DE202013007184U1

DE202013007184U1 - Medical imaging device

Info

Publication number: DE202013007184U1
Application number: DE201320007184
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2013-09-16
Anticipated expiration: 2023-08-10
Also published as: CN204133484U

Abstract

Medizintechnische Bildgebungsvorrichtung mit mindestens einer Wärme abgebenden Komponente (3, 4, 9), dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme abgebende Komponente (3, 4, 9) zumindest teilweise eine Beschichtung mit Bornitrit und/oder einer Bornitritverbindung aufweist.Medical-technical imaging device with at least one heat-emitting component (3, 4, 9), characterized in that the heat-emitting component (3, 4, 9) at least partially has a coating with boron nitrite and / or a Bornitritverbindung.

Description

Die Erfindung betrifft eine medizintechnische Bildgebungsvorrichtung mit mindestens einer Wärme abgebenden Komponente.The invention relates to a medical imaging device with at least one heat-emitting component.

Medizintechnische Bildgebungsvorrichtungen, wie beispielsweise eine Magnetresonanz- oder Computertomografieanlage, finden Anwendung, um Aufnahmen aus dem Körperinneren eines zu untersuchenden Patienten zu erhalten. So werden in einer Computertomographieanlage mit Hilfe eines Röntgenverfahrens dreidimensionale Schichtbilder vom Inneren des Patienten erzeugt. Hierzu werden mittels einer Abtasteinheit, welche einen in der Regel um das Aufnahmeobjekt rotierende Röntgenstrahler und einen Röntgendetektor aufweist, zweidimensionale Röntgenschnittbilder gebildet, aus denen ein dreidimensionales Schichtbild rekonstruiert wird. Die Computertomographieanlage umfasst üblicherweise einen unbeweglichen Teil, der aus einem Tragring, der um einen Patient-Aufnahmeraum angeordnet ist, und einem Tragkörper für den Tragring besteht. Auf dem Tragring ist ein rotierbarer Drehwagen gelagert, der den Röntgenstrahler und einen gegenüberliegenden Röntgendetektor enthält. Der Drehwagen zusammen mit dem Tragring wird üblicherweise als Gantry bezeichnet.Medical imaging devices, such as a magnetic resonance or computed tomography system, are used to obtain images from within the body of a patient to be examined. Thus, in a computed tomography system with the aid of an X-ray method, three-dimensional slice images are generated from inside the patient. For this purpose, two-dimensional X-ray images are formed by means of a scanning unit, which has an X-ray source which generally revolves around the recording object and an X-ray detector, from which a three-dimensional slice image is reconstructed. The computed tomography system usually comprises a stationary part, which consists of a support ring, which is arranged around a patient-receiving space, and a support body for the support ring. On the support ring, a rotatable rotary carriage is mounted, which contains the X-ray source and an opposite X-ray detector. The rotary truck together with the support ring is commonly referred to as a gantry.

Problematisch ist die Abfuhr der durch die in der Gantry eingebauten leistungselektronischen Komponenten erzeugten Verlustwärme. Zur Lösung dieses Problems werden bislang Kühlsysteme eingesetzt, die meist aus mehreren Wärmetauschern bestehen, die im Inneren des Tragrings eingebaut sind. Um die durch die leistungselektronischen Komponenten erzeugte Wärme möglichst effizient aus dem Inneren des Drehwagens abzuleiten, wird konventionell ein mitrotierender Wärmetauscher in unmittelbarer Nähe der leistungselektronischen Komponenten angebracht. Dieser erste Wärmetauscher gibt die Wärme an die umgebende Luft ab. Die erwärmte Luft kann beispielweise durch einen zweiten Wärmetauscher abgekühlt werden, welcher die aus der Luft aufgenommene Wärme an ein Kühlsystem außerhalb des Tragringes ableitet.The problem is the removal of heat generated by the power electronic components installed in the gantry. To solve this problem so far cooling systems are used, which usually consist of several heat exchangers, which are installed inside the support ring. In order to derive the heat generated by the power electronic components as efficiently as possible from the interior of the trolley, a mitrotierender heat exchanger is mounted conventionally in the immediate vicinity of the power electronic components. This first heat exchanger transfers the heat to the surrounding air. The heated air can be cooled, for example by a second heat exchanger, which dissipates the heat absorbed from the air to a cooling system outside the support ring.

Ein alternatives Konzept für ein Kühlsystem, bei dem die in der Gantry angeordneten leistungselektronischen Komponenten mittels verdichteter Kühlluft gekühlt werden, ist in der DE 103 12 253 A1 angegeben. Hierbei strömt die Kühldruckluft über einen Düsenring in den rotierbaren Drehwagen hinein, wobei der Düsenring entlang seines gesamten Umfangs radial nach außen gerichtete Ausströmöffnungen aufweist. Die erwärmte Luft gelangt über Durchströmöffnungen in einen Tragring und entweicht schließlich durch Ausströmöffnungen im Tragring nach außen.An alternative concept for a cooling system in which the power electronic components arranged in the gantry are cooled by means of compressed cooling air is disclosed in US Pat DE 103 12 253 A1 specified. In this case, the cooling compressed air flows via a nozzle ring into the rotatable rotary carriage, wherein the nozzle ring has radially outwardly directed outflow openings along its entire circumference. The heated air passes through flow openings in a support ring and finally escapes through outflow openings in the support ring to the outside.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine weitere Anordnung zur Kühlung einer Wärme abgehenden Komponente einer medizintechnischen Bildgebungsanlage anzugeben.It is an object of the present invention to provide a further arrangement for cooling a heat-emitting component of a medical imaging system.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand des unabhängigen Schutzanspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der abhängigen Schutzansprüche.The object of the invention is achieved by the subject matter of the independent protection claim. Advantageous developments of the invention can be found in the features of the dependent claims.

Die Erfindung beansprucht eine medizintechnische Bildgebungsvorrichtung mit mindestens einer Wärme abgebenden Komponente. Dabei weist die Wärme abgebende Komponente zumindest teilweise eine Beschichtung mit Bornitrit und/oder einer Bornitritverbindung auf. Aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit und der geringen elektrischen Leitfähigkeit von Bornitrit lassen sich dadurch in vorteilhafter Weise die thermischen Eigenschaften von elektronischen Komponenten verbessern.The invention claims a medical imaging device with at least one heat-emitting component. In this case, the heat-emitting component at least partially has a coating with boron nitride and / or a boron nitride compound. Due to the good thermal conductivity and the low electrical conductivity of boron nitride, the thermal properties of electronic components can thereby advantageously be improved.

In einer weiteren Ausbildung kann die Bildgebungsvorrichtung eine Computertomografieanlage sein.In a further embodiment, the imaging device may be a computed tomography system.

Weiterhin kann die Computertomografieanlage eine Gantry mit einem rotierende Teil und einem stationären Teil umfassen.Furthermore, the computed tomography system can comprise a gantry with a rotating part and a stationary part.

Des Weiteren kann die Wärme abgebende Komponente in dem rotierenden Teil angeordnet sein.Furthermore, the heat-releasing component may be disposed in the rotating part.

In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Beschichtung mit Bornitrit und/oder einer Bornitritverbindung auf einer von einer Luftströmung umströmten Oberfläche der Wärme abgebenden Komponente aufgebracht sein. Dabei kann die Beschichtung beispielsweise in Form eines Lackzusatzes oder als festes Material auf der Oberfläche der Wärme abgebenden Komponente ausgeführt sein. In vorteilhafter Weise lässt sich dadurch die zur Kühlung wirksame Oberfläche der Wärme abgebenden Komponente erheblich vergrößern.In an advantageous embodiment, the coating with boron nitride and / or a boron nitride compound can be applied to a surface of the heat-emitting component which is flowed around by an air flow. In this case, the coating can be embodied, for example, in the form of a paint additive or as a solid material on the surface of the heat-releasing component. In an advantageous manner, this makes it possible to considerably increase the surface area of the heat-emitting component which is effective for cooling.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der rotierende Teil mindestens eine Hochspannungserzeugungseinheit umfassen, die ein Transformatorenöl aufweist, das einen Zusatz aus Bornitrit und/oder einer Bornitritverbindung enthält. Aufgrund der geringen elektrischen Leitfähigkeit von Bornitrit kann dadurch in vorteilhafter Weise die thermische Eigenschaft des Transformatorenöls verbessert werden, ohne die Isolationsfestigkeit des Transformatorenöls zu reduzieren.In a further embodiment of the invention, the rotating part may comprise at least one high voltage generating unit comprising a transformer oil containing an addition of boron nitrite and / or a boron nitride compound. Due to the low electrical conductivity of boron nitride, the thermal property of the transformer oil can be advantageously improved thereby, without reducing the insulation strength of the transformer oil.

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.Other features and advantages of the invention will become apparent from the following Explanations of several embodiments with reference to schematic drawings.

Es zeigen:Show it:

1: einen Querschnitt durch eine Gantry einer Computertomographieanlage und 1 a cross-section through a gantry of a computed tomography system and

2: eine Prinzipdarstellung einer Steuereinheit. 2 : a schematic diagram of a control unit.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Gantry einer Computertomographieanlage. An einem rotierenden Teil 2 einer Gantry 1 sind zwei Steuereinheiten 3 und zwei Hochspannungserzeugungseinheiten 4 angeordnet. Die Steuereinheiten 3 und die Hochspannungserzeugungseinheiten 4, sowie weitere an dem rotierenden Teil 2 angeordnete, in 1 nicht dargestellte Komponenten, wie ein Röntgenstrahler und ein Röntgendetektor, stellen leistungselektronische Komponenten dar, die im Betrieb eine hohe Verlustwärme erzeugen, zu deren Abführung eine Luftkühlung verwendet wird. Die Luftkühlung innerhalb der Gantry 1 erfolgt von innen nach außen. Jeder Komponente 3, 4 in der Gantry 1 steht damit nur ein begrenzter Luftdurchsatz zur Luftkühlung zur Verfügung. Durch Aufbringen einer Bornitritbeschichtung und/oder einer Bornitritverbindung auf die von der Luftkühlung durch- oder überströmten Flächen der leistungselektronischen Komponenten 3, 4 wird die aktive Kühlfläche erheblich vergrößert. Bornitrit weist eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit und eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit auf. Bornitrit kann beispielsweise als Lackzusatz auf Kühlflächen lackiert aufgebracht werden. So kann beispielsweise die gesamte Oberfläche einer Kesselwand 5 der Hochspannungserzeugungseinheit 4 mit einer Bornitritbeschichtung und/oder einer Bornitritverbindung versehen werden, wodurch die zur Kühlung wirksame Oberfläche um ca. 50% vergrößerbar ist. Gegebenenfalls kann in der Folge in vorteilhafter Weise der notwendige Bauraum unter Beibehaltung oder sogar Verbesserung der thermischen Eigenschaften der leistungselektronischen Komponenten 3, 4 reduziert werden. Ein weiterer möglicher Vorteil ist, dass die für den Betrieb der Luftkühlung erforderlichen Energie reduziert werden kann, wodurch in der Folge auch der durch die Luftkühlung hervorgerufene Geräuschpegel vermindert wird. 1 shows a cross section through a gantry of a computed tomography system. On a rotating part 2 a gantry 1 are two control units 3 and two high voltage generating units 4 arranged. The control units 3 and the high voltage generating units 4 , as well as others on the rotating part 2 arranged, in 1 not shown components, such as an X-ray source and an X-ray detector, constitute power electronic components that generate a high heat loss in operation, for the discharge of air cooling is used. The air cooling inside the gantry 1 takes place from the inside out. Each component 3 . 4 in the gantry 1 thus only a limited air flow for air cooling is available. By applying a boron nitride coating and / or a boron nitride compound to the surfaces of the power electronic components through or overflowed by the air cooling 3 . 4 the active cooling surface is considerably increased. Boron nitride has a very good thermal conductivity and a very low electrical conductivity. Boron nitride can be applied painted on cooling surfaces, for example, as a paint additive. For example, the entire surface of a boiler wall 5 the high voltage generation unit 4 be provided with a Bornitritbeschichtung and / or a Bornitritverbindung, whereby the surface effective for cooling by about 50% can be increased. Optionally, in the sequence in an advantageous manner, the necessary space while maintaining or even improving the thermal properties of the power electronic components 3 . 4 be reduced. Another possible advantage is that the energy required for the operation of the air cooling can be reduced, as a result of which the noise level caused by the air cooling is also reduced.

Weiterhin ist aufgrund der sehr geringen elektrischen Leitfähigkeit auch eine Bornitritanreicherung eines in der Hochspannungserzeugereinheit 4 enthaltenen Transformatorenöls 6 als Wärmebrücke von den heißen Teilen in einem in der 1 nicht gezeigten Kessel, der in der Hochspannungserzeugereinheit 4 angeordnet ist, an die Kesselwand 5 denkbar. Dadurch lässt sich die thermische Eigenschaft des Transformatorenöls 6, das eine isolierende Eigenschaft aufweist, verbessern, ohne die Isolationsfestigkeit des Transformatorenöls 6 zu reduzieren. Dabei kann Bornitrit beispielsweise in Form von Flocken, Körnern oder Pulver dem Transformatorenöl 6 beigemischt werden.Furthermore, due to the very low electrical conductivity and a Bornitritanreicherung one in the high voltage generator unit 4 contained transformer oil 6 as a thermal bridge from the hot parts in one in the 1 not shown boiler, in the high voltage generator unit 4 is arranged to the boiler wall 5 conceivable. This allows the thermal property of the transformer oil 6 , which has an insulating property, improve without the insulation strength of the transformer oil 6 to reduce. In this case, boron nitrite, for example in the form of flakes, grains or powder to the transformer oil 6 be mixed.

Insgesamt lassen sich somit durch die Verwendung von Bornitrit bekannte Hotspots in medizintechnischen Bildgebungsvorrichtungen deutlich reduzieren.Overall, it is thus possible to significantly reduce known hotspots in medical imaging devices by using boron nitride.

2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Steuereinheit einer Computertomographieanlage. Eine Steuereinheit 3 umfasst ein Steuereinheitgehäuse 7, in dem mehrere Trägerbleche 8 angeordnet sind. An den Trägerblechen 8 sind Baugruppen 9, die einer Kühlung bedürfen, wie beispielsweise Halbleiter oder Gleichspannungswandler, angeordnet. So kann beispielsweise ein Trägerblech 8 einen Rotating-Anode-Converter darstellen, an dem zu kühlende Baugruppen 9 angeordnet sind. Interne Versuchsanordnungen der Anmelderin haben gezeigt, dass der den Baugruppen 9 zur Luftkühlung zur Verfügung stehende Luftdurchsatz effizienter genutzt wird, wenn nicht nur die Oberfläche der zu kühlenden Baugruppe 9, sondern auch die Oberfläche des Trägerbleches 8, auf dem die Baugruppe 9 angebracht ist, durch Aufbringen einer Bornitritbeschichtung und/oder einer Bornitritverbindung vergrößert wird. 2 shows a schematic diagram of a control unit of a computed tomography system. A control unit 3 includes a control unit housing 7 in which several carrier plates 8th are arranged. On the carrier plates 8th are assemblies 9 which require cooling, such as semiconductors or DC-DC converters arranged. For example, a carrier sheet 8th represent a rotating anode converter, on the components to be cooled 9 are arranged. Internal experimental arrangements of the applicant have shown that the the assemblies 9 airflow available for air cooling is used more efficiently, if not just the surface of the assembly to be cooled 9 , but also the surface of the carrier sheet 8th on which the assembly 9 is attached, is increased by applying a Bornitritbeschichtung and / or a Bornitritverbindung.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Gantrygantry
22: rotierender Teil einer Gantryrotating part of a gantry
33: Steuereinheitcontrol unit
44: HochspannungserzeugungseinheitHigh voltage generating unit
55: Kesselwandboiler wall
66: Transformatorenöltransformer oil
77: SteuereinheitgehäuseControl unit housing
88th: Trägerblechsupport plate
99: Baugruppemodule

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10312253 A1 [0004]

Claims

Medical imaging device with at least one heat-emitting component ( 3 . 4 . 9 ), characterized in that the heat-releasing component ( 3 . 4 . 9 ) at least partially has a coating with boron nitride and / or a Bornitritverbindung.

Medical imaging device according to claim 1, characterized in that the imaging device is a computed tomography system.

Medical imaging device according to claim 2, characterized in that the computed tomography system is a gantry ( 1 ) with a rotating part ( 2 ) and a stationary part.

Medical imaging device according to claim 3, characterized in that the heat-releasing component ( 3 . 4 . 9 ) in the rotating part ( 2 ) is arranged.

Medical-technical imaging device according to one of the preceding claims, characterized in that the coating with boron nitride and / or a boron nitride compound on a surface of the heat-emitting component flowing around by an air flow ( 3 . 4 . 9 ) is applied.

Medical imaging device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotating part ( 2 ) at least one high voltage generating unit ( 4 ) comprising a transformer oil ( 6 ) containing an additive of boron nitrite and / or a boron nitride compound.