DE69311100T2

DE69311100T2 - Magneteinrichtung

Info

Publication number: DE69311100T2
Application number: DE69311100T
Authority: DE
Inventors: Peter Forest Of Dean Gloucestershire Gl1 4Jq Hanley; Ian Leitch Charlbury Oxon Ox8 3El Macdougall
Original assignee: Oxford Instruments UK Ltd
Current assignee: Oxford Instruments UK Ltd
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 1997-12-04
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: EP0631688A1; EP0631688B1; DE69311100D1; US5565834A; WO1993019475A1; GB9206014D0

Description

Die Erfindung betrifft Magneteinrichtungen insbesondere zur Verwendung bei der Magnetresonanz-Bilderzeugung (MRI).
Herkömmliche MRI-Systeme sind große supraleitende Systeme und müssen im allgemeinen in besonderen Bereichen sorgfältig aufgestellt werden. Obwohl dies für Laboranwendungszwecke wie Spektroskopie und Abbildung des menschlichen Körpers annehmbar ist, ist es für unlängst entwickelte Anwendungen von MRI weniger zweckmäßig.
Wir haben erkannt, daß ein Schritt hin zur Lösung dieses Problems erreicht werden würde, indem eine auf Permanentmagneten basierende Magneteinrichtung anstelle der üblichen supraleitenden Magneten, die zugehörige Kryostaten und dergleichen benötigen, um einen supraleitenden Zustand zu erlangen, bereitgestellt wird. Permanentmagnetstrukturen zur Magnetresonanz-Bilderzeugung (MRI) sind früher beschrieben worden. Die kompaktesten und in der Materialverwendung wirtschaftlichsten sind diejenigen, die von E. Potenziani und H.A. Leupold (IEEE Transactions on Magnetics Mag-22, 1078-1080, 1986) beschrieben werden. Diese machen von "Plattierungsmagneten" Gebrauch, um der magnetomotorischen Kraft (MMK) um das Äußere der Struktur herum entgegenzutreten. Dies hat die Wirkung, das Austreten des Flusses zu verhindern, um so das Permanentmagnetmaterial am wirkungsvollsten zu nutzen und gute Feldgleichförmigkeit in dem Arbeitsvolumen zu erlangen.
Ein Nachteil dieser Art des Aufbaus ist, daß das Arbeitsvolumen im wesentlichen eingeschlossen ist. Dies bedeutet, daß der Magnet groß genug sein muß, um alle zu untersuchenden Objekte unterzubringen, und daß es Schwierigkeiten gibt, wenn das Objekt groß ist. Auch wenn ein relativ kleines Volumen eines großen Objekts untersucht werden muß, kann diese Art von "Ganzkörper"-Magnet nicht die wirtschaftlichste sein.
US-4 985 678 offenbart eine U-förmige Einrichtung mit einem Permanentmagneten in der Krümmung, aber das Arbeitsvolumen wird zwischen Polstücken an den Enden der Schenkel und nicht zwischen den Schenkeln selbst definiert.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung besitzt eine Magneteinrichtung im allgemeinen eine U-Form, wobei die Krümmung des U einen Permanentmagneten enthält, der ein Magnetfeld erzeugt, dessen Fluß ein zwischen den Schenkeln des U definiertes Arbeitsvolumen durchläuft, und wobei die Abmessungen der Einrichtung so gewählt sind, daß:
worin:
Lg die Länge des Spalts zwischen den Schenkeln,
Lm die Länge des Magneten,
Br das Restfeld des Magneten und
Bg das Feld im Spalt sind.
Magneten, die nach dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellt werden, weisen eine offene Seite auf, die es ermöglicht, Teile eines Körpers innerhalb des Arbeitsvolumens zu positionieren, um es so zu ermöglichen, Körper zu untersuchen, die viel größer sind als der Magnet selbst. Indem die Magneteinrichtung aus einem oder mehr Permanentmagneten aufgebaut wird, kann die Einrichtung lokal an dem zu untersuchenden Körper plaziert werden, z.B. in der Nähe des Bohrloches im Fall von Gesteinskernen.
Wenn eine Magneteinrichtung bei der MRI verwendet wird, wird der Aufbau der Einrichtung so sein, daß das Magnetfeld innerhalb des Arbeitsvolumens eine Gleichförmigkeit aufweisen wird, die für die Zwecke der Durchführung eines MRI-Experiments ausreicht.
Die Gleichförmigkeit des Feldes innerhalb des Arbeitsvolumens kann verbessert werden, indem ein oder mehr Plattierungsmagneten hinzugefügt werden, die das Auslecken des Flusses kompensieren, das infolge der offenen Seiten der Einrichtung unvermeidlich auftreten wird. Die Plattierungsmagneten können in jeder herkömmlichen Form bereitgestellt werden, wie z.B. in dem oben erwähnten Papier beschrieben.
Die folgende mathematische Untersuchung erläutert die Ableitung der oben dargelegten Formel zur Minimierung des Magnetmaterialvolumens. Definitionen
In der Praxis muß die Flußleckage berücksichtigt werden. Die Plattierungstechnik sollte diese minimieren, aber ein nützlicher Zugang zu dem Feldbereich wird einige Leckage verursachen. Wir bringen diese Schreibweise in Anschlag:
BgAg = eBmAm wo e 0 < e ≤ 1.
Für einen "U-förmigen Magneten" könnte e 0.5 sein.
Formeln zum Schätzen der Leckage können in der Literatur gefunden werden. Alternativ wird der Vergleich von finiten Elementberechnungen mit der Analyse unten die Leckage für die interessierenden Geometrien ableiten.

Ampèresches Gesetz

In Abwesenheit von elektrischen Strömen summiert sich die MMK um einen Kreis herum zu null. D.h.
HmLm+HiLi = HgLg
Wenn jedoch das Material der Schenkel (z.B. Eisen) nicht gesättigt ist, so daß B » H, kann man die MMK in dem Eisen ignorieren: das Eisen wirkt für die MMK als ein Kurzschluß.
Innerhalb des Permanentmagneten
Bm = Hm+M
Für ein "hartes" Material (NdFeB, SmCo usw.)
M = konstant = Br( Hm < hc)
Dieses mit dem Ampèreschen Gesetz kombiniert ergibt:
Bm = Br-HgLg/Lm
Für den Spalt Bg = Hg. Folglich vom Flußverlauf
was es uns ermöglicht, das System zu entwerfen.

Optimierung

In einem großen Magneten werden wir das Volumen des Permanentmagneten zu minimieren wünschen. Traditionell ist dies gemacht worden, indem durch den maximalen Energiepunkt auf der Entmagnetisierungskurve eine "Lastlinie" gebildet wurde. Die Verwendung von harten Magnetmaterialien erlaubt eine aufschlußreichere Lösung.
Wir können die obige Gleichung in Form der Volumina, V = AL, der Magneten und des Spalts und auch in Form des Verhältnisses, x, der Magnetlänge zur Spaltlänge umschreiben. Dann
woraus, um das Volumen des Magnetmaterials zu minimieren
Für typisches gebundenes NdFeB Magnetmaterial ist Br = 6800 Gauß und Hc = 5800 Oersted. Für einen 1.5 kgauß Magneten sollte der Magnet daher etwa die Hälfte der Spaltlänge sein. Man beachte, daß diese Analyse unabhängig von der einzelnen Geometrie ist.

Plattierungsmagneten

Der Zweck der Plattierungsmagneten, wo bereitgestellt, ist, den Fluß durch Erzeugen einer entgegengesetzten magnetomotorischen Kraft dorthin zu "schieben", wohin wir ihn haben wollen. Sie erzeugen in sich selbst kein Feld in dem Arbeitsvolumen, zeigen aber Flußleckage und erhöhen so sowohl die durch den Hauptmagneten und die Polstückeinrichtung erzeugte Feldstärke als auch die Feldgleichförmigkeit.
Innerhalb des Plattierungsmagneten ist B = 0, so daß
Hm = Hc
Im Spalt ist die entgegenzusetzende MMK
HgLg = Bg Lg, 50 daß die Dicke des Plattierungsmagneten
LPlatt = LgBg/Hc.
Ein Beispiel einer Magneteinrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Einrichtung der herkömmlichen U-Form, bei der der Permanentmagnet ein Magnetfeld erzeugt, dessen Magnetisierungsrichtung entlang der Krümmung des U verläuft, durch die Schenkel des U zirkuliert und über den Spalt zwischen den Schenkeln läuft.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung haben wir eine neue Art von Magneteinrichtung entwickelt, die einen allgemein U-förmigen Querschnitt umfaßt, bei der die Krümmung des U einen Permanentmagneten einschließt, der ein Magnetfeld erzeugt, dessen Magnetisierungsrichtung im wesentlichen parallel zu den Schenkeln des U ist, wobei der Magnetfluß in ein innerhalb des Spalts zwischen den Schenkeln des U definiertes Arbeitsvolumen fließt und über die Schenkel zurückkehrt.
Diese ist eine neue Konfiguration eines U- oder C-Magneten, die einzelne Vorteile aufweist.
Die Magneteinrichtung ist besonders nützlich für die oben beschriebenen Anwendungen, wo die Anordnung so ist, daß die Gleichförmigkeit des Feldes innerhalb des Arbeitsvolumens zur Durchführung eines MRI- Experiments geeignet ist.
Obwohl es nicht wichtig ist, wird in der bevorzugten Ausführung ein ferromagnetisches Polstück längs der Seite des Permanentmagneten bereitgestellt, das in Richtung auf das Arbeitsvolumen weist. Die Verwendung eines Polstückes hilft, die Ungleichförmigkeit innerhalb des Arbeitsvolumens infolge von Veränderungen in dem Permanentmagneten auszugleichen.
Das Polstück könnte eine ebene Form haben, ist aber vorzugsweise mit z.B. einer dreieckigen Frontansicht geformt, um durch Justieren des Durchgangs verschiedener Flußwege durch den Spalt noch mehr Kontrolle der Feldgleichmäßigkeit bereitzustellen.
Jede der bis jetzt beschriebenen Magneteinrichtungen wird infolge der Flußleckage unter einigen Endeffekten leiden. Diese kann vermindert werden, indem permanente Korrekturmagneten an den Enden der Magneteinrichtung bereitgestellt werden, wobei die Magnetisierungsrichtung der Korrekturmagneten im wesentlichen parallel zu der Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten der Einrichtung ist.
Diese Magneteinrichtungen können in einer breiten Vielfalt von Anwendungen, einschließlich der Überwachung des menschlichen Körpers auf Drogen, der Überwachung von Gesteinskernen, um nach ölhaltigen Merkmalen zu suchen, und der Überwachung auf Sprengstoffe, verwendet werden. In diesen Fällen ist die Magneteinrichtung in eine NMR-Abbildungsvorrichtung von ansonsten herkömmlicher Form einverleibt. Die Magneteinrichtung wird bestimmt sein, einen zu untersuchenden Körper, z.B. einen menschlichen Körper, aufzunehmen. In diesem Fall sind die erfindungsgemäßen Magneteinrichtungen besonders geeignet, da sie offene Seiten aufweisen, um so einer Person zu erlauben, zwischen ihren Schenkeln zu laufen, wenn die Einrichtung so aufgestellt ist, daß die sich die Schenkel horizontal erstrecken.
Einige Beispiele von Magneteinrichtungen und Systemen, die solche Einrichtungen enthalten, werden nun mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines ersten Beispiels,
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Beispiels,
Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer modifizierten Form des Beispiels von Fig. 2,
Fig. 4 ist eine schematische Draufsicht einer weiter modifizierten Version des Beispiels von Fig. 2 und
Fig. 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines menschlichen Untersuchungsgerätes.
Der in Fig. 1 gezeigte Magnet besitzt allgemein eine U- oder C-Form mit einem Schenkelpaar 1, 2, das mit einem Krümmungsteil 3 verbunden ist. Der Krümmungsteil 3 umfaßt einen Permanentmagneten 4, der monolithisch sein oder aus kleineren Permanentmagnetblöcken bestehen kann, die so angeordnet sind, daß die Magnetisierungsrichtung M rechtwinklig zu den Ebenen der zwei Schenkel 1, 2 verläuft. Jeder Schenkel 1, 2 wird durch ein ebenes Eisenstück 5, 6 gebildet und ist mit dem Permanentmagneten 4 durch weitere Eisenstücke 7, 8 verbunden.
Um den Magnetfluß infolge des Magneten 4 innerhalb des durch die Schenkel 1, 2 definierten Spalts zu finden, ist jeder Schenkel auf seiner äußeren Oberfläche mit einem Plattierungsmagneten 9, 10 versehen, während die äußere Oberfläche des Krümmungsteils 3 ebenfalls mit einem Plattierungsmagneten 11 mit einer zugespitzten Form versehen ist, wie in dem oben erwähnten Papier ausführlicher beschrieben. Zusätzliche Plattierungsmagnetabschnitte 12 werden um die Einrichtung herum bereitgestellt, um so viel Plattierung wie möglich bereitzustellen, während die Öffnung in den Spalt 3 belassen wird. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, fließt der Hauptmagnetfluß innerhalb des Spalts durch das Arbeitsvolumen, das normalerweise sphärisch ist, in der Richtung 13.
In diesem Beispiel verhindern die Plattierungsmagneten die Flußlekkage in der negativen X- und beiden Y-Richtungen. Etwas Plattierung wird in der positiven X-Richtung bereitgestellt, und, obwohl in dieser Zeichnung nicht gezeigt, könnte eine ähnliche teilweise Plattierung in beiden Z-Richtungen angebracht werden. Die Flußleckage tritt jedoch in der positiven X-Richtung und in beiden Z-Richtungen auf. Die Auswirkung davon auf die Feldgleichförmigkeit kann beseitigt werden, indem die Abmessungen 'a' und 'c' des Magneten viel größer als die Größe des interessierenden Volumens gemacht werden, oder indem eine Korrektur für diese endliche Länge angewandt wird, wie unten beschrieben werden wird.
Das Volumen des Magnetmaterials, das den Permanentmagneten 4 bildet, wird gewählt, um die Gleichung 1 oben zu erfüllen, und wie aus Fig. 1 zu sehen ist, hat der Magnet auf der Basis der oben erwähnten Werte für Br und Hc für einen 1.5 kGauß Magneten 4 eine Länge von Lm, die etwa ½ der Spaltlänge Lg ist.
Fig. 2 zeigt einen anderen U-förmigen Magneten, der als ein "einseitiger" Magnet bekannt ist. Dieser wird durch einen Permanentmagneten 20 gebildet, der sich zwischen Schenkeln 21, 22 erstreckt. Plattierungsmagneten 23, 24 werden innerhalb der Schenkel 21, 22 bereitgestellt, und das Ganze ist von einem Eisenmantel 25 umgeben. Ein ebens Polstück 26 aus Eisen befindet sich an der Seite des Permanentmagneten 20, die in Richtung auf den Spalt zwischen den Schenkeln 21, 22 weist. Der Magnetfluß fließt in diesem Fall vom Magneten 20 direkt in den Spalt zwischen den Schenkeln 21, 22 und durch das Arbeitsvolumen und dann nach außen in die Schenkel 21, 22, bevor er zum Magneten 20 zurückkehrt. Diese Konfiguration ist besonders nützlich, wenn das zu untersuchende Volumen eine relativ flache Form ist, die parallel zu der XY-Achse liegt.
In dem Beispiel von Fig. 2 wird das Polstück 26 flach oder eben gezeigt. Eine Verbesserung in der Gleichförmigkeit des Feldes innerhalb des Spalts kann erreicht werden, indem das Polstück wie schematisch bei 26' in Fig. 3 gezeigt geformt wird.
Etwas Flußleckage wird sowohl in dem Beispiel von Fig. 1 als auch in dem von Fig. 2 in der positiven und negativen Z-Richtung auftreten. Diese kann reduziert werden, indem Korrekturstücke in der Form von zusätzlichen Permanentmagneten an den Enden der Magneteinrichtung hinzugefügt werden. Dies wird für das Beispiel von Fig. 2 schematisch in Fig. 4 gezeigt, wo sich kubische Korrekturmagneten 27, 28 längsseits von jedem Ende der in Fig. 2 gezeigten Magneteinrichtung befinden. Im Fall des Beispiels von Fig. 1 würden kubische Magneten lngsseits von jedem Ende der Schenkel 1, 2 (insgesamt vier solcher Magneten) angeordnet werden.
Um die Wirkung der Korrekturstücke im Beispiel von Fig. 4 zu veranschaulichen, betrachte man das Feld an einem Punkt in der Nähe des interessierenden Bereichs, wie durch eine Taylor-Serie beschrieben:
Die Aufgabe ist, Korrekturstücke so zu positionieren, daß ihre Beitragungen zu den Feldableitungen
gleich und entgegengesetzt zu denen der hauptfelderzeugenden Platte sind. Wie im Fall dicker Solenoide gibt es keine analytischen Ausdrücke für die Feldableitungen, und numerische Verfahren müssen verwendet werden. Die Verwendung "harter" Magnetmaterialien bedeutet je doch, daß die Magnetisierungen überall in dem magnetisierten Material im wesentlichen gleichförmig sind und finite Element-Berechnungen nicht immer erforderlich sind. Stattdessen kann das magnetisierte Material durch Stromplatten bequem modelliert und das sich ergebende Magnetfeld und seine Ableitungen an dem interessierenden Punkt schnell berechnet werden, um einen iterativen Konstruktionsprozeß zu erlauben.
Einige Beispiele von Magneteinrichtungen werden in den folgenden Tabellen beschrieben:
Tabelle 1 zeigt die Feldableitungen einer felderzeugenden Platte.
Tabelle 2 zeigt die Beitragung eines eines Paares von Korrekturstükken.
Tabelle 3 zeigt die Ableitungen des ganzen Systems aus Platte und zwei Korrekturstücken.
Tabelle 4 zeigt einen Feldplot dieses Systems, und Fig. 4 zeigt graphisch diese Feldprofile zusammen mit den Abmessungen des Systems.
Wie oben erwähnt werden Magneten des in den Zeichnungen gezeigten Typs für verschiedene Anwendungen, wie z.B. Gesteinskernuntersuchung und Untersuchung von verdächtigen Drogenkurieren, die Drogenpackungen an ihrem Körper verbergen, geeignet sein. Im letzteren Fall würde die MRI-Einheit den Unterleib, das Becken und den oberen Brustkorb (um den Magen zu untersuchen) prüfen. Das Gerät wird im wesentlichen einen MRI-Versuch durchführen, der wahrscheinlich querlaufende 2D-Dias in Schritten von oberen zum unteren Teil des Körpers erzeugt. Ein klassischer Abbildungsversuch würde z.B. für ein 2D-Spinecho durchgeführt werden, aber die Daten würden nicht als ein Bild präsentiert werden. Stattdessen würden die Datensätze innerhalb von Scheiben und zwischen Scheiben auf einer Kontrastskala zusammengesetzt und einer Mustererkennungsübung unterzogen werden. Der Punkt ist, daß jede Drogenpackung einen ungewöhnlichen Bereich gleichförmiger Signale liefern würde, die Drogensubstanzen aber in Trägerflüssigkeiten gelöst oder kombiniert wären. Ganz besonders würde das System programmiert werden, um weiche Grenzen in der Raumcharakteristik der verpackten Droge und untypische menschliche Gedärme oder Organe zu identifizieren.
Zum Zweck der Abtastung verdächtiger Personen ist es wichtig, daß keine Gefahr durch die Interaktion des Magnetfeldes mit chirurgischen Implantaten in Gehirn gegeben ist, von denen das Objekt Kenntnis hat oder nicht. Der Magnet muß daher fast vollständig abgeschirmt sein, und dieser Zustand wird am einfachsten mit einem Eisenflußrückkehrpfad und Permanentmagnetanordnungen erreicht, die Plattierungsmagneten wie oben beschrieben umfassen. Weil keine hochauflösenden Datensätze erforderlich sind, braucht der Magnet keine gute Homogenität im Verhältnis zum Untersuchungswert aufzuweisen.
Es kann erwünscht sein, das Feld im Objekt unter Verwendung von lokalen Gradientenspulen lokal zu verbessern, wie W091/17454 beschrieben. Dies könnte für weitere Verringerung der Kosten des Magneten sorgen. Die Verwendung lokaler Gradientenspulen kann für starke Gradienten für Spulen mit kleinem Durchmesser sorgen, die durch Niederspannungs-Stromversorgungen getrieben werden können. Die HF-Technik werden Oberflächenspulen sein. Die Bereitstellung von starken/schnellen Gradienten erlaubt frühe Echorückgewinnung, um den Störabstand zu verbessern.
Durch Annehmen eines C-förmigen Magneten mit kurzen C-Schenkeln ist die Grundposition zur Untersuchung für den Patienten, innerhalb des Magneten mit dem Rücken zur Rückseite des Magneten zu stehen. Die Gradientenspulen wren in einer Linie mit der Rückseite und den Seiten des Magneten, könnten aber bewegt werden, um den Körper des Patienten für optimale Leistung zu berühren.
Ein Beispiel eines Untersuchungssystems für einen menschlichen Körper wird in Fig. 5 gezeigt. Das System umfaßt einen Permanentmagneten 30, der von einer der Fig. 1 bis 4 gezeigten Arten sein kann, wobei der Magnet 30 so angeordnet ist, daß sich seine Schenkel 32 in einer allgemein horizontalen Richtung erstrecken und genügend beabstandet sind, um einer Person zu erlauben, wie gezeigt, zwischen ihnen zu laufen. Der Magnet 30 ist in einem Gehäuse 33 mit offener Vorderseite untergebracht, das eine Gesamtgröße ähnlich der einer herkömmlichen Telefonzelle aufweist. Das Gehäuse 33 besteht aus einem Material, das einen HF-Abschirmung bietet. Befestigt an dem Magneten 30 ist, wie in Fig. 5A zu sehen, ein sich gegenüberliegendes Paar von Gradientenspulen 34, die durch eine Druckeinstellstange 35, die sich durch die jeweiligen Schenkel 32 erstreckt, seitlich justiert werden können.
Eine weitere einseitige Y-Gradientenspule 36 ist am rückwärtigen Abschnitt des Magneten 30 angebracht. Außerdem werden HF-Spulen herkömmlicher Form geeignet abgebracht (nicht gezeigt). Das in Fig. 5 gezeigte System wird mit einem herkömmlichen NMR-Verarbeitungssystem gekoppelt werden, das die Gradientenmagnetfeldspulen 34, 36 und die HF-Spulen steuern wird, um geeignete NMR-Abbildungsfolgen innerhalb eines Arbeitsbereichs zwischen den Schenkeln des Magneten durchzuführen. Um zu erlauben, verschiedene Teile eines menschlichen Körpers zu untersuchen, wird der Magnet 30 im Gehäuse 33 vertikal beweglich montiert, was durch herkömmliche Mittel, z.B. durch Verwendung vertikal einstellbarer Klammern, erreicht wird. Dies erlaubt es, den Bereich hoher Gleichförmigkeit (den Arbeitsbereich) an jeder gewünschten Stelle innerhalb des menschlichen Körpers vertikal zu zentrieren.
Die Maschine würde eine 2D-Vielscheiben-Abbildungsfolge vollenden und dann volumetrische Formerkennungs- und -vergleichsaktivitäten mit vorprogrammierten Standards durchführen, um danach zu suchen. Der Magnet 30 ist wie gezeigt beweglich und besitzt lokale X-, Y-Gradientenspulen.
Ein typischer Drogenanalysator würde die folgenden Module umfassen.

1. Magnetfeldhardware

- Bo einseitiger Permanentmagnet mit Plattierungsflügeln.
- B¹ HF von Oberflächenspulen
- Box Gradientenfelder
- Boy
- Boz
- Körperkontaktsondeneinrichtung

2. Spektrometer

- Impulsfolgespeicher
- Datenerfassung
- HF-Synthesizer
- HF-Modulator und Quadratur
- Demodulator
- HF-Vorverstärker und Schalter
- HF-Leistungsverstärker
- Gradientenverstärker
- Steuer- und Anzeigecomputer
(Rekonstruktionsanzeige mit schneller Fourier Transformation)
3. Mustererkennungssystem ("Artificial Intelligence technique applied to classifikation of welding defects from automated NDT data", A. McNab/I. Dunlop, British Journal of NDT, Abschnitt 4.2)
- 3D-Feld-Manipulator
- Formerkennungsspeicher
- Vergleich/Anpassung an Speicherstandards
- Entscheidungslogik, Anfordern weiterer Einzelheiten, bestanden oder durchgefallen

4. Anzeigeeinheit

- Diese Einheit würde grobe MRI-Bilder in Hochverdachtsfällen anzeigen, wenn ein qualifizierter medizinischer Untersucher anwesend wäre. Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3 Tabelle 4

Claims

1. Magneteinrichtung mit einer im allgemeinen U-förmigen Form, bei der die Krümmung (3) des U einen Permanentmagneten (4) umfaßt, der ein Magnetfeld erzeugt, dessen Fluß ein zwischen den Schenkeln (1, 2) des U definiertes Arbeitsvolumen durchläuft, und bei der die Abmessungen der Einrichtung so gewählt sind, daß

worin:

Lg die Länge des Spalts zwischen den Schenkeln,

Lm die Länge des Magneten,

Br das Restfeld des Magneten und

Bg das Feld im Spalt sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der Permanentmagnet (4) ein Magnetfeld erzeugt, dessen Magnetisierungsrichtung längs der Krümmung (3) des U verläuft, durch die Schenkel (1, 2) des U zirkuliert und quer durch den Spalt zwischen den Schenkeln läuft.

3. Magneteinrichtung mit einem im allgemeinen U-förmigen Querschnitt, bei der die Krümmung (3) des U einen Permanentmagneten (20) umfaßt, der ein Magnetfeld erzeugt, dessen Magnetisierungsrichtung im wesentlichen parallel zu den Schenkeln (21, 22) des U ist, wobei der Magnetfluß in ein innerhalb des Spalts zwischen den Schenkeln (21, 22) des U definiertes Arbeitsvolumen fließt und über die Schenkel zu rückkehrt.

4. Magneteinrichtung nach Anspruch 3, weiter umfassend ein ferromagnetisches Polstück (26), das längs der Vorderseite des Permanentmagneten (20) angeordnet ist und dem Arbeitsvolumen entgegensieht.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, bei der das Polstück (26') eine dreieckige Vorderansicht aufweist.

6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiter umfassend einen oder mehr Plattierungsmagneten, die das Austreten des Flusses aus der Einrichtung kompensieren.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der die Plattierungsmagneten auf jeder nach außen weisenden Oberfläche der Einrichtung bereitgestellt werden.

8. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiter umfassend einen oder mehr permanente Korrekturmagneten (27, 28) an den Enden der Magneteinrichtung, wobei die Magnetisierungsrichtung der Korrekturmagneten im wesentlichen parallel zu der Magnetisierungsrichtung des Permanentmagneten (20) der Einrichtung ist.

9. Kernmagnetresonanz-Abbildungssystem, das eine Magneteinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche enthält.

10. System nach Anspruch 9, bei dem die Magneteinrichtung so zusammengebaut ist, daß die Schenkel (32) der Einrichtung im wesentlichen horizontal hervorragen und voneinander genügend beabstandet sind, um einen menschlichen Körper unterzubringen.

11. System nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Magneteinrichtung vertikal einstellbar ist.