DE102008018265A1

DE102008018265A1 - gradient

Info

Publication number: DE102008018265A1
Application number: DE102008018265A
Authority: DE
Inventors: Florian Dr. Fidler; Stefan Wintzheimer; Michael Ledwig
Original assignee: MRB Forschungszentrum fuer Magnet Resonanz Bayem eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2009-10-15
Anticipated expiration: 2028-04-11
Also published as: DE102008018265B4; EP2265969A1; WO2009124873A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gradientensystem (100) für eine Kernspinresonanzapparatur. Das Gradientensystem (100) weist einen Satz Spulen (S1a-S9a, S1b-S9b) auf, die ausgebildet sind, um gemäß unterschiedlicher Einstellvorschriften sowohl ein lineares Gradientenfeld als auch ein Gradientenfeld höherer Ordnung zu erzeugen, wobei zumindest eine der Spulen, die zur Erzeugung des linearen Gradientenfeldes einsetzbar ist, auch zur Erzeugung des Gradientenfelds höherer Ordnung einsetzbar ist.The present invention relates to a gradient system (100) for a nuclear magnetic resonance apparatus. The gradient system (100) comprises a set of coils (S1a-S9a, S1b-S9b), which are designed to generate both a linear gradient field and a higher-order gradient field according to different adjustment specifications, wherein at least one of the coils used for generating of the linear gradient field can also be used to generate the gradient field of higher order.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gradientensystem und ein Verfahren zum Erzeugen eines Gradientenfeldes, die insbesondere bei einer Kernspinresonanzapparatur eingesetzt werden können.The The present invention relates to a gradient system and a method for generating a gradient field, in particular can be used in a nuclear magnetic resonance apparatus.

Ein bildgebendes Kernspinresonanzgerät besteht im Regelfall aus vier Hauptkomponenten.One Imaging nuclear magnetic resonance apparatus is usually from four main components.

Ein Magnet erzeugt ein statisches homogenes Magnetfeld über das Messvolumen. Solche Magneten werden in typischen Geräten als Permanentmagnet, als Elektromagnet oder als strombeschickte supraleitenden Spulen ausgeführt. Die erzielte Homogenität des Magneten hängt im entscheidenden Maße von der individuellen Konstruktion des Magneten ab. Die Richtung des stationären Magnetfeldes wird im Allgemeinen als die z-Komponente in einem orthogonalen Koordinatensystem bezeichnet. Die anderen Komponenten werden als x und y bezeichnet.One Magnet generates a static homogeneous magnetic field over the measuring volume. Such magnets are used in typical devices as a permanent magnet, as an electromagnet or as a current-sent superconducting Coils run. The achieved homogeneity of the Magnet depends decisively on the individual design of the magnet. The direction of the stationary Magnetic field is generally called the z component in an orthogonal Coordinate system called. The other components are called x and y are designated.

Eine Hochfrequenz-Sende-Empfangseinrichtung erzeugt ein hochfrequent rotierendes Magnetfeld über die Probe und kann so durch geeignete Frequenzwahl die Probe anregen. Ebenso kann es die von der Probe erzeugten rotierenden Magnetfelder detektieren.A Radio frequency transceiver generates a high frequency rotating magnetic field over the sample and can so through appropriate frequency selection to stimulate the sample. Likewise it may be the one of detect the generated magnetic fields generated by the sample.

Ein Gradientensystem erzeugt ein schaltbares Magnetfeld, dessen Richtung der des statischen Magnetfeldes entspricht. Die Stärke des geschalteten Magnetfeldes variiert über das Messvolumen. Diese Änderung ist im Regelfall eine lineare Änderung über den Ort entlang einer Raumachse. Das Gradientensystem dient zum Erzeugen von Hauptmagnetfeldgradientenfeldern, deren Komponente in der z-Richtung von den drei Koordinaten G_xx, G_yy und G_zz abhängt. G_x, G_y und G_z sind dabei vorgegebene Konstanten, daher spricht man auch von linearen Gradienten. Die unabhängige Kombination von drei Gradienten, die entlang von drei orthogonalen Raumachsen die Stärke ändern, erlaubt als Kombination eine beliebige Gradientenrichtung zu erzeugen. Mit diesen Gradienten kann eine räumliche Zuordnung des empfangenen Signals erfolgen.A gradient system generates a switchable magnetic field whose direction corresponds to that of the static magnetic field. The strength of the switched magnetic field varies over the measuring volume. This change is usually a linear change over the location along a spatial axis. The gradient system is used to generate main magnetic field gradient fields whose component in the z-direction depends on the three coordinates G _x x, _y y y and G _z z. G _x , G _y and G _z are given constants, therefore we also speak of linear gradients. The independent combination of three gradients, which change the strength along three orthogonal spatial axes, allows a combination of arbitrary gradient directions to be generated. With these gradients, a spatial assignment of the received signal can take place.

Eine zentrale Steuereinheit nimmt den Zeitablauf der Messung und die Verarbeitung der empfangenen Signale vor.A Central control unit takes the timing of the measurement and the Processing of the received signals before.

Kernspinresonanz-Tomographen erzeugen ein homogenes Magnetfeld über das Messvolumen. Die Qualität dieser Homogenität ist entscheidend für die Qualität der Bildaufnahme. Die Homogenität wird zum einen durch die Konstruktion des Magneten selber beeinflusst, aber auch von den magnetischen Eigenschaften der Probe selber. Solche stationären Magnetfeldgradienten wirken sich im Allgemeinen nachteilig auf die Bildaufnahme aus.Nuclear magnetic resonance tomograph generate a homogeneous magnetic field over the measuring volume. The Quality of this homogeneity is crucial for the Quality of image capture. The homogeneity becomes the one influenced by the construction of the magnet itself, but also from the magnetic properties of the sample itself. Such stationary magnetic field gradients are generally detrimental on the image capture.

Die Amplitude B des gesamten Magnetfeldes, bestehend aus dem stationären Magnetfeld und den Magnetfeldgradienten, kann im Allgemeinen durch die folgende Reihe mathematisch dargestellt werden: B = B0 + (Gxx + Gyy + Gzz) + (Ax + By + Cz) + (Dx2 + Ey2 + Fz2) + ... The amplitude B of the total magnetic field, consisting of the steady magnetic field and the magnetic field gradients, can generally be mathematically represented by the following series: B = B 0 + (G x x + G y y + G z z) + (Ax + By + Cz) + (Dx 2 + Ey 2 + Fz 2 ) + ...

Dabei ist B₀ die Amplitude des als ideal angenommenen stationären Magnetfeldes. Die Koeffizienten A, B, usw. sind Konstanten und beschreiben die Abweichung des realen Magnetfeldes von dem als ideal homogen angenommenen Magnetfeld. Dabei sind x, y, z räumliche Koordinaten. Je nach räumlichem Ort tragen die Koeffizienten A, B, C, usw. unterschiedlich zum gesamten Magnetfeld bei. Die Koeffizienten können reele Zahlen sein.Here, B _{0 is} the amplitude of the assumed ideal magnetic field. The coefficients A, B, etc. are constants and describe the deviation of the real magnetic field from the ideal homogeneous magnetic field. Where x, y, z are spatial coordinates. Depending on the spatial location, the coefficients A, B, C, etc. contribute differently to the total magnetic field. The coefficients can be real numbers.

Typische Kernspinresonanz-Tomographen besitzen ein separat anzusehendes Spulensystem, das aus einer Anordnung von drei Spulen besteht, die jeweils ein lineares Gradientenfeld in eine der orthogonalen Richtungen erzeugen. Damit können die für die Bildaufnahme notwendigen geschalteten linearen Gradientenfelder erzeugt werden. Wählt man für den Koeffizienten G_x = –A, für den Koeffizienten G_y = –B und für den Koeffizienten G_z = –C, so kann mit diesem linearen Gradientensystem eine entsprechend lineare Abweichung des realen Magnetfeldes vom als ideal angenommenen Magnetfeldes ausgeglichen werden. So kann durch eine kontinuierliche Abweichung auf den gewünschten Wert G_x von –A, G_y von –B und G_z von –C eine Anpassung der stationären Abweichung des Magnetfeldes erfolgen.Typical nuclear magnetic resonance tomographs have a separately viewable coil system consisting of an array of three coils each generating a linear gradient field in one of the orthogonal directions. In this way, the switched linear gradient fields necessary for the image acquisition can be generated. If one chooses for the coefficient G _x = -A, for the coefficient G _y = -B and for the coefficient G _z = -C, then with this linear gradient system a correspondingly linear deviation of the real magnetic field from the ideal magnetic field can be compensated. Thus, by a continuous deviation to the desired value G _x of -A, G _y of -B and G _z of -C an adjustment of the stationary deviation of the magnetic field.

Die Magnetfeldabweichungen, die durch die Koeffizienten D, E, F, usw. beschrieben werden, können mit separaten Gradientenspulen erzeugt werden. Die separaten Gradientenspulen können dabei die entsprechenden Feldverläufe erzeugen, die durch die Koeffizienten D, E, F, usw. beschrieben werden. Üblicherweise wird ein System von vielen Einzelspulen eingesetzt, wobei für jeden der Koeffizienten D, E, F, usw. eine eigene Gradientenspule vorgesehen ist.The Magnetic field deviations due to the coefficients D, E, F, etc. can be described with separate gradient coils be generated. The separate gradient coils can be the generate corresponding field curves by the coefficients D, E, F, etc. are described. Usually a System used by many single coils, taking care of each the coefficients D, E, F, etc. provided a separate gradient coil is.

Eine besondere Erweiterung findet sich für einige Gradientenspulen, die eine sehr hohe Ordnung der Magnetfeldkorrektur beschreiben. Hier kann mit Teilelementen durch eine geeignete Kombination eine größere Anzahl von Korrekturen vorgenommen werden. Beispielsweise können auf diese Weise mit 15 Korrekturspulen insgesamt 18 Koeffizienten eingestellt werden.A special extension is found for some gradient coils, which describe a very high order of magnetic field correction. Here can with sub-elements by a suitable combination a larger number of corrections are made. For example, in this way with 15 correction coils a total of 18 coefficients can be set.

Die Patentschrift DE 697 35 617 T2 stellt ein zusätzliches Spulensystem vor, das zusätzlich zum linearen Gradientensystem Magnetfelder erzeugen kann, die bestimmten Gleichungen genügen und höhere als die lineare Ordnung korrigieren. Die beschriebenen Gradientenkorrekturen können zeitabhängig zusätzlich synchronisiert mit den geschalteten linearen Gradienten geschaltet werden.The patent DE 697 35 617 T2 recruits additional coil system, which in addition to the linear gradient system can generate magnetic fields that satisfy certain equations and correct higher than the linear order. The described gradient corrections can additionally be switched in a time-dependent manner synchronized with the switched linear gradients.

Andere Verfahren, wie zum Beispiel das aus der Patentschrift US 4,591,789 bekannte Verfahren, korrigieren eine aus der Magnetfeldabweichung resultierende Bildverzerrung, ohne eine Korrektur für das Magnetfeld selbst vorzunehmen.Other methods, such as that of the patent US 4,591,789 known methods, correct an image distortion resulting from the magnetic field deviation, without making a correction for the magnetic field itself.

Bekannten Lösungsansätzen ist gemein, dass Sie im Wesentlichen getrennte Gradientenspulen für die geschalteten Bildgebungsgradienten und für die Magnetfeldkorrektur besitzen.known Solution approaches is common to you in essence separate gradient coils for the switched imaging gradients and for magnetic field correction.

Die Korrektur der Magnetfeldabweichungen erfolgt mit zusätzlichen Spulen, die in ihrer Konstruktion jeweils einzelnen Magnetfeldab weichungen folgen, die mit einzelnen Koeffizienten einer mathematischen Reihenentwicklung beschrieben werden können.The Correction of the magnetic field deviations takes place with additional Coils, which in their construction each individual Magnetfeldab deviations follow, with individual coefficients of a mathematical series development can be described.

Dies hat zur Folge, dass die erreichbare Anzahl der Ordnungen, die korrigiert werden kann in der Größenordnung der Anzahl der zusätzlichen Korrekturspulen liegt.This As a result, the achievable number of orders that corrects can be on the order of the number of additional correction coils is located.

Für die geschalteten linearen Magnetfeldgradienten hat dies entscheidende Nachteile. Ihre Linearität muss sich allein aus der Konstruktion der einzelnen linearen Spule ergeben. Abweichungen von der Linearität werden von bisherigen Lösungen nicht korrigiert.For the switched linear magnetic field gradients has this crucial Disadvantage. Their linearity has to come solely from the design of the single linear coil. Deviations from linearity are not corrected by previous solutions.

Aus der Notwendigkeit, dass jede einzelne Spule für sich einen vorgegebenen, oft komplizierten Feldverlauf erzeugen muss, ergeben sich Nachteile für die Ansteuerung. Dies schließt die linearen Gradienten mit ein. Durch die im Regelfall erhebliche Leitungslänge und die Größe der von den Spulen umschlossenen Flächen ergibt sich ein hoher induktiver Widerstand der einzelnen Gradientenspule. Gerade bei schnell geschaltetem Ansteuern durch eine elektronische Schaltung kann dies zu erheblichen Fehlern in dem während des Schaltvorganges erzeugten Magnetfeld kommen.Out the need for every single coil to be one predetermined, often complicated field history must produce disadvantages for the control. This concludes the linear gradients. By the usually considerable Cable length and the size of the Coil-enclosed surfaces results in a high inductive resistance the single gradient coil. Especially with fast-switching control An electronic circuit can cause significant errors in the magnetic field generated during the switching process come.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Gradientensystem eine verbesserte Kernspinresonanzapparatur und ein verbessertes Verfahren zum Erzeugen eines Gradientenfeldes zu schaffen.It the object of the present invention is an improved gradient system an improved nuclear magnetic resonance apparatus and an improved nuclear magnetic resonance apparatus To provide a method for generating a gradient field.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, eine Kernspinresonanzapparatur gemäß Anspruch 22 und ein Verfahren gemäß Anspruch 24 gelöst.These Task is achieved by a device according to claim 1, a nuclear magnetic resonance apparatus according to claim 22 and a method according to claim 24 solved.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, das sich ein beliebiges Gradientenfeld durch Kombination einer Mehrzahl von Einzelmagnetfeldern erzeugen lässt, wobei jedes Einzelmagnetfeld für sich alleine genommen nur einen geringen Beitrag zum Gradientenfeld leistet. Durch unterschiedliche Kombination der Einzelmagnetfelder lassen sich mit ein und denselben Spulen unterschiedli che Gradientenfelder, insbesondere auch Gradientenfelder unterschiedlicher Ordnung, erzeugen. Daher ist es erfindungsgemäß nicht erforderlich getrennte Gradientenspulen für die geschalteten Bildgebungsgradienten und für die Magnetfeldkorrektur bereitzustellen. Stattdessen kann erfindungsgemäß ein und dieselbe Spule erforderlich sein, um sowohl ein bestimmtes lineares Gradientenfeld als auch ein bestimmtes Gradientenfeld zweiter oder höherer Ordnung zu erzeugen. Die erfindungsgemäßen Spulen können einfach aufgebaut sein, da sie keine speziellen Feldverläufe, beispielsweise entsprechend einer Magnetfeldabweichung, nachbilden müssen.Of the The present invention is based on the recognition, which is a any gradient field by combining a plurality of individual magnetic fields can generate, with each single magnetic field for taken alone only a small contribution to the gradient field guaranteed. By different combination of the individual magnetic fields can be used with one and the same coil unterschiedli che gradient fields, In particular, gradient fields of different order, generate. Therefore, it is not required according to the invention separate gradient coils for the switched imaging gradients and to provide for the magnetic field correction. Instead can according to the invention one and the same coil required be to both a specific linear gradient field and a certain second or higher order gradient field to create. The coils of the invention can be simple, because they have no special field progressions, for example, according to a magnetic field deviation, emulate have to.

Somit schafft der erfindungsgemäße Ansatz einen Kernspinresonanz-Tomographen und insbesondere ein Gradientensystem, das in vorteilhafter Weise eine geeignete Korrekturmöglichkeit für die durch die Koeffizienten A, B, usw. beschriebenen Abweichungen bietet und die für die Bildaufnahme notwendigen linearen geschalteten Gradienten, beschrieben durch die Koeffizienten G_x, G_y und G_z, erzeugt. Vorteilhafterweise können die erfindungsgemäß eingesetzten Spulen bei einem maximal erzeugbaren Magnetfeld eine minimale Induktivität aufweisen.Thus, the approach of the present invention provides a nuclear magnetic resonance tomograph, and more particularly a gradient system that advantageously provides suitable correction for the deviations described by the coefficients A, B, etc., and the linear switched gradients necessary for image acquisition, described by the coefficients G _x , G _y and G _z . Advantageously, the coils used according to the invention can have a minimum inductance with a maximum producible magnetic field.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Gradientensystem für eine Kernspinresonanzapparatur, mit folgenden Merkmalen:
einem Satz Spulen, die ausgebildet sind, um gemäß unterschiedlicher Einstellvorschriften sowohl ein lineares Gradientenfeld als auch ein Gradientenfeld höherer Ordnung zu erzeugen, wobei zumindest eine der Spulen, die zur Erzeugung des linearen Gradientenfeldes einsetzbar ist, auch zur Erzeugung des Gradientenfelds höherer Ordnung einsetzbar ist.The present invention provides a gradient system for a nuclear magnetic resonance apparatus, having the following features:
a set of coils, which are designed to generate both a linear gradient field and a gradient field of higher order according to different Einstellvorschriften, wherein at least one of the coils, which is used to generate the linear gradient field, also for generating the gradient field of higher order can be used.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Kernspinresonanzapparatur, mit mindestens einem Gradientensystem gemäß der vorliegenden Erfindung.The The present invention further provides a nuclear magnetic resonance apparatus, with at least one gradient system according to present invention.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen eines bestimmten Gradientenfelds für eine Kernspinresonanzapparatur, die einen Satz Spulen aufweist, die ausgebildet sind, um in Kombination sowohl ein lineares Gradientenfeld als auch ein Gradientenfeld höherer Ordnung zu erzeugen, wobei zumindest eine der Spulen, die zur Erzeugung des linearen Gradientenfeldes einsetzbar ist, auch zur Erzeugung des Gradientenfelds höherer Ordnung einsetzbar ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Auswählen einer bestimmten Einstellvorschrift aus unterschiedlichen Einstellvorschriften; und
Ansteuern der Spulen gemäß der bestimmten Einstellvorschrift, um das bestimmten Gradientenfeld zu erzeugen.Further, the present invention provides a method of generating a particular gradient field for a nuclear magnetic resonance apparatus having a set of coils configured to generate in combination both a linear gradient field and a higher order gradient field, wherein at least one of the coils used for Erzeu can be used to generate the gradient field of higher order, the method comprising the following steps:
Selecting a particular adjustment rule from different setting instructions; and
Driving the coils in accordance with the determined adjustment rule to produce the determined gradient field.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:preferred Embodiments of the present invention will be with reference to the accompanying drawings explained. Show it:

1 eine Kernspinresonanzapparatur mit einem Gradientensystem gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 a nuclear magnetic resonance apparatus having a gradient system according to the present invention;

2 eine Spulenanordnung für ein Gradientensystem gemäß der vorliegenden Erfindung; und 2 a coil assembly for a gradient system according to the present invention; and

3 ein Satz Spulen für ein Gradientensystem gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 a set of coils for a gradient system according to the present invention.

In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.In the following description of the preferred embodiments of the present invention are for those in the various Drawings shown and similar acting elements the same or similar reference numerals used, wherein a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kernspinresonanzapparatur mit einem Gradientensystem 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic representation of a nuclear magnetic resonance apparatus with a gradient system 100 according to an embodiment of the present invention.

Die Kernspinresonanzapparatur weist einen Magnet 102 zum Erzeugen eines statischen homogenen Magnetfelds auf. Das stationäre homoge ne Magnetfeld ist entlang einer z-Komponente eines orthogonalen Koordinatensystems ausgerichtet. In einem Messvolumen 104 kann eine zu untersuchende Probe angeordnet sein. Eine Hochfrequenz-Sende-Empfangseinrichtung 106 kann durch eine geeignete Frequenzwahl die Probe anregen und von der Probe erzeugte Magnetfelder detektieren. Eine Steuereinheit 108 ist mit dem Gradientensystem 100 und der Hochfrequenz-Sende-Empfangseinrichtung 106 gekoppelt. Die Steuereinheit 108 ist ausgebildet, um das Gradientensystem 100 und die Hochfrequenz-Sende-Empfangseinrichtung 106 anzusteuern.The nuclear magnetic resonance apparatus has a magnet 102 for generating a static homogeneous magnetic field. The stationary homo ne magnetic field is aligned along a z-component of an orthogonal coordinate system. In a measuring volume 104 a sample to be examined can be arranged. A radio frequency transceiver 106 can excite the sample by suitable frequency selection and detect magnetic fields generated by the sample. A control unit 108 is with the gradient system 100 and the radio frequency transceiver 106 coupled. The control unit 108 is designed to be the gradient system 100 and the radio frequency transceiver 106 head for.

Das Gradientensystem 100 ist ausgebildet, um ein schaltbares Magnetfeld zu erzeugen, dessen Richtung der des statischen Magnetfeldes entspricht. Zum Erzeugen des schaltbaren Magnetfelds weist das Gradientensystem 100 einen Satz Spulen auf. Die Spulen des Gradientensystems 100 können um dass Messvolumen 104 herum angeordnet sein. Beispielsweise können die Spulen beidseitig des Messvolumens 104 angeordnet sein.The gradient system 100 is designed to generate a switchable magnetic field whose direction corresponds to that of the static magnetic field. To generate the switchable magnetic field, the gradient system 100 a set of coils on. The coils of the gradient system 100 can be around that measurement volume 104 be arranged around. For example, the coils on both sides of the measuring volume 104 be arranged.

Die Anordnung der Spulen des Gradientensystems 100 ist ausgebildet, um gemäß unterschiedlichen Einstellvorschriften sowohl ein lineares Gradientenfeld als auch ein Gradientenfeld höherer Ordnung zu erzeugen. Jedes Gradientenfeld kann dabei nur durch eine Kombination der Magnetfelder einer Mehrzahl der Spulen erzeugt werden. Ein von einer einzelnen der Spulen erzeugbares Magnetfeld ist nicht ausreichend, um ein für die Kernspinresonanzapparatur nutzbares Gradientenfeld zu erzeugen. Die Spulen sind so angeordnet, dass mit ein und denselben Spulen sowohl lineare Gradientenfelder, Gradientenfelder zweiter und höherer Ordnung, stationäre Magnetfelder sowie Kombinationen dieser Felder erzeugt werden können. Die erzeugbaren Gradientenfelder können unterschiedliche Richtungen aufweisen.The arrangement of the coils of the gradient system 100 is designed to generate both a linear gradient field and a higher-order gradient field in accordance with different setting regulations. Each gradient field can be generated only by a combination of the magnetic fields of a plurality of coils. A magnetic field that can be generated by a single one of the coils is not sufficient to produce a gradient field that can be used for the nuclear magnetic resonance apparatus. The coils are arranged so that both linear gradient fields, second- and higher-order gradient fields, stationary magnetic fields and combinations of these fields can be generated with one and the same coil. The producible gradient fields can have different directions.

Beispielsweise kann das Gradientensystem 100 ausgebildet sein, um mittels dem Satz Spulen ein Magnetfeld zu erzeugen, dass durch die Gleichung B = B0 + (Gxx + Gyy + Gzz) + (Ax + By + Cz) + (Dx2 + Ey2 + Fz2) + ... beschrieben werden kann. Dabei ist B0 eine Amplidude eines stationären Magnetfeldes, das dem von dem Magneten 102 erzeugten stationären homogenen Magnetfeld überlagert werden kann. Dadurch kann eine Anhebung oder Absenkung des homogenen Magnetfelds erreicht werden. Der Term (G_xx + G_yy + G_xz) definiert lineare Gradienten für die Bildaufnahme und der Term (Ax + By + Cz) definiert lineare Gradienten, die lineare Abweichungen des Magnetfelds von einem als ideal angenommenen Magnetfelds beschreiben. Nichtlineare Abweichungen des Magnetfelds können durch Gradientenfelder höherer Ordnung ausgeglichen werden. Beispielsweise definiert der Term (Dx² + Ey² + Fz²) Gradienten zweiter Ordnung, die eine quadratische Abweichung beschreiben. Weitere Gradienten zweiter Ordnung werden durch xy, yz, xz, jeweils multipliziert mit einem Koeefizienten, definiert. Entsprechend der Gegebenheiten kann das erfindungsgemäße Gradientensystem ausgebildet sein, um die weiteren Gradienten allein oder zusätzlich zu erzeugen, so dass beliebige Gradientenfelder erzeugt werden können. Entsprechend den Gegebenheiten kann das von dem Gradientensystem 100 erzeugbare Magnetfeld neben den Gradienten zweiter Ordnung auch Gradienten dritter und/oder Gradienten höherer Ordnung erzeugen. Zudem kann das Gradientensystem 100 auch ein Magnetfeld erzeugen, dass durch einzelne oder eine Kombination einer Mehrzahl der Terme der obigen Gleichung beschrieben werden kann.For example, the gradient system 100 be formed to generate a magnetic field by means of the set of coils that by the equation B = B 0 + (G x x + G y y + G z z) + (Ax + By + Cz) + (Dx 2 + Ey 2 + Fz 2 ) + ... can be described. Here, B0 is an amplitude of a stationary magnetic field, that of the magnet 102 generated stationary homogeneous magnetic field can be superimposed. As a result, an increase or decrease of the homogeneous magnetic field can be achieved. The term (G _x x + G _y y + G _x z) defined linear gradients for the image acquisition and the term (Ax + By + Cz) defined linear gradient, describe the linear variation of the magnetic field from an assumed ideal magnetic field. Non-linear deviations of the magnetic field can be compensated for by higher-order gradient fields. For example, the term (Dx ² + Ey ² + Fz ² ) defines second order gradients that describe a quadratic deviation. Further second order gradients are defined by xy, yz, xz, each multiplied by a coefficient. Depending on the circumstances, the gradient system according to the invention can be designed to generate the further gradients alone or in addition, so that any gradient fields can be generated. Depending on the circumstances, this can be done by the gradient system 100 generated magnetic field in addition to the second-order gradient and third-order and / or higher-order gradient generate. In addition, the gradient system 100 also generate a magnetic field that can be described by single or a combination of a plurality of the terms of the above equation.

Um den Satz Spulen des Gradientensystems 100 gemäß den unterschiedlichen Einstellvorschriften anzusteuern, kann die Steuereinheit 108 eine Steuerung aufweisen, die ausgebildet ist, um die Spulen gemäß den unterschiedlichen Einstellvorschriften anzusteuern. Die unterschiedlichen Einstellvorschriften können festlegen welche der Spulen des Gradientensystems auf welche Art und Weise betrieben werden, um ein angestrebtes Gradientenfeld zu erzeugen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel können für jede Spule zwei Parameter individuell gewählt werden, nämlich zum einen die Richtung und zum anderen die Stärke des Stromes. Dementsprechend kann die Steuerung ausgebildet sein, um eine Stromdurchflussrichtung und/oder eine Stromstärke bei zumindest einer der Spulen gemäß den unterschiedlichen Einstellvorschriften einzustellen. Beispielsweise kann die Steuerung ausgebildet sein, um gemäß einer ersten Einsstellvorschrift bei einer ersten Gruppe der Spulen eine erste Stromdurchflussrichtung und Stromstärke und bei einer zweiten Gruppe der Spulen eine zweite Stromdurchflussrichtung und Stromstärke einzustellen. Gemäß einer zweiten Einsstellvorschrift kann die Steuerung ausgebildet sein, um bei zumindest einigen der Spulen der ersten Gruppe die zweite Stromdurchflussrichtung und Stromstärke und bei zumindest einigen der Spulen der zweiten Gruppe die erste Stromdurchflussrichtung und Stromstärke einzustellen. Somit können mit denselben Spulen unterschiedliche Gradientenfelder erzeugt werden, ohne dass es erforderlich ist, dass einzelne der Spulen ein spezielles Einzelmagnetfeld bereitstellen, das auf ein bestimmtes Gradientenfeld abgestimmt ist. Dabei kann die Steuerung ausgebildet sein, um die Stromstärken und/oder Stromrichtungen unabhängig voneinander einzustellen. Insbesondere können gemäß den unterschiedlichen Einstellvorschriften bei unterschiedlichen Spulen unterschiedliche Stromstärken und/oder Stromrichtungen eingestellt werden. Um den Stromfluss und/oder die Stromstärke in den Spulen zeitlich zu schalten kann die Steuerung eine Schalteinrichtung aufweisen.Around the set coils of the gradient system 100 to control according to the different setting rules, the control unit 108 have a controller, which is designed to control the coils according to the different setting rules. The different setting rules may determine which of the coils of the gradient system are operated in what manner to produce a desired gradient field. According to this embodiment, two parameters can be chosen individually for each coil, namely the direction and the magnitude of the current. Accordingly, the controller may be configured to adjust a current flow direction and / or a current intensity in at least one of the coils according to the different setting regulations. For example, the controller may be configured to set a first current flow direction and current intensity according to a first adjustment rule for a first group of coils and a second current flow direction and current intensity for a second group of coils. According to a second adjustment rule, the controller may be configured to set the second current flow direction and current in at least some of the coils of the first group, and the first current flow direction and current in at least some of the coils of the second group. Thus, different gradient fields can be generated with the same coils without requiring that individual ones of the coils provide a particular single magnetic field tuned to a particular gradient field. In this case, the controller may be designed to set the current strengths and / or current directions independently of one another. In particular, different current intensities and / or current directions can be set according to the different setting regulations for different coils. In order to switch the current flow and / or the current intensity in the coils in time, the controller may have a switching device.

Allgemein, kann das Gradientensystem 100 einen Satz Magnetfeld erzeugender Spulen aufweisen, die so angeordnet sind das sie die für die Bildaufnahme notwendigen linearen Gradientenfelder erzeugen können. Dafür können die Spulen in einer bestimmten Kombination von Stromflussrichtung und Stärke so mit Strom durchflossen werden, dass sie den jeweiligen linearen Gradienten erzeugen. Diese Kombinationen können auch zur Korrektur linearer Magnetfeldabweichungen verwendet werden.Generally, the gradient system can 100 have a set of magnetic field generating coils which are arranged so that they can generate the necessary for the image acquisition linear gradient fields. For this purpose, the coils can be traversed in a certain combination of current flow direction and strength in such a way that they generate the respective linear gradient. These combinations can also be used to correct linear magnetic field deviations.

Alle anderen Kombinationen vom Stromflussrichtungen und Stärken können zur Korrektur anderer als der linearen Abweichung herangezogen werden. Dies beinhaltet, wenn vorgesehen, auch eine allgemeine, über das Messvolumen gleichmäßige Anhebung oder Absenkung des Magnetfeldes.All other combinations of current flow directions and strengths can be used to correct other than the linear deviation be used. This includes, if provided, also one general, uniform over the measuring volume Raising or lowering the magnetic field.

2 zeigt eine Anordnung von Spulen S1–S9 eines Gradientensystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise können die Spulen S1–S9 jeweils aus ei ner einzelnen Leiterschleife ausgeformt sein und die Leiterschleifen können vergossen sein. 2 shows an arrangement of coils S1-S9 of a gradient system 100 according to an embodiment of the present invention. For example, the coils S1-S9 may each be formed from a single conductor loop and the conductor loops may be potted.

Die Spulen S1–S9 können so in der in 1 gezeigten Kernspinresonanzapparatur angeordnet sein, dass jede einzelne der Spulen S1–S9 jeweils ein Einzelmagnetfeld erzeugen kann, dass vorwiegend parallel zu der Richtung z des stationären Magnetfelds ausgerichtet ist. In einem orthogonalen Koordinatensystem mit den Koordinaten x, y, z können die Spulen S1–S9 jeweils voneinander mit einem Abstand in x- und y-Richtung angeordnet sein.The coils S1-S9 can thus be in the in 1 be arranged nuclear magnetic resonance apparatus shown that each of the coils S1-S9 can each generate a single magnetic field, which is aligned mainly parallel to the direction z of the stationary magnetic field. In an orthogonal coordinate system with the coordinates x, y, z, the coils S1-S9 can each be arranged at a distance in the x and y directions.

3 zeigt eine technische Ausführung eines planaren Gradientensystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind zwei Platten mit Spulen, wie sie in 2 gezeigt sind, gegenüberliegend angeordnet. Zwischen den Platten kann das in 1 gezeigte Messvolumen angeordnet sein. Eine erste der Platten beinhaltet neun Magnetfeld erzeugende Spulen S1a–S9a und eine zweite der Platten beinhaltet neun Magnetfeld erzeugende Spulen S1b–S9b. Die Richtung des stationären Magnetfeldes z kann senkrecht oder nahezu senkrecht auf die Platten ausgereichtet sein. Eine solche Konstruktion eines Gradientensystems 100 ist besonders für die gebräuchlichsten Magnetkonstruktionen aus Permanentmagneten geeignet. 3 shows a technical embodiment of a planar gradient system 100 according to an embodiment of the present invention. Here are two plates with coils, as in 2 are shown, oppositely arranged. Between the plates, the in 1 be shown measuring volume arranged. A first one of the plates includes nine magnetic field generating coils S1a-S9a, and a second one of the plates includes nine magnetic field generating coils S1b-S9b. The direction of the stationary magnetic field z can be perpendicular or nearly perpendicular to the plates. Such a construction of a gradient system 100 is particularly suitable for the most common magnet designs made of permanent magnets.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel befindet sich auf jeder Platte eine Anordnung von 3·3 identischer Einzelspulen S1a–S9a, S1b–S9b. Jede dieser Spulen S1a–S9a, S1b–S9b kann sowohl geschaltet als auch dauerhaft mit einem vorzugebendem Strom sowohl in Uhrzeigerrichtung als auch in Gegenuhrzeigerrichtung durchflossen werden. Ebenso ist die Kombination aus einem Anteil dauerhaft vorliegendem Stromfluß und einem zeitlich geschalteten Anteil möglich. Der zeitlich geschaltete Anteil kann als Offset zugeschaltet werden.According to this Embodiment is on each plate one Arrangement of 3 × 3 identical individual coils S1a-S9a, S1b-S9b. Each of these coils S1a-S9a, S1b-S9b can be switched as well as permanently with a presettable Current in both clockwise and counterclockwise directions be flowed through. Similarly, the combination of one share permanently present current flow and a time-switched Share possible. The time share can be considered Offset can be switched on.

Werden die Spulen S1b–S9b der Vorderseite in Uhrzeigerrichtung mit gleichem Strom durchflossen, und die Spulen S1a–S9a der Rückseite in Gegenuhrzeigerrichtung mit gleichem Strom durchflossen so kann ein linearer Gradient in z-Richtung erzeugt werden.Become the coils S1b-S9b of the front in the clockwise direction traversed by the same current, and the coils S1a-S9a the back in the counterclockwise direction with the same current flowed through so a linear gradient in the z direction can be generated become.

Werden die Spulen S1a, S4a, S7a, S1b, S4b, S7b der Vorder- und Rückseite mit gleichem Strom in Uhrzeigerrichtung und die Spulen S3a, S6a, S9a, S3b, S6b, S9b der Vorder- und Rückseite mit gleichem Strom in Gegenuhrzeigerrichtung durchflossen, so kann ein linearer Gradient in x-Richtung erzeugt werden.Become the coils S1a, S4a, S7a, S1b, S4b, S7b of the front and back with the same current in the clockwise direction and the coils S3a, S6a, S9a, S3b, S6b, S9b the front and back with the same power traversed in the counterclockwise direction, so can a linear gradient be generated in the x direction.

Werden die Spulen S1a, S2a, S3a, S1b, S2b, S3b der Vorder- und Rückseite mit gleichem Strom in Uhrzeigerrichtung und die Spulen S7a, S8a, S9a, S7b, S8b, S9b der Vorder- und Rückseite mit gleichem Strom in Gegenuhrzeigerrichtung durchflossen, so kann ein linearer Gradient in y-Richtung erzeugt werden.Become the coils S1a, S2a, S3a, S1b, S2b, S3b of the front and back with the same current in the clockwise direction and the coils S7a, S8a, S9a, S7b, S8b, S9b the front and back with the same power traversed in the counterclockwise direction, so can a linear gradient be generated in the y direction.

Durch eine individuelle Anpassung der einzelnen Ströme, die durch eine einzelne Spule fliessen, kann die erzielbare Linearität des Gradientenfeldes entsprechend optimiert werden.By an individual adaptation of individual streams through a single coil can flow, the achievable linearity of the gradient field can be optimized accordingly.

Alle anderen Kombinationen von Stromstärken und Durchflussrichtungen können andere als die genannten linearen Feldverläufe in x-, y- oder z-Richtung erzeugen.All other combinations of currents and directions of flow can be other than the mentioned linear field curves in the x, y or z direction.

Die Anzahl der in 3 gezeigten Spulen S1a–S9a, S1b–S9b sowie deren Anordnung in Reihen und Spalten einer Matrix ist nur beispielhaft gewählt. Entsprechend den Gegebenheiten kann eine Anzahl sowie Anordnung der Spulen und eine dementsprechend angepasste Ansteuerung der Spulen frei gewählt werden. Die Anzahl der verwendeten Spulen kann individuell gewählt werden und ist nicht, wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt, auf 18 Einzelspulen beschränkt. Beispielsweise können mehr oder weniger Spulen in den Spalten oder Reihen der Matrizen angeordnet sein. Alternativ können die Spulen in einer anderen geeigneten Form angeordnet sein. Eine größere Anzahl von Spulen bietet im allgemeinen mehr Möglichkeiten.The number of in 3 shown coils S1a-S9a, S1b-S9b and their arrangement in rows and columns of a matrix is chosen only by way of example. Depending on the circumstances, a number and arrangement of the coils and a correspondingly adapted control of the coils can be freely selected. The number of coils used can be selected individually and is not limited to 18 individual coils as shown in the embodiment. For example, more or fewer coils may be arranged in the columns or rows of the dies. Alternatively, the coils may be arranged in another suitable form. A larger number of coils generally offers more possibilities.

Es lassen sich auch andere als die in 3 gezeigte planare Geometrie realisieren. Beispielsweise ist eine zylindrische Ausführung möglich. Damit kann das erfindungsgemäße Gradientensystem op timal an Magnet-Konstruktionen angepasst werden, die ein zylindrisches Baumaß für das Messvolumen besitzen.It can also be other than the in 3 realize shown planar geometry. For example, a cylindrical design is possible. Thus, the gradient system according to the invention op timal can be adapted to magnetic structures that have a cylindrical dimension for the measurement volume.

Die Größe und Form der einzelnen Spulen kann individuell variiert werden. Es besteht prinzipiell keine Notwendigkeit alle identisch zu konstruieren. Dies erlaubt eine individuelle Optimierung der erzeugten Gradienten.The Size and shape of each coil can be customized be varied. There is basically no need for everyone to construct identically. This allows individual optimization the generated gradient.

Die Konstruktion der Einzelspulen kann frei erfolgen und ist nicht, wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt auf eine Leiterschleife beschränkt. Beispielsweise kann eine Leiterschleife die Form einer Acht aufweisen. Es ist möglich mehrfach gewundene Leiterschleifen zu verwenden. Generell können die gewundenen Leiterschleifen Flächen unterschiedlicher Größe einschließen. Es ist ebenso möglich andere Konstruktionen, wie z. B. stromdurchflossene Spiralen zu verwenden. Die Spiralen können zwei- oder dreidimensional ausgeführt werden. Beispielsweise kann eine Spirale hergestellt werden, indem mehrere Windungen aus einer Kupferfolie geätzt werden. Die Spulen können auf einer Leiterplatte angeordnet sein. Die Spulen können einen rechteckigen oder beliebig anders geformten Spulenquerschnitt aufweisen. Zudem können sich die Einzelspulen auch überlappen.The Construction of the individual coils can be done freely and is not, as shown in the embodiment on a conductor loop limited. For example, a conductor loop the Have the shape of an eight. It is possible multiple wound conductor loops to use. In general, the spiral conductor loops Include surfaces of different sizes. It is also possible other constructions, such. B. to use current-carrying spirals. The spirals can be carried out two- or three-dimensional. For example A spiral can be made by making several turns etched a copper foil. The coils can be arranged on a circuit board. The coils can a rectangular or any other shaped coil cross section exhibit. In addition, the individual coils may overlap.

Zur Erzeugung der linearen Gradienten kann eine Kombination von Stromstärken und Stromflussrichtungen aus allen Einzelspulen verwendet werden. Zudem kann der Strom in jeder Einzelspule zeitlich geschaltet werden.to Generating the linear gradient can be a combination of amperages and current flow directions from all individual coils are used. In addition, the current can be switched in each individual coil in time.

Magnetresonanzmessungen, die keine Bildgebung zum Ziel haben, können mit diesem Spulensystem vorteilhaft durchgeführt werden.Magnetic measurements who have no imaging goal, can with this Coil system can be carried out advantageously.

Es ist möglich das erfindungsgemäße Gradientensystem unabhängig von einem konventionellen Gradientensystem zu betreiben. Alternativ kann das Gradientensystem zusätzlich zu einem konventionellen Gradientensystem betrieben werden. Es ist auch möglich Gradientenspulen, die in einem konventionellen Gradientensystem jeweils auf spezielle Gradientenfelder abgestimmt sind, jeweils durch ein erfindungsgemäßes Gradientensystem zu ersetzen.It is possible the gradient system according to the invention regardless of a conventional gradient system too operate. Alternatively, the gradient system may additionally be operated to a conventional gradient system. It is also possible gradient coils, which in a conventional Gradient system each matched to special gradient fields are, in each case by a gradient system according to the invention to replace.

Die Steuerung des erfindungsgemäßen Gradientensystems kann ausgebildet sein, um ein Verfahren zum Erzeugen eines bestimmten Gradientenfelds auszuführen. Das bestimmte Gradientenfeld kann abhängig von den Gegebenheiten der Kernspinresonanzapparatur sowie einem durchzuführenden Messvorgang ausgewählt werden. In einem ersten Verfahrensschritt erfolgt ein Auswählen einer bestimmten Einstellvorschrift, die dem zu erzeugenden bestimmten Gradientenfeld entspricht. Die bestimmte Einstellvorschrift kann von der Steuerung aus unterschiedlichen Einstellvorschriften ausgewählt werden oder an die die Steuerung bereitgestellt werden. In einem zweiten Verfahrensschritt erfolgt ein Ansteuern der Spulen des Gradientensystems gemäß der bestimmten Einstellvorschrift, um das bestimmten Gradientenfeld zu erzeugen.The Control of the gradient system according to the invention may be configured to provide a method for generating a particular Gradient field. The specific gradient field can depending on the conditions of the nuclear magnetic resonance apparatus and a measurement process to be performed selected become. In a first method step, a selection is made a particular setting rule, the specific to be generated Gradient field corresponds. The specific adjustment rule can selected from the controller from different setting rules or to which the controller will be provided. In one second method step is carried out driving the coils of the gradient system according to the particular adjustment rule, to the generate specific gradient field.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden. Auf diese Weise können das erfindungsgemäße Gradientensystem und das erfindungsgemäße Verfahren an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden.The described embodiments are only exemplary chosen and can be combined with each other. In this way, the inventive Gradient system and the inventive method adapted to the respective circumstances.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in Hardware oder in Software implementiert werden. Die Implementierung kann auf einem digitalen Speichermedium mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird. Die Erfindung besteht somit auch in einem Computer-Programm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Computer-Programm-Produkt auf einem Rechner abläuft. Somit kann die Erfindung als ein Computer-Programm mit einem Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens realisiert werden, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.The method according to the invention can be implemented in hardware or in software. The implementation may be on a digital storage medium with electronically readable control signals that may interact with a programmable computer system to execute the inventive method. The invention thus also exists in a computer ter program product with stored on a machine-readable carrier program code for performing the method according to the invention, when the computer program product runs on a computer. Thus, the invention can be realized as a computer program with a program code for carrying out the method according to the invention, when the computer program runs on a computer.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 69735617 T2 [0013]
US 4591789 [0014]

Claims

Gradient system ( 100 ) for a nuclear magnetic resonance apparatus, comprising: a set of coils (S1-S9, S1a-S9a, S1b-S9b) configured to generate both a linear gradient field and a higher-order gradient field according to different adjustment rules, wherein at least one the coil, which can be used to generate the linear gradient field, can also be used to generate the gradient field of higher order.

Gradient system according to claim 1, in which the coils (S1-S9, S1a-S9a, S1b-S9b) are designed to generate a stationary magnetic field, wherein at least one of the coils used to generate the stationary Magnetic field is used, also for generating the linear gradient field or the gradient field of higher order can be used.

Gradient system according to one of previous claims, wherein the coils (S1-S9; S1a-S9a, S1b-S9b) are formed to produce a gradient field, this is both a linear part and at least one part higher order.

A gradient system according to any one of the preceding claims, wherein the coils (S1-S9; S1a-S9a, S1b-S9b) are formed to generate a magnetic field satisfying the following equation: B = B 0 + (G x x + G y y + G z z) + (A x + B y + C z ) + (Dx 2 + Ey 2 + Fz 2 ) + ... with B0: Amplidude of a stationary magnetic field, G _x , G _y , G _z : coefficients of an image acquisition, A, B, C, D, E, F, ...: constants of a magnetic field deviation.

Gradient system according to one of previous claims, wherein the coils (S1-S9; S1a-S9a, S1b-S9b) are arranged so that the coils each one Single magnetic field generate that predominantly parallel to one direction (z) of the stationary magnetic field of the nuclear magnetic resonance apparatus is.

Gradient system according to one of previous claims, wherein the coils (S1-S9; S1a-S9a, S1b-S9b) with respect to the direction (z) of the stationary one Magnetic field offset from one another.

Gradient system according to one of the preceding claims, in which a first set of the coils (S1a-S9a) and a second set of coils (S1b-S9b) are arranged on respectively opposite sides of a measuring volume ( 104 ) are arranged the nuclear magnetic resonance apparatus.

Gradient system according to claim 7, with a first plate and a second plate, the first Plate the first set of coils (S1a-S9a) and the second one Plate has the second set of coils (S1b-S9b).

Gradient system according to one of Claims 7 or 8, wherein the first amount and the second amount of the coils (S1a-S9a, S1b-S9b) each in one Are arranged plurality of rows and columns of a matrix.

Gradient system according to one of Claims 7 to 9, wherein according to a Setting instruction for generating a linear gradient field in a first direction, the first set of coils (S1a-S9a) a first current flow direction and the second amount of the coils (S1b-S9b) have a second current flow direction, wherein the first current flow direction opposite to the second Current flow direction is.

Gradient system according to claim 9, in which according to a setting rule for Generation of a linear gradient field in a second direction, the coils (S1a, S4a, S7a, S1b, S4b, S7b) of a first column of respective matrix, the first current flow direction and the coils (S3a, S6a, S9a, S3b, S6b, S9b) of a last column of the respective one Matrix have the second current flow direction and in the according to a setting rule for generating a linear gradient field in a third direction, the coils (S1a, S2a, S3a, S1b, S2b, S3b) of a first row of the respective matrix first current flow direction and the coils (S7a, S8a, S9a, S7b, S8b, S9b) of a last row of the respective matrix, the second current flow direction exhibit.

Gradient system according to one of Claims 1 to 7, wherein the coils are cylindrical are arranged.

Gradient system according to one of previous claims, wherein the coils (S1-S9; S1a-S9a, S1b-S9b) are formed identically.

Gradient system according to one of previous claims, wherein at least one of the coils (S1-S9, S1a-S9a, S1b-S9b) as a single conductor loop is formed.

Gradient system according to one of the preceding claims, in which at least one of the coils (S1-S9, S1a-S9a, S1b-S9b) is used as a conductor loop fe is formed with more than one turn.

Gradient system according to one of previous claims, wherein at least one of the coils (S1-S9, S1a-S9a, S1b-S9b) as current-carrying Spiral is formed.

Gradient system according to the one of the preceding claims, wherein the set of coils at least has four coils.

Gradient system according to one of the preceding claims, having a controller ( 108 ) configured to drive the coils (S1-S9, S1a-S9a, S1b-S9b) according to the different setting rules to produce the different gradient fields.

Gradient system according to claim 18, in which the controller ( 108 ) is configured to set a current flow direction in at least egg ner of the coils (S1-S9; S1a-S9a, S1b-S9b) according to the different setting rules.

Gradient system according to one of claims 18 or 19, wherein the controller ( 108 ) is adapted to adjust a current intensity at at least one of the coils (S1-S9, S1a-S9a, S1b-S9b) according to the different setting regulations.

Gradient system according to one of claims 18 to 20, wherein the controller ( 108 ) is arranged to time the current flow in the coils (S1-S9, S1a-S9a, S1b-S9b).

Nuclear magnetic resonance apparatus with at least one gradient system ( 100 ) according to one of the preceding claims.

Nuclear magnetic resonance apparatus according to claim 22, with at least one additional coil system, the is designed to be a special, predefined gradient field to create.

Method for generating a specific gradient field for a nuclear magnetic resonance apparatus, which has a set of coils (S1-S9; S1a-S9a, S1b-S9b) which are designed to combine both a linear gradient field as well as to produce a gradient field of higher order, where at least one of the coils used to generate the linear gradient field can be used, even for generating the gradient field higher Order can be used, wherein the method comprises the following steps: Choose a specific adjustment rule from different setting instructions; and Driving the coils according to the determined Adjustment procedure to generate the specific gradient field.

Computer program with program code to carry out The method of claim 24 when the computer program is run on a computer Computer expires.