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Die Erfindung betrifft eine Magnetresonanzanlage, aufweisend:
- – eine in einem Magnetraum angeordnete Magnetresonanzeinrichtung mit mehreren Magnetraumkomponenten zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten eines Untersuchungsobjekts,
- – mehrere die Magnetraumkomponenten mit außerhalb des Magnetraums angeordneten Anlagenkomponenten oder anlagenexternen Komponenten verbindende Kommunikationsleitungen, und
- – mehrere die Magnetraumkomponenten mit einer elektrischen Leistungsversorgung verbindende Leistungsversorgungsleitungen.
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Die Magnetresonanzbildgebung stellt inzwischen ein etabliertes und gängiges Werkzeug bei der medizinischen Versorgung von Patienten dar, insbesondere bei der Diagnose. Entsprechende Magnetresonanzanlagen, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, weisen dabei eine in einem üblicherweise geschirmten Magnetraum angeordnete Magnetresonanzeinrichtung auf. Die Magnetresonanzeinrichtung umfasst eine Hauptmagneteinheit, in der neben dem üblicherweise supraleitenden Hauptmagneten (Grundfeldmagneten) zur Erzeugung des Grundmagnetfelds (B0-Feld) der Magnetresonanzeinrichtung auch weitere Bildgebungskomponenten verbaut bzw. als Zubehör vorhanden sein können, insbesondere eine Gradientenspulenanordnung und eine Hochfrequenzspulenanordnung. Die im Grundmagnetfeld ausgerichteten Spins können mittels Hochfrequenzsignalen der Hochfrequenzspulenanordnung angeregt und die entstehenden Anregungen können wiederum als Hochfrequenzsignale empfangen werden. Gradientenspulen ermöglichen eine Modifikation des Grundmagnetfelds zur Ortsbestimmung. Als weitere Komponenten weist eine derartige Magnetresonanzeinrichtung üblicherweise Kühlsysteme für verschiedene Bildgebungskomponenten und/oder wenigstens eine statische und/oder dynamische Shimeinrichtung auf. Bei zylindrischen Magnetresonanzeinrichtungen umschließt der Grundfeldmagnet bzw. die entsprechende, mit einer Verkleidung versehene Hauptmagneteinheit, eine Patientenaufnahme, in die der Patient mittels einer Patientenliege eingefahren werden kann.
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Zumindest einem Teil der Bildgebungskomponenten sind Leistungselektronikkomponenten zugeordnet, wobei insbesondere Verstärker für die Hochfrequenzspulenanordnung und die Gradientenspulen der Gradientenspulenanordnung als Beispiele zu nennen sind. Derartige Leistungselektronikkomponenten sind außerhalb des genannten Magnetraums angeordnet, beispielsweise in einem Betriebsraum, der wenigstens einen Elektronikschrank der Magnetresonanzanlage enthalten kann, und/oder in einem Bedienraum, in dem auch eine Bedieneinrichtung, beispielsweise eine Bedienkonsole, angeordnet sein kann. In einem derartigen Betriebsraum und/oder Bedienraum können auch weitere Komponenten der Magnetresonanzanlage vorgesehen sein, beispielsweise Komponenten einer Steuereinrichtung, von Überwachungseinrichtungen, die den Betrieb der Magnetresonanzeinrichtung überwachen und dergleichen. Die hier beispielhaft aufgeführten Komponenten, insbesondere also Bildgebungskomponenten, Leistungselektronikkomponenten, Überwachungseinrichtungen, Steuereinrichtungen und Bedieneinrichtungen, müssen zur Herstellung der Funktion der Magnetresonanzanlage miteinander kommunizieren und mit elektrischer Leistung versorgt werden, was häufig einen hohen Aufwand, insbesondere hinsichtlich der Verkabelung und der Kabelführung, mit sich bringt. Zudem besteht ein äußerst hoher Platzbedarf, da aufgrund der hohen Magnetfelder viele Komponenten der Magnetresonanzanlage außerhalb des eigentlichen Magnetraums anzuordnen sind.
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Aufgrund des steigenden Kostendrucks im Gesundheitswesen sollen Magnetresonanzanlagen günstiger werden. Ansatzpunkte hierfür bieten der Einsatz neuer Technologien, beispielsweise neuer Magnettechnologien, reduzierte Performance-Werte in den am stärksten sensitiven Marktsegmenten, Integration von Einzelkomponenten zu einer großen Gesamtkomponente sowie der Einsatz neuer Systemarchitekturen. Die Lebensdauerkosten einer Magnetresonanzanlage (Life Cycle Costs) setzen sich dabei üblicherweise zusammen aus den Stückkosten, den Installationskosten vor Ort (inklusive Transport), den Betriebskosten während des klinischen Betriebs sowie den Abbau- bzw. Verschrottungskosten. Im Fokus aktueller Bemühungen stehen die Stückkosten, aber auch die Installationskosten, da diese für einen Abnehmer die zeitlich nächstliegend größten Ausgaben darstellen. Wie bereits angedeutet, besteht bezüglich der Installationskosten das Problem, dass aktuelle Systemarchitekturen von Magnetresonanzanlagen aus einer Magnetresonanzeinrichtung im Magnetraum, einer Elektronikeinrichtung in wenigstens einem Elektronikschrank in einem Betriebsraum sowie wenigstens einer Bedieneinrichtung in einem Bedienraum bestehen. Die drei Räume sind durch eine Vielzahl von Kabeln und Schläuchen miteinander verbunden, um an dem entsprechenden Ort elektrische Leistung, Informationen/Daten, Kühlwasser, Hochfrequenzsignale sowie Gradientenströme zu erhalten. Dies bedingt eine teilweise sehr umfangreiche Verkabelung zwischen den verschiedenen Orten, die beim Übergang in den Magnetraum aus Hochfrequenz-Abschirmgründen mittels entsprechender Filtereinrichtungen gefiltert werden müssen, damit ein hochfrequenzinterferenzfreier Magnetresonanzbetrieb gewährleistet ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kostensparende und mit reduziertem Aufwand installierbare Magnetresonanzanlage anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch eine Magnetresonanzanlage gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage weist mithin auf:
- – eine in einem Magnetraum angeordnete Magnetresonanzeinrichtung mit mehreren Magnetraumkomponenten zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten eines Untersuchungsobjekts,
- – mehrere die Magnetraumkomponenten mit außerhalb des Magnetraums angeordneten Anlagenkomponenten oder anlagenexternen Komponenten verbindende Kommunikationsleitungen, und
- – mehrere die Magnetraumkomponenten mit einer elektrischen Leistungsversorgung verbindende Leistungsversorgungsleitungen,
wobei alle Kommunikationsleitungen und alle Leistungsversorgungsleitungen in einem gemeinsamen Kabel aus dem Magnetraum geführt sind.
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Erfindungsgemäß wird mithin vorgeschlagen, die gesamte Verkabelung so weit zu reduzieren, dass ein einziges Kabel in den Magnetraum geführt werden kann, insbesondere ausgehend von einem Betriebsraum (Technikraum) und/oder Bedienraum. In diesem Kabel sind dabei mehrere Einzelleitungen integriert, konkret die Kommunikationsleitungen und die Leistungsversorgungsleitungen. Auf diese Weise wird die Installation der Magnetresonanzanlage deutlich vereinfacht und es wird die Fehleranfälligkeit reduziert, nachdem fehlerhaft eingesteckte Anschlüsse und dergleichen deutlich reduziert werden können. Auf diese Weise kann insbesondere auch ein Absinken von Installationskosten erreicht werden. Dies gilt auch im Hinblick auf Arbeitszeit, die bei der Installation anfällt.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das gemeinsame Kabel wenigstens innerhalb des Magnetraums durch einen einzigen, gemeinsamen Stecker abgeschlossen wird, wobei die Magnetresonanzeinrichtung einen dem Stecker entsprechenden Steckplatz aufweist. Gemeinsame Stecker an dem Kabel, welches sämtliche Informationen/Daten für die Kommunikation und sämtlichen benötigten elektrischen Leistungen transportieren soll, vereinfachen weiter die Installation und reduzieren den Aufwand, insbesondere aber auch die Fehleranfälligkeit. Mithin ist es besonders bevorzugt, wenn das gemeinsame Kabel zwar eine Mehrzahl von Einzelleitungen beinhaltet, aber durch einen einzigen Stecker angeschlossen wird.
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Dabei ist es in diesem Zusammenhang auch vorteilhaft, wenn bei außerhalb des Magnetraums in einem einzigen, gemeinsamen Stecker endendem Kabel die Magnetresonanzanlage eine Verteilereinrichtung, insbesondere in einem Elektronikschrank, zur Verteilung der einzelnen Leitungen an entsprechende Anschlüsse aufweist. Eine derartige Verteilereinrichtung kann beispielsweise in einem Betriebsraum (Technikraum) der Magnetresonanzanlage angeordnet werden, wobei auch eine Anordnung in einem Bedienraum, in dem bereits eine Bedieneinrichtung, insbesondere eine Bedienkonsole, angeordnet ist, möglich ist. Das Vorsehen einer derartigen Verteilereinrichtung, die letztlich im Sinne einer Vorinstallation wenigstens einen Teil der Weiterverbindungen bereitstellen kann bzw. deren Anschluss vereinfachen kann, trägt weiter zur möglichst einfachen Installation der Magnetresonanzanlage bei, nachdem beidseitig nur ein einziger Stecker des gemeinsamen Kabels angeschlossen werden muss.
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Konkret kann vorgesehen sein, dass die Verteilereinrichtung mehrere, bereits vorgesteckte Anschlüsse für Leitungen des gemeinsamen Kabels und/oder eine Leistungsbereitstellungseinheit zur Bereitstellung von von wenigstens einem Teil der Magnetraumkomponenten benötigten Eingangsspannungen aus einer Netzwechselspannung aufweist. Für wenigstens einen Teil der Leitungen des gemeinsamen Kabels, also wenigstens einen Teil der Kommunikationsleitungen und/oder Leistungsversorgungsleitungen, können mithin bereits vorgesteckte Anschlüsse seitens der Verteilereinrichtung existieren, um den Arbeitsaufwand bei der Installation sowie die Fehleranfälligkeit möglichst gering zu halten. Insbesondere können dabei die Verteilereinrichtung bzw. mit dieser bereits vorverbundene weitere Einrichtungen, wie beispielsweise eine Leistungsbereitstellungseinheit, Komponenten der Magnetresonanzanlage enthalten, die unmittelbar für den Betrieb der Kommunikationsleitungen und/oder der Leistungsversorgungsleitungen relevant sind.
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Beispiele hierfür sind Wandler, Verteiler, Steuerkomponenten und dergleichen für Kommunikationsleitungen und Leistungselektronikkomponenten für Leistungsversorgungsleitungen.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Verteilereinrichtung und/oder eine mit der Verteilereinrichtung verbundene Leistungselektronikeinrichtung wenigstens eine Verstärkereinrichtung zur Bereitstellung von Hochfrequenzsignalen und/oder Gradientenströmen aufweist. Das bedeutet, die üblicherweise bei der Magnetresonanzbildgebung benötigten Verstärkereinrichtungen können bereits in der Verteilereinrichtung und/oder einer verbundenen Einrichtung vorliegen, um von dort aus unmittelbar die entsprechenden elektrischen Leistungen auf die Leistungsversorgungsleitungen des gemeinsamen Kabels zu geben. Derartige Verstärkereinrichtungen umfassen beispielsweise die Gradientenleistungsverstärker (GPA – Gradient Power Amplifier) und die Hochfrequenzleistungsverstärker (RFPA – Radio Frequency Power Amplifier). Auch weitere Leistungselektronikkomponenten können seitens der Verteilereinrichtung und/oder einer verbundenen Komponente der Magnetresonanzanlage vorhanden sein, beispielsweise Analog-Digital-Konverter für empfangene Hochfrequenzsignale und dergleichen.
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Bevorzugt ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Ausgestaltung, bei der jedoch auch weitere Komponenten, insbesondere Leistungselektronikkomponenten, auch in dem Magnetraum, mithin als Magnetraumkomponenten, vorgesehen sind. Allgemein gesagt ist eine hohe Integration von Komponenten der Magnetresonanzanlage im Magnetraum, insbesondere in Baueinheit mit der Magnetresonanzeinrichtung und/oder als mit einer mit der Magnetresonanzeinrichtung fest verbundenen Baueinheit, grundsätzlich zweckmäßig im Hinblick auf eine Reduktion der benötigten Kommunikationsleitungen und/oder Leistungsversorgungsleitungen, was wiederum deren Führung in einem gemeinsamen Kabel vereinfacht.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Leistungselektronikkomponente der Magnetresonanzeinrichtung in dem Magnetraum angeordnet ist. Insbesondere kann es sich bei diesen Leistungselektronikkomponenten um Verstärkereinrichtungen, insbesondere Hochfrequenzleistungsverstärker und/oder Gradientenleistungsverstärker handeln. Denkbar ist es beispielsweise, ein komplettes Sendesystem magnetraumseitig vorzusehen, umfassend eine Kleinsignalerzeugungseinheit, die Hochfrequenzleistungsverstärker sowie Leistungsüberwachungseinrichtungen. Selbiges gilt für ein Empfangssystem, dessen Analog-Digital-Konverter beispielsweise auch bereits seitens der Magnetresonanzeinrichtung bzw. allgemein im Magnetraum vorgesehen sein können. Auch ein Gradientensystem umfassend Gradientenleistungsverstärker inklusive Kleinsignalerzeugungseinheiten kann im Magnetraum angeordnet werden, was ferner für Steuereinrichtungen bzw. deren Komponenten und/oder Überwachungseinrichtungen gilt. Derartige Steuereinrichtungen können beispielsweise Steuereinheiten für die Aufnahme von Magnetresonanzdaten mittels Bildgebungskomponenten als Magnetraumkomponenten und/oder Auswerteeinheiten, beispielsweise eine Bildrekonstruktionseinheit, aufweisen.
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In einem solchen Fall kann es im Übrigen denkbar sein, auch eine Systemeinheit als Magnetraumkomponente im Magnetraum vorzusehen, welche über die Leistungsversorgungsleitungen eine Netzwechselspannung entgegennimmt und diese in die entsprechenden Eingangsspannungen für weitere Magnetraumkomponenten umwandelt. Eine derartige Systemeinheit kann beispielsweise Schaltnetzteile und/oder einen Transformator umfassen.
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Bei Vorsehen einer Verteilereinrichtung ist es jedoch selbstverständlich auch möglich und zweckmäßig, eine derartige Leistungsbereitstellungseinheit extern zum Magnetraum vorzusehen, wobei die Leistungsbereitstellungseinheit ebenso entsprechende Schaltnetzteile und/oder Transformatoren aufweisen kann. In einer solchen Ausgestaltung dienen die Leistungsversorgungsleitungen des gemeinsamen Kabels zur Weiterleitung entsprechend vorbereiteter elektrischer Leistung bei entsprechenden Eingangsspannungen an die Magnetraumkomponenten. Dies kann vorteilhaft im Hinblick auf das Störpotential sein, nachdem derartige elektrische Leistungen üblicherweise als Gleichströme oder zumindest beispielsweise niedrigen Frequenzen übertragen werden, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird.
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Vorzugsweise kann das gemeinsame Kabel wenigstens eine für mehrere Leitungen des gemeinsamen Kabels wirkende Schirmeinrichtung zur Abschirmung von durch die Leitungen erzeugten Feldern untereinander und/oder gegenüber zur Magnetresonanzbildgebung verwendeten Feldern des Magnetraums aufweisen. Dadurch, dass eine Vielzahl von Leitungen, also Kommunikationsleitungen und Leistungsversorgungsleitungen, innerhalb des gemeinsamen Kabels geführt sind, können Schirmeinrichtungen auch auf mehrere dieser Einzelleitungen wirken, soweit sinnvoll und möglich. Dabei wird hervorgehoben, dass selbstverständlich auch übliche Maßnahmen zur Entkopplung von zur Magnetresonanzbildgebung verwendeten Feldern des Magnetraums bzw. allgemein elektromagnetischen Entstörung verwendet werden können, beispielsweise die Verwendung von Twisted-Pair-Leitungen und/oder Koaxialleitungen als Einzelleitungen des gemeinsamen Kabels.
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Magnetresonanzeinrichtungen weisen üblicherweise auch wenigstens eine Kühleinrichtung auf, um im Magnetraum angeordnete Komponenten der Magnetresonanzanlage, insbesondere Bildgebungskomponenten, zu kühlen. Beispielsweise kann die Magnetresonanzeinrichtung eine Hauptmagneteinheit aufweisen, die eine Patientenaufnahme definiert, in die eine Patientenliege eingefahren werden kann. Die Hauptmagneteinheit kann hierbei auch den insbesondere supraleitenden Hauptmagneten, der das Grundmagnetfeld der Magnetresonanzeinrichtung erzeugt, enthalten, so dass eine entsprechende, insbesondere Helium als Kühlmittel nutzende Kühleinrichtung vorgesehen werden kann. Die Magnetresonanzeinrichtung, insbesondere die Hauptmagneteinheit, kann ferner eine Gradientenspulenanordnung und/oder wenigstens eine Hochfrequenzspulenanordnung als Bildgebungskomponenten aufweisen, wie dies grundsätzlich bekannt ist. Auch weitere Magnetraumkomponenten können der Kühlung bedürfen, beispielsweise Leistungselektronikkomponenten und dergleichen, so dass auch diesbezüglich eine Kühleinrichtung, welche als Kühlmittel insbesondere Wasser verwenden kann, eingesetzt werden kann.
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Hinsichtlich solcher Kühleinrichtungen ist es zweckmäßig, wenn wenigstens eine Kühlleitung für ein Kühlmittel einer Kühleinrichtung einer Magnetresonanzanlage, die zur Kühlung von Magnetraumkomponenten ausgebildet ist, in den Magnetraum geführt ist. Zusätzlich zu dem gemeinsamen Kabel ist es in Ausgestaltung der Erfindung mithin denkbar, beispielsweise ein Heliumsleitungspaar in den Magnetraum zu führen und/oder Kühlleitungen für Wasser als Kühlmittel vorzusehen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht jedoch, insbesondere hinsichtlich von Wasser als Kühlmittel, vor, dass wenigstens eine der wenigstens einen Kühlmittelleitung ebenso in dem gemeinsamen Kabel integriert ist. Insbesondere kann hierbei vorgesehen werden, dass wenigstens eine Wärme abgebende Leitung des gemeinsamen Kabels, insbesondere eine Leistungsversorgungsleitung, durch eine benachbart angeordnete Kühlleitung, insbesondere eine Rückleitung, gekühlt wird. Ist beispielsweise Wasser als Kühlmittel in einer Kühlleitung des gemeinsamen Kabels geführt, kann zur Aufrechterhaltung der benötigten Kühlmitteltemperatur an den Magnetraumkomponenten eine Hinleitung des Kühlmittels abstandet von wärmeerzeugenden sonstigen Leitungen des gemeinsamen Kabels geführt werden, um eine Erwärmung zu vermeiden, wobei es jedoch zweckmäßig und denkbar ist, im weniger temperaturrelevanten Fall der Rückleitung des Kühlmittels dessen Restkühle zur Entwärmung von sich erwärmenden Leitungen des gemeinsamen Kabels, insbesondere von Leistungsversorgungsleitungen, eizusetzen. Somit ergibt sich ein besonderer Synergienutzen der gemeinsamen Nutzung von Kühlleitungen und Leistungsversorgungsleitungen.
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In besonders vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage kann jedoch auf solche Kühlleitungen von außen weitgehend verzichtet werden, beispielsweise wenn bis auf den supraleitenden Hauptmagneten Magnetraumkomponenten luftgekühlt werden können und der Heliumkühlkreislauf für den Hauptmagneten vollständig innerhalb des Magnetraums realisiert ist, beispielsweise durch Vorsehen eines Kompressors im Magnetraum selber. Es wurden im Übrigen im Stand der Technik auf bereits Hauptmagneten vorgeschlagen, die keine Quenchleitung mehr benötigen, so dass auch auf eine solche Verbindung nach außerhalb des Magnetraums bevorzugt verzichtet werden kann, so dass insbesondere nur noch das eine gemeinsame Kabel, welches die Kommunikationsleitung und die Leistungsversorgungsleitung enthält, aus dem Magnetraum geführt werden muss.
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Eine konkrete Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die zentral angeordneten, insbesondere von einer Gesamtschirmung als Schirmeinrichtung umgebenden Kommunikationsleitungen durch die insbesondere Gleichstrom und/oder niederfrequenten Wechselstrom tragenden Kommunikationsleitungen umgehen sind. Tragen die Leitungsversorgungsleitungen also sich nur langsam verändernden Strom, können sie eingesetzt werden, um für eine Abschirmung der empfindlicheren Kommunikationsleitungen, welche dann bevorzugt zentral in dem gemeinsamen Kabel geführt werden, zu sorgen bzw. es kann eine gemeine Schirmlage für die Kommunikationsleitungen verwendet werden, um insbesondere auch Wechselwirkungen mit zur Magnetresonanzbildgebung verwendeten Magnetfeldern des Magnetraums zu vermeiden. Zweckmäßig ist es in diesem Kontext, wenn wenigstens eine Gleichstrom und/oder niederfrequenten Wechselstrom tragende, insbesondere als Hohlleiter ausgebildete Leistungsversorgungsleitung als die Gesamtschirmung wirkt. Vorzugsweise können also zur Schirmung geeignete Leistungsversorgungsleitungen als Hohlleiter ausgebildet sein und somit einen im Wesentlichen feldfreien, durch die Kommunikationsleitungen nutzbaren Raum im Zentrum des gemeinsamen Kabels bilden.
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Vorteilhaft ist es ferner, wenn wenigstens ein Teil der Kommunikationsleitungen als optische Kommunikationsleitungen ausgebildet sind. Hierzu können entsprechende Optokoppler seitens der Magnetraumkomponenten und/von Komponenten außerhalb des Magnetraums, beispielsweise einer Verteilereinrichtung, vorgesehen werden. Optische Signalübertragung erweist sich als besonders störungsarm. Auch eine Kombination von galvanischen und optischen Kommunikationsleitungen ist möglich.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, dass wenigstens eine Kommunikationsleitung von wenigstens zwei Magnetraumkomponenten genutzt wird, insbesondere durch Multiplexing und/oder eine Modulation und/oder eine Signalüberlagerung. Auf diese Weise kann die Anzahl der benötigten Kommunikationsleitungen reduziert werden, was die Komplexität des gemeinsamen Kabels reduziert.
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Wie bereits erwähnt, kann es zweckmäßig sein, dass dann, wenn die Magnetresonanzanlage eine Helium als Kühlmittel verwendete Kühleinrichtung aufweist, deren Kompressor innerhalb des Magnetraums angeordnet ist, so dass der gesamte Heliumkreislauf innerhalb des Magnetraums angeordnet ist und auf Heliumzuleitungen von außerhalb des Magnetraums verzichtet werden kann. Ferner wird bevorzugt ein Hauptmagnet verwendet, der keine Quenchleitung benötigt, wobei jedoch im Fall einer benötigten Quenchleitung diese ebenso entsprechend aus dem Magnetraum zu führen ist.
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Es sei abschließend noch angemerkt, dass sich das hier beschriebene Konzept auch vorteilhaft bei anderen medizinischen Einrichtungen einsetzen lässt, um den Aufwand hinsichtlich der Installation, insbesondere hinsichtlich der Verkabelung, zu reduzieren. Beispielsweise kann die Erfindung auch bei anderen Bildgebungseinrichtungen eingesetzt werden, mithin bei Verwendung anderer Bildgebungsmodalitäten. Zwar sind dort die technischen Anforderungen, insbesondere hinsichtlich der Vielfalt an Leitungsarten, üblicherweise geringer, dennoch kann eine Ein-Kabel-Lösung, insbesondere mit einer Ein-Stecker-Verkabelung, zwischen großen Einzelkomponenten der medizinischen Einrichtung, insbesondere Bildgebungseinrichtung, von großem Vorteil sein. Beispiele hierfür sind die Verbindung eines Elektronikschranks mit einer Computertomographieeinrichtung und dergleichen.
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Zudem sind auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung zweckmäßigerweise die grundsätzlich bekannten Filtereinrichtungen, beispielsweise Filterplatten, beim Übergang in den Magnetraum vorzusehen. Eine solche Filtereinrichtung umfasst beispielsweise Filter, die Störsignale von außen dämpfen, so das ein interferenzfreier (bzw. wenigstens -reduzierter) Betrieb der Magnetresonanzeinrichtung erreicht wird. Auf beiden Seiten einer solcher Filtereinrichtung, insbesondere Filterplatte, ist selbstverständlich eine entsprechende Konnektivität vorzusehen, bevorzugt wiederum unter Verwendung eines einzigen Steckers, falls nicht die Filtereinrichtung selber eine mit einem Gegenstück zusammenwirkende, integrierte Komponente des Kabels darstellt.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage,
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2 einen Querschnitt durch ein Kabel in einer ersten Ausführungsform, und
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3 einen Querschnitt durch ein Kabel in einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage 1. Die Magnetresonanzanlage 1 weist verschiedene Komponenten auf, die vorliegend in unterschiedlichen Räumen angeordnet sind, umfassend einen insbesondere nach außen geschirmten Magnetraum 2, einen Betriebsraum 3 (Technikraum) und einen Bedienraum 4, in dem eine hier als Bedienkonsole 5 ausgebildete Bedieneinrichtung 6 angeordnet ist. Der Betriebsraum 3 und der Bedienraum 4 können dabei auch durch einen gemeinsamen Raum, beispielsweise dem Bedienraum 4, gebildet sein.
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In dem Magnetraum 2 befindet sich eine Magnetresonanzeinrichtung 7, die, wie grundsätzlich bekannt, eine Hauptmagneteinheit 8 enthält, welche eine zylindrische Patientenaufnahme 9 definiert. In die Patientenaufnahme 9 kann eine Patientenliege 10 eingefahren werden. Die Patientenaufnahme 9 umgebend sind als Bildgebungskomponenten eine Hochfrequenzspulenanordnung 11 und eine Gradientenspulenanordnung 12 vorgesehen. Das Grundmagnetfeld wird durch einen supraleitenden Hauptmagneten 13 erzeugt. Die Magnetresonanzeinrichtung 7 kann selbstverständlich auch weitere Komponenten der Magnetresonanzanlage umfassen, beispielsweise eine Shimeinrichtung und dergleichen.
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Zur Kühlung des Hauptmagneten 13 ist im Magnetraum ferner eine Helium als Kühlmittel nutzende Kühleinrichtung 14 vorgesehen, deren Heliumkreislauf durch Vorsehen eines Kompressors 15 im Magnetraum 2 vollständig innerhalb des Magnetraums 2 verläuft, so dass keine Heliumzuleitungen erforderlich sind. Ferner ist der Hauptmagnet 13 so ausgebildet, dass keine Quenchleitung benötigt wird, so dass auch diese nicht vorhanden ist.
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Neben diesen Magnetraumkomponenten können auch weitere Magnetraumkomponenten 16, beispielsweise wenigstens Teile wenigstens einer Steuereinrichtung und/oder Überwachungseinrichtung, innerhalb des Magnetraums 2 vorhanden sein. Denkbar ist insbesondere auch eine Anordnung von Leistungselektronikkomponenten, beispielsweise Leistungsverstärkern, innerhalb des Magnetraums 2, beispielsweise in einer entsprechenden Baueinheit 17.
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Zur Funktion der Magnetresonanzanlage 1 und zur bildgebenden Messung mittels der Magnetresonanzeinrichtung 7 müssen die Magnetraumkomponenten, die in dem Magnetraum 2 angeordnet sind, zum einen nach außen kommunizieren, zum anderen entsprechende elektrische Leistung zu ihrem Betrieb bzw. zur Ausgabe von entsprechenden Pulsen einer Magnetresonanzsequenz erhalten (Hochfrequenzsignale und Gradientenströme). Hierzu sind Kommunikationsleitungen und Leistungsversorgungsleitungen erforderlich, die vorliegend durch ein einziges Kabel 18 geführt sind, welches mittels eines einzigen Steckers 19 innerhalb des Magnetraums 2 an einen entsprechenden Steckplatz 20 angeschlossen wird und außerhalb des Magnetraums 2 im Betriebsraum 3 über einen einzigen Stecker 21 mit einer Verteilereinrichtung 22 verbunden ist. Die Verteilereinrichtung 22 kann in einem Elektronikschrank des Betriebsraums 3 vorgesehen sein. Eine Filtereinrichtung 35 am Übergang zum Magnetraum 2 filtert störende Signale aus. Bei einer als Filterplatte ausgebildeten Filtereinrichtung 35 kann eine entsprechend notwendige Konnektivität auch über gemeinsame Stecker hergestellt werden.
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Mittels der Verteilereinrichtung 22 ist es teilweise bereits bei Installation vorverkabelt möglich, die Kommunikation bzw. Leistungsversorgung entsprechend aufzuteilen. Beispielsweise kann wenigstens eine Kommunikationsleitung 23 zu der Bedienkonsole 5 und wenigstens eine weitere Kommunikationsleitung 24 zu einem Netzwerk 34, beispielsweise dem Internet, weitergeführt werden.
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Die Leistungsversorgung wird dabei durch interne Komponenten der Verteilereinrichtung 22 bzw. wenigstens verbundene Komponenten gewährleistet, nachdem eine Netzwechselspannung über entsprechende Leistungsversorgungsleitungen 25 der Verteilereinrichtung 22 zugeführt wird, dort konkret einer Leistungsbereitstellungseinheit 26, die entsprechende Schaltnetzteile und/oder Transformatoren und/oder sonstige Leistungselektronikkomponenten aufweisen kann, um entsprechende Eingangsspannungen für Magnetraumkomponenten und auch eine Leistungselektronikeinrichtung 27 bereitzustellen. Die Leistungselektronikeinrichtung 27 umfasst dabei vorliegend Hochfrequenzleistungsverstärker (RFPA) und Gradientenleistungsverstärker (GPA), deren erzeugte Gradientenströme bzw. Hochfrequenzsignale dann über entsprechende Leistungsvorsorgungsleitungen des Kabels 18 an die entsprechenden Magnetraumkomponenten, hier beispielsweise konkret die Hochfrequenzspulenanordnung 11 und die Gradientenspulenanordnung 12, weitergeleitet werden. Wie bereits dargelegt, können in anderen Ausführungsbeispielen die Leistungsverstärker (Verstärkereinrichtungen) auch innerhalb des Magnetraums 2 angeordnet werden.
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In 1 ist zudem auch eine optionale weitere Kühleinrichtung 28 gezeigt, die als Kühlmittel Wasser benutzt. Ist eine optionale Kühleinrichtung 28 vorgesehen, können deren das Kühlmittel führende Kühlleitungen ebenso innerhalb des Kabels 18 realisiert werden.
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Ein entsprechendes, erstes Ausführungsbeispiel eines Kabels 18 zeigt 2. Dort sind zunächst verschiedene Kommunikationsleitungen 29 gezeigt, die wenigstens teilweise optisch ausgebildet sein können. Bei Vorhandensein galvanischer Kommunikationsleitungen kann eine für die Kommunikationsleitungen 29 insgesamt vorgesehene Schirmeinrichtung 30 verwendet werden. Auf der in 2 rechten Seite sind zudem Leistungsversorgungsleitungen 31 gezeigt, denen auch entsprechende Schirmeinrichtungen 30 zugeordnet sein können, die der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind. Die Leistungsversorgungsleitungen 31 umfassen beispielsweise solche für die Gradientenströme, für Hochfrequenzsignale und sonstige Eingangsspannungen von Magnetraumkomponenten.
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Es sei bezüglich der Kommunikationsleitungen 29 noch angemerkt, dass wenigstens ein Teil der Kommunikationsleitungen 29 auch von mehreren Magnetraumkomponenten genutzt werden kann, beispielsweise durch Modulation, Überlagerung und/oder Multiplexing.
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Innerhalb des Kabels 18 sind vorliegend auch Kühlleitungen 32, 33 geführt, wobei es sich bei der Kühlleitung 32 um eine Hinleitung für Wasser, bei der Kühlleitung 33 um eine Rückleitung für Wasser handelt. Die nur äußerst wenig Wärme abgebenden Kommunikationsleitungen 29 sind der Kühlleitung 32 benachbart und beeinflussen so die Temperatur des Wassers in der Kühlleitung 32 nicht bzw. nicht relevant. Die zumindest teilweise Wärme abgebenden Leistungsversorgungsleitungen 31 sind der Rückleitung 33 benachbart angeordnet, so dass das rückgeführte Wasser eine kühlende Wirkung auf diese Leistungsversorgungsleitungen 31 haben kann.
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3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Kabels 18, bei dem in diesem Fall keine Kühlleitungen 32, 33 durch dieses geführt sind. Die Kommunikationsleitungen 29 sind zentral angeordnet und durch vorliegend zwei als Hohlleiter ausgebildete Leistungsversorgungsleitungen 31 umgeben, die vorliegend einen Gleichstrom oder niederfrequenten Strom tragen und somit als Schirmeinrichtungen für die Kommunikationsleitungen 29 wirken. Weitere, auf übliche Weise ausgeführte Leistungsversorgungsleitungen 31 können selbstverständlich auch vorgesehen sein und sind entsprechend gezeigt.
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Auch weitere, hiervon abweichende Ausgestaltungen des Kabels bzw. Anordnungen von Kommunikationsleitungen 29 und Leistungsversorgungsleitungen 31 sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel 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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006052437 A1 [0005]
- DE 102008017819 B3 [0005]
- DE 102007058872 A1 [0005]
- US 20090137898 A1 [0005]
- US 20160174928 A1 [0005]
