DE69937533T2 - Offener Magnet mit Abschirmung - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen offenen Magneten, der zum Erzeugen eines gleichförmigen Magnetfeldes benutzt wird, und mehr im Besonderen auf einen solchen Magneten mit einer Abschirmung zum Schutz des Bereiches um den Magneten herum vor magnetischen Streufeldern, die aus dem Magneten stammen.
  • Magnete schließen Widerstands- und supraleitende Magnete ein, die Teil eines magnetischen Resonanz-Abbildungs(MRI)-Systems sind, das in verschiedenen Anwendungen eingesetzt wird, wie der medizinischen Diagnostik. Bekannte supraleitende Magnete schließen mittels flüssigem Helium gekühlte und Kryokühler-gekühlte supraleitende Magnete ein. Typischerweise schließt die supraleitende Spulen-Anordnung eine supraleitende Hauptspule ein, die von einer ersten thermischen Abschirmung umgeben ist, die von einer Vakuum-Umhüllung umgeben ist. Ein Kryokühler-gekühlter Magnet schließt typischerweise auch einen kalten Kryokühler-Kopf ein, der außerhalb an der Vakuum-Umhüllung montiert ist, dessen erster kalter Abschnitt sich in thermischem Kontakt mit der thermischen Abschirmung befindet und dessen zweiter kalter Abschnitt sich in thermischem Kontakt mit der supraleitenden Hauptspule befindet. Ein mittels flüssigem Helium gekühlter Magnet schließt typischerweise auch ein Gefäß mit flüssigem Helium ein, das die supraleitende Hauptspule und eine zweite thermische Abschirmung umgibt, die die erste thermische Abschirmung umgibt, die das Gefäß mit flüssigem Helium umgibt.
  • Bekannte Widerstands- und supraleitende Magnetdesigns schließen geschlossene Magnete und offene Magnete ein. Geschlossene Magnete haben typischerweise eine einzige rohrförmig gestaltete Widerstands- oder supraleitende Spulen-Anordnung, die eine Bohrung aufweist. Die Spulen-Anordnung schließt mehrere radial ausgerichtete und in Längsrichtung voneinander beabstandete Widerstands- oder supraleitende Hauptspulen ein, die einen großen identischen elektrischen Strom in der gleichen Richtung tragen. Die Hauptspulen sind derart entworfen, dass sie ein magnetisches Feld hoher Gleichförmigkeit innerhalb eines typischerweise kugelförmigen Abbildungsvolumens erzeugen, das innerhalb der Bohrung des Magneten zentriert ist, wo der abzubildende Gegenstand angeordnet wird. Eine einzige rohrförmig gestaltete Abschirmungs-Anordnung kann auch benutzt werden, um zu verhindern, dass das durch die Hauptspulen erzeugte und diese umgebende starke Magnetfeld in nachteiliger Weise in Wechselwirkung tritt mit der elektronischen Ausrüstung in der Nähe des Magneten. Eine solche Abschirmungs-Anordnung schließt mehrere radial ausgerichtete und in Längsrichtung beabstandete Widerstands- oder supraleitende Abschirmungsspulen ein, die elektrische Ströme, im Allgemeinen gleicher Amperezahl, aber in einer entgegengesetzten Richtung zu dem elektrischen Strom tragen, der von den Hauptspulen getragen wird, und sie sind radial außerhalb der Hauptspulen angeordnet.
  • Offene Magnete, die Magnete von "C"-Gestalt einschließen, benutzen typischerweise zwei voneinander beabstandete Spulen-Anordnungen, wobei der Raum zwischen den Anordnungen das Abbildungsvolumen enthält und den Zugang durch medizinisches Personal für Chirurgie oder andere medizinische Prozeduren während des magnetischen Resonanzabbildens gestattet. Der Patient kann in diesem Raum oder auch in der Bohrung der ringförmigen Anordnungen angeordnet sein. Der offene Raum hilft dem Patienten, irgendwelche Gefühle der Klaustrophobie zu überwinden, die in einem geschlossenen Magnetdesign auftreten können. Bekannte offene Magnetdesigns mit einer Abschirmung schließen solche ein, bei denen jede Spulen-Anordnung eine offene Bohrung hat und eine Widerstands- oder supraleitende Abschirmungsspule enthält, die longitudinal und radial außerhalb der Widerstands- oder supraleitenden Hauptspule(n) angeordnet ist. Im Falle eines supraleitenden Magneten ist eine große Menge teuren Supraleiters in der Hauptspule erforderlich, um die Magnetfeld subtrahierende Wirkungen der Abschirmungsspule zu überwinden. Berechnungen zeigen, dass für einen 0,75 Tesla-Magneten allgemein 1.040 kg [2300 US-Pfund] Supraleiter erforderlich sind, die einen teuren Magneten ergeben, der im Allgmeinen 5.400 kg [12000 US-Pfund] wiegt. Das mäßige Gewicht macht dies zu einem brauchbaren Magnetdesign.
  • Es ist bei offenen Magnetdesigns auch bekannt, ein Eisen-Polstück in der Bohrung einer Widerstands- oder supraleitenden Spulen-Anordnung anzuordnen, die keine Abschirmungsspule aufweist. Das Eisen-Polstück verstärkt die Stärke des Magnetfeldes und trimmt, durch Formen der Oberfläche des Polstückes, den Magneten magnetisch, was die Homogenität des Magnetfeldes verbessert. Ein Eisen-Rückführungspfad wird benutzt, um die beiden Eisen-Polstücke zu verbinden. Es wird darauf hingewiesen, dass das Eisen-Polstück auch zum Abschirmen des Magneten dient. Es ist jedoch eine große Menge Eisen in dem Eisen-Polstück erforderlich, um das Abschirmen in starken Magneten zu erzielen. Im Falle eines supraleitenden Magneten zeigen Berechnungen, dass für einen 0,75 Tesla-Magneten im Allgemeinen nur 90 kg [200 US-Pfund] Supraleiter erforderlich sind, was einen Magneten ergibt, der mehr als 32.000 kg [70000 US Pfund] wiegt, was zu schwer ist, um ihn in medizinischen Einrichtungen, wie Krankenhäusern, zu benutzen. Das Gewicht macht dies nicht zu einem brauchbaren Magnetdesign.
  • Gemäß der Preambel von Anspruch 1 offenbart EP-A-0 817 211 eine supraleitende Magnetvorrichtung, umfassend Hauptspulen und regulierende Spulen. Ein ferromagnetisches Glied ist um die Außenseite der Haupt- und regulierenden Spulen vorgesehen und eine zylindrische Vakuum-Umhüllung ist auch um die Außenseite der Haupt- und regulierenden Spulen vorgesehen.
  • Benötigt wird ein offenes Magnetdesign mit einer Abschirmung, die leicht genug ist, um sie in medizinischen Einrichtungen zu benutzen, und die ein billigeres Design hat als bekannte Designs.
  • Die vorliegende Erfindung wird in den beigefügten Ansprüchen definiert.
  • In einer ersten Ausführungsform schließt ein offener Magnet eine erste Anordnung und eine zweite Anordnung ein, die in Längsrichtung von der ersten Anordnung beabstandet ist.
  • Die erste Anordnung schließt eine sich allgemein längs erstreckende erste Achse, mindestens eine Hauptspule, mindestens eine Abschirmungsspule, mindestens ein magnetisierbares Glied, das keinen elektrischen Strom trägt, und mindestens ein magnetisierbares Polstück ein. Die mindestens eine Hauptspule, die mindestens eine Abschirmungsspule und das mindestens eine magnetisierbare Polstück sind im Allgemeinen mit der ersten Achse koaxial ausgerichtet. Die mindestens eine Hauptspule trägt einen ersten elektrischen Hauptstrom in einer ersten Richtung und die mindestens eine Abschirmungsspule trägt einen ersten abschirmenden elektrischen Strom in einer Richtung entgegen der ersten Richtung. Die mindestens eine Abschirmungsspule ist längs außerhalb der mindestens einen Hauptspule angeordnet. Das mindestens eine magnetisierbare Glied ist im Abstand von und nahe der mindestens einen Haupt- und Abschirmungsspule angeordnet. Das mindestens eine magnetisierbare Polstück ist von dem mindestens einen magnetisierbaren Glied beabstandet.
  • Die zweite Anordnung schließt eine sich allgemein längs erstreckende zweite Achse, die allgemein koaxial mit der ersten Achse ausgerichtet ist, mindestens eine Hauptspule, mindestens eine Abschirmungsspule, mindestens ein magnetisierbares Glied, das keinen elektrischen Strom trägt, und mindestens ein magnetisierbares Polstück ein. Die mindestens eine Hauptspule, die mindestens eine Abschirmungsspule und das mindestens eine magnetisierbare Polstück sind im Allgemeinen koaxial mit der zweiten Achse ausgerichtet. Die mindestens eine Hauptspule trägt einen zweiten elektrischen Hauptstrom in der zuvor beschriebenen ersten Richtung und die mindestens eine Abschirmungsspule trägt einen zweiten elektrischen Abschirmungsstrom in der zuvor beschriebenen entgegengesetzten Richtung. Die mindestens eine Abschirmungsspule ist längs außerhalb der mindestens einen Hauptspule angeordnet. Das mindestens eine magnetisierbare Glied ist von der mindestens einen Haupt- und Abschirmungsspule beabstandet und in der Nähe davon angeordnet. Das mindestens eine magnetisierbare Polstück ist von dem mindestens einen magnetisierbaren Glied beabstandet.
  • In einem ersten Beispiel schließt ein Verfahren zum Erzeugen eines Magnetfeldes in einem ersten Bereich zwischen einer ersten und zweiten Anordnung, während ein zweiter Bereich, der nicht zwischen der ersten und zweiten Anordnung liegt, vor einem magnetischen Streufeld geschützt wird, das aus der Erzeugung des Magnetfeldes in dem ersten Bereich stammt, mehrere Stufen ein. Eine Stufe schließt das Positinieren als eine erste Anordnung mindestens einer Hauptspule, mindestens einer Abschirmungsspule, mindestens eines magnetisierbaren Gliedes und mindestens eines magnetisierbaren Pol stückes ein, worin die mindestens eine Hauptspule einen ersten elektrischen Strom in einer ersten Richtung trägt, worin die mindestens eine Abschirmungsspule längs außerhalb der mindestens einen Hauptspule angeordnet ist und einen ersten elektrischen Abschirmungsstrom in einer Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung trägt, wobei das mindestens eine magnetisierbare Glied keinen elektrischen Strom trägt und von der mindestens einen Haupt- und Abschirmungsspule beabstandet und benachbart dazu angeordnet ist und worin das mindestens eine magnetisierbare Polstück von dem magnetisierbaren Glied beabstandet ist. Eine andere Stufe schließt das Positionieren als eine zweite Anordnung mindestens einer Hauptspule, mindestens einer Abschirmungsspule, mindestens eines magnetisierbaren Gliedes und mindestens eines magnetisierbaren Polstückes ein, worin die mindestens eine Hauptspule einen zweiten elektrischen Strom in der zuvor beschriebenen ersten Richtung trägt, worin die mindestens eine Abschirmungsspule längs außerhalb der mindestens einen Hauptspule angeordnet ist und einen zweiten elektrischen Abschirmungsstrom in der zuvor beschriebenen entgegengesetzten Richtung trägt, worin das mindestens eine magnetisierbare Glied keinen elektrischen Strom trägt und von der mindestens einen Haupt- und Abschirmungsspule beabstandet und benachbart dazu angeordnet ist und worin das mindestens eine magnetisierbare Polstück von dem mindestens einen magnetisierbaren Glied beabstandet ist. Eine zusätzliche Stufe ist das allgemein koaxiale Ausrichten der mindestens einen Hauptspule und Abschirmungsspule und des Polstückes der ersten und zweiten Anordnung mit einer sich allgemein längs erstreckenden Achse. Eine weitere Stufe ist das Beabstanden der zweiten Anordnung von der ersten Anordnung in Längsrichtung.
  • Aus der Erfindung erhält man mehrere Nutzen und Vorteile. Das mindestens eine Polstück und das mindestens eine magnetisierbare Glied verbessern die Stärke des Magnetfeldes, sodass weniger Leiter oder Supraleiter in der mindestens einen Hauptspule erforderlich sind. Das mindestens eine magnetisierbare Glied liefert eine teilweise Magnetfluss-Rückführung für die mindestens eine Hauptspule, was das magnetisierbare Material vermindert, das in dem mindestens einen Polstück erforderlich ist und was die Menge an Leiter oder Supraleiter verringert, die in der mindestens einen Hauptspule erforderlich ist. Das mindestens eine magnetisierbare Glied entkoppelt magnetisch die mindestens eine Abschirmungsspule von der mindestens einen Hauptspule, sodass die magnetischen Flusslinien der mindestens einen Abschirmungsspule durch das mindestens eine magnetisierbare Glied abgefangen werden und die magnetischen Flusslinien von der mindestens einen Hauptspule nicht erreichen. Die magnetisierbare Masse des mindestens einen Polstückes muss nicht erhöht werden und die Menge des Leiters oder Supraleiters in der mindestens einen Hauptspule muss nicht erhöht werden, um die Feld vermindernden Wirkungen der magnetischen Flusslinien von der mindestens einen Abschirmungsspule auszugleichen, da sie durch die Anwesenheit des mindestens einen magnetisierbaren Gliedes blockiert sind. Im Falle eines supraleitenden Magneten zeigen Computer-Simulationen, dass ein 0,7 Tesla-Magnet der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen 360 kg [800 US-Pfund] Supraleiter benutzen würde, um ein Magneten zu ergeben, der im Allgemeinen 7.250 kg [16.000 US-Pfund] wiegt (was leicht genug ist, um in einer medizinischen Einrichtung installiert zu werden) und nur die Hälfte dessen kostet, was ein brauchbarer äquivalenter konventioneller Magnet kosten würde.
  • Die Erfindung wird nun detaillierter beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der:
  • 1 eine schematische Aufrissansicht einer ersten Ausführungsform des offenen Magneten der Erfindung ist,
  • 2 eine schematische Draufsicht des Magneten von 1 ist,
  • 3 eine Querschnittsansicht des Magneten der 1 und 2 entlang den Linien 3-3 von 2 ist, wobei ein kalter Kryokühlerkopf hinzugefügt wurde, und
  • 4 eine detaillierte schematische Ansicht eines unteren rechten Abschnittes des in 3 gezeigten Magneten ist.
  • In der Zeichnung, in der gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente repräsentieren, zeigen 14 eine erste Ausführungsform des offenen Magneten 10 der vorliegenden Erfindung. Magnet 10 ist ein supraleitender Magnet. In einem Beispiel ist Magnet 10 ein 0,5 Tesla- oder größerer Magnet. Der Magnet 10 schließt eine erste Anordnung 12 ein. Die erste Anordnung 12 schließt eine allgemein ringförmige erste Vakuum-Umhüllung 14 ein, die eine erste Bohrung 16 umgibt und eine sich allgemein längs erstreckende erste Achse 18 aufweist. In einem Beispiel besteht die erste Vakuum-Umhüllung 14 im Wesentlichen aus nicht magnetischem korrosionsbeständigem Stahl oder Aluminium.
  • Die erste Anordnung 12 schließt auch eine allgemein ringförmige erste supraleitende Hauptspule 20 ein, die allgemein koaxial mit der ersten Achse 18 ausgerichtet und innerhalb der ersten Vakuum-Umhüllung 14 angeordnet ist. Die erste supraleitende Hauptspule 20 trägt einen ersten elektrischen Hauptstrom in einer ersten Richtung. Die erste Richtung ist definiert als entweder eine Umfangsrichtung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn um die erste Achse 18, wobei eine geringe Längskomponente der Stromrichtung ignoriert wird. Es ist zu bemerken, dass zusätzliche erste supraleitende Hauptspulen benötigt werden können, um eine hohe magneti sche Feldstärke innerhalb des Abbildungsvolumens des Magneten zu erzielen, ohne dass die kritische Stromdichte des Supraleiters, der in den supraleitenden Spulen benutzt wird, überstiegen wird, wie dem Fachmann bekannt ist. Ein Beispiel eines Supraleiters für die erste supraleitende Hauptspule 20 ist Niob-Titan.
  • Die erste Anordnung 12 schließt zusätzlich eine allgemein ringförmige erste supraleitende Abschirmungsspule 22 ein, die allgemein koaxial mit der erste Achse 18 ausgerichtet ist. Die erste supraleitende Abschirmungsspule 22 ist innerhalb der ersten Vakuum-Umhüllung 14 longitudinal außerhalb der ersten supraleitenden Hauptspule 20 angeordnet. Die erste supraleitende Abschirmungsspule 22 trägt einen ersten elektrischen Abschirmungsstrom in einer Richtung entgegengesetzt der zuvor definierten ersten Richtung. Ein Beispiel eines Supraleiters für die erste supraleitende Abschirmungsspule 22 ist Niob-Titan.
  • Die erste Anordnung 12 schließt weiter einen magnetisierbaren und allgemein ringförmigen ersten Ring 24 ein, der allgemein koaxial mit der ersten Achse 18 ausgerichtet und innerhalb der ersten Vakuum-Umhüllung 14 angeordnet ist. Der erste Ring 24 ist von der ersten supraleitenden Haupt- und Abschirmungsspule 20 und 22 beabstandet. In einem Beispiel besteht der erste Ring 24 im Wesentlichen aus einem ferromagnetischen Material. In einem Beispiel besteht der erste Ring 24 im Wesentlichen aus Kohlenstoffstahl.
  • Die erste Anordnung 12 schließt darüber hinaus ein magnetisierbares und allgemein zylinderförmiges erstes Polstück 26 ein, das allgemein koaxial mit der ersten Achse 18 ausgerichtet ist. Das erste Polstück 26 ist innerhalb der ersten Bohrung 16 und außerhalb der ersten Vakuum-Umhüllung 14 angeordnet. In einem Beispiel besteht das erste Polstück 26 im Wesentlichen aus einem ferromagnetischen Material. In einem Beispiel besteht das erste Polstück 26 im Wesentlichen aus Eisen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das erste Polstück 26 an der ersten Vakuum-Umhüllung 14 befestigt.
  • Der offene supraleitende Magnet 10 schließt auch eine zweite Anordnung 28 ein. Die zweite Anordnung 28 schließt eine allgemein ringförmige zweite Vakuum-Umhüllung 30 ein, die eine zweite Bohrung 32 umgibt und eine sich allgemein längs erstreckende zweite Achse 34 aufweist, die allgemein koaxial mit der ersten Achse 18 ausgerichtet ist. Die zweite Vakuum-Umhüllung 30 ist in Längsrichtung von der ersten Vakuum-Umhüllung 14 beabstandet. In einem Beispiel besteht die zweite Vakuum-Umhüllung 30 im Wesentlichen aus einem nicht-magnetischen, korrosionsbeständigem Stahl oder Aluminium.
  • Die zweite Anordnung 28 schließt auch eine allgemein ringförmige zweite supraleitende Hauptspule 36 ein, die allgemein koaxial mit der zweiten Achse 34 ausgerichtet und innerhalb der zweiten Vakuum-Umhüllung 30 angeordnet ist. Die zweite supraleitende Hauptspule 36 trägt einen zweiten elektrischen Hauptstrom in der zuvor definierten ersten Richtung. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche zweite supraleitende Hauptspulen erforderlich sein können, um irgendwelche zusätzlichen ersten supraleitenden Hauptspulen auszugleichen, die in der ersten Anordnung vorhanden sind, wie dem Fachmann bekannt ist. Ein Beispiel eines Supraleiters für die zweite supraleitende Hauptspule 36 ist Niob-Titan.
  • Die zweite Anordnung 28 schließt zusätzlich eine allgemein ringförmige zweite supraleitende Abschirmungsspule 38 ein, die allgemein koaxial mit der zweiten Achse 34 ausgerichtet ist. Die zweite supraleitende Abschirmungsspule 38 ist innerhalb der zweiten Vakuum-Umhüllung 30 in Längsrichtung außerhalb der zweiten supraleitenden Hauptspule 36 ange ordnet. Die zweite supraleitende Abschirmungsspule 38 trägt einen zweiten elektrischen Abschirmungsstrom in der zuvor definierten entgegengesetzten Richtung. Die ersten und zweiten supraleitenden Hauptspulen 20 und 36 befinden sich in Längsrichtung näher beieinander als die ersten und zweiten supraleitenden Abschirmungsspulen 22 und 36. Ein Beispiel eines Supraleiters für die zweite supraleitende Abschirmungsspule 38 ist Niob-Titan.
  • Die zweite Anordnung 28 schließt weiter einen magnetisierbaren und allgemein ringförmigen zweiten Ring 40 ein, der allgemein koaxial mit der zweiten Achse 34 ausgerichtet und innerhalb der zweiten Vakuum-Umhüllung 30 angeordnet ist. Der zweite Ring 40 ist von der zweiten supraleitenden Haupt- und Abschirmungsspule 36 und 38 beabstandet. In einem Beispiel besteht der zweite Ring 40 im Wesentlichen aus einem ferromagnetischen Material. In einem Beispiel besteht der zweite Ring 40 im Wesentlichen aus Kohlenstoffstahl.
  • Die zweite Anordnung 28 schließt darüber hinaus ein magnetisierbares und allgemein zylinderförmiges zweites Polstück 42 ein, das allgemein koaxial mit der zweiten Achse 34 ausgerichtet ist. Das zweite Polstück 42 ist innerhalb der zweiten Bohrung 32 und außerhalb der zweiten Vakuum-Umhüllung 30 angeordnet. Das zweite Polstück 42 ist in Längsrichtung von dem ersten Polstück 28 beabstandet und dies ohne einen magnetisierbaren festen Pfad zum ersten Polstück 26. In einem Beispiel besteht das zweite Polstück 42 im Wesentlichen aus einem ferromagnetischen Material. In einem Beispiel besteht das zweite Polstück 42 im Wesentlichen aus Eisen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das zweite Polstück 42 an der zweiten Vakuum-Umhüllung 30 befestigt.
  • In einer beispielhaften Konstruktion schließt der offene supraleitende Magnet 10 nur ein Trägerglied 44 ein, das die erste und zweite Anordnung 12 und 28 verbindet und erwünschterweise das erste und zweite Polstück 26 und 42 der ersten und zweiten Anordnung 12 und 28 verbindet. Das Trägerglied 44 ist ein nicht magnetisierbares Trägerglied, das typischerweise im Wesentlichen aus nicht magnetischem korrosionsbeständigem Stahl besteht. Das Trägerglied 44 ist in Längsrichtung vollständig zwischen dem ersten und zweiten Polstück 26 und 42 angeordnet. In einem Beispiel haben das Trägerglied 44 und die erste und zweite Anordnung 12 und 28 zusammen eine allgemeine "C"-Gestalt, wenn sie in einem Querschnitt des Magneten betrachtet werden, der durch eine Schnittebene erzeugt wird, bei der die erste Achse 18 vollständig in der Schnittebene liegt und worin die Schnittebene allgemein das Trägerglied 44 zweimal schneidet. Es wird darauf hingewiesen, dass der zuvor definierte Querschnitt der in 3 gezeigte Querschnitt ist, wobei die "C"-Gestalt durch Rotieren von 3 um neunzig Grad im Uhrzeigersinn gesehen ist.
  • In einem Beispiel ist die zweite Anordnung 28 ein allgemeines Spiegelbild der ersten Anordnung 12 um eine Ebene 46 (gesehen auf einer Kante als eine gestrichelte Linie in 3), die in Längsrichtung in gleichem Abstand zwischen der ersten und zweiten Anordnung 12 und 28 angeordnet und allgemein senkrecht zur ersten Achse 18 orientiert ist. Wird der Magnet 10 als ein MRI(magnetischer Resonanzabbildungs)-Magnet eingesetzt, dann schließt der Magnet 10 ein magnetisches Resonanz-Abbildungsvolumen 48 ein (gesehen als eine gestrichelte Linie in den 13), das allgemein in Längsrichtung in gleichem Abstand zwischen der ersten und zweiten Anordnung 12 und 28 liegt. In einem Beispiel ist das Abbildungsvolumen 48 ein allgemein kugelförmiges Abbildungsvolumen mit einem Zentrum 50, das allgemein auf der ersten Achse 18 liegt. Ein Patient 51 ist in einer Abbildungsposition in den 1 und 2 gezeigt. Es wird darauf hingewiesen, dass das Magnetfeld in dem Abbildungsvolumen 48 eine Richtung aufweist, und dass die Richtung irgendeine Orientierung in Abhängigkeit von der Orientierung der koaxial ausgerichteten ersten und zweiten Achsen 18 und 34 haben kann. Das Magnetfeld hat eine horizontale Richtung in dem Abbildungsvolumen 48 der 3. Es wird darauf hingewiesen, dass beim physischen Rotieren des Magneten 10 um neunzig Grad derart, dass sich der Patient 51 in einer auf dem Bauch oder dem Rücken liegenden Position befindet (wie der auf einem Patientisch liegende Patient, nicht in den Figuren gezeigt), das Magnetfeld des Abbildungsvolumens eine vertikale Richtung haben würde.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die supraleitenden Spulen 20, 22, 36 und 38 auf eine Temperatur unterhalb ihrer kritischen Temperatur gekühlt sind, um Supraleitfähigkeit zu erzielen und aufrechtzuerhalten, typischerweise durch Kühlen mit flüssigem Helium (oder anderes kryogenes Kühlen), indem man mit einem Kryokühler kühlt oder durch eine Kombination davon. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die ersten und zweiten Ringe 24 und 40 auf die gleiche kryogene Temperatur wie die supraleitenden Spulen 20, 22, 36 und 38 gekühlt sind. In einer ersten Kühloption (siehe 4), veranschaulicht in der ersten Anordnung 12, schließt der Magnet 10 auch ein erstes kryogenes Gefäß 52 ein, das innerhalb der ersten Vakuum-Umhüllung 14 angeordnet ist und die erste supraleitende Haupt- und Abschirmungsspule 20 und 22 und den ersten Ring 24 umgibt. Das erste kryogene Gefäß 52 enthält ein flüssiges Kühlmittel 54, wie eines, das im Wesentlichen aus flüssigem Helium besteht. In einem Beispiel besteht das erste kryogene Gefäß 52 im Wesentlichen aus Aluminium oder nicht-magnetischem korrosionsbeständigem Stahl.
  • In der ersten Kühloption schließt die erste Anordnung 12 in einem Beispiel auch eine erste thermische Abschirmung 56, einen inneren Trägerzylinder 58 und einen äußeren Trägerzylinder 60 ein, die alle innerhalb der ersten Vakuum-Umhüllung 14 angeordnet sind. Die erste thermische Abschirmung 56 ist zwischen dem ersten kryogenen Gefäß 52 und der ersten Vakuum-Umhüllung 14 und im Abstand davon angeordnet. Der innere Trägerzylinder 58 ist allgemein koaxial mit der ersten Achse 18 ausgerichtet, hat ein erstes Ende, das an der ersten Vakuum-Umhüllung 14 gesichert ist, und ein zweites Ende, das an der ersten thermischen Abschirmung 56 gesichert ist. Der äußere Trägerzylinder 60 ist allgemein koaxial mit der ersten Achse 18 ausgerichtet, hat ein erstes Ende, das an der ersten thermischen Abschirmung 56 gesichert ist, und hat ein zweites Ende, das an dem ersten kryogenen Gefäß 52 gesichert ist. In einer beispielhaften Konstruktion besteht die erste thermische Abschirmung 56 im Wesentlichen aus Aluminium und der innere und äußere Trägerzylinder 58 und 60 bestehen im Wesentlichen aus einem faserverstärkten Verbundmaterial. In einem Beispiel erfolgt das oben beschriebene Sichern der Enden der nicht-metallischen Trägerzylinder durch Bilden eines abgerundeten Randes in den Enden der Trägerzylinder und durch Benutzen von Metallringen, um die Ränder festzulegen, wobei einige solcher Ringe an der metallischen Vakuum-Umhüllung, der metallischen thermischen Abschirmung oder dem metallischen kryogenen Gefäß befestigt sind, wie geeignet und wie der Fachmann erkennen kann. Es wird darauf hingewiesen, dass der innere und äußere Trägerzylinder 58 und 60 unter Zug stehen und ein hervorragendes System zum mechanischen Tragen der Magnetkomponenten innerhalb der ersten Vakuum-Umhüllung 14 gegen die Magnetkräfte liefern, die durch den Magneten 10 erzeugt werden, wie der Fachmann verstehen wird.
  • In einer zweiten Kühloption, veranschaulicht in der zweiten Anordnung 28, schließt der Magnet 10 auch einen kalten Kryokühlerkopf 62 ein, der ein Gehäuse 64 aufweist, das an der zweiten Vakuum-Umhüllung 30 befestigt ist und einen kalten Abschnitt 66 hat, der sich in festem thermischem Leitungskontakt mit der zweiten supraleitenden Abschirmungsspule 38 befindet und der sich, durch einen verbindenden thermischen Busbar (in den Figuren nicht gezeigt), in thermischem Leitungskontakt mit der zweiten supraleitenden Hauptspule 36 befindet.
  • Andere (in den Figuren nicht gezeigte) Kühloptionen schließen ein, dass jede Anordnung ihr eigenes kryogenes Gefäß aufweist, wobei das flüssige Kryogen in einem kryogenen Gefäß durch eine verbindende, thermisch isolierte Leitung, die entweder innerhalb des Trägergliedes oder entlang des Trägergliedes angeordnet ist, in Strömungsmittel-Verbindung mit flüssigem Kryogen in dem anderen kryogenen Gefäß steht. Alternativ kann ein fester thermischer Leitungspfad in dem Trägerglied angeordnet sein, was es dem kalten Kryokühlerkopf auf der zweiten Vakuum-Umhüllung gestattet, auch die supraleitende Haupt- und Abschirmungsspule in der ersten Vakuum-Umhüllung zu kühlen. Typischerweise (wie in 4 gezeigt) sind ein oder mehrere thermische Abschirmungen voneinander beabstandet und umgeben die supraleitende Haupt- und Abschirmungsspule. Zum kryogenen Kühlen sind solche thermischen Abschirmungen (wie in 4 gezeigt) außerhalb des kryogenen Gefäßes angeordnet. Um die beiden Anordnungen thermisch miteinander zu verbinden, sind die Vakuum-Umhüllungen, die thermischen Abschirmungen und (falls vorhanden) die kryogenen Gefäße jeder Anordnung miteinander verbunden, wie in der Nähe des Trägergliedes. Es wird darauf hingewiesen, dass bei jeder Kühloption der Magnet 10 darüber hinaus, wie erforderlich, thermische Abstandshalter und Spulenformen einschließt, wie dem Fachmann bekannt, um die Magnet-Komponenten richtig zu beabstanden und zu tragen, wobei solche Abstandshalter der Klarheit halber aus den Figuren weggelassen sind und solche Spulenformen im Folgenden erläutert werden.
  • In einer beispielhaften Konstruktion schließt die erste Anordnung 12 eine Hauptspulenform 68, eine Abschirmungsspu lenform 70, mehrere beabstandete Bolzen 72 (von denen nur einer in den Figuren gezeigt ist) und mehrere mit Innengewinde versehene Muttern 74 ein (von denen nur zwei in den Figuren gezeigt sind). Die Hauptspulenform 68 ist innerhalb der ersten Vakuum-Umhüllung 14 angeordnet, trägt die erste supraleitende Hauptspule 20 und hat einen Hauptflansch 76, der an dem ersten Ring 24 anliegt. Die Abschirmungsspulenform 70 ist innerhalb der ersten Vakuum-Umhüllung 14 angeordnet, trägt die erste supraleitende Abschirmungsspule 22 und hat einen Abschirmungsflansch 78, der an dem ersten Ring 24 anliegt. Die Bolzen 72 sind jeweils innerhalb der ersten Vakuum-Umhüllung 14 angeordnet und sie sind zusammen umfangsmäßig um die erste Achse herum aufgereiht. Die Bolzen 72 sind jeweils allgemein parallel zu der ersten Achse 18 ausgerichtet und die Bolzen 72 gehen jeweils vollständig durch den Hauptflansch 76, den ersten Ring 24 und den Abschirmungsflansch 78 hindurch. Jeder der Bolzen 72 hat ein mit Außengewinde versehenes, in Längsrichtung äußeres Ende, das sich längs außerhalb und über den Abschirmungsflansch 78 hinaus erstreckt, und ein mit Außengewinde versehenes inneres Ende in Längsrichtung, das sich in Längsrichtung nach inner und über den Hauptflansch 76 hinaus erstreckt. Die Muttern 74 sind auf den in Längsrichtung inneren und in Längsrichtung äußeren Enden der Bolzen 72 aufgeschraubt. Es ist darauf hinzuweisen, dass der erste und zweite Ring 24 und 40 keine Gewinde aufweisen, weil sie, typischerweise aus Kohlenstoffstahl hergestellt, bei kryogenen Temperaturen spröde sind. In einem Beispiel bestehen die Haupt- und Abschirmungsspulenformen 68 und 70 im Wesentlichen aus Faserglas. Faserglas-Isolation kann zwischen einer supraleitenden Spule und einem kryogenen Gefäß angeordnet werden und ein darüber liegendes Aluminiumband (mit intervenierender Faserglas-Isolation) kann eine supraleitende Spule umgeben, wenn dies aus thermischen und Spannungsgründen erwünscht ist, wie der Fachmann erkennen wird.
  • In einem beispielhaften Design ist der erste Ring 24 in Längsrichtung zwischen der ersten supraleitenden Haupt- und Abschirmungsspule 20 und 22 angeordnet und der zweite Ring 40 ist in Längsrichtung zwischen der zweiten supraleitenden Haupt- und Abschirmungsspule 36 und 38 angeordnet. Die erste supraleitende Hauptspule 20 ist in Längsrichtung dichter zum ersten Ring 24 als die erste supraleitende Abschirmungsspule 22 angeordnet und die zweite supraleitende Hauptspule 36 ist in Längsrichtung dichter zum zweiten Ring 40 als die zweite supraleitende Abschirmungsspule 38 angeordnet. Eine Längsprojektion des ersten Ringes 24 auf die zuvor definierte Ebene 46 bedeckt vollständig eine Längsprojektion der ersten supraleitenden Hauptspule 20 auf die zuvor definierte Ebene 46 und bedeckt vollständig eine Längsprojektion der ersten supraleitenden Abschirmungsspule 22 auf die zuvor definierte Ebene 46. In gleicher Weise bedeckt eine Längsprojektion des zweiten Ringes 40 auf die zuvor definierte Ebene 46 vollständig eine Längsprojektion der zweiten supraleitenden Hauptspule 36 auf die zuvor definierte Ebene 46 und sie bedeckt vollständig eine Längsprojektion der zweiten supraleitenden Abschirmungsspule 38 auf die zuvor definierte Ebene 46. Zusätzlich bedeckt eine Längsprojektion der ersten supraleitenden Abschirmungsspule 22 auf die zuvor definierte Ebene 46 vollständig mindestens die Hälfte einer Längsprojektion der ersten supraleitenden Hauptspule 20 auf die zuvor definierte Ebene 46, und eine Längsprojektion der zweiten supraleitenden Abschirmungsspule 38 auf die zuvor definierte Ebene 46 bedeckt mindestens die Hälfte einer Längsprojektion der zweiten supraleitenden Hauptspule 36 auf die zuvor definierte Ebene 46. In einem Beispiel sind die erste supraleitende Haupt- und Abschirmungsspule 20 und 22 die einzigen supraleitenden Spulen, die innerhalb der ersten Vakuum-Umhüllung 14 angeordnet sind, und die zweite supraleitende Haupt- und Abschirmungsspule 36 und 38 sind die einzigen supraleitenden Spulen, die innerhalb der zweiten Vakuum-Umhüllung 30 angeordnet sind.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass der Fachmann unter Benutzung von Computer-Simulationen auf der Grundlage konventioneller Magnetfeldanalyse-Techniken und der Lehren der vorliegenden Erfindung einen offenen Magneten mit einer erwünschten Magnetfeldstärke, einem erwünschten Niveau der Magnetfeld-Inhomogenität und einem erwünschten Niveau der Abschirmung entwickeln kann (d. h., eine erwünschte Position des kleiner 0,000 T [5 Gauss] magnetischen Streufeldes vom Zentrum des Abbildungsvolumens des offenen Magneten). Es wird darauf hingewiesen, dass eine solche Analyse, wie in 3 gezeigt, zeigt, dass eine koaxial ausgerichtete Scheibe aus Eisen von dem in Längsrichtung äußeren Bereich 80 des ersten Polstückes 26 entfernt werden kann, ohne die Leistungsfähigkeit des Magneten 10 zu beeinflussen, wie der Fachmann ermessen kann. Wie zuvor erwähnt, fördern das Polstück und der Ring die Stärke des Magnetfeldes, sodass weniger Leiter oder Supraleiter in der Hauptspule erforderlich ist. Der Kohlenstoffstahl-Ring ergibt eine teilweise Magnetfluss-Rückführung zur Hauptspule, was das Eisen vermindert, das im Polstück benötigt wird, und was die Menge an Leiter oder Supraleiter vermindert, die in der Hauptspule benötigt wird. Der Kohlenstoffstahl-Ring entkoppelt auch magnetisch die Abschirmungsspule von der Hauptspule, sodass die magnetischen Flusslinien von der Abschirmungsspule durch den Kohlenstoffstahl-Ring abgefangen werden und die Magnetflusslinien von der Hauptspule nicht erreichen. Die Eisenmasse des Polstückes muss daher nicht erhöht werden und die Menge des Leiters oder Supraleiters in der Hauptspule muss nicht erhöht werden, um die Feldsubtrahierenden Wirkungen der Magnetflusslinien der Abschirmungsspule auszugleichen, da sie durch die Anwesenheit des Kohlenstoffstahl-Ringes blockiert werden. Im Falle eines supraleitenden Magneten zeigen Computer-Simulationen, dass ein 0,7 Tesla-Magnet der vorliegenden Erfindung mit dem kleiner als 0,000 T [5 Gauss] magnetischen Streufeld, das vertikal innerhalb 3,8 Metern und horizontal innerhalb 4,8 Metern vom Zentrum 50 des Abbildungsvolumens 48 des Magneten 10 enthalten ist, allgemein 360 kg [800 US-Pfund] des Supraleiters benutzen würden, was einen Magneten ergibt, der allgemein 7250 kg [16.000 US-Pfund] wiegen würde (was leicht genug ist, um in einer medizinischen Einrichtung installiert zu werden) und nur die Hälfte dessen kostet, was ein brauchbares Äquivalent eines konventionellen Magneten kosten würde.
  • Wie dem Fachmann in Anbetracht der Beschreibung der obigen Ausführungsformen klar sein wird, kann der Magnet der Erfindung umfangreicher als ein offener Magnet 10 ausgedrückt werden, der eine erste Anordnung 12 und eine zweite Anordnung 28 aufweist, die in Längsrichtung von der ersten Anordnung 12 beabstandet ist. Die erste Anordnung 12 schließt eine sich allgemein längs erstreckende erste Achse 18, mindestens eine Hauptspule 20, mindestens eine Abschirmungsspule 22, die in Längsrichtung außerhalb der mindestens einen Hauptspule 20 angeordnet ist, mindestens ein magnetisierbares Glied 24, das keinen elektrischen Strom trägt, und mindestens ein magnetisierbares Polstück 26 ein. Die mindestens eine Hauptspule 20, Abschirmungsspule 22 und das magnetisierbare Polstück 26 sind allgemein koaxial mit der ersten Achse 18 ausgerichtet. Die mindestens eine Hauptspule 20 trägt einen ersten elektrischen Hauptstrom in einer ersten Richtung und die mindestens eine Abschirmungsspule 22 trägt einen ersten elektrischen Abschirmungsstrom in einer Richtung entgegengesetzt der ersten Richtung. Das mindestens eine magnetisierbare Glied 24 ist von der mindestens einen Haupt- und Abschirmungsspule 20 und 22 beabstandet und dazu benachbart und das mindestens eine magnetisierbare Polstück 26 ist von dem mindestens einen magnetisierbaren glied 24 beabstandet. Die zweite Anordnung 28 schließt eine sich allgemein längs erstreckende zweite Achse 34, die allgemein koaxial mit der ersten Achse 18 ausgerichtet ist, mindestens eine Hauptspule 36, mindestens eine Abschirmungsspule 38, die in Längsrichtung außerhalb der min destens einen Hauptspule 36 angeordnet ist, mindestens 36 angeordnet ist, mindestens ein magnetisierbares Glied 40, das keinen elektrischen Strom trägt, und mindestens ein magnetisierbares Polstück 42 ein. Die mindestens eine Hauptspule 36, Abschirmungsspule 38 und das magnetisierbare Polstück 42 sind allgemein koaxial mit der zweiten Achse 34 ausgerichtet. Die mindestens eine Hauptspule 36 trägt einen zweiten elektrischen Hauptstrom in der zuvor definierten ersten Richtung und die mindestens eine Abschirmungsspule 38 trägt einen zweiten elektrischen Abschirmungsstrom in der zuvor beschriebenen entgegengesetzten Richtung. Das mindestens eine magnetisierbare Glied 40 ist von der mindestens einen Haupt- und Abschirmungsspule 36 und 38 beabstandet und diesen benachbart und das mindestens eine magnetisierbare Polstück 26 ist von dem mindestens einen magnetisierbaren Glied 40 beabstandet.
  • Das mindestens eine Polstück und das mindestens eine magnetisierbare Glied fördern die Stärke des Magnetfeldes, sodass weniger Leiter oder Supraleiter in der mindestens einen Hauptspule benötigt wird. Das mindestens eine magnetisierbare Glied sorgt für eine Magnetfluss-Teilrückführung für die mindestens eine Hauptspule, was das magnetische Material vermindert, das in dem mindestens einen Polstück erforderlich ist und was die Menge an Leiter oder Supraleiter vermindert, die in der mindestens einen Hauptspule benötigt wird. Das mindestens eine magnetisierbare Glied entkoppelt auch magnetisch die mindestens eine Abschirmungsspule von der mindestens einen Hauptspule, sodass die Magnetflusslinien von der mindestens einen Abschirmungsspule durch das mindestens eine magnetisierbare Glied abgefangen werden und die Magnetflusslinien von der mindestens einen Hauptspule nicht erreichen. Die magnetisierbare Masse des mindestens einen Polstückes muss daher nicht erhöht werden und die Menge des Leiters oder Supraleiters in der mindestens einen Hauptspule muss nicht erhöht werden, um die Feld-subtrahierenden Wirkungen der Mag netflusslinien von der mindestens einen Abschirmungsspule auszugleichen, da sie durch die Anwesenheit des mindestens einen magnetisierbaren Ringes blockiert sind.
  • Der offene Magnet 10 ist daher nicht auf einen supraleitenden Magneten beschränkt und er kann ein Widerstandsmagnet oder ein kombinierter Widerstands- und supraleitenden Magnet sein. Gleichermaßen sind die mindestens eine Haupt- und Abschirmungsspule 20 und 36 sowie 22 und 38 nicht auf supraleitende Spulen beschränkt und sie können Widerstands- oder eine Kombination von Widerstands- und supraleitenden Spulen sein. Es wird darauf hingewiesen, dass die Spulen 20, 36, 22 und 38 nicht darauf beschränkt sind, dass sie jeweils eine sind, sondern der offene Magnet 10 kann zwei oder mehr Hauptspulen 20, zwei oder mehr Hauptspulen 36, zwei oder mehr Abschirmungsspulen 22 und zwei oder mehr Abschirmungsspulen 36 oder irgendeine Kombination von einer oder mehreren solcher Spulen aufweisen. Gleichermaßen ist jedes des mindestens einen Polstückes 26 und 42 und jedes des mindestens einen magnetisierbaren Gliedes 24 und 40 hinsichtlich der Zahl nicht eingeschränkt. Die Gestalt der Spulen 20, 36, 22 und 38 ist nicht darauf beschränkt allgemein kreisförmig zu sein und die Gestalt der Polstücke 26 und 42 ist nicht darauf beschränkt allgmein zylindrisch zu sein und die Gestalt der magnetisierbaren Glieder 24 und 40 ist nicht darauf beschränkt ein allgemein ringförmiger Ring oder sogar ein Ring zu sein und irgendeine Gestalt oder Kombination von Gestalten, geeignet zum Erzeugen eines erwünschten Magnetfeldes, kann benutzt werden, wie es dem Fachmann unter Benutzung der Lehren der vorliegenden Erfindung möglich ist. In einem Beispiel umfasst das mindestens eine magnetisierbare Glied 24 der ersten Anordnung 12 mindestens einen magnetisierbaren Ring. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Ring aus einem einzigen Glied oder aus mehreren aneinander stoßenden oder beabstandeten und benachbarten Gliedern hergestellt sein kann.
  • In einem Beispiel schließt der offene Magnet 10 auch mindestens ein Trägerglied 44 ein, das die erste und zweite Anordnung 12 und 28 verbindet. Es wird darauf hingewiesen, dass das mindestens eine Trägerglied 44 hinsichtlich der Zahl nicht beschränkt ist und offene Magneten können ein, zwei, drei oder irgendeine Anzahl von Trägergliedern aufweisen. Es wird auch darauf hingewiesen, dass das mindestens eine Trägerglied 44 nicht auf eines beschränkt ist, das keinen magnetisierbaren festen Pfad zwischen dem mindestens einen Polstück 42 und dem mindestens einen Polstück 26 aufweist. Das heißt, das mindestens eine Polstück 42 mag keinen magnetisierbaren festen Pfad zu dem mindestens einen Polstück 26 aufweisen oder das mindestens eine Polstück 42 kann einen magnetisierbaren festen Pfad zu dem mindestens einen Polstück 26 aufweisen.
  • In einem Beispiel hat die mindestens eine Hauptspule 20 (sei sie Widerstands- oder supraleitend) der ersten Anordnung 12 eine kryogene Temperatur während des Betriebes des Magneten 10. Es wird darauf hingewiesen, dass eine solche kryogene Temperatur erforderlich ist, wenn die mindestens eine Hauptspule 20 eine Supraleiter umfasst und darauf beruht, und es ist zulässig, aber nicht erforderlich, wenn die mindestens eine Hauptspule 20 einen Leiter (d. h., einen Widerstandsleiter) umfasst und nicht auf einem Supraleiter beruht. In einem anderen Beispiel hat die mindestens eine Abschirmungsspule 22 der ersten Anordnung 12 gleichermaßen eine kryogene Temperatur während des Betriebes des Magneten 10. In einem weiteren Beispiel hat das mindestens eine magnetisierbare Glied der ersten Anordnung 12 eine kryogene Temperatur während des Betriebes des Magneten 10 und in einem zusätzlichen Beispiel hat das mindestens eine magnetisierbare Glied 24 der ersten Anordnung 12 eine wärmere als kryogene Temperatur während des Betriebes des Magneten 10. Wenn eine Komponente der ersten oder zweiten Anordnung 12 oder 28 des Magneten 10 (wie eine Spule oder magnetisierbares Glied) eine kryogene Temperatur während des Magnetbetriebes aufweist, dann ist die Komponente typischerweise in einer entsprechenden ersten oder zweiten Vakuum-Umhüllung 14 oder 30 angeordnet. Bei der zuvor beschriebenen ersten Kühloption ist die Komponente der ersten Anordnung in einem ersten kryogenen Gefäß 52 angeordnet, das die Komponente umgibt und das selbst innerhalb der ersten Vakuum-Umhüllung 14 angeordnet ist. Es wird darauf hingewiesen, dass, z. B., eine Komponente (wie eine einzelne Spule oder ein einzelnes magnetisierbares Glied) seine eigene Vakuum-Umhüllung (oder sein eigenes kryogenes Gefäß oder seine eingene Vakuum-Umhüllung) haben oder an einer Vakuum-Umhüllung (oder einem kryogenen Gefäß oder einer Vakuum-Umhüllung) mit einer oder mehreren anderen Komponenten (wie einer oder mehreren anderen Spulen oder magnetisierbaren Gliedern) teilhaben kann.
  • Aus der obigen Beschreibung wird klar, dass die Erfindung auch als ein Verfahren zum Erzeugen eines offenen Magneten gemäß Anspruch 1 ausgedrückt werden kann. Das Verfahren umfasst die Stufen, die in Anspruch 7 definiert sind.

Claims (7)

  1. Offener MRI-Magnet, umfassend: a) eine erste Anordnung (12) mit: einer sich längs erstreckenden ersten Achse (18); mindestens einer Hauptspule (20), die koaxial zu der ersten Achse ausgerichtet ist und einen ersten elektrischen Hauptstrom in einer ersten Richtung führt; eine zweite Anordnung (28), die längs einen Abstand von der ersten Anordnung aufweist und einschließt: eine sich längs erstreckende zweite Achse (34), die koaxial zu der ersten Achse (18) ausgerichtet ist; mindestens eine Hauptspule (36), die koaxial zu der zweiten Achse ausgerichtet ist und einen zweiten elektrischen Hauptstrom in der genannten ersten Richtung führt, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anordnung (12) weiter einschließt: mindestens eine Abschirmungsspule (22), die koaxial zu der ersten Achse ausgerichtet, längs außerhalb der mindestens einen Hauptspule der ersten Anordnung angeordnet ist und einen ersten elektrischen Abschirmungsstrom in einer Richtung führt, die der genannten ersten Richtung entgegengesetzt ist; mindestens ein ferromagnetisches Glied (24), das keinen elektrischen Strom führt und das einen Abstand aufweist von und längs zwischen der mindestens einen ersten Hauptspule und Abschirmungsspule der ersten Anordnung und in dem gleichen radialen Abstand wie die mindestens eine erste Hauptspule und Abschirmungsspule der ersten Anordnung angeordnet ist, und mindestens ein ferromagnetisches Polstück (26), das koaxial zu der ersten Achse ausgerichtet ist und einen Abstand von dem mindestens einen ferromagnetischen Glied der ersten Anordnung aufweist, wobei das mindestens eine erste ferromagnetische Polstück der ersten Anordnung radial innerhalb der mindestens einen ersten Hauptspule und Abschirmungsspule und des ferromagnetischen Gliedes des ersten Anordnung angeordnet ist, und die zweite Anordnung (28) weiter einschließt: mindestens eine Abschirmungsspule (38), die koaxial zu der zweiten Achse ausgerichtet, längs außerhalb der mindestens einen Hauptspule der zweiten Anordnung angeordnet ist und einen zweiten elektrischen Abschirmungsstrom in der genannten entgegengesetzen Richtung führt; mindestens ein ferromagnetisches Glied (40), das keinen elektrischen Strom führt, und das einen Abstand aufweist von und längs zwischen der mindestens einen ersten Hauptspule und Abschirmungsspule der zweiten Anordnung und in dem gleichen radialen Abstand wie die mindestens eine Hauptspule und Abschirmungsspule der zweiten Anordnung angeordnet ist, und mindestens ein ferromagnetisches Polstück (42), das koaxial zu der zweiten Achse ausgerichtet ist und einen Abstand von dem mindestens einen ferromagnetischen Glied der zweiten Anordnung aufweist, wobei das mindestens eine ferromagnetische Polstück der zweiten Anordnung radial innerhalb der mindestens einen Hauptspule und Abschirmungsspule und des ferromagnetischen Gliedes des zweiten Anordnung angeordnet ist.
  2. Magnet nach Anspruch 1, der auch mindestens ein Trägerglied (44) einschließt, das die erste und zweite Anordnung verbindet.
  3. Magnet nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine ferromagnetische Glied der ersten Anordnung mindestens einen ferromagnetischen Ring umfasst.
  4. Magnet nach Anspruch 1, worin die mindestens eine Hauptspule der ersten Anordnung während des Betriebes des Magneten eine kryogene Temperatur aufweist.
  5. Magnet nach Anspruch 1, worin die mindestens eine Abschirmungsspule der ersten Anordnung während des Betriebes des Magneten eine kryogene Temperatur aufweist.
  6. Magnet nach Anspruch 1, worin die mindestens eine ferromagnetische Glied der ersten Anordnung während des Betriebes des Magneten eine kryogene Temperatur aufweist.
  7. Verfahren zum Erzeugen eines offenen MRI-Magnet nach Anspruch 1, wobei das Verfahren die Stufen umfasst: Anordnen einer ersten Anordnung (12) mit einer sich längs erstreckenden ersten Achse (18), wobei die erste Anornung weiter umfasst mindestens eine Hauptspule (20), die ko axial zu der ersten Achse ausgerichtet ist und einen ersten elektrischen Hauptstrom in einer ersten Richtung führt; Anordnen einer zweiten Anordnung (28), die längs einen Abstand zu der ersten Anordnung aufweist und eine sich längs erstreckende zweite Achse (34) umfasst, die koaxial zu der ersten Achse (18) ausgerichtet ist, wobei die zweite Anordnung weiter mindestens eine Hauptspule (36) umfasst, die koaxial zu der zweiten Achse ausgerichtet ist und einen zweiten elektrischen Hauptstrom in der genannten ersten Richtung führt, wobei das Verfahren gekennzeichnet durch: weiter wird in der ersten Anordnung mindestens eine Abschirmungsspule (22) angeordnet, die koaxial zu der ersten Achse ausgerichtet, längs außerhalb der mindestens einen Hauptspule der ersten Anordnung angeordnet ist und einen ersten elektrischen Abschirmungsstrom in einer Richtung führt, die der genannten ersten Richtung entgegengesetzt ist, Anordnen mindestens eines ferromagnetischen Gliedes (24), das keinen elektrischen Strom führt und das einen Abstand aufweist von und längs zwischen der mindestens einen einen Hauptspule und Abschirmungsspule der ersten Anordnung und in dem gleichen radialen Abstand wie die mindestens eine eine Hauptspule und Abschirmungsspule der ersten Anordnung angeordnet ist, und Anordnen mindestens eines ferromagnetischen Polstückes (26), das koaxial mit der ersten Achse ausgerichtet ist und einen Abstand von dem mindestens einen ferromagnetischen Glied der ersten Anordnung aufweist, wobei das mindestens eine ferromagnetische Polstück der ersten Anordnung radial innerhalb der mindestens einen Hauptspule und Abschirmungsspule und des ferromagnetischen Gliedes des ersten Anordnung angeordnet ist; weiter wird in der zweite Anordnung mindestens eine Abschirmungsspule (38) angeordnet, die koaxial zu der zweiten Achse ausgerichtet, längs außerhalb der mindestens einen Hauptspule der zweiten Anordnung angeordnet ist und einen zweiten elektrischen Abschirmungsstrom in der genannten entgegengesetzen Richtung führt; Anordnen mindestens eines ferromagnetischen Gliedes (40), das keinen elektrischen Strom führt und das einen Abstand aufweist von und längs zwischen der mindestens einen Hauptspule und Abschirmungsspule der zweiten Anordnung und in dem gleichen radialen Abstand wie die mindestens eine Hauptspule und Abschirmungsspule der zweiten Anordnung angeordnet ist, und Anordnen mindestens eines ferromagnetischen Polstückes (42), das koaxial zu der zweiten Achse ausgerichtet ist und einen Abstand von dem mindestens einen ferromagnetischen Glied der zweiten Anordnung aufweist, wobei das mindestens eine ferromagnetische Polstück der zweiten Anordnung radial innerhalb der mindestens einen Hauptspule und Abschirmungsspule und des ferromagnetischen Gliedes des zweiten Anordnung angeordnet ist.
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