DE10049414A1 - Magnetresonanzgerät mit einer Schallisolierung - Google Patents

Abstract

Ein Magnetresonanzgerät beinhaltet folgende Merkmale: DOLLAR A - Eine erste Komponentengruppe, die wenigstens ein Grundmagnetsystem (12) und ein Gradientenspulensystem (14) umfasst, DOLLAR A - eine zweite Komponentengruppe, der ein Untersuchungsraum (24) zum Aufnehmen eines Untersuchungsobjekts (50) zugeordnet ist und die wenigstens eine Lagerungsvorrichtung (22) zum Einbringen des darauf gelagerten Untersuchungsobjekts (50) in den Untersuchungsraum (24) aufweist, und DOLLAR A - eine Schallisolierung, die zwischen der ersten und zweiten Komponentengruppe derart angeordnet ist, dass zwei voneinander schallisolierte Räume (10, 20) ausgebildet sind, wobei ein erster der Räume (10) die erste Komponentengruppe beinhaltet und ein zweiter der Räume (20) die zweite Komponentengruppe beinhaltet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetresonanzgerät.

Die Magnetresonanztechnik ist eine bekannte Technik zum Ge­ winnen von Bildern eines Körperinneren eines Untersuchungsob­ jekts. Dazu weist ein Magnetresonanzgerät einen Raum zur Auf­ nahme des Untersuchungsobjekts, einen sogenannten Untersu­ chungsraum auf. Ein Grundfeldmagnetsystem des Geräts erzeugt wenigstens in einem Teilbereich des Untersuchungsraums ein möglichst homogenes, statisches Grundmagnetfeld. Dem Grund­ magnetfeld werden schnell geschaltete Gradientenfelder über­ lagert, die von einem Gradientenspulensystem des Geräts er­ zeugt werden. Dabei fließen in den Gradientenspulen Ströme, deren Amplituden mehrere 100 A erreichen, und die häufigen und raschen Wechseln der Stromrichtung mit Anstiegs- und Ab­ fallraten von mehreren 100 kA/s unterliegen. Diese Ströme werden aufgrund von Sequenzen gesteuert und verursachen bei vorhandenem Grundmagnetfeld von größenordnungsmäßig 1 T auf­ grund von Lorentzkräften Schwingungen des Gradientenspulen­ systems.

Diese Schwingungen werden über verschiedene Ausbreitungswege an die gesamte Oberfläche des Magnetresonanzgeräts weiterge­ geben. Die Mechanikschwingungen der verschiedenen Oberflä­ chenbereiche werden in Abhängigkeit von deren Oberflächen­ schnelle in Schallschwingungen übertragen, die letztendlich den an sich unerwünschten Lärm verursachen.

Eine Weiterentwicklung auf dem Gebiet der Magnetresonanztech­ nik zur Verkürzung von Meßzeiten und zur Verbesserung von Bildgebungseigenschaften ist mit schnelleren Sequenzen ver­ bunden. Diese bedingen eine Erhöhung der Stromamplituden so­ wie der Stromanstiegs- und -abfallraten in den Gradientenspu­ len. Dies führt ohne gegensteuernde Maßnahmen über größere Lorentzkräfte und schneller Wechsel der Wirkungsrichtung der Lorentzkräfte über heftigere Schwingungen zu größerem Lärm. So erreicht der Lärm beispielsweise Spitzenwerte von bis zu 130 dB und liegt damit über einer Toleranzgrenze von Patien­ ten.

In DE 38 33 591 A1 ist ein Magnetresonanzgerät beschrieben, dessen hohlzylinderförmiges Gradientenspulensystem innerhalb einer Höhlung eines Grundfeldmagnetsystems ohne Abstützungen gegen das Grundfeldmagnetsystem angeordnet ist. Das Gradien­ tenspulensystem wird justierbar von einem Traggestell getra­ gen, das außerhalb des Grundfeldmagnetsystems angeordnet ist, so dass eine mechanische Entkopplung der beiden Systeme er­ reicht werden soll. Ein Abstrahlen von Lärm, der von Schwin­ gungen des Gradientenspulensystems ausgeht, in einen Untersu­ chungsraum des Geräts wird damit nicht verhindert.

In der US 4,652,824 ist ein Magnetresonanzgerät mit einem supraleitenden Grundfeldmagnetsystem, das einen Vakuummantel aufweist, beschrieben. Dabei ist ein Gradientenspulensystem des Geräts zum Reduzieren einer Geräuschentwicklung räumlich isoliert im Vakuummantel angeordnet. Über Befestigungen des Gradientenspulensystems mit dem Grundfeldmagnetsystem können dennoch Schwingungen des Gradientenspulensystems an eine O­ berfläche des Geräts übertragen werden, wo sie in entspre­ chenden Lärm umgesetzt werden.

In der EP 0 138 269 A2 ist ein Magnetresonanzgerät mit einem hohlzylinderförmigen Grundfeldmagnetsystem beschrieben, in dessen Höhlung ein hohlzylinderförmiges Gradientenspulensys­ tem angeordnet ist, in dessen Höhlung wiederum eine Hülse konzentrisch angeordnet ist, die ein geräuschabsorbierendes Schild zwischen dem Gradientenspulensystem und einem Untersu­ chungsraum des Geräts bildet. In einer Ausführungsform ist dazu ein Zwischenraum zwischen der Hülse und dem Gradienten­ spulensystem evakuierbar ausgebildet. Über Befestigungen des Gradientenspulensystems mit dem Grundfeldmagnetsystem und/oder mit der Hülse können dennoch Schwingungen des Gra­ dientenspulensystems an eine Oberfläche des Geräts übertragen werden, wo sie in entsprechenden Lärm umgesetzt werden.

In der US 5,489,848 ist ein Magnetresonanzgerät mit einem hohlzylinderförmigen Grundfeldmagnetsystem beschrieben, in dessen Höhlung eine im wesentlichen zylinderförmige Vorrich­ tung angeordnet und derart gestaltet ist, dass sie zum Grund­ feldmagnetsystem hin einen im wesentlichen hohlzylinderförmi­ gen Vakuumbehälter bildet. In dem Vakuumbehälter ist ein Gra­ dientenspulensystem des Geräts angeordnet. Über Befestigungen des Gradientenspulensystems mit dem Grundfeldmagnetsystem können dennoch Schwingungen des Gradientenspulensystems an eine Oberfläche des Geräts übertragen werden, wo sie in ent­ sprechenden Lärm umgesetzt werden.

In der DE 197 34 138 A1 ist ein Magnetresonanzgerät beschrie­ ben, dessen Gradientenspulensystem zur Geräuschreduzierung in einer Vakuumkapselung angeordnet ist. Dabei wird das Gradien­ tenspulensystem innerhalb der Vakuumkapselung durch mehrere in Abstand angeordnete, schwingungsdämpfende Befestigungen getragen. Über die Befestigungen des Gradientenspulensystems mit der Vakuumkapselung, die wiederum am Grundfeldmagnetsys­ tem befestigt ist, können dennoch Schwingungen des Gradien­ tenspulensystems an eine Oberfläche des Geräts übertragen werden, wo sie in entsprechenden Lärm umgesetzt werden.

In der US 6,043,653 ist schließlich ein Magnetresonanzgerät beschrieben, bei dem ein Gradientenspulensystem und ein Grundfeldmagnetsystem unabhängig voneinander und dadurch im wesentlichen voneinander entkoppelt auf einem Boden aufge­ stellt sind und das Gradientenspulensystem zusätzlich in ei­ ner Vakuumkapselung angeordnet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Magnetreso­ nanzgerät zu schaffen, bei dem eine Lärmbelastung eines Untersuchungsobjekts hochwirksam und kostengünstig reduzierbar ist.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen be­ schrieben.

Gemäß dem Anspruch 1 beinhaltet ein Magnetresonanzgerät fol­ gende Merkmale:

• - Eine erste Komponentengruppe, die wenigstens ein Grund­ feldmagnetsystem und ein Gradientenspulensystem umfasst,
• - eine zweite Komponentengruppe, der ein Untersuchungsraum zum Aufnehmen eines Untersuchungsobjekts zugeordnet ist und die wenigstens eine Lagerungsvorrichtung zum Einbrin­ gen des darauf gelagerten Untersuchungsobjekts in den Un­ tersuchungsraum aufweist, und
• - eine Schallisolierung, die zwischen der ersten und zweiten Komponentengruppe derart angeordnet ist, dass zwei vonein­ ander schallisolierte Räume ausgebildet sind, wobei ein erster der Räume die erste Komponentengruppe beinhaltet und ein zweiter der Räume die zweite Komponentengruppe be­ inhaltet.

Dadurch ist bei vergleichsweise geringen Modifikation han­ delsüblicher Magnetresonanzgeräte in einer kostengünstigen Weise für das Untersuchungsobjekt eine Lärmreduzierung um mehr als 40 dB erzielbar.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung.

Die Figur zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Längsschnitt einer Magnetresonanzgeräteanordnung. Das Magnetresonanzgerät umfasst eine erste Komponentengruppe, die zum Erzeugen eines Grundmagnetfeldes ein Grundfeldmagnetsys­ tem 12, zum Erzeugen von Gradientenfeldern, ein Gradienten­ spulensystem 14 und zum Einstrahlen von Hochfrequenzsignalen in einen Patienten 50 sowie zum Empfangen von damit ausgelös­ ten Magnetresonanzsignalen ein Antennensystem 16 beinhaltet. Dabei sind das Grundfeldmagnetsystem 12, das Gradientenspu­ lensystem 14 und das Antennensystem 16 im wesentlichen hohl­ zylinderförmig ausgebildet. Das Gradientenspulensystem 14 ist dabei konzentrisch in einer Höhlung des Grundfeldmagnetsys­ tems 12 angeordnet, und das Antennensystem 16 wiederum kon­ zentrisch in einer Höhlung des Gradientenspulensystems 14. In eine somit verbleibende Höhlung der ersten Komponentengruppe hinein erstreckt sich ein Vakuumbehälter 34.

Der Vakuumbehälter 34 ist als ein zylinderförmiges doppelwan­ diges Gefäß ausgebildet, das eine äußere Behälterwandung 36 und eine innere Behälterwandung 38 umfasst. Zwischen den zwei konzentrisch zueinander angeordneten Behälterwandungen 36 und 38 befindet sich ein Vakuum. Der Vakuumbehälter 34 ist mit einem Ventil 42 versehen, über das mit einer an das Ventil 42 angeschlossenen Vakuumpumpe 44 der Vakuumbehälter 34 evaku­ ierbar ist. Dies ist beispielsweise erforderlich, um einen nicht dichtungslos ausgeführten Vakuumbehälter 34, beispiels­ weise nach einem bestimmten Zeitablauf oder nach Montagear­ beiten, auf seine Bemessungsvakuumqualität zu evakuieren. In einer anderen Ausführungsform, bei der der Vakuumbehälter 34 dichtungslos, beispielsweise durch ein hermetisches Ver­ schweißen, ausgeführt ist, können das Ventil 42 und die Vaku­ umpumpe 44 entfallen.

Die offene Seite des Vakuumbehälters 34 ist an eine im we­ sentlichen kreisförmige Öffnung einer schweren schallisolie­ renden Wand 32 angefügt. In Verbindung mit der schallisolie­ renden Wand 32 stellt der Vakuumbehälter 34 eine Grenzfläche zwischen einem ersten Raum 10, der die erste Komponentengrup­ pe beinhaltet, sowie einem zweiten Raum 20, der einen Unter­ suchungsraum 24 zum Aufnehmen des Patienten 50 umfasst, dar. Dabei sind die beiden Räume 10 und 20 durch den Vakuumbehäl­ ter 34 in Verbindung mit der schallisolierenden Wand 32 schallisolierend voneinander getrennt.

Damit kein direktes mechanisches Übertragen von Schwingungen der ersten Komponentengruppe auf den Vakuumbehälter 34 und die schallisolierende Wand 32 stattfindet, weisen der Vakuum­ behälter 34 und die schallisolierende Wand 32 keine unmittel­ baren Berührflächen mit der ersten Komponentengruppe auf. Somit ist lediglich eine Schwingungsübertragung über zwi­ schengelagerte Luftschichten sowie über einen Boden des Raums 10 möglich. Die auf den Boden des Raums 10 übertragenen Schwingungen werden aufgrund einer Schwere des Bodens derart gedämpft, dass im wesentlichen eine Schwingungsausbreitung unterbunden wird. Entsprechendes gilt für über die Luft des Raums 10 auf die schallisolierende schwere Wand 32 und die übrigen Decken und Wände des Raums 10 eingekoppelten Schwin­ gungen. Über die Luft auf die äußere Behälterwandung 36 des Vakuumbehälters 34 eingekoppelte Schwingungen werden infolge des Vakuums nicht auf die innere, dem zweiten Raum 20 zuge­ wandte Behälterwandung 38 übertragen. Dabei ist wichtig, dass die äußere und die innere Behälterwandung 36 und 38 an der Öffnung der schallisolierenden Wand 32 voneinander schwin­ gungsentkoppelt ausgeführt und befestigt sind, so dass auch an dieser Stelle keine Schwingungsübertragung zwischen den Behälterwandungen 36 und 38 stattfindet. Desweiteren sind die Behälterwandungen 36 und 38 aus einem die Magnetresonanzbild­ gebung nicht störend beeinflussenden und/oder in den Magnet­ resonanzbildern transparent erscheinenden Material, bei­ spielsweise einem glasfaser- und/oder aramidfaserverstärkten Kunststoff, ausgeführt.

Eine Höhlung des Vakuumbehälters 34 bildet im wesentlichen den Untersuchungsraum 24, in dem ein abzubildender Bereich des zu untersuchenden Patienten 50 für eine Magnetresonanzun­ tersuchung entsprechend positioniert wird. Dazu ist im zwei­ ten Raum 20 eine verfahrbare Lagerungsvorrichtung 22 des Mag­ netresonanzgeräts angeordnet, auf der der Patient 50 gelagert werden kann. Durch ein entsprechendes Verfahren der Lage­ rungsvorrichtung 22 ist vorgenanntes Positionieren durchführbar. Die Lagerungsvorrichtung 22 ist dabei derart ausgeführt, dass sie von Patienten verursachten Drehmomenten standhält.

Claims (10)

1. Magnetresonanzgerät, beinhaltend folgende Merkmale:
eine erste Komponentengruppe, die wenigstens ein Grund­ feldmagnetsystem (12) und ein Gradientenspulensystem (14) umfasst,
eine zweite Komponentengruppe, der ein Untersuchungsraum (24) zum Aufnehmen eines Untersuchungsobjekts (50) zuge­ ordnet ist und die wenigstens eine Lagerungsvorrichtung (22) zum Einbringen des darauf gelagerten Untersuchungsob­ jekts (50) in den Untersuchungsraum (24) aufweist, und
eine Schallisolierung, die zwischen der ersten und zweiten Komponentengruppe derart angeordnet ist, dass zwei vonein­ ander schallisolierte Räume (10, 20) ausgebildet sind, wo­ bei ein erster der Räume (10) die erste Komponentengruppe beinhaltet und ein zweiter der Räume (20) die zweite Kom­ ponentengruppe beinhaltet.

2. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 1, wobei wenigstens die erste Komponentengruppe keine unmittelbaren Berührflächen mit der Schallisolierung aufweist.

3. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Schallisolierung einen Vakuumbehälter (34) um­ fasst.

4. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 3, wobei der Vakuum­ behälter (34) wenigstens in einem an den Untersuchungsraum (24) angrenzenden Teil der Schallisolierung angeordnet ist.

5. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenigstens ein an den Untersuchungsraum (24) angren­ zender Teil der Schallisolierung aus einem die Magnetreso­ nanzbildgebung nicht störend beeinflussenden Material be­ steht.

6. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 5, wobei das Material einen glasfaser- und/oder aramidfaserverstärkten Kunststoff umfasst.

7. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schallisolierung eine schwere schallisolierende Wand (32) beinhaltet.

8. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 7, wobei die schwere schallisolierende Wand (32) als eine Wand eines Aufstellungs­ raumes des Magnetresonanzgeräts ausgebildet ist.

9. Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die schwere schallisolierende Wand (32) eine Öffnung umfasst.

10. Magnetresonanzgerät nach Anspruch 10, wobei als ein Teil der Schallisolierung ein im wesentlichen den Untersu­ chungsraum (24) umschließender Vakuumbehälter (34) an die Öffnung angefügt ist.