DE10018033C1

DE10018033C1 - Acoustic transducer has membrane(s) of elastic, non-magnetic or weakly magnetic material connected to conducting tracks on which Lorenz force acts

Info

Publication number: DE10018033C1
Application number: DE2000118033
Authority: DE
Inventors: Frank Baumgart; Thomas Kaulisch
Original assignee: Leibniz Institut fuer Neurobiologie
Current assignee: Leibniz Institut fuer Neurobiologie
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2001-11-29
Anticipated expiration: 2020-04-05

Abstract

The device has one or more membranes (1) forming air pockets for sound generation, whereby the membranes consist of elastic, non-magnetic or weakly magnetic material that are permanently flush-connected to conducting tracks (2) on which a Lorenz force caused by the magnetic field of the magnetic resonance tomograph acts as a drive force when current is flowing.

Description

Die Erfindung betrifft einen Breitband-Lautsprecher zur Schallerzeugung, insbesondere zur Verwendung im homoge nen und/oder inhomogenen Magnetfeld eines Magnetreso nanztomographen.The invention relates to a broadband speaker Sound generation, in particular for use in homogeneous NEN and / or inhomogeneous magnetic field of a magnetic resonance tomography.

Die Erzeugung von Schall, insbesondere mit streng defi nierten Eigenschaften und in hoher Qualität wie z. B. Musik, Sprache und Antischall, ist in Bereichen mit starken Magnetfeldern problematisch, da herkömmliche elektrodynamische Lautsprecher in solchen Umgebungen starken Kräften ausgesetzt sind und zusätzlich die auf dem starken Magnetfeld beruhende Anwendung stören kön nen. Moderne Methoden der Kernspintomographie zur bild lichen Darstellung von z. B. Hirnleistungs- und Herz funktionsstörungen sind durch ihre hohen Schall emissionen, denen im niederfrequenten Bereich durch passive Maßnahmen nur unzureichend begegnet werden kann, in Anwendung und klinischer Verbreitung einge schränkt (Zeitschrift "British Journal of Radiology", Jahrgang 1994, Heft 67, Seiten 413 bis 415; Zeitschrift "Radiology", Jahrgang 1994, Heft 191, Seiten 91 bis 93 in Verbindung mit der "Empfehlung der Strahlenschutz kommission, verabschiedet in der 131. Sitzung am 22. Juni 1995", Seite 17). Auch unterhalb der gesetzlichen Grenzwerte stellen die Schallemissionen eine Reduzie rung von Patientenkomfort und Kommunikations möglichkeiten und damit der Patientensicherheit dar. Aktive Lärmbekämpfung ("Antischall") stellt ein aus sichtsreiches Verfahren zur Reduzierung der Schall emissionen von MRT-Anlagen dar (Zeitschrift "Radiology" Jahrgang 1989, Heft 173, Seiten 549 bis 550 und Zeit schrift "Proceedings of the Society of Magnetic Resonance" Jahrgang 1995, Heft 2, Seite 1223). Eine wirk same Störgeräuschauslöschung ist für Frequenzen bis et wa 1 kHz aber nur möglich, wenn der Antischallaut sprecher einen sehr geringen räumlichen Abstand zur Störgeräuschquelle (dem Gradientenrohr innerhalb des MRT-Magneten) hat und der Antischallautsprecher das akustische Feld der Störquelle spiegeln kann.The generation of sound, especially with strictly defi nated properties and in high quality such. B. Music, language and anti-sound is in areas with strong magnetic fields are problematic since conventional electrodynamic speakers in such environments are exposed to strong forces and additionally to the can interfere with the strong magnetic field application nen. Modern methods of magnetic resonance imaging for image union representation of z. B. Brain performance and heart Malfunctions are due to their high sound emissions caused by low-frequency passive measures are insufficiently countered can be used in application and clinical spread limits (British Journal of Radiology, 1994, issue 67, pages 413 to 415; magazine "Radiology", year 1994, issue 191, pages 91 to 93 in connection with the "Recommendation of radiation protection commission, adopted at the 131st meeting on 22 June 1995 ", page 17). Also below the legal one Limit values represent a reduction in noise emissions patient comfort and communication opportunities and thus patient safety. Active noise abatement ("anti-noise") issues a Visible process for reducing noise emissions from MRI systems (magazine "Radiology" Year 1989, issue 173, pages 549 to 550 and time font "Proceedings of the Society of Magnetic Resonance" 1995, Issue 2, page 1223). An effective one same noise cancellation is for frequencies up to et wa 1 kHz but only possible if the anti-noise is activated speaker a very small spatial distance to the Noise source (the gradient tube inside the MRI magnets) and the anti-sound speaker has that can reflect the acoustic field of the interference source.

Es ist bisher kein mit Magnetresonanztomographen kompa tibler Schallerzeuger beschrieben worden, der diese Forderungen im ausreichenden Maße erfüllt.So far it is not a compa with magnetic resonance imaging tibler sound generator has been described Requirements met to a sufficient extent.

Bisher für die Lärmbekämpfung unmittelbar im Tomogra phen konzipierte Lautsprecher, welche den inhomogenen Anteil des Magnetfeldes zur elektrodynamischen Kopplung ausnutzen, sind bauartbedingt nur bis zu Tonhöhen von ca. 1 kHz geeignet und können zudem nicht im homogenen Bereich des Magnetfeldes installiert werden (DE 197 27 657 C1).So far for noise abatement directly in the tomogra phen designed loudspeakers, which the inhomogeneous Proportion of the magnetic field for electrodynamic coupling exploit, are only up to pitches of approx. 1 kHz and also cannot be used in a homogeneous manner Area of the magnetic field can be installed (DE 197 27 657 C1).

Anordnungen zur Auslöschung von Schallwellen, basierend auf dem Prinzip der Erzeugung eines um 180° phasenver schobenen Signals, sind vielfach auch außerhalb der Ma gnetresonanztomographie beschrieben worden (DE 195 28 888 A1), können jedoch im Bereich der Magnetresonanz tomographie aufgrund der dort vorliegenden Gegeben heiten nicht verwandt werden.Arrangements for canceling sound waves based on the principle of generating a 180 ° phase ver shifted signal, are often outside the Ma magnetic resonance imaging has been described (DE 195 28 888 A1), can, however, in the area of magnetic resonance tomography based on the information available there units are not used.

Frühere Entwicklungen von Störgeräuschunterdrückungssy stemen in der Magnetresonanztomographie beschränken sich auf die Störgräuschverminderung zur, Verbesserung der Patientenüberwachung außerhalb des Magnetresonanz tomographen, in einem vom Magnetresonanztomographen akustisch isolierten Kontrollraum. Hierbei wird zudem kein Antischall erzeugt, sondern ein durch Verwendung geeigneter adaptiver Filter um das Störsignal vermin dertes Signal mit einem herkömmlichen Lautsprecher in nerhalb des magnetfeldfreien Kontrollraumes ausgegeben (EP 0 655 730 A1).Previous developments of noise suppression systems restrict systems in magnetic resonance imaging noise reduction, improvement patient monitoring outside of magnetic resonance tomograph, in one from the magnetic resonance tomograph acoustically isolated control room. This will also no sound generated, but one by use suitable adaptive filter to reduce the interference signal signal with a conventional loudspeaker issued within the magnetic field-free control room (EP 0 655 730 A1).

Ein zur Verwendung innerhalb des homogenen Teils des Magnetfeldes eines Magnetresonanztomographen geeigneter elektrodynamischer Lautsprecher ohne eigenen Magneten unter Verwendung ferromagnetischer Feldinhomogenisierer sowie von Schlauchleitersystemen zur Weiterleitung des erzeugten Schalls ist bereits beschrieben worden (US 005 450 499 A). Dieser liefert jedoch aufgrund des ver wendeten Schlauchleitersystems weder die zur Erzeugung von Antischall erforderlichen Schalldrücke über das be nötigte Frequenzband in definierter Phasenlage, noch erlaubt die Verwendung von wesentlichen ferromagneti schen Bauteilen die unbedingt zu fordernde gefahrlose Handhabung in von Magnetfeldern durchdrungenen Räumen. Desweiteren entstehen bei Verwendung ferromagnetischer Bauteile innerhalb des ursprünglich homogenen Teils des Magnetfeldes durch die lokale Erzeugung nichtdefinier ter Magnetfeldinhomogenitäten Interferenzen mit der Bildgebung.One for use within the homogeneous part of the Magnetic field of a magnetic resonance tomograph more suitable electrodynamic loudspeaker without its own magnet using ferromagnetic field inhomogenizers as well as hose line systems for forwarding the generated sound has already been described (US 005 450 499 A). However, due to the ver hose system used neither for the generation of sound pressure required by the ant required frequency band in a defined phase position, still allows the use of essential ferromagneti components that are absolutely essential to be Handling in rooms penetrated by magnetic fields. Furthermore, when using ferromagnetic Components within the originally homogeneous part of the Magnetic field by the local generation undefined interferences with the magnetic field Imaging.

Das auch der Erfindung zugrunde liegende Verdränger prinzip wurde bereits an anderer Stelle beschrieben, insbesondere die Verringerung der wirksamen Masse durch Ausbildung von Lufttaschen (DE 20 03 950, US 4039044, US 4160883). Die wirksame Masse wird durch den Einsatz einer Membran, welche geeignet angetrieben wird und die in den ausgebildeten Lufttaschen vorhandene Luft ver drängt, vermindert. Das angestrebte große Verhältnis von Breite zu Tiefe der Lufttaschen wird hierbei durch die relativ geringe räumliche Ausdehnung des Magnetfel des begrenzt.The displacer on which the invention is based principle has already been described elsewhere, in particular by reducing the effective mass Formation of air pockets (DE 20 03 950, US 4039044, US 4160883). The effective mass is determined by the use a membrane which is suitably driven and which existing air in the trained air pockets urges, diminishes. The desired big relationship from width to depth of the air pockets the relatively small spatial expansion of the magnetic field of the limited.

Neuere Lösungen betreffen die nähere Ausgestaltung der Membranen und der Magnete, benutzen jedoch sämtlichst eigene Magnete in Form von Polschuhen oder ähnlichem (US 591 28 63), ohne das Problem der räumlichen Ausdeh nung und Erzeugung des Magnetfeldes zu lösen.Newer solutions concern the detailed design of the Membranes and the magnet, however, all use own magnets in the form of pole pieces or the like (US 591 28 63) without the problem of spatial expansion solving and generating the magnetic field.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Breit bandlautsprecher zu schaffen, welcher im Magnetfeld ei nes Magnetresonanztomographen gefahrlos und zuverlässig einsetzbar ist ohne mit der Bildgebung zu inferieren, hohen Qualitätsanforderungen in einem weiten Frequenz bereich genügt und eine aktive Lärmbekämpfung ermög licht und einfach und preiswert herstellbar ist.The invention has for its object a wide to create band loudspeaker, which egg in the magnetic field a magnetic resonance tomograph safely and reliably can be used without interfering with imaging, high quality requirements in a wide frequency area is sufficient and active noise abatement is made possible is light and simple and inexpensive to manufacture.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale im An spruch 1. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.This task is solved by the characteristics in the An saying 1. Appropriate embodiments of the invention are contained in the subclaims.

Der im Patentanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß die hohen Störschallpegel von MRT-Anlagen durch aktive Lärmbekämpfung wirkungsvoll gesenkt werden können, wenn ein leistungsstarker An tischallerzeuger im Gradientenrohr der MRT-Anlage in stalliert werden kann. Insbesondere muß hierbei dem Um stand Rechnung getragen werden, daß die Handhabung ma gnetischer Materialien in heutzutage zur Anwendung ge langenden Magnetfeldflußdichten (1 T bis 3 T im klini schen Betrieb) ein äußerst großes Gefahrenpotential darstellt. The invention specified in the claim is Problem underlying that the high noise levels of MRI systems effective through active noise abatement can be lowered if a powerful An table generator in the gradient tube of the MRI system in can be installed. In particular, the order was taken into account that the handling ma gnetic materials in use today long magnetic field flux densities (1 T to 3 T in the clin operation) an extremely high risk potential represents.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen dar in, dass Schall mit definierten Eigenschaften in hoher Qualität und mit hohem Wirkungsgrad innerhalb des star ken Magnetfeldes eines Magnetresonztomographen erzeugt werden kann. Dies umfasst neben Musik und Sprache auch die Erzeugung von Schall zur aktiven Lärmbekämpfung, wie sie mit Schlauchleitersystemen nicht, und mit ande ren elektrodynamischen Lautsprechern nur im inhomogenen Bereich des Magnetfeldes und in geringerer Qualität ge leistet werden kann. Die Montage kann an beliebigen Stellen innerhalb des Magnetresonanztomographen und da mit gemäß dem jeweiligen Zweck optimal angepasst erfol gen. Für den Einsatz als Antischallautsprecher ist die ser Aspekt wesentlich. Der Lautsprecher verfügt über ein breites Frequenzband und es können insbesondere Tö ne oberhalb einer Frequenz von 1 kHz erzeugt werden. Gleichzeitig stellt das angewandte Prinzip eines gleichmäßig und uniform auf sämtliche Teile der Laut sprechermembran wirkenden Antriebes sicher, dass die bei konventionellem, lokalem Konus-Antrieb auftretenden Biegeschwingungen und Verzerrungen nicht auftreten.The advantages achieved with the invention are in that sound with defined properties in high Quality and high efficiency within the star ken magnetic field generated by a magnetic resonance tomograph can be. In addition to music and language, this also includes the generation of sound for active noise abatement, as they are not with hose line systems, and with others electrodynamic speakers only in inhomogeneous Area of the magnetic field and in lower quality ge can be achieved. The assembly can be at any Positions within the magnetic resonance tomograph and there with optimally adapted to the respective purpose for use as an anti-noise speaker this aspect is essential. The speaker has a broad frequency band and it can especially Tö ne are generated above a frequency of 1 kHz. At the same time, the principle applied is one evenly and uniformly on all parts of the sound speaker membrane acting drive sure that the with conventional, local cone drive Bending vibrations and distortions do not occur.

Der Einsatz im Magnetresonanztomographen ermöglicht aufgrund des im Vergleich zu praktischen Abmessungen des Lautsprechers räumlich weiter ausgedehnten Magnet feldes eine praktisch beliebig ausgedehnte Membran. Die hierdurch mögliche äußerst geringe wirksame Masse führt zu hohem Wirkungsgrad und einem über weite Frequenzbe reiche gleichmäßigen Übertragungsverhalten. Gleichzei tig ergibt sich durch den Einsatz einer großen Membran fläche die Möglichkeit zur effektiven Erzeugung von tiefen Tönen. The use in magnetic resonance imaging enables due to the compared to practical dimensions of the loudspeaker, a spatially extended magnet field a practically arbitrarily extended membrane. The this leads to possible extremely low effective mass to high efficiency and a wide frequency range rich uniform transmission behavior. Simultaneously tig results from the use of a large membrane surface the possibility for the effective generation of deep tones.

Im Magnetresonanztomografen kann ein bisher unerreicht grosses Verhältnis von Faltentiefe zu Faltenhöhe reali siert werden. Die wirksame Masse der Lautsprechermem bran wird dadurch sehr gering. So wird z. B. bei einer Faltentiefe von 200 mm und einer Faltenhöhe von 10 mm die wirksame Masse der Membran gegenüber der tatsächlichen Masse um den Faktor 420 verringert. Dies bedeutet wie derum, dass die akustische Steifigkeit der Membran sehr hoch und nahezu unabhängig von ihren mechanischen Ei genschaften wird. Das ermöglicht verzerrungsfreie Schallabstrahlung auch bei hohen Schalldrücken. Der Wirkungsgrad des Schallerzeugung wird ebenfalls erhöht, da die Verluste durch positive und negative Beschleuni gung der wirksamen Membranmasse gering sind.In magnetic resonance imaging, one can be unrivaled large ratio of pleat depth to pleat height reali be settled. The effective mass of the speaker bran becomes very small. So z. B. at a Pleat depth of 200 mm and a pleat height of 10 mm effective mass of the membrane compared to the actual Mass reduced by a factor of 420. This means how derum that the acoustic rigidity of the membrane is very high and almost independent of their mechanical egg properties. This enables distortion-free Sound radiation even at high sound pressures. The Efficiency of sound generation is also increased since the losses due to positive and negative accelerations tion of the effective membrane mass are low.

Eine grosse Faltenfläche ermöglicht das Aufbringen vie ler parallel angeordneter, elektrisch leitender Elemen te, vorzugsweise flacher Drähte. Die leitenden Elemente sind auch elektrisch parallel geschaltet und ergeben so einen sehr geringen ohmschen Widerstand der Anordnung. Die elektrischen Verluste werden dadurch minimiert und es kommt zu keiner Wärmeentwicklung in den einzelnen Elementen. Die Betriebssicherheit und die Lebensdauer des Schallerzeugers werden dadurch erheblich vergrö ssert. Weiterhin hat die Anordnung gegenüber den be schriebenen Metallbändern (DE 20 03 950) den Vorteil, dass durch die bei der Bildgebung von einem Kernspinto mografen erzeugten starken magnetischen Wechselfelder mit einer Frequenz bis zu 1500 Hz nur sehr geringe Wir belströme in den leitenden Elementen erzeugt werden können. Dies verhindert wiederum eine Erwärmung der leitenden Elemente und hat insbesondere keine störenden Einflüsse auf die magnetischen Gradientenfelder des Kernspintomografen. A large wrinkle area enables the application parallel, electrically conductive elements te, preferably flat wires. The leading elements are also electrically connected in parallel and so result a very low ohmic resistance of the arrangement. The electrical losses are minimized and there is no heat development in the individual Elements. The operational safety and the service life the sound generator are thereby considerably enlarged ssert. Furthermore, the arrangement compared to the be written metal strips (DE 20 03 950) the advantage that by imaging of a magnetic resonance imaging mografen generated strong alternating magnetic fields with a frequency up to 1500 Hz only very low we Bel currents are generated in the conductive elements can. This in turn prevents the conductive elements and in particular has no distracting Influences on the magnetic gradient fields of the MRI scanners.

Die für Lautsprecher untypisch grossen Magnetfeldstär ken (bis 3 T) eines Kernspintomografen vermitteln schon bei geringen, hörfrequenten Strömen durch die elek trisch leitenden Elemente eine grosse Antriebskraft (Lorentzkraft) auf die fest mit ihnen verbundene Mem bran. Dies ermöglicht eine wirksame Schallabstrahlung schon bei kleinen Stromstärken. Die von diesen Strömen erzeugten Magnetfelder sind entsprechend gering und be einträchtigen die Homogenität des Hauptfeldes nicht, dass heisst, sie haben keinen störenden Einfluss auf die Bildgebung.The magnetic field strength, which is atypical for loudspeakers ken (up to 3 T) of an MRI scanner already convey at low, auditory currents through the elec tric conductive elements a great driving force (Lorentz force) on the meme firmly attached to them bran. This enables effective sound radiation even at low currents. That of these streams generated magnetic fields are correspondingly low and be do not affect the homogeneity of the main field, that means they have no disruptive influence on imaging.

Der vollständige Verzicht auf ferromagnetische Materia lien ermöglicht die unter allen Umständen sichere Hand habung des Antischallautsprechers. Anderenfalls können ferromagnetische Teile geschoßartig in Richtung des Zentrums des permanenten Magnetfeldes beschleunigt wer den. Es sind keinerlei Sicherungsmaßnahmen zur Beherr schung von ferromagnetischen Kräften in der Nähe von MRT-Magneten erforderlich.The complete absence of ferromagnetic materia lien enables a safe hand under all circumstances have the anti-noise speaker. Otherwise you can ferromagnetic parts projectile in the direction of Center of the permanent magnetic field accelerates who the. There are no security measures for the owner of ferromagnetic forces near MRI magnets required.

Einige Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Some embodiments are in the drawings are shown and are described in more detail below.

Es zeigenShow it

Fig. 1a eine gefaltete Membran mit parallel zu den Faltachsen verlaufenden in Reihe geschalte ten Leiterbahnen, FIG. 1a is a pleated membrane with the folding axes extending parallel peeled in series th conductor tracks,

Fig. 1b die Veränderung der Membran gemäß Fig. 1a bei Durchfluß eines Stromes durch die Lei terbahnen, FIG. 1b shows the change in the membrane according to Fig. 1a a current flow through the terbahnen in Lei,

Fig. 2a eine gefaltete Membran mit orthogonal zu den Faltachsen verlaufenden parallelge schalteten Leiterbahnen, Fig. 2a shows a folded membrane with orthogonally to the fold axes extending parallel only switched conductor tracks,

Fig. 2b die Veränderung der Membran gemäß Fig. 2a bei Durchfluß eines Stromes durch die Lei terbahnen, FIG. 2b shows the variation of the membrane according to Fig. 2a, a current flow through the terbahnen in Lei,

Fig. 3a eine Membran mit einem Leiterbahnenblock, Fig. 3a shows a membrane with a conductor block,

Fig. 3b die Veränderung der Membran gemäß Fig. 3a bei Durchfluß eines Stromes durch die Lei terbahnen, FIG. 3b shows the change in the membrane according to Fig. 3a, a current flow through the terbahnen in Lei,

Fig. 3c eine Darstellung des Verhältnisses von Lufttaschenweite zu Lufttaschentiefe. Fig. 3c is a representation of the ratio of air pocket width to air pocket depth.

Fig. 1a zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel, bei welchem die Membran 1, bestehend aus elastischem, nicht oder nur schwach magnetischem Material, z. B. Kunst stoff, Vlies oder Papier, entlang einer zum Magnetfeld B des Magnetresonanztomographens orthogonalen oder na hezu orthogonalen Achse in eine oder mehrere Falten oder Wellen angeordnet ist, bzw. eine entsprechende An ordnung durch mehrere beweglich miteinander verbundene Einzelmembranen gebildet wird. Entlang der solcherart durch die Flächen 4 gebildeten Lufttaschen werden bei derseits jeweils eine oder mehrere Leiterbahnen 2 flä chig und fest derart mit der Membran 1 verbunden, dass die Richtung der Leiterbahnen parallel oder nahezu par allel zu den Falt- bzw. Biegeachsen verläuft. Die Lei terbahnen 2 werden untereinander derart durch elektri sche Verbindungen 3 miteinander verschaltet, dass die Leiterbahnen 2 an einander gegenüberliegenden Flächen 4 einer Lufttasche von ein und demselben elektrischen Strom in entgegengesetzter Orientierung durchflossen werden. Fig. 1a shows a possible embodiment in which the membrane 1 , consisting of elastic, not or only weakly magnetic material, for. B. plastic, fleece or paper, is arranged along one of the magnetic field B of the magnetic resonance tomograph orthogonal or na hezu orthogonal axis in one or more folds or waves, or a corresponding arrangement is formed by several movably connected individual membranes. Along the air pockets formed in this way by the surfaces 4 , one or more conductor tracks 2 are in each case connected flatly and firmly to the membrane 1 in such a way that the direction of the conductor tracks runs parallel or almost par allel to the folding or bending axes. The conductor tracks 2 are interconnected by electrical connections 3 in such a way that the conductor tracks 2 on opposite surfaces 4 of an air pocket are flowed through by one and the same electrical current in opposite orientations.

Fig. 1b zeigt die in Fig. 1a dargestellte Anordnung bei Durchfluss eines Stromes I durch die Leiterbahnen 2. Das äußere Magnetfeld B des Magnetresonanztomographen vermittelt eine auslenkende Kraft auf die Leiterbahnen 2, dessen Orientierung durch die Richtung des durch fliessenden Stromes bestimmt wird. Eine Leiteranordnung wie beschrieben bewirkt, daß die Lufttaschen auf einer Seite der gefalteten bzw. gewellten Membranfläche 4 durch sich auf einander zu bewegende Leiterbahnen 2 verengt werden, während die auf der anderen Seite der gefalteten Membran 1 befindlichen Lufttaschen geweitet werden. Ein hörfrequenter Strom führt zu einem gleich sinnigen und gemeinsamen Öffnen bzw. Schließen der Lufttaschen auf beiden Seiten der gefalteten bzw. ge wellten Membran 1. Die durch diese Bewegungen hervorge rufenen Druckschwankungen innerhalb des überstrichenen Luftvolumens werden als Schallwelle beidseitig senk recht zur Membrangesamtfläche abgestrahlt. Der Wir kungsgrad dieser Anordnung ist optimal, wenn das Ma gnetfeld B des Magnetresonanztomographen senkrecht zur gefalteten bzw. gewellten Membrangesamtfläche orien tiert ist. Ein Abweichen von dieser Geometrie, sei es durch Krümmung oder Verdrehung der gesamten Anordnung oder von Teilen hiervon verringert den Wirkungsgrad, ohne jedoch die Funktionsfähigkeit in Frage zu stellen. Fig. 2a zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Membran 1, entlang einer zum Magnetfeld B des Magnetre sonanztomographens parallelen oder nahezu parallelen Achse in eine oder mehrere Falten oder Wellen angeord net ist, bzw. eine entsprechende Anordnung durch mehre re beweglich miteinander verbundene Einzelmembranen gebildet wird. Eine oder mehrere flexible Leiterbahnen 2 werden flächig und fest derart mit der Membran 1 ver bunden, dass die Richtung der Leiterbahnen 2 orthogonal oder nahezu orthogonal zu den Falt- bzw. Biegeachsen verläuft. Die solcherart angebrachten Leiterbahnen 2 werden elektrisch parallel geschaltet. FIG. 1b shows the arrangement shown in FIG. 1a when a current I flows through the conductor tracks 2 . The external magnetic field B of the magnetic resonance tomograph transmits a deflecting force on the conductor tracks 2 , the orientation of which is determined by the direction of the current flowing through it. A conductor arrangement as described has the effect that the air pockets on one side of the folded or corrugated membrane surface 4 are narrowed by conductor tracks 2 moving towards one another, while the air pockets on the other side of the folded membrane 1 are expanded. A listening frequency current leads to an equally sensible and common opening or closing of the air pockets on both sides of the folded or corrugated membrane 1 . The pressure fluctuations caused by these movements within the swept air volume are emitted as sound waves on both sides perpendicular to the total membrane surface. The efficiency of this arrangement is optimal if the magnetic field B of the magnetic resonance tomograph is oriented perpendicular to the folded or corrugated membrane total area. Deviating from this geometry, whether due to the curvature or twisting of the entire arrangement or of parts thereof, reduces the efficiency without, however, questioning the functionality. Fig. 2a shows an embodiment in which the membrane 1 , along a parallel to the magnetic field B of the Magnetre sonanztomographens parallel or almost parallel axis in one or more folds or waves is angeord net, or a corresponding arrangement formed by several re movably connected individual membranes becomes. One or more flexible conductor tracks 2 are connected to the membrane 1 in a flat and fixed manner in such a way that the direction of the conductor tracks 2 is orthogonal or almost orthogonal to the folding or bending axes. The conductor tracks 2 attached in this way are electrically connected in parallel.

Fig. 2b zeigt die in Fig. 2a dargestellte Anordnung bei Durchfluss eines Stromes I durch die Leiterbahnen 2. Das äußere Magnetfeld B des Magnetresonanztomographen vermittelt eine deformierende Kraft auf die Leiterbah nen 2, deren Orientierung durch die Richtung des durch fliessenden Stromes bestimmt wird. Eine Leiteranordnung wie beschrieben bewirkt, daß die Lufttaschen auf einer Seite der gefalteten bzw. gewellten Membran 1 verengt werden, während die auf der anderen Seite der gefalte ten Membran 1 befindlichen Lufttaschen geweitet werden. Ein hörfrequenter Strom führt zu einem gleichsinnigen und gemeinsamen Öffnen bzw. Schließen der Lufttaschen auf beiden Seiten der gefalteten bzw. gewellten Membran 1. Die durch diese Bewegungen hervorgerufenen Druck schwankungen innerhalb des überstrichenen Luftvolumens werden als Schallwelle beidseitig senkrecht zur Mem brangesamtfläche abgestrahlt. Der Wirkungsgrad dieser Anordnung ist optimal, wenn das Magnetfeld B des Magne tresonanztomographen senkrecht zu den Leiterbahnen 2 orientiert ist. Ein Abweichen von dieser Geometrie, sei es durch Krümmung oder Verdrehung der gesamten Anord nung oder von Teilen hiervon verringert den Wirkungs grad, ohne jedoch die Funktionsfähigkeit in Frage zu stellen. FIG. 2b shows the arrangement shown in Fig. 2a at flow of a current I through the conductor tracks 2. The external magnetic field B of the magnetic resonance tomograph conveys a deforming force on the conductor tracks 2 , the orientation of which is determined by the direction of the current flowing. A ladder arrangement as described causes the air pockets to be narrowed on one side of the folded or corrugated membrane 1 , while the air pockets located on the other side of the folded membrane 1 are expanded. A hearing-frequency current leads to a simultaneous and common opening or closing of the air pockets on both sides of the folded or corrugated membrane 1 . The pressure fluctuations caused by these movements within the swept air volume are emitted as sound waves on both sides perpendicular to the entire membrane surface. The efficiency of this arrangement is optimal if the magnetic field B of the magnetic resonance tomograph is oriented perpendicular to the conductor tracks 2 . Deviating from this geometry, be it due to curvature or twisting of the entire arrangement or parts thereof, reduces the degree of efficiency, but without questioning the functionality.

Fig. 3a zeigt den wirksamen Teil eines Ausführungsbei spiels (ohne Halterung), bei welchem die Membran 1 entlang einer zum Magnetfeld B des Magnetresonanztomogra phen orthogonalen oder nahezu orthogonalen Achse in ei ne oder mehrere Falten oder Wellen angeordnet ist, bzw. eine entsprechende Anordnung durch mehrere beweglich miteinander verbundene Einzelmembranen gebildet wird. Eine oder mehrere als Zuleitungen 2b dienende Leiter werden flächig und fest derart mit der Membran 1 ver bunden, dass die Richtung der Leiter orthogonal oder nahezu orthogonal zu den Falt- bzw. Biegeachsen ver läuft. Zusätzlich werden parallel oder nahezu parallel zur Faltachse und damit orthogonal oder nahezu orthogo nal zur Richtung des Magnetfeldes B des Magnetresonanz tomographen eine oder mehrere Leiterbahnen 2a flächig und fest mit der Membran 1 verbunden. Die Leiterbahnen 2a werden mit den Zuleitungen 2b auf beiden Seiten der durch die Membran 1 gebildeten Lufttasche elektrisch parallel geschaltet. Die Stromzufuhr hat derart zu er folgen, dass ein und derselbe elektrische Strom die Leiterbahnen 2a auf gegenüberliegenden Seiten der Luft tasche in entgegengesetzter Orientierung durchfließt. Mehrere Leiterbahnen 2a sind mittels Zuleitungen 2b zu Leiterbahnblöcken 6 zusammengeschaltet. Fig. 3a shows the effective part of a game Ausführungsbei (without bracket), in which the membrane 1 is arranged along an orthogonal or almost orthogonal axis orthogonal to the magnetic field B of the magnetic resonance tomography in egg ne or more folds or waves, or a corresponding arrangement by several movably connected individual membranes are formed. One or more conductors serving as supply lines 2 b are connected to the membrane 1 in a flat and fixed manner in such a way that the direction of the conductors runs orthogonally or almost orthogonally to the folding or bending axes. In addition, one or more interconnects 2 a are connected flat and firmly to the membrane 1 parallel or almost parallel to the folding axis and thus orthogonal or almost orthogo nal to the direction of the magnetic field B of the magnetic resonance tomograph. The conductor tracks 2 a are electrically connected in parallel with the leads 2 b on both sides of the air pocket formed by the membrane 1 . The power supply has to follow in such a way that one and the same electric current flows through the conductor tracks 2 a on opposite sides of the air pocket in the opposite orientation. Several conductor tracks 2 a are interconnected to form conductor track blocks 6 by means of leads 2 b.

Fig. 3b stellt eine solche Anordnung bei Durchfluss ei nes Stromes I dar. Eine bei Stromdurchfluss durch die Leiterbahnen 2a vom Magnetfeld B vermittelte Kraft be wirkt, dass die durch die gefaltete Membran 1 gebildete Lufttasche geweitet bzw. verengt wird. Ein hörfrequen ter Strom verursacht innerhalb des überstrichenen Luft volumens eine gleichsinnige Druckschwankung, welche als Schallwelle abgestrahlt wird. FIG. 3b illustrates such an arrangement with flow ei nes current I. An effect be in current flow through the printed conductors 2 a switched by the magnetic field B force that the air pocket formed by the folded membrane 1 is expanded or narrowed. A Hörfrequen ter current causes within the swept air volume a pressure fluctuation in the same direction, which is emitted as a sound wave.

Die in Fig. 3a und 3b dargestellte Anordnung ermöglicht durch die Aufbringung mehrerer paralleler wirksamer Leiterbahnen 2a einen großflächigen und wirbelstrom freien Antrieb der Membran 1. Berücksichtigt man die im Vergleich zu den Abmessungen eines Lautsprechers große räumliche Ausdehnung des Magnetfeldes B des Magnetreso nanztomographen, so ist die Ausführung eines Lautspre chers mit zusätzlich erhöhtem Wirkungsgrad möglich, da das Wirkungsgrad bestimmende Verhältnis von Luftta schenweite a zu Lufttaschentiefe b (s. Fig. 3c) durch Vergrößerung der Tiefe b gesenkt werden kann.The arrangement shown in Fig. 3a and 3b, made possible by the application of a plurality of parallel conductor tracks 2 a more effective a large-area and eddy-current-free drive of the diaphragm 1. Taking into account the large spatial expansion of the magnetic field B of the magnetic resonance tomograph compared to the dimensions of a loudspeaker, it is possible to design a loudspeaker with an additionally increased efficiency, since the efficiency-determining ratio of air pocket width a to air pocket depth b (see FIG. 3c) can be reduced by increasing the depth b.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die hier be schriebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist es mög lich, durch geeignete Kombination der genannten Mittel und Merkmale weitere Ausführungsvarianten zu realisie ren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to be here written embodiments. Rather, it is possible Lich, by a suitable combination of the means mentioned and features to realize other design variants ren without departing from the scope of the invention.

Claims

1. wideband loudspeaker for sound generation and for use in the homogeneous and / or inhomogeneous Ma gnetfeld a magnetic resonance tomograph, characterized in that the sound is generated by one or more air pockets forming membranes ( 1 ), the membranes ( 1 ) made of elastic, are non-magnetic or weak magnetic material and are connected flatly and firmly to conductor tracks ( 2 ), on which a Lorentz force, mediated by the magnetic field of the magnetic resonance tomograph, acts as the driving force when current flows.

2. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the air pockets are formed by surfaces ( 4 ) of the membranes ( 1 ) and the surfaces ( 4 ) are delimited by folding or bending axes ( 5 ).

3. Loudspeaker according to claim 2, characterized in that the conductor tracks ( 2 ) run parallel to the folding or bending axes ( 5 ) and are electrically connected in series.

4. Loudspeaker according to claim 2 or 3, characterized in that a plurality of conductor tracks ( 2 a) are interconnected by means of leads ( 2 b) to form a conductor track block ( 6 ) and the conductor track blocks ( 6 ) run parallel to the folding or bending axes ( 5 ) .

5. Loudspeaker according to claim 2, characterized in that the conductor tracks ( 2 ) are orthogonal or almost ortho gonal to the folding or bending axes ( 5 ).

6. Loudspeaker according to claim 5, characterized in that a plurality of conductor tracks ( 2 ) are electrically connected in parallel GE.

7. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that to increase the efficiency two or more membranes ( 1 ) are arranged such that a displacement against a sensible direction realizes the displacement of a larger volume of air.

8. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that by unfolding one or more membranes ( 1 ) and by fastening the conductor tracks ( 2 ) along the surfaces ( 4 ), the current flow through the conductor tracks ( 2 ) takes place in mutually opposite orientation.

9. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that the additional magnetic field built in the vicinity of the loudspeaker is minimized by compensatory arrangement of the conductor tracks ( 2 ).

10. Loudspeaker according to claim 1, characterized in that he as the lining of the inner walls of the tomograph is designed with folds (volume speakers).

11. Loudspeaker according to claim 1 for use as an Tischall speakers.

12. Loudspeaker according to claim 1 for use internally half of that arranged in the magnetic resonance tomograph Part of an intercom.