DE3900900A1 - Einrichtung zur magnetresonanz-spektroskopie - Google Patents
Einrichtung zur magnetresonanz-spektroskopieInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Geräte für
eine Magnetresonanz-Spektroskopie mit hoher Auflösung und ins
besondere auf derartige Geräte, die zum Testen einer großen An
zahl von Proben verwendet werden.
Magnetresonanz oder nukleare Magnetresonanz sind für die Spek
tralanalyse von Flüssigkeiten und festen Werkstoffen über viele
Jahre hinweg verwendet worden. In letzter Zeit wurde erneut
Interesse an einer einfachen Methode zum Durchführen einer
Spektralanalyse einer großen Anzahl von Proben dadurch ausge
löst, daß bestimmte Lipoprotein-Lipide im Blutplasma mit dem
Auftreten von Krebs in dem Körper verbunden sind. Es besteht
die Hoffnung, daß derartige Lipidmessungen für Auslesetests für
die Früherkennung von Krebs und als ein Mittel zum Überwachen
des Fortschritts einer Krebstherapie und zu deren Optimierung
verwendet werden können. Dies würde die Belastung der Patienten
durch Nebeneffekte bei der Behandlung vermindern und die Genau
igkeit der Krebserkennung verbessern.
Für diese Zwecke ist es notwendig, eine Spektroskopieeinrich
tung bereitzustellen, die in wirtschaftlicher Weise mehrere
kritische Meßparameter bereitstellt und einfach zu bedienen ist
und dazu geeignet ist, eine große Anzahl von Testproben zu ver
arbeiten. Bisher waren die einzigen verfügbaren Instrumente
Instrumente in Forschungslaboratorien, die für eine klinische
Anwendung nicht gut geeignet sind. Im allgemeinen wird der Vor
gang in einem statischen Magnetfeld von hoher Intensität durch
geführt. Das Feld wird durch einen Vorgang, der als Ausgleichen
bekannt ist und der zusätzliche Magnetfelder erzeugt, um Un
gleichmäßigkeiten in dem Hauptfeld zu kompensieren, so gleich
mäßig wie möglich gemacht. Wenn die Probe einmal in das Feld
eingeführt ist, wird sie mit einer konstanten Drehzahl gedreht
und das Feld wird erneut abgeglichen. Das Drehen der Probe
dient dazu, die spektrale Auflösung weiter dadurch zu ver
bessern, daß Feldungleichheiten, die durch das Abgleichen nicht
beseitigt werden können, und Ungleichheiten in der Probe ausge
mittelt werden.
Die Messungen werden durch das Anlegen von Impulsen mit Hoch
frequenz-(Funkfrequenz-)energie durchgeführt, die von einer
innerhalb des Magnetfeldes und um die Probe herum angeordneten
Hochfrequenzspule ausgesendet werden. Unmittelbar nach einem
Impuls wird die Spule auf eine Hochfrequenzenergie hin über
wacht, die von den Kernen wieder ausgesendet wird, wenn diese
von einer durch das magnetische Feld bewirkten Ausrichtung wie
der zurückkehren. Der Betrag der Hochfrequenzenergie, der mit
verschiedenen Frequenzen empfangen wird, gibt die Zusammen
setzungen der Probe an. Verschiedene Zusammensetzungen absor
bieren die ausgesendete Hochfrequenzenergie bei verschiedenen
Frequenzen.
Verschiedene Vorgehensweisen wurden verwendet, um diese Vor
gänge innerhalb eines Feldes mit hoher Intensität durchzufüh
ren. Eine bekannte Lösung verwendet ein ein starkes Feld auf
weisendes supraleitendes Magnetsystem, das eine vertikale
Öffnung oder Bohrung aufweist, in die die Proben in einem Test
rohr abgesenkt werden. Ein Rotor eines luftangetriebenen Motors
ist an dem Proben-Testrohr befestigt. Der Stator für den Motor
ist innerhalb des magnetischen Feldes angeordnet und das Test
rohr und der Rotor werden für jeden Test in das magnetische
Feld abgesenkt. Der Bereich der zu testenden Probe erstreckt
sich an dem Stator vorbei in einen Bereich, in dem die Hochfre
quenzspule angeordnet ist. Diese Spule ist als ein Teil eines
ausgeformten Glaszylinders befestigt, der das Volumen umgibt,
das für die magnetische Resonanz tatsächlich erregt und ge
messen wird. Dem Stator wird Luft zugeführt, um ein Luftlager
zu erzeugen und um eine Drehung des Rotors zu bewirken. Sobald
der Rotor und das Testrohr ihre Geschwindigkeit erreicht haben,
wird der Test der magnetischen Resonanz durchgeführt und der
Rotor und das Testrohr werden dann entfernt. Die Bewegung des
Rotors und des Testrohrs in das magnetische Feld und den Stator
hinein und aus diesem heraus wird gemeinsam durch komprimierte
Luft durchgeführt, die der Schwerkraft entgegenwirkt. Die Probe
wird der Bohrung typischerweise durch eine mechanische Einrich
tung, wie beispielsweise ein Transportband, einen Drehtisch,
einen Roboterarm, zugeführt und von dieser entfernt. Diese Lö
sung ist mit verschiedenen Variationen in den US-Patenten
29 60 649, 31 00 866, 32 87 630, 34 62 677, 35 12 078,
37 96 946, 39 11 533, 40 88 944 und 42 40 033 offenbart.
Unglücklicherweise hat diese Lösung einige Beschränkungen und
Nachteile. Sie ist sehr teuer, da ein eigener Rotor für jedes
Testrohr erforderlich ist. Während die Rotoren wiederverwendet
werden können, müssen die Testrohre entweder gereinigt oder bei
jedem Rotor nach dem Test ersetzt werden. Das Reinigen ist
schwierig, da der Rotor keinen Verschleiß erleiden darf. Er
wird typischerweise mit großer Genauigkeit hergestellt und
ausgewuchtet, um den Einfluß von Vibrationen auf die Probe mög
lichst klein zu halten. Diese Drehvibrationen beeinflussen die
Genauigkeit des Tests. Die Rotoren dürfen nicht verformt oder
angelöst werden mit etwas, das eine Ungleichheit bewirken kann.
In der Zwischenzeit sind die Rotoren teuer und ein häufiges
Ersetzen erhöht noch weiter die bereits hohen Kosten der Ver
wendung einer großen Anzahl von Rotoren.
Es sind auch Beschränkungen hinsichtlich der Drehgeschwindig
keit der Probe bei der Verwendung dieser Methode vorhanden. Da
komprimierte Luft und die Schwerkraft verwendet werden, um das
Testrohr und den Rotor in den Stator hinein und aus diesem he
rauszubewegen, bewirkt die Verwendung einer zu sehr komprimier
ten Luft, um die Probe mit höheren Geschwindigkeiten zu drehen,
einen Herauswurf des Rotors und der Probe aus der Einrichtung
und im allgemeinen eine Beschädigung. Selbstverständlich kann
das Zerbrechen des Testrohres entweder innerhalb oder oberhalb
des magnetischen Feldes sehr hohen Schaden bewirken, da die
Hochfrequenzspule leicht beschädigt werden kann und jede Ver
unreinigung innerhalb der Vorrichtung durch Zerlegen gründlich
beseitigt werden muß.
Ein weiterer Nachteil ist der Bedarf an großen Mengen von sehr
sauberer Luft und eine damit verbundene Temperaturveränderung
der Probe. Die in einem luftgetriebenen Motor verwendete Luft
muß sehr rein sein, da die Größe des Luftlagers klein genug
ist, so daß Öl, Feuchtigkeit oder Teilchen die Funktion beein
trächtigen oder verhindern können. Ein Filtern mit einem halben
Mikron wird im allgemeinen für diese Luft verwendet. Da diese
Luft auch dazu verwendet wird, das Testrohr und den Rotor an
zuheben, sind sehr große Mengen erforderlich. Schließlich ist
eine Temperaturüberwachung sehr wichtig in der Hämatologie und
die Steuerung der Motorlufttemperatur ist schwierig infolge der
Kompression und der Expansion, der die Luft unterworfen ist.
Diese Luft ist oft in Berührung mit dem Testrohr und bewirkt
damit eine Temperaturinstabilität. Es wurden Einrichtungen zum
Zuführen von temperaturgesteuerter Luft unmittelbar zu dem
Testrohr im Bereich der Probe vorgesehen. Obwohl dies hilft,
ein Problem zu lösen, trägt dies dazu bei, einen Luftdruck
neben dem Testrohr und dem Rotor aufzubauen.
Ein noch weiterer Nachteil der bisher verwendeten Methoden be
steht in dem hohen Preis und dem großen Raumbedarf der erfor
derlichen Einrichtung zum Handhaben der Probe. Oft wird diese
Einrichtung größer als der supraleitende Magnet. Eine derartige
Einrichtung hat auch einen bemerkenswerten Einfluß auf das
magnetische Feld des Magneten und dieser Einfluß muß in dem
Ausgleichsvorgang kompensiert werden. Schließlich neigen ver
schiedene Arten von Vorrichtungen zu Fehlfunktionen, wenn sie
in einem starken magnetischen Feld arbeiten.
Im Hinblick auf diese Schwierigkeiten bei dem Stand der Technik
sind die wünschenswerten Gesichtspunkte eines klinischen Ge
rätes typischerweise folgende: Leichte Handhabung der Testrohre;
Sicherheitsfaktoren in der Handhabung des Rohrs, um ein Zerbre
chen innerhalb der Bohrung und damit ein teures Ersetzen der
Bohrung zu verhindern; leichte Temperaturstabilisierung ein
schließlich einer Minimierung der Einflüsse von Antriebsluft
auf die Temperatur der Probe; Einfachheit bei der Testrohrhand
habung, um die Fehlermöglichkeit zu vermindern und die Kosten
für den Rotor und das Testrohr. Weitere wünschenswerte Gesichts
punkte umfassen eine leichte Ausrichtung des Testrohrs zum
Rotationszentrum einschließlich der Wiederholbarkeit dieser
Ausrichtung, eine leichte Stabilisierung sowohl der Rotation
des Rohrs um das Rotationszentrum und der Drehgeschwindigkeit
und möglichst klein gehaltene Einwirkungen der Einrichtung zum
Handhaben des Rohrs auf die magnetischen Felder.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein klinisches Magnetresonanz-Spektrometer zur Verfügung zu
stellen, das viele der Beschränkungen der bisher entwickelten
Instrumente für den Laboratoriumsbedarf überwindet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentan
sprüchen 1 und 13 angegebenen Einrichtungen gelöst.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Magnetresonanz-Spektro
skopie zum Testen einer in einem länglichen Behälter mit ein
ander gegenüberliegenden Enden enthaltenen Probe umfaßt eine
Einrichtung zum Erregen und Erkennen einer magnetischen Reso
nanz, wobei die Einrichtung eine vertikal ausgerichtete zen
trale Öffnung der Bohrung zum Aufnehmen der zu testenden Probe
aufweist und eine Einrichtung zum Erfassen des Behälters an
dessen gegenüberliegenden Enden und zum Drehen des Behälters.
Eine andere Ausführungsform umfaßt eine Einrichtung zum Erregen
und Erkennen einer magnetischen Resonanz mit einer vertikal
ausgerichteten zentralen Öffnung oder Bohrung, wobei die Ein
richtung eine zylindrische Hochfrequenzspule zum Umfassen
wenigstens eines Teils einer zu testenden Probe umfaßt, wobei
die Öffnung oder Bohrung und die Spule beide offene untere
Enden aufweisen und umfaßt eine Einrichtung zum Anheben und
Absenken eines vertikal orientierten, länglichen Behälters, der
eine zu testende Probe hält durch die offenen unteren Enden in
die Öffnung oder Bohrung und die Spule hinein und aus diesen
heraus.
Die vorliegende Erfindung wird zur Erläuterung unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, bei denen
Fig. 1 eine perspektivische isometrische Ansicht einer
magnetischen Resonanz-Einrichtung darstellt, die gemäß
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht der Einrichtung nach Fig. 1 ist,
wobei die Schnittansicht längs der Linien 2-2 der
Fig. 1 abgenommen ist;
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Teils der Einrichtung nach
Fig. 1 ist, wobei die Schnittansicht längs der Linien
3-3 in Fig. 1 betrachtet ist; und
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Steuerschaltkreises ist, der
für die Verwendung mit der Ausführungsform nach Fig. 1
geeignet ist.
Die Fig. 1 ist eine isometrische Darstellung eines magnetischen
Resonanz-Spektrometers 10, das in allgemeiner Form einen supra
leitenden Magneten 12 umfaßt, der eine zentrale Öffnung oder
Bohrung 14, eine Vorrichtung 16 zum Handhaben und Testen einer
Probe und Lagerbeine 18, 20 aufweist. Das Testen wird innerhalb
der zentralen Bohrung 14 in einem länglichen Probenbehälter
oder Testrohr 22 durchgeführt, das oben mit einem luftgetriebe
nen Motor 24 versehen ist, und unten durch einen Stempel 26
abgestützt wird. Der Behälter 22 ist durch eine zylinderförmige
Hochfrequenzspule 27 umgeben dargestellt. Die Bewegung des
Stempels 26 und damit des Testrohrs 22 wird durch eine Vorrich
tung 28 gesteuert. Die Testrohre 22 werden in Ausrichtung mit
dem Stempel 26 und der zentralen Bohrung 14 mittels eines Pro
benhalters 30 plaziert, der sich durch die Kraft und unter
Steuerung einer Transportvorrichtung 34 durch einen Kanal 32
bewegt. Jede Probe ist dadurch mit dem Stempel 26 und der zen
tralen Bohrung 14 ausgerichtet.
Die Fig. 2 zeigt eine Teilansicht der Vorrichtung nach Fig. 1,
die längs der Linien 2-2 geschnitten ist. Ganz allgemein sind
der supraleitende Magnet 12, der luftgetriebene Motor 24, die
Hoch-(Funk-)frequenzspule 27, eine Führungseinrichtung 36,
der Probenhalter 30, der eine in einem Testrohr 22 enthaltene
Probe umfaßt, eine Transporteinrichtung 34 für den Probenhalter
30 und der Stempelmechanismus 26 gezeigt. Der supraleitende
Magnet 12 umfaßt typischerweise eine supraleitende Spule 38
und eine oder mehrere supraleitende Ausgleichsspulen 40, die
in einem Bad 42 aus flüssigem Helium mit annähernd vier Grad
Kelvin angeordnet sind. Das Heliumbad 42 ist von einem Bad
44 aus flüssigem Stickstoff umgeben, das eindringende Wärme
isoliert und absorbiert, um zu ermöglichen, daß das flüssige
Helium für eine längere Zeit aufrechterhalten wird, bevor es
wieder aufgefüllt werden muß. Die Temperatur des flüssigen
Stickstoffs ist siebenundsiebzig Grad Kelvin. Der Tank 44
für den flüssigen Stickstoff ist weiterhin in einem Vacuum
tank eingeschlossen, der nicht dargestellt ist, und eine Iso
lation aufweist, wie beispielsweise gefaltetes oder zerklei
nertes Mylar, um die Absorption der Strahlungshitze zu ver
mindern. Der supraleitende Magnet 12, wie er insoweit be
schrieben wurde, ist von Oxford Instruments in Oxford, England
im Handel erhältlich.
Der supraleitende Magnet 12 umgibt die vertikal ausgerichtete
zentrale Bohrung 14. Ganz allgemein sind innerhalb der zentra
len Bohrung 14 der durch Luft angetriebene Motor 24, Raumtem
peratur-Ausgleichsspulen 46, die Hochfrequenzspule oder -probe
27 und die Führungseinrichtung 36 angeordnet.
Der luftgetriebene Motor 24 umfaßt ein Statorteil 46, das in
einer festen Lage innerhalb der zentralen Bohrung 14 gehalten
wird, und einen Rotor 50, der durch den Stator 46 umfaßt wird
und innerhalb dessen Umgrenzung freiliegt, um zu rotieren. Der
luftgetriebene Motor 24 wird durch komprimierte Luft angetrie
ben, die durch eine Luftzuführungsleitung 52 zugeführt wird,
die infolge von (nicht dargestellten) verschiedenen Düsen ver
anlaßt wird, in einem Winkel auf den Rotor 50 aufzutreffen. Die
Reibung zwischen Rotor 50 und dem Stator 48 wird dadurch klein
gehalten, daß ein sehr dünnes Luftlager zwischen diesen Teilen
aufrechterhalten wird. Zu diesem Zweck wird Lagerluft durch das
Statorteil 48 über eine Zuführungsleitung 54 zugeführt. Die
Lagerabstände, die in dem luftgetriebenen Motor 24 aufrechter
halten und vorgesehen sind, sind in der Größenordnung von
0.000 5 oder ein halbes tausendstel eines Zolls oder weniger.
Diese Lagerabstände sind kleiner als die durchschnittliche
Dicke eines Stückes des menschlichen Haars und ermöglichen es,
daß der Rotor sich in einem weiteren Bereich von Geschwindig
keiten dreht, während die Größe der Reibung zwischen den Teilen
absolut klein gehalten wird. Große Geschwindigkeiten werden
typischerweise durch Erhöhen der durch die Zuführungsleitung
52 zugeführten Luft erreicht. Da eine höhere Geschwindigkeit
eine größere Belastung zwischen dem Rotor und dem Stator her
vorruft, muß in ähnlicher Weise die Lagerluft unter einem
höheren Druck durch die Zuführungsleitung 52 zugeführt werden,
um die Reibung mit einem kleinen Betrag aufrechtzuerhalten.
Nachdem ein Zuführen dieses Betrags an Luft in den Motor 24
vorgegeben ist, ist auch in Form eines Luftauslasses 56 eine
Einrichtung zum Abführen dieser Luft vom Stator vorgesehen. Der
Zweck besteht darin, die Menge der verwendeten und der ver
brauchten Antriebs- und Lagerluft zu vermindern, die in den Be
reich des Probentestrohrs entweicht und eine Temperaturverände
rung der Probe bewirkt. Die Temperatur ist ein sehr kritischer
Faktor in der Hämatologie und es ist daher eine Einrichtung zum
Aufrechterhalten der Temperatur der Testprobe innerhalb von
wenigen Grad einer vorgegebenen Temperatur vorgesehen. Insoweit
vermindert oder verhindert das Entfernen der verbrauchten Luft
von dem Antriebsmotor 24 eine Temperaturveränderung durch die
Antriebs- und Lagerluft. Eine weitere Temperaturstabilisierung
kann dadurch erreicht werden, daß das Probentestrohr in eine
temperaturüberwachte Luft eingetaucht wird, während es inner
halb der Hochfrequenzspule angeordnet ist.
Luftgetriebene Motoren der gezeigten Art sind allgemein be
kannt. Jedoch ist es für die Zwecke der vorliegenden Erfindung
notwendig, einen Motor zu verwenden, der vollständig aus eisen
losem Material aufgebaut ist. Aluminiumstatoren sind allgemein
bekannt, jedoch sind die Rotoren typischerweise aus Stahl. Bei
spiele von Materialien, die für den Rotoraufbau geeigneter sein
können, sind Plastik, Keramik und Epoxyde.
Der Rotor 50 umfaßt eine Welle 58, die eine nach unten gerich
tete, konisch geformte Aufnahme 60 aufweist, die an dem unteren
Ende angeordnet ist. In der konischen Aufnahme 60 ist eine
ringförmige Dichtung oder ein O-Ring 62 vorgesehen. Zusammen
bilden diese Teile des Rotors 50 eine Einrichtung zum Aufnehmen
eines eine Probe enthaltenden Testrohrs oder Behälters 22 an
dessen oberem Ende.
Die Probentestrohre oder Behälter 22 sind typischerweise mit
großer Genauigkeit hergestellt und weisen einen äußeren Durch
messer von ungefähr 5 mm und eine Länge auf, die kleiner ist
als fünf Zoll und typischerweise drei Zoll (7,62 cm). Das
obere Ende, das in Fig. 2 gezeigt ist, ist mit hoher Genauig
keit derart geschliffen, daß es eine halbkreisförmige Ober
fläche aufweist, um mit der Aufnahme 60 zusammenzuwirken. Der
artig ausgebildete Testrohre sind von verschiedenen Herstellern
erhältlich, die in der Herstellung von Testrohren mit hohen
Toleranzanforderungen erfahren sind und derartige Testrohre
werden typischerweise dadurch hergestellt, daß Glas über einen
Kohlenstoffdorn gespritzt oder gepreßt wird und dann die
äußere Oberfläche entsprechend den gewünschten Spezifikationen
geschliffen wird. Ein Hersteller derartiger Testrohre ist Wil
mad in New Jersey.
Innerhalb der zentralen Bohrung 14 ist weiterhin die Führungs
einrichtung 36 befestigt. Die Führungseinrichtung 36 umfaßt
typischerweise einen Zentralkanal 64, der einander gegenüber
liegende Führungsschlitze 65 und ein Paar von Ausrichteinrich
tungen 66 und 68 aufweist. Die untere Ausrichteinrichtung 66
ist zum Zentrieren des Probentestrohrs 22 und des Stempels 26
vorgesehen, sobald diese in den Kanal 64 eindringen und die
obere Ausrichteinrichtung 68 ist ein konischer Stumpf oder eine
abgestumpfte konische Schulter 68, die für das Zentrieren des
Probentestrohrs 22 und des Stempels 26 vorgesehen ist, sobald
das Testrohr die bei 70 gezeigte Testposition erreicht. Das
Zentrieren der konischen Schulter 68 bringt das untere Ende des
Probenrohrs 22 in eine Stellung längs der konzentrischen Mitte
der zylindrischen Hochfrequenzspule 27 und des Drehmittelpunkts
der Rotorwelle 58.
Der Probenhalter 30 ist in einer Position gezeigt, in der er
das Probentestrohr 22 in eine vertikale Richtung bringt und es
mit der ungefähren Mitte des Kanals 64 ausrichtet. Der Proben
halter 30 wird in dieser Stellung gehalten und andernfalls
durch die Transporteinrichtung 64 so gesteuert, welche ihrer
seits mittels eines Sensorschalters und eines programmierten
Schrittmotors 71 in Fig. 1 gesteuert wird. Der Schrittmotor 71
umfaßt einen Rotor, der eine Mehrzahl von magnetisch iden
tischen Ruhe- oder Haltepositionen aufweist. Auf diese Weise
ist, immer wenn der Probenhalter 30 in einer Position ist, in
der eine Probe in den Kanal 64 eingeführt werden soll und
unabhängig von der Probe, das magnetische Profil, das durch den
Schrittmotor der Magnetresonanz-Einrichtung bereitgestellt
wird, identisch. Weiterhin kann ein Getriebe zwischen dem
Schrittmotor und dem Antriebsmechanismus vorgesehen werden, so
daß die Entfernung, die durch den Rotor zwischen der Ausrich
tung von benachbarten Prüftestrohren zurückgelegt wird, genau
eine Umdrehung ist, um wiederum ein identisches magnetisches
Profil für jede zu testende Probe zu erzeugen.
Der Probenhalter 30 umfaßt eine Mehrzahl von Bohrungen 72, die
in vertikaler Richtung durch den Halter 30 angeordnet sind.
Jede Bohrung ist für das Halten einer eigenen Blutprobe zum
Testen vorgesehen und umfaßt typischerweise eine Lippe 74 in
der Nähe ihres unteren Endes, um eine Öffnung 76 mit vermin
dertem Durchmesser am unteren Ende der Bohrung bereitzustellen.
Dies ermöglicht den Eintritt des Stempels 26 in die Bohrung,
verhindert aber, daß das Probentestrohr 22 durch die Bohrung
hindurchfällt und bewirkt somit, daß es darin festgehalten
wird. Weiterhin ist innerhalb jeder Bohrung 72 ein Stempel
führungskanal 78 vorgesehen, der die Ausrichtung des Stempels
26 in der ungefähren Mitte jeder Bohrung 72 aufrecht erhält.
Weiterhin ist in der Nähe der Unterseite jeder Bohrung 72
und oberhalb der Lippe 74 eine Sensorsichtöffnung 80 vorge
sehen. Diese Sensorsichtöffnung wird verwendet, um die Abwe
senheit oder Anwesenheit eines Probentestrohres in der Grund
position innerhalb der Bohrung 72 festzustellen. Eine Infrarot
quelle ist an einem Ende der Bohrung 80 angeordnet und ein
Infrarotdetektor ist an dem anderen Ende angeordnet und das
Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Testrohrs 22 wird
durch das Fehlen bzw. das Auftreten des Infrarotsignals ange
zeigt.
Der Probenhalter 30 ruht auf einer Stützfläche 82 und wird
längs dieser durch einen Transportriemen 83 angetrieben, der
ein Teil der Transportvorrichtung 34 ist. Die Stützfläche 82
weist eine Öffnung 84 auf, die, ausgerichtet zur zentralen
Bohrung 14, durch jene hindurch angebracht ist. Die Öffnung 84
ist Teil eines ausgebildeten Kanals 86, der den Stempel 26 in
Ausrichtung mit der zentralen Bohrung 14 hält. Der Stempel 26
umfaßt einen festen Bereich 88 und einen flexiblen Bereich 90.
Der feste Bereich 88 umfaßt eine konisch ausgebildete Stelle 92,
die innerhalb des festen Bereichs 88 federnd befestigt ist, um
mit den unteren Ende des Probentestrohrs 22 zusammenzuwirken.
Das obere Ende 94 des festen Stempels 88 umfaßt eine Zentrier
schräge 96 zum Zusammenwirken mit den Ausrichtanordnungen 66
und 68 der Führung 36.
Ein flexibles Antriebsband 90 ist typischerweise ein Plastik
band, das druckbeständig ist, um den festen Stempel 88 abzu
stützen und es ist derart dimensioniert, daß es die Breite des
festen Stempels 88 an dem Grenzbereich beibehält, der durch
seitliche Rippen 98 gebildet ist. Auf diese Weise ist das An
triebsband 90 in ähnlicher Weise in Ausrichtung mit der Bohrung
14 mittels der Führungskanäle 78 und 65 gehalten. Das andere
Ende des Antriebsbandes 90 ist an einem Antriebsrad 102 be
festigt, das gedreht wird, um die Bewegung und die Position des
gesamten Stempels 26 zu steuern. Die Winkelposition des An
triebsrads 102 wird mittels eines Antriebsriemens 104 und eines
Schrittmotors 106 gesteuert. Weiterhin wird die Position des
Antriebsrads 102 mittels eines infraroten Lichtpositionssensors
108 abgetastet, der in Verbindung mit einer Anzeigescheibe 110
verwendet wird, die mit dem Antriebsrad 102 rotiert. Diese An
ordnung bewirkt, daß der Rotor des Schrittmotors 106 immer in
derselben Position ist, wenn der Stempel in seiner höchsten
Stellung ist, und damit ein identisches magnetisches Profil für
den Magneten 12 bei jedem Testvorgang darstellt.
Die Fig. 3 ist eine Teilschnittansicht der zentralen Bohrung 14
nach Fig. 1, wenn diese längs der Sichtlinie 3-3 betrachtet
wird. Die Fig. 3 zeigt größere Einzelheiten der zentralen Boh
rung 14 einschließlich der Hochfrequenzspule 27. Die Hochfre
quenzspule ist ihrer Form nach zylindrisch und umgibt ein
zylindrisches Glasführungsrohr 114, in das das Testrohr 22 ein
gebracht wird und für den Test gedreht wird. Die Spule 27 und
der Führungskörper 114 werden durch eine Tragvorrichtung 115
befestigt, die ein Teil 118 aufweist, welches aus dem Boden der
zentralen Bohrung 14 für ein Entfernen und für Wartungszwecke
herausragt. Das obere Ende 63 des Testrohrs 22 weist die prä
zise geschliffene halbkugelförmige Form auf und wirkt mit dem
O-Ring 62 zusammen, der in der konischen Aufnahme 60 vorgesehen
ist. Das untere Ende des Testrohrs 22 trägt einen Verschluß
122, der eine nach unten gerichtete konische Aufnahme 124 auf
weist. Die Stelle 126 umfaßt einen Schlitz 128, durch den ein
Niet 130 den Punkt 126 hält und ihn am Drehen hindert. Eine
Feder 132 übt eine nach oben gerichtete Kraft auf den Punkt 126
aus, um das Testrohr 22 in Wirkverbindung mit dem O-Ring 62 zu
halten.
Das obere Ende des festen Stempelteils 88 umfaßt auch eine
konische Schräge 134, die mit der Ausrichteinrichtung 66 an dem
Boden der Führungseinrichtung 36 zusammenwirkt, um den Stempel
26 zu zentrieren und sie wirkt weiterhin mit der kegelstumpf
förmigen Schulter 68 zusammen, um die Stelle 126 an der Mittel
linie der Rotorwelle 58 zu zentrieren.
Die Fig. 3 zeigt auch den festen Stempelbereich 88, der ein
Paar von seitlichen Rippen 98 an seinen entgegengesetzten Sei
ten aufweist, um die Führungsrillen 78 und 65 aufzunehmen und
den festen Stempel 88 in Ausrichtung mit der zentralen Bohrung
14 zu halten. Wie erwähnt, behält das flexible Band 90 die
Breite des festen Stempelbereichs 88 bei, so daß es ebenfalls
durch die Führungsschlitze 65 geführt wird.
Die Fig. 3 zeigt weiterhin die Sichtbohrung 80, die durch den
Testrohrhalter 30 hindurch angeordnet ist. Eine infrarote
Lichtquelle 136 ist ständig beleuchtet, um ein Abtastlicht durch
die Sichtbohrung 80 für die Erkennung durch den Infrarotsender
112 bereitzustellen. Wenn das Band 90 in der Bohrung 72 vor
handen ist, wird das Infrarotlicht nicht gestört. Wenn das
Testrohr 22 in der Ruheposition in der niedrigsten Stellung der
Bohrung 72 ist, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, wird das infra
rote Licht durch die Abdeckung der Probe gestört, so daß das
Vorhandensein des Testrohrs 22 erkannt werden kann.
Schließlich zeigt die Fig. 3 den Transportriemen 83 der Trans
porteinrichtung 34, der den Probenhalter 30 positioniert.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform die Kombination der Ein
richtung zum Erfassen und zum Drehen in einem einzigen Gerät
zeigt, sollte der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung die
Verwendung von getrennten Einrichtungen für diese Zwecke ermög
lichen.
Die Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm eines Schaltkreises, der für
die Verwendung zum Steuern der beschriebenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Es wird eine Unter
scheidung getroffen zwischen demjenigen Schaltkreis, der in der
Testeinrichtung 10 vorhanden ist, und demjenigen Schaltkreis,
der normalerweise in einer getrennten Steuerkonsole 140 unter
gebracht werden würde. Die Steuerkonsole 140 umfaßt eine zen
trale Verarbeitungseinheit 142, die eine Anzeigeeinheit 144 und
eine Steuertastatur 146 aufweist. Diese Vorrichtung kann die
Form eines allgemein verfügbaren Personalcomputers mit einer
geeigneten Steuersoftware aufweisen. Der Rest der Ausrüstung in
der Steuerkonsole 140 umfaßt Schnittstellenbauteile, die für
die Magnetresonanz-Einrichtung 10 besonders ausgebildet sind.
Dieser Steuerschaltkreis umfaßt einen Digital-Analog-(D/A-)
Umsetzer 148 für die Raumtemperaturausgleichsspulen 46 der Ein
richtung 10. Die Ausgleichsumsetzer 140 empfangen digitale
Steuersignale von der zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 142
über eine Steuerleitung 150 und setzen diese Signale in ge
steuerte analoge Leistungssignale für die Ausgleichsspulen 46
um. Der verbleibende Schnittstellenschaltkreis umfaßt die Hoch
frequenz-Leistungsversorgung 152, die einen Digital-Analog
(D/A-)Umsetzer und einen Analog-Digital-(A/D-)Umsetzer als
Schnittstelle für die Hochfrequenzspule 27 umfaßt. Die CPU 142
stellt digitale Steuersignale über eine Steuerleitung 154 der
Hochfrequenz-Leistungsversorgung 152 zur Verfügung. Die Digital-
Analog-Umsetzer innerhalb der Versorgung 152 erzeugen eine ge
steuerte Hochfrequenzleistung für die Hochfrequenzspule 27 über
die Leitungen 156. Dieselben Leitungen 156 führen die Hochfre
quenzsignale, die durch die Hochfrequenzspule 27 empfangen
werden, zurück, wobei die Hochfrequenzsignale in digitale Daten
für die CPU 142 durch die A/D-Umsetzer in der Hochfrequenz-
Leistungsversorgung 152 umgesetzt werden.
Die CPU 142 ist auch mit einer kleinen, in der Testeinrichtung
10 untergebrachten zentralen Verarbeitungseinheit oder einem
Mikrocomputer 158 über einen Bus 160 verbunden. Die Testein
richtung umfaßt auch einen Speicher 162 und einen weiteren Bus
164 zum Verteilen von Steuersignalen und Abtastsignalen inner
halb der Einrichtung 10. Unter den Bauteilen, die mit dem Bus
164 verbindbar sind, sind die Infrarotsensoren 108 und 112 der
Fig. 2 bzw. 3.
Zusätzlich ist ein Fotodetektor 166 gezeigt, der in dem luft
getriebenen Motor 24 vorhanden ist, und dessen Signal von der
Drehgeschwindigkeit des Rotors 50 abhängt. Der Fotodetektor 166
enthält eine Lichtquelle und einen Sensor, die außerhalb der
zentralen Bohrung 14 angebracht sind, und die mit dem Stator 46
und dem Rotor 50 über eine faseroptische Lichtverbindung in
Verbindung treten, die in die Bohrung 14 zu dem Motor 24
hineinführt, um die elektrische Einwirkung auf das magnetische
Feld möglichst klein zu halten.
Weiterhin ist ein Mikroschalter 168 gezeigt, der die Anwesen
heit und die Position eines Probenhalters 30 längs der Ober
fläche 82 festlegt. Es sind auch zwei Schrittmotortreiber 170,
172 gezeigt, die für die Leistungsversorgung der Schrittmotoren
106 und 71 nach den Fig. 2 bzw. 1 verwendet werden. Schließlich
sind ein Digital-Analog-Umsetzer 174 für die Steuerung des
Luftflusses und ein oder mehrere Luftventile gezeigt. Der
D/A-Umsetzer 174 empfängt digitale Steuersignale von der CPU
und setzt diese in analoge Treibersignale für die Steuerventile
176 um, und ermöglicht daher eine Computersteuerung der Dreh-
und Lagerluft, die dem Antriebsmotor 24 über die Zuführungs
leitungen 52 und 54 zugeführt werden.
Zum Einleiten des Testens der Proben plaziert eine Bedienperson
die Probentestrohre in einem Probenhalter 30, wie er in Fig. 1
gezeigt ist, und führt ihn in den Anfang des Kanals 32 ein. Der
Computer bewegt den Probenhalter 30 unter Verwendung von Signa
len von dem Mikroschalter 168 und der Transporteinrichtung 34
fort, bis die erste Bohrung 72 mit dem Kanal 64 der Führungs
einrichtung 36 und der Öffnung 84 in der Stützfläche 82 ausge
richtet ist. Wenn der Infrarotsender 112 nicht das Vorhanden
sein eines Testrohrs 22 erkennt, bewegt der Computer den Proben
halter 30 fort, bis die nächstfolgende Bohrung ausgerichtet ist
usw., bis der Probenhalter sein Ende erreicht. Wenn das Vorhan
densein eines Testrohrs 2 durch den Infrarotsender 112 erkannt
wird, wird der Stempel durch den Schrittmotor 106 aktiviert.
Das Antriebsrad 102 wird in der Richtung der Pfeile gedreht,
was bewirkt, daß der Stempel 26 sich nach oben bewegt. Die
Stelle 126 des Stempels 26 bewegt sich durch die Öffnung 84
hindurch und tritt in Wirkverbindung mit der nach unten gerich
teten konischen Aufnahme 124 der Testrohrabdeckung 122. Der
Stempel 26 bewegt sich weiterhin nach oben, hebt das Testrohr
22 durch den Kanal 64. Sobald die Spitze des festen Stempel
teils 86 die Ausrichtungsschräge 66 passiert, wird eine Aus
richtung mit dem Kanal 64 sichergestellt. Weiterhin wirken die
seitlichen Rippen 98 des festen Stempelteils mit den Führungs
schlitzen 78 und 65 zusammen, um weiterhin eine Ausrichtung des
Stempels 26 aufrechtzuerhalten. Wenn die schrägen Schultern 134
des festen Stempelteils 86 die kegelstumpfförmige Schulter 68
erreichen, ist der Stempel längs der Drehmitte der Rotorwelle
58 zentriert.
Ungefähr zur selben Zeit kommt die halbkreisförmige Spitze 63
des Testrohrs 22 mit dem O-Ring 62 in der nach unten gerichteten
konischen Aufnahme der Rotorwelle 58 in Berührung. Innerhalb
von weniger als einer Sekunde der Berührung zwischen beiden be
schleunigt die Drehwelle 58 das Testrohr 22 bis zu seiner nor
malen Testgeschwindigkeit von annähernd 25 bis 30 Umdrehungen
pro Sekunde. Zufällige Berührungen zwischen vielen Testrohren
und dem O-Ring 62 bewirken eine zufällige oder gleichmäßige Ab
nützung des O-Rings 62, der daher kein kritisches Problem dar
stellt. Während die Motorwelle 58 sich ständig dreht, überwacht
der Fotodetektor 166 ständig ihre Geschwindigkeit und die CPU
158 hält durch die Verwendung des Luft-D/A-Umsetzers 174 und
der Ventile 176 diese Geschwindigkeit ständig auf einem kon
stanten Wert.
Sobald das Testrohr 22 sich dreht, werden anfängliche Magnet
resonanztests durchgeführt, um die beste Einstellung für die
Raumtemperatur-Ausgleichsspulen 46 zu bestimmen. Die CPU 162
enthält Software, die die anfänglich zurückgeführten Hochfre
quenzsignale auswerten kann, und berechnet Ausgleichsspulen-
Einstellungen, um Feldungleichheiten zu kompensieren. Diese
Auswertungen und Einstellungen der Leistung der Ausgleichs
spulen können mehrfach durchgeführt werden, um das magnetische
Feld zu einem sehr hohen Gleichmäßigkeitsgrad auszugleichen,
der für den auszuführenden Test kritisch sein kann. Wenn die von
der Spule 27 zurückgeführten Hochfrequenzsignale nicht mehr
verbessert werden können durch Änderungen der Ausgleichsspulen-
Einstellungen, können für die Probe Magnetresonanztests in
vollem Umfang durchgeführt werden. Hierzu wird die Probe mit
verschiedenen Frequenzen der Hochfrequenzenergie kurzzeitig
beaufschlagt und die empfangenen Magnetresonanz-Hochfrequenz
signale werden für jede Pulsfrequenz aufgezeichnet. Sobald das
Resonanztesten beendet ist, wird der Stempel 26 durch den Kanal
64 mittels des Schrittmotors 106 abgesenkt, bis er seine nie
drigste Position erreicht, die durch den Infrarotsensor 108
angezeigt wird. An dieser Stelle wird der Infrarotsensor 112
getestet, um zu erkennen, ob das Testrohr 22 zu dem Proben
halter 30 zurückgekehrt ist. Wenn Infrarotlicht durch den Sen
sor 112 erkannt wird, wird der Stempel 26 erneut zu seiner
höchsten Position angehoben und abgesenkt in einem Versuch, das
Testrohr wieder zu erfassen. Die Einrichtung umfaßt Sicher
heitsmerkmale dahingehend, daß die Rotorwelle 58 sich konstant
dreht, wodurch typischerweise sichergestellt wird, daß das
Testrohr 22 nicht steckenbleiben wird und dem Stempel 26 ab
wärts folgen wird, bis er den Probenhalter 30 erreicht. So
bald der Stempel unten ist und ein Testrohr 22 durch den Sensor
112 festgestellt wird, bewirkt die CPU 158, daß der Schritt
motor 71 den Probenhalter 30 zu der nächsten zu testenden Probe
weiterbewegt.
Die Ausführungsformen der beschriebenen vorliegenden Erfindung
weisen viele Vorteile über die verschiedenen Einrichtungen auf,
die bei dem Stand der Technik verwendet werden. Diese Vorteile
umfassen die Sicherheit und die Wiederholbarkeit der Hand
habung der Proben, die Verhinderung hoher Kosten und eines
großen Aufbaus der Einrichtung zur Handhabung der Proben, die
Genauigkeit und die Wiederholbarkeit der Drehzentrierung des
Testrohrs 22, die verminderte Menge an erforderlicher sauberer
Antriebsluft, die sehr klein gehaltenen Auswirkungen der Ein
richtung zur Handhabung der Proben auf das magnetische Feld,
wodurch ein leichterer Ausgleich und eine bessere Feldgleich
mäßigkeit erreicht wird, den sehr kleinen Raumbedarf, der für
die Einrichtung zur Handhabung der Proben erforderlich ist,
den Geschwindigkeitsbereich des luftgetriebenen Motors 24, den
Sicherheitsfaktor, der die Hochfrequenzspule 27 vom Zerbrechen
der Probentestrohre schützt und die sofortige Beschleunigung
der Testrohre 22 zur Verhinderung von Testverzögerungen.
Ein wichtiger Vorteil eines vorhandenen Luftmotorsystems, wie
es hier offenbart ist, ist der verfügbare Geschwindigkeits
bereich des Motors. Da die Einrichtungen nach dem Stand der
Technik komprimierte Luft verwendeten, um die Testproben in die
zentrale Bohrung abzusenken und aus dieser herauszuführen und
damit den Rotor nicht in der erfaßten Position beibehielten,
ist die Luftmenge, die an dem unteren Ende des Rotors und der
Probe auftreten kann, in derartigen Systemen begrenzt im Ver
gleich zu derjenigen, die dem Gewicht des Rotos und der Probe
entgegenwirkt. Wenn höhere Drehgeschwindigkeiten erforderlich
sind, so muß auch der Fluß der Lagerluft erhöht werden. Wenn
man oberhalb der kritischen Grenzen der Systeme nach dem Stand
der Technik geht, führte dies üblicherweise zu einem Auswurf
der Probe aus der Magnetresonanz-Einrichtung. Die Vorrichtungen
nach dem Stand der Technik waren für die Hämatologie geeignet,
da der hohe Wasser- und Wasserstoffgehalt des Bluts und die
Konsistenz es ermöglichen, daß entsprechende Auswertungen inner
halb der Grenzen der Systeme nach dem Stand der Technik erhal
ten werden können. Weiterhin tritt bei dem Testen von Flüssig
keiten ein Phänomen auf, das als Verwirbelung bezeichnet wird,
und das in Abhängigkeit von der Konsistenz der Flüssigkeit
oberhalb der Drehgeschwindigkeit von ungefähr 30 bis 35 Umdre
hungen pro Sekunde auftritt. Obwohl andere Mittel verfügbar
sind zum Verhindern der Verwirbelung, wie beispielsweise die
Verwendung von Absperrgliedern innerhalb der Probe, so hat doch
die Verfügbarkeit von geeigneten Maßnahmen unterhalb dieses
Geschwindigkeitsbereiches den Bedarf für höhere Geschwindig
keiten bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik nicht
aufkommen lassen. Im Gegensatz hierzu kann die Einrichtung
nach der vorliegenden Erfindung, die den luftgetriebenen Motor
24 umfaßt, verwendet werden, um neben dem Blut andere Proben
zu testen, die eine höhere Drehgeschwindigkeit erfordern würden.
Die Ausführungsformen der oben beschriebenen Erfindung sind
dazu vorgesehen, als beispielhaft und nicht als beschränkend
angesehen zu werden. Verschiedene Modifikationen und Verände
rungen können bei den oben erwähnten Ausführungsformen ausge
führt werden, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Er
findung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen de
finiert ist.
Claims (29)
1. Einrichtung für die Magnetresonanz-Spektroskopie zum Testen
einer Probe, die in einem länglichen Behälter (22) mit einander
gegenüberliegenden Enden enthalten ist, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (12) zum
Anregen und zum Erkennen einer Magnetresonanz vorgesehen ist
und daß die Einrichtung (12) eine vertikal orientierte zentrale
Öffnung (14) mit einem einen Behälter (22) aufnehmenden Bereich
zum Aufnehmen der zu testenden Probe aufweist und eine Einrich
tung (24, 26) zum Erfassen des Behälters (22) an dessen ent
gegengesetzten Enden und zum Drehen des Behälters (22) auf
weist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einrichtung zum Erfassen und Drehen
(24, 26) eine luftgetriebene Motoreinrichtung (24) umfaßt, die
innerhalb der zentralen Bohrung (14) und oberhalb des den Be
hälter (22) aufnehmenden Bereichs angeordnet ist, um ein Ende
des Behälters (22) zu erfassen und den auf diese Weise erfaßten
Behälter (22) zu veranlassen, sich zu drehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die luftgetriebene Motoreinrichtung
(24) eine Einrichtung (52, 54) zum Zuführen von Antriebsluft
für die Verwendung zum Antrieb und zum Schmieren der Motorein
richtung (24) enthält und eine Einrichtung (56) zum Entfernen
der verbrauchten Luft enthält, um die Berührung zwischen der
verbrauchten Luft und dem Behälter (22) zu vermindern.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Motor (24) eine nach unten gerich
tete konische Aufnahme (60) enthält, die eine kreisförmige,
daran befestigte Dichtung (62) zum Erfassen eines Endes des
Behälters (22) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einrichtung zum Erfassen und Drehen
(24, 26) einen Stempel (26) aufweist, der unterhalb des Behäl
ters (22) angeordnet ist, um das andere Ende des Behälters (22)
rotierend abzustützen und um ein Zusammenwirken des einen Endes
des Behälters (22) mit der Motoreinrichtung (24) zu bewirken.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Stempel (26) eine Ausrichteinrich
tung (66, 68) zum Zentrieren des Stempels (26) aufweist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie einen länglichen Behälter (22) für
die Probe mit einander gegenüberliegenden Enden aufweist, wobei
das eine Ende für das Erfassen in der konischen Aufnahme (60)
der Motoreinrichtung (24) teilweise kugelförmig ausgebildet
ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Behälter (22) für die Probe ein
Testrohr ist, das weniger als 5 Zoll lang ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß das andere Ende des Behälters (22) eine
nach unten gerichtete, konisch geformte Aufnahme (60) zum Auf
nehmen des Stempels (26) darin aufweist und daß der Stempel
(26) eine Stelle zum Berühren der Aufnahme (60) des Behälters
(22) aufweist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Stempel (26) eine Federein
richtung (132) zum Vorspannen der Stelle in Berührung mit der
Aufnahme (60) am anderen Ende des Behälters (22) aufweist.
11. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einrichtung (12) zum Erregen
und zum Erkennen der magnetischen Resonanz eine innerhalb der
zentralen Öffnung (14) und unterhalb der luftgetriebenen Motor
einrichtung (24) angeordnete Hochfrequenzspule (27) enthält zum
Erregen und Messen der magnetischen Resonanz innerhalb der zu
testenden Probe und daß die Hochfrequenzspule (27) im allge
meinen zylindrisch ausgebildet ist, um wenigstens einen Bereich
der Probe zu umfassen.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Hochfrequenzspule (27) einen
Durchmesser aufweist, der dazu geeignet ist, physikalisch ihre
Meßempfindlichkeit zu reduzieren, um dadurch die Größe von
empfangenen Störungssignalen zu reduzieren.
13. Einrichtung zur Magnetresonanz-Spektroskopie zum Testen
einer in einem länglichen Behälter (22) enthaltenen Probe, wobei
der Behälter (22) einander gegenüberliegende Enden aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Einrichtung (121) zum Erregen und Erkennen einer magnetischen
Resonanz mit einer vertikal orientierten zentralen Öffnung (14)
vorgesehen ist, die eine zylindrische Hochfrequenzspule (27) zum
Umfassen eines Bereichs einer zu testenden Probe enthält, daß
die Öffnung (14) und die Spule (27) beide offene untere Enden
aufweisen und daß eine Einrichtung (16) zum Anheben und Absenken
eines vertikal ausgerichteten länglichen Probenbehälters (22)
durch die offenen unteren Enden in die Öffnung (14) und die
Spule (27) hinein und aus diesen heraus vorgesehen ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einrichtung (16) zum Anheben
und Absenken eine vertikale Führungseinrichtung (36) und einen
Stempel (26) umfaßt, der dazu geeignet ist, den Behälter (22)
abzustützen und ihn durch die Führungseinrichtung (36) zu be
wegen.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (36)
eine Ausrichteinrichtung (66, 68) zum Zentrieren des Stempels
(26) umfaßt, wenn sich der Behälter (22) innerhalb der Spule
befindet.
16. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Behälter (22) ein unteres
Ende mit einer konisch geformten Aufnahme (60) zum Erfassen des
Stempels (26) aufweist und daß der Stempel (26) eine konisch
geformte Stelle zum Berühren der Aufnahme des Behälters (22)
aufweist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Stempel (26) eine Federvor
richtung (132) zum Vorspannen der Stelle in Berührung mit der
Aufnahme an dem unteren Ende des Behälters (22) umfaßt.
18. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Einrichtung (66, 68) zum
Ausrichten des Behälters (22) in vertikaler Richtung unterhalb
der Führungseinrichtung (36) und oberhalb des Stempels (26)
vorgesehen ist.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einrichtung (66, 68) zum
Ausrichten einen Behälterhalter (30) umfaßt, der eine senkrechte
Bohrung hat, die hindurchführt, wobei die Spitze der Bohrung
dazu geeignet ist, den Behälter (22) dadurch aufzunehmen.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bohrung des Halters (30)
eine Bodenöffnung umfaßt, die dazu geeignet ist, es dem Stempel
(26) zu ermöglichen, durch diese hindurchzutreten und den Be
hälter (22) daran hindert, durch diese hindurchzutreten.
21. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einrichtung (66, 68) zur
Ausrichtung eine Oberfläche zum Abstützen des Halters (30) um
faßt und die Oberfläche eine Öffnung umfaßt, die es erlaubt,
daß der Stempel (26) durch diese hindurchtritt.
22. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ausrichten
einen elektrischen Schrittmotor (106) umfaßt mit einem Rotor,
der magnetisch identische Haltepositionen aufweist, um einen
identischen magnetischen Einfluß auf die Spektroskopie-Ein
richtung unabhängig von der Halteposition des Rotors bereit
zustellen.
23. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anheben und
zum Absenken eine Dreheinrichtung zum Steuern der Position des
Stempels (26) und einen elektrischen Schrittmotor (106) auf
weist, der einen mit der Dreheinrichtung verbundenen Rotor hat,
wobei der Rotor magnetisch identische Haltepositionen zum Be
reitstellen eines identischen magnetischen Einflusses auf die
Spektroskopie-Einrichtung unabhängig von der Halteposition des
Rotors aufweist.
24. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Stempel (26) einen festen
Bereich (88) umfaßt, der geeignet ist, den Behälter (22) zu
erfassen und einen flexiblen Bereich (90) aufweist, der ge
eignet ist, um die Dreheinrichtung gewickelt zu werden.
25. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß sie weiterhin eine innerhalb
der Zentralbohrung (14) und oberhalb der Hochfrequenzspule (27)
angeordnete Einrichtung (24, 26) zum Erfassen und Drehen des
Behälters (22) aufweist, die eine luftgetriebene Motoreinrich
tung (24) umfaßt.
26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch ge
kennzeichnet, daß die luftgetriebene Motorein
richtung (24) eine Einrichtung (52, 54) zum Antreiben und
Schmieren der Motoreinrichtung (24) enthält und eine Einrich
tung (56) zum Entfernen der verbrauchten Luft von jener zum
Vermindern der Berührung zwischen der gebrauchten Luft und dem
Behälter (22) enthält.
27. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Motoreinrichtung (24) eine
nach unten gerichtete konische Aufnahme umfaßt, die eine daran
befestigte kreisförmige Dichtung (62) zum Erfassen des Behäl
ters (22) von oben und zum Ausüben einer Drehung auf diesen,
wenn er derartig erfaßt ist, aufweist.
28. Einrichtung nach Anspruch 27, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Motoreinrichtung (24) dazu
geeignet ist, konstant gedreht zu werden, während ein Behälter
(22) mit dieser verbunden ist und später entfernt wird, um ein
Zentrieren bzw. leichtes Entfernen des Behälters (22) vorzu
sehen.
29. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch ge
kennzeichnet, daß die luftgetriebene Motorein
richtung (24) einen Stator (48) und einen umfaßten Rotor (50)
einschließt.
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