用于梯度線圈的冷卻裝置及其使用方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于布置在梯度線圈（1）的兩個(gè)平面線圈（3、4、8、11、12、13）之間的冷卻裝置（25）及其使用方法，所述冷卻裝置（25）帶有至少一個(gè)第一薄膜（15）和至少一個(gè)第二薄膜（16），所述薄膜在區(qū)域內(nèi)相互連接，使得形成了用于冷卻流體的貫通的冷卻通道（17）。所述冷卻通道（17）具有分支，以此在低厚度的冷卻裝置（25）的情況下產(chǎn)生了改進(jìn)的冷卻效果。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種用于布置在梯度線圈的兩個(gè)平面線圈之間的冷卻裝置和冷卻裝置的使用方法，所述冷卻裝置帶有至少ー個(gè)第一薄膜和至少ー個(gè)第二薄膜，所述薄膜在區(qū)域內(nèi)相互連接，使得形成了用于冷卻流體的貫通的冷卻通道。
技術(shù)介紹
用于核自旋斷層成像裝置的梯度線圈包括電線圈以用于三維空間方向中的磁共振(MR)信號(hào)的位置編碼。線圈通常布置在圓柱形表面上的多個(gè)層內(nèi)。在線圈層之間布置了水冷軟管或水冷墊以作為冷卻層，以可將運(yùn)行中線圈系統(tǒng)上發(fā)生的大量損耗熱排出，且可將溫度保持在臨界溫度以下。線圈層和冷卻層分別被綁扎且整體地被真空包封。用于產(chǎn)生梯度場(chǎng)的導(dǎo)體距圓柱形表面的中心越遠(yuǎn)，則要求的電流越高，以在中心內(nèi)產(chǎn)生希望的或要求的場(chǎng)強(qiáng)度。對(duì)于通過線圈的電流I和圓柱形線圈的內(nèi)部半徑R，存在rR5的關(guān)系。在導(dǎo)體中的歐姆損耗或由此導(dǎo)致的熱量與I2成比例。因此，力求將線圈導(dǎo)體盡可能布置在其中例如布置了待檢查的患者的中心上。為此，線圈和布置在其間的冷卻層必須盡可能薄。已知的冷卻層由平行走向的冷卻軟管構(gòu)成，所述冷卻軟管曲折形地在冷卻層內(nèi)緊密包封地布置。通過冷卻軟管的厚度所確定的冷卻層的最小厚度超過5_。對(duì)于梯度線圈，需要數(shù)百米的冷卻軟管，這必須在制造中昂貴地通過手工布置在由塑料制成的支承墊上。在此布置中，在軟管的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處僅實(shí)現(xiàn)差的冷卻效果。如果在制造時(shí)在冷卻軟管的僅ー個(gè)位置處出現(xiàn)通道縮窄，則由于由冷卻軟管制成的冷卻層的線性通道結(jié)構(gòu)，就會(huì)影響整個(gè)冷卻層的冷卻效果。替代地，為冷卻而使用了帶有規(guī)則地布置的形成通道的凹部的板，所述板相互堆疊地形成了冷卻墊。這樣的冷卻墊例如從DE102007009204A1中已知。為此，將薄膜成型且相互堆疊。薄膜例如通過焊接或粘合相互連接。但已知的帶有溝槽形結(jié)構(gòu)的冷卻墊不具有良好的冷卻效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
因此，本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是給出用于布置在梯度線圈的兩個(gè)平面線圈之間的冷卻裝置及其使用方法，所述冷卻裝置具有改進(jìn)的冷卻效果、簡(jiǎn)單且廉價(jià)，其中冷卻裝置具有低的厚度。根據(jù)本專利技術(shù)的用于布置在梯度線圈的兩個(gè)平面線圈之間的冷卻裝置具有至少ー個(gè)第一薄膜和至少ー個(gè)第二薄膜，所述薄膜在區(qū)域內(nèi)相互連接，使得形成了用于冷卻流體的貫通的冷卻通道。貫通的冷卻通道具有分支。通過冷卻通道的分支，實(shí)現(xiàn)了與根據(jù)前述現(xiàn)有技術(shù)的簡(jiǎn)單的線性冷卻通道結(jié)構(gòu)相比改進(jìn)的冷卻效果。冷卻流體不僅在流動(dòng)方向上而且在橫向于流動(dòng)方向的方向上換熱且傳熱。即使在冷卻通道的縮窄位置處冷卻流體也通過分支幾乎不受阻礙地在冷卻方向上流動(dòng)。冷卻通道可形成在剛好兩個(gè)薄膜之間，特別是形成在一個(gè)直的和/或彎曲的面內(nèi)。通過使用僅兩個(gè)薄膜可將冷卻裝置制成為很薄。僅兩個(gè)線圈是廉價(jià)的，且可簡(jiǎn)單地重疊布置和連接。在薄膜的連接區(qū)域內(nèi)，可通過沖壓至少兩個(gè)薄膜而形成貫通的開ロ。所述開ロ能夠例如使用澆注物填充。由此形成了薄的、穩(wěn)定的冷卻裝置，以此可制造帶有多個(gè)線圈平面和冷卻裝置平面的梯度線圏，這允許了線圈平面距中心的短的距離。例如以樹脂澆注平面導(dǎo)致了梯度線圈的高的機(jī)械穩(wěn)定性。開ロ的直徑可在5mm至20mm的范圍內(nèi)。開ロ相互間的距離、尤其是規(guī)則的距離可在20mm至50mm的范圍內(nèi)。帶有這樣的直徑和相互間距的開ロ使得在將線圈和冷卻裝置相互交替地堆疊在例如圓柱上之后能夠?qū)崿F(xiàn)良好的澆注。即，在澆注時(shí)例如粘稠地流動(dòng)的樹脂可很好地通過開ロ分布到梯度線圈內(nèi)。在冷卻通道內(nèi)，可形成至少兩個(gè)薄膜的相互支撐，特別是通過至少兩個(gè)薄膜的點(diǎn)狀連接和/或點(diǎn)狀深拉。所述支撐防止了在制造梯度線圈時(shí)或者在線圈和冷卻裝置平面上下疊置地堆疊時(shí)和/或在澆注時(shí)冷卻通道的封閉或縮窄。冷卻通道的整體可基本上具有蜂窩狀模式。在此，結(jié)構(gòu)的蜂窩壁表現(xiàn)了冷卻通道的結(jié)構(gòu)。此模式產(chǎn)生了機(jī)械強(qiáng)度高且良好地分支的冷卻通道。薄膜的材料可由熱塑性塑料制成或包括熱塑性塑料。此材料在厚度低時(shí)具有良好的導(dǎo)熱能力，成本廉價(jià)且加工簡(jiǎn)單，特別是成型良好和/或粘合或焊接良好。薄膜的材料厚度可例如為0.1mm至0. 5mm。冷卻裝置的厚度可在Imm至5mm的范圍內(nèi)。這基本上比現(xiàn)有技術(shù)中已知的例如由冷卻軟管制成的冷卻裝置更薄。這產(chǎn)生了前述的對(duì)于梯度線圈的優(yōu)點(diǎn)，例如對(duì)于在中心內(nèi)所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度的更低需求的電流強(qiáng)度且與之相關(guān)的更低的發(fā)熱，這又要求了更低需求的冷卻功率。至少ー個(gè)第一薄膜和至少ー個(gè)第二薄膜可通過焊接和/或粘合相互連接，特別是導(dǎo)熱良好地相互連接。這產(chǎn)生了前述的薄的冷卻裝置的優(yōu)點(diǎn)。冷卻裝置可包括用于冷卻流體的至少ー個(gè)來流通道和至少ー個(gè)流出通道，所述通道具有尤其在IOmm至50mm的范圍內(nèi)的通道寬度和/或帶有對(duì)于所述至少ー個(gè)來流通道和所述至少ー個(gè)流出通道相同的通道厚度。通過來流通道和流出通道，冷卻流體可流來和流出。在所給出的通道寬度下，可防止流動(dòng)阻塞和可能形成的逆著流動(dòng)方向的回流。通過冷卻通道形成了冷卻區(qū)域，且至少ー個(gè)來流通道和至少ー個(gè)流出通道可分別布置在冷卻區(qū)域的對(duì)置的側(cè)上。可在ー個(gè)共同的側(cè)上布置與至少ー個(gè)來流通道和至少ー個(gè)流出通道的流體連接。冷卻裝置的至少ー個(gè)邊長(zhǎng)，特別是冷卻裝置的所有邊長(zhǎng)可在0. 2m至2m的范圍內(nèi)。這產(chǎn)生了很好地適合于冷卻梯度線圈的冷卻裝置。根據(jù)本專利技術(shù)的所述冷卻裝置的使用方法包括使得核自旋斷層成像裝置的梯度線圈的兩個(gè)平面線圈之間的冷卻裝置用于將在平面線圈通電時(shí)形成的熱通過在冷卻裝置中流動(dòng)的冷卻流體導(dǎo)出。可使用水作為冷卻流體。水可大量廉價(jià)地使用，且具有高的熱容量且因此具有高的冷卻效果。但也可使用另外的冷卻流體，例如油。可分別在兩個(gè)平面線圈之間使用ー個(gè)冷卻裝置，特別是帶有最小厚度的冷卻裝置。冷卻裝置和平面線圈可在多個(gè)層內(nèi)上下疊置地布置在圓柱形表面上。冷卻裝置和平面線圈能被用樹脂澆注在一起。與冷卻裝置的使用方法相聯(lián)系的優(yōu)點(diǎn)類似于前文中參考用于布置在梯度線圈的兩個(gè)平面線圈之間的冷卻裝置所述的優(yōu)點(diǎn)。附圖說明在下文中根據(jù)附圖詳細(xì)解釋本專利技術(shù)，但本專利技術(shù)不限制于此。各圖為圖1示出了沿帶有根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的冷卻管路6的梯度線圈系統(tǒng)I的橫截面的示意性橫截圖，和圖2示出了帶有根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的冷卻墊14的如在圖1中所示的梯度線圈系統(tǒng)I的示意截面圖，和圖3以俯視圖示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的冷卻墊14的原理圖，和圖4在作為沿線IV-1V的截面的橫截面中圖示了圖3的冷卻墊14，和圖5示出了形式為帶有分支的冷卻通道17的墊的根據(jù)本專利技術(shù)的冷卻裝置25的局部剖視圖，和圖6示出了帶有用于冷卻通道17的附加的支承件的如圖5所示的根據(jù)本專利技術(shù)的冷卻裝置25的局部剖視圖，和圖7示出了沿圖6中的線VI1-VII的截面，和圖8示出了帶有來流通道29和流出通道30的如圖5、圖6、圖7所示的根據(jù)本專利技術(shù)的冷卻裝置25的示意圖。具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的梯度線圈系統(tǒng)I。此梯度線圈系統(tǒng)I具有中空?qǐng)A筒形式的同心布置的層結(jié)構(gòu)2。層結(jié)構(gòu)2的各層的安裝在徑向方向上從內(nèi)向外進(jìn)行。第一中空?qǐng)A柱形層3安裝在為簡(jiǎn)化起見在附圖中未示出的圓柱形安裝輔助件的周面上。第二層4安裝在第一層3的外周面上。最內(nèi)的兩層是第一梯度線圈層3和第二梯度線圈層4，以分別產(chǎn)生各ー個(gè)橫向梯度磁場(chǎng)。在這兩個(gè)梯度線圈層3、4中構(gòu)建的梯度線圈是鞍形線圈。作為下ー層，連接了第一冷卻層5。在此，所述第一冷卻層5是在第二梯度線圈層4的外周面上曲折形地布置的冷卻管路6，以將由梯度本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于布置在梯度線圈（1）的兩個(gè)平面線圈（3、4、8、11、12、13）之間的冷卻裝置（25），所述冷卻裝置（25）帶有至少一個(gè)第一薄膜（15）和至少一個(gè)第二薄膜（16），所述薄膜在區(qū)域內(nèi)相互連接，使得形成了用于冷卻流體的貫通的冷卻通道（17），其特征在于，所述冷卻通道（17）具有分支。

【技術(shù)特征摘要】
2011.09.22 DE 102011083204.11.一種用于布置在梯度線圈(I)的兩個(gè)平面線圈(3、4、8、11、12、13)之間的冷卻裝置(25)，所述冷卻裝置(25)帶有至少一個(gè)第一薄膜(15)和至少一個(gè)第二薄膜(16)，所述薄膜在區(qū)域內(nèi)相互連接，使得形成了用于冷卻流體的貫通的冷卻通道(17)，其特征在于，所述冷卻通道(17)具有分支。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻裝置(25)，其特征在于，冷卻通道(17)形成在剛好兩個(gè)薄膜(15、16)之間，尤其是在一個(gè)直的和/或彎曲的面內(nèi)。3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻裝置(25)，其特征在于，在薄膜的連接區(qū)域(23)中通過沖壓至少兩個(gè)薄膜(15、16)而形成了貫通的開口(26)，所述開口(26)尤其能夠以澆注物填充。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷卻裝置(25)，其特征在于，開口(26)的直徑在5_至20_的范圍內(nèi)，并且/或者開口(26)相互間的距離、特別是規(guī)則的距離在20mm至50mm的范圍內(nèi)。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻裝置(25)，其特征在于，在冷卻通道(17)內(nèi)形成了至少兩個(gè)薄膜(15、16)相互的支承件(28)，尤其通過至少兩個(gè)薄膜的點(diǎn)狀的連接和/或點(diǎn)狀的深拉形成。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻裝置(25)，其特征在于，冷卻通道(17)的整體基本上具有蜂窩狀的模式。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻裝置(25)，其特征在于，薄膜(15、16)的材料由熱塑性塑料形成或包括熱塑性塑料。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻裝置(25)，其特征在于，薄膜(15、16)的材料厚度分別在0.1mm至0. 5mm的范圍內(nèi)，和/或冷卻裝置(25)的厚度在Imm至5mm的范圍內(nèi)。9.根...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：N休伯，L舍恩，S斯托克，M托拉克，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西門子公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：