DE69932570T2 - Magnetsystem für die bildgebende magnetische Resonanz - Google Patents

Magnetsystem für die bildgebende magnetische Resonanz Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Magnetresonanzbildgebung (engl. Magnetic Resonance Imaging, MRI). Sie findet insbesondere Anwendung in Verbindung mit Magnetsystemen mit offener Geometrie und wird unter besonderer Bezugnahme darauf beschrieben.
  • Eine übliche Art von MRI-System hat eine Patientenaufnahmeöffnung, in der durch eine umgebende Reihe von ringförmigen Magnetwicklungen ein Hauptmagnetfeld in Längsrichtung erzeugt wird. Ein Patient oder Objekt wird selektiv entlang einer horizontalen zentralen Achse der Öffnung axial verschoben, um eine interessierende Region zur Bildgebung in einem Bildgebungsvolumen zu positionieren. In diesen Solenoidsystemen mit ringförmiger Öffnung ist der Zugang zum Patienten für chirurgische und/oder invasive Prozeduren, physiologische Test, Ausrüstung und dergleichen begrenzt und schwierig. Außerdem rufen derartige Systeme bei einigen Patienten Klaustrophobie hervor.
  • Um für einen besseren Zugang zu sorgen und die klaustrophobische Wirkung auf Patienten zu verringern, wurden offene oder Vertikalfeldmagneten entwickelt. Offene Magneten umfassen einen Rückflusspfad aus Eisen in Form eines „C" oder „H" oder eine Anordnung mit vier Pfosten. Die Rückflusspfade haben einen offenen Zwischenraum oder eine Patientenaufnahmeregion, in der der Patient oder das Objekt zur Bildgebung angeordnet wird. Typischerweise sind zwei ringförmige Magneten auf den gegenüberliegenden Seiten des Zwischenraums angeordnet, um das Hauptmagnetfeld oder den magnetischen Fluss hierdurch zu erzeugen. Aufgrund der unterschiedlichen Suszeptibilität des Rückflusspfads und der Luft in dem Zwischenraum besteht die Tendenz zu Ungleichmäßigkeit und anderen Magnetflussfehlern in dem Zwischenraum. Eine hohe Bildqualität hängt jedoch davon ab, dass das Hauptmagnetfeld im Bildgebungsvolumen so homogen und störungsfrei wie möglich ist. Um einen stärkeren, gleichmäßigeren magnetischen Fluss durch den Zwischenraum zu erzeugen, werden üblicherweise auf beiden Seiten des Zwischenraums oder der Patientenaufnahmeregion Polschuhe aus Eisen an den Enden der Rückflusspfads angeordnet. In manchen Fällen weisen die Polschuhe eine Form und Kontur mit Merkmalen wie ringförmigen Graten und Nuten, je nach Bedarf, auf, um einen gleich mäßigeren oder homogeneren magnetischen Fluss zwischen den Polschuhen zu erzeugen. In den US-amerikanischen Patentschriften US-A-5 436.607 und US-A-5 162.768 sind zum Beispiel Polschuhe mit einer Kontur und/oder Form zur Verstärkung des Magnetfelds im Bildgebungsvolumen beschrieben. In der US-amerikanischen Patentschrift US-A-5 250.901 (in der ein Gerät nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben wird) wird eine supraleitende Elektromagnetwicklung mit hohem Tc-Wert verwendet, um die Homogenität des Magnetfelds in dem Luftzwischenraum der Magnetstruktur zu erhöhen.
  • Obwohl die Verwendung von Polschuhen mit Kontur und/oder Form gewisse Vorteile hat, gibt es auch Nachteile. Insbesondere besteht Bezug nehmend auf die Patentschrift US-A-5 436.607 ein Nachteil darin, dass die Merkmale auf den Rückseiten der Pole konzentriert sind, um den Patientenzwischenraum nicht zu verkleinern. Pole mit Konturmerkmalen auf ihrer Vorderseite gelten als vorteilhaft gegenüber denjenigen mit Merkmalen auf der Rückseite, weil Konturmerkmale im Allgemeinen umso wirksamer sind, je näher sie an dem Bildgebungsvolumen gelegen sind. Um bei höheren Feldstärken den gleichen Grad der Effizienz zu erhalten wie bei niedrigeren Feldstärken, sind die Konturmerkmale ausgeprägter (d.h. die Nuten sind tiefer, usw.). Diese Empfindlichkeit hinsichtlich der Position der Polformungsmerkmale ermöglicht die Realisierung von Entwürfen mit Polstirnseitenmerkmalen, die mit einer Formung hinter dem Pol nicht realisiert werden kann. Außerdem wird in der Patentschrift EP-A-0 619.499 ein Magnet mit einem Polschuhpaar auf einem Joch beschrieben. Die Pole enthalten jeweils justierbare Shimstücke mit mindestens einem ringförmigen Ring, deren Position in einer Richtung parallel zur Längsachse der Pole justiert werden kann. Zwischen den Shimstücken und den Gradientenspulen wird eine feste und starre separate Polplatte angeordnet. Der Zweck der justierbaren Shimstücke besteht darin, das Magnetfeld im Bildgebungsvolumen homogen zu gestalten, was offensichtlich empirisch erfolgt.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein MRI-Scanner geschaffen. Er enthält ein Paar entgegengesetzter Polschuhe, die symmetrisch um ein Bildgebungsvolumen herum angeordnet sind und einander gegenüber liegen. Das Paar der entgegengesetzten Polschuhe umfasst einen ersten Polschuh aus Eisen mit einer Vorderseite, die dem Bildgebungsvolumen gegenüberliegt, und mit einer Rückseite. Ebenso hat ein zweiter Polschuh aus Eisen eine Vorderseite, die dem Bildgebungsvolumen gegenüberliegt, und eine Rückseite. Ein magnetischer Rückflusspfad erstreckt sich abgesetzt vom Bildgebungsvolumen zwischen einem an die Rückseite des ersten Polschuhs angrenzenden Punkt und einem an die Rückseite des zweiten Polschuhs angrenzenden Punkt. Ein Paar ringförmiger Primärmagneten erzeugt einen magnetischen Fluss zwischen durch das Bildgebungsvolumen, das Paar von entgegengesetzten Polschuhen und den magnetischen Rückflusspfad. Der ersten und der zweite Polschuh sind jeweils am Umfang von einem entsprechenden ringförmigen Primärmagneten des Paars von ringförmigen Magneten umgeben. Die Rückseite des ersten Polschuhs und die Rückseite des zweiten Polschuhs befinden sich jeweils in einem Abstand von den Vorsprüngen des magnetischen Rückflusspfads, so dass die Anziehungskraft zwischen den Primärmagneten durch die Anziehungskraft zwischen jedem Magneten und seine Anziehung zu seinem in dem entsprechenden Vorsprung gespiegelten Magnetbild ausgeglichen wird. Eine Anzahl von ringförmigen Ringen ist mit dem Paar entgegengesetzter Polschuhe integriert, zum Beispiel mit den Vorderseiten der Polschuhe, um den magnetischen durch das Bildgebungsvolumen homogen zu machen. Die ringförmigen Ringe umfassen ein Material mit magnetischen Eigenschaften, die sich von denjenigen des Paar der entgegengesesetzten Polschuhe unterscheiden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die ringförmigen Ringe aus permanent magnetisiertem Material gefertigt. Außerdem kann das Material, aus dem die ringförmigen Ringe hergestellt werden, aus einer Gruppe bestehend aus Neodym-Bor-Eisen, Samarium-Kobalt, einer Kobalt-Eisen-Legierung, einer Nickel-Eisen-Legierung und einer Kobalt-Stahl-Legierung ausgewählt werden. Zusätzlich kann das Material, aus dem die ringförmigen Ringe hergestellt werden, eine magnetische Suszeptibilität aufweisen, die sich von der des Paares der entgegengesetzten Polschuhe unterscheidet.
  • Im Folgenden werden Möglichkeiten zur Ausführung der Erfindung anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines MRI-Scanners gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung; und
  • 2 eine schematische Darstellung einer Vorderseite eines Polschuhs gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung.
  • Bezug nehmend auf 1 umfasst ein Magnetresonanzbildgebungs-Scanner 10 ringförmige Primärmagneten 12 und 12', die in einem Paar von parallelen horizontalen Ebenen angeordnet sind, um dazwischen einen Patientenzwischenraum 14 zu definieren. Vorzugsweise handelt es sich bei den Magneten 12 und 12' um supraleitende Mag neten. Zu diesem Zweck sind die Magneten 12 und 12' in ringförmigen Heliumbehältern 16 und 16' angeordnet, die von Vakuum-Dewar-Gefäßen 18 und 18' umgeben sind. Alternativ können widerstandsbehaftete Magneten verwendet werden. Der ringförmige Magnet 12 umgibt den Umfang eines ersten oder oberen scheibenförmigen Polschuhs aus Eisen 20. Auf ähnliche Weise umgibt der ringförmige Magnet 12' den Umfang eines zweiten oder unteren scheibenförmigen Polschuhs aus Eisen 20'. Der erste und der zweite Polschuh 20 und 20' haben Vorderseiten 22 bzw. 22', die einander quer durch den Patientenaufnahmeraum 14 durch ein darin befindliches Bildgebungsvolumen 24 gegenüberliegen. Vorzugsweise sind der obere und der untere Polschuh 20 und 20' symmetrisch zueinander, symmetrisch in Bezug auf das Bildgebungsvolumen 24 und zirkulär symmetrisch in Bezug auf eine zentrale vertikale Achse 26.
  • Eine Liege (nicht abgebildet) hält ein zu untersuchendes Objekt mindestens teilweise innerhalb des Patientenaufnahmeraums 14 (d.h. auf eine derartige Weise, dass sich eine interessierende Region im Bildgebungsvolumen 24 befindet).
  • Ein magnetischer Rückflusspfad 30 erstreckt sich von einem an eine Rückseite 28 des ersten oder oberen Polschuhs 20 angrenzenden Punkt abgesetzt vom Bildgebungsvolumen 24 zu einem an eine Rückseite 28' des zweiten oder unteren Polschuhs 20' angrenzenden Punkt. Genauer gesagt sind die Polschuhe 20 und 20' zentral in einem HF-Raum angeordnet, der durch Eisen begrenzt oder mit Eisen ausgekleidet ist, einschließlich einer Deckenschicht, einer Bodenschicht und Wandschichten. Die Decken-, Boden- und Wandschichten bestehen aus mehreren Abschnitten, die mechanisch miteinander verbunden sind, um somit den magnetischen Rückflusspfad 30 zu bilden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Polschuhe 20 und 20' um einen Abstand 2A zueinander versetzt und jeweils um einen Abstand 1A von der Decken- bzw. der Bodeneisenschicht versetzt. Auf diese Weise werden jeder Magnet 12 und 12' sowie die Polschuhe 20 und 20' zu der magnetischen Reflektion von sich selbst in der angrenzenden Eisenschicht hin angezogen. Durch die symmetrische Anordnung der Polschuhe 20 und 20' zueinander und zu der Eisenschicht gleicht sich die Anziehungskraft zwischen den Magneten 12 und 12' mit der Anziehungskraft zwischen jedem Magneten und seiner Anziehung zu seinem in der Boden- und Deckenstruktur gespiegelten magnetischen Bild aus. Die Magneten 12 und 12' und die Polschuhe 20 und 20' sind so in dem Raum angeordnet, dass die axialen magnetischen Nettokräfte auf die Spulen und Polschuhe 20 und 20' im Wesentlichen ausgeglichen werden. Selbstverständlich werden die Polschuhe 20 und 20' sowie die Magneten 12 und 12' aus Gründen der Patientensicherheit und zum bequemen Einbringen der Magneten 12 und 12' in das Feld sowie zum Unterstützen des Schwerkraftgewichts an der Decke bzw. am Boden durch nicht-eisenhaltige, nicht-magnetische Trägerstrukturen (nicht abgebildet) gestützt. Zusätzlich sind die Trägerstrukturen innerhalb der Kryostaten der supraleitenden Magnetbaugruppen für eine minimale thermische Leitfähigkeit konzipiert, um Wärmeverluste zu minimieren, jedoch in Übereinstimmung mit Entwurfsparametern für Sicherheit, Feldenergieversorgung, Gewicht und Restkräften aufgrund von Fehlausrichtung.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Abstand des magnetischen Rückflusspfads 30 einschließlich der Decken- und Bodenschichten aus Eisen so gewählt, dass eine geeignete Höhe für Ärzte und in dem Raum angeordnete Ausrüstung erreicht wird, üblicherweise eine Höhe von 240 cm oder mehr. Der Abstand des an die Rückseiten 28 und 28' der Polschuhe 20 und 20' angrenzenden magnetischen Rückflusspfads 30 wie oben erörtert wird vorzugsweise so gewählt, dass er etwa dem Doppelten der vertikalen Abmessung des Patientenaufnahmezwischenraums 14 entspricht. Bei einem typischen Zwischenraum von 65 cm umfassen die Decken- und Bodenschichten des magnetischen Rückflusspfads 30 Vorsprünge 32 bzw. 34 in einem Abstand von etwa 130 cm voneinander. Natürlich brauchen die Vorsprünge 32 und 34 nicht gleich zu sein. Vielmehr werden ihre relativen Vorsprünge so gewählt, dass sich ein horizontaler Mittelpunkt des Patientenaufnahmezwischenraums 14 auf einer bequemen Höhe für versorgende Ärzte, Pfleger und Techniker befindet.
  • Für Magneten 12 und 12', die einen Fluss von 0,5 T in dem Bildgebungsvolumen 24 des Patientenzwischenraums 14 erzeugen und die einen Abstand von ca. 65 cm voneinander und von ca. 32,5 cm von den Decken- und Bodenschichten haben, beträgt der Gesamtfluss durch den magnetischen Rückflusspfad 30 ca. 1,0 Wb. Um diesen Fluss aufzunehmen, haben die Vorsprünge 32 und 34 eine Dicke von ca. 13 cm. Bei etwa 2 m auswärts können die Decken- und Bodenschichten auf ca. 8 cm verjüngt werden. Die Wandschichten, die sich mit der Abmessung des Raums verändern, werden so gewählt, dass sie eine ausreichende Dicke haben, um eine HF-Abschirmung (Hochfrequenz-Abschirmung), eine magnetische Abschirmung und einen Rückflusspfad 30, der nicht gesättigt wird, zu schaffen sowie eine Auflage für die Deckenschicht zu bilden. Ein typischer 0,5 T magnetisch abgeschirmter Raum erhält ca. 35 Tonnen Eisen, das in Abschnitten oder Platten transportiert wird und vor Ort mit herkömmlichen Raumkonstruktionsverfahren zusammengebaut wird.
  • Bezug nehmend auf 2 und weiterhin Bezug nehmend auf 1 haben die Eisen-Polschuhe 20 und 20' die Funktion, das Hauptmagnetfeld oder den magnetischen Fluss durch das Bildgebungsvolumen 24 homogen oder anderweitig gleichmäßig zu machen. Um ihre Wirksamkeit in dieser Hinsicht zu steigern, sind die Polschuhe 20 und 20' jeweils mit einer Anordnung aus ringförmigen Ringen 40 bzw. 40' integriert. Die ringförmigen Ringe 40 und 40' sind konzentrisch auf den Vorderseiten 22 und 22' des ersten und des zweiten Eisen-Polschuhs 20 und 20' angeordnet. Die ringförmigen Ringe 40 und 40' bestehen aus einem Material, dessen magnetischen Eigenschaften sich von denen der Polschuhe 20 und 20' unterscheiden. Bei einem Lösungsansatz sind die ringförmigen Reifen 40 und 40' aus Segmenten von permanent magnetisiertem Material gefertigt. Auf diese Weise wird ein bestimmter ringförmiger Ring magnetisch auf den magnetischen Fluss im Bildgebungsvolumen 24 ausgerichtet oder alternativ anti-ausgerichtet, so dass der magnetische Fluss in einer Region des betreffenden ringförmigen Rings konzentriert oder alternativ reduziert wird. Dadurch werden bestimmte Störungen in der Gleichmäßigkeit oder Homogenität des Magnetfelds durch das Bildgebungsvolumen 24 justiert und/oder eliminiert. Bei denjenigen Anwendungen, bei denen Magnetfelder in der Nähe der Pole 20 und 20' ca. 1,0 T nicht überschreiten, sind Neodym-Bor-Eisen und dergleichen geeignete Materialien für die ringförmigen Dauermagnetringe 40 und 40'. Bei einem bevorzugten Konstruktionsverfahren werden ringförmige Nuten in den Polschuh geschnitten. Die Nuten werden mit pulverisiertem oder zu Pellets geformtem permanent magnetisiertem Material gefüllt, das mit einem Harz, zum Beispiel Epoxid, festgeklebt wird oder in einer röhrenförmigen Konstruktion enthalten ist. Alternativ werden Reifensegmente aus permanent magnetisiertem Material, vorzugsweise gesintert, in den Nuten zusammengefügt, um die Ringe zu definieren. Als weitere Alternative werden Platten aus permanent magnetisiertem Material in die Nuten eingebracht.
  • Bei einem alternativen Lösungsansatz wird anstelle eines Dauermagnetmaterials für die ringförmigen Ringe 40 und 40' ein Material verwendet, das nicht permanent magnetisiert ist und eine andere magnetische Suszeptibilität aufweist als das Material der Polschuhe 20 und 20'. Geeignete Materialien für diese alternativen Vorgehensweise sind unter anderem eine Nickel-Eisen-Legierung, eine Kobalt-Stahl-Legierung, eine Kobalt-Eisen-Legierung, Samarium-Kobalt und dergleichen. Im Allgemeinen ist diese alternative Vorgehensweise besonders vorteilhaft, wenn die Magnetfelder in der Nähe der Polschuhe 20 und 20' nahe an 1,0 T heranreichen und/oder wenn sie als Teil von einem Rose-Shim oder in dessen Nähe verwendet werden. Der genaue Durchmesser, Breite, Größe, Anordnung und Anzahl der ringförmigen Ringe 40 und 40' werden mathematisch geschätzt und iterativ justiert, bis das Magnetfeld durch das Bildgebungsvolumen 24 optimiert ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein nicht-lineares Finite-Elemente-Modell für den Entwurfsprozess verwendet. Es ist zu beachten, dass Durchmesser, Breite, Größe, Anordnung und Anzahl der ringförmigen Ringe 40 und 40' mit der Stärke des Hauptmagnetfelds und der Geometrie der Magneten 12 und 12' und der Polschuhe 20 und 20' variieren. Außerdem sind zusätzlich zu den ringförmigen Ringen 40 und 40' die Oberflächen der Eisen-Polschuhe 20 und 20' optional mit Graten und luftgefüllten Nutzen geformt oder konturiert, um einen weiteren Grad an Gleichmäßigkeit in dem magnetischen Fluss durch das Bildgebungsvolumen 24 zu erhalten.
  • Im Betrieb erzeugt eine Quelle für magnetischen Fluss den magnetischen Fluss durch das Bildgebungsvolumen 24, das Paar von entgegengesetzten Polschuhen 20 und 20' und den magnetischen Rückflusspfad 30. Genauer gesagt steuert eine Hauptmagnetfeldsteuerung 50 die um die Eisen-Polschuhe 20 und 20' herum angeordneten supraleitenden Magneten 12 und 12' auf eine derartige Weise, dass ein im Wesentlichen gleichmäßiges, zeitlich konstantes Hauptmagnetfeld entlang einer z-Richtung durch das Bildgebungsvolumen geschaffen wird. Alternativ sind die Magneten 12 und 12' widerstandsbehaftet und/oder an anderen Positionen angrenzend an den magnetischen Rückflusspfad 30 angeordnet, wie dies für bestimmte Anwendungen erwünscht ist.
  • Ein unter der Steuerung einer Sequenzsteuerschaltung 52 betriebenes Magnetresonanzechomittel legt eine Reihe von HF- und Magnetfeld-Gradientenimpulsen an, um Magnetspins zu invertieren oder anzuregen, Magnetresonanz zu induzieren, Magnetresonanz zu refokussieren, Magnetresonanz zu manipulieren, die Magnetresonanz räumlich oder auf andere Weise zu codieren, Spins zu sättigen und dergleichen, um MRI- und Spektroskopie-Sequenzen zu erzeugen. Genauer gesagt erzeugt eine Gradientenspulenbaugruppe 54 selektiv über Gradientenstromverstärker 56, die elektrische Stromimpulse an die Gradientenspulenbaugruppe 54 anlegen, magnetische Gradienten in dem Hauptmagnetfeld quer durch das Bildgebungsvolumen 24. Vorzugsweise umfasst die Gradientenspulenbaugruppe 54 selbstabgeschirmte Gradientenspulen zur Erzeugung von magnetischen Gradienten entlang dreier zueinander orthogonaler Richtungen x, y und z.
  • Ein HF-Sender 60 sendet Hochfrequenzimpulse oder Impulspakete an eine Ganzkörper-HF-Spule 62, die angrenzend an das Bildgebungsvolumen 24 angeordnet ist, um HF-Impulse in das Bildgebungsvolumen 24 zu senden. Ein typischer HF-Impuls besteht aus einem Paket von unmittelbar an einander angrenzenden Impulssegmenten von kurzer Dauer, die mit einander und mit beliebigen zugeführten Gradienten eine ausgewählte Magnetresonanzmanipulation erreichen. Die HF-Impulse werden verwendet, um in ausgewählten Bereichen des Bildgebungsvolumens 24 zu sättigen, Resonanz anzuregen, Magnetisierung zu invertieren, Magnetisierung zu refokussieren oder Resonanz zu manipulieren. Bei Ganzkörper-Anwendungen werden die Resonanzsignale üblicherweise durch die Ganzkörper-HF-Spule 62 aufgenommen. Die HF-Spule kann in der Nähe der entgegengesetzten Polschuhe 20 und 20' (wie die abgebildete Ganzkörper-HF-Spule 62) oder auf dem untersuchten Patienten oder Objekt angeordnet sein. Eine Oberflächenspule kann zum Beispiel an den untersuchten Patienten oder das untersuchte Objekt angrenzend positioniert sein, um in einer ausgewählten Region des Patienten oder Objekts auf steuerbare Weise Magnetresonanz zu induzieren.
  • Ein Empfänger 64 (vorzugsweise ein digitaler Empfänger) empfängt Signale von in Resonanz schwingenden Dipolen. Die Signale werden über die gleiche HF-Spule empfangen, die die Hochfrequenzimpulse sendet. Alternativ können separate Empfangsspulen verwendet werden. Es können zum Beispiel nur für den Empfang vorgesehene Oberflächenspulen angrenzend an eine ausgewählte Region des zu untersuchenden Patienten oder Objekts angeordnet werden, um die darin durch die Ganzkörper-HF-Sendespule 62 induzierte Resonanz zu empfangen. Die Sequenzsteuerschaltung 52 steuert die Gradientenimpulsverstärker 56 und den HF-Sender 60, um eine beliebige von einer Vielzahl von Mehrfachechosequenzen zu erzeugen, zum Beispiel Echoplanarbildgebung, Echovolumenbildgebung, Gradienten- und Spinechobildgebung, Fast-Spinechobildgebung und dergleichen. Für die ausgewählte Sequenz empfängt der Empfänger 64 im Anschluss an jeden HF-Anregungsimpuls eine Vielzahl von Dateneingaben in schneller Folge. Schließlich werden die empfangenen Hochfrequenzsignale demoduliert und durch einen Rekonstruktionsprozessor 70, der eine zweidimensionale Fourier-Transformation oder einen anderen geeigneten Rekonstruktionsalgorithmus anwendet, zu einer Bilddarstellung rekonstruiert. Das Bild kann eine planare Schicht durch den Patienten darstellen, eine Anordnung von parallelen Schichten, ein dreidimensionales Volumen oder dergleichen. Das Bild wird dann in einem Bildspeicher 72 gespeichert, von wo es durch eine Anzeigevorrichtung, zum Beispiel einen Videomonitor 74, abgerufen werden kann, der eine von Menschen lesbare Anzeige des resultierenden Bildes liefert.
  • Ein Vorteil des Bildgebungsmagneten mit integrierten Polflächenmerkmalen wie oben beschrieben besteht in einem verbesserten Polschuh für MRI-Scanner. Ein weiterer Vorteil besteht in einer verbesserten Homogenität des magnetischen Flusses in dem Bildgebungsvolumen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Offenheit beibehalten bleibt und ein verbessertes Verhältnis von Patientenzwischenraum-zu-Polschuhdurchmesser erreicht wird. Noch ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die zur Ansteuerung des Systems verwendeten Amperewindungen niedriger sind als bei Systemen mit Polschuhen mit Konturmerkmalen auf ihrer Rückseite. Ein weiterer Vorteil besteht in der höheren Bildqualität, die sich durch die verbesserte Gleichmäßigkeit des Magnetfelds im Bildgebungsvolumen ergibt.
  • Text in der Zeichnung
  • 1
    • Magnetic field control
      Magnetfeldsteuerung
      Sequence control
      Sequenzsteuerung
      Gradient amplifiers
      Gradientenverstärker
      transmitter
      Sender
      receiver
      Empfänger
      2DFT
      2D-Fourier-Transformation
      Image memory
      Bildspeicher

Claims (4)

  1. Magnetresonanzbildgebungsgerät mit: einem Paar entgegengesetzter Polschuhe (20, 20'), die symmetrisch um ein Bildgebungsvolumen (24) herum angeordnet sind und einander gegenüberliegen, wobei das genannte Paar entgegengesetzter Polschuhe (20, 20') einen ersten Polschuh (20) aus Eisen mit einer Vorderseite (22), die dem Bildgebungsvolumen (24) gegenüberliegt, und mit einer Rückseite (28) umfasst und einen zweiten Polschuh (20') aus Eisen mit einer Vorderseite (22'), die dem Bildgebungsvolumen (24) gegenüberliegt, und mit einer Rückseite (28'); einem magnetischen Rückflusspfad (30), der sich in einem Abstand vom Bildgebungsvolumen (24) befindet und sich von der Rückseite (28) des ersten Polschuhs (20) zu der Rückseite (28') des zweiten Polschuhs (20') erstreckt; einem Paar ringförmiger Primärmagneten, die einen magnetischen Fluss durch das Bildgebungsvolumen (24), das Paar von entgegengesetzten Polschuhen (20, 20') und den magnetischen Rückflusspfad (30) erzeugen; dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Polschuh (20, 20') jeweils am Umfang von einem entsprechenden ringförmigen Primärmagneten (12, 12') des genannten Paars von ringförmigen Magneten umgeben sind; und dass die Rückseite (28) des ersten Polschuhs (20) und die Rückseite (28') des zweiten Polschuhs (20') sich jeweils in einem Abstand von Vorsprüngen (32, 34) des magnetischen Rückflusspfads (30) befinden, so dass die Anziehungskraft zwischen den Primärmagneten (12, 12') durch die Anziehungskraft zwischen jedem Magneten und seine Anziehung zu seinem in dem entsprechenden Vorsprung (32, 34) gespiegelten Magnetbild ausgeglichen wird; und dass eine Anzahl von ringförmigen Ringen (40, 40') mit den Vorderseiten (22, 22') der entgegengesetzten Polschuhe (20, 20') integriert und konzentrisch darauf angeordnet ist, um den magnetischen durch das Bildgebungsvolumen (24) homogen zu machen, wobei die ringförmigen Ringe (40, 40') ein Material mit magnetischen Eigenschaften umfassen, die sich von denjenigen des Paar der entgegengesesetzten Polschuhe (20, 20') unterscheiden.
  2. Magnetresonanzbildgebungsgerät nach Anspruch 1, wobei die ringförmigen Ringe (40, 40') aus permanent magnetisiertem Material bestehen.
  3. Magnetresonanzbildgebungsgerät nach Anspruch 2, wobei das Material, aus dem die ringförmigen Ringe (40, 40') hergestellt werden, aus einer Gruppe bestehend aus Neodym-Bor-Eisen, Samarium-Kobalt, einer Kobalt-Eisen-Legierung, einer Nickel-Eisen-Legierung und einer Kobalt-Stahl-Legierung ausgewählt wird.
  4. Magnetresonanzbildgebungsgerät nach Anspruch 1, wobei das Material, aus dem die ringförmigen Ringe (40, 40') hergestellt werden, eine magnetische Suszeptibilität aufweist, die sich von der des Paares der entgegengesetzten Polschuhe (20, 20') unterscheidet.
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