ESTRUCTURA DE IMAN PARA APARATO DE IRM Y APARATO DE IRM.

Estructura de imán para un aparato de IRM que utiliza un imán permanente,

estructura de imán que tiene una forma de U invertida con dos piezas polares (1, 2) horizontales opuestas, esencialmente paralelas, que están soportadas a una distancia predeterminada entre sí por una culata magnética (3) con forma de U invertida, delimitando las piezas polares (1, 2) y al menos una parte de la culata (3) una cavidad (4) para alojar al menos una parte del cuerpo de un paciente, mientras que se genera un volumen parcial (5) en el volumen de dicha cavidad, que tiene valores de campo magnético tales como para proporcionar imágenes IRM de una calidad suficiente para permitir el uso de las mismas como imágenes de diagnóstico, es decir, lo que se denomina un volumen de formación de imágenes,

caracterizada porque la distancia (D1) entre las piezas polares (1, 2) de la estructura de imán es de 36 a 42 cm, y las piezas polares (1, 2) tienen un área superficial de 4500 a 5500 cm2 y en la que las piezas polares tienen una capa de alta permeabilidad (102, 202), que tiene una permeabilidad máxima del orden de 6000 y está compuesta por neodimio,

en la que cada capa de alta permeabilidad (101, 202) de cada pieza polar (1, 2) está compuesta a su vez por dos capas, una capa maciza, que tiene un espesor de 4,5 cm y la misma superficie que las piezas polares (1, 2) y una capa laminada que tiene un espesor de 1 cm y una superficie del mismo orden que la superficie de las piezas polares (1, 2), siendo la permeabilidad máxima de la capa laminada de 6000 a 7000, preferiblemente de 6000,

y en la que la capa de superficie maciza de cada pieza polar (1, 2) tiene dos escalones periféricos (301, 302) que tienen respectivamente un saliente de 3 a 4 cm y de 2 a 2,5 cm desde la superficie libre de la pieza polar, preferiblemente de 3,5 y 2,2 cm respectivamente y un espesor, en paralelo a la superficie libre de la pieza polar de 2 a 6 cm para el primer escalón y de 2 cm a 4 cm para el segundo, preferiblemente de 5 cm y 3 cm respectivamente

Estructura de imán para aparato de IRM y aparato de IRM.

La invención se refiere a una estructura de imán para un aparato de IRM que utiliza un imán permanente, según el preámbulo de la reivindicación 1. El documento GB 2 282 451 da a conocer una estructura de imán para un aparato de IRM que utiliza un imán permanente, imán que tiene una forma de U invertida con dos piezas polares opuestas, esencialmente paralelas, que están soportadas a una distancia predeterminada entre sí por una culata magnética con forma de U invertida, delimitando las piezas polares y/o al menos una parte de la culata, una cavidad para alojar al menos una parte del cuerpo de un paciente. Se genera un volumen parcial en el volumen de dicha cavidad, que tiene valores de campo magnético tales como para proporcionar imágenes IRM de una calidad suficiente para permitir el uso de las mismas como imágenes de diagnóstico, es decir, lo que se denomina un volumen de formación de imágenes. La distancia entre las piezas polares de la estructura de imán se dispone para permitir la inserción de un paciente en dicho volumen de formación de imágenes entre dichas piezas polares.

Han de tenerse en cuenta varios criterios en la construcción de estructuras de imán para aparatos de IRM, dependiendo de los requisitos de funcionamiento.

En primer lugar, el tamaño de la estructura de imán depende del tamaño de la cavidad que se diseña para alojar al paciente o una parte del cuerpo del paciente. El tamaño de tal cavidad depende esencialmente del tipo de regiones anatómicas para cuya formación de imágenes IRM está diseñado el aparato. En un aparato diseñado para la formación de imágenes IRM de la columna vertebral o al menos una parte de la misma, la cavidad tendrá un tamaño tal como para permitir la introducción de al menos una parte del tronco o la totalidad del tronco del cuerpo humano. Por tanto, la distancia entre las piezas polares, conocida como entrehierro, se basará en la dimensión anterior-posterior del tronco humano, incluyendo el intervalo de variación de dicha dimensión. Además, la cavidad para alojar al paciente tendrá una profundidad tal, es decir, una dimensión transversal con respecto a la dirección longitudinal de la columna vertebral, como para permitir que la columna vertebral se coloque dentro del volumen de formación de imágenes mencionado anteriormente, que normalmente sólo ocupa un área parcial del volumen global de la cavidad para alojar al paciente y que normalmente está centrado esencialmente con respecto a la cavidad para alojar al paciente.

La forma y el tamaño del volumen de formación de imágenes están definidos, a su vez, por la morfología y el tamaño de la región anatómica que vaya a examinarse. Además, el tamaño del volumen de formación de imágenes con respecto al volumen de la cavidad es limitado. De hecho, la homogeneidad del campo magnético estático requerida para obtener imágenes con una calidad para diagnóstico suficiente, sólo puede obtenerse usando un área tridimensional limitada del volumen global de la cavidad para alojar al paciente.

Por otra parte, los tamaños de la cavidad para alojar al paciente y el volumen de formación de imágenes, que están definidos según los requisitos asociados a la morfología y el tamaño del cuerpo del paciente y de la región anatómica en examen, tienen a su vez una influencia en las características del campo magnético, particularmente, el campo magnético estático que va a generarse entre las dos piezas polares opuestas.

Además, la intensidad del campo magnético estático afecta tanto a la resolución de las imágenes adquiridas como a la relación señal-ruido.

La intensidad del campo magnético estático está determinada a su vez por la construcción de la estructura de imán y particularmente por la estructura de las piezas polares, que incluyen elementos magnetizados y elementos ferromagnéticos o de alta permeabilidad, y de ahí por las características magnéticas de estos elementos. La estructura de la culata magnética y las características magnéticas de la misma también influyen en las características del campo magnético estático.

Considerando los límites definidos anteriormente para la construcción de una estructura de imán para un aparato de IRM, aparentemente todos estos límites tienen una influencia directa en el tamaño de la estructura de imán.

Para obtener una estructura de imán con el menor tamaño posible, a la vez que se proporcionan grandes volúmenes de la cavidad para alojar al paciente, y los mayores volúmenes de formación de imágenes posibles, y para generar un campo magnético estático que tenga características tales como para garantizar la mayor resolución posible y la mejor relación señal-ruido posible, no pueden usarse las reglas de construcción y tamaño de la técnica anterior, porque conducirían a enormes estructuras de imán.

Además de las ventajas obvias en cuanto a los costes, la reducción del tamaño de la estructura de imán proporciona la ventaja de producir aparatos menos pesados y voluminosos, por tanto, una instalación más sencilla de los mismos. Un aparato de IRM más pequeño y más ligero ofrece la ventaja considerable de no requerir, o hacerlo en pequeña cantidad, la provisión de instalaciones diseñadas especialmente para el aparato de IRM, tanto en cuanto al volumen de instalación como a la resistencia estática de los suelos. Además, un aparato comparativamente pequeño permite la instalación de varios aparatos de IRM en locales en los que generalmente estaba previsto un único aparato.

El objetivo de la invención es proporcionar una estructura de imán para un aparato de IRM, que permite la formación de imágenes IRM de la región de la columna vertebral, a la vez que se mantiene un tamaño minimizado de la estructura, y sin degradación de la calidad de imagen que podría hacer que las imágenes fuesen inutilizables o poco fiables para el diagnóstico.

La invención satisface el objetivo anterior proporcionando una estructura de imán para un aparato de IRM, particularmente para un aparato de IRM para la formación de imágenes de diagnóstico de la región de la columna vertebral o partes de la misma, según el preámbulo de la reivindicación 1 y que comprende además la combinación de características de la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

Gracias a las disposiciones anteriores, se reduce la curvatura hacia fuera de las líneas de campo magnético a lo largo de las zonas periféricas de las piezas polares, y se extiende el volumen de formación de imágenes en paralelo a la superficie de las piezas polares.

Particularmente, la invención proporciona una estructura de imán en la que la distancia entre las piezas polares es de 39 cm y el área superficial de las piezas polares es de 5000 cm².

El campo magnético estático tiene una intensidad de 0,2 a 0,3 teslas, particularmente de 0,24 a 0,26 y especialmente de 0,24 teslas.

La homogeneidad de este campo tiene una variación pico a pico de aproximadamente 50 ppm (partes por millón) en una esfera de 25 cm de diámetro.

El campo magnético se obtiene usando una estructura de imán con una capa magnetizada, particularmente compuesta por neodimio, en la que la remanencia del neodimio es de 1,24 a 1,30 T, teniendo la capa de neodimio un espesor de 12,3 cm y una extensión superficial del mismo orden que la superficie de las piezas polares.

La culata magnética tiene forma de C o de U invertida y está compuesta por un material ferromagnético, con un contenido en carbono del 0,22% o inferior.

La culata está compuesta por tres placas que tienen una anchura del mismo orden de magnitud que la dimensión correspondiente de la pieza polar, es decir, de 70 a 90 cm, preferiblemente de 80 cm.

La culata tiene un espesor promedio de 20 a 30 cm, particularmente de 25 cm, y un volumen global de material de 500 a 600 dm³, particularmente de aproximadamente 550 dm³.

El volumen de formación de imágenes está delimitado por una esfera que tiene un diámetro de 20 a 30 cm, preferiblemente aproximadamente 25 cm.

Ventajosamente, el volumen de formación de imágenes es un elipsoide que tiene un diámetro más largo de desde 35 hasta 25 cm y un diámetro más corto de desde 30 hasta 20 cm.

El volumen de formación de imágenes tiene un tamaño suficiente como para permitir la formación de imágenes de partes de la columna vertebral, en las que se producen las enfermedades...

1. Estructura de imán para un aparato de IRM que utiliza un imán permanente, estructura de imán que tiene una forma de U invertida con dos piezas polares (1, 2) horizontales opuestas, esencialmente paralelas, que están soportadas a una distancia predeterminada entre sí por una culata magnética (3) con forma de U invertida, delimitando las piezas polares (1, 2) y al menos una parte de la culata (3) una cavidad (4) para alojar al menos una parte del cuerpo de un paciente, mientras que se genera un volumen parcial (5) en el volumen de dicha cavidad, que tiene valores de campo magnético tales como para proporcionar imágenes IRM de una calidad suficiente para permitir el uso de las mismas como imágenes de diagnóstico, es decir, lo que se denomina un volumen de formación de imágenes,

caracterizada porque la distancia (D1) entre las piezas polares (1, 2) de la estructura de imán es de 36 a 42 cm, y las piezas polares (1, 2) tienen un área superficial de 4500 a 5500 cm² y en la que las piezas polares tienen una capa de alta permeabilidad (102, 202), que tiene una permeabilidad máxima del orden de 6000 y está compuesta por neodimio,

en la que cada capa de alta permeabilidad (101, 202) de cada pieza polar (1, 2) está compuesta a su vez por dos capas, una capa maciza, que tiene un espesor de 4,5 cm y la misma superficie que las piezas polares (1, 2) y una capa laminada que tiene un espesor de 1 cm y una superficie del mismo orden que la superficie de las piezas polares (1, 2), siendo la permeabilidad máxima de la capa laminada de 6000 a 7000, preferiblemente de 6000,

y en la que la capa de superficie maciza de cada pieza polar (1, 2) tiene dos escalones periféricos (301, 302) que tienen respectivamente un saliente de 3 a 4 cm y de 2 a 2,5 cm desde la superficie libre de la pieza polar, preferiblemente de 3,5 y 2,2 cm respectivamente y un espesor, en paralelo a la superficie libre de la pieza polar de 2 a 6 cm para el primer escalón y de 2 cm a 4 cm para el segundo, preferiblemente de 5 cm y 3 cm respectivamente.

2. Estructura de imán según la reivindicación 1, caracterizada porque se genera un campo magnético estático (B0) entre las piezas polares, que tiene una intensidad de 0,2 a 0,3 teslas, particularmente de 0,24 a 0,26 y especialmente de 0,24 teslas.

3. Estructura de imán según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque la homogeneidad de dicho campo magnético estático (B0) tiene una variación pico a pico de aproximadamente 50 ppm (partes por millón) dentro de una esfera de 25 cm de diámetro.

4. Estructura de imán según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el campo magnético estático se obtiene usando una estructura de imán con una capa magnetizada (101, 201), particularmente compuesta por neodimio, en la que la remanencia del neodimio es de 1,24 a 1,30 T, teniendo la capa de neodimio un espesor de 12,3 cm y una extensión superficial del mismo orden que la superficie de las piezas polares.

5. Estructura de imán según la reivindicación 5, caracterizada porque dicha capa de alta permeabilidad se encuentra sobre la capa magnetizada (101, 201), particularmente compuesta por neodimio.

6. Estructura de imán según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la culata magnética (3) tiene forma de C o de U invertida y está compuesta por un material ferromagnético, con un contenido en carbono del 0,22% o inferior.

7. Estructura de imán según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la culata (3) está compuesta por tres placas que tienen una anchura del mismo orden de magnitud que la dimensión correspondiente de la pieza polar, es decir, de 70 a 90 cm, preferiblemente de 80 cm.

8. Estructura de imán según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la culata (3) tiene un espesor promedio de 20 a 30 cm, particularmente de 25 cm, y un volumen global de material de 500 a 600 dm³, particularmente de aproximadamente 550 dm³.

9. Estructura de imán según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el volumen de formación de imágenes (4) está delimitado por una esfera que tiene un diámetro de 20 a 30 cm, preferiblemente de aproximadamente 25 cm.

10. Estructura de imán según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el volumen de formación de imágenes es un elipsoide que tiene un diámetro más largo de desde 35 hasta 25 cm y un diámetro más corto de desde 30 hasta 20 cm.

11. Estructura de imán según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la culata (3) tiene una anchura que es más corta que el diámetro de las piezas polares (1, 2), en la parte que no coincide con las piezas polares (1, 2), mientras que en la parte que coincide con las piezas polares (1, 2), la culata (3) se vuelve más ancha par adoptar una forma y una extensión que son al menos aproximadamente idénticas a las de la correspondiente pieza polar (1, 2).

12. Estructura de imán según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque logra una resolución de formación de imágenes resolución suficiente para obtener imágenes de diagnóstico óptimas, es decir, inferior a 1 mm, preferiblemente de 0,5 mm.

13. Estructura de imán según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tiene un volumen máximo de aproximadamente 1 m³ a aproximadamente 2 m³, con dimensiones de 120 cm x 120 cm x 70 cm a 150 cm x 150 cm x 90 cm, preferiblemente del orden de 136 cm x 133 cm x 82 cm.

14. Estructura de imán según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el peso de la estructura de imán es de 5000 kg a 6500 kg.

15. Aparato de formación de imágenes de RM, particularmente diseñado para la región de la columna vertebral, o una parte de la misma, y que tiene una estructura de imán con las características según una o más de las reivindicaciones anteriores 1 a 17, aparato que incluye además las bobinas de gradiente, las bobinas transmisoras de impulsos de excitación de RF, una pantalla electromagnética y al menos una bobina receptora, así como posiblemente una mesa o cama para el paciente, caracterizado porque las bobinas de gradiente y/o también las bobinas transmisoras están formadas por paquetes laminados de pistas conductoras, que están separadas entre sí por láminas o capas eléctricamente aislantes, particularmente, se prevé una capa de pistas conductoras para cada bobina de gradiente, capa que está separada por una lámina de plástico de la capa de pistas conductoras de otra bobina de gradiente.

16. Aparato según la reivindicación 15, caracterizado porque las capas de pistas conductoras que forman las bobinas de gradiente están compuestas por láminas eléctricamente conductoras, que se cortan adecuadamente para formar las pistas conductoras para la bobina de gradiente correspondiente.

17. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores 15 o 16, caracterizado porque los espesores de las capas conductoras son de 0,1 cm a 0,4 cm, particularmente de 0,3 cm, mientras que los espesores de las capas aislantes son de 0,01 cm a 0,05 cm, particularmente del orden de 0,03 cm.

18. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores 15 a 17, caracterizado porque el espesor global de las bobinas de gradiente integradas en un único elemento laminado es de 0,3 cm y 2,5 cm, particularmente del orden de 1,5 cm.

19. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores 15 a 18, caracterizado porque la bobina transmisora de impulsos de excitación tiene una estructura plana y un espesor de 0,01 cm a 0,15 cm, particularmente del orden de 0,08 cm.

20. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores 15 a 19, caracterizado porque la pantalla electromagnética está compuesta por una placa eléctricamente conductora, que se encuentra sobre las piezas polares y que tiene una resistividad de 1,7 µO cm a 2,8 µO cm, particularmente del orden de 1,7 µO cm, y un espesor de 10 a 70 µm y particularmente del orden de 35 µm.

21. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores 15 a 20, caracterizado porque el entrehierro entre las piezas polares que se han ajustado con las bobinas de gradiente y la parte correspondiente de la bobina transmisora así como la pantalla electromagnética y posiblemente una carcasa de acabado y cubierta es de 36 cm a 40 cm, y particularmente de 37,5 cm a 38,5 cm, especialmente dicho entrehierro es del orden de aproximadamente 38 cm.

22. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores 15 a 21, caracterizado porque una mesa o cama para el paciente también está montada de manera deslizable inmediatamente por encima de una de las dos piezas polares en el lado interno del volumen para alojar al paciente, pudiendo deslizarse dicha mesa o cama sobre guías en el exterior de la cavidad para alojar al paciente y la superficie de la pieza polar a la que está asociada la mesa o cama, y siendo el espesor de la mesa de 3 cm a 6 cm, preferiblemente de 4 cm a 5 cm, particularmente del orden de 4,5 cm.

23. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores 15 a 22, caracterizado porque se proporciona en combinación con una bobina receptora, que es una bobina de superficie y está alojada dentro del espesor de la mesa o cama para el paciente de tal manera que tiene un espesor global de 2 cm y 7 cm, preferiblemente de 3,5 a 6 cm, particularmente del orden de 4 cm.

24. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores 15 a 23, caracterizado porque, cuando el aparato de IRM está en el estado acabado, la distancia entre el lado de soporte de la mesa o cama y la superficie enfrentada de la pieza polar opuesta a la mesa es de 29 cm a 35 cm, preferiblemente de 30 cm a 34 cm, particularmente del orden de 32,7 cm.

25. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores 15 a 24, caracterizado porque puede inscribirse en un paralelepípedo que tiene un volumen máximo de aproximadamente 1 m³ a aproximadamente 2 m³, con dimensiones de 120 cm x 120 cm x 70 cm a 150 cm x 150 cm x 90 cm, preferiblemente del orden de 136 cm x 133 cm x 82 cm.

26. Aparato según una o más de las reivindicaciones anteriores 15 a 25, caracterizado porque el peso del aparato es de 7000 kg a 9000 kg.