DE1673016A1 - Vorrichtung zur Konstanthaltung des Polarisierenden Magnetfeldes bei einem Kernresonanzgeraet - Google Patents
Vorrichtung zur Konstanthaltung des Polarisierenden Magnetfeldes bei einem KernresonanzgeraetInfo
- Publication number
- DE1673016A1 DE1673016A1 DE1967P0043266 DEP0043266A DE1673016A1 DE 1673016 A1 DE1673016 A1 DE 1673016A1 DE 1967P0043266 DE1967P0043266 DE 1967P0043266 DE P0043266 A DEP0043266 A DE P0043266A DE 1673016 A1 DE1673016 A1 DE 1673016A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- field
- reference sample
- polarizing
- coils
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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
- G01R33/389—Field stabilisation, e.g. by field measurements and control means or indirectly by current stabilisation
-
- 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
Description
Patentanmeldung
The Perkin-Elmer Corporation Norwalk, Connecticut USA
Vorrichtung zur Konstanthaltung des polarisierenden Hagnetfeldes bei einem Kernresonanzgerät
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Konstanthaltung des polarisierenden Magnetfeldes bei einem
Kernresonanzgerät mit einem Magneten zur Erzeugung eines starken polarisierenden Magnetfeldes zwischen
zwei gegenüberliegenden PoIflachen, Homogenisierungsspulen zum Homogenisieren von Ungleichförmigkeiten
des polarisierenden Feldes in einem relativ kleinen Volumen im Luftspalt zwischen den Polflächen und
einer Lock-on-Einrichtung bestehend aus einem Referenzprobenhalter
zwischen den Polflächen, durch den Schwankungen der Stärke des polarisierenden Feldes
kompensierbar sind.
Die Anwendung von Kernresonanzgeräten zur Durchführung von qualitativen Analysen von Substanzen ist
bekannt. Eine zu analysierende Probe wird in einem relativ starken polarisierenden Magnetfeld H^ angeordnet, welches von einem Magneten des Gerätes erzeugt wird. Ein magnetisches Wechselfeld Hg, welches
senkrecht- zu den Feld H^ liegt, wirkt auf die Atom-
109836/0288
kerne der Probe und verursacht dadurch eine Präzession der Kerne. Wenn die Frequenz f des Feldes H2 gleich
der Larmorfrequenz ist, tritt eine feststellbare Kernresonanz auf. Die Feldstärke H^ und die Frequenz f sind durch eine Konstante miteinander verbunden,
welche eine charakteristische Eigenschaft der Substanz 1st und welche als gyromagnetisches
Verhältnis bekannt ist. Die Probe kann dadurch identifiziert werden.
Die Herstellung von komerziellen GerMten, die nach diesen Prinzipien arbeitet, hat Verfeinerungen bei
Kernresonanzgeräten erforderlich gemacht, um den gewünschten
Grad von Genauigkeit bei der Probenidentifizierung sicherzustellen. Generell sollte das
polarisierend« Feld über relativ lange Zeiten stabil sein und »ine Gleichförmigkeit in der Feldstärke
besitzen, die wenigstens gleich einem Teil in 1o° ist. Bei dem Versuch, diesen Forderungen zu genügen, sind Kernresonanzgeräte geschaffen worden,
die sowohl eine Lock-on-Einrichtung besitzen, durch
welche Schwankungen des polarisierenden Feldes mit der Zeit kompensiert werden können, als auch Homogenisierungsspulen
zur Erhöhung der Gleichförmigkeit des polarisierenden Feldes in der Nähe der asu
untersuchenden Probe. Die Lock-on-Einrichtung weist
eine Referenzprobe auf, die in der Nähe der zu untersuchenden Probe in dem Feld H^ angeordnet ist
und Mittel zur Erregung der Referenzprobe mit ihrer
109836/0288
BAD ORIGINAL
Larmorfrequenz, um eine Kernresonanz derselben hervorzurufen. Jede Schwankung der polarisierenden Feldstärke ist mit einer Abweichung von der Kernresonanz
der Referenzprobe verbunden. Bs ist eine Schaltung vorgesehen, die auf diese Abweichung anspricht und
eine kompensierende Veränderung der Feldstärke H1
oder der Erregerfrequenz bewirkt, um die Resonanz wieder herzustellen. Die vorerwähnten Homogenisierungsspulen bestehen aus einer Hehrzahl von relativ flachen Spulen, die in der Nähe der FoIflachen
des Magneten angeordnet sind und das polarisierende Feld in dem relativ kleinen Raumvolumen homogenisieren, welches von der zu untersuchenden Probe eingenommen wird. Biese Spulen sind vorzugsweise funktionell orthogonal zueinander, das heißt, daß das
von einer der Spulen in der Nähe der zu untersuchenden Probe erzeugte Feld nicht wesentlich das Feld in
der Nähe der zu untersuchenden Probe &aC*jrt, welches
gleichzeitig von einer anderen der Spulen hergestellt wird. Eine solche Anordnung ist in der DAS
1 1o7 82* beschrieben..
Die Homogenisierung des polarisierenden Feldes in der Nähe der zu untersuchenden Probe wird wie oben
erwähnt bis zu einer Größenordnung von einem Teil in 1o vorgenommen. Während diese Gleichförmigkeit
in einen relativ kleinen Volumen erreicht wird, das in der Mitte des Luftspaltes liegt, so hat es sich
doch gezeigt, daß die Feldinhomogenität in einigem Abstand vom Ort der zu untersuchenden Probe, wo nan
109836/0288
BAD ORIGINAL
eine Referenzprobe anordnen will, bis auf ein Teil in lo**" ansteigen kann. Zur Erhöhung der Lock-on-Empfindlichkeit und dementsprechend der Analysengenauigkeit ist es wünschenswert, die Inhomogenität
des Feldes in der Nähe der besagten Referenzprobe bis auf wenigstens einen Teil in 1o6 zu verringern.
Es ist weiter wünschenswert, diese erhöhte Gleichförmigkeit in der Nähe der Referenzprobe zu erhalten, während gleichzeitig das homogenisierte Feld
in der Nähe der zu untersuchenden Probe im wesentlichen ungeändert gehalten wird.
Es ist demgemäß eine Aufgabe der Erfindung, ein Kemresonansgerät zu schaffen, welches eine verbesserte Lock-on-Anordnung aufweist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kemresananzgerät zu schaffen, das Feldhomogenisierungs- und Konstanthaltungsnittel aufweist und
welches verbesserte Feldgleichförmigkeit in der Nähe einer Referenzprobe aufweist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Feldhomogenisierungsmittel für eine Referenzprobe zu schaffen, welche das Feld der Referenzprobe homogenisieren, während sie gleichzeitig
das homogenisierte Feld in der Nähe der zu untersuchenden Probe im wesentlichen ungeändert lassen.
- 5 -109836/0288
BAD ORIGINAL
Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß an der Referenzprobe eine Mehrzahl von Homogenisierungsspulen
vorgesehen sind, durch welche das polarisierende Feld in der Nähe der Referenzprobe homogenisierbar
ist.
Das Kernresonanzgerät nach der Erfindung besitzt also
eine Vorrichtung zur Konstanthaltung des polarisierenden Magnetfeldes (Lock-on-Anordnung), erste Homogenisierungsmittel
für das polarisierende Feld, welche so ausgelegt sind, daß sie die Gleichförmigkeit des
polarisierenden Feldes H1 in der Nähe einer zu untersuchenden
Probe erhöhen und Homogenisierungsmittel zur Erhöhung der Gleichförmigkeit des polarisierenden
Feldes in der Nähe der Referenzprobe. Die Homogenisierungsmittel
für die Referenzprobe bestehen vorzugsweise aus einer Mehrzahl von elektrischen Leitern, die auf einer Oberfläche im Bereich der Referenzprobe
derart angeordnet sind, daß sie die Homo» genität des Feldes im Bereich der Referenzprobe erhöhen, während sie das homogenisierte Feld in der
Nähe der zu untersuchenden Probe im wesentlichen ungeändert lassen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in den Abbildungen dargestellt und im folgenden beschrieben:
Figur 1 zeigt teilweise in Blockform ein Kernreeonanzgerät
mit Honogenisierungsmitteln für das polarisierende Magnetfeld
. und einer nach der Erfindung eusgebil-
109836/0288
BAD ORJGlNAtT
deten Vorrichtung zur Konstanthaltung dieses polarisierenden Magnetfeldes.
Figur 2 ist eine vereinfachte Draufsicht der Anordnung von Figur 1 und zeigt eine
spezielle räumliche Anordnung der zu untersuchenden Probe und der Referenzprobe im Feld des Magneten von Figur
Figur 3 »eigt einen Referenzprobenhalter zur
Verwendung bei dem Gerät von Figur 1 mit Homogenisiorungsmitteln für das
Feld an der Referenzprobe.
Figur 4
und 6 sind schematiaehe Darstellungen einer
Oberfläche des Referertsprobenhalters
von Figur 3 und «eigen die verschiedenen Feldhomogenisierungswicklungen.
Figur 7 ist eine andere Anordnung von Homogenisierungswicklungen, die auf der Oberfläche
des Referenzprobenhalters von Figur 3 angeordnet sind.
In Figur 1 ist ein Kernresonanzgerät dargestellt, wel=
ehes einen teilweise gezeichneten Permanentmagneten
mit Polflächen 12 und 14 aufweist, zwischen denen ein relativ starkes polarisierendes Feld H1 erzeugt
wird. Auf den Magneten ist eine Korrekturfeldwicklung
angeordnet. Wie nachstehend im einzelnen beschrie·-
109836/0288
BAD.ORIGINAL
ben werden wird, kann diese Korrekturwicklung relativ
schwache kompensierende Veränderungen der Stärke des polarisierenden Feldes erzeugen. Das polarisierende
Feld muß einen relativ hohen Grad von Gleichförmigkeit besitzen. Beispielsweise sind Abweichungen
der Feldstärke in einer Größenordnung größer als ein Teil in to8 unerwünscht. Um die gewünschte Gleichförmigkeit
zu erhalten, sind Feldhomogenisierungsmittel vorgesehen. Diese Mittel bestehen aus flachen
Homogenisierungsspulen 16 und 17, die an den Polflächen 12 und 14- angeordnet sind. Die Homogenisierungsspulen bestehen aus Scheiben, die eine Mehrzahl von
gegeneinander isolierten Wicklungen von elektrischen Leitern aufweisen, die darauf angeordnet sind und
im wesentlichen zueinander orthogonale Feldkomponenten erzeugen, um das Feld in einem gewünschten Punkt
zwischen den Polflächen zu korrigieren. Sine spezielle Anordnung von solchen Homogenisierungsspulen ist
in der Deutschen Auslegeschrift 1 1o7 624 beschrieben.
Die verschiedenen Leitungen, die von den Honogenisierungsspulen ausgehen und die generell mit 18
bezeichnet sind, sind über Potentiometer 22, 23, 24·
und 25 mit einer Spannungsquelle 2o verbunden derart,
daß die Stärke und Richtung der in den Homogenisierungswicklungen fließenden Ströme regelbar sind.
Das Kernresonanzgerät weist weiterhin einen Probenhalter 26 für die zu untersuchende Probe auf, der
zwischen den Polflächen 12 und 14- angeordnet ist und eine Probe einer unbekannten Substanz enthält, welche
109836/0288
durch das Gerät identifiziert werden soll. Es sind verschiedene Probenhalter für solche Geräte bekannt.
Der Einfachheit der Darstellung halber ist der Probenhalter 26 als Reagenzglas dargestellt. Ein zweiter
Probenhalter, der generell mit 28 bezeichnet ist, ist auch zwischen den Polflächen 12 und 14 angeordnet.
Dieser letztere Probenhalter, welcher nachstehend im einzelnen beschrieben werden wird, bildet
einen Teil einer Lock-on-Anordnung. Der Probenhalter
26 für die zu untersuchende Probe weist eine Geberspule 29 auf, welche einen Zweig einer Brückenschaltung
5o bildet. An die Schaltung 3o ist ein Hochfrequenzoszillator 31 mit veränderbarer Frequenz
angeschaltet, welcher in einem Zeitintervall t* über
einen Frequenzbereich hinwegstreicht. Die der Schaltung 3o durch diesen Generator zugeführte Spannung
bewirkt einen Stromfluß in der Spule 29, und dadurch
wird ein zu dem Feld H^ senkrechtes Magnetfeld H2
erzeugt. Bei der Larmorfrequenz F einer Probenkomponente zeigt die Probe in bekannter Weise Kernresonanz
und absorbiert Energie von der Spule 29. Dadurch
wird die Brückenschaltung verstimmt. Diese Verstimmung wird von einer Detektor-und Verstärkerstufe 32
festgestellt und verstärkt. Registrierende Anzeigemittel 3^» beispielsweise ein Schreibstreifen-Schreiber sind vorgesehen und mit den Frequenzschwankungen
des Oszillators y\ während des Zeitintervalls t^
durch elektrische Signale von einer Synchronisierungsquelle
56 synchronisiert. Das registrierende Anzeige-
- 9
109836/0288
gerät liefert damit ein Spektrograf, aus welchen die Bestandteile der Probe identifiziert werden können.
Wie vorstehend erwähnt, ist das polarisierende Feld Schwankungen unterworfen und es ist eine Loek-on-Anordnung
vorgesehen» un diese Schwankungen zu kompensieren. Der Lock~on-Bezugsprobenhalter 28 von Figur
1 ist in Figur 3 im einzelnen dargestellt. Er weist einen rohrförmigen Probenbehälter 38 auf, welcher
an einem Ende geschlossen ist und eine Referenzprobe
aufnimmt. Um den Behälter 28 ist eine Geberspule 4o angeordnet. Biese Anordnung ist in einem Körper 42
angeordnet und ragt durch diesen hindurch. Der Körper 42 trägt Homogenisierungsspulen in der Nähe der
Bezugsprobe. Der Körper 42 ist hohl und sphärisch und wird von zwei elektrisch isolierenden halbkugeligen
Teilen 44 und 46 gebildet, welche an einer Fläche 47 miteinander verkittet sind. Die Halbkugeln
weisen jede ausgeschnittene Segmente auf, welche die
Aufnahme des rohrförmigen Behälters 28 in der Kugel gestatten. Auf dem Körper 42 werden Feldhomogenisierungsspulen
gebildet, die nachstehend im einzelnen beschrieben werden. Der Körper 42 ist in dem polarisierenden
Feld in einer solchen Weise orientiert, daß ein Feld, welches von einem in der Spule 4o fließenden
Strom erzeugt wird, senkrecht zu dem polarisierenden Feld verläuft.
-■ Io
- 1o -
Die Geberspule 4o ist als Teil einer Brückenschaltung
48 geschaltet. Von einen Oszillator 5o (Figur i)
wird eine Hochfrequenzspannung mit der Larmorfrequenz der Referenzprobe abgenommen und der Brückenschaltung
48 zugeführt. Die Referenzprobe zeigt demgemäß Kernresonanz und absorbiert Energie von der
Spule 4o. Wenn Schwankungen in der Stärke des polarisierenden Feldes auftreten, wird weniger Energie
absorbiert und die Brückenachaltung wird verstimmt. Diese Verstimmung wird von einer Stufe 52 festgestellt
und verstärkt. Von der Stufe 52 wird ein Ausgangssignal proportional zu der Verstimmung einer
Steuerstufe 54 für die Feldschaltung zugeführt. Die
Ausgangsklemmen 56 und 58 dieser Stufe sind mit Klemmen
6o und 62 der Korrekturfeldwicklung 15 verbunden. Die Stufe 54 erzeugt einen Gleichstrom in der Wicklung 15t und die Stärke dieses Stromes wird von einem
vorgegebenen Sollwert nach Maßgabe der Abweichung von der Resonanz verändert, derart, daß die Kernresonanz
der Referenzprobe wieder hergestellt wird«
In den Figuren 4, 5 und 6 ist ein Satz von drei Korrekturspulen
zur Homogenisierung des polarisierenden Feldes innerhalb des Körpers 42 dargestellt. Der
Deutlichkeit der zeichnerischen Darstellung halber ist Jede Wicklung des Satzes in diesen Figuren unabhängig dargestellt. Der gesamte Satz von Homogenisierungsspulen
enthält alle diese Wicklungen, die auf dem Körper 42 angeordnet sind und zur x, y, und z-Achse
in der in Figur 4, 5 und 6 dargestellten Weise
Ί1
ι t\
orientiert sind. Jede Wicklung weist einen elektrischen Leiter auf, der auf die Kugel aufgekittet ist
und elektrisch von den anderen Wicklungen des Satzes isoliert ist. Die elektrischen Leiter sind in einer
solchen Gestalt angeordnet, daß sie eine gewünschte homogenisierende Korrekturfeldkomponente innerhalb
der Kugel erzeugen.
Wie in der DAS 1 1o? 824- beschrieben ist, hat das
Feld im Mittelpunkt einer gedachten Kugel die Eigenschaft, daß der Laplaß-Operator des Feldpotentials
F verschwindet:AF = O. Die Kugelfunktionen sind
eine Gruppe von Funktionen, deren Laplaß-Operator verschwindet und von denen jede einen Beitrag zu dem
Feld im Kugelmittelpunkt darstellt. Indem man Korrekturfelder erzeugt, die auch durch Kugelfunktionen
dargestellt werden können, kann die Feldgleichförmigkeit innerhalb der Kugel geregelt werden. Das
Feld, welches Kugelfunktionen darstellt, kann mit guter Näherung angenähert werden durch einen Strom,
der auf der Oberfläche einer Kugel und längs eines Ortes fließt, in weichen die Funktion verschwindet,
das heißt, wo die Funktion gleich Null ist. Die hauptsächlich interessierenden Kugelfunktionen sind:
zonal 2 | S2 | x2 | ~ y2 | (D |
erste Tesserale χ | • Z | (2) | ||
•weite Tessorale | y · | (3) | ||
103836/0288
BAD ORIGINAL
Der Ort auf der Kugel, wo diese Punktionen verschwinden,
beschreibt eine Anordnung der gewünschten Wicklungen. Dieser Satz von Wicklungen ist orthogonal in
dem Sinne, daß das Integral des Produktes der Ableitungen nach Xf welches als Richtung des Hauptfeldes
angenommen wird, von jeweils zwei dieser Kugelfunktionen über eine Kugel mit dem Mittelpunkt im Koordinatenursprung verschwindet. Außerdem ist dieser Satz
halb vollständig in dem Sinne, daß jede magnetische Inhomogenität, die durch eine zonale oder tesserale
Kugelfunktion von zweitem Grade beschrieben wird mittels dieses Spulensatzes korrigiert werden kann,
während sektoriale Inhomogenitäten so nicht korrigiert werden können. Das NichtVorhandensein einer
sektorialen Korrektur ist jedoch im allgemeinen nicht wichtig, da die magnetischen Komponenten, die diesen
sektorialen Kugelfunktionen entsprechen, senkrecht zu dem Hauptfeld liegen und dieses nur quadratisch
beeinflussen.
Die Wicklung von Figur 4· stellt den Ort dar, wo die
Kugelfunktion von gleichen 1 verschwindet, wenn der Abstand zwischen den zwei symmetrischen Spulen 64- und
66 D/ Vj> ist, wo D der Kugeldurchmesser ist. Andererseits
erzeugt sie keine zonalen Kugelfunktionen vom 4-, Grade, wenn die beiden Schleifen 64- und 66 in
einem Abstand gleich ff 3/? D voneinander angeordnet
sind. Die Wicklungen von Figur 5 und 6, welche die Orte darstellen, wo die Kugelfunktionen der Glei-
10 9 8 3 6/028 8
BAD ORIGINAL
chungen 2 und 3 verschwinden, ersaugen jede teaserale Kugelfunktionen vom 4. Grade. Jedoch iat diese
Störung ill allgemeinen zuläasig. Obwohl es nicht speziell dargestellt iat, ist die Wicklungsgeatalt
dar elektrischen Leiter von Figur 5 und 6 In geeigneter Weise in der Nähe der Kontaktfläche 4-7 dar
Halbkugel an diametral gegenüberliegenden Stellen in geeigneter Weise geändert, us die Kugel nur Aufnahme des Behälters 38 geeignet zu machen. Die Ausgangsklemmen 68 und 7o der zonalen Wicklungen von
Figur * sind mit einen Hittelabgriff «wischen einem
Paar von Batterien 76 und 77 in Figur 1 und mit einem einstellbaren Schleifer eines Potentiometers 73 verbunden. Sie Gleichspannung* die an diesem Potentiometer von der Batterie angelegt wird, erzeugt einen
Stromfluß in der Wicklung und die Einstellung des
Schleifers des Potentiometers 78 verändert sowohl
die Größe als auch die Richtung des Stromes in dar zonalen Spule. Sie zonalen Korrekturfeldkomponenten
werden auf diese Weise hergestellt. Xn ähnlicher
Weise sind die Klemmen 85 und 85 der ersten tesseralen Wicklung (Figur 5) mit dem gemeinsamen Abgriff
zwischen den Batterien 76 und 77 und Bit einem einstellbaren Schleifer eines Potentiometers 79 verbunden, während die Klemmen 87 und 89 der zweiten tesseralen Wicklung (Figur 6) mit dem gemeinsamen Verbindungepunkt zwischen den Batterien 76 und 77 und einem
eineteilbaren Schleifer an einem potentiometer 8o verbunden sind. Da diese Komogenisierungswlcklungen sehr
109836/0218
nahe an der Referenzrrobe liegen, ist die Stärke des
in diesen Wicklungen fließenden Strom·« relativ gering und Störungen des homogenisierten Feldes in der
Nähe der zu untersuchenden Probe sind demgemäS gering.
Figur 7 stellt eine andere Anordnung von Homogenisierungswlcklungen auf der Kugel dar, welche vorteilhafterweise die Erzeugung von zonalen Komponenten von
4· Grade und tesseralen Komponenten vom 4-· Grade vermeidet. Diese Anordnung benutet die Vorteile, die in
der Vicklungsgestalt von Figur 4 liegen. Wie vorstehend angegeben, erzeugt eine Leiteranordnung der Art
von Figur 4 nicht von selbst Kugelfunktionen vom 4. Grade, welche die Erzielung einer geeigneten Feldhomogenität innerhalb der Kugel beeinträchtigen könnten. In Figur.7 1st ein Sate von drei gegeneinander
isolierten Wicklungen nach Art von Figur 4- (das heißt, 28 *-x -y ) vorgesehen und synaetrisch um die Z-Achse
angeordnet und gegenüber dieser um einen Winkel 0 versetzt. Jede dieser Achsen sind gegeneinander um einen
Winkel θ versetzt und die Einzelheiten der Verbindungen, die in Figur 4 dargestellt sind, sind wegge-Ia38en worden, um die Figur zu vereinfachen. Wenn
ein Paar von Wicklungsspulen, wie sie in Figur 4- dargestellt sind, mit seiner Achse um einen Winkel 0
gegen die Z-Achse, auf die X-Achse hin geneigt ist, so zeigt eine einfache Änderung der Koordinaten,
daß die zonale Kugelfunktion dieses verschwenkten
109636/0288
(2-3 coe2 0) 3^2 + (5 coe2 ^
In Ähnlicher Weise 1st, wenn ein zweites Paar von Wicklungsspulen in die Stellung gebracht ist, die
erhalten wird, indea das erste Paar ua 12o° üb die
Z-Achse verdreht wird» die von des «weiten Paar erzeugte Kugelfunktion von der Pore:
Die Ableitungen dieser beiden Kugelfunktionen nach ζ ergeben die Stärke des Korrekturfeldes, welches in der
Z-Bichtung erzeugt wird und sind jeweils:
Wenn «an über eine alt den Hittelpunkt in Koordina
tenursprung liegende Kugel Bittelt, so hat das Pro dukt Bsi . B82 die Fora:
(1-3 cos^)2 + 9/2 sin2 20
+ 42 COS^ 0 ^ 54. cos* 0
und verschwindet, wenn entweder
- 16 -109836/0288
cos 0 - YVi
0 - 55,26°
oder. . ■
co» 0 - 1/3 ~ 0 - 7ρ,55°.
diese beiden Fälle hat der Winkel O, zwischen
den Achsen, der beiden Spulenpaare jeweils die Werte
Q « 6o°
und 9 m 1o9,*7°.
Wenn nun diese Spulenpaare symmetrisch um die Z-Achse angeordnet ist, wobei ihre Achsen Winkel von
35t 26° mit der Z-Achse bilden* und Winkel von 6o°
miteinander, so sind die Einstellungen der Strom« stärken, die in diesen Spulen fließen, im wesentlichen voneinander unabhängig, wenn sie eine Feldinhomogenltät erzeugen. 9er Spulensatz von Figur 7,
welche die drei zueinander orthogonalen Spulen enthält, von denen Kombinationen mit geeigneten Gewichten jede Kombination von zonalen und tesseralen Kugelfunktionen vom 2. Grade erzeugen können, ist daher halbvollständig in dem oben deffinierten Sinne.
Außer der Eigenschaft, keine Kugelfunktionen vom 4-·
Grade zu erzeugen, hat diese Anordnung den weiteren Vorteil, daß sie eine nur geringfügig behinderte
Halterung eines die Probe aufnehmenden Behälters gestattet, dessen Durchmesser gering zum Durchmesser
Kugel ist.
-.17-
109836/0288
- 17 -
Obwohl vorstehend ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben worden 1st, so
versteht es sich, doch von selbst, daß verschiedene Abwandlungen desselben vorgenoemen werden können,
ohne daß von den Grundgedanken der Erfindung und dem Schutzbereich der Ansprüche abgewichen wird.
- 18 -109836/0288
Claims (1)
- «· 18 -Patentansprüche1.) Vorrichtung sur Konstanthaltung des poarislerenden Magnetfeldes bei einem Kernresonansgerät mit einen Magneten sur Erzeugung eines starken polarisierenden Magnetfeldes zwischen svei gegenüberliegenden Polflächen, Honogenisierungsspulen sun Homogenisieren von Ungleichfömigkeiten des polarisierenden Feldes in einen relativ kleinen Volumen in Luftspalt »wischen den Polflächen und ' einer Lock-on-Binrichtung bestehend aus einen Referensprobenhalter zwischen den Polflächen, durch den Schwankungen der Stärke des polarisierenden Feldes kompensierbar sind,dadurch gekennseichnet,daß an der Referenzprobe (28) eine Mehrzahl von HoBiogenisierungeepulen (Figur 4 bis 6) vorgesehen sind, durch welche das polarisierende Feld in der Ifflhe der Referensprobe honogenisierbar ist.2·) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß der fieferensprobenhalter einen Tragkörper (42) aufweist, auf dessen Oberfläche die strpn-109836/0288BAD ORIGINAL·;durchfloseenen Hoaogenisierungsepulen (Figur * bis 6) «ir Homogenisierung von Ungleichförmigkeiten des Magnetfeldes in der Wfthe der Referensprobe angeordnet sind.J.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn-•seiotuiet,daß die fiomogenleierungsepulen für die Referensprobe drei Wicklungen (Figur 4 bis 6) aufweiten» deren magnetische Potentiale eine sonale, eine erste tesserale und eine »weite tesserale Kugel« funktion darstellen.4-·) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dafi die Bosjogenisierungsspulen (Figur 7) für die Referensprobe drei Wicklungen bilden* die so angeordnet sind, daß ihre magnetischen Potentiale sonale Kugelfunktionen darstellen, und die jede ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten kreisförmigen Schleifen mit einer Achse aufweisen, unddaß die Achsen der Schleifen jede um einen Winkel 0 gegeneinander und um einen Winkel 0 gegen eine Besugsachse winkelversetst sind.- 2o -109836/0288BAD ORIGINAt5.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, . .daß der Referenzprobenhalter ein Probengefäß (28), eine um das Probengefäß gelegte Geberwicklung (4o) und einen kugelförmigen. Tragkörper (42) aufweist, welcher das Probengefäß (28) teil·» weise umgibt und auf dessen Oberfläche die Homogenisierungsspulen für die Referenzprobe angeordnet sind·109836/0288BAD ORIGINALLeerse 11e
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US61262767A | 1967-01-30 | 1967-01-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1673016A1 true DE1673016A1 (de) | 1971-09-02 |
DE1673016B2 DE1673016B2 (de) | 1976-09-30 |
Family
ID=24453968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1967P0043266 Granted DE1673016B2 (de) | 1967-01-30 | 1967-10-27 | Vorrichtung zur konstanthaltung des polarisierenden magnetfeldes bei einem kernresonanzgeraet |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3510832A (de) |
DE (1) | DE1673016B2 (de) |
GB (1) | GB1197852A (de) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5485093A (en) * | 1977-12-20 | 1979-07-06 | Hitachi Ltd | Magnetic field stabilizing apparatus in nuclear magnetic resonator |
US4496907A (en) * | 1982-05-06 | 1985-01-29 | Dickey-John Corporation | Method and apparatus for non-destructively determining ingredients of a sample |
US4673882A (en) * | 1984-03-06 | 1987-06-16 | Buford J Philip | Magnetic system for nuclear magnetic resonance diagnostic device |
JPH0799723B2 (ja) * | 1985-10-24 | 1995-10-25 | 三菱電機株式会社 | 均一磁界コイル |
US5146197A (en) * | 1990-01-25 | 1992-09-08 | University Of Pittsburgh | Self-shielding homogeneous spherical gradient coils |
US6507190B1 (en) * | 2000-08-01 | 2003-01-14 | Ge Medical Systems Global Technologies Company Llc | Method and apparatus for compensating polarizing fields in magnetic resonance imaging |
JP4365275B2 (ja) * | 2004-06-28 | 2009-11-18 | 株式会社日立製作所 | 均一磁場発生装置 |
US7847545B2 (en) * | 2008-04-11 | 2010-12-07 | General Electric Company | System and method for correcting flow velocity measurements in phase contrast imaging using magnetic field monitoring |
US10782371B2 (en) * | 2018-08-31 | 2020-09-22 | X Development Llc | NMR apparatus with permanent magnets, magnetic field sensors, and magnetic coils |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA713217A (en) * | 1965-07-06 | J.E. Golay Marcel | Magnetic field control apparatus | |
US3034040A (en) * | 1959-05-01 | 1962-05-08 | Exxon Research Engineering Co | Nuclear magnetic resonance spectrometer |
US3199021A (en) * | 1960-12-19 | 1965-08-03 | Varian Associates | Apparatus for improving the homogeneity of a magnetic field |
-
1967
- 1967-01-30 US US612627A patent/US3510832A/en not_active Expired - Lifetime
- 1967-10-27 DE DE1967P0043266 patent/DE1673016B2/de active Granted
-
1968
- 1968-01-15 GB GB2087/68A patent/GB1197852A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3510832A (en) | 1970-05-05 |
DE1673016B2 (de) | 1976-09-30 |
GB1197852A (en) | 1970-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69834106T2 (de) | Anordnung einer koplanaren hts-rf- probenspule für nmr-anregung auf mehreren frequenzen | |
DE3937150C2 (de) | ||
DE19511791C1 (de) | Verfahren zur Shimmung eines Magnetsystems eines Kernspintomographen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE69721985T2 (de) | Gegeninduktionskorrektur | |
DE69932370T2 (de) | Lokalisierte Shimspule zur Verwendung in einer Vorrichtung für die Magnetresonanzbildgebung | |
EP0073402A1 (de) | Gradientenspulen-System für eine Einrichtung der Kernspinresonanz-Technik | |
EP0073399B1 (de) | Gradientenspulen-System einer Einrichtung der Kernspinresonanz-Technik | |
DE2928551A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum aufzeichnen von linien der atomkerndichte innerhalb eines objekts unter anwendung der magnetischen kernresonanz | |
DE3131946A1 (de) | "hochfrequenz-magnetsystem in einer einrichtung der kernspinresonanz-technik" | |
EP0009288A1 (de) | Magnetspulenanordnung zur Erzeugung von linearen magnetischen Gradientenfeldern | |
DE19536390A1 (de) | Anordnung zur Messung und Regelung des Grundfeldes eines Magneten eines Kernspintomographiegerätes | |
DE3427666A1 (de) | Schaltungsanordnung fuer einen messkopf eines kernspinresonanzgeraetes | |
EP1304581A2 (de) | Verfahren zum Lokalisieren eines Gegenstandes in einer MR-Apparatur sowie Katheter und MR-Apparatur zur Durchführung des Verfahrens | |
CH706222A2 (de) | Gradientenspulensystem mit Korrekturwicklungen und Verfahren zu deren Herstellung. | |
DE4419061C2 (de) | Anordnung zur Messung und Regelung des Grundfeldes eines Magneten eines Kernspintomographiegerätes | |
DE1673016A1 (de) | Vorrichtung zur Konstanthaltung des Polarisierenden Magnetfeldes bei einem Kernresonanzgeraet | |
DE3414559A1 (de) | Sondenspule fuer ein nmr-spektrometer | |
EP0142079B1 (de) | Hochfrequenz-Einrichtung einer Kernspinresonanz-Apparatur | |
DE1516927B1 (de) | Vorrichtung zur Messung der Intensitaet eines magnetischen Feldes | |
EP0150541B1 (de) | Kernspintomograph | |
DE60035565T2 (de) | Sonde für ein Gerät der bildgebenden magnetischen Resonanz | |
DE1448760B2 (de) | Anwendung einer Hallplatte zur Feststellung der Auslenkung eines ein Magnetfeld aufweisenden Objektes aus einer Normallage | |
DE1938722B2 (de) | Kernresonanz-sondensystem | |
DE102019216041A1 (de) | Hybrid-Bildgebungsvorrichtung, Verfahren zur Auslegung einer Magnetanordnung, Verfahren zur kombinierten Aufnahme von MPI und/oder CT-Daten und/oder MRI-Daten | |
EP0205199A1 (de) | Verfahren zur Verringerung von Artefakten bei der Bestimmung von Bildern mit hilfe von Kernspintomographie |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |