磁场探针、其制造和用于运行磁场探针的方法技术

技术编号:32506385 阅读:13 留言:0更新日期:2022-03-02 10:25
本发明专利技术涉及一种具有胶囊(3)的磁场探针(1),在所述胶囊内封装有MR活性物质(5)。尤其是提出,在胶囊(3)内设有两个线圈(7、9)。还描述了用于磁场探针(1)的有利制造方法和根据本发明专利技术的磁场探针(1)的有用应用以及方法,在其中使用这种磁场探针(1)和磁场探针(1)的布置系统。系统。系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁场探针、其制造和用于运行磁场探针的方法


[0001]本专利技术涉及一种具有胶囊的磁场探针,在所述胶囊内封装有MR活性物质并且设有第一线圈。
[0002]本专利技术还涉及磁场探针的布置系统。
[0003]本专利技术还涉及用于制造磁场探针、用于借助磁场探针测量磁场特性以及用于运行磁场探针的方法。

技术介绍

[0004]具有开头描述特征的磁场探针、这种磁场探针的布置系统、磁场探针的制造和在使用磁场探针情况下的方法在实践中是已知的。
[0005]例如,具有所描述特征的磁场探针用于测量在MR(磁共振)设备中产生的磁场。由此可确定关于在MR测量范围中实际施加的磁场的精确数据,然后可使用这些数据来校正错误,以便由此提高通过MR方法记录的断面图像的图像质量。
[0006]在本申请的范围中,“MR”用作“磁共振”的缩写,“MRT”用作“磁共振断层扫描”的缩写,“NMR”用作“核磁共振”的缩写,“HF”用作“高频”的缩写并且“UV”用作“紫外线”的缩写。
[0007]因此,如果磁场探针设置用于MR设备中,则磁场探针也可称为MR探针。磁场探针也可称为NMR探针。当磁场探针用于MRT设备中时,它也可称为MRT探针。MR设备可以是MRT设备或用于光谱学的MR设备或NMR设备。
[0008]目前已知的磁场探针的问题在于,它们每次都必须复杂地重新设置以便在相应的MR设备中测量磁场并且随后必须被再次移除以便对测量对象进行本来的MR测量。亦即磁场探针的MR活性物质在MR测量中构成可见的异物,其会在测量图像中引起不希望的伪影。在实践中,到目前为止这个问题通过使用特殊的MR活性物质来解决,这种MR活性物质的共振频率与测量对象本来的共振频率具有明显的偏差,例如MR活性物质不包含1H氢核,而是包含其它核、如
19
F核或2H核。这需要额外的宽带电子器件并导致高成本。

技术实现思路

[0009]本专利技术所基于的任务是,在对尤其是在MR设备中产生的磁场的测量方面改进磁场探针的使用性能。
[0010]为了解决所述任务,本专利技术提出权利要求1的特征。因此,为了解决所述任务,根据本专利技术尤其是在开头所描述类型的磁场探针中提出,在所述胶囊内设有第二线圈。
[0011]在一个磁场探针中使用两个线圈具有多种应用,其中根据本专利技术的这种磁场探针的多种应用具有其自身的创造性。
[0012]例如第二线圈可用于改变由MR活性物质形成的体积中的磁场。这可在对测量对象进行MR测量期间和/或在激发测量对象期间和/或在通过照射HF场激发MR活性物质期间和/或在对由第一线圈接收的信号进行信号采集期间和/或在MR活性物质中纵向磁化的弛豫的时间段期间进行。
[0013]例如,第二线圈还可在MR测量期间用于使MR活性物质的共振频率偏移。在激发测量对象和/或MR活性物质期间和/或在发射MR激发脉冲期间,可通过借助第二线圈施加低频磁场来实现偏移。激发本身尤其是可通过照射HF场来进行。偏移可在对由第一线圈接收的信号进行信号采集期间发生。优选共振频率这样偏移,使得MR活性物质的信号落在用于MR测量的MR设备的接收带宽和/或发射带宽之外。此外,优选共振频率这样偏移,使得MR活性物质的信号落在MR测量时由测量对象产生的测量信号的测量带宽之外和/或用于MR测量的激发脉冲的发射带宽之外。例如可通过用第二线圈在由MR

活性物质形成的体积内产生均匀磁场来实现共振频率的偏移。在此只需使磁场在由MR活性物质形成的体积中基本上均匀地形成。流过第二线圈的电流越强,偏移在此就越强。优选第二线圈以恒定电流运行。这种共振偏移可具有下述优点,即,在对测量对象进行MR测量期间减少或避免由磁场探针产生的干扰信号分量。如果MR活性物质基于其共振偏移而被充分非共振地激发,则不会干扰测量对象的MR测量。如果MR活性物质的共振频率落在接收单元的带宽之外,则由MR活性物质发出的MR信号不被有效接收。相反,如果磁场样本应提供信号,则这优选通过不使电流流过第二线圈来实现。这例如具有特殊优点,即,磁场探针可保持在MR设备中,即使是在对测量对象进行MR测量期间。
[0014]如果共振偏移保持在接收单元的带宽内,则它也可能是有利的,例如当同时测量磁场和位于MR设备中的对象时调整MR活性物质的共振频率有利于避免与从对象接收的信号发生信号干扰。接收单元的带宽在此可选择得比由测量对象的带宽产生的带宽更宽。在此可这样选择共振偏移,使得它位于测量对象的测量带宽之外,但在接收单元的带宽之内。
[0015]另一种应用可规定,第二线圈用于使由MR活性物质产生的信号退相位。这例如可通过借助第二线圈在由MR活性物质形成的体积中产生空间变化的磁场来实现。磁场在体积中优选线性变化。在此只需磁场在体积中基本上线性变化。第二线圈优选以恒定或低频电流运行。以此方式引起的退相位例如具有下述优点,即,磁场探针已经可在短时间之后再次用于测量磁场。由此,死区时间可减少或适应测量对象的测量。
[0016]优选待用磁场探针测量的磁场由MR设备产生。
[0017]在在此描述的本专利技术的范围中,如果信号的最高频率分量比待测磁场中的MR活性物质的共振频率低至少10倍、优选至少100倍,则该信号可被称为低频的。尤其是当磁场强度在1T至3T之间时,如果频谱低于1MHz,则信号是低频的。在本专利技术的范围中,如果信号处于或接近于MR活性物质和/或测量对象的共振频率,则该信号可被称为高频的。用于共振或非共振地激发MR活性物质和/或激发测量对象的激发脉冲例如是高频的。MR活性物质或测量对象发出的信号也是高频的。
[0018]MR活性物质是一种含有原子核的物质,其核自旋可被激发发生磁共振。这尤其是一种可在MR设备中激发的物质。特别优选这种MR设备是对于人体组织的光谱学和/或成像而设置的MR设备。MR活性物质尤其是在0.1特斯拉至10特斯拉之间、优选1特斯拉至7特斯拉之间的均匀主磁场的场强下可激发。MR活性物质例如可含有1H同位素或2H同位素形式的氢、
13
C同位素形式的碳、
19
F同位素形式的氟、
31
P同位素形式的磷或其它MR活性同位素。MR活性物质例如可以是水。在水中可添加至少一种添加剂,以便例如调节其磁化率和/或弛豫常数。例如硫酸铜可用作添加剂。
[0019]使用水作为MR活性物质或使用具有氢的MR活性物质具有特殊优点,即可以以简单
的方式非常精确地控制和读出磁场探针。例如可通过用第一线圈激发MR活性物质并用第二线圈产生磁场来控制磁场探针。由于MR设备的控制和读出电子器件通常是为氢而设计的,因此该电子器件可同时用于控制和/或读出磁场探针。MR设备的电子器件通常非常精确。此外能实现,使用相同的电子器件可时间同步地控制和读出磁场探针和MR设备。
[0020]MR活性物质优选形成直径小于2mm、特别优选小于1mm的体积。MR活性物质优选形成小于10微升、特别优选小于1微升的体积。
[0021]胶囊可形成一种体。胶囊优本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.具有胶囊(3)的磁场探针(1),在所述胶囊内封装有MR活性物质(5)并且设有第一线圈(7),其特征在于,在所述胶囊(3)内设有第二线圈(9)。2.根据前一权利要求所述的磁场探针(1),其特征在于,所述MR活性物质(5)填充由胶囊(3)形成的空腔(11)。3.根据前述权利要求中任一项所述的磁场探针(1),其特征在于,所述胶囊(3)构造成球形的。4.根据前述权利要求中任一项所述的磁场探针(1),其特征在于,所述胶囊(3)由成分均匀的材料(19)制成,尤其是所述MR活性物质(5)与胶囊(3)的材料(19)接触。5.根据前述权利要求中任一项所述的磁场探针(1),其特征在于,所述第一线圈(7)的绕组(13)设置在第二线圈(9)的绕组(15)内,尤其是第一线圈(7)和第二线圈(9)的绕组(13、15)和/或由第一线圈(7)和第二线圈(9)产生的磁场彼此正交定向。6.根据前述权利要求中任一项所述的磁场探针(1),其特征在于,这样构造所述第二线圈(9),使得能借助第二线圈在由MR活性物质(5)形成的体积(17)中产生均匀磁场。7.根据前述权利要求中任一项所述的磁场探针(1),其特征在于,这样构造所述第二线圈(9),使得能借助第二线圈在由MR活性物质(5)形成的体积(17)中产生空间上——优选线性——变化的磁场。8.根据权利要求1的前序部分、尤其是根据前述权利要求中任一项所述的磁场探针(1),其特征在于,所述MR活性物质(5)填充由胶囊(3)形成的空腔(11)。9.根据前述权利要求中任一项所述的磁场探针(1),其特征在于,所述MR活性物质直接接触胶囊。10.磁场探针(1)的布置系统,其中,各磁场探针(1)分别根据前述权利要求之一构造,尤其是第一线圈(7)能连接或已连接到接收电子器件上,所述接收电子器件构造用于接收由MR活性物质(5)发射的信号,并且第二线圈(9)能连接或已连接到控制电子器件上,所述控制电子器件构造用于产生在时间上恒定的磁场和/或低频磁场。11.用于制造磁场探针(1)的制造方法,其中,...

【专利技术属性】
技术研发人员:N
申请(专利权)人:阿尔贝特路德维希斯弗赖堡大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1