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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Apparat für magnetische
Resonanzmessungen. Er findet vor allem Anwendung in Verbindung mit Apparaten für die
Magnetresonanzbildgebung, die über eine selbstabschirmende Gradientenspulenanordnung
verfügen, und wird mit besonderer Bezugnahme hierauf beschrieben. Es ist jedoch zu
beachten, dass die vorliegende Erfindung in Verbindung mit anderen
Magnetresonanzapparaten Anwendung finden kann, bei denen ein polarisierendes Magnetfeld oder ein
Magnetfeld mit einer vorher festgelegten Kontur von Vorteil ist.
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Magnetresonanzbildgeber haben im Allgemeinen eine ringförmige Öffnung
mit einem Durchmesser von 90 cm oder mehr, um den Körper des zu untersuchenden
Patienten aufnehmen zu können. Die Öffnung ist ringsum von einer Reihe ringförmiger
supraleitender Magneten umgeben, die ein im Wesentlichen gleichförmiges Magnetfeld in
Längsrichtung der Patientenaufnahmeöffnung erzeugen. Je größer der axiale Abstand der
ringförmigen Magneten ist, d. h. je länger der Magnet ist, desto gleichförmiger wird das
primäre Magnetfeld innerhalb der Patientenaufnahmeöffnung und desto länger ist die axiale
Strecke, über die sich ein solch gleichförmiges Magnetfeld erstreckt. Üblicherweise
entspricht die Länge der Öffnung ungefähr dem Doppelten des Durchmessers.
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Derartige Magneten mit "langer" Öffnung sind so konstruiert, dass praktisch
keine messbare Verschlechterung aufgrund von Oberschwingungen unterhalb der zwölften
Ordnung, im Allgemeinen mit Z12 bezeichnet, auftritt. Bei Oberschwingungen niedrigerer
Ordnung, die infolge von Konstruktionsungenauigkeiten auftreten, wird die
Ungleichförmigkeit des Magnetfeldes typischerweise durch die Anordnung von Eisen in der Öffnung
korrigiert.
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Ein einzelner Magnetfeldsensor wird von Hand an verschiedene Stellen
bewegt, auch an Positionen auf 12 axialen Ebenen. Auf jeder Ebene wird der Detektor in 12
gleichen Winkelinkrementen gedreht und das Magnetfeld gemessen. Auf diese Weise
werden 12 Messungen auf jeder der 12 parallelen Ebenen auf der Oberfläche eines
interessierenden sphärischen Volumens durchgeführt, das in dem Isozentrum des Magneten zentriert
ist.
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Shim-Einschübe sind abnehmbar an einer Reihe von gleichwinkeligen
Positionen um die magnetische Öffnung herum angebracht, zum Beispiel 32 bis 36. Die Shim-
Einschübe verlängern jeweils die Länge der Öffnung und besitzen 12 bis 14 Taschen zur
Aufnahme von Scheiben oder Shims aus Eisen oder Stahl. Die Shim-Einschübe werden von
der Öffnung entfernt und Shims aus Eisen oder Stahl in die Taschen eingeführt.
Anschließend werden die Shim-Einschübe wieder angebracht und das Magnetfeld wird erneut
gemessen, um sicherzustellen, dass die gemessenen Oberschwingungen Z1-Z6 minimiert
wurden. Typischerweise erfordern Oberschwingungen höherer Ordnung wesentlich mehr
Stahl für eine Korrektur als Oberschwingungen niedrigerer Ordnung.
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Einer der Nachteile von Magneten mit langer Öffnung besteht darin, dass
der für das medizinische Personal interessante Bereich häufig unzugänglich ist. Soll auf der
Grundlage des Bildes eine bestimmte Prozedur durchgeführt werden, muss der Patient
zunächst aus der Öffnung entfernt werden, bevor die Prozedur durchgeführt werden kann.
Durch das Bewegen des Patienten erhöht sich jedoch das Risiko von Justierungsfehlern
zwischen Patient und Bild. Weitere Nachteile von Magneten mit langer Öffnung sind unter
anderem ihre Benutzerunfreundlichkeit und ihre klaustrophobische Wirkung sowie die im
Vergleich zu kleineren Magneten hohen Kosten.
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Eine Möglichkeit, den Zugang zum Patienten zu verbessern, besteht darin,
die Länge des Magneten und der den Patienten aufnehmenden Öffnung zu verringern.
Durch eine Verkürzung des Magneten und der Öffnung auf ca. 1 Meter oder in etwa den
Durchmesser der Patientenaufnahmeöffnung ließe sich der Patientenzugang deutlich
verbessern. Obwohl die Größe des gleichförmigen Magnetfelds dabei von einer sphärischen
Form zu einer scheibenähnlichen Form komprimiert wird, reicht der Bereich wesentlicher
Gleichförmigkeit immer noch für eine Serie von 10 bis 20 zusammenhängenden
Schichtbildern aus.
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Allerdings bringt das Verkürzen der Magnetöffnung einige Schwierigkeiten
mit sich. Erstens neigt das Magnetfeld nämlich dazu, bei der Anwesenheit von
Oberschwingungen höherer Ordnung Z10, Z12 und ähnliche ungleichförmig zu werden.
Zweitens haben die Erfinder in Magneten mit einer derart kurzen Öffnung signifikante
Verzerrungen von Oberschwingungen höherer Ordnung gemessen. Die Oberschwingung Z12 hat
sich als relativ stark herausgestellt. Wenn Oberschwingungen mit 12 Sonden überwacht
werden, fallen die 12 Sonden in die Mitte zwischen Z12 Oberschwingungen. Da die 12
Sonden Magnetfelder am Mittelpunkt der Z12 Oberschwingungen messen, verschwinden
sogar signifikante Z12 Oberschwingungen. Die Erfinder haben hier herausgefunden, dass
Oberschwingungen höherer Ordnung mehr Stahl erfordern, der mit höherer Genauigkeit
positioniert wird.
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In der US-amerikanischen Patentschrift US-A-5003266 wird ein MR-
System beschrieben, bei dem unabhängig zugängliche offene Hohlräume zur Aufnahme der
Shims an der Magnetöffnung angebracht sind, um die Wirksamkeit des Shimmens zu
erhöhen und die Homogenität der Magneten des MR-Systems zu verbessern. Die Hohlräume
sind in Reihen und Spalten angeordnet, um einfach identifizierbare Positionen zu erhalten.
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In der US-amerikanischen Patentschrift US-A-5349297 wird eine
Magnetfeldvorrichtung eines Gerätes zur Magnetresonanzbildgebung beschrieben, das einen
ringförmigen supraleitenden Magneten enthält, der in einem torischen Vakuumkessel installiert
ist. Ein zylindrisches Element definiert eine zentrale Öffnung, in deren Inneren die
supraleitenden Magneten ein gleichförmiges, statisches Magnetfeld erzeugen. In der Öffnung ist
eine zylindrische, dielektrische Hülse eingesetzt, die durch einen ringförmigen Spalt vom
Zylinderelement abgesetzt ist. In diesem Spalt ist ein Shimming-Satz angebracht, der
mittels Feldkorrektur die Gleichförmigkeit des Magnetfelds herstellt. Im Innern des
Zylinderelements ist eine Hochfrequenzspule angebracht, die einen Untersuchungsbereich für
den aufgenommenen Patienten definiert. Die Außenwandung der Hülse ist mit einer HF-
Abschirmung versehen. Um die HF-Abschirmung herum sind primäre Gradientenspulen
angebracht und mit der Außenfläche der dielektrischen Hülse verkapselt. Eine
Gradientenabschirmung oder Sekundärspulen sind mit der Außenfläche des Zylinderelements
innerhalb der Vakuumkammer verkapselt.
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In der Patentschrift WO-A-8808126 wird ein Apparat zur Erzeugung eines
Magnetfelds beschrieben, der einen Magnetfeldgenerator zur Erzeugung eines Magnetfels
in einem Arbeitsvolumen umfasst, bei dem eine Komponente des Magnetfelds (Hz) entlang
einer Achse und in Bezug auf einen durch den Magnetfeldgenerator definierten Ursprung in
Form einer Feldausdehnungsformel
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definiert ist, wobei r der Radius
der interessierenden Kugel ist, r&sub0; der Radius einer Referenzkugel ist, auf der die
Komponenten der Feldausdehnung (C , S ) bekannt sind, θ,φ sphärische Polarkoordinaten
sind, die die Position des interessierenden Punktes auf der Oberfläche der Kugel definieren,
P die zugehörigen Legendre-Polynome n-ter Ordnung und m-ten Grades sind, und
C , S
die Werte der Feldverzerrungen sind, wie sie am Referenzkugelradius r&sub0; gemessen
wurden. Es ist ein Magnetfeldmodifizierungssystem mit einer Reihe von ferromagnetischen
Elementen vorgesehen, um zumindest einen der Terme mit einer von null abweichenden
Ordnung und zumindest einen der Terme mit einem von null abweichenden Grad in der
Feldausdehnungsformel aufzuheben.
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Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, Magnetresonanzverfahren und
einen Magnetresonanzapparat zu schaffen, bei dem die oben geschilderten Probleme
gemindert werden.
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Gemäß einem ersten Aspekt schafft die Erfindung einen Apparat für
magnetische Resonanzmessungen, der Folgendes umfasst: ringförmige Hauptmagneten, die eine
eine Person aufnehmende Öffnung umgeben, wobei die ringförmigen Magneten ein
temporär konstantes Magnetfeld im Inneren der Öffnung erzeugen und dieses Magnetfeld eine
sphärische Oberschwingungsverzerrung mit Verzerrungskomponenten über 26
einschließlich Z12 aufweist; eine Vielzahl von Eisenringen, die fest um die Öffnung herum
angeordnet sind und für zumindest einen Teil der Feldkorrektur von Z12 sorgen; eine Vielzahl von
um den Umfang der Öffnung herum, in Längsrichtung entlang der Öffnung und radial von
den Eisenringen nach außen hin angeordneten Taschen zur Aufnahme der Shirn-Scheiben;
Shim-Scheiben, die in den genannten Shim-Taschen angeordnet sind und die
Verzerrungskomponente Z12 weiter shimmen sollen sowie die anderen Verzerrungskomponenten über
26 shimmen sollen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum
Shimmen eines Magnetresonanzapparats mit einer Öffnung mit einem Durchmesser und
einer axialen Länge, einem ringförmigen Magnet, der die Öffnung umgibt, um ein temporär
konstantes Magnetfeld axial im Inneren der Öffnung zu erzeugen, und einer
Hochfrequenzspule, die vorgesehen ist, um Hochfrequenzsignale in die Öffnung zu senden und
Hochfrequenzsignale von der Öffnung zu empfangen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: (a)
Messen der Gleichförmigkeit des Magnetfelds einschließlich Messen der
Oberschwingungsverzerrungskomponenten über 26 einschließlich Z12; (b) Platzieren von Eisenringen
um die Öffnung herum, um eine erste grobe Kompensation von mindestens der gemessenen
Oberschwingungsverzerrungskomponente Z12 vorzunehmen; (c) Messen des Magnetfelds
mindestens an vierundzwanzig axialen Positionen auf einer Oberfläche eines
Bildgebungsvolumens und bei einer Vielzahl von rotationsverschobenen Positionen um das
Bildgebungsvolumen herum; und (d) selektives Anbringen von Eisenscheiben in einer Gruppe von
Taschen zur Aufnahme von Shim-Einschüben, die erfindungsgemäß axial entlang der
Öffnung, um ihren Umfang herum sowie radial von den Eisenringen nach außen hin
entsprechend der Messung aus Schritt (c) angeordnet sind, um die Kompensation der
Oberschwingungsverzerrungskomponente Z12 zu verstärken und die anderen
Oberschwingungsverzerrungskomponenten über 26 zu shimmen.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie es möglich
macht, Magneten mit kürzeren Öffnungen zu verwenden und dabei gleichzeitig eine
Gleichförmigkeit aufrechtzuerhalten, die mit der von Magneten mit längeren Öffnungen
vergleichbar ist.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie den
Patientenzugang vereinfacht, ohne dass die Bildqualität beeinträchtigt wird.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie nicht
nur axiale Gradienten shimmen kann, sondern auch transversale Gradienten höherer
Ordnung.
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Ein erfindungsgemäßer Apparat für magnetische Resonanzmessungen, der
einen Teil eines medizinischen Diagnose-Bildgebungssystems bildet, und ein Verfahren
zum Shimmen des erfindungsgemäßen Apparates werden nun im Folgenden unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Darstellung des Bildgebungssystems und eines
24-Sonden-Magnetfeldsensors für das Shimming-Verfahren;
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Fig. 2 eine Querschnittansicht, die den Zusammenhang zwischen den
Shim-Einschüben des Apparats und den HF-Spulen sowie den primären und sekundären
Gradientenspulen darstellt;
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Fig. 3 eine Seitenansicht durch die Schnittebene 3-3 aus Fig. 2; und
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Fig. 4 eine perspektivische Ansicht von einem der Shim-Einschübe.
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In den Fig. 1, 2 und 3 enthält das System einen Apparat für magnetische
Resonanzmessungen mit einer Vielzahl von primären Magnetspulen 10, die entlang einer
Längs- oder z-Achse einer zentralen Patientenaufnahmeöffnung 12 ein vorübergehend
konstantes Magnetfeld erzeugen. Die Öffnung hat ein Länge-Durchmesser-Verhältnis von
1,75 : 1 oder weniger, vorzugsweise 1,67 : 1. Kleinere Verhältnisse von 1 : 1 sind jedoch
ebenfalls denkbar. In einer bevorzugten supraleitenden Ausführungsform werden die primären
Magnetspulen 10 von einer Hülse 14 unterstützt und von einem torischen Heliumgefäß oder
-behälter 16 aufgenommen. Der Behälter ist mit flüssigem Helium gefüllt, um die primären
Magnetspulen auf supraleitenden Temperaturen zu halten. Der Behälter ist von einer oder
mehreren supraleitenden Kälteabschirmungen 18 umgeben, die sich in einem Vakuum-
Dewar-Gefäß 20 befinden.
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Der Apparat umfasst ferner eine Ganzkörper-Gradientenspulenanordnung 30
mit den x-, y- und z-Gradientenspulen, die um die Öffnung 12 herum angebracht sind. In
der bevorzugten Ausführungsform ist die Gradientenspulenanordnung eine
selbstabschirmende Einheit mit primären x-, y- und z-Gradientenspulenanordnungen 32, die in einer
dielektrischen Hülse 34 eingekapselt sind, sowie mit einer sekundären oder abschirmenden
Gradientenspulenanordnung 36, die auf einem Öffnungsdefinierenden Zylinder 38 des
Vakuum-Dewar-Gefäßes 20 getragen wird. Die dielektrische Hülse 34 mit den eingekapselten
primären Gradientenspulen kann als Öffnungsauskleidung fungieren, oder es kann eine
andere Verkleidung eingesetzt werden.
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Die primäre und sekundäre Gradientenspulenanordnung sind in einem
Abstand zueinander montiert, der einen ringförmigen Zwischenraum 40 zur Aufnahme von
Shim-Elementen bildet. Zur Abstützung der primären Gradientenspulenanordnung
erstrecken sich mechanische Stützvorrichtungen 42 durch den Zwischenraum 40 zur Aufnahme
von Shim-Elementen hindurch. Die Abstützungen haben in Umfangsrichtung eine
minimale Breite, damit sich eine Vielzahl von Shim-Einschüben 44 im Wesentlichen
nebeneinander positionieren lassen. In der dargestellten Ausführungsform sind sechsunddreißig
Shim-Einschübe an der Außenseite der zylindrischen Hülse 34 der primären
Gradientenspulenanordnung montiert.
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In Fig. 4 umfasst jeder der Shim-Einschübe 44 in dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel ein dielektrisches Streifenelement 50 mit einer unteren Oberfläche 52 zur
Aufnahme des Krümmungsradius der primären Gradientenspulenanordnung. Die
Randoberflächen 54 sind so konfiguriert, dass die Einschübe im Wesentlichen an einander
angrenzend auf der gerundeten primären Gradientenspulenanordnung montiert werden. Der
Einschub definiert einen zentralen Bereich 56, der die Taschenanzeichen trägt, um für eine
geeignete Kennzeichnung der Taschen zu sorgen, damit sie einfacher identifiziert werden
können. Auf jeder Seite der zentralen Anzeichen enthält der Einschub vierundzwanzig
Taschen 58. Am Boden jeder Tasche befindet sich eine Apertur 60. Es sind zahlreiche dünne
Shim-Scheiben aus Eisen 62 vorgesehen, die selektiv in die Taschen eingesetzt werden. Die
Shim-Scheiben können alle aus dem gleichen magnetischen Material bestehen und die
gleiche Dicke aufweisen, so dass jede für das gleiche Maß an Shimming sorgt, oder es können
Shim-Scheiben von unterschiedlicher Shim-Stärke verwendet werden, zum Beispiel Shim-
Scheiben von doppelter oder vierfacher Dicke. Nachdem die Taschen mit der geeigneten
Menge an Shimming-Material gefüllt wurden, wird ein dielektrisches Abstandsstück oder
eine Feder eingesetzt, um die Shim-Scheiben sicher zu fixieren. Anschließend wird das
Abdeckelement 64 über den Shim-Scheiben befestigt. In bestimmten Abständen sind
Aperturen oder Bohrungen 66 zur Aufnahme der Befestigungselemente 68 vorgesehen, um
die Montage der Einschübe an der primären Gradientenspule zu erleichtern.
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In den Fig. 1 bis 3 befindet sich eine Hochfrequenzspule 70 im Inneren
der primären Gradientenspule. Zwischen der Hochfrequenzspule und der
Gradientenspulenanordnung 30 ist eine HF-Abschirmung 72, zum Beispiel eine Schicht aus
Kupfergeflecht, angebracht.
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In Fig. 1 umfasst eine Magnetfeldmesssonde 80 eine zentrale Welle 82, die
sicher, aber entfernbar entlang der Mittelachse der Öffnung 12 montiert ist. Es ist ein Mittel
84 vorgesehen, um die Welle selektiv schrittweise zu drehen, vorzugsweise in Schritten von
10º bis 12º. Die Welle trägt vierundzwanzig Magnetfeldmesssonden 88. Die Sonden sind
an ausgewählten Positionen angeordnet, um eine Gruppe von sphärischen
Oberschwingungen abzutasten. Das halbe Volumen wird so ausgewählt, dass die Sonden entlang der
Oberfläche eines Bildgebungsbereichs liegen, innerhalb dessen das Magnetfeld durch Shimming
optimiert werden soll. Um die Verwendung sphärischer Koordinaten für die Berechnungen
des Feldfehler-Diagramms zu vereinfachen, wird ein sphärisches Probenvolumen
bevorzugt.
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Mit den Mitteln 84 und den Sonden 88 ist ein Bediener-Terminal 90
verbunden, um die Sondenanordnung mit den gewünschten Winkelschritten zu drehen und die
Ausgabe der Sonden bei jeder Position abzulesen. Die Bedienerstation erzeugt
Magnetfeldmesswerte um die Abweichung von der Gleichförmigkeit zu ermitteln und daraus die
Anzahl der in jede Tasche der Shim-Streifen 50 einzusetzenden Shim-Scheiben zu
bestimmen, und zwar entweder iterativ, aufgrund von Erfahrungswerten des Bedieners, oder mit
Hilfe eines Computerprogramms.
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Bei vierundzwanzig Sonden legt die Abtasttheorie nahe, dass
Oberschwingungen mindestens bis Z12 genau gemessen werden können. Bei einer Sinuswelle
erleichtern zwei Messpunkte pro Zyklus die genaue Abtastung. Bei nur einem Punkt pro Zyklus
kann es schwierig sein, zwischen einer Sinuswelle und einer geraden Linie zu
unterscheiden. Obwohl vierundzwanzig Sonden bis zur Z12-Komponente, d. h. Z¹², eine optimale
Abtastung ergeben, wird die Z18-Komponente mit einer Abtastrate von 1,5 Abtastwerten
pro Zyklus abgetastet. Das Abtastsystem mit vierundzwanzig Sonden ermöglicht in der Tat
eine relativ genaue Abtastung bis Z18. Typische Oberschwingungsverzerrungen sind
Folgende:
TABELLE 1
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Bei einem traditionellen Magneten mit langer Öffnung wären die axialen Terme über 26
normalerweise gleich null oder lägen nahe bei null. Terme höherer Ordnung und
Korrekturen haben meist ein Aliasing zurück zu Termen niedrigerer Ordnung zur Folge. Allerdings
ist zu beachten, dass bei einem Magnetfeldabtastsystem mit zwölf Sonden die Abtastdichte
zu gering wäre, um Oberschwingungen höherer Ordnung, zum Beispiel Z12, Z14 und Z16,
zu erkennen.
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Basierend auf den Werten der Magnetfeldschwankung werden die Shim-
Einschübe 44 bestückt und an der Außenwand der primären Gradientenspulenanordnung 32
angebracht. Die Magnetfelder werden erneut analog abgetastet, um zu bestimmen, wie
genau das Shimming die Oberschwingungs-Aberrationen des Magnetfelds korrigiert hat. Es
können zusätzliche Shim-Scheiben hinzugefügt oder aus den Shim-Einschüben herausgenommen
werden und die Prozedur kann iterativ wiederholt werden, bis ein akzeptables
Magnetfeldfehlermaß erreicht ist.
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Die Erfinder haben hier herausgefunden, dass bei einer Korrektur von Z12-,
Z14- und 16-Komponenten die Metall-Shims primär in Ringen liegen, die symmetrisch um
das Isozentrum des Kreises angeordnet sind, typischerweise etwa drei oder vier Ringe auf
jeder Seite des Isozentrums. Außerdem haben die Erfinder hier festgestellt, dass für die
Korrektur von Z12, Z14 und in begrenztem Maße von Z16 etwa 90% des zur Korrektur der
axialen Terme Z1- Z14 verwendeten Stahls benötigt werden.
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In Bezug auf Fig. 2 haben diese ringförmigen Ringe um die Öffnung
herum bei allen ähnlich entworfenen Magneten im Allgemeinen den gleichen Abstand vom
Isozentrum. Jeder Ring erfordert jedoch so viel Stahl, dass eine Ungenauigkeit bei der
axialen Positionierung der Ringe nachteilig sein kann. In der Ausführungsform wird das
Shimming durch die Anordnung von segmentierten Stahlringen 92 um die Hülse für das
primäre Magnetfeld erleichtert. In der abgebildeten Ausführungsform ist die Hülse der
primären Gradientenmagnetspule genutet und die Nuten enthalten Eisen- oder Stahlsegmente.
Die Segmente, wie eine Vielzahl von dünnen Scheiben, die jeweils mit einer
Isolierbeschichtung überzogen sind, erstrecken sich in einer oder mehreren Schichten um die Nuten.
Bei einer anderen Ausführungsform können die Stahlplättchen nebeneinander angeordnet
sein und sich radial erstrecken und ebenfalls durch isolierende Schichten oder
Abstandsstücke getrennt sein. Es können verschiedene andere Segmentierungen von Eisenmaterial
verwendet werden, um das Material in so kleine Abschnitte zu unterteilen, dass durch das
Anlegen von Hochfrequenzfeldern oder der Gradientenmagnetfelder keine signifikanten
Wirbelströme induziert werden.
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Die segmentierten Ringe werden bei der Fertigung in den
Gradientenspulenanordnungen installiert. Diese Metallringe sind daher bereits vorhanden, wenn der erste
Magnetfeldmessung durchgeführt wird. Die Shimming-Anordnung in den Shim-
Einschüben wird dann so berechnet, dass die Korrektur erster Ordnung durch die
segmentierten Metallringe korrigiert und optimiert wird.
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Statt die Shim-Einschübe auf der primären Gradientenspule zu platzieren,
können sie auch auf der dielektrischen Hülse 38 der sekundären Gradientenspule montiert
werden. Die Platzierung der Shim-Einschübe auf der primären Gradientenspulenanordnung
ist jedoch vorzuziehen, denn je näher sich die Stahlscheiben an dem Bildgebungsvolumen
befinden, desto stärker ist ihre Wirkung. Bei den Z12-, Z14- und Z16-Gradienten, die ein
viel größeres Stahlvolumen erfordern als die axialen Terme 21 bis 26, führt das
Verschieben der Eisenelemente näher zum Bildgebungsvolumen zu einer signifikanten Reduzierung
des Stahls.
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Die Benutzeroberfläche und Bedienstation 90 umfasst eine vom Menschen
ablesbare Anzeige wie einen Videomonitor 100 und Bediener-Eingabemittel einschließlich
einer Tastatur 102 und einer Maus 104. Rollkugeln, Lichtgriffel und andere Bediener-
Eingabegeräte sind ebenfalls denkbar. Die Computer-Einschübe 106 enthalten einen
Magnetresonanzsequenz-Speicher und Controller, einen Rekonstruktionsprozessor und andere
Computer-Hardware und Software zur Steuerung der Hochfrequenzspule 70 und der
Gradientenspulenanordnung 30, um eine beliebige von einer Vielzahl an konventionellen
Magnetresonanzbildgebungssequenzen zu implementieren, unter anderem Echo-Planar, Echo-
Volumen, Spin-Echo und andere. Echo-Planar- und Echo-Volumen-Bildgebungssequenzen
zeichnen sich durch eine kurze Datenerfassungsdauer und hohe Gradientenstärken und
Anstiegsgeschwindigkeiten aus.
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Die Computer-Einschübe 106 enthalten ferner einen digitalen Sender zur
Lieferung von Hochfrequenzanregungs- und Resonanzmanipulationssignalen an die HF-
Spule 70 sowie einen digitalen Empfänger zum Empfangen und Demodulieren von
Magnetresonanzsignalen von der Hochfrequenzspule oder einsetzbaren Spulen (nicht
abgebildet). Ein Array-Prozessor und zugehörige Software rekonstruieren die empfangenen
Magnetresonanzsignale zu einer Bilddarstellung, die in einem Computerspeicher, auf einer
Festplatte oder anderen Aufzeichnungsmedien gespeichert wird. Ein Videoprozessor
extrahiert selektiv Teile der gespeicherten rekonstruierten Bilddarstellung und formatiert die
Daten zur Anzeige auf dem Videomonitor 100. Optional liefert ein Bilddrucker Filmkopien
der ausgewählten Bilder.
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In der bevorzugten Ausführungsform stehen Länge und Durchmesser der
Öffnung in einem Verhältnis von 1,67 : 1. Es ist jedoch zu beachten, dass die Erfindung auch
auf Magneten mit anderen Geometrien anwendbar ist, vor allem auf Magneten mit
begrenzter Gleichförmigkeit des Magnetfeldes. Typischerweise kämen Magneten mit einem
Verhältnis der Öffnungslänge zum Durchmesser von 1,75 : 1 oder weniger als Kandidaten
zur Korrektur der Z12-Oberschwingung in Frage. Die vorliegende Erfindung ist jedoch
auch auf Magnetresonanzspulen mit längeren Öffnungen anwendbar, in denen eine
ausreichende Magnetfeld-Ungleichförmigkeit in den Oberschwingungen höherer Ordnung über
26 herrscht.