DE202019102912U1

DE202019102912U1 - Magnetresonanzgerät mit Temperaturmessvorrichtung

Info

Publication number: DE202019102912U1
Application number: DE202019102912.9U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2019-05-23
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2019-06-04
Anticipated expiration: 2029-05-24
Also published as: CN214073291U

Abstract

Magnetresonanzgerät umfassend ein metallisches Bauteil und eine Temperaturmessvorrichtung zur Erfassung einer Temperatur und/oder einer Änderung einer Temperatur des metallischen Bauteiles,
wobei die Temperaturmessvorrichtung eine Fixiervorrichtung, eine Sensoreinheit und eine Abschirmvorrichtung umfassend Metall umfasst,
wobei die Sensoreinheit zumindest teilweise zwischen der Fixiervorrichtung und dem metallischen Bauteil angeordnet ist, die Sensoreinheit zumindest teilweise zwischen der Abschirmvorrichtung und dem metallischen Bauteil angeordnet ist, und die Sensoreinheit eine Seitenfläche mit direktem Kontakt zu dem metallischen Bauteil aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetresonanzgerät umfassend ein metallisches Bauteil und eine Temperaturmessvorrichtung zur Erfassung einer Temperatur und/oder einer Änderung einer Temperatur des metallischen Bauteiles.
In einem Magnetresonanzgerät 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, beispielsweise Anregungspulse, ausgesendet, was dazu führt, dass die Kernspins bestimmter, durch diese Hochfrequenz-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.
Im Betrieb des Magnetresonanzgerätes ist für eine bestimmte Messung daher eine bestimmte Magnetresonanz-Steuerungssequenz (MR-Steuerungssequenz), auch Pulssequenz genannt, auszusenden, welche aus einer Folge von Hochfrequenz-Pulsen, beispielsweise Anregungspulsen und Refokussierungspulsen, sowie passend dazu koordiniert auszusendenden Gradientenpulsen in verschiedenen Gradientenachsen entlang verschiedener Raumrichtungen besteht. Dabei werden Magnetfeldgradienten zur Ortskodierung erzeugt. Zeitlich passend hierzu werden Auslesefenster gesetzt, welche die Zeiträume vorgeben, in denen die induzierten Magnetresonanz-Signale erfasst werden.
Zum Erzeugen von Gradientenpulsen werden in die Gradientenspulen der Gradientenspuleneinheit Ströme geleitet, deren Amplituden bis zu 1,5 kA erreichen und die häufigen und raschen Wechseln der Stromrichtung mit Anstiegs- und Abfallraten von mehreren 100 T/m/s unterliegen. Die treibende Spannung für den Spulenstrom beträgt bis zu mehreren kV. Aufgrund ohmscher Verluste, Wirbelstromverluste durch dynamische Streufelder in benachbarten leitfähigen Strukturen und Reibungswärme durch Vibrationen führt dies zu einer Erwärmung. Insbesondere bei gradientenlastigen MR-Steuerungssequenzen, wie sie beispielsweise für die EPI-Diffusion verwendet werden, ist die Erwärmung besonders groß. Die Gradientenspuleneinheit umfasst typischerweise eine Kühleinheit, die das Ausmaß der Erwärmung während des Betriebes der Gradientenspuleneinheit begrenzt und/oder die Temperatur der Gradientenspuleneinheit nach Abschluss der MR-Steuerungssequenz wieder senkt. Die im Betrieb der Gradientenspuleneinheit entstehende Wärme wird auch an die Umgebung der Gradientenspuleneinheit abgegeben, welche dadurch einer Erwärmung ausgesetzt ist. Dadurch sind bestimmte Komponenten des Magnetresonanzgerätes in der Umgebung der Gradientenspuleneinheit starken Temperaturänderungen ausgesetzt, was die Haltbarkeit dieser Komponenten beschränken kann und/oder die Akquisition der Rohdaten und die Qualität der zu rekonstruierenden Bilddaten negativ beeinflussen kann. Insbesondere kann aufgrund einer Änderung der Temperatur von Komponenten mit temperaturabhängigen magnetischen Eigenschaften, wie beispielsweise der Außenhülle des Kryostaten, der Gradientenspuleneinheit selbst oder von dieser umfassten Shimelemente, eine Variation des Hauptmagnetfeldes entstehen. Dies kann die Akquisition von Rohdaten beeinträchtigen.
US9880237B2 offenbart eine Einrichtung zur Kompensation von Temperaturschwankungen, wobei eine Verringerung störender Einflüsse von Temperaturschwankungen auf die Bildgebung ermöglicht werden. EP3399325A1 betrifft ein Magnetresonanzgerät zu einer Temperierung einer zumindest teilweise magnetisierbaren Umgebung einer Gradientenspuleneinheit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetresonanzgerät mit einer Temperaturmessvorrichtung zur besonders genauen Erfassung einer Temperatur und/oder einer Änderung einer Temperatur eines vom Magnetresonanzgerät umfassten metallischen Bauteiles anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Magnetresonanzgerät umfasst ein metallisches Bauteil und eine Temperaturmessvorrichtung zur Erfassung einer Temperatur und/oder einer Änderung einer Temperatur des metallischen Bauteiles, wobei die Temperaturmessvorrichtung eine Fixiervorrichtung, eine Sensoreinheit und eine Abschirmvorrichtung umfassend Metall umfasst. Die Sensoreinheit ist zumindest teilweise zwischen der Fixiervorrichtung und dem metallischen Bauteil angeordnet und die Sensoreinheit ist zumindest teilweise zwischen der Abschirmvorrichtung und dem metallischen Bauteil angeordnet. Die Sensoreinheit weist eine Seitenfläche mit direktem Kontakt zu dem metallischen Bauteil auf.
Die Fixiervorrichtung kann ein zumindest einseitig mit Klebstoff beschichtetes Band sein. Die der Sensoreinheit und/oder dem metallischen Bauteil zugewandte Seite der Fixiervorrichtung ist typischerweise mit Klebstoff beschichtet. Der Klebstoff ist typischerweise derart gewählt, dass basierend auf mechanischem Druck eine lösbare Verbindung zwischen dem Klebeband und einer weiteren Komponente, wie beispielsweise der Sensoreinheit und/oder dem metallischen Bauteil entsteht. Der Klebstoff der Fixiervorrichtung stellt, vorzugsweise nach mechanischem Druck, typischerweise eine Verbindung zwischen der Fixiervorrichtung und der Sensoreinheit her.
Die Abschirmvorrichtung umfassend Metall ist typischerweise an einer dem metallischen Bauteil abgewandten Seite der Sensoreinheit und/oder der Fixiervorrichtung angeordnet. Die Abschirmvorrichtung ist typischerweise dazu ausgebildet, die Sensoreinheit von thermischen Einflüssen, welche nicht von dem metallischen Bauteil ausgehen, abzuschirmen. Die Abschirmvorrichtung ist typischerweise zwischen einer thermischen Quelle, wie beispielsweise einer Gradientenspuleneinheit, und der Sensoreinheit angeordnet stellt eine thermische Barriere zwischen der Sensoreinheit und der thermischen Quelle dar. Der direkte Kontakt zwischen der Sensoreinheit und dem metallischen Bauteil ist typischerweise frei von der Abschirmvorrichtung. Dies ermöglicht eine Reduktion äußerer Einflüsse auf eine von der Sensoreinheit erfasste Temperatur und/oder einer Änderung einer Temperatur des metallischen Bauteiles und ermöglicht ein genaueres Ergebnis unabhängig von einer thermischen Quelle ungleich des metallischen Bauteiles.
Die Temperaturmessvorrichtung ist dazu ausgebildet, eine Temperatur und/oder eine Änderung einer Temperatur des metallischen Bauteiles zu erfassen. Die Sensoreinheit ist typischerweise dazu ausgebildet, einen absoluten und/oder relativen Wert repräsentativ für die Temperatur an der Position der Sensoreinheit an dem metallischen Bauteil zu erfassen. Die Temperaturmessvorrichtung umfasst typischerweise weitere Komponenten. Die Temperaturmessvorrichtung kann beispielsweise eine Temperatursteuereinheit umfassen, welche mit der Sensoreinheit verbunden ist. Die Temperaturmessvorrichtung kann eine Verbindung zwischen der Temperatursteuereinheit und der Sensoreinheit umfassen, welche drahtlos und/oder kabelbasiert sein kann.
Die Sensoreinheit weist zumindest eine ebene Seitenfläche auf. Die Sensoreinheit ist vorzugsweise nicht kugelförmig. Die Sensoreinheit ist vorzugsweise quaderförmig. Die Sensoreinheit ist vorzugsweise derart an dem metallischen Bauteil angeordnet, dass die Sensoreinheit mit der ebenen Seitenfläche direkt auf dem metallischen Bauteil aufliegt. Der Kontakt zwischen der Seitenfläche und dem metallischen Bauteil ist vorzugsweise frei von einem Freiraum. Die Seitenfläche ist in direktem Kontakt mit einer Oberfläche des metallischen Bauteils. Die Fixiervorrichtung bedeckt die Sensoreinheit typischerweise zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig. Die Fixiervorrichtung ragt typischerweise an zumindest einer Position über die Seitenfläche der Sensoreinheit hinaus. Die Fixiervorrichtung ist vorzugsweise an der zumindest einen Position in direktem Kontakt mit dem metallischen Bauteil. Ist die Fixiervorrichtung als Klebeband ausgebildet, so stellt der Klebstoff des Klebebandes an der zumindest einen Position, vorzugsweise nach mechanischem Druck, typischerweise eine Verbindung zwischen Klebeband und dem metallischen Bauteil her.
Die Temperaturmessvorrichtung kann auch mehrere Fixiervorrichtungen und Sensoreinheiten umfassen, wobei die Sensoreinheiten jeweils zumindest teilweise zwischen zumindest einer Fixiervorrichtung und einem metallischen Bauteil angeordnet sind und jede Sensoreinheit eine Seitenfläche mit direktem Kontakt zu dem metallischen Bauteil aufweist.
Die Wahl einer Sensoreinheit mit einer Seitenfläche, welche im direkten Kontakt mit dem metallischen Bauteil positioniert ist, ermöglicht ein besonders gutes Erfassen der Temperatur und/oder einer Temperaturänderung des metallischen Bauteils, da die Sensoreinheit im Vergleich zu einem runden und/oder kugelflächigen Sensor eine größere Berührungsfläche mit dem metallischen Bauteil aufweist. Hierdurch kann die Temperatur und/oder einer Temperaturänderung des metallischen Bauteils besonders genau erfasst werden. Die Fixiervorrichtung ermöglicht eine Fixierung der Sensoreinheit am metallischen Bauteil und die Abschirmvorrichtung eine Abschirmung der Sensoreinheit, insbesondere eine Abschirmung der Sensoreinheit hinsichtlich Änderungen der Temperatur außerhalb des metallischen Bauteils. Beispielsweise kann das metallische Bauteil, beispielsweise mit einem Abstand von weniger als 5 mm, benachbart zu einem weiteren Bauteil, beispielsweise einer Gradientenspuleneinheit, sein, das großen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist und/oder nutzungsbedingt eine thermische Quelle darstellt, wovon das metallische Bauteil indirekt affektiert wird. Die Abschirmvorrichtung, insbesondere das Metall, ermöglicht eine Abschirmung und/oder Reduzierung des direkten Einflusses des thermischen Effekts ausgehend von dem weiteren Bauteil auf den Sensor. Das weitere Bauteil stellt eine weitere thermische Quelle dar, deren Einfluss auf den Sensor anhand der Abschirmvorrichtung eliminiert und/oder reduziert werden kann. Auch kann die Sensoreinheit von weiteren störenden Einflüssen isoliert werden.
Hierdurch kann die Sensoreinheit die Temperatur und/oder die Temperaturänderung des metallischen Bauteils präziser erfassen. So können beispielsweise Änderungen von 0,05°C auf der Außenhülle des Kryostaten erfasst werden.
Insbesondere wenn das metallische Bauteil einen geringen Abstand von weniger als einem Zentimeter zu einer starken thermischen Quelle aufweist, ist das metallische Bauteil von deren thermischer Emission stark betroffen und großen Temperaturschwankungen ausgesetzt. Die Temperaturmessvorrichtung des Magnetresonanzgerätes ermöglicht dennoch eine zuverlässige Bestimmung der Temperatur und/oder der Temperaturänderung des metallischen Bauteiles, da die indirekte thermische Emission von der Gradientenspuleneinheit auf die Sensoreinheit anhand der Abschirmvorrichtung abgeschirmt wird und der direkte Kontakt der Sensoreinheit mit dem metallischen Bauteil eine besonders gute Erfassung dessen Temperatur und/oder Temperaturänderung ermöglicht.
Die Kombination der großen Berührungsfläche zwischen Sensoreinheit und metallischem Bauteil und der Abschirmung durch die Abschirmvorrichtung umfassend Metall präzisieren die erfasste Temperatur und/oder Temperaturänderung des metallischen Bauteils. Dies ermöglicht eine verbesserte Bestimmung der Temperatur des metallischen Bauteils. Basierend auf dieser Kenntnis können die Effekte der Temperatur des metallischen Bauteils auf die Rohdaten besser reguliert werden und damit indirekt eine Änderung und/oder die Homogenität des Hauptmagnetfeldes verbessert werden. Dies resultiert bei der Aufnahme von Rohdaten in qualitativ verbesserten Rohdaten.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass die Sensoreinheit eine räumliche Ausdehnung von höchstens 2 mm, bevorzugt von höchstens 1 mm, besonders bevorzugt von höchstens 0,5 mm senkrecht zum metallischen Bauteil aufweist. Die geringe räumliche Ausdehnung der Sensoreinheit senkrecht zum metallischen Bauteil, also deren flache Bauweise, stellt sicher, dass ein guter Kontakt zwischen Sensoreinheit und metallischem Bauteil hergestellt wird und/oder eine Fixierung durch die Fixiervorrichtung, insbesondere durch Klebeband, zuverlässig und einfach möglich ist. Zusätzlich weist die Sensoreinheit ein kleines Volumen auf, wodurch deren thermische Trägheit gering ist. Dadurch können auch geringe und kurzfristige Temperaturänderungen des metallischen Bauteils innerhalb weniger als einer Sekunde von weniger als 0,1°C erfasst werden.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass die Sensoreinheit senkrecht zum metallischen Bauteil die geringste räumlichen Ausdehnung aufweist.
Die Sensoreinheit ist gemäß dieser Ausführungsform vorzugsweise flach. Die Seitenfläche mit direktem Kontakt zu dem metallischen Bauteil ist vorzugsweise die größte kantenfreie und/oder eckfreie Oberfläche der Sensoreinheit. Hierdurch ist der thermische Kontakt zwischen Sensoreinheit und metallischem Bauteil besonders gut und die Temperatur und/oder Temperaturänderung kann besonders gut bestimmt werden. Die flache Bauweise stellt sicher, dass ein guter Kontakt zwischen Sensoreinheit und metallischem Bauteil hergestellt werden kann und/oder eine Fixierung durch die Fixiervorrichtung, insbesondere in Form eines Klebebandes, zuverlässig und einfach möglich ist. Zusätzlich weist die Sensoreinheit ein kleines Volumen auf, wodurch deren thermische Trägheit gering ist. Dadurch können auch geringe und kurzfristige Temperaturänderungen von weniger als 0,1°C des metallischen Bauteils erfasst werden.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass die Seitenfläche der Sensoreinheit in dem Bereich, in welchem Bereich die Seitenfläche in direktem Kontakt mit dem metallischen Bauteil ist, parallel zu einer Oberfläche des metallischen Bauteils ist. Typischerweise weist das metallische Bauteil eine glatte Oberfläche auf. Ist die Seitenfläche der Sensoreinheit zumindest teilweise entsprechend der Oberfläche des metallischen Bauteils geformt, so ist der direkte Kontakt besonders gut. Die Temperatur und/oder Temperaturänderung kann demnach besonders genau erfasst werden.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass die Seitenfläche der Sensoreinheit weniger als 2 mm^2, bevorzugt weniger als 1,5 mm^2, besonders bevorzugt weniger als 1 mm^2 aufweist. Die Sensoreinheit weist gemäß dieser Ausführungsform ein kleines Volumen auf, wodurch dessen thermische Trägheit gering ist. Dadurch können auch geringe und kurzfristige Temperaturänderungen von weniger als 0,1°C des metallischen Bauteils erfasst werden.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass die Sensoreinheit ein Thermistor, vorzugsweise ein NTC-Thermistor, ist. Ein Thermistor ist ein elektrischer Widerstand, dessen Wert sich mit der Temperatur reproduzierbar ändert. Folglich ist basierend auf einer Widerstandsmessung eine relative Temperaturänderung einfach und kostengünstig zu ermitteln. NTC-Thermistoren sind besonders geeignet, da diese Erwärmungen besonders genau ermitteln können. Diese Ausführungsform ermöglicht demnach eine kostengünstige und genaue Temperaturmessvorrichtung. Insbesondere kann diese Sensoreinheit durch die Abschirmvorrichtung besonders gut gegenüber äußeren Einflüssen, abgesehen von Temperaturänderungen des metallischen Bauteils, abgeschirmt werden. Die Sensoreinheit kann alternativ auch einen elektrischen Sensor, welcher beispielsweise gemäß PT100 ausgebildet ist, umfassen.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass die Sensoreinheit einen optischen Sensor umfasst. Optische Sensoren sind dazu ausgebildet, eine Temperaturänderung präzise zu erfassen. Optische Sensoren sind vorteilhaft, da sie frei von elektrischen und/oder metallischen Komponenten sein können, wodurch diese besonders für Magnetresonanzgeräte geeignet sind. Derartige optische Sensoren sind frei von einer Wechselwirkung mit dem Hauptmagnetfeld, den Magnetfeldgradienten und/oder Hochfrequenz-Pulsen.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass die Fixiervorrichtung die Sensoreinheit an dem metallischen Bauteil fixiert. Diese Ausführungsform ermöglicht, dass die Sensoreinheit einfach und sicher fixiert und abgeschirmt werden kann. Die Montage kann einfach ausgeführt werden und die Sensoreinheit kann robust und flexibel fixiert werden.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass die Fixiervorrichtung zumindest eine dem metallischen Bauteil abgewandte Oberfläche der Sensoreinheit bedeckt.
Die Fixiervorrichtung bedeckt die dem metallischen Bauteil abgewandte Oberfläche der Sensoreinheit vorzugsweise vollständig. Dies ermöglicht eine besonders gute Abschirmung der Sensoreinheit von externen thermischen Einflüssen, welche nicht dem metallischen Bauteil entsprechen und/oder von diesem ausgehen.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass die Abschirmvorrichtung in die Fixiervorrichtung integriert ist und/oder an einer der Sensoreinheit abgewandten Oberfläche der Fixiervorrichtung angeordnet ist. Die Abschirmvorrichtung umfasst typischerweise eine Metallschicht und/oder ein Metallband. Die Metallschicht und/oder das Metallband kann in das Innere der Fixiervorrichtung integriert sein und/oder an einer nicht mit Klebstoff beschichteten Seite und/oder Oberfläche der Fixiervorrichtung angeordnet sein. Wird die Abschirmvorrichtung an einer der Sensoreinheit abgewandten Oberfläche der Fixiervorrichtung angeordnet, so kann die Fixierung und Abschirmung der Sensoreinheit anhand zweier Einheiten erfolgen, was eine flexible Kombination ermöglich.
Ist die Abschirmvorrichtung in die Fixiervorrichtung integriert, so können beide Einheiten in einem Schritt angeordnet werden und/oder eine richtige Positionierung der Abschirmvorrichtung auf der Sensoreinheit kann durch die Fixierung der Sensoreinheit mit der Fixiervorrichtung sichergestellt werden.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass die Abschirmvorrichtung eine Trägervorrichtung umfasst. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Abschirmvorrichtung typischerweise an einer der Sensoreinheit abgewandten Oberfläche der Fixiervorrichtung angeordnet. Insbesondere kann die von der Abschirmvorrichtung umfasste Trägervorrichtung die Temperaturmessvorrichtung und/oder die Sensoreinheit stabilisieren. Die Trägervorrichtung ist typischerweise elektrisch isolierend. Die Trägervorrichtung weist vorzugsweise eine räumliche Ausdehnung von höchstens 5 mm, bevorzugt von höchstens 3 mm, besonders bevorzugt von höchstens 1 mm senkrecht zum metallischen Bauteil auf. Die Trägervorrichtung kann beispielsweise aus glaserverstärktem Kunststoff sein.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass das von der Abschirmvorrichtung umfasste Metall Aluminium ist. Aluminium weist eine besonders gute elektrische Leitfähigkeit auf und kann externe thermische Quellen besonders gut abschirmen.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass die Abschirmvorrichtung eine Oberfläche aus dem Metall, vorzugsweise aus Aluminium, ausgebildet ist. Die Oberfläche aus Metall ist vorzugsweise die der Sensoreinheit abgewandte Seite der Fixiervorrichtung. Dadurch kann die Sensoreinheit besonders gut von externen thermischen Einflüssen abgeschirmt werden. Andere elektrisch leitfähige Metalle sind vorstellbar, die eine ausreichende thermische Abschirmung ausweisen.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass die Fixiervorrichtung eine Oberfläche mit einer Größe zwischen 1 cm^2 und 10 cm^2 aufweist. Jeweils eine Fixiervorrichtung ist typischerweise einer Sensoreinheit zugeordnet. Diese Größe ist typischerweise ausreichend, um zumindest eine Sensoreinheit zu bedecken. Hierdurch kann die Sensoreinheit gut abgeschirmt werden und das metallische Bauteil durch die Fixiervorrichtung möglichst wenig beeinflusst werden.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass der direkte Kontakt frei von einer Thermopaste ist. Insbesondere ist der direkte Kontakt frei von jeglichem Material und/oder Stoff. Der direkte Kontakt an sich ermöglicht einen besonders guten Austausch zwischen Sensoreinheit und metallischen Bauteil, sodass auf eine Thermopaste verzichtet werden kann.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass das metallische Bauteil einen Abstand von weniger als 20 mm, bevorzugt weniger als 10 mm, besonders bevorzugt weniger als 5 mm zu einer vom Magnetresonanzgerät umfassten Gradientenspuleneinheit aufweist.
Die Gradientenspuleneinheit ist im Betrieb des Magnetresonanzgerätes typischerweise eine besonders große thermische Quelle, die die umliegenden Bauteile stark erwärmen kann. Insbesondere metallische Bauteile mit einem Abstand von weniger als 20 mm, bevorzugt weniger als 10 mm, besonders bevorzugt weniger als 5 mm zur Gradientenspuleneinheit sind von deren thermischer Emission stark betroffen und großen Temperaturschwankungen ausgesetzt. Die Temperaturmessvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform des Magnetresonanzgerätes ermöglicht dennoch eine zuverlässige Bestimmung der Temperatur und/oder der Temperaturänderung des metallischen Bauteiles, da die indirekte thermische Emission von der Gradientenspuleneinheit auf die Sensoreinheit anhand der Abschirmvorrichtung abgeschirmt wird und der direkte Kontakt der Sensoreinheit mit dem metallischen Bauteil eine besonders gute Erfassung dessen Temperatur und/oder Temperaturänderung ermöglicht.
Eine Ausführungsform des Magnetresonanzgeräts sieht vor, dass das metallische Bauteil eines der folgenden ist:

- ein Kryostat umschließend einen vom Magnetresonanzgerät umfassten supraleitenden Hauptmagneten,
- ein Shimelement.

Der Kryostat ist typischerweise ein Behälter umschließend einen vom Magnetresonanzgerät umfassten supraleitenden Hauptmagneten. Die Außenhülle des Kryostaten ist typischerweise ein metallisches Bauteil des Magnetresonanzgerätes mit besonders großer Fläche und Volumen, was bei Temperaturänderung die Homogenität des Hauptmagnetfeldes besonders stark beeinflusst, da die magnetische Auswirkung von der Masse des metallischen Bauteiles abhängt. Wird eine Sensoreinheit an der Außenhülle des Kryostaten angeordnet, kann basierend auf einer erfassten Temperatur und/oder Temperaturänderung die zeitliche und/oder räumliche Homogenität des Hauptmagnetfeldes besonders gut gewährleistet werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät in einer schematischen Darstellung,
2 eine erste Ausführungsform einer Temperaturmessvorrichtung in einer ersten Ansicht in einer schematischen Darstellung,
3 eine zweite Ausführungsform einer Temperaturmessvorrichtung in einer ersten Ansicht in einer schematischen Darstellung,
4 eine dritte Ausführungsform einer Temperaturmessvorrichtung in einer ersten Ansicht in einer schematischen Darstellung, und
5 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Temperaturmessvorrichtung in einer zweiten Ansicht.

1 zeigt ein Magnetresonanzgerät 11 zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst eine von einer Magneteinheit 13 gebildeten Detektoreinheit mit einem Hauptmagneten 17 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 18. Der Hauptmagnet 17 wird von einem metallischen Bauteil 12 in Form eines Kryostaten umschlossen. 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. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 weist hierzu einen Patiententisch auf, der bewegbar innerhalb des Magnetresonanzgeräts 11 angeordnet ist.
Die Magneteinheit 13 weist weiterhin eine Gradientenspuleneinheit 19 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 Hauptmagnetfeld 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. Das metallische Bauteil 12 in Form des Kryostaten weist einen Abstand von weniger als 10 mm von der Gradientenspuleneinheit 19 auf.
Das Magnetresonanzgerät umfasst zusätzlich eine Temperaturmessvorrichtung 30 zur Erfassung einer Temperatur und/oder einer Änderung einer Temperatur des metallischen Bauteils 12 in Form des Kryostaten. Das metallische Bauteil 12 könnte auch ein Shimelement sein. Das metallische Bauteil 12 in Form des Kryostaten weist einen Abstand von weniger als 10 mm zu der Gradientenspuleneinheit 19 auf. Die Temperaturmessvorrichtung 30 umfasst eine Sensorvorrichtung 40 und eine Temperatursteuereinheit 37. Die Temperatursteuereinheit 37 ist dazu ausgebildet, die Sensorvorrichtung 40 zu steuern und/oder von der Sensorvorrichtung 40 erfasste Werte zu analysieren. Die Temperatursteuereinheit 37 kann auch dazu ausgebildet sein, eine Temperierung zumindest einer Komponente des Magnetresonanzgerätes 11 basierend auf einer erfassten Temperatur und/oder einer Änderung einer Temperatur vorzunehmen.
Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 17, der Gradientensteuereinheit 28, der Temperatursteuereinheit 37 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. Zudem umfasst die Steuerungseinheit 24 eine nicht näher dargestellte Rekonstruktionseinheit zu einer Rekonstruktion von medizinischen Bilddaten, die während der Magnetresonanzuntersuchung erfasst werden. Das Magnetresonanzgerät 11 weist eine Anzeigeeinheit 25 auf. Steuerinformationen wie beispielsweise Steuerungsparameter, sowie rekonstruierte Bilddaten können auf der Anzeigeeinheit 25, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, für einen Benutzer angezeigt werden. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Eingabeeinheit 26 auf, mittels derer Informationen und/oder Steuerungsparameter während eines Messvorgangs von einem Benutzer eingegeben werden können. Die Steuerungseinheit 24 kann die Gradientensteuereinheit 28 und/oder Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und/oder die Anzeigeeinheit 25 und/oder die Eingabeeinheit 26 und/oder die Temperatursteuereinheit 37 umfassen.
2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Temperaturmessvorrichtung 30 in einer ersten Ansicht in einer schematischen Darstellung. Die Temperaturmessvorrichtung 30 ist zur Erfassung einer Temperatur und/oder einer Änderung einer Temperatur des metallischen Bauteiles 12 ausgebildet, wobei die Temperaturmessvorrichtung 30 eine Fixiervorrichtung 32, eine Sensoreinheit 31 und eine Abschirmvorrichtung 33 umfassend Metall umfasst. Die in 1 dargestellte Sensorvorrichtung 40 wird dabei durch die Fixiervorrichtung 32, die Sensoreinheit 31 und die Abschirmvorrichtung 33 gebildet.
Die Sensoreinheit 31 ist zumindest teilweise zwischen der Fixiervorrichtung 32 und dem metallischen Bauteil 12 angeordnet. Ebenso ist die Sensoreinheit 31 zumindest teilweise zwischen der Abschirmvorrichtung 33 und dem metallischen Bauteil 12 angeordnet. Die Sensoreinheit 31 weist eine Seitenfläche mit direktem Kontakt zu dem metallischen Bauteil 12 auf. Gemäß dieser Ausführungsform sind die genannten Einheiten schichtweise in der folgenden Reihenfolge angeordnet: metallisches Bauteil 12, Sensoreinheit 31, Fixiervorrichtung 32, Abschirmvorrichtung 33. Die Abschirmvorrichtung 33 ist gemäß dieser Ausführungsform an der der Sensoreinheit 31 abgewandten Oberfläche der Fixiervorrichtung 32 angeordnet.
Die Sensoreinheit 31 weist eine räumliche Ausdehnung von höchstens 2 mm, bevorzugt von höchstens 1 mm, besonders bevorzugt von höchstens 0,5 mm senkrecht zum metallischen Bauteil 12 entlang der mit z markierten Richtung auf. In diese mit z markierte Richtung senkrecht zum metallischen Bauteil 12 weist die Sensoreinheit 31 die geringste räumlichen Ausdehnung auf. Dabei ist die Seitenfläche der Sensoreinheit 31 in dem Bereich, in welchem Bereich die Seitenfläche in direktem Kontakt mit dem metallischen Bauteil 12 ist, parallel zu der Oberfläche des metallischen Bauteils 12. Der direkte Kontakt ist typischerweise frei von einer Thermopaste. Die dargestellte Sensoreinheit 31 kann ein Thermistor, ein NTC-Thermistor, oder ein optischer Sensor sein. Die Fixiervorrichtung 32 fixiert die Sensoreinheit 31 an dem metallischen Bauteil 12.
Die Fixiervorrichtung 32 umfasst vorzugsweise eine Klebfläche an der der Sensoreinheit 31 zugewandten Seite. Auf der Fixiervorrichtung 32 ist die Abschirmvorrichtung 33 angeordnet. Die Abschirmvorrichtung 33 gemäß der ersten Ausführungsform ist separat von der Fixiervorrichtung 32 ausgebildet und auf dieser aufgebracht. Die Abschirmvorrichtung 33 ist vorzugsweise als flexible Schicht ausgebildet. Die Abschirmvorrichtung 33 kann selbst ein mit Metall beschichtetes Klebeband sein oder eine Metallfolie. Die Fixiervorrichtung 32 ist vorzugsweise als Klebeband, besonders bevorzugt als zweiseitiges Klebeband ausgebildet. Ist die Fixiervorrichtung 32 als zweiseitiges Klebeband ausgebildet, so ist die Abschirmvorrichtung 33 besonders bevorzugt als Metallfolie ausgebildet. Das von der Abschirmvorrichtung 33 umfasste Metall ist typischerweise Aluminium.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Temperaturmessvorrichtung 30 in einer ersten Ansicht in einer schematischen Darstellung. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform darin, dass die Abschirmvorrichtung 33 in die Fixiervorrichtung 32 integriert ist. Beispielsweise kann die Abschirmvorrichtung 33 als Metallfolie innerhalb der Fixiervorrichtung 32 ausgebildet sein. Die Fixiervorrichtung 32 kann auch selbst eine Oberfläche aus dem Metall, vorzugsweise aus Aluminium, aufweisen, welche Oberfläche als Abschirmvorrichtung 33 dient. Alternativ oder zusätzlich kann die Abschirmvorrichtung 33 als eine Verteilung von Metall innerhalb der Fixiervorrichtung 32 ausgebildet sein.
4 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Temperaturmessvorrichtung 30 in einer ersten Ansicht in einer schematischen Darstellung. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform darin, dass die Abschirmvorrichtung 33 eine Trägervorrichtung 35 umfasst. Die Trägervorrichtung 35 ist vorzugsweise eine mechanische Halterung. Gemäß der dritten Ausführungsform ist die Fixiervorrichtung 33 vorzugsweise als doppelseitiges Klebeband ausgebildet, die Trägervorrichtung 35 aus glaserverstärktem Kunststoff und die Abschirmvorrichtung 33 als Metallfolie ausgebildet.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Temperaturmessvorrichtung 30 in einer zweiten Ansicht. Die zweite Ansicht ist senkrecht zur ersten Ansicht und kann für die erste, zweite und/oder dritte Ausführungsform gültig sein. Die Sensoreinheit 31 liegt dabei auf dem metallischen Bauteil 12 auf und die vom metallischen Bauteil 12 abgewandte Oberfläche der Sensoreinheit 31 wird durch die Fixiervorrichtung 32 vollständig bedeckt. Es ist auch denkbar, dass die Fixiervorrichtung 32 die Sensoreinheit 31 nur teilweise bedeckt. Die Seitenfläche der Sensoreinheit 31 in der x-y-Ebene, welche in direktem Kontakt mit dem metallischen Bauteil 12 ist, ist typischerweise kleiner als 2 mm^2, bevorzugt kleiner als 1,5 mm^2, besonders bevorzugt kleiner als 1 mm^2. Die Fixiervorrichtung 32 weist eine größere Oberfläche als die Seitenfläche der Sensoreinheit 31 in der x-y-Ebene auf und ist zwischen 1 cm^2 und 10 cm^2 groß. Die Sensorvorrichtung 40 ist mit der Temperatursteuereinheit 37 über eine Kabelvorrichtung 36 verbunden.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9880237 B2 [0005]
EP 3399325 A1 [0005]

Claims

Magnetresonanzgerät umfassend ein metallisches Bauteil und eine Temperaturmessvorrichtung zur Erfassung einer Temperatur und/oder einer Änderung einer Temperatur des metallischen Bauteiles, wobei die Temperaturmessvorrichtung eine Fixiervorrichtung, eine Sensoreinheit und eine Abschirmvorrichtung umfassend Metall umfasst, wobei die Sensoreinheit zumindest teilweise zwischen der Fixiervorrichtung und dem metallischen Bauteil angeordnet ist, die Sensoreinheit zumindest teilweise zwischen der Abschirmvorrichtung und dem metallischen Bauteil angeordnet ist, und die Sensoreinheit eine Seitenfläche mit direktem Kontakt zu dem metallischen Bauteil aufweist.
Magnetresonanzgerät nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinheit eine räumliche Ausdehnung von höchstens 2 mm, bevorzugt von höchstens 1 mm, besonders bevorzugt von höchstens 0,5 mm senkrecht zum metallischen Bauteil aufweist.
Magnetresonanzgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinheit senkrecht zum metallischen Bauteil die geringste räumlichen Ausdehnung aufweist.
Magnetresonanzgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Seitenfläche der Sensoreinheit in dem Bereich, in welchem Bereich die Seitenfläche in direktem Kontakt mit dem metallischen Bauteil ist, parallel zu einer Oberfläche des metallischen Bauteils ist.
Magnetresonanzgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Seitenfläche der Sensoreinheit weniger als 2 mm^2, bevorzugt weniger als 1,5 mm^2, besonders bevorzugt weniger als 1 mm^2 aufweist.
Magnetresonanzgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinheit ein Thermistor, vorzugsweise ein NTC-Thermistor, ist.
Magnetresonanzgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Sensoreinheit einen optischen Sensor umfasst.
Magnetresonanzgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fixiervorrichtung zumindest eine dem metallischen Bauteil abgewandte Oberfläche der Sensoreinheit bedeckt.
Magnetresonanzgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abschirmvorrichtung in die Fixiervorrichtung integriert ist und/oder an einer der Sensoreinheit abgewandten Oberfläche der Fixiervorrichtung angeordnet ist.
Magnetresonanzgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das von der Abschirmvorrichtung umfasste Metall Aluminium ist.
Magnetresonanzgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abschirmvorrichtung eine Trägervorrichtung umfasst.
Magnetresonanzgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fixiervorrichtung eine Oberfläche mit einer Größe zwischen 1 cm^2 und 10 cm^2 aufweist.
Magnetresonanzgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der direkte Kontakt frei von einer Thermopaste ist.
Magnetresonanzgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das metallische Bauteil einen Abstand von weniger als 20 mm, bevorzugt weniger als 10 mm, besonders bevorzugt weniger als 5 mm zu einer vom Magnetresonanzgerät umfassten Gradientenspuleneinheit aufweist.
Magnetresonanzgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das metallische Bauteil eines der folgenden ist: - ein Kryostat umschließend einen vom Magnetresonanzgerät umfassten supraleitenden Hauptmagneten, - ein Shimelement.