DE19912428C2

DE19912428C2 - Kernspinresonanzgerät

Info

Publication number: DE19912428C2
Application number: DE1999112428
Authority: DE
Inventors: Oliver Heid
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2019-03-20
Also published as: DE19912428A1

Abstract

Das erfindungsgemäße Kernspinresonanzgerät umfaßt DOLLAR A - eine Magnetfelderzeugungseinheit mit wenigstens einem Magneten (1; 6) zur Erzeugung eines weitgehend homogenen und zeitlich konstanten Grundmagnetfeldes in einem Untersuchungsvolumen, wobei der Magnet (1; 6) wenigstens eine Patientenaufnahme aufweist, innerhalb der das Untersuchungsvolumen liegt, DOLLAR A - ein passives Gradientensystem (3; 8) und ein zweites passives Gradientensystem (4; 9) mit jeweils wenigstens zwei diametral angeordneten Gradientenplatten (31, 32; 41, 42), deren Material und Aufbau derart gewählt ist, daß die beiden passiven Gradientensysteme (3, 4; 8, 9) für sich jeweils einen magnetischen Dipol bilden, der einen Gradienten des Grundmagnetfeldes mit einer konstanten Amplitude erzeugt, wobei DOLLAR A - die beiden passiven Gradientensysteme (3, 4); 8, 9) sich derart relativ, insbesondere gegenläufig, zueinander drehen, daß sie einen magnetischen Gradienten bilden, wobei der resultierende Gradient eine oszillierende Amplitude aufweist und somit eine k-Raumtrajektorie erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kernspinresonanzgerät.

Ein derartiges Kernspinresonanzgerät umfaßt eine Magnetfeld erzeugungseinheit zur Erzeugung eines weitgehend homogenen und zeitlich konstanten Grundmagnetfeldes (auch als (Haupt-) Magnetfeld oder B₀-Feld bezeichnet) in einem Untersuchungsvo lumen (Abbildungsvolumen). Aufgrund der notwendigen Homogeni tät des Untersuchungsvolumens wird dieses auch als Homogeni tätsvolumen bezeichnet.

Bei den bekannten Kernspinresonanzgeräten werden die Kernre sonanzsignale üblicherweise unter konstanten Auslesegradien ten gewonnen und abgetastet. Typischerweise wird dabei der sogenannte k-Raum rechteckigförmig belegt, wobei die k-Raum trajektorie in zueinander parallelen Zeilen der k-Raummatrix verläuft.

In der Literaturstelle Norton S. J., IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING, Vol. MI-6, No. 1, MARCH 1987, Seiten 21 bis 31, wird eine schnelle Bildgebung durch ein Kernspinresonanz gerät mit zwei mechanisch festen Gradientenspulen beschrie ben. Eine elektrische Drehung des resultierenden Gradienten wird durch eine differenzierte Ansteuerung der betreffenden Gradientenverstärker erreicht. Nachteilig bei dieser Art der Bildgebung ist der hohe Stromverbrauch und die damit verbun dene elektrische Verlustleistung, die als Verlustwärme abge führt werden muß. Die für die Gewinnung der Kernresonanzsig nale benötigten Gradientenverstärker führen zu einem erhöhten schaltungstechnischen Aufwand.

In der DE 42 39 048 A1 ist ein Kernspinresonanzgerät zur Ab bildung kleiner Objekte, insbesondere von Kiefergelenken, beschrieben. Dabei wird in einem abzubildenden Bereich wäh rend einer Abfolge von Polarisationsphasen eine Polarisation eines Atomkollektives des abzubildenden Bereichs bewirkt, indem während der Polarisationsphasen ein starker Permanent magnet möglichst nahe an den abzubildenden Bereich verschoben wird. Während Meßphasen, die zwischen den Polarisationsphasen gelegen sind, wird der Permanentmagnet in eine Entfernung möglichst weit entfernt vom abzubildenden Bereich gebracht, so daß er beim Akquirieren von Bilddaten keine Störungen ver ursacht. Zum Hin- und Herbewegen des Permanentmagneten sind Vorrichtungen beschrieben, die den Permanentmagneten mittels Druckluft, Hydraulikflüssigkeit oder einer Kurbelwelle ver schieben. Dabei wird auf dem bekannten Prinzip aufgebaut, daß während einer Polarisationsphase ein starkes Grundmagnetfeld wichtig ist, wobei dessen Homogenität nicht besonders hoch zu sein braucht, und daß während einer bilderzeugenden Meßphase eine hohe Homogenität des Grundmagnetfeldes wichtig ist, da für eine vergleichsweise geringe Stärke genügt.

Die Veröffentlichung Cho Z. H. et al., MAGNETIC RESONANCE IN MEDICINE, Vol. 39, Seiten 317 bis 321 (1998), beschreibt eine Bildgebung durch ein Kernspinresonanzgerät, bei dem ein Gra dient mit konstanter Amplitude von einer mechanisch gedrehten Gradientenspule erzeugt wird. Die konstante Amplitude des Gradienten führt dazu, daß die k-Raumtrajektorie konstant ist und man eine kreisförmige Verteilung der Abtastpunkte im k- Raum erhält. Für eine Bildgebung sind damit mehrere Anregun gen mit verschiedener Richtung der Gradientenspulen notwen dig. Darüber hinaus kann der Gradient aufgrund seiner kon stanten Amplitude während des Sendens des HF-Pulses nicht ab geschaltet werden. Der HF-Puls muß also ein großes Frequenz spektrum abdecken. Damit ist nur eine stark eingeschränkte Schichtselektion möglich. In der Praxis wird ein Verhältnis von Schichtselektionsgradient G_Z zu Auslesegradient G_X von 5 bis 20 realisiert. Selbst bei einem Verhältnis von G_Z/G_X = 20 erhält man jedoch nur eine diskusförmige Schichtdickenvertei lung mit etwa 15 cm Durchmesser. Da das Verfahren nur inter essant ist für starke Auslesegradienten G_X, werden für die Er zeugung der Schichtselektionsgradienten G_Z entsprechend lei stungsfähige Gradientenspulen mit einem entsprechend hohen Energiebedarf benötigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kernspinreso nanzgerät für eine zumindest zweidimensionale schnelle Bild gebung zu schaffen, dessen Energiebedarf wesentlich geringer ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Das Kernspinresonanzgerät nach Anspruch 1 umfaßt

- eine Magnetfelderzeugungseinheit mit wenigstens einem Ma gneten zur Erzeugung eines weitgehend homogenen und zeit lich konstanten Grundmagnetfeldes in einem Untersuchungsvo lumen, wobei der Magnet wenigstens eine Patientenaufnahme aufweist, innerhalb der das Untersuchungsvolumen liegt,
- ein erstes passives Gradientensystem und ein zweites passi ves Gradientensystem mit jeweils wenigstens zwei diametral angeordneten Gradientenplatten, deren Material und Aufbau derart gewählt ist, daß die beiden passiven Gradientensy steme für sich jeweils einen magnetischen Dipol bilden, der einen Gradienten des Grundmagnetfeldes mit einer konstanten Amplitude erzeugt, wobei
- die beiden passiven Gradientensysteme sich derart relativ, insbesondere gegenläufig, zueinander drehen, daß sie einen magnetischen Gradienten bilden, wobei der resultierende Gradient eine oszillierende Amplitude aufweist und somit eine k-Raumtrajektorie erzeugt.

Bei dem erfindungsgemäßen Kernspinresonanzgerät sind die ak tiven Gradientensysteme (Gradientensysteme mit Gradientenspu len und zugehörigen Gradientenverstärkern) durch passive Gra dientensysteme ersetzt. Die passiven Gradientensysteme weisen jeweils wenigstens zwei diametral angeordnete Gradientenplat ten auf. Die Gradientenplatten sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 5 aus permanentmagnetischem Ma terial gefertigt.

Alternativ oder zusätzlich kann im Rahmen der Erfindung auch eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 gewählt werden. Bei die ser Variante sind die Gradientenplatten aus einer Kombination von ferromagnetischem Material und nicht-magnetisierbarem Ma terial gefertigt, wobei der eine Teil ausschließlich aus fer romagnetischem Material und der andere Teil ausschließlich aus nicht-magnetisierbarem Material besteht.

Bei dem Kernspinresonanzgerät nach Anspruch 6 wird durch die Gradientenplatten das Grundmagnetfeld unterschiedlich ge schwächt. Um die Stelle, an der sich der ferromagnetische Teil der Gradientenplatten gerade befindet, wird das Grundma gnetfeld geschwächt, wohingegen bei dem Teil, der aus nicht- magnetisierbarem Material besteht, keine Schwächung des Grundmagnetfeldes auftritt. Damit bilden diese Gradienten platten - ebenso wie die Gradientenplatten aus permanentma gnetischem Material - einen magnetischen Dipol.

Bei einem Kernspinresonanzgerät, bei dem der Magent als zy lindrischer Magnet und die Patientenaufnahme, innerhalb der das Untersuchungsvolumen liegt, als Patientenröhre ausgebil det ist, bietet sich eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 an. In diesem Fall sind die beiden passiven Gradientensysteme je weils auf einem Zylinder angeordnet, wobei die Zylinder ko axial zueinander angeordnet sind.

Bei einem Kernspinresonanzgerät, dessen Magnet als C-förmiger Magnet ausgebildet ist, der zwei beabstandet gegenüberliegen de Polschuhe aufweist und bei dem die Patientenaufnahme, in nerhalb der das Untersuchungsvolumen liegt, zwischen den bei den Polschuhen angeordnet ist, ist eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 besonders vorteilhaft. Bei einem Kernspinresonanz gerät gemäß Anspruch 3 werden die beiden passiven Gradienten systeme von jeweils zwei Gradientenplatten gebildet, die um eine gemeinsame Hochachse der beiden Polschuhe drehbar ange ordnet sind. Die beiden Gradientenplatten des ersten passiven Gradientensystems sind jeweils an den einander zugewandten Flächen der beiden Polschuhe angeordnet. Die beiden Gradien tenplatten des zweiten passiven Gradientensystems sind je weils unterhalb bzw. oberhalb der Gradientenplatten des er sten passiven Gradientensystems angeordnet.

Das Kernspinresonanzgerät gemäß Anspruch 1 ist gegenüber ei nem Kernspinresonanzgerät mit Gradientenspulen und Gradien tenverstärkern kostengünstiger herstellbar und hat einen ge ringeren Energiebedarf. Darüber hinaus ist mit dem Kernspin resonanzgerät gemäß Anspruch 1 auf einfache Weise eine zumin dest zweidimensionale schnelle Bildgebung möglich. Falls eine dreidimensionale Bildgebung gewünscht bzw. erforderlich ist, muß der Schichtselektionsgeradient G_Z durch ein aktives Gra dientensystem mit einer elektrischen Gradientenspule oder durch ein drittes passives Gradientensystem erzeugt werden. Bei einem Kernspinresonanzgerät, das einen zylindrischen Ma gneten mit einer Patientenröhre aufweist, kann das dritte passive Gradientensystem aus zwei konzentrisch angeordneten Zylindern mit jeweils zwei Gradientenplatten bestehen. Die beiden Zylinder des dritten passiven Gradientensystems drehen sich entweder gemeinsam und synchron mit dem Zylinder des er sten passiven Gradientensystems oder gemeinsam und synchron mit dem Zylinder des zweiten passiven Gradientensystems. Das dritte passive Gradientensystem erzeugt dadurch einen Z- Gradienten des Grundmagnetfeldes mit einer konstanten Ampli tude. Dies führt zu einer in Z-Richtung gekippten k-Raumtra jektorie und damit bei Variation der Kippung zu einem dreidi mensionalen k-Raum.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Kernspinresonanzgerä tes,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Kernspinresonanzgerä tes,

Fig. 3-5 vom resultierenden Gradienten erzeugte k-Raumtrajek torie bei unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkei ten der passiven Gradientensysteme.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Magnet eines Kernspinresonanzgerätes bezeichnet. Der Magnet 1 erzeugt ein weitgehend homogenes und zeitlich konstantes Grundmagnetfeld in einem Untersuchungsvo lumen, das innerhalb einer Patientenaufnahme 2 liegt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfin dungsgemäßen Kernspinresonanzgerätes ist der Magnet 1 als zy lindrischer Magnet ausgebildet. Die Patientenaufnahme 2, in nerhalb der das Untersuchungsvolumen liegt, ist als Patien tenröhre ausgebildet.

Erfindungsgemäß weist das Kernspinresonanzgerät ein erstes passives Gradientensystem 3 und ein zweites passives Gradien tensystem 4 auf. Sowohl das erste passive Gradientensystem 3 als auch das zweite passive Gradientensystem 4 weisen jeweils wenigstens zwei diametral angeordnete Gradientenplatten auf.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das erste passive Gradientensystem 3 zwei diametral angeordnete Gradientenplat ten 31 und 32 auf, die auf einem Zylinder 33 angeordnet sind. Das zweite passive Gradientensystem 4 umfaßt zwei Gradienten platten 41 und 42, die ebenfalls diametral auf einem Zylinder 43 angeordnet sind. Die beiden Zylinder 33 und 43 sind koa xial zueinander angeordnet.

Die beiden passiven Gradientensysteme 3 und 4 bilden für sich jeweils einen magnetischen Dipol, der einen Gradienten des Grundmagnetfeldes mit einer konstanten Amplitude erzeugt.

Die beiden passiven Gradientensysteme 3 und 4 drehen sich er findungsgemäß zueinander, so daß der resultierende Gradient eine oszillierende Amplitude aufweist und eine k-Raum trajektorie erzeugt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Gradientenplatten 31 und 32 sowie die Gradientenplatten 41 und 42 geometrisch identisch ausgeführt und beide passiven Gradientensysteme 3 und 4 rotieren mit konstanter Winkelge schwindigkeit um die Z-Achse (Längsachse des zylindrischen Magneten 1).

Für die vom resultierenden Gradienten erzeugten k-Raumtrajek torien gilt die folgende Beziehung

wobei
sowohl das erste passive Gradientensystem 3 als auch das zweite passive Gradientensystem 4 jeweils einen Gradienten des Grundmagnetfeldes mit einer konstanten Amplitude gemäß der folgenden Beziehung

|G₁| = |ω₁|/2; |G₂| = |ω₂|/2

erzeugt.

Für den Fall, daß die Winkelgeschwindigkeit ω₁ des ersten passiven Gradientensystems 3 und die Winkelgeschwindigkeit ω₂ des zweiten passiven Gradientensystems 4 entgegengesetzt gleich sind, d. h. ω₁ = -ω₂, führt dies bei der Amplitude des resultierenden Gradienten zu einer sinusförmigen Oszillation, wobei der resultierende Gradient eine konstante Richtung auf weist. Mit dem in Fig. 1 dargestellten Kernspinresonanzgerät sind damit EPI-Verfahren (Echo Planar Imaging) und EVI-Ver fahren (Echo Volumar Imaging) möglich.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemä ßen Kernspinresonanzgerätes umfaßt einen Magneten 6, der als C-förmiger Magnet mit zwei beabstandet gegenüberliegenden Polschuhen 61 und 62 ausgebildet ist. Die Patientenaufnahme, innerhalb der das Untersuchungsvolumen liegt, ist zwischen den beiden Polschuhen 61 und 62 angeordnet.

Das Kernspinresonanzgerät gemäß Fig. 2 umfaßt wiederum zwei passive Gradientensysteme 8 und 9. Das erste Gradientensystem 8 umfaßt zwei Gradientenplatten 81 und 82, das zweite passive Gradientensystem 9 umfaßt zwei Gradientenplatten 91 und 92. Die Gradientenplatten 81 und 82 sowie 91 und 92 sind um eine gemeinsame Hochachse 63 der beiden Polschuhe 61 und 62 dreh bar angeordnet.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Kernspinresonanzgerätes sind die beiden Gradien tenplatten 81 und 82 des ersten passiven Gradientensystems 8 jeweils an den einander zugewandten Flächen der beiden Pol schuhe 61 und 62 angeordnet. Die beiden Gradientenplatten 91 und 92 des zweiten passiven Gradientensystems 9 sind jeweils unterhalb bzw. oberhalb der Gradientenplatten 81 bzw. 82 des ersten passiven Gradientensystems 8 angeordnet.

Die sich in gleicher Richtung drehenden Gradientenplatten 81 und 82 des ersten passiven Gradientensystems 8 drehen sich entgegengesetzt zu den sich ebenfalls in gleicher Richtung drehenden Gradientenplatten 91 und 92 des zweiten passiven Gradientensystems 9.

Sowohl bei dem Kernspinresonanzgerät gemäß Fig. 1 als auch bei dem in Fig. 2 dargestellten Kernspinresonanzgerät kann der re sultierende Gradient Werte von +G_max (gleichnamige Pole ste hen sich gegenüber) über Null (ungleichnamige Pole stehen sich gegenüber) bis -G_max (gleichnamige Pole stehen sich ge genüber) annehmen.

Die bei der Drehung der beiden passiven Gradientensysteme auftretenden entgegengerichteten magnetischen Kräfte zwischen den beiden Gradientensystemen können durch zusätzliche, in Fig. 1 und Fig. 2 nicht eingezeichnete Balance-Magneten außer halb des Untersuchungsvolumens reduziert werden.

Zentrifugalkräfte und mechanische Vibrationen begrenzen die realisierbaren Winkelgeschwindigkeiten. Für den Zylinder 33 des ersten passiven Gradientensystems 3 (innerer Zylinder) ist die Winkelgeschwindigkeit beispielsweise ω₁≦ 690 s^-1 (6600 Umdrehungen). Für den entgegengesetzt rotierenden Zy linder 43 des zweiten passiven Gradientensystems 4 (äußerer Zylinder) gilt für den Betrag der Winkelgeschwindigkeit |ω₂| ≦ 628 s^-1 (6000 Umdrehungen/Minute). Mit diesen Parametern ist eine volle Abtastung im k-Raum von |k_max| und zurück zu k = 0 innerhalb von 4,77 ms möglich. Andererseits limitiert die ef fektive Zeitkonstante T₂ ^* der Querrelaxation die Länge der k- Raumtrajektorie zu T = 2π/(ω₁+ ω₂) auf beispielsweise 100 ms.

Die in den Fig. 3 bis 5 dargestellten k-Raumtrajektorien, die vom resultierenden Gradienten erzeugt werden, weisen jeweils die Form einer Rosette auf. Je nach dem Verhältnis der Win kelgeschwindigkeit ω₁ des ersten passiven Gradientensystems 3 zur Winkelgeschwindigkeit ω₂ des zweiten passiven Gradienten systems 4 ergeben sich unterschiedliche Lissajous-Figuren. Die oszillierende Amplitude des resultierenden Gradienten ist in den Fig. 3 bis 5 an der Rosettenform erkennbar.

Bei der Oszillation handelt es sich um eine Oszil lation um den Nullpunkt im k-Raum (k_x = k_y = 0).

Die Frequenz f_0zill Oszillation um den Nullpunkt ist die Summe aus dem Betrag der Drehzahl n₁ des inneren Zylinders 33, auf dem die Gradientenplatten 31 und 32 des ersten passiven Gradientensy stems 3 angeordnet sind, und dem Betrag der Drehzahl n₂ des äußeren Zylinders 43, auf dem die Gradientenplatten 41 und 42 des zweiten passiven Gradientensystems 4 angeordnet sind, f_0zill = |n₁| + |n₂|.

Die Frequenz f_0zill wird von einer Frequenz f_Rot, welche die Rotation des resultierenden Gradienten beschreibt, überla gert.

Die Frequenz f_Rot für die Rotation des resultierenden Gradien ten ist die Differenz aus dem Betrag der Drehzahl n₁ des in neren Zylinders 33 und dem Betrag der Drehzahl n₂ des äußeren Zylinders 43

f_Rot = |n₁| - |n₂|.

Aus den k-Raumtrajektorien werden sukzessive die k-Raumpunkte gewonnen. Dies erfolgt üblicherweise durch das sogenannte FFT (Fast Fourier Transform)-Verfahren, bei dem hier die k-Raum trajektorien auf ein äquidistantes k-Raumgitter interpoliert werden müssen.

Mit den genannten Parametern erhält man aus jeder vollständi gen Rosette das Äquivalent von 29 k-Raumlinien. Eine höhere Bildauflösung erfordert eine entsprechende Anzahl von Durch läufen mit gegeneinander versetzten Rosetten. Eine Abbildung entsprechend 256 Zeilen und 256 Spalten im quadratischen k- Raum erhält man durch neun Durchläufe in etwa 1,0 s.

Um schichtselektive Anregungspulse zu vermeiden, wäre es er forderlich, die Rotation der beiden passiven Gradientensyste me 3 und 4 bzw. 8 und 9 sehr schnell zu starten und sehr schnell anzuhalten. Da dies mechanisch einen entsprechend ho hen Aufwand erfordert, kann für eine dreidimensionale Bildge bung die nachfolgend beschriebene vorteilhafte Ausführungs form angewandt werden.

Bei einem Kernspinresonanzgerät, das einen zylindrischen Ma gneten mit einer Patientenröhre aufweist, ist vorzugsweise ein drittes passives Gradientensystem vorgesehen, das aus zwei konzentrisch angeordneten Zylindern mit jeweils zwei Gradientenplatten besteht. Die beiden Zylinder des dritten passiven Gradientensystems drehen sich entweder gemeinsam und synchron mit dem Zylinder 33 (innerer Zylinder) des ersten passiven Gradientensystems 3 oder gemeinsam und synchron mit dem Zylinder 43 (äußerer Zylinder) des zweiten passiven Gra dientensystems 4. Das dritte passive Gradientensystem erzeugt dadurch einen Z-Gradienten des Grundmagnetfeldes mit einer konstanten Amplitude. Dies führt zu einer in Z-Richtung ge kippten k-Raumtrajektorie und damit zu einem dreidimensiona len k-Raum.

Alternativ dazu kann innerhalb des Untersuchungsvolumens auch ein zu Z² proportionales Grundmagnetfeld erzeugt werden. Ein derartiges Grundmagnetfeld erreicht man durch eine in Z- Richtung sattelförmige Magnetfeldverteilung. Da nur im Be reich der sattelförmigen Magnetverteilung die Resonanzbedin gung erfüllt ist, wird das Untersuchungsobjekt (Patient) li near entlang der Z-Achse durch den Magneten bewegt. Damit be kommt jeder Objektpunkt eine unterschiedliche Frequenz-Zeit- Funktion aufgeprägt. Dies kann durch eine generalisierte Fou riertransformation genutzt werden, um das Objekt auch in Z- Richtung aufzulösen.

Bei der beschriebenen Bildgebung kann die Kontrasteinstellung durch die Häufigkeit der HF-Pulse sowie durch die Anregungs winkel und die Phasenlage der HF-Pulse bestimmt werden.

Eine vollständig rephasierte SSFP (Steady State Free Preses sion)-Frequenz wird erreicht, wenn bei jedem Nulldurchgang der k-Raumtrajektorie ein HF-Puls zur Erzeugung eines Schichtselektionsgradienten G_Z gesendet wird.

Durch eine gezielte Phasenänderung der HF-Pulse (Phase Spoi ling) erhält man T₁-Gewichtungen. T^* ₂-Gewichtungen entstehen durch einen größeren effektiven Abstand zwischen zwei HF- Pulsen und bei längeren Auslesezeiten.

Wie aus der Beschreibung der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ersichtlich ist, wird bei der vorlie genden Erfindung ausschließlich durch rein mechanische Mittel eine zweidimensionale schnelle Bildgebung realisiert. Für die beiden passiven Gradientensysteme 3 und 4 bzw. 8 und 9 werden weder Gradientenverstärker noch elektrische Gradientenspulen benötigt. Damit ist der Energiebedarf bei dem erfindungsgemä ßen Kernspinresonanzgerät wesentlich geringer als bei dem bisher bekannten Kernspinresonanzgeräten.

Claims

1. Kernspinresonanzgerät, das folgende Merkmale umfaßt:

- Eine Magnetfelderzeugungseinheit mit wenigstens einem Ma gneten (1; 6) zur Erzeugung eines weitgehend homogenen und zeitlich konstanten Grundmagnetfeldes in einem Untersu chungsvolumen, wobei der Magnet (1; 6) wenigstens eine Pa tientenaufnahme (2; 7) aufweist, innerhalb der das Untersu chungsvolumen liegt,
- ein erstes passives Gradientensystem (3; 8) und ein zweites passives Gradientensystem (4; 9) mit jeweils wenigstens zwei diametral angeordneten Gradientenplatten (31, 32; 41, 42), deren Material und Aufbau derart gewählt ist, daß die beiden passiven Gradientensysteme (3, 4; 8, 9) für sich je weils einen magnetischen Dipol bilden, der einen Gradienten des Grundmagnetfeldes mit einer konstanten Amplitude er zeugt, wobei
- die beiden passiven Gradientensysteme (3, 4; 8, 9) sich derart relativ, insbesondere gegenläufig, zueinander dre hen, daß sie einen magnetischen Gradienten bilden, wobei der resultierende Gradient eine oszillierende Amplitude aufweist und somit eine k-Raumtrajektorie erzeugt.

2. Kernspinresonanzgerät nach Anspruch 1, das folgende Merk male umfaßt:

- Der Magnet ist als zylindrischer Magnet (1) und die Patien tenaufnahme, innerhalb der das Untersuchungsvolumen liegt, als Patientenröhre (2) ausgebildet,
- die beiden passiven Gradientensysteme (3, 4) sind jeweils auf einem Zylinder (33; 43) angeordnet, wobei die Zylinder (33, 43) koaxial zueinander angeordnet sind.

3. Kernspinresonanzgerät nach Anspruch 1, das folgende Merk male umfaßt:

- Der Magnet ist als C-förmiger Magnet (6) mit zwei beabstan det gegenüberliegenden Polschuhen (61, 62) ausgebildet und die Patientenaufnahme (7), innerhalb der das Untersuchungsvolu men liegt, ist zwischen den beiden Polschuhen (61, 62) an geordnet,
- die beiden passiven Gradientensysteme (8, 9) werden von je weils zwei Gradientenplatten (81, 82; 91, 92) gebildet, die um eine gemeinsame Hochachse (63) der beiden Polschuhe (61, 62) drehbar angeordnet sind, wobei
- - die beiden Gradientenplatten (81, 82) des ersten passi ven Gradientensystems (8) jeweils an den einander zuge wandten Flächen der beiden Polschuhe (61, 62) angeordnet sind, und
- - und die beiden Gradientenplatten (91, 92) des zweiten passiven Gradientensystems (9) jeweils unterhalb bzw. oberhalb der Gradientenplatten (81, 82) des ersten pas siven Gradientensystems (8) angeordnet sind.

4. Kernspinresonanzgerät nach Anspruch 2, das folgende Merk male umfaßt:

- Ein drittes passives Gradientensystem, das zwei konzen trisch angeordnete Zylinder mit jeweils zwei Gradienten platten aufweist, wobei
- - die beiden Zylinder des dritten passiven Gradientensy stems sich entweder gemeinsam und synchron mit dem Zy linder des ersten passiven Gradientensystems oder ge meinsam und synchron mit dem Zylinder des zweiten passi ven Gradientensystems drehen, und wobei
- das dritte passive Gradientensystem einen z-Gradienten des Grundmagnetfeldes mit einer konstanten Amplitude erzeugt.

5. Kernspinresonanzgerät nach Anspruch 1, das folgendes Merk mal aufweist:

- Die Gradientenplatten (31, 32, 41, 42, 81, 82, 91, 92) sind aus permanentmagnetischem Material gefertigt.

6. Kernspinresonanzgerät nach Anspruch 1, das folgendes Merk mal aufweist:

- Die Gradientenplatten (31, 32, 41, 42, 81, 82, 91, 92) sind aus einer Kombination von ferromagnetischem Material und nicht-magnetisierbarem Material gefertigt, wobei der eine Teil ausschließlich aus ferromagnetischem Material und der andere Teil ausschließlich aus nicht-magnetisierbarem Mate rial besteht.