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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Ausführungsformen der Erfindung betreffen allgemein eine Hochfrequenz(HF)-Spule zur Verwendung in einem MR-System und insbesondere eine HF-Spule mit verbesserten Wärmeableiteigenschaften.
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Wenn eine Substanz wie menschliches Gewebe einem homogenen Magnetfeld (polarisierendes Feld B0) ausgesetzt wird, versuchen die einzelnen magnetischen Momente der Spins im Gewebe, sich nach diesem polarisierenden Feld auszurichten, präzedieren jedoch mit ihrer charakteristischen Larmorfrequenz in beliebiger Reihenfolge um dieses herum. Wenn die Substanz oder das Gewebe einem Magnetfeld (Anregungsfeld B1) ausgesetzt wird, das sich in der x-y-Ebene befindet und das nahe der Larmorfrequenz liegt, kann das ausgerichtete Gesamtmoment oder die ”Longitudinalmagnetisierung”, MZ, in die x-y-Ebene gedreht oder ”gekippt” werden, um ein magnetisches Gesamtmoment Mt in Querrichtung zu erzeugen. Nachdem das Anregungssignal B1 beendet ist, wird von den angeregten Spins ein Signal abgegeben und dieses Signal kann empfangen und verarbeitet werden, um ein Bild zu erzeugen.
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Wenn diese Signale zur Erzeugung von Bildern genutzt werden, werden Magnetfeldgradienten (Gx, Gy und Gz) verwendet. Der abzubildende Bereich wird üblicherweise in einer Abfolge von Messzyklen gescannt, in denen sich diese Gradienten in Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten konkreten Lokalisierungsverfahren ändern. Der sich ergebende Satz empfangener NMR-Signale wird digitalisiert und verarbeitet, um das Bild unter Verwendung eines von vielen bekannten Rekonstruktionsverfahrens zu rekonstruieren.
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Magnetresonanztomographiesysteme nutzen mindestens eine Hochfrequenz(HF)-Spule, die ein Hochfrequenz-Magnetfeld über einer Person anlegt und ein Magnetresonanzsignal, das von der Person abgegeben wird, erfasst. Dieses Senden und Empfangen kann mit einer einzelnen HF-Spule erfolgen oder mit separaten Spulen, die den entsprechenden Sende- und Empfangsvorgang vornehmen. Die HF-Spule oder -Spulen selbst sind aus elektrisch leitfähigen Elementen geformt, die mit verschiedenen elektrischen Bauteilen wie Kondensatoren, Dioden, Induktivitäten usw. verbunden sind. Wenn eine HF-Spule während des Betriebs Impulse aussendet, können diese elektrischen Bauteile eine beträchtliche Menge Wärme erzeugen. Sendet die HF-Spule über längere Zeit Impulse aus, kann dies schließlich zu stark erhöhten Temperaturen unter den und um die elektrischen Bauteile herum führen, was potenziell zum Ausfall dieser Bauteile und/oder zu Unannehmlichkeiten für den Patienten im MRT-Tunnel führen kann.
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Die hohen Temperaturen in der Nähe der elektrischen Bauteile der HF-Spule werden auch durch eine schlechte Wärmeableitung in dem Träger verschärft, auf dem diese elektrischen Bauteile montiert sind. Herkömmlicherweise wird zur Montage der elektrischen Bauteile das elektrische Isoliermaterial G10 FR4 verwendet, jedoch kann dieses Isoliermaterial bei hohen Temperaturen Wärme nicht wirksam ableiten und neigt deshalb dazu, mit der Zeit aufgrund der thermischen Beanspruchung Schaden zu nehmen. Weitere Verfahren zur Absenkung der Temperatur, die durch das Aussenden von Impulsen durch die HF-Spule über längere Zeit verursacht wird, können die Erhöhung der Stärke der HF-Röhre, auf der die HF-Spule montiert ist, die Erhöhung des Luftstroms über der HF-Spule oder die Absenkung der Lufteinlasstemperatur um die HF-Spule herum umfassen. Diese alternativen Verfahren bedeuten jedoch entweder eine Vergrößerung des Magnettunnels oder den Einbau eines größeren Wärmetauschers in das MR-System, was beides mit erheblichen Änderungen an der Ausgestaltung anderer MR-Teilsysteme (z. B. Magnet- und/oder Gradientenspule) verbunden und äußerst kostenintensiv ist.
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Es wäre deshalb wünschenswert, ein System und Verfahren zur Herstellung einer MRT-HF-Spule zu schaffen, die einen kostengünstigen Träger mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit aufweist, auf das die elektrischen Bauteile der HF-Spule montiert werden können.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen der Erfindung stellen ein MRT-Gerät bereit, das ein Magnetresonanztomographie(MRT)-System umfasst, das eine Vielzahl von Gradientenspulen aufweist, die um einen Tunnel eines Magneten herum angeordnet sind, und ein HF-Sende-Empfangs-System und einen HF-Schalter, der von einem Pulsmodul gesteuert wird, sodass HF-Signale an eine HF-Spulenanordnung übertragen werden, um MR-Bilder zu erfassen. Die HF-Spulenanordnung umfasst eine HF-Röhre, eine Vielzahl elektrisch leitfähiger Elemente, die um die HF-Röhre herum angeordnet und dafür eingerichtet sind, HF-Anregungspulse zu übertragen, eine Vielzahl elektrischer Bauteile, die mit den elektrisch leitfähigen Elementen gekoppelt sind, und mindestens einen wärmeleitenden Träger, der an der HF-Röhre montiert ist, wobei die Vielzahl elektrisch leitfähiger Elemente oder die Vielzahl elektrischer Bauteile an dem mindestens einen wärmeleitenden Träger montiert sind und in Wärmekontakt damit stehen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Hochfrequenz(HF)-Spule für ein Magnetresonanztomographiesystem eine HF-Röhre, eine Vielzahl elektrisch leitfähiger Elemente, die um die HF-Röhre angeordnet sind, und eine Vielzahl elektrischer Bauteile, die mit der Vielzahl elektrisch leitfähiger Elemente gekoppelt sind. Die HF-Spule umfasst ferner mindestens einen wärmeleitenden Träger, der an der HF-Röhre montiert ist, wobei die Vielzahl elektrischer Bauteile an dem mindestens einen wärmeleitenden Träger montiert sind und wobei der mindestens eine wärmeleitende Träger eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 150 W/mK aufweist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Hochfrequenz(HF)-Spule zur Verwendung in einem Magnetresonanztomographiesystem offenbart, wobei das Verfahren das Anordnen einer HF-Röhre um ein Volumen des Magnetresonanztomographiesystems, das Befestigen mindestens eines wärmeleitenden Trägers an der HF-Röhre, das Anordnen einer Vielzahl elektrisch leitfähiger Elemente, mit denen eine Vielzahl elektrischer Bauteile verbunden sind, um die HF-Röhre herum, und das Befestigen der Vielzahl elektrisch leitfähiger Elemente und/oder der Vielzahl elektrischer Bauteile an dem mindestens einen wärmeleitenden Träger umfasst.
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Verschiedene weitere Merkmale und Vorteile werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Zeichnungen veranschaulichen vorliegend betrachtete Ausführungsformen für die Ausführung der Erfindung.
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In den Zeichnungen:
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ist 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines beispielhaften MR-Tomographiesystems zur Verwendung bei einer Ausführungsform der Erfindung.
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ist 2 eine Seitenansicht einer HF-Spulenanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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ist 3 eine perspektivische Ansicht einer HF-Spulenanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es ist ein System zur Ableitung von Wärme in einer und um eine HF-Spule eines Magnetresonanztomographie(MRT)-Systems unter Verwendung eines sehr gut wärmeleitenden Trägermaterials dargestellt, wobei Bauteile der HF-Spule an dem wärmeleitenden Träger montiert sind.
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Mit Bezug auf 1 sind die Hauptbestandteile eines Magnetresonanztomographie(MRT)-Systems 10, das eine Ausführungsform der Erfindung enthält, dargestellt. Der Betrieb des Systems wird bei bestimmten Funktionen von einem Bedienpult 12 aus gesteuert, das in diesem Beispiel eine Tastatur oder ein anderes Eingabegerät 13, ein Bedienfeld 14 und einen Bildschirm 16 aufweist. Das Pult 12 kommuniziert über eine Verbindung 18 mit einem separaten Computersystem 20, mit dem eine Bedienperson die Erzeugung und Anzeige von Bildern auf dem Bildschirm 16 steuern kann. Das Computersystem 20 weist mehrere Module auf, die über eine Rückwandplatine 20a miteinander kommunizieren. Diese Module umfassen ein Bildverarbeitungsmodul 22, ein CPU-Modul 24 und ein Speichermodul 26, das im Fachgebiet als Bildpufferspeicher zum Speichern von Bilddatenfeldern bekannt ist. Das Computersystem 20 kommuniziert über eine serielle Hochgeschwindigkeitsverbindung 34 mit einer separaten Systemsteuerung 32. Das Eingabegerät 13 kann eine Maus, einen Joystick, eine Tastatur, einen Trackball, einen berührungsempfindlichen Bildschirm, einen Lesestift, eine Sprachsteuerung, ein Kartenlesegerät, eine Drucktaste oder ein ähnliches oder gleichwertiges Eingabegerät umfassen und kann für die interaktive Geometrieplanung verwendet werden.
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Die Systemsteuerung 32 umfasst eine Reihe von Modulen, die über eine Rückwandplatine 32a miteinander verbunden sind. Diese umfassen ein CPU-Modul 36 und ein Pulsgeneratormodul 38, das über eine serielle Verbindung 40 mit dem Bedienpult 12 verbunden ist. Über die Verbindung 40 empfängt die Systemsteuerung 32 Befehle von der Bedienperson, um die Scansequenz anzugeben, die durchgeführt werden soll. Das Pulsgeneratormodul 38 steuert die Systembestandteile, sodass die gewünschte Scansequenz ausgeführt wird, und erzeugt Daten, die den Zeitpunkt, die Stärke und die Form der erzeugten HF-Impulse sowie den Zeitpunkt und die Größe des Datenerfassungsfensters angeben. Das Pulsgeneratormodul 38 ist mit einer Gruppe von Gradientenverstärkern 42 verbunden, um den Zeitpunkt und die Form der Gradientenpulse, die während des Scans erzeugt werden, anzugeben. Das Pulsgeneratormodul 38 kann auch Patientendaten von einer physiologischen Erfassungssteuerung 44 empfangen, die Signale von mehreren verschiedenen Sensoren empfängt, die an den Patienten angeschlossen sind, beispielsweise EKG-Signale von Elektroden, die am Patienten befestigt sind. Das Pulsgeneratormodul 38 ist schließlich mit einer Untersuchungsraum-Schnittstellenschaltung 46 verbunden, die Signale von verschiedenen Sensoren, die mit dem Zustand des Patienten und des Magnetsystems in Zusammenhang stehen, empfängt. Ebenfalls über die Arbeitsraum-Schnittstellenschaltung 46 empfängt ein Patientenlagerungssystem 48 Befehle, um den Patienten in die gewünschte Position für den Scan zu bewegen.
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Die Gradientenwellenformen, die von dem Pulsgeneratormodul 38 erzeugt werden, werden dem Gradientenverstärkersystem 42 mit den Verstärkern für Gx, Gy und Gz bereitgestellt. Jeder Gradientenverstärker regt eine entsprechende materielle Gradientenspule in einer Gradientenspulenanordnung an, die ganz allgemein mit 50 bezeichnet ist, um die Magnetfeldgradienten zu erzeugen, die zur Ortskodierung erfasster Signale verwendet werden. Die Gradientenspulenanordnung 50 bildet einen Teil einer Resonanzanordnung 52, die einen Polarisationsmagneten 54 und eine Ganzkörper-HF-Spule 56 aufweist. Ein Sende-Empfangs-Modul 58 in der Systemsteuerung 32 erzeugt Impulse, die von einem HF-Verstärker 60 verstärkt werden und über einen Sende-Empfangs-Schalter 62 mit der HF-Spule 56 gekoppelt sind. Die entstehenden Signale, die von den angeregten Kernen im Patienten abgegeben werden, können von derselben HF-Spule 56 erfasst und über den Sende-Empfangs-Schalter 62 mit einem Vorverstärker 64 gekoppelt werden. Die verstärkten MR-Signale werden im Empfängerabschnitt der Sende-Empfangs-Einrichtung 58 demoduliert, gefiltert und digitalisiert. Der Sende-Empfangs-Schalter 62 wird von einem Signal des Pulsgeneratormoduls 38 gesteuert, sodass er im Sendemodus den HF-Verstärker 60 elektrisch mit der Spule 56 verbindet und im Empfangsmodus den Vorverstärker 64 mit der Spule 56 verbindet. Mit dem Sende-Empfangs-Schalter 62 kann auch eine separate HF-Spule (zum Beispiel eine Oberflächenspule) entweder im Sende- oder im Empfangsmodus verwendet werden.
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Die MR-Signale, die von der HF-Spule 56 erfasst werden, werden von dem Sende-Empfangs-Modul 58 digitalisiert und an ein Speichermodul 66 in der Systemsteuerung 32 übertragen. Ein Scan ist abgeschlossen, wenn eine Matrix aus k-Raum-Rohdaten in dem Speichermodul 66 erfasst wurde. Diese k-Raum-Rohdaten werden in einzelne k-Raum-Datenmatrizen für jedes zu rekonstruierende Bild umgruppiert und jede davon wird an einen Matrixprozessor 68 weitergegeben, der die Daten mittels Fourier-Transformation in eine Matrix aus Bilddaten umwandelt. Diese Bilddaten werden über die serielle Verbindung 34 an das Computersystem 20 übertragen, wo sie im Speicher gespeichert werden. Als Reaktion auf Befehle, die von dem Bedienpult 12 empfangen werden, oder auf eine andere Vorgabe der Systemsoftware hin können diese Bilddaten im Langzeitspeicher archiviert werden oder können vom Bildprozessor 22 weiter verarbeitet werden und an das Bedienpult 12 übertragen und auf dem Bildschirm 16 dargestellt werden.
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Während des Betriebs des MRT-Systems verursacht das Aussenden von Impulsen durch die HF-Spule über längere Zeit eine erhebliche Wärmeentwicklung bei verschiedenen Bauteilen der HF-Spule. Insbesondere die elektrischen Bauteile der HF-Spule (z. B. Kondensatoren, Induktivitäten, Dioden) erzeugen während des Betriebs Wärme, wodurch die Temperatur in den Bereichen, die diese elektrischen Bauteile umgeben, ansteigt. Diese hohen Temperaturen können möglicherweise zum Ausfall der Bauteile selbst oder zu Schäden an den umgebenden Strukturen aufgrund thermischer Beanspruchung führen. Überschusswärme von den HF-Spulenbauteilen kann ferner auch die Temperatur im Tunnel des MRT-Systems erhöhen, wodurch der Patientenkomfort sinkt. Bestimmte Materialien trennen zwar im Allgemeinen die HF-Spule und zugehörige Bauteile von dem MRT-Tunnel, jedoch weisen diese Materialien im Allgemeinen schlechte Wärmeableiteigenschaften auf. Es besteht deshalb Bedarf an einer HF-Spule mit verbesserten thermischen Eigenschaften, wie hier ausführlicher beschrieben wird.
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Mit Bezug auf 2 ist eine HF-Spulenanordnung 200 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die HF-Spulenanordnung 200 umfasst eine HF-Röhre 202, die den Tunnel des MRT-Systems umgibt, wie es bei der Ganzkörper-HF-Spule 56, die in 1 dargestellt ist, zutrifft. Alternativ könnte die HF-Spulenanordnung 200 als Kopfspule oder andere geeignete HF-Spule zur Verwendung bei MRT-Anwendungen eingerichtet sein. Umgeben wird die HF-Röhre 202 von einer HF-Spule 204, die eine Vielzahl der elektrisch leitfähigen Elemente 206 sowie eine Vielzahl der elektrischen Bauteile 208 aufweist, die mit den elektrisch leitfähigen Elementen 206 gekoppelt sind. Die Vielzahl der elektrisch leitfähigen Elemente 206 sind im Allgemeinen aus Kupfer geformt, können jedoch aus (einem) anderen geeigneten elektrisch leitfähigen Material(ien) hergestellt sein. Die Vielzahl der elektrischen Bauteile 208 der HF-Spule 204 können alle geeigneten Elemente wie Kondensatoren, Dioden, Induktivitäten usw. sein. Die elektrischen Bauteile 208 können auf Leiterplatten (PCB) montiert sein, die selbst mit den elektrisch leitfähigen Elementen 206 der HF-Spule 204 gekoppelt sein können.
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Wenn während des Betriebs des MR-Systems Strom an die HF-Spule 204 angelegt wird, wird von den elektrischen Bauteilen 208 und den elektrisch leitfähigen Elementen 206 der HF-Spule 204 Wärme erzeugt. Um viel von dieser Wärme in den Bereichen, die die HF-Spule 204 umgeben, ableiten zu können, weist die HF-Spulenanordnung 200 eine Vielzahl der wärmeleitenden Träger 210 auf, die zwischen der HF-Röhre 202 und der HF-Spule 204 angeordnet sind. Wie 2 zeigt, ist jedes aus der Vielzahl der elektrischen Bauteile 208 auf den wärmeleitenden Trägern 210 montiert, die wiederum an der HF-Röhre 202 montiert sind, wodurch eine Sperre zwischen den wärmeerzeugenden Bauteilen der HF-Spule 204 und der HF-Röhre 202 entsteht. Jeder wärmeleitende Träger 210 ist ein polierter Träger mit einer Wärmeleitzahl von mindestens 150 W/mK, wodurch eine wirksame Ableitung von Wärme von der Vielzahl der elektrischen Bauteile 208 und der elektrisch leitfähigen Elemente 206 möglich ist, während gleichzeitig die MRT-Tunnel-Oberfläche der HF-Röhre 202 relativ kühl gehalten wird. Die wärmeleitenden Träger 210 können aus jedem geeigneten Material mit den zuvor beschriebenen Wärmeleitfähigkeitseigenschaften geformt sein, beispielsweise Aluminiumnitrid. Die wärmeleitenden Träger 210 können darüber hinaus eine Stärke von ungefähr 0,5 mm aufweisen.
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Abgesehen davon, dass sie gute Wärmeleitfähigkeitseigenschaften aufweisen, sind die wärmeleitenden Träger 210 auch dafür eingerichtet, einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand (über 1014 ohm cm) und eine hohe Durchschlagfestigkeit (über 15 kV/mm) aufzuweisen, damit sie die hohe Überspannung aushalten, die während der HF-Übertragung erzeugt wird. Des Weiteren sind die wärmeleitenden Träger 210 vorzugsweise aus einem flammhemmenden Material geformt. Durch die Verwendung solcher wärmeleitenden Träger sind weniger andere Formen der HF-Spulenkühlung erforderlich und die HF-Röhre kann dünner sein, wodurch die HF-Leistung der HF-Spule während des Betriebs verbessert werden kann.
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Die HF-Spulenanordnung 200, die in 2 dargestellt ist, umfasst zwar eine Vielzahl der wärmeleitenden Träger 210, die lediglich an den Stellen der elektrischen Bauteile 208 befestigt sind, jedoch sind Ausführungsformen der Erfindung nicht darauf beschränkt. Mit Bezug auf 3 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung dargestellt. 3 veranschaulicht eine HF-Spulenanordnung 300, die eine HF-Röhre 302, eine HF-Spule 304 und einen wärmeleitenden Träger 306, der an einer Fläche der HF-Röhre 302 zwischen der HF-Röhre 302 und der HF-Spule 304 befestigt ist, umfasst. Auch wenn es nicht eindeutig in 3 dargestellt ist, sollte es sich verstehen, dass die HF-Spule 304 eine Vielzahl von elektrischen Bauteilen und eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Elementen aufweist, die denen ähneln, die mit Bezug auf 2 dargestellt sind. Im Gegensatz zur HF-Spulenanordnung 200, die in 2 dargestellt ist, ist der wärmeleitende Träger 306 nicht allein auf Stellen angrenzend an die elektrischen Bauteile der HF-Spule 304 beschränkt, sondern kann auch angrenzend an die und thermisch gekoppelt mit der gesamten HF-Spule 304 angeordnet sein. Eine derartige Anordnung ermöglicht eine zusätzliche Wärmeableitung um alle Bauteile der HF-Spule 304, nicht nur die Bereiche, in denen sich elektrische Bauteile (z. B. Kondensatoren, Induktivitäten usw.) der HF-Spule 304 befinden. In einer weiteren Ausführungsform, die nicht in 3 dargestellt ist, kann der wärmeleitende Träger alternativ nur an den Punkten der HF-Röhre, an denen die elektrischen Bauteile und elektrisch leitfähigen Elemente der HF-Spule angeordnet sind, befestigt sein, wodurch sich die Materialmenge verringert, die beim Formen des wärmeleitenden Trägers verwendet wird, während gleichzeitig eine erhebliche Wärmeableitung erhalten bleibt.
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Im Gegensatz zu anderen möglichen Trägermaterialien leitet der sehr gut wärmeleitende Träger, der mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben ist, Wärme, die von den HF-Spulenbauteilen abgegeben wird, wirksam ab, um die Wahrscheinlichkeit eines Bauteilausfalls zu verringern und den Patientenkomfort im Tunnel des MRT-Systems zu verbessern. Wenn die HF-Spule beispielsweise 70 Sekunden lang Impulse aussendet, können andere Trägermaterialien mit anfänglicher Umgebungstemperatur eine viel höhere Temperatur erreichen, die zu einem Materialversagen des Trägers und übermäßiger Erwärmung der HF-Röhre führt. Umgekehrt kann, wenn die HF-Spule entsprechend 70 Sekunden lang Impulse aussendet, das wärmeleitende Trägermaterial der Erfindung eine viel geringere Höchsttemperatur erreichen, die nicht zu Materialschäden am Träger oder an den umgebenden Bauteilen führt. Der wärmeleitende Träger der Erfindung leitet folglich Wärme wirksam von der HF-Spule und zugehörigen Bauteilen weg, ohne die HF-Röhre wesentlich zu erwärmen und ohne die elektrische Leitfähigkeit der erwärmten Bereiche zu erhöhen.
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Auch wenn die Ausführungsformen, die mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben sind, die Verwendung des wärmeleitenden Materials lediglich als Träger für die HF-Spule und zugehörige Bauteile vorsehen, sind Ausführungsformen der Erfindung nicht darauf beschränkt. In einer weiteren Ausführungsform können zum Beispiel der Stab, der Endring und die Entkopplungsleiterplatten einer HF-Spule unter Verwendung desselben sehr gut wärmeleitenden Materials hergestellt werden. Auch Platinenkondensatoren mit Dielektrikum oder verteilte Kondensatoren (doppelseitige Leiterplatten) der HF-Spule können unter Verwendung des sehr gut wärmeleitenden Materials hergestellt werden. Die HF-Röhre selbst kann zusätzlich mit dem sehr gut wärmeleitenden Material bedeckt (oder daraus aufgebaut) sein, wodurch die HF-Spulenanordnung vollständig flammhemmend wird.
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Frühere Verfahren zur Absenkung der Temperatur in der und um die HF-Spule des MRT-Systems umfassten die Erhöhung der Stärke der HF-Röhre, auf der die HF-Spule montiert ist, die Erhöhung des Luftstroms zur HF-Spule und/oder die Absenkung der Lufteinlasstemperatur an der HF-Spule. Bei diesen Wärmeableitungsverfahren ist jedoch entweder eine Vergrößerung des Magnettunnels oder der Einbau eines größeren Wärmetauschers in das MR-System erforderlich, was wiederum erhebliche Änderungen an der Ausgestaltung anderer MR-Teilsysteme (z. B. Magnet- und/oder Gradientenspule) bedeutet und das System erheblich teurer macht. Durch die Verwendung des wärmeleitenden Trägers der Erfindung wird eine kostengünstige Wärmeableitung um die HF-Spule herum mit geringen bis keinen Änderungen an anderen bestehenden MR-Teilsystemen erreicht.
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Eine Ausführungsform der Erfindung stellt deshalb ein MRT-Gerät bereit, das ein Magnetresonanztomographie(MRT)-System umfasst, das eine Vielzahl von Gradientenspulen aufweist, die um einen Tunnel eines Magneten herum angeordnet sind, und ein HF-Sende-Empfangs-System und einen HF-Schalter, der von einem Pulsmodul gesteuert wird, sodass HF-Signale an eine HF-Spulenanordnung übertragen werden, um MR-Bilder zu erfassen. Die HF-Spulenanordnung umfasst eine HF-Röhre, eine Vielzahl elektrisch leitfähiger Elemente, die um die HF-Röhre herum angeordnet und dafür eingerichtet sind, HF-Anregungspulse zu übertragen, eine Vielzahl elektrischer Bauteile, die mit den elektrisch leitfähigen Elementen gekoppelt sind, und mindestens einen wärmeleitenden Träger, der an der HF-Röhre montiert ist, wobei die Vielzahl elektrisch leitfähiger Elemente oder die Vielzahl elektrischer Bauteile an dem mindestens einen wärmeleitenden Träger montiert sind und in Wärmekontakt damit stehen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Hochfrequenz(HF)-Spule für ein Magnetresonanztomographiesystem eine HF-Röhre, eine Vielzahl elektrisch leitfähiger Elemente, die um die HF-Röhre angeordnet sind, und eine Vielzahl elektrischer Bauteile, die mit der Vielzahl elektrisch leitfähiger Elemente gekoppelt sind. Die HF-Spule umfasst ferner mindestens einen wärmeleitenden Träger, der an der HF-Röhre montiert ist, wobei die Vielzahl elektrischer Bauteile an dem mindestens einen wärmeleitenden Träger montiert sind und wobei der mindestens eine wärmeleitende Träger eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 150 W/mK aufweist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Hochfrequenz(HF)-Spule zur Verwendung in einem Magnetresonanztomographiesystem offenbart, wobei das Verfahren das Anordnen einer HF-Röhre um ein Volumen des Magnetresonanztomographiesystems, das Befestigen mindestens eines wärmeleitenden Trägers an der HF-Röhre, das Anordnen einer Vielzahl elektrisch leitfähiger Elemente, mit denen eine Vielzahl elektrischer Bauteile verbunden sind, um die HF-Röhre herum, und das Befestigen der Vielzahl elektrisch leitfähiger Elemente und/oder der Vielzahl elektrischer Bauteile an dem mindestens einen wärmeleitenden Träger umfasst.
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In dieser schriftlichen Beschreibung werden Beispiele verwendet, um die Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsform, zu offenbaren und auch um es einem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung anzuwenden, einschließlich der Herstellung und Benutzung von Vorrichtungen oder Systemen und der Durchführung von darin enthaltenen Verfahren. Der patentierbare Geltungsbereich der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, an die der Fachmann denkt. Diese weiteren Beispiele sollen in den Geltungsbereich der Ansprüche fallen, wenn sie Strukturelemente aufweisen, die nicht vom genauen Wortlaut der Ansprüche abweichen oder wenn sie gleichwertige Strukturelemente mit unwesentlichen Unterschieden zum genauen Wortlaut der Ansprüche umfassen.
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Ein MRT-Gerät und MRT-Verfahren sind offenbart, die ein Magnetresonanztomographie(MRT)-System umfassen, das eine Vielzahl von Gradientenspulen aufweist, die um einen Tunnel eines Magneten herum angeordnet sind, und ein HF-Sende-Empfangs-System und einen HF-Schalter, der von einem Pulsmodul gesteuert wird, sodass HF-Signale an eine HF-Spulenanordnung übertragen werden, um MR-Bilder zu erfassen. Die HF-Spulenanordnung umfasst eine HF-Röhre, eine Vielzahl elektrisch leitfähiger Elemente, die um die HF-Röhre herum angeordnet und dafür eingerichtet sind, HF-Anregungspulse zu übertragen, eine Vielzahl elektrischer Bauteile, die mit den elektrisch leitfähigen Elementen gekoppelt sind, und mindestens einen wärmeleitenden Träger, der an der HF-Röhre montiert ist, wobei die Vielzahl elektrisch leitfähiger Elemente oder die Vielzahl elektrischer Bauteile an dem mindestens einen wärmeleitenden Träger montiert sind und in Wärmekontakt damit stehen.
