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Vorrichtung zum zylindrischen Aufbau von Gradientenspulen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000208564D
Original Publication Date: 2011-Jul-13
Included in the Prior Art Database: 2011-Jul-13
Document File: 4 page(s) / 566K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei magnetresonanztomographischen Geräten (MRT: Magnetresonanztomographie) werden Eisenplättchen, sogenannte Shimeisen, die in Shimtrays gelagert werden, zum Homogenisieren des Grundmagnetfeldes verwendet. Diese Vorrichtung wird genutzt, um das MR-Gerät auf die Umgebungsbedingungen am Aufstellort einzustellen. Die Trays werden wie Schubladen in Aussparungen, die sich in der Gradientenspule (GC: Gradient Coil) befinden, eingeschoben. Um die Aussparungen in der Harzmatrix der GC herzustellen, werden Aluminiumkerne zur Harzverdrängung verwendet, die nach der Imprägnierung und dem Aushärten des Spulenaufbaus wieder entfernt werden.

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Vorrichtung zum zylindrischen Aufbau von Gradientenspulen

Idee: Stefan Stocker, DE-Erlangen; Johann Schuster, DE-Erlangen

Bei magnetresonanztomographischen Geräten (MRT: Magnetresonanztomographie) werden Eisenplättchen, sogenannte Shimeisen, die in Shimtrays gelagert werden, zum Homogenisieren des Grundmagnetfeldes verwendet. Diese Vorrichtung wird genutzt, um das MR-Gerät auf die Umgebungsbedingungen am Aufstellort einzustellen. Die Trays werden wie Schubladen in Aussparungen, die sich in der Gradientenspule (GC: Gradient Coil) befinden, eingeschoben. Um die Aussparungen in der Harzmatrix der GC herzustellen, werden Aluminiumkerne zur Harzverdrängung verwendet, die nach der Imprägnierung und dem Aushärten des Spulenaufbaus wieder entfernt werden.

Die Aluminiumkerne haben im Aufbau noch eine weitere wichtige Funktion. Durch die Anordnung von sechzehn Aluminiumkernen auf einem vorgegebenen Radius bildet sich eine diskontinuierliche Zylinderoberfläche, auf welche die Sekundärspulen aufgespannt bzw. aufgewickelt werden. Diese Zylinderfläche dient als Referenzfläche für den sekundärseitigen GC-Spulenaufbau. Die Schwierigkeit besteht nun darin, dass durch den notwendigen Wickelzug für die Herstellung der Z-Spule sowie durch die Spannbänder, die für eine sichere Fixierung der Spulensattel sowie Kühlvorrichtungen notwendig sind, ein Durchbiegen der dünnen Aluminiumkerne, d.h. der Shimkerne, nicht zu verhindern ist. Es kommt zu Abweichungen von der idealen Zylinderform. Ein größerer Querschnitt zur Erhöhung der Biegesteifigkeit kommt aus Platzgründen nicht in Frage. Zusätzliche Abstützungen gegen den Vergussdorn lassen sich nur an wenigen Stellen realisieren, da diese den kompletten Primäraufbau durchdringen müssen. Die Kerne können also nur an den Enden gegen das Werkzeug abgestützt werden. Ein Durchbiegen der Kerne führt zu unerwünschten Formabweichungen des Spulenaufbaus, welche die Gradientenspuleneigenschaften nachteilig beeinflussen. So kann u.a. eine erhöhte Kopplung der Spulen untereinander auftreten, die parasitären Wirbelströme nehmen mit zunehmender Formabweichung zu und die Induktivität kann sich ungünstig verändern. Diese Veränderungen zum Idealzustand können sich negativ auf die Bildqualität auswirken.

Derzeit wird versucht, mit Glasgelegen die Shimkerne zu unterfüttern. Das Problem hierbei besteht in der relativ hohen Toleranz, die sich auf dem zwiebelschalenartigen Aufbau der Primärspule einstellt. Eine ausreichende Abstützung auf dieser relativ nachgi...