DE3131946A1 - "hochfrequenz-magnetsystem in einer einrichtung der kernspinresonanz-technik" - Google Patents

"hochfrequenz-magnetsystem in einer einrichtung der kernspinresonanz-technik"

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DE3131946A1 DE19813131946 DE3131946A DE3131946A1 DE 3131946 A1 DE3131946 A1 DE 3131946A1 DE 19813131946 DE19813131946 DE 19813131946 DE 3131946 A DE3131946 A DE 3131946A DE 3131946 A1 DE3131946 A1 DE 3131946A1
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 81 P 7 5 5 5 OE
Hochfrequenz-Magnetsystem in einer Einrichtung der Kernspinresonanz-Tecnnik
Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetsystem zur Erzeugung eines Hochfrequenzfeldes in einer bildgebenden Einrichtung der Kernspinresonanz-Technik,-insbesondere der Zeugmatographie, mit einem Paar von auf einer gedachten Zylindermantelfläche liegenden Magnetspulen, die ein zumindest weitgehend homogenes, radial bezüglich der Achse des gedachten Zylinders gerichtetes Hochfrequenzfeld erzeugen. Ein solches Magnetsystem ist aus der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung EP 21 535 Ά1 bekannt.
Auf dem Gebiet der medizinischen Diagnostik sind Abbildungsverfahren vorgeschlagen worden, bei denen durch rechnerische oder meßtechnische Analyse integraler Protonenresonanzsignale aus der räumlichen Spindichte- und/oder Relaxationszeitenverteilung eines zu untersuchenden Körpers ein Bild ähnlich einem Röntgentomogramm konstruiert wird. Die entsprechende Methode wird auch als Zeugmatographie bzw. Kernspin-Tomographie bezeichnet ("Nature", Band 242, 1973, Seiten 190 und 191).
Zur Anwendung der Kernspinresonanz wird der zu untersuchende Körper in ein starkes homogenes Magnetfeld eingebracht. Dieses als Grundfeld dienende Magnetfeld sei in einem x-y-z-Koordinatensystem in z-Richtung orientiert. Das Grundfeld Bq2 ist von stationären
und/oder gepulsten Gradientenfeldern überlagert. Außer-
SIm 2 Hag / 7. 8. 1981
■ ·■· ·· *t
fc VPA 81 P 7 5 5 5 OE
dem muß ein senkrecht zu dem Grundfeld angeordnetes Hochfrequenzwechselfeld vorgesehen werden, das ebenfalls möglichst homogen ist. Dieses beispielsweise in x-Richtung orientierte, zeitabhängige Hochfrequenzwechselfeld IL = Bjt cos cut mit einem Betrag B„ in Richtung des Einheitsvektors e dient dazu, die Kernspinmagnetisierung des zu untersuchenden, insbesondere menschlichen Körpers aus der z-Richtung in die x, y-Ebene zu klappen. Die x, y-Komponente der so erzeugten Magnetisierung präzediert um die z-Achse und induziert in einer in x- oder y-Richtung ausgerichteten Aufnehmerspule ein elektrisches Signal, welches verstärkt und ausgewertet wird. Statt einer besonderen Aufnehmerspule kann auch die Hochfrequenz-Erregerspule zur Detektion vorgesehen werden.
Physikalisch wirksam für die Anregung der Kernspinmagnetisierung ist nur die mit der Spin-Präzession gleichsinnig rotierende Komponente, während die gegensinnig rotierende unwirksam bleibt.
In der Zeugmatographie steigt das Signal-Rausch-Verhältnis des in der Aufnehmerspule induzierten Signals mit dem verwendeten Grundfeld BQ = 2IY ' f//" an, wobei f die entsprechende Präzessionsfrequenz der Kernspinsund JT der gyromagnetische .Faktor der Protonen sind. Dieser Faktor 'beträgt beispielsweise /"*= 2Ψ' 42,57 MHz/Tesla für Protonen. Da die Qualität der erzeugten Schnittbilder von dem Signal-Rausch-Verhältnis abhängt, ist man bestrebt, hohe Grundfelder Bq2 und damit hohe Frequenzen F=/"* BQ /2*ΪΓ zu erhalten (vgl. "J.Phys.E: Sei.Instrum., Vol. 13, 1980, Seiten 38 bis 44). Bei den bekannten Zeugmatographie-Apparaturen (vgl. z.B. die genannte EP) können jedoch aus physikalischen Gründen nur verhältnismäßig niedrige
O * * φ a Λ *
-^JT. VPA 81 Ρ75 5 5DE
Frequenzen von etwa 5 MHz vorgesehen werden. Bei höheren Frequenzen machen sich nämlich Wirbelströme bemerkbar, die in dem elektrisch leitenden Material des zu untersuchenden Körpers induziert werden. Auch das Gewebe von lebenden, biologischen Körpern mit einer Leitfähigkeit 22 & 0,5-A"* /m kann in dieser Hinsicht als elektrisch leitend angesehen werden. Diese Wirbelströme schwächen das Hochfrequenzfeld im Körperinneren wegen des Skin-Effektes und machen es inhomogen. Eine Erhöhung der Frequenzen und damit des Signal-Rausch»Verhältnisses ist somit bei den bekannten Einrichtungen der Kernspinresonanz-Technik nicht ohne weiteres möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine bildgebende Einrichtung der Kernspinresonanz-Technik mit einem Magnetsystem der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß ein verhältnismäßig hohes Signal-Rausch-Verhältnis ermöglicht wird, indem entsprechend hohe Frequenzen von beispielsweise 20 MHz oder höher anwendbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein zweites Paar von Magnetspulen .
vorgesehen ist, wobei die Magnetspulen des ersten und zweiten Paares auf mindestens der einen gedachten Zylindermantelfläche in Umfangsrlchtung verteilt angeordnet sind ,und daß ferner ein zirkulär polarisiertes Hochfrequenzfeld mittels eines Hochfrequenzstromes in dem zweiten Spulenpaar vorgesehen ist, der um einen vorbestimmten Phasenwinkel phasenverschoben zu dem Hochfrequenzstrom in dem ersten Spulenpaar ist, wobei die Beträge der beiden Hochfrequenzströme zumindest annähernd gleich sind.
t ·
(" VPA 8] P 7 5 5 5 DE
Die mit dieser Gestaltung des Magnetsystems erreichten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß das zirkulär polarisierte Hochfrequenzfeld ein besseres Eindringverhalten in den zu untersuchenden Körper als ein linear polarisiertes Hochfrequenzfeld zeigt, wie es im allgemeinen bei den bekannten Einrichtungen der Kernspinresonanz-Technik vorgesehen wird. Der Feldstärkenabfall ist nämlich bei Frequenzen z.B. über 20 MHz für ein zirkulär polarisiertes Feld wesentlich geringer als für ein gerichtetes, linear polarisiertes Feld. Dies bedeutet, daß hohe Frequenzen in dieser Größenordnung vorgesehen werden können, so daß das Signal-Rausch-Verhältnis der Einrichtung entsprechend hoch ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Magnetsystems nach der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und deren in den Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen wird auf die Zeichnung verwiesen, in deren Fig. 1 und 2 je ein Magnetsystem nach der Erfindung für eine Einrichtung der Kernspinresonanz-Technik angedeutet ist. Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines solchen Magnetsystems. In Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Einrichtung der Kernspinresonanz-Technik mit einem Hochfrequenz-Magnetsystem nach der Erfindung veranschaulicht. In den Fig. 5 und 6 sind Teile dieses Blockschaltbildes nach Fig. 4 näher ausgeführt. In den Fig. 7 und 8 sind jeweils in einem Diagramm der radiale Verlauf der wirksamen Komponente des Hochfrequenzfeldes eines bekannten bzw. eines erfindungsgemäßen Magnetsystems gegenübergestellt.
-ßr- 7- VPA 81 P 7 5 5 5DE
Bei der Einrichtung der Kernspinresonanz-Technik, insbesondere der Zeugmatographie, für welche das Magnetsystem nach der Erfindung vorgesehen sein soll, wird von bekannten Magnetspulenanordnungen ausgegangen. Eine entsprechende Magnetspulenanordnung ist z.B. in der DE-OS 28 40 178 oder in der EP 21 535 A1 dargestellt. Diese Magnetspulenanordnung hat mindestens ein bezüglich der z-Achse eines rechtwinkligen x-y-z-Koordinatensystems konzentrisch angeordnetes normal- oder supraleitendes Feldspulensystem zur Erzeugung eines homogenen magnetischen Grundfeldes in z-Richtung sowie Gradientenspulen zur Erzeugung hinreichend konstanter magnetischer Feldgradienten. Die Magnetspulenanordnung erlaubt einen axialen Zugang zum homogenen Feldbereich in ihrem Zentrum, d.h. der zu untersuchende, beispielsweise menschliche Körper wird längs der z-Achse in das Magnetfeld eingebracht. Die Anregung der Kernspins erfolgt mittels eines senkrecht zur z-Achse gerichteten Hochfrequenzfeldes von Spulen, die auf mindestens einem zentrischen Träger-. körper aufgebracht sind. Diese Spulen können auch als Empfängerspulen zur Aufnahme der Kernresonanzsignale dienen; andernfalls wäre noch eine ähnliche Konfiguration als Empfängersystem konzentrisch innerhalb oder außerhalb des Spulenträgerkörpers vorzusehen. Sowohl die Gradientenspulen als auch die Hochfrequenzspulen umgreifen den zu untersuchenden Körper im Bereich des Feldspulensystems.
Für eine solche Einrichtung der Kernresonanz-Technik kann das Magnetsystem nach der Erfindung zur Erzeugung eines Hochfrequenzfeldes vorgesehen sein, wie es aus der Schrägansicht der Fig. 1 zu entnehmen ist. Das Magnetsystem umfaßt zwei Paare 2 und ,3 von Spulen 4, 5 bzw. 6, 7. Die Spulen 4 und 5 des Spulenpaares 2
-βί-S- VPA 81 P75 5 5DE
sind auf der Außenseite eines durch gestrichelte Linien angedeuteten Trägerkörpers 9 angeordnet, während sich die Spulen 6 und 7 des zweiten Leiterpaares 3 auf der Innenseite dieses Trägerkörpers befinden. Der Trägerkörper 9 ist hohlzylindrisch gestaltet. Seine Zylinderachse soll in z-Richtung eines rechtwinkligen x-y-z-Koordinatensystems weisen. Die Magnetspulen 4 bis 7 sind sattelförmig gestaltet und haben jeweils einen ÖffnungswinkelcL in der x-y-Ebene von 120°. Die Spulen 4, 5 bzw. 6, 7 jedes Spulenpaares sind diametral zueinander auf der Außenmantel- bzw. Innenmantelfläche des TrägerZylinders 9 angeordnet, wobei das Leiterspulenpaar 2 gegenüber dem Leiterspulenpaar 3 in Umfangsrichtung um 90° verdreht ist. Somit überlappen sich die Spulen der Spulenpaare an ihren Randzonen. Gemäß der Erfindung sollen die Spulen 4 und 5 des Spulenpaares 2 mit einem Hochfrequenzstrom I^ gespeist werden, der um einen Phasenwinkel von 90° phasenverschoben gegenüber dem Strom I2 ist, welcher durch die Spulen-6 und 7 des zweiten Spulenpaares 3, fließt. Die Beträge der Ströme I1 und Ip sollen dabei zumindest annähernd gleich sein. Auf diese Weise wird in dem von dem Trägerzylinder 9 umschlossenen Innenraum ein weitgehend homogenes, zirkulär polarisiertes Hochfrequenzfeld erzeugt.
Aus der Schrägansicht der Fig. 2 geht ein weiteres Magnetsystem nach der Erfindung hervor. Dieses herstellungstechnisch gegenüber dem Magnetsystem nach Fig. 1 einfachere Magnetsystem läßt sich aus dem Magnetsystem nach Fig. 1 dadurch erhalten, daß man dessen Öffnungswinkel oL von 120° auf nunmehr oO = 180° erweitert. Die geraden, parallel zur z-Richtung laufenden, einander benachbarten Leiterstücke der beiden
-7« VPA 8ί P75 5 5DE
Sattelspulen eines Spulenpaares können so zu gemeinsamen Leiterstücken 10, 11 bzw. 12, 13 zusammengefaßt werden. An den Stirnseiten ist für jedes Spulenpaar ein zusätzlicher Leiterring erforderlich. In der Schrägansicht der Figur sind nur die beiden Leiterringe 15 und 16 des ersten Spulenpaares J[Z sowie ein Leiterring 18 des zweiten Spulenpaares 22 ersichtlich. Die Flußrichtungen der Ströme I^ und Ip in den einzelnen Spulenpaaren sind durch Pfeile an den ihre Leiter darstellenden Linien veranschaulicht. ^n Der Strom I^ ist dabei gegenüber dem Strom Ip um 90° phasenverschoben. Dieses Magnetsystem hat vorteilhaft gegenüber dem Magnetsystem nach Fig. 1 einen geringeren ohmschen Widerstand und damit eine entsprechend höhere Spulengüte. Außerdem haben die Leiter in seinen beiden Spulenpaaren ΐχ und 22 nur vier Kreuzungspunkte, falls die beiden Spulenpaare auf die Außenfläche des sie tragenden Zylinders 9 aufgebracht werden. Im Gegensatz dazu ergeben sich bei dem Magnetsystem nach Fig. 1 acht Kreuzungspunkte bei außenseitiger 'Befestigung.
Neben den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfüh-■ " rungsformen von Magnetsystemen nach der Erfindung können die auf einen zylindrischen Trägerkörper aufzubringenden Spulen der Magnetspulenpaare auch andere geometrische Gestalt haben. So lassen sich beispielsweise für jedes Spulenpaar Magnetspulen in Form von zwei sich kreuzenden Ellipsen verwenden. Ein Ausführungsbeispiel eines entsprechenden Spulenpaares ist in Fig. 3 als Aufsicht in Richtung der y-Achse eines rechtwinkligen x-y-z-Koordinatensystems dargestellt. Auf der Außenmantelfläche eines durch strichpunktierte Linien angedeuteten Trägerzylinders 9, dessen Zylinderachse in z~Richtung weist, ist ein
40.
-^ VPA 81 P 75 5 5 DE
Spulenpaar mit zwei sich kreuzenden, elliptischen Spulen 21 und 22 angeordnet. Der Öffnungs- bzw. Kreuzungswinkel el·!I zwischen den Spulen beträgt etwa 78°. Für die Erzeugung des zirkulär polarisierten Hochfrequenzfeldes gemäß der Erfindung ist ein zu- ■ sätzliches,um 90° bzgl. der z-Achse gedrehtes Spulenpaar erforderlich, das z.B. auf der Innenmantelfläche ■ des Trägerzylinders 9 angeordnet wird. Die Spulen dieses Spulenpaares sind in der Aufsicht der Figur durch eine gestrichelte Linie 23 angedeutet. Die durch Pfeile angedeuteten Flußrichtungen der Ströme I1 und Ip in den beiden Spulenpaaren sind wiederum um 90° phasenverschoben.
Bei den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen von Magnetsystemen nach der Erfindung wurde davon ausgegangen, daß auf einer oder mehreren konzentrischen Zylindermantelflächen zwei in Umfangsrichtung des Zylinders gesehen um 90° verdreht angeordnete Spulenpaare vorgesehen werden, um mit diesen Spulenpaaren ein zirkulär polarisiertes Hochfrequenzfeld bei Abwesenheit eines leitenden Körpers zu erzeugen, wobei die Ströme in den beiden Spulenpaaren um 90° phasenverschoben sind. Um ein solches Hochfrequenzfeld zu erzeugen, ist es jedoch gegebenenfalls auch möglich, eine höhere Anzahl von Spulenpaaren vorzusehen, wobei dann der Phasenwinkel ihrer Ströme entsprechend verringert werden muß.
In Fig. 4 sind die wesentlichsten Teile eines Blockschaltbildes einer bildgebenden Einrichtung der Kernspinresonanz-Technik, insbesondere der Zeugmatographie, mit einem Magnetsystem gemäß der Erfindung zur Erzeugung eines Hochfrequenzfeldes angedeutet. Ein Steuerrechner (StR) 25 kontrolliert den Gesamtablauf.
-^ VPA 81 P 7 5 5 5 OE
Er erzeugt mit Hilfe eines Pulsformers (PP) 26 pulseinhüllende Modulationssignale für Einseitenband-Modulatoren (Mod) 27 imd 28, die ihrerseits über Phasenschieber (Ph) 29 und 30 mit den Grundfrequenzen aus einem hochstabilen Frequenzgenerator (FG) 31 versorgt werden. Nach einem Addierer (Add) 32 steht dann ein Hochfrequenzsignal S zur Verfügung. Die Erzeugung zweier um 90 phasenverschobener Einspeisungen, wie es für ein Magnetsystem nach der Erfindung erforderlich ist, kann auf zwei verschiedene Arten in einem Block (B) 33 erfolgen. Diese beiden Arten sind in den Schaltbildern der Fig.. 5 und 6 angedeutet. Nach Fig. 5 wird das Ansteuersignal S zuerst in einer Hybridschaltung (HS) 35 in zwei phasenverschobene Anteile aufgespalten und anschließend in zwei getrennten Endverstärkern (EV) 36 und 37 verstärkt, so daß zwei phasenverschobene Signale S^ und Sp erhalten werden. Gemäß dem Schaltbild nach Fig. 6 wird zuerst das Ansteuersignal S__ endverstärkt, so daß nur ein Endverstärker (EV) 39 erforderlich ist, der für die doppelte Leistung verglichen mit den Endverstärkern 36 und 37 nach Fig. 5 ausgelegt sein muß. Außerdem müssen ein Leistungsaufteiler (LA) 4Q und ein Phasenschieber (Ph) 41 auf eine Endleistung S^ ausgelegt sein.
Die installierte Endverstärkerleistung ist bei den in den Fig. 5 und 6 gezeigten Varianten gleich; sie beträgt insgesamt nur die Hälfte der zu installierenden Leistung bei Verwendung eines einzigen Frequenzspulenpaar es gemäß dem Stand der Technik.
Nach Fig. 4 werden die Leistungssignale S^ und Sp des oder der Endverstärker über Anpassungnetzwerke (AN) 43 und 44 an die beiden resonant abgestimmten Magnetspulenpaare 2 bzw. 3_ abgegeben. Diese Spulenpaare
■ . .. 3131945
41.
vpa 81 P75 5 5 OE
werden auch als Empfangsspulen verwendet, wodurch sich das Hochfrequenzsignal um den Faktor 2 und das Signal-Rausch-Verhältnis um den Faktor Ψ2. verbessert. Eine Viertelwellenlängenstrecke (?-/4) 45 bzw. 46 mit Diodenabschluß 47 bzw. 48 dient als selbstgesteuerter Umschalter von Sendebetrieb auf Empfangsbetrieb. Beim Senden sind die Dioden wegen der hohen Spannungen aufgesteuert und wirken durch ihren Kurzschluß als Leistungsreflektor, während beim Empfang der schwachen Signale die Dioden hochohmig sind. Mittels Vorverstärkern (W) 49 und 50 wird das Empfangs signal verstärkt. In phasenempfindlichen Gleichrichtern (PhG) 51 und 52, die ihr Referenzsignal von dem Frequenzgenerator 31 erhalten, wird die Hochfrequenz auf Niederfrequenz transformiert. Nach einer Digitalisierung in entsprechenden Geräten (ADW) 53 und 54 können dann die Signale im Steuerrechner 25 in bekannter Weise weiterverarbeitet werden.
' Abweichend von dem Blockschaltbild gemäß den Fig. 4 bis 6 kann man statt der zwei getrennten Vorverstärker 49 und '50 eine Phasenverschiebung einer Signalleitung, z.B. von der Spule 35 nach dem Dioden- i. schalter 48 über einen Phasenschieber, der dem Phasenschieber 29 entspricht, vorsehen. Das so phasenverschobene Signal wird dann über einen Addierer wie Bauteil 32 zu dem Signal der Spule 2 hinzuaddiert. Für das Summensignal ist dann nur noch ein einziger Vorverstärker 49 und ein phasenempfindlicher Gleichrichter 51 erforderlich.
Betrachtet man den zu untersuchenden, z.B. menschlichen Körper näherungsweise als nichtmagnetischen, homogen leitenden Zylinder, dem Zylinderkoordinaten z, r und ü> zugeordnet sind, so ist bekanntlich das Feld
• · ♦ « β 9 9 e ΟΙ f « O β »« »χ
VPA 81 P75 5 5DE
im Körperinneren nicht mehr homogen, sondern eine Funktion der Zylinderkoordinaten r und i£ . Ferner ist für die Anregung der Kernspinmagnetisierung nur die mit der Spinpräzession gleichsinnig rotierende Komponente des Hochfrequenzfeldes physikalisch wirksam, während die gegensinnig rotierende unwirksam bleibt. Bestimmt man nun die radiale Abhängigkeit der wirksamen rotierenden Komponente des Hochfrequenzfeldes bei einem in x-Richtung linear polarisierten erregenden Feld, wie es bei bekannten Einrichtungen der Kernspinresonanz-Technik vorgesehen wird, so ergibt sich für ein Ausführungsbeispiel der in Fig. 7 in einem Diagramm gezeigte Kurvenverlauf. In dem Diagramm ist auf der Ordinate als Amplitude PA die relative Komponente ΡΒω /B1 aufgetragen, wobei ^B^ die Amplitude der mit der Kreisfrequenz CO rotierenden Komponente des linear polarisierten Hochfrequenzfeldes und B1 die Amplitude des äußeren homogenen Wechselfeldes in x-Richtung bei Abwesenheit eines zu untersuchenden, leitenden Körpers sind. Als zu untersuchender Körper ist ein Zylinder mit einem Radius R von 0,2 m und einer Leitfähigkeit # = 0,5Λ~ /m angenommen. Da bei linear polarisierten Hochfrequenzfeldern eine Abhängigkeit von der Zylinderkoordinate i$ besteht, ist außerdem ein gegen die x-Achse geneigter Schnittwinkel Jf von 45° des AufpunktStrahles angenommen. Bei diesem Winkel ist nämlich der radiale Abfall der Amplitude am stärksten. In dem Diagramm sind sich für verschiedene Frequenzen ergebende Kurven eingetragen, wobei die jeweiligen Frequenzen in MHz an den einzelnen Kurven angegeben sind. Wie aus dem Diagramm zu entnehmen ist, beträgt bei einer Frequenz von beispielsweise 20 MHz die Amplitude der wirksamen Feldstärke im Zentrum des gewählten Zylinders nur noch 67 % des Wertes am Rande. Das bedeutet aber,
i* t ·
81 P75 5 5DE
daß die Variation der Feldstärke bezüglich des Winkels Lf des zylindrischen Körpers zu erheblichen Signal- und damit zu entsprechenden Bildstörungen führen kann.
Gemäß der Erfindung ist deshalb ein weiteres Spulenpaar vorgesehen, das zusätzlich ein homogenes Wechselfeld in y-Richtung erzeugt. Dieses Spulenpaar wird erfindungsgemäß mit einem Strom gleicher Stärke, jedoch mit einer Phasenverschiebung von 90° gegenüber dem Strom in dem ersten Spulenpaar gespeist. Im Außenraum ergibt sich dann bei Abwesenheit eines leitenden Körpers ein homogenes, zirkulär polarisiertes Magnetfeld. Für die Anregung der Kernspinmagnetisierung ist ebenfalls nur die mit der Frequenz φ rotierende Komponente 2^B0J wirksam. Jedoch ist der Betrag dieser Komponente im Gegensatz, zu den bekannten linear polarisierten Hochfrequenzfeldern nicht mehr abhängig von der Zylinderkoordinate $ . In dem Diagramm der Fig. 8 ist als Amplitude 2^A der auf die Größe B1 normierte Betrag zpB^ als Funktion des Radius' R für verschiedene Frequenzen bildlich dargestellt. Bis auf das verschiedene Hochfrequenzfeld sind dabei die gleichen Annahmen wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß dem Diagramm der Fig. 7 zugrundegelegt. Wie aus dem Diagramm der Fig. 8 zu entnehmen ist, fällt bei einer Frequenz von 20 MHz die Amplitude der rotierenden Komponente lediglich auf einen Wert von 87 % des Randwertes ab. Dies bedeutet, daß die räumliche Variation der wirksamen rotierenden Hochfrequenzkomponente sich mit den Maßnahmen nach der Erfindung gegenüber bekannten Magnetsystemen mit einem linear polarisierten Hochfrequenzfeld wesentlich verringert hat.· Durch das zirkulär polarisierte Hochfrequenzfeld des Magnetsystems nach der Erfindung wird also ein wesentlich
VPA 81 P 7 5 5 5 DE
günstigeres Eindringverhalten der wirksamen rotierenden Hochfrequenzkomponente erreicht als bei linear polarisiertem Feld.
6 Patentansprüche
8 Figuren
Leerseite

Claims (6)

  1. β 0> β β
    ο 9
    a OO β O * tf a
    / VPA 81- P 7 5 5 5 DE
    Patentansprüche
    0.
    1J Magnetsystem zur Erzeugung eines Hochfrequenzfeldes in einer bildgebenden Einrichtung der Kernspinresonanz-Technik, insbesondere der Zeugmatographie, mit einem Paar von auf einer gedachten Zylindermantelfläche liegenden Magnetspulen, die ein zumindest weitgehend homogenes, radial bezüglich der Achse des gedachten Zylinders gerichtetes Hochfrequenzfeld erzeugen, gekennzeich-/-..net.
    a) durch mindestens ein zweites Paar (,3) von Magnetspulen (6, 7), wobei die Magnetspulen (4, 5 bzw. 6, 7) des ersten und zweiten Paares (2 bzw. 3) auf mindestens der einen gedachten Zylindermantelfläche in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind, und
    b) durch ein zirkulär polarisiertes Hochfrequenzfeld mittels eines Hochfrequenzstromes (I2) in dem zweiten Magnetspulenpaar (3_) j der um einen vorbestimmten Phasenwinkel phasenverschoben zu dem Hochfrequenzstrom (1^) in dem ersten Magnetspulenpaar (2) ist, wobei die Beträge der beiden Hochfrequenzströme -(!Lj, I2) zumindest annähernd gleich sind.
    25
  2. 2. Magnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnetspulen (4 bis 7) jedes Magnetspulenpaares (2, 3) sattelförmig gestaltet sind.
    30
  3. 3. Magnetsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspulen (6, 7) des einen Magnetspulenpaares (3_) auf der Innenmantelfläche eines hohlzylindrischen Trägerkörpers (9) und die Magnetspulen (4, 5) des anderen Magnetspulen-
    -fr
    -*£- VPA 81 P 7 5 5 5 DE
    paares (2_) auf der Außenmantelfläche des Trägerkörpers (9) angeordnet sind.
  4. 4. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,, daß der radiale Öffnungswinkel (<=&) jeder Magnetspule (4 bis 7) der Magnetspulenpaare (2, 3) zumindest annähernd 120° beträgt (Fig. 1).
  5. 5· Magnetsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Öffnungswinkel (dl') jeder Magnetspule der Magnetspulenpaare (1_7, 1_9) zumindest annähernd 90° beträgt (Fig. 2).
  6. 6. Magnetsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte sattelförmige Magnetspulen aus unterschiedlichen Magnetspulenpaaren an den einander zugewandten Seiten gemeinsame, sich, in Richtung der Zylinderachse erstreckende geradlinige Leiterstücke (10 bis 13) haben und daß an ihren Stirnseiten ihre gebogenen Leiterstücke zu jeweils einem geschlossenen Ring (15, 16 bzw. 18) ausgebildet sind.
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