AT406010B

Test phantom to control image quality in high local resolution NMR imaging

Abstract

A magnetic resonance imaging test structure consists of a ceramic, semiconductor, lacquer or polymer base material which is microstructured to form micron-size cavities. A test structure, for testing and evaluating magnetic resonance imaging properties, consists of a complete set or individual periodic arrangement of structure elements of different size which are located in a container filled with a NMR active material such as copper sulfate or manganese chloride solution. The novelty is that the structure elements consist of a ceramic, semiconductor or lacquer (polymer) base material and are microstructured to form less than 600 mu size cavities, each structure element or set is located in a single block of the base material. An Independent claim is also included for production of the above test structure, in which the cavity structures are produced by mechanical machining, physical (e.g. laser or electron beam) machining, chemical or physical structuring (e.g. chemical especially anisotropic etching, plasma etching or RIE) by lithography using masks, or optical, x-ray, ion beam or electron beam lithographic production in lacquer, Plexiglas (RTM) or polymeric layers.

AT406010B, drawing sheet 1
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9 claims: 9 independent, 0 dependent

  1. 1
    Claims Patentansprüche 1. Test structures (phantoms) for checking and evaluating the imaging properties of an imaging device, the imaging principle of which is based on magnetic resonance, consisting essentially of a whole set or individual periodically arranged structural elements of different sizes, which are located in a container filled with an NMR-active material, such as Copper sulfate or manganese chloride solution is filled, characterized in that the structure elements consist of ceramic - or semiconductor or lacquer or polymer base material, from which cavities with structure sizes smaller than 600 Set of structural elements are each located in a single block of the base material. 1. Teststrukturen (Phantome) zur Überprüfung und Evaluierung der Abbildungseigenschaften eines bildgebenden Gerätes, dessen Abbildungsprinzip auf der Magnetresonanz beruht, bestehend im wesentlichen aus einem ganzen Satz oder einzelnen periodisch angeordnetenStrukturelementen unterschiedlicher Größe, welche sich in einem Behälter befinden, der mit einem NMR-aktiven Material, wie z.B. Kupfersulfat- oder Manganchloridlösung gefüllt ist, gekennzeichnet dadurch daß die Stuturelemente aus keramischem - oder Halbleiter- oder Lack- bzw. Polymer-Basismaterial bestehen, aus welchem Hohlräume mit Strukturgrößen kleiner als 600 um durch Mikrostrukturierungsverfahren herausgearbeitet sind, so daß die einzelnen Strukturelemente bzw. jeder Satz der Strukturelemente sich jeweils in einem einzigen Block des Basismaterials befinden.
  2. 2
    Test structures according to Claim 1, characterized in that the base material contains several individual columns, grids or grids oriented in different spatial directions, for example orthogonally, which allow simultaneous independent measurement of the modulation in two or more independent spatial directions. 2. Testrukturen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Basismaterial mehrere in unterschiedliche Raumrichtungen, z.B. orthogonal, orientierte einzelne Spalte, Gitter oder mehrere Gittersätze enthält, die eine gleichzeitige unabhängige Vermessung der Modulation in zwei oder mehr unabhängigen Raumrichtungen gestatten.
  3. 3
    Testrukturen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Basismaterial Öffnungen oder Hohlräume in Form konzentrisch zulaufender Keilspalte enthält. 3rd Test structures according to Claim 1, characterized in that the base material contains openings or cavities in the form of concentrically tapering wedge gaps. AT 406 010 Β AT 406 010 Β
  4. 4
    Teststrukturen nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume im Basismaterial, sich durch besonders hohe Strukturtiefen im Verhältnis zu den lateralen (in der Ebene der gewählten NMR-Schicht) Abmessungen der Strukturelemente auszeichnen (hohes Aspektverhältnis). 4th Test structures according to claims 1, 2 or 3, characterized in that the cavities in the base material are characterized by particularly high structure depths in relation to the lateral (in the plane of the selected NMR layer) dimensions of the structure elements (high aspect ratio).
  5. 5
    Test structures according to one or more of Claims 1 to 4, characterized by the type of base material such that the material in question is suitable for anisotropic removal processes, such as silicon, gallium arsenide (GaAs) or akiminium gallium arsenide. 5. Teststrukturen nach einem oder mehreren der Ansprüch 1 bis 4, gekennzeichnet durch den Typ des Basismaterials derart, daß das betreffende Material für anisotrope Abtragungsverfahren geeignet ist, wie z.B. Silizium, Gallium-Arsenid (GaAs) oder Akiminium-Gallium-Arsenid.
  6. 6
    Verfahren zur Herstellung von Teststrukturen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlraum-Strukturen mittels mechanischer Trenn-, Fräs-, Säge oder Schneideverfahren aus dem Basismaterial herausgearbeitet werden. 6th Process for the production of test structures according to one or more of Claims 1-5, characterized in that the cavity structures are carved out of the base material by means of mechanical separating, milling, sawing or cutting processes.
  7. 7
    Verfahren zur Herstellung von Teststrukturen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlraum-Strukturen mit Hilfe von Physikalischen Abtragungsverfahren (z.B. Laser- oder Elektronenstrahl-Schneiden) erzeugt werden. 7th Process for the production of test structures according to one or more of Claims 1-5, characterized in that the cavity structures are produced with the aid of physical ablation processes (eg laser or electron beam cutting).
  8. 8
    Verfahren zur Herstellung von Teststrukturen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlraum-Strukturen mittels chemischer (z.B. chemisches Ätzen, insbes. anisotropes Ätzen) oder physikalischer (z.B. Plasmaätzen, RIE etc.) Bearbeitung unter Benutzung lithographischer Verfahren unter Einsatz von Masken strukturiert werden. 8th. Process for the production of test structures according to one or more of claims 1-5, characterized in that the cavity structures by means of chemical (e.g. chemical etching, especially anisotropic etching) or physical (e.g. plasma etching, RIE etc.) processing using lithographic processes can be structured using masks.
  9. 9
    Process for the production of test structures according to one or more of claims 1-5, characterized in that the cavity structures are created with the aid of optical, x-ray, ion or electron beam lithographic processes on or in lacquer, plexiglass or polymer-like layers. 9. Verfahren zur Herstellung von Teststrukturen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlraum-Strukturen mit Hilfe optisch- Röntgen- Ionen- oder Elektronenstrahl-lithographischer Verfahren auf oder in Lack-, Plexiglas- oder Polymerähnlichen Schichten erstellt werden.