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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Kernspintomographie
(Synonym: Magnetresonanztomographie; MRT) wie sie in der Medizin
zur Untersuchung von Patienten Anwendung findet. Dabei bezieht sich
die vorliegende Erfindung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 auf ein Kernspintomographiegerät, dessen Trägerrohr
der Körperspule
(engl.: Body-Coil)
durch Vakuumguss- bzw. Vakuumdruckguss-Verfahren erzeugt wird, siehe
DE 198 38 390 A1 .
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Die
MRT basiert auf dem physikalischen Phänomen der Kernspinresonanz
und wird als bildgebendes Verfahren seit über 15 Jahren in der Medizin
und in der Biophysik erfolgreich eingesetzt. Bei dieser Untersuchungsmethode
wird das Objekt einem starken, konstantem Magnetfeld ausgesetzt. Dadurch
richten sich die Kernspins der Atome in dem Objekt, welche vorher
regellos orientiert waren, aus. Hochfrequenzwellen können nun
diese "geordneten" Kernspins zu einer
bestimmten Schwingung anregen. Diese Schwingung erzeugt in der MRT
das eigentliche Messsignal, welches mittels geeigneter Empfangsspulen
aufgenommen wird. Durch den Einsatz inhomogener Magnetfelder, erzeugt
durch Gradientenspulen, kann dabei das Messobjekt in alle drei Raumrichtungen
räumlich
kodiert werden. Das Verfahren erlaubt eine freie Wahl der abzubildenden Schicht,
wodurch Schnittbilder des menschlichen Körpers in allen Richtungen aufgenommen
werden können.
Die MRT als Schnittbildverfahren in der medizinischen Diagnostik,
zeichnet sich in erster Linie als "nicht-invasive" Untersuchungsmethode durch ein vielseitiges
Kontrastvermögen
aus. Die MRT verwendet heute Anwendungen mit hoher Gradientenleistung,
die bei Messzeiten in der Größenordnung von
Sekunden und Minuten eine exzellente Bildqualität ermöglichen.
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Die
ständige
technische Weiterentwicklung der Komponenten von MRT-Geräten, und
die Einführung
schneller Bildgebungssequenzen eröffnete der MRT immer mehr Einsatzgebiete
in der Medizin. Echtzeitbildgebung zur Unterstützung der minimalinvasiven
Chirurgie, funktionelle Bildgebung in der Neurologie und Perfussionsmessung
in der Kardiologie sind nur einige wenige Beispiele.
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5 zeigt
einen schematischen Schnitt durch ein MRT-Gerät nach Stand der Technik. Der Schnitt
zeigt weitere Komponenten des Innenraums den der Grundfeldmagnet 1 umschließt. Der
Grundfeldmagnet 1 enthält
supraleitende Magnetspulen die sich in flüssigem Helium befinden und
ist von einer Magnethülle 12 in
Form eines zweischaligen Kessels umgeben. Für eine Konstanthaltung der
Temperatur ist der außen
an der Magnethülle 12 angebrachte
sogenannte Kaltkopf 15 verantwortlich. In dem von der Magnethülle 12 (auch
Magnetgefäß genannt)
umschlossenen Innenraum ist über
Tragelemente 7 die Gradientenspule 2 konzentrisch
eingehängt.
Im Innern der Gradientenspule 2 ist wiederum ein Tragrohr
mit der darauf aufgebrachten Hochfrequenz-Antenne ebenfalls konzentrisch
eingebracht. Tragrohr und HF-Antenne werden im Folgenden als HF-Resonator
oder als "Körperspule" (engl.: Body-Coil,
BC) 13 bezeichnet. Gradientenspule 2 und Körperspule 13 stellen
somit zwei ineinandergeschobene Zylinder dar, deren radialer Abstand – in Form eines
Luftspalts – nur
etwa 3cm beträgt.
Die HF-Antenne hat die Aufgabe, die von einem Leistungssender abgegebenen
HF-Pulse in ein magnetisches Wechselfeld zur Anregung der Atomkerne
des Patienten 18 umzusetzen und anschließend das
von dem präzedierenden
Kernmoment ausgehende Wechselfeld in eine dem Empfangszweig zugeführte Spannung
zu wandeln. Der obere Teil der Körperspule 13 ist über eine
aus designtechnischen Gründen
trichterförmige
Verkleidung 29 mit der Magnethülle 12 mechanisch
verbunden. An den unteren Teil der Körperspule 13 sind
angrenzend sogenannte Zungen 30 montiert (siehe 6) über die
die Körperspule 13 wiederum über eine
Verkleidung 29 sowie mittels Tragelementen 7 mit
dem unteren Teil der Mag nethülle 12 mechanisch
verbunden ist. Die Zungen 30 sowie die Körperspule 13 sind
mit Liegenschienen 33 mechanisch verstärkt. Unter Umständen werden
zur Körperspule 13 die
Zungen 30 hinzugerechnet. Der Patient 18 wird
auf einer Patientenliege 19 über Gleitschienen 17 in
die Öffnung
bzw. den Innenraum des Systems eingefahren. Die Patientenliege ist
auf einem vertikal verstellbaren Tragrahmen 16 gelagert.
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Die
Gradientenspule 2 besteht ebenfalls aus einem Tragrohr 6 das
auf der Außenseite
drei Teilwicklungen (Teilspulen) aufweist, die ein dem jeweils eingeprägten Strom
proportionales, räumlich
jeweils zueinander senkrechtes Gradientenfeld erzeugen. Auf der
Innenseite des Tragrohrs 6 ist ein sogenannter Hochfrequenzschirm
(HF-Schirm) 20 aufgebracht, der die Teilspulen gegen das
Hochfrequenzfeld der HF-Antenne abschirmt. Wie in 7 dargestellt
umfaßt
die Gradientenspule 2 eine x-Spule 3, eine y-Spule 4 und
eine z-Spule 5, die jeweils um das Tragrohr 6 gewickelt
sind und so ein Gradientenfeld zweckmäßigerweise in Richtung der
kartesischen Koordinaten x, y und z erzeugen. Jede dieser Spulen ist
mit einer eigenen Stromversorgung ausgestattet um unabhängige Strompulse
entsprechend der in der Pulssequenzsteuerung programmierten Folge
amplituden- und zeitgenau zu erzeugen. Die erforderlichen Ströme liegen
bei etwa 250 A. Da die Gradientenschaltzeiten so kurz wie möglich sein
sollen, sind Stromanstiegsraten in der Größenordnung von 250 kA/s nötig. In
einem außerordentlich
starken Magnetfeld wie es der Grundfeldmagnet 1 erzeugt
(typischerweise zwischen 0,22 bis 1,5 Tesla) sind mit derartigen
Schaltvorgängen
aufgrund der dabei auftretenden Lorentzkräfte starke mechanische Schwingungen
verbunden die zu erheblichem Lärm
führen.
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Insbesondere
der Lärmentstehungsweg über das
Innere des MRT-Gerätes, d.h.
Produktion von Lärm
durch Vibration der Gradientenspule und Übertragen des Lärms auf
das in der Gradientenspule befindliche Tragrohr, welches diesen
nach Innen an den Patienten und den Innenraum abstrahlt, wird gemäß der bereits
zitierten
DE 198 38
390 A1 durch ein schallschluckendes Material, welches den
Zwischenraum zwischen Tragkörper
und Gradientenfeld-Magnetsystem ausfüllt, blockiert. Demgemass weist
das MRT-Gerät
ein Grundfeld-Magnetsystem auf, welches mit einer Schalldämmanordnung
verbunden ist und das Gradientenfeld-Magnetsystem gegenüber dem
(Patienten-)Innenraum lärmtechnisch
abkapselt.
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Weiterhin
ist es bekannt, Lärmentstehung durch
einen kompakteren Aufbau und dadurch verbundener höherer mechanischer
Festigkeit zu vermindern. So offenbart die
DE 198 36 588 A1 ein Überprüfungsverfahren
zum Überprüfen der
elektromechanischen Stabilität
des Vergusses von vergossenen Leiterstrukturen insbesondere in den
entsprechenden Bereichen von Gradientenspulen, Bodyresonatoren (Body-Coils
bzw. Körperspulen)
sowie Kombinationen derselben.
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Die
DE 197 22 211 A1 offenbart
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer aktiv geschirmten
Gradientenspulenanordnung, deren verbesserte Steifigkeit durch miteinander
vergossenen Gradientenspulen und gegebenenfalls zusätzlichen
Funktionseinheiten und Versteifungskomponenten erreicht wird.
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In
der nachveröffentlichten
WO 03/087862 A1 ist
ein Kernspintomographiegerät
mit einem Gradientenspulensystem beschrieben, dessen Körperspule
im oberen und unteren Bereich der vorderen Stirnseite mit einer
trichterförmigen
Aufweitung über die
Gradientenspule hinaus verlängert
ist.
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Folgende
Anforderungen werden an die Körperspule 13 eines
MRT-Gerätes
gestellt:
Aus Platzgründen
kann nur eine Rohrwandstärke
bis zu 10mm toleriert werden. Das Material der Körperspule sollte eine möglichst
geringe Leistungsabsorption von HF-Leistung aufweisen, muß also elektrisch nichtleitend
sein. Die Körperspule
muß MR-kompatibel
sein, d.h. nicht-bildgebend im Sinne der Magnetresonanz (es darf
beispielsweise kein Wasser enthalten).
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Da
die Körperspule
die Patientenliege mit Patient tragen soll muß die Körperspule eine hohe mechanische
Formstabilität
aufweisen. Um den vorwiegend von der Gradientenspule erzeugten Lärm bestmöglich abzuschirmen,
soll die Körperspule möglichst
lang sein ohne Unterbrechungen aufzuweisen. Aus designtechnischen
Gründen
soll die trichterförmige
Aufweitung (Verkleidung 29) des Patiententunnels allerdings
auch soweit innen wie möglich beginnen,
was aber zu einer sehr kurzen Körperspule führt und
die lärmtechnischen
Anforderungen nicht erfüllt.
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Bei
den bisherigen Lösungen
nach dem Stand der Technik werden für eine Körperspule kurze zylindrische
Gfk-Rohre aus Epoxid-Harz
verwendet, auf welche die Funktionselemente der HF-Antenne in Form von
flächigen
Kupferleitern aufgebracht werden. Zur Herstellung solcher Rohre
wird ein Dorn unter Rotation mit harzgetränkten Glasfasersträngen (Rovings)
umwickelt und (eventuell unter Wärmeeinbringung)
ausgehärtet.
Bei dieser Lösung
handelt es sich um Kompromisse, die jeweils einen klaren Nachteil
bezüglich
einem der beiden Aspekte Lärm
oder Design haben: Die Körperspule
ist zwar kurz, die trichterförmige
Aufweitung ist jedoch nicht Teil der Körperspule sondern besteht aus
einem eigenen Kunststoffteil (Verkleidung 29). Dieses erfüllt die lärmreduzierenden
Anforderungen nur unzureichend, da ihm die notwendige Masse und
Steifigkeit fehlen. Zum andern stellt auch die Schnittstelle zwischen
Körperspule
und trichterförmiger
Verkleidung eine akustische Schwachstelle dar.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Lärm← und Design-Eigenschaften sowie die
elektro-mechanische Stabilität
eines Kernspintomographiegerätes
zu optimieren.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch
die Merkmale des unabhängigen
Anspruchs gelöst.
Die abhängigen
Ansprüche
bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter
Weise weiter.
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Es
wird ein Kernspintomographiegerät
beansprucht, welches einen Magnetkörper aufweist. Dieser ist umgeben
von einer Magnethülle
die einen Innenraum umgibt und begrenzt, wobei sich in diesem Innenraum
ein Gradientenspulensystem und in diesem wiederum eine eine HF-Antenne
und ein Tragrohr aufweisende vakuumvergossene Körperspule als innerer Kapselungszylinder
befindet und die Magnethülle
und das Gradientenspulensystem von der Körperspule und einer Blende
an den Stirnseiten und im Innenraum sowohl optisch als auch akustisch abgeschlossen
sind. Erfindungsgemäß ist die
Körperspule
so gegossen, dass sie bei gleichzeitig trichterförmiger Aufweitung im oberen
Bereich an einer oder an beiden Stirnseiten über die Gradientenspule hinaus
verlängert
ist und Funktionselemente aufweist, die mit der Körperspule
zu einer Einheit vergossen sind.
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Eine
derartig hergestellte Körperspule
bringt eine weitere Anzahl von Vorteilen mit sich.
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Zum
einen erlaubt eine so vergossene Körperspule bei der Formgebung
wesentlich mehr Freiheitsgrade.
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Falls
im unteren Bereich der Körperspule Zungen
und/oder Liegenschienen vorgesehen sind können diese erfindungsgemäß mit der
Körperspule zu
einer Einheit vergossen werden was zu einer erheblich besseren mechanischen
Gesamtstabilität führt.
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Die
Funktionsweise der HF-Antenne bzw. deren Abschirmung durch den HF-Schirm
kann durch die Herstellung der Körperspule
mittels Vakuumguss- oder Vakuumdruckgussverfahren stark verbessert
werden, indem Funktionselemente der HF-Antenne der Körperspule
auf beliebigem Radius mit der Körperspule
vergos sen ist. Genauso können Kapazitäten der
HF-Antenne als konkrete Bauelemente oder sich überlappende Strukturen eingegossen
werden und sind dadurch gegen äußere Überschläge oder
andere störende
Effekte optimal geschützt.
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Durch
die Herstellung der Körperspule
mittels Vakuumguss← oder
Vakuumdruckgussverfahren können
auch Kühlelemente
in die Körperspule
eingegossen werden, welche somit einen weitaus höheren Wirkungsgrad besitzen
als Kühlelemente
die auf die Oberfläche
der Körperspule
aufgebracht sind.
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In
Tragrohr-Bereichen hoher elektrischer Feldintensität kann bei
der Herstellung der Körperspule
mittels Vakuumguss- oder Vakuumdruckgussverfahren in die Gussform
lokal Material mit kleiner Dielektrizitätskonstante eingebracht und
anschließend
vergossen werden, wodurch dielektrische Verluste gering gehalten
werden bzw. die kapazitive Ankopplung des HF-Feldes an den Patienten
verbessert wird.
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Vorteilhaft
können
mechanisch schwache Bereiche der Oberfläche der Körperspule beispielsweise dadurch
verstärkt
werden, indem die Verstärkung
bereits vor dem Vergießen
in die Gussform eingebracht wird.
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Zur
Verstärkung
werden erfindungsgemäß Rovings
und/oder Gewebematten und/oder Prepregs verwendet.
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Ebenso
vorteilhaft kann das Vergussmaterial durch Zugabe von Füllstoffen
optimiert werden.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung
werden nun anhand von Ausführungsbeispielen
bezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt
einen schematischen Schnitt durch ein MRT-Gerät mit einer erfindungsgemäßen Körperspule,
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2 zeigt
einen schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße in die
Gradientenspule eingehängte
Körperspule
im Detail,
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3a zeigt
einen ersten Schnitt durch die Lagerung der Körperspule nach dem Stand der
Technik die in Form eines Spritzgussteiles auf die gewickelte Körperspule
aufgeklebt wird,
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3b zeigt
die Draufsicht der Lagerung als aufzuklebendes Spritzgussteil,
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3c zeigt
einen zweiten Schnitt durch die Lagerung,
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4a zeigt
einen Schnitt durch eine Lagerung der erfindungsgemäßen Körperspule
die mit der Körperspule
vergossen ist,
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4b zeigt
die Draufsicht auf die Lagerung der erfindungsgemäßen Körperspule,
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5 stellt
gemäß dem Stand
der Technik einen schematischen Schnitt durch ein MRT-Gerät mit herkömmlicher
Körperspule
dar,
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6 zeigt
eine perspektivische Darstellung der Körperspule nach dem Stand der
Technik und
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7 zeigt
eine perspektivische Darstellung der Gradientenspule mit den drei
Teilwicklungen und dem HF-Schirm.
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1 zeigt
einen schematischen Schnitt durch ein MRT-Gerät mit einer Körperspule 28 die
erfindungsgemäß mittels
Vakuumguss- bzw. Vakuumdruckgusstechnologie hergestellt wurde. Die
Herstellungstechnologie erlaubt eine Verlängerung der Körperspule 28 über die
dahinterliegende Gradientenspule 2 hinaus bei gleichzeitig
trichterförmiger
einseitiger Aufweitung des obe ren Teiles. Ebenso sind die Zungen 30 mit
den stabilisierenden Liegenschienen 33 in der Körperspule 28 vergossen.
Die Blende 29 im oberen Teil des MRT-Gerätes ist
entsprechend verkürzt.
Alle weiteren Komponenten des MRT-Gerätes, wie sie bereits in 5 gezeigt
sind, bleiben unverändert.
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2 zeigt
einen schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße in die
Gradientenspule 2 eingehängte Körperspule 28 im Detail.
Mechanische Schwachstellen 31 werden durch Einbringen mechanisch
stabilisierender Elemente in die entsprechenden Bereiche der Gussform
verstärkt.
Stabilisierende umlaufende Versteifungen 23 bzw. Lagerungen 22 die
gemäß bisheriger
Technologie nach Wickelung der Körperspule 13 auf
diese aufgeklebt bzw. aufgetragen wurden sind mittels Vakuum- bzw.
Vakuumdruckgusstechnologie mit der Körperspule 28 fest vergossen.
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Der
Unterschied zwischen der Wickeltechnik nach dem Stand der Technik
und der Vakuum- bzw. Vakuumdruckgusstechnik wird anhand der 4a und 4b,
sowie der 3a, 3b und 3c weiter
verdeutlicht:
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3b stellt
die Draufsicht auf ein mechanisches Bauteil 24 dar. Nach
dem Stand der Technik ist dies ein Spritzgussteil welches zur Lagerung
bzw. Aufhängung
des HF-Resonators 13 dient. Zu diesem Zweck ist eine Messingbuchse
mit Innengewinde 25 mittig eingegossen. Nach herkömmlichem
Verfahren wird – wie
in 3a dargestellt ist – das Spritzgussteil 24 auf
den HF-Resonator 13 aufgeklebt. Um eine bessere Verbindung
zwischen Spritzgussteil 24 und HF-Resonator 13 zu
schaffen, sind konzentrisch um die Buchse 25 Hinterschneidungen 27 vorgesehen, welche
HF-Resonator-seitig kleinere Durchmesser 26 aufweisen.
Der Klebstoff dringt beim Aufkleben durch die kleineren Öffnungen 26 ein
und füllt
einen Teil der voluminöseren
Hinterschneidungen 27 aus, wodurch sich nach Trocknen des
Klebstoffes eine Art "Nieteffekt" ergibt, der für eine festere
Verbindung zwischen Spritzgussteil 24 und HF-Re sonator 13 sorgt,
als es bei einer rein flächigen
Verbindung der beiden Teile der Fall wäre.
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Bei
einem Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung sind derartige Hinterschneidungen 26, 27 nicht
mehr notwendig (4b), da auch ein Kleben nicht
mehr erforderlich ist. Die Lagerung 22 wird in die Gussform
(Dorn oder Mantel) aufgenommen, die Gewindebuchse 25 mit
Fixierhilfen (z.B. Schrauben) an der Gussform befestigt. Nach dem
Verguss ist die Lagerung 22 mit Gewindebuchse 25 fester
Bestandteil der Körperspule 28 und
bildet mit dieser eine kompakte Einheit (4a).
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird also vorgeschlagen, die Körperspule mittels einer speziellen
Vakuumguss- oder Vakuumdruckgusstechnologie herzustellen. Als Vergussmaterial
können
Epoxid-Harz sowie andere Harze oder andere gussfähige Werkstoffe verwendet werden.
Die Vergusseigenschaften des jeweils verwendeten Materials können durch
die Zugabe von Füllstoffen
(z.B. Quarzmehl) optimiert werden. Die mechanische Festigkeit kann durch
Einbringen von Rovings und/oder Gewebematten und/oder Prepregs (Preimpregated
Materials) in die Gussform erhöht
werden. Prepregs sind (mit Harz) vorbehandelte gewebte Glasfaser-,
Aramid- oder Kohlefaser-Matten die nach der gewünschten Formgebung bzw. Positionierung
unter hoher Temperatur ausgehärtet
werden.
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Erfindungsgemäß wird eine
Vergussform verwendet, die auf der Innenseite aus einem Dorn und
auf der Außenseite
aus einem Mantel besteht. Beide Stirnseiten werden durch Flansche
abgeschlossen. Funktionselemente (später noch genauer beschrieben)
werden mit Fixierhilfen (z.B. aus Gfk-Material) in die Form eingebracht
und an gewünschter
Stelle platziert oder in den Dorn oder Mantel von vornherein integriert.
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Im
Falle einer Vakuumgusstechnik wird die Vergussform vor dem Vergießen evakuiert.
Am höchsten
Punkt der Vergussform befin det sich ein Überlauf. Bei beispielsweise
senkrecht aufgestellter Vergussform erfolgt die Evakuierung am unteren Flansch,
der obere Flansch enthält
den Überlauf.
Bei ebener Oberkante kann die Oberseite auch offen sein. In diesem
Fall ist ein Flansch mit Überlauf
nicht notwendig. Eine geschlossene Oberseite mit Überlauf
jedoch macht eine beliebige nichtebene Abschlusskante möglich. Letzteres
ist beispielsweise dann notwendig, wenn auch die Zungen 30 vergusstechnisch
in die Körperspule 28 integriert
werden sollen.
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Diese
neue Herstellungsweise der Körperspule
eines MRT-Gerätes
bringt eine Vielzahl von Vorteilen mit sich, die nun im einzelnen
dargelegt werden:
- 1. Im Gegensatz zur bisherigen
Wicklungstechnik ist es mit der Vergusstechnik möglich die Körperspule über die Gradientenspule hinaus
zu Verlängern
und diese Verlängerung
trichterförmig
aufgeweitet zu gestalten. Ebenso ist es möglich, auch die Zungen, unter
Umständen
sogar beidseitig, in die Gussform der Körperspule aufzunehmen. Eine
derartig modifizierte Körperspule
ist in 1 schraffiert dargestellt. Die trichterförmige Aufweitung
an dem einen Ende und im oberen Bereich der Körperspule erfüllt die
bereits erwähnten
designtechnischen Anforderungen. Die Gesamtlänge überragt beide Stirnseiten der
Gradientenspule und sorgt so für
eine bestmögliche
Lärmabschirmung.
Die Zungen, welche die Patientenliege aufnehmen, sind entsprechend
verkürzt
und integraler Bestandteil der neuartigen Körperspule.
- 2. Die Vergusstechnik erlaubt wesentlich mehr Freiheitsgrade
bei der Formgebung:
Im Gegensatz zum gewickelten Rohr erhält man – falls
gewünscht – exakt
gleiche Wandstärken, ohne
dass ein mechanisches Nacharbeiten erforderlich ist. Darüber hinaus
sind Abweichungen von wickelbaren Formen möglich wie beispielsweise variable
Außendurchmesser,
beliebige Außenkonturen
(siehe Ansicht G-H in 2) oder (trichterförmige) Aufweitungen
des Durchmessers (siehe den vorderen Bereich der Körperspule
in 1 und 2). Lokale Schwachstellen 31 können durch
Aufdicken der Wandstärke
(z.B. durch verstärkende
Fasern mittels Rovings, Gewebematten oder Prepregs) auf einfache
Weise verstärkt
werden. Die mechanischen Eigenschaften der entsprechenden Schwachstelle 31 (z.B. Durchbiegung
bei Belastung) können
durch optimale Ausrichtung der verstärkenden Fasern sowie durch
Wahl der entsprechenden Maschenweite wesentlich verbessert werden,
ohne dass man an einen bestimmten Wickelwinkel gebunden ist.
- 3. Durch die Vakuum- bzw. Vakuumdruckgusstechnik können Funktionselemente
(mechanische Bauteile wie z.B. Buchsen), insbesondere der Antenne
(Kupfer-Streifen bzw. -Stäbe,
Platinen mit leitfähigen
Strukturen usw.), auf einen beliebigen Radius innerhalb der Wandung
definiert eingebracht werden. Insbesondere beim Aufbringen der HF-Antenne
auf die Oberfläche
erspart es das nachträgliche
Aufkleben wie es derzeit durchgeführt wird. Da die Eigenschaften
der Antenne unter anderem auch stark von dem radialen Abstand zum
Patienten sowie zum umgebenden HF-Schirm abhängen, kann eine Optimierung
hinsichtlich Einstrahlung und Abschirmung des HF-Feldes durch geeignete
Platzierung der Antenne innerhalb der Körperspule erfolgen.
- 4. Kapazitäten
der HF-Antenne können
als konkrete Bauelemente (z.B. Kondensatoren) oder sich überlappende
Strukturen (z.B. aus Kupfer) mit eingegossen werden und sind dadurch
gegen äußere Überschläge oder
andere störende
Effekte (wie z.B. Corona-Entladungen) optimal geschützt.
- 5. Unter Umständen
ist es sinnvoll bzw. notwendig die elektrischen Eigenschaften der
Körperspule bereichsweise
unterschiedlich zu gestalten. Zum Beispiel können dielektrische Verluste
gering gehalten werden oder die kapazitive Ankopplung des HF-Feldes
an den Patienten verbessert werden, indem lokal, in den Bereichen
hoher elektrischer Felder, Material mit kleiner Dielektrizitätskonstante
(z.B. Hartschaum mit großen
geschlossenen Poren) eingebracht wird. Ein solches Vorgehen ist
mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
einfach durchführbar,
ohne die für die
mechanischen Eigenschaften wichtigen (Außen-)Schichten zu schwächen.
- 6. Bei der Vakuum- bzw. Vakuumdruckgusstechnik können auch
Kühlelemente
einfach integriert werden. So können
beispielsweise Kunststoffschläuche
zur Luftkühlung
oder Kühlschläuche zur
Kühlung
mit MR-neutralen Flüssigkeiten ebenso
wie Kupferröhren
zur Wasserkühlung
auf einfache Weise eingegossen werden. Integrierte Kühlelemente
besitzen einen weitaus höheren Wirkungsgrad
als Kühlelemente,
die auf die Außenfläche der
Körperspule
aufgebracht werden wie es derzeit erfolgt.
- 7. Die Vakuum- bzw. Vakuumdruckgusstechnik ermöglicht ferner
die Integration weiterer Funktionselemente wie Liegenschienen 33,
Auftragungen 23, Befestigungs- bzw. Lagerungselemente 22,
usw. Derartige Komponenten werden bisher auf die Körperspule
aufgeklebt. Im Vergleich zum Aufkleben vereinfacht ein Eingießen dieser
Bauteile in das Vergussteil den Fertigungs← bzw. Montageprozess und erhöht die mechanische Festigkeit.
Dazu werden die Komponenten beim Aufbau mit Klebeband oder Verschraubung
am Mantel bzw. Dorn befestigt. Ebenso ist es auch möglich, das
entsprechende Bauteil in die Form (Mantel oder Dorn) aufzunehmen.
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Die
Vakuum- bzw. Vakuumdruckgusstechnik zur Herstellung der Körperspule 28 führt letztendlich zu
einem erfindungsgemäß modifizierten
MRT-Gerät wie
es in 1 dargestellt ist. Durch eine derartige erfindungsgemäße Umbildung
der Körperspule 28 wird
eine Lärmreduktion
erreicht. Insgesamt wird der Fertigungs- und Montageprozess unter
Berücksichtigung
der akustischen und designtechnischen Randbedingungen vereinfacht.
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- 1
- Magnetkörper, Grundfeldmagnet
- 2
- Gradientenspule
(Gradient-Coil GC)
- 3
- x-Spule
- 4
- y-Spule
- 5
- z-Spule
- 6
- Tragrohr
der Gradientenspule
- 7
- Tragelement
- 12
- Magnethülle
- 13
- Hochfrequenz-Resonator
(Körperspule, engl.:Body-Coil, BC)
(HF-Antenne
auf gewickeltem Tragrohr)
- 15
- Kaltkopf
- 16
- Tragrahmen
- 17
- Gleitschiene
- 18
- Patient
- 19
- Patientenliege
- 20
- HF-Schirm
- 22
- in
den Verguß integrierte
Lagerung
- 23
- umlaufende
Versteifung
- 24
- Lagerung
als Spritzgußteil
(aufgeklebt)
- 25
- Gewindebuchse
(aus Messing)
- 26
- Durchtritts-Öffnung für Klebstoff
- 27
- Hinterschneidung
für Nieteffekt
(zum
Einkrallen des Klebstoffes)
- 28
- vakuumgegossene
Körperspule
(Body-Coil)
- 29
- optische
Verblendung
(aus dünnem
Kunststoff)
- 30
- Zunge
- 31
- Materialaufdickung
an stark belasteter Stelle
- 33
- Liegenschiene