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    • 专利摘要:
    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine transversale nichtzylindrische Gradientenspule, die zumindest einen divergenten Abschnitt aufweist, sowie auf Herstellungsverfahren derartiger nichtzylindrischer, zumindest einen divergenten Abschnitt aufweisender Gradientenspulen, DOLLAR A aufweisend die folgenden Schritte: DOLLAR A - Herstellen einer planaren Fingerprint-Spule bzw. einer planaren Fingerprint-Teilspule DOLLAR A - Aufbringen und Fixieren der planaren Spule bzw. der planaren Teilspule auf einer Trägerplatte DOLLAR A - Bilden einer konischen Sattelspule (51) bzw. einer konischen Teilsattelspule (45) durch Rollen der Trägerplatte zu einer konischen Fläche (50, 46).The present invention relates to a transversal non-cylindrical gradient coil having at least one divergent section, as well as to manufacturing methods of such non-cylindrical gradient coils comprising DOLLAR A having at least one divergent section, the following steps: DOLLAR A - producing a planar fingerprint coil planar fingerprint partial coil DOLLAR A - application and fixing of the planar coil or the planar partial coil on a carrier plate DOLLAR A - forming a conical saddle coil (51) or a conical partial saddle coil (45) by rolling the carrier plate into a conical surface (50, FIG. 46).
    公开号:DE102004005278A1
    申请号:DE200410005278
    申请日:2004-02-03
    公开日:2005-08-18
    发明作者:Johann Schuster；Stefan Stocker
    申请人:Siemens AG；
    IPC主号:G01R33-385
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Kernspintomographie(synonym: Magnetresonanztomographie; MRT) wie sie in der Medizinzur Untersuchung von Patienten Anwendung findet. Dabei bezieht sichdie vorliegende Erfindung auf eine transversale nichtzylindrischeGradientenspule, die zumindest einen divergenten Abschnitt aufweist, sowieauf Herstellungsverfahren derartiger nichtzylindrischer, zumindesteinen divergenten Abschnitt aufweisender Gradientenspulen.TheThe present invention relates generally to magnetic resonance imaging(synonymous: magnetic resonance imaging; MRI) as used in medicinefor examining patients. This refersthe present invention to a transversal non-cylindricalGradient coil, which has at least one divergent section, as wellon production processes of such non-cylindrical, at leasta divergent section of gradient coils.
    [0002] DieMRT basiert auf dem physikalischen Phänomen der Kernspinresonanzund wird als bildgebendes Verfahren seit über 15 Jahren in der Medizinund in der Biophysik erfolgreich eingesetzt. Bei dieser Untersuchungsmethodewird das Objekt einem starken, konstanten Magnetfeld ausgesetzt.Dadurch richten sich die Kernspins der Atome in dem Objekt, welchevorher regellos orientiert waren, aus. Hochfrequenzwellen können nundiese „geordneten" Kernspins zu einerbestimmten Schwingung anregen. Diese Schwingung erzeugt in der MRTdas eigentliche Meßsignal,welches mittels geeigneter Empfangsspulen aufgenommen wird. Durchden Einsatz inhomogener Magnetfelder, erzeugt durch Gradientenspulen,kann dabei das Meßobjektin alle drei Raumrichtungen räumlichkodiert werden. Das Verfahren erlaubt eine freie Wahl der abzubildenden Schicht,wodurch Schnittbilder des menschlichen Körpers in allen Richtungen aufgenommenwerden können.Die MRT als Schnittbildverfahren in der medizinischen Diagnostik,zeichnet sich in erster Linie als „nicht-invasive" Untersuchungsmethodedurch ein vielseitiges Kontrastvermögen aus. Die MRT verwendetheute Anwendungen mit hoher Gradientenleistung, die bei Meßzeitenin der Größenordnung vonSekunden und Minuten eine exzellente Bildqualität ermöglichen. Die ständige technischeWeiterentwicklung der Komponenten von MRT-Geräten, und die Einführung schnellerBildgebungssequenzen eröffneteder MRT immer mehr Einsatzgebiete in der Medizin. Echtzeitbildgebungzur Unterstützungder minimalinvasiven Chirurgie, funktionelle Bildgebung in der Neurologieund Perfusionsmessung in der Kardiologie sind nur einige wenigeBeispiele.TheMRI is based on the physical phenomenon of nuclear magnetic resonanceand has been used as an imaging procedure for over 15 years in medicineand used successfully in biophysics. In this examination methodthe object is exposed to a strong, constant magnetic field.This aligns the nuclear spins of the atoms in the object, whichpreviously randomly oriented, out. High frequency waves can nowthese "ordered" nuclear spins to onestimulate specific vibration. This vibration is generated in the MRIthe actual measuring signal,which is recorded by means of suitable receiver coils. Bythe use of inhomogeneous magnetic fields generated by gradient coils,can thereby the DUTspatially in all three spatial directionsbe encoded. The method allows a free choice of the layer to be imaged,whereby sectional images of the human body are taken in all directionscan be.MRI as a cross-sectional imaging in medical diagnostics,stands out primarily as a "non-invasive" examination methodthrough a versatile contrast ability. The MRI usedtoday applications with high gradient power, which at measurement timesin the order ofSeconds and minutes allow excellent picture quality. The constant technicalFurther development of the components of MRI equipment, and the introduction of fasterImaging sequences openedMRI more and more applications in medicine. Real-time imagingfor supportminimally invasive surgery, functional imaging in neurologyand perfusion measurement in cardiology are just a fewExamples.
    [0003] 1 zeigteinen schematischen Schnitt durch ein MRT Gerät nach dem Stand der Technik. DerSchnitt zeigt weitere Komponenten eines Innenraums 21 denein Grundfeldmagnet 1 umschließt. Der Grundfeldmagnet 1 enthält supraleitendeMagnetspulen die sich in flüssigemHelium befinden und ist von einer Magnethülle 12 in Form eineszweischaligen Kessels umgeben. In dem von der Magnethülle 12 (auchMagnetgefäß genannt)umschlossenen Innenraum ist überTragelemente 7 die Gradientenspule 2 konzentrischeingehängt.Die Gradientenspule 2 besteht aus drei Teilspulen die imInnenraum 21 drei orthogonale Gradientenfelder erzeugen:eine Maxwellspule die ein zylindrisches Gradientenfeld in Patientenlängsachse(z-Achse) erzeugtund daher als axiale (Gradienten-) Spule bezeichnet wird sowie zweizueinander um 90° gedrehteSattelspulenpaare die auf der Zylindermantelfläche der Gradientenspule 2 angeordnetsind und daher als transversale zylindrische (Gradienten-) Spulebezeichnet werden. Im Inneren der Gradientenspule 2 istein Tragrohr mit der darauf aufgebrachten Hochfrequenzantenne ebenfallskonzentrisch eingebracht. Tragrohr und HF-Antenne werden im Folgendenals HF-Resonator oder als „Körperspule" (englisch: BodyCoil, BC) 13 bezeichnet. Gradientenspule 2 undKörperspule 13 stellensomit zwei ineinander geschobene Zylinder dar, die entweder einePassung aufweisen oder einen maximalen radialen Abstand – in Formeines Luftspalts – vonetwa 3 cm zueinander haben. Die HF-Antenne hat die Aufgabe, die von einemLeistungssender abgegebenen HF-Impulse in ein magnetisches Wechselfeldzur Anregung der Atomkerne des Patienten 18 umzusetzenund anschließenddas Kernresonanzsignal zu empfangen, d.h. das von dem präsidierendenKernmoment ausgehenden Wechselfeld in eine dem Empfangszweig zugeführte Spannungzu wandeln. Der obere Teil der Körperspule 13 ist über eineaus Designtechnischen Gründen trichterförmige Verkleidung 29 mitder Magnethülle 12 mechanischverbunden. Im unteren Teil des Innenraums 21 sind sogenannteZungen 30 montiert. Der Patient 18 wird auf einerPatientenliege 19 über Gleitschienen 17 indie Öffnungbzw. in den Innenraum des Systems eingefahren. Die Patientenliege istauf einem vertikal verstellbaren Tragrahmen 26 gelagert. 1 shows a schematic section through an MRI device according to the prior art. The section shows other components of an interior 21 the one basic field magnet 1 encloses. The basic field magnet 1 contains superconducting magnetic coils that are in liquid helium and is of a magnet sleeve 12 surrounded in the form of a double-shelled boiler. In the from the magnet sleeve 12 (also called magnetic vessel) enclosed interior is about supporting elements 7 the gradient coil 2 hung concentrically. The gradient coil 2 consists of three sub-coils in the interior 21 generate three orthogonal gradient fields: a Maxwell coil which generates a cylindrical gradient field in the patient's longitudinal axis (z-axis) and is therefore referred to as an axial (gradient) coil and two mutually rotated by 90 ° Sattelspulenpaare the on the cylindrical surface of the gradient coil 2 are arranged and therefore referred to as a transverse cylindrical (gradient) coil. Inside the gradient coil 2 is a support tube with the applied high-frequency antenna also introduced concentric. Support tube and RF antenna are referred to below as an RF resonator or as a "body coil" (English: Body Coil, BC) 13 designated. gradient coil 2 and body coil 13 thus represent two nested cylinders that either have a fit or have a maximum radial distance - in the form of an air gap - of about 3 cm to each other. The task of the RF antenna is to transmit the RF pulses emitted by a power transmitter into an alternating magnetic field for excitation of the nuclei of the patient 18 to implement and then to receive the nuclear magnetic resonance signal, that is, to convert the alternating field emitted by the presiding nuclear torque into a voltage applied to the receiving branch. The upper part of the body coil 13 is about funnel-shaped paneling for design reasons 29 with the magnet sleeve 12 mechanically connected. In the lower part of the interior 21 are so-called tongues 30 assembled. The patient 18 is on a patient couch 19 over slide rails 17 retracted into the opening or in the interior of the system. The patient bed is on a vertically adjustable support frame 26 stored.
    [0004] Ineiner möglichenAusgestaltung des MRT Gerätes – bei demneuartigen IFG Konzept (integrierter Feld-Erzeuger, englisch: IntegratedField Generator, IFG) – bestehendie transversalen Sattelspulenpaare aus zwei Teilhälften, alsozwei kürzerenRohren, die jeweils Gradientenspulenanteile beinhalten und durchVerschaltung die Funktionalitäteiner einzigen Gradientenspule erzeugen.Ina possibleDesign of the MRI device - in theinnovative IFG concept (integrated field generator, English: IntegratedField Generator, IFG) - existthe transversal Sattelspulenpaare of two halves, ietwo shorter onesTubes that each contain gradient coil parts and throughInterconnection the functionalitygenerate a single gradient coil.
    [0005] Diesesneuartige Konzept des Gradientenspulendesigns zeigt deutliche Vorteilebezüglichder Leistungsfähigkeit(system performance) von MR Gradientensystemen.Thisnovel concept of gradient coil design shows clear advantagesin terms ofthe efficiency(system performance) of MR gradient systems.
    [0006] Aufgabeder vorliegenden Erfindung ist es daher, die transversalen Sattelspulenweitaus komplexeren Formen anzupassen, d.h. ein Spulendesign zufinden, durch welche die transversalen Sattelspulen von einfachereneinstückigenZylinderformen abweichen. Ferner ist es Aufgabe der vorliegendenErfindung, ein Verfahren zur Herstellung derartiger neuer Gradientenspulenvorzuschlagen.taskTherefore, it is the transversal saddle coils of the present inventionto adapt to much more complex shapes, i. a coil design toothrough which the transversal saddle coils of simplerone-pieceDiverse cylinder shapes. It is also an object of the present inventionInvention, a method for producing such new gradient coilspropose.
    [0007] DieseAufgabe wird gemäß der Erfindung durchdie Merkmale der unabhängigenAnsprüche gelöst. DieabhängigenAnsprüchebilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafterWeise weiter.TheseTask is carried out according to the inventionthe characteristics of the independentClaims solved. Thedependentclaimsform the central idea of the invention in a particularly advantageousContinue.
    [0008] Beanspruchtwird ein Verfahren zur Herstellung nichtzylindrischer transversalerGradientenspulen bzw. Gradiententeilspulen mit konischem axialen Verlauffür einKernspintomographiegerätaufweisend die folgenden Schritte – Herstelleneiner planaren Fingerprint-Spule bzw. einer planaren Fingerprint-Teilspule – Aufbringenund Fixieren der planaren Spule bzw. der planaren Teilspule aufeine Trägerplatte – Bildeneiner konischen Sattelspule bzw. einer konischen Teilsattelspuledurch Rollen der Trägerplattezu einer konischen Fläche. Claimed is a method for producing non-cylindrical transversal gradient coils with a conical axial course for a magnetic resonance imaging apparatus comprising the following steps - Producing a planar fingerprint coil or a planar fingerprint subcoil - Applying and fixing the planar coil or the planar partial coil on a support plate - Forming a conical saddle coil or a conical part caliper coil by rolling the support plate to a conical surface.
    [0009] Dabeierfolgt das Herstellen einer planaren Fingerprint-Spule bzw. einerplanaren Fingerprint-Teilspule durch bekannt Formgebungsverfahren wieStanzen, Fräsen,Gießenusw. bzw. durch Einlegen des Leiters in eine planare Einlegeform.therethe production of a planar fingerprint coil or aplanar fingerprint subcoil by known shaping methods such asPunching, milling,to wateretc. or by inserting the conductor into a planar insert mold.
    [0010] Fernerwird ein Verfahren beansprucht zur Herstellung nichtzylindrischertransversaler Gradientenspulen bzw. Gradiententeilspulen mit konischem axialenVerlauf fürein Kernspintomographiegerät aufweisenddie folgenden Schritte – Herstellen einer konischenSattelspule bzw. einer konischen Teilsattelspule – Fixierender konischen Sattelspule bzw. der konischen Teilsattelspule aufdie Mantelflächeeines Trägers. Furthermore, a method is claimed for producing non-cylindrical transversal gradient coils with a conical axial course for an MRI apparatus comprising the following steps - Making a conical saddle coil or a conical part caliper coil - Fix the conical saddle coil or the conical partial saddle coil on the lateral surface of a carrier.
    [0011] VorteilhafterWeise erfolgt das Herstellen einer konischen Sattelspule bzw. einerkonischen Teilsattelspule durch bekannte Formgebungsverfahren wieStanzen, Fräsen,Gießenusw. bzw. durch Einlegen des Leiters in eine konische Einlegeform bzw.durch Aufbringen des Leiters auf einen konischen Wickeldorn bzw.auf eine konische Trägerplatte.FavorableManner, the manufacture of a conical saddle coil or aconical partial saddle coil by known shaping methods such asPunching, milling,to wateretc. or by inserting the conductor in a conical insert form orby applying the conductor to a conical mandrel oron a conical carrier plate.
    [0012] Fernerwird erfindungsgemäß ein Verfahren beanspruchtzur Herstellung nicht-zylindrischer Gradientenspulen mit konischemEndabschnitt fürein Kernspintomographiegerätaufweisend die folgenden Schritte – Herstelleneiner konischen Teilsattelspule nach einem der Ansprüche 1 bis4 – Herstelleneiner zylinderförmigenTeilsattelspule – Verbindender jeweils zugehörigenoffenen Enden der beiden Teilsattelspulen. Furthermore, according to the invention, a method is claimed for the production of non-cylindrical gradient coils with a conical end section for a nuclear spin tomography device comprising the following steps - Producing a conical partial saddle coil according to one of claims 1 to 4 - Making a cylindrical part caliper coil - Connect the respectively associated open ends of the two partial saddle coils.
    [0013] Weiterhinwird erfindungsgemäß ein Verfahrenbeansprucht zur Herstellung nicht-zylindrischer Gradientenspulenmit wenigstens einem senkrechten und/oder konischen Abschnitt für ein Kernspintomographiegerät aufweisenddie folgenden Schritte – Herstellen zweier zylinderförmiger Teilsattelspulenunterschiedlicher Radien – Fixierender zylindrischen Teilsattelspulen auf die Mantelfläche einesTrägers – Verbindender jeweils zugehörigenoffenen Enden der beiden Teilsattelspulen mit Verbindungsleitern. Furthermore, according to the invention, a method is claimed for producing non-cylindrical gradient coils having at least one vertical and / or conical section for a magnetic resonance tomography apparatus comprising the following steps - Making two cylindrical Teilattelspulen different radii - Fixing the cylindrical Teilattelspulen on the lateral surface of a carrier - Connect the respectively associated open ends of the two partial saddle coils with connecting conductors.
    [0014] Erfindungsgemäß stelltdie Flächein der die Verbindungsleiter liegen eine Kegelstumpfmantelfläche dar.According to the invention providesthe areain which the connecting conductors are a truncated cone surface.
    [0015] Ineiner weiteren Ausführungder Erfindung stellt die Flächein der die Verbindungsleiter liegen eine ebene Ringfläche dar.Inanother embodimentThe invention provides the surfacein which the connecting conductors are a flat annular surface.
    [0016] VorteilhafterWeise sind die Verbindungsleiter erfindungsgemäß Bestandteil einer oder beider Teilsattelspulenund werden zum Verbinden mit den jeweiligen korrespondierenden Endender korrespondierenden Teilsattelspule entsprechend gebogen.FavorableWay are the connecting conductors according to the invention part of one or both Teilattelspulenand are for connecting to the respective corresponding endsthe corresponding partial saddle coil bent accordingly.
    [0017] DasVerbinden erfolgt erfindungsgemäß durchSchweißen,Löten,Crimpen ect.TheConnecting takes place according to the inventionWelding,Soldering,Crimping ect.
    [0018] Eswird ferner eine transversale Gradientenspule beansprucht für ein Magnetresonanztomographiegerät, wobeidie Sattelspule erfindungsgemäß zumindesteinen divergenten Abschnitt aufweist.ItFurthermore, a transverse gradient coil is claimed for a magnetic resonance tomography device, whereinthe saddle coil according to the invention at leasthas a divergent section.
    [0019] Ineiner möglichenAusführungsformder erfindungsgemäßen Gradientenspulebildet der divergente Abschnitte eine senkrechte Stufe zur axialen Achse.Ina possibleembodimentthe gradient coil according to the inventionthe divergent sections form a vertical step to the axial axis.
    [0020] Ineiner weiteren Ausführungsformverläuft derdivergente Abschnitt konisch.Ina further embodimentruns thedivergent section conical.
    [0021] Fernererstreckt sich der divergente Abschnitt über einen Endabschnitt derGradientenspule bzw. überdie gesamte Längeder Gradientenspule.Furtherthe divergent section extends over an end portion of theGradient coil or overthe entire lengththe gradient coil.
    [0022] WeitereVorteile, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindungwerden nun anhand von Ausführungsbeispielenbezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.FurtherAdvantages, features and characteristics of the present inventionwill now be based on embodimentswith reference to the accompanying drawings.
    [0023] 1 zeigteinen schematischen Schnitt durch ein MRT-Gerät mit zylindrischer einteiligerGradientenspule nach dem Stand der Technik. 1 shows a schematic section through an MRI apparatus with cylindrical one-piece gradient coil according to the prior art.
    [0024] 2A zeigtdie Draufsicht auf die obere Hälfteeiner transversalen Sattelspule die zwei unterschiedliche Zylinderradienaufweist. 2A shows the top view of the upper half of a transversal saddle coil having two different cylinder radii.
    [0025] 2B zeigtim Querschnitt die verbundenen Teilsattelspulen mit rechtwinkligem Übergang. 2 B shows in cross-section the connected saddle coils with right-angled transition.
    [0026] 2C zeigtperspektivisch die obere Hälfte einertransversalen Sattelspule gemäß 2A. 2C shows in perspective the upper half of a transversal saddle coil according to 2A ,
    [0027] EinzelheitA zeigt den vergrößerten Abschnittdes Übergangsbeider Teilsattelspulen.detailA shows the enlarged sectionof the transitionboth partial saddle coils.
    [0028] 3A zeigtin der Draufsicht die obere Hälfteeiner transversalen Sattelspule die zwei unterschiedliche Zylinderradienaufweist bei konischem Übergang. 3A shows in plan view, the upper half of a transversal saddle coil having two different cylinder radii at conical transition.
    [0029] 3B zeigtdie transversale Sattelspule mit konischem Übergang gemäß 3A imQuerschnitt. 3B shows the transversal saddle coil with conical transition according to 3A in cross section.
    [0030] 3C zeigtperspektivisch die obere Hälfte einertransversalen Sattelspule gemäß 3A. 3C shows in perspective the upper half of a transversal saddle coil according to 3A ,
    [0031] EinzelheitB zeigt den vergrößerten Abschnittdes konischen Übergangs.detailB shows the enlarged sectionthe conical transition.
    [0032] 4A zeigtin der Draufsicht die obere Hälfteeiner transversalen Sattelspule mit einem zylinderförmigen Abschnittund einem konischen Endabschnitt. 4A shows in plan view, the upper half of a transversal saddle coil with a cylindrical portion and a conical end portion.
    [0033] 4B zeigtim Querschnitt die verbundenen Teilsattelspulen mit stumpfwinkligem Übergang. 4B shows in cross-section the connected saddle coils with an obtuse transition.
    [0034] 4C zeigtdie obere Hälfteder Sattelspule gemäß 4A perspektivisch. 4C shows the upper half of the saddle coil according to 4A perspective.
    [0035] EinzelheitC zeigt den stumpfwinkligen Übergangvergrößert.detailC shows the obtuse transitionincreased.
    [0036] 5A zeigtin der Draufsicht die obere Hälfteeiner transversalen Sattelspule mit konischem Verlauf. 5A shows in plan view the upper half of a transversal saddle coil with conical course.
    [0037] 5B zeigtdie obere Hälfteder konischen transversalen Sattelspule nach 5A imQuerschnitt. 5B indicates the upper half of the conical transverse saddle coil 5A in cross section.
    [0038] 5C zeigtdie obere Hälfteder konischen transversalen Sattelspule perspektivisch. 5C shows the upper half of the conical transverse saddle coil in perspective.
    [0039] Derobere Teil einer einfachen modifizierten Ausbildung einer Gradientenspulenach dem EFG Konzept (nicht einstückig zylindrisch mit zumindest einemdivergenten Abschnitt) ist in den 2A, 2B und 2C dargestellt.Er besteht in der Anordnung zweier sattelförmiger Teilsattelspulen 31,32 aufjeweils zwei Halbschalen 33,34 mit jeweils unterschiedlichenZylinderradien und rechtwinkligem Übergang 36 zwischenden beiden Halbschalen 33,34 und damit den Teilsattelspulen 31,32.Der rechtwinklige Übergangstellt somit einen divergenten Abschnitt der Gradientenspule dar,durch den die ge samte Gradientenspule ihre Zylinderform verliert. In 2A isteine solche Spule in der Draufsicht dargestellt. Der rechtwinklige Übergang 36 wirdanhand 2B deutlich: durch den unterschiedlichenRadius beider aneinandergefügtenoberen Halbschalen 33,34 entsteht ein senkrechtzur Zylinderachse stufenförmigerdivergenter Abschnitt 36, über den beide (offenen) Teilsattelspulen 31,32 nichtdirekt aneinandergefügtwerden können.Die Teilsattelspulen in Form sattelförmiger (Fingerprint) Spulen 31,32 werdendemnach geteilt hergestellt, wobei die Teilung in einer Ebene 36 senkrechtzur Zylinderachse erfolgt. Das Verbinden beider einzeln gefertigtenTeilsattelspulen 31,32 erfolgt gemäß EinzelheitA durch Löten, Schweißen, Crimpenoder weiteren Klemmverbindungen von Verbindungsleitern 35 (bzw.Verbindungsleiterabschnitten) mit den offenen jeweils zugehörigen Leiterendender Teilsattelspulen 31,32.The upper part of a simple modified design of a gradient coil according to the EFG concept (not integrally cylindrical with at least one divergent section) is in the 2A . 2 B and 2C shown. It consists in the arrangement of two saddle-shaped partial saddle coils 31 . 32 on each half shells 33 . 34 each with different cylinder radii and right-angle transition 36 between the two half-shells 33 . 34 and thus the partial saddle coils 31 . 32 , The right-angled transition thus represents a divergent section of the gradient coil through which the entire gradient coil loses its cylindrical shape. In 2A such a coil is shown in plan view. The right-angle transition 36 is based 2 B clearly: due to the different radius of both upper half shells joined together 33 . 34 creates a perpendicular to the cylinder axis step-shaped divergent section 36 over which both (open) partial saddle coils 31 . 32 can not be joined together directly. The partial saddle coils in the form of saddle-shaped (fingerprint) coils 31 . 32 are therefore made divided, with the division in one plane 36 perpendicular to the cylinder axis. The connection of both individually manufactured partial saddle coils 31 . 32 takes place according to detail A by soldering, welding, crimping or other terminal connections of connecting conductors 35 (or connecting conductor sections) with the open respectively associated conductor ends of the Teilattelspulen 31 . 32 ,
    [0040] DieHerstellung der Teilsattelspulen kann nach herkömmlichem Stand der Technikerfolgen, indem der elektrische Leiter beispielsweise in eine Wickelformeingelegt oder auf eine Wickelvorrichtung aufgewickelt wird undanschließendmit einem Trägermaterial(typischerweise einer 1mm glasfaserverstärkten Epoxydplatte) verklebtund auf den entsprechenden Radius gebogen oder geformt wird. Das Trägermaterialbildet die entsprechende Halbschale 33,34, dieeine mechanische (Lage) Fixierung der Teilsattelspule 31,32 ermöglicht.Die Lagefixierung der Teilsattelspule 31,32 erfolgterfindungsgemäß auf einemMontagedorn, dessen Geometrie die Form der späteren Gradientenspule bestimmt.In einem letzten Abschnitt der Gradientenspulen-Herstellung werden diejeweils zugehörigenoffenen Leiterenden der Teilsattelspulen 31,32 durchLöten,Schweißen, Crimpenect. mit Verbindungsleitern 35 (Leiterstücke) elektrischso verbunden, dass eine durchgehende Transversalspulenwicklung über beideHalbschalen bzw. Teilsattelspulen hinweg entsteht. In 2C ist dieobere Hälfteeiner solchen transversalen nichtzylindrischen Gradientenspule perspektivischdargestellt. Zu sehen sind beide aneinandergefüg ten Halbschalen 33,34 (alsformgebende Trägersättel) mit denentsprechenden Teilsattelspulen 31,32, die im Bereichder Divergenz 36 durch radial angeordnete Verbindungsleiter 35 zueiner durchgehenden oberen Transversalspulenwicklung verbunden sind.The manufacture of the partial saddle coils can be carried out according to the conventional art, for example, by inserting the electrical conductor in a winding form or wound on a winding apparatus and then with a support material (typically a 1mm glass fiber reinforced epoxy) glued and bent or formed to the appropriate radius. The carrier material forms the corresponding half shell 33 . 34 , which provides a mechanical (position) fixation of the partial saddle coil 31 . 32 allows. The position fixation of the partial saddle coil 31 . 32 takes place according to the invention on an assembly mandrel whose geometry determines the shape of the later gradient coil. In a final section of the gradient coil production, the respective associated open conductor ends of the partial saddle coils 31 . 32 by soldering, welding, crimping ect. with connecting conductors 35 (Conductor pieces) electrically connected so that a continuous Transversalspulenwicklung over both half-shells or Teilattelspulen away arises. In 2C the upper half of such a transverse non-cylindrical gradient coil is shown in perspective. You can see both joined half shells 33 . 34 (as a shaping carrier saddle) with the corresponding Teilattelspulen 31 . 32 that are in the range of divergence 36 through radially arranged connecting conductors 35 are connected to a continuous upper transverse coil winding.
    [0041] Diegesamte transversale Gradientenspule zur Erzeugung eines Gradientenfeldesin definierter transversaler (X- bzw. Y-) Richtung (nicht dargestellt) wirddurch die Kombination der Spulen 31,32 und Halbschalen 33,34 gemäß 2B miteiner komplementärenunteren Anordnung gebildet.The entire transverse gradient coil for generating a gradient field in a defined transverse (X or Y) direction (not shown) is determined by the combination of the coils 31 . 32 and half-shells 33 . 34 according to 2 B formed with a complementary lower arrangement.
    [0042] Ineiner weiteren erfindungsgemäßen Ausbildungeiner transversalen nichtzylindrischen Gradientenspule wird derdivergente Abschnitt 37 zwischen den beiden Halbschalen 40,41 feldwirksamgenutzt, indem die Verbindungsleiter 42 relativ zur Spulenachse(zur Symmetrieachse) konisch verlaufend angeordnet werden. In 3A isteine solche Spule in der Draufsicht dargestellt. Der konische kegelstumpfförmige Übergang 37 wirdauch anhand der 3B und 3C deutlich.Gemäß EinzelheitB.1 können dieVerbindungsleiter 42 geradlinig zwischen den offenen Leiterendender entsprechenden Teilsattelspulen 38,39 erfindungsgemäß auf einemebenso konischen Abschnitt 37 (Unterlage) des erwähnten Montagedornsverlegt werden. Nach dem Ausführender Verbindung 43 gemäß des beschriebenenVerfahrens (Löten,Schweißen,Crimpen etc.) sind die Verbindungsleiter 42 dann gleichzeitigin ihrer Lage fixiert.In a further embodiment of a transversal non-cylindrical gradient coil according to the invention, the divergent section becomes 37 between the two half-shells 40 . 41 used field by the connecting conductors 42 be arranged tapered relative to the coil axis (to the axis of symmetry). In 3A is such a coil in the top view shown. The conical frustoconical transition 37 is also based on the 3B and 3C clear. According to detail B.1, the connecting conductors 42 straight between the open conductor ends of the corresponding partial saddle coils 38 . 39 according to the invention on an equally conical section 37 (Underlay) of the assembly mandrel mentioned are laid. After running the connection 43 according to the described method (soldering, welding, crimping, etc.) are the connecting conductors 42 then fixed in position at the same time.
    [0043] Alternativzu einer genauen Positionierung der Verbindungsleiter 42 aufeinem konischen Abschnitt des Montagedorns können die Verbindungsleiter 42 ineine ebene Wickelform eingelegt oder auf eine ebene Trägerplattefixiert und in beiden Fällen zukonischen (Kegelmantel-Flächen)gerollt werden. In einem weiteren Schritt wird dann die Verbindung zwischenden beiden Halbschalen 40,41 und letztendlichzwischen den offenen Leiterenden der beiden Teilsattelspulen 38,39 geschaffen.Alternatively to a precise positioning of the connection conductor 42 on a conical section of the assembly mandrel, the connecting conductors 42 placed in a flat winding form or fixed on a flat support plate and rolled in both cases to conical (conical surfaces). In a further step then the connection between the two half-shells 40 . 41 and finally between the open conductor ends of the two saddle coils 38 . 39 created.
    [0044] Genausoist es möglicherfindungsgemäß bei derFertigung der Teilsattelspulen die offenen Leiterenden entwederder ersten 39 oder der zweiten Teilsattelspule 38 derartverlängertauszubilden, dass allein durch Verbiegen der Verlängerungeneine konisch verlaufende Verbindung beider Teilsattelspulen erfolgtund nur eine Schweiß-Löt-Crimp-Verbindung etc. 43 prooffenes Ende geschaffen werden muss (B.2, B.3). Auf die Fertigunggeeignet langer Verbindungs-Leiterstücke 42 kann dann verzichtetwerden. Dieses eben beschriebene Verfahren kann im übrigen auchbei einem rechtwinkligen divergenten Abschnitt zwischen den Teilsattelspulenangewendet werden (siehe Einzelheit A.2, A.3).It is equally possible according to the invention in the manufacture of the partial saddle coils, the open conductor ends either the first 39 or the second partial saddle coil 38 form extended so that only by bending the extensions a conical connection of both partial saddle coils takes place and only a welding solder crimp connection, etc. 43 must be created per open end (B.2, B.3). On the production of suitable long connecting conductor pieces 42 can then be dispensed with. Incidentally, this method just described can also be applied to a right-angled divergent section between the partial saddle coils (see details A.2, A.3).
    [0045] Ineiner weiteren erfindungsgemäßen Ausbildungeiner transversalen Gradientenspule erstreckt sich der divergenteAbschnitt der Spule übereinen gesamten Endabschnitt 46 der Spule. In 4A ist beispielsweiseeine Gradientenspule dargestellt, deren linke Teilsattelspule 44 aufeiner zylindrischen Halbschale 47 und deren rechte Teilsattelspule 45 konischverläuftbzw. einer konischen Halbschale 46 aufgeprägt wurde.Auch hier entfallen diverse Verbindungsleiter. Linke und rechteTeilsattelspule 44,45 werden an den entsprechendenStellen 48 nach erwähntenVerfahren verbunden r (Einzelheit C).In a further embodiment of a transverse gradient coil according to the invention, the divergent section of the coil extends over an entire end section 46 the coil. In 4A For example, a gradient coil is shown, the left part of the saddle coil 44 on a cylindrical half-shell 47 and the right part of the saddle coil 45 conical runs or a conical half shell 46 was imprinted. Here, too, account for various connection conductors. Left and right partial saddle coil 44 . 45 be in the appropriate places 48 connected by the mentioned method r (Detail C).
    [0046] Ineiner weiteren erfindungsgemäßen Ausbildungeiner transversalen Gradientenspule erstreckt sich der divergenteAbschnitt der Spule überdie gesamte Spulenlänge.In den 5A, 5B und 5C beispielsweiseist der obere Teil einer solchen Gradientenspule 51 dargestellt,welcher aus einer einzigen Fingerprint-Sattelspule besteht, dieeiner konischen kegelstumpfförmigenHalbschale 50 erfindungsgemäß aufgeprägt wurde. In diesem Falle sindkeine Teilsattelspulen zu verbinden, so dass obige Verbindungstechnikennicht erforderlich sind, bzw. Verbindungsleiter entfallen.In a further embodiment of a transverse gradient coil according to the invention, the divergent section of the coil extends over the entire coil length. In the 5A . 5B and 5C for example, the upper part of such a gradient coil 51 shown, which consists of a single fingerprint saddle coil, the conical frustoconical half-shell 50 imprinted according to the invention. In this case, no partial saddle coils are to be connected, so that the above connection techniques are not required or connecting conductors are omitted.
    [0047] UmSpulenwicklungen und Verbindungsleiter insbesondere Sattelspulenbzw. Teilsattelspulen gemäß 3A bis 5C konischenFlächen(Kegelmantenflächen)aufzuprägenbzw. axialkonischen Verlauf zu geben, können erfindungsgemäß konischeWickeldorne, konische (Einlege-)Wickelformen oder formbare Trägerplattenverwendet werden, die erfindungsgemäß mit bekannten Formgebungsverfahrenkombiniert werden können(Stanzen, Fräsen, Gießen, ect.).So ist es beispielsweise auch möglich, dieTeilsattelspulen bzw. die Verbindungsleiter aus einer Leiterfläche herauszustanzenoder herauszufräsenbzw. unter Verwendung einer entsprechenden Gußform zu gießen. Hierbeikann die konische Formgebung bereits im Rahmen dieses Herstellungsprozessesoder aber in beschriebener Weise hinterher erfolgen.To coil windings and connecting conductors in particular saddle coils or Teilattelspulen according to 3A to 5C Conical surfaces (conical mating surfaces) impart or axial conical course can be used according to the invention conical mandrels, tapered (insert) winding shapes or moldable carrier plates, which can be combined according to the invention with known shaping processes (stamping, milling, casting, ect.). For example, it is also possible to punch out or mill out the partial saddle coils or the connecting conductors from a conductor surface or to cast them using a corresponding casting mold. In this case, the conical shaping can be carried out already in the context of this manufacturing process or in the manner described later.
    [0048] Weiterhinsei angemerkt, dass der erfinderische Gedanke weitaus komplexereVerlaufsformen von transversalen Gradientenspulen umfasst. So wäre es beispielsweisedenkbar eine Gradientenspule aus mehreren divergenten Abschnittenin Kombination mit unterschiedlichen Teilsattelspulen beliebigeraxialer Verläufeauszubilden (beispielsweise parabel- und/oder charlottenförmig).FartherIt should be noted that the inventive idea is much more complexIncludes waveforms of transverse gradient coils. That's the way it would beconceivable a gradient coil of several divergent sectionsin combination with different partial saddle coils of any kindaxial coursesform (for example, parabolic and / or Charlottenförmig).
    [0049] Fernerist das oben dargelegte Spulendesign nicht nur auf Gradientenspulenbeschränktsondern kann erfindungsgemäß auf Sekundärspulen(Shimspulen) erweitert werden.Furtheris the coil design presented above not only on gradient coilslimitedbut can according to the invention on secondary coils(Shim coils) are extended.
    权利要求:
    Claims (15)
    [1]
    Verfahren zur Herstellung nichtzylindrischer transversalerGradientenspulen bzw. Gradiententeilspulen mit konischem axialenVerlauf fürein Kernspintomographiegerätaufweisend die folgenden Schritte – Herstellen einer planarenFingerprint-Spule bzw. einer planaren Fingerprint-Teilspule – Aufbringenund Fixieren der planaren Spule bzw. der planaren Teilspule aufeiner Trägerplatte – Bildeneiner konischen Sattelspule (51) bzw. einer konischen Teilsattelspule(45) durch Rollen der Trägerplatte zu einer konischenFläche(50,46)Method for producing non-cylindrical transversal gradient coils with a conical axial course for an MRI apparatus comprising the following steps: - producing a planar fingerprint coil or a planar fingerprint partial coil - applying and fixing the planar coil or the planar partial coil on a carrier plate Forming a conical saddle coil ( 51 ) or a conical partial saddle coil ( 45 ) by rolling the carrier plate into a conical surface ( 50 . 46 )
    [2]
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das Herstellen einer planaren Fingerprint-Spule bzw. einerplanaren Fingerprint-Teilspule durch Formgebungsverfahren wie Stanzen,Fräsen, Giessenoder durch Einlegen des Leiters in eine planare Einlegeform erfolgt.Method according to claim 1, characterized in thatthat the production of a planar fingerprint coil or aplanar fingerprint subcoil by shaping methods such as punching,Milling, castingor by inserting the conductor into a planar insert mold.
    [3]
    Verfahren zur Herstellung nichtzylindrischer transversalerGradientenspulen bzw. Gradiententeilspulen mit konischem axialenVerlauf fürein Kernspintomographiegerätaufweisend die folgenden Schritte – Herstellen einer konischenSattel-Spule (51) bzw. einer konischen Teilsattelspule(45) – Fixierender konischen Sattel-Spule (51) bzw. der konischen Teilsattelspule(45) auf der Mantelfläche einesTrägers(46,50)Process for the preparation of non-cylindrical Transverse gradient coils with conical axial course for an MRI apparatus comprising the following steps: - making a conical saddle coil ( 51 ) or a conical partial saddle coil ( 45 ) - fixing the conical saddle coil ( 51 ) or the conical partial saddle coil ( 45 ) on the lateral surface of a carrier ( 46 . 50 )
    [4]
    Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass das Herstellen einer konischen Sattel-Spule (51) bzw.einer konischen Teilsattelspule (45) durch Formgebungsverfahrenwie Stanzen, Fräsen,Giessen durch Einlegen des Leiters in eine konische Einlegeformbzw. durch Aufbringen des Lei ters auf einen konischen Wickeldornbzw. auf eine konische Trägerplatteerfolgt.Method according to claim 3, characterized in that the production of a conical saddle coil ( 51 ) or a conical partial saddle coil ( 45 ) by forming method such as stamping, milling, casting by inserting the conductor in a conical insert form or by applying the Lei age on a conical mandrel or on a conical support plate.
    [5]
    Verfahren zur Herstellung nichtzylindrischer Gradientenspulenmit konischem Endabschnitt für einKernspintomographiegerätaufweisend die folgenden Schritte – Herstellen einer konischenTeilsattelspule (45) nach einem der Ansprüche 1 bis4 – Herstelleneiner zylinderförmigenTeilsattelspule (44) – Verbinden der jeweils zugehörigen offenenEnden der beiden Teilsattelspulen (44,45)Method for producing non-cylindrical gradient coils with a conical end section for an MRI apparatus comprising the following steps: - producing a conical partial saddle coil ( 45 ) according to one of claims 1 to 4 - producing a cylindrical part caliper coil ( 44 ) - connecting the respectively associated open ends of the two partial saddle coils ( 44 . 45 )
    [6]
    Verfahren zur Herstellung nichtzylindrischer Gradientenspulenmit wenigstens einem senkrechten (36) und/oder konischem Abschnitt(37) fürein Kernspintomographiegerätaufweisend die folgenden Schritte – Herstellen zweier zylinderförmiger Teilsattelspulen (38,39)unterschiedlicher Radien – Fixierender zylindrischen Teilsattelspulen auf der Mantelfläche einesTrägers(40,41) – Verbindender jeweils zugehörigenoffenen Enden der beiden Teilsattelspulen (38,39)mit Verbindungsleitern (35,42).Method for producing non-cylindrical gradient coils with at least one vertical (36) and / or conical section ( 37 ) for an MRI unit comprising the following steps - producing two cylindrical partial saddle coils ( 38 . 39 ) of different radii - fixing of the cylindrical Teilattelspulen on the lateral surface of a carrier ( 40 . 41 ) - connecting the respectively associated open ends of the two partial saddle coils ( 38 . 39 ) with connecting conductors ( 35 . 42 ).
    [7]
    Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass die Flächein der die Verbindungsleiter (42) liegen eine Kegelstumpfmantelfläche darstellt.Method according to claim 6, characterized in that the surface in which the connecting conductors ( 42 ) represent a truncated cone surface.
    [8]
    Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass die Flächein der die Verbindungsleiter (35) liegen eine ebene Ringfläche darstellt.Method according to claim 6, characterized in that the surface in which the connecting conductors ( 35 ) are a flat annular surface represents.
    [9]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dassdie Verbindungsleiter (35,42) Bestandteil eineroder beider Teilsattelspulen (31,32 bzw. 38,39)sind und zum Verbinden mit den jeweiligen korrespondierenden Endender korrespondierenden Teilsattelspule entsprechend gebogen werden.Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that the connecting conductors ( 35 . 42 ) Component of one or both partial saddle coils ( 31 . 32 respectively. 38 . 39 ) and are bent to connect with the respective corresponding ends of the corresponding partial caliper coil accordingly.
    [10]
    Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass das Verbinden durch Schweißen,Löten oderCrimpen erfolgt.Method according to one of claims 6 to 9, characterizedthat joining by welding,Soldering orCrimping takes place.
    [11]
    Transversale Gradientenspule für ein Magnetresonanztomographiegerät dadurchgekennzeichnet, dass die Sattelspule zumindest einen divergentenAbschnitt (36,37) aufweist.Transverse gradient coil for a magnetic resonance tomography apparatus, characterized in that the saddle coil has at least one divergent section ( 36 . 37 ) having.
    [12]
    Gradientenspule nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass der divergente Abschnitt (36) eine Stufe senkrechtzur axialen Achse bildet.Gradient coil according to claim 11, characterized in that the divergent section ( 36 ) forms a step perpendicular to the axial axis.
    [13]
    Gradientenspule nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass der divergente Abschnitt (37) konisch verläuft.Gradient coil according to claim 11, characterized in that the divergent section ( 37 ) is conical.
    [14]
    Gradientenspule nach einem der Ansprüche 11 bis13, dadurch gekennzeichnet, dass sich der divergente Abschnitt über einenEndabschnitt (46) der Gradientenspule erstreckt.Gradient coil according to one of Claims 11 to 13, characterized in that the divergent section extends over an end section ( 46 ) of the gradient coil extends.
    [15]
    Gradientenspule nach einem der Ansprüche 11 bis13, dadurch gekennzeichnet, dass sich der divergente Abschnitt (50) über diegesamte Längeder Gradientenspule erstreckt.Gradient coil according to one of Claims 11 to 13, characterized in that the divergent section ( 50 ) extends over the entire length of the gradient coil.
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