DE102013210237B4 - Verfahren zum Betreiben eines mobilen Magnetresonanztomographiesystems - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines mobilen Magnetresonanztomographiesystems Download PDF

Info

Publication number
DE102013210237B4
DE102013210237B4 DE102013210237.2A DE102013210237A DE102013210237B4 DE 102013210237 B4 DE102013210237 B4 DE 102013210237B4 DE 102013210237 A DE102013210237 A DE 102013210237A DE 102013210237 B4 DE102013210237 B4 DE 102013210237B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
magnetic resonance
compensation system
compensation
magnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102013210237.2A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102013210237A1 (de
Inventor
Matthias Drobnitzky
Andrew Dewdney
Ralf Ladebeck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthineers Ag De
Original Assignee
Siemens Healthcare GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Healthcare GmbH filed Critical Siemens Healthcare GmbH
Priority to DE102013210237.2A priority Critical patent/DE102013210237B4/de
Priority to US14/276,508 priority patent/US9709647B2/en
Priority to KR20140065235A priority patent/KR20140142157A/ko
Priority to JP2014115055A priority patent/JP5968362B2/ja
Priority to CN201410242336.9A priority patent/CN104215923B/zh
Publication of DE102013210237A1 publication Critical patent/DE102013210237A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102013210237B4 publication Critical patent/DE102013210237B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/387Compensation of inhomogeneities
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/3804Additional hardware for cooling or heating of the magnet assembly, for housing a cooled or heated part of the magnet assembly or for temperature control of the magnet assembly
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/387Compensation of inhomogeneities
    • G01R33/3875Compensation of inhomogeneities using correction coil assemblies, e.g. active shimming
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/389Field stabilisation, e.g. by field measurements and control means or indirectly by current stabilisation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/4804Spatially selective measurement of temperature or pH

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

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 offenbart einen MR-Magneten mit einem Joch, das leicht gekrümmt ist, u. a. um die Größe des Magneten zu reduzieren. Das Magnetresonanztomographiesystem kann dabei mobil ausgestaltet sein.
  • Die US 2007/0 057 754 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Magnetresonanztomographiesystems sowie ein mobiles Magnetresonanztomographiesystem.
  • 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 Magnetresonanztomographiesystems 1, das nur ausschnittsweise dargestellt ist. Das mobile MRT-System 1 ist auf einem Anhänger 2 eines Lastkraftwagens (LKW) montiert. Im Schnitt der 1 sind der im Wesentlichen quaderförmige Laderaum 4 und die Räder 6 gezeigt. Von den untersuchungsrelevanten Teilen des MRT-Systems 1 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur der zylindermantelförmige Magnet 8 und die im Inneren des Magneten 8 angeordnete Liegefläche 10 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 der 1 zunächst an den Wänden des Anhängers 2 flächige Abschirmungen 14 aus Eisen angeordnet, die verhindern, dass das verbleibende Streufeld des Magneten im Außenraum des Anhängers 2 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 der 1 nur eine einzige, den Magneten 8 umgebende Hilfsspule 12 gezeigt ist, an verschiedenen Orten im Bereich des MRT-Systems 1 angeordnet. Die Hilfsspule 12 kann auch anderweitig angeordnet sein, beispielsweise innerhalb einer Gradientenspule des MRT-Systems 1.
  • 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 Hilfsspulen 12 mit elektrischem Strom werden Korrekturfelder erzeugt, die das Feld des Magneten 8 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 Abschirmung 14 auftritt. Eine thermische Isolierung der Abschirmung 14 ist nur begrenzt möglich, da die Platzverhältnisse im Laderaum 4 aufgrund der straßenverkehrsrechtlich zulässigen Außenmaße des Anhängers 2 beschränkt sind. Daher ist das MRT-System 1 nach der 1 für eine aktive Kompensation dieser Temperaturunterschiede ausgelegt.
  • Hierfür weist das MRT-System 1 nach der 1 ein Temperaturmesssystem 16 mit einer Vielzahl von verbundenen Temperatursensoren 18 auf. Die Temperatursensoren 18 sind dabei entlang der Abschirmung 14 verteilt, wobei in 1 aufgrund des Querschnitts nur beispielhaft zehn Temperatursensoren 18 sichtbar sind. Insgesamt sind etwa fünfzig Temperatursensoren 18, auch an Boden und Decke des Anhängers 2 verteilt. Dies ermöglicht es, eine genaue, dreidimensionale Temperaturverteilung zu ermitteln.
  • Die Temperaturverteilung wird von einem Kompensationssystem 20 ermittelt und ausgewertet. Die Kompensationseinrichtung 20 steuert wiederum die Ansteuerung der Hilfsspulen 12 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 Hilfsspule 12 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-Systems 1 verbunden. Zwar kann das Kompensationssystem 20 eine Homogenität des Magnetfeldes B0 des Magneten 8 wiederherstellen, allerdings kann es dennoch sein, dass sich der Wert der Feldstärke B0 ändert. Die vom Kompensationssystem 20 verursachten Änderungen der Shim-Ströme zu den Hilfsspulen 12 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 zu 1 erläutert wird. Das Kompensationssystem 20 steuert hier nicht die Shim-Ströme zu den Hilfsspulen 12. Stattdessen weist das Kompensationssystem 20 eine Vielzahl von Heizelementen 22 auf, die als Flächenheizelemente oder Heizfolien ausgestaltet sind, und den Temperatursensoren 18 entsprechend verteilt sind.
  • Das Kompensationssystem 20 ermittelt im Ausführungsbeispiel nach der 2 die höchste gemessene Temperatur über alle Temperatursensoren 18. Anschließend werden die Heizelemente 22 gezielt so mit Strom angesteuert, dass die Temperatur an allen Temperatursensoren 18 auf denselben Wert gebracht wird. Hierbei wird also die Temperaturverteilung selbst homogenisiert. Analog zum Ausführungsbeispiel der 1 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)

  1. 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.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Temperaturunterschiede mittels einer Vielzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen (22) des Kompensationssystems (20) ausgeglichen werden.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem das Magnetresonanztomographiesystem (1) während einer durchgeführten Messung betrieben wird.
  6. 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.
  7. Magnetresonanztomographiesystem (1) nach Anspruch 6, bei dem das Kompensationssystem (20) eine Vielzahl von Heiz- und/oder Kühlelementen (22) umfasst.
  8. 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.
  9. Magnetresonanztomographiesystem (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, umfassend einen Frequenzgenerator für eine Sendespule, der dateneingangsseitig mit dem Kompensationssystem (20) verbunden ist.
  10. 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.
  11. Kraftfahrzeug mit einem Magnetresonanztomographiesystem (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10.
  12. Kraftfahrzeuganhänger (2) mit einem Magnetresonanztomographiesystem (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10.
DE102013210237.2A 2013-06-03 2013-06-03 Verfahren zum Betreiben eines mobilen Magnetresonanztomographiesystems Active DE102013210237B4 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013210237.2A DE102013210237B4 (de) 2013-06-03 2013-06-03 Verfahren zum Betreiben eines mobilen Magnetresonanztomographiesystems
US14/276,508 US9709647B2 (en) 2013-06-03 2014-05-13 Mobile magnetic resonance tomography
KR20140065235A KR20140142157A (ko) 2013-06-03 2014-05-29 이동식 자기 공명 단층 촬영 시스템을 조작하기 위한 방법
JP2014115055A JP5968362B2 (ja) 2013-06-03 2014-06-03 移動式磁気共鳴トモグラフィシステムを動作させるための方法
CN201410242336.9A CN104215923B (zh) 2013-06-03 2014-06-03 用于运行移动式磁共振成像***的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013210237.2A DE102013210237B4 (de) 2013-06-03 2013-06-03 Verfahren zum Betreiben eines mobilen Magnetresonanztomographiesystems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013210237A1 DE102013210237A1 (de) 2014-12-04
DE102013210237B4 true DE102013210237B4 (de) 2016-12-29

Family

ID=51899384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013210237.2A Active DE102013210237B4 (de) 2013-06-03 2013-06-03 Verfahren zum Betreiben eines mobilen Magnetresonanztomographiesystems

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9709647B2 (de)
JP (1) JP5968362B2 (de)
KR (1) KR20140142157A (de)
CN (1) CN104215923B (de)
DE (1) DE102013210237B4 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2015311825B2 (en) * 2014-09-05 2019-01-17 Hyperfine Operations, Inc. Low field magnetic resonance imaging methods and apparatus
US10539637B2 (en) 2016-11-22 2020-01-21 Hyperfine Research, Inc. Portable magnetic resonance imaging methods and apparatus
US10627464B2 (en) 2016-11-22 2020-04-21 Hyperfine Research, Inc. Low-field magnetic resonance imaging methods and apparatus
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
JP4648722B2 (ja) 2005-02-14 2011-03-09 株式会社日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置
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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US9709647B2 (en) 2017-07-18
DE102013210237A1 (de) 2014-12-04
CN104215923A (zh) 2014-12-17
CN104215923B (zh) 2018-06-29
JP2014233635A (ja) 2014-12-15
JP5968362B2 (ja) 2016-08-10
US20140354277A1 (en) 2014-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013210237B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines mobilen Magnetresonanztomographiesystems
DE102013216529A1 (de) Verfahren insbesondere zur patientenadaptiven B0-Homogenisierung von MR-Systemen unter Verwendung unterschiedlicher Typen von Shim-Spulen
EP2325669B1 (de) Verfahren zur ortsabhängigen Änderung der Magnetisierung in einem Objekt im Rahmen eines Experimentes der magnetischen Resonanz
DE102008014060A1 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Phasenlage einer Magnetisierung und Magnetresonanzanlage
DE112012005359T5 (de) Verwendung von gradientenspulen zum korrigieren von b0-feldinhomogenitäten höherer ordnung bei mr-bildgebung
DE10133655B4 (de) Magnet-Resonanz-Tomographiegerät mit verbesserter örtlicher und zeitlicher Stabilisierung der Homogenität des magnetischen Grundfeldes
DE102012213018A1 (de) Aufnahme von Magnetresonanzdaten unter Vermeidung von Signalinhomogenitäten
DE10209089A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzgeräts sowie Magnetresonanzgerät
DE102013201671B3 (de) Verfahren zum Erfassen von MR-Daten und zur Bestimmung eines B1-Magnetfelds sowie entsprechend ausgestaltete Magnetresonanzanlage
DE102016119964A1 (de) Matrix-Shim-Spulensystem und -verfahren für die Magnetresonanz-Bildgebung
DE102011083871A1 (de) Anpassung der Grundfrequenz eines HF-Anregungspulses bei der nicht-selektiven Anregung von Kernspinsignalen in einem Untersuchungsobjekt
EP1463951B1 (de) Magnetresonanzgerät mit einem wirbelstromerzeuger
DE102009053293A1 (de) Verfahren und Magnetresonanzanlage zur Abbildung von Teilchen
DE102008048873A1 (de) Verfahren zum Entwerfen einer Grardientenspule, Verfahren zur Herstellung einer Gradientenspule, Grandientenspule, Magnetresonanzgerät und kombiniertes PET-MR-System
DE102012209295A1 (de) Bestimmung einer objektspezifischen B1-Verteilung eines Untersuchungsobjekts im Messvolumen in der Magnetresonanztechnik
DE102011082669B4 (de) Hyperintense Darstellung von Bereichen im Umfeld von Dipolfeldern mittels MRI
DE102010041659B4 (de) Erzeugung eines optimierten MR-Bildes eines Untersuchungsobjekts durch Einstrahlen einer mindestens zwei HF-Pulse umfassenden Pulsfolge
DE102010004664B4 (de) Flusssensor für Kühlwasser in einer Gradientenspule
DE19702831A1 (de) Vorrichtung zur Kompensation von externen Feldstörungen des Grundmagnetfeldes bei Kernspintomographen
DE102014224446B4 (de) Verfahren zum Bestimmen von Basisshimeinstellungen eines Magnetresonanzgeräts
DE102011083890B4 (de) MR-Bildgebung mit variabler Anzahl von Präparationspulsen
DE102010022385B4 (de) Fieldcycling-Kernspinrelaxometrieverfahren und -vorrichtung sowie Computerprogrammprodukt
DE102020211439B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Unterdrückung von bei Magnetresonanzaufnahmen emittierten elektrischen und/oder magnetischen Feldern auf Grundlage eines angepassten Referenz- Feldprofils
DE102013222113B3 (de) Erfassen von Magnetresonanz-Spektroskopiedaten in einem vorbestimmten Volumenabschnitt eines Untersuchungsobjekts
EP4160243B1 (de) Ermittelung von testpositionen für eine mittels einer magnetresonanzanlage aufzunehmende testmessung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01R0033389000

Ipc: G01R0033421000

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SIEMENS HEALTHINEERS AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS HEALTHCARE GMBH, MUENCHEN, DE