angeordnet sind und daß die zur Erzeugung von Bildern hoher Qualität erforderliche Homogenität des Magnetfeldes nur erhalten werden kann, wenn die Vorrichtung in Richtung ihrer Tiefe eine ausgedehnte Länge besitzt, so daß bei der Person, die hineingelegt werden soll, eine psychisch bedrückende Empfindung hervorgerufen wird, wenn die Länge in Richtung der Tiefe der Vorrichtung vergrößert wird.
Als eine Einrichtung mit einer, verglichen mit der Einrichtung, die wie oben beschrieben zylindrische Spulen verwendet, in Richtung der Tiefe der Vorrichtung relativ reduzierten Länge, ist ein MRI vom Supraleitungstyp vorgeschlagen worden, bei dem ein Paar von Magnetpolstücken mit in Umfangsrichtung angeordneten supraleitenden Spulen einander gegenüberliegend angeordnet sind, zur Begrenzung eines vorgegebenen Spaltes zwischen ihnen (USP 4766378). Da jedoch auch bei dieser Einrichtung ein Paar von Magnetpolstücken jeweils auf einem plattenartigen Joch angeordnet sind, das jeweils an beiden Enden eines kurzen zylindrischen Joches angeordnet ist und eine zu untersuchende Person durch eine am äußeren Umfang des kurzen zylindrischen Joches angeordnete Öffnung hineingelegt wird, wie in Fig. 14 dargestellt, kann kein wesentlicher Effekt zur Reduzierung der psychisch bedrückenden Empfindung erreicht werden.
Sowohl bei den Einrichtungen mit zylindrischen Spulen als auch bei denen mit einem Paar von Magnetpolstücken, wie oben beschrieben, besteht eine harte Forderung nach einer Reduzierung der psychisch bedrückten Empfindung für die zu untersuchende Person. Weiterhin ist es, da supraleitende Spulen als ein Magnetfeld erzeugende Quellen benutzt werden, unbedingt notwendig, eine Kühlvorrichtung vorzusehen, um die Spulen beispielsweise auf der Temperatur des flüssigen Heliums zu halten, d.h. auf einer kryogenen Temperatur, so daß für die effektive Anordnung und Ausbildung der supraleitenden Spulen eine harte Forderung dahingehend besteht, die Kosten eines MRI vom Supraleitungstyp zu reduzieren.
Da jedoch beim MRI vom Supraleitungstyp, der beispielsweise, wie oben erwähnt, ein Paar von Magnetpolstücken verwendet, ein Paar teurer supraleitender Spulen benötigt wird, und wenn ein einseitig angeregtes System verwendet wird, bei dem supraleitende Spulen in Umfangsrichtung an lediglich einer der einander gegenüberliegenden Spulenpaare angeordnet sind, mit dem bloßen Ziel, die Kosten zu reduzieren, wird das Magnetfeld an der Seite des mit der in Umfangsrichtung angeordneten supraleitenden Spule versehenen Magnetpolstücks vergrößert und entsprechend tritt ein Ungleichgewicht des magnetischen Feldes in der vertikalen Richtung des Magnetfeldes auf und die Homogenität innerhalb des vorgegebenen Raumes, in welchen die Person hineingelegt werden soll, wird extrem verschlechtert.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes zur Verwendung bei einem MRI vom Supraleitungstyp zu schaffen, die eine relativ wenig kostspielige Ausbildung besitzt und bei welcher supraleitende Spulen in Umfangsrichtung nur an einem Magnetpolstück eines einander gegenüberliegend angeordneten Paares vorgesehen sind und die dazu fähig ist, die Forderung nach einer hohen Homogenität des Magnetfeldes für medizinische Zwecke zu erfüllen und eine offene Ausbildung aufweist mit einer so großen Öffnung, daß bei einer zu untersuchenden Person keine psychisch bedrückenden Empfindungen auftreten.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfinder haben verschiedene Untersuchungen bezüglich der Ausbildung eines MRI vom Supraleitungstyp, bei welchem die supraleitende Spule in Umfangsrichtung nur an einem Magnetpolstück eines einander gegenüberliegenden Paares angeordnet ist und mit dem eine große Homogenität des magnetischen Feldes in einem zwischen einem Paar von Magnetpolstücken gebildeten Raum erhalten werden kann, durchgeführt, und als Ergebnis wurde die vorliegende Erfindung gemacht, die auf der Erkenntnis beruht, daß das vertikale Ungleichgewicht des Magnetfeldes verursacht wird, weil das Magnetfeld an der Seite des einen der Magnetpolstücke, das eine in Umfangsrichtung angeordnete supraleitende Spule aufweist, vergrößert ist und dies die Homogenität des Magnetfeldes extrem verschlechtert, aber das dieses Ungleichgewicht des Magnetfeldes verbessert werden kann, indem der Außendurchmesser des mit der in Umfangsrichtung angeordneten supraleitenden Spule versehenden Magnetpolstücks größer gemacht wird als der Außendurchmesser des anderen Magnetpolstücks, das keine supraleitende Spule aufweist.
Dies bedeutet, daß die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes zur Verwendung in einem MRI vom Supraleitungstyp schafft mit einem magnetischen Kreis, in dem ein Paar von Magnetpolstücken einander gegenüberliegend mit einem vorgegebenen, zwischen ihnen definierten Spalt angeordnet und über Joche miteinander verbunden sind, und bei der eine supraleitende Spule in Umfangsrichtung nur an einem der Magnetpolstücke angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser des Magnetpolstücks mit den in Umfangsrichtung angeordneten Spulen größer gemacht wird, als der Außendurchmesser des anderen Magnetpolstücks.
Weiterhin wurde bestätigt, daß die bei einer zu untersuchenden Person hervorgerufene psychisch bedrückende Empfindung merklich reduziert werden kann, indem die Ausbildung der Magnetpolstücke, wie oben beschrieben, angepaßt wird und indem weiterhin die Joche zur Verbindung eines Paares von Magnetpolstücken derart angepaßt werden, daß ein magnetischer Kreis derart definiert wird, daß die Joche ein Paar plattenartiger Joche aufweisen, von denen jedes ein an seiner Innenseite befestigtes Magnetpolstück besitzt, sowie vier bolzenartige Joche zur einander gegenüberliegenden Anordnung der plattenartigen Joche mit einem vorgegebenen Spalt dazwischen, wodurch die Umfangsrichtung stark erweitert wird zu einem geforderten Raum, der die große Homogenität des magnetischen Feldes aufweist.
Das Magnetpolstück, welches keine in Umfangsrichtung angeordnete supraleitende Spule besitzt, kann in jeder beliebigen Gestalt ausgebildet sein und insbesondere kann die Homogenität des Magnetfeldes weiter verbessert werden, indem ein beilagenartiger ringförmiger Vorsprung am äußeren Umfang und ein scheibenartiger Vorsprung in einem zentralen Teil der dem Spalt gegenüberliegenden Oberfläche angeordnet wird,und es ist wünschenswert, daß die Magnetpolstücke in Abhängigkeit von der geforderten Homogenität des Magnetfeldes oder dergleichen ausgewählt werden, was unterschiedliche spezifische Ausbildungen der Magnetpolstücke einschließt, welche, wie später beschrieben wird, eine in Umfangsrichtung angeordnete supraleitende Spule aufweisen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein erläuternder vertikaler Querschnitt, der eine bevorzugte Ausführungsform einer ein Magnetfeld erzeugenden Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung darstellt;
Die Fig. 2A und B sind jeweils ein erläuternder vertikaler Querschnitt und eine Aufsicht, welche eine Vergleichsausführungsform zeigen;
Die Fig. 3 bis 8 sind erläuternde vertikale Querschnitte, welche andere bevorzugte Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds nach der vorliegenden Erfindung zeigen;
Die Fig. 9 und 10 sind erläuternde perspektivische Ansichten, welche Wege zeigen, die Jochteile zusammenzubauen;
Fig. 11 bis Fig. 13 sind graphische Darstellungen, welche die Verteilung des Magnetfeldes in der Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes nach der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 14 ist eine erläuternde perspektivische Darstellung, welche eine Ausführungsform für die Ausbildung eines MRI vom supraleitenden Typ nach dem Stand der Technik zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nunmehr Beschreibungen speziell im Hinblick auf die Funktionsweise der Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes zur Verwendung in einem MRI vom supraleitenden Typ gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben. Fig. 1 ist ein erläuternder vertikaler Querschnitt, der ein Beispiel einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Fig. 2A und B sind jeweils ein erläuternder vertikaler Querschnitt, der die Ausbildung einer Vergleichsausführungsform zeigt und ein erläuternder Querschnitt nach der Linie a-a in Fig. 2A. Die Fig. 3 bis Fig. 8 sind erläuternde vertikale Querschnitte, welche andere Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes nach der vorliegenden Erfindung zeigen.
Bei der Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes, die in den Fig. 2A und B dargestellt ist, ist ein Paar von Jochplatten 1, 2 mit Hilfe von vier bolzenartigen Jochen 5 einander gegenüberliegend angeordnet. Scheibenartige Magnetpolstücke 3, 4, die jeweils identischen Außendurchmesser besitzen, sind im zentralen Teil der einander gegenüberliegenden Flächen an jeder der Jochplatten 1, 2 angeordnet, zwischen denen ein Raum 10 definiert ist, und eine supraleitende Spule 6 ist in Umfangsrichtung nur an dem unteren Magnetpolstück 4 des Paares von einander gegenüberliegend angeordneten Magnetpolstücken 3, 4 angeordnet. Da das Magnetfeld an der Seite des die in Umfangsrichtung angeordnete supraleitende Spule 6 aufweisenden Magnetpolstücks 4 stärker ist, wird ein vertikales Ungleichgewicht in dem vertikalen magnetischen Feld erzeugt, welches die Homogenität des Magnetfeldes extrem verschlechtert.
Im Hinblick auf das oben gesagte, wird der Außendurchmesser des unteren Magnetpolstücks 4, das die in Umfangsrichtung angeordnete supraleitende Spule 6 aufweist, bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung zur Erzeugung des Magnetfelds größer gemacht als der Außendurchmesser des oberen Magnetpolstücks 3, das keine supraleitende Spule 6 besitzt, wodurch das vertikale Ungleichgewicht des Magnetfelds verbessert werden kann, um das Magnetfeld in befriedigender Weise homogen zu machen.
Der Außendurchmesser des unteren Magnetpolstücks 4, das die in Umfangsrichtung angeordnete supraleitende Spule 6 aufweist, kann größer gemacht werden als der Außendurchmesser des anderen Magnetpolstücks 3, indem das Verhältnis der Außendurchmesser bei dem Paar von Magnetpolstücken 3, 4 beispielsweise in Abhängigkeit von der Ausbildung des magnetischen Kreises und der geforderten Homogenität des Magnetfeldes in geeigneter Weise ausgewählt wird, beispielsweise indem lediglich der Durchmesser des unteren Magnetpolstücks 4 vergrößert wird oder indem der Außendurchmesser des anderen Magnetpolstücks 3 verkleinert wird, wodurch der Außendurchmesser des unteren Magnetpolstücks 4 relativ vergrößert wird. In den Fig. 1 und 2 sind die Kühlvorrichtung und ähnliche Einrichtungen für die supraleitende Spule 6 aus Gründen der leichten Verständlichkeit der Merkmale der vorliegenden Erfindung weggelassen, ebenso bei den anderen Ausführungsformen.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes sind zwei Jochplatten 1 und 2 mit Hilfe von vier bolzenartigen Jochen 5 einander gegenüberliegend angeordnet, und ein Paar von Magnetpolstücken ist jeweils am zentralen Teil der einander gegenüberliegenden Flächen jeder der Jochplatten 1 und 2 befestigt, wobei an der dem Spalt gegenüberliegenden Fläche des oberen scheibenartigen Magnetpols entlang des äußeren Umfangs ein ringförmiger Vorsprung 7a und am zentralen Teil ein scheiben artiger Vorsprung 7b mit trapezförmigen Querschnitt angeordnet sind, während als unteres Magnetpolstück 8 ein ringförmiges Magnetpolstück angeordnet ist, das einen Außendurchmesser besitzt, der größer ist als der Außendurchmesser des oberen Magnetpolstücks 7.
Im Unterschied zu dem oberen Magnetpolstück 7 wird das untere Magnetpolstück 8 durch direktes Befestigen des ringförmigen Magnetpolstückes an der Jochplatte 2 gebildet, und es ist in Umfangsrichtung an seinem äußeren Umfang eine supraleitende Spule 6 angeordnet.
Es kann in dem erforderlichen im Spalt 10 gebildeten Raum ein magnetisches Feld von extrem hoher Homogenität erzeugt werden mittels einer Ausbildung, welche ein ringförmiges Magnetpolstück 8 verwendet, dessen Außendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des anderen Magnetpolstücks 7 und indem am äußeren Umfang des einen Magnetpolstücks 8 die supraleitende Spule 6 angeordnet wird.
Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes besitzt eine Ausbildung, die der Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes nach Fig. 3 ähnlich ist und bei der ein scheibenartiges Magnetpolteilstück als unteres Polstück hinzugefügt wird, welches die in Umfangsrichtung angeordnete supraleitende Spule 6 aufweist.
Dies bedeutet, daß das untere Polstück 8 ein ringförmiges Polteilstück 8a und ein scheibenartiges Polteilstück 8b aufweist, die unabhängig voneinander an der Jochplatte 2 befestigt sind, wobei das ringförmige Polteilstück 8a und das scheibenartige Polteilstück 8b im wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind und am äußeren Umfang des an der Außenseite gelegenen ringförmigen Polteilstücks 8a die supraleitende Spule 6 in Umfangsrichtung angeordnet ist.
Mit dieser Ausbildung kann in dem geforderten Raum ein Magnetfeld mit größerer Homogenität erzeugt werden, als mit der Ausbildung gemäß Fig. 3, indem die Größe und Dimensionierung des am zentralen Teil angeordneten scheibenartigen Polteilstücks 8b ausgewählt werden.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes werden das in Fig. 4 dargestellte ringförmige Polteilstück 8a und das scheibenartige Polteilstück 8b vorher als einstückige Struktur (dargestellten Fig. 4) ausgebildet, wodurch die Positionsgenauigkeit zwischen den beiden Komponenten in stabiler Weise aufrechterhalten werden kann.
Aus der Zeichnung ergibt sich außerdem deutlich, daß die Ausbildung des unteren Magnetpolstücks mit der in Umfangsrichtung angeordneten supraleitenden Spule 6 im wesentlichen identisch mit der Ausbildung des oberen Magnetpolstücks ist, das keine in Umfangsrichtung angeordnete supraleitende Spule 6 aufweist, mit Ausnahme der Größe des Außendurchmessers.
Die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes kann im wesentlichen die gleiche Wirkung hervorrufen, wie die Ausbildüng gemäß Fig. 4, indem das bei der Ausbildung nach Fig. 4 als Teil des unteren Magnetpolstücks 8 dargestellte scheibenartige Polteilstück 8b durch einen Vorsprung 2a ersetzt wird, welcher dem scheibenartigen Polteilstück 8b entspricht und der vorher am zentralen Teil der Jochplatte 2 ausgebildet wird.
Insbesondere in einem Fall, in welchem die Höhe des Vorsprungs 2a gering und der Außendurchmesser groß ist, kann er leicht ohne eine Verringerung der Ausbeute bei der Herstellung der Jochplatte 2 ausgebildet werden.
Weiterhin ist bei der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes ein sich nach außen erstreckender Flansch 8c an einer dem Spalt gegenüberliegenden Fläche des ringförmigen Polteilstücks 8a des Magnetpolstücks 8 angeordnet, das die in Umfangsrichtung angeordnete supraleitende Spule 6 aufweist, bei einer Ausbildung ähnlich der, die wie oben beschrieben in Fig. 4 dargestellt ist, so daß der Außendurchmesser des Magnetpolstücks 8 wesentlich größer gemacht ist, um die Homogenität des Magnetfeldes gegenüber der Ausbildung nach Fig. 4 noch weiter zu verbessern.
Das Ausmaß der Erstreckung des Flansches 8c wird in geeigneter Weise in Abhängigkeit beispielsweise von der Ausbildung des magnetischen Kreises oder der geforderten magnetischen Feldstärke oder dergleichen ausgewählt, und es ist für die Verbesserung der magnetischen Feldstärke wünschenswert, daß die Erstreckung mindestens den an der dem Spalt gegenüberliegenden Seite der supraleitenden Spule 6 liegenden Teil überdeckt. Auch bei den in den Fig. 3, 5 oder 6 dargestellten Vorrichtungen zur Erzeugung eines Magnetfeldes kann der gleiche Effekt durch Anordnung eines Flansches am ringförmigen Polteilstück erzielt werden.
Weiterhin kann auch bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes ein sich nach außen erstreckender Flansch 4c am äußeren Umfang der dem Spalt gegenüberliegenden Fläche des Magnetpolstücks 4 angeordnet werden, das selbst die in Umfangsrichtung angeordnete supraleitende Spule 6 aufweist derart, daß er, wie in Fig. 8 dargestellt, die Seite der supraleitenden Spule 6 überdeckt, welche dem Spalt gegenüberliegt, und im wesentlichen als ringförmiger Vorsprung wirkt und den Außendurchmesser des Magnetpolstücks größer werden läßt als den Außendurchmesser des anderen Magnetpolstücks, wodurch der Raum mit einem homogenen Magnetfeld weiter verbessert werden kann.
Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der Fall einer Ausbildung des Joches und der magnetischen Polstücke aus verschiedenen Bauteilen beschrieben ist, können andere Ausbildungen verwendet werden, beispielsweise derart, daß ein Teil des Magnetpolstückes vorher integral an das Joch angeformt wird, wie in Fig. 6 dargestellt, oder lediglich das Magnetpolstück an der Seite, die keine in Umfangsrichtung angeordnete supraleitende Spule 6 besitzt, vorher integral an das Joch angeformt wird, wobei die Gestalt und die Größe des Magnetpolstücks sowie seine Herstellungsmöglichkeit und Montierbarkeit in Betracht gezogen werden.
Weiterhin kann, obwohl bei jeder der Ausführungsformen im Hinblick auf die Ausbildung Beschreibungen gegeben werden, bei welchen ein Paar plattenartiger Joche 1, 2 und vier bolzenartige Joche 5 verwendet werden, wie in der erläuternden perspektivischen Ansicht gemäß Fig. 9 dargestellt, ein ähnlicher Effekt erhalten werden, indem ein rechteckiges Joch, wie in der perspektivischen erläuternden Ansicht nach Fig. 10 dargestellt, verwendet wird und eine Ausbildung der Magnetpolstücke, wie sie bei den vorangehenden Ausführungsformen dargestellt ist, auf die Innenseite eines Paares plattenartiger, einander gegenüberliegender Joche 9a, 9b angewendet wird. Jedoch ist es um die psychisch bedrückende Empfindung auf die zu untersuchende Person zu reduzieren wünschenswert, für die Ausbildung vier bolzenartige Joche wie in Fig. 9 dargestellt, zu verwenden.
Weiterhin wird als Material für das Joch oder das Magnetpolstück gewöhnlich weichmagnetisches Material, wie beispielsweise Reineisen, verwendet. Um den durch die Wirkung abgesenkter oder geneigter magnetischer Feldspulen, die in der Nähe des Magnetpolstücks angeordnet sind, hervorgerufenen Wirbelstrom herabzusetzen, kann der dem Spalt gegenüberliegenden Teil des Magnetpolstücks aus weichmagnetischem Ferrit oder Siliziumstahlplatten oder dergleichen ausgebildet sein.

Beispiel

Beispiel 1

Als ein Experiment unter Verwendung der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes durchgeführt wurde und ein magnetisches Feld von 3500 G in einem Raum vom 30cm DSV erzeugt wurde, indem ein Gleichstrom einer supraleitenden Spule und einem Spalt von 60cm zugeführt wurde, wurde bei einem Strom von 174 kAT ein Magnetfeld von 3600 G erhalten, aber das Magnetfeld war an der unteren Seite stärker, was zu einem merklichen Ungleichgewicht des Magnetfeldes in der vertikalen Richtung (Z) führte.
Als dann ein ähnliches Experiment durchgeführt wurde, bei welchem die ein Magnetfeld erzeugende Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung verwendet wurde, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, wobei der Außendurchmesser des oberen Magnetpolstücks auf etwa ½ des Außendurchmessers des unteren Magnetpolstücks verkleinert wurde, wodurch der Außendurchmesser des unteren Magnetpolstücks relativ vergrößert wurde, konnte ein Gleichgewicht des Magnetfeldes in der vertikalen Richtung (Z) hergestellt werden. Weiterhin sind die magnetische Feldverteilung in der vertikalen Richtung (Z) und die magnetische Feldverteilung in der horizontalen Richtung (R) in Fig. 11 dargestellt.

Beispiel 2

Als das gleiche Experiment wie in Beispiel 1 durchgeführt wurde, indem eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes nach der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, verwendet wurde, bei welcher der ringförmige Vorsprung und der scheibenartige Vorsprung nicht an der dem Spalt gegenüberliegenden Fläche des oberen Magnetpolstücks angeordnet waren und das Verhältnis der Außendurchmesser zwischen dem oberen und dem unteren Magnetpolstück gesteuert wurde, wurde eine magnetische Feldstärke von 2000 ppm erhalten. Die magnetische Feldverteilung in der vertikalen Richtung (Z) und die magnetische Feldverteilung in der horizontalen Richtung (R) gemäß Fig. 4 sind in Fig. 12 dargestellt. Weiterhin wurde bei einem Strom von 228 kAT ein Magnetfeld von 3430 G erhalten.
Als weiterhin das gleiche Experiment wie in Beispiel 1 durchgeführt wurde, wobei die in Fig. 7 dargestellte Einrichtung verwendet wurde, bei der der ringförmige Vorsprung und der zentrale Vorsprung am oberen Magnetpolstück angeordnet waren, während ein sich nach außen erstreckender Flansch so angeordnet war, daß er die dem Spalt gegenüberliegende Seite der supraleitenden Spule überdeckte, konnte eine extrem hohe Homogenität des Magnetfeldes erhalten werden, wie dies durch die in Fig. 13 dargestellte magnetische Feldverteilung gezeigt ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes zur Verwendung in einem medizinischen Gerät für die Magnetische-Kernresonanz-Tomographie mit einander gegenüberliegenden Magnetpolen (3,4; 7,8), die zwischen sich einen Luftspalt (10) definieren, wobei die einander gegenüberliegenden Pole über ein Jochmittel (1, 2, 5) magnetisch miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß

(1) eine supraleitende Spule (6) so angeordnet ist, daß sie nur einen der besagten Magnetpole des besagten Paares von einander gegenüberliegenden Polen (3, 4; 7, 8) umgibt, während der andere Pol (3; 7) des gegenüberliegend angeordneten Paares keine derartige ihn umgebende Spule aufweist, und daß

(2) der Pol (4; 8), der von der supraleitenden Spule (6) umgeben ist, einen gr:ßeren Außendurchmesser aufweist als der Begleitpol (3; 7) des Paares von einander gegenüberliegenden Polen.

2. Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes nach Anspruch 1, bei welcher das Magnetpolstück (4), um dessen Umfang herum die supraleitende Spule (6) angeordnet ist, eine scheibenartige Gestalt aufweist.

3. Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes nach Anspruch 2, bei welcher an einer dem Spalt gegenüberliegenden Stirnfläche des Magnetpolstücks (8), um dessen Umfang herum die supraleitende Spule (6) angeordnet ist, am äußeren Umfang ein ringförmiger Vorsprung (8a) und an einem zentralen Teil ein scheibenartiger Vorsprung (8b) angeordnet ist.

4. Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes, bei welcher das Magnetpolstück (8), um dessen Umfang herum die supraleitende Spule (6) angeordnet ist, eine ringförmige Gestalt aufweist.

5. Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes nach Anspruch 1, bei welcher das Magnetpolstück (8), um dessen Umfang herum die supraleitende Spule (6) angeordnet ist, ein ringförmiges Polteilstück (8a), das an einem äußeren Umfangsabschnitt angeordnet ist, sowie ein scheibenartiges Polteilstück (8b), das an einem zentralen Teil angeordnet ist, aufweist, wobei die beiden Teilstücke (8a, 8b) voneinander getrennt sind.

6. Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes nach Anspruch 2 oder 3, bei welcher am äußeren Umfangsabschnitt der dem Spalt gegenüberliegenden Stirnfläche des Magnetpolstücks (4), um dessen Umfang herum die supraleitende Spule (6) angeordnet ist, ein sich nach außen erstreckender Flansch (4c) angeordnet ist.

7. Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher an einem äußeren Umfangsabschnitt der dem Spalt gegenüberliegenden Stirnfläche des ringförmigen Polteilstücks (8a) des Magnetpolstücks (8), um dessen Umfang herum die supraleitende Spule (6) angeordnet ist, ein sich nach nach außen erstreckender Flansch (8c) angeordnet ist.

8. Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes nach Anspruch 1, bei welcher das andere Magnetpolstück (7), welches keine um seinen Umfang herum angeordnete supraleitende Spule besitzt, eine scheibenartige Gestalt aufweist, in der ein ringförmiger Vorsprung (7a) an einem äußeren Umfangsabschnitt und/oder ein scheibenartiger Vorsprung (7b) an einem zentralen Teil der dem Spalt gegenüberliegenden Stirnfläche angeordnet ist.

9. Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes nach Anspruch 1, bei welcher das Joch zur Verbindung eines Paares von Magnetpolstücken (3, 4; 7, 8) zur Bildung des magnetischen Kreises ein Paar plattenartiger Joche (1, 2) aufweist, an deren Innenseiten jeweils ein Magnetpolstück befestigt ist, sowie vier bolzenartige Jochglieder (5) zur einander gegenüberliegenden Anordnung der plattenartigen Joche (1, 2) aneinander mit einem vorgegebenen Spalt zwischen ihnen (Fig. 9).

10. Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes nach Anspruch 1, bei welcher das Joch zur Verbindung des Paares von Magnetpolstücken (3, 4; 7, 8) zur Bildung des magnetischen Kreises ein Rechteckzylinderjoch aufweist mit einem Paar plattenartiger Joche (9a, 9b), die mit einem vorgegebenen Luftspalt zwischen sich einander gegenüberliegend angeordnet sind und an deren Innenseiten jeweils ein Magnetpolstück befestigt ist (Fig. 10).