DE102008021358A1

DE102008021358A1 - Anordnung zur Verbindung von Gradientenstromzuleitungen bei einem Magnetresonanzgerät

Info

Publication number: DE102008021358A1
Application number: DE102008021358A
Authority: DE
Inventors: Peter Dietz; Johann Schuster; Stefan Stocker
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2008-04-29
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2009-11-19
Also published as: US7924005B2; CN101571577A; CN101571577B; US20090267605A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbinduinem Magnetresonanzgerät. Eine elektrisch isolierende Verbindungsplatte (VP) weist zumindest eine Verbindungseinrichtung (VE1) auf. Die Verbindungseinrichtung (VE1) ist zur elektrischen Verbindung einer ersten Gradientenstromzuleitung (GS1) mit einert und ist einer Gradientenspule zugeordnet, die durch einen zugeführten Gradientenstrom für eine Raumrichtung ein Gradientenfeld bildet. Die Zuführung erfolgt über die miteinander verbundenen Gradientenstromzuleitungen (GS1, GS2). Einer Grundplatte (GP) ist zur Befestigung der Verbindungsplatte (VP) an einem Magnetgehäuse (MGH) des Magnetresonanzgeräts ausgebildet. Zwischen der Grundplatte (GP) und der Verbindungsplatte (VP) ist eine isolierende Schicht (IS) zur Schwingungsdämpfung der Verbindungsplatte (VP) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbindung von Gradientenstromzuleitungen bei einem Magnetresonanzgerät.
Bei Magnetresonanzgeräten werden Gradientenstromzuleitungen für drei Gradientenspulen, je eine für eine x-, für eine y- und für eine z-Raumrichtung, von einer so genannten HF-Kabine zum Untersuchungsraum verlegt, wobei der Untersuchungsraum durch die Gradientenspulen begrenzt wird.
Diese Gradientenstromzuleitungen weisen üblicherweise einen Querschnitt von 95 mm² auf, um die Gradientenströme bei geringer Eigenerwärmung zu übertragen, und werden zumindest teilweise in einer Zimmerdecke verlegt.
Am Magnetgehäuse des Magnetresonanzgeräts sind die Gradientenströme Streufeldern des Grundmagneten ausgesetzt, so dass Lorenzkräfte an den Gradientenstromzuleitungen wirken und die Gradientenströme zu Schwingungen angeregt werden.
Aus Servicegründen ist für die Gradientenstromzuleitungen eine Schnittstelle am Magnetgehäuse vorgesehen. An dieser Schnittstelle werden die über die Zimmerdecke geführten Gradientenstromzuleitungen, die von der HF-Kabine stammen, mit den Gradientenstromzuleitungen der Gradientenspulen selbst verbunden.
Die Gradientenstromzuleitungen zwischen dieser Schnittstelle und der eigentlichen Gradientenspule werden im allgemeinen koaxial ausgeführt, um Einwirkungen der Lorenzkräfte abzuschirmen.
Als Schnittstelle wird eine Platte vorgesehen, die auf das schwingende Magnetgehäuse befestigt ist. Die Befestigung erfolgt beispielsweise über Schraubverbindungen.
Auf der Platte werden die Gradientenstromzuleitungen miteinander verbunden, typischerweise unter Verwendung von Kabelschuhen.
Die Gradientenspule überträgt Schwingungen auf die Koaxialleitungen. Die übertragenen Schwingungen können zu Bewegungen der Koaxialkabel führen, die zu den Bewegungen des Magnetgehäuses gegenläufig gerichtet sind.
Zwischen dem Magnetgehäuse und den Koaxialkabeln ergibt sich bedingt durch die Schwingungen eine Relativbewegung, die zu zusätzlichen Biegungen der Koaxialkabel, zu Reibungen und zu mechanischen Wechselspannungen führt, so dass eine Materialermüdung oder gar Leitungsbrüche nicht auszuschließen sind.
Zusätzlich werden dadurch bei der Bildwiedergabe so genannte ”Spikes” verursacht, die die Untersuchungsqualität mindern.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte und mechanisch zuverlässige Anordnung von Gradientenstromzuleitungen anzugeben, die zugleich eine verbesserte Bildqualität ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Verbindung von Gradientenstromzuleitungen bei einem Magnetresonanzgerät weist eine elektrisch isolierende Verbindungsplatte auf. Diese wiederum weist zumindest eine Verbindungseinrichtung auf, die zur elektrischen Verbindung einer ersten Gradientenstromzuleitung mit einer zweiten Gradientenstromzuleitung ausgebildet ist. Die Verbindungseinrichtung ist einer Gradientenspule zugeordnet, die durch einen zugeführten Gradientenstrom für eine Raumrichtung ein Gradientenfeld bildet, wobei die Zuführung über die beiden miteinander verbundenen Gradientenstromzuleitungen erfolgt. Eine Grundplatte ist zur Befestigung der Verbindungsplatte an einem Magnetgehäuse des Magnetresonanzgeräts ausgebildet.
Erfindungsgemäß ist zwischen der Grundplatte und der Verbindungsplatte eine elektrisch isolierende Schicht angeordnet, die zur Schwingungsdämpfung der Verbindungsplatte ausgebildet ist.
Bevorzugt ist diese isolierende Schicht aus einem Weich-Kunststoff gefertigt.
Bevorzugt kommt auch ein zelliges Polyaetherurethan-Elastomer, auch als ”PUR-Elastomer” bezeichnet, als isolierende Schicht zur Anwendung.
Das PUR-Elastomer weist bevorzugt ein statisches und ein dynamisches Elastizitätsmodul auf, die im Rahmen der technischen Anwendung im wesentlichen gleich sind.
Der Elastizitätsmodul (auch: Zugmodul, Elastizitätskoeffizient oder Youngscher Modul) ist ein Materialkennwert aus der Werkstofftechnik, der den Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung bei der Verformung eines festen Körpers bei linear elastischem Verhalten beschreibt. Der Elastizitätsmodul wird mit E-Modul oder als Formelzeichen mit E abgekürzt und hat als Einheit die Einheit einer mechanischen Spannung.
Der Betrag des Elastizitätsmoduls ist umso größer, je mehr Widerstand ein Material seiner Verformung entgegensetzt. Ein Bauteil aus einem Material mit hohem Elastizitätsmodul (z. B. Stahl) ist also steif, während ein Bauteil aus einem Material mit niedrigem Elastizitätsmodul (z. B. Gummi) nachgiebig ist. Der Elastizitätsmodul ist die Proportionalitätskonstante im so genannten ”Hooke'schen Gesetz”.
Das PUR-Elastomer weist eine geringe Kriechneigung bei statischer und dynamischer Belastung auf, so dass es relativ formstabile Zwischenschicht verwendbar ist.
Das PUR-Elastomer weist einen bevorzugten Dichtebereich von 300 kg/m³ bis 1.000 kg/m³ auf.
Als bevorzugtes PUR-Elastomer hat sich im Versuch das sogenannte ”Sylodyn^®” bewährt. Eigenschaften dieses gehandelten Kunststoffs sind beispielsweise über die Firma ”RRG Industrietechnik GmbH, D-45470 Mühlheim an der Ruhr” im Internet veröffentlicht.
Bei der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass die elektrisch isolierende, schwingungsdämpfende zusätzliche Schicht die eingangs beschriebenen ”Spikes” bei der Bildwiedergabe reduziert. Damit wird mit geringem zusätzlichen Mehraufwand die Bildqualität entscheidend verbessert.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird die Verbindungsplatte über die isolierende Schicht quasi ”schwimmend” mit der Grundplatte verbunden. Durch die isolierende Schicht erfolgt eine Entkopplung der verbundenen Gradientenstromzuleitungen bzw. der Verbindungsplatte gegenüber allen möglichen Relativbewegungen, die das Magnetgehäuse ausführen könnte.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden die Relativbewegungen und damit Wechselbeanspruchungen der einzelnen Komponenten entscheidend minimiert. Damit werden die Lebensdauer erhöht und die Service-Kosten reduziert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Anordnung, und
2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anordnung aus 1 in einer Schnittdarstellung.
1 zeigt eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Anordnung.
Eine elektrisch isolierende Verbindungsplatte VP weist hier insgesamt sechs Verbindungseinrichtungen VE1 bis VE6 auf.
Dabei werden Gradientenströme über eine erste Verbindungseinrichtung VE1 und über eine zweite Verbindungseinrichtung VE2 einer hier nicht näher dargestellten X-Gradientenspule geführt, so dass die X-Gradientenspule beispielhaft in X-Raumrichtung ein Gradientenfeld bildet.
Entsprechendes gilt für die Verbindungseinrichtungen VE3 bis VE6, die jeweils paarweise Gradientenspulen für die Y-Raumrichtung bzw. für die Z-Raumrichtung zugeordnet sind.
Stellvertretend für die Verbindungseinrichtungen VE1 bis VE6 wird nachfolgend die erste Verbindungseinrichtung VE1 beschrieben.
Die erste Verbindungseinrichtung VE1 ist zur elektrischen Verbindung einer ersten Gradientenstromzuleitung GS1 mit einer zweiten Gradientenstromzuleitung GS2 ausgebildet.
Hier werden beide Gradientenstromzuleitung GS1, GS2 beispielhaft unter Verwendung einer Schraubverbindung SV miteinander verbunden.
Die erste Verbindungseinrichtung VE1 ist der hier nicht gezeigten Gradientenspule zugeordnet, die durch den zugeführten Gradientenstrom für die X-Raumrichtung ein Gradientenfeld bildet. Die Zuführung erfolgt über die miteinander verbundenen Gradientenstromzuleitungen GS1, GS2.
Eine Grundplatte GP ist zur Befestigung der Verbindungsplatte VP an einem Magnetgehäuse MGH des Magnetresonanzgeräts ausgebildet und weist zu diesem Zweck beispielhaft zwei Schienen SCHI, SCH2 auf.
Die beiden Schienen SCHI, SCH2 weisen – wie aus 2 ersichtlich – einen Z-förmigen Querschnitt auf und sind beispielhaft über Schraubverbindungen mit der Grundplatte GP verbunden.
Die beiden Schienen SCHI, SCH2 umfassen die Verbindungsplatte VP zumindest teilweise, um sie zu haltern.
2 zeigt nun eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anordnung aus 1 in einer Schnittdarstellung.
Zwischen der Grundplatte PG einerseits und der Verbindungsplatte VP andererseits ist eine isolierende Schicht IS angeordnet, die zur Schwingungsdämpfung der Verbindungsplatte VP dient.
Bevorzugt ist die isolierende Schicht IS aus einem PUR-Elastomer gefertigt.
In einer bevorzugten Weiterbildung werden die einzelnen Verbindungseinrichtungen weiter separiert und ggf. jeweils einzeln, individuell und ”schwimmend” gelagert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist sowohl die isolierende Verbindungsplatte VP als auch die isolierende Schicht IS einstückig aus dem PUR-Elastomer oder aus Gummi bzw. einem beliebigen, schwingungsdämpfenden Kunststoff gefertigt.

Claims

Anordnung zur Verbindung von Gradientenstromzuleitungen (GS1, GS2) bei einem Magnetresonanzgerät, – mit einer elektrisch isolierenden Verbindungsplatte (VP), die zumindest eine Verbindungseinrichtung (VE1) aufweist, – bei der die Verbindungseinrichtung (VE1) zur elektrischen Verbindung einer ersten Gradientenstromzuleitung (GS1) mit einer zweiten Gradientenstromzuleitung (GS2) ausgebildet ist, – bei der die Verbindungseinrichtung (VE1) einer Gradientenspule zugeordnet ist, die durch einen zugeführten Gradientenstrom für eine Raumrichtung ein Gradientenfeld bildet, wobei die Zuführung über die miteinander verbundenen Gradientenstromzuleitungen (GS1, GS2) erfolgt, – mit einer Grundplatte (GP), die zur Befestigung der Verbindungsplatte (VP) an einem Magnetgehäuse (MGH) des Magnetresonanzgeräts ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – dass zwischen der Grundplatte (GP) und der Verbindungsplatte (VP) eine elektrisch isolierende Schicht (IS) angeordnet ist, die zur Schwingungsdämpfung der Verbindungsplatte (VP) ausgestaltet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Schicht (IS) aus einem schwingungsdämpfenden Kunststoff gefertigt ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Schicht (IS) aus einem zelligen Polyaetherurethan-Elastomer gefertigt ist
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyaetherurethan-Elastomer ein statisches und ein dynamisches Elastizitätsmodul aufweist, die im wesentlichen gleich sind.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyaetherurethan-Elastomer eine geringe Kriechneigung bei statischer und dynamischer Belastung aufweist.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyaetherurethan-Elastomer einen Dichtebereich von 300 kg/m³ bis 1.000 kg/m³ aufweist.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Schicht (IS) aus Sylodyn® gefertigt ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (GP) über eine Schraubverbindung (SV) mit dem Magnetgehäuse (MGH) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die Grundplatte (GP) Befestigungselemente (SCHI, SCH2) aufweist, die zur Aufnahme der Verbindungsplatte (VP) ausgestaltet sind, und – dass die isolierende Schicht (IS) zwischen der Verbindungsplatte (VP) einerseits und den Befestigungselementen (SCHI, SCH2) andererseits angeordnet ist.