DE102011084021A1

DE102011084021A1 - Anschlussvorrichtung für ein Magnetsystem eines Bildgebungssystems

Info

Publication number: DE102011084021A1
Application number: DE102011084021A
Authority: DE
Inventors: Jörg Riegler; Peter Dietz; Andreas Krug
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2011-10-05
Filing date: 2011-10-05
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2031-10-06
Also published as: US9638775B2; DE102011084021B4; US20130090002A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung (100) für ein Magnetsystem (10) eines Bildgebungssystems (1), mit einem Halteelement (110) zur Verbindung der Anschlussvorrichtung (100) mit einem Energiezuführungsanschluss des Magnetsystems (10), einem Verbindungselement (150) zur Verbindung der Anschlussvorrichtung (100) mit einer Energieversorgungsleitung (180) zum Betrieb des Magnetsystems (10), wobei die Anschlussvorrichtung (100) eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung (130) mit einem Federelement (131) aufweist, wobei die Schwingungsdämpfungsvorrichtung (130) dazu ausgebildet ist, über das Halteelement (110) auf die Anschlussvorrichtung (100) einwirkende Schwingungen des Magnetsystems (10) gegenüber dem Verbindungselement (150) zu dämpfen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung für ein Magnetsystem eines Bildgebungssystems, ein Magnetsystem für ein Bildgebungssystem und ein Bildgebungssystem.
Bildgebende Systeme, die auf einem Verfahren der Magnetresonanzmessung insbesondere von Kernspins basieren – sogenannte Magnetresonanztomographen – haben sich durch vielfältige Anwendungen erfolgreich etabliert und bewährt.
In einem bekannten Verfahren dieser Art der Bildakquisition wird ein statisches Grundmagnetfeld, das zur Anfangsausrichtung und Homogenisierung von zu untersuchenden magnetischen Dipolen dient, zur Ortsauflösung des bildgebenden Signals mit einem schnell geschalteten Magnetfeld, dem sogenannten Gradientenfeld, überlagert. Je nach Betriebsart des Bildgebungssystems werden dabei unterschiedliche Schaltsequenzen und Magnetfeldstärken angewandt. Der Gradientenmagnet zur Erzeugung des Gradientenfeldes ist dabei in der Regel ein schnell geschalteter elektrisch betriebener Magnet.
Aufgrund der Wechselwirkung des Gradientenmagneten mit dem Grundmagnetfeld, das typischerweise hohe Magnetfeldstärken von einigen Tesla aufweist, ist der Gradientenmagnet immensen Belastungskräften ausgesetzt. Der Gradientenmagnet bzw. eine Gradientenspule zur Erzeugung des Gradientenfeldes wird dabei in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand des Bildgebungssystems zu starken mechanischen Schwingungen angeregt, die außer von der Frequenz der Umschaltung des Gradientenfeldes und von der Grundmagnetfeldstärke auch von der Dämpfung durch die Lagerung des Gradientenmagneten abhängen und die in der Ausbildung von Eigenschwingungen der Gradientenspule bzw. des Gradientenmagneten resultieren.
Die Erzeugung schnell geschalteter Magnetfelder, die im Fall der Gradientenspule typischerweise einige 10mT/m aufweisen, resultiert in einer hohen Verlustleistung und bedingt die Zuführung und Umschaltung von einigen 100A an Betriebsstromstärke. Eine relativ massive Ausführung der Betriebsstromzuleitungen mit großen Leitungsquerschnitten ist in diesem Fall unumgänglich.
Die aus dieser Randbedingung abgeleitete, weitgehend starre Konstruktion des Zuführungsleitungssystems führt zu dem Problem, dass Betriebsstromleitungen durch kontinuierliche mechanische Schwächung im Laufe des Betriebs von Anschlüssen der Gradientenspule abscheren oder die Leitungen brechen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Probleme abzumildern bzw. zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird mit einer Anschlussvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einem Magnetsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10, einem Bildgebungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 12 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
Eine erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung für ein Magnetsystem eines Bildgebungssystems weist ein Halteelement zur mechanischen und elektrischen Verbindung der Anschlussvorrichtung mit einem Energiezuführungsanschluss des Magnetsystems, ein Verbindungselement zur mechanischen und elektrischen Verbindung der Anschlussvorrichtung mit einer Energieversorgungsleitung zum Betrieb des Magnetsystems sowie eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einem Federelement auf, wobei die Schwingungsdämpfungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, über das Halteelement auf die Anschlussvorrichtung einwirkende Schwingungen des Magnetsystems gegenüber dem Verbindungselement zu dämpfen.
Die Schwingungen umfassen Translations- und auch Rotationsbewegungen bzw. -schwingungen, auch von kleiner Amplitude, welche beispielsweise als Vibrationen bezeichnet werden können. Dabei ist eine Periodizität der Schwingungen möglich, aber nicht vorausgesetzt.
Das Bildgebungssystem kann insbesondere zur Durchführung von Magnetresonanzmessungen ausgebildet sein, d.h. es kann sich beispielsweise um einen Magnetresonanztomographen handeln. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann auch an anderen Bildgebungssystemen genutzt werden, die Magnetsysteme, besonders bevorzugt schaltbare Magnetsysteme, aufweisen.
Das Magnetsystem kann insbesondere einen oder mehrere Magneten umfassen, die bevorzugt zu einer im Wesentlichen starren Baueinheit zusammengefasst sind bzw. eine Baueinheit bilden. Bei den Magneten handelt es sich bevorzugt um elektrisch betriebene Magnetspulen, jedoch sind auch andere schaltbare Magneten denkbar, die beispielsweise mechanisch drehbar gelagert sein könnten. Das Magnetsystem ist vorzugsweise ein Gradientenmagnetsystem – auch kurz als Gradientenmagnet oder Gradientenspule bezeichnet – zur Erzeugung eines Gradientenfeldes für einen Magnetresonanztomographen. Besonders bevorzugt ist das Magnetsystem, insbesondere die Gradientenspule, dazu ausgebildet, die Stärke des erzeugten Magnetfeldes in wenigstens drei zueinander unterschiedliche Raumrichtungen unabhängig zu variieren.
Mit der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung kann wirkungsvoll verhindert werden, dass im Betrieb auftretende Schwingungen des Magnetsystems auf die Energieversorgungsleitungen übertragen werden. Im optimalen Fall bedingt die Schwingungsdämpfungsvorrichtung eine mechanische Entkopplung des Magnetsystems von seinen Energieversorgungsleitungen, insbesondere in einem für den Betrieb des Magnetsystems relevanten Frequenzbereich. Insofern kann die Schwingungsdämpfungsvorrichtung auch als Schwingungsentkopplungsvorrichtung bezeichnet werden. Eine vollständige Entkopplung ist jedoch nicht immer möglich, sodass sich der Erfindungsgedanke bereits in der Dämpfung der Schwingungsausbreitung auf die Energieversorgungsleitungen widerspiegelt. Somit kann nicht nur eine höhere Betriebssicherheit des Magnetsystems und seiner Energieversorgung erreicht werden, sondern darüber hinaus können auch weitere Elemente des Bildgebungssystems von Schwingungen entkoppelt werden, die sich über Energieversorgungsleitungen des Magnetsystems ausbreiten.
Ein erfindungsgemäßes Magnetsystem für ein Bildgebungssystem weist eine Anschlussvorrichtung mit einem Halteelement, welches mechanisch und elektrisch die Anschlussvorrichtung mit einem Energiezuführungsanschluss des Magnetsystems verbindet, mit einem Verbindungselement, welches mechanisch und elektrisch die Anschlussvorrichtung mit einer Energieversorgungsleitung zum Betrieb des Magnetsystems verbindet, und mit einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einem Federelement auf, wobei die Schwingungsdämpfungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, über das Halteelement auf die Anschlussvorrichtung einwirkende Schwingungen des Magnetsystems gegenüber dem Verbindungselement zu dämpfen.
Dabei kann die Anschlussvorrichtung fest oder reversibel lösbar mit dem Magnetsystem verbunden sein. Die vorstehend beschriebenen Vorteile der Anschlussvorrichtung sind auf die Kombination mit dem Magnetsystem übertragbar.
Ein erfindungsgemäßes Bildgebungssystem weist ein Magnetsystem auf, umfassend bzw. verbunden mit einer Anschlussvorrichtung mit einem Halteelement, welches mechanisch und elektrisch die Anschlussvorrichtung mit einem Energiezuführungsanschluss des Magnetsystems verbindet, und einem Verbindungselement, welches mechanisch und elektrisch die Anschlussvorrichtung mit einer Energieversorgungsleitung zum Betrieb des Magnetsystems verbindet, wobei die Anschlussvorrichtung eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einem Federelement aufweist und wobei die Schwingungsdämpfungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, über das Halteelement auf die Anschlussvorrichtung einwirkende Schwingungen des Magnetsystems gegenüber dem Verbindungselement zu dämpfen.
Vorstehend beschriebene Vorteile der Entkopplung der Magnetenbewegung von Energieversorgungsleitungen betreffen auch das Bildgebungssystem.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Anschluss einer Energieversorgungsleitung an ein Magnetsystem eines Bildgebungssystems wird eine Anschlussvorrichtung mittels eines Halteelements mit einem Energiezuführungsanschluss des Magnetsystems mechanisch und elektrisch verbunden und mittels eines Verbindungselements mit der Energieversorgungsleitung zum Betrieb des Magnetsystems mechanisch und elektrisch verbunden, wobei die Anschlussvorrichtung eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einem Federelement aufweist, wobei die Schwingungsdämpfungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, über das Halteelement auf die Anschlussvorrichtung einwirkende Schwingungen des Magnetsystems gegenüber dem Verbindungselement zu dämpfen.
Insbesondere realisiert das Verfahren die vorstehend beschriebenen Vorteile eines erfindungsgemäßen Anschlusselements, eines erfindungsgemäßen Magnetsystems und eines erfindungsgemäßen Bildgebungssystems.
Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können.
Erfindungsgemäß weist die Schwingungsdämpfungsvorrichtung ein Federelement auf bzw. wird bei einer bevorzugten Variante durch ein Federelement gebildet. Mithin wird eine einfache Möglichkeit zur Verfügung gestellt, um eine einstellbare und vorhersagbare Dämpfung bzw. Entkopplung zwischen Halteelement und Verbindungselement zu erreichen. Durch geometrische Variation und geeignete Materialwahl, die insbesondere die Federhärte bestimmt, sind Dämpfungs- bzw. Resonanzeigenschaften von Federelementen gut vorhersagbar.
Im Betrieb führt das Magnetsystem mit einer oder mehreren Eigenfrequenzen eine Schwingung aus. Zur Verbesserung der Schwingungsabsorption bzw. Schwingungsentkopplung weist die Schwingungsdämpfungsvorrichtung eine Eigenfrequenz auf, deren Frequenz niedriger als die niedrigste relevante Eigenfrequenz der Schwingungen, insbesondere der Vibration bzw. Translationsbewegung, des Magnetsystems ist. „Relevant“ heißt in diesem Zusammenhang, dass die Eigenfrequenzen (z. B. aufgrund der Symmetrien der Anregung) durch die Leiterbahnen der Gradientenspulen angeregt werden. In der Regel betragen diese relevanten Eigenfrequenzen mindestens ca. 560 Hz.
Eine weitere Größe, die im Betrieb des Magnetsystems die Schwingungsausbreitung bestimmen kann, ist das Eigenschwingungsspektrum der Energieversorgungsleitungen. In einer bevorzugten Weiterbildung kann deshalb vorgesehen sein, dass die Eigenfrequenz der Dämpfungsvorrichtung höher als die Frequenz der Eigenschwingungen der die Energieversorgungsleitungen umfassenden Energieversorgungsanordnung des Bildgebungssystems oder deren Komponenten, z. B. den Eigenschwingungen der Energieversorgungsleitung, ist. Somit lässt sich z. B. vermeiden, dass die Schwingungsenergieaufnahme der Energieversorgungsleitungen durch die Entkopplungs- bzw. Dämpfungsvorrichtung unabsichtlich resonant überhöht wird.
Die bereits erwähnten Vorzüge der mechanischen Entkopplung bzw. Schwingungsdämpfung können so besonders optimal verwirklicht werden, da so insbesondere die Schwingungsenergie in der Anschlussvorrichtung absorbiert wird Und keine Resonanzen zu den Eigenschwingungen des Magnetsystems und/oder der Energieversorgungsanordnung bzw. Energieversorgungsleitung auftreten.
Besonders bevorzugt ist die Anschlussvorrichtung im Wesentlichen aus einem leitfähigen Material, vorzugsweise aus Metall, gefertigt. „Im Wesentlichen“ ist in diesem Zusammenhang so zu verstehen, dass die Mehrzahl der Elemente der Anschlussvorrichtung aus einem leitfähigen Material gebildet ist, wobei insbesondere kleinere Elemente wie beispielsweise Unterlegscheiben, Rastmittel, Klammern o.Ä. aus anderem Material ausgebildet sein können.
Damit ergibt sich eine Reihe von Vorteilen. Im Betrieb des Magnetsystems entsteht im Bereich der Anschlussvorrichtung aufgrund der Relativbewegung zwischen Magnetsystem und Energieversorgungsleitung Reibungswärme. Bei leitfähiger bzw. metallischer Bauweise ist davon auszugehen, dass die auftretenden hohen Temperaturen keinen zerstörerischen Einfluss insbesondere auf die Schwingungsdämpfungsvorrichtung haben. Darüber hinaus weisen Metalle eine gute Wärmeleitfähigkeit auf, sodass die auftretende Wärme über metallisch ausgebildete Oberflächenabschnitte der Anschlussvorrichtung besonders günstig abgeführt werden kann. Diese Oberflächenabschnitte sind somit gleichzeitig als Kühlkörper ausgebildet und weisen insbesondere eine entsprechende Funktion auf.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Anschlussvorrichtung durch das Halteelement, die Schwingungsdämpfungsvorrichtung und das Verbindungselement gebildet wird.
Besonders bevorzugt ist das Federelement durch einen Federring bzw. ein Ringfederelement gebildet. Diese können eine Vorzugsrichtung bzw. Vorzugsebene der Dämpfung festlegen, die beispielsweise parallel zur Ebene der Ringstruktur, also der Querschnittsfläche des Federrings, orientiert ist bzw. die Ebene, in der der Ring liegt, während die Normalenrichtung dieser Ebene, die mit der Richtung der Achse der Öffnung der Ringstruktur zusammenfällt, von der Dämpfung durch die Ringstruktur weitgehend unbeeinflusst ist.
Weiterbildungen des Federringelements beschränken sich jedoch nicht auf einen kreisförmigen Ring, sondern das Federringelement kann eine beliebige andere geschlossene Struktur, besonders bevorzugt jedoch einen ellipsenförmigen Querschnitt des Federrings, aufweisen.
Bevorzugt weist das Federringelement ein Blechband auf, das in mehreren übereinander liegend angeordneten Ringwindungen zu einer geschlossenen Struktur geformt ist.
Die Lage des Verbindungselements und des Halteelements beispielsweise auf dieser geschlossenen Struktur des Federelements bestimmen dabei die Dämpfungs- bzw. Entkopplungseigenschaften, insbesondere die bevorzugte Dämpfungsrichtung der Anschlussvorrichtung, sodass sich vorteilhafte Einstellungsmöglichkeiten der Schwingungsdämpfung mit einer geschlossenen Struktur eines Federelements ergeben.
Besonders vorteilhaft ist zur Verstellung der Dämpfungseigenschaften dann beispielsweise die Anordnung des Halteelements bzw. des Verbindungselements gegenüber der Schwingungsdämpfungsvorrichtung verstellbar.
Ferner kann eine Weiterbildung zur Anpassung auch vorsehen, dass die Schwingungsdämpfungsvorrichtung mehrere, bevorzugt miteinander gekoppelte Dämpfungselemente zur Anpassung der Dämpfungseigenschaften aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist denkbar, dass die Anordnung der Dämpfungselemente bzw. Federelemente zueinander verstellbar ist, um die Dämpfungseigenschaften der Anschlussvorrichtung anpassbar zu gestalten.
Bevorzugt unterscheiden sich die Resonanzfrequenzen bzw. Eigenfrequenzen der Federelemente bzw. Dämpfungselemente in diesem Fall, sodass hervorragend einstellbare Dämpfungseigenschaften resultieren. Insbesondere kann so ein Band von Frequenzen, das gedämpft werden soll, besonders einfach festgelegt werden.
Bei einem Einsatz mehrerer Dämpfungselemente ist ebenfalls denkbar, dass jedes der Dämpfungselemente Schwingungen, insbesondere Vibrationen bzw. Translationskräfte, in zueinander unterschiedlichen Raumrichtungen dämpft. Somit kann für verschiedene Raumrichtungen ein unterschiedliches Dämpfungsverhalten eingestellt werden und die Anschlussvorrichtung auf spezielle Betriebsarten des Magnetsystems, bzw. auf verschiedene Frequenzbänder von Schwingungen in unterschiedlichen Raumrichtungen abgestimmt werden.
Wie bereits angedeutet, werden Schwingungen in der Normalenrichtung der Ringebene der Ringfederelemente kaum oder gar nicht gedämpft. Umfasst eine Weiterbildung beispielsweise die Kombination mehrerer Ringfederelemente so können die Ringebenen bzw. Querschnittsflächen dieser Federelemente in verschiedenen Richtungen zueinander angeordnet sein, sodass sich jeweils eine Raumrichtung der Dämpfung genau einem Ringfederelement zuordnen lässt, während für die anderen, verbleibenden Raumrichtungen jeweils die Kombination der Dämpfungseigenschaften mehrerer Ringfederelemente die Dämpfung bestimmt.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Anschlussvorrichtung dazu ausgebildet, einen Betriebsstrom des Magnetsystems des Bildgebungssystems von der Energieanschlusseinrichtung zum Verbindungselement zu leiten. Insbesondere kann diese Stromleitung mit Hilfe der Schwingungsdämpfungsvorrichtung erfolgen. Bevorzugt trägt das Federelement somit zur Energiezufuhr des Magnetsystems bzw. zur Energieweiterleitung zum Magnetsystem bei.
In diesem Fall steht eine Energieversorgungsleitung lediglich über die Anschlussvorrichtung mit dem Magnetsystem in Verbindung, sodass eine besonders wirkungsvolle Entkopplung des Magnetsystems von seinem Energieversorgungssystem bzw. seiner Energieversorgungsanordnung, die insbesondere die Energieversorgungsleitungen und gegebenenfalls Verteilerelemente etc. umfasst, realisiert ist.
Eine Weiterbildung eines Magnetsystems bzw. eines Bildgebungssystems gemäß der Erfindung kann beispielsweise so realisiert sein, dass das Magnetsystem mehrere Anschlussvorrichtungen aufweist, wobei mehrere Anschlussvorrichtungen miteinander über eine gemeinsame Energieversorgungsleitung gekoppelt sind. Insbesondere kann die Energieversorgungsleitung eine Leitung mit einem Innenleiter und einem Außenleiter sein, besonders bevorzugt eine Koaxialleitung, wobei bevorzugt jedem Leiter der Leitung eine Anschlussvorrichtung zugeordnet ist.
Bevorzugt ist in diesem Fall jede der Anschlussvorrichtungen identisch ausgebildet. Zur Realisierung unterschiedlicher Dämpfungseigenschaften der mehreren Anschlussvorrichtungen kann eine Variation der Länge der zugeordneten Energieversorgungsleitungen vorteilhaft sein.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magnetsystems, realisiert für einen Magnetresonanztomographen (MRT),
2 Teile des Energieversorgungssystems des Magnetsystems gemäß 1 im Detail,
3 Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Anschlussvorrichtungen in Verbindung mit dem Magnetsystem gemäß den 1 und 2,
4 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung gemäß 3,
5 eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels gemäß 4 mit mehreren Federelementen.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Bildgebungssystems 1, hier ein Magnetresonanztomograph, mit einem Grundmagnetsystem 20. Dabei handelt es sich um einen Elektromagneten zur Erzeugung hoher statischer homogener Magnetfelder im Teslabereich, also bevorzugt um durch ein Gehäuse gekapselte und gekühlte supraleitende Magnetspulen.
Das hohe statische und möglichst homogene Grundmagnetfeld bedingt eine Grundausrichtung der magnetischen Dipole in dem für die Magnetresonanzauswertung zu untersuchenden Material bzw. Gewebe eines Untersuchungsobjekts, also eine Ausrichtung der sogenannten „Spins“. Dabei ist insbesondere zu berücksichtigen, dass die Stärke des statischen Grundmagnetfeldes auch das Signal-Rauschverhältnis des Magnetresonanzsignals beeinflusst, sodass durch das Magnetsystem 20 zur optimalen Erzeugung eines bildgebenden Magnetresonanzsignals je nach Betriebsart Magnetfelder im Bereich zwischen 1T und 7T oder bei neueren Geräten sogar mehr erzeugt werden.
Das Magnetsystem 20 weist in dem Ausführungsbeispiel eine zentrale Öffnung, den sogenannten „Patiententunnel“ – in dem das zu untersuchende Objekt bzw. die zu untersuchende Person auf einem Tisch verfahrbar gelagert wird – auf, wobei in einem mittleren Bereich der zentralen Öffnung im Betrieb des Bildgebungssystems 1 das homogene Grundmagnetfeld anliegt.
In der zentralen Öffnung bzw. dem Patiententunnel ist ein weiteres Magnetsystem 10, ein sogenannter Gradientenmagnet 10, angeordnet, welcher der Ortskodierung eines Magnetresonanz-Signals mit Hilfe eines örtlich variierten Magnetfeldes, des sogenannten Gradientenfeldes, dient. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies wiederum eine Anordnung von Elektromagneten, die je nach gewünschter Betriebsart des Bildgebungssystems 1 schnelle Umschaltsequenzen des Gradientenfeldes realisieren.
Bevorzugt kann die Variation des Gradientenfeldes unabhängig für mehrere Raumrichtungen eingestellt werden, sodass der Gradientenmagnet 10 eine Vielzahl von unterschiedlichen Schaltsequenzen und Betriebsarten des Bildgebungssystems 1 unterstützt. Beispielsweise umfasst der Gradientenmagnet 10 mehrere Spulen, die so angeordnet sind, dass die Gradienten der von ihnen erzeugten Magnetfelder unterschiedliche Hauptrichtungen aufweisen, die insbesondere orthogonal zueinander verlaufen und beispielsweise als „in x-, y- und z-Richtung verlaufende Gradienten“ bezeichnet werden können. Insbesondere können den Hauptrichtungen auch mehrere Magnete zugeordnet sein, insbesondere sogenannte Primärspulen zur Erzeugung des gewünschten Gradientenfelds im Patiententunnel und Sekundärspulen, die zur teilweisen Kompensation ihrer jeweiligen erzeugten Magnetfelder gerade einen antiparallelen Magnetfeldverlauf in der jeweiligen Hauptrichtung aufweisen, um so eine Abschirmung nach außen zu erreichen.
Aufgrund seiner Anordnung im Grundmagnetfeld erfährt der schnell geschaltete Gradientenmagnet 10 starke Wechselwirkungskräfte, die Translationen, Vibrationen und sonstige Schwingungen des Gradientenmagneten 10 bedingen. Im Betrieb bildet sich eine Vielzahl an möglichen Eigenschwingungen bzw. Schwingungsmoden des Gradientenmagneten 10 aus, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Betrieb Eigenschwingungen des Gradientenmagneten 100 mit Eigenfrequenzen größer als 560 Hz relevant, also anregbar sind.
Die Energieversorgungsanordnung des Gradientenmagneten 10, die insbesondere die Betriebsstromversorgung des Gradientenmagneten 10 umfasst, ist im Ausführungsbeispiel von 1 mit Hilfe eines Verteilerelements 300, also einer zentralen Anschlussplatte und einer Anzahl von Energieversorgungsleitungen 180, realisiert. 2 verdeutlicht dies. Das Verteilerelement 300 fixiert dabei die Energieversorgungsleitungen 180 zum Betrieb des Gradientenmagneten 10 und weist im dargestellten Ausführungsbeispiel Anschlussmittel, wie beispielsweise Schraubklemmen oder Steckverbindungssysteme auf, um die Energieversorgungsleitungen 180 mit Schaltausgängen eines nicht dargestellten Steuerungssystems des Bildgebungssystems 1 bzw. Magnetresonanztomographen zu verbinden.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass das Magnetresonanztomographiesystem eine Vielzahl weiterer Komponenten (wie beispielsweise eine innerhalb des Magnetsystems um den Patiententunnel angeordnete Ganzkörperspule zur Aussendung von Hochfrequenzpulsen zur Spinanregung) umfasst, die jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit in 1 nicht dargestellt sind. Dem Fachmann ist der Aufbau eines MRT aber vom Prinzip her bekannt und muss daher nicht weiter erläutert werden.
Um die Zugänglichkeit der Energieversorgungsleitungen 180 zu gewährleisten, kann das Verteilerelement 300 beispielsweise an der Außenseite eines Gehäuses des Magnetsystems 20, also des Grundmagneten 20, insbesondere an dessen Außen- bzw. Oberseite angeordnet sein. Über eine nicht dargestellte Klappe im umgebenden Gehäuse des Bildgebungssystems 1 ist dann einfach ein Zugang realisiert. Gleichzeitig wird so auch eine stabile Anordnung der Energieversorgungsleitungen 180 in Bezug auf das Bildgebungssystem 1 bzw. MRT erreicht.
Im Ausführungsbeispiel von 1 und 2 weist das Verteilerelement 300 Anschlussmittel für drei Energieversorgungsleitungen 180 auf, wobei die Energieversorgungsleitungen 180 an der Außenseite des Gehäuses des Magnetsystems 20 von dem Verteilerelement 300 zu einem weiteren Befestigungselement 350 führen, welches die drei Energieversorgungsleitungen 180 untereinander verbindet. Insbesondere dienen in diesem Fall die drei Energieversorgungsleitungen 180 zur unabhängigen Steuerung des Gradientenfeldes in zueinander orthogonale Raumrichtungen.
Zwischen diesen beiden Elementen, dem Verteilerelement 300 und dem Befestigungselement 350, kann die Energieversorgungsleitung 180 nahezu starr geführt sein, ohne dass ein zu großes Risiko besteht, dass Schwingungen des Gradientenmagneten 10 die Energieversorgungsleitungen 180 beschädigen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Koaxialleitung, die gleichzeitig als Zuführungs- und Rückführungsleitung des Betriebsstromes vorgesehen ist und damit den Vorteil aufweist, dass sie im Betrieb eine Selbstkompensation gegenüber der Kraftwirkung eines externen Magnetfeldes – beispielsweise des Grundmagnetfeldes – auf die Koaxialleitung aufweist. Bevorzugte Leitungsquerschnitte zur sicheren Energieversorgung des Gradientenmagneten 10 liegen in diesem Fall in einem Bereich zwischen 50 mm² und 150 mm², besonders bevorzugt zwischen 70 mm² und 120 mm², sodass diese Konfiguration die sichere und stabile Anordnung der Energieversorgungsleitungen 180 ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Modifikation kann das Befestigungselement 350 beispielsweise vibrationsdämpfende Mittel aufweisen, um eine Schwingungsausbreitung über die Energieversorgungsleitung 180 zu dämpfen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Befestigungselement 350 durch eine Klemmleiste realisiert, die es erlaubt, über die Stärke der Klemmwirkung eine Vibrationsdämpfung einzustellen. Dazu könnten für die Energieversorgungsleitungen 180 elastische Lagerbereiche auf dem Befestigungselement 350 vorgesehen sein.
Im ihrem weiteren Verlauf, also dem Befestigungselement 350 nachfolgend, sind die Energieversorgungsleitungen 180 des Ausführungsbeispiels von 1 bzw. 2 mit einer Anschlussvorrichtung 100 verbunden, welche mit Energiezuführungsanschlüssen des Gradientenmagneten 10 in elektrischer und mechanischer Verbindung stehen.
Der Bereich zwischen dem Befestigungselement 350 und einem Anschlussring bzw. Anschlussrahmen des Gradientenmagneten 10 umfasst den Abschnitt der Energieversorgungsleitungen 180, der besonders starke Bewegung bzw. Schwingung oder Vibration des Gradientenmagneten 10 erfährt und deshalb mit einem besonderen Risiko für mechanische Beschädigungen behaftet ist.
Wie insbesondere aus 3 ersichtlich ist, weist jede der drei Energieversorgungsleitungen 180 einen Abzweig auf, der eine Verbindung zu jeweils einem Anschlusselement 100 realisiert, das ebenfalls auf dem Anschlussring bzw. Anschlussrahmen des Gradientenmagneten 10 angeordnet ist.
In gleicher Weise kann auch die Verbindungen mit dem Verteilerelement 300 entsprechenden Abzweigen der Energieversorgungsleitungen 180 realisiert sein, wie dies beispielsweise aus 2 ersichtlich ist, welche die Anordnung des Verteilerelements 300, des Befestigungselements 350 sowie mehrere Anschlussvorrichtungen 100 des Gradientenmagneten 10 im Detail zeigt.
Die 3 und 4 geben die Anordnung der Anschlussvorrichtungen 100 des Ausführungsbeispiels der 1 und 2 genauer wieder und verdeutlicht zudem ihre vorteilhafte Wirkung.
Dabei weist die Anschlussvorrichtung 100 ein Halteelement 110 auf, das mit Energiezuführungsanschlüssen des Gradientenmagneten 10 verbunden bzw. verbindbar ist.
Die Verbindung kann dabei eine reversibel lösbare Verbindung sein, wie beispielsweise eine Schraubverbindung, sodass die Anschlussvorrichtung 100 nötigenfalls schnell ausgewechselt bzw. an andere Anforderungen angepasst werden kann.
Vorteilhaft kann das Halteelement 110 Sicherungseinrichtungen, besonders bevorzugt Nuten, Vorsprünge oder Rastnasen aufweisen, welche beispielsweise ein Verdrehen des Halteelements 110 gegenüber dem Gradientenmagneten 10 verhindern. Darüber hinaus ist beispielsweise auch denkbar, dass eine lösbare Verbindung mittels Rastmitteln realisiert ist.
Es ist jedoch auch vorstellbar, dass beispielsweise aus Gründen der Betriebssicherheit die Verbindung zu der Anschlussvorrichtung 100 zumindest abschnittsweise einstückig mit dem Gradientenmagneten 10 bzw. dessen Gehäuse, einem Rahmenteil oder den Energiezuführungsanschlüssen ausgeführt ist. Ein Verschweißen, Verkleben oder eine sonstige feste Verbindung der Anschlussvorrichtung 100 ist beispielsweise denkbar.
Zur Erhöhung der Betriebssicherheit kann die Anschlussvorrichtung 100 auch redundante Halteelemente 110 aufweisen.
Darüber hinaus umfasst die Anschlussvorrichtung 100 ein Verbindungselement 150, welches die Anschlussvorrichtung 100 mit der Energieversorgungsleitung 180 elektrisch und mechanisch verbindet. Auch diese Verbindung kann fest oder auch reversibel lösbar ausgeführt sein, wobei die vorstehend angeführten Vorteile übertragbar sind.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 150 als Schraubverbindung ausgeführt, sodass die Energieversorgungsleitungen 180 lösbar mit der Anschlussvorrichtung 100 verbunden sind. Die vorbeschriebenen Sicherungsmittel für das Halteelement 110 bzw. alternativen Ausführungsformen, welche beispielsweise Rastmittel umfassen, sind auch auf das Verbindungselement 150 übertragbar bzw. anwendbar.
Mit dem Halteelement 110 und dem Verbindungselement 150 verbunden, ist eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung 130 angeordnet, die erfindungsgemäß ein Federelement 131 umfasst, welches in diesem Ausführungsbeispiel als Federring bzw. Federringelement 131 ausgebildet ist. Wie nachfolgend erläutert, eröffnet diese Anordnung die Möglichkeit, Schwingungen, insbesondere Vibrationen des Gradientenmagneten 10 von den relativ starr ausgebildeten Energieversorgungsleitungen 180 (vgl. obige Leitungsquerschnitte der Energieversorgungsleitungen bzw. Ausführung als Koaxialleitung) fernzuhalten, sodass im Idealfall die Energieversorgungsleitung 180 gegenüber im Betrieb auftretende Schwingungen des Gradientenmagneten 10 nahezu vollständig mechanisch entkoppelt ist.
Die dargestellte Ausführungsform, in der die Anschlussvorrichtung 100 durch das Halteelement 110, die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 150, die in den Ausführungsbeispiel ein einzelnes Federelement 131 umfasst, und das Verbindungselement 150 gebildet wird, ermöglicht eine besonders einfache Anpassung des Dämpfungsverhaltens der Anschlussvorrichtung und darüber hinaus eine kostengünstige Bauweise.
Falls besondere Schwingungsformen oder Vibrationen des Gradientenmagneten 10 dies erfordern sollten, kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Schwingungsdämpfungsvorrichtung mehrere Dämpfungselemente umfasst.
Diese können wiederum als Federelemente 131 ausgeführt sein, die leicht an spezielle Anforderungen anpassbar sind, jedoch sind auch andere Dämpfungselemente wie beispielsweise einfache Blattfedern, Öldruckdämpfer oder auch teleskopartig aufgebaute Federelemente 131 denkbar, wenn beispielsweise eine bestimmte Raumrichtung der Bewegung bevorzugt gedämpft werden soll.
Beispielsweise kann die Schwingungsdämpfungsvorrichtung für den Fall der Raumrichtungsbeschränkung der Dämpfung solche Führungselemente aufweisen, die eine Raumrichtung der Dämpfung festlegen.
Eine solche Festlegung von Raumrichtungen der Dämpfung ist jedoch besonders vorteilhaft auch mittels eines Ringfederelements 132 möglich, das im dargestellten Ausführungsbeispiel die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 130 bildet. Die Ebene der Grundfläche des Ringes, also des Ringquerschnitts, legt dabei die Schwingungsebene fest, in der das Ringfederelement 132 eine Dämpfungswirkung aufweist, während in der Raumrichtung der Achse der Ringöffnung, also normal zu besagter Querschnittsfläche das Ringfederelement 132 keine oder nur geringe Dämpfungswirkung aufweist, nämlich insoweit wie eine Torsion des Federelements möglich ist.
Das Ringfederelement 132 kann beispielsweise aus einem Federblechband gefertigt sein und umfasst, wie in 3 dargestellt, mehrere, hier insbesondere drei, übereinander liegend angeordnete Ringwindungen des Blechbandes. Die übereinander liegenden Windungen bilden dabei eine geschlossene Struktur.
Diese Ausbildung ermöglicht beispielsweise auch die Bildung der Anschlussvorrichtung 100 rein aus metallischen Elementen.
Besonders vorteilhaft ist Vorstehendes, da Metall eine besonders gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, sodass im Betrieb des Bildgebungssystems 1 auftretende Reibungswärme aufgrund der Relativbewegung des Gradientenmagneten 10 zu der Energieversorgungsleitung 180 schnell abgeführt werden kann.
Bevorzugt sind alle metallischen Bauteile der Anschlussvorrichtung 100 deshalb aus dem gleichen Metall gefertigt. Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass Oberflächenabschnitte der Anschlussvorrichtung 100 als Kühlkörper ausgebildet sind.
Darüber hinaus ermöglicht ein rein metallischer Aufbau beispielsweise auch, dass das Federelement 131, im Ausführungsbeispiel das Metallblech- bzw. Ringfederelement 132, zur Energieversorgung des Magnetsystems 10 beiträgt. Beispielsweise kann der Betriebsstrom des Magnetsystems 10 von der Energieversorgungsleitung 180 mittels des Verbindungselements 150 über das Federelement 131 zu der Haltevorrichtung 110 fließen und so zu einem Energiezuführungsanschluss des Magnetsystems geführt werden. Somit können zusätzliche Energieversorgungsleitungsabschnitte in der Anschlussvorrichtung 100 vermieden werden.
In diesem Fall ist bevorzugt, dass der Leitungswiderstand der Anschlussvorrichtung an den Energieversorgungsleitungswiderstand angepasst ist. Bevorzugt ist der wirksame Leitungsquerschnitt eines Ringfederelements dazu maximal 150mm², besonders bevorzugt maximal 120mm², und vorzugsweise mindestens 50 mm², besonders bevorzugt mindestens 80mm², sodass eine zu starke Erwärmung der Anschlussvorrichtung 100 aufgrund der Energiezufuhr zum Magnetsystem 10 vermieden werden kann. Beispielsweise könnte gemäß dem Ausführungsbeispiel der Leitungsquerschnitt des Ringfederelements 132 etwa 100mm² umfassen.
Insbesondere kommt deshalb als Material für das Federelement 131 bzw. die Anschlussvorrichtung 100 beispielsweise Kupfer in Frage, wobei andere Materialien in geeigneter Kombination entsprechend den Randbedingungen der Weiterbildung auch im Rahmen der Erfindung denkbar sind.
Besonders starke Schwingungen treten im Bereich der Eigenfrequenzen des Magnetsystems 10 des Ausführungsbeispiels auf.
Um eine weitgehende Entkopplung der Energieversorgungsleitungen 180 von diesen Bewegungen zu erreichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 130, insbesondere das Federelement 131, eine Eigenfrequenz aufweist, die niedriger als die niedrigste Eigenfrequenz der Schwingungen des Magnetsystems 10 ist.
Dies kann beispielsweise weiter dadurch unterstützt werden, dass die Eigenfrequenz der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 130 bzw. des Federelements 131 höher oder niedriger ist als die Eigenfrequenzen der Energieversorgungsleitung 180, die mit der Anschlussvorrichtung 100 verbunden ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sollte die Eigenfrequenz der Schwingungsdämpfungsvorrichtung bzw. des Federelements 131 in einem Bereich um die 500 Hz gewählt werden, bevorzugt im Bereich zwischen 400 Hz und 600 Hz, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 480 Hz und 520 Hz. Die genauen idealen Werte hängen vom Typ des Magnetsystems 10 bzw. der Gradientenspule und der Länge der Versorgungsleitungen 180 ab.
Besonders vorteilhaft ist in diesem Fall dann, wenn die Dämpfungseigenschaften der Anschlussvorrichtung einfach an diese Randbedingungen anpassbar sind.
Beispielsweise kann dies durch Weiterbildungen des Ringfederelements 132 erfolgen. Der Blechring könnte statt der dargestellten drei Windungen beispielsweise nur zwei Windungen bzw. eine modifizierte Anzahl an Windungen umfassen. Würde beispielsweise ein Ring mit drei Windungen eine Eigenfrequenz von 760Hz aufweisen, würde sich diese bei einem entsprechendem Ring mit nur zwei Windungen, aber ansonsten gleichem Aufbau auf 495Hz verschieben. Bei einem Ring, der mit drei Windungen eine Eigenfrequenz von 930Hz aufweist, würde sich diese bei zwei Windungen auf 600Hz verschieben. Generell kann durch eine Vergrößerung der Querschnittsfläche des Blechrings bzw. ein weicheres oder dünneres Material die Eigenfrequenz abgesenkt werden, während durch konträre Maßnahmen die Eigenfrequenz entsprechend angehoben werden kann, sodass eine leichte Anpassbarkeit des Federelements 131 resultiert.
Weitere Anpassungsmaßnahmen der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 130 können beispielsweise die Auswahl der Dämpfung in Abhängigkeit von der Raumrichtung umfassen.
5 zeigt eine entsprechende Weiterbildung der Anschlussvorrichtung 100, die dies realisiert. Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung 130 umfasst dabei mehrere Federelemente 131, die eine unterschiedliche Dämpfung für verschiedene Raumrichtungen, z.B. wie dargestellt die x-, y- und z-Richtung, realisieren. In dem Ausführungsbeispiel der 5 sind dazu zwei Ringfederelemente 132, 133 miteinander gekoppelt, insbesondere miteinander verschraubt. Die Querschnittsfläche des ersten Ringfederelements 132 ist dabei orthogonal zur Querschnittsfläche des zweiten Ringfederelements 133 orientiert. Wie bereits erwähnt, beschränkt sich die Dämpfungswirkung der Federringe im Wesentlichen auf Raumrichtungen, die parallel zur Querschnittsfläche liegen, während die Raumrichtung der Achse der Öffnung des Federrings nahezu frei von einer Dämpfungswirkung durch das jeweilige Ringfederelement 132 bzw. 133 ist. Für die Raumrichtungen der Achsen der Öffnung liegt im vorliegenden Fall also eine Zuordnung der Dämpfung zu einzelnen Ringfederlementen 132 bzw. 133 vor, sodass die Dämpfung für diese Richtungen unabhängig voneinander eingestellt werden kann. So erfolgt z. B. durch das eine Ringfederelement 132 in 5 eine Dämpfung im Wesentlichen in x- und z-Richtung, jedoch kaum in y-Richtung, und durch das zweite Ringfederelement 133 erfolgt im Wesentlichen eine Dämpfung in y- und z-Richtung, jedoch kaum in x-Richtung. Natürlich ist denkbar, diese Unabhängigkeit der Dämpfung für verschiedene Raumrichtungen auch durch unterschiedliche Federelemente 131 zu realisieren, die neben gänzlich abweichenden Konstruktionen auch die zuvor beschriebenen Anpassungsmöglichkeiten eines Ringfederelements 132 in Bezug auf Stärke, Ringquerschnittsfläche und Materialwahl umfassen können.
Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel kommt besonders vorteilhaft hinzu, dass die Richtungswahl der Dämpfung besonders einfach, beispielsweise durch Verdrehen der Ringfederelemente 132 bzw. 133 gegeneinander erreicht werden kann, sodass die Querschnittsflächen der Ringfederelemente zueinander verstellbar bzw. einstellbar sind.
Die Verbindung der Ringfederelemente 132 bzw. 133 kann in diesem Fall mit Rastmitteln versehen sein, die eine einfache Auswahl der Dämpfungsrichtung durch unterschiedliche Rastpositionen ermöglichen. Darüber hinaus ist beispielsweise die Kombination mit Sicherungsmitteln denkbar, die beispielsweise ein weiteres Verdrehen der Ringfederelemente 132 bzw. 133 gegeneinander verhindern.
Als Rast- bzw. Sicherungsmittel könnten jeweils geeignete Rastvorsprünge, beispielsweise in einem regelmäßigen Raster im Verbindungsbereich der Ringfederelemente 132 bzw. 133 vorgesehen sein. Darüber hinaus sind aber auch Führungsbleche denkbar, die beispielsweise zusätzlich in die dargestellte Schraubverbindung in der Art einer Unterlegscheibe integriert werden und die Ringfederelemente 132 bzw. 133 so umgreifen, dass eine bestimmte Anordnung bzw. ein bestimmter Drehwinkel der Ringfederelemente 132 bzw. 13 gegeneinander vorgegeben ist. Diese Führungsbleche sind dann beispielsweise zur Anpassung der Dämpfung gut auswechselbar.
Somit ist ermöglicht, dass die Anordnung von Dämpfungselementen oder der Feder- bzw. Ringfederelemente 132, 133 zueinander verstellbar ist.
Eine weitere Modifikation der Dämpfungseigenschaften des Federelements 131 ist beispielsweise durch die Veränderung der Position des Halteelements 110 bzw. des Verbindungselements 150 gegenüber dem Federelement 131 bzw. auch der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 130 möglich. Beispielsweise kann die Montage des Halteelements 110 bzw. des Verbindungselements 150 an mehreren unterschiedlichen Positionen der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 130 bzw. des Federelements 131 oder Ringfederelements 132 vorgesehen sein.
Beispielsweise könnte dazu das Ringfederelement 132 mehrere Bohrungen aufweisen, um beispielsweise eine Schraub- bzw. Steckverbindung an mehreren Positionen zu verwirklichen. Besonders vorteilhaft ist dies, wenn das Ringfederelement 132 eine elliptische Querschnittsfläche aufweist. Somit ist ermöglicht, dass die Anordnung des Halteelements 110 bzw. des Verbindungselements 150 gegenüber der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 130 verstellbar ist.
Wie im Vorigen angedeutet, weist die Ausbildung der Energieversorgungsleitungen 180 mittels eines Abzweigs, der mehrere Anschlussvorrichtungen 100 mit einer gemeinsamen Energieversorgungsleitung 180 verbindet, weitere Vorteile auf.
Diese betreffen auch die Anpassbarkeit der Dämpfung der Schwingung des Gradientenmagneten 10 gegenüber den Energieversorgungsleitungen 180. Insbesondere wird so wirkungsvoll ein gekoppeltes gedämpftes System geschaffen, das durch die Einstellung der Länge des gemeinsamen Abschnitts der Energieversorgungsleitung 180 weitere Einstellmöglichkeiten aufweist.
Aus den obigen Ausführungen wird deutlich, dass die Erfindung wirkungsvoll Möglichkeiten bereitstellt, welche die Standzeit von Energieversorgungsleitungen 180 für ein Magnetsystem 10 eines Bildgebungssystems 1 verlängern können und die Gefahr für ein Brechen der Energieversorgungsleitungen 180 deutlich reduzieren.
Dabei ist darauf hinzuweisen, dass die Merkmale sämtlicher Ausführungsbeispiele oder in Figuren offenbarter Weiterbildungen in beliebiger Kombination verwendet werden können. Es wird abschließend ebenfalls darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Anschlussvorrichtungen, Magnetsystemen bzw. Bildgebungssystemen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
Bezugszeichenliste

1: Bildgebungssystem
10: (Gradienten-)Magnetsystem
20: (Grund-)Magnetsystem
100: Anschlussvorrichtung
110: Halteelement
130: Schwingungsdämpfungsvorrichtung
131: Federelement
132, 133: Ringfederelemente
150: Verbindungselement
180: Energieversorgungsleitung
300: Verteilerelement
350: Befestigungselement
X, y, z: Raumrichtungen

Claims

Anschlussvorrichtung (100) für ein Magnetsystem (10) eines Bildgebungssystems (1), mit einem Halteelement (110) zur mechanischen und elektrischen Verbindung der Anschlussvorrichtung (100) mit einem Energiezuführungsanschluss des Magnetsystems (10), einem Verbindungselement (150) zur mechanischen und elektrischen Verbindung der Anschlussvorrichtung (100) mit einer Energieversorgungsleitung (180) zum Betrieb des Magnetsystems (10), wobei die Anschlussvorrichtung (100) eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung (130) mit einem Federelement (131) aufweist, wobei die Schwingungsdämpfungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, über das Halteelement (110) auf die Anschlussvorrichtung (100) einwirkende Schwingungen des Magnetsystems (10) gegenüber dem Verbindungselement (150) zu dämpfen.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung (100) durch das Halteelement (110), die Schwingungsdämpfungsvorrichtung (130) und das Verbindungselement (150) gebildet wird.
Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (130) zur Energiezufuhr an das Magnetsystem (10) bzw. zur Energieweiterleitung an das Magnetsystem (10) beiträgt.
Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung (100) im Wesentlichen aus einem leitfähigen Material, vorzugsweise aus Metall gefertigt ist.
Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (131) ein Federringelement (132, 133) umfasst.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federringelement (132) ein Blechband aufweist, das in mehreren übereinander angeordneten Ringwindungen zu einer geschlossenen Struktur geformt ist.
Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpfungsvorrichtung (130) mehrere Dämpfungselemente umfasst, wobei bevorzugt jedes der Dämpfungselemente zur Schwingungsdämpfung mit Wirkung in einer unterschiedlichen Raumrichtung (x, y, z) angeordnet ist.
Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpfungsvorrichtung (130) mehrere Federelemente (131), bevorzugt mehrere Federringe (132, 133), umfasst.
Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Dämpfungselemente, insbesondere Federelemente (131), zueinander verstellbar ist und/ oder die Anordnung des Halteelements (110) bzw. des Verbindungselements (150) gegenüber der Schwingungsdämpfungsvorrichtung (130) verstellbar ist.
Magnetsystem (10) für ein Bildgebungssystem (1), umfassend eine Anschlussvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Magnetsystem nach Anspruch 10, wobei das Magnetsystem (10) im Betrieb eine Schwingungsbewegung mit einer Eigenfrequenz ausführt und die Schwingungsdämpfungsvorrichtung (130) eine Eigenfrequenz aufweist, deren Frequenz niedriger als die niedrigste relevante Eigenfrequenz der Schwingungsbewegung des Magnetsystems (10) ist.
Bildgebungssystem (1) aufweisend ein Magnetsystem (10) nach einem der Ansprüche 10 oder 11.
Bildgebungssystem nach Anspruch 12, wobei das Magnetsystem (10) im Betrieb eine Schwingungsbewegung mit einer Eigenfrequenz ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpfungsvorrichtung (130) eine Eigenfrequenz aufweist, deren Frequenz niedriger als die niedrigste relevante Eigenfrequenz der Schwingungsbewegung des Magnetsystems (10) ist und wobei die Eigenfrequenz der Schwingungsdämpfungsvorrichtung (130) höher als die Eigenfrequenzen einer an die Anschlussvorrichtung (100) angeschlossenen Energieversorgungsanordnung (180, 300) ist.
Bildgebungssystem nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsleitung (180) eine Leitung mit einem Innen- und einem Außenleiter, vorzugsweise eine Koaxialleitung ist, wobei bevorzugt jedem Leiter der Leitung eine Anschlussvorrichtung (100) zugeordnet ist.
Verfahren zum Anschluss einer Energieversorgungsleitung (180) an ein Magnetsystem (10) eines Bildgebungssystems (1), wobei eine Anschlussvorrichtung (100) mittels eines Halteelements (110) mit einem Energiezuführungsanschluss des Magnetsystems (10) mechanisch und elektrisch verbunden wird und mittels eines Verbindungselements (150) mit der Energieversorgungsleitung (180) zum Betrieb des Magnetsystems (10) mechanisch und elektrisch verbunden wird, wobei die Anschlussvorrichtung (100) eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung (130) mit einem Federelement (131) aufweist, wobei die Schwingungsdämpfungsvorrichtung (130) dazu ausgebildet ist, über das Halteelement (110) auf die Anschlussvorrichtung (100) einwirkende Schwingungen des Magnetsystems (10) gegenüber dem Verbindungselement (150) zu dämpfen.