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Magnetfeld unter Strom: Stromversorgung für die Magnetresonanztomographie

Dossier | Die Stromversorgung in einer Umgebung mit sehr hohem Magnetfeld ist anspruchsvoll und stößt an einige technische und physikalische Grenzen. Welche das sind und wie sie überwunden werden, zeigt das Dossier » Stromversorgung für die Magnetresonanztomographie«.

Analog Devices Bildquelle: © natali_mis/Adobe Stock

Jedes medizinsche Bildgebungssystem hat seine ganz eigenen Anforderungen an die Stromversorgung. Welche das bei der Magnetresonanztomographie sind, klärt dieses Dossier.

Aktualisiert: 25. November 2019, 08:22 Uhr

Inhaltsverzeichnis

  1. Physikalische Grundlagen der Magnetresonanztomographie
  2. Wechselwirkungen MRT und Stromversorgung
  3. Netzteile für die Magnetresonanztomographie
  4. DC-DC-Wandler für die Magnetresonanztomographie
  5. Quellen

 

Die Magnetresonanztomographie (MRT) liefert ein dreidimensionales Bild des Innern des Menschen. Im Gegensatz zu Röntgengeräten oder Computertomographen verwendet ein MRT nicht Röntgenstrahlung, sondern elektromagnetische Felder. Die Technologie ist sehr aufwändig und kompliziert. Es müssen verschiedenste Felder kombiniert werden, um die für ein 3D-Bild nötigen Informationen zu generieren. Dabei kommen starke statische Magnetfelder, die mit supraleitenden Spulen erzeugt werden, magnetische Gradientenfelder und hochfrequente Impulsfelder zum Einsatz.  Das hat auch Auswirkungen auf die Stromversorgung.


1. Physikalische Grundlagen der Magnetresonanztomographie

Die physikalische Grundlage der Magnetresonanztomographie bildet die Kernspinresonanz. Hier nutzt man die Tatsache, dass die Atomkerne von Wasserstoff (Protonen) einen Eigendrehimpuls und damit verknüpft ein magnetisches Dipolmoment besitzen. Auch manche anderen Atomkerne haben Spin und erhalten dadurch ein magnetisches Moment. mehr


2. Wechselwirkungen MRT und Stromversorgung

Wenn auch in den meisten Anwendungen die EMV der Stromversorgungen beherrschbar ist, liegen in einigen extrem anspruchsvollen Bereichen wie der Magnetresonanztomographie die Herausforderungen für die Hersteller darin, die empfindlichen Geräte nicht zu stören, aber auch nicht durch das vom Kern des MRT erzeugte Multi-Tesla-Magnetfeld gestört zu werden. mehr


3. Netzteile für die Magnetresonanztomographie

Der Betrieb eines Schaltnetzteils in einer Umgebung mit sehr hohem Magnetfeld ist anspruchsvoll und stößt an einige technische und physikalische Grenzen. Um diese zu überwinden, gehen die Konstrukteure neue Wege und kombinieren Netzteil-Topologien mit Software und anderen digitalen Technologien. mehr


4. DC-DC-Wandler für die Magnetresonanztomographie

Beim Elektronikdesign für die Magnetresonanztomographie werden die größten Anforderungen an den Datenwandler gestellt – in Bezug auf Dynamikumfang, Auflösung, Genauigkeit, Linearität und Rauschen. Dabei sind die Ansprüche an das Bauteil so unterschiedlich wie die Verfahren selbst. mehr


5. Quellen

[1] Patrick Le Fèvre: Leistungselektronik im Feld der Kräfte. Medizin+elektronik 3/2019, S. 17 – 21

[2] Anton Patyuchenko: Drahtseilakt für Datenwandler. Medizin+elektronik 3/2019, S. 31 – 35

[3] emf-info: Technik – Ausgewählte Anwendungen: Magnetresonanztomographie (o.J.), https://www.emf.ethz.ch/de/emf-info/themen/technik/ausgewaehlte-anwendungen/magnetresonanztomographie-mrt  (Stand 10. Oktober 2019)

 

Hersteller Stromversorgung für Magnetresonanztomographie

Powerbox International AB

Analog Devices Inc.