DE3833590A1

DE3833590A1 - Device for the measurement of the magnetic field of gradient coils in an MR tomography device

Info

Publication number: DE3833590A1
Application number: DE19883833590
Authority: DE
Inventors: Thomas Alich; Peter Flisikowski; Horst Peemoeller
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1988-10-03
Filing date: 1988-10-03
Publication date: 1990-04-05

Abstract

The invention relates to a device (1) for the measurement of the magnetic field of gradient coils (9) in an MR tomography device having a measuring coil (43), which is adjustable in the gradient field and, for this purpose, can be guided into the cylindrical cavity (13) of the high-power magnet in which a homogenous magnetic field is built up, the gradient coils (9) being situated on a gradient tube (7) inside the cavity (13). The invention is characterised by a carrying frame (17) which is designed for a fastening on the gradient tube (7), and by a carrier (28) which is arranged on the carrying frame (17), extends in the axial direction of the gradient tube (7), is rotatable about the axis of the gradient tube, can be driven axially with respect to the gradient tube (7) and which carries the measuring coil (43) which is arranged on it so as to be radially adjustable. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen des magnetischen Feldes von Gradientenspulen an einem MR-Tomographiegerät mit einer Meßspule, die im Gradientenfeld einstellbar und zu diesem Zweck einführbar ist in den zylindrischen Hohlraum des Hochleistungs magneten, in dem sich ein homogenes Magnetfeld aufbaut, wobei sich die Gradientenspulen auf einem Gradientenrohr innerhalb des Hohlraumes befinden.The invention relates to a device for measuring of the magnetic field of gradient coils on one MR tomography device with a measuring coil, which in the Gradient field adjustable and insertable for this purpose is in the cylindrical cavity of high performance magnets in which a homogeneous magnetic field builds up, where the gradient coils are on a gradient tube are inside the cavity.

Derartige Vorrichtungen sind bekannt, jedoch nicht befriedigend. Bei den bekannten Meßvorrichtungen ist die Winkelverstellung der Meßspule bedingt durch ein gewisses Spiel in einer zylindrischen Raste ungenau. Die Radial verstellung läßt sich nur am Ende der Vorrichtung hand haben und ist nur in Verbindung mit einer zusätzlichen Axialverstellung möglich. Es gibt keine Verriegelungen gegen unbeabsichtigte radiale und axiale Verstellungen. Ein besonderer Nachteil besteht darin, daß die Vorrichtung nur innerhalb eines MR-Tomographiegerätes einsetzbar ist.Such devices are known, but not satisfying. In the known measuring devices Angle adjustment of the measuring coil due to a certain Game in a cylindrical notch inaccurate. The radial adjustment can only be done at the end of the device have and is only in connection with an additional Axial adjustment possible. There are no locks against unintentional radial and axial adjustments. A particular disadvantage is that the device can only be used within an MR tomography device.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die flexibel innerhalb und außerhalb eines MR-Tomographiegerätes handhabbar ist und bei der alle Meßspulen-Verstellungen einzeln gut zugängig handhabbar sind.It is an object of the invention to provide a device type mentioned at the beginning to create flexible within and can be handled outside of an MR tomography device and with all measuring coil adjustments individually good are easily accessible.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Traggestell, das für eine Befestigung am Gradientenrohr ausgebildet ist, und einen am Traggestell angeordneten Träger, der sich in Axialrichtung des Gradientenrohres erstreckt, der um die Achse des Gradientenrohres drehbar ist, der axial zum Gradientenrohr verfahrbar ist und der die Meßspule trägt, die an ihm radial verstellbar angeordnet ist.The object is achieved according to the invention by a Support frame for attachment to the gradient tube is formed, and one arranged on the support frame Carrier extending in the axial direction of the gradient tube extends, rotatable about the axis of the gradient tube is that is axially movable to the gradient tube and the measuring coil carries radially adjustable on it is arranged.

Durch die Möglichkeit, die Vorrichtung unmittelbar an dem die Gradientenspulen tragenden Rohr zu befestigen, lassen sich magnetische Feldmessungen unabhängig vom MR-Tomo graphiegerät durchführen. Die Positionierung der Meßspule in drei Achsen erfolgt getrennt voneinander und läßt sich deshalb sehr genau durchführen.The possibility of the device directly on the to fix the tube carrying the gradient coils magnetic field measurements are independent of the MR tomo perform graphics device. The positioning of the measuring coil in three axes takes place separately from each other and can be therefore perform very carefully.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge sehen, daß das Traggestell einen Tragflansch aufweist, der an einen radialen Endflansch des Gradientenrohres ansetz bar ist. Durch die Ausnutzung des Endflansches zum Anset zen des Traggerüstes läßt sich die Positionierung axial und radial zum Gradientenrohr sehr genau durchführen.According to a further embodiment of the invention is pre see that the support frame has a support flange, the attach to a radial end flange of the gradient tube is cash. By using the end flange for attachment zen of the scaffolding can be positioned axially and perform very precisely radial to the gradient tube.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge sehen, daß das Traggestell mit radial und axial wirkenden Lagern versehen ist, in denen ein den Träger aufnehmendes Tragrohr um seine Achse verrollbar ist, wobei in Weiter bildung der Erfindung vorgesehen ist, daß das Tragrohr mittels an ihm befestigter Tragscheiben in den Lagern gelagert ist. Axial und radial wirkende Lager, die auf die Tragscheibenränder einwirken, sorgen für eine sichere Axialführung.According to a further embodiment of the invention is pre see that the support frame with radial and axial acting Bearings is provided in which the carrier Carrier tube is rollable about its axis, being in Next Education of the invention is provided that the support tube by means of supporting disks attached to it in the bearings is stored. Axial and radial acting bearings on the The edges of the support discs act for a safe Axial guidance.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge sehen, daß der Träger in dem Tragrohr axial verfahrbar ist mittels eines Axial-Stelltriebes, der an dem vom Meß spulenende abliegenden Ende des Trägers in einem Querjoch gelagert und mit einer Axial-Triebspindel versehen ist, die in einem Gewinde von einer der Tragscheiben geführt und durch Drehen gegenüber dieser Tragscheibe axial verstellbar ist, um damit den Träger axial zu verstellen.According to a further embodiment of the invention is pre see that the carrier is axially movable in the support tube by means of an axial actuator, which is connected to the measuring end of the spool located in a transverse yoke stored and provided with an axial drive spindle, which are guided in a thread by one of the support disks and by rotating axially with respect to this support disc is adjustable in order to adjust the carrier axially.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auch ein Radial-Stelltrieb vorgesehen, der parallel zum Axial- Stelltrieb am Querjoch gelagert ist und eine Radial-Trieb spindel aufweist, die durch die Tragscheiben hindurch bis zum Meßspulenende des Trägers geführt ist und mittels eines Kegelradgetriebes auf einen Radial-Gewindetrieb einwirkt, auf dem ein die Meßspule tragender Schlitten radial verfahrbar ist. Axial- und Radial-Verstellung werden somit völlig unabhängig voneinander vorgenommen.In a further embodiment of the invention is also a Radial actuator provided, which is parallel to the axial Actuator is mounted on the transverse yoke and a radial drive Has spindle that through through the support disks is guided to the measuring coil end of the carrier and by means of a bevel gear on a radial screw drive acts on which a carriage carrying the measuring coil is radially movable. Axial and radial adjustment are therefore carried out completely independently of one another.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge sehen, daß wenigstens eine der Tragscheiben und die Axial- bzw. Radial-Stelltriebe mittels Raststiften gegen Drehung arretierbar sind. Solche Raststifte stellen eine sichere Möglichkeit dar, einmal vorgesehene Positionierungen sicher festzuhalten.According to a further embodiment of the invention is pre see that at least one of the support disks and the axial or radial actuators against rotation by means of locking pins can be locked. Such locking pins provide a safe Possibility of positioning once provided to hold securely.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur magnetischen Feldmessung an Gradientenspulen, Fig. 1 shows an apparatus for magnetic field measurement of gradient coils,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 innerhalb eines 4-Tesla-Magneten eines MR-Tomographiegerätes. FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 within a 4 tesla magnet of an MR tomography device.

Die Vorrichtung 1 nach Fig. 1 ist mit einem Tragflansch 3 versehen, der, wie Fig. 2 zeigt, an einen Endflansch 5 eines Gradientenrohres 7 anschraubbar ist. Das Gradienten rohr 7 mit seinen Gradientenspulen 9 befindet sich in einem Trägerrohr 11, das im Hohlraum 13 eines Elektro magneten, beispielsweise eines 4-Tesla-Magneten 15 ange ordnet ist. An dem Tragflansch 3 befindet sich ein Trag gestell 17, das aus axialen Tragsäulen 19 und einer Gestellplatte 21 besteht, die die Tragsäulen 19 am vom Tragflansch 3 abliegenden Ende verbindet. An der Gestellplatte sind Lager 22 vorgesehen, die eine Radial- Tragscheibe 23 umlauffähig lagern. In der Nähe des Trag flansches 3 weist das Traggestell 17 radial und axial wirkende Lager 24 auf, die eine Radial-Axial-Tragscheibe 25 umlauffähig lagert. Die Radial-Tragscheibe 23 und die Radial-Axial-Tragscheibe 25 führen mittig zur Längsachse 26 der Vorrichtung 1 ein Tragrohr 27, in dem ein stabförmiger Träger 28 längsverschieblich ist. Das Tragrohr 27 ist mit den Tragscheiben 23 und 25 fest verbunden. Der Träger 28 weist ein Meßspulenende 28 a und am entgegengesetzten Ende 28 b ein Querjoch 29 auf. Dieses Querjoch 29 führt einen Axial-Stelltrieb 30 und einen Radial-Stelltrieb 31. Der Axial-Stelltrieb 30 besteht aus eine Axial-Triebspindel 32, die am Querjoch 29 mit einem Stellrad 33 versehen ist. Die Axial-Triebspindel 32 ist in dem Querjoch 29 mittels eines Lagers 34 drehbar gelagert. Die Radial-Tragscheibe 23 weist ein Spindelgewinde 35 auf, in dem die Radial-Triebspindel 32 geführt ist. Durch das Drehen des Handrades 33 läßt sich der Träger 28 axial gegenüber der Radial-Tragscheibe 23 und damit auch gegenüber dem Tragrohr 27 verstellen. Ein Raststift 36 ist während des Drehens des Handrades 33 so weit herausgezogen, daß er nicht mehr in dem Querjoch 29 festsitzt. Ist die Axial-Verstellung vollendet, dann wird der Raststift 36 in ein Loch eines nicht dargestellten Lochkranzes im Querjoch 29 eingeschoben und der Stelltrieb 30 damit blockiert.The device 1 according to FIG. 1 is provided with a support flange 3 which, as shown in FIG. 2, can be screwed onto an end flange 5 of a gradient tube 7 . The gradient tube 7 with its gradient coils 9 is located in a support tube 11 which is arranged in the cavity 13 of an electric magnet, for example a 4-Tesla magnet 15 . On the support flange 3 there is a support frame 17 which consists of axial support columns 19 and a frame plate 21 which connects the support columns 19 at the end remote from the support flange 3 . Bearings 22 are provided on the frame plate and support a radial support disk 23 so that it can circulate. In the vicinity of the support flange 3 , the support frame 17 has radially and axially acting bearings 24 , which supports a radial-axial support plate 25 in a circumferential manner. The radial support disk 23 and the radial-axial support disk 25 guide a support tube 27 in the center of the longitudinal axis 26 of the device 1 , in which a rod-shaped support 28 is longitudinally displaceable. The support tube 27 is firmly connected to the support disks 23 and 25 . The carrier 28 has a measuring coil end 28 a and at the opposite end 28 b a transverse yoke 29 . This transverse yoke 29 guides an axial actuator 30 and a radial actuator 31 . The axial actuator 30 consists of an axial drive spindle 32 which is provided on the transverse yoke 29 with an adjusting wheel 33 . The axial drive spindle 32 is rotatably supported in the transverse yoke 29 by means of a bearing 34 . The radial support disk 23 has a spindle thread 35 in which the radial drive spindle 32 is guided. By rotating the handwheel 33 , the carrier 28 can be adjusted axially with respect to the radial support disk 23 and thus also with respect to the support tube 27 . A locking pin 36 is pulled out so far during the rotation of the handwheel 33 that it is no longer stuck in the transverse yoke 29 . When the axial adjustment has been completed, the locking pin 36 is inserted into a hole in a ring of holes (not shown) in the transverse yoke 29 and the actuator 30 is thus blocked.

Der Radial-Stelltrieb 31 hat eine Radial-Triebspindel 37, die mit einem Handrad 38 versehen ist, das einen Raststift 39 führt. Ist der Raststift 39 aus dem Querjoch 29 heraus gezogen, dann kann das Handrad 38 gedreht werden. Dieses Drehen hat bei der in den Tragscheiben 23 und 25 geführten Radial-Triebspindel 37 zur Folge, daß ein im Bereich des Meßspulenendes 28 a des Trägers 28 angeordnetes Kegelrad getriebe 40 Drehbewegungen der Spindel 37 auf einen Radial-Gewindetrieb 41 überträgt, auf dem ein Schlitten 42 radial verfahrbar ist. Der Schlitten 42 trägt die Meßspule 43. Wird das Handrad 38 gedreht, dann fährt also die Meßspule 43 radial in Richtung eines Doppelpfeiles 44 bis zu der gewünschten Position hin und her. Ist die gewünschte Position erreicht, dann kann der Raststift 39 diese Position festhalten wie bei dem Stelltrieb 30.The radial actuator 31 has a radial drive spindle 37 which is provided with a handwheel 38 which guides a locking pin 39 . If the locking pin 39 is pulled out of the transverse yoke 29 , the handwheel 38 can be turned. This rotation has in the performed in the idler pulleys 23 and 25. Radial drive spindle 37 with the result that a is in the range of Meßspulenendes 28 a of the carrier 28 disposed bevel gear 40 rotating movements transmits the spindle 37 to a radial screw 41, on which a carriage 42 is radially movable. The carriage 42 carries the measuring coil 43 . If the handwheel 38 is rotated, then the measuring coil 43 moves radially in the direction of a double arrow 44 back and forth to the desired position. Once the desired position has been reached, the locking pin 39 can hold this position as in the actuator 30 .

Über das Querjoch 29, das die Stelltriebe 30 und 31 trägt, läßt sich der Träger 28 mit dem Schlitten 42 in Rotations richtung verstellen, wie dies durch einen Doppelpfeil 45 angegeben ist. Ist die gewünschte Drehlage erreicht, dann kann ein Raststift 45 gegen eine keilförmige Nutung oder Zahnung 46 am Rand 47 der Radial-Tragscheibe 23 geschoben werden, so daß die Radial-Tragscheibe 23 gegen Verdrehungen gesichert ist.About the cross yoke 29 , which carries the actuators 30 and 31 , the carrier 28 can be adjusted with the carriage 42 in the direction of rotation, as indicated by a double arrow 45 . Once the desired rotational position has been reached, a locking pin 45 can be pushed against a wedge-shaped groove or toothing 46 on the edge 47 of the radial support disk 23 , so that the radial support disk 23 is secured against rotation.

Die Vorrichtung kann an einem Gradientenrohr 7 sowohl innerhalb als auch außerhalb des Magneten 15 eingesetzt werden. Die Meßspule läßt sich sehr genau an gewünschten Meßpunkten innerhalb des Gradientenrohres plazieren.The device can be used on a gradient tube 7 both inside and outside the magnet 15 . The measuring coil can be placed very precisely at the desired measuring points within the gradient tube.

Claims

1. Device ( 1 ) for measuring the magnetic field of gradient coils ( 9 ) on an MR tomography device with a measuring coil ( 43 ) which is adjustable in the gradient field and can be inserted for this purpose in the cylindrical cavity ( 13 ) of the high-performance magnet, in which builds a homogeneous magnetic field, the gradient coils ( 9 ) being located on a gradient tube ( 7 ) within the cavity ( 13 ), characterized by a support frame ( 17 ) which is designed for attachment to the gradient tube ( 7 ), and a support ( 28 ) arranged on the support frame ( 17 ), which extends in the axial direction of the gradient tube ( 7 ), which can be rotated about the axis of the gradient tube, which can be moved axially to the gradient tube ( 7 ) and which carries the measuring coil ( 43 ), which is arranged radially adjustable on it.

2. Device according to claim 1, characterized in that the support frame ( 17 ) has a support flange ( 3 ) which can be attached to a radial end flange ( 5 ) of the gradient tube ( 7 ).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the support frame ( 17 ) is provided with radially and axially acting bearings ( 22 , 24 ) in which a carrier tube ( 28 ) receiving the support tube ( 27 ) can be rolled around its axis ( 26 ) is.

4. The device according to claim 3, characterized in that the support tube ( 27 ) by means of supporting disks attached to it ( 23 , 25 ) is mounted in the bearings.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the carrier (28) is axially movable in the support tube (27) by means of an axial adjusting drive (30) mounted to the from Meßspulenende (28 a) distal end (28 b ) the carrier ( 28 ) is mounted in a transverse yoke ( 29 ) and is provided with an axial drive spindle ( 32 ) which is guided in a thread ( 35 ) by one of the support disks ( 23 ) and rotated relative to this support disk ( 23 ) is axially adjustable in order to axially adjust the carrier ( 28 ).

6. The device according to claim 1 and 5, characterized in that a radial actuator ( 31 ) is provided which is mounted parallel to the axial actuator ( 30 ) on the transverse yoke ( 29 ) and has a radial drive spindle ( 37 ), which is guided through the support disks ( 23 , 25 ) to the measuring coil end ( 28 a ) of the carrier ( 28 ) and acts by means of a bevel gear ( 40 ) on a radial screw drive ( 41 ) on which the measuring coil ( 43 ) load-bearing carriage ( 42 ) can be moved radially.

7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that at least one of the support disks ( 23 , 25 ) and the axial ( 30 ) or radial actuators ( 31 ) can be locked against rotation by means of locking pins ( 36 , 39 ) .