DE60119380T2

DE60119380T2 - Medizinische untersuchungsvorrichtung mit mindestens einem magneten und rauschabsorbierendem material

Info

Publication number: DE60119380T2
Application number: DE60119380T
Authority: DE
Inventors: L. Cornelis HAM
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2021-12-11
Also published as: US6628117B2; DE60119380D1; US20020118015A1; JP2004516122A; EP1348135B1; EP1348135A1; WO2002052292A1; JP3816446B2

Description

Die Erfindung betrifft ein im Oberbegriff von Anspruch 1 offenbartes medizinisches Untersuchungsgerät, dessen Magnetfeld im Betriebszustand auf einen zu untersuchenden Organismus, insbesondere einen Menschen oder ein Tier, einwirken kann.
Derartige Untersuchungsgeräte weisen üblicherweise einen Aufnahmeraum für einen Patienten auf, wobei der Aufnahmeraum im axialen Innenraum einer äußeren Spule gelegen ist. Wenn Strom durch die Spule fließt, wird ein Magnetfeld erzeugt, das den in der Spule liegenden Patienten durchdringt und verschiedene Effekte hervorrufen kann, die für bildgebende Verfahren Verwendung finden. Insbesondere können mehrere Magnetspulen vorgesehen sein, um erstens ein statisches Magnetfeld, zweitens ein Wechselfeld als Gradientenfeld zur Erlangung von Positionsinformation und schließlich ein hochfrequentes magnetisches Wechselfeld zur Bewirkung von Resonanzen zu erzeugen. Insgesamt werden mehrere Magnetfelder überlagert. Mit dem hochfrequenten magnetischen Wechselfeld kann eine magnetische Resonanz angeregt werden, die zur Umorientierung von Kernspins nutzbar ist. Eine derartige Kernspinanregung ist als ortsaufgelöstes Bild des untersuchten Organismus auswertbar, da dieser vollständig im inhomogenen Magnetfeld gehalten wird und daher die Resonanzfrequenz an jeder Stelle des inhomogenen Felds variiert.
Ein oder mehrere Magnete können in einen Kryostat eingebettet sein, um damit eine Temperatur unterhalb der Sprungtemperatur für Supraleitung zu ermöglichen. Um ein hinreichend hohes Magnetfeld zu erzeugen, ist es erforderlich, die felderzeugende Spule im supraleitenden Zustand zu halten. Hierfür ist der mit flüssigem Helium mit einer Temperatur von 4,2 K befüllte Kryostat vorgesehen.
Durch die große elektromagnetische Kraft (Lorenzkraft), die im Bereich von 100 kN liegt, kommt es zu Deformationen der das Gradientenfeld erzeugenden Spule. Hieraus resultiert eine Vibration, die sich auf den Kryostaten, in dem die Gradientenspule montiert ist, überträgt. Hierdurch sowie durch Umschaltvorgänge zur Bewirkung des Gradientenfelds, wodurch Wirbelströme in die Metallteile des Kryostats induziert werden, sowie aufgrund anderer Schallquellen entsteht eine erhebliche Lärmbelastung. Der Schall wird dabei einerseits als Körperschall über Geräteteile, wie etwa den Kryostaten und dessen Ab stützung am Boden, direkt in den Boden eingeleitet und andererseits als Luftschall nach außen geleitet. Er wird damit auch in den Raum, in dem das Untersuchungsgerät aufgestellt ist, übertragen. Dadurch werden auch die Raumwandungen, insbesondere der Boden, zur Schallweiterleitung genutzt. Auch umliegende und etwa unterhalb des Untersuchungsgeräts liegende Räume werden dadurch einer erheblichen Schallbelastung ausgesetzt.
Wohlbekannt ist, Dämpfer zum Vermindern der Weitergabe von Körperschwingungen auf den Boden vorzusehen. US-A-5 016 638 zeigt Dämpfer dieser Art. Sie sind an dem Gerät als Teile seiner Trägerstruktur montiert. Daher müssen sie sehr stabil sein und z.B. aus starkem Gummimaterial hergestellt sein. Auf jeden Fall ist eine derartige Konstruktion nur fähig, die Übertragung von Körpervibrationen zu vermindern. Sie kann keine Schallübertragung durch die ein medizinisches Gerät umgebende Luft vermindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier eine Verbesserung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Untersuchungsgerät nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den Ansprüchen 2 bis 7 offenbart.
Mit der Anordnung von schallabsorbierendem Material in einer unterhalb zumindest eines schaltbaren Magneten gelegenen Ebene kann die Schallübertragung durch einen Luftraum unterhalb des Untersuchungsgeräts in den Boden, etwa eine Zwischendecke, auf dem das Untersuchungsgerät montiert ist, erheblich vermindert werden. Diese Schallisolierung wird zumindest zwischen der Abstützung auf dem Boden vorgesehen, weil so zumindest eine Umhüllung, die woanders das Untersuchungsgerät umgibt und bereits für Dämpfung sorgt, beispielsweise eine Verkleidung, entfallen kann. Neben der Vibrationsdämpfung innerhalb der Abstützung auf dem Boden ist damit eine zweite Form der Dämpfung geschaffen, welche zweite Form nicht allein eine Vibrationsübertragung über feste Bauteile vermindert, sondern auch den durch die Luft übertragenen Schall dämmt. Auch ohne eine Vibrationsdämpfung in der Abstützung ist das schalldämmende Material zur Verminderung der akustischen Belastung einsetzbar.
Es versteht sich, dass nicht nur im unteren Bereich, sondern auch in sonstigen Randbereichen des Untersuchungsgeräts schallabsorbierendes Material angeordnet sein kann, etwa auch zusätzlich innerhalb einer Verkleidung.
Wenn das schallabsorbierende Material beispielsweise als Matte oder ähnlicher Körper vorgeschnitten ist, kann es auch bei bestehenden Untersuchungsgeräten nachträglich eingebracht werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In der Zeichnung zeigt:
1 eine schematische stirnseitige Ansicht eines Untersuchungsgeräts, das auf dem Boden mittels Füßen abgestützt ist,
2 eine ähnliche Darstellung wie 1 mit schematisch angedeuteter Schallübertragung und
3 eine ähnliche Darstellung wie 1 mit eingebrachtem schallabsorbierendem Material unterhalb des oder der Magnete.
Das dargestellte Untersuchungsgerät 1 ist ein Magnetresonanztomograph. Dieser umfasst einen Aufnahmeraum 2, in den beispielsweise ein zu untersuchender Patient eingeschoben werden kann. Grundsätzlich ist sowohl die Untersuchung von Menschen wie auch Tieren möglich. Auch andere Organismen können untersucht werden.
Der Aufnahmeraum 2 ist von einer Magnetanordnung 3 umgeben, die zumindest einen schaltbaren Magneten umfasst. Die Anordnung der Magnetspulen oder anderer Magnete kann je nach Ausbildung des Untersuchungsgeräts 1 variieren.
Der Magnet oder die Magnete 3 sind alle beispielsweise in einen Kryostat 4 eingebettet, um damit eine Kühlung insbesondere der Spulen auf eine Temperatur unterhalb einer Sprungtemperatur für Supraleitfähigkeit zu bewirken. Durch Schaltvorgänge beispielsweise bei Erzeugung des magnetischen Gradientenfeldes und auch durch eventuelle weitere Schallquellen in dem Untersuchungsgerät 1 wird unerwünschter Schall erzeugt. Zudem wird der Kryostat 4 in Schwingungen versetzt. Um eine Übertragung dieser Schwingungen auf den Bodenbereich 5 zu vermeiden, kann die Abstützung 6, mit der das Untersuchungsgerät 1 auf dem Boden 5 montiert ist, mit Vibrationsdämpfern 7 versehen sein, die beispielsweise als Gummielemente ausgebildet sind und einen Teil der Füße 6 bilden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Untersuchungsgerät 1 seitlich außerhalb und oberhalb der Abstützungen 6 zur optischen Verbesserung und zur Schallisolierung mit einer Verkleidung 8 umgeben. Wie in 2 sichtbar ist, reduziert die Verkleidung 8 den vom Kryostat 4 ausgesandten Schall, angedeutet durch die dick eingezeichneten Pfeile 9, im Außenraum der Verkleidung 8, angedeutet durch die dünn eingezeichneten Pfeile 10. Die Schallbelastung des das Untersuchungsgerät 1 umgebenden Raumes 11 ist daher durch das Vorhandensein der Verkleidung 8 relativ gering. Daher kann, wie durch die punktiert eingezeichneten Pfeile 13 angedeutet, nur eine geringe Schallübertragung von diesem Außenbereich in einen unterhalb des Raumes 11 liegenden weiteren Raum 12 stattfinden.
Schwingungen des Bodens 5 und damit auch die Übertragung des Körperschalls durch den Kryostat 3 über die Abstützungen 6 können mittels der Vibrationsdämpfer 7 minimiert sein. Allerdings wird im unteren Bereich 14 unterhalb der Anordnung von Magneten 3 die Schallübertragung weder durch die Verkleidung 8 noch durch die Vibrationsdämpfer 7 gehemmt, so dass hier der entstehende Schall 9 lediglich durch die Zwischendecke 5 gedämpft wird und somit eine relativ große Schallübertragung, angedeutet durch die Pfeile 15, in den darunter liegenden Raum 12 erfolgt. Der Schall im unteren Bereich 14, der durch die Pfeile 9 angedeutet ist, liegt etwa bei 10 dB bis 20 dB oberhalb des Niveaus des durch die außerhalb der Verkleidung 8 liegenden Pfeile 10 angedeuteten Schalls im umliegenden Raum.
Der Hauptanteil der Schallübertragung in einen untenliegenden Raum 12 erfolgt daher von dem unteren Bereich 14 aus, in dem eine Verkleidung 8 nicht vorgesehen ist. Diese Schallübertragung wird nicht wesentlich verringert, wenn die Abstützungsfüße 6 näher zum Zentrum zusammenrücken.
Zur Verringerung der Schallbelastung insbesondere des unterhalb des Untersuchungsgeräts 1 liegenden Raumes 12 wird erfindungsgemäß das in 3 schematisch eingezeichnete schallabsorbierende Material 16 in den Bereich 14 unterhalb des Magneten eingebracht. Das schallabsorbierende Material 16 kann beispielsweise aus einem Schaumstoff bestehen, der insbesondere schwere Anteile aufweist, um eine effektive Dämpfung zu bewirken. Der Schaumstoff an sich kann inhomogen sein und etwa Beimischungen von Schwerspat oder anderen Elementen mit einer vergrößerten Dichte gegenüber dem umge benden Schaummaterial aufweisen. Auch die Verwendung von beispielsweise Glaswolle und/oder Steinwolle ist möglich.
Der Raum 14 kann entweder vollständig mit schallabsorbierendem Material 16 gefüllt werden, oder es kann vorgesehen sein, wie in 3 eingezeichnet, dass eine Matte eingelegt wird, die gegenüber dem Untersuchungsgerät 1 Bereiche frei lässt. Auch kann ein Raum zwischen den Füßen 6 und der seitlichen Verkleidung 8 mit schallabsorbierendem Material 16 angefüllt sein.
Eine Anpassung des schallabsorbierenden Materials 16 kann beispielsweise dadurch geschehen, dass dieses ein einstückiger Körper ist, der vorgeschnitten wird und dadurch an die Maße des Raums 14 angepasst wird, woraufhin er in diesen Raum eingeschoben wird. Dieses kann auch als Nachrüstung bei einem bereits bestehenden Untersuchungsgerät 1 erfolgen.
Auch ist es möglich, zur Anpassung an die Form des Raumes 14 loses Schallschutzmaterial vorzusehen, das etwa durch Einschieben einzelner Stücke den Raum 14 im Wesentlichen ausfüllt.
Mit dem Schallschutzmaterial 16 wird insbesondere die Schallübertragung in den darunter liegenden Raum 12 erheblich vermindert. Zudem ist auch die von den Seiten in den Raum 11 austretende Schallbelastung vermindert, da auch diesbezüglich der Schall gedämpft wird.
Die Einbringung eines schallabsorbierenden Materials 16 ist auch dann möglich, wenn die Verkleidung 8 sich auch in den Bereich 14 unterhalb des Magneten 3 erstreckt. Dabei ist zu bedenken, dass die Verkleidung nur dann in diesem Bereich einen ernsthaften Schallschutz liefern kann, wenn sie insgesamt geschlossen ist. Daher ist in dem Fall die Anordnung von schallabsorbierendem Material vorgesehen, das zumindest die Abstützfüße 6 umschließt. Zusätzlich oder alternativ kann der gesamte Raum 14 innerhalb einer dann heruntergezogenen Verkleidung 8 mit Schallschutzmaterial 16 angefüllt sein.

Claims

Medizinisches Untersuchungsgerät (1), das zumindest einen schaltbaren Magneten enthält, dessen Magnetfeld im Betriebszustand auf einen zu untersuchenden Organismus einwirken kann, insbesondere ein Untersuchungsgerät (1), das eine bei Stromdurchfluss ein Magnetfeld erzeugende Spule (3) und auch einen Aufnahmeraum (2) zum Aufnehmen des zu untersuchenden Organismus im Innenraum der Spule (3) enthält, wobei das Untersuchungsgerät (1) nach außen liegende Füße (6) aufweist, um das Gerät auf einem Boden (5) zu montieren, dadurch gekennzeichnet, dass in einer unterhalb des Magneten (3) gelegenen Ebene zumindest in einem Zwischenraum (14) zwischen den Füßen (6) ein schallabsorbierendes Material (16) angeordnet ist.
Untersuchungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersuchungsgerät (1) ein auf Basis von magnetischer Resonanz arbeitendes Tomographiegerät ist.
Untersuchungsgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das schallabsorbierende Material (16) zumindest teilweise aus einem Schaumstoff besteht.
Untersuchungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das schallabsorbierende Material (16) als einstückiger Körper ausgebildet ist.
Untersuchungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das schallabsorbierende Material (16) in Anpassung an einen unterhalb des Untersuchungsgeräts (1) zwischen den Füßen (6) liegenden Hohlraum (14) vorgeformt ist.
Untersuchungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das schallabsorbierende Material (16) bei aufgestelltem Untersuchungsgerät (1) in den genannten Raum (14) eingelegt werden kann.
Untersuchungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das schallabsorbierende Material (16) die Abstützfüße (6) umschließt.