DE202023104436U1

DE202023104436U1 - Gradient coil unit with waveguide and cooling device

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Publication number: DE202023104436U1
Application number: DE202023104436.0U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2023-08-04
Filing date: 2023-08-04
Publication date: 2023-08-30
Anticipated expiration: 2033-08-05

Abstract

Gradientenspuleneinheit umfassend eine Leiterstruktur umfassend einen als Hohlleiter mit einem Hohlbereich ausgebildeten elektrischen Leiter, welcher elektrische Leiter zumindest einen Hauptbereich und einen Anschlussbereich umfasst, wobei
der Anschlussbereich mit dem Hauptbereich elektrisch in Reihe geschaltet ist,
der elektrische Leiter im Hauptbereich eine Querschnittsfläche mit einer ersten Außenform und einer ersten Innenform aufweist,
der elektrische Leiter im Anschlussbereich eine Querschnittsfläche mit einer zweiten Außenform und einer zweiten Innenform aufweist,
wobei sich die zweite Außenform von der ersten Außenform und/oder die zweite Innenform von der ersten Innenform unterscheidet, und eine Kühlvorrichtung ausgebildet zum Durchleiten eines Kühlmediums durch den Hohlbereich aufweisend eine Zuleitungsvorrichtung umfassend eine Schlauchvorrichtung und eine Verbindungsvorrichtung, welche Verbindungsvorrichtung mit der zweiten Innenform und/oder der zweiten Außenform des Hohlleiters im Anschlussbereich kompatibel ist.

Gradient coil unit comprising a conductor structure comprising an electrical conductor designed as a waveguide with a hollow region, which electrical conductor comprises at least a main region and a connection region, wherein
the connection area is electrically connected in series with the main area,
the electrical conductor in the main area has a cross-sectional area with a first outer shape and a first inner shape,
the electrical conductor in the connection area has a cross-sectional area with a second outer shape and a second inner shape,
wherein the second outer shape differs from the first outer shape and / or the second inner shape differs from the first inner shape, and a cooling device designed to pass a cooling medium through the hollow region having a supply device comprising a hose device and a connecting device, which connecting device with the second inner shape and / or the second outer shape of the waveguide in the connection area is compatible.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gradientenspuleneinheit umfassend einen als Hohlleiter mit einem Hohlbereich ausgebildeten elektrischen Leiter und eine Kühlvorrichtung ausgebildet zum Durchleiten eines Kühlmediums durch den Hohlbereich, sowie ein Magnetresonanzgerät umfassend eine derartige Gradientenspuleneinheit.The invention relates to a gradient coil unit comprising an electrical conductor designed as a waveguide with a hollow region and a cooling device designed to pass a cooling medium through the hollow region, as well as a magnetic resonance device comprising such a gradient coil unit.

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 Tesla, ausgesetzt. Im Rahmen einer Magnetresonanzbildgebung (MR-Bildgebung) werden mit Hilfe einer Gradientenspuleneinheit Gradientenpulse ausgespielt. Zusätzlich werden über eine Hochfrequenzantenneneinheit dann mittels geeigneter Antenneneinrichtungen hochfrequente Hochfrequenz-Pulse (HF-Pulse), insbesondere Anregungspulse, ausgesendet, was dazu führt, dass die Kernspins bestimmter, durch diese HF-Pulse resonant angeregter Atome um einen definierten Flipwinkel gegenüber den Magnetfeldlinien des Hauptmagnetfelds verkippt werden. Bei der Relaxation der Kernspins werden Hochfrequenz-Signale, so genannte Magnetresonanz-Signale, abgestrahlt, die mittels geeigneter Hochfrequenzantennen empfangen und dann weiterverarbeitet werden. Aus den so akquirierten Rohdaten können schließlich die gewünschten Bilddaten rekonstruiert werden.In a magnetic resonance device, the body of an examination subject to be examined, in particular a patient, is usually exposed to a relatively high main magnetic field, for example of 1.5 or 3 Tesla, with the aid of a main magnet. As part of magnetic resonance imaging (MR imaging), gradient pulses are played out using a gradient coil unit. In addition, high-frequency high-frequency pulses (HF pulses), in particular excitation pulses, are then emitted via a high-frequency antenna unit using suitable antenna devices, which results in the nuclear spins of certain atoms resonantly excited by these HF pulses being shifted by a defined flip angle relative to the magnetic field lines of the main magnetic field be tilted. When the nuclear spins relax, high-frequency signals, so-called magnetic resonance signals, are emitted, which are received using suitable high-frequency antennas and then further processed. The desired image data can finally be reconstructed from the raw data acquired in this way.

Für eine bestimmte Messung ist 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. Zeitlich passend hierzu werden Auslesefenster gesetzt, welche die Zeiträume vorgeben, in denen die induzierten Magnetresonanz-Signale erfasst werden.For a specific measurement, a specific magnetic resonance control sequence (MR control sequence), also called a pulse sequence, must be sent out, which consists of a sequence of high-frequency pulses, for example excitation pulses and refocusing pulses, as well as gradient pulses to be sent out in a coordinated manner in different gradient axes along different spatial directions . Readout windows are set at the appropriate time, which specify the time periods in which the induced magnetic resonance signals are recorded.

Eine Gradientenspuleneinheit umfasst herkömmlich drei Primärspulen und drei dazu korrespondierende Sekundärspulen.
Eine Primärspule ist typischerweise zur Erzeugung eines Magnetfeldgradienten in eine Raumrichtung ausgelegt, insbesondere innerhalb eines Patientenaufnahmebereiches. Ein Magnetfeldgradient ist typischerweise ein Magnetfeld erster Ordnung und/oder linearer Ordnung, insbesondere ein Magnetfeld, dessen Amplitude entlang einer Raumrichtung linear ansteigt. Eine Primärspule ist typischerweise auf einer Zylinderoberfläche angeordnet. Eine Primärspule umfasst typischerweise vier Leiterstrukturen. Die vier Leiterstrukturen sind typischerweise zueinander symmetrisch angeordnet und/oder jeweils in einem Quadranten der Zylinderoberfläche angeordnet. Jede der vier Leiterstrukturen ist typischerweise sattelförmig ausgestaltet. Eine Leiterstruktur definiert typischerweise eine geometrische Anordnung eines elektrischen Leiters, insbesondere eines auf einem Zylindermantel angeordneten elektrischen Leiters, welcher vorzugsweise zumindest teilweise spiralförmig ausgestaltet ist.A gradient coil unit conventionally comprises three primary coils and three corresponding secondary coils.
A primary coil is typically designed to generate a magnetic field gradient in a spatial direction, in particular within a patient receiving area. A magnetic field gradient is typically a first-order and/or linear-order magnetic field, in particular a magnetic field whose amplitude increases linearly along a spatial direction. A primary coil is typically arranged on a cylinder surface. A primary coil typically includes four conductor structures. The four conductor structures are typically arranged symmetrically to one another and/or each arranged in a quadrant of the cylinder surface. Each of the four conductor structures is typically saddle-shaped. A conductor structure typically defines a geometric arrangement of an electrical conductor, in particular an electrical conductor arranged on a cylinder jacket, which is preferably designed at least partially spirally.

Ein Magnetfeldgradient wird erzeugt durch Ansteuerung der Primärspule mit elektrischen Strömen, deren Amplituden mehrere 100 A erreichen und die häufigen und raschen Wechseln der Stromrichtung mit Anstiegs- und Abfallraten von mehreren 100 kAIs unterliegen. Ein Magnetfeldgradient ist somit ein zeitlich veränderliches Magnetfeld.A magnetic field gradient is generated by driving the primary coil with electrical currents whose amplitudes reach several 100 A and which are subject to frequent and rapid changes in current direction with rise and fall rates of several 100 kAIs. A magnetic field gradient is therefore a time-varying magnetic field.

Stärkere Magnetfeldgradienten und/oder Anstiegs- und Abfallraten ermöglichen typischerweise eine schnellere Aufnahme von Rohdaten und/oder eine höhere Auflösung von Bilddaten. Insbesondere bei Untersuchungen des Kopfes eines Untersuchungsobjektes, besonders bei diffusionsgewichteten Aufnahmen und/oder bei einer Verwendung eines Magnetresonanzgerätes mit einem Hauptmagnetfeld von mehr als 3 Tesla, sind besonders starke Magnetfeldgradienten von bis zu 500 mT/m mit Anstiegs- und Abfallraten von bis zu 1000 T/s/m, in besonderen Fällen bis 2000 T/s/m, wünschenswert. Hierbei entsteht Verlustleistung in Form von Wärme, welche besonders effizient abgeführt werden muss um einen kontinuierlichen Betrieb der Gradientenspuleneinheit sicherzustellen.Stronger magnetic field gradients and/or rise and fall rates typically enable faster acquisition of raw data and/or higher resolution of image data. Particularly when examining the head of an examination subject, especially with diffusion-weighted recordings and/or when using a magnetic resonance device with a main magnetic field of more than 3 Tesla, particularly strong magnetic field gradients of up to 500 mT/m with rise and fall rates of up to 1000 T /s/m, in special cases up to 2000 T/s/m, desirable. This results in power loss in the form of heat, which must be dissipated particularly efficiently to ensure continuous operation of the gradient coil unit.

Für eine besonders effiziente Kühlung der Leiterstrukturen können die Leiterstrukturen einen als Hohlleiter ausgebildeten elektrischen Leiter umfassen, wobei der Hohlleiter einen Hohlbereich aufweist, durch welchen Hohlbereich ein Kühlmedium geleitet werden kann. Hierzu kann eine Kühlvorrichtung an die Leiterstruktur, insbesondere an den Hohlleiter, angeschlossen werden, welche Kühlvorrichtung einen Fluss eines Kühlmediums durch den Hohlbereich erzeugen kann. Da insbesondere zur Verbesserung der Effizienz der Kühlung die Länge eines Kühlkreislaufes von der Länge eines Stromkreises gegeben durch die Leiterstrukturen verschieden sein kann, sind typischerweise mehrere Verbindungsstellen zwischen Kühlvorrichtung und der zumindest einen Leiterstruktur erforderlich. Hierfür gibt es keine standardisierten oder genormten Schnittstellen.For particularly efficient cooling of the conductor structures, the conductor structures can comprise an electrical conductor designed as a waveguide, the waveguide having a hollow region through which hollow region a cooling medium can be passed. For this purpose, a cooling device can be connected to the conductor structure, in particular to the waveguide, which cooling device can generate a flow of a cooling medium through the hollow region. Since the length of a cooling circuit can be different from the length of a circuit given the conductor structures, in particular to improve the efficiency of cooling, several connection points between the cooling device and the at least one conductor structure are typically required. There are no standardized or standardized interfaces for this.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gradientenspuleneinheit mit einer besonders robusten und effizienten Kühlvorrichtung anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The invention is based on the object of specifying a gradient coil unit with a particularly robust and efficient cooling device. The task is characterized by the characteristics of the independent gigantic demands solved. Advantageous embodiments are described in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Gradientenspuleneinheit umfasst einen als Hohlleiter mit einem Hohlbereich ausgebildeten elektrischen Leiter, welcher elektrische Leiter zumindest einen Hauptbereich und einen Anschlussbereich umfasst. Der Anschlussbereich ist mit dem Hauptbereich elektrisch in Reihe geschaltet und der elektrische Leiter weist im Hauptbereich eine Querschnittsfläche mit einer ersten Außenform und einer ersten Innenform auf. Im Anschlussbereich weist der elektrische Leiter eine Querschnittsfläche mit einer zweiten Außenform und einer zweiten Innenform auf, wobei sich die zweite Außenform von der ersten Außenform und/oder die zweite Innenform von der ersten Innenform unterscheidet.
Zusätzlich umfasst die Gradientenspuleneinheit eine Kühlvorrichtung, welche zum Durchleiten eines Kühlmediums durch den Hohlbereich ausgebildet ist. Die Kühlvorrichtung weist eine Zuleitungsvorrichtung umfassend eine Schlauchvorrichtung und eine Verbindungsvorrichtung auf. Die Verbindungsvorrichtung ist mit der zweiten Innenform und/oder der zweiten Außenform des Hohlleiters im Anschlussbereich kompatibel.The gradient coil unit according to the invention comprises an electrical conductor designed as a waveguide with a hollow region, which electrical conductor comprises at least a main region and a connection region. The connection area is electrically connected in series with the main area and the electrical conductor has a cross-sectional area in the main area with a first outer shape and a first inner shape. In the connection area, the electrical conductor has a cross-sectional area with a second outer shape and a second inner shape, wherein the second outer shape differs from the first outer shape and/or the second inner shape differs from the first inner shape.
In addition, the gradient coil unit includes a cooling device which is designed to pass a cooling medium through the hollow region. The cooling device has a supply device comprising a hose device and a connecting device. The connecting device is compatible with the second inner shape and/or the second outer shape of the waveguide in the connection area.

Der Hohlleiter kann monolithisch ausgebildet sein. Der Hohlleiter umfasst elektrisch leitfähiges Material, das im inneren einen Hohlbereich aufweist, welcher Hohlbereich sich über die Länge des Hohlleiters erstreckt. Das elektrisch leitfähige Material ist dazu ausgebildet, einen elektrischen Strom entsprechend der Leiterstruktur zu leiten. Der Hohlbereich ist zur Aufnahme eines Kühlmediums, insbesondere eines Fluids, ausgebildet. Zwischen dem Hohlbereich und dem elektrischen Material kann eine Lage und/oder Schicht umfassend ein weiteres Material angeordnet sein.The waveguide can be monolithic. The waveguide comprises electrically conductive material which has a hollow region on the inside, which hollow region extends over the length of the waveguide. The electrically conductive material is designed to conduct an electrical current in accordance with the conductor structure. The hollow area is designed to accommodate a cooling medium, in particular a fluid. A layer and/or layer comprising a further material can be arranged between the hollow region and the electrical material.

Der elektrische Leiter umfassend einen Hauptbereich und einen Anschlussbereich ist in den Hauptbereich und den Anschlussbereich unterteilbar und/oder gliederbar. Der Anschlussbereich schließt vorzugsweise kontinuierlich an den Hauptbereich an, sodass ein elektrischer Stromfluss beim Übergang vom Anschlussbereich zum Hauptbereich frei von einer Änderung und/oder Unterbrechung ist. Vorzugsweise weist der dem Hauptbereich zugeordnete Teil des elektrischen Leiters eine elektrische Reihenschaltung mit dem dem Anschlussbereich zugeordneten Teil des elektrischen Leiters auf.The electrical conductor comprising a main area and a connection area can be divided and/or divided into the main area and the connection area. The connection area preferably connects continuously to the main area, so that an electrical current flow is free of change and/or interruption during the transition from the connection area to the main area. Preferably, the part of the electrical conductor assigned to the main area has an electrical series connection with the part of the electrical conductor assigned to the connection area.

Der Hauptbereich unterscheidet sich vom Anschlussbereich vorzugsweise darin, dass der elektrische Leiter im Anschlussbereich eine andere Form, insbesondere eine andere Kontur und/oder einen anderen Querschnitt aufweist als im Hauptbereich.The main area preferably differs from the connection area in that the electrical conductor in the connection area has a different shape, in particular a different contour and/or a different cross section, than in the main area.

Die erste Innenform begrenzt den Hohlbereich im Hauptbereich typischerweise zumindest teilweise. Die erste Außenform schließt den elektrischen Leiter im Hauptbereich typischerweise nach außen ab, insbesondere an der dem Hohlbereich abgewandten Seite. Die zweite Innenform begrenzt den Hohlbereich im Anschlussbereich typischerweise zumindest teilweise. Die zweite Außenform schließt den elektrischen Leiter im Anschlussbereich typischerweise nach außen ab, insbesondere an der dem Hohlbereich abgewandten Seite.The first inner shape typically at least partially delimits the hollow area in the main area. The first outer shape typically closes the electrical conductor in the main area to the outside, in particular on the side facing away from the hollow area. The second inner shape typically at least partially limits the hollow area in the connection area. The second outer shape typically closes the electrical conductor in the connection area to the outside, in particular on the side facing away from the hollow area.

Die Verschiedenheit der ersten Innenform von der zweiten Innenform und/oder die Verschiedenheit der ersten Außenform von der zweiten Außenform kann durch Änderung der ersten Innenform und/oder der erste Außenform des elektrischen Leiters im Anschlussbereich erfolgen. Hierbei kann die erste Innenform und/oder die erste Außenform in eine definierte zweite Innenform und/oder zweite Außenform modifiziert werden. Die Änderung kann beispielsweise spanlose Fertigungsverfahren, wie beispielsweise Umformen und/oder Pressen, oder spanende Fertigungsverfahren wie beispielsweise Drehen, Schleifen, Gewindeschneiden und/oder Fräsen, umfassen.The difference between the first internal shape and the second internal shape and/or the difference between the first external shape and the second external shape can be achieved by changing the first internal shape and/or the first external shape of the electrical conductor in the connection area. Here, the first inner shape and/or the first outer shape can be modified into a defined second inner shape and/or second outer shape. The change can include, for example, non-cutting manufacturing processes, such as forming and/or pressing, or metal-cutting manufacturing processes, such as turning, grinding, thread cutting and/or milling.

Die Schlauchvorrichtung und die Verbindungsvorrichtung sind vorzugsweise derart miteinander verbunden, dass eine Durchleitung eines Kühlmediums durch beide konsekutiv möglich ist und insbesondere am Übergang zwischen der Schlauchvorrichtung und der Verbindungsvorrichtung kein Kühlmedium austreten kann, der Übergang zwischen Schlauchvorrichtung und Verbindungsvorrichtung demnach dicht ist.The hose device and the connecting device are preferably connected to one another in such a way that a cooling medium can be passed through both consecutively and, in particular, no cooling medium can escape at the transition between the hose device and the connecting device, so that the transition between the hose device and the connecting device is tight.

Die Kühlvorrichtung ist typischerweise dazu ausgebildet, das Kühlmedium durch die Zuleitungsvorrichtung, insbesondere durch die Schlauchvorrichtung und die Verbindungsvorrichtung zu leiten. Die Kühlvorrichtung ist typischerweise dazu ausgebildet, das Kühlmedium von der Zuleitungsvorrichtung in den Hohlbereich zu leiten. Die Zuleitungsvorrichtung, insbesondere die Verbindungsvorrichtung, ist an den Anschlussbereich des elektrischen Leiters typischerweise passgenau anschließbar, insbesondere dicht und/oder frei von Leckage verbindbar. Die Verbindungsvorrichtung ist mit der zweiten Innenform und/oder der zweiten Außenform des Hohlleiters im Anschlussbereich kompatibel, sofern diese typischerweise passgenau anschließbar, insbesondere dicht und/oder frei von Leckage verbindbar ist.The cooling device is typically designed to direct the cooling medium through the supply device, in particular through the hose device and the connecting device. The cooling device is typically designed to direct the cooling medium from the supply device into the hollow area. The supply device, in particular the connecting device, can typically be connected to the connection area of the electrical conductor with a precise fit, in particular can be connected tightly and/or free of leakage. The connecting device is compatible with the second inner shape and/or the second outer shape of the waveguide in the connection area, provided that it can typically be connected with a precise fit, in particular in a tight and/or leak-free manner.

Die Kühlvorrichtung kann das Kühlmedium umfassen. Die Kühlvorrichtung kann eine Kühleinheit zur Kühlung des Kühlmediums umfassen. Die Kühlvorrichtung kann eine Pumpe umfassen, welche dazu ausgebildet ist, das Kühlmedium durch die Zuleitungsvorrichtung, insbesondere die Verbindungsvorrichtung und die Schlauchvorrichtung, und den Hohlbereich zu leiten.The cooling device may include the cooling medium. The cooling device can include a cooling unit for cooling the cooling medium. The cooling device can include a pump which is designed to move the cooling medium through the Supply device, in particular the connecting device and the hose device, and the hollow area.

Die veränderte Form des elektrischen Leiters im Anschlussbereich im Vergleich zum Hauptbereich ermöglicht di Verwendung von standardisieren Verbindungselementen, insbesondere von standardisierten Steckverbinder Fittings,
als Verbindungsvorrichtung. Dies ermöglicht eine sichere, reproduzierbare und kostengünstige Verbindung zwischen Kühlvorrichtung und elektrischem Leiter bei gleichzeitig geringem Platzbedarf. Eine derartige Kühlvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, ein Kühlmedium in einen Hohlleiter einzuspeisen, ist besonders effizient und ermöglicht eine besonders gleichmäßige Kühlung der Gradientenspuleneinheit.The changed shape of the electrical conductor in the connection area compared to the main area enables the use of standardized connecting elements, in particular standardized connector fittings,
as a connecting device. This enables a secure, reproducible and cost-effective connection between the cooling device and the electrical conductor while requiring little space. Such a cooling device, which is designed to feed a cooling medium into a waveguide, is particularly efficient and enables particularly uniform cooling of the gradient coil unit.

Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass Verbindungsvorrichtung zu einer Verbindung der Verbindungsvorrichtung, insbesondere der Schlauchvorrichtung, mit dem Anschlussbereich ausgebildet ist. Die Verbindungsvorrichtung ist demnach dazu ausgebildet, zwischen der Schlauchvorrichtung und dem elektrischen Leiter, insbesondere dem Hohlleiter, im Anschlussbereich eine vorzugsweise hinsichtlich des Kühlmediums dichte Verbindung herzustellen. Diese Art der Verbindung ist typischerweise frei von Erhitzung und/oder Löten des Anschlussbereiches des elektrischen Leiters und/oder der Zuleitungsvorrichtung, wodurch eine potentielle Verformung und/oder Schädigung des Anschlussbereiches des elektrischen Leiters und/oder der Zuleitungsvorrichtung aufgrund von Wärme verhindert wird. Eine derartige Verbindung ist zudem sicher, mit geringem Zeitaufwand und kostengünstig herzustellen.One embodiment of the gradient coil unit provides that the connecting device is designed to connect the connecting device, in particular the hose device, to the connection area. The connecting device is therefore designed to produce a connection that is preferably tight with regard to the cooling medium between the hose device and the electrical conductor, in particular the waveguide, in the connection area. This type of connection is typically free of heating and/or soldering of the connection area of the electrical conductor and/or the lead device, thereby preventing potential deformation and/or damage to the connection area of the electrical conductor and/or the lead device due to heat. Such a connection is also secure, requires little time and can be produced inexpensively.

Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Verbindung als kraftschlüssige Verbindung ausgebildet ist. Eine derartige Verbindung zwischen der Verbindungsvorrichtung, insbesondere der Schlauchvorrichtung und dem elektrischen Leiter, ist besonders leicht montierbar, passgenau und dicht.One embodiment of the gradient coil unit provides that the connection is designed as a non-positive connection. Such a connection between the connecting device, in particular the hose device and the electrical conductor, is particularly easy to assemble, fits precisely and is tight.

Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Verbindung als formschlüssige Verbindung ausgebildet ist. Eine derartige Verbindung zwischen der Verbindungsvorrichtung, insbesondere der Schlauchvorrichtung und dem elektrischen Leiter, ist besonders leicht montierbar, passgenau und dicht.One embodiment of the gradient coil unit provides that the connection is designed as a positive connection. Such a connection between the connecting device, in particular the hose device and the electrical conductor, is particularly easy to assemble, fits precisely and is tight.

Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Verbindung reversibel lösbar ausgebildet ist. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Verbindungsvorrichtung mit dem Anschlussbereich des elektrischen Leiters wiederholt verbunden werden. Die Verbindungsvorrichtung kann beispielsweise als Stecker in den Anschlussbereich des elektrischen Leiters greifen und/oder als Steckverbindung ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine schnelle Montage der Verbindung, insbesondere auch mit kommerziell verfügbaren Steckverbindungen.One embodiment of the gradient coil unit provides that the connection is designed to be reversibly detachable. According to this embodiment, the connection device can be repeatedly connected to the connection portion of the electrical conductor. The connecting device can, for example, engage in the connection area of the electrical conductor as a plug and/or be designed as a plug connection. This enables the connection to be assembled quickly, especially with commercially available plug connections.

Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Verbindung eine Klebeverbindung umfasst. Eine Klebeverbindung umfasst typischerweise Klebstoff. Eine Klebverbindung kann eine permanente und/oder besonders feste Verbindung ermöglichen.One embodiment of the gradient coil unit provides that the connection comprises an adhesive connection. An adhesive bond typically includes adhesive. An adhesive connection can enable a permanent and/or particularly strong connection.

Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Verbindungsvorrichtung und/oder die Schlauchvorrichtung und/oder die Zuleitungsvorrichtung metallfrei ausgebildet ist. Eine derartige Kühlvorrichtung ist frei von Lot und frei von elektrochemischer Korrosion, insbesondere im Kontakt mit dem Kühlmedium, wodurch die Gradientenspuleneinheit besonders robust ausgebildet ist. Insbesondere ermöglicht diese Ausführungsform eine elektrische Isolation der Kühlvorrichtung von der Leiterstruktur.One embodiment of the gradient coil unit provides that the connecting device and/or the hose device and/or the feed device is designed to be metal-free. Such a cooling device is free of solder and free of electrochemical corrosion, especially in contact with the cooling medium, whereby the gradient coil unit is designed to be particularly robust. In particular, this embodiment enables electrical isolation of the cooling device from the conductor structure.

Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Leiterstruktur derart ausgebildet ist, dass der elektrische Leiter einen Stromkreis bildet und die Kühlvorrichtung zwei Kühlkreisläufe zur Kühlung des Stromkreises umfasst, wobei die zwei Kühlkreisläufe parallel oder in Serie geschaltet sind. Ein Zuleitungsvorrichtung und der Hohlbereich können einen Kühlkreislauf bilden. Ein Kühlkreislauf ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass dieser von einem Kühlmedium konsekutiv durchflossen werden kann. Die zwei Kühlkreisläufe sind vorzugsweise voneinander elektrisch isoliert. Dies ermöglicht eine besonders effiziente Kühlung des elektrischen Leiters und der Gradientenspuleneinheit.One embodiment of the gradient coil unit provides that the conductor structure is designed such that the electrical conductor forms a circuit and the cooling device comprises two cooling circuits for cooling the circuit, the two cooling circuits being connected in parallel or in series. A supply device and the hollow area can form a cooling circuit. A cooling circuit is preferably characterized in that a cooling medium can flow through it consecutively. The two cooling circuits are preferably electrically insulated from each other. This enables particularly efficient cooling of the electrical conductor and the gradient coil unit.

Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Verbindungsvorrichtung und/oder die Schlauchvorrichtung und/oder die Zuleitungsvorrichtung Plastik umfasst. Eine derartige Kühlvorrichtung ist frei von Lot und frei von elektrochemischer Korrosion, insbesondere im Kontakt mit dem Kühlmedium. Bei Wahl unterschiedlicher Metalle für die Verbindungsvorrichtung, Schlauchvorrichtung und/oder den elektrischen Leiter kann besonders schnell Korrosion, insbesondere aufgrund galvanischer Prozesse, entstehen, was durch diese Ausführungsform vermieden werden kann.One embodiment of the gradient coil unit provides that the connecting device and/or the hose device and/or the supply device comprises plastic. Such a cooling device is free of solder and free of electrochemical corrosion, especially in contact with the cooling medium. When choosing different metals for the connecting device, hose device and/or the electrical conductor, corrosion can occur particularly quickly, particularly due to galvanic processes, which can be avoided by this embodiment.

Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Verbindungsvorrichtung mit der Schlauchvorrichtung reversibel verbindbar ist. Die Zuleitungsvorrichtung ist gemäß dieser Ausführungsform derart ausgestaltet, dass die Schlauchvorrichtung mit der Verbindungsvorrichtung nach Bedarf verbunden werden kann. Die Verbindungsvorrichtung ist vorzugsweise mit der Schlauchvorrichtung und dem Anschlussbereich des elektrischen Bereiches reversibel verbindbar. Dies ermöglicht, abhängig von der Form und Größe der Schlauchverbindung, die Verwendung von kostengünstigen Standardfittings als Verbindungsvorrichtung. Insbesondere können so auch Anschlüsse in 90°-, 45°-, Y- Form oder Mehrfach-Anschlüsse als Verbindungsvorrichtung verwendet werden, was ein breites Anwendungsspektrum abdeckt.One embodiment of the gradient coil unit provides that the connecting device can be reversibly connected to the hose device. The supply device is according to this Aus Guide form designed such that the hose device can be connected to the connecting device as required. The connecting device is preferably reversibly connectable to the hose device and the connection area of the electrical area. Depending on the shape and size of the hose connection, this enables the use of inexpensive standard fittings as a connecting device. In particular, connections in 90°, 45°, Y-shape or multiple connections can be used as a connecting device, which covers a wide range of applications.

Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die erste Außenform rechteckig und die zweite Außenform rund ausgebildet sind. Die runde zweite Außenform kann beispielsweise ausgehend von der ersten Außenform durch Runddrehen mittels Spezialwerkzeug erzeugt werden. Eine runde Form im Anschlussbereich ermöglicht den Anschluss einer Vielzahl kommerziell verfügbarer Verbindungsvorrichtungen. Eine rechteckige erste Außenform ermöglicht eine kompakte, stabile und robuste Bauweise der Leiterstruktur, insbesondere in einer sattelförmigen und zugleich spiralförmigen Form.One embodiment of the gradient coil unit provides that the first outer shape is rectangular and the second outer shape is round. The round second outer shape can be created, for example, starting from the first outer shape by turning using a special tool. A round shape in the connection area enables the connection of a variety of commercially available connection devices. A rectangular first outer shape enables a compact, stable and robust construction of the conductor structure, in particular in a saddle-shaped and at the same time spiral shape.

Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die erste Innenform und die zweite Innenform rund ausgebildet sind. Der Hohlbereich des elektrischen Leiters weist demnach im Anschlussbereich und im Hauptbereich einen runden Querschnitt auf, wodurch ein Kühlmedium besonders gleichmäßig durch den Hohlbereich geleitet werden kann.One embodiment of the gradient coil unit provides that the first inner shape and the second inner shape are round. The hollow area of the electrical conductor therefore has a round cross section in the connection area and in the main area, whereby a cooling medium can be guided particularly evenly through the hollow area.

Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass der elektrische Leiter Kupfer und/oder Aluminium umfasst. Ein elektrischer Leiter in Form eines Hohlleiters aus Kupfer und/oder Aluminium ist besonders gut formbar und erfüllt die elektrischen Ansprüche hinsichtlich Stromstärke und Spannung einer Gradientenspuleneinheit.One embodiment of the gradient coil unit provides that the electrical conductor comprises copper and/or aluminum. An electrical conductor in the form of a waveguide made of copper and/or aluminum is particularly easy to shape and meets the electrical requirements with regard to current and voltage of a gradient coil unit.

Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass der elektrische Leiter eine dem Hohlbereich zugewandte und den Hohlbereich zumindest teilweise umschließende Innenfläche und eine den elektrischen Leiter nach außen zumindest teilweise abschließende Außenfläche aufweist.One embodiment of the gradient coil unit provides that the electrical conductor has an inner surface that faces the hollow region and at least partially encloses the hollow region and an outer surface that at least partially closes the electrical conductor to the outside.

Die erste Außenform umfasst gemäß dieser Ausführungsform eine Kontur der Außenfläche des elektrischen Leiters im Hauptbereich im Querschnitt und die zweite Außenform umfasst eine Kontur der Außenfläche des elektrischen Leiters im Anschlussbereich im Querschnitt. Die erste Innenform umfasst gemäß dieser Ausführungsform eine Kontur der Innenfläche des elektrischen Leiters im Hauptbereich im Querschnitt und die zweite Innenform umfasst eine Kontur der Innenfläche des elektrischen Leiters im Anschlussbereich im Querschnitt.According to this embodiment, the first outer shape comprises a contour of the outer surface of the electrical conductor in the main region in cross section and the second outer shape comprises a contour of the outer surface of the electrical conductor in the connection region in cross section. According to this embodiment, the first internal shape comprises a contour of the inner surface of the electrical conductor in the main region in cross section and the second internal shape comprises a contour of the inner surface of the electrical conductor in the connection region in cross section.

Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem Magnetresonanzgerät mit einem Hauptmagneten, einer Hochfrequenzantenneneinheit, einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit und einer mit der Gradientenspuleneinheit verbundenen Gradientensteuereinheit ausgebildet zur Ansteuerung der Gradientenspuleneinheit.Furthermore, the invention is based on a magnetic resonance device with a main magnet, a high-frequency antenna unit, a gradient coil unit according to the invention and a gradient control unit connected to the gradient coil unit and designed to control the gradient coil unit.

Bei Ansteuerung der Gradientenspuleneinheit durch die Gradientensteuereinheit ist die Gradientenspuleneinheit typischerweise zur Erzeugung eines Magnetfeldgradienten in zumindest eine Raumrichtung ausgebildet. Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgerätes sind analog zu den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit ausgebildet. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen der erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit, 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.When the gradient coil unit is controlled by the gradient control unit, the gradient coil unit is typically designed to generate a magnetic field gradient in at least one spatial direction. Embodiments of the magnetic resonance device according to the invention are designed analogously to the embodiments of the gradient coil unit according to the invention. The advantages of the magnetic resonance device according to the invention essentially correspond to the advantages of the gradient coil unit according to the invention, which are explained in detail in advance. Features, advantages or alternative embodiments mentioned here can also be transferred to the other claimed objects and vice versa.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the exemplary embodiments described below and from the drawings.

Es zeigen:

1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit in einer schematischen Darstellung in einer ersten Ansicht,
2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit im Bereich einer Verbindungsstelle zwischen Kühlvorrichtung und Leiterstruktur,
3 eine Ausführungsform eines elektrischen Leiters einer Leiterstruktur einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit im Hauptbereich in einer zweiten Ansicht im Querschnitt,
4 eine Ausführungsform eines elektrischen Leiters einer Leiterstruktur einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit im Anschlussbereich in einer zweiten Ansicht im Querschnitt,
5 eine Ausführungsform einer Verbindungsvorrichtung einer Zuleitungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit in einer zweiten Ansicht im Querschnitt,
6 eine Ausführungsform einer Schlauchvorrichtung einer Zuleitungsvorrichtung einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit in einer zweiten Ansicht im Querschnitt, und
7 ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät in einer schematischen Darstellung.

Show it:

1 an embodiment of a gradient coil unit according to the invention in a schematic representation in a first view,
2 an embodiment of a gradient coil unit according to the invention in the area of a connection point between the cooling device and the conductor structure,
3 an embodiment of an electrical conductor of a conductor structure of a gradient coil unit according to the invention in the main area in a second view in cross section,
4 an embodiment of an electrical conductor of a conductor structure of a gradient coil unit according to the invention in the connection area in a second view in cross section,
5 an embodiment of a connecting device of a supply device of a gradient coil unit according to the invention in a second view in cross section,
6 an embodiment of a hose device of a supply device of an invention gradient coil unit according to the invention in a second view in cross section, and
7 a magnetic resonance device according to the invention in a schematic representation.

1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit 19 in einer schematischen Darstellung in einer ersten Ansicht. In 1 ist ein Quadrant der Gradientenspuleneinheit 19 dargestellt. Typischerweise weist die Gradientenspuleneinheit 19 vier dieser Quadranten auf. Die Gradientenspuleneinheit 19 umfasst eine Leiterstruktur 30 mit einem als Hohlleiter mit einem Hohlbereich 31 ausgebildeten elektrischen Leiter. Die Leiterstruktur 30 ist im gezeigten Fall innerhalb eines Quadranten angeordnet. Die Gradientenspuleneinheit 19 kann mittels Gradientensteuereinheit 28 angesteuert werden. Die Gradientensteuereinheit 28 ist vorzugsweise separat von der Gradientenspuleneinheit 19 ausgebildet. Zudem weist die Gradientenspuleneinheit 19 eine Kühlvorrichtung 40 auf, welche zum Durchleiten eines Kühlmediums durch den Hohlbereich 31 der Leiterstruktur 30 ausgebildet ist. Die Kühlvorrichtung 40 umfasst hierzu zumindest eine Zuleitungsvorrichtung 41, im dargestellten Fall zumindest drei Zuleitungsvorrichtungen 41, die mit der Leiterstruktur 30 jeweils eine Verbindungsstelle aufweisen. Der Bereich einer Verbindungsstelle E ist in 2 näher dargestellt. 1 shows an embodiment of a gradient coil unit 19 according to the invention in a schematic representation in a first view. In 1 a quadrant of the gradient coil unit 19 is shown. Typically, the gradient coil unit 19 has four of these quadrants. The gradient coil unit 19 comprises a conductor structure 30 with an electrical conductor designed as a waveguide with a hollow region 31. In the case shown, the conductor structure 30 is arranged within a quadrant. The gradient coil unit 19 can be controlled by means of a gradient control unit 28. The gradient control unit 28 is preferably designed separately from the gradient coil unit 19. In addition, the gradient coil unit 19 has a cooling device 40, which is designed to pass a cooling medium through the hollow region 31 of the conductor structure 30. For this purpose, the cooling device 40 comprises at least one supply device 41, in the case shown at least three supply devices 41, each of which has a connection point with the conductor structure 30. The area of a junction E is in 2 shown in more detail.

2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit 19 im Bereich einer Verbindungsstelle E zwischen Kühlvorrichtung 40 und Leiterstruktur 30. Der elektrische Leiter der Leiterstruktur 30 kann in einen Hauptbereich 32 und in einen Anschlussbereich 35 gegliedert werden, wobei der Anschlussbereich 35 mit dem Hauptbereich 32 elektrisch in Reihe geschaltet ist. Im Hauptbereich 32 weist der elektrische Leiter eine Querschnittsfläche mit einer ersten Außenform 33 und einer ersten Innenform 34 auf. Im Anschlussbereich 35 weist der elektrische Leiter eine Querschnittsfläche mit einer zweiten Außenform 36 und einer zweiten Innenform 37 auf. Die zweite Außenform 36 unterscheidet sich im dargestellten Fall von der ersten Außenform 33. Die zweite Innenform 37 kann sich zusätzlich von der ersten Innenform 34 unterscheiden. Die Kühlvorrichtung 40 umfasst eine Schlauchvorrichtung 43 und eine Verbindungsvorrichtung 42, welche Verbindungsvorrichtung 42 mit der zweiten Innenform 37 und der zweiten Außenform 36 des Hohlleiters im Anschlussbereich 35 kompatibel ist. A markiert eine Schnittfläche durch den Hauptbereich 32 der Leiterstruktur 30. B markiert eine Schnittfläche durch den Anschlussbereich 35 der Leiterstruktur 30. C markiert eine Schnittfläche durch die Verbindungsvorrichtung 42. D markiert eine Schnittfläche durch die Schlauchvorrichtung 43.
Die Verbindungsvorrichtung 42 ist dazu ausgebildet, die Verbindungsvorrichtung 42 mit dem Anschlussbereich 35 zu verbinden. Insbesondere ist die Schlauchvorrichtung 43 zu einer Verbindung mit dem Anschlussbereich 35 ausgebildet. 2 shows an embodiment of a gradient coil unit 19 according to the invention in the area of a connection point E between cooling device 40 and conductor structure 30. The electrical conductor of the conductor structure 30 can be divided into a main area 32 and a connection area 35, the connection area 35 being electrically connected in series with the main area 32 is. In the main area 32, the electrical conductor has a cross-sectional area with a first outer shape 33 and a first inner shape 34. In the connection area 35, the electrical conductor has a cross-sectional area with a second outer shape 36 and a second inner shape 37. In the case shown, the second outer shape 36 differs from the first outer shape 33. The second inner shape 37 can also differ from the first inner shape 34. The cooling device 40 includes a hose device 43 and a connecting device 42, which connecting device 42 is compatible with the second inner shape 37 and the second outer shape 36 of the waveguide in the connection area 35. A marks a sectional surface through the main region 32 of the conductor structure 30. B marks a sectional surface through the connection region 35 of the conductor structure 30. C marks a sectional surface through the connecting device 42. D marks a sectional surface through the hose device 43.
The connecting device 42 is designed to connect the connecting device 42 to the connection area 35. In particular, the hose device 43 is designed to be connected to the connection area 35.

3 zeigt eine Ausführungsform eines elektrischen Leiters einer Leiterstruktur einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit 19 im Hauptbereich 32 in einer zweiten Ansicht im Querschnitt, insbesondere die Schnittfläche A. In der dargestellten Ausführungsform weist der elektrische Leiter eine erste Außenform 33 in Form eines Rechteckes, insbesondere in Form eines Quadrates, auf. Die Kontur, die den elektrischen Leiter im Hauptbereich 32 auf die vom Hohlbereich 31 abgewandte Seite abschließt, wird typischerweise als erste Außenform 33 bezeichnet. In der dargestellten Ausführungsform weist der elektrische Leiter eine erste Innenform 34 in Form eines Kreises auf. Die erste Innenform 34 ist demnach rund ausgebildet. Die Kontur, die den elektrischen Leiter im Hauptbereich 32 zu der dem Hohlbereich 31 zugewandten Seite abschließt, wird typischerweise als erste Innenform 34 bezeichnet. 3 shows an embodiment of an electrical conductor of a conductor structure of a gradient coil unit 19 according to the invention in the main region 32 in a second view in cross section, in particular the sectional area A. In the illustrated embodiment, the electrical conductor has a first outer shape 33 in the form of a rectangle, in particular in the form of a square, on. The contour that terminates the electrical conductor in the main area 32 on the side facing away from the hollow area 31 is typically referred to as the first outer shape 33. In the illustrated embodiment, the electrical conductor has a first internal shape 34 in the form of a circle. The first inner shape 34 is therefore round. The contour that closes the electrical conductor in the main area 32 to the side facing the hollow area 31 is typically referred to as the first inner shape 34.

4 zeigt eine Ausführungsform eines elektrischen Leiters einer Leiterstruktur einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit 19 im Anschlussbereich 35 in einer zweiten Ansicht im Querschnitt, insbesondere die Schnittfläche B. In der dargestellten Ausführungsform weist der elektrische Leiter eine zweite Außenform 36 in Form eines Kreises auf. Die zweite Au-ßenform 36 ist demnach rund ausgebildet. Die Kontur, die den elektrischen Leiter auf im Anschlussbereich 35 die vom Hohlbereich 31 abgewandte Seite abschließt, wird typischerweise als zweite Außenform 36 bezeichnet. In der dargestellten Ausführungsform weist der elektrische Leiter eine zweite Innenform 37 in Form eines Kreises auf. Die zweite Innenform 37 ist demnach rund ausgebildet. Die Kontur, die den elektrischen Leiter im Anschlussbereich 35 zu der dem Hohlbereich 31 zugewandten Seite abschließt, wird typischerweise als zweite Innenform 37 bezeichnet. Die zweite Außenform 36 unterscheidet sich demnach von der ersten Außenform 33. Der Radius der zweiten Innenform 37 kann sich vom Radius der ersten Innenform 34 unterscheiden. Der Radius der zweiten Innenform 37 kann größer sein als der Radius der ersten Innenform 34.
Der Radius der zweiten Innenform 37 kann kleiner sein als der Radius der ersten Innenform 34. Die zweite Innenform 37 kann der ersten Innenform 34 entsprechen. 4 shows an embodiment of an electrical conductor of a conductor structure of a gradient coil unit 19 according to the invention in the connection area 35 in a second view in cross section, in particular the sectional surface B. In the illustrated embodiment, the electrical conductor has a second outer shape 36 in the form of a circle. The second outer shape 36 is therefore round. The contour that closes the electrical conductor on the side facing away from the hollow area 31 in the connection area 35 is typically referred to as the second outer shape 36. In the illustrated embodiment, the electrical conductor has a second internal shape 37 in the form of a circle. The second inner shape 37 is therefore round. The contour that closes the electrical conductor in the connection area 35 to the side facing the hollow area 31 is typically referred to as the second inner shape 37. The second outer shape 36 therefore differs from the first outer shape 33. The radius of the second inner shape 37 can differ from the radius of the first inner shape 34. The radius of the second inner shape 37 can be larger than the radius of the first inner shape 34.
The radius of the second inner shape 37 can be smaller than the radius of the first inner shape 34. The second inner shape 37 can correspond to the first inner shape 34.

5 zeigt eine Ausführungsform einer Verbindungsvorrichtung 42 einer Zuleitungsvorrichtung 41 einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit 19 in einer zweiten Ansicht im Querschnitt, insbesondere die Schnittfläche C. Die Verbindungsvorrichtung 42 weist vorzugsweise eine derartige Form auf, dass diese an die zweite Innenform 37 und/oder an die zweite Außenform 36 des elektrischen Leiters passgenau anschließbar ist. Hierzu kann diese einen Innendurchmesser entsprechend der zweiten Innenform 37 aufweisen. Insbesondere kann die Verbindung zwischen der Verbindungsvorrichtung 42 und dem Anschlussbereich 35 des elektrischen Leiters als kraftschlüssige Verbindung und/oder als formschlüssige Verbindung ausgebildet sein, wobei die Verbindung reversibel lösbar ausgebildet ist. Die Verbindung kann auch eine Klebeverbindung umfassen. Die Verbindungsvorrichtung 42 ist vorzugsweise metallfrei ausgebildet und umfasst Plastik. 5 shows an embodiment of a connecting device 42 of a supply device 41 of a gradient coil unit 19 according to the invention in a second view in cross section, in particular the sectional surface C. The connecting device 42 preferably has such a shape on that this can be connected with a precise fit to the second inner shape 37 and/or to the second outer shape 36 of the electrical conductor. For this purpose, it can have an inner diameter corresponding to the second inner shape 37. In particular, the connection between the connecting device 42 and the connection region 35 of the electrical conductor can be designed as a non-positive connection and/or as a positive connection, the connection being designed to be reversibly detachable. The connection can also include an adhesive connection. The connecting device 42 is preferably designed to be metal-free and includes plastic.

6 zeigt eine Ausführungsform einer Schlauchvorrichtung 43 einer Zuleitungsvorrichtung 41 einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit 19 in einer zweiten Ansicht im Querschnitt, insbesondere die Schnittfläche D. Die Schlauchvorrichtung 43 umfasst vorzugsweise einen flexiblen Plastikschlauch, welcher mit der Verbindungsvorrichtung 42 permanent verbunden ist und/oder an die Verbindungsvorrichtung 42 reversibel anbringbar, insbesondere reversibel verbindbar, ist. Die Schlauchvorrichtung 43 ist vorzugsweise metallfrei ausgebildet und umfasst Plastik. 6 shows an embodiment of a hose device 43 of a supply device 41 of a gradient coil unit 19 according to the invention in a second view in cross section, in particular the sectional surface D. The hose device 43 preferably comprises a flexible plastic hose, which is permanently connected to the connecting device 42 and / or reversibly connected to the connecting device 42 attachable, in particular reversibly connectable. The hose device 43 is preferably designed to be metal-free and includes plastic.

7 zeigt ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät 11 in einer schematischen Darstellung. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst eine Detektoreinheit 13 mit einem Hauptmagneten 17 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 18 parallel zur Längsrichtung, insbesondere parallel zur Zylinderachse. 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 Detektoreinheit 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 Detektoreinheit 13 weist weiterhin 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. 7 shows a magnetic resonance device 11 according to the invention in a schematic representation. The magnetic resonance device 11 comprises a detector unit 13 with a main magnet 17 for generating a strong and in particular constant main magnetic field 18 parallel to the longitudinal direction, in particular parallel to the cylinder axis. In addition, the magnetic resonance device 11 has a cylindrical patient receiving area 14 for receiving a patient 15, the patient receiving area 14 being enclosed in a cylindrical shape by the detector unit 13 in a circumferential direction. The patient 15 can be pushed into the patient receiving area 14 using a patient positioning device 16 of the magnetic resonance device 11. For this purpose, the patient positioning device 16 has a patient table which is movably arranged within the magnetic resonance device 11. The detector unit 13 also has a high-frequency antenna unit 20, which in the case shown is designed as a body coil permanently integrated into the magnetic resonance device 11, and a high-frequency antenna control unit 29 for exciting a polarization that occurs in the main magnetic field 18 generated by the main magnet 17. The high-frequency antenna unit 20 is controlled by the high-frequency antenna control unit 29 and radiates high-frequency high-frequency pulses into an examination room, which is essentially formed by the patient receiving area 14.

Des Weiteren weist die Detektoreinheit 13 eine erfindungsgemäße Gradientenspuleneinheit 19 auf, die für eine Ortskodierung während einer Bildgebung verwendet wird. Die Gradientenspuleneinheit 19 wird mittels einer Gradientensteuereinheit 28 angesteuert. Die Gradientensteuereinheit 28 kann zumindest eine nicht näher dargestellte Gradientenverstärkereinheit umfassen und dazu ausgebildet sein, eine elektrische Spannung und/oder einen elektrischen Strom, insbesondere Gradientenpulse gemäß einer MR-Steuerungssequenz, wie beispielsweise durch die Gradientensteuereinheit 28 vorgegeben, in der Gradientenspuleneinheit 19 zu erzeugen. Für eine detaillierte Darstellung der Gradientenspuleneinheit 19 sei insbesondere auf die 1 bis 6 verwiesen.Furthermore, the detector unit 13 has a gradient coil unit 19 according to the invention, which is used for spatial coding during imaging. The gradient coil unit 19 is controlled by a gradient control unit 28. The gradient control unit 28 can comprise at least one gradient amplifier unit, not shown, and can be designed to generate an electrical voltage and/or an electrical current, in particular gradient pulses, in the gradient coil unit 19 according to an MR control sequence, such as specified by the gradient control unit 28. For a detailed representation of the gradient coil unit 19, please refer in particular to 1 until 6 referred.

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. Das Magnetresonanzgerät 11 weist eine Anzeigeeinheit 25 auf. 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 umfassen.The magnetic resonance device 11 has a control unit 24 for controlling the main magnet 17, the gradient control unit 28 and the high-frequency antenna control unit 29. The control unit 24 centrally controls the magnetic resonance device 11, such as carrying out MR control sequences. The magnetic resonance device 11 has a display unit 25. In addition, the magnetic resonance device 11 has an input unit 26, by means of which information and/or control parameters can be entered by a user during a measurement process. The control unit 24 may include the gradient control unit 28 and/or the high-frequency antenna control unit 29 and/or the display unit 25 and/or the input unit 26.

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.The magnetic resonance device 11 shown can of course include further components that magnetic resonance devices 11 usually have. A general mode of operation of a magnetic resonance device 11 is also known to those skilled in the art, so that a detailed description of the other components is omitted.

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.Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the examples disclosed and other variations may be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht eines bestimmten Begriffes sind Personen mit männlicher, weiblicher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst.Regardless of the grammatical gender of a particular term, it includes people with male, female or other gender identities.

Claims

Gradient coil unit comprising a conductor structure comprising an electrical conductor designed as a waveguide with a hollow region, which The electrical conductor comprises at least a main area and a connection area, the connection area being electrically connected in series with the main area, the electrical conductor in the main area having a cross-sectional area with a first outer shape and a first inner shape, the electrical conductor in the connection area having a cross-sectional area with a second Outer shape and a second inner shape, wherein the second outer shape differs from the first outer shape and / or the second inner shape differs from the first inner shape, and a cooling device designed to pass a cooling medium through the hollow region having a supply device comprising a hose device and a connecting device, which Connection device is compatible with the second inner shape and / or the second outer shape of the waveguide in the connection area.

Gradient coil unit after Claim 1 , wherein the connecting device is designed to connect the connecting device, in particular the hose device, to the connection area.

Gradient coil unit after Claim 2 , whereby the connection is designed as a non-positive connection.

Gradient coil unit after Claim 2 , whereby the connection is designed as a positive connection.

Gradient coil unit according to one of the Claims 2 until 4 , wherein the connection is designed to be reversibly detachable.

Gradient coil unit according to one of the Claims 2 until 4 , wherein the connection comprises an adhesive connection.

Gradient coil unit according to one of the preceding claims, wherein the connecting device and/or the hose device and/or the feed device is designed to be metal-free.

Gradient coil unit according to one of the preceding claims, wherein the connecting device and/or the hose device and/or the supply device comprises plastic.

Gradient coil unit according to one of the preceding claims, wherein the connecting device can be reversibly connected to the hose device.

Gradient coil unit according to one of the preceding claims, wherein the first outer shape is rectangular and the second outer shape is round.

Gradient coil unit according to one of the preceding claims, wherein the first inner shape and the second inner shape are round.

Gradient coil unit according to one of the preceding claims, wherein the electrical conductor comprises copper and/or aluminum.

Gradient coil unit according to one of the preceding claims, wherein the electrical conductor has an inner surface facing the hollow region and at least partially enclosing the hollow region and an outer surface at least partially closing off the electrical conductor to the outside, the first outer shape comprises a contour of the outer surface of the electrical conductor in the main area in cross section, the second outer shape comprises a contour of the outer surface of the electrical conductor in the connection area in cross section, the first internal shape comprises a contour of the inner surface of the electrical conductor in the main area in cross section, the second internal shape comprises a contour of the inner surface of the electrical conductor in the connection area in cross section.

Gradient coil unit according to one of the preceding claims, wherein the conductor structure is designed such that the electrical conductor forms a circuit and the cooling device comprises two cooling circuits for cooling the circuit, the two cooling circuits being connected in parallel or in series. A supply device and the hollow area can form a cooling circuit. A cooling circuit is preferably characterized in that a cooling medium can flow through it consecutively. The two cooling circuits are preferably electrically insulated from each other. This enables particularly efficient cooling of the electrical conductor and the gradient coil unit.

Magnetic resonance device comprising a main magnet, a high-frequency antenna unit, a gradient coil unit according to one of the preceding claims, and a gradient control unit connected to the gradient coil unit designed to control the gradient coil unit.