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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Lokalisierung der Position eines in der Region eines
mittels magnetischer Resonanztechnik zu untersuchenden Körpers platzierten
Objekts, das Folgendes umfasst: Anbringen einer Schleifenspulenanordnung
am Objekt; Unterziehen der genannten Region einer Untersuchungssequenz
zur Magnetresonanzanregung und -detektion durch ein stationäres Magnetresonanzgerät, wobei
die Sequenz mindestens einen Magnetfeldgradienten beinhaltet, durch
den die detektierten Signale räumlich
codiert werden, und Verwenden der detektierten Signale, um einen
Hinweis auf die Position der genannten Spulenanordnung, und damit
des genannten Objekts, in der genannten Region zu erhalten.
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Die Erfindung bezieht sich weiterhin
auf ein Magnetresonanzgerät
zur Untersuchung einer inneren Region eines Körpers, einschließlich Mitteln
zur Lokalisierung eines in der genannten Region platzierten Objekts,
das Folgendes umfasst: eine am Objekt angebrachte Schleifenspulenanordnung;
Mittel, um die genannte Region einer magnetischen Resonanzanregung
auszusetzen, und Mittel zur Detektion der Untersuchungssequenz,
Mittel zur Anwendung mindestens eines räumlich codierten Magnetfeldgradienten
auf die genannte Region, um anhand der detektierten Signale die
Bestimmung der Spulenposition, und damit des Objekts, im Körper zu
ermöglichen.
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Bei der Verwendung magnetischer Resonanzverfahren
und -geräte
zur Untersuchung des Körpers
eines menschlichen Patienten zu medizinischen Zwecken, beispielsweise
um Bild- und/oder Spektroskopiedaten zu erhalten, wird der untersuchte
Körper
in einem homogenen statischen Magnetfeld platziert, um eine Gleichgewichtsachse
magnetischer Ausrichtung in der Region des zu untersuchenden Körpers zu
definieren. Anschließend
wird auf die zu untersuchende Region ein Hochfrequenz-Magnetfeld
(HF) in einer Richtung angewandt, die orthogonal zu der Richtung
des statischen Magnetfelds ist, um magnetische Resonanz im Material,
normalerweise Wasserstoffprotonen, in der Region anzuregen, und die
resultierenden HF-Signale werden detektiert und analysiert. Während dieser
Verfahrenssequenz werden auf das statische Magnetfeld normalerweise
ein oder mehrere Gradienten angewandt, um die Anregung magnetische
Resonanz vorzugsweise in der zu untersuchenden Region des Körpers zu
verursachen und die detektierten HF-Signale räumlich zu codieren, sowie auch
zu anderen Zwecken wie beispielsweise zur Flusscodierung.
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Manchmal ist es erforderlich, in
einem erhaltenen Bild die Lage eines zuvor im Körper platzierten Objekts anzuzeigen.
Im Fall eines menschlichen Patienten kann das Objekt beispielsweise
ein Katheder oder ein chirurgischen Instrument sein, mit dem eine Operation
beim Patienten durchgeführt
wird.
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Um die Lage des Objekts innerhalb
des Körpers
lokalisieren zu können,
wurde vorgeschlagen, eine Spule am Objekt anzubringen, die über eine
außerhalb
des Körpers
befindliche Quelle mit elektrischem Strom versorgt werden kann,
um so durch lokale Störung
des für
die Bildgebung angelegten Magnetfelds einen Hinweis auf die Position
des Objekts in dem vom Gerät
produzierten Bild zu erzeugen.
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Alternativ wird eine am Objekt angebrachte Spule
verwendet, um ein HF-Feld
lokal auf den Körper
anzuwenden und dadurch, angrenzend an das Objekt, lokal Magnetresonanz
im Körper
anzuregen, und die resultierenden Drehimpulse (Spins) werden durch
die Anwendung von Magnetfeldgradienten räumlich codiert und detektiert.
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Beide Verfahren haben den Nachteil,
dass elektrische Verbindungen vom Körperinneren nach außen erforderlich
sind, die selbst im Fall von Kathedern, wo ein Kabel zum Katheder
vorhanden ist, ein ernsthaftes Problem darstellen können, weil
das Kabel für
andere Zwecke benötigt
wird.
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In einem alternativen Verfahren wird
eine planare Regelkreis-Spulenanordnung
am Objekt angebracht, die auf die HF-Anregungsfrequenz abgestimmt
ist. Dadurch werden die in der Region der Spulenanordnung, und damit
des Objekts, erzeugten HF-Signale im Vergleich zu solchen, die in
anderen Regionen des zu untersuchenden Körpers erzeugt werden, verstärkt. Dieses
Verfahren wird jedoch als nicht zufrieden stellend betrachtet, wenn
das Objekt eine röhrenförmige, flexible
Form hat, weil es dafür eingerichtet
sein muss, entlang einer natürlich
austretenden Passage in einem Patienten, wie beispielsweise einer
Blutader, bewegt zu werden. Die Ausrichtung der Spulenanordnung ändert sich
dann mit der Bewegung des Objekts, so dass sich die Kopplung der
Spule mit dem HF-Feld, und damit der Grad der Verstärkung des
erzeugten HF-Signals, verändert, wenn
sich das Objekt bewegt.
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In der US-amerikanischen Patentschrift US-A-5.318.025
wird ein Verfolgungssystem beschrieben, bei dem Magnetresonanzsignale
zur Überwachung
der Position und Ausrichtung von mindestens einer Vorrichtung wie
einem Katheder innerhalb einer Person eingesetzt werden. Die Vorrichtung hat
eine Vielzahl von planaren Empfängerspulen,
die auf in der Person erzeugte Magnetresonanzsignale reagieren.
Ein HF-Breitbandimpuls wird angeregt, und die Magnetresonanzsignale
werden in Gegenwart von Magnetfeldgradienten detektiert und haben daher
Frequenzen, die im Wesentlichen proportional zur Lage der Spule
entlang der Richtung des angewandten Gradienten sind. In Reaktion
auf sequentiell angewandten, wechselseitig orthogonalen magnetischen
Gradienten werden Signale detektiert, um die Position und Ausrichtung
der Vorrichtung in verschiedenen Dimensionen zu bestimmen. In diesem
Fall werden die planaren Empfängerspulen
daher nicht auf eine bestimmte HF-Anregungsfrequenz abgestimmt.
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Die vorliegende Erfindung hat zur
Aufgabe, ein Magnetresonanzverfahren und -gerät zu schaffen, mit dem dieses
Problem gemindert wird.
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Um die genannte Aufgabe zu erfüllen, ist
ein erfindungsgemäßes Verfahren
dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenanordnung von einem eingreifenden
Kondensator abgeschlossen wird, um die Spulenanordnung auf eine
HF-Anregungsfrequenz abzustimmen, die beim Betrieb des Magnetresonanzgerätes zur
Erfassung eines detektierten Signals mit der betreffenden Frequenz
verwendet wird, wobei die Spulenanordnung von einem röhrenförmigen,
flexiblen Spulenkörper
getragen wird und Wicklungen enthält, die im Wesentlichen in
nicht parallelen Ebenen liegen, wenn die Achse des Spulenkörpers im
Wesentlichen in einer geraden Linie verläuft.
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Um die genannte Aufgabe zu erfüllen, ist
ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät dadurch gekennzeichnet,
dass die Spulenanordnung durch einen eingreifenden Kondensator abgeschlossen wird,
um die Spulenanordnung auf eine beim Betrieb des Magnetresonanzgerätes verwendete
HF-Anregungsfrequenz abzustimmen, wobei die Spulenanordnung von
einem röhrenförmigen,
flexiblen Spulenkörper
getragen wird und Wicklungen enthält, die im Wesentlichen in
nicht parallelen Ebenen liegen, wenn die Achse des Spulenkörpers im
Wesentlichen in einer geraden Linie verläuft.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren und
Gerät hat
die Spulenanordnung mindestens eine Wicklung, die im Wesentlichen
in einer Ebene orthogonal zu der Ebene mindestens einer anderen
Wicklung der Spulenanordnung liegt, wenn die Achse des Spulenkörpers im
Wesentlichen in einer geraden Linie verläuft. Entsprechend umfasst die
Spulenanordnung eine oder mehrere elektrisch leitfähige Leiterbahnen,
die auf einem dünnen,
flexiblen Substrat gebildet werden, das um das Objekt herumgewickelt
ist.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren und Gerät wird nun
anhand von Beispielen näher
beschrieben, wobei auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen
wird. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines typischen MR-Bildgebungsgerätes;
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2 ein
Schaubild eines Katheders oder eines ähnlichen Objekts;
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die 3A, 3B und 4 Details einer am Objekt in 2 angebrachten Spulenanordnung;
und
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die 5 und 6 eine erste alternative
Form der Spulenanordnung;
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7 veranschaulicht
eine zweite alternative Form der Spulenanordnung;
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die 8 und 9 veranschaulichen eine dritte alternative
Form der Spulenanordnung; und
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10 eine
vierte alternative Form der Spulenanordnung.
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Bezug nehmend auf 1 hat das Gerät, bei dem es sich um ein Gerät zur medizinischen
Bildgebung mittels Magnetresonanz handelt, einen röhrenförmigen Elektromagneten 1,
der ein starkes gleichmäßiges, statisches,
axiales Hauptmagnetfeld in einem zylindrischen Volumen 3 erzeugt,
in dem ein abzubildender Patient bei Benutzung des Gerätes platziert
wird.
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Die Stärke des Feldes im Volumen 3,
und damit im Körper
des abzubildenden Patienten, wird durch ein Hauptmagnetfeld-Steuerungsmittel 5 gesteuert,
das die Versorgung der Elektromagnet-Erregerspule (nicht gezeigt)
mit Erregerstrom steuert.
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Das Gerät hat weiterhin eine Gradientenspulenanordnung 7,
wobei ein Gradient dem statischen Magnetfeld im Volumen 3 in
einer oder mehreren von drei orthogonalen Richtungen überlagert
sein kann. Die Spulenanordnung 7 wird durch ein Gradientenfeld-Steuerungsmittel 9 unter
der Steuerung eines Computers 11 gespeist.
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Das Gerät hat ferner ein HF-Spulensystem 13,
das eine Senderspulenanordnung beinhaltet, die beim Betrieb des
Gerätes
durch einen HF-Sender 15 unter der Steuerung des Computers 11 erregt
wird, um ein HF-Feld auf den abzubildenden Körper anzuwenden.
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Das HF-Spulensystem 13 enthält auch
eine HF-Empfängerspulenanordnung,
um HF-Signale infolge von Magnetresonanz zu detektieren, die im
Körper
des abzubildenden Patienten angeregt wird. Die detektierten Signale
werden über
einen Empfänger 19 an
einen Bildwandler 21 weitergeleitet, der die Signale unter
der Steuerung des Computers 11 verarbeitet, um Signale
zu erzeugen, die ein Bild des Patientenkörpers darstellen. Diese Signale
wiederum werden an ein Anzeigegerät 23 geleitet, um
eine visuelle Darstellung des Bildes zu schaffen.
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Beim Betrieb des Gerätes definiert
das durch den Elektromagneten 1 erzeugte starke Magnetfeld eine
Gleichgewichtsachse magnetischer Ausrichtung im abzubildenden Körper.
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Um ein Bild der gewählten Region
zu erhalten, zum Beispiel eine Querschnittschicht des Körpers, wird
zunächst
mit Hilfe des Spulensystems 13 ein HF-Impuls auf den Körper angewandt,
um Magnetresonanz in der gewählten
Region anzuregen. Zu diesem Zweck erzeugt das Spulensystem 13 ein
Feld in einer Richtung orthogonal zu der Richtung des statischen
Feldes, um so die Spins der Kerne in der gewählten Region aus der Richtung
des statischen Feldes in eine Ebene orthogonal zur Richtung des
statischen Feldes zu kippen, d. h. in die x–y-Ebene, wobei x, y und z
Richtungen wie in 1 dargestellt
sind. Um die Erregung auf die gewählte Region zu begrenzen, wird
der HF-Feldimpuls in Verbindung mit durch die Spulenanordnung 7 überlagerten
Magnetfeldgradienten angewandt, wobei die Frequenz des HF-Feldimpulses
in Verbindung mit den Größen und Richtungen
der überlagerten
Gradienten so gewählt wird,
dass die Larmor-Frequenz gewählter
Protonen im Körper,
zum Beispiel Wasserstoffprotonen, nur in der gewählten Region gleich der HF-Feldfrequenz ist.
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Die aus der Erregung resultierenden
HF-Signale werden dann durch Anwendung eines oder mehrerer weiterer
Gradientenmagnetfelder auf die bekannte Weise räumlich codiert, vom HF-Spulensystem 13 detektiert
und verarbeitet, um ein Bild zu erzeugen.
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Normalerweise ist eine Anzahl von
Erregungs- und Signaldetektierungssequenzen erforderlich, um genügend Daten
für die
Erzeugung eines zufrieden stellenden Bildes zu sammeln.
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Wenn, Bezug nehmend auf 2, ein Objekt 25,
z.B. ein Katheder oder ein chirurgisches Instrument, über eine
natürliche
Passage im Körper
eines Patienten, z.B. eine Blutader, in diesen eingeführt werden
soll, hat das Objekt 25 eine röhrenförmige, flexible Form, so dass
es sich um alle Biegungen und Windungen herumführen lässt, die entlang der Passage
auftreten können.
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Um die Bewegung des Objekts 25 mit
Hilfe des Magnetresonanzgerätes
verfolgen zu können, trägt das Objekt 25 eine
Regelkreis-Spulenanordnung 27, die auf die beim Gerätebetrieb
verwendete Erregerfrequenz abgestimmt ist.
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Um die Position des Objektes 25 im
Körper des
Patienten zu lokalisieren, wir eine Erregungs- und Detektierungssequenz
der bekannten Art verwendet. Zur Lageerregungs- und -detektierungssequenz
gehört
auch die räumliche
Codierung von Magnetfeldgradienten in geeigneten Richtungen, z.
B. in x-, y- und z-Richtung.
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Die von der Lageerregungs- und -detektierungssequenz
erzeugten detektierten Signale umfassen eine verstärkte Komponente,
d. h. eine Komponente, die aufgrund des Körpermaterials größer ist als
vorhandene Komponenten in den detektierten Signalen, deren Frequenz
die Lage des Objekts 25 im Körper anzeigen.
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Um zu vermeiden, dass es bei einer Änderung
der Ausrichtung des Objekts 25, und damit der Spulenanordnung 27,
zum Verlust der Signale von der Spulenanordnung 27 kommt,
wenn das Objekt 25 durch den Körper des Patienten wandert,
hat die Spulenanordnung 27 erfindungsgemäß Wicklungen, die
im Wesentlichen in nicht parallelen Ebenen liegen, wenn die Achse
des Objekts in einer geraden Linie verläuft. Zu diesem Zweck hat die
Spulenanordnung 27 im Wesentlichen die Form einer flexiblen
gedruckten Schaltung, die um das Objekt 25 herumgewickelt
ist.
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Bezug nehmend auf die 3A, 3B und 4 umfasst
die Spulenanordnung 27 in einer besonderen Ausführungsform
zwei Spulen, die durch unterschiedliche Abschnitte einer elektrisch
leitfähigen Leiterbahn 35 gebildet
werden, die auf einer Seite eines dünnen, flexiblen Substrats 37 eines
elektrisch isolierenden Materials aufgebracht ist, wobei die Leiterbahn 35 mittels
eines Verfahrens für
gedruckte Schaltungen entsprechend geformt ist. Die 3A und 3B zeigen
seitliche Erhöhungen
der Leiterbahn 35 aus orthogonalen Richtungen, wobei das
Substrat 37 um das Objekt 25 herumgewickelt ist
und die Achse des Objekts 25 in einer geraden Linie verläuft, und 6 zeigt das Substrat 37 flach
liegend. Die Leiterbahn 35 erstreckt sich zwischen zwei
rechtwinkligen, metallisierten, elektrisch leitfähigen Bereichen 39A und 39B auf
dem Substrat 37, das, wenn das Substrat 37 um
das Objekt 25 herumgewickelt ist, eine zwischen diese eingefügte Schicht
aus dielektrischem Material 41 hat, um einen Abstimmkondensator
mit dem für
die Spulenanordnung 27 gewünschten Wert zu bilden.
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Der Reihenfolge nach hat die Leiterbahn 35, ausgehend
vom rechtwinkligen Bereich 39A, einen ersten Abschnitt 43,
der, mit dem um das Objekt 25 herumgewickelten Substrat 37,
parallel zur Achse des Objekts 25 liegt (siehe 3), einen zweiten Abschnitt 45,
der eine einzelne spiralförmige
Wicklung um das Objekt 25 herum bildet, und einen dritten
Abschnitt 47, der eine zweite spiralförmige Wicklung um das Objekt 25 herum
bil det, die auf der vom Abschnitt 45 gebildeten Wicklung
liegt. Die Abschnitte 45 und 47 bilden daher zusammen
effektiv zwei einzelne Wicklungen 49 und 51 in
orthogonalen Ebenen, wie in 4 gezeigt.
Auf ähnliche
Weise wird durch fünfte
und sechste Abschnitte 57 und 59 der Leiterbahn 37 ein
zweites Paar orthogonaler Wicklungen 53 und 55 geschaffen.
Der vierte Abschnitt 61 der Leiterbahn 35, der,
wenn das Substrat 37 um das Objekt 25 herumgewickelt
ist, parallel zur Achse des Objekts 25 liegt, dient dazu,
die Wicklungen 49, 51 axial von den Wicklungen 53, 55 zu
trennen. Der siebte und letzte Abschnitt 63 der Leiterbahn 37 dient
dazu, das Ende des Abschnitts 59 mit den rechtwinkligen
Bereich 39B zu verbinden.
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Hervorzuheben ist, dass, während in
den 3 und 4 nur zwei Wicklungspaare 49, 51 und 53, 55 gezeigt
werden, bei Bedarf problemlos weitere voneinander abgesetzte Wicklungspaare
vorgesehen werden können.
Auf ähnliche
Weise kann erforderlichenfalls in jeder orthogonalen Ebene leicht mehr
als eine Wicklung geschaffen werden. Darüber hinaus umfasst eine Spulenanordnung üblicherweise zwanzig
bis dreißig
Wicklungen, um für
Abstimmzwecke genügend
Induktivität
bereitzustellen, während
in den 3 und 4 zur Vereinfachung lediglich
vier Wicklungen gezeigt werden.
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Weiterhin ist darauf hinzuweisen,
dass die Abschnitte 45, 47, 57 und 59 der
Leiterbahn 35 der Einfachheit halber gerade dargestellt
sind, wenn sie flach liegen, und daher spiralförmige Wicklungen bilden, wenn
das Substrat 37 um das Objekt 25 herumgewickelt
ist, mit dem Ergebnis, dass die Wicklungen 49, 51, 53 und 55 nicht
wirklich planar sind. Um dies zu lösen, können die Abschnitte 45, 47, 57 und 59 so gestaltet
sein, dass sie, wenn flach liegend, eine geeignete Sinusform haben.
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Bezug nehmend auf die 5 und 6 umfasst die Spulenanordnung 27 in
einer zweiten besonderen Ausführungsform
zwei separate Regelkreis-Abstimmspulen, die jeweils durch eine separate
schmale, metallisierte, elektrisch leitfähige Leiterbahn 65 oder 67 gebildet
werden, die auf einer Seite eines dünnen, flexiblen Substrats 68 aus
elektrisch isolierendem Material (nicht gezeigt) aufgebracht ist.
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Wie in den 5 und 6 gezeigt,
die jeweils eine Ansicht der Leiterbahnen 65 und 67 mit
dem flach liegenden Substrat 68 (d. h. entsprechend zu 4) und mit dem um das Objekt 25 herumgewickelten
Substrat 68 (d. h. entsprechend zu 3A) darstellen, erstreckt sich die Leiterbahn 65 zwischen metallisierten,
leitenden Bereichen 69A und 69B, die mit einer
Schicht aus dielektrischem Material 71 einen Abstimmkondensator
für eine
Spule bilden. Auf ähnliche
Weise erstreckt sich die Leiterbahn 67 zwischen metal lisierten
Bereichen 73A und 73B mit einer Schicht aus dielektrischem
Material 75 und bildet einen Abstimmkondensator für die andere
Spule.
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Der Reihenfolge nach hat die Leiterbahn 65, ausgehend
von der Elektrode 69A, einen ersten Abschnitt 77,
der, mit dem um das Objekt 25 herumgewickelten Substrat 68,
parallel zur Achse des Objekts 25 liegt, und einen zweiten
Abschnitt 79, der eine einzelne Planare Wicklung 81 um
das Objekt 25 herum bildet. Eine zweite einzelne planare
Wicklung 83 parallel zu der Wicklung 81 wird durch
einen vierten Abschnitt 85 der Leiterbahn 65 gebildet.
Der dritte Abschnitt 87 der Leiterbahn, der, wenn das Substrat 68 um
das Objekt 25 herumgewickelt ist, parallel zur Achse des
Objekts 25 liegt, dient dazu, die Wicklung 83 axial
von der Wicklung 81 zu trennen, und der fünfte und
letzte Abschnitt 89 der Leiterbahn verbindet das Ende des
vierten Abschnitts 85 mit dem Elektrodenbereich 69B.
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In ähnlicher Weise umfasst die
Leiterbahn 67 zwischen den Elektrodenbereichen 73A und 73B fünf Abschnitte 91, 93, 95, 97 und 99.
Die Elektrode 73A und der erste Abschnitt 91 sind
von der Elektrode 69A und dem ersten Abschnitt 77 der
Leiterbahn 65 durch einen Abstand d getrennt, der gleich
der Hälfte des
Umfangs des Objekts 25 ist (wobei die Dicke des Substrats 68 nicht
berücksichtigt
wird), so dass sich die Elektrode 73A der Elektrode 69A diametral
gegenüberliegt
und der Abschnitt 91 dem Abschnitt 77 diametral
gegenüberliegt.
Demzufolge bildet der Abschnitt 93 eine einzelne planare
Wicklung 101 in einer Ebene, die orthogonal zur Ebene der
Wicklung 81 ist und die Wicklung 81 überlagert,
und der Abschnitt 97 bildet eine einzelne planare Wicklung 103 in
einer Ebene, die orthogonal zur Ebene der Wicklung 83 ist und
die Wicklung 83 überlagert.
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Hervorzuheben ist, dass, während die
Leiterbahn 65 wie in den 5 und 6 dargestellt nur zwei Wicklungen 81 und 83 hat,
problemlos weitere mit der Wicklung 81 planparallele Wicklungen
und weitere mit der Wicklung 83 planparallele Wicklungen
vorgesehen werden können.
Ebenso können
in einer oder mehreren weiteren, axial entlang des Objekts 25 voneinander
getrennten Ebenen leicht eine oder mehrere Wicklungen geschaffen
werden. Ebenso gelten Anmerkungen in gleicher Weise natürlich auch für die Leiterbahn 67 und
die dadurch geschaffenen Wicklungen. Die oben in Bezug auf die 3 und 4 gemachten Anmerkungen hinsichtlich
der Gesamtanzahl von Wicklungen und der erforderlichen Form der
Abschnitte der Leiterbahn 35 zur Schaffung von wirklich
planaren Wicklungen gelten in gleicher Weise natürlich auch für die 5 und 6.
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Bezug nehmend auf 7 umfasst die Spulenanordnung 27 in
einer dritten besonderen Ausführungsform
ein oder mehrere Wicklungspaare 105 und 107, deren
Achsen in der ZY- bzw. der ZX-Ebene liegen, wobei XY und Z eine
Reihe wechselseitig orthogonaler Achsen sind, deren Z-Achse in Richtung der
Achse des Objekts 25 verläuft, wenn es gerade ist.
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Wie im Fall der ersten beiden beschriebenen Ausführungsformen
wird die Spulenanordnung 27 in 7 im Wesentlichen durch eine elektrisch
leitfähige
Leiterbahn 109 gebildet, die auf einem dünnen flexiblen
Substrat 111 aus einem elektrisch isolierenden Material
aufgebracht ist, wobei 7 eine
seitliche Erhöhung
der Leiterbahn 109 mit dem um das Objekt 26 herumgewickelten
Substrat 111 zeigt.
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In weiteren Ausführungsformen umfasst die Spulenanordnung 27 sattelförmige Wicklungen.
In einer solchen Ausführungsform,
veranschaulicht in 8,
ist ein erstes Paar axial ausgerichteter Sattelspulen 113,
die jeweils eine oder mehrere Wicklungen haben, diametral einander
gegenüberliegend
auf dem Objekt 25 entlang eines zweiten Paares axial ausgerichteter,
diametral gegenüberliegender
Sattelspulen 115 positioniert, deren Achse orthogonal zur Achse
der Spulen 113 verläuft.
Weitere orthogonale Paare von Sattelspulen, wie die Spulen 117 und 119, können räumlich voneinander
abgesetzt entlang des Objekts 25 positioniert sein. Die
Spulen solcher Sattelanordnungen bestehen geeigneter Weise aus einer
elektrisch leitfähigen
Leiterbahn oder Leiterbahnen, die auf einem oder mehreren dünnen, flexiblen Substraten
aus einem elektrisch isolierenden, um das Objekt 25 herumgewickelten
Material ausgebildet sind, wie im Fall der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
In einer derartigen Ausführungsform befinden
sich die Leiterbahnen, die jeweils die beiden Spulen jedes diametral
gegenüberliegenden
Paares von Sattelspulen bilden, auf unterschiedlichen flexiblen
Substraten, wobei ein solches Substrat 121 in 9 dargestellt ist. Die beiden
Substrate 121 werden dann um gegenüberliegende Hälften des
Objekts herumgewickelt, um die Spulen zu diametral gegenüberliegenden
Paaren zusammenzustellen. Da jedoch Überkreuzungen in den Leiterbahnen
erforderlich sind, werden Leiterbahnen auf beiden Seiten des Substrats
benötigt.
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Um ein 3-Achsen-System zu schaffen,
haben Sattelspulenanordnungen, wie in 8 veranschaulicht,
geeigneterweise auch eine Spiralspule 123, die axial um
das Objekt 25 herumgewickelt ist. Die Spiralspule 123 kann
in Lücken
zwischen den axial abgesetzten Sattelspulenpaaren 113, 115 und 117, 119 gewickelt
sein, wie in 8 dargestellt,
oder alternativ über
nicht voneinander abgesetzte Sattelspulenpaare 125, 127, 129,
131 und 133,
wie in 10 dargestellt.
Die Spiralspule 123 ist geeigneterweise auf einem flexiblen
Substrat (nicht gezeigt) aufgebracht, getrennt von dem Substrat,
das die Sattelspulen 113, 115, 117, 119 oder 125, 127, 129, 131, 133 trägt.
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In einer weiteren Ausführungsform
(nicht gezeigt) der Spulenanordnung 27, die für eine konstante
Empfindlichkeit sorgen soll, sind drei Wicklungsschichten vorhanden,
die jeweils eine im Allgemeinen planare Spule schaffen. Eine Spule
liegt im Wesentlichen in einer ersten Ebene, 54° zur Achse des Objekts 25,
wenn es gerade ist, eine zweite Spule liegt im Wesentlichen in einer
Ebene orthogonal zu der ersten Ebene, und eine dritte Spule liegt
im Wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur Achse des Objekts 25,
wenn es gerade ist. Der Winkel von 54° zur Achse des Objekts 25 wird
gewählt,
weil dies der Winkel ist, den die Diagonale eines Würfels mit
den Kanten des Würfels
bildet.
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Es ist zu beachten, dass der Wirkungsgrad der
Spulenanordnung
27 im Allgemeinen steigt, wenn sich die
Anzahl der Wicklungen, und damit die Anzahl der Wicklungsschichten,
in der Spulenanordnung
27 erhöht. Allerdings kann die Tatsache,
dass die Dicke der Spulenanordnung
27 zunimmt, wenn sich
die Anzahl der Wicklungsschichten erhöht, auch ein Problem darstellen. TEXT
IN DER ZEICHNUNG
Figur 1
| Main
magnetic field control | Hauptmagnetfeldsteuerung |
| gradient
field control | Gradientenfeldsteuerung |
| rf
transmitter | HF-Sender |
| imager | Bildwandler |
| receiver | Empfänger |
| control
computer | Steuerungscomputer |