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Diese
Erfindung betrifft eine Magnetresonanz-Diagnosevorrichtung mit einer
Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsvorrichtung , die von außerhalb
des Körpers
Information über
das Innenleben im Inneren sammeln kann, wobei ein Phänomen einer
magnetischen Resonanz verwendet wird, und eine Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsvorrichtung.
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Das
Magnetresonanz-Phänomen
ist ein Phänomen,
bei dem ein Atomkern, der in ein statisches Magnetfeld (mit einer
Magnetfeldintensität
von HO) gebracht ist, bei einer Resonanz die Energie eines Hochfrequenz-Magnetfelds,
welches sich bei einer mit ω0
= γ HO bestimmten
Winkelgeschwindigkeit (wobei γ das
magnetische Drehverhältnis
ist) dreht, und Energie abstrahlt, nachdem das Hochfrequenz-Magnetfeld
gestoppt wird.
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Die
Verfahren zum Abbilden der räumlichen Verteilung
von Wasserstoffkernen in Wasser oder Fett unter Verwendung des Magnetresonanz-Phänomens umfassen
das Projektions-Rekonstruktions-Verfahren
von Lauterbur, das Fourier-Verfahren von
Kumar, Welti, Ernst, et al. und das Spinnwölbungs-Verfahren, eine Modifikation
des Fourier-Verfahrens,
von Hutchison et al.
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Das
am häufigsten
verwendete Abbildungsverfahren ist, wie jedem bekannt, in den vergangenen
Jahren das 2DFT-Verfahren (zweidimensionales Fourier Transformations-Verfahren) gewesen.
Mit dieser Art von Abbildungsverfahren wird die Positionsinformation
erhalten, indem ein Gradientenmagnetfeld veranlasst wird, die Phase
und Frequenz eines MR-Signals zu steuern.
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Hierbei
ergibt sich aus den Maxwell'schen Gleichungen,
dass, wie in 1 gezeigt, wenn ein Stromfluss
durch eine Gradientenspule verursacht wird, dies die Entwicklung
von zwei Gradienten-Magnetfeldern 21, 22 bewirkt.
Die Gradientenachsen der zwei Gradienten-Magnetfelder 21, 22 kreuzen
sich im rechten Winkel in dem Ursprung mit einer Magnetfeldintensität von Null
(der zentrale Punkt einer Abbildung). Gradienten-Magnetfeldkomponenten 21,
die parallel zu einer Z-Achse sind, sind zur Bereitstellung der
Positionsinformation an dem MR-Signal nützlich, aber die anderen Gradienten-Magnetfeldkomponenten 22,
die parallel zu der Z-Achse sind, sind für den genannten Zweck nutzlos.
Es sei angenommen, dass das erstere einfach als Gradienten-Magnetfeld bezeichnet
wird und das letztere als Kreuzgradienten-Magnetfeld bezeichnet
wird.
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Obwohl
das Kreuzgradienten-Magnetfeld bis jetzt vernachlässigt worden
ist, kann es bei einer Hochgeschwindigkeitsabbildung, die durch
das Echoplanar-Abbildungsschema
(EPI) dargestellt wird, nicht vernachlässigt werden. Bei dem EPI werden
Magnetfelder mit einem hohen Gradienten veranlasst, sich untereinander
abzuwechseln. Wenn die Gradienten-Magnetfelder in der Richtung,
in der sie die Achse des Objekts schneiden, abfallen, d.h., wenn
ein X-Achsen-Gradienten-Magnetfeld
oder ein Y-Achsen-Gradienten-Magnetfeld
erzeugt worden sind, sind die Gradientenachsen der jeweiligen Gradienten-Magnetfelder
parallel zu der Achse des Objekts. An den Abschnitt des Objekts,
der von der Abbildungsmittenlinie am weitesten entfernt ist (der
Abschnitt ist die Brust, wenn der Kopf abgebildet wird, der Abschnitt
ist der Kopf oder die Hüfte,
wenn die Brust abgebildet wird), wird infolgedessen die Magnetfeldintensität der Kreuzgradienten-Magnetfelder sehr
hoch. In der Periode, in der die starken Kreuzgradienten-Magnetfelder
schnell ansteigen und abfallen, wird ein sehr starker Wirbelstrom
an der Hüfte induziert,
die den breiten Querschnitt aufweist, was das Objekt bzw. die Person
veranlasst, einen Reiz zu empfinden (magnetischer Reiz).
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Wenn
das Gradientenmagnetfeld der z-Achse erzeugt wird, wird zusätzlich zu
der Erzeugung der Gradienten-Magnetfelder der X-Achse und der Y-Achse
diese Art von magnetischem Reiz auch von dem Gradientenmagnetfeld
selbst erzeugt.
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Um
diesen Reiz zu vermindern wurde der Abschnitt, an dem das Objekt
den magnetischen Reiz empfindet, mit einer leitenden Schicht abgedeckt.
Diese Maßnahme
weist jedoch Nachteile dahingehend auf, dass ein magnetisches Wirbelfeld, welches
von dem auf der Schicht induzierten Wirbelstrom erzeugt wird, die
Gradienten-Magnetfelder räumlich
und zeitlich verzerrt, wodurch die Bildqualität verschlechtert wird. Um diese
Unzulänglichkeiten zu
umgehen, sind verschiedene Anstrengungen durchgeführt worden,
um die Zeitkonstante zu verkürzen,
beispielsweise durch Ändern
der Materialien oder durch die Bereitstellung von Schlitzen. Wenn
die Zeitkonstante zu gering gemacht wird, wird der Effekt einer
Verringerung des magnetischen Reizes kleiner.
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Aus
JP-06-22926-A ist eine Magnetresonanz-Diagnosevorrichtung bekannt, die eine
Abschirmvorrichtung aufweist, um Nervenreizungen außerhalb
des Abbildungsraumes aufgrund von Wirbelströmen zu verhindern. Die Magnetresonanz-Diagnosevorrichtung
hat einen Generator zum sequentiellen Erzeugen eines Hochfrequenz-Magnetfelds und
eines Gradienten-Magnetfelds,
um ein MR-Signal von einem Objekt in einem Abbildungsraum zu erzeugen,
einen Prozessor zur Ermittlung von medizinischer Information über das
Objekt auf der Basis des MR-Signals; und einen Kompensations-Magnetfeld-Generator,
der außerhalb
des Abbildungsraums angeordnet ist, um ein Kompensations-Magnetfeld zu
erzeugen, welches entgegengesetzt zu einem Stimulations-Magnetfeld
ist, welches einen Teil des Objekts anregt. Das Stimulations-Magnetfeld
wird synchron zu dem Gradienten-Magnetfeld erzeugt. Die Polarität des Kompensations-Magnetfelds
ist umgekehrt zu derjenigen des Stimulations-Magnetfelds. Das sich
ergebende Magnetfeld des Stimulations-Magnetfelds und des Kompensationsfelds
hat eine geringere Intensität
als diejenige des Stimulations-Magnetfelds.
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Aus
DE 44 19 061 A1 ist
eine Anordnung zur Messung und Regelung des Grundfeldes eines Magneten
eines Kernspintomographiegerätes
bekannt. Zur Messung des Grundfeldes wird mindestens eine Magnetfeldsonde
im Untersuchungsbereich des Kernspintomographiesystems angebracht.
Durch eine Korrektureinrichtung für die von geschalteten Gradienten
herrührenden
gepulsten Magnetfeldgradienten wird der Einfluss der Magnetfeldgradienten auf
die Messung eliminiert.
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Aus
DE 44 22 782 A1 ist
eine aktive geschirmte transversale Gradientenspule für Kernspintomographiegeräte bekannt.
Die aktiv geschirmte Gradientenspulenanordnung beinhaltet eine Primär- und eine
Sekundärspule,
die in radialem Abstand zueinander angeordnet sind. In axialer Richtung
der Gradientenspulenanordnung weiter vom Zentrum entfernte Windungen
der Primär-
und Sekundärspule weisen
einen kleineren radialen Abstand zueinander auf als nahe am Zentrum
liegende Windungen. Damit kann die parasitäre Flussdichte minimiert werden.
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Aus
DE 42 25 592 A1 ist
ein Verfahren zur Unterdrückung
von peripheren Stimulationen in einem Kernspintomographiegerät bekannt.
Um bei schnell geschalteten Gradientenfelder mit hoher Amplitude
Stimulationen im untersuchten Körper
zu vermeiden, werden stimulationsempfindliche Bereiche außerhalb
des Untersuchungsbereichs mit einer geschlossenen Leiterschleife überdeckt.
In dieser Leiterschleife wird durch das veränderliche Gradientenfeld ein
Strom induziert, welcher wiederum ein Magnetfeld erzeugt. Dieses
Magnetfeld ist nach der Lenzschen Regel dem erzeugten primären Magnetfeld entgegengesetzt.
Daraus resultiert eine Verringerung der induzierten Ströme in einem
Bereich, der von der Leiterschleife überdeckt wird.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Magnetresonanz-Diagnosevorrichtung
bereitzustellen, die den magnetischen Reiz, den das Objekt empfindet,
verringern kann, ohne die Gradienten-Magnetfelder räumlich und
zeitlich zu verzerren.
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Die
voranstehende Aufgabe wird durch Bereitstellen einer Magnetresonanz-Diagnosevorrichtung
erreicht, die umfasst: einen Generator zum sequentiellen Erzeugen
eines Hochfrequenz-Magnetfelds und eines Gradienten-Magnetfelds,
um ein MR-Signal von einem Objekt in einem Abbildungsraum zu erzeugen;
einen Prozessor zur Ermittlung von medizinischer Information über das
Objekt auf der Basis des MR-Signals; und einen Kompensations-Magnetfeld-Generator,
der außerhalb
des Abbildungsraums angeordnet ist, um ein Kompensations-Magnetfeld zu erzeugen,
welches entgegengesetzt zu einem Stimulations-Magnetfeld ist, welches einen
Teil des Objekts anregt, wobei das Stimulations-Magnetfeld synchron
zu dem Gradienten-Magnetfeld erzeugt wird, das Kompensations-Magnetfeld die umgekehrte
Polarität
zu derjenigen des Stimulations-Magnetfelds aufweist und das sich
ergebende Magnetfeld des Stimulations-Magnetfelds und des Kompensationsfelds
eine geringere Intensität
als diejenige des Stimulations-Magnetfelds aufweist, wobei der Kompensations-Magnetfeld-Generator
mindestens drei Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsspulen einschließt, derart
angeordnet dass die in den jeweiligen Kompensations- Magnetfeld-Erzeugungsspulen
generierten Magnetfelder in drei Richtungen gerichtet sind und einander
kreuzen; und wobei jede der Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsspulen eine
Hauptspule und eine Abschirmspule zum Erzeugen des Kompensations-Magnetfeldes
derart aufweist, dass das Magnetfeld im Abbildungsraum im wesentlichen
unbeeinflusst bleibt. Der Kompensations-Magnetfeld-Generator schliesst
hierbei mindestens drei Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsspulen ein, derart angeordnet
dass die in den jeweiligen Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsspulen generierten
Magnetfelder in drei Richtungen gerichtet sind und einander kreuzen;
die Magnetresonanz-Diagnosevorrichtung umfasst ferner drei Erfassungsspulen,
eingerichtet zum Erfassen der Intensität der sich ergebendenden Magnetfeldkomponente in
jeder der drei Richtungen der von den Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsspulen
generierten Magnetfelder; und der Kompensations-Magnetfeld-Generator
umfasst eine Steuereinrichtung, eingerichtet um die Intensität jeder
der Kompensations-Magnetfeldkomponenten gemäß dem Erfassungssignal von jeder
Erfassungsspule so zu ändern,
dass sich die Intensität
des sich ergebenden Magnetfelds Null annähern kann.
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Die
voranstehende Aufgabe wird auch durch Bereitstellung einer Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsvorrichtung
gelöst,
die umfasst: eine an der Seite irgendeines Abschnitts eines Objekts
angeordnete Spulenvorrichtung, einen Verstärker zum Zuführen eines
Stroms an die Spulenvorrichtung, um ein Kompensations-Magnetfeld
zu erzeugen, welches entgegengesetzt zu einem Stimulations-Magnetfeld ist,
welches diesen Abschnitt anregt, wobei das Stimulations-Magnetfeld
die umgekehrte Polarität
zu derjenigen des Stimulations-Magnetfelds
aufweist und das sich ergebende Magnetfeld des Stimulations-Magnetfelds
und des Kompensations-Magnetfelds eine geringere Intensität als diejenige
des Stimulations-Magnetfelds
aufweist, wobei die Spulenvorrichtung mindestens drei Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsspulen
einschließt, derart
angeordnet dass die in den jeweiligen Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsspulen
generierten Magnetfelder in drei Richtungen gerichtet sind und einander
kreuzen; und wobei jede der Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsspulen
eine Hauptspule und eine Abschirmspule aufweist, eingerichtet zum
Erzeugen des Kompensations-Magnetfeldes derart, dass das Magnetfeld
im Abbildungsraum im wesentlichen unbeeinflusst bleibt. Die Spulenvorrichtung
schließt mindestens
drei Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsspulen ein, derart angeordnet
dass die in den jeweiligen Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsspulen generierten
Magnetfelder in drei Richtungen gerichtet sind und einander kreuzen;
die Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsvorrichtung umfasst ferner
eine Erfassungsspule, eingerichtet zum Erfassen der Intensität des sich
ergebenden Magnetfelds; und der Verstärker umfasst eine Steuereinrichtung, eingerichtet
um die Intensität
des Kompensations-Magnetfelds gemäß dem Erfassungssignal von der
Erfassungsspule so zu ändern,
so dass sich die Intensität
des sich ergebenden Magnetfelds Null annähern kann.
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Weitere
Ziele und Vorteile der Erfindung werden in der nun folgenden Beschreibung
aufgeführt und
sind teilweise aus der Beschreibung offensichtlich oder können durch
Umsetzung der Erfindung in der Praxis erkannt werden. Die Aufgabe
und Vorteile der Erfindung können
mittels der Vorgehensweisen und Kombinationen, die insbesondere
in den beigefügten
Ansprüchen
aufgeführt
sind, realisiert und erhalten werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER MEHREREN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
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Die
beiliegenden Zeichnungen, die einen Teil der Offenbarung bilden
und in diese eingebaut sind, zeigen gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung und dienen zusammen mit der oben angegebenen allgemeinen
Beschreibung und der speziellen Beschreibung der nachstehend aufgeführten bevorzugten
Ausführungsformen
zur Erläuterung der
Grundprinzipien der Erfindung.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Beispiel eines Stimulations-Magnetfelds, das das Objekt stimuliert;
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2 ein
Blockschaltbild einer Magnetresonanz-Diagnosevorrichtung zum Erläutern eines
Teilaspektes einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 bis 5 Beispiele
des Spulenmusters der Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsspule (CMGC) aus 2;
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6 die
Konfiguration des Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungssystems aus 2 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 bis 9 Behältnisse
für die
Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsspule
(CMGC) aus 2;
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10 bis 12 Beispiele
des Spulenmusters der Erfassungsspule aus 2;
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13 eine
Illustration, wie sich das Stimulations-Magnetfeld über der Zeit an einem bestimmten
Ort innerhalb der CMGC ändert.
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14 eine
zeitliche Ableitung der 13; und
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15 eine
Darstellung, wie sich das Kompensations-Magnetfeld durch die CMGC über der Zeit ändert.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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2 ist
ein Blockschaltbild der Konfiguration einer Magnetresonanz-Diagnosevorrichtung
zum Erläutern
von Teilaspekten gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Ein statischer Feldmagnet 8,
Ausgleichs- oder Trimmspulen 9', eine Gradientenspule 3 und
eine RF-Spule 10 sind auf einem Aufbau zusammengebaut,
der als ein Gerüst bezeichnet
wird. Fast in der Mitte des Gerüsts
wird ein zylindrischer Raum (nachstehend als ein Abbildungsraum
bezeichnet) gebildet. Während
der Abbildung wird ein Objekt (eine Person) 12, die auf
einer Couch 14 liegt, in den Abbildungsraum eingefügt.
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Die
Trimmspulen 9',
die vorgesehen sind, um eine gleichförmiges statisches Magnetfeld
von dem statischen Feldmagneten 8 zuzuführen, sind ausgelegt, um eine
Gleichförmigkeit
des statischen Magnetfelds in dem Abbildungsraum einzustellen, wenn ein
Verstärker
(S-AMP) 9 Strom an die Trimmspulen 9' liefert. Zum
Zweck der Erläuterung
ist der Ursprung in der Mitte des Abbildungsraums eingestellt und
drei orthogonale Achsen (X, Y und Z) werden bestimmt. Es sei angenommen,
dass die Z-Achse parallel zu der Richtung des statischen Magnetfelds
ist.
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Die
Gradientenspule 3 weist eine X-Spule, eine Y-Spule und
eine Z-Spule auf. Ein Verstärker (G-AMP) 2 liefert
einen Strom getrennt an jede X-Spule, Y-Spule und Z-Spule, die dann
in dem Abbildungsraum ein Gradienten-Magnetfeld bilden, dessen Intensität sich entsprechend
der Positionen der jeweiligen Achsen ändert.
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Die
RF-Spule 10 empfängt
ein Hochfrequenzsignal von einem Sender 11 und erzeugt
ein Hochfrequenz-Magnetfeld in dem Abbildungsraum. Ein Empfänger 13 empfängt das
MR-Signal von dem Objekt 12 über die RF-Spule 10.
Ein Datensammler 15 sammelt das empfangene MR-Signal.
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Ein
Computer 17 steuert nicht nur das ganze System, sondern
rekonstruiert auch medizinische Information, die für eine Diagnose
nützlich
ist, beispielsweise MR-Bilder, durch eine 2DFT (zweidimensionale
Fourier-Transformation) auf der Basis des gesammelten MR-Signals.
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Eine
Konsole 16 ist für
den Betreiber vorgesehen, um Abbildungsbedingungen und Befehle in den
Computer 17 einzugeben. Eine Anzeige 18 ist vorgesehen,
um die rekonstruierte medizinische Information anzuzeigen, beispielsweise
MR-Bilder.
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Eine
Ablauf-Steuereinrichtung 1 steuert den Sender 11,
den Empfänger 13 und
den G-AMP 2 gemäß der Impulssequenz,
beispielsweise in dem Echoplanar-Abbildungsschema (EPI). Als Folge
dieser Steuerung werden ein Hochfrequenz-Magnetfeld und ein Gradienten-Magnetfeld
sequentiell erzeugt und ein MR-Signal
wird von dem Objekt 12 erzeugt.
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Die
Ablauf-Steuereinrichtung 1 liefert ein Wellenformsignal
(ein erstes Wellenformsignal) an den G-AMP 2. Der G-AMP 2 verstärkt das
erste Wellenformsignal und liefert eine Stromwellenform, die ähnlich zu
dem ersten Wellenformsignal ist, an die Gradientenspule 3.
Dies veranlasst die Gradientenspule 3, ein Gradienten-Magnetfeld
mit einer zeitlichen Wellenform zu erzeugen, die ähnlich wie
das erste Wellenformsignal ist.
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Die
Magnetresonanz-Diagnosevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass
sie eine Komponente zum Verringern eines magnetischen Reizes aufweist,
den das Objekt wegen eines Stimulations-Magnetfelds erleidet. Die
Komponente umfasst eine CMGC-Steuereinrichtung 4, einen
Verstärker (C-AMP) 5,
eine Kompensations-Magnetfeld-Erzeugungsspule (CMGC) 6 und
eine Erfassungsspule 7.
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Die
CMGC 6 ist entfernbar und muss nur verwendet werden, wenn
das Objekt 12 einen starken magnetischen Reiz empfindet.
Wenn sie verwendet wird, ist die CMGC 6 außerhalb
des Abbildungsraums und nahe an dem Abschnitt angeordnet, an dem
das Objekt 1 einen starken magnetischen Reiz empfindet,
beispielsweise an der Seite der Hüfte des Objekts.
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Die
CMGC-Steuereinrichtung 4 nimmt das Wellenformsignal (das
erste Wellenformsignal), welches von der Ablaufsteuereinrichtung
an den G-AMP 2 ausgegeben wird, auf und bildet ein Wellenformsignal
(ein zweites Wellenformsignal) auf der Basis des ersten Wellenformsignals
und des Erfassungssignals von der Erfassungsspule 7. Der
C-AMP 5 verstärkt das
zweite Wellenformsignal, welches an der CMGC-Steuereinrichtung 4 gebildet
wird, und führt einen
Strom zu, der eine Wellenform aufweist, die ähnlich wie diejenige des zweiten
Wellenformsignals ist. Dies veranlasst die CMGC 6, ein
Magnetfeld (ein Kompensations-Magnetfeld) zu erzeugen, welches eine ähnliche
Wellenform wie diejenige der zweiten Wellenform aufweist und zu
dem Stimulations-Magnetfeld (einschließlich eines Kreuzgradienten-Magnetfelds),
welches das Objekt 12 anregt, entgegengesetzt ist.
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Das
Kompensations-Magnetfeld wird synchron zu dem Gradienten-Magnetfeld vergrößert und verkleinert.
Das Kompensations-Magnetfeld
wird so erzeugt, dass es die umgekehrte Polarität zu derjenigen des Stimulations-Magnetfelds
aufweist. Demzufolge ist die Intensität des sich ergebenden Magnetfelds
des Stimulations-Magnetfelds und des Kompensations-Magnetfelds geringer
als diejenige des Stimulations-Magnetfelds,
was zu einem Ausgleich oder einer Verringerung des Stimulations-Magnetfelds
führt.
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Die
Erfassungsspule 7 ist in der CMGC 6 angeordnet,
um die Änderung
des sich ergebenden Magnetfelds über
der Zeit zu erfassen. Die Erfassungsspule 7 ist noch für die Korrektur der
magnetischen Intensität
nützlich,
die entsprechend der Position der CMGC 6 geändert wird.
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Wie
in den 3 bis 5 gezeigt, weist die CMGC 6 eine
Hauptspule 30 und eine Abschirmungsspule 19 auf.
Der Zweck davon besteht darin, zu verhindern, dass das Magnetfeld
aus der CMGC 6 heraustritt (leckt) und das Magnetfeld in
dem Abbildungsraum verzerrt. Die Hauptspule 20 kann zu
der Abschirmungsspule 19 in Reihe geschaltet sein oder von
der Abschirmungsspule 19 elektrisch getrennt sein. Die
Hauptspule 20 und die Abschirmungsspule 19 können der
Verteilungs-Typ, bei dem ein Spulenmaterial spiralförmig aufgewickelt
wird (auch als der Fingerabdruck-Typ bekannt), der Band-Typ, der
Sattel-Typ oder der Solenoid-Typ sein. Wenn das Objekt 12 etwas
empfindet, ist ein starker Reiz ein Abschnitt, der von der Mitte
des Abbildungsraums ausreichend separat ist. Deshalb kann angenommen
werden, dass der Gradient des Stimulations-Magnetfelds in dem Abschnitt
klein ist und das Magnetfeld fast gleichförmig ist. Infolgedessen kann
die CMGC 6 eine Maxwell-Typ-Spule verwenden, die ein gleichförmiges Magnetfeld
erzeugt, wie effektiv in 4 gezeigt.
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Wie
in 6 gezeigt, weist die CMGC 6 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung drei Spulen 6x, 6y und 6z entsprechend
der X-, Y- bzw. Z-Achsen auf. Die drei Spulen 6x, 6y und 6z sind
so angeordnet, dass die Richtungen der in den jeweiligen Spulen
erzeugten Magnetfelder einander rechtwinklig kreuzen. Dies ermöglicht,
Kompensations-Magnetfelder
in den drei Richtungen zu erzeugen und die Komponenten in den drei
Richtungen des Stimulations-Magnetfelds
zu kompensieren.
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Drei
Einheiten des C-AMP 5 sind vorgesehen (5x, 5y, 5z).
In ähnlicher
Weise sind drei Einheiten der Erfassungsspule 7 vorgesehen
(7x, 7y, 7z). Die Erfassungsspule 7x erfasst über der
Zeit die Änderung
der X-Achsen-Komponente des sich ergebenden Magnetfelds, die Erfassungsspule 7y erfasst über der
Zeit die Änderung
der Y-Achsen-Komponente des sich ergebenden Magnetfelds und die
Erfassungsspule 7z erfasst über der Zeit die Änderung
der Z-Achsen-Komponente des sich ergebenden Magnetfelds. Wie in
den 10 bis 12 gezeigt,
kann die x-Spule 7x, die y-Spule 7y und z-Spule 7z der
Erfassungsspule 7 irgendein Typ sein.
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Die
CMGC 6 ist in einem Hartplastikzylinder (oder einem FRP-Spulenkörper) 26,
wie in 7 gezeigt, oder in einen relativ flexiblen Zylinder 27,
wie in 8 gezeigt, eingebettet. Zur Verwendung wird der sich
ergebende Zylinder 26 oder 27 an der Hüfte des Objekts
bzw. der Person eingestellt, wie in 9 gezeigt.
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Als
nächstes
wird der betrieb der Ausführungsform
beschrieben, wobei das EPI als ein Beispiel verwendet wird. Die
Ablaufsteuereinrichtung 1 liefert das erste Wellenformsignal
an den G-AMP 2. Das erste Wellenformsignal wird an dem
G-AMP 2 verstärkt.
Der von dem G-AMP verstärkte
Strom wird an die Gradientenspule 3 geliefert. Die Gradientenspule 3 erzeugt
dann in dem Abbildungsraum ein Gradienten-Magnetfeld, dessen zeitliche
Wellenform ähnlich
zu dem ersten Wellenformsignal ist.
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Als
Folge der Erzeugung des Gradienten-Magnetfelds wird ein Stimulations-Magnetfeld
erzeugt. Die Hauptkomponente des Stimulations-Magnetfelds ist ein
Kreuzgradienten-Magnetfeld. Wenn ein X-Achsen-Gradienten-Magnetfeld
erzeugt wird, wird ein Stimulations-Magnetfeld in der Richtung der X-Achse
erzeugt. Wenn ein Y-Achsen-Gradienten-Magnetfeld erzeugt wird, wird
ein Stimulations-Magnetfeld in der Richtung der Y-Achse erzeugt.
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13 zeigt
die Änderung
des Stimulations-Magnetfelds über
der Zeit an einer bestimmten Stelle innerhalb der CMGC 6.
Bei dem EPI wechseln sich Gradienten-Magnetfelder untereinander ab.
Stimulations-Magnetfelder wechseln sich synchron zu der Abwechslung
der Gradienten-Magnetfelder auch untereinander ab.
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14 zeigt
das Ergebnis dB/dt einer Differenzierung B(t) bezüglich der
Zeit. Das Stimulations-Magnetfeld ändert sich über der Zeit in der Periode,
in der das Magnetfeld ansteigt und abfällt. In der Periode, in der
sich das Stimulations-Magnetfeld über der
Zeit ändert,
wird ein Wirbelstrom in dem Objekt 12 (der Person) induziert,
die deshalb einen magnetischen Reiz empfindet.
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Um
einen derartigen Reiz zu verhindern, wird ein Kompensations-Magnetfeld
erzeugt, welches entgegengesetzt zu dem Stimulations-Magnetfeld
ist. Die zeitliche Wellenform des Kompensation-Magnetfelds kann
durch die Änderung
der Form eines zweiten Wellenformsignals, welches von der CMGC Steuereinrichtung 4 gebildet
wird, gesteuert werden.
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Das
zweite Wellenformsignal wird anfänglich gemäß dem ersten
Wellenformsignal von der Ablaufsteuereinrichtung 1 gebildet.
Das zweite Wellenformsignal bewirkt, dass ein Kompensations-Magnetfeld Bop(t)
erzeugt wird, so dass das Kompensations-Magnetfeld die umgekehrte Polarität zu derjenigen
des Stimulations-Magnetfelds aufweist und synchron zu dem Stimulations-Magnetfeld
auf die Anfangsintensität Δd2 ansteigt
und synchron zu dem Stimulations-Magnetfeld auf eine Intensität von Null
abfällt.
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Wenn
das erste Wellenformsignal dem X-Achsen-Gradienten-Magnetfeld entspricht,
wird das zweite Wellenformsignal an den C-AMP 5x ausgegeben
und ein Kompensations-Magnetfeld wird in der X-Achsen-Richtung erzeugt.
Wenn das erste Wellenformsignal dem Y-Achsen-Gradienten-Magnetfeld
entspricht, wird das zweite Wellenformsignal an den C-AMP 5y entsprechend
der Y-Achse ausgegeben und ein Kompensations-Magnetfeld wird in der Y-Achsen-Richtung
erzeugt.
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Wenn
die Erfassungsspule 7 die X-Achsen-Komponente und die Y-Achsen-Komponente des
Stimulations-Magnetfelds erfasst hat, wird das zweite Wellenformsignal,
welches der Intensität
jeder Komponente entspricht, an jeden C-AMP 5x und C-AMP 5y geliefert.
Infolgedessen werden ein X-Achsen-Kompensation-Magnetfeld und Y-Achsen-Kompensations-Magnetfeld
erzeugt und deshalb tritt das Stimulations-Magnetfeld mit einer
kleiner X-Achsen-Komponente und einer kleineren Y-Achsen-Komponente
auf.
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In
der Anstiegsperiode und der Abfallperiode, in der sich das Magnetfeld über der
Zeit ändert, empfindet
die Person 12 einen Reiz. Da das sich ergebende Magnetfeld
des Stimulations-Magnetfelds und des Kompensations-Magnetfelds in
der Anstiegsperiode und in der Abfallperiode im Absolutwert eine
geringere Intensität
aufweist als diejenige des Stimulations-Magnetfelds, ist ein in
der Person 12 induzierter Strom kleiner als wenn kein Kompensations-Magnetfeld vorhanden
ist. Infolgedessen wird das Stimulations-Magnetfeld schwächer. Durch
Einstellen der Anfangsintensität Δd2 des Kompensations-Magnetfelds
kann das Stimulations-Magnetfeld noch schwächer gemacht werden.
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Die
Einstellung wird durch die CMGC-Steuereinrichtung 4 auf
Grundlage des Erfassungssignals von der Erfassungsspule 7 durchgeführt. Wenn
die Anfangsintensität Δd2 des Kompensations-Magnetfelds
nicht gleich zu der Intensität Δd1 des Stimulations-Magnetfelds
ist, ist die Intensität
des sich ergebenden Magnetfelds nicht Null. Infolgedessen wird in der
Erfassungsspule 7 ein Strom induziert. Der Strom (Erfassungssignal)
wird von der CMGC-Steuereinrichtung 4 aufgenommen. Der
Spitzenwert des zweiten Wellenformsignals wird verändert, so
dass das Erfassungssignal von CMGC-Steuereinrichtung 4 Null oder
fast Null sein kann. Mit dieser Änderung wird Δd2 des Kompensations-Magnetfelds
größer oder
kleiner und deshalb wird das sich ergebende Magnetfeld Null oder
fast Null. Dies beseitigt oder schwächt das Stimulations-Magnetfeld.
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Es
ist nicht erforderlich, das Stimulations-Magnetfeld vollständig zu
löschen.
Das Stimulations-Magnetfeld muss nur unter den Schwellwert abgeschwächt werden,
bei dem die Person 12 einen Reiz empfindet. Insbesondere
kann das Stimulations-Magnetfeld
unter 4 A/m2 in dem Stromwert, der in der Person induziert wird,
oder unter 60 T/S in einer dB/dt-Darstellung sein.
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Der
magnetische Reiz, der oben beschrieben wurde, findet in der Periode
statt, in der sich das Stimulations-Magnetfeld ändert. Deshalb kann es gut sein,
das Kompensations-Magnetfeld
nur in der Änderungsperiode
des Stimulations-Magnetfelds
zu erzeugen, d.h., in der Anstiegsperiode und Abfallperiode. In
der vorliegenden Ausführungsform
wird die Erzeugung des Kompensations-Magnetfelds jedoch mit der
angestiegenen Intensität
selbst in der flachen Periode fortgesetzt, in der das Stimulations-Magnetfeld unverändert bleibt,
wie aus den 13 bis 15 ersichtlich.
Der Grund dafür
ist wie folgt.
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Wenn
das Kompensations-Magnetfeld an dem Zeitpunkt, an dem das Stimulations-Magnetfeld angestiegen
ist, gestoppt wird, wird das Kompensations-Magnetfeld mit einer
eigentümlichen
Zeitkonstanten ansteigen. Wenn ein Kompensations-Magnetfeld erzeugt
wird, unmittelbar bevor ein Stimulations-Magnetfeld ansteigt, wird
das Kompensations-Magnetfeld mit einer inhärenten Zeitkonstante ansteigen.
In der Periode, in der das Kompensations-Magnetfeld unabhängig nicht
in Synchronisation zu einem Stimulations-Magnetfeld ansteigt oder
abfällt, ändert sich
die Magnetfeldintensität
des Stimulations-Magnetfelds nicht über der Zeit. Deshalb ändert sich
in diesen Perioden das sich ergebende Magnetfeld, so dass die Person 12 einen
Reiz erleidet. Um dies zu vermeiden, wird in der Periode, in der
das Stimulations-Magnetfeld flach ist, das flache Kompensations-Magnetfeld
kontinuierlich ohne Unterbrechung erzeugt.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform
beschränkt,
sondern kann ohne Abweichen von dem Grundgedanken oder dem wesentlichen
Charakter davon in noch anderen Vorgehensweisen umgesetzt oder verkörpert werden. Bis
hierhin wurde der Fall erläutert,
bei dem ein Stimulations-Magnetfeld durch ein Kreuzgradienten-Magnetfeld
erzeugt wird. Wenn die Intensität
des Gradienten-Magnetfeld höher
wird, erzeugt das Gradienten-Magnetfeld selbst einen magnetischen
Reiz. Auch in diesem Fall kann die vorliegende Erfindung einen magnetischen
Reiz mit einer ähnlichen
Konfiguration verhindern.
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Zusätzliche
Vorteile und Modifikationen erkennen Durchschnittsfachleute sofort.
Deshalb ist die Erfindung in ihren breiteren Aspekten nicht auf
die spezifischen Einzelheiten und repräsentativen Ausführungsformen
beschränkt,
die hier gezeigt und beschrieben sind. Demzufolge können ohne
Abweichen von dem Grundgedanken oder dem Umfang des allgemeinen
erfinderischen Konzepts, so wie es von den beigefügten Ansprüchen und
deren Äquivalente definiert
ist, verschiedene Modifikationen durchgeführt werden.