PROCEDIMIENTO PARA CORREGIR Y/O CALIBRAR CAMPOS MAGNÉTICOS, PARTICULARMENTE DESTINADO A IMANES EN UN EQUIPO DE IMAGEN POR RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR.

Procedimiento para corregir y/o calibrar campos magnéticos, particularmente destinado a imanes en un equipo de imagen por resonancia magnética nuclear. La invención se refiere a un procedimiento para corregir y/o calibrar campos magnéticos, en particular para imanes en un equipo de imagen por resonancia magnética nuclear, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Actualmente, este procedimiento está implementado por el uso de medios de corrección ferromagnéticos pasivos, y los coeficientes se subdividen de acuerdo con criterios que cambian con el tiempo, dependiendo de la estructura de imán, la orientación de campo y otros parámetros. Los criterios adoptados tanto en el procesamiento como en la implementación, sólo se refieren a la estructura de imán y en todo caso son al menos en parte fuertemente empíricos y regidos por la experiencia. En la implementación práctica e industrial de estos imanes y, especialmente del equipo que hace uso de los mismos, tal como, en particular, un equipo de imagen por resonancia magnética nuclear, el uso de procedimientos muy conocidos es lento y costoso, lo que afecta tanto a la productividad como, en relación intrínseca, al coste final del equipo. Del documento US 5418462, se conoce un procedimiento que proporciona la combinación de características del preámbulo de la reivindicación 1. La invención tiene el objeto de proporcionar un procedimiento para corregir y/o calibrar campos magnéticos del tipo descrito anteriormente en el presente documento, por el que se puede realizar una corrección dirigida y precisa, con un mínimo de elementos de corrección y un número mínimo de etapas. La invención se basa sustancialmente en el reconocimiento de que los errores o aberraciones de campo en el volumen relevante, extendido por el campo, se producen sustancialmente por dos motivos, muy independientes entre sí. Como será evidente a continuación, gracias a este reconocimiento, el procedimiento para corregir y calibrar el campo magnético puede seguirse por tales criterios para permitir que se realice la operación mucho más rápido y minimizando los enfoques de tipo heurístico o los basados sólo en la experiencia. En particular, este reconocimiento es la base de procedimientos que no dependen de un conocimiento específico ni instintivo, lo que apenas es transferible salvo a través de la práctica constante. El reconocimiento en el que se basa la invención consiste en que las aberraciones y los errores de los campos magnéticos generados por cualquier estructura de imán, con respecto a un campo magnético que tiene características predeterminadas, impuestas por su uso específico, son del tipo sistemático o bien no sistemático. El término aberraciones del tipo sistemático se refiere a las aberraciones provocadas por la estructura geométrica y física del imán, es decir, de las partes destinadas a generar el campo. Por el contrario, los errores no sistemáticos son los que derivan de tolerancias de la fabricación, y que implican diferencias entre las características del imán determinadas por un cálculo teórico del campo, y las características reales del mismo. Los errores no sistemáticos tienen una distribución sustancialmente estadística, y dependen de la exactitud de la fabricación, de la calidad del material en uso, y de las tolerancias del montaje y ensamblaje de la estructura de imán. Por lo tanto, los errores no sistemáticos, bajo condiciones particularmente favorables, pueden incluso no aparecer en ningún mapa de campo, mientras que las aberraciones sistemáticas están siempre presentes, aunque estadísticamente también están moduladas por tolerancias en la construcción. Se pueden proporcionar varios enfoques para la descripción matemática del comportamiento del campo de los imanes generado en el espacio por una estructura magnética. La invención también se basa en el reconocimiento adicional de que se puede obtener una descripción matemática eficaz de este comportamiento usando, como referencia, las simetrías de la estructura magnética y, por lo tanto, del campo generado de este modo, en combinación con las del volumen controlado. El enfoque basado en simetrías tiene la ventaja de que no depende de un sistema de coordenadas particular para subdividir errores y aberraciones en grupos sistemáticos y no sistemáticos, y esto simplifica el análisis de las aberraciones y el cálculo de los parámetros asociados a los elementos de corrección para cualquier estructura de imán. Por lo tanto, la invención proporciona un procedimiento del tipo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y que comprende además la combinación de etapas de la parte de caracterización de la reivindicación 1. Para una discriminación más fácil e inmediata de los coeficientes, minimizando el número de coeficientes sistemáticos, es preferible alinear las simetrías de la morfología del volumen de muestreo con las de la estructura de imán. Las siguientes etapas de procesamiento derivan de este concepto fundamental. En particular, la invención proporciona las siguientes etapas: i) generar el polinomio que representa el campo magnético con las características deseadas finales, en forma de una función de campo general que consiste en la suma de términos armónicos, es decir, de términos ortogonales, es decir, independientes entre sí; 2   ii) determinar grupos independientes de coeficientes, que describen errores sistemáticos, de acuerdo con las simetrías de la estructura magnética y con respecto al sistema de referencia seleccionado para el volumen controlado; iii) procesar los valores de muestreo de campo por la función de la expansión polinómica, y comparar por separado los grupos independientes de los coeficientes medidos reales, que describen los errores sistemáticos, con los que describen las características deseadas finales del campo; iv) correlacionar la función de expansión polinómica que describe el campo con una rejilla para posicionar los elementos de corrección; v) calcular los parámetros de posición, magnitud y número de los elementos de corrección por dicha correlación, así como reducir el valor absoluto de los coeficientes a examen por debajo de un valor máximo predeterminado, y optimizar el número de elementos de corrección y los parámetros de magnitud de los mismos; vi) disponer dichos elementos de corrección en dicha rejilla de posicionamiento, de acuerdo con la distribución de magnetización, el número y las posiciones determinadas. Además, la invención proporciona ventajosamente el tratamiento separado de grupos independientes de coeficientes, con respecto tanto a la categoría de errores sistemáticos como a la categoría de errores no sistemáticos. El sistema matemático que describe en términos prácticos el procedimiento de acuerdo con la invención lleva a un sistema de ecuaciones, que se puede resolver de forma fácil y rápida por medios numéricos. Si el concepto de la invención se analiza más a fondo, el procedimiento de acuerdo con la invención permite conocer presuntamente qué errores significativos, debidos a la conformación finita de la estructura magnética, los denominados errores sistemáticos, se producirán en el campo magnético. Al corregir errores sistemáticos independientemente de los errores provocados por tolerancias de la fabricación, se evita cualquier tratamiento extendido a errores no sistemáticos. El procedimiento para determinar los elementos de corrección para los errores no sistemáticos puede seguir las mismas etapas que se describen en lo que respecta a los errores sistemáticos. Las rejillas para posicionar los elementos de corrección pueden ser diferentes tanto en lo que respecta a errores sistemáticos como en lo que respecta a errores no sistemáticos. Gracias al procedimiento anterior, no sólo se reduce el número de elementos de corrección de errores sistemáticos, sino que también se reduce drásticamente y en mayor medida el número de elementos de corrección de errores no sistemáticos. Se puede resolver el sistema de ecuaciones, si la estructura del mismo lo permite, de forma precisa o bien para reducir el valor absoluto de los coeficientes por debajo de un valor máximo predeterminado. Los parámetros de número, posición y distribución de magnetización de los elementos de corrección para errores sistemáticos, así como los mismos parámetros para los elementos de corrección de errores no sistemáticos, también se pueden determinar sin tener que hacer un cálculo preciso o sin cumplir los requisitos umbrales máximos, definiendo presuntamente algunos parámetros, tales como la posición en la rejilla de posicionamiento o al menos una o más coordenadas de posición. En este caso, puesto que el procesamiento es bastante rápido, también se puede proporcionar un conjunto de posiciones predeterminadas dentro...

1. Un procedimiento para corregir y/o calibrar campos magnéticos, particularmente para imanes en un equipo de imagen por resonancia magnética nuclear, a) comprendiendo el dicho imán dos polos opuestos (1,2) que delimitan una cavidad (3) y medios (101, 201) para la generación de un campo magnético extendiéndose por la cavidad delimitada por los dichos polos (1,2), comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas: b) generar un polinomio que representa el campo magnético generado por el imán y que comprende una pluralidad de términos armónicos, cada uno asociado a un coeficiente; c) medir el campo magnético y muestrearlo en una pluralidad de ubicaciones, con una distribución del espacio predeterminada; d) determinar los coeficientes a partir de los valores de muestra en el campo; e) comparar los coeficientes medidos con los que describen el campo con las características deseadas; f) definir una rejilla para el posicionamiento de los elementos de corrección, dependiendo de la estructura del imán y de la correlación de los mismos con la estructura del campo; g) calcular los parámetros de posición y magnitud de uno o más elementos de corrección para obtener las características de campo deseadas; caracterizado porque: comprende entre la etapa b) y la etapa c) la siguiente etapa adicional: b1) se define la morfología del volumen de muestra del campo magnético; y comprende entre la etapa a) y la etapa b) las siguientes etapas adicionales: h) se analizan los coeficientes del polinomio que representa el campo magnético y se subdividen en grupos independientes, de acuerdo con las simetrías del campo magnético y de las funciones armónicas correspondientes que se usan en la descripción del campo magnético; i) se discriminan los grupos independientes de coeficientes y se ordenan de acuerdo con su pertenencia a las categorías de errores sistemáticos, es decir, provocados por la estructura geométrica y física del imán, si contienen coeficientes diferentes de cero en el polinomio que describe el campo con las características deseadas, o errores no sistemáticos, es decir, que derivan de las tolerancias de fabricación, si contienen coeficientes diferentes de cero en el polinomio que describe el campo con las características deseadas e iguales a cero en el polinomio que representa el campo magnético de muestra de acuerdo con las simetrías de la estructura magnética; j) se reducen de forma separada los grupos independientes de coeficientes así formados por debajo de un valor absoluto umbral máximo, siguiendo una serie de etapas de cálculo; k) determinar las características de número, distribución de magnetización y posición de los elementos de corrección con referencia a la estructura magnética, realizándose tal determinación gracias a la correlación entre una distribución de elementos de corrección en una rejilla de posicionamiento predeterminada y la expansión que describe el campo magnético, y teniendo en cuenta el efecto calculado y/o medible del campo generado por el elemento magnetizado de corrección en el campo magnético; l) los dichos polos (1,2), que tienen una orientación relativa predefinida que se ajusta variando su inclinación, la dicha variación de la inclinación de los polos que tienen efectos compensando los errores o aberraciones sistemáticos y/o no sistemáticos similar a la disposición de los elementos de corrección con una distribución de magnetización predeterminada y dicha variación de la inclinación de dichos polos (1,2) se usa para minimizar el número de elementos de corrección. 2. Un procedimiento como se reivindica en la reivindicación 1, caracterizado porque proporciona las siguientes etapas: a) generar el polinomio que representa el campo magnético con las características deseadas finales, en forma de una función de campo general que consiste en la suma de términos armónicos, es decir, de términos ortogonales, es decir, independientes entre sí; b) determinar grupos independientes de coeficientes, que describen errores sistemáticos, de acuerdo con las simetrías de la estructura magnética y con respecto al sistema de referencia seleccionado para el volumen controlado;   c) procesar los valores de muestreo de campo por la función de la expansión polinómica, y comparar por separado los grupos independientes de los coeficientes medidos reales, que describen los errores sistemáticos, con los que describen las características deseadas finales del campo; d) correlacionar la función de expansión polinómica que describe el campo con una rejilla o criterios para posicionar uno o más elementos de corrección; e) calcular los parámetros de posición, magnitud de distribución de magnetización y número de los elementos de corrección por dicha correlación, así como reducir los valores absolutos de los coeficientes a examen por debajo de un valor umbral máximo predeterminado, y optimizar el número de elementos de corrección y los parámetros de magnitud de los mismos; f) disponer dichos elementos de corrección en dicha rejilla de posicionamiento, de acuerdo con la distribución de magnetización, el número y las posiciones determinadas. 3. Un procedimiento como se reivindica en las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque para determinar los parámetros de posición, distribución de magnetización y número de los elementos de corrección para aberraciones descritas por cada grupo independiente de coeficientes perteneciente a la categoría de errores o aberraciones no sistemáticos, se repiten las mismas etapas que las seguidas con respecto a los grupos de coeficientes relacionados con errores sistemáticos. 4. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las rejillas para el posicionamiento de los elementos de corrección pueden ser diferentes tanto en lo que respecta a errores o aberraciones sistemáticos como en los que respecta a errores o aberraciones no sistemáticos. 5. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la rejilla de posicionamiento se puede extender en superficies planas, curvas o tridimensionales. 6. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de ecuaciones para determinar los parámetros de número, posición y distribución de magnetización del/de los elemento(s) de corrección para aberraciones sistemáticas y/o no sistemáticas se resuelve de forma precisa o de forma que los coeficientes de cada grupo a examen estén por debajo de un valor umbral máximo predeterminado. 7. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los parámetros de número, posición y distribución de magnetización del/de los elemento(s) de corrección para errores o aberraciones sistemáticos, así como dichos parámetros para los elementos de corrección de errores o aberraciones no sistemáticos, se determinan definiendo un conjunto de valores para uno o más parámetros, determinando el resto de los parámetros del/de los elemento(s) de corrección para cada valor del conjunto, y seleccionando la combinación de posición, número y distribución de magnetización lo que proporciona los mejores resultados en la corrección de las aberraciones, y en la optimización de la proporción entre el número de elementos de corrección, el tamaño volumétrico y la distribución de magnetización. 8. Un procedimiento como se reivindica en la reivindicación 7, caracterizado porque el conjunto de valores se refiere al parámetro de posición de uno o más elementos de corrección. 9. Un procedimiento como se reivindica en la reivindicación 8, caracterizado porque el conjunto de valores se refiere a una o algunas de las coordenadas del parámetro de posición de uno o más elementos de corrección. 10. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque el conjunto de valores se refiere al parámetro de distribución de magnetización de uno o más elementos de corrección. 11. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque el conjunto de valores se refiere al parámetro que describe el número de elementos de corrección. 12. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque es posible combinar más conjuntos de más parámetros entre sí. 13. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado porque se predetermina un número máximo de elementos de corrección. 14. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tasa para la que los valores dentro del conjunto relacionado con un parámetro se incrementa o disminuye puede ser constante o seguir una progresión precisa y predeterminada y puede ser diferente para cualquier parámetro o elemento de corrección individual. 15. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones 7 a 14, caracterizado porque se procesan los parámetros de combinaciones diferentes simultáneas de elementos de corrección. 11   16. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se puede reiterar los cálculos para posiciones situadas entre las definidas por la rejilla de posicionamiento, dentro del intervalo de determinadas tolerancias. 17. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona una etapa de muestreo de campo magnético intermedia, antes de corregir los coeficientes relacionados con errores o aberraciones no sistemáticos. 18. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en caso de estructuras de imanes idénticas las correcciones de errores o aberraciones sistemáticos se llevan a cabo por grupos predeterminados de elementos de corrección predeterminados, de acuerdo con las etapas descritas en las reivindicaciones anteriores, y en las posiciones predefinidas para todos los imanes del mismo tipo. 19. Un procedimiento como se reivindica en la reivindicación 18, caracterizado porque se obtienen posibles mejoras de las correcciones de aberraciones o errores sistemáticos, que se desvían de un valor medio, a través de las etapas descritas en las reivindicaciones anteriores. 20. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que los parámetros del/de los elemento(s) de corrección de los errores o aberraciones no sistemáticos se determinan calculando, para cada elemento de corrección, o para una combinación de dos o más elementos de corrección, los parámetros de distribución de magnetización, de acuerdo con conjuntos predeterminados de posiciones en la rejilla de posicionamiento y seleccionando las mejores combinaciones de número de elementos, distribución de magnetización, tamaño volumétrico y posición. 21. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los algoritmos de procesamiento se pueden asociar con algoritmos estadísticos, que dirigen la elección del siguiente parámetro de posición, dentro del grupo de posiciones predeterminadas, de acuerdo con los resultados de las operaciones de procesamiento con relación a las posiciones previas. 22. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se define una subdivisión ideal de la estructura de imán en sectores, subdivisión que se basa en las simetrías de la estructura de imán y del sistema de referencia para el volumen controlado, y en base a esta subdivisión se crea un vector unitario para describir las simetrías y asimetrías de la estructura de imán, determinándose los parámetros en valor absoluto de posición y distribución de magnetización con respecto a uno de los sectores de los imanes, obtenido por la subdivisión ideal, mientras que en los sectores restantes, el sentido de la distribución de magnetización del/de los elemento(s) de corrección correspondiente(s) se define de acuerdo con el comportamiento indicado por el vector unitario de la simetría o asimetría relevante. 23. Un procedimiento como se reivindica en la reivindicación 16, caracterizado porque la(s) rejilla(s) de posicionamiento también se somete(n) a una subdivisión correspondiente a la de la estructura de imán y a la del campo generado de este modo. 24. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las simetrías de la morfología de la superficie o del volumen de muestreo, es decir, los planos, ejes o puntos que las definen, están alineados con las simetrías de la estructura de imán, es decir, los planos, ejes o puntos que las definen. 25. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque determinados planos, ejes o puntos de simetría de la morfología de la superficie o del volumen de muestreo y/o de las rejillas de posicionamiento para el/los elemento(s) de corrección se pueden escalonar con respecto a los planos, ejes o puntos que definen las simetrías y asimetrías de la estructura del imán y del campo generado de este modo. 26. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los elementos de corrección se pueden magnetizar de forma permanente o someterse a magnetización por inducción por el campo magnético de la estructura de imán. 27. Un procedimiento como se reivindica en una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la corrección de los grupos de coeficientes sistemáticos se puede proporcionar antes o después de la corrección de los grupos de coeficientes no sistemáticos y de forma separada para cada grupo. 28. Un procedimiento como se reivindica en la reivindicación 1 o en una o más de las reivindicaciones 2 a 29, caracterizado porque la etapa en la que se posicionan los elementos de corrección para errores sistemáticos y no sistemáticos se subdivide en dos o más etapas, en las que sólo una parte de los elementos de corrección se posiciona en la rejilla, proporcionándose una operación de muestreo de verificación entre dichas etapas, y repitiéndose el cálculo de los elementos de corrección restantes, y de acuerdo con el resultado de dicho cálculo y con la comparación con el resultado de cualquier operación de muestreo de verificación previa entre dos etapas y/o de acuerdo con el resultado de la primera operación de muestreo, se proporciona una etapa de posicionamiento posterior, basada en el resultado del primer cálculo inicial de los elementos de corrección o en cualquier cálculo de verificación, llevando a cabo así el posicionamiento de los elementos de corrección, o se proporciona una etapa adicional, para posicionar otra parte de 12   los elementos de corrección, basada en el resultado del cálculo inicial o del cálculo de verificación, siguiendo una cualquiera de las operaciones de muestreo previas y/o se proporciona una repetición o un retoque de la(s) primera(s) o previa(s) etapa(s) de corrección; o una combinación de estas opciones. 13   14     16   TABLA 1 (n m) An m Bn m (1 0) 0 (1 1) 0 0 (2 0) -604,3 (2 1) (2 2) 197,1 0 (3 0) (3 1) (3 2) 0 0 (3 3) 0 0 (4 0) 89,9 (4 1) (4 2) -61,3 0 (4 3) 0 0 (4 4) 75,5 0 Fig. 5 TABLA 4 (n m) An m Bn m (1 0) -21,3 (1 1) 23,5 -1,25 (2 0) -7,3 (2 1) -7,4 -1,8 (2 2) -0,7 -9,8 (3 0) -7,8 (3 1) -1,2 -4 (3 2) -3,9 -3,4 (3 3) -6,6 0,7 (4 0) -1,2 (4 1) -2,8 -5,6 (4 2) 2,1 -0,1 (4 3) -0,9 -5,1 (4 4) 0,9 1,7 Fig. 8 TABLA 2 (n m) An m Bn m (1 0) -156 (1 1) 38,1 -11,4 (2 0) -627 (2 1) 4,6 3,5 (2 2) 274 -8,4 (3 0) -54,4 (3 1) 6,3 -3,2 (3 2) -23,4 -5,9 (3 3) -12 -1,7 (4 0) 91,7 (4 1) -0,8 -3,3 (4 2) -40,8 -1,5 (4 3) 3,3 -4,3 (4 4) 73 4,8 Fig. 6 17 TABLA 5 (n m) An m Bn m (1 0) -3 (1 1) 10,1 0,5 TABLA 3 (n m) An m Bn m (1 0) -208,3 (1 1) 16,1 2,6 (2 0) 1,5 (2 1) -16 -1,9 (2 2) -0,3 -12 (3 0) -57 -6,1 (3 1) -2,4 -4,4 (3 2) -20,5 1,1 (3 3) -6 (2 0) -3,6 (2 1) -1,4 -0,5 (2 2) -4,4 1,8 (3 0) -3,8 (3 1) -3,8 -1,5 (3 2) -1,1 -2,5 (3 3) -1,8 1 (4 0) 0,6 (4 1) 2,4 0,9 (4 2) 1,3 -0,1 (4 3) -0,8 -0,4 (4 4) -0,8 Fig. 9 0,2 (4 0) 0,1 (4 1) -2,3 -6,2 (4 2) 1,5 0,3 (4 3) -1 -4,9 (4 4) 0,5 1,7 Fig. 7