[发明专利]用于梯度线圈的冷却装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于布置在梯度线圈的两个平面线圈之间的冷却装置和冷却装置的使用方法，所述冷却装置带有至少一个第一薄膜和至少一个第二薄膜，所述薄膜在区域内相互连接，使得形成了用于冷却流体的贯通的冷却通道。

背景技术

用于核自旋断层成像装置的梯度线圈包括电线圈以用于三维空间方向中的磁共振（MR）信号的位置编码。线圈通常布置在圆柱形表面上的多个层内。在线圈层之间布置了水冷软管或水冷垫以作为冷却层，以可将运行中线圈系统上发生的大量损耗热排出，且可将温度保持在临界温度以下。线圈层和冷却层分别被绑扎且整体地被真空包封。

用于产生梯度场的导体距圆柱形表面的中心越远，则要求的电流越高，以在中心内产生希望的或要求的场强度。对于通过线圈的电流I和圆柱形线圈的内部半径R，存在I~R⁵的关系。在导体中的欧姆损耗或由此导致的热量与I²成比例。因此，力求将线圈导体尽可能布置在其中例如布置了待检查的患者的中心上。为此，线圈和布置在其间的冷却层必须尽可能薄。

已知的冷却层由平行走向的冷却软管构成，所述冷却软管曲折形地在冷却层内紧密包封地布置。通过冷却软管的厚度所确定的冷却层的最小厚度超过5mm。对于梯度线圈，需要数百米的冷却软管，这必须在制造中昂贵地通过手工布置在由塑料制成的支承垫上。在此布置中，在软管的转折点处仅实现差的冷却效果。如果在制造时在冷却软管的仅一个位置处出现通道缩窄，则由于由冷却软管制成的冷却层的线性通道结构，就会影响整个冷却层的冷却效果。

替代地，为冷却而使用了带有规则地布置的形成通道的凹部的板，所述板相互堆叠地形成了冷却垫。这样的冷却垫例如从DE102007009204A1中已知。为此，将薄膜成型且相互堆叠。薄膜例如通过焊接或粘合相互连接。但已知的带有沟槽形结构的冷却垫不具有良好的冷却效果。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是给出用于布置在梯度线圈的两个平面线圈之间的冷却装置及其使用方法，所述冷却装置具有改进的冷却效果、简单且廉价，其中冷却装置具有低的厚度。

根据本发明的用于布置在梯度线圈的两个平面线圈之间的冷却装置具有至少一个第一薄膜和至少一个第二薄膜，所述薄膜在区域内相互连接，使得形成了用于冷却流体的贯通的冷却通道。贯通的冷却通道具有分支。

通过冷却通道的分支，实现了与根据前述现有技术的简单的线性冷却通道结构相比改进的冷却效果。冷却流体不仅在流动方向上而且在横向于流动方向的方向上换热且传热。即使在冷却通道的缩窄位置处冷却流体也通过分支几乎不受阻碍地在冷却方向上流动。

冷却通道可形成在刚好两个薄膜之间，特别是形成在一个直的和/或弯曲的面内。通过使用仅两个薄膜可将冷却装置制成为很薄。仅两个线圈是廉价的，且可简单地重叠布置和连接。

在薄膜的连接区域内，可通过冲压至少两个薄膜而形成贯通的开口。所述开口能够例如使用浇注物填充。由此形成了薄的、稳定的冷却装置，以此可制造带有多个线圈平面和冷却装置平面的梯度线圈，这允许了线圈平面距中心的短的距离。例如以树脂浇注平面导致了梯度线圈的高的机械稳定性。

开口的直径可在5mm至20mm的范围内。开口相互间的距离、尤其是规则的距离可在20mm至50mm的范围内。带有这样的直径和相互间距的开口使得在将线圈和冷却装置相互交替地堆叠在例如圆柱上之后能够实现良好的浇注。即，在浇注时例如粘稠地流动的树脂可很好地通过开口分布到梯度线圈内。

在冷却通道内，可形成至少两个薄膜的相互支撑，特别是通过至少两个薄膜的点状连接和/或点状深拉。所述支撑防止了在制造梯度线圈时或者在线圈和冷却装置平面上下叠置地堆叠时和/或在浇注时冷却通道的封闭或缩窄。

冷却通道的整体可基本上具有蜂窝状模式。在此，结构的蜂窝壁表现了冷却通道的结构。此模式产生了机械强度高且良好地分支的冷却通道。

薄膜的材料可由热塑性塑料制成或包括热塑性塑料。此材料在厚度低时具有良好的导热能力，成本廉价且加工简单，特别是成型良好和/或粘合或焊接良好。

薄膜的材料厚度可例如为0.1mm至0.5mm。冷却装置的厚度可在1mm至5mm的范围内。这基本上比现有技术中已知的例如由冷却软管制成的冷却装置更薄。这产生了前述的对于梯度线圈的优点，例如对于在中心内所需的磁场强度的更低需求的电流强度且与之相关的更低的发热，这又要求了更低需求的冷却功率。