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DE3782150T2 - PASSIVE ARRANGEMENT OF COMPENSATION BODIES AND METHOD FOR DETERMINING THE POSITION OF THE COMPENSATION BODIES FOR A MAGNET OF THE MAGNETIC RESONANCE. - Google Patents

PASSIVE ARRANGEMENT OF COMPENSATION BODIES AND METHOD FOR DETERMINING THE POSITION OF THE COMPENSATION BODIES FOR A MAGNET OF THE MAGNETIC RESONANCE.

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DE3782150T2
DE3782150T2 DE19873782150 DE3782150T DE3782150T2 DE 3782150 T2 DE3782150 T2 DE 3782150T2 DE 19873782150 DE19873782150 DE 19873782150 DE 3782150 T DE3782150 T DE 3782150T DE 3782150 T2 DE3782150 T2 DE 3782150T2
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Germany
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magnet
bore
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strips
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Mark Ernest Vermilyea
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General Electric Co
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General Electric Co
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Priority claimed from US06/937,299 external-priority patent/US4771244A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/20Electromagnets; Actuators including electromagnets without armatures

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  • Electromagnetism (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine passive Feldkorrektur durch Einlegen dünner Bleche (Shimming) in Magnetresonanzmagneten, um eine für eine gute Bildgebungsqualität sorgende Homogenität in der Bohrung des Magneten zu erhalten.The invention relates to a passive field correction by inserting thin sheets (shimming) into magnetic resonance magnets in order to obtain a homogeneity in the bore of the magnet that ensures good imaging quality.

Um ein sehr gleichförmiges Magnetfeld mit einem Elektromagneten oder einer Anordnung von Permanentmagneten hervorzurufen, ist es notwendig, den Magneten mit einer sorgfältig spezifizierten Form zu bauen und bestrebt zu sein, die Abweichungen von der spezifizierten Form aufgrund von Fertigungsabweichungen zu minimieren. Die entstehenden Magnete erfordern jedoch üblicherweise Feldkorrekturen, um den gewünschten Grad an Inhomogenität aufgrund von Abweichungen des Magneten von der Entwurfsvorgabe oder aufgrund des Vorhandenseins von ferromagnetischem Material in der Nähe des Magneten zu erzielen.To induce a very uniform magnetic field with an electromagnet or an array of permanent magnets, it is necessary to build the magnet with a carefully specified shape and to strive to minimize deviations from the specified shape due to manufacturing variations. However, the resulting magnets usually require field corrections to achieve the desired degree of inhomogeneity due to deviations of the magnet from the design specification or due to the presence of ferromagnetic material in the vicinity of the magnet.

Um die Feldgleichförmigkeit zu verbessern, werden üblicherweise Korrekturspulen verwendet. Diese Spulen sind in der Lage, unterschiedliche Feldformen hervorzurufen, die einem inhomogenen Hauptmagnetfeld überlagert werden können, um das Hauptmagnetfeld in einer Weise zu beeinflussen, die die Gleichförmigkeit des Gesamtfeldes vergrößert. Leider sind üblicherweise viele Sätze derartiger Spulen erforderlich. Ein bekannter Magnetresonanz (MR) Bildgebungsmagnet hat zwischen 10 und 20 unabhängiger Sätze von Korrekturspulen, die jeweils ihre eigene Energieversorgung haben, um den richtigen Stromfluß zu liefern. Natürlich vergrößern diese Spulen in signifikanter Weise die Kosten und Komplexität des Magneten.To improve field uniformity, correction coils are commonly used. These coils are capable of inducing different field shapes that can be superimposed on an inhomogeneous main magnetic field to influence the main magnetic field in a way that increases the uniformity of the overall field. Unfortunately, many sets of such coils are usually required. A common magnetic resonance (MR) imaging magnet has between 10 and 20 independent sets of correction coils, each with its own power supply to provide the correct current flow. Of course, these coils significantly increase the cost and complexity of the magnet.

Ein Weg zum Vermeiden von Korrekturspulen besteht darin, für eine passive Feldkorrektur des Magneten zu sorgen, wobei nur Eisenstücke verwendet werden, um ein zunächst inhomogenes Feld in Homogenitätsspezifikationen für eine Bildgebung zu bringen. Wenn das Eisen innerhalb der Bohrung eines Magneten angeordnet wird, würde eine minimale Vergrößerung der Größe und des Gewichtes erforderlich sein. Ein Magnet mit passiver Feldkorrektur würde billiger und betriebssicherer sein als ein typischer Satz von Korrekturspulen, die zur Zeit verwendet werden.One way to avoid correction coils is to provide passive field correction of the magnet, using only pieces of iron to bring an initially inhomogeneous field into homogeneity specifications for imaging. Placing the iron within the bore of a magnet would require a minimal increase in size and weight. A magnet with passive field correction would be cheaper and more reliable than a typical set of correction coils currently in use.

Die Hauptschwierigkeit beim Implementieren einer derartigen Feldkorrekturlösung liegt in der Vorhersage der Orte und Größen von Eisenlehren, die zur Korrektur des Feldes erforderlich sind. Elektromagnetische Spulen sind im allgemeinen so ausgelegt, daß sie gewisse Terme einer sphärischen Harmonischenexpansion erzeugen. Derartige Gestaltungskriterien sind mit passiven Feldkorrekturlehren schwierig zu implementieren, weil die Permeabilität von Eisen nicht umgekehrt werden kann, wogegen eine Stromumkehr durch eine Spule verwendet werden kann, um eine Feldumkehr in einer Korrekturspule zu erhalten. Zusätzlich würden die Größe und Komplexität der Gruppen von Korrekturlehren, die erforderlich sein würden, um eine einzige Harmonische zu erzeugen, diese Lösung nicht ratsam machen. Da die magnetische Kopplung zwischen den Korrektur lehren ebenfalls ein komplizierender Faktor ist, vergrößert die Fehlerkorrektur mit großen Lehren, die sich unvermeidbar physikalisch nahekommen, die Schwierigkeit bei der richtigen Feldkorrektur des Magneten.The main difficulty in implementing such a field correction solution lies in predicting the locations and sizes of iron gauges required to correct the field. Electromagnetic coils are generally designed to produce certain terms of spherical harmonic expansion. Such design criteria are difficult to implement with passive field correction gauges because the permeability of iron cannot be reversed, whereas a current reversal through a coil can be used to obtain a field reversal in a correction coil. In addition, the size and complexity of the groups of correction gauges that would be required to produce a single harmonic would make this solution inadvisable. Since magnetic coupling between correction gauges is also a complicating factor, error correction with large gauges that inevitably become physically close increases the difficulty in properly field correcting the magnet.

Gegenwärtig wird eine passive Feldkorrektur (Shimming) verwendet, um große Abweichungen in Magnetfeldern zu korrigieren, die durch die zu Verfügung stehenden Korrekturspulen allein nicht korrigiert werden können. Die passive Fehlerkorrektur wird dadurch herbeigeführt, daß ein Stück aus Eisen in einer geeigneten Lage außerhalb des Magneten angeordnet wird. Der gewünschte Grad an Feldgleichförmigkeit kann dann durch die Korrekturspulen erreicht werden.Currently, passive field correction (shimming) is used to correct large deviations in magnetic fields that cannot be corrected by the available correction coils alone. Passive error correction is achieved by placing a piece of iron in a suitable position outside the magnet. The desired degree of Field uniformity can then be achieved by the correction coils.

EP-A-0167059 beschreibt in Fig. 3 ein Rohr aus synthetischem Material, auf dem magnetische Korrekturlehren aus Eisen in der Form von mehreren Eisenplatten fixiert werden können, wobei das Rohr in der Mittelbohrung eines MR Magneten angeordnet wird, um eine Inhomogenität in der Bohrung zu kompensieren. Es gibt keine Offenbarung, daß die Eisenplatten in Umfangsrichtung bogenförmig sind, sie demontierbar sind und wie ihre Lagen auf dem Rohr ermittelt werden.EP-A-0167059 describes in Fig. 3 a tube made of synthetic material on which magnetic correction gauges made of iron in the form of several iron plates can be fixed, the tube being arranged in the central bore of an MR magnet in order to compensate for an inhomogeneity in the bore. There is no disclosure that the iron plates are curved in the circumferential direction, that they are demountable and how their positions on the tube are determined.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur passiven Feldkorrektur eines Magnetresonanzmagneten zu schaffen, um einen Grad an Feldhomogenität, der für eine Magnetresonanz-Bildgebung erforderlich ist, ohne die Verwendung von Korrekturspulen zu erhalten.It is an object of the present invention to provide a method for passive field correction of a magnetic resonance magnet in order to obtain a degree of field homogeneity required for magnetic resonance imaging without the use of correction coils.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen der optimalen Stellen der Korrekturlehren in axialer Richtung und in Umfangsrichtung zu schaffen, um die Feldhomogenität auf einen Wert zu bringen, der mit einer Magnetresonanz-Bildgebung in Übereinstimmung ist, wobei nur Lehren aus ferromagnetischem Material verwendet werden.It is a further object of the present invention to provide a method for determining the optimal locations of the correction gauges in the axial direction and in the circumferential direction in order to bring the field homogeneity to a value that is consistent with magnetic resonance imaging, using only gauges made of ferromagnetic material.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Minimieren der gesamten Feldinhomogenität und nicht gewählter Harmonischer zu schaffen.It is a further object of the invention to provide a method for minimizing the total field inhomogeneity and unselected harmonics.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren geschaffen zur passiven Feldkorrektur in einem Magneten mit einer zentralen Bohrung und unter Verwendung von Ausgleichskörpern bzw. Lehren, die in der Bohrung des Magneten angeordnet werden. Das Verfahren weist die Schritte auf, daß die anfängliche Feldinhomogenität in der Bohrung des Magneten gemessen wird. Die Magnetfeldwirkung von einer Lehre an jeder der vorbestimmten zulässigen Lehrenpositionen in der Bohrung des Magneten wird unabhängig voneinander geprüft, um die erforderliche Lehrenstärke(-festigkeit) zu ermitteln, um die Magnetfeld-Inhomogenität in der Magnetbohrung zu verbessern. Die Positionen, wo positive Lehrenstärken als vorteilhaft gefunden werden, werden gewählt und dazu verwendet, die Lehrenfestigkeit an jeder gewählten Position zu bestimmen, wobei alle gewählten Positionen gleichzeitig berücksichtigt werden. Positionen, wo erforderliche negative Lehrenstärken gefunden wurden, werden eliminiert, und mit den neuen gewählten Positionen werden wieder Lehrenstärken ermittelt, bis alle verbleibenden gewählten Positionen positive Lehrenstärken erfordern. Die Lehren von vorbestimmten positiven Stärken werden in ihren gewählten Positionen in der Magnetbohrung angeordnet.According to the invention, a method is provided for passive field correction in a magnet with a central bore and using compensating bodies or gauges which are arranged in the bore of the magnet. The method comprises the steps of measuring the initial field inhomogeneity in the bore of the magnet. The magnetic field effect of a gauge on each of the predetermined allowable gauge positions in the magnet bore are independently tested to determine the gauge strength required to improve the magnetic field inhomogeneity in the magnet bore. The positions where positive gauge strengths are found to be advantageous are selected and used to determine the gauge strength at each selected position, considering all selected positions simultaneously. Positions where required negative gauge strengths are found are eliminated and gauge strengths are again determined using the new selected positions until all remaining selected positions require positive gauge strengths. The gauges of predetermined positive strengths are placed in their selected positions in the magnet bore.

Mehr im einzelnen schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren für eine passive Feldkorrektur eines Magneten und eine passive Feldkorrekturanordnung gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 5.More specifically, the present invention provides a method for passive field correction of a magnet and a passive field correction arrangement according to claims 1 and 5, respectively.

Während die Patentschrift mit Ansprüchen abschließt, die die vorliegende Erfindung besonders hervorhebt und im einzelnen beansprucht, können Aufgaben und Vorteile der Erfindung einfacher aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen ermittelt werden, in denen:While the specification concludes with claims particularly pointing out and particularly claiming the present invention, objects and advantages of the invention can be more readily ascertained from the following description of preferred embodiments taken in conjunction with the drawings in which:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht von einer passiven Feldkorrekturanordnung ist;Fig. 1 is an isometric view of a passive field correction arrangement;

Fig. 2 ein Teilschnittbild von der Feldkorrekturanordnung gemäß Fig. 1 ist, die in der Bohrung eines Magnetresonanzmagneten angeordnet ist;Fig. 2 is a partial sectional view of the field correction arrangement of Fig. 1 arranged in the bore of a magnetic resonance magnet;

Fig. 3 eine Endansicht von einer weiteren passiven Feldkorrekturanordnung ist;Figure 3 is an end view of another passive field correction arrangement;

Fig. 4 ein Teilschnittbild von der Feldkorrekturanordnung gemäß Fig. 3 ist, die in Bohrung eines Magnetresonanzmagneten angeordnet ist;Fig. 4 is a partial sectional view of the field correction arrangement according to Fig. 3 arranged in the bore of a magnetic resonance magnet;

Fig. 5 eine isometrische Teilansicht der passiven Feldkorrekturanordnung gemäß Fig. 3 ist und einen der entfernbaren Ziehabschnitte zeigt, die in die passive Feldkorrekturanordnung eingeschoben sind;Fig. 5 is a partial isometric view of the passive field correction assembly of Fig. 3 showing one of the removable pull sections inserted into the passive field correction assembly;

Fig. 6 ein Fließbild ist für eine passive Feldkorrektur eines Magnetresonanzmagneten gemäß der Erfindung;Fig. 6 is a flow chart for a passive field correction of a magnetic resonance magnet according to the invention;

Fig. 7 eine aufgeschnittene isometrische Ansicht der Bohrung eines Magnetresonanzmagneten ist und die Positionen zeigt, in denen die Magnetinhomogenität geprüft wird; undFig. 7 is a cutaway isometric view of the bore of a magnetic resonance magnet showing the positions at which magnet inhomogeneity is checked; and

Fig. 8 eine Teilseitenansicht mit Abmessungen von Fig. 7 ist und die Positionen zeigt, in denen die Magnetinhomogenität geprüft wird.Fig. 8 is a partial side view with dimensions of Fig. 7 and shows the positions in which the magnetic inhomogeneity is checked.

In Fig. 1 ist eine passive Lehren- bzw. Feldkorrekturanordnung gezeigt, die eine nicht-magnetische dünnwandige Röhre 11 zeigt. Die Röhre ist aus Fiberglas hergestellt und bildet eine Röhre mit einer Wanddicke von 3,175 mm (1/8 Zoll). Mehrere longitudinal verlaufende nicht-magnetische Kanalstücke 13 sind im gleichen Abstand auf dem Umfang um den Innenraum der Röhre 11 herum angeordnet. Die Kanalstücke verlaufen entlang der Länge der Röhre und sind an dieser durch Schrauben befestigt, die in die Fiberglasröhre geschraubt sind. Die Kanalstücke haben Jeweils zwei vorstehende Ränder 13a, die sich auf jeder Seite des Kanals erstrecken. Die Ränder sind parallel zu der Röhre und verlaufen von dieser weg. Die Ränder erstrecken sich über die longitudinale Länge der Röhre. Die Kanalstücke können dadurch gefertigt werden, daß Aluminium zu der gewünschten Form extrudiert wird, oder, wenn Wirbelströme ein Problem sind, können die Kanalstücke aus Verbundmaterial pultrudiert werden. Pultrusion ist ein Verfahren, bei dem kontinuierliche Fäden durch eine Öffnung gezogen werden, die auch einhüllendes Kunstharz, wie beispielsweise ein Thermoplast, abgibt.In Fig. 1, a passive gauge or field correction assembly is shown which includes a non-magnetic thin-walled tube 11. The tube is made of fiberglass and forms a tube with a wall thickness of 3.175 mm (1/8 inch). A plurality of longitudinally extending non-magnetic channel pieces 13 are equidistantly spaced circumferentially around the interior of the tube 11. The channel pieces run along the length of the tube and are secured thereto by screws threaded into the fiberglass tube. The channel pieces each have two projecting rims 13a extending on each side of the rim. The rims are parallel to and extend away from the tube. The rims extend the longitudinal length of the tube. The ducts can be made by extruding aluminum into the desired shape or, if eddy currents are a problem, the ducts can be pultruded from a composite material. Pultrusion is a process in which continuous filaments are pulled through an orifice that also dispenses an enveloping resin, such as a thermoplastic.

Bogenförmige Trägerstücke 15 aus nicht-magnetischem Material, wie beispielsweise Fiberglas, sind zwischen den zwei benachbarten Kanälen verschiebbar angebracht, wobei die vorstehenden Ränder 13a von zwei benachbarten Kanälen eine radiale Bewegung der Trägerstücke 15 verhindern. Ferromagnetische Streifen 17, die für die Fehlerkorrektur (Shimming) sorgen, sind auf die gewünschte Höhe auf den Trägerstücken gestapelt, wobei die Streifen eine kürzere Länge aufweisen als die Länge der bogenförmigen Trägerstücke. Die ferromagnetischen Streifen können 0,254 mm (0,010 Zoll) dicken kohlenstoffarmen Stahl aufweisen, die auf eine axiale Breite von 2 cm und und eine Umfangsausdehnung an ihrem mittleren Radius von 30 Grad für einen Magneten mit einer Bohrung von 1 m geschnitten sind. Die Streifen sind an den bogenförmigen Trägerstücken beispielsweise durch Schraubbefestigungsglieder 19 befestigt.Arc-shaped support pieces 15 made of non-magnetic material, such as fiberglass, are arranged between the slidably mounted in two adjacent channels, with the projecting edges 13a of two adjacent channels preventing radial movement of the carrier pieces 15. Ferromagnetic strips 17, which provide error correction (shimming), are stacked to the desired height on the carrier pieces, the strips having a length shorter than the length of the arcuate carrier pieces. The ferromagnetic strips may comprise 0.254 mm (0.010 inch) thick low carbon steel cut to an axial width of 2 cm and a circumferential extent at their central radius of 30 degrees for a magnet with a bore of 1 m. The strips are attached to the arcuate carrier pieces by, for example, screw fasteners 19.

Die Trägerstücke sind in ihrer longitudinalen Position durch Klemmen 21 verankert, die aus Aluminium gestellt sein können. Die Klemmen, die aus Fig. 2 besser zu ersehen sind, schließen, wenn sie durch Schraubbolzen 23 an dem bogenförmigen Trägerstück befestigt sind, einen Teil des Randes 13a des Kanals 13 zwischen den Klemmen und dem bogenförmigen Trägerstück ein, wodurch die longitudinale Position der ferromagnetischen Streifen fixiert wird.The support pieces are anchored in their longitudinal position by clamps 21, which can be made of aluminum. The clamps, which can be seen better in Fig. 2, when fixed to the arcuate support piece by bolts 23, enclose a part of the edge 13a of the channel 13 between the clamps and the arcuate support piece, thereby fixing the longitudinal position of the ferromagnetic strips.

Die radiale Dicke der gesamten Anordnung wird auf einem Minimum gehalten, um jede Beeinträchtigung des kostbaren Bohrungsraums zu minimieren, der von Gradienten- und HF- Spulen und dem Patiententisch (die nicht gezeigt sind) eingenommen wird.The radial thickness of the entire assembly is kept to a minimum to minimize any impact on the precious bore space occupied by gradient and RF coils and the patient table (not shown).

Die axiale Position der ferromagnetischen Streifen ist stufenlos einstellbar, und eine sehr feine Einstellung der Lehrenstärke ist erreichbar durch Ändern der Stapelhöhe der Streifen. Es können dünnere Stahlstreifen verwendet werden, um für eine feinere Stärkeneinstellung zu sorgen. Die Kanäle werden alle 45 Grad um den Innenumfang der Bohrung herum angeordnet, wodurch acht diskrete Umfangspositionen für die ferromagnetischen Streifen zur Verfügung stehen.The axial position of the ferromagnetic strips is infinitely adjustable, and very fine adjustment of the gauge thickness is achievable by changing the stack height of the strips. Thinner steel strips can be used to provide finer thickness adjustment. The channels are arranged every 45 degrees around the inner circumference of the bore, providing eight discrete circumferential positions for the ferromagnetic strips.

Die Wahl der Umfangspositionen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde so gewählt, daß eine Feldkorrektur für sphärische Harmonische mit dem Grad m = 2 erhalten wurde. Felder mit m = 2 ändern sich sinusförmig mit 2Φ, wobei Φ der Umfangswinkel ist. Deshalb haben derartige Felder Spitzenwerte oder Knoten alle 45 Grad in Umfangsrichtung. Indem eine Möglichkeit geschaffen wird, Lehren bzw. Ausgleichskörper alle 45 Grad anzuordnen, wird somit eine Feldkorrektur von m = 2 Harmonischen gestattet.The choice of circumferential positions in the present embodiment was chosen to obtain a field correction for spherical harmonics of degree m = 2. Fields of m = 2 vary sinusoidally with 2Φ, where Φ is the circumferential angle. Therefore, such fields have peaks or nodes every 45 degrees in the circumferential direction. By providing a possibility to arrange gauges every 45 degrees, a field correction of m = 2 harmonics is thus permitted.

Die maximale axiale Kraft auf eine 1 cm dicke Lehre bei gespeistem Magnet beträgt etwa 1 kg (20 Pounds) in einem 0,5 T Magneten. Der Lehrenträger könnte bewegt werden, wenn die Klemmen gelöst sind, während eine Einstellung der axialen Positionen vorgenommen wird. Ein Handgriff könnte in einfacher Weise gefertigt werden, der eine einfache Steuerung der Lehrenträger bei gelösten Klemmen gestatten würde.The maximum axial force on a 1 cm thick gauge with the magnet energized is about 1 kg (20 pounds) in a 0.5 T magnet. The gauge carrier could be moved with the clamps released while adjustment of the axial positions is made. A handle could be easily fabricated that would allow easy control of the gauge carriers with the clamps released.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Eine passive Feldkorrekturanordnung weist eine nichtferromagnetische dünnwandige Röhre 31 auf, die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus Fiberglasmaterial mit einer Dicke von 3,175 mm (1/8 Zoll) gefertigt ist. Mehrere Kanalstücke 33 sind in gleichem Abstand um das Äußere der Röhre herum angeordnet. Die Kanalstücke erstrecken sich über die Länge der Röhre und sind daran durch Schrauben befestigt, die in die Fiberglasröhre 31 geschraubt sind. Einige der Schrauben 35, die an den Enden des Kanals angeordnet sind, erstrecken sich über die Oberfläche der Kanalstücke hinaus, um die Röhre konzentrisch in der Magnetbohrung zu positionieren. Dies ist deutlicher aus Fig. 4 ersichtlich. Die Kanalstücke haben vorstehende Ränder 33a auf jeder Seite des Kanals, die sich von dem Kanal weg erstrecken. Die Ränder sind parallel zu der Röhre und im Abstand von dieser angeordnet. Die Ränder erstrecken über die longitudinale Länge der Röhre. Die Kanalstücke können dadurch gefertigt werden, daß Aluminium in die gewünschte Form extrudiert wird, oder, wenn Wirbelströme ein Problem sind, kann der Kanal aus Verbundmaterial pultrudiert werden. Eine Vergrößerung der Anzahl von Umfangspositionen sorgt für eine größere Flexibilität beim Eliminieren tesseraler (achsperiodischer) Harmonischer.Another embodiment is shown in Fig. 3. A passive field correction arrangement comprises a non-ferromagnetic thin-walled tube 31, which in the preferred embodiment is made of fiberglass material having a thickness of 3.175 mm (1/8 inch). A plurality of channel pieces 33 are arranged equidistantly around the exterior of the tube. The channel pieces extend the length of the tube and are secured thereto by screws screwed into the fiberglass tube 31. Some of the screws 35 arranged at the ends of the channel extend beyond the surface of the channel pieces to position the tube concentrically in the magnet bore. This can be seen more clearly in Fig. 4. The channel pieces have projecting rims 33a on each side of the channel which extend away from the channel. The rims are arranged parallel to and spaced from the tube. The rims extend the longitudinal length of the tube. The channel pieces can be made by welding aluminum into the desired shape is extruded, or, if eddy currents are a problem, the channel can be pultruded from composite material. Increasing the number of circumferential positions provides greater flexibility in eliminating tesseral (axis-periodic) harmonics.

Bogenförmige Ziehstücke 37, wie sie in Fig. 5 gezeigt sind, passen zwischen benachbarte Ränder 33a und erstrecken sich über die Länge der Röhre. Ferromagnetische Streifen 41, die als die Lehren bzw. Ausgleichsstücke dienen, sind auf die gewünschte Höhe auf den Ziehstücken gestapelt und an den Ziehstücken durch gewählte vorgebohrte Löcher 42 befestigt. Je mehr axiale Löcher vorgesehen sind, desto feiner ist die Einstellbarkeit des axialen Feldes. Die gleitende axiale Verschiebbarkeit der Lehren bzw. Ausgleichsstücke in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sorgt für eine stufenlose Einstellbarkeit, die in einigen Situationen wünschenswert sein könnte. Die Anzahl ferromagnetischer Streifen sorgt für eine Einstellung der Festigkeit bzw. Stärke. Die radiale Dicke der Lehren ist auf einem Minimum gehalten, so daß die Lehren in den Raum passen, der durch die einstellbare Höhe der verlängerten Schrauben 35 ausgebildet wird. Die Ziehstücke können aus der Bohrung des Magneten gleiten, um eine Einstellung der axialen Position und Dicke der ferromagnetischen Streifen zu gestatten. Die Ziehstücke können entfernt werden, wenn der Magnet gespeist ist und die Positionen der ferromagnetischen Streifen eingestellt sind.Arcuate shims 37, as shown in Fig. 5, fit between adjacent edges 33a and extend the length of the tube. Ferromagnetic strips 41, which serve as the shims, are stacked to the desired height on the shims and secured to the shims through selected pre-drilled holes 42. The more axial holes provided, the finer the adjustability of the axial field. The sliding axial displacement of the shims in the embodiment of Fig. 1 provides for stepless adjustability, which may be desirable in some situations. The number of ferromagnetic strips provides for adjustment of strength. The radial thickness of the shims is kept to a minimum so that the shims fit in the space formed by the adjustable height of the extended screws 35. The pullers can slide out of the bore of the magnet to allow adjustment of the axial position and thickness of the ferromagnetic strips. The pullers can be removed when the magnet is energized and the positions of the ferromagnetic strips are adjusted.

Die Position und Höhe der ferromagnetischen Streifen in der Bohrung des Magneten werden benutzt, um Formen der Magnetfelder hervorzurufen, die Inhomogenitäten in dem durch den Magneten hervorgerufenen Feld korrigieren. Eine Flexibilität beim Positionieren der Stahlstreifen ist deshalb wichtig, so daß alle Feldformen erhalten werden können, die erforderlich sind, um Feldern entgegenzuwirken, die eine Homogenität für Bildgebungsqualität verhindern könnten. Flexibilität beim Positionieren ist auch wichtig, weil es zweifelhaft ist, daß die anfängliche Vorhersage der Positionen der ferromagnetischen Streifen perfekt ist. Bogenförmige Lehren in speziellen Positionen sind nicht beabsichtigt, um spezielle Harmonische zu eliminieren. Statt dessen soll die Kombination aller Lehren bzw. Ausgleichskörper zusammen die Feldhomogenität vergrößern. In Situationen, wo eine erforderliche Lehrenhöhe mit dem verfügbaren Bohrungsraum in Konflikt käme, können in beiden Ausführungsbeispielen breitere Lehren verwendet werden.The position and height of the ferromagnetic strips in the bore of the magnet are used to create magnetic field shapes that correct for inhomogeneities in the field induced by the magnet. Flexibility in positioning the steel strips is therefore important so that all field shapes can be obtained that are required to counteract fields that could prevent homogeneity for imaging quality. Flexibility in positioning is also important because it is doubtful that the initial prediction of the positions of the ferromagnetic strips is perfect. Arc-shaped gauges in specific positions are not intended to eliminate specific harmonics. Instead, the combination of all gauges or shims together is intended to increase field homogeneity. In situations where a required gauge height would conflict with the available bore space, wider gauges can be used in both embodiments.

Fig. 6 zeigt ein Fließbild der Schritte beim Ermitteln der richtigen Positionen und Dicken der Lehren bzw. Ausgleichskörper. Der erste Schritt im Block 45 besteht darin, die anfängliche Inhomogenität in der Bohrung des Magneten zu ermitteln, der mit einer Feldkorrektur versehen werden soll. Das Magnetfeld wird in dem gespeisten Magneten auf einem imaginären Gitter 46 gemessen. Für einen 0,5 Tesla supraleitenden Magneten mit einer Bohrung mit einem Durchmesser von 1 m kann ein Gitter mit 314 Punkten, die auf dem Umfang von 13 Kreisen und auf 2 Punkten 20 cm auf Jeder Seite von der Bohrungsmitte auf der z Achse liegen, wie es in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist, verwendet werden. Fünf der Kreise haben ihren Mittelpunkt auf der z Achse und einen Durchmesser von 44 cm, sechs der Kreise haben ihren Mittelpunkt auf der z Achse und einen Durchmesser von 20 cm. Die zwei verbleibenden Kreise der 13 Kreise haben einen Durchmesser von 28 cm. Die größeren Kreise sind auf jeder Seite von der Mitte der Bohrung entlang der z Achse bei 7,5 und 10 cm angeordnet. Die einen kleineren Durchmesser aufweisenden Kreise sind auf jeder Seite des Mittelpunktes der Bohrung entlang der z Achse bei 10, 15 und 20 cm angeordnet. Die Zwischenkreise sind konzentrisch mit den kleineren und größeren Kreisen bei 10 cm auf jeder Seite der Bohrungsmitte entlang der z Achse. Die Messungen wurden an 24 in gleichem Abstand auf dem Umfang angeordneten Punkten entlang jedem Kreis vorgenommen. Diese Kreise folgen der Grenze des interessierenden Volumens, da die maximalen und minimalen Feldwerte dort liegen müssen. Die Kreispositionen sind so gewählt, daß sie nahe den idealen Magnetfeldextremitäten sind, und die tatsächliche Inhomogenität sollte nahe bei derjenigen sein, die durch Abtasten ihrer Punkte gefunden wurde. Auf der Basis eines Vergleiches des gemessenen Feldes an jedem der Punkte, wenn die Differenz unter den Punkten über 500 ppm ist, wie es in dem Block 47 ermittelt wird, wird dann die Position großer Lehren bzw. Ausgleichskörper für eine Gradientenaufhebung in dem Block 51 ermittelt und das Feld wird erneut gemessen, wobei sich großen Lehren in ihrer Lage befinden. Wenn die Inhomogenität kleiner als 500 ppm ist, dann wird ein PLAS3D Code im Block 53 durchlaufen.Fig. 6 shows a flow chart of the steps in determining the correct positions and thicknesses of the gauges or compensation bodies. The first step in block 45 is to determine the initial inhomogeneity in the bore of the magnet to be provided with a field correction. The magnetic field is measured in the fed magnet on an imaginary grid 46. For a 0.5 Tesla superconducting magnet with a bore of 1 m diameter, a grid with 314 points located on the circumference of 13 circles and at 2 points 20 cm on each side of the bore center on the z axis, as shown in Figs. 7 and 8, can be used. Five of the circles have their center on the z axis and a diameter of 44 cm, six of the circles have their center on the z axis and a diameter of 20 cm. The two remaining circles of the 13 circles have a diameter of 28 cm. The larger circles are located on each side of the center of the hole along the z axis at 7.5 and 10 cm. The smaller diameter circles are located on each side of the center of the hole along the z axis at 10, 15 and 20 cm. The intermediate circles are concentric with the smaller and larger circles at 10 cm on each side of the center of the hole along the z axis. The measurements were taken at 24 equally spaced points around the circumference along each circle. These circles follow the boundary of the volume of interest because the maximum and minimum field values must lie there. The circle positions are chosen to be near the ideal magnetic field extremities, and the actual inhomogeneity should be close to that found by sampling their points. Based on a comparison of the measured field at each of the points, if the difference among the points is over 500 ppm as determined in block 47, then the position of large gauges for gradient cancellation is determined in block 51 and the field is measured again with the large gauges in place. If the inhomogeneity is less than 500 ppm then PLAS3D code is run in block 53.

Der PLAS3D Code ermittelt für jede zulässige Lehrenposition die Feldwirkung einer bogenförmigen Stahllehre mit gegebenen Axial-, Radial- und Umfangsabmessungen an jedem der 314 Feldmeßpunkte. Die Axial- und Umfangspositionen der bogenförmigen Stahllehren sind eine Variable in dem Feldkorrekturverfahren. Wenn sich beispielsweise der zulässige Bogenbereich von -90 bis 90 cm entlang der z Achse erstreckt, können die Feldwirkungen mit einem Bogen Jede 10 cm entlang der z Achse ermittelt werden. Mit höheren Dichten braucht der Algorithmus länger, hat aber mehr mögliche Lehrenpositionen zur Folge und sorgt somit im allgemeinen für eine bessere Homogenität.For each allowable gauge position, the PLAS3D code determines the field effect of an arc-shaped steel gauge with given axial, radial and circumferential dimensions at each of the 314 field measurement points. The axial and circumferential positions of the arc-shaped steel gauges are a variable in the field correction process. For example, if the allowable arc range extends from -90 to 90 cm along the z axis, the field effects can be determined with an arc every 10 cm along the z axis. With higher densities, the algorithm takes longer but results in more possible gauge positions and thus generally provides better homogeneity.

Das Magnetfeld von magnetisiertem Material kann als eine Reihe von sphärischen Harmonischen dargestellt werden, die sich um den Ursprung des Koordinatensystems des Magneten ausbreiten. Die Gleichungen für die Magnetfeldharmonischen sind: The magnetic field of magnetized material can be represented as a series of spherical harmonics propagating around the origin of the magnet's coordinate system. The equations for the magnetic field harmonics are:

wobei die Koeffizienten A (n, m) das Volumenintegral über der Lehre, a(n,m) die Übertragungsfunktionen, die von Schenck u. a. definiert sind, und P(n, m) das zugeordnete Legendre Polynom darstellen. Die Anzahl der Terme, die zum genauen Darstellen des Magnetfeldes erforderlich sind, hängt von der Größe des interessierenden Volumens ab; für die hier beschriebenen Feldkorrekturzwecke ist eine Expansion über eine Ordnung und Grad acht ausreichend. Die Magnetisierung in den Stahllehren kann berechnet oder angenommen werden.where the coefficients A(n,m) represent the volume integral over the gauge, a(n,m) the transfer functions defined by Schenck et al., and P(n,m) the associated Legendre polynomial. The number of terms required to accurately represent the magnetic field depends on the size of the volume of interest; for the field correction purposes described here, an expansion of one order and degree eight is sufficient. The magnetization in the steel gauges can be calculated or assumed.

Die Ermittlung der Bogenfeldwirkungen brauchen nur für eine Umfangsposition an jeder gewählten axialen Position durchgeführt und das Bogenfeld in fünfzehn Grad Inkremente indexiert zu werden, um das Feld von jeder von vierundzwanzig Umfangspositionen darzustellen. Typische Umfangsbogendichten sind nur 8 bis 12 pro Kreis, damit die Indexierung genaue Resultate liefert.The determination of arc field effects need only be performed for one circumferential position at each selected axial position and the arc field indexed in fifteen degree increments to represent the field from each of twenty-four circumferential positions. Typical circumferential arc densities are only 8 to 12 per circle for the indexing to give accurate results.

Wenn die erforderlichen Datensätze einmal erzeugt worden sind, die die Feldwirkung an jedem der 314 Feldmeßpunkte für alle vorbestimmten Positionen der bogenförmigen Lehren enthalten, wird die Wirkung von jeder Bogenposition einzeln auf das gewählte Gitter evaluiert für ihre maximale Stärke, die als diejenige Stärke definiert ist, die die minimale Inhomogenität für das Bildgebungsvolumen herbei führt. Ein derartige Optimierung kann unter Verwendung einer Routine kleinster Fehlerquadrate durchgeführt werden, die die folgenden Gleichungen löst: Once the required data sets have been generated containing the field effect at each of the 314 field measurement points for all predetermined positions of the arcuate gauges, the effect of each arcuate position is individually evaluated on the chosen grid for its maximum strength, which is defined as the strength that induces the minimum inhomogeneity for the imaging volume. A Such optimization can be performed using a least squares routine that solves the following equations:

wobei ε das gewählte Maß an Feldhomogenität ist, Bzm das gemessene Feld am Punkt m darstellt und Cm der Koeffizient ist, der das Feld pro Einheitsdicke darstellt, das durch eine Lehre an der fraglichen Stelle an dem Feldpunkt m hervorgerufen ist. Die Gleichung wird für jede Bogenposition auf dem Gitter aufgestellt und gelöst, um die Lehrendicken an jeder Position zu ergeben, die die minimale Feldinhomogenität erzielt. Diese Optimierung bezüglich der Dicke geht von der Annahme aus, daß die Feldwirkung auf einem Bogen linear abhängig ist von seiner Dicke; d. h. daß die Magnetisierung des Bogens sich nicht mit der Dicke ändert. Diese Annahme gilt strenggenommen nur für Bögen, die gesättigt sind. Wenn die Lehrendicke negativ ist (keine physikalisch realistische Lösung), wird die Position aus der Überlegung gestrichen. Der Satz verbleibender Positionen wird dann im Block 55 als eine Anfangsannahme in den SHIMPSV Code eingegeben.where ε is the chosen degree of field homogeneity, Bzm represents the measured field at point m and Cm is the coefficient representing the field per unit thickness induced by a gauge at the location in question at field point m. The equation is set up for each sheet position on the grid and solved to give the gauge thicknesses at each position that achieves the minimum field inhomogeneity. This optimization with respect to thickness is based on the assumption that the field effect on a sheet is linearly dependent on its thickness; i.e. that the magnetization of the sheet does not change with thickness. This assumption strictly speaking only applies to sheets that are saturated. If the gauge thickness is negative (not a physically realistic solution), the position is eliminated from consideration. The set of remaining positions is then entered into the SHIMPSV code in block 55 as an initial assumption.

Der SHIMPSV Algorithmus ermittelt, wo die bogenförmigen Lehren anzuordnen sind und welches ihre Dicken sind. Während das PLAS3D Programm viele Dutzend Positionen liefern kann, die eine positive Stärke der Lehren erfordern, sind nur 20-25 dieser Positionen für eine Feldkorrektur erforderlich. Deshalb muß ,der Algorithmus entscheiden, welche zu eliminieren sind. Der SHIMPSV Algorithmus startet mit allen Positionen, die eine positive Stärke aufweisende Lehren erfordern, was etwa die Hälfte der Positionen ist, die zunächst durch den PLAS3D Algorithmus geprüft wurden. Dann wird eine lineare Optimierung kleinster Fehlerquadrate für alle positiven Lehrenstärken gleichzeitig durchgeführt. Das Resultat des ersten Durchlaufes wird eine eine negative Stärke aufweisende Lehre enthalten, wobei diese Positionen aus der Betrachtung eliminiert werden. Negative Stärken entstehen, weil die Wirkung aller Lehrenpositionen, die mit positiven Stärken gefunden wurden, einzeln nicht die gleiche ist, wie die Wirkung aller dieser Lehren, die gleichzeitig betrachtet werden. Dann werden die verbleibenden Positionen, die Lehren mit positiver Stärke erfordern, genommen und die Optimierung kleinster Fehlerquadrate wird erneut durchlaufen. Das Verfahren des Eliminierens von Positionen mit negativer Stärke wird wiederholt, bis eine Lösung erhalten wird, bei der alle Lehren eine positive Stärke haben. Die vorhergesagte Inhomogenität der Lösung wird mit der gewünschten Inhomogenität in dem Block 57 verglichen. Die Feldhomogenität, die mit einer gegebenen Gruppe von Lehrenpositionen positiver Stärke erzielbar ist, hängt im allgemeinen invers von der Anzahl von Lehrenpositionen ab, mit denen gearbeitet wird, also je mehr Lehren desto besser. Wenn eine Lösung, bei der alle Stärken positiv sind, mit einer vorhergesagten Inhomogenität innerhalb der Spezifikation nicht möglich ist, werden die Parameter im Block 61 verändert, um die Anzahl zulässiger Lehren-positionen zu vergrößern, die von dem PLAS3D Code versucht werden. Es ist wünschenswert, Lehren zu verwenden, die longitudinal enger zur Mitte der Bohrung sind, da eine kleinere Lehre näher zur Mitte eine größere Wirkung auf die Inhomogenität in der Mitte des Magneten hat, als eine Lehre, die longitudinal von der Mitte verschoben angeordnet ist. Wenn eine Lösung mit einer Gruppe von Positionen näher zur Mitte nicht erreicht werden kann, kann die Anzahl zulässiger Lehrenpositionen erhöht und der PlAS3D Code erneut durchlaufen werden. Eine Lösung, bei der alle Lehrenstärken positiv sind, ist eine physikalische Möglichkeit und wird für die erste Plazierung von Lehren in der Bohrung im Block 63 verwendet. Negative Lehrenstärken bzw. -festigkeiten würden ein Material mit einer negativen Permeabilität erfordern. Wenn die Lehren in dem gespeisten Magneten in ihrer Lage sind, wird das Feld in der Bohrung wieder an den 314 Positionen auf dem Gitter im Block 65 gemessen. Wenn die Inhomogenität von der Vorhersage mehr als gewünscht abweicht, wird der SHIMPSV Algorithmus wieder mit fixierten Bogenpositionen und mit den Feldwerten durchlaufen, die mit den in ihrer Lage befindlichen Lehren erhalten werden. Dann wird eine Routine kleinster Fehlerquadrate verwendet, um die Dicken der Bögen im Block 67 einzustellen. Diese Dickenänderungen sollten kleine Bruchteile der Anfangsdicken sein und sollten, wenn sie einmal implementiert sind, die Inhomogenität auf den gewünschten Bereich reduzieren.The SHIMPSV algorithm determines where to place the arched gauges and what their thicknesses are. While the PLAS3D program can provide many dozens of positions that require a positive gauge thickness, only 20-25 of these positions are suitable for a Field correction is required. Therefore, the algorithm must decide which ones to eliminate. The SHIMPSV algorithm starts with all positions requiring positive strength gauges, which is about half of the positions initially examined by the PLAS3D algorithm. Then a linear least squares optimization is performed for all positive gauge strengths simultaneously. The result of the first pass will contain a gauge with a negative strength, and these positions are eliminated from consideration. Negative strengths arise because the effect of all gauge positions found with positive strengths individually is not the same as the effect of all of these gauges considered simultaneously. Then the remaining positions requiring positive strength gauges are taken and the least squares optimization is run again. The process of eliminating negative strength positions is repeated until a solution is obtained where all gauges have a positive strength. The predicted inhomogeneity of the solution is compared to the desired inhomogeneity in block 57. The field homogeneity achievable with a given group of gauge positions of positive magnitude is generally inversely related to the number of gauge positions being worked with, so the more gauges the better. If a solution with all magnitudes positive is not possible with a predicted inhomogeneity within specification, the parameters in block 61 are changed to increase the number of allowable gauge positions attempted by the PLAS3D code. It is desirable to use gauges that are longitudinally closer to the center of the bore, since a smaller gauge closer to the center will have a greater effect on the inhomogeneity in the center of the magnet than a gauge that is longitudinally offset from the center. If a solution with a group of positions closer to the center cannot be achieved can, the number of allowable gauge positions can be increased and the PlAS3D code rerun. A solution where all gauge thicknesses are positive is a physical possibility and is used for the initial placement of gauges in the bore in block 63. Negative gauge thicknesses would require a material with a negative permeability. With the gauges in place in the powered magnet, the field in the bore is again measured at the 314 positions on the grid in block 65. If the inhomogeneity deviates from the prediction more than desired, the SHIMPSV algorithm is run again with the arch positions fixed and with the field values obtained with the gauges in place. A least squares routine is then used to adjust the thicknesses of the arches in block 67. These thickness changes should be small fractions of the initial thicknesses and, once implemented, should reduce the inhomogeneity to the desired range.

Es gibt mehrere mögliche Änderungen bei der Implementierung des SHIMPSV Algorithmus im Block 55, die sich in gewissen Fällen als vorteilhaft erweisen können. Die Positionen, die aus der Überlegung an irgendeinem Schritt in der Iteration des SHIMPSV Codes aufgrund negativer Lehrendicken gestrichen worden sind, können in einer späteren Iteration eingeführt werden und somit effektiv mehr Positionen liefern, die versucht werden können. Wenn dies eine Lösung mit mehr Lehren zur Folge hat, wird die vorhergesagte Inhomogenität im allgemeinen kleiner sein und diese Lösung wünschenswert machen. Die Ermittlungen kleinster Fehlerquadrate nehmen eine lineare Relation zwischen Änderungen in der Lehrendicke und der Wirkung auf das Feld an. Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Ermittlung von Lehrenpositionen in der Bohrung eines Magneten kann mit Elektromagneten, die supraleitende Magnete enthalten, und Permanentmagneten verwendet werden.There are several possible changes in the implementation of the SHIMPSV algorithm in block 55 that may prove advantageous in certain cases. The positions that were eliminated from consideration at any step in the iteration of the SHIMPSV code due to negative gauge thicknesses may be introduced in a later iteration, effectively providing more positions to try. If this results in a solution with more gauges, the predicted inhomogeneity will generally be smaller, making that solution desirable. The least squares estimates assume a linear relationship between changes in gauge thickness and the effect on the field. The method described above for determining gauge positions in the bore of a magnet may be used with electromagnets containing superconducting magnets and permanent magnets.

Vorstehend wurde ein Verfahren beschrieben zur passiven Feldkorrektur einer MR Magnetanordnung, das einen Grad an Feldhomogenität, der für Magnetresonanz-Bildgebung erforderlich ist, ohne die Verwendung von Korrekturspulen erreichen kann.Above, a method has been described for passive field correction of an MR magnet arrangement that can achieve a degree of field homogeneity required for magnetic resonance imaging without the use of correction coils.

Claims (14)

1. Verfahren zum passiven Anordnen von Ausgleichskörpern bei einem Magneten mit einer zentralen Bohrung unter Verwendung von Ausgleichskörpern bzw. Lehren (17), die in der Bohrung des Magneten angeordnet sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:1. Method for passively arranging compensating bodies in a magnet with a central bore using compensating bodies or gauges (17) arranged in the bore of the magnet, the method comprising the following steps: (a) Messen der anfänglichen Feld-Inhomogenität in der Bohrung des Magneten,(a) Measuring the initial field inhomogeneity in the bore of the magnet, (b) Wählen zulässiger Lehrenpositionen in der Bohrung des Magneten,(b) Select acceptable gauge positions in the bore of the magnet, (c) Prüfen der Magnetfeldwirkung von einer Lehre an jedem der vorbestimmten zulässigen Lehrenpositionen in der Bohrung des Magneten unabhängig voneinander, um die erforderliche Lehrenfestigkeit zu ermitteln, um die Magnetfeld-Inhomogenität in der Magnetbohrung zu verbessern,(c) testing the magnetic field effect of a gauge at each of the predetermined permissible gauge positions in the bore of the magnet independently to determine the required gauge strength to improve the magnetic field inhomogeneity in the magnet bore, (d) Selektieren der Positionen, wo positive Lehrenfestigkeiten vorteilhaft gefunden wurden,(d) Selecting the positions where positive gauge strengths were found advantageous, (e) Ermitteln der notwendigen Lehrenfestigkeiten, um die Magnetfeld-Inhomogenität an jeder gewählten Position zu verbessern, wobei alle gewählten Positionen gleichzeitig betrachtet werden,(e) Determine the necessary gauge strengths to improve the magnetic field inhomogeneity at each selected position, considering all selected positions simultaneously, (f) Eliminieren von Positionen, an denen eine erforderliche negative Lehrenfestigkeit gefunden wurden, und Wiederholen der Schritte (e) und (f), bis alle übrigen gewählten Positionen positive Lehrenfestigkeiten erfordern, und(f) eliminating positions where a required negative gauge strength was found, and repeating steps (e) and (f) until all remaining selected positions require positive gauge strengths, and Anordnen von von Lehren vorbestimmter Dicke an ihren gewählten Positionen in der Bohrung des Magneten.Arranging gauges of predetermined thickness at their selected positions in the bore of the magnet. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach dem Schritt (f) in Anspruch 1 die folgenden Schritte durchgeführt werden2. The method according to claim 1, wherein after step (f) in claim 1, the following steps are carried out Vorhersagen der Feld-Inhomogenität mit den Lehren vorbestimmter Dicke an ihren gewählten Positionen in der Bohrung des Magneten,Predicting the field inhomogeneity using gauges of predetermined thickness at their chosen positions in the bore of the magnet, Vergleichen der vorhergesagten Inhomogenität mit einer gewünschten Inhomogenität,Comparing the predicted inhomogeneity with a desired inhomogeneity, Vergrößern der Anzahl vorbestimmter zulässiger Positionen in Schritt (b), um die Differenz zwischen der vorhergesagten und der gewünschten Inhomogenität zu verkleinern, und Wiederholen der Schritte (c), (d), (e) und (f).Increasing the number of predetermined allowable positions in step (b) to reduce the difference between the predicted and desired inhomogeneity, and repeating steps (c), (d), (e) and (f). 3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner der folgende Schritt durchgeführt wird:3. The method of claim 1, further comprising the following step: Wiedereinführung einer Position in Schritt (f), die zuvor in einer früheren Iteration eliminiert wurde, weil eine negative Lehrenfestigkeit erforderlich war, um die Anzahl gewählter Positionen vergrößern zu helfen, die für positive Lehrenfestigkeiten als erforderlich gefunden wurden.Reintroduce a position in step (f) that was previously eliminated in a previous iteration because a negative gauge strength was required to help increase the number of selected positions found to be required for positive gauge strengths. 4. Verfahren nach Anspruch 1, ferner enthaltend die Schritte:4. The method of claim 1, further comprising the steps: (h) Messen der Feld-Inhomogenität in der Magnetbohrung mit den in ihrer Lage befindlichen Lehren,(h) Measuring the field inhomogeneity in the magnet bore with the gauges in place, (i) Ermitteln inkrementaler Änderungen in der Lehrenfestigkeit an den gewählten Positionen, um die Differenz zwischen einer gewünschten Inhomogenität und einer vorhergesagten Inhomogenität zu verkleinern auf der Basis der Feld-Inhomogenität, die mit den in ihrer Lage befindlichen Lehren gemessen wird, und(i) determining incremental changes in the gauge strength at the selected positions to reduce the difference between a desired inhomogeneity and a predicted inhomogeneity based on the field inhomogeneity measured with the gauges in position, and (j) inkrementelles Ändern der Lehrendicken an den gewählten Positionen in der Magnetbohrung um die Beträge, die in dem vorherigen Schritt ermittelt wurden.(j) incrementally changing the gauge thicknesses at the selected positions in the magnet bore by the amounts determined in the previous step. 5. Passive Anordnung von Lehren bzw. Ausgleichskörpern für einen Magneten mit einer zentralen Bohrung, enthaltend:5. Passive arrangement of gauges or compensating bodies for a magnet with a central bore, containing: eine nicht-magnetische Röhre (11), die koaxial in der Bohrung des Magneten angeordnet ist,a non-magnetic tube (11) arranged coaxially in the bore of the magnet, mehrere bogenförmige Streifen (17) vorbestimmter Länge aus einem ferromagnetischen Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen lösbar an dem Rohr befestigt sind, die Streifen sich in Umfangsrichtung um das Rohr herum erstrecken und an verschiedenen Positionen auf dem Rohr angeordnet sind, die unter Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 gewählt sind.a plurality of arcuate strips (17) of predetermined length made of a ferromagnetic material, characterized in that the strips are releasably attached to the pipe, the strips extend circumferentially around the pipe and are arranged at different positions on the pipe selected using the method according to any one of claims 1 to 4. 6. Anordnung nach Anspruch 5, wobei die Streifen (17) an der Außenseite des Rohres (11) befestigt sind.6. Arrangement according to claim 5, wherein the strips (17) are attached to the outside of the tube (11). 7. Anordnung nach Anspruch 5, wobei die Streifen (17) an der Innenseite des Rohres (11) befestigt sind.7. Arrangement according to claim 5, wherein the strips (17) are attached to the inside of the tube (11). 8. Anordnung nach Anspruch 5, wobei ferner Mittel zum koaxialen Anordnen des Rohres in der Bohrung vorgesehen sind.8. An assembly according to claim 5, further comprising means for coaxially arranging the tube in the bore. 9. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, wobei alle Streifen (17) die gleiche Länge haben.9. Arrangement according to claim 6 or 7, wherein all strips (17) have the same length. 10. Anordnung nach Anspruch 9, wobei die Streifen (17) als Streifenstapel mit unterschiedlichen Höhen befestigt sind.10. Arrangement according to claim 9, wherein the strips (17) are attached as a stack of strips with different heights. 11. Anordnung nach Anspruch 5, ferner enthaltend:11. The arrangement of claim 5, further comprising: mehrere Kanalteile (13), die an der Innenseite des Rohres (11) befestigt sind und die im gleichen Abstand um den Umfang herum angeordnet sind und sich in einer Längsrichtung erstrecken,a plurality of channel parts (13) which are attached to the inside of the pipe (11) and which are arranged at equal distances around the circumference and extend in a longitudinal direction, mehrere bogenförmige Trägerstücke (15), die zwischen benachbarten Kanalstücken an den gewählten Positionen gleitend angebracht sind,several arched support pieces (15) which are slidably mounted between adjacent channel pieces at the selected positions, Klemmittel (21), die den Täger (15) an den Kanälen befestigen, um eine Gleitbewegung zu verhindern, undClamping means (21) which secure the carrier (15) to the channels in order to prevent sliding movement, and einen Stapel von Streifen (17) aus ferromagnetischem Material, der an jedem der Trägerstücke lösbar befestigt ist.a stack of strips (17) of ferromagnetic material releasably attached to each of the carrier pieces. 12. Anordnung nach Anspruch 11, wobei die Trägerstücke (15), die Kanalteile (13) und die Klemmittel (21) jeweils nicht-magnetische Materialien aufweisen.12. Arrangement according to claim 11, wherein the support pieces (15), the channel parts (13) and the clamping means (21) each comprise non-magnetic materials. 13. Anordnung nach Anspruch 5, ferner enthaltend:13. Arrangement according to claim 5, further comprising: mehrere Kanalteile (33), die an der Außenseiten des Rohres (31) befestigt sind und die im gleichen Abstand in Umfangsrichtung angeordnet sind und sich in einer Längsrichtung erstrecken,a plurality of channel parts (33) which are attached to the outside of the pipe (31) and which are arranged at the same distance in the circumferential direction and extend in a longitudinal direction, mehrere bogenförmige Ziehstücke (37), die zwischen benachbarten Kanalstücken gleitend angebracht sind, undseveral arched pull pieces (37) which are slidably mounted between adjacent channel pieces, and mehrere Stapel der Streifen (41) aus ferromagnetischem Material, die an jedem der Ziehstücke lösbar befestigt sind.several stacks of the strips (41) of ferromagnetic material which are releasably attached to each of the pulling pieces. 14. Anordnung nach Anspruch 13, wobei ferner Mittel (35) zum koaxialen Anordnen des Rohres in der Bohrung des Magneten vorgesehen sind.14. An arrangement according to claim 13, further comprising means (35) for coaxially arranging the tube in the bore of the magnet.
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