Bibliographic Metadata

Title
Wasser- vs. Luftgekühlte- CT – Systeme
Additional Titles
Water- vs. Aircooling- CT-Systems
AuthorBingler, Martin
Thesis advisorDeutschmann, Martin
Published2016
Date of SubmissionOctober 2016
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)Computertomographie / Wasserkühlung / Luftkühlung
Keywords (EN)computertomography / watercooling / aircooling
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Die Computertomographie, abgekürzt CT, ist ein bildgebendes Verfahren in der Radiologie. Im Gegensatz zur Röntgentomographie werden in der Computertomographie, mit Hilfe eines Computers, aus einer Vielzahl von aus verschiedenen Richtungen aufgenommener Röntgenaufnahmen eines Objektes bzw. Körperteils Schnittbilder erzeugt.

Aus den zweidimensionalen Röntgenschnittbildern wird dann ein dreidimensionales Schichtbild rekonstruiert. Mit den Schichtaufnahmen (Computertomogrammen) können Strukturen aus dem Körperinneren dreidimensional dargestellt werden. Das erlaubt es nicht nur, verschiedenste Krankheiten zu erkennen, sondern auch die Lage und Ausdehnung dieser krankhaften Veränderungen zu bestimmen. Anfang der 1970er wurde die erste CT-Aufnahme am Menschen vorgenommen. Binnen weniger Jahre avancierte die Computertomographie zu einem der wertvollsten Diagnoseverfahren der Radiologie und ist heute aus Klinik und Praxis nicht mehr wegzudenken.

In Computertomographie-Anlagen werden mittels einer Abtasteinheit – im Allgemeinen Gantry genannt – welche eine in der Regel um das Aufnahmeobjekt rotierende Röntgenquelle und ein Bildaufnahmesystem aufweist, zweidimensionale Röntgenschnittbilder erzeugt, aus denen eine hochaufgelöste digitale Organkopie erstellt wird. Die Gantry befindet sich hierbei üblicherweise in einem Gantrygehäuse, welches ringförmig um einen Untersuchungsobjekt-Aufnahmeraum angeordnet ist. Ein grundsätzliches Problem bei allen Röntgenanlagen besteht darin, dass die bei der Erzeugung der Röntgenstrahlung in der Röntgenquelle eingesetzte elektrische Energie zu 99% in Wärmeenergie umgewandelt wird. Diese im Betrieb der Röntgenquelle anfallende Wärme muss von der Röntgenquelle abgeführt werden, um die Röntgenquelle ohne eine Überhitzung über einen längeren Zeitraum betreiben zu können. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn hohe Röntgenleistungen benötigt werden. Bei Computertomographie-Anlagen kommt, wie oben erläutert, erschwerend hinzu, dass die Röntgenquelle sich in der Regel während einer radiologischen Aufnahme permanent um den Untersuchungsobjekt-Aufnahmeraum im Gantrygehäuse dreht. Aufgrund dieser ständigen Rotationsbewegung, der extrem hohen Temperaturen und der Enge des Innenraumes des Gantrygehäuses erweist sich das Ableiten der im Betrieb der Röntgenquelle anfallenden Wärme als aufwändig und problematisch. (vgl. [PAT07])

Ziel dieser Arbeiten soll es sein, die komplexen technischen Lösungen bzw. deren Probleme der derzeit vorhandenen Kühlsysteme für die Wärmeabfuhr, den baulichen und hygienischen Maßnahmen sowie die möglichen auftretenden Lärmbelastungen der unterschiedlichen Systeme aufzuzeigen.

Abstract (English)

Computed tomography, abbreviated CT, is an imaging technique in radiology. In contrast to X-ray tomography cross sectional images are generated in Computed Tomography by using a computer and recording X-ray images of an object or body part from different directions.

Those X-ray images are reconstructed to a three-dimensional tomographic image. Tomography (CT scans) enables the representation of structures from inside the body in three dimensions. This allows not only to detect a variety of diseases, but also to determine the location and extent of pathologic changes. The first CT scan was performed on humans in the early 1970s. Within a few years Computed tomography became one of the most valuable diagnostic procedures of radiology and is now an indispensable medical resource in hospitals and ambulances.

Computer tomography systems use a scanning unit - generally called gantry - which has a rotating X-ray source and a x-ray detection system, to generate cross sectional images from which a high-resolution digital organ copy is created. That gantry is usually located in a gantry housing which is arranged in a ring around an examination object-receiving space. A fundamental problem of all X-ray systems is that the electrical energy which is used for the generation of X-ray radiation in the X-ray source is converted into thermal energy by 99%. That heat must be removed from the X-ray source in order to operate without overheating over a longer period. This is especially necessary if high x-ray services are needed. Another problem with computer tomography systems is that the X-ray source usually revolves constantly around the examination object-receiving space in the gantry housing during a radiological recording. Due to this constant rotational movement, the extremely high temperatures and the limited space of the interior of the gantry housing the dissipation of heat has proved complex and problematic.

The aim of this work is to show the complex technical solutions and their problems of currently existing cooling systems for heat dissipation, the structural and hygienic measures and the possible occurring noise disturbance made by different systems.

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