用于磁共振设备的材料、该材料的制造方法和磁共振设备技术

本发明专利技术涉及在磁共振设备中使用的材料(1)，其中所述材料(1)包括载体材料(2)和以一定含量混合的磁性掺杂材料(3)。在小于1mm3的材料(1)的体积(10)之内存在载体材料(2)和掺杂材料(3)的基本上均匀的混合。

【技术实现步骤摘要】
用于磁共振设备的材料、该材料的制造方法和磁共振设备
本专利技术涉及在磁共振设备中使用的材料、该材料的制造方法和包括由该材料所构成零件的磁共振设备。本专利技术尤其涉及一种材料，所述材料在磁共振成像中具有较低的可见度。
技术介绍
磁共振(MR)成像是一种成像方法，其在医疗的许多领域中用于研究和诊断。核自旋共振的物理作用形成了前提基础。为了接收MR信号，在此借助研究范围之内的基础场磁体设置基础磁场，该磁场使如氢核H-1或氮核N-14的核的磁矩对齐。通过射入高频(HF)脉冲能够使得核自旋从平行于基础磁场的对齐位置，也就是从静态或从其他状态移动或者激发。在向静态弛豫的同时，将形成一个衰减信号，该信号能够借助一个或多个HF接收线圈作为MR信号被感应探测到。核自旋有目的的相移和复相例如能够通过合适连通的梯度场产生MR信号。在所谓的梯度回声MR接收序列中使用这一效果。通过在射入高频脉冲时设置层选择梯度将使得仅在研究物体的一层中激发核自旋，其中由于局部的磁场强度而满足共振条件。在读取时能够通过设置至少一个相编码梯度，以及一个频率编码梯度实现进一步的位置编码。由此能够从被检查人的多层中空间分辨的获得MR信号。借助合适的显示方法能够为诊断提供被检查人确定区域的3维(3d)图像。典型的MR成像空间分辨率在所有三个空间方向上在此例如能够是1mm。如此空间延伸的成像点被称为三维像素(体元，Voxel)。为了MR成像，患者大多被送到基础场磁体内的卧榻或桌子上。此外，为了改进MR成像而使用HF局部线圈，其被紧贴患者放置。这样，不仅患者在成像空间中，而且还有例如卧榻和线圈这样由不同材料制造的其他部分也在成像空间中。然而，因为含有原子核，所以这些材料同样能够成像，它们也用于MR成像。位于MR成像所使用的研究区域之内的材料，其成像特性能够在MR图像中引出伪像。该伪像会导致错误诊断，或者使得图像对于诊断并无用处。仅已知相对较少的材料，其在一些经验实验中在MR成像中具有较低的可见度。因为除了MR成像中较低的可见度，还有其他标准对于MR设备之内的可应用性具有决定作用，例如没有或较低的导电性，和没有或较低的磁化率，所以可用材料的数量受到限制。因为例如价格合算的塑料明显并不可用，所以为了在MR设备中的使用将提高零件制造的成本。此外，例如在日常生活的不同领域已知的柔软的并且灵活的塑料是不可用的，因为其作为实心材料在MR成像中并不具有较低的可见性。在使用或制造零件时为了将其用在MR设备中而会带来较低的舒适性和受限的设计自由度。此外，尤其良好加工的或尤其牢固或稳定的材料并不是可用的。为了将其用在MR设备中而带来较低的准确度或者较短的零件寿命。例如从US7,604,875B2中已知如下技术，其允许通过混合顺磁物质和/或反磁物质将载体材料的磁化率调整到固定的预先确定的值。然而，在本文公开的技术涉及磁化率失配的降低，结果使得静磁场在长度尺寸上有若干厘米的变化，并且偏离了基础磁场所希望的值。由此能够在MR图像中出现偏移或局部空间失真，或者负面影响光谱脂肪饱和技术的质量。然而并不影响MR成像中的材料可见性。
技术实现思路
因此存在如下需求，即提供一种技术，其能够提供用在MR设备零件中的材料，并且没有上述的缺点，并且带有降低了的MR可见性。尤其存在如下需求，即提供一种技术，其能够提供具有降低的MR可见性的最不同的载体材料。该任务将通过独立权利要求的特征得以完成。在从属权利要求中描述了优选的实施方式。将通过独立权利要求完成该任务。从属权利要求定义出实施方式。根据本专利技术的一个方面将提供一种用在磁共振(MR)设备中的材料。该材料包括载体材料和混合在确定部分中的磁性掺杂材料，其中，在小于1mm3的材料的体积内存在载体材料和掺杂材料基本上均匀的混合。磁性掺杂材料例如能够是反磁性的、顺磁性的或铁磁性的。掺杂材料可以具有与载体材料的磁化率不同的磁化率。载体材料例如可以是非磁性的，也就是说，不具有或具有非常低的磁化率。但是载体材料也可以是磁性的。基本上均匀的混合能够意味着，例如在任意安装的小于1mm3的相应(测试)体积内始终存在确定量的掺杂材料。在混合掺杂材料时，能够有非均匀性和浓度局部或微观的偏离。这是如下的情况，在掺杂材料相对于平均值具有更高浓度的地方或者在载体材料相对于平均值具有更高浓度的地方会存在局部区域或簇(Cluster)。然而，混合能够是如此精细或均匀，即此类非均匀性并不存在于通过体积确定的观察中。换句话说，掺杂材料的浓度梯度在微观长度尺寸上或在长度尺寸上能够取小于1mm而不同于零的值-此时，通过1mm长度或者更长的长度所确定的或者取平均值的浓度梯度值能够取等于或接近零。通过将磁化率χ≠0的磁性掺杂材料混合起到如下作用，即当将材料引入到MR设备的基础磁场中时，磁场在材料内局部偏离基础磁场强度。这例如因为磁性掺杂材料的去磁效应而发生，所述效应加强或减弱外磁场。静磁场相应的物理现象对于专业人员来说是已知的，并且因此在下文中并不做详细讨论。由于位置上变化的磁化率将产生磁场微观上的不均匀性。尤其是磁场在特征的长度上变化，该长度关系到混合的精细程度和掺杂材料的(微观)几何尺寸；例如以小于1mm的特征长度，由体积的尺寸得到该长度。在小于1mm的长度尺寸上的此类均匀混合能够起到如下作用，即因为自旋较快的移相，也就是说达到更短的T2*弛豫时间，材料在MR成像中具有较低的可见性。例如典型MR设备的空间分辨率，也就是三维像素还可以具有大约为1mm的数量级。这就意味着，在理解MR信号时通过相应的例如为1mm3的成像体积求平均值或集成。当磁化率和局部磁场在该体积内变化时，对于信号有所贡献的核自旋移相的速率能够局部不相同。例如在使用梯度回波序列时，其能够造成不同的回波时间点。信号强度能够降低。这能够降低MR可见度。例如该材料能够在体积中具有核自旋的T2*-弛豫时间，它以倍数2、优选以倍数4小于比载体材料的相应T2*弛豫时间。材料在此为如下材料，其包括有载体材料和掺杂材料。T2*-弛豫时间对于专业人员来说已知为涉及磁场非均匀性，该T2*-弛豫时间涉及到核自旋横向至静态位置的移相(自旋-自旋弛豫)。T2*-弛豫时间例如可以标示一次90°-HF-脉冲后的时间，在该时间之后，横向磁化回复到其原始值的37%。例如在梯度回声MR接收序列中，T2*时间对于信号强度或信噪比来说可以是决定性的，即所谓的T2*-加权成像。对此，磁化率或可见度在MR成像中的位置变化会例如因为混合了掺杂材料而特征性依赖于掺杂材料的粒度和粒形。掺杂材料的粒度可以小于200μm，优选的小于10μm。具体地，粒度例如可以在约100μm的范围中。粒度的概念例如可以表示为平均粒度。特别地，掺杂材料可以具有一定的粒度分布，例如可以通过高斯曲线来描述这一分布。相应的方案对于专业人员来说是已知的。较小的粒度例如还能够对材料的其他特性具有益处，如对强度、导电性、脆性等。对此，掺杂材料能够包括磁性纳米颗粒，并且其中，掺杂材料的粒度小于约1μm，优选的小于约100nm。例如已知铁磁性的磁性纳米颗粒。磁性纳米颗粒典型的尤其能够具有较小的粒度，例如在20-50nm范围内。在这种情况下即使在体积中也能够实现格外均匀的混合，所述体积明显小于1mm3，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
用在磁共振设备中的材料(1)，其中所述材料(1)包括有载体材料(2)和以一定含量混合的磁性掺杂材料(3)，其中，在小于1mm3的材料(1)的体积(10)之内存在载体材料(2)和掺杂材料(3)的基本上均匀的混合。

【技术特征摘要】
2012.03.22 DE 102012204570.81.用在磁共振设备中的材料(1)，其中所述材料(1)包括有载体材料(2)和以一定含量混合的磁性掺杂材料(3)，其中，在小于1mm3的材料(1)的体积(10)之内存在载体材料(2)和掺杂材料(3)的基本上均匀的混合，其中所述材料(1)包括磁性的、以另一含量混合的另一掺杂材料(4)，其中在所述体积(10)之内存在有载体材料(2)和掺杂材料(3)和另一掺杂材料(4)的均匀混合，并且其中，另一掺杂材料(4)的磁化率的符号与掺杂材料(3)的磁化率的符号不同。2.根据权利要求1所述的材料(1)，其中，所述掺杂材料(3)的粒度(20)小于200μm。3.根据权利要求2所述的材料(1)，其中，所述掺杂材料(3)的粒度(20)小于10μm。4.根据权利要求1或2所述的材料(1)，其中，所述掺杂材料(3)包括磁性纳米颗粒，并且所述掺杂材料(3)的粒度(20)小于1μm。5.根据权利要求4所述的材料(1)，其中，所述掺杂材料(3)的粒度(20)小于100nm。6.根据权利要求4所述的材料(1)，其中，所述磁性纳米颗粒是铁磁性的。7.根据权利要求1或2所述的材料(1)，其中，所述含量在0.1％-80％范围中。8.根据权利要求7所述的材料(1)，其中，所述含量在1％-20％范围中。9.根据权利要求7所述的材料(1)，其中，所述含量在9％-11％范围中。10.根据权利要求1或2所述的材料(1)，其中，所述载体材料(2)为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)塑料。11.根据权利要求1或2所述的材料(1)，其中，所述载体材料(2)从以下组中选择：热塑性塑料、弹性体、硬塑料、泡沫塑料。12.根据权利要求11所述的材料(1)，其中，所述弹性体是热塑性弹性体。13.根据权利要求1或2所述的材料(1)，其中，所述掺杂材料(3)从第一组反磁性材料中选择，该组包括以下要素：石墨、铋；或从第二组顺磁性材料中选择，该组包括以下要素：铂、铬、钨、铁蛋白。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：S比伯，Y坎迪杜斯，H菲谢尔，R格雷纳，T孔德纳，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：