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Die Erfindung betrifft einen Filter für einen Leiter umfassend einen Spulenkörper zur passiven Ableitung einer im Betrieb des Filters im Leiter entstehenden Wärme und ein System umfassend einen derartigen Filter für einen Leiter einer Gradientenspuleneinheit eines Magnetresonanzgerätes.
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Die Magnetresonanzbildgebung basiert auf von einem Magnetresonanzgerät erzeugten elektromagnetischen Wechselfeldern (HF-Feldern) und deren Wechselwirkung mit einem statischen Magnetfeld von meistens 1,5 Tesla oder 3 Tesla. Um die Funktionalität des Magnetresonanzgerätes nicht zu beeinträchtigen, befindet sich dieses typischerweise in einem separaten, HF-abgeschirmten Raum, der vorzugsweise von einem HF-Schirm umschlossen ist, der insbesondere die erzeugten Felder von äußeren Einflüssen abschirmen kann und eine Verbreitung der vom Magnetresonanzgerät erzeugten elektromagnetischen Felder außerhalb des HF-abgeschirmten Raumes verhindert. Sich im HF-abgeschirmten Raum befindliche Bauteile unterliegen besonderen Anforderungen, sodass deren Betrieb durch den Betrieb des Magnetresonanzgerätes nicht beeinträchtigt ist und deren Betrieb den Betrieb des Magnetresonanzgerätes nicht beeinträchtigen. Der HF-Schirm ist insbesondere dazu ausgelegt, HF-Felder mit Frequenzen im Bereich der Larmorfrequenz der Wasserstoffprotonen abzuschirmen, insbesondere HF-Felder mit Frequenzen von zumindest 1 MHz. Für eine verbesserte Magnetresonanzbildgebung werden vorzugsweise sämtliche HF-Felder abgeschirmt.
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Die Steuerung des Magnetresonanzgerätes und insbesondere die Steuerung der für die Ortskodierung in der Magnetresonanzbildgebung erforderlichen Gradientenspuleneinheit erfolgt typischerweise anhand einer Steuerungseinheit und mittels Leistungsverstärkern, welche typischerweise außerhalb des HF-abgeschirmten Raumes angeordnet sind. Insbesondere die mit der Gradientenspuleneinheit verbundenen Leistungsverstärker erzeugen elektrische Ströme von bis zu 1200 A, mit Frequenzen im Bereich zwischen 100 Hz und 10 kHz. Diese elektrischen Ströme werden mittels eines elektrischen Leiters der Gradientenspuleneinheit zugeführt, sodass eine elektrische Verbindung zwischen der Gradientenspuleneinheit und dem Leistungsverstärker durch den HF-Schirm erforderlich ist. Für eine Aufrechterhaltung der abschirmenden Wirkung des HF-Schirms ist eine Filterung des elektrischen Leiters erforderlich, welcher Filter gleichzeitig die Funktionalität des elektrischen Leiters zwischen der Gradientenspuleneinheit und dem Leistungsverstärker nicht beeinträchtigt.
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Die Effizienz eines Filters kann anhand einer Leistung gemessen werden, welche der Filter an die Gradientenspuleneinheit weiterleiten kann. Die Leistung kann beispielsweise durch die Verwendung von Spulen mit niederohmigen Drähten und/oder Drähten mit großem Durchmesser und/oder großen Spulen erhöht werden. Eine derartige Effizienzsteigerung eines Filters ist mit einer Vergrößerung des Filters und/oder einer Kostensteigerung verbunden. Ebenso kann die Leistung eines Filters erhöht werden, indem eine im Betrieb des Filters entstehende Wärme durch aktive Kühlung abgeleitet wird. Hierfür sind jedoch eine aufwändige Überwachung und eine Wartung erforderlich, so dass durch den Betrieb des Filters hohe Kosten entstehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders effizienten und kostengünstigen Filter für einen Leiter anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Der erfindungsgemäße Filter umfasst einen Spulenkörper, an welchem Spulenkörper ein erster Teil des Leiters spiralförmig angeordnet ist und der Spulenkörper derart ausgebildet ist, dass er im Betrieb des Filters im Leiter entstehende Wärme passiv ableitet.
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Der Leiter ist typischerweise ein elektrischer Leiter, der dazu ausgebildet ist, einen elektrischen Strom zuzulassen. Der Leiter verbindet typischerweise eine Energiequelle mit einem Verbraucher. Ein erster Teil des Leiters stellt einen Abschnitt des Leiters dar. Der erste Teil des Leiters ist spiralförmig ausgestaltet, so dass der erste Teil des Leiters einen Zylinder umschließen kann. Durch die spiralförmige Struktur des ersten Teils des Leiters kann der erste Teil des Leiters als Filter, insbesondere als Frequenzfilter, wirken. Die Geometrie und/oder räumliche Ausdehnung der spiralförmigen Struktur bestimmt dabei typischerweise den Bereich der gefilterten Frequenzen und/oder den Durchlassbereich des Filters.
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Der Spulenkörper ist typischerweise derart ausgestaltet, dass der erste Teil des Leiters an dem Spulenkörper angeordnet werden kann und/oder der erste Teil des Leiters auch im Betrieb des Filters an seiner Position stabilisiert wird. Der Spulenkörper wird typischerweise dazu verwendet, die Form und/oder Geometrie des spiralförmigen ersten Teiles des Leiters aufrechtzuhalten und/oder zu stabilisieren, auch im Betrieb des Filters. Die Grundform des Spulenkörpers entspricht typischerweise einem Zylinder. Der erste Teil des Leiters kann an der Oberfläche des Spulenkörpers angeordnet werden. Der Spulenkörper ist dabei derart ausgestaltet, dass der erste Teil des Leiters passiv gekühlt werden kann. Insbesondere im Betrieb des Filters kann im ersten Teil des Leiters Wärme entstehen, welche beispielsweise den Filter schädigen kann, sofern die Wärme nicht abgeleitet, also abtransportiert, wird. Ein passives Ableiten einer Wärme ist typischerweise dadurch gekennzeichnet, dass es frei von einer elektrischen Vorrichtung und/oder frei von einer mechanischen Vorrichtung erfolgen kann. Als Beispiel kann eine natürlich vorkommende Luftzirkulation entstehende Wärme passiv ableiten, also den Filter passiv kühlen.
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Der verbleibende Teil des Leiters, welcher nicht dem ersten Teil des Leiters entspricht, kann als elektrische Zuleitung und/oder elektrische Ableitung zum Filter wirken. Der Filter kann auch zumindest zwei Spulenkörper umfassen, an welchen zumindest zwei Spulenkörpern der erste Teil des Leiters spiralförmig angeordnet ist.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen Filters besteht darin, dass aufgrund der passiven Ableitung der entstehenden Wärme die Leistung des Filters erhöht wird und/oder der Filter bei gleichbleibender Leistung räumlich kompakter ausgestaltet werden kann. Zusätzlich kann gegebenenfalls auf eine aktive Kühlung verzichtet werden, welche aktive Kühlung Überwachung und/oder Wartung erfordert, wodurch der erfindungsgemäße Filter in der Herstellung und im Betrieb kostengünstiger und/oder zuverlässiger sein kann.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Spulenkörper zu einer passiven Kühlung des ersten Teils des Leiters skelettförmig ausgestaltet ist. Eine skelettförmige Ausgestaltung des Spulenkörpers ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass der vom Spulenkörper umfasste Bereich typischerweise vom Spulenkörper zu maximal 50%, vorzugsweise zu maximal 30%, besonders bevorzugt zu maximal 15% ausgefüllt wird. Die spiralförmige Anordnung des ersten Teils des Leiters ist typischerweise außerhalb des vom Spulenkörper umfassten Bereiches an dessen äußeren Oberfläche angeordnet.
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Die skelettförmige Ausgestaltung des Spulenkörpers verringert typischerweise die kapazitiven Einflüsse des Spulenkörpers auf den ersten Teil des Leiters, wodurch die Funktionalität des Filters erhöht wird und/oder der Filter präziser wirken kann. Des Weiteren kann durch die skelettförmige Ausgestaltung des Spulenkörpers die passive Kühlung verbessert werden, da beispielsweise Luft, auch im Rahmen der natürlichen Zirkulation, den Spulenkörper durchdringen kann und somit verbessert Wärme ableiten kann. Durch eine derartige Ausgestaltung des Spulenkörpers kann die Effizienz, insbesondere die maximale Leistung des Filters, im Vergleich zu einem Spulenkörper als Vollkörper typischerweise verdoppelt werden. Zusätzlich wird durch die skelettförmige Ausgestaltung typischerweise das Gewicht des Spulenkörpers und das für den Spulenkörper erforderliche Material reduziert.
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Alternativ kann bei gleichbleibender Effizienz der Filter gemäß dieser Ausführungsform kleiner gestaltet werden. Dadurch kann der Filter kompakter ausgestaltet sein. Der skelettförmige Spulenkörper kann mittels Spritzgussverfahren hergestellt werden. Dadurch kann Filter kostengünstig hergestellt und/oder leicht montiert werden. Insbesondere bei einer Reduzierung der Baugröße des skelettförmigen Spulenkörpers kann dieser auch mittels 3-D Druck hergestellt werden, was beispielsweise auch bei niedrigen Stückzahlen des Filters kostengünstig ist.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Spulenkörper einen Hohlbereich aufweist. Der Hohlbereich ist vorzugsweiße derart ausgestaltet, dass ein Kühlmedium, beispielsweiße Luft, in dem Hohlbereich zirkulieren kann. Eine skelettförmige Spulenkörper weist typischerweise einen Hohlbereich auf. Dies kann die Effizienz der passiven Kühlung und damit die Effizienz des Filters erhöhen.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Spulenkörper den ersten Teil des Leiters an maximal 30% dessen Oberfläche berührt. Der erste Teil des Leiters, welcher nicht die Oberfläche des Spulenkörpers berührt, kann von einem Kühlmedium frei umströmt werden. Da insbesondere am ersten Teil des Leiters im Betrieb des Filters Wärme entsteht, für welche Wärme typischerweise eine Ableitung erforderlich ist, ist eine freie Umströmung des ersten Teiles des Leiters besonders vorteilhaft. Diese Ausführungsform ermöglicht eine kostengünstige und effektive passive Kühlung.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Spulenkörper derart ausgestaltet ist, dass ein Querschnitt des Leiters im ersten Teil des Leiters den Spulenkörper an zwei Punkten berührt. Der Spulenkörper kann derart ausgestaltet sein, dass an zumindest einer Längsposition des Leiters im ersten Teil des Leiters der Leiter mit dem Spulenkörper an zwei Punkten in Kontakt ist. Der erste Teil des Leiters liegt also an zumindest einer Längsposition an zwei Stellen auf dem Spulenkörper auf. Dadurch kann die passive Kühlung des ersten Teils des Leiters kostengünstig verbessert werden.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Spulenkörper einen Steg aufweist und der erste Teil des Leiters auf einer Außenseite des Steges aufliegt. Der Steg resultiert in einer punktuellen und/oder lokalen Erhöhung der Oberfläche des Spulenkörpers, an welcher Oberfläche der Spulenkörpers der erste Teil des Leiters angeordnet ist. Dadurch liegt der erste Teil des Leiters vorzugsweise auf zumindest einem Steg auf, kontaktiert den Spulenkörper somit nur lokal und/oder punktuell, wodurch die passive Kühlung des ersten Teils des Leiters kostengünstig verbessert werden kann. Des Weiteren kann der Steg derart angeordnet sein, dass der erste Teil des Leiters an einer festen Position gehalten werden kann.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der erste Teil des Leiters bei einer Windung an maximal 15 Stützstellen, bevorzugt an maximal 10 Stützstellen, Kontakt zum Spulenkörper aufweist. Die Stützstellen ermöglichen eine feste Positionierung des ersten Teiles des Leiters am Spulenkörper, wobei gleichzeitig eine effiziente passive Kühlung ermöglicht wird.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Spulenkörper ein Vollkörper ist. Ist der Spulenkörper ein Vollkörper, so ist der vom Spulenkörper umschlossenen Bereich vom Spulenkörper befüllt. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Spulenkörper dazu geeignet ist, selbst die im Betrieb des Filters entstehende Wärme abzuleiten. Ein derartiger Spulenkörper ist zudem besonders robust.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Spulenkörper derart ausgeformt ist, dass zumindest 50% der Oberfläche des ersten Teiles des Leiters in Kontakt mit dem Spulenkörper ist. Insbesondere wenn der Spulenkörper dazu geeignet ist, selbst die im Betrieb des Filters entstehende Wärme abzuleiten, ist es vorteilhaft, eine Kontaktfläche zwischen dem ersten Teil des Leiters und dem Spulenkörper zu vergrößern. Dadurch kann die passive Kühlung, insbesondere die passive Wärmeableitung, verbessert werden. Die Form des Spulenkörpers kann dabei derart gewählt werden, dass der Spulenkörper den ersten Teil des Leiters möglichst gut umschließt. Dadurch kann die Wärmeleitfähigkeit zwischen dem ersten Teil des Leiters und dem Spulenkörper und somit die passive Kühlung verbessert werden. Diese Ausführungsform wird vorzugsweise mit einem Spulenkörper in Form eines Vollkörpers kombiniert.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Spulenkörper zur passiven Kühlung des ersten Teils des Leiters eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 10 W/m/K, vorzugsweise von mindestens 15 W/m/K, besonders bevorzugt von mindestens 20 W/m/K aufweist. Eine derart hohe Wärmeleitfähigkeit des Spulenkörpers ermöglicht eine effiziente Ableitung der im Betrieb des Filters entstehenden Wärme vom ersten Teil des Leiters, insbesondere wenn die Kontaktfläche zwischen dem ersten Teil des Leiters und dem Spulenkörper möglichst groß gewählt wird. Bei gleichbleibender Effizienz des Filters kann die Baugröße des Filters und damit die Baugröße des Spulenkörpers verringert werden, so dass der Spulenkörper aus weniger Material gefertigt werden kann. Dies kann mit einer Kosteneinsparung verbunden sein, welche Kosteneinsparung beispielsweise für ein Material mit einer derart hohen Wärmeleitfähigkeit investiert werden kann. Des Weiteren kann ein derartiger Spulenkörper sowohl im Spritzgussverfahren, als auch mittels 3-D Druck hergestellt werden, wodurch der Filter kostengünstig gefertigt werden kann.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Spulenkörper einen spezifischen Widerstand von mindestens 1010 (Ωmm2)/m aufweist. Ein derartiger Spulenkörper ist dadurch näherungsweise nichtleitend. Dadurch erfolgt der Stromfluss im Leiter, insbesondere auch im ersten Teil des Leiters, und der Spulenkörper kann den ersten Teil des Leiters besonders gut stabilisieren, insbesondere auch bei großflächigem Kontakt mit dem ersten Teil des Leiters. Zudem kann auf eine Isolierung des ersten Teiles des Leiters verzichtet werden, wodurch der Filter kostengünstig und robust hergestellt werden kann.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Spulenkörper Aluminiumoxid umfasst. Aluminiumoxid ist nichtleitend und weist eine Wärmeleitfähigkeit von zumindest 15 W/m/K auf, wodurch ein Aluminiumoxid umfassender Spulenkörper besonders dazu geeignet ist, die im Betrieb des Filters entstehende Wärme abzuleiten. Vorzugsweise ist der Spulenkörper in Form eines Vollkörpers ausgestaltet und/oder die Kontaktfläche zwischen Spulenkörper und dem ersten Teil des Leiters ist möglichst groß gewählt. Dadurch kann eine passive Kühlung des Filters besonders gut erfolgen.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Spulenkörper einen Kunststoff umfasst. Auch Kunststoff ist nichtleitend und kann eine Wärmeleitfähigkeit von beispielsweise 10 W/m/K aufweisen, wodurch eine passive Kühlung des Filters besonders gut erfolgen kann.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Spulenkörper eine dielektrische Leitfähigkeit von maximal 15 (As)/(Vm), vorzugsweise von maximal 9 (As)/(Vm) aufweist. Dadurch kann die die elektrische Wechselwirkung zwischen dem Spulenkörper und dem ersten Teil des elektrischen Leiters begrenzt werden, wodurch der Filter besonders genau wirken kann.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass Kontaktstellen und/oder die Kontaktfläche zwischen dem ersten Teil des Leiters und dem Spulenkörper mit wärmeleitfähigem Lack bedeckt sind. Ein derartiger Lack, beispielsweise Tränklack, kann die Ableitung der Wärme vom ersten Teil des Leiters über den Spulenkörper erhöhen. Vorzugsweise wird dies mit einer möglichst großen Kontaktfläche zwischen dem Spulenkörper und dem ersten Teil des Leiters kombiniert.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Spulenkörper bis mindestens 80°C hitzebeständig ist. Ein derartiger Spulenkörper ist besonders robust und ermöglicht eine hohe Leistung, insbesondere eine hohe Effizienz, des Filters. Insbesondere kann dadurch die Lebensdauer des Filters erhöht werden. Ebenso kann dadurch die für den Betrieb des Filters erforderliche Kühlung reduziert werden.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Spulenkörper PEEK und/oder Teflon und/oder Plexiglas umfasst. Diese Materialien können beispielhaft für eine besonders hitzebeständige Ausführungsform des Spulenkörpers verwendet werden. Dadurch kann der Spulenkörper hitzebeständig und kostengünstig gefertigt werden.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Filter eine Gehäuseeinheit umfasst und der Spulenkörper und der erste Teil des Leiters von der Gehäuseeinheit umgeben sind. Die Gehäuseeinheit umschließt die anderen Teile des Filters vorzugsweise derart, dass diese durch die Gehäuseeinheit von der Umgebung abgeschirmt werden. So kann beispielsweise sichergestellt werden, dass eine erhöhte Temperatur innerhalb der Gehäuseeinheit keine negativen Auswirkungen auf die Umgebung hat.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass eine Außenseite der Gehäuseeinheit im Betrieb des Filters eine maximale Temperatur von 55°C aufweist. Ist der Filter derart ausgestaltet, so geht von dem Filter keine Gefahr für eine Person aus, auch wenn der Spulenkörper aus hitzebeständigem Material gefertigt ist und im Betrieb des Filters Temperaturen von über 60° erreichen kann.
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Eine Ausführungsform des Filters sieht vor, dass der Filter ausschließlich passiv gekühlt wird. Die genannten Ausführungsformen des Filters ermöglichen eine derartige Erhöhung der Effizienz der passiven Kühlung des Filters, dass auf eine aktive Kühlung vollständig verzichtet werden kann. Die für eine aktive Kühlung erforderliche Überwachung und/oder erforderlichen Bauteile können somit kostengünstig vermieden werden.
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Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem System umfassend eine Gradientenspuleneinheit eines Magnetresonanzgerätes, eine Gradientensteuereinheit, einen durch einen HF-Schirm umschlossenen HF-abgeschirmten Raum und einen erfindungsgemäßen Filter für einen Leiter, wobei die Gradientenspuleneinheit innerhalb des HF-abgeschirmten Raumes und die Gradientensteuereinheit außerhalb des HF-abgeschirmten Raumes angeordnet sind, der Leiter die Gradientenspuleneinheit mit der Gradientensteuereinheit verbindet und der Filter in den HF-Schirm integriert ist. Das System umfasst einen Spulenkörper, an welchem Spulenkörper ein erster Teil des Leiters spiralförmig angeordnet ist und der Spulenkörper derart ausgebildet ist, dass er im Betrieb des Filters im Leiter entstehende Wärme passiv ableitet. Die Vorteile des Systems entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Filters, 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.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
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1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters,
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2 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters,
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3 einen skelettförmiger Spulenkörper in einer schematischen Darstellung,
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4 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters,
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5 einen Querschnitt einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters,
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6 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters, und
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7 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems.
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1 zeigt einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters 15, umfassend einen Spulenkörper 16, an welchem Spulenkörper 16 ein erster Teil des Leiters 17 spiralförmig angeordnet ist und der Spulenkörper 16 derart ausgebildet ist, dass er im Betrieb des Filters 15 im Leiter 17 entstehende Wärme passiv ableitet. Dabei ist der Spulenkörper 16 zu einer passiven Kühlung des ersten Teils des Leiters 17 skelettförmig ausgestaltet und weist einen Hohlbereich 19 auf. Der Spulenkörper 16 berührt den ersten Teil des Leiters 17 an maximal 30% dessen Oberfläche. Insbesondere ist der Spulenkörper 16 derart ausgestaltet, dass ein Querschnitt des Leiters 17 im ersten Teil des Leiters den Spulenkörper 16 an zwei Punkten berührt. Hierfür ist der Spulenkörper 16 derart ausgestaltet, dass der Spulenkörper 16 Erhebungen 36a–e aufweist, auf welchen Erhebungen 36a–e der Leiter 17 angeordnet werden kann, so dass beispielsweise ein runder Leiter 17 im Querschnitt mit jeweils zwei Erhebungen der Erhebungen 36a–e eine Kontaktstelle aufweist. Die Erhebungen 36a–e sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass zwischen diesen Erhebungen 36a–e ein Medium, wie beispielsweise Luft, zirkulieren kann. Der Filter 15 wird ausschließlich passiv gekühlt.
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2 zeigt einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters 15, umfassend einen Spulenkörper 16, an welchem Spulenkörper 16 ein erster Teil des Leiters 17 spiralförmig angeordnet ist. In der zweiten Ausführungsform wird der erste Teil des Leiters 17 in vom Spulenkörper 16 vorgesehenen Rillen 37a–d geführt, so dass der Leiter 17 gut in Position gehalten werden kann. Auch dieser Spulenkörper 16 weist einen Hohlbereich 19 auf.
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3 zeigt einen skelettförmigen Spulenkörper 16 in einer schematischen Darstellung. Dieser skelettförmige Spulenkörper 16 weist einen Hohlbereich 19 auf und kann als Teil eines erfindungsgemäßen Filters 15 verwendet werden. Der Hohlbereich 19 ist von Längsstreben 41, im gezeigten Fall von zehn Längsstreben, umgeben. Jede Längsstrebe 41 ist mit Rillen 37a–c versehen, an welchen Rillen 37a–c der Leiter 17 spiralförmig um den Spulenkörper 16 angeordnet werden kann. In jeder Rille der Rillen 37a–c hat der Leiter 17 Kontakt zu dem Spulenkörper 16, so dass eine Rille eine Stützstelle darstellt. Pro Windung des Leiters 17 um den Spulenkörper 16 weist der Spulenkörper 16 vorzugsweise maximal 15 Stützstellen, besonders bevorzugt maximal zehn Stützstellen auf. Die Anzahl der Stützstellen entspricht dabei typischerweise der Anzahl der Längsstreben 41 des Spulenkörpers 16.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters 15. Der Spulenkörper 16 ist skelettförmig und weist in diesem Beispiel vier Längsstreben 41 auf. Jede Längsstrebe 41 weist zumindest einen Steg 21 auf, welcher Steg 21 zwei Erhebungen 36a, 36b umfasst. Auf und/oder zwischen den zwei Erhebungen 36a, 36b kann der Leiter 17 geführt werden so dass der Leiter 17 eine geringe Auflagefläche auf dem Spulenkörper 16 aufweist und/oder gut in Position gehalten werden kann. Der Leiter 17 liegt somit auf einer Außenseite des Steges 21 auf.
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5 zeigt einen Querschnitt einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters 15, gemäß welcher Ausführungsform der Spulenkörper 15 ein Vollkörper ist. Der Spulenkörper 15 weist Rillen 37a–d auf, in welchen Rillen 37a–d der Leiter 17 spiralförmig um den Spulenkörper 16 angeordnet werden kann. Des Weiteren ist der Spulenkörper 16 derart ausgeformt, dass zumindest 50% der Oberfläche des ersten Teils des Leiters 17 in Kontakt mit dem Spulenkörper 16 sind. Hierfür weist der Spulenkörper 16 zur passiven Kühlung des ersten Teils des Leiters 17 eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 10 W/m/K, bevorzugt von mindestens 15 W/m/K, besonders bevorzugt von mindestens 20 W/m/K auf. Hierfür kann der Spulenkörper 16 beispielsweise Aluminiumoxid und/oder Kunststoff umfassen. Vorzugsweise ist der Spulenkörper 16 nichtleitend und/oder weist einen spezifischen Widerstand von mindestens 1010 (Ωmm2)/m auf. Der Spulenkörper 16 weist eine dielektrische Leitfähigkeit von maximal 15 (As)/(Vm), vorzugsweise von maximal 9 (As)/(Vm) auf. Die Stellen, an welchen Stellen der erste Teil des Leiters 17 in Kontakt mit dem Spulenkörper 16 ist, insbesondere die Rillen 37a–d, sind vorzugsweise mit wärmeleitfähigem Lack bedeckt.
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6 zeigt eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters 15, gemäß welcher Ausführungsform der Filter 15 eine Gehäuseeinheit 18 umfasst, wobei der Spulenkörper 16 und der erste Teil des Leiters 17 von der Gehäuseeinheit 18 umgeben sind. Der Spulenkörper 16 umfasst typischerweise PEEK und/oder Teflon und/oder Plexiglas und/oder ist bis mindestens 80°C hitzebeständig. Eine Außenseite der Gehäuseeinheit 18 weist im Betrieb des Filters 15 eine maximale Temperatur von 55°C auf.
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7 zeigt das erfindungsgemäße System 51 in einer schematischen Darstellung. Das System 51 umfasst eine Gradientenspuleneinheit 14 eines Magnetresonanzgerätes 11, eine Gradientensteuereinheit 28, einen durch einen HF-Schirm 32 umschlossenen HF-abgeschirmten Raum 34 und einen Filter 15 für einen Leiter 17, welcher Leiter 17 die Gradientenspuleneinheit 14 mit der Gradientensteuereinheit 28 verbindet. Die Gradientenspuleneinheit 14 wird für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet. Die Gradientenspuleneinheit 14 wird mittels der Gradientensteuereinheit 28 angesteuert. Die Gradientensteuereinheit 28 umfasst hierfür typischerweise einen Leistungsverstärker, mit welchem die für die Magnetresonanzbildgebung erforderlichen elektrischen Ströme generiert und/oder verstärkt und/oder bestimmt werden. Die Gradientenspuleneinheit 14 ist innerhalb des HF-abgeschirmten Raumes 34 angeordnet, welcher HF-abgeschirmte Raum 34 durch den HF-Schirm 32 abgeschlossen wird. Die Gradientensteuereinheit 28 ist außerhalb des HF-abgeschirmten Raumes 34 angeordnet. Der Filter 15 für den Leiter 17 ist in den HF-Schirm 32 integriert. Der HF-Schirm 32 ist insbesondere dazu ausgelegt, den HF-abgeschirmten Raum 34 von HF-Feldern abzuschirmen. Der Filter 15 ist dazu ausgelegt, eine HF-abschirmende Wirkung auch an der Position, an welcher Position der Leiter 17 den HF-Schirm 32 durchdringt, aufrechtzuerhalten. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst die Gradientenspuleneinheit 14 und die Gradientensteuereinheit 28 und ist somit teilweise innerhalb des HF-abgeschirmten Raumes 34 angeordnet.
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Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst einen Hauptmagneten 10 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 30. Des Weiteren weist das Magnetresonanzgerät 11 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 10 erzeugten Hauptmagnetfeld 30 einstellt, auf. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 angesteuert und strahlt hochfrequente Hochfrequenz-Pulse ein. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 ist mit der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 mit einem zweiten Leiter 171 verbunden. Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 17, der Gradientensteuereinheit 28 und der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Steuerungseinheit 24 auf. Die Steuerungseinheit 24 steuert zentral das Magnetresonanzgerät 11, wie beispielsweise das Durchführen von MR-Steuerungssequenzen. Der innerhalb des HF-Schirms 32 angeordnete Teil des Magnetresonanzgerätes 11 ist mit der Steuerungseinheit 24 mit einem dritten Leiter 172 verbunden.
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Die Steuerungseinheit 24 und die Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 sind außerhalb des HF-abgeschirmten Raumes 34 angeordnet sind, wohingegen die Hochfrequenzantenneneinheit 20 und der Hauptmagnet 10 innerhalb des HF-abgeschirmten Raumes 34 angeordnet sind. Der zweite Leiter 171 und der dritte Leiter 172 durchdringen den HF-Schirm 32 an einer Position, an welcher Position der HF-Schirm 32 eine Filterplatte 33 aufweist. Die Filterplatte 33 ist dazu ausgelegt, eine HF-abschirmende Wirkung auch an dieser Position aufrechtzuerhalten. Die Filterplatte 33 ist dabei in den HF-Schirm 32 integriert. Der Filter 15 kann auch in die Filterplatte 33 integriert sein.
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Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 einen zylinderförmigen Patientenaufnahmebereich zu einer Aufnahme eines Patienten 12 auf. Der Patient 12 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 13 des Magnetresonanzgeräts 11 in den Patientenaufnahmebereich geschoben werden. Die Steuerungseinheit 24 kann die Gradientensteuereinheit 28 und/oder Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 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.
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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.
