DE202015008684U1

DE202015008684U1 - Kühlvorrichtung für ein Magnetresonanzgerät

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Publication number: DE202015008684U1
Application number: DE202015008684.5U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2016-02-08
Anticipated expiration: 2025-12-19
Also published as: CN206440812U

Abstract

Kühlvorrichtung (9) mit einem Magnetresonanzgerät (11), umfassend ein Leitungssystem (1), ein Kühlmedium (2) und eine Pumpenvorrichtung (3), wobei – sich die Pumpenvorrichtung (3) zumindest teilweise in einem das Magnetresonanzgerät (11) umfassenden HF-abgeschirmten Raum (7) befindet, – das Leitungssystem (1) das Kühlmedium (2) umschließt, – die Pumpenvorrichtung (3) in das Leitungssystem (1) integriert ist, und die Pumpenvorrichtung (3) dazu ausgebildet ist, einen – gerichteten Transport des Kühlmediums (2) im Leitungssystem (1) zu erzeugen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für ein Magnetresonanzgerät. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein System, das eine Kühlvorrichtung und ein Magnetresonanzgerät umfasst.
In einem Magnetresonanzgerät, auch Magnetresonanztomographiesystem genannt, wird üblicherweise der zu untersuchende Körper eines Untersuchungsobjektes, insbesondere eines Patienten, mit Hilfe eines Hauptmagneten einem relativ hohen Hauptmagnetfeld, beispielsweise von 1,5 oder 3 oder 7 Tesla, ausgesetzt. Zusätzlich werden mit Hilfe einer Gradientenspuleneinheit Gradientenpulse ausgespielt. Über eine Hochfrequenzantenneneinheit werden dann mittels geeigneter Antenneneinrichtungen hochfrequente Hochfrequenz-Pulse (HF-Pulse), insbesondere Anregungspulse, ausgesendet, was dazu führt, dass die Kernspins bestimmter, durch diese HF-Pulse resonant angeregter Atome um einen definierten Flipwinkel gegenüber den Magnetfeldlinien des Hauptmagnetfelds verkippt werden. Bei der Relaxation der Kernspins werden Hochfrequenz-Signale, so genannte Magnetresonanz-Signale, abgestrahlt, die mittels geeigneter Hochfrequenzantennen empfangen und dann weiterverarbeitet werden. Aus den so akquirierten Rohdaten können schließlich die gewünschten Bilddaten rekonstruiert werden.
Für den Betrieb eines Magnetresonanzgerätes werden die Hochfrequenzantenneneinheit und insbesondere die Gradientenspuleneinheit mittels eines elektrischen Stromes angesteuert. Zum Erzeugen von Gradientenpulsen werden in die Gradientenspulen der Gradientenspuleneinheit Ströme geleitet, deren Amplituden mehrere 100 A erreichen und die häufigen und raschen Wechseln der Stromrichtung mit Anstiegs- und Abfallraten von mehreren 100 kA/s unterliegen. Die treibende Spannung für den Spulenstrom beträgt bis zu mehreren kV. Aufgrund ohmscher Verluste kann sich die Gradientenspuleneinheit erwärmen. Diese Erwärmung kann einerseits die Funktionsweise der Gradientenspuleneinheit beeinträchtigen und andererseits durch die Nähe zum Untersuchungsobjekt dessen Sicherheit gefährden. Folglich ist eine Kühlung der Gradientenspuleneinheit während deren Betrieb erforderlich. Die Hochfrequenzantenneneinheit wird mit einer geringeren elektrischen Leistung als die Gradientenspuleneinheit angetrieben. Dennoch kann auch beim Betrieb der Hochfrequenzantenneneinheit oder weiterer Komponenten des Magnetresonanzgerätes eine Kühlung notwendig sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Magnetresonanzgerät eine verbesserte Kühlvorrichtung anzugeben, die dazu ausgebildet ist, im Betrieb des Magnetresonanzgerätes sich erwärmende Teile des Magnetresonanzgerätes besonders effizient zu kühlen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung mit einem Magnetresonanzgerät umfasst ein Leitungssystem, ein Kühlmedium und eine Pumpenvorrichtung, wobei

– sich die Pumpenvorrichtung zumindest teilweise in einem das Magnetresonanzgerät umfassenden HF-abgeschirmten Raum befindet,
– das Leitungssystem das Kühlmedium umschließt,
– die Pumpenvorrichtung in das Leitungssystem integriert ist, und die Pumpenvorrichtung dazu ausgebildet ist, einen
– gerichteten Transport des Kühlmediums im Leitungssystem zu erzeugen.

Eine Kühlvorrichtung für ein Magnetresonanzgerät ist dazu ausgebildet, das Magnetresonanzgerät und/oder einzelne Bauteile des Magnetresonanzgerätes zu kühlen. Insbesondere ist es Aufgabe der Kühlvorrichtung, eine Erwärmung des Magnetresonanzgerätes bei dessen Betrieb zu reduzieren und/oder zu verhindern. Beispiele für zu kühlende Bauteile sind Verstärker für die Ansteuerung einer Gradientenspuleneinheit und/oder für die Ansteuerung einer Hochfrequenzantenneneinheit. Des Weiteren können sich der Kompressor für eine Heliumkühlung eines supraleitenden Magneten und/oder Komponenten einer Steuereinheit des Magnetresonanzgerätes erwärmen.
Die Kühlvorrichtung umfasst ein Leitungssystem. Das Leitungssystem ist so ausgestaltet, dass es einen Transportweg für das von dem Leitungssystem umschlossenen Kühlmedium definiert. Das Leitungssystem kann beispielsweise aus Rohren bestehen, die durch ihren Verlauf und/oder Verzweigungen einen oder mehrere Wege vorgeben, entlang denen das Kühlmedium geleitet wird.
Das Leitungssystem ist an eine Pumpenvorrichtung derart angeschlossen, dass diese Pumpenvorrichtung einen gerichteten Transport des Kühlmediums im Leitungssystem erzeugen kann. Hierfür weist die Pumpenvorrichtung typischerweise als Schnittstellen einen Eingang und einen Ausgang auf, wobei sich das Leitungssystem an mindestens eine von beiden Schnittstellen anschließt. Die Erzeugung eines gerichteten Transports kann bedeuten, dass das Kühlmedium entlang eines durch das Leitungssystem vorgegebenen Weges in eine Richtung geleitet wird. Gegebenenfalls kann die Pumpenvorrichtung auch die der Richtung entgegengesetzte Richtung wählen, wobei die Wahl von äußeren Einflüssen abhängen kann. Der gerichtete Transport des Kühlmediums kann also den Fluss oder die Zirkulation des Kühlmediums beschreiben und er wird typischerweise durch die Fließgeschwindigkeit des Kühlmediums angegeben. Das Leitungssystem ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass es das Kühlmedium an zu kühlende Komponenten des Magnetresonanzgerätes leitet. Dabei kann das Leitungssystem beispielsweise in sich beim Betrieb des Magnetresonanzgerätes erwärmende Bauteile, wie beispielsweise die Gradientenspuleneinheit, integriert sein, oder nahe elektrischer Leitungen zur Beherrschung hoher elektrischer Leistungen verlaufen.
Das Kühlmedium ist dadurch gekennzeichnet, dass es durch die Pumpenvorrichtung auf einem durch das Leitungssystem vorgegebenen Weg geleitet wird. Vorzugsweise ist die Temperatur des Kühlmediums geringer als die Temperatur mindestens einer Komponente des Magnetresonanzgerätes.
Das Magnetresonanzgerät befindet sich typischerweise in einem HF-abgeschirmten Raum, also einem Raum, der frei von externen HF-Feldern ist, sodass die vom Magnetresonanzgerät ausgesandten HF-Felder nicht beeinträchtigt werden. Des Weiteren können im HF-abgeschirmten Raum aufgrund der Nähe zum Magnetresonanzgerät starke statische Magnetfelder auftreten. Die Grenze des HF-abgeschirmten Raumes kann als HF-Schirm bezeichnet werden. An die im HF-abgeschirmten Raum befindlichen Geräte und/oder Bauteile gelten typischerweise bestimmte Anforderungen, sodass der Betrieb der Geräte und/oder die Bauteile die Funktionsweise des Magnetresonanzgerätes vorzugsweise nicht oder nur gering beeinflussen. Des Weiteren sollte bei der Auswahl und der Positionierung der sich im HF-abgeschirmten Raum befindlichen Geräte und/oder Bauteile deren Wechselwirkung mit einem statischen magnetischen Feld berücksichtigt werden. Die Pumpenvorrichtung befindet sich zumindest teilweise in dem HF-abgeschirmten Raum. Umfasst die Pumpenvorrichtung beispielsweise eine Pumpe, so kann sich diese Pumpe im HF-abgeschirmten Raum befinden, wobei die Pumpe vorzugsweise die genannten Erfordernisse erfüllt.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung für ein Magnetresonanzgerät ist dadurch gegeben, dass der Transport des Kühlmediums anstelle von außerhalb des HF-abgeschirmten Raumes zumindest teilweise von innerhalb des HF-abgeschirmten Raumes erfolgen kann. Dadurch kann die Zirkulation des Kühlmediums näher am Magnetresonanzgerät erzeugt werden als bei einer Pumpenvorrichtung, die sich außerhalb des HF-abgeschirmten Raumes befindet. Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung im Gegensatz zu einer Kühlvorrichtung mit einer Pumpenvorrichtung, die sich außerhalb des HF-abgeschirmten Raumes befindet, die Verwendung eines kürzeren und damit kostengünstigeren Leitungssystems.
In einer vorteilhaften Ausführung der Kühlvorrichtung bildet die Kühlvorrichtung einen in sich abgeschlossenen Kreislauf. Ein abgeschlossener Kreislauf der Kühlvorrichtung liegt insbesondere dann vor, wenn das Leitungssystem einen in sich geschlossenen Leitungskreis bildet, in den die Pumpenvorrichtung integriert ist. Des Weiteren ist das Leitungssystem vorzugsweise so ausgebildet, dass es das Kühlmedium an die zu kühlenden Bauteile des Magnetresonanzgerätes und/oder an Stellen des Magnetresonanzgerätes, die sich beim Betrieb des Magnetresonanzgerätes erwärmen, führen kann. Ist die Kühlvorrichtung ein in sich abgeschlossener Kreislauf, so umschließt das von der Kühlvorrichtung umfasste Leitungssystem das Kühlmedium vorzugsweise derart, dass beim gerichteten Transport des Kühlmediums kein Zu- und/oder Abfluss des Kühlmediums aus dem Leitungssystem stattfindet. Insbesondere ist das Leitungssystem umfassend die Pumpenvorrichtung mit dem Kühlmedium so stark befüllt, dass beim gerichteten Transport des Kühlmediums kein weiterer Zu- und/oder Abfluss des Kühlmediums erforderlich ist.
Wird beispielsweise Wasser als Kühlmedium verwendet, so bedeutet die Abgeschlossenheit der Kühlvorrichtung insbesondere, dass das Kühlmedium bei Betrieb der Kühlvorrichtung nicht von einer Wasserleitung des Gebäudes in das Leitungssystem, beispielsweise über einen Wasserhahn, eingespeist wird. Vielmehr verwendet die Kühlvorrichtung nur das schon im Leitungssystem befindliche Wasser, das über die Pumpenvorrichtung durch das Leitungssystem transportiert wird.
Der Vorteil dieser Ausführungsform der Kühlvorrichtung liegt darin, dass bei Betrieb der Kühlvorrichtung anstelle eines externen Kühlmediums nur das sich im Leitungssystem befindliche Kühlmedium verwendet werden kann. Folglich ist typischerweise kein separater Zulauf erforderlich, was die Kosten für den Betrieb der Kühlvorrichtung senken kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Kühlvorrichtung befindet sich die Kühlvorrichtung vollständig in dem das Magnetresonanzgerät umfassenden HF-abgeschirmten Raum. Insbesondere wenn die Kühlvorrichtung ein in sich abgeschlossener Kreislauf ist, kann die Kühlvorrichtung so ausgebildet sein, dass sich alle von der Kühlvorrichtung umfassten Bauteile im HF-abgeschirmten Raum befinden. Typischerweise ist die Pumpenvorrichtung derart ausgestaltet, dass sie vollständig im HF-abgeschirmten Raum positioniert werden kann. Ebenso liegt das Leitungssystem vorzugsweise vollständig im HF-abgeschirmten Raum. Gemäß dieser Ausführung der Kühlvorrichtung kann auf ein Leitungssystem verzichtet werden, das sowohl außerhalb als auch innerhalb des HF-abgeschirmten Raumes verläuft, also den HF-Schirm an mindestens einer Schnittstelle schneidet. Eine solche Schnittstelle ist beim Aufbau der Kühlvorrichtung typischerweise arbeitsintensiv und/oder erfordert vorzugsweise eine regelmäßige Wartung. Eine solche Schnittstelle erfordert typischerweise eine Filterplatte. Das Umgehen der Schnittstelle durch die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ist demnach vorteilhaft, da dadurch ein wartungsintensives Bauteil redundant wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Kühlvorrichtung wird bei der Positionierung des Teils der Pumpenvorrichtung, der sich in dem das Magnetresonanzgerät umfassenden HF-abgeschirmten Raum befindet, mindestens einer der folgenden Faktoren berücksichtigt:

– ein vom Magnetresonanzgerät erzeugtes statisches magnetisches Feld,
– ein elektromagnetisches Feld, das beim Betrieb des Magnetresonanzgerätes ausgesendet wird
– eine mechanische Schwingung, die beim Betrieb der Pumpenvorrichtung auftritt.

Es wurde erkannt, dass insbesondere bei Integration der Pumpenvorrichtung in den HF-abgeschirmten Raum Wechselwirkungen der Pumpenvorrichtung mit den vom Magnetresonanzgerät erzeugten statischen und/oder elektromagnetischen Feldern auftreten können und diese vorteilhafterweise bei der Positionierung des Teils der Pumpenvorrichtung, der sich in dem das Magnetresonanzgerät umfassenden HF-abgeschirmten Raum befindet, berücksichtigt werden. Befindet sich die Pumpenvorrichtung vollständig im HF-abgeschirmten Raum, so kann mindestens einer der Faktoren bei der räumlichen Anordnung der gesamten Pumpenvorrichtung und/oder einzelne Bauteile und/oder einzelne Bauteilgruppen davon berücksichtigt werden.
Das vom Magnetresonanzgerät erzeugte statische magnetische Feld, das Hauptmagnetfeld, erreicht typischerweise den Nennwert von beispielsweise 1,5 Tesla oder 3 Tesla im Patientenaufnahmebereich und ist vorzugsweise in diesem Bereich homogen. Abhängig von der Bauweise des Hauptmagneten fällt das Magnetfeld mit zunehmendem Abstand zum Magnetresonanzgerät ab. Wird das vom Magnetresonanzgerät erzeugte statische magnetische Feld bei der Positionierung der Pumpenvorrichtung berücksichtigt, so können abhängig dem Teil der Pumpenvorrichtung, der sich im HF-abgeschirmten Raum befindet, seiner Bauweise und/oder seiner Funktionsweise, Anforderungen an das statische magnetische Feld bei der Positionierung berücksichtigt werden. Typischerweise kann die Funktionalität einer Pumpenvorrichtung nur bis zu einer definierten maximalen magnetischen Feldstärke gewährleistet werden. Vorzugsweise ist für die Pumpenvorrichtung die Position zu wählen, an der das statische magnetische Feld minimal ist.
Alternativ oder zusätzlich zum statischen magnetischen Feld kann bei der Positionierung des Teils der Pumpenvorrichtung, der sich in dem das Magnetresonanzgerät umfassenden HF-abgeschirmten Raum befindet, ein elektromagnetisches Feld berücksichtigt werden, das beim Betrieb des Magnetresonanzgerätes ausgesendet wird. Die elektromagnetischen Felder werden im Betrieb vorzugsweise auf den Patientenaufnahmebereich eingestrahlt. Mit zunehmendem Abstand der Pumpenvorrichtung zum Patientenaufnahmebereich kann ein geringeres elektromagnetisches Feld erwartet werden. Ein elektromagnetisches Feld kann insbesondere den Betrieb der Pumpenvorrichtung beeinflussen. Der Betrieb der Pumpenvorrichtung kann elektromagnetische Felder erzeugen, die sich den vom Magnetresonanzgerät erzeugten elektromagnetischen Feldern überlagern. Der Betrieb der Pumpenvorrichtung kann somit die Magnetresonanzbildgebung beeinflussen.
Des Weiteren kann beim Betrieb der Pumpenvorrichtungen eine mechanische Schwingung, insbesondere eine Vibration entstehen. Diese Vibration kann die Magnetresonanzbildgebung negativ beeinflussen. Entsprechend wird die Pumpenvorrichtung vorteilhafterweise so positioniert, dass eine Übertragung einer von der Pumpenvorrichtung ausgehenden mechanischen Schwingung vorzugsweise nicht auf das Magnetresonanzgerät übertragen werden kann. Es sind auch weitere dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Faktoren denkbar.
Der Vorteil der Berücksichtigung der genannten Faktoren bei der räumlichen Anordnung der Pumpenvorrichtung liegt darin, dass die Wechselwirkung zwischen dem Magnetresonanzgerät und der Pumpenvorrichtung durch deren Positionierung reduziert werden kann. Durch die Anordnung kann nicht nur der Einfluss des Magnetresonanzgerätes auf die Pumpenvorrichtung, sondern auch die umgekehrte Wirkung berücksichtigt werden. Wird die Pumpenvorrichtung an der so bestimmten optimalen Position platziert, so kann dies typischerweise ohne zusätzlichen Aufwand erfolgen und/oder die technischen Anforderungen an die Pumpenvorrichtung sind geringer oder insbesondere weniger restriktiv.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Kühlvorrichtung ist die Pumpenvorrichtung derart ausgebildet, dass ein vom Magnetresonanzgerät erzeugtes statisches magnetisches Feld und/oder ein beim Betrieb des Magnetresonanzgerätes ausgesendetes elektromagnetisches Feld den Betrieb der Pumpenvorrichtung nicht beeinflussen.
Die Pumpenvorrichtung ist so ausgebildet, dass sie einen gerichteten Transport des Kühlmediums erzeugen kann. Hierfür umfasst die Pumpenvorrichtung typischerweise eine mechanische Vorrichtung, die einen Fluss des Kühlmediums erzeugen kann.
Der mechanischen Vorrichtung wird vorzugsweise Energie zugeführt, die die mechanische Vorrichtung umwandeln kann um das Kühlmedium anzutreiben. Die mechanische Vorrichtung und die weiteren von der Pumpenvorrichtung umfassten Bauteile sind vorzugsweise so ausgebildet, dass die Funktionalität der Pumpenvorrichtung nicht beeinträchtigt wird, wenn das Magnetresonanzgerät betrieben wird. Dies bedeutet insbesondere, dass die Pumpenvorrichtung und insbesondere die mechanische Vorrichtung so ausgebildet sind, dass ein statisches Magnetfeld deren Funktionsweise nicht beeinträchtigen kann. Die mechanische Vorrichtung kann also vorzugsweise trotz eines statischen Magnetfeldes einen Fluss des Kühlmediums erzeugen. Es ist denkbar, dass die Pumpenvorrichtung sich in Anwesenheit eines statischen magnetischen Feldes anders als in dessen Abwesenheit verhält. Dennoch kann sie vorzugsweise ihre Aufgabe, den gerichteten Transport des Kühlmediums im Leitungssystem, erfüllen. Die Stärke des statischen magnetischen Feldes kann beispielsweise durch entsprechende Positionierung der Pumpenvorrichtung abgeschwächt werden.
Des Weiteren ist die Pumpenvorrichtung, insbesondere die mechanische Vorrichtung, derart ausgebildet, dass die im Betrieb vom Magnetresonanzgerät ausgesendeten elektromagnetischen Felder den Betrieb der Pumpenvorrichtung nicht beeinflussen. Analog zum statischen magnetischen Feld kann die Intensität des elektromagnetischen Feldes durch geschickte Positionierung der Pumpenvorrichtung reduziert werden. Die Pumpenvorrichtung kann vorzugsweise trotz der elektromagnetischen Felder den Transport des Kühlmediums ausführen. Die Pumpenvorrichtung kann sich sowohl aufgrund des statischen magnetischen Feldes und/oder des elektromagnetischen Feldes anders verhalten als bei deren Abwesenheit. Diese Abweichung ist vorzugsweise bekannt und kann bei der Ansteuerung der Pumpenvorrichtung berücksichtigt werden.
Des Weiteren ist denkbar, dass die Pumpenvorrichtung einen Schirm umfasst, der dazu ausgebildet ist, die mechanische Vorrichtung vom statischen magnetischen Feld und/oder elektromagnetischen Feld abzuschirmen. Der Schirm kann vorzugsweise das statische magnetische an der Position der mechanischen Vorrichtung abschwächen oder eliminieren. Dies kann beispielsweise durch die Verwendung eines μ-Metalls, also eines Materials mit hoher magnetischer Permeabilität, für den Schirm erzielt werden.
Insbesondere kann bei der Pumpenvorrichtung auf eine mechanische Vorrichtung verzichtet werden, die elektrische Energie in mechanische Energie mittels eines Magnetfeldes umwandelt. Vorzugsweise umfasst die Pumpenvorrichtung keinen Gleichstrom- oder Drehstrommotor.
Der Vorteil dieser Ausführung der Kühlvorrichtung ist insbesondere dann gegeben, wenn der Teil der Pumpenvorrichtung, der sich im HF-abgeschirmten Raum befindet, die mechanische Vorrichtung umfasst, und/oder wenn sich die Pumpenvorrichtung vollständig im HF-abgeschirmten Raum befindet. Die erfindungsgemäße Ausführung der Kühlvorrichtung kann einen Betrieb der Pumpenvorrichtung und damit der Kühlvorrichtung auch während des Betriebes des Magnetresonanzgerätes ermöglichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Kühlvorrichtung ist die Pumpenvorrichtung derart elektromagnetisch ausgebildet, dass beim Betrieb der Pumpenvorrichtung das von der Pumpenvorrichtung erzeugte elektromagnetische Feld den Betrieb des Magnetresonanzgerätes nicht beeinflusst.
Die Pumpenvorrichtung, insbesondere die mechanische Vorrichtung, die ihr zugeführte Energie in mechanische Arbeit umwandelt um einen Fluss des Kühlmediums zu erzeugen, kann bei ihrem Betrieb selbst ein elektromagnetisches Feld erzeugen. Dieses elektromagnetische Feld kann sich dem vom Magnetresonanzgerät zur Magnetresonanzbildgebung ausgesendeten elektromagnetischen Feld überlagern und folglich die Homogenität des vom Magnetresonanzgerät zur Magnetresonanzbildgebung ausgesendeten elektromagnetischen Feldes beeinträchtigen. Diese Homogenität, insbesondere im Untersuchungsbereich, korreliert mit einer guten Bildqualität. Folglich wird eine solche Überlagerung oder Superposition vorteilhafterweise vermieden.
Hierfür kann die Pumpenvorrichtung derart ausgebildet sein, dass sie kein elektromagnetisches Feld im Untersuchungsbereich erzeugt. Dies kann beispielsweise durch eine optimale Positionierung der Pumpenvorrichtung erzielt werden. Des Weiteren kann die Pumpenvorrichtung derart ausgestaltet sein, dass sie im Vergleich zu dem von der Hochfrequenzeinheit ausgesendeten elektromagnetischen Feld ein elektromagnetisches Feld mit sehr geringer Amplitude und/oder Leistung erzeugt. Hierfür kann die Pumpenvorrichtung beispielsweise einen Schirm umfassen, der das von der Pumpenvorrichtung erzeugte elektromagnetische Feld reduziert oder eliminiert. Eine solche Abschirmung kann auch aktiv erfolgen.
Der Vorteil dieser Ausführung der Kühlvorrichtung liegt darin, dass sichergestellt werden kann, dass der Einfluss des Betriebes der Kühlvorrichtung auf das beim Betrieb des Magnetresonanzgerätes ausgesendete elektromagnetische Feld vernachlässigbar ist. Folglich kann dadurch eine hohe Bildqualität sichergestellt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Kühlvorrichtung ist die Pumpenvorrichtung derart ausgestaltet, dass deren Wechselwirkung mit dem statischen magnetischen Feld eine Qualität eines Magnetresonanzbildes nicht beeinflusst.
Neben der Homogenität des elektromagnetischen Feldes beeinflusst die Homogenität des statischen magnetischen Feldes im Untersuchungsbereich die Qualität der Magnetresonanzbilder. Die Qualität eines Magnetresonanzbildes ist beispielsweise durch die Präzision und/oder den Kontrast der Darstellung des Untersuchungsbereiches bestimmt. Folglich ist eine Ausgestaltung der Pumpenvorrichtung vorteilhaft, die die Homogenität des statischen magnetischen Feldes im Untersuchungsbereich nicht beeinträchtigt, insbesondere beim Betrieb der Pumpenvorrichtung. Beispielsweise kann das durch eine vorteilhafte Positionierung der Pumpenvorrichtung erzielt werden. Des Weiteren kann die Pumpenvorrichtung mindestens ein Material umfassen, das das statische magnetische Feld nicht verändert. Das Material weist vorteilhafterweise eine geringe magnetische Suszeptibilität auf. Der Vorteil dieser Ausführung der Kühlvorrichtung besteht darin, dass durch die Verwendung bestimmter Bauteile für die Pumpenvorrichtung eine hohe Qualität von Magnetresonanzbildern gewährleistet werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Kühlvorrichtung umfasst die Pumpenvorrichtung mindestens eine der folgenden Pumpen:

– luftgetriebene Pumpe,
– Pumpe mit einem piezo-elektrischen Antrieb.

Die Aufgabe der Pumpenvorrichtung ist die Erzeugung eines gerichteten Transportes des Kühlmediums. Typischerweise umfasst die Pumpenvorrichtung mindestens eine Pumpe. Die Pumpe ist vorzugsweise dazu ausgebildet, Antriebsarbeit in Bewegungsenergie des Kühlmediums umzuwandeln. Eine mechanische Vorrichtung kann folglich eine Pumpe sein. Eine luftgetriebene Pumpe wird typischerweise mittels Druckluft betrieben. Ein typisches Beispiel für eine luftgetriebene Pumpe ist eine Doppelmembranpumpe.
Eine Pumpe mit einem piezo-elektrischen Antrieb basiert auf dem piezoelektrischen Effekt. Demnach kann typischerweise eine elektrische Spannung durch eine elastische Verformung in Antriebsarbeit umgewandelt werden. Eine Pumpe mit einem piezo-elektrischen Antrieb ist typischerweise sehr langlebig und wartungsarm. Sie kann beispielsweise direkt an die in dem HF-abgeschirmten Raum zum Beispiel für die Beleuchtung vorhandene Spannung von 110 V bis 230 V angeschlossen werden. Es gibt Pumpen mit einem piezo-elektrischen Antrieb, die beispielsweise 100 ml/min bis 500 ml/min Durchfluss erzeugen können.
Sowohl die luftgetriebene Pumpe als auch die Pumpe mit einem piezo-elektrischen Antrieb erfordern typischerweise keinen auf einem Magnetfeld basierenden Elektromotor.
Es sind auch weitere dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Pumpen denkbar.
Es wurde erkannt, dass eine Gradientenspuleneinheit mit geringer Leistung oder bei wenig anspruchsvoller Nutzung typischerweise eine Wärmeleistung von bis zu 5 kW erzeugt. Beträgt die Temperaturdifferenz zwischen dem zu kühlenden Bereich der Gradientenspuleneinheit und dem Kühlmedium 15 Kelvin, so wird typischerweise eine Fließgeschwindigkeit von 1,5 Liter/min benötigt, um die Wärmeleistung der Gradientenspuleneinheit abzuleiten.
Umfasst die Pumpenvorrichtung mehr als eine Pumpe, so können diese Pumpen in Serie und/oder parallel geschaltet werden. Vorteilhafterweise kann die Anzahl der verwendeten Pumpen an die zu erbringende Kühlleistung und damit erforderliche Fließgeschwindigkeit des Kühlmediums angepasst werden. Durch die Verwendung mehrerer Pumpen im Gegensatz zu einer Pumpe kann die Durchflussgeschwindigkeit des Kühlmediums erhöht werden, was zu einer verbesserten Kühlung und folglich geringeren Erwärmung des Magnetresonanzgerätes führt. Andererseits können mehrere Pumpen mit einer geringen zu erzielenden Fließgeschwindigkeit eingesetzt werden. Insbesondere die genannten Pumpen erreichen typischerweise eine geringere Fließgeschwindigkeit als Pumpen, die mittels eines Elektromotors betrieben werden. Die Verwendung mehrerer der oben genannten Pumpen kann die erforderliche Fließgeschwindigkeit von 1,5 Liter/min zur Kühlung einer schwachen oder wenig beanspruchten Gradientenspuleneinheit erzeugen.
Der Vorteil der Verwendung der genannten Pumpen liegt darin, dass deren Wechselwirkungen mit einem statischen magnetischen oder elektromagnetischen Feld vernachlässigbar sind und die Funktionsweise des Magnetresonanzgerätes durch den Betrieb der Kühlvorrichtung und insbesondere der Pumpenvorrichtung nicht oder gering beeinflusst wird. Deren Einfluss auf die Qualität von einem zu erzeugenden Magnetresonanzbild aufgrund von Wechselwirkungseffekten ist vorzugsweise vernachlässigbar. Durch die Verwendung mehrerer Pumpen kann die erforderliche Durchflussgeschwindigkeit des Kühlmediums erzielt werden. Des Weiteren können diese Pumpen typischerweise innerhalb des HF-abgeschirmten Raumes betrieben werden. Dadurch können zusätzlich die Vorteile der Kühlvorrichtung, die sich vollständig in dem das Magnetresonanzgerät umfassenden HF-abgeschirmten Raum befindet, realisiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Kühlvorrichtung umfasst die Pumpenvorrichtung mindestens eine luftgetriebene Pumpe, wobei eine für ein Betreiben der luftgetriebenen Pumpe benötigte Druckluft von einem magnetresonanzkompatiblen Ventilator, insbesondere einem Kühlerventilator für ein sich im Magnetresonanzgerät befindliches Untersuchungsobjekt, erzeugbar ist.
Eine Druckluft kann beispielsweise mittels eines Ventilators erzeugt werden. Ventilatoren weisen typischerweise Motoren auf, die eine Rotation von Rotorblättern des Ventilators erzeugen. Durch eine vorteilhafte Positionierung des Ventilators und/oder magnetische und/oder elektromagnetische Ausgestaltung des Ventilators kann dieser magnetresonanzkompatibel sein. Ein Beispiel für einen magnetresonanzkompatiblen Ventilator ist ein Kühlerventilator, der typischerweise am Gehäuse des Magnetresonanzgerätes im Untersuchungsbereich angeordnet ist, um einen Luftstrom zur Kühlung des Untersuchungsobjektes zu erzeugen.
Wird ein solcher magnetresonanzkompatibler Ventilator zur Erzeugung der erforderlichen Druckluft verwendet, so können die luftgetriebene Pumpe und insbesondere der die Druckluft erzeugende Ventilator in dem HF-abgeschirmten Raum angeordnet sein. Die Kühlvorrichtung kann sich somit vorzugsweise vollständig in dem das Magnetresonanzgerät umfassenden HF-abgeschirmten Raum befinden. Eine Schnittstelle des HF-Schirms zur Durchführung des Leitungssystems ist vorzugsweise nicht erforderlich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Kühlvorrichtung umfasst die Pumpenvorrichtung mindestens eine luftgetriebene Pumpe, wobei eine für ein Betreiben der luftgetriebenen Pumpe benötigte Druckluft außerhalb des das Magnetresonanzgerät umfassenden HF-abgeschirmten Raumes erzeugbar ist.
Eine Druckluft kann beispielsweise mittels eines Ventilators erzeugt werden. Eine Druckluft kann beispielsweise mittels eines Kompressors erzeugt werden. Die von einer luftgetriebenen Pumpe erzeugte Durchflussgeschwindigkeit korreliert typischerweise mit der bereitgestellten Druckluft. Die luftgetriebene Pumpe kann innerhalb und/oder außerhalb des HF-abgeschirmten Raumes betrieben werden, sofern sich mindestens ein Teil der Pumpenvorrichtung innerhalb des HF-abgeschirmten Raumes befindet. Des Weiteren kann die Druckluft außerhalb des HF-abgeschirmten Raumes erzeugt werden, wobei die luftgetriebene Pumpe im HF-abgeschirmten Raum angeordnet ist. In diesem Fall ist der HF-Schirm vorzugsweise derart ausgestaltet, sodass er an mindestens einer Stelle für eine Druckluft in mindestens eine Richtung durchlässig ist. An dieser Stelle ist vorzugsweise eine Filterplatte angebracht. Vorzugsweise kann der HF-Schirm an mindestens einer Stelle den Transport einer Druckluft von außen nach innen ermöglichen.
Der Vorteil dieser Kühlvorrichtung liegt darin, dass eine Vorrichtung, die eine Druckluft erzeugen kann, außerhalb des HF-abgeschirmten Raumes positioniert sein kann. Eine solche Vorrichtung ist insbesondere kostengünstig und kann eine starke Druckluft erzeugen, die den HF-Schirm an einer dafür vorgesehenen Stelle durchdringen kann. Diese Ausführungsform der Kühlvorrichtung ermöglicht ein geschlossenes Leitungssystem, das vollständig im HF-abgeschirmten Raum liegt. Die Energie für die Pumpenvorrichtung kann vorzugsweise dennoch außerhalb des HF-abgeschirmten Raumes in mechanische Energie umgewandelt werden. Die Vorrichtung, die eine Druckluft erzeugen kann, ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie ohne Berücksichtigung ihrer Magnetresonanzkompatibilität eine starke Druckluft erzeugen kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Kühlvorrichtung ist das Kühlmedium flüssig oder gasförmig. Beispielsweise kann Wasser oder Luft als Kühlmedium verwendet werden. Die Strömungseigenschaften eines solchen Kühlmediums sind für dessen gerichteten Transport im Leitungssystem vorteilhaft. Des Weiteren gibt es eine große Vielfalt solcher Kühlmedien. Es kann aus solchen Kühlmedien ein kostengünstiges und leicht verfügbares Kühlmedium ausgewählt werden. Des Weiteren gibt es eine große Zahl an nicht toxischen Kühlmedien mit den genannten Eigenschaften, die insbesondere für die Verwendung medizinischer Produkte vorteilhaft sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Kühlvorrichtung verläuft das Leitungssystem zumindest teilweise im Inneren und/oder an der Oberfläche einer Gradientenspuleneinheit des Magnetresonanzgerätes.
Die Gradientenspuleneinheit eines Magnetresonanzgerätes ist typischerweise dazu ausgelegt, Gradientenpulse auszuspielen. Dafür wird die Gradientenspuleneinheit mittels hoher elektrischer Leistungen angesteuert. Typischerweise ist die Gradientenspuleneinheit dadurch eines der Bauteile des Magnetresonanzgerätes, das sich beim Betrieb des Magnetresonanzgerätes im Vergleich zu anderen Bauteilen sehr stark erwärmt. Eine Kühlung der Gradientenspuleneinheit ist typischerweise für deren Betrieb erforderlich. Das Leitungssystem kann in die Gradientenspuleneinheit integriert sein. Es können also das Kühlmedium umschließende Leitungen durch die Gradientenspuleneinheit führen, wobei die das Kühlmedium umschließende Leitungen vorzugsweise nahe der stromtragenden Leitungen zur Erzeugung der Gradientenpulse verlaufen. Vorzugsweise verlaufen die das Kühlmedium umschließende Leitungen an den Stellen der Gradientenspuleneinheit, die sich beim Betrieb der Gradientenspuleneinheit überdurchschnittlich stark erwärmen. Das Leitungssystem kann sich vorzugsweise verzweigen und/oder die das Kühlmedium umschließende Leitungen können schleifenförmig innerhalb und/oder an der Oberfläche der Gradientenspuleneinheit verlaufen.
Der Vorteil dieser Ausführung der Kühlvorrichtung liegt darin, dass das Bauteil des Magnetresonanzgerätes, das sich im Betrieb überdurchschnittlich stark erwärmt, effizient gekühlt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Kühlvorrichtung umfasst die Kühlvorrichtung mindestens zwei abgeschlossene Leitungssysteme, wobei eine Pumpenvorrichtung in jedes Leitungssystem integriert ist und jedes Leitungssystem ein Kühlmedium umschließt.
Die Kühlvorrichtung kann um mindestens ein weiteres Leitungssystem erweitert werden, wobei die Leitungssysteme vorzugsweise voneinander unabhängig sind und sich die von den Leitungssystemen umschlossenen Kühlmedien vorzugsweise nicht vermischen. Jedes Leitungssystem verfügt vorzugsweise über eine eigene Pumpenvorrichtung, die sich zumindest teilweise im HF-abgeschirmten Raum befindet und einen gerichteten Transport des Kühlmediums in dem jeweiligen Leitungssystem ermöglicht. Die Kühlmedien in verschiedenen Leitungssystemen können verschieden sein.
Der Vorteil dieser Kühlvorrichtung liegt darin, dass die Kühlung des Magnetresonanzgerätes verbessert werden kann, indem mehrere Leitungssysteme und insbesondere Kühlkreisläufe verwendet werden. Die Durchflussgeschwindigkeit kann erhöht werden und/oder es können unterschiedliche Bauteile mittels verschiedener Leitungssysteme gekühlt werden. Insbesondere bei unterschiedlichen mittels der Kühlung zu erreichenden Temperaturen sind mehrere Leitungssysteme vorteilhaft, die insbesondere Kühlmedien unterschiedlicher Temperatur umschließen.
Die Effizienz der Kühlvorrichtung kann dadurch verbessert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Kühlvorrichtung umfasst die Kühlvorrichtung eine Kühlungseinheit, die derart ausgebildet ist, dass mittels der Kühlungseinheit eine Temperatur des Kühlmediums reduzierbar ist.
Beim Transport des Kühlmediums durch das Leitungssystem ist die Temperatur des Kühlmediums vorteilhafterweise geringer als die Temperatur des zumindest einen zu kühlenden Bauteils des Magnetresonanzgerätes. Die Aufgabe des Kühlmediums liegt typischerweise darin, die Temperatur der Umgebung des Leitungssystems zu reduzieren. Dabei erwärmt sich das Kühlmedium typischerweise. Je größer der Unterschied der Temperatur des Kühlmediums und der Temperatur des zu kühlenden Bauteils ist, desto stärker kann das Bauteil gekühlt werden und/oder eine umso geringere Fließgeschwindigkeit des Kühlmediums ist erforderlich. Die Kühlungseinheit wird vorzugsweise bei Kühlvorrichtungen eingesetzt, die einen geschlossenen Kreislauf bilden. Die Kühlungseinheit kühlt das Kühlmedium vorzugsweise nach dessen Durchfluss durch die zu kühlenden Stellen des Magnetresonanzgerätes und/oder bevor das Kühlmedium zu den zu kühlenden Stellen des Magnetresonanzgerätes geleitet wird. Alternativ kann die Kühlungseinheit auch in das Magnetresonanzgerät integriert sein. Die Kühlvorrichtung kann auch zwei oder mehrere Kühlungseinheiten umfassen, die in das Leitungssystem integriert sind. Die Kühlungseinheiten sind vorzugsweise an verschiedenen Positionen entlang des Leitungssystems positioniert. Eine Kühlungseinheit kann beispielsweise ein Wärmetauscher und/oder eine Wärmepumpe sein.
Der Vorteil einer Kühlungseinheit liegt darin, dass die Temperatur des Kühlmediums aktiv verändert und/oder insbesondere reduziert werden kann. Die Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlmedium und den zu kühlenden Stellen des Magnetresonanzgerätes kann somit vorzugsweise erhöht werden. Dadurch kann die Effizienz der Kühlvorrichtung erhöht werden.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem System, das eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung, ein Magnetresonanzgerät und einen HF-abgeschirmten Raum umfasst.
Das System umfasst eine Pumpenvorrichtung, die sich zumindest teilweise in einem das Magnetresonanzgerät umfassenden HF-abgeschirmten Raum befindet. Die Vorteile des Systems entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung für ein Magnetresonanzgerät, welche vorab im Detail ausgeführt sind. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems,
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
6 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung,
7 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung, und
8 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes System umfassend ein Magnetresonanzgerät 11, eine Kühlvorrichtung 9 und einen abgeschirmten Raum 7 in einer schematischen Darstellung. Die Kühlvorrichtung 9 und der abgeschirmte Raum 7 werden in den folgenden Figuren detaillierter dargestellt. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst eine von einer Magneteinheit 13 gebildeten Detektoreinheit mit einem Hauptmagneten 17 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten statischen magnetischen Feldes 18. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 einen zylinderförmigen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Patienten 15 auf, wobei der Patientenaufnahmebereich 14 in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 13 zylinderförmig umschlossen ist. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 des Magnetresonanzgeräts 11 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Im Patientenaufnahmebereich 14 ist ein Kühlerventilator 12 angebracht, der einen Luftstrom zur Kühlung des Patienten 15 bei Betrieb des Magnetresonanzgerätes 11 erzeugen kann. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 weist einen Patiententisch auf, der bewegbar innerhalb des Magnetresonanzgeräts 11 angeordnet ist. Die Magneteinheit 13 ist mittels einer Gehäuseverkleidung 31 des Magnetresonanzgeräts nach außen abgeschirmt.
Die Magneteinheit 13 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 19 zu einer Erzeugung von Magnetfeldgradienten auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet werden. Die Gradientenspuleneinheit 19 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 28 angesteuert. Des Weiteren weist die Magneteinheit 13 eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im gezeigten Fall als fest in das Magnetresonanzgerät 11 integrierte Körperspule ausgebildet ist, und eine Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 zu einer Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Hauptmagneten 17 erzeugten statischen magnetischen Feldes 18 einstellt, auf. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 angesteuert und strahlt hochfrequente Hochfrequenz-Pulse in einen Untersuchungsraum, der im Wesentlichen von dem Patientenaufnahmebereich 14 gebildet ist, ein.
Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 17, der Gradientensteuereinheit 28 und der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Steuereinheit 24 auf. Die Steuereinheit 24 steuert zentral das Magnetresonanzgerät 11, wie beispielsweise das Durchführen von Magnetresonanz-Sequenzen. Steuerinformationen wie beispielsweise Bildgebungsparameter, sowie rekonstruierte Magnetresonanz-Bilder können auf einer Anzeigeeinheit 25, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, des Magnetresonanzgeräts 11 für einen Benutzer angezeigt werden. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Eingabeeinheit 26 auf, mittels derer Informationen und/oder Bildgebungsparameter während eines Messvorgangs von einem Benutzer eingegeben werden können. Die Steuereinheit 24 kann die Gradientensteuereinheit 28 und/oder Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und/oder die Anzeigeeinheit 25 und/oder die Eingabeeinheit 26 umfassen.
Das dargestellte Magnetresonanzgerät 11 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanzgeräte 11 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise eines Magnetresonanzgeräts 11 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der weiteren Komponenten verzichtet wird.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 9 mit einem Magnetresonanzgerät 11. Die Kühlvorrichtung 9 umfasst ein Leitungssystem 1, ein Kühlmedium 2 und eine Pumpenvorrichtung 3, wobei sich die Pumpenvorrichtung 3 zumindest teilweise in einem das Magnetresonanzgerät 11 umfassenden, durch einen HF-Schirm 8 abgeschirmten Raum 7 befindet. Das Leitungssystem 1 umschließt das Kühlmedium 2 und die Pumpenvorrichtung 3 ist in das Leitungssystem 1 integriert. Die Pumpenvorrichtung 3 ist dazu ausgebildet, einen gerichteten Transport des Kühlmediums 2 im Leitungssystem 1 zu erzeugen. Eine vorteilhafte Transportrichtung des Kühlmediums 2 im Leitungssystem 1 ist durch einen Pfeil gekennzeichnet. Diese Transportrichtung ist beispielhaft und kann ebenso in die umgekehrte Richtung weisen.
Bei der Positionierung des Teils der Pumpenvorrichtung 3, der sich in dem das Magnetresonanzgerät 11 umfassenden HF-abgeschirmten Raum 7 befindet, wurde typischerweise mindestens einer der folgenden Faktoren berücksichtigt: das vom Magnetresonanzgerät 11 erzeugte statische magnetische Feld 18, das elektromagnetische Feld, das beim Betrieb des Magnetresonanzgerätes 11 ausgesendet wird, und/oder eine mechanische Schwingung, die beim Betrieb der Pumpenvorrichtung 3 auftritt.
Die Pumpenvorrichtung 3 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein vom Magnetresonanzgerät 11 erzeugtes statisches magnetisches Feld 18 und/oder ein beim Betrieb des Magnetresonanzgerätes 11 ausgesendetes elektromagnetisches Feld den Betrieb der Pumpenvorrichtung 3 nicht beeinflussen. Zusätzlich ist die Pumpenvorrichtung 3 vorzugsweise derart elektromagnetisch ausgebildet, dass beim Betrieb der Pumpenvorrichtung 3 das von der Pumpenvorrichtung 3 erzeugte elektromagnetische Feld den Betrieb des Magnetresonanzgerätes 11 nicht beeinflusst. Des Weiteren ist die Pumpenvorrichtung 3 vorzugsweise derart ausgestaltet, dass deren Wechselwirkung mit dem statischen magnetischen Feld 18 des Magnetresonanzgerätes 11 eine Qualität eines mittels des Magnetresonanzgerätes 11 aufgenommenen Magnetresonanzbildes nicht beeinflusst.
Das Kühlmedium 2, welches durch das Leitungssystem 1 transportiert wird, ist vorzugsweise flüssig oder gasförmig. Des Weiteren beansprucht die Erfindung ein System, welches die Kühlvorrichtung 9 und das Magnetresonanzgerät 11 umfasst.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 9, wobei die Kühlvorrichtung 9 einen in sich abgeschlossenen Kreislauf bildet. Das Kühlmedium 2 wird vom Leitungssystem 1 umschlossen und es erfolgt kein Zu- oder Abfluss des Kühlmediums 2 zu oder aus dem Leitungssystem 1 während des Betriebes der Kühlvorrichtung 9. Zusätzlich kann die Kühlvorrichtung 9 eine Kühlungseinheit 10 umfassen, die dazu ausgebildet ist, eine Temperatur des Kühlmediums 2 zu reduzieren. Eine derart ausgestaltete Kühlvorrichtung 9 kann sich vollständig in dem das Magnetresonanzgerät 11 umfassenden HF-abgeschirmten Raum 7 befinden. Die Kühlvorrichtung 9 und das Magnetresonanzgerät 11 werden demnach vorzugsweise vom HF-Schirm 8 umschlossen. Eine vorteilhafte Transportrichtung des Kühlmediums 2 im Leitungssystem 1 ist durch einen Pfeil gekennzeichnet. Diese Transportrichtung ist beispielhaft und kann ebenso in die umgekehrte Richtung weisen.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 9. Die Kühlvorrichtung umfasst zwei abgeschlossene Leitungssysteme 1 und 1'. Beide Leitungssysteme sind derart ausgebildet, dass sie das Magnetresonanzgerät 11 kühlen können. Eine Pumpenvorrichtung 3 ist vorzugsweise in jedes der beiden Leitungssystem 1 und 1' integriert und jedes der beiden Leitungssysteme 1 und 1' umschließt ein Kühlmedium 2. Die Kühlmedien 2 der beiden Leitungssysteme 1 und 1' können unterschiedlich sein und/oder eine andere Temperatur aufweisen. Die Transportrichtungen der Kühlmedien 2 sind in beiden Leitungssystemen 1 und 1' jeweils durch einen Pfeil gekennzeichnet. Diese Transportrichtungen sind beispielhaft und mindestens ein Pfeil kann in die umgekehrte Richtung weisen.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 9. Das Leitungssystem 1 verzweigt sich im Bereich der Gradientenspuleneinheit 19 und verläuft teilweise im Inneren und an der Oberfläche der Gradientenspuleneinheit 19 des Magnetresonanzgerätes 11, wodurch die Gradientenspuleneinheit 19 besonders effizient gekühlt werden kann. Ein möglicher Transportweg des Kühlmediums 2 und dessen Richtung sind durch Pfeile im Leitungssystem 1 markiert. Diese Transportrichtung ist beispielhaft und kann ebenso in die umgekehrte Richtung weisen.
6 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Pumpenvorrichtung 3 einer Kühlvorrichtung 9, wobei die Pumpenvorrichtung 3 zwei Pumpen 4 umfasst, die piezo-elektrisch angetrieben werden. Somit umfasst die dargestellte Pumpenvorrichtung 3 mindestens eine piezo-elektrisch betriebene Pumpe 4 und/oder eine luftgetriebene Pumpe 5. Eine vorteilhafte Transportrichtung des Kühlmediums 2 im Leitungssystem 1 ist durch einen Pfeil gekennzeichnet.
7 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung 3 einer Kühlvorrichtung 9, wobei die Pumpenvorrichtung 3 eine luftgetriebene Pumpe 5, insbesondere eine Doppelmembranpumpe, umfasst und eine für ein Betreiben der luftgetriebenen Pumpe 5 benötigte Druckluft von einem magnetresonanzkompatiblen Ventilator, insbesondere einem Kühlerventilator 12 für einen sich im Magnetresonanzgerät 11 befindlichen Patienten 15, erzeugt wird. Eine vorteilhafte Transportrichtung des Kühlmediums 2 im Leitungssystem 1 ist durch einen Pfeil gekennzeichnet.
8 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pumpenvorrichtung 3 einer Kühlvorrichtung 9, wobei die Pumpenvorrichtung 3 eine luftgetriebene Pumpe 5, insbesondere eine Doppelmembranpumpe, umfasst und eine für ein Betreiben der luftgetriebenen Pumpe 5 benötigte Druckluft außerhalb des das Magnetresonanzgerät 11 umfassenden HF-abgeschirmten Raumes 7 erzeugt wird. Die Druckluft wird mittels eines Druckluftgenerators 6 außerhalb des HF-Schirms 8 erzeugt. Die Druckluft kann den HF-Schirm 8 vorzugsweise an mindestens einer Stelle durchdringen und dadurch auf eine Membran einer luftgetriebenen Pumpe 5, insbesondere einer Doppelmembranpumpe, gelangen und diese luftgetriebene Pumpe 5 antreiben. Eine vorteilhafte Transportrichtung des Kühlmediums 2 im Leitungssystem 1 ist durch einen Pfeil gekennzeichnet.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Kühlvorrichtung (9) mit einem Magnetresonanzgerät (11), umfassend ein Leitungssystem (1), ein Kühlmedium (2) und eine Pumpenvorrichtung (3), wobei – sich die Pumpenvorrichtung (3) zumindest teilweise in einem das Magnetresonanzgerät (11) umfassenden HF-abgeschirmten Raum (7) befindet, – das Leitungssystem (1) das Kühlmedium (2) umschließt, – die Pumpenvorrichtung (3) in das Leitungssystem (1) integriert ist, und die Pumpenvorrichtung (3) dazu ausgebildet ist, einen – gerichteten Transport des Kühlmediums (2) im Leitungssystem (1) zu erzeugen.
Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 1, wobei die Kühlvorrichtung (9) einen in sich abgeschlossenen Kreislauf bildet.
Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 2, wobei die Kühlvorrichtung (9) sich vollständig in dem das Magnetresonanzgerät (11) umfassenden HF-abgeschirmten Raum (7) befindet.
Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 1, wobei bei der Positionierung des Teils der Pumpenvorrichtung (3), der sich in dem das Magnetresonanzgerät (11) umfassenden HF-abgeschirmten Raum (7) befindet, mindestens einer der folgenden Faktoren berücksichtigt wird: – ein vom Magnetresonanzgerät (11) erzeugtes statisches magnetisches Feld (18), – ein elektromagnetisches Feld, das beim Betrieb des Magnetresonanzgerätes (11) ausgesendet wird, – eine mechanische Schwingung, die beim Betrieb der Pumpenvorrichtung (3) auftritt.
Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 1, wobei die Pumpenvorrichtung (3) derart ausgebildet ist, dass ein vom Magnetresonanzgerät (11) erzeugtes statisches magnetisches Feld (18) und/oder ein beim Betrieb des Magnetresonanzgerätes (11) ausgesendetes elektromagnetisches Feld den Betrieb der Pumpenvorrichtung (3) nicht beeinflussen.
Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 1, wobei die Pumpenvorrichtung (3) derart elektromagnetisch ausgebildet ist, dass beim Betrieb der Pumpenvorrichtung (3) das von der Pumpenvorrichtung (3) erzeugte elektromagnetische Feld den Betrieb des Magnetresonanzgerätes (11) nicht beeinflusst.
Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 1, wobei die Pumpenvorrichtung (3) derart ausgestaltet ist, dass deren Wechselwirkung mit dem statischen magnetischen Feld (18) eine Qualität eines Magnetresonanzbildes nicht beeinflusst.
Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 1, wobei die Pumpenvorrichtung (3) mindestens eine der folgenden Pumpen umfasst: – luftgetriebene Pumpe (5), – Pumpe mit einem piezo-elektrischen Antrieb (4).
Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 1, wobei die Pumpenvorrichtung (3) mindestens eine luftgetriebene Pumpe umfasst und eine für ein Betreiben der luftgetriebenen Pumpe benötigte Druckluft von einem magnetresonanzkompatiblen Ventilator, insbesondere einem Kühlerventilator (12) für ein sich im Magnetresonanzgerät (11) befindliches Untersuchungsobjekt, erzeugbar ist.
Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 1, wobei die Pumpenvorrichtung (3) mindestens eine luftgetriebene Pumpe umfasst und eine für ein Betreiben der luftgetriebenen Pumpe benötigte Druckluft außerhalb des das Magnetresonanzgerät (11) umfassenden HF-abgeschirmten Raumes (7) erzeugbar ist.
Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 1, wobei das Kühlmedium (2) flüssig oder gasförmig ist.
Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 1, wobei das Leitungssystem (1) zumindest teilweise im Inneren und/oder an der Oberfläche einer Gradientenspuleneinheit (19) des Magnetresonanzgerätes (11) verläuft.
Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 1, wobei die Kühlvorrichtung (9) mindestens zwei abgeschlossene Leitungssysteme (1) umfasst, wobei eine Pumpenvorrichtung (3) in jedes Leitungssystem (1) integriert ist und jedes Leitungssystem (1) ein Kühlmedium (2) umschließt.
Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 1, umfassend eine Kühlungseinheit (10), die derart ausgebildet ist, dass mittels der Kühlungseinheit (10) eine Temperatur des Kühlmediums (2) reduzierbar ist.
System, das eine Kühlvorrichtung (9) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ein Magnetresonanzgerät (11) und einen HF-abgeschirmten Raum (7) umfasst.