NL8903064A - Wervelstroom compensatie in een rf-apparaat. - Google Patents

Description

De uitvinding heeft betrekking op een magnetisch resonantie-apparaat met een Bo-magneet en een gradiëntspoelenstelsel voor het opwekken van gradiëntvelden in een meetruimte binnen de magneet.

Een dergelijk magnetisch resonantie-apparaat is bekend uit US 4,636,728. Een aldaar beschreven apparaat is voorzien van een hulp-Bo-spoel voor het opwekken van een offset-veld voor het meten van niet-centrische plakken (slices) zonder variaties in de resonantiefrequentie, geldend voor de plakpositie. Een dergelijk offset-veld wordt gerealiseerd door een Bo-hulpspoel te bekrachtigen met een stroom die gegeven wordt door de som van de stromen voor de drie gradiëntspoelen, elk vermenigvuldigd met een constante. Het Bo-stroomprofiel wordt aldus gegeven door: ï(Bo) = som(i=x,y,z) ai 1^.

Hoofdgedachte van de uitvinding is wervelstroomcompensatie te realiseren met behulp van een Bo-veld, op te wekken in de meetruimte van het apparaat. Deze gedachte is gebaseerd op het inzicht dat, hoewel ook niet lineaire verstoringen per spoeldeel op kunnen treden, deze in hoge mate worden gecompenseerd door niet-lineariteit in velden opgewekt door andere spoeldelen van het gradiëntspoelenstelsel waardoor uiteindelijk toch slechts een substantieel lineair stoorveld op zal treden dat door een hulpcompensatie-Bo-veld kan worden gecompenseerd.

Om dit te realiseren heeft een magnetisch resonantie-apparaat van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding tot kenmerk, dat een voedingsinrichting van het apparaat is uitgerust voor opwekking van een, in de gradiëntvelden geïntroduceerde wervelstroomverstoringen compenserend Bo-veld.

Hoofddoel van de uitvinding is het compenseren van wervelstroomverstoringen in het meetveld opgewekt door de gradiëntspoelen. Een bekrachtigingsstroom van een Bo-spoel zal dientengevolge bepaald zijn door de bekrachtigingsstromen van relevante gradiëntspoelen elk vermenigvuldigd met een faktor die de bijdrage van elk van die spoelen aan de stoorvelden representeert en dus roede bepaald wordt door tijdsafhankelijke faktoren. Een stroomprofiel voor een Bospoel wordt volgens de uitvinding gegeven door

I(Bo) = som(i=x,y.z)A· exp(-r^-vT

'ij ^ i ·

Door, in afhankelijkheid van elk van de gradiëntspoelen bekrachtigingen, meten van opgewekte wervelstroomvelden kunnen waarden voor de tijdconstante worden bepaald. Veldverstoringen kunnen bijvoorbeeld optreden doordat afwijkingen optreden in de axiale en vooral radiale symmetrie in de magneetopbouw inzonderheid in de positionering van de gradiëntspoelen ten opzichte van afschermingen, dewar wanden afschermspoelen etcetera in het magneetstelsel zo ook door onrondheid van spoelen etcetera. Anderzijds kan, doordat volgens de uitvinding een goede compensatie kan worden gerealiseerd zonder bediende extra kosten of een meer gecompliceerde opbouw - een Bo-hulpspoel is veelal toch reeds opgenomen - een wat grotere toleranatie in de opbouw toegelaten worden hetgeen een bediende kostenbesparing op kan leveren.

In een voorkeursuitvoering is een magnetisch resonantie-apparaat uitgerust met een Bo-hulpspoel voor het opwekken van een compenserend Bo-veld in de meetruimte van het apparaat. Door de compensatie kan in een gegeven meetruimte een hogere meetnauwkeurigheid worden gerealiseerd maar kan ook met gelijke spoelafmetingen een groter meet.veld met voldoende veldnauwkeurigheid worden gerealiseerd.

Anderzijds kan een meetveld met gelijke omvang en voldoende veldnauwkeurigheid nu worden gerealiseerd met een magneetstelsel met geringere afmetingen waardoor een besparing in toe te voeren vermogen kan worden verkregen. Bij supergeleidende apparaten geldt dat in het bijzonder voor het vermogen nodig voor aansturing van het gradiëntspoelenstelsel.

Aan de hand van de tekening zullen in het navolgende enkele voorkeursuitvoeringen volgens de uitvinding nader worden beschreven.

Een magnetisch resonantie-apparaat, zoals weergegeven in de enkele figuur van de tekening, bevat een Bo-magneet 2 voor het opwekken van een stationair magneetveld Bo. De Bo-magneet 2 is omgeven door een metalen cilinder 3 bijvoorbeeld een wand van een dewar vat of een drager voor een spoelenstelsel. Het apparaat bevat verder een magneetstelsel 4 voor het opwekken van magnetische gradiëntvelden. Aan het gradiëntspoelenstelsel 4 is hier overeenkomstig de actief afgeschermde hoofdmagneet als beschreven en EP 138 270 een gradiëntspoelenafschermstelsel 5 toegevoegd voor reductie van gradiëntstrooivelden van het gradiëntspoelenstelsel 4. Het gradiëntspoelenstelsel 4, 5 kan worden bekrachtigd vanuit een voedingsbron 8. Een rf-magneetspoel 10 dienende voor het opwekken van een rf-electro-magnetisch wisselveld is aangesloten op een radiofrequentbron 12. Voor detectie van, door het rf-zendveld in een te onderzoeken object opgewekte magnetisch resonantiesignalen kan eveneens gebruik gemaakt worden van de spoel 10 die daartoe is verbonden met een signaalversterker 14. Voor detectie kan ook gebruik gemaakt worden van een afzonderlijk rf-spoelensysteem, bijvoorbeeld uitgerust met één of meerdere oppervlaktespoelen. De signaalversterker 14 is verbonden met een fasegevoelige gelijkrichter 16 die met een centrale besturingsinrichting 18 is verbonden. De centrale besturingsinrichting 18 stuurt verder een modulator 20 voor de radiofrequentbron 12, de voedingsbron 8 voor de gradiëntspoelen en bijvoorbeeld een monitor 22 voor beeldweergave. Een hoogfrequent oscillator 24 stuurt zowel de modulator 20 als de meetsignalen verwerkende fasegevoelige gelijkrichter 16. Voor eventuele koeling dient een koelinrichting 26 met koelleidingen 27. Een dergelijke koelinrichting kan uitgevoerd zijn als waterkoeling voor weerstandsspoelen of als een vloeibaar helium en stikstof of enkel stikstof bevattend dewarstelsel voor gekoelde supergeleidende spoelen het laatste voor koeling van een te hoge supergeleidende magneet. De binnen de magneetstelsels 2 en 4 geplaatste rf-spoel 10 omsluit een meetruimte 28 die bij een apparaat voor medisch diagnostische metingen voldoende ruimte biedt voor opname van patiënten. In de meetruimte 28 kunnen aldus een stationair magneetveld Bo, gradiëntvelden voor positie selectie van af te beelden doorsneden en een ruimtelijk homogeen radiofrequent wisselveld worden opgewekt.

Een gradiëntmagneetstelsel 4 is gebruikelijk symmetrisch ten opzichte van een radiaal symmetrievlak 30, dat dus ook de meetruimte symmetrisch in tweeën deelt en door een punt Z=0 dwars op een Z-as 31 van het magneetstelsel is gericht. Het door het stationair magneetstelsel opgewekte stationair magneetveld Bo is bijvoorbeeld langs de Z-as 31 gericht. Een gradiëntspoelenstelsel in een magnetisch resonantie-apparaat omvat gebruikelijk voor elk van de coördinaat richtingen een hier niet afzonderlijk aangegeven spoelenstelsel. Door activering van elk van de spoelenstelsels zijn gradiëntvelden in elk van die richtingen opwekbaar waardoor een puntsgewijze afbeelding van een object kan worden gevormd.

In het apparaat zijn verder een hulpspoel 32 voor het opwekken van een additioneel Bo-veld en een voedingsinrichting 34 voor de hoofdspoel en de Bo-hulpspoel aangegeven. Door opmeten van de toe te voeren gradiëntspoelstroomprofielen voor het opwekken van een gewenst gradiéntveld kunnen tijdconstanten worden bepaald die kunnen worden gebruikt voor het componeren van een stroomprofiel voor de Bo-hulpspoel nodig voor het opheffen van wisselstroomverstoringen veroorzaakt door asymmetrieën in de systeemopbouw als genoemd.

Claims (5)

1. Magnetisch resonantie-apparaat met een Bo-magneet en een gradiëntspoelenstelsel voor het opwekken van gradiëntvelden, met het kenmerk, dat een voedingsinrichting van het apparaat is uitgerust voor opwekking van in de gradiëntvelden geïntroduceerde wervelstroomverstoringen compenserend Bo-veld.

2. Magnetisch resonantie-apparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het compenserend Bo-veld wordt opgewekt door middel van een Βο-hulpspoel in het apparaat.

3. Magnetisch resonantie-apparaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat een bekrachtigingsstroom voor het opwekken van een compenserend Bo-veld wordt gevormd door een som van met tijdconstanten vermenigvuldigde gradiëntspoelstromen voor onderscheiden gedeelten van het gradiëntspoelenstelsel.

4. Magnetisch resonantie-apparaat volgens één der conclusies 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat een compenserend Bo-veld wordt aangewend voor compensatie van wervelstroomveldverstoring geïntroduceerd door een radiale asymmetrie in de mangeetopbouw.

5. Magnetisch resonantie-apparaat volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een compenserend Bo-veld wordt aangewend voor compensatie van wervelstroomveldverstoring geïntroduceerd door een axiale misoriëntatie van een Z-gradiëntspoelenstelsel.