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专利名称：具有为供电而与电导体装置连接的梯度线圈的磁共振装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有梯度线圈的磁共振装置，为给该梯度线圈供电使其与一电导体装置相连接。
背景技术：
在磁共振装置中，为了给梯度线圈系统的梯度线圈供电使其通过电缆与供电的梯度放大器相连接。磁共振技术是用于获取检查对象体内图像的公知技术。为此在磁共振装置中，由基本磁场磁铁产生的稳定的基本磁场与由梯度线圈产生的快速通断的梯度场相叠加。此外，磁共振装置还包括一个高频系统，为了激发磁共振信号该系统将高频信号射入被检查物体并接收所产生的磁共振信号，在这些磁共振信号的基础上产生磁共振图像。
为了产生梯度�。嘤Φ厣柚锰荻认呷χ械牡缌�。在此，所需电流的安培数可达数百A。电流上升率和下降率可达数百A/s。由梯度放大器提供的电流激励电压可达数千伏。
在流过随时间变化的电流的梯度线圈的电导体上，当存在基本磁场时作用有数量级为1T的洛伦兹力，它使整个梯度线圈振动。洛伦兹力同样作用于基本磁场范围内、例如设置在梯度线圈与梯度放大器之间的通流电流的电导体装置上。
在US 5,394,086中公开了一种用于磁共振装置的可置入梯度线圈的连接电缆，其中，该连接电缆的馈入和回输导线这样设置，即使电流在导体中流动时作用于设置在稳定的基本磁场中的连接电缆上的力相互抵消。其中，在一个实施例中该连接电缆由同轴电缆构成。
为了控制上述较高的电功率要经常冷却梯度线圈。对此例如由DE197 21 985 A1已知一种用于间接冷却梯度线圈导体的冷却装置。其中，在空心圆柱形的浇注了树脂的梯度线圈系统的圆柱体外表面上敷设紧密布置的柔性冷却管，通过这些冷却管导入用于冷却梯度线圈的冷却介质。在对应于DE 198 39 987 A1的另一实施例中，通过内部的冷却管导入冷却介质直接冷却梯度线圈的导体，该冷却管被构成为载流导体的导体所包围。
此外由注册的德国发电厂协会编制的、由法兰克福/美茵VWEW出版社1997年出版的“Kabelhandbuch(电缆手册)”第61页已知一种直接强制冷却电导体的电缆。为此，该电缆在内部包含由电导体所包围的空心导体。其中，通过在空心导体中导入的冷却介质(例如油)，导出电流流动时在电导体中产生的热损耗。
在DE 101 08 843 A1中描述了一种具有环绕保护层的可冷却同轴导体，在该保护层里设置有作为内外导体的基本为相互同轴的两个管状导体部件，它们的壁在其长度上通过电绝缘的耐热间隔器相互保持间距，其中，内导体、外导体和保护层确定一个自由空间，必要时在这些空间内可以有选择地通过流体，尤其是空气。
此外，在DE 195 04 742 A1中描述了一种用于电流馈入和回输导线的水冷柔性同轴电缆。其中，该同轴电缆具有一个柔性内导体，一个由弹性电绝缘材料制成的、将内导体以一定间距的圆柱形环绕起来的内软管，一个以一定间距的圆柱形环绕该内软管的柔性外导体和一个由弹性电绝缘材料制成的、以一定间距的圆柱形环绕该外导体的外软管，在此，可以将水导入在电流上相互分开的内软管与内外软管之间的空间。
最后在US 3,564,108中描述了一种具有内导体和外导体的同轴传输导线，该外导体与内导体之间的距离是这样设置的，即使导体之间保留空气空间。其中，内导体的外表面和外导体的内表面薄薄地敷设具有微小介电损失的材料。

发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种具有一个梯度线圈的改进的磁共振装置，为给该梯度线圈供电使其与一电导体装置相连接，其在紧凑的结构下可以向梯度线圈传输高的电功率。
上述技术问题是通过一种具有梯度线圈的磁共振装置解决的，为给该梯度线圈供电使其与一电导体装置相连接，该导体装置具有一个内导体和一个同轴环绕该内导体的外导体，以及设置在该内、外导体之间的、用于导入冷却介质的冷却管。
由此，与没有导体之间冷却方法的具有可比外尺寸的同轴导体装置相比，可以实现更高的电传输功率。
按照本发明的磁共振装置，在所述内、外导体之间设置至少一个使该内、外导体相互间保持间距的定心部件。该定心部件包括至少一个用于通过冷却介质的空隙。且该定心部件由电绝缘材料制成。此外，所述外导体具有用于导入和排出冷却介质的开口。其中，至少有一个开口设置在所述导体装置的轴向端部。此外，在至少一个所述开口上连接用于导入或导出冷却介质的管道。所述冷却介质是室温下的气体冷却介质，尤其是空气，或者是室温下的液体冷却介质，尤其是绝缘油或水。其中，上述导体具有相同的载流能力。并被设计成馈入导体和回输导体。其中，所述内导体由单芯或多芯导体构成，而所述外导体由整体材料构成。所述导体中的至少一个导体包含铜和/或铝。所述内导体的横截面大致为圆形，而外导体的横截面大致为圆环形。其中，在至少一个导体的至少一个外表面涂覆电绝缘层。此外，所述导体装置设计成为柔性的。所述梯度线圈固定地安装在磁共振装置内。该梯度线圈可在磁共振装置的检测空间中移动。


本发明的其它优点、特征和细节通过下面借助于附图对实施方式的描述将更加清楚。附图中图1为磁共振装置的局部纵向截面图，该磁共振装置具有为梯度线圈系统供电的电导体装置，图2为图1中电导体装置的横截面图，图3为另一电导体装置的横截面图，图4为磁共振装置的局部纵向截面图，该磁共振装置具有为梯度线圈系统供电的另一电导体装置。
具体实施例方式
图1示出了作为本发明的实施方式的磁共振装置的局部纵向截面图。在此，该磁共振装置包括基本磁场磁铁10，其构成基本上相当于具有水平纵轴的空心圆柱体，该基本磁场磁铁10在其内腔中可以产生尽可能均匀的稳定的基本磁场。此外，为了产生梯度�。么殴舱褡爸没拱ㄒ惶荻认呷ο低�15，其构成同样基本上相当于具有水平纵轴的空心圆柱体。在此，该梯度线圈系统15固定地安装在基本磁场磁铁10的空腔内。在图1示出的沿着该空心圆柱体的垂直主对称平面所作的纵向截面图中，该空心圆柱体在其端面上的上部区域。
在此，对梯度线圈系统15的至少一个梯度线圈的供电通过一个具有内导体21和同轴地环绕该内导体21的外导体22的电导体装置实现，其中，在内、外导体21和22之间设置一用于导入冷却介质的冷却管。在梯度线圈系统15上导体21和22通过相应的电连接与梯度线圈连接。在此，该导体装置在空腔内基本平行于空心圆柱体的纵轴设置，并在空腔开口处呈弧形地向上延伸，在那里该导体装置通过一个没有示出的绝缘板固定在基本磁场磁铁10的端面上。在那里通过电连接29可以连接供电电缆，该电缆来自为梯度线圈供电的梯度放大器。
在此，内、外导体21和22被构成为具有相等载流能力的梯度线圈的馈入导体和回输导体。单芯内导体21具有圆形横截面，而外导体22具有圆环形横截面，其中，导体21和22例如由软电解铜或纯铝制成。这里，外导体22由整体材料、例如可弯曲的铜管制成。
内、外导体21和22通过多个沿着导体装置分布设置的定心部件(Zentrierelemente)35相互间隔距离地固定。在此，定心部件35由电绝缘材料、例如特富龙制成，其相互间距离例如约为5cm，并具有几毫米的厚度。此外，设置在内、外导体21和22之间的定心部件35这样构成在内外导体21和22之间的定心部件35的区域上保留开口，使得能在内、外导体21和22之间在导体装置的纵向上导入冷却介质。
外导体22在通向梯度线圈的部位上具有开口24。由此除了在外导体22的梯度线圈一侧的端部上的开口25以外，还附加地通过开口24使空气作为冷却介质进入内外导体21和22之间的冷却管，并由于烟囱效应，而从导体22另一端的开口26上再排出去。由此产生的对流冷却尤其起到了冷却除此之外很难达到的内导体21的作用。因此与相应的没有内导体冷却的同轴导体装置相比明显提高了电传输功率。
在另一实施方式中，梯度线圈系统在基本磁场磁铁10的空腔中至少可在一个水平方向上移动。在此，该导体装置在基本磁场磁铁10端面上的固定位置与可移动的梯度线圈系统之间灵活地设置。这一点可以通过例如波纹管形或波浪形的外导体结构和多芯结构的内导体来实现。
图2示出了图1所示的导体装置在一个定心部件35处的横截面图。在此可以看出，该定心部件35通过其对应于内导体21横截面的圆形内横截面和向着外导体22的六角形外横截面结构使对应于在导体装置纵轴方向上流通冷却介质的开口敞开。在另一实施方式中，使用了具有其它横截面且功能相同的定心部件和/或只使用一个在导体装置的整个长度上延伸的定心部件。
图3示出了作为本发明的另一实施方式的另一电导体装置的横截面，该导体装置具有多芯聚集的内导体21′和同轴地环绕该内导体21′的外导体22′。在此，图3所示的导体装置与图2所示的导体装置相比，在内、外导体21′和22′的外面涂覆了电绝缘层31和32。在此，通过内导体21′上的绝缘层31可以在导体21′与22′之间以相对较小间距实现在导体21′与22′之间很高的、可达几千伏的耐压强度。在此内导体21′的绝缘层31还可以涂覆在外导体22′的内侧以实现相同的功能，由此可以使内导体21′具有优点地更好地被冷却。在此，将绝缘层32涂覆在外导体22′的外侧尤其可以实现导体装置的触摸安全性。
图4示出了作为本发明的另一实施方式的磁共振装置的局部纵向截面图，该磁共振装置具有另一具有内导体21″和外导体22″的导体装置。其与图1的区别在于图4所示的导体装置不仅在梯度线圈系统15″上的外导体22″的端部而且在基本磁场磁铁10″端面上的端部都具有电绝缘的密封部件36，用于密封内外导体21″和22″之间的环缝。此外，外导体22″在其两端各具有至少一个开口24″，在该开口上可以连接管道39，使得通过管道39可以在内、外导体21″和22″之间导入流体冷却介质，如绝缘油或水。但是也可以采用气体冷却介质。为了简便地连接管道39，可将开口24″的开口向外以管口的形式加长。除此之外，图1中的描述也适用于图4。
权利要求
1.一种具有梯度线圈的磁共振装置，为给该梯度线圈供电使其与一电导体装置连接，其中，该导体装置由内导体、同轴环绕该内导体的外导体以及设置在该内、外导体之间的用于导入冷却介质的冷却管构成。
2.如权利要求1所述的磁共振装置，其中，在所述内、外导体之间设置至少一个使该内、外导体相互间保持间距的定心部件。
3.如权利要求2所述的磁共振装置，其中，所述定心部件包括至少一个用于通过冷却介质的空隙。
4.如权利要求2或3所述的磁共振装置，其中，所述定心部件由电绝缘材料制成。
5.如权利要求1至4中任一项所述的磁共振装置，其中，所述外导体具有用于导入和排出冷却介质的开口。
6.如权利要求5所述的磁共振装置，其中，至少有一个所述开口设置在所述导体装置的轴向端部。
7.如权利要求5或6所述的磁共振装置，其中，在至少一个所述开口上连接用于导入或导出冷却介质的管道。
8.如权利要求1至7中任一项所述的磁共振装置，其中，所述冷却介质是室温下的气体冷却介质，尤其是空气。
9.如权利要求1至7中任一项所述的磁共振装置，其中，所述冷却介质是室温下的液体冷却介质，尤其是绝缘油或水。
10.如权利要求1至9中任一项所述的磁共振装置，其中，所述导体具有相同的载流能力。
11.如权利要求1至10中任一项所述的磁共振装置，其中，所述导体被构成为馈入导体和回输导体。
12.如权利要求1至11中任一项所述的磁共振装置，其中，所述内导体由单芯或多芯导体构成。
13.如权利要求1至12中任一项所述的磁共振装置，其中，所述外导体由整体材料构成。
14.如权利要求1至13中任一项所述的磁共振装置，其中，所述导体中的至少一个导体包含铜和/或铝。
15.如权利要求1至14中任一项所述的磁共振装置，其中，所述内导体具有大致为圆形的横截面，而外导体具有大致为圆环形的横截面。
16.如权利要求1至15中任一项所述的磁共振装置，其中，在所述至少一个导体的至少一个外表面涂覆电绝缘层。
17.如权利要求1至16中任一项所述的磁共振装置，其中，所述导体装置设计成为柔性的。
18.如权利要求1至17中任一项所述的磁共振装置，其中，所述梯度线圈固定地安装在所述磁共振装置内。
19.如权利要求1至17中任一项所述的磁共振装置，其中，所述梯度线圈可在所述磁共振装置的检测空间中移动。
全文摘要
本发明涉及一种具有梯度线圈的磁共振装置，为了给该梯度线圈供电使其与一电导体装置连接，该导体装置由内导体、同轴环绕该内导体的外导体以及设置在该内、外导体之间的用于导入冷却介质的冷却管构成。
文档编号G01R33/38GK1435696SQ0310343
公开日2003年8月13日 申请日期2003年1月30日 优先权日2002年1月31日
发明者约翰·舒斯特, 斯蒂芬·斯托克 申请人:西门子公司