DE19510142A1 - Magnetresonanzgerät mit einer Kompensationseinrichtung für externe magnetische Störfelder - Google Patents
Magnetresonanzgerät mit einer Kompensationseinrichtung für externe magnetische StörfelderInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Magnetresonanzgerät mit einer
Kompensationseinrichtung für externe magnetische Störfelder
mit einem außerhalb eines Untersuchungsvolumens des Magnet
resonanzgeräts angeordneten Magnetfeld-Meßfühler, der ein dem
magnetischen Störfeld entsprechendes Meßsignal abgibt, einer
mit dem Magnetfeld-Meßfühler verbundenen Signalverarbeitungs
einheit, die aus dem Meßsignal ein Kompensationssignal er
zeugt, und einer Spulenanordnung, die mit der Signalverar
beitungseinheit verbunden ist und aus dem Kompensationssignal
ein Kompensationsmagnetfeld erzeugt, so daß der Einfluß des
Störfeldes im Untersuchungsvolumen auf ein statisches Haupt
magnetfeld zumindest verringert ist.
Magnetische Störfelder von externen Störquellen, wie z. B. von
Autos, Aufzügen, Krankenbetten oder auch Gleichstrom in Stra
ßenbahnoberleitungen, überlagern sich mit den in diagnosti
schen Magnetresonanzgeräten erzeugten Magnetfeldern. Über
steigen die Störfelder einen Grenzwert, können dadurch Bild
störungen verursacht werden.
So ist bei einem in der US-PS 5 214 383 offenbarten Magnet
resonanzgerät der eingangs genannten Art eine Störfeldkompen
sation vorgesehen, die mit einem außerhalb des Magnetreso
nanzgeräts angeordneten Magnetfeld-Meßfühler externe magne
tische Störfelder erfaßt und in Abhängigkeit des Meßsignals
ein Kompensationsmagnetfeld erzeugt, so daß der Einfluß des
Störmagnetfeldes im Untersuchungsvolumen des Magnetresonanz
geräts zumindest verringert ist. Das Meßsignal wird einer
Filtereinrichtung zugeführt, die den Einfluß des Übertra
gungsweges auf das Störfeld vom Ort des Magnetfeld-Meßfühlers
bis zum Untersuchungsvolumen nachbildet. Damit können Stör
felder ausreichend kompensiert werden, die von weit entfern
ten Störquellen erzeugt werden. Wenn die Störquelle nur weni
ge Meter vom Magnetresonanzgerät entfernt ist und sich dazu
noch bewegt, ändern sich die Felder im Untersuchungsvolumen
des Magnetresonanzgeräts und an dem Magnetfeld-Meßfühler
wegen der unterschiedlichen Abstände auf unterschiedliche
Weise, so daß nur noch eine unvollkommene Kompensation mög
lich ist. Auch wenn es mehrere Störquellen in unterschied
lichen Abständen zum Untersuchungsvolumen gibt, können die
davon ausgehenden Störfelder nur unzureichend kompensiert
werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Magnet
resonanzgerät mit einer verbesserten Störfeldkompensation
anzugeben.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Magnetfeld-Meßfühler
nahe am Untersuchungsvolumen angeordnet ist und mit einer
Magnetfeld-Erzeugungseinheit magnetisch gekoppelt ist zum
Kompensieren eines den Magnetfeld-Meßfühler beeinflussenden
Streufeldes des Hauptmagnetfeldes. Durch die Anordnung des
Magnetfeld-Meßfühlers in unmittelbarer Nähe des Magnetreso
nanzgerätes selbst ist sichergestellt, daß die Störfelder am
Meßort und im Untersuchungsvolumen unabhängig vom Abstand der
Störquelle annähernd gleich sind, was eine entscheidende
Voraussetzung für eine ausreichend genaue Kompensation ist.
Um dann auch für quasi-statische Magnetfelder ausreichend
empfindliche Magnetfeld-Meßfühler, wie z. B. Hall-Sonden oder
Fluxgate-Magnetfeldmeßgeräte, einsetzen zu können, wird das
starke Streufeld des Hauptmagnetfeldes am Ort des Magnet
feld-Meßfühlers kompensiert. Dadurch wird vermieden, daß der
Magnetfeld-Meßfühler übersteuert und unempfindlich wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus,
daß die Magnetfeld-Erzeugungseinheit eine Spule und eine die
Spule speisende Konstantstromquelle umfaßt. Damit ist die
Stärke des Kompensationsfeldes für den Magnetfeld-Meßfühler
gut einstellbar. Anstelle der Spule mit der speisenden Kon
stantstromquelle ist auch ein Permanentmagnet einsetzbar,
dessen Abstand zum Magnetfeld-Meßfühler so eingestellt wird,
daß das Streufeld des Hauptmagnetfeldes am Ort der Magnet
feld-Meßsonde kompensiert ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das Un
tersuchungsvolumen zwischen zwei vertikal gegenüberliegend
angeordneten Polschuhen und der Magnetfeld-Meßfühler an einem
der Polschuhe außerhalb des Untersuchungsvolumens angeordnet.
Der Magnetfeld-Meßfühler ist damit, obwohl er in unmittelba
rer Nähe des Untersuchungsvolumens angeordnet ist, nur einem
relativ geringen Streufeld des Hauptmagnetfeldes ausgesetzt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Ma
gnetfeld-Meßfühler entlang einer durch das Zentrum des Pol
schuhs gehenden Symmetrielinie angeordnet. Damit wird insbe
sondere der zentrale Bereich des Untersuchungsvolumens frei
von externen Störfeldern gehalten.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch
aus, daß das Hauptmagnetfeld von einer Hauptmagnetfeld-Spu
lenanordnung erzeugt wird und daß die Spulenanordnung von der
Hauptmagnetfeld-Spulenanordnung elektrisch getrennt ist. Das
ermöglicht die Aufteilung in eine Stromversorgung für die
Hauptmagnetfeld-Spulenanordnung, die einen hohen und konstan
ten Strom liefert, und eine Stromversorgung für die Spulenan
ordnung, die nur einen kleinen Strom liefern muß, der aber
schnell variiert werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfaßt die
Signalverarbeitungseinheit eine Filteranordnung, die einen
Übertragungsweg für das Störfeld nachbildet, der sich vom Ort
des Magnetfeld-Meßfühlers bis zum Untersuchungsvolumen er
streckt. Da zeitlich veränderliche Störfelder Wirbelströme in
dem Untersuchungsvolumen benachbarten, elektrisch leitfähigen
Teilen erzeugen, ist der zeitliche Verlauf des externen
Störfeldes im Untersuchungsvolumen gegenüber dem Störfeld am
Magnetfeld-Meßfühler normalerweise verzerrt. Eine optimale
Kompensation setzt jedoch voraus, daß das vom Meßsignal des
Magnetfeld-Meßfühlers abgeleitete Kompensationsfeld gleich
dem zeitlichen Verlauf des Störfeldes im Untersuchungsvolumen
ist. Die Filteranordnung paßt nun den Frequenzgang der Kom
pensationseinrichtung an den des Magnetresonanzgeräts in
Bezug auf das Störfeld an.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden
anhand einer Figur erläutert.
Die Figur zeigt in einer schematisierten Seitenansicht ein
diagnostisches Magnetresonanzgerät 2 mit einem C-förmigen
Hauptmagnetkreis 4. An den Enden der horizontalen Schenkel
des Hauptmagnetkreises 4 sind vertikal gegenüberliegend zwei
Polschuhe 6 angeordnet, zwischen denen sich ein Untersu
chungsvolumen 8 des Magnetresonanzgeräts 2 befindet. Das
Untersuchungsvolumen 8 ist so bemessen, daß zumindest Ab
schnitte eines Patienten dort Platz haben.
Die Polschuhe 6 leiten ein vertikal ausgerichtet es zeitlich
konstantes und in großen Bereichen homogenes Hauptmagnetfeld
B₀ in das Untersuchungsvolumen 8 ein. Das Hauptmagnetfeld B₀
wird von einer Hauptmagnetfeld-Spulenanordnung erzeugt, was
hier jedoch nicht weiter ausgeführt ist. Das Hauptmagnetfeld
kann ebenso von Permanentmagneten erzeugt werden. Ebenfalls
nicht ausgeführt sind Spulenanordnungen zur Erzeugung von
Gradientenfeldern sowie für Magnetresonanzuntersuchungen er
forderliche Hochfrequenzantennen.
Das Magnetresonanzgerät 2 umfaßt eine Kompensationseinrich
tung 10, mit der von externen Störquellen erzeugte magneti
sche Störfelder im Untersuchungsvolumen 8 kompensiert werden.
Zur Kompensationseinrichtung 10 gehört ein Magnetfeld-Meßfüh
ler 12, mit dem die magnetischen Störfelder gemessen werden.
Der Magnetfeld-Meßfühler 12 ist entlang einer Symmetrielinie
13 des Untersuchungsvolumens 8 ausgerichtet und unmittelbar
oberhalb des oberen Polschuhs 6 angeordnet. Er erfaßt im we
sentlichen nur vertikale Störfelder. Der Abstand des Magnet
feld-Meßfühlers 12 zum Untersuchungsvolumen 8 ist damit für
die in der Praxis auftretenden Störfelder ausreichend gering,
so daß die Störfelder am Meßort und am Kompensationsort im
Untersuchungsvolumen nahezu gleich sind.
Als Magnetfeld-Meßfühler 12 können Hall-Sonden oder auch
Fluxgate-Magnetometer eingesetzt werden, die empfindlich
genug sind und auch quasi-statische Störfelder messen können.
Mit dem Magnetfeld-Meßfühler 12 ist eine Signalverarbeitungs
einheit 14 verbunden, die aus einem dem Störfeld entsprechen
den Meßsignal ein Kompensationssignal erzeugt. Das Kompensa
tionssignal wird einer Spulenanordnung 16 zugeführt, die aus
dem Kompensationssignal ein Kompensationsmagnetfeld ΔB₀ er
zeugt, das vertikal und somit gleich oder entgegengesetzt
gleich zum Hauptmagnetfeld B₀ ausgerichtet ist. Wird das
Hauptmagnetfeld von einer Hauptmagnetfeld-Spulenanordnung er
zeugt, ist hier die Spulenanordnung 16 zur Erzeugung des
Kompensationsfeldes ΔB₀ elektrisch getrennt von der Haupt
magnetfeld-Spulenanordnung. Es ist jedoch auch möglich, schon
im Magnetresonanzgerät 2 vorhandene Gradientenspulen oder
auch die Hauptmagnetfeld-Spulenanordnung mit dem Kompen
sationssignal zu speisen. Das Kompensationsmagnetfeld ΔB₀ ist
entgegengesetzt gleich groß dem Störfeld im Untersuchungs
volumen 8, so daß der Einfluß des Störfeldes im Untersu
chungsvolumen 8 auf das statische Hauptmagnetfeld B₀ kompen
siert ist. Die Spulenanordnung 16 ist entweder in oder un
mittelbar auf den Polschuhen 6 angeordnet.
Damit der zeitliche Verlauf des Kompensationsmagnetfeldes ΔB₀
gleich dem zeitlichen Verlauf des Störfeldes im Untersu
chungsvolumen 8 ist, umfaßt die Signalverarbeitungseinheit 14
eine Filteranordnung 18, die den Einfluß des Magnetresonanz
geräts 2 selbst auf das Störfeld entsprechend auch dem Meß
signal aufprägt. Im wesentlichen wird das Störsignal durch
Wirbelströme in den Polschuhen 6 und anderen benachbarten
elektrisch leitfähigen Teilen in seinem zeitlichen Verlauf
verändert. Die Filteranordnung 18 umfaßt daher mehrere Hoch- und
Tiefpässe. Nach der Anpassung des Meßsignals an den
Frequenzgang des Magnetresonanzgeräts 2 wird das so modifi
zierte Meßsignal im Verstärker 20 verstärkt und als Kompen
sationssignal der Spulenanordnung 16 zugeführt.
Eine Magnetfeld-Erzeugungseinheit 22 verhindert, daß der Mag
netfeld-Meßfühler 12 durch Streufelder des Hauptmagnetfeldes
B₀ in Sättigung geht und somit kleine Störfelder nicht mehr
erfassen kann. Dazu ist der Magnetfeld-Meßfühler 12 im Innen
raum einer Zylinderspule 24 angeordnet, die von einer ein
stellbaren Konstantstromquelle 26 gespeist wird. Die Achse
der Zylinderspule 24 ist ebenfalls vertikal ausgerichtet,
entsprechend der Hauptempfindlichkeitsrichtung des Magnet
feld-Meßfühlers 12. Die Konstantstromquelle 26 wird so ein
gestellt, daß das Streufeld des Hauptmagneten, das durch den
Magnetfeld-Meßfühler 12 geht, kompensiert ist.
Claims (8)
1. Magnetresonanzgerät (2) mit einer Kompensationseinrichtung
(10) für externe magnetische Störfelder mit einem außerhalb
eines Untersuchungsvolumens (8) des Magnetresonanzgeräts (2)
angeordneten Magnetfeld-Meßfühler (12), der ein dem magneti
schen Störfeld entsprechendes Meßsignal abgibt, einer mit dem
Magnet-Meßfühler (12) verbundenen Signalverarbeitungseinheit
(14), die aus dem Meßsignal ein Kompensationssignal erzeugt,
und einer Spulenanordnung (16), die mit der Signalverarbei
tungseinheit (14) verbunden ist und aus dem Kompensations
signal ein Kompensationsmagnetfeld erzeugt, so daß der Ein
fluß des Störfeldes im Untersuchungsvolumen (8) auf ein
statisches Hauptmagnetfeld zumindest verringert ist, da
durch gekennzeichnet, daß der Magnet
feld-Meßfühler (12) nahe am Untersuchungsvolumen (8) ange
ordnet ist und mit einer Magnetfeld-Erzeugungseinheit (22)
magnetisch gekoppelt ist zum Kompensieren eines den Magnet
feld-Meßfühler (12) beeinflussenden Streufeldes des Hauptmag
netfeldes.
2. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Magnetfeld-Erzeu
gungseinheit (22) eine Spule (24) und eine die Spule (24)
speisende Konstantstromquelle (26) umfaßt.
3. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Magnetfeld-Meßfühler
(12) in der Spule (24) angeordnet ist.
4. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Magnetfeld-Erzeu
gungseinheit (22) einen Permanentmagneten umfaßt.
5. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Un
tersuchungsvolumen (8) zwischen zwei vertikal gegenüberlie
gend angeordneten Polschuhen (6) und der Magnetfeld-Meßfühler
(12) an einem der Polschuhe außerhalb des Untersuchungsvolu
mens (8) angeordnet ist.
6. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Magnetfeld-Meßfühler
(12) entlang einer durch das Zentrum des Polschuhs (6) gehen
den Symmetrielinie (13) angeordnet ist.
7. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Hauptmagnetfeld von einer Hauptmagnetfeld-Spulenanordnung er
zeugt wird und daß die Spulenanordnung (16) von der Haupt
magnetfeld-Spulenanordnung elektrisch getrennt ist.
8. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Signalverarbeitungseinheit (14) eine Filteranordnung (18) um
faßt, die einen Übertragungsweg für das Störfeld nachbildet,
der sich vom Ort des Magnetfeld-Meßfühlers (12) bis zum
Untersuchungsvolumen (8) erstreckt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995110142 DE19510142A1 (de) | 1995-03-21 | 1995-03-21 | Magnetresonanzgerät mit einer Kompensationseinrichtung für externe magnetische Störfelder |
JP8061340A JPH08266512A (ja) | 1995-03-21 | 1996-03-18 | 外部障害磁場に対する補償装置を備えた磁気共鳴装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1995110142 DE19510142A1 (de) | 1995-03-21 | 1995-03-21 | Magnetresonanzgerät mit einer Kompensationseinrichtung für externe magnetische Störfelder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19510142A1 true DE19510142A1 (de) | 1996-09-26 |
Family
ID=7757223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995110142 Ceased DE19510142A1 (de) | 1995-03-21 | 1995-03-21 | Magnetresonanzgerät mit einer Kompensationseinrichtung für externe magnetische Störfelder |
Country Status (2)
Country | Link |
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---|---|
JPH08266512A (ja) | 1996-10-15 |
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Legal Events
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