DE202023106928U1

DE202023106928U1 - Gradientenspuleneinheit mit Anschlusseinheit für zwei Kühlkreisläufe

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Publication number: DE202023106928U1
Application number: DE202023106928.2U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2023-11-23
Filing date: 2023-11-23
Publication date: 2024-01-02
Anticipated expiration: 2033-11-24

Abstract

Gradientenspuleneinheit umfassend eine Leiterstruktureinheit, zumindest zwei Kühlkreisläufe, eine Anschlusseinheit, eine Zuleitungseinheit, eine Vergussmasse und eine Verbindungseinheit, wobei
- jeder der zumindest zwei Kühlkreisläufe jeweils einen Kühleingang aufweist,
- die Anschlusseinheit zumindest zwei Durchlässe aufweist, welche zumindest zwei Durchlässe jeweils ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen und jeweils zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende kanalförmig und/oder rohrförmig ausgebildet sind,
- jeweils ein erstes Ende der zumindest zwei ersten Enden und jeweils ein Kühleingang der zumindest zwei Kühleingänge miteinander über jeweils eine erste Verbindung, insbesondere einen Konnektor, verbunden sind,
- die Zuleitungseinheit mit der Anschlusseinheit, insbesondere mit deren zweiten Enden, derart über die Verbindungseinheit verbindbar ist, dass ein Fluss eines Kühlmediums von der Zuleitungseinheit über die zumindest zwei Durchlässe der Anschlusseinheit in die zumindest zwei Kühlkreisläufe möglich ist,
- die Leiterstruktureinheit, die zumindest zwei Kühlkreisläufe, die ersten Verbindungen und die Anschlusseinheit zumindest teilweise mittels der Vergussmasse miteinander vergossen sind, und
- die Zuleitungseinheit frei von einer permanenten Verbindung mit der Vergussmasse ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gradientenspuleneinheit umfassend Kühlkreisläufe und eine Anschlusseinheit ausgebildet zur Speisung der Kühlkreisläufe mit einem Kühlmedium, sowie ein Magnetresonanzgerät umfassend eine derartige Gradientenspuleneinheit.
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.
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.
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. Die von einer Gradientenspuleneinheit umfassten Leiterstrukturen werden typischerweise zusammen als Leiterstruktureinheit bezeichnet.
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. 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 200 mT/m mit Anstiegs- und Abfallraten von bis zu 200 T/s/m, in besonderen Fällen bis 500 T/s/m, wünschenswert. Hierbei entsteht Verlustleistung in Form von Wärme, welche besonders effizient abgeführt werden muss um einen kontinuierlichen Betrieb der Gradientenspuleneinheit sicherzustellen.
Hierfür umfasst die Gradientenspuleneinheit typischerweise einen oder mehrere Kühlkreisläufe. Ein Kühlkreislauf ist im Rahmen dieser Offenbarung als Leitungssystem zu verstehen, das einen Kühleingang und einen Kühlausgang aufweist und zu einem gerichteten Transport eines Kühlmediums vom Kühleingang zum Kühlausgang und/oder umgekehrt, ausgebildet ist. Ein Kühlkreislauf kann auch als Hohlbereich eines als Hohlleiter ausgebildeten elektrischen Leiters der Leiterstruktureinheit ausgebildet sein. Wird ein Kühlkreislauf von einem Kühlmedium durchströmt, so kann Wärme von der Gradientenspuleneinheit abgeleitet werden. Die Verwendung mehrerer Kühlkreisläufe erhöht typischerweise die Kühlleistung. Mehrere Kühlkreisläufe können mit einem Kühlmedium aus einem einzigen Kühlmedium-Reservoir gespeist werden. Hierzu ist ein Anschluss des Kühlmedium-Reservoirs an die mehreren Kühlkreisläufe erforderlich. Die Kühlkreisläufe, das Kühlmedium und das Kühlmedium-Reservoir können gemeinsam als Kühlvorrichtung bezeichnet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gradientenspuleneinheit mit robusten und flexibel verwendbaren Kühlkreisläufen anzugeben. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Gradientenspuleneinheit umfasst eine Leiterstruktureinheit, zumindest zwei Kühlkreisläufe, eine Anschlusseinheit, eine Zuleitungseinheit, eine Vergussmasse und eine Verbindungseinheit. Jeder der zumindest zwei Kühlkreisläufe weist jeweils einen Kühleingang auf. Die Anschlusseinheit weist zumindest zwei Durchlässe auf, welche zumindest zwei Durchlässe jeweils ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen und jeweils zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende kanalförmig und/oder rohrförmig ausgebildet sind. Die zumindest zwei Durchlässe ermöglichen vorzugsweise jeweils einen Fluss, insbesondere einen Durchfluss, eines Kühlmediums durch die Anschlusseinheit jeweils von dem jeweils ersten Ende zu dem jeweils zweiten Ende und/oder umgekehrt. Jeweils ein erstes Ende der zumindest zwei ersten Enden und jeweils ein Kühleingang der zumindest zwei Kühleingänge sind miteinander über jeweils eine erste Verbindung, insbesondere einen Konnektor, verbunden. Die erste Verbindung wird vorzugsweise von der Gradientenspuleneinheit umfasst. Die Zuleitungseinheit ist mit der Anschlusseinheit, insbesondere mit deren zweiten Enden, derart über die Verbindungseinheit verbindbar, dass ein Fluss eines Kühlmediums von der Zuleitungseinheit über die zumindest zwei Durchlässe der Anschlusseinheit in die zumindest zwei Kühlkreisläufe möglich ist.
Die Leiterstruktureinheit, die zumindest zwei Kühlkreisläufe, die ersten Verbindungen und die Anschlusseinheit sind zumindest teilweise mittels der Vergussmasse miteinander vergossen. Die Zuleitungseinheit ist frei von einer permanenten Verbindung mit der Vergussmasse. Die Zuleitungseinheit ist insbesondere nicht mit der Anschlusseinheit und/oder der Leiterstruktureinheit und/oder den zumindest zwei Kühlkreisläufen vergossen. Die Anschlusseinheit weist typischerweise eine permanente Verbindung mit den zumindest zwei Kühlkreisläufen auf. Die erste Verbindung ist vorzugsweise permanent ausgestaltet. Die Vergussmasse kann ein Duroplast und/oder Epoxidharz umfassen. Die ersten Enden und/oder die zweiten Enden sind typischerweise als Öffnungen ausgestaltet und/oder frei von Barrieren. Ein Durchlass ist typischerweise am ersten Ende und am zweiten Ende offen, sodass der Durchlass einen die Anschlusseinheit durchdringenden Hohlraum und/oder eine die Anschlusseinheit durchdringende Öffnung darstellt.
Die erfindungsgemäße Gradientenspuleneinheit ist derart ausgestaltet, dass die mehreren Kühlkreisläufe einzeln über die Durchlässe der Anschlusseinheit nach außen, insbesondere in einen Bereich außerhalb der Vergussmasse, geleitet werden können. Die zumindest zwei Kühlkreisläufe sind demnach einzeln über separate Öffnungen, insbesondere über die zweiten Enden, außerhalb der Vergussmasse zugänglich, sodass nach Herstellung, insbesondere nach Verguss der Gradientenspuleneinheit, die zumindest zwei Kühlkreisläufe separat zugänglich sind und separat gewartet werden können. Die Anschlusseinheit ermöglicht dennoch eine Bündelung der zumindest zwei Kühlkreisläufe, welche kompakt über die Anschlusseinheit nach außen, insbesondere in den Außenbereich der Vergussmasse, geleitet werden können.
Die durch die Verbindungseinheit an die Anschlusseinheit anschließbare Zuleitungseinheit ermöglicht eine robuste und zugleich flexible Verwendung der Kühlkreisläufe. Abhängig von der Ausgestaltung der Zuleitungseinheit kann die Verschaltung der einzelnen Kühlkreisläufe nachträglich angepasst werden, um beispielsweise die Strömungsmechanik oder die Wärmeverteilung zu optimieren. Zudem können nach dem Verguss die zumindest zwei Kühlkreisläufe separat geprüft werden, beispielsweise hinsichtlich Dichtigkeit. Zusätzlich können einzelne Kühlkreisläufe separat repariert werden.
Die Zuleitungseinheit wird vorzugsweise im Rahmen des Fertigungsprozesses zeitlich nach dem Vergießen der Anschlusseinheit, der Leiterstruktureinheit und/oder den zumindest zwei Kühlkreisläufen an der Anschlusseinheit angeordnet und/oder mit dieser verbunden. Anstelle der Zuleitungseinheit kann im Fertigungsprozess, insbesondere beim Vergießen der Anschlusseinheit, der Leiterstruktureinheit und/oder den zumindest zwei Kühlkreisläufen, eine Funktionseinheit als Platzhalter für die Zuleitungseinheit an der Anschlusseinheit angeordnet sein und/oder mit der Anschlusseinheit verbunden sein. Dies ermöglicht eine schnelle und robuste Fertigung einer solchen Gradientenspuleneinheit.
Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass ein Bereich der Anschlusseinheit umfassend die zweiten Enden und/oder die zweiten Enden außerhalb der Vergussmasse angeordnet sind. Die Anschlusseinheit kann demnach eine Erhöhung und/oder Erhebung der Oberfläche der Gradientenspuleneinheit, insbesondere der Außenfläche der Vergussmasse darstellen. Die Anschlusseinheit ist gemäß dieser Ausführungsform demnach nur teilweise von der Vergussmasse umgeben. Die Anschlusseinheit und insbesondere die zweiten Enden sind demnach besonders leicht zugänglich. Zudem ermöglicht dies eine einfache Positionierung und robuste Montage der Zuleitungseinheit an der Anschlusseinheit.
Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die erste Verbindung, insbesondere der Konnektor, ein Dichtungselement umfasst. Das Dichtungselement kann einen O-Ring umfassen. Das Dichtungselement kann ein Leck im Bereich der ersten Verbindung verhindern und/oder sicherstellen, dass ein Kühlmedium von der Anschlusseinheit, insbesondere von den Durchgängen, in die Kühlkreisläufe geleitet werden kann.
Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die erste Verbindung, insbesondere der Konnektor, einen Schnellverbinder, insbesondere eine Push-to-Connect Kartusche, umfasst. Dies ermöglicht eine besonders robuste erste Verbindung, welche insbesondere auch beim Vergießen und beim Aushärten der Vergussmasse stabil ist.
Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Verbindungseinheit reversibel lösbar ausgebildet ist. Die Zuleitungseinheit und die Anschlusseinheit sind demnach reversibel miteinander verbindbar. Die Form und/oder Art der Zuleitungseinheit kann demnach auch nach dem Verguss entsprechend der erforderlichen Verwendung der Kühlkreisläufe gewählt und mit der Verbindungseinheit verbunden werden. Die Zuleitungseinheit ist gemäß dieser Ausführungsform flexibel austauschbar. Dies ermöglicht eine flexible Verwendung der Kühlkreisläufe.
Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Verbindungseinheit zumindest zwei Verbindungspunkte aufweist. Eine Verbindungseinheit mit zumindest zwei Verbindungspunkten ermöglicht eine besonders robuste und stabile Verbindung zwischen der Zuleitungseinheit und der Anschlusseinheit.
Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Verbindungseinheit eine Schraubverbindung umfasst. Schraubverbindungen sind kostengünstig und ermöglichen zugleich eine stabile Verbindung zwischen der Zuleitungseinheit und der Anschlusseinheit.
Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Zuleitungseinheit eine Verteilereinheit mit zumindest zwei Auslässen und einem Haupteinlass aufweist, wobei bei geschlossener Verbindungseinheit jeweils ein Auslass der zumindest zwei Auslässe an jeweils ein zweites Ende der zumindest zwei zweiten Enden anschließt. Die Verbindungseinheit kann als geschlossen bezeichnet werden, wenn die Zuleitungseinheit und die Anschlusseinheit miteinander fixiert sind. Die Verteilereinheit ermöglicht demnach abhängig von der Richtung eines durch die Verteilereinheit strömenden Kühlmediums eine Aufteilung des Kühlmediums auf die zumindest zwei Auslässe und damit zumindest zwei Durchlässe und zumindest zwei Kühlkreisläufe und/oder eine Sammlung des Kühlmediums zur gesammelten Ableitung über den Haupteinlass. Die Verteilereinheit kann auch mehr als einen Haupteinlass umfassen. Die Verteilereinheit kann mehrere Auslässe und Haupteinlässe miteinander verbinden. Diese Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit ermöglicht eine besonders gute und individuelle Ansteuerung einzelner Kühlkreisläufe abhängig von der Ausgestaltung und Wahl der Verteilereinheit.
Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die zumindest zwei Auslässe und der Haupteinlass einen gemeinsamen Hohlraum bilden, welcher Hohlraum von einem Kühlmedium durchfließbar ist. Das Kühlmedium kann den Hohlraum vorzugsweise vollständig durchströmen. Diese Ausführung ermöglicht eine kostengünstige und funktionsfähige Verteilereinheit.
Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Verbindungseinheit ein Dichtungselement umfasst, welches insbesondere im geschlossenen Zustand der Verbindungseinheit zwischen jeweils einem Auslass und jeweils einem zweiten Ende angeordnet ist. Das Dichtungselement kann einen O-Ring umfassen. Das Dichtungselement kann ein Leck im Bereich der Verbindungseinheit verhindern und/oder sicherstellen, dass ein Kühlmedium von der Anschlusseinheit in die Zuleitungseinheit geleitet werden kann.
Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Gradientenspuleneinheit zusätzlich einen an den Haupteinlass reversibel anschließbaren Zuleitungsschlauch umfasst. Der Zuleitungsschlauch kann die Gradientenspuleneinheit mit einem Kühlmedium-Reservoir verbinden. Der Zuleitungsschlauch kann demnach nach der Fixierung der Zuleitungseinheit an der Anschlusseinheit separat montiert werden. Der reversible Anschluss des Zuleitungsschlauchs ermöglicht eine besonders flexible Positionierung und Installation der Gradientenspuleneinheit.
Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Gradientenspuleneinheit, insbesondere die Anschlusseinheit und die Zuleitungseinheit, derart ausgestaltet sind, dass ein durch den Haupteinlass einströmendes Kühlmedium derart geleitet wird, dass ein erster Kühlkreislauf der zumindest zwei Kühlkreisläufe über einen ersten Durchlass der zumindest zwei Durchlässe und ein zweiter Kühlkreislauf der zumindest zwei Kühlkreisläufe über einen zweiten Durchlass der zumindest zwei Durchlässe durch das Kühlmedium gespeist werden.
Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass bei umgekehrter Strömungsrichtung des Kühlmediums das Kühlmedium von den zumindest zwei Kühlkreisläufen über die Anschlusseinheit und die Zuleitungseinheit ableitbar sind. Die Zuleitungseinheit ist demnach flexibel verwendbar.
Eine Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit sieht vor, dass die Anschlusseinheit und/oder die Zuleitungseinheit elektrisch isolierendes Material, insbesondere Kunststoff und/oder Keramik, umfasst. Ein derartiges Material ermöglicht eine elektrische Isolation eines Kühlmediums in den Kühlkreisläufen vor den elektrischen Strömen in der Leiterstruktureinheit. Dies gewährleistet eine sichere Funktionalität der Gradientenspuleneinheit.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem Magnetresonanzgerät mit einem Hauptmagneten, einer Hochfrequenzantenneneinheit, einem Kühlmedium-Reservoir und einer mit dem Kühlmedium-Reservoir verbundenen erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit. Das Kühlmedium-Reservoir umfasst typischerweise einen Behälter und ein Kühlmedium. Das Kühlmedium-Reservoir kann eine Pumpe zur Erzeugung einer Strömung des Kühlmediums umfassen. Die zumindest zwei Kühlkreisläufe sind typischerweise über die Anschlusseinheit und die Zuleitungseinheit mit dem Kühlmedium-Reservoir verbunden, insbesondere derart verbunden, dass ein Fluss des Kühlmediums vom Kühlmedium-Reservoir durch die zumindest zwei Kühlkreisläufe möglich ist. Das Magnetresonanzgerät kann auch mehrere Kühlmedium-Reservoirs und die Gradientenspuleneinheit zumindest vier Kühlkreisläufe umfassen, wobei die mehreren Kühlmedium-Reservoirs die gleichen der zumindest vier Kühlkreisläufe mit Kühlmedium speisen oder jeweils ein Kühlmedium-Reservoir zwei Kühlkreisläufe der zumindest vier Kühlkreisläufe speist.
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.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:

1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit in einer schematischen Darstellung in einer ersten Ansicht,
2 eine zweite Ausführungsform einer Anschlusseinheit und einer Zuleitungseinheit einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit in einer schematischen Darstellung in einer ersten Ansicht,
3 eine dritte Ausführungsform einer Anschlusseinheit und einer Zuleitungseinheit einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit in einer schematischen Darstellung in einer zweiten Ansicht, und
4 ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät in einer schematischen Darstellung.

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit in einer schematischen Darstellung in einer ersten Ansicht. Die Gradientenspuleneinheit umfasst eine Leiterstruktureinheit 30, welche in der dargestellten Ausführungsform einen elektrischen Leiter 29 umfasst. Die Gradientenspuleneinheit umfasst zwei Kühlkreisläufe 31a, 31b, eine Anschlusseinheit 40, eine Zuleitungseinheit 50, eine Vergussmasse 60 und eine in 1 nicht näher dargestellte Verbindungseinheit 45. Jeder der zwei Kühlkreisläufe 31a, 31b weist je einen Kühleingang 32a, 32b auf. Jeder der zwei Kühlkreisläufe 31a, 31b weist im dargestellten Fall je einen Kühlausgang 33a, 33b auf. Ein Kühlmedium kann innerhalb eines Kühlkreislaufes 31a, 31b typischerweise vom jeweiligen Kühleingang 32a, 32b zum jeweiligen Kühlausgang 33a, 33b strömen.
Die Anschlusseinheit 40 weist zwei Durchlässe 44a, 44b auf, welche kanalförmig und/oder rohrförmig ausgebildet sind, und jeweils einen Fluss eines Kühlmediums durch die Anschlusseinheit 40 ermöglichen. Die Leiterstruktureinheit 30 und die zwei Kühlkreisläufe 31a, 31b sind vollständig von Vergussmasse 60 umgeben, insbesondere durch die Vergussmasse 60 miteinander vergossen. Die Anschlusseinheit 40 ist zumindest teilweise von der Vergussmasse 60 umgeben. Die Zuleitungseinheit 50 ist außerhalb der Vergussmasse 60 angeordnet und/oder nicht mit der Vergussmasse 60 vergossen.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Anschlusseinheit 40 und einer Zuleitungseinheit 50 einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit in einer schematischen Darstellung in einer ersten Ansicht. 2 stellt den Bereich umfassend die Anschlusseinheit 40 und die Zuleitungseinheit 50 der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform der Gradientenspuleneinheit detaillierter dar. In dieser Figur wird insbesondere auf eine Darstellung der Leiterstruktureinheit 30 und der Kühlkreisläufe 31a, 31b verzichtet. Deren Anordnung und/oder Verbindung zu den in 2 dargestellten Komponenten ist vorzugsweise 1 zu entnehmen. Die dargestellte Anschlusseinheit 40 weist mit sechs Durchlässen mehr als zwei Durchlässe 44a, 44b auf, wobei für eine bessere Übersichtlichkeit nur zwei Durchlässe 44a, 44b mit den entsprechenden Eigenschaften genauer gekennzeichnet sind.
So ist dargestellt, dass die zwei Durchlässe 44a, 44b jeweils ein erstes Ende 41a, 41b und ein zweites Ende 42a, 42b aufweisen und jeweils einen Fluss eines Kühlmediums durch die Anschlusseinheit 40 jeweils von dem jeweils ersten Ende 41a, 41b zu dem jeweils zweiten Ende 42a, 42b und/oder umgekehrt ermöglichen. Jeweils ein erstes Ende 41a, 41b und jeweils ein Kühleingang 32a, 32b sind miteinander über jeweils eine erste Verbindung 35 verbunden. Zugunsten der Übersichtlichkeit ist in 2 nur eine erste Verbindung 35 dargestellt.
Zudem ist die Verbindungseinheit 45 dargestellt, welche Verbindungseinheit 45 die Zuleitungseinheit 50 mit der Anschlusseinheit 40, insbesondere mit deren zweiten Enden 42a, 42b, derart verbindet, dass ein Fluss eines Kühlmediums von der Zuleitungseinheit 50 über die zwei Durchlässe 44a, 44b der Anschlusseinheit 40 in die zumindest zwei Kühlkreisläufe 31a, 31b möglich ist. Die Verbindungseinheit 45 weist im dargestellten Fall zwei Verbindungspunkte 46a, 46b auf, an welchen die Verbindungseinheit 45 reversibel lösbar ist. Die Anschlusseinheit 40 und die Zuleitungseinheit 50 sind demnach typischerweise reversibel löslich miteinander verbunden. Hierfür kann die Verbindungseinheit 45 an den Verbindungspunkten 46a, 46b beispielsweise Schraubverbindungen aufweisen.
Die Verbindungseinheit 45 und der Bereich der Anschlusseinheit 40 umfassend die zweiten Enden 42a, 42b, insbesondere die zweiten Enden 42a, 42b, sind außerhalb der Vergussmasse 60 angeordnet und insbesondere nicht mit der Zuleitungseinheit 50 vergossen. Die Zuleitungseinheit 50 ist zudem frei von einer permanenten Verbindung mit der Vergussmasse 60 und insbesondere nicht mit der Anschlusseinheit 40 und/oder der Verbindungseinheit 45 vergossen. Die erste Verbindung 35 ist typischerweise mit anderen Bauteilen, wie beispielsweise der Anschlusseinheit 40 und den Kühlkreisläufen 31a, 31b mittels Vergussmasse 60 vergossen. Die erste Verbindung 35, insbesondere der Konnektor, umfasst ein Dichtungselement und ist im dargestellten Fall als Schnellverbinder, insbesondere als Push-to-Connect Kartusche, ausgebildet.
Die Zuleitungseinheit 50 umfasst eine Verteilereinheit 51 mit zwei Auslässen 52a, 52b und einem Haupteinlass 53. Bei geschlossener Verbindungseinheit 45 schließt jeweils ein Auslass 52a, 52b an jeweils ein zweites Ende 42a, 42b an. Zudem umfasst die Verbindungseinheit 45 ein Dichtungselement 47, welches insbesondere im geschlossenen Zustand der Verbindungseinheit 45 zwischen jeweils einem Auslass 52a, 52b und jeweils einem zweiten Ende 42a, 42b angeordnet ist. Die zwei Auslässe 52a, 52b und der Haupteinlass 53 bilden einen gemeinsamen Hohlraum, welcher Hohlraum von einem Kühlmedium durchfließbar ist. Die Anschlusseinheit 40 und die Zuleitungseinheit 50 sind derart ausgestaltet, dass ein durch den Haupteinlass 53 einströmendes Kühlmedium derart geleitet wird, dass der erste Kühlkreislauf 31a über einen ersten Durchlass 44a und der zweite Kühlkreislauf 31b über den zweiten Durchlass 44b durch das Kühlmedium gespeist werden. Insbesondere ist bei umgekehrter Strömungsrichtung des Kühlmediums das Kühlmedium von den zwei Kühlkreisläufen 31a, 31b über die Anschlusseinheit 40 und die Zuleitungseinheit 50 ableitbar. Die Gradientenspuleneinheit kann zusätzlich einen an den Haupteinlass reversibel anschließbaren, in 2 nicht näher dargestellten, Zuleitungsschlauch umfassen. Die Anschlusseinheit 40 und/oder die Zuleitungseinheit 50 umfassen elektrisch isolierendes Material, insbesondere Kunststoff und/oder Keramik.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Anschlusseinheit und einer Zuleitungseinheit einer erfindungsgemäßen Gradientenspuleneinheit in einer schematischen Darstellung in einer zweiten Ansicht. Die dritte Ausführungsform entspricht der in 2 dargestellten zweiten Ausführungsform, wobei die zweite Ansicht senkrecht zur ersten Ansicht ist und insbesondere eine Draufsicht auf die in 2 dargestellte zweite Ausführungsform darstellt, wobei die Ebene der Querschnittsfläche durch die zweiten Ende 42a, 42b und die senkrechte Anordnung zur ersten Ansicht definiert ist.
4 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 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.
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. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst zudem ein Kühlmedium-Reservoir 12, welches mit der Gradientenspuleneinheit 19 verbunden ist. Für eine detaillierte Darstellung der Gradientenspuleneinheit 19 sei insbesondere auf die 1 bis 3 verwiesen.
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.
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.
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. Unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht eines bestimmten Begriffes sind Personen mit männlicher, weiblicher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst.

Claims

Gradientenspuleneinheit umfassend eine Leiterstruktureinheit, zumindest zwei Kühlkreisläufe, eine Anschlusseinheit, eine Zuleitungseinheit, eine Vergussmasse und eine Verbindungseinheit, wobei - jeder der zumindest zwei Kühlkreisläufe jeweils einen Kühleingang aufweist, - die Anschlusseinheit zumindest zwei Durchlässe aufweist, welche zumindest zwei Durchlässe jeweils ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen und jeweils zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende kanalförmig und/oder rohrförmig ausgebildet sind, - jeweils ein erstes Ende der zumindest zwei ersten Enden und jeweils ein Kühleingang der zumindest zwei Kühleingänge miteinander über jeweils eine erste Verbindung, insbesondere einen Konnektor, verbunden sind, - die Zuleitungseinheit mit der Anschlusseinheit, insbesondere mit deren zweiten Enden, derart über die Verbindungseinheit verbindbar ist, dass ein Fluss eines Kühlmediums von der Zuleitungseinheit über die zumindest zwei Durchlässe der Anschlusseinheit in die zumindest zwei Kühlkreisläufe möglich ist, - die Leiterstruktureinheit, die zumindest zwei Kühlkreisläufe, die ersten Verbindungen und die Anschlusseinheit zumindest teilweise mittels der Vergussmasse miteinander vergossen sind, und - die Zuleitungseinheit frei von einer permanenten Verbindung mit der Vergussmasse ist.
Gradientenspuleneinheit nach Anspruch 1, wobei die zweiten Enden außerhalb der Vergussmasse angeordnet sind.
Gradientenspuleneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Verbindung, insbesondere der Konnektor, ein Dichtungselement umfasst.
Gradientenspuleneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Verbindung, insbesondere der Konnektor, einen Schnellverbinder, insbesondere eine Push-to-Connect Kartusche, umfasst.
Gradientenspuleneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verbindungseinheit reversibel lösbar ausgebildet ist.
Gradientenspuleneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verbindungseinheit zumindest zwei Verbindungspunkte aufweist.
Gradientenspuleneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verbindungseinheit eine Schraubverbindung umfasst.
Gradientenspuleneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Zuleitungseinheit eine Verteilereinheit mit zumindest zwei Auslässen und einem Haupteinlass aufweist, wobei bei geschlossener Verbindungseinheit jeweils ein Auslass der zumindest zwei Auslässe an jeweils ein zweites Ende der zumindest zwei zweiten Enden anschließt.
Gradientenspuleneinheit nach Anspruch 8, wobei die zumindest zwei Auslässe und der Haupteinlass einen gemeinsamen Hohlraum bilden, welcher Hohlraum von einem Kühlmedium durchfließbar ist.
Gradientenspuleneinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei die Verbindungseinheit ein Dichtungselement umfasst, welches insbesondere im geschlossenen Zustand der Verbindungseinheit zwischen jeweils einem Auslass und jeweils einem zweiten Ende angeordnet ist.
Gradientenspuleneinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 10, zusätzlich umfassend einen an den Haupteinlass reversibel anschließbaren Zuleitungsschlauch.
Gradientenspuleneinheit nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Gradientenspuleneinheit, insbesondere die Anschlusseinheit und die Zuleitungseinheit, derart ausgestaltet sind, dass ein durch den Haupteinlass einströmendes Kühlmedium derart geleitet wird, dass ein erster Kühlkreislauf der zumindest zwei Kühlkreisläufe über einen ersten Durchlass der zumindest zwei Durchlässe und ein zweiter Kühlkreislauf der zumindest zwei Kühlkreisläufe über einen zweiten Durchlass der zumindest zwei Durchlässe durch das Kühlmedium gespeist werden.
Gradientenspuleneinheit nach Anspruch 12, wobei bei umgekehrter Strömungsrichtung des Kühlmediums das Kühlmedium von den zumindest zwei Kühlkreisläufen über die Anschlusseinheit und die Zuleitungseinheit ableitbar sind.
Gradientenspuleneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anschlusseinheit und/oder die Zuleitungseinheit elektrisch isolierendes Material, insbesondere Kunststoff und/oder Keramik, umfasst.
Magnetresonanzgerät umfassend einen Hauptmagneten, eine Hochfrequenzantenneneinheit, ein Kühlmedium-Reservoir und eine mit dem Kühlmedium-Reservoir verbundene Gradientenspuleneinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche.