ШИММИРУЮЩИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2021 года по МПК G01R33/3873 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области шиммирующих железных элементов для использования с магнитно-резонансным (MP) устройством и, в частности, к шиммирующим железным элементам, состоящим из стопки шиммирующих пластин, в которых сделаны прорези с целью уменьшения нагрева шиммирующих железных элементов из-за вихревых токов.

Уровень техники

В ядерно-магнитном резонансе (ЯМР) и магнитно-резонансной томографии (МРТ) для устранения неоднородностей в статическом магнитном поле магнита перед началом его работы используют шиммирование. Первоначально магнитное поле внутри ЯМР-спектрометра или сканера МРТ далеко не однородно по сравнению с "идеальным" полем устройства. Это является результатом производственных допусков и окружающей среды, в которой находится сканер. Железные конструкции в стенах и полу кабинета для проведения исследований намагничиваются и нарушают поле сканера. Зонд и образец или пациент при попадании в сильное магнитное поле слегка намагничиваются и создают дополнительные неоднородные поля. Процесс корректирования этих неоднородностей называется шиммированием магнита, шиммированием зонда или шиммированием образца, в зависимости от предполагаемого источника остаточной неоднородности. В сканере МРТ требуется однородность поля порядка 1 ррт (частей на миллион) в объеме нескольких литров. Для ЯМР-спектроскопии высокого разрешения требуется однородность поля лучше, чем 1 ppb (частей на миллиард) в объеме нескольких миллилитров.

В общем, существует два вида шиммирования: активное шиммирование и пассивное шиммирование. Для активного шиммирования используют катушки с регулируемым током. В пассивном шиммировании используются куски стали с подходящими магнитными свойствами, также называемые шиммирующими железными элементами. Шиммирующие железные элементы размещают около постоянного или сверхпроводящего магнита. Они намагничиваются и создают собственное магнитное поле. В обоих случаях дополнительные магнитные поля, создаваемые катушками или шиммирующими железными элементами,

соответственно, вносят добавку к общему магнитному полю сверхпроводящего магнита таким образом, чтобы увеличить однородность общего поля.

Как правило, сканер МРТ содержит блок, генерирующий поле (как ВО, так и градиенты), который имеет отверстия вдоль продольной оси, в которые вставлены шиммирующие балки. Эти шиммирующие балки имеют различные карманы, в которые вставлены шиммирующие железные элементы. В современных сканерах МРТ шиммирующие железные элементы обычно размещены в местах, где градиентное поле близко к максимальному. Кроме того, в такой конфигурации шиммирующие железные элементы механически соединены с блоком, генерирующим градиент, который подвержен вибрации, а не с блоком, генерирующим поле ВО (внутренний корпус криостата), который является достаточно статичным. Следовательно, недавнее внедрение таких сканеров МРТ приводит к обострению давно известной проблемы, т.е. нагреву шиммирующих железных элементов и, как следствие, тепловому дрейфу шиммирования.

Это означает, что, хотя с помощью аккуратного пассивного шиммирования может быть достигнута очень хорошая статическая однородность основного магнитного поля, недостатком этого метода является то, что материал шиммирующего элемента чувствителен к температуре, а при нагреве туннеля магнита (как это обычно бывает при градиент-интенсивных последовательностях) могут происходить сдвиги поля. Нагрев шиммирующих пластин в основном обусловлен вихревыми токами. Изменяющийся во времени магнитный поток (градиентное поле) индуцирует токи в шиммирующих пластинах, которые нагревают эти шиммирующие пластины. Следовательно, изменение температуры приведет к изменению магнитного распределения, создаваемого пассивными шиммирующими элементами, что может отрицательно сказаться на качестве изображения и геометрической точности. Поэтому реализация пассивных шиммирующих элементов должна осуществляться только с осознанием того, что их правильное функционирование зависит от стабильных температурных условий.

Поэтому в патентной литературе были представлены различные попытки поддерживать постоянную температуру шиммирующих железных элементов в течение всего времени осуществления визуализирующего сканирования или визуализирующей последовательности, например, их предварительный локальный нагрев, специальное охлаждение непосредственно шиммирующих железных элементов или регулирование охлаждения на выходе, а не температуры на входе. В качестве альтернативы можно использовать материалы или смесь материалов, в

которой нейтрализован отрицательный тепловой коэффициент насыщения намагниченности железа.

Из патентного документа US 5,555,251 известно, что два противоположных полюса железного сердечника магнитно-резонансного медицинского томографа генерируют статическое магнитное поле в объеме визуализации пациента, расположенном между полюсами. Градиентные катушки расположены на лицевой стороне полюса. Тонкие дискообразные или кольцеобразные ферромагнитные части, состоящие из слоев, предпочтительно вырезанных из трансформаторной стали, прикреплены к лицевой стороне полюса. Каждый слой электрически изолирован от соседних слоев и поверхностей эмалью или фиксирующим клеем. Для уменьшения вихревых токов в этих слоях перед наслоением вырезают узкие, радиально ориентированные щели. Щели ориентированы в соседних слоях таким образом, чтобы они не совпадали, что приводит к улучшению проводимости магнитного потока в объеме визуализации во время создания градиентных магнитных полей градиентными катушками.

Шиммирующие пластины, снабженные разрезом (или прорезью) для подавления вихревых токов, известны как таковые из полезной модели Японии JP-Н09-238917.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей настоящего изобретения является простой и эффективный способ шиммирования магнитно-резонансного устройства с шиммирующим железным элементом с существенно уменьшенным нагревом, вызванным вихревыми токами, индуцированными градиентными полями.

В соответствии с изобретением эта задача решена объектами независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

Следовательно, в соответствии с изобретением, предоставлен шиммирующий железный элемент для использования с магнитно-резонансным (MP) устройством,

при этом шиммирующий железный элемент состоит из стопки шиммирующих пластин,

при этом по меньшей мере две из шиммирующих пластин содержат прорези, причем прорези образуют соответствующий рисунок прорезей шиммирующих пластин с прорезями, и

при этом по меньшей мере некоторые из прорезей шиммирующих пластин, расположенных последовательно в стопке, ориентированы по-разному.

В соответствии с изобретением было обнаружено, что направленное прямо прорезание хорошо работает для относительно небольших частот, однако на более высоких частотах (> 1000 Гц) прорезание даже увеличивает потери. По-видимому, это связано с тем эффектом, что для высоких частот шиммирующие пластины не могут быть обработаны в двухмерном пространстве, а, скорее, в трехмерном. Таким образом, было обнаружено, что последовательные шиммирующие пластины с прорезями не должны содержать один и тот же рисунок прорезей, особенно рисунок прорезей, в котором прорези последовательных шиммирующих пластин перекрывают друг друга.

Следовательно, основная идея изобретения заключается в том, чтобы избежать таких рисунков прорезей различных шиммирующих пластин, которые в общем позволили бы, чтобы последовательные шиммирующие пластины из стопки шиммирующих пластин были бы с конгруэнтным (совпадающим) перекрытием. Это означает, что в соответствии с изобретением избегают того, чтобы прорези последовательных шиммирующих пластин стопки были выровнены одинаково. Таким образом, шиммирующий железный элемент, содержащий такие шиммирующие пластины, может быть легко и надежно собран, избегая прямого перекрытия прорезей последовательных/ соседних шиммирующих пластин.

Так как прорези соответствующих рисунков прорезей последовательных шиммирующих пластин имеют разную ориентацию в плоскости шиммирующих пластин, то в стопке нет совпадающих прорезей соответствующих шиммирующих пластин, т. е. ложащихся друг на друга. Это позволяет избежать конструктивного наложения вихревых токов в последовательных шиммирующих пластинах. Следовательно, нагрев, вызванный вихревыми токами в стопке, нейтрализуется, так что шиммирующий железный элемент практически не чувствителен к нагреву из-за вихревых токов в данных пластинах. Различные ориентации рисунков прорезей последовательных шиммирующих пластин могут быть достигнуты посредством обеспечения различных рисунков прорезей соответствующих шиммирующих пластин, которые не конгруэнтны (не совпадают) при повороте в плоскости на углы вращательной симметрии формы пластин. Соответственно, при укладке в стопку и выравнивании шиммирующих пластин в соответствии с их формой, прорези соответствующего рисунка не совпадают, независимо от того, имеют ли пластины ориентации, которые отличаются друг от друга углом вращательной симметрии формы пластин. Поэтому пока пластины укладывают в стопки так, чтобы их форма

была выровнена, их рисунок прорезей не демонстрирует наличия совпадающих прорезей. Таким образом, при укладке в стопку не требуется уделять особого внимания точной ориентации шиммирующих пластин, пока их формы выровнены. Особенно простая в изготовлении реализация может быть достигнута посредством обеспечения для соответствующих шиммирующих пластин единого рисунка прорезей, который имеет вращательную симметрию относительно оси вращения, которая смещена в плоскости от оси вращения вращательной симметрии формы пластины. Таким образом, поворот соответствующих шиммирующих пластин друг относительно друга в стопке приводит к тому, что повернутые друг относительно друга шиммирующие пластины не имеют совпадающих прорезей соответствующих шиммирующих пластин. Примечательно, что последовательные шиммирующие пластины, выровненные в стопке, должны быть повернуты только на угол вращательной симметрии формы пластин для поворота рисунков прорезей (одинаковой формы) так, чтобы их прорези были в разных соответствующих ориентациях.

Поля, создаваемые индуцированными вихревыми токами на одной шиммирующей пластине, конструктивно накладываются на поля соседних (последовательных) пластин. Понимание этого привело к требованию разрыва этого конструктивного наложения. В связи с этим в изобретении предложено использовать шиммирующие пластины с различными типами прорезей. Основная идея заключается в том, чтобы в каждой последовательной пластине были различные рисунки прорезей, так чтобы при укладке пластин в стопку прорези не совпадали.

В общем, изобретение допускает, что только часть шиммирующих пластин шиммирующего железного элемента содержит прорези. Однако, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, все из шиммирующих пластин содержат прорези. Кроме того, в общем, шиммирующие пластины могут иметь разную форму. Однако, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, все шиммирующие пластины имеют одинаковую форму, предпочтительно прямоугольную. Как показано ниже, это позволяет правильно выровнять рисунки прорезей шиммирующих пластин простым и надежным способом при сборке шиммирующего железного элемента. Хотя прямоугольные шиммирующие пластины могли бы иметь форму квадратов, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, прямоугольные шиммирующие пластины имеют стороны разной длины. Это делает правильное выравнивание шиммирующих пластин еще проще.

Положительный эффект изобретения может быть достигнут при использовании прорезей различной формы. Однако в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения все прорези имеют прямую форму. Хотя, в общем, шиммирующие пластины могут иметь разную толщину, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения все шиммирующие пластины имеют одинаковую толщину. Шиммирующие пластины также могут быть изготовлены из различных намагничиваемых материалов. Однако предпочтительно, чтобы все пластины были сделаны из одного и того же намагничиваемого материала. Предпочтительно, чтобы последовательные шиммирующие пластины были гальванически изолированы друг от друга, желательно, посредством изолирующих листов, имеющих такую же форму, что и шиммирующие пластины.

Существуют различные способы реализации изобретения. В соответствии с одним предпочтительным альтернативным вариантом все шиммирующие пластины прорезаны аналогичным образом, при этом рисунок прорезей, если смотреть с одной стороны соответствующей шиммирующей пластины, отличается от рисунка прорезей, если смотреть с другой стороны шиммирующей пластины. В этом отношении предпочтительно, чтобы рисунок прорезей был асимметричным. Следовательно, хотя две шиммирующие пластины имеют одинаковый рисунок прорезей, поворот одной шиммирующей пластины на 180° на другую сторону дает другой рисунок прорезей, который может не совпадать с рисунком прорезей другой шиммирующей пластины.

В качестве альтернативы вышеупомянутому решению, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, рисунки прорезей, независимо от направления взгляда, состоят по меньшей мере из двух различных рисунков прорезей, которые не могут быть приведены в конгруэнтное (совпадающее) перекрытие друг относительно друга. Это означает, что рисунки прорезей всегда различны, независимо от того, на какую сторону повернута шиммирующая пластина или с какой стороны на нее смотреть. По меньшей мере с двумя различными рисунками прорезей, которые сформированы данным образом, можно собрать стопку шиммирующих пластин, для которых рисунки прорезей последовательных шиммирующих пластин не перекрываются конгруэнтно (не совпадают) друг относительно друга.

В этом отношении, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, все рисунки прорезей включают в себя одинаковое количество прямых прорезей, причем прямые прорези имеют одинаковые углы друг

относительно друга, при этом ориентация прорезей рисунка прорезей второй шиммирующей пластины задана целым числом поворотов на нерациональный угол, предпочтительно поворотов на золотой угол, каждой прорези рисунка прорезей первой шиммирующей пластины. В геометрии золотой угол представляет собой меньший из двух углов, образованный делением окружности в соответствии с золотым сечением, т. е. на две дуги таким образом, что отношение длины большей дуги к длине меньшей дуги равно отношению длины полной окружности к длине большей дуги. Золотой угол можно аппроксимировать в градусах как 137,508°. Таким образом, простым и надежным способом можно добиться того, чтобы рисунки прорезей всех шиммирующих пластин шиммирующего железного элемента, если смотреть с одного и того же направления, отличались друг от друга.

Изобретение также относится к шиммирующей балке с множеством карманов, причем по меньшей мере один карман содержит шиммирующий железный элемент, как описано выше.

Изобретение также относится к устройству МРТ с туннелем для размещения объекта исследования и блоком, генерирующим поле, окружающим туннель, причем блок, генерирующий поле, содержит множество отверстий, проходящих параллельно продольной оси туннеля, и при этом по меньшей мере одно из множества отверстий содержит шиммирующую балку, как описано выше.

Кроме того, изобретение также относится к способу шиммирования устройства МРТ по меньшей мере с одним шиммирующим железным элементом, включающему в себя следующие этапы:

обеспечивают по меньшей мере две шиммирующие пластины, которые содержат прорези, причем прорези образуют соответствующий рисунок прорезей шиммирующих пластин с прорезями, при этом рисунки прорезей, если смотреть с одного и того же направления, состоят по меньшей мере из двух различных рисунков прорезей, которые не могут быть приведены в конгруэнтное (совпадающее) перекрытие друг относительно друга,

собирают по меньшей мере один шиммирующий железный элемент, посредством укладки в стопку по меньшей мере двух шиммирующих пластин таким образом, чтобы по меньшей мере две шиммирующие пластины не находились в конгруэнтном (совпадающем) перекрытии друг относительно друга, и

устанавливают по меньшей мере один шиммирующий железный элемент на устройство МРТ для шиммирования устройства МРТ.

Предпочтительно, чтобы способ включал в себя дополнительный этап, на котором:

собирают по меньшей мере один шиммирующий железный элемент, посредством укладки по меньшей мере еще одной шиммирующей пластины на указанные по меньшей мере две шиммирующие пластины таким образом, чтобы последовательные шиммирующие пластины не находились в конгруэнтном (совпадающем) перекрытии друг относительно друга.

Наконец, изобретение также относится к способу изготовления шиммирующей пластины для шиммирующего железного элемента, предназначенного для использования в устройстве МРТ, включающему в себя следующие этапы:

обеспечивают первую шиммирующую пластину без прорезей, прорезают первую шиммирующую пластину без прорезей, обеспечивая рисунок прорезей, содержащий предварительно заданное количество прямых прорезей, причем прямые прорези имеют предварительно заданные углы друг относительно друга,

обеспечивают вторую шиммирующую пластину без прорезей, прорезают вторую шиммирующую пластину без прорезей, обеспечивая рисунок прорезей, содержащий такое же предварительно заданное количество прямых прорезей, как и в первой шиммирующей пластине, причем прямые прорези имеют те же предварительно заданные углы друг относительно друга, как и в первой шиммирующей пластине, при этом ориентация прорезей рисунка прорезей второй шиммирующей пластины задана целым числом поворотов на нерациональный угол, предпочтительно поворотов на золотой угол, каждой прорези рисунка прорезей первой шиммирующей пластины.

Краткое описание чертежей

Эти и другие аспекты изобретения станут очевидны и будут разъяснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные ниже. Однако такие варианты осуществления необязательно представляют полный объем изобретения, и поэтому здесь делается ссылка на формулу изобретения для интерпретации его объема.

На фиг. 1 схематически изображен сканер МРТ в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения;

На фиг. 2. схематически изображен шиммирующий железный элемент в виде блоков или стопки шиммирующих пластин с прорезями в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения;

На фиг. 3 показан увеличенный вид в поперечном сечении части блока, генерирующего поле, сканера МРТ в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения;

На фиг. 4 схематически показаны возможные места расположения слоя цилиндрической формы, в который установлены шиммирующие балки с шиммирующими железными элементами в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения;

На фиг. 5 схематически изображены шиммирующие пластины в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения;

На фиг. 6 схематически изображены шиммирующие пластины в соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения; и

На фиг. 7 схематически изображены шиммирующие пластины в соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 схематически показан сканер 10 МРТ в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения. Он содержит блок 100, генерирующий поле (как ВО, так и градиенты), который имеет отверстия 110 вдоль продольной оси, в которые вставлены шиммирующие балки 111. Эти шиммирующие балки 111 имеют различные карманы 120, в которые вставлены шиммирующие железные элементы 130.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, на одну MP систему приходится более ста карманов 120, в которых размещены шиммирующие железные элементы 130 в виде блоков или стопок шиммирующих пластин 132, 133 с прорезями, как показано на фиг. 2. Количество шиммирующих пластин 132 на один карман 120 определяют в нескольких итерациях, чтобы сделать поле ВО наиболее однородным. Часть так называемой процедуры шиммирования выполняют на объекте заказчика для компенсации ферромагнитных частей здания и оборудования вблизи сканера 10 МРТ.

На фиг. 3 представлен увеличенный вид в поперечном сечении части блока 100, генерирующего поле. Он состоит из внешней части блока 111, генерирующего поле ВО (предпочтительно сверхпроводящей катушки внутри криостата), в которую установлен блок 113, генерирующий градиент. Блок 113, генерирующий градиент, состоит из градиентной катушки 116, которая предпочтительно активно экранирована экранирующей катушкой 114, а между ними расположен разделитель 115.

На фиг. 4 показаны возможные места расположения слоя 117 цилиндрической формы, в который установлены шиммирующие балки 111 с шиммирующими железными элементами 130. В то время как вариант А используют в более старых сканерах, вариант С предпочтительно использовать для настоящего предпочтительного варианта осуществления изобретения. Вариант С выбирают из-за лучшего использования пространства, что позволяет использовать большие диаметры туннеля (например, 70 см) и, следовательно, доступность также и для пациентов с ожирением. Такое использование пространства обусловлено тем фактом, что разделитель 115 в любом случае необходим для разделения катушек 114 и 116, поэтому данное пространство может быть использовано для слоя 117 шиммирующих железных элементов, а не тратиться впустую, как во всех других вариантах. Далее, в конфигурации С шиммирующие железные элементы 130 размещены в том месте, в котором градиентное поле является максимальным. Кроме того, в этой конфигурации шиммирующие железные элементы 130 механически соединены с блоком 113, генерирующим градиент, который подвержен вибрации, а не с блоком 111, генерирующим поле ВО (внутренний корпус криостата), который достаточно статичен. Поэтому вариант С в сканерах МРТ приводит к обострению давно известной проблемы, т. е. к нагреву шиммирующих железных элементов и, следовательно, к тепловому дрейфу шиммирования.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения эта проблема решена с помощью шиммирующих пластин 132, 133 с прорезями, причем соседние шиммирующие пластины 132, 133 содержат такие рисунки прорезей, которые не конгруэнтны (не совпадают) друг относительно друга. Это означает, что прорези на шиммирующих пластинах 132, 133 с прорезями проходят таким образом, чтобы прорезь одной шиммирующей пластины 132 не перекрывалась прорезью другой шиммирующей пластины 133. Пример таких рисунков прорезей приведен на фиг. 5. Здесь приведены два типа рисунков прорезей для шиммирующих пластин 132, 133. При помощи набора таких различных шиммирующих пластин 132, 133 могут быть получены стопки шиммирующих железных элементов 130, в которых соседние шиммирующие пластины 132, 133 не содержат конгруэнтных (совпадающих) рисунков прорезей. Таким образом, в этих шиммирующих железных элементах 132, 133 уменьшаются вихревые токи и, следовательно, уменьшается нагрев шиммирующих железных элементов 130.

Шиммирующие железные элементы 130, в которых соседние шиммирующие пластины 132, 133 не содержат конгруэнтных (совпадающих) рисунков прорезей, также могут быть уложены в стопку с помощью шиммирующих пластин 134, все из

которых содержат одинаковый асимметричный рисунок прорезей, как показано на фиг. 6. Здесь показана одна шиммирующая пластина 134, которая обеспечивает — с одного и того же угла обзора — четыре различных неконгруэнтных (несовпадающих) рисунка прорезей посредством поворота шиммирующей пластины 134 с ее обратной стороны на переднюю и путем поворота шиммирующей пластины 134 на 180° вдоль ее нормальной оси, что обозначено как "передняя сторона" и "задняя сторона", а также "1", "2", "3" и "4" на обеих сторонах шиммирующей пластины 134. Необходимо изготовить только один тип шиммирующих пластин с прорезями. Требуемое различие шиммирующих пластин достигается путем поворота пластины вокруг своей оси.

Следовательно, можно использовать нумерацию шиммирующих пластин 134, как описано выше, или цветовую кодировку шиммирующих пластин 134, чтобы не было негативного влияния на рабочий процесс во время шиммирования, т.е. укладки в стопку шиммирующих пластин 134 для получения шиммирующего железного элемента, который соответствует потребностям. На примере на фиг. 6 сервисный инженер MP устройства должен укладывать пластины в стопку таким образом, чтобы при укладке пластин последовательно считывались цифры 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 1. Используемый здесь асимметричный рисунок прорезей в виде "+" имеет дополнительное преимущество в том, что идентичный рисунок прорезей повторяется на 5-й шиммирующей пластине 134 вместо 3-й шиммирующей пластины 132, 133, как показано на фиг. 5, что еще больше повышает эффективность прорезей.

В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг. 7, устранена проблема поддержания правильного порядка во время образования стопки. Здесь прорези шиммирующих пластин 135 пробиты с образованием неповторяющегося рисунка. Рисунок прорезей поворачивают относительно шиммирующей пластины на некоторый нерациональный угол, например на золотой угол. В геометрии золотой угол представляет собой меньший из двух углов, образованный делением окружности в соответствии с золотым сечением, т. е. на две дуги таким образом, что отношение длины большей дуги к длине меньшей дуги равно отношению длины полной окружности к длине большей дуги. Золотой угол можно аппроксимировать в градусах как 137,508°. Таким образом, каждая шиммирующая пластина уникальна, а нумерация или кодировка больше не требуются. Таким образом, процедура шиммирования может быть выполнена так же, как она выполняется и сегодня, но неповторяющийся рисунок прорезей значительно уменьшит вихревые токи. Помимо поворота рисунка прорезей, его

центр также может быть слегка сдвинут, чтобы уменьшить размер окончательно неразрезанной области в центре. Еще одним преимуществом предлагаемого неповторяющегося, простого рисунка прорезей является то, что его можно легко изготовить. Рисунок прорезей для каждой пластины прост и поворот может быть выполнен без затруднений.

Хотя изобретение было подробно проиллюстрировано и детально описано на чертежах и в предшествующем описании, такие иллюстрирование и описание следует считать приведенными в качестве примера и не носящими ограничительный характер; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. Специалистами в данной области могут быть осознаны и реализованы другие модификации раскрытых вариантов осуществления изобретения на основе заявленного изобретения посредством изучения чертежей, описания и приложенной формулы изобретения. В формуле изобретения слово "содержащий" не исключает других элементов или шагов, а использование единственного числа не исключает множественности. Тот факт, что некоторые меры указаны во взаимно различающихся зависимых пунктах формулы, не указывает на то, что комбинация этих мер не может быть использована для получения преимущества. Любые ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны толковаться как ограничивающие объем изобретения. Кроме того, для наглядности не все элементы на чертежах могут быть снабжены ссылочными обозначениями.

Список ссылочных обозначений

сканер МРТ 10 блок, генерирующий поле 100 отверстия 110 шиммирующие балки 111 воздушный зазор между криостатом и градиентной катушкой 112 блок, генерирующий градиент 113 экранирующая катушка 114 разделитель 115 градиентная катушка 116 слой цилиндрической формы 117 блок, генерирующий поле ВО 118 карманы 120 шиммирующие железные элементы 130 шиммирующая пластина 131 шиммирующая пластина 132 шиммирующая пластина 133 шиммирующая пластина 134 шиммирующая пластина 135

Использование: для магнитно-резонансных устройств. Сущность изобретения заключается в том, что шиммирующий железный элемент состоит из стопки шиммирующих пластин, при этом по меньшей мере две из шиммирующих пластин содержат прорези, причем прорези образуют соответствующий рисунок прорезей шиммирующих пластин с прорезями, и при этом рисунки прорезей, при взгляде в одном и том же направлении, состоят по меньшей мере из двух различных рисунков прорезей, которые не могут быть приведены в конгруэнтное (совпадающее) перекрытие друг другом. Технический результат: обеспечение возможности создания шиммирующего железного элемента, который не нагревается до высоких температур за счет вихревых токов. 5 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Шиммирующий железный элемент (130) для использования с магнитно-резонансным (МР) устройством (10),

состоящий из стопки шиммирующих пластин (5 131, 132, 133, 134, 135),

при этом по меньшей мере две из шиммирующих пластин (131, 132, 133, 134, 135) содержат прорези, причем прорези образуют соответствующий рисунок прорезей шиммирующих пластин (131, 132, 133, 134, 135), и

при этом по меньшей мере некоторые из прорезей шиммирующих пластин, расположенных последовательно в стопке, ориентированы по-разному во избежание их совпадения.

2. Шиммирующий железный элемент по п. 1, в котором по меньшей мере две шиммирующие пластины имеют разные рисунки прорезей, которые не конгруэнтны при повороте в плоскости на углы вращательной симметрии пластин.

3. Шиммирующий железный элемент по п. 1, в котором шиммирующие пластины имеют рисунок прорезей, имеющий в плоскости вращательную симметрию относительно оси вращения рисунка прорезей, смещенной от оси вращательной симметрии в плоскости формы пластин.

4. Шиммирующий железный элемент (130) по п. 3, в котором рисунок прорезей является асимметричным по отношению к одной из нескольких осей симметрии формы шиммирующих пластин.

5. Шиммирующий железный элемент (130) по п. 1 или 2, в котором рисунки прорезей, независимо от направления взгляда, состоят по меньшей мере из двух различных рисунков прорезей, которые не могут быть приведены в конгруэнтное (совпадающее) перекрытие друг относительно друга.

6. Шиммирующий железный элемент (130) по п. 5, в котором все рисунки прорезей включают в себя одинаковое количество прямых прорезей, причем прямые прорези имеют одинаковые углы друг относительно друга, при этом ориентация прорезей рисунка прорезей второй шиммирующей пластины (131, 132, 133, 134, 135) задана целым числом поворотов на нерациональный угол каждой прорези рисунка прорезей первой шиммирующей пластины (131, 132, 133, 134, 135).

7. Шиммирующий железный элемент (130) по п. 5 или 6, в котором рисунки прорезей, если смотреть с одного и того же направления, отличаются друг от друга.

8. Шиммирующая балка (11) с множеством карманов (120), в которой по меньшей мере один карман (120) содержит шиммирующий железный элемент (130) по любому из предшествующих пунктов.

9. Устройство (10) магнитно-резонансной томографии (МРТ), содержащее туннель для размещения объекта исследования и блок (100), генерирующий поле, окружающий туннель, причем блок (100), генерирующий поле, содержит множество отверстий (110), проходящих параллельно продольной оси туннеля, и при этом по меньшей мере одно из множества отверстий (110) содержит шиммирующую балку (111) по п. 8.

10. Способ шиммирования устройства (10) магнитно-резонансной томографии (МРТ) по меньшей мере с одним шиммирующим железным элементом (130), включающий в себя следующие этапы:

- обеспечивают по меньшей мере две шиммирующие пластины (131, 132, 133, 134, 135), которые содержат прорези, причем прорези образуют соответствующий рисунок прорезей шиммирующих пластин (131, 132, 133, 134, 135),

- собирают по меньшей мере один шиммирующий железный элемент (130) посредством укладки в стопку по меньшей мере двух шиммирующих пластин (131, 132, 133, 134, 135) таким образом, чтобы по меньшей мере некоторые из прорезей шиммирующих пластин, расположенных последовательно в стопке, были ориентированы по-разному во избежание их совпадения, и

- устанавливают по меньшей мере один шиммирующий железный элемент (130) в устройство (10) магнитно-резонансной томографии для шиммирования устройства (10) магнитно-резонансной томографии.

11. Способ по п. 10, включающий в себя дополнительный этап, на котором:

- собирают по меньшей мере один шиммирующий железный элемент (130) посредством укладки по меньшей мере еще одной шиммирующей пластины (131, 132, 133, 134, 135) на указанные по меньшей мере две шиммирующие пластины (131, 132, 133, 134, 135) таким образом, чтобы последовательные шиммирующие пластины (131, 132, 133, 134, 135) не находились в конгруэнтном перекрытии друг относительно друга.

12. Способ изготовления шиммирующей пластины (131, 132, 133, 134, 135) для шиммирующего железного элемента (130), предназначенного для использования в устройстве (10) магнитно-резонансной томографии (МРТ), включающий в себя следующие этапы:

- обеспечивают первую шиммирующую пластину без прорезей,

- прорезают первую шиммирующую пластину без прорезей, обеспечивая рисунок прорезей, содержащий предварительно заданное количество прямых прорезей, причем прямые прорези имеют предварительно заданные углы друг относительно друга,

- обеспечивают вторую шиммирующую пластину без прорезей,

- прорезают вторую шиммирующую пластину без прорезей, обеспечивая рисунок прорезей, содержащий такое же предварительно заданное количество прямых прорезей, как и в первой шиммирующей пластине (131, 132, 133, 134, 135), причем прямые прорези имеют те же предварительно заданные углы друг относительно друга, как и в первой шиммирующей пластине (131, 132, 133, 134, 135), при этом ориентация прорезей рисунка прорезей второй шиммирующей пластины (131, 132, 133, 134, 135) задана целым числом поворотов на нерациональный угол каждой прорези рисунка прорезей первой шиммирующей пластины (131, 132, 133, 134, 135).