FI70752B - Spolapparatur foer aostadkommande av homogent magnetfaelt - Google Patents
Spolapparatur foer aostadkommande av homogent magnetfaelt Download PDFInfo
- Publication number
- FI70752B FI70752B FI831817A FI831817A FI70752B FI 70752 B FI70752 B FI 70752B FI 831817 A FI831817 A FI 831817A FI 831817 A FI831817 A FI 831817A FI 70752 B FI70752 B FI 70752B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- solenoids
- solenoid
- outermost
- coil
- magnetic field
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/387—Compensation of inhomogeneities
- G01R33/3875—Compensation of inhomogeneities using correction coil assemblies, e.g. active shimming
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Electromagnets (AREA)
Description
70752
KELASTO HOMOGEENISEN MAGNEETTIKENTÄN AIKAANSAAMISEKSI -3P0LSYSTEM FÖR ÄSTADKOMMANDE AV HOMOGENT MAGNETFÄLT
Keksinnön kohteena on homogeenisen magneettikentän synnyttävä kelasto varsinkin ns. NMR-kuvauks11 n sovellettavaksi.
Homogeeninen magneettikenttä on NMR-kuvausten perusedellytys: mitä suurempaan homogeenisuuteen päästään, sitä parempia kuvaustuloksia voidaan saavuttaa. Homogeeninen magneettikenttä voidaan synnyttää käyttäen eri tyyppisiä perusgeo-metrlolta kuten esimerkiksi Heimholz1nparla, päistään kompensoitua solenoidia, jonka päädyt ovat keskikohtaa paksumpia, tai erillisiä solenoideja. Esimerkiksi patenttijulkaisussa EP-11355 on esitetty ratkaisu, jossa on käytetty neljää symmetrisestl asetettua solenoidia.
Yleisesti kelaston valmistuskustannuksia pidetään verrannollisina keloissa vastushäiriÖ1nä kuluvan tehon P ja johteen massan m tuloon, joka toteuttaa yhtälön: 20
Pm = kd* · B2, missä k on valitusta geometriasta ja johteen materiaalista riippuva verrannollisuuskerroin, d magneetin kelaa, ennen 25muuta halkaisijaa, kuvaava mitta ja B synnytetty magneettikenttä. Nähdään, että kustannukset riippuvat erittäin voimakkaasti laitteen koosta. Kustannussyistä on siis edullista tehdä magneetti mahdollisimman pieneksi. Toisaalta aikaansaadun magneettikentän homogeenisuus pienenee solenoidin radiaal1 suunnassa sitä mukaa kun etäisyys solenoidin 30 akselista kasvaa. Koko kehon kuvauksiin pyrittäessä homo-geenlsuusaluetta, siis tietyt magneettikentän homogeenisuudelle asetetut kriteerit täyttävää aluetta, on huomattavasti jouduttu laajentamaan verrattuna pieniin, erillisiä näytteitä 35analyso1vl1 n NMR-tutklmuslaitte1stolhln. Käytännössä tähän on päästy kasvattamalla laitteiston magneettlkelaston kokoa, 2 70752 mistä puolestaan edellisen perusteella on ollut seurauksena valmistuskustannusten huomattava kasvu.
Magneettikentän homogeenisuusalueen laajuuteen voidaan vaikuttaa magneettikelaston mitoitustekijöillä, jotka riippuvat kelaston geometriasta ja jotka ovat keskenään mutkikkaassa riippuvuussuhteessa. Mainitussa patenttijulkaisussa EP-11355 on tällaisia mi toitustekijoitä hyväksikäyttäen py- · ritty parantamaan aikaansaatavan magneettikentän homogeeni-^suutta. Tällöin on päästy tuloksiin, joissa perusmagneetti-kentän homogeenisuus säilyy luokassa 10-5 siirryttäessä 13,9 % verran keskimmäisen kelan hai kaisijamitästä kelan keskiakse-1ΐ1 ta radiaal1 suunnassa poispäin ja vastaavasti luokassa 10“* siirryttäessä 17,3 % verran keskimmäisen kelan hai kaisijami-^tasta kelan keskiakseli1 ta radiaalisuunnassa poispäin.
Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada erityisesti NMR-kuvaustarkoituksiin soveltuva homogeenisen perusmagneet-tikentän synnyttävä kelasto, jolla saadaan kelaston koko huomioonottaen entistä laajempi homogeenisuusalue, mutta 20 joka tästä huolimatta on rakenteeltaan yksinkertainen ja vai mistuskustannuksiltaan edullinen.
i
Keksinnön tarkoitus saavutetaan siten, että kelastoon kuuluu kolme samanakselista solenoidia, joista keskimmäisen 25 solenoidin aksiaalinen johdeleveys on 2,75...2,95, mieluimmin 2,835...2,855 kertaa keskimmäisen solenoidin keskimääräinen säde, ja reunimmaisten solenoidien keskimääräinen j säde on 1,05...1,07, mieluimmin 1,055...1,061 kertaa kes- j kimmäisen solenoidin keskimääräinen säde, ja niiden aksiaa-30 linen johdeleveys on 0,32...0,38, mieluimmin 0,340...0,342 kertaa keskimmäisen solenoidin keskimääräinen säde, että lisäksi reunimmaisten solenoidien keskikohdan etäisyys keskimmäisen solenoidin keskikohdasta on 1,80...1,95, mieluimmin 1,858...1,868 kertaa keskimmäisen solenoidin keskimää- j
3 5 I
i i i ί f 70752 3 räinen säde, ja että keskimmäisen solenoidin sähkövirranti-heys pituusyksikköä kohden aksiaalisen johdeleveyden suunnassa on 0,250...0,275, mieluimmin 0,2646...0,2666 kertaa reunimmaisten solenoidien vastaavalla tavalla mitattu sähkö-vi rrantiheys.
Keksinnön mukaisen kelaston tärkein etu on nimenomaan laajentuneessa homogeenisuusalueessa. Esimerkkinä mainittakoon, että kelaston keskellä alueella, jonka leveys solenoidien iQakselin suunnassa on 0,645 kertaa keskimmäisen solenoidin keskimääräinen säde ja korkeus kohtisuorassa suunnassa solenoidien akseliin nähden on 1,774 kertaa keskimmäisen solenoidin keskimääräinen säde, voidaan saavuttaa magneettikentän homogeenisuus 2,2 · 10"6 valitsemalla sopivasti mai-^nittujen mittojen ja parametrien arvot mainituilta vaihteluväleiltä. Huomattakoon, että homogeenisuus tarkoittaa tässä tekstissä suhdettaAB/B, jossa B on aikaansaatu magneettikenttä solenoidin akselilla jaAB magneettikentän keskimääräinen virhe ko. alueella. Kelaston laajentuneesta homogeeni-suusalueesta seuraa, että haluttaessa homogeeninen magneettikenttä tiettyyn alueeseen se voidaan keksinnön avulla toteuttaa optimaalisen pienikokoisella kelastolla. Kuten edellä jo todettiin, kelaston koolla on olennainen vaikutus valmistuskustannuksiin, joten keksintö on myös valmistuskustannuksiltaan edullinen.
25
Magneettikentän homogeenisuuden kannalta edullinen vaikutus saadaan valitsemalla reunimmaisten solenoidien radiaal1 seksi johdekorkeudeksi 3,5...3,9 kertaa keskimmäisen solenoidin radiaalinen johdekorkeus. Edelleen reunimmaiSten solenoidien 30 radiaalinen johdekorkeus on edullisimmillaan 0,13___0,16 kertaa keskimmäisen solenoidin keskimääräinen säde.
Keksinnön mukaisen kelaston asentamisen ja kokoonpanon kan-35nalta on edullista, että reunimmaiset solenoidit ovat ak-siaalisuunnassa slirrettävästi liitetyt keskimmäiseen solenoidiin, koska käytännössä voidaan tällä tavoin yleensä 70752 4 kompensoida mahdollinen kentän riittämätön homogeenisuus haettaessa optimaalista arvokombinaatiota edellä mainituilla keksinnön mukaisilla vaihteluväleillä. On nimittäin syytä huomauttaa, että optimaalinen tulos tietyllä homogeenisuus- _ alueella voidaan todennäköisesti saavuttaa usealla eri m1t-5 tojen tai parametrien arvokombinaatioi11 a, sillä kukin valittava muuttuja vaikuttaa kokonaisuuden lisäksi myös muiden muuttuja-arvojen valintaan pyrittäessä optimaaliseen magneettikentän homogeenisuuteen.
10
Keksintöä on havainnollistettu oheisella piirustuksella, jonka ainoa kuvio esittää periaatekuvana keksinnön mukaisen homogeenisen perusmagneettikentän aikaansaavan kelaston perusrakennetta ja mitoitusperiaatteita. On huomautettava, että kuvion mitoitukset eivät välttämättä lainkaan vastaa keksinnön mukaisia arvoja.
Piirustuksessa viitenumero 1 tarkoittaa kelaston keskimmäistä solenoidia, jonka keskiakseli kuten myös koko kelaston 20 synnytetyn homogeenisen perusmagneettikentän keskiakseli yhtyvät Z-koordinaattiakseliin. Solenoidin 1 keskimääräinen säde on rl, aksiaalinen johdeleveys W1 ja radiaalinen johde- j leveys hl. Solenoidin 1 kummallekin puolelle symmetrisesti ! sijoitettujen solenoidien 2 keskimääräinen säde on vastaa-25 vasti r2, aksiaalinen johdeleveys W2 ja radiaalinen johde-korkeus h2. Solenoidien 1 ja 2 keskikohtien välistä etäisyyttä on merkitty Zl.
Kelaston keskellä oleva alue H, jonka mittaa kelaston ak-3Q siaalisuunnassa on merkitty 1 ja radiaal1 suunnassa d, edustaa varsinaista NMR-kuvauksissa käytettävää aluetta, jolle pyritään aikaansaamaan mahdollisimman homogeeninen perusmag-neettikenttä solenoideilla 1 ja 2. Valitsemalla 1 * 0,645 x rl ja d = 1, 774 x rl voidaan sopivilla keksinnön mukals-35 ten mittojen ja parametrien arvojen valinnoilla saavuttaa alueella H magneettikentän homogeenisuus 2,2 · 10“®. Tähän I; 5 *· | 5 70752 tulokseen päästään todennäköisesti usealla parametrien eri arvokombinaatioi 1 a. Mikäli optimaalisesta valinnasta poiketaan muuttamalla jonkin parametrin arvoa, seurauksena on kasvanut epähomogeenisuus,.mlkäli alueen H koko halutaan pi-^ tää ennallaan. Toisin sanoen alkuperäiset homogeenlsuuskri-teerit pätevät enää pienemmälle alueelle. Tämä voidaan kuitenkin varsin pitkälle kompensoida muuttamalla vastaavasti jonkin muun parametrin arvoa. Erityisen edullisesti tällainen kompensointi voi tapahtua parametrin Z1 arvoa, siis solenoi-dien 2 etäisyyttä solenoidista 1 muuttamalla. Tämä voi käytännössä tapahtua esimerkiksi piirustuksessa esitetyllä tavalla, jolloin solenoidit 2 on liitoksella 4 siirrettävästi liitetty solenoidin 1 runkoon 3.
Käytännössä varsinkin seuraavien parametrien virheet tai muutokset ovat varsin hyvin kompensoitavissa solenoidien etäisyyttä Z1 muuttamalla: sähkövirrantiheyksien suhde 11/12,
Wl/rl, W2/rl, h2/rl, hl/h2. Esimerkkinä todettakoon, että suhteen 11/12 virhe 1,5 %, ts. siirtymä optlmiarvosta, aiheuttaa optimitapauksessa Zl:een 0,5 % muutoksen, jolloin homogeenisuus huononee arvoon 2,9 · 10“°. Sen sijaan parametrin rl/r2 virheet ovat vaikeammin kompensoitavissa. Esimerkiksi virhe 0,15 % aiheuttaa optimitapauksessa Zl:een 0,07 % muutoksen, mutta homogeenisuus huononee tällöin kui-tenkin arvoon 5,4 ♦ 10-6.
Keksintö ei ole rajoitettu esitettyyn sovel1usmuotoon tai esimerkkeihin, vaan useita muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.
30 ! 35
Claims (4)
1. Homogeenisen magneettikentän synnyttävä kelasto varsinkin ns. NMR-kuvauksiin sovellettavaksi, tunnetta siltä, 5 että kelastoon kuuluu kolme samanaksel1sta solenoidia, joista keskimmäisen solenoidin (1) aksiaalinen johdeleveys (Wl) on 2,75...2,95, mieluimmin 2,835...2,855 kertaa keskimmäisen solenoidin (1) keskimääräinen säde (rl), ja reunimmaisten solenoidien (2) keskimääräinen säde (r2) on 1,05...1,07, mie-lOluimmln 1,055...1,061 kertaa keskimmäisen solenoidin (1) keskimääräinen säde (rl) ja niiden aksiaalinen johdeleveys (W2) on 0,32...0,38, mieluimmin 0,340...0,342 kertaa keskimmäisen solenoidin (1) keskimääräinen säde (rl), että lisäksi reunimmaisten solenoidien (2) keskikohdan etäisyys (Zf) keskim-15mäisen solenoidin (1) keskikohdasta on 1,80...1,95, mieluimmin 1,858...1,868 kertaa keskimmäisen solenoidin (1) keskimääräinen säde (rl) ja että keskimmäisen solenoidin (1) säh-kövirrantiheys pituusyksikköä kohden aksiaalisen johdelevey-den suunnassa on 0,250...0,275, mieluimmin 0,2646...0,2666 20 kertaa reunimmaisten solenoidien (2) vastaavalla tavalla mitattu sähkövirrantiheys.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kelasto, tunnettu siitä, että mainitut reunimmaiset solenoidit (2) ovat aksiaa- 2511 suunnassa siirrettävästi liitetyt keskimmäiseen solenoidiin (1).
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kelasto, tunnettu siitä, että reunimmaisten solenoidien (2) radiaa- 301inen johdekorkeus (h2) on 3,5...3,9 kertaa keskimmäisen solenoidin (1) radiaalinen johdekorkeus (hl).
4. Jonkin ylläolevan patenttivaatimuksen mukainen kelasto, tunnettu siitä, että reunimmaisten solenoidien (2) 35radlaal1nen johdekorkeus (h2) on 0,13...0,16 kertaa keskimmäisen solenoidin (1) keskimääräinen säde (rl).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI831817A FI70752C (fi) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | Spolsystem foer aostadkommande av homogent magnetfaelt |
US06/609,635 US4644281A (en) | 1983-05-20 | 1984-05-14 | Coil arrangement for producing a homogeneous magnetic field |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI831817 | 1983-05-20 | ||
FI831817A FI70752C (fi) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | Spolsystem foer aostadkommande av homogent magnetfaelt |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI831817A0 FI831817A0 (fi) | 1983-05-20 |
FI831817L FI831817L (fi) | 1984-11-21 |
FI70752B true FI70752B (fi) | 1986-06-26 |
FI70752C FI70752C (fi) | 1986-10-06 |
Family
ID=8517251
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI831817A FI70752C (fi) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | Spolsystem foer aostadkommande av homogent magnetfaelt |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4644281A (fi) |
FI (1) | FI70752C (fi) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6180808A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-24 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 静磁場発生用コイル |
JPS62264606A (ja) * | 1986-05-07 | 1987-11-17 | Toshiba Corp | 磁場補正用コイル装置 |
FR2602869B1 (fr) * | 1986-08-14 | 1989-03-31 | Thomson Cgr | Procede d'application des impulsions de gradient dans une experimentation d'imagerie au moyen d'une machine de resonance magnetique nucleaire |
FI80795C (fi) * | 1988-07-01 | 1990-07-10 | Instrumentarium Oy | Foerfarande och anordning foer undersoekning av aemnens egenskaper. |
US4920316A (en) * | 1989-03-30 | 1990-04-24 | Siemens Medical Systems, Inc. | Method and apparatus for reducing base field shifts in a magnetic resonance device due to pulsed magnetic field gradients |
CA2336191C (en) * | 1998-06-17 | 2008-12-16 | Medi-Physics, Inc. | Hyperpolarized gas transport devices and associated transport method |
WO2007076252A1 (en) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Magnetic resonance scanner with a longitudinal magnetic field gradient system |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI373874A (fi) * | 1974-12-20 | 1976-06-21 | Nils Allan Danielsson | |
DE2840178A1 (de) * | 1978-09-15 | 1980-03-27 | Philips Patentverwaltung | Magnetspulenanordnung zur erzeugung von linearen magnetischen gradientenfeldern |
DE2849355A1 (de) * | 1978-11-14 | 1980-05-29 | Philips Patentverwaltung | Magnetspulenanordnung zur erzeugung eines homogenen magnetfeldes fuer magnetresonanz-anordnungen |
-
1983
- 1983-05-20 FI FI831817A patent/FI70752C/fi not_active IP Right Cessation
-
1984
- 1984-05-14 US US06/609,635 patent/US4644281A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI831817A0 (fi) | 1983-05-20 |
FI70752C (fi) | 1986-10-06 |
US4644281A (en) | 1987-02-17 |
FI831817L (fi) | 1984-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4612505A (en) | Nuclear magnetic resonance apparatus | |
USRE26501E (en) | Multi-channel rotary transformer | |
KR970006070B1 (ko) | 전자기 액튜에이터 | |
FI95624B (fi) | Itsesuojatut gradienttikelat ydinmagneettista resonanssikuvausta varten | |
US4587490A (en) | Electromagnet for NMR tomography | |
FI105293B (fi) | Magneettikuvaukseen käytettävän magneetin napakenkä | |
FI70752B (fi) | Spolapparatur foer aostadkommande av homogent magnetfaelt | |
DE102005016996A1 (de) | Strommesseinrichtung | |
KR900002970A (ko) | 전자작동기 조립체 | |
US4822772A (en) | Electromagnet and method of forming same | |
US5347252A (en) | Magnetic device having a yoke member for generating a magnetic stray field | |
NO173204B (no) | Maaleomformer til maaling av stroemmen i en elektrisk leder | |
US5289129A (en) | Multiple winding MRI gradient coil | |
JP2020537141A (ja) | 電流センサ組立体 | |
DE4037894A1 (de) | Kernspintomograph | |
GB2514467A (en) | Actively shielded, cylindrical gradient coil system with passive RF shielding for NMR devices | |
DE102005028572A1 (de) | Magnetkern für einen Stromsensor | |
JP4787033B2 (ja) | 核磁気共鳴信号用ソレノイドコイル及び核磁気共鳴信号取得装置 | |
DE3918862A1 (de) | Drehmoment-messeinrichtung | |
US5309050A (en) | Ferromagnetic wire electromagnetic actuator | |
CN101772707B (zh) | 用于测量在电导体中流动的电流的装置和方法 | |
CN111009374B (zh) | 一种具有紧凑线圈结构的核磁共振超导磁体 | |
NL9001300A (nl) | Magneetstelsel voor magnetische resonantie. | |
US5675255A (en) | Tesseral gradient coil for nuclear magnetic resonance tomography apparatus | |
JP2008170360A (ja) | 変位センサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM | Patent lapsed |
Owner name: INSTRUMENTARIUM OY |