Un sistema de control de calidad y procesos portátil para la adquisición de imágenes por resonancia magnética simultánea de múltiples muestras.

Un sistema de control de calidad y procesos industrial, QPC, para imágenes por resonancia magnéticasobre un gran campo de visión y posteriormente imágenes por resonancia magnética sobre una porción de dichogran campo de visión a una resolución superior,

en el que

- el sistema comprende al menos una disposición empaquetada de dispositivos de resonancia magnética (1A-1D),adaptado para analizar corrientes adyacentes de muestras (3) simultáneamente; en el que

- el sistema es portátil; en el que

- cada uno de dichos dispositivos de resonancia magnética comprende una jaula multicapa que comprende:

- un circuito magnético cerrado (301) construido a partir de imanes permanentes fuertes (301a) y dos piezas polares(301b) con una cavidad para muestras (305) por entre en la que puede introducirse y visualizarse una muestra, yuna disposición de imanes de pared lateral (301c) que bloquean el flujo magnético en el circuito magnético y en lacavidad para muestras, careciendo, por lo tanto, el dispositivo de resonancia magnética de campos magnéticosmarginales;

- una bobina de gradiente global (303) para proporcionar imágenes de baja resolución sobre dicho gran campo devisión, extendiéndose la bobina de gradiente global sobre la longitud de la cavidad para muestras y teniendo uncampo de visión que cubre todo el volumen de dicha cavidad para muestras, y

- una disposición de bobinas de gradiente locales (304) para proporcionar imágenes de alta resolución sobre uncampo de visión inferior, estando las bobinas de gradiente locales de dicha disposición situadas a intervalos a lolargo de la longitud de dicha cavidad para muestras de tal forma que cualquier sección volumétrica en la cavidadpara muestras esté dentro del campo de visión de al menos una de las bobinas de gradiente locales; y en el que

- el sistema comprende adicionalmente un sistema de alimentación que comprende al menos dos corrientes dealimentación adyacentes capaces de transportar una pluralidad de muestras que se van a detectar o analizar,estando cada corriente de alimentación dispuesta para transportar en uno de los dispositivos de resonanciamagnética una serie de dichas muestras.

Un sistema de control de calidad y procesos portátil para la adquisición de imágenes por resonancia magnética simultánea de múltiples muestras. 5 CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere generalmente a un sistema de control de calidad y procesos industrial portátil (QPC) que comprende, entre otros, al menos una disposición empaquetada de dispositivos de resonancia magnética de múltiples corrientes de sustancialmente ningún campo magnético marginal, adaptado para analizar líneas adyacentes de objetos opcionalmente in situ de forma simultánea, y un procedimiento del mismo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se conocen bien instrumentos basados en el electromagnetismo para medir las propiedades de la materia o identificar su composición. La espectroscopia de resonancia magnética es una de las principales técnicas de medición usadas para obtener información física, química y estructural sobre una molécula.

Un sistema de imágenes por resonancia magnética nuclear produce una imagen de una muestra que se basa en su estructura molecular. La muestra se somete a un campo magnético polarizante que tiene el efecto de alinear los espines de todos los núcleos atómicos de la muestra. Después, se usan ondas de radio a una frecuencia cercana a la frecuencia de Larmor de los núcleos para excitar los núcleos de tal forma que se invierte su alineamiento magnético. Una vez que se elimina la excitación, los núcleos regresan a su estado original emitiendo señales de radio características. Son estas señales de radio las que pueden usarse para crear imágenes de la muestra.

La frecuencia de Larmor exacta depende del campo magnético preciso. Mediante la creación de un gradiente de campo magnético en la cavidad para muestras la fuente de estas señales puede situarse de tal forma que pueda construirse una imagen global de la muestra.

La eficacia de este proceso depende de la consistencia de la intensidad del campo magnético en la cavidad para muestras. Este campo se controla típicamente dentro de 5 partes por millón. La extensión de la uniformidad del campo magnético determina la precisión con la que la frecuencia de Larmor puede medirse. Esto permite la resolución de desviaciones químicas más pequeñas.

Es muy difícil conseguir una uniformidad de los campos magnéticos a menos de 5 ppm sobre un volumen grande. Sin embargo, un dispositivo de resonancia magnética dirigido crea una imagen de una región de interés mucho más pequeña, sobre la que es más fácil conseguir una uniformidad mucho mayor de tal forma que pueden resolverse desviaciones químicas muy pequeñas.

Para superar fluctuaciones en el campo magnético permanente producido por un circuito magnético circundante, puede usarse una diversidad de procedimientos de compensación, tal como la inclusión de material ferromagnético de formas específicas en ubicaciones específicas, por ejemplo, como se describe en la patente Nº GB 2.378.763, o el uso de bobinas de compensación con formas extrañas cuyos campos magnéticos pueden ajustarse controlando la corriente que pasa a través de ellas.

Con el fin de superponer un gradiente de campo magnético sobre el campo magnético uniforme en la cavidad para muestras, se usan bobinas de gradiente adicionales. Cuando mayor es el gradiente magnético que puede producirse por las bobinas de gradiente, mayor es la resolución de la imagen adquirida, sin embargo para que el gradiente cubra toda la cavidad para muestras requiere una bobina grande.

Cuanto más grandes son las bobinas, mayor es la potencia requerida para generar un gradiente magnético dado. Además, las bobinas grandes tienen una alta inductancia que reduce la velocidad de precesión que puede conseguirse con ellas.

Cuando una muestra viva, tal como un paciente humano, se somete a un campo magnético cambiante, puede darse a partir de un potencial inducido una estimulación nerviosa en las neuronas que conduce a efectos fisiológicos no deseados. Un dispositivo de resonancia magnética que expone únicamente el campo de interés a un campo magnético cambiante limitará el alcance de tales efectos puesto que la región que no se adquiere por imágenes no se somete a ningún campo estimulante.

Por lo tanto, existe desde hace tiempo la necesidad en la técnica de un dispositivo de resonancia magnética multicapa rentable y un procedimiento para realizar la adquisición de imágenes de alta resolución sobre una porción de su campo de visión total. Más particularmente un dispositivo de resonancia magnética adaptado para la inclusión de una cabeza humana que produce imágenes de alta resolución sobre el área de interés sin exponer toda la muestra a altos gradientes de campo magnético.

Además, para introducir una pluralidad de muestras en un único dispositivo de resonancia magnética es necesario un mecanismo de transporte. A menudo, un mecanismo de este tipo es la fuente de ineficacia en el sistema donde el

mecanismo de transporte atraviesa la región de campo magnético uniforme ya que la región ocupada por el mecanismo de transporte no está disponible para la introducción de una muestra que se va a medir. Por lo tanto, es necesario un mecanismo de transporte que introduzca la muestra en la región de campo magnético uniforme sin su ocupar dicha región.

Para medir una muestra de fluido se proporciona un tubo de medida alrededor del cual se enrolla una bobina de gradiente. Por lo tanto, es posible realizar medidas por resonancia magnética sobre cualquier muestra que pase a través de dicho tubo. Para medir una pluralidad de fluidos diferentes es necesario proporcionar un colector que comprende un sistema de tubos de alimentación, cada uno conectado a través de una válvula al tubo de medida. Después, cada fluido separado se introduce en el tubo de medida de forma individual. Esta configuración es problemática ya que el paso de muchos fluidos a través del mismo tubo de medición lleva mucho tiempo especialmente cuando se tiene en cuenta la necesidad de limpiar el tubo entre las muestras. Un sistema que proporcione muchos tubos de medición que puedan funcionar al mismo tiempo sería significativamente beneficioso particularmente en entornos industriales. Por lo tanto, existe la necesidad desde hace tiempo en la técnica de un dispositivo de resonancia magnética de múltiples corrientes rentable y un procedimiento mediante el cual medir

simultáneamente una pluralidad de muestras.

Además, la mayoría de los dispositivos de resonancia magnética disponibles en el mercado no son portátiles. Generan un potente campo magnético externo al analizar los artículos en su volumen interno. Dichos campos magnéticos marginales no deseados eliminan la opción de instalar un dispositivo de resonancia magnética de lado a lado.

Hoy en día, se obtienen fuerzas magnéticas significativamente reducidas al margen de algunos dispositivos de resonancia magnética, es decir, dispositivos ASPeCT TM, que permiten alcanzar un campo magnético de hasta dos Tesla con una uniformidad adecuado para el análisis por resonancia magnética sub-ppm y sobre 400 mm de un espacio de aire utilizable entre las piezas polares.

Los procedimientos y aparatos para analizar objetos por la técnica de resonancia magnética son diversos y bien conocidos, pero los dispositivos no portátiles disponibles actualmente no pueden determinar las propiedades de dichos objetos in situ y proporcionan un análisis de una pluralidad de líneas adyacentes de objetos simultáneamente. 40 La solicitud de patente de Estados Unidos 2002/0030491 desvela un medio para proporcionar múltiples RF y múltiples bobinas de gradiente para realizar mediciones por IRM simultaneas en múltiples muestras. El aparato desvelado en esta solicitud aloja todas las muestras en un único campo magnético homogéneo y proporciona un único pulso de excitación simultáneo para todas las muestras. No se proporcionan medidas independientes de muestras diferentes, o campos magnéticos independientes para muestras diferentes. La patente Europea 1253433

desvela una sonda adecuada para su uso en espectroscopia basada en resonancia magnética. Esta sonda tiene un diseño toroidal extendido. Sin embargo, no se permiten mediciones simultáneas sobre múltiples muestras por el diseño desvelado en la misma.

Un uso típico de las técnicas de resonancia magnética es para productos agrícolas, para detectar de forma no 50 destructiva cualquier anomalía en los artículos que se muestrean. La solicitud de patente PCT Nº 02/059586 desvela un aparato y un procedimiento para analizar y mejorar los productos agrícolas. Sin embargo, en esta solicitud, el examen de la muestra no se realizó in situ. Zion... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de control de calidad y procesos industrial, QPC, para imágenes por resonancia magnética sobre un gran campo de visión y posteriormente imágenes por resonancia magnética sobre una porción de dicho 5 gran campo de visión a una resolución superior, en el que

- el sistema comprende al menos una disposición empaquetada de dispositivos de resonancia magnética (1A-1D) , adaptado para analizar corrientes adyacentes de muestras (3) simultáneamente; en el que

- el sistema es portátil; en el que

- cada uno de dichos dispositivos de resonancia magnética comprende una jaula multicapa que comprende:

- un circuito magnético cerrado (301) construido a partir de imanes permanentes fuertes (301a) y dos piezas polares

(301b) con una cavidad para muestras (305) por entre en la que puede introducirse y visualizarse una muestra, y una disposición de imanes de pared lateral (301c) que bloquean el flujo magnético en el circuito magnético y en la cavidad para muestras, careciendo, por lo tanto, el dispositivo de resonancia magnética de campos magnéticos marginales;

- una bobina de gradiente global (303) para proporcionar imágenes de baja resolución sobre dicho gran campo de visión, extendiéndose la bobina de gradiente global sobre la longitud de la cavidad para muestras y teniendo un campo de visión que cubre todo el volumen de dicha cavidad para muestras, y

- una disposición de bobinas de gradiente locales (304) para proporcionar imágenes de alta resolución sobre un

campo de visión inferior, estando las bobinas de gradiente locales de dicha disposición situadas a intervalos a lo largo de la longitud de dicha cavidad para muestras de tal forma que cualquier sección volumétrica en la cavidad para muestras esté dentro del campo de visión de al menos una de las bobinas de gradiente locales; y en el que

- el sistema comprende adicionalmente un sistema de alimentación que comprende al menos dos corrientes de

alimentación adyacentes capaces de transportar una pluralidad de muestras que se van a detectar o analizar, estando cada corriente de alimentación dispuesta para transportar en uno de los dispositivos de resonancia magnética una serie de dichas muestras.

2. El sistema QPC de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichos dispositivos de resonancia magnética de dicha disposición empaquetada se disponen en una disposición x por y por z, donde x, y y z son números enteros mayores de o iguales a 0.

3. El sistema QPC de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las bobinas de gradiente locales adyacentes (304) se superponen. 40

4. El sistema QPC de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente medios informatizados (10A) adaptados para el reparto de tiempo de al menos uno del grupo de suministro de gradiente (10B) ; transmisión y/o amplificación RF (10C) ; recepción RF (10D) ; procesamiento de señal digital (10E) , o cualquier combinación de los mismos.

5. El sistema QPC de acuerdo con la reivindicación 1, en el que, para cada dispositivo de resonancia magnética, el sistema de alimentación comprende una correa transportadora que se dispone para transportar una muestra hasta una región de campo magnético uniforme en la cavidad para muestras.

6. El sistema QPC de acuerdo con la reivindicación 6, en el que cada dispositivo de resonancia magnética comprende adicionalmente una bobina de gradiente alrededor de dicha correa transportadora.

7. Un procedimiento para realizar imágenes por resonancia magnética sobre un gran campo de visión y posteriormente imágenes por resonancia magnética sobre una porción de dicho gran campo de visión a una 55 resolución superior, implicando el procedimiento analizar simultáneamente in situ múltiples corrientes adyacentes de muestras (3) por medio de un sistema control de calidad y procesos, QPC, realizando mediciones en dichas múltiples corrientes adyacentes de muestras, caracterizado porque dicho QPC es un QPC de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.