SU1732246A1 - Device for magnetic field construction - Google Patents
Device for magnetic field construction Download PDFInfo
- Publication number
- SU1732246A1 SU1732246A1 SU904834439A SU4834439A SU1732246A1 SU 1732246 A1 SU1732246 A1 SU 1732246A1 SU 904834439 A SU904834439 A SU 904834439A SU 4834439 A SU4834439 A SU 4834439A SU 1732246 A1 SU1732246 A1 SU 1732246A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- magnetic field
- coils
- planes
- gradient
- center
- Prior art date
Links
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к устройствам дл создани магнитного пол , примен емым , например, в медицинской аппаратуре, использующей дерный магнитный резонанс . Целью изобретени вл етс расширение области пространства магнитного пол с заданной величиной линейности градиента . Устройство включает пластины 1, 2, катушки 3, 4, 5, 6 Особенностью изобретени вл етс расположение витков катушек по контуру части кругового кольца, центром которого вл етс геометрический центр пластины, и выбор углового раскрыва в 120°. 1 табл., 1 ил.The invention relates to a device for creating a magnetic field, used, for example, in medical equipment using nuclear magnetic resonance. The aim of the invention is the expansion of the magnetic field with a given gradient linearity value. The device includes plates 1, 2, coils 3, 4, 5, 6. A feature of the invention is the arrangement of the turns of the coils along the contour of a part of a circular ring, the center of which is the geometric center of the plate, and the choice of an angular aperture of 120 °. 1 tab., 1 Il.
Description
Изобретение относитс к устройствам дл создани магнитного пол (градиентным системам), примен емым, например, в медицинской аппаратуре, использующей дерный магнитный резонанс.The invention relates to magnetic field devices (gradient systems) used, for example, in medical equipment using nuclear magnetic resonance.
В ЯМР-томографах, где дл создани основного магнитного пол используютс электромагниты или посто нные магниты, дл обеспечени доступа к рабочему объему градиентные системы расположены на плоских наконечниках основного магнита.In NMR tomographs, where electromagnets or permanent magnets are used to create the main magnetic field, the gradient systems are located on the flat tips of the main magnet to provide access to the working volume.
Известна градиентна система, содержаща четыре одинаковых седлообразных катушки, расположенных симметрично относительно геометрического центра на цилиндрической поверхности. Кажда из катушек содержит два дуговых участка на рассто ни х 0,38R и 2.57R от центра системы , где R - радиус цилиндрической поверхности . Такую градиентную систему в описанных томографах использовать невозможно , так как катушки градиентной системы перекрывают рабочую зону.A gradient system is known, containing four identical saddle-shaped coils arranged symmetrically about the geometric center on a cylindrical surface. Each coil contains two arc sections at distances of 0.38R and 2.57R from the center of the system, where R is the radius of the cylindrical surface. Such a gradient system in the described tomographs cannot be used, since the coils of the gradient system overlap the working area.
Известна плоска градиентна система, состо ща из четырех одинаковых катушек, расположенных попарно в двух взаимно-параллельных плоскост х. Витки каждой из катушек такой системы расположены по контурам нескольких пр моугольников, три стороны которых совпадают, а четвертые стороны расположены равномерно в пределах контура катушек. Создаваемый этой системой градиент магнитной катушки имеет недостаточную линейность, так как не используетс возможность компенсации нелинейности градиента.A flat gradient system is known, consisting of four identical coils arranged in pairs in two mutually parallel planes. The turns of each coil of such a system are located along the contours of several rectangles, the three sides of which coincide, and the fourth sides are arranged evenly within the contour of the coils. The gradient of the magnetic coil created by this system has insufficient linearity, since it does not use the ability to compensate for the nonlinearity of the gradient.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой вл етс плоска градиентна система, состо ща из четырех одинаковых катушек, расположенных попарно в двух взаимно-параллельных плоскост х . Размеры и расположение на плоскост х витков катушек, выполненных по контуру пр моугольника, выбраны так, что осуществлена компенсаци члена третьего пор дка разложени в р д Тейлора функции составл ющей индукции магнитного пол градиентной системы, направленной перпендикул рно плоскост м катушек.The closest in technical essence to the present invention is a flat gradient system consisting of four identical coils arranged in pairs in two mutually parallel planes. The dimensions and arrangement on the planes of the turns of the coils made along the contour of the rectangle are chosen so that the third order decomposition term in the Taylor series of the magnetic field induction component of the gradient system directed perpendicular to the coil planes is carried out.
Разложение этой функции дл системы катушек с учетом компенсации члена третьего пор дка можно записать следующим образом: |sThe decomposition of this function for the coil system, taking into account the compensation of the third order term, can be written as follows: | s
,() + G5() 5, () + G5 () 5
где /и where / and
i - ток в катушках;i is the current in the coils;
Gi, Gs коэффициенты р да Тейлора первого и п того пор дков соответственно;Gi, Gs are the Taylor p and t coefficients of the first and n order, respectively;
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
X - координата точки наблюдени ;X is the coordinate of the observation point;
2.0 - половина рассто ни между плоскост ми катушек.2.0 is half the distance between the coil planes.
Из этого выражени следует, что нелинейность градиента определ етс членом п того пор дка р да Тейлора. Преобразу , получаютFrom this expression it follows that the non-linearity of the gradient is determined by a member of the nth order of the Taylor series. Transform get
(Ј)«.(Ј) ".
Нелинейность градиентной системы оцениваетс коэффициентом нелинейности Кн Об/От, который дл рассматриваемой системы равен 0,625.The nonlinearity of the gradient system is estimated by the nonlinearity coefficient Kn On / Off, which for the system in question is equal to 0.625.
Недостатком известной градиентной системы вл етс невысока линейность градиента индукции, создаваемого ею магнитного пол , что приводит к ухудшению технических характеристик ЯМР-томогра- фов.A disadvantage of the known gradient system is the low linearity of the induction gradient created by its magnetic field, which leads to a deterioration of the technical characteristics of NMR tomography.
Цель изобретени - расширение области пространства магнитного пол с заданной величиной линейности градиента.The purpose of the invention is the expansion of the magnetic field of space with a given magnitude of the linear gradient.
Эта цель достигаетс тем, что в устройстве дл создани магнитного пол , включающем четыре катушки, расположенные попарно симметрично в двух плоскост х, которые взаимно-параллельны и симметричны , витки катушек, расположенных в одной плоскости, намотаны встречно, направление их намотки в каждой из плоскостей противоположно , катушки расположены по контуру части кругового кольца, центром которого вл етс геометрический центр плоскости , угловой раскрыв равен 120°, а внутренние и внешние дуги соответственно равны 0,1946Zn 1.2843Z, где Z-рассто ние между плоскост ми.This goal is achieved by the fact that in a device for creating a magnetic field, including four coils, arranged in pairs symmetrically in two planes, which are mutually parallel and symmetrical, the turns of coils arranged in one plane are wound oppositely, the direction of their winding in each of the planes. opposite, the coils are located along the contour of a part of a circular ring whose center is the geometric center of the plane, the angular aperture is 120 °, and the inner and outer arcs are respectively 0,1946 Zn 1.2843Z, where Z is the distance tion between planes.
На чертеже схематично показано устройство дл создани магнитного пол .The drawing schematically shows a device for creating a magnetic field.
Устройство содержит две взаимно-параллельные пластины 1 и 2 из электроизол ционного материала. На них уложены витки катушек 3-6, расположенные по контуру части кругового кольца, центром которого вл етс геометрический центр пластины, а угловой раскрыв равен 120°. В геометрическом центре системы катушек расположен центр декартовой системы координат О. Ось Z системы координат перпендикул рна плоскост м пластин 1 и 2, а плоскость OXZ вл етс плоскостью симметрии каждой из катушек. Витки катушек, расположенных в одной плоскости, намотаны встречно, а направление их намотки в каждой из плоскостей противоположно. Описанна градиентна система создает магнитное поле с линейным градиентом вдоль оси X.The device contains two mutually parallel plates 1 and 2 of electrically insulating material. The coils of coils 3-6 are arranged on them; they are located along the contour of a part of a circular ring, the center of which is the geometric center of the plate, and the angular opening is 120 °. In the geometric center of the coil system, there is a center of the Cartesian coordinate system O. The Z axis of the coordinate system is perpendicular to the planes of the plates 1 and 2, and the OXZ plane is the plane of symmetry of each of the coils. The coils of coils located in the same plane are wound opposite, and the direction of their winding in each of the planes is opposite. The described gradient system creates a magnetic field with a linear gradient along the X axis.
Дл определени размеров катушек может использоватьс следующий метод. Разложим в р д Тейлора функцию индукции магнитного пол , создаваемого дугой кругового витка с током I и радиусом RThe following method can be used to determine the size of the coils. We expand in the Taylor series the function of induction of a magnetic field created by an arc of a circular coil with current I and radius R
(|)+G3(f )3 +(|) + G3 (f) 3 +
+ G5(f)5+...+ G5 (f) 5 + ...
где ц, where is c
I - ток в катушках;I is the current in the coils;
П QP Q
DZ Dz
Gn Gn
- коэффициенты р да (п- coefficients p yes (n
N х 1,3,5),Х- координата по оси X точки наблюдени .N x 1,3,5), X - coordinate along the X axis of the observation point.
Выражение дл GI, преобразованное с учетом углового размера дуги 120°, имеет видThe expression for GI, converted with respect to the angular size of the arc 120 °, has the form
в,- Ј2-е в, - Ј2-е
A7tR (1+Ј2)5/2 где e Z/2R;A7tR (1 + Ј2) 5/2 where e Z / 2R;
Z - рассто ние между плоскост ми. Дифференциру , получимZ is the distance between the planes. Differentiator, we get
3 /з 4Ј4-27Ј2+43 / d 4Ј4-27Ј2 + 4
327TR327TR
9/29/2
(1+Ј2) V-Г 270-4545Ј2 +3225Ј4-366Е6(1 + Ј2) VG 270-4545Ј2 + 3225Ј4-366E6
384 JTR384 JTR
(1+Ј2)(1 + Ј2)
11/211/2
Приравнива Сз нулю, получаем значени радиусов дуг кругового витка стоком RI 1.2843Z, и Rz 0,1946Z, при которых происходит компенсаци члена GS.Equating Cz to zero, we obtain the values of the radii of the arcs of the circular coil by the drain RI 1.2843Z, and Rz 0.1946Z, at which the GS member is compensated.
При указанных значени х радиусов дуг коэффициент нелинейности имеет значение Кн Gs/Gi 0,471, т.е. меньше чем у прототипа .For the specified values of the radii of the arcs, the nonlinearity coefficient is Kn Gs / Gi 0.471, i.e. less than the prototype.
В таблице приведена сравнительна оценка областей с заданной нелинейностью градиента вектора индукции магнитного пол прототипа и предлагаемого устройства.The table shows a comparative assessment of areas with a given nonlinearity of the gradient of the induction vector magnetic field of the prototype and the proposed device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904834439A SU1732246A1 (en) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | Device for magnetic field construction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904834439A SU1732246A1 (en) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | Device for magnetic field construction |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1732246A1 true SU1732246A1 (en) | 1992-05-07 |
Family
ID=21518274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904834439A SU1732246A1 (en) | 1990-06-07 | 1990-06-07 | Device for magnetic field construction |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1732246A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702911C2 (en) * | 2014-12-12 | 2019-10-14 | Конинклейке Филипс Н.В. | Quiet mr-visualization |
-
1990
- 1990-06-07 SU SU904834439A patent/SU1732246A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
The Review of Scientic Instruments. № 3, v.32, 1961, p. 241-249. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702911C2 (en) * | 2014-12-12 | 2019-10-14 | Конинклейке Филипс Н.В. | Quiet mr-visualization |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4339718A (en) | Coil arrangements | |
US4839059A (en) | Clad magic ring wigglers | |
FI86584B (en) | KAERNMAGNETISK RESONANSAPPARAT MED EN PERMANENT MAGNET. | |
Roméo et al. | Magnet field profiling: analysis and correcting coil design | |
US5717371A (en) | Generating highly uniform electromagnetic field characteristics | |
KR910001860B1 (en) | Transverse gradient field coils for nuclear magnetic resonance imaging | |
US4890082A (en) | Coil for generating a homogeneous magnetic field | |
JPH06304150A (en) | Magnet for magnetic resonance image | |
US5396208A (en) | Magnet system for magnetic resonance imaging | |
US5475355A (en) | Method and apparatus for compensation of field distortion in a magnetic structure using spatial filter | |
US4728895A (en) | System of coils for producing additional fields for obtaining polarization fields with constant gradients in a magnet having polarization pole pieces for image production by nuclear magnetic resonance | |
US5168231A (en) | Nmr imaging device, method for correcting inhomogeneity and method for making magnets used in this device | |
SU1732246A1 (en) | Device for magnetic field construction | |
US4755755A (en) | Compact transverse magnetic gradient coils and dimensioning method therefor | |
EP0609604B1 (en) | Magnetic field generation device for use in superconductive type MRI | |
GB1110172A (en) | Improvements in or relating to magnet structures | |
Purcell | Helmholtz coils revisited | |
US5786694A (en) | Gradient coil system for use in a diagnostic magnetic resonance apparatus | |
JPH01187904A (en) | Electromagnet | |
US5128643A (en) | Method and apparatus for producing a region of low magnetic field | |
US4635017A (en) | Magnetic apparatus of a system for nuclear spin tomography with a shielding device | |
JPH04105307A (en) | Superconducting magnet apparatus | |
US7436179B2 (en) | Magnet device | |
JPS63281410A (en) | Electromagnet with magnetic shield | |
JP3618910B2 (en) | Magnetic field correction method for electromagnet device |