DE102013210237B4 - Verfahren zum Betreiben eines mobilen Magnetresonanztomographiesystems - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben eines zur Anordnung auf einem Kraftfahrzeug oder Kraftfahrzeuganhänger (2) ausgebildeten mobilen Magnetresonanztomographiesystems (1) mit ein Magnetfeld erzeugenden Magneten (8) und/oder Spulen und einer die Magneten (8) und/oder Spulen umgebenden Abschirmung (14), wobei mittels eines Temperaturmesssystems (16) an einer Vielzahl von Orten der Abschirmung (14) eine Temperatur gemessen wird, wobei Messdaten des Temperaturmesssystems (16) an ein Kompensationssystem (20) gesendet werden, wobei mittels des Kompensationssystems (20) Einflüsse von Temperaturunterschieden auf die Homogenität des Magnetfeldes kompensiert werden, und wobei basierend auf den gemessenen Temperaturen eine Anzahl von Hilfsspulen (12) des Kompensationssystems (20) mit elektrischem Strom beaufschlagt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Magnetresonanztomographiesystems mit ein Magnetfeld erzeugenden Magneten und/oder Spulen und einer die Magneten und/oder Spulen umgebenden Abschirmung. Sie betrifft weiter ein derartiges mobiles Magnetresonanztomographiesystem.
- Mit der Magnetresonanztomographie (MRT) kann man Schnittbilder des menschlichen (oder tierischen) Körpers erzeugen, die eine Beurteilung der Organe und vieler krankhafter Organveränderungen erlauben. Sie basiert auf – in einem Magnetresonanztomographie-(MRT-)System erzeugten – sehr starken Magnetfeldern sowie magnetischen Wechselfeldern im Radiofrequenzbereich, mit denen bestimmte Atomkerne (meist die Wasserstoffkerne/Protonen) im Körper resonant angeregt werden, wodurch in einem Empfängerstromkreis ein elektrisches Signal induziert wird.
- MRT-Systeme sind typischerweise stationär installiert. Es gibt jedoch auch die Möglichkeit, mobile MRT-Systeme beispielsweise auf Anhängern von Lastkraftwagen zu installieren, die dann zum jeweiligen Einsatzort gebracht werden können. Solche mobilen MRT-Systeme benötigen eine magnetische Streufeldabschirmung aus Eisen. Durch die beschränkten Platzverhältnisse in Anhängern erstreckt sich die Abschirmung baulich bedingt flächig in den senkrechten Wänden über typischerweise ca. 30 qm und ist dichter an den Magneten des MRT-Systems und weniger von der Außenwelt isoliert als bei stationären Installationen.
- Da mobile MRT-Systeme typischerweise unter freiem Himmel aufgestellt sind, führt wechselndes Wetter zu räumlich und zeitlich stark variierenden Wärmeeinträgen in die Eisenabschirmung. Die Temperaturänderung des Eisens führt zu einer Änderung der Suszeptibilität des Eisens und damit zu einer Veränderung der Magnetisierung. Dies stört die Homogenität des statischen Magnetfeldes des MRT-Systems. Weiterhin dehnt sich das Abschirmeisen infolge der Erwärmung aus, was ebenfalls die Homogenität des statischen Magnetfeldes beeinflusst. Die Folge sind Frequenzverschiebungen und Bildqualitätseinschränkungen bei der MRT-Untersuchung.
- Bislang wird versucht, eine mechanisch und thermisch vom Anhänger weitgehend entkoppelte Befestigung der Eisenabschirmung anzustreben. Bei einem typischen Gewicht von mehreren Tonnen ist dies problematisch und nur mit Kompromissen realisierbar. Daher wird üblicherweise eine zusätzliche Wärmedämmung in den Außenwänden des Anhängers als thermische Abschirmung vorgesehen, z. B. in Form von Platten aus künstlichen organischen Schäumen mit möglichst geringem Wärmedurchgangskoeffizient. Hierbei ist jedoch auf die Platzverhältnisse Rücksicht zu nehmen – effektiv konkurrieren daher die erwünschte Wärmedämmung mit Platzanforderungen im Anhänger sowie dessen zulässigen Außenabmessungen.
- Die
GB 2 284 058 A - Die
US 2007/0 057 754 A1 - Die
DE 197 02 831 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Kompensation von externen Feldstörungen des Grundmagnetfeldes bei Kernspintomographen. - Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Magnetresonanztomographiesystems sowie ein mobiles Magnetresonanztomographiesystem der eingangs genannten Art anzugeben, die eine optimale Bildqualität der Untersuchung bei besonders geringem Platzbedarf mit technisch einfachen Mitteln ermöglichen.
- Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem mittels eines Temperaturmesssystems an einer Vielzahl von Orten der Abschirmung eine Temperatur gemessen wird, wobei Messdaten des Temperaturmesssystems an ein Kompensationssystem gesendet werden und wobei mittels des Kompensationssystems Einflüsse von Temperaturunterschieden auf die Homogenität des Magnetfeldes kompensiert werden.
- Bezüglich des Magnetresonanztomographiesystems wird die Aufgabe gelöst, indem das Magnetresonanztomographiesystem ein Temperaturmesssystem mit an einer Vielzahl von Orten der Abschirmung angeordneten Temperaturmesssensoren und ein Kompensationssystem umfasst, das messdateneingangsseitig mit dem Temperaturmesssystem verbunden ist, wobei das Kompensationssystem dafür ausgelegt ist, Einflüsse von Temperaturunterschieden auf die Homogenität des Magnetfeldes zu kompensieren.
- Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass für eine optimale Bildqualität eine größtmögliche Homogenität des statischen Magnetfeldes im MRT-System gewährleistet sein sollte. Um dabei den Freiraum für das MRT-System beispielsweise auf dem Anhänger eines LKW nicht zu sehr einzuschränken, kann hierbei eine vollständige thermische und mechanische Isolation der magnetischen Abschirmung von der Außenwelt nicht erfolgen – vielmehr muss akzeptiert werden, dass gewisse Temperaturunterschiede unvermeidlich gegeben sind. In einem ersten Schritt zur Wiederherstellung der durch die Temperaturunterschiede in der Abschirmung gestörten Homogenität des Magnetfeldes sollte daher eine genaue Kenntnis über die Temperaturverteilung gewonnen werden. Hierzu ist ein Temperaturmesssystem vorgesehen, das eine Vielzahl, vorzugsweise eine zweistellige Anzahl von an verschiedenen Orten der Abschirmung verteilten Temperaturmesssensoren umfasst. Die hier gemessenen Temperaturen werden an ein Kompensationssystem weitergeleitet, in dem nun ein Temperaturprofil erstellt werden kann, das eine gezielte Kompensation der Temperaturschwankungen und deren Einflüsse auf die Homogenität des Magnetfeldes ermöglicht.
- In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden die Temperaturunterschiede mittels einer Vielzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen des Kompensationssystems ausgeglichen. Das Kompensationssystem umfasst hierzu vorteilhafterweise eine Vielzahl entsprechender Heiz- und/oder Kühlelemente. Die Idee ist hierbei, die lokalen Temperaturunterschiede, deren Profil im Kompensationssystem ermittelt wurde, mittels entsprechender Heiz- und/oder Kühlelemente nachzufahren, so dass eine homogene Temperaturverteilung über die gesamte Abschirmung erreicht wird. Hierdurch werden Suszeptibilität und Ausdehnung der Abschirmung ausgeglichen und daher Inhomogenitäten im Magnetfeld minimiert.
- Vorteilhafterweise wird dabei im Kompensationssystem die höchste gemessene Temperatur ermittelt und die Temperatur an allen Orten auf die höchste gemessene Temperatur gebracht. Das Kompensationssystem ist vorteilhafterweise entsprechend dafür ausgelegt. Eine Regelung der Temperatur auf die höchste gemessene Temperatur an der Abschirmung bietet den Vorteil, dass keine Kühlung erforderlich ist und auf Kühlelemente verzichtet werden kann. Stattdessen sind nur vergleichsweise günstigere und technisch einfacher auszuführende Heizelemente notwendig, wie z. B. einfache Heizfolien oder Flächenheizelemente.
- In einer zweiten alternativen oder zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird basierend auf den gemessenen Temperaturen eine Anzahl von Hilfsspulen des Kompensationssystems mit elektrischem Strom beaufschlagt. Das Kompensationssystem umfasst hierfür vorteilhafterweise eine entsprechende Anzahl von Hilfsspulen, die vom Kompensationssystem mit elektrischem Strom beaufschlagbar sind. Anstatt des Ausgleichs der Temperaturvariationen selbst oder zusätzlich dazu kann mit einer derartigen Ausgestaltung direkt mit entsprechenden Hilfsspulen, die auch als Shim-Spulen bezeichnet werden die Homogenität des Magnetfeldes wiederhergestellt werden. Shim-Spulen sind häufig in MRT-Systemen zum Ausgleich z. B. von Streufeldern oder baulichen Toleranzen bereits vorhanden. Allerdings erfolgt die Einstellung der auf diese Spulen wirkenden Ströme im Kompensationssystem nicht auf einer komplizierten Messung des Magnetfeldes selbst, sondern hierbei wird gezielt die Tatsache ausgenutzt, dass die räumliche Verteilung der Temperaturen direkt mit einer räumlichen Verteilung der Inhomogenitäten des Magnetfeldes korreliert. Die Ströme werden somit direkt auf Basis der gemessenen Temperaturverteilung eingestellt, was eine technisch einfache, schnelle und effektive Möglichkeit des Ausgleichs von Inhomogenitäten ermöglicht.
- In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens wird basierend auf den gemessenen Temperaturen eine Frequenz eines Frequenzgenerators für eine Sendespule des Magnetresonanztomographiesystems variiert. Das Magnetresonanztomographiesystem umfasst dafür vorteilhafterweise einen Frequenzgenerator für eine Sendespule, der dateneingangsseitig mit dem Kompensationssystem verbunden ist. Zwar lassen sich durch das oben genannte Verfahren zwar Inhomogenitäten des Magnetfeldes kompensieren, allerdings kann sich durch die durchgeführten Maßnahmen wie die Änderung der Temperatur in der Abschirmung oder die Überlagerung zusätzlicher Felder von Shim-Spulen die Feldstärke des (nun homogenen) Magnetfeldes insgesamt verschieben. Diese Verschiebung bedingt eine Änderung der Larmorfrequenz der Kernspins des zu untersuchenden Objekts, so dass für die Kernspinanregung andere Frequenzen der Sendespule erforderlich sind. Werden die gemessenen Temperaturverschiebungen direkt an den Frequenzgenerator weitergegeben, kann diese Verschiebung durch eine Anpassung der Anregungsfrequenzen direkt kompensiert werden.
- Vorteilhafterweise wird das Magnetresonanztomographiesystem während einer durchgeführten Messung nach dem beschriebenen Verfahren betrieben, d. h. das MRT-System ist vorteilhafterweise dafür ausgelegt, die Einflüsse von Temperaturunterschieden auf die Homogenität des Magnetfeldes während einer durchgeführten Messung zu kompensieren. Mit anderen Worten: Die Kompensation durch entsprechende Temperaturanpassung der Abschirmung und/oder Anpassung der Ströme zu den Shim-Spulen erfolgt kontinuierlich während der Messung. Damit können während einer Untersuchung auftretende Temperaturänderungen z. B. durch sich spontan ändernde Sonneneinstrahlung infolge aufklarender Bewölkung o. Ä. kontinuierlich kompensiert werden, so dass die Bildqualität weiter optimiert wird.
- Ein mobiles Magnetresonanztomographiesystem wird vorteilhafterweise mit dem beschriebenen Verfahren betrieben.
- Ein Kraftfahrzeug oder Kraftfahrzeuganhänger ist vorteilhafterweise mit einem derartigen Magnetresonanztomographiesystem ausgestattet.
- Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Kompensation von Inhomogenitäten des Magnetfeldes in einem MRT-System durch Temperaturregelung oder entsprechendes Shimming die Bildqualität in mobilen MRT-Systemen erheblich verbessert wird. Einflüsse auf das Magnetfeld durch thermische Ausdehnung oder Änderungen der Suszeptibilität der Abschirmung werden neutralisiert. Das System ist vergleichsweise kostengünstig, da lediglich Temperatursensoren, ggf. Flächenheizelemente und Erfassungselektronik benötigt werden, die übrigen Aspekte des Systems sind softwareseitig realisierbar.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 schematisch einen Schnitt durch einen Teil eines mobilen Magnetresonanztomographiesystems in einem LKW-Anhänger mit temperaturabhängig angesteuerten Hilfsspulen, und -
2 schematisch einen Schnitt durch einen Teil eines mobilen Magnetresonanztomographiesystems in einem LKW-Anhänger mit temperaturabhängig angesteuerten Heizelementen. - Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch einen Teil eines mobilen Magnetresonanztomographiesystems1 , das nur ausschnittsweise dargestellt ist. Das mobile MRT-System1 ist auf einem Anhänger2 eines Lastkraftwagens (LKW) montiert. Im Schnitt der1 sind der im Wesentlichen quaderförmige Laderaum4 und die Räder6 gezeigt. Von den untersuchungsrelevanten Teilen des MRT-Systems1 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur der zylindermantelförmige Magnet8 und die im Inneren des Magneten8 angeordnete Liegefläche10 gezeigt. Weitere Teile wie Sende- und Empfangsspulen und die Auswerteeinheit sind nicht gezeigt. - Der Magnet
8 dient dazu, ein homogenes, vergleichsweise starkes Magnetfeld B0 zu erzeugen. In diesem Magnetfeld spalten zuvor entartete Energieniveaus der Atomkerne auf und weisen einen Energieabstand von ΔE = g B0 (in natürlichen Einheiten) auf. Dieser Energieabstand entspricht einer Frequenz, die auch als Larmorfrequenz bezeichnet wird. Das Prinzip der MRT-Messung wird im Folgenden kurz erläutert:
Die eigentliche Messung erfolgt nach dem Prinzip der so genannten Spinecho-Sequenz. Eine „Sequenz” (auch „Pulssequenz”) ist in diesem Zusammenhang eine Kombination aus Hochfrequenzimpulsen und magnetischen Gradientenfeldern bestimmter Frequenz bzw. Stärke, die vielfach in jeder Sekunde in vorgegebener Reihenfolge ein- und ausgeschaltet werden. Zu Beginn steht ein Hochfrequenzimpuls der passenden Larmorfrequenz, der so genannte 90°-Anregungsimpuls. Durch diesen wird die Magnetisierung um 90° quer zum äußeren Magnetfeld ausgelenkt. Sie beginnt um die ursprüngliche Achse zu kreisen (Präzession). - Das dabei entstehende Hochfrequenzsignal kann außerhalb des Körpers gemessen werden. Es nimmt exponentiell ab, weil die Protonenspins aus dem „Takt” geraten („dephasieren”) und sich zunehmend destruktiv überlagern. Die Zeit, nach der 63% des Signals zerfallen sind, nennt man Relaxationszeit (Spin-Spin-Relaxation). Diese Zeit hängt von der chemischen Umgebung des Wasserstoffs ab; sie ist für jede Gewebsart unterschiedlich. Tumorgewebe hat z. B. meist eine längere Zeit als normales Muskelgewebe. Eine gewichtete Messung stellt den Tumor darum heller als seine Umgebung dar.
- Um die gemessenen Signale den einzelnen Volumenelementen (Voxeln) zuordnen zu können, wird mit linear ortsabhängigen Magnetfeldern (Gradientenfeldern) eine Ortskodierung erzeugt. Dabei wird ausgenutzt, dass für ein bestimmtes Teilchen die Larmorfrequenz von der magnetischen Flussdichte abhängt (je stärker der Feldanteil senkrecht zur Richtung des Teilchendrehimpulses, desto höher die Larmorfrequenz): Ein Gradient liegt bei der Anregung an und stellt sicher, dass nur eine einzelne Schicht des Körpers die passende Larmorfrequenz besitzt, also nur die Spins dieser Schicht ausgelenkt werden (Schichtselektionsgradient). Ein zweiter Gradient quer zum ersten wird nach der Anregung kurz eingeschaltet und bewirkt eine kontrollierte Dephasierung der Spins dergestalt, dass in jeder Bildzeile die Präzession der Spins eine andere Phasenlage hat (Phasenkodiergradient). Der dritte Gradient wird während der Messung rechtwinklig zu den beiden anderen geschaltet; er sorgt dafür, dass die Spins jeder Bildspalte eine andere Präzessionsgeschwindigkeit haben, also eine andere Larmorfrequenz senden (Auslesegradient, Frequenzkodiergradient). Alle drei Gradienten zusammen bewirken also eine Kodierung des Signals in drei Raumebenen.
- Das beschriebene Messverfahren macht deutlich, dass für die Ortskodierung eine genaue Kenntnis der lokal anliegenden Magnetfeldstärke erforderlich ist. Da die zusätzlichen Gradientenfelder im Vergleich zum unterliegenden Magnetfeld B0 vergleichsweise schwach sind, setzt dies vor allem eine größtmögliche Homogenität des Magnetfeldes B0 voraus. Dazu sind im mobilen MRT-System
1 nach der1 zunächst an den Wänden des Anhängers2 flächige Abschirmungen14 aus Eisen angeordnet, die verhindern, dass das verbleibende Streufeld des Magneten im Außenraum des Anhängers2 eine Größe von etwa 0,5 mT nicht überschreitet. - Der Ausgleich nicht abgeschirmter verbleibender Streufelder wird durch das so genannte Shimming erreicht. Dabei werden auch als Shim-Spulen bezeichnete Hilfsspulen
12 , von denen im Ausführungsbeispiel der1 nur eine einzige, den Magneten8 umgebende Hilfsspule12 gezeigt ist, an verschiedenen Orten im Bereich des MRT-Systems1 angeordnet. Die Hilfsspule12 kann auch anderweitig angeordnet sein, beispielsweise innerhalb einer Gradientenspule des MRT-Systems1 . - Die Hilfsspulen
12 für das Shimming so konstruiert, dass ihre Felder in der Probe mit einfachen Kugelflächenfunktionen beschrieben werden können, da Störfelder, deren Ursache räumlich entfernt von der Probe liegen, in ihr ebenfalls (näherungsweise) die Form solcher Kugelflächenfunktionen niedriger Ordnung haben. Durch gezielte Beaufschlagung der Hilfsspulen12 mit elektrischem Strom werden Korrekturfelder erzeugt, die das Feld des Magneten8 überlagern und es homogenisieren. - In mobilen MRT-Systemen
1 ergibt sich hierbei jedoch das zusätzliche Problem, dass insbesondere je nach Wetterlage eine unterschiedliche Aufheizung und Abkühlung der Abschirmung14 auftritt. Eine thermische Isolierung der Abschirmung14 ist nur begrenzt möglich, da die Platzverhältnisse im Laderaum4 aufgrund der straßenverkehrsrechtlich zulässigen Außenmaße des Anhängers2 beschränkt sind. Daher ist das MRT-System1 nach der1 für eine aktive Kompensation dieser Temperaturunterschiede ausgelegt. - Hierfür weist das MRT-System
1 nach der1 ein Temperaturmesssystem16 mit einer Vielzahl von verbundenen Temperatursensoren18 auf. Die Temperatursensoren18 sind dabei entlang der Abschirmung14 verteilt, wobei in1 aufgrund des Querschnitts nur beispielhaft zehn Temperatursensoren18 sichtbar sind. Insgesamt sind etwa fünfzig Temperatursensoren18 , auch an Boden und Decke des Anhängers2 verteilt. Dies ermöglicht es, eine genaue, dreidimensionale Temperaturverteilung zu ermitteln. - Die Temperaturverteilung wird von einem Kompensationssystem
20 ermittelt und ausgewertet. Die Kompensationseinrichtung20 steuert wiederum die Ansteuerung der Hilfsspulen12 mit Strom. Hierbei wird ausgenutzt, dass die örtliche Verteilung der Temperatur direkt mit der ihr entsprechenden Inhomogenität des Magnetfeldes korreliert. Liegt also beispielsweise ein Temperaturgradient in einer gegebenen Raumrichtung vor, wird auch ein Feldstärkegradient in dieselbe Raumrichtung vorliegen. - Da die Hilfsspulen
12 Felder mit einer Verteilung nach Kugelflächenfunktionen erzeugen, führt die Kompensationseinrichtung eine Eigenwertanalyse der Temperaturverteilungsmatrix bezüglich des Systems der Kugelflächenfunktionen durch, die die Basisvektoren darstellen. Die ermittelten Eigenwerte werden dann als Maß für die Stärke des der jeweils der zugehörigen Kugelflächenfunktion entsprechenden Hilfsspule12 zuzuführenden Stroms benutzt. Dadurch werden die Inhomogenitäten ausgeglichen. - Der Ausgleich kann dabei auch permanent während einer Messung erfolgen. Ändern sich die Temperaturen während einer Messung z. B. durch aufkommenden Sonnenschein, kann so der Shim des Magneten
8 permanent nachgefahren werden. - Das Kompensationssystem
20 ist weiterhin mit einem nicht näher gezeigten Frequenzgenerator für die Sendespule des MRT-Systems1 verbunden. Zwar kann das Kompensationssystem20 eine Homogenität des Magnetfeldes B0 des Magneten8 wiederherstellen, allerdings kann es dennoch sein, dass sich der Wert der Feldstärke B0 ändert. Die vom Kompensationssystem20 verursachten Änderungen der Shim-Ströme zu den Hilfsspulen12 und die erfassten Temperaturabweichungen werden daher verwendet, um die Korrektur des B0-Werts zu ermitteln und die Untersuchungsfrequenz, die im Wesentlichen der geänderten Larmorfrequenz entsprechen muss, entsprechend anzupassen. Diese Anpassung kann dabei zusätzlich zu einer ohnehin vorhandenen, nicht temperatursensitiven Frequenzanpassung erfolgen. - Eine alternative Ausführung ist in
2 gezeigt, die nur anhand ihrer Unterschiede zu1 erläutert wird. Das Kompensationssystem20 steuert hier nicht die Shim-Ströme zu den Hilfsspulen12 . Stattdessen weist das Kompensationssystem20 eine Vielzahl von Heizelementen22 auf, die als Flächenheizelemente oder Heizfolien ausgestaltet sind, und den Temperatursensoren18 entsprechend verteilt sind. - Das Kompensationssystem
20 ermittelt im Ausführungsbeispiel nach der2 die höchste gemessene Temperatur über alle Temperatursensoren18 . Anschließend werden die Heizelemente22 gezielt so mit Strom angesteuert, dass die Temperatur an allen Temperatursensoren18 auf denselben Wert gebracht wird. Hierbei wird also die Temperaturverteilung selbst homogenisiert. Analog zum Ausführungsbeispiel der1 wird hier ebenfalls die Untersuchungsfrequenz an den geänderten B0-Wert angepasst. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Magnetresonanztomographiesystem
- 2
- Anhänger
- 4
- Laderaum
- 6
- Räder
- 8
- Magnet
- 10
- Liegefläche
- 12
- Hilfsspule
- 14
- Abschirmung
- 16
- Temperaturmesssystem
- 18
- Temperatursensor
- 20
- Kompensationssystem
- 22
- Heizelement
Claims (12)
- Verfahren zum Betreiben eines zur Anordnung auf einem Kraftfahrzeug oder Kraftfahrzeuganhänger (
2 ) ausgebildeten mobilen Magnetresonanztomographiesystems (1 ) mit ein Magnetfeld erzeugenden Magneten (8 ) und/oder Spulen und einer die Magneten (8 ) und/oder Spulen umgebenden Abschirmung (14 ), wobei mittels eines Temperaturmesssystems (16 ) an einer Vielzahl von Orten der Abschirmung (14 ) eine Temperatur gemessen wird, wobei Messdaten des Temperaturmesssystems (16 ) an ein Kompensationssystem (20 ) gesendet werden, wobei mittels des Kompensationssystems (20 ) Einflüsse von Temperaturunterschieden auf die Homogenität des Magnetfeldes kompensiert werden, und wobei basierend auf den gemessenen Temperaturen eine Anzahl von Hilfsspulen (12 ) des Kompensationssystems (20 ) mit elektrischem Strom beaufschlagt wird. - Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Temperaturunterschiede mittels einer Vielzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen (
22 ) des Kompensationssystems (20 ) ausgeglichen werden. - Verfahren nach Anspruch 2, bei dem im Kompensationssystem (
20 ) die höchste gemessene Temperatur ermittelt wird und die Temperatur an allen Orten auf die höchste gemessene Temperatur gebracht wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem basierend auf den gemessenen Temperaturen eine Frequenz eines Frequenzgenerators für eine Sendespule des Magnetresonanztomographiesystems (
1 ) variiert wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem das Magnetresonanztomographiesystem (
1 ) während einer durchgeführten Messung betrieben wird. - Mobiles Magnetresonanztomographiesystem (
1 ), ausgebildet zur Anordnung auf einem Kraftfahrzeug oder Kraftfahrzeuganhänger (2 ), mit ein Magnetfeld erzeugenden Magneten (8 ) und/oder Spulen und einer die Magneten (8 ) und/oder Spulen umgebenden Abschirmung (14 ), umfassend ein Temperaturmesssystem (16 ) mit an einer Vielzahl von Orten der Abschirmung (14 ) angeordneten Temperaturmesssensoren (18 ), ein Kompensationssystem (20 ), das messdateneingangsseitig mit dem Temperaturmesssystem (16 ) verbunden ist, wobei das Kompensationssystem (20 ) dafür ausgelegt ist, Einflüsse von Temperaturunterschieden auf die Homogenität des Magnetfeldes zu kompensieren, und wobei das Kompensationssystem (20 ) eine Anzahl von Hilfsspulen (12 ) umfasst, die vom Kompensationssystem (20 ) mit elektrischem Strom beaufschlagbar sind. - Magnetresonanztomographiesystem (
1 ) nach Anspruch 6, bei dem das Kompensationssystem (20 ) eine Vielzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen (22 ) umfasst. - Magnetresonanztomographiesystem (
1 ) nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das Kompensationssystem (20 ) dafür ausgelegt ist, die höchste gemessene Temperatur zu ermitteln und die Temperatur an allen Orten auf die höchste gemessene Temperatur zu bringen. - Magnetresonanztomographiesystem (
1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, umfassend einen Frequenzgenerator für eine Sendespule, der dateneingangsseitig mit dem Kompensationssystem (20 ) verbunden ist. - Magnetresonanztomographiesystem (
1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, welches dafür ausgelegt ist, die Einflüsse von Temperaturunterschieden auf die Homogenität des Magnetfeldes während einer durchgeführten Messung zu kompensieren. - Kraftfahrzeug mit einem Magnetresonanztomographiesystem (
1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 10. - Kraftfahrzeuganhänger (
2 ) mit einem Magnetresonanztomographiesystem (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 10.
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---|---|---|---|---|
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EP3674737A1 (de) * | 2018-12-28 | 2020-07-01 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Verfahren zum abstimmen einer resonanzfrequenz einer hf-spule für ein magnetisches resonanzsystem, kryogene vorrichtung und magnetische resonanzsystemanordnung mit solch einer kryogenen vorrichtung |
CN109847196B (zh) * | 2018-12-29 | 2024-07-19 | 佛山瑞加图医疗科技有限公司 | 磁共振引导的放疗***的磁场补偿***和方法 |
CN109893134A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-06-18 | 佛山瑞加图医疗科技有限公司 | 便携移动磁共振*** |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2284058A (en) * | 1993-10-11 | 1995-05-24 | Innervision Mri Limited | Curved yoke MRI magnet |
DE19702831A1 (de) * | 1997-01-27 | 1998-03-12 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Kompensation von externen Feldstörungen des Grundmagnetfeldes bei Kernspintomographen |
US20070057754A1 (en) * | 2005-09-14 | 2007-03-15 | General Electric Company | Systems and methods for passively shielding a magnetic field |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05161625A (ja) | 1991-12-13 | 1993-06-29 | Toshiba Corp | 超電導装置 |
JP3339880B2 (ja) | 1992-06-05 | 2002-10-28 | 株式会社日立メディコ | 磁気共鳴イメージング装置 |
WO2000054069A1 (en) | 1999-03-10 | 2000-09-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method of and device for the compensation of variations of the main magnetic field during magnetic resonance imaging |
JP3781166B2 (ja) | 1999-03-26 | 2006-05-31 | 株式会社日立メディコ | 磁気共鳴イメージング装置および静磁場均一度維持方法 |
US6788060B1 (en) | 2003-05-28 | 2004-09-07 | Ge Medical Systems Global Technology Co., Inc. | Imaging system with homogeneous magnetic field |
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GB2435327B (en) | 2005-11-01 | 2008-01-09 | Siemens Magnet Technology Ltd | Transportable magnetic resonance imaging (MRI) system |
CN200969054Y (zh) | 2006-11-17 | 2007-10-31 | 新奥博为技术有限公司 | 屏蔽室地表恒温装置 |
US7962019B2 (en) * | 2007-11-09 | 2011-06-14 | General Electric Company | System, method and apparatus for controlling drift of a main magnetic field in an MRI system |
DE102010024731A1 (de) * | 2010-06-23 | 2011-12-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Betriebscontainer für ein Magnetresonanzgerät |
JP6184050B2 (ja) | 2010-07-02 | 2017-08-23 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | 磁気共鳴イメージング装置 |
KR101305549B1 (ko) | 2011-10-19 | 2013-09-06 | 인제대학교 산학협력단 | Mri 장치 및 자기장 보상 방법 |
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2284058A (en) * | 1993-10-11 | 1995-05-24 | Innervision Mri Limited | Curved yoke MRI magnet |
DE19702831A1 (de) * | 1997-01-27 | 1998-03-12 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Kompensation von externen Feldstörungen des Grundmagnetfeldes bei Kernspintomographen |
US20070057754A1 (en) * | 2005-09-14 | 2007-03-15 | General Electric Company | Systems and methods for passively shielding a magnetic field |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20140142157A (ko) | 2014-12-11 |
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