CN104583793B - 能在不同转换速率工作的mri梯度放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于由梯度放大器(222)向磁共振成像系统(100)的梯度线圈(107、207)供应电流的方法,所述方法包括:由电源(241)将第一水平的电压供应到所述梯度放大器的输出部以在所述梯度线圈(107、207)中生成梯度电流从而以第一转换速率产生磁梯度场,其中,所述转换速率被设定到第一值,将所述转换速率重置到第二值,比较所述第二值与所述第一值,并且在所述第二值不同于所述第一值时将所述电压调节到第二水平。

Description

能在不同转换速率工作的MRI梯度放大器
技术领域
本发明涉及磁共振成像,尤其涉及用于磁共振成像系统的磁场梯度线圈的电源。
背景技术
在磁共振成像(MRI)中,梯度放大器通常被用于为磁场梯度线圈提供电流,以提供对位于磁场中的原子自旋的空间编码。这些梯度放大器的特征通常在于所生成的电流波形的高峰值功率和高精度。
MRI扫描的中相当的部分可以仅要求所生成的电流波形的转换速率低于由MRI系统初始提供的转换速率。对于那些扫描,初始转换速率被降低。
美国专利5646835公开了一种串联谐振变换器,其中电压控制振荡器和相位延迟用于控制开关(IGBT门控)以响应于变化的负荷需要。
发明内容
本发明的实施例的目标是提供一种用于向梯度线圈供应电流的方法、一种磁共振成像系统、一种梯度放大器以及一种计算机程序产品。所述目标通过独立权利要求的主题得以解决。在从属权利要求中描述了有利的实施例。
本领域技术人员将认识到,本发明的各方面可以被实现为装置、方法或计算机程序产品。因此,本发明的各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合了软件与硬件方面的实施例的形式,在本文中全部可以一般地称作“电路”、“模块”或“系统”。此外,本发明的各方面可以采取被实现在计算机可执行代码被表示在其上的一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式。
参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图示和/或框图,来描述本发明的各方面。要理解,流程图、图示和/或框图中的每个框或部分都能通过计算机程序指令来实施,其在适用时为计算机可执行代码的形式。还要理解,在不互相排斥时,可以组合不同的流程图、图示和/或框图中的框的组合。这些计算机程序指令可以被提供到通用计算机、专用计算机的处理器、或其他可编程数据处理装置,以产生机器,使得经由所述计算机的所述处理器或其他可编程数据处理装置运行的所述指令,创建用于实施在所述流程图和/或框图或框中指定的功能/行为的单元。
可以使用一个或多个计算机可读介质的任意组合。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。本文中使用的“计算机可读存储介质”涵盖可以存储可由计算设备的处理器运行的指令的任意有形存储介质。所述计算机可读存储介质可以被称作计算机可读非瞬态存储介质。所述计算机可读存储介质也可以被称作有形计算机可读介质。在一些实施例中,计算机可读存储介质也可以能够存储能够被所述计算设备的所述处理器访问的数据。计算机可读存储介质的范例包括,但不限于:软盘、磁性硬盘驱动器、固态硬盘、闪存、USB拇指驱动器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘、磁光盘,以及所述处理器的寄存文件。光盘的范例包括压缩盘(CD)和数字多用盘(DVD),例如CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质也指能够经由网络或通信链路被所述计算机设备访问的各种类型的记录介质。例如可以通过调制解调器、通过互联网或通过局域网来检索数据。可以使用任意合适的介质来传输被实现在计算机可读介质上的计算机可执行代码,包括但不限于无线、连接线、光纤线缆、RF等等,或者前述项的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括利用计算机可执行代码被实现在其中的传播的数据信号,例如,基带中的或作为载波的部分。这样的传播信号可以采取多种形式中的任一种,包括,但不限于电磁的、光学的、或它们的任意合适的组合。计算机可读信号介质可以不是计算机可读存储介质,并且能够通信、传播或传输程序,用于由指令运行系统、装置或设备使用,或结合指令运行系统、装置或设备使用。
“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是可由处理器直接访问的任意存储器。“计算机存储设备”或“存储设备”是计算机可读存储介质另外的范例。计算机存储是任意非易失性计算机可读存储介质。在一些实施例中,计算机存储设备也可以是计算机存储器,反之亦然。
本文中使用的“用户接口”是允许用户或操作者与计算机或计算机系统交互的接口。“用户接口”也可以被称作“人机交互接口”。用户接口可以向操作者提供信息或数据和/或从操作和接收信息或数据。用户接口可以使能来自操作者的要被所述计算机接收的输入,并且可以从所述计算机提供到所述用户的输出。换言之,所述用户接口可以允许操作者控制或操纵计算机,并且所述接口可以允许所述计算机指示所述操作者的控制或操纵的作用。数据或信息在显示器或图像用户界面上的显示是向操作者提供信息的范例。通过键盘、鼠标、轨迹球、触摸板、指示杆、图形输入板、操纵杆、游戏手柄、网络摄像头、头戴式受话器、变速杆、转向盘、踏板、有线手套、跳舞毯、遥控器和加速度计都是使得能够从操作者接收信息或数据的用户接口部件的范例。
本文中使用的“硬件接口”涵盖使得计算机系统的处理器能够与外部计算设备和/或装置交互和/或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理器将控制信号或指令发送到外部计算设备和/或装置。硬件接口也可以使得处理器能够与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括,但不限于:通用串行总线、IEEE 1394端口、并行端口、IEEE 1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口,和数字输入接口。
本文中使用的“处理器”涵盖能够运行程序或机器可执行指令的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的引用应被解释为可能包含多于一个处理器或处理核。所述处理器例如可以是多核处理器。处理器也可以指单个计算机系统内的或分布在多个计算机系统上的多个处理器的集合。术语计算设备也应被解释为可能指多个计算设备的集合或网络,每个计算设备均包括一个或多个处理器。许多程序可以让它们的指令由可以在相同的计算设备内的或者可以甚至被分布在多个计算上合并上的多个处理器执行。
磁共振图像数据在本文中被定义为是对在磁共振成像扫描期间由磁共振装置的天线的原子自旋发射的射频信号所记录的测量结果。磁共振成像(MRI)图像在本文中被定义为是对所述磁共振成像数据内包含的解剖数据所重建的二维或三维可视化。该可视化能够使用计算机来执行。
本文中使用的“桥接器”涵盖带有电压供应和四个开关元件的电路,所述四个开关元件被用于将所述电压供应与所述桥接器电路的输出部连接。所述开关元件允许切换由所述桥接器电路输出的电压的极性。
在一个方面,本发明涉及一种包括梯度线圈的磁共振成像系统。所述磁共振成像系统还包括用于向所述梯度线圈供应电流的梯度放大器。所述梯度放大器的输出部连接到所述梯度线圈。所述梯度放大器包括电源,用于向所述梯度放大器的输出部供应第一水平的电压以在所述梯度线圈中生成梯度电流,从而以一转换速率产生磁梯度场。所述转换速率被设定到第一值。
所述梯度放大器可以还包括功率电子组(power electronic stack)。所述功率电子组包括电容器,电容器与桥切换功率级并联连接。所述桥切换功率级可以包括四个开关元件,它们被用于使所述电压与所述梯度放大器的输出部连接。所述开关元件允许切换所述电压的极性。所述桥接器可以例如是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)桥接器。
所述磁共振成像系统还包括被耦合到所述电源的控制器。所述控制器适于将所述转换速率重置到第二值。
所述梯度线圈的磁场一般具有遵循梯形形状的时间相关形状。因此,由所述梯度放大器提供的用于驱动梯度线圈的电流必须也具有梯形形状。在所述梯形波的平顶部分,即恒定电流幅度,所述梯度放大器需要平衡所述梯度线圈中的欧姆损耗。那些损耗需要来自所述梯度放大器的相对低的电压。在所述梯形波的斜变部分,所述电流以最大电流幅度转换。所述梯度线圈的电感需要与电流变化的速率成比例的额外电压(即所述第一水平的电压)。本文中使用的所述转换速率指为达到最大幅度的电流幅度的变化的速率。
可以出于多种原因而触发所述转换速率的所述变化。例如,在高值的所述转换速率可以诱导所述梯度线圈中以及在射频(RF)系统的体线圈中的高损耗。这导致额外的声学噪声和振动。较高的振动水平能导致减小的可靠性和较高的尖峰概率。
所述控制器还适于比较所述第二值与所述第一值,并控制所述电源,以在所述第二值不同于所述第一值时将所述电压调节到第二水平。
所述实施例可以是有利的,因为它们仅提供所需要的功率以产生期望的转换速率。在所述电压降低的情况下(即转换速率的第二值在所述转换速率的所述第一值之下),这些实施例可以是有利的,因为它们减少了在所述桥接器电路中的开关消耗损耗,并因此增大了所述最大容许RMS电流。亦即,最初受所述桥接器中的最大消耗限制的那些扫描,例如扩散扫描,现在能够使用更高的RMS电流。例如,当来自所述电源的所述电压被设定在最大值的一半时,所述开关损耗是原始损耗值的一半。所述桥接器中的总消耗然后被减小约25%(假设所述开关损耗和传导损耗相等地贡献于所述总消耗)。而且,较低的消耗得到较低的电力消耗,并且由于所述梯度放大器是总能耗的主要贡献者,因此能量成本上的节约是显著的。另一优点在于,所述实施例可以利用低成本设计要求,例如,低速率IGBT桥接器。事实上,可以减少所述IGBT桥接器中硅的量。根据上述数目,硅的量能够被减少25%。
根据一个实施例,所述重置发生在由所述磁共振成像系统的数据采集之前。这可以是有利的,因为其进一步节省了用于采集数据的功率(其否则将是在所述扫描期间需要的)。
根据一个实施例,所述重置发生在由所述磁共振成像系统的数据采集期间。这可以是有利的,因为其能够解决在数据采集期间可能出现的问题,并且不需要中断采集自身。
根据一个实施例,所述重置包括:确定被当前产生所述磁梯度场的所述梯度线圈消耗的电功率;并且如果所消耗的电功率超过预定最大容许消耗值,则从一个或多个预定转换速率值选择所述转换速率的所述第二值。
较高的消耗限制了要由所述MRI系统采集的每秒的切片的数目。通过降低所述转换速率,患者舒适性可以得到改善,并且在某个时间段中能够采集的切片的数据能够得以增加。
所消耗的电功率可以通过用所述梯度线圈中的所述电流的平方乘以所述梯度线圈的绕组的电阻,来计算。
根据一个实施例,所述重置包括从正被所述磁共振成像系统成像的对象接收信号。所述信号指示所述对象的生理参数。所述信号指示所述对象对所述磁场梯度的传出响应,并且从一个或多个预定转换速率值选择所述转换速率的所述第二值。
这也可以有改善患者舒适度的优点,因为其取消了可能被高转换速率触发的任何外周神经刺激。
根据一个实施例,所述重置包括从所述磁共振成像系统的用户接收对减小所述转换速率的所述第一值的请求,所述请求指示所述第二值。
通常,在主计算机处的用户定义扫描。针对各种扫描类型和解决方案,预定义使用所述MRI系统容许的最大的转换速率。例如,EPI扫描。然而所述用户能够出于各种理由(包括上面提到的那些)而否决它并改变所述转换速率值。
根据一个实施例,所述第一值是所述MRI系统容许的最大转换速率值。所述最大容许转换速率(例如200T/m/s)对应于所述梯度放大器的输出部能够移动的最快变化速率对时间。
根据一个实施例,所述第二水平V2的电压是使用以下等式从所述第一水平的电压V1确定的:
V2=S×V1,其中,S=max(SR/SRmax,0.5)
其中,SR是所述转换速率的所述第二值,并且SRmax是所述MRI系统容许的最大转换速率值。
在另一方面,本发明涉及一种用于向磁共振成像系统的梯度线圈供应电流的梯度放大器。所述梯度放大器具有能用于被连接到所述梯度线圈的输出部。所述梯度放大器包括电源,所述电源用于向所述梯度放大器的输出部供应第一水平的电压以在所述梯度线圈中生成梯度电流从而以一转换速率产生磁梯度场。所述转换速率被设定到第一值。所述梯度放大器还包括被耦合到所述电源的控制器。所述控制器适于:将所述转换速率重置到第二值,比较所述第二值与所述第一值,并且控制所述电源以在所述第二值在所述第一值之下时将所述电压调节到第二水平。
根据一个实施例,所述第二值在所述第一值之下,并且所述第二水平的电压小于所述第一水平的电压。
根据一个实施例,所述第一值是所述MRI系统容许的最大转换速率.
根据一个实施例,所述第二水平的电压V2是使用以下等式从所述第一水平的电压V1确定的:
V2=S×V1,其中,S=max(SR/SRmax,0.5)
其中,SR是所述转换速率的所述第二值,并且SRmax是所述MRI系统容许的最大转换速率。
根据一些实施例,所述控制器是对所述电源和/或所述梯度放大器的附加模块。
在另一方面,本发明涉及一种用于由梯度放大器向磁共振成像系统的梯度线圈供应电流的方法,所述方法包括:
-由电源将第一水平的电压供应到所述梯度放大器的输出部以在所述梯度线圈中生成梯度电流从而以一转换速率产生磁梯度场,其中,所述转换速率被设定到第一值,
–将所述转换速率重置到第二值,
-比较所述第二值与所述第一值,以及
-在所述第二值不同于所述第一值时将所述电压调节到第二水平。
在另一方面,本发明涉及一种包括计算机可执行指令的计算机程序产品,其中,指令的运行实现执行以上实施例中阐述的控制器的所述方法的步骤。
要理解,本发明的上述实施例可以被组合,只要所组合的实施例不相互排斥。
附图说明
下文中,将参考附图仅以举例的方式更详细地描述本发明的优选的实施例,附图中:
图1图示了磁共振成像系统,
图2示出了梯度放大器的示意图,
图3示出通过所述梯度线圈的典型梯形波电流,并且
图4示出了用于由梯度放大器向磁共振成像系统的梯度线圈供应电流的方法的流程图。
附图标记列表:
100 MRI系统
101 患者
103 磁性组件
105 磁体线圈
107 梯度线圈
109 梯度放大器
111 控制模块
113 控制器
115 电源
152 计算机系统
154 硬件接口
156 处理器
158 用户接口
160 计算机存储设备
162 计算机存储器
168 扫描参数
170 脉冲序列
172 磁共振数据
174 模块
200 电子系统
222 梯度放大器
201 控制模块
203 功率链
207 梯度线圈
211 调制器
213 功率组
215 滤波器
217 传感器
219 电容器
223-229 开关
231 线
233 输出电压
235 经滤波的电压
241 电源
243 控制器
具体实施方式
下文中,这些附图中相同的数字元素是相似的元件或执行等同的功能。前面已讨论过的元件如果功能等同的话将不必须在后面的附图中进行讨论。
图1图示了用于生成患者101的图像的示范性磁共振成像(MRI)系统。MRI系统100包括磁性组件103,以生成要被施加给患者101的磁场。磁性组件103包括磁体线圈105和梯度线圈107,磁体线圈105适于产生要执行磁共振成像所需要的静态磁场。梯度线圈107由X-轴梯度线圈、Y-轴梯度线圈和Z-轴梯度线圈构成。这使得能够对患者101的不同区域成像。
MRI系统100还包括梯度放大器单元109和控制模块111。梯度放大器单元109包括X-轴梯度放大器Gx、Y-轴梯度放大器Gy和Z-轴梯度放大器Gz。梯度线圈107被与梯度放大器109连接。梯度线圈107的所述X-轴梯度线圈、Y-轴梯度线圈和Z-轴梯度线圈被分别与梯度放大器109的Gx放大器、Gy放大器和Gz放大器连接。
分别由分别从所述梯度放大器的所述Gx放大器、Gy放大器和Gz放大器被供应到所述X-轴梯度线圈、Y-轴梯度线圈和Z-轴梯度线圈的电流,形成在X-轴方向的梯度磁场,在Y-轴方向的梯度磁场和在Z-轴方向的梯度磁场。控制模块111被与梯度放大器109连接。
控制模块111生成用于控制所述梯度放大器的控制信号。尤其地,控制模块111可以生成引起梯度放大器单元109激励梯度线圈107的控制信号。
控制器111控制电源115。电源115为梯度放大器109供应电压以在梯度线圈107中生成电流梯度以产生磁梯度场.
控制器111被视为被连接到计算机系统152的硬件接口154。计算机系统152使用处理器156来控制磁共振成像系统100。
图1中示出的计算机系统152是示例性的。多个处理器和计算机系统可以被用于表示由该单个计算机系统152图示的功能。计算机系统152包括硬件接口154,其允许处理器156将消息发送到MRI系统100的部件以及从MRI系统100的部件接收消息。处理器156也被连接到用户接口158、计算机存储设备160和计算机存储器162。
计算机存储设备160被示为包含MRI扫描参数168。所述扫描参数中的一个是所述转换速率。所述转换速率值可以由控制器113存储。
计算机存储设备160还被视为包含脉冲序列170。
脉冲序列170或者包含指令,或者其包含时间线,其可以根据所述扫描参数被用于构建使得磁共振成像系统100能够采集磁共振数据172的指令。
计算机存储设备160被视为存储由磁共振成像系统100采集的磁共振数据172。
计算机存储器162被视为包含模块174。模块174包含计算机可执行代码,其使得处理器156能够控制MRI系统100的操作和功能。例如模块174可以使用脉冲序列170以采集磁共振数据172。
图2示出了包括梯度放大器222和梯度线圈207的电子系统200的简化架构。梯度放大器222包括控制模块201,任选的,以及功率链203。控制模块201以这样的方式生成针对功率链203的控制信号,即,使得以数字方式从源(未示出,例如数据采集系统控制器)接收的设定点被准确地重现在功率链203的输出。功率链203将主功率转化成驱动梯度线圈207的高电压和高电流。
控制模块201包括控制器243和调制器211。控制器243基于所述设定点、实际和过去测量的输出电流和诸如电压的边界条件,在输出电压方面连续命令调制器211所需要的调制设定点,衰减输出滤波器等等。
调制器211将来自数字控制器243的所述调制设定点转化成针对功率链203的全部个体栅驱动器单元的合适的脉冲宽度调制(PWM)信号。在第一电压在定义限度以内的条件下,针对高电压带宽和高波纹频率,优化这些PWM信号。控制器243被耦合到电源241。控制器243可以控制电源241以根据通过所述梯度线圈的所述梯度电流的预定转换速率来调节额外的电压V1,例如,控制器243可以控制电源241,以在所述预定转换频率在对应于V1的所述转换频率之下时降低电压V1。控制器243包括第一单元245,所述第一单元用于响应于由第二单元247对需要改变所述第一转换频率的确定,而将所述转换速率重置到第二值;第三单元249,其用于比较所述第二转换速率与预定阈值;以及第四单元251,其用于控制电源241,以在所述第二值在所述第一值之下时将所述电压调节到第二水平。
在扫描控制计算机上的波形生成期间,不受益于最大幅度/转换速率的MRI扫描在最大幅度水平/转换速率方面被限制。能够例如基于扫描技术、回波时间、回波间距、分辨率等等,来事先表征那些扫描。针对那些扫描,控制器243选择较低值作为所述系统的最大值。也存在不使用所述最大幅度和/或转换速率的系统相关的原因。这例如可以与所述梯度线圈在高频率时的消耗有关。高幅度/转换速率的使用也可以增加诱导外周神经刺激(PNS)的概率。控制器243具有单元(未示出)以预测PNS并且其能够限制所述最大幅度/转换速率以停留在某个PNS限度内。所述用户也能够修改所述主计算机上的所述“处方(recipe)”以限制所述扫描。这能够是间接地,例如通过使用较低的最大转换速率将所述系统限定到较低的噪声水平,或者直接设定该处方中的所述转换速率。换言之,存在避开最大转换速率的多个机会。所述最大转换速率并不很常用。
功率链203由多个块组成,所述块将所述主功率转化到驱动梯度线圈207的合适的高电压和高电流。功率链203包括功率组213。功率组213包括提供所述主功率的电源241。图3示出了通过梯度线圈207的典型梯形波电流300。在梯形波的平台部分期间301,梯度放大器需要平衡所述梯度线圈中的欧姆损耗,以维持线圈电流。那些损耗需要来自所述电源的相对低的电压V0。为了在所述梯形波的增加部分303生成通过梯度线圈207的快速电流梯度,需要跨其端子的高电压。亦即,梯度线圈207的电感需要额外的电压V1,即所述第一水平的电压,其与电流变化的速率成比例。所述转换速率可以被限定为ic 205与Δt 207的比率。
所述主功率被进一步滤波、整流并稳定化到标称电压。功率链203包括功率电子组213、滤波器215和电流传感器217。功率电子组213包括电容器219,其与桥切换功率级并联连接。桥接器可以是例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)桥接器。开关223和225构成第一半桥227,以及229第二半桥。所述半桥分别通过控制模块201的脉冲宽度调制器来驱动。
控制模块201经由各自的线路231被与四个开关223、225、227和229连接。功率组213通过脉冲宽度调制,从主电压生成精确且受控的输出级电压233。残余波纹被滤波器215过滤掉,并且经滤波的电压236在梯度线圈207上作为输出电压。所述滤波器可以是例如低通滤波器。
传感器217可以产生到数字控制器243的反馈信号,其指示针对所述梯度线圈产生的所述磁梯度场。
针对磁共振成像系统,通常针对三个不同的正交方向中的每个将有一个梯度电源,如图2中描述的一个。
图4是用于由梯度放大器向磁共振成像系统的梯度线圈供应电流的方法的流程图。
在步骤401中,所述电源向所述梯度放大器的输出部供应第一水平的电压以在所述梯度线圈中生成梯度电流而已转换速率产生磁梯度场。所述转换速率被设定到第一值。
在步骤403中,响应于对需要变化所述第一转换速率的所述确定,控制器243将所述转换速率重置到第二值。所述重置发生在由所述磁共振成像系统的数据采集之前或期间。所述转换速率值的所述变化可以是由所述梯度线圈和/或所述功率组中的消耗驱动的。对需要改变所述第一转换速率的所述确定包括:确定由当前产生所述磁梯度场的所述梯度线圈消耗的电功率;以及如果所消耗的电功率超过预定最大容许消耗值,则从一个或多个预定转换速率选择所述第二转换速率。
在另一范例中,对需要变化所述第一转换速率的所述确定包括从所述磁共振成像系统的用户接收要减小所述第一转换速率的请求,所述请求指示所述第二转换速率。
在步骤405中,将所述第二值与所述第一值进行比较。所述值是最大容许转换速率。所述第二水平的电压V2可以使用以下等式来从所述第一水平的电压确定:
V2=S x V1,其中,S=max(SR/SRmax,0.5)
其中,SR是所述转换速率的所述第二值,并且SRmax是最大容许转换速率。
在步骤409中,如果所述第二值不同于所述第一值,则将所述电压调节到第二水平。

Claims (12)

1.一种磁共振成像系统(100),包括:
-梯度线圈(107、207),
-梯度放大器(222),其用于向所述梯度线圈(107、207)供应电流,所述梯度放大器的输出部被连接到所述梯度线圈(107、207),所述梯度放大器(222)包括:
-控制模块(201),其具有控制器(243)和调制器(211)以提供脉冲宽度调制信号,
-功率链(203),其具有功率电子组(213)和滤波器,以供应跨所述梯度线圈的经滤波的电压,其中,
-所述功率电子组(213)被提供有电源(241)和电容器(219),所述电源和所述电容器与桥切换功率级并联布置,其中,
所述电源(241)被配置为在所述桥切换功率级上供应第一水平的电压以跨所述梯度线圈施加所述经滤波的电压,以在所述梯度线圈(107、207)中生成梯度电流从而以一转换速率生成磁梯度场,其中,所述转换速率被设定到第一值;并且所述控制器(243)被耦合到所述电源,其中,所述控制器(243)适于:
-将所述转换速率重置到第二值,其中,所述重置包括确定由当前产生所述磁梯度场的所述梯度线圈(107、207)消耗的电功率;如果所消耗的电功率超过预定最大容许消耗值,则从一个或多个预定转换速率值中选择所述转换速率的所述第二值,
-比较所述第二值与所述第一值,并且
-控制所述电源(241)以在所述第二值不同于所述第一值时将所述桥切换功率级上的所述电压调节到第二水平。
2.如权利要求1所述的磁共振成像系统,其中,所述重置发生在由所述磁共振成像系统(100)进行的数据采集之前。
3.如权利要求1所述的磁共振成像系统,其中,所述重置发生在由所述磁共振成像系统(100)进行的数据采集期间。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的磁共振成像系统,其中,所述重置包括从所述磁共振成像系统(100)的用户接收对减小所述转换速率的所述第一值的请求,所述请求指示所述第二值。
5.如权利要求1-3中的任一项所述的磁共振成像系统,其中,所述第一值是所述磁共振成像系统容许的最大转换速率值。
6.如权利要求1-3中的任一项所述的磁共振成像系统,其中,所述第二水平的电压V2是使用以下等式从所述第一水平的电压V1确定的:
V2=S×V1,其中S=max(SR/SRmax,0.5)
其中,SR是所述转换速率的所述第二值,并且SRmax是所述磁共振成像系统容许的最大转换速率值。
7.一种用于向磁共振成像系统(100)的梯度线圈(107、207)供应电流的梯度放大器(222),所述梯度放大器(222)具有能被连接到所述梯度线圈(107、207)的输出部,所述梯度放大器(222)包括:
-控制模块(201),其具有控制器(243)和调制器(211)以提供脉冲宽度调制信号,
-功率链(203),其具有功率电子组(213)和滤波器,以供应跨所述梯度线圈的经滤波的电压,其中,
-所述功率电子组(213)被提供有电源(241)和电容器(219),所述电源和电容器与桥切换功率级并联布置,其中,
-所述电源(241)被配置为在所述桥切换功率级上供应第一水平的电压以跨所述梯度线圈施加经滤波的电压,以在所述梯度线圈(107、207)中生成梯度电流从而以一转换速率产生磁梯度场,其中,所述转换速率被设定到第一值;
-所述控制器(243),其被耦合到所述电源(241),所述控制器(243)适于:
-将所述转换速率重置到第二值,其中,所述重置包括确定由当前产生所述磁梯度场的所述梯度线圈(107、207)消耗的电功率;并且如果所消耗的电功率超过预定最大容许消耗值,则从一个或多个预定转换速率值中选择所述转换速率的所述第二值,
-比较所述第二值与所述第一值,并且
-控制所述电源(241)以在所述第二值不同于所述第一值时将所述桥切换功率级上的所述电压调节到第二水平。
8.如权利要求7所述的梯度放大器,其中,所述第二值在所述第一值之下,并且所述第二水平的电压小于所述第一水平的电压。
9.如权利要求7或8所述的梯度放大器,其中,所述第一值是所述磁共振成像系统容许的最大转换速率。
10.如权利要求7或8所述的梯度放大器,其中,所述第二水平的电压V2是使用以下等式从所述第一水平的电压V1确定的:
V2=S×V1,其中,S=max(SR/SRmax,0.5)
其中,SR是所述转换速率的所述第二值,并且SRmax是所述磁共振成像系统容许的最大转换速率。
11.一种用于由包括桥切换功率级的梯度放大器(222)向磁共振成像系统(100)的梯度线圈(107、207)供应电流的方法,所述方法包括:
-由电源(241)将在所述桥切换功率级上的第一水平的电压供应到所述梯度放大器的输出部以在所述梯度线圈(107、207)中生成梯度电流从而以一转换速率产生磁梯度场,其中,所述转换速率被设定到第一值,
-将所述转换速率重置到第二值,其中,所述重置包括确定由当前产生所述磁梯度场的所述梯度线圈(107、207)消耗的电功率;并且如果所消耗的电功率超过预定最大容许消耗值,则从一个或多个预定转换速率值中选择所述转换速率的所述第二值,
-比较所述第二值与所述第一值,以及
-在所述第二值不同于所述第一值时将所述桥切换功率级上的所述电压调节到第二水平。
12.一种用于由包括桥切换功率级的梯度放大器(222)向磁共振成像系统(100)的梯度线圈(107、207)供应电流的装置,所述装置包括:
用于由电源(241)将在所述桥切换功率级上的第一水平的电压供应到所述梯度放大器的输出部以在所述梯度线圈(107、207)中生成梯度电流从而以一转换速率产生磁梯度场的模块,其中,所述转换速率被设定到第一值,
用于将所述转换速率重置到第二值的模块,其中,所述的用于重置的模块确定由当前产生所述磁梯度场的所述梯度线圈(107、207)消耗的电功率;并且如果所消耗的电功率超过预定最大容许消耗值,则从一个或多个预定转换速率值中选择所述转换速率的所述第二值,
用于比较所述第二值与所述第一值的模块,以及
用于在所述第二值不同于所述第一值时将所述桥切换功率级上的所述电压调节到第二水平的模块。
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