CN112162577B - 磁共振设备温度控制电路、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种磁共振设备温度控制电路、系统和方法。包括数字模块、模拟接收链模块、电流控制模块和第一电源模块，所述模拟接收链模块包括第二电源模块和温度监控模块；所述数字模块分别与所述温度监控模块和所述电流控制模块连接，用于接收所述模拟接收链模块内的温度数据，并根据所述温度数据和磁共振扫描序列参数确定电流调整策略；所述电流控制模块与所述第一电源模块以及所述第二电源模块连接，用于根据所述电流调整策略对所述第一电源模块的第一输出电流和所述第二电源模块的第二输出电流进行调整，以使所述温度在第一温度范围内维持动态平衡状态。采用本电路能够对模拟接收链模块内的温度进行补偿，使模拟接收链模块内的温度保持恒定。

Description

磁共振设备温度控制电路、系统和方法

技术领域

本申请涉及信号处理技术领域，特别是涉及一种磁共振设备温度控制电路、系统和方法。

背景技术

磁共振扫描系统通常包括磁体、磁共振谱仪和计算机设备。其中，磁共振谱仪在系统中的作用是控制射频发射器和接收器的发射和接收射频信号，并执行脉冲序列，以及产生磁共振信号并采集图像数据。其主要包括发射链模块、接收链模块以及线圈控制模块，发射链模块主要用于发射信号，接收链模块主要用于接收信号，线圈控制模块主要用于控制接收链模块内的接收线圈对发射链模块发射的信号进行接收。

相关技术中，线圈控制模块在控制接收线圈进行信号接收时，通常是通过往复输出脉冲式的大电流，以通过输出电流来对接收链模块内部的接收线圈进行控制。

然而上述技术在实现过程中，会导致线圈控制模块内部的电路发热，使线圈控制模块的温度波动变化较大，从而其会对接收链模块的温度产生影响，进而影响接收信号的稳定性。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够保证接收信号的稳定性的磁共振设备温度控制电路、系统和方法。

一种磁共振设备温度控制电路，该电路包括数字模块、模拟接收链模块、电流控制模块和第一电源模块，模拟接收链模块包括第二电源模块和温度监控模块；

上述数字模块分别与温度监控模块和电流控制模块连接，用于接收模拟接收链模块内的温度数据，并根据温度数据和磁共振扫描序列参数确定电流调整策略；

上述电流控制模块与第一电源模块以及第二电源模块连接，用于根据电流调整策略对第一电源模块的第一输出电流和第二电源模块的第二输出电流进行调整，以使上述温度在第一温度范围内维持动态平衡状态。

在其中一个实施例中，上述第一电源模块与第二电源模块的设置位置为不发生热耦合的位置，上述第一输出电流的大小的调整方向和第二输出电流的大小的调整方向为相反的调整方向。

在其中一个实施例中，上述数字模块，包括缓存模块，该缓存模块用于存储磁共振扫描序列参数和电流调整策略；

上述数字模块，具体用于根据磁共振扫描序列参数和模拟接收链模块的导热参数以及温度，确定电流调整策略。

在其中一个实施例中，上述电流控制模块包括第一电流控制模块和第二电流控制模块；

上述第一电流控制模块与第一电源模块连接，用于根据电流调整策略对第一电源模块的第一输出电流进行调整；

上述第二电流控制模块与第二电源模块连接，用于根据电流调整策略对第二电源模块的第二输出电流进行调整。

在其中一个实施例中，上述电路还包括监控模块；该监控模块和电流控制模块以及数字模块连接；

上述监控模块，用于监控第一输出电流和第二输出电流，并将监控结果发送至数字模块。

在其中一个实施例中，上述数字模块，还用于根据电流调整策略和监控结果，调整电流调整策略，确定新的电流调整策略；

上述电流控制模块，还用于根据新的电流调整策略对第一电源模块的第一输出电流以及第二电源模块的第二输出电流进行调整。

在其中一个实施例中，上述第二电源模块包括多个并联或串联的电源子模块；

上述多个并联或串联的电源子模块与电流控制模块连接。

在其中一个实施例中，上述电路还包括第三电源模块和常上电业务模块，第三电源模块与监控模块、常上电业务模块以及数字模块连接；

上述监控模块，还用于根据第一输出电流和第二输出电流得到输出电压；

上述第三电源模块，用于利用输出电压对常上电业务模块以及数字模块进行供电。

一种磁共振设备温度控制系统，该系统包括上述磁共振设备温度控制电路。

一种磁共振设备温度控制方法，应用于上述的磁共振设备温度控制电路，该方法包括：

数字模块接收模拟接收链模块内的温度数据以及磁共振扫描序列参数，并根据温度数据和磁共振扫描序列参数确定电流调整策略；

电流控制模块根据电流调整策略对第一电源模块的第一输出电流和第二电源模块的第二输出电流进行调整，以使模拟接收链模块内的温度数据在第一温度范围内维持动态平衡状态。

在其中一个实施例中，上述根据温度和磁共振扫描序列参数确定电流调整策略，包括：

数字模块根据磁共振扫描序列参数和模拟接收链模块的导热参数以及温度数据，确定电流调整策略。

在其中一个实施例中，上述方法还包括：

监控模块监控第一输出电流和第二输出电流，并将监控结果发送至数字模块。

在其中一个实施例中，上述方法还包括：

数字模块根据电流调整策略和监控结果，调整电流调整策略，确定新的电流调整策略；

电流控制模块根据新的电流调整策略对第一电源模块的第一输出电流以及第二电源模块的第二输出电流进行调整。

上述磁共振设备温度控制电路、系统和方法，该电路包括数字模块、模拟接收链模块、电流控制模块和第一电源模块，模拟接收链模块包括第二电源模块和温度监控模块；其中，数字模块与温度监控模块和电流控制模块连接，电流控制模块与第一电源模块和第二电源模块连接，在进行温度控制时，数字模块获取模拟接收链模块内的温度，并根据获取的温度数据和磁共振扫描序列参数确定电流调整策略，电流控制模块根据电流调整策略对第一电源模块和第二电源模块的输出电流进行调整，以使模拟接收链模块内的温度在第一温度范围内维持动态平衡状态。在该电路中，由于可以通过模拟接收链模块内的温度数据和磁共振扫描序列参数确定出的电流调整策略对两个电源模块的输出电流进行调整，这样就可以调整模拟接收链模块内的热分布状况，实现对模拟接收链模块内的温度补偿，从而可以使模拟接收链模块内的温度在第一温度范围内维持动态平衡状态，这样在模拟接收链模块接收信号时，动态平衡的温度就可以保证接收信号的稳定性。

附图说明

图1为一个实施例中磁共振设备温度控制电路的结构示意图；

图2为另一个实施例中磁共振设备温度控制电路的结构示意图；

图3为另一个实施例中磁共振设备温度控制电路的结构示意图；

图4为另一个实施例中磁共振设备温度控制电路的具体结构示意图；

图5为一个实施例中磁共振设备温度控制方法的流程示意图；

图6为一个实施例中实时温度控制工作流的示意图；

图7为一个实施例中模拟温度补偿前后增益随温度变化的曲线的示意图；

图8为一个实施例中扫描实时温度控制的示意图；

附图标记说明：

数字模块：10；

模拟接收链模块：20；

电流控制模块：30；

第一电源模块：40；

第二电源模块：201；

温度监控模块：202；

缓存模块：101；

第一电流控制模块：301；

第二电流控制模块：302；

监控模块：50；

第一监控模块：501；

第二监控模块：502；

第三电源模块：60；

常上电业务模块：70。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

目前，在磁共振信号接收技术中，线圈控制模块在控制接收线圈进行信号接收时，通常是通过往复输出脉冲式的大电流，以通过输出电流来对接收链模块内部的接收线圈进行控制。然而上述技术在实现过程中，会导致线圈控制模块内部的电路发热，使线圈控制模块的温度波动变化较大，从而其会对接收链模块的温度产生影响，进而影响接收信号的稳定性。本申请实施例提供一种磁共振设备温度控制电路、系统和方法，可以解决上述技术问题。

本申请实施例提供的磁共振设备温度控制电路和方法，可以应用于需要对模拟接收链模块内的温度进行补偿的磁共振设备温度控制系统中，该磁共振设备温度控制系统可以包括上述磁共振设备温度控制电路，当然还可以包括线圈控制模块、接收机、接收线圈、接收机控制模块、发射机、发射线圈、发射机控制模块等等。以下从磁共振设备温度控制电路和方法两方面进行说明。

首先以磁共振设备温度控制电路进行说明。

在一个实施例中，提供了一种磁共振设备温度控制电路，参见图1所示，该电路包括数字模块10、模拟接收链模块20、电流控制模块30和第一电源模块40，模拟接收链模块20包括第二电源模块201和温度监控模块202；上述数字模块10分别与温度监控模块202和电流控制模块30连接，用于接收模拟接收链模块20内的温度数据，并根据温度数据和磁共振扫描序列参数确定电流调整策略；上述电流控制模块30与第一电源模块40以及第二电源模块201连接，用于根据电流调整策略对第一电源模块40的第一输出电流和第二电源模块201的第二输出电流进行调整，以使上述温度在第一温度范围内维持动态平衡状态。

其中，模拟接收链模块20中包括温度监控模块202和第二电源模块201，当然还包括其他模块，例如滤波器、功放模块、AD模数转换模块等，模拟接收链模块20主要用于将人体感应的射频小信号进行放大以及AD转换，并将AD转换后的信号传给后续的其他处理模块进行图像重建，其包括一个或多个接收通道。其中，第二电源模块201可以给滤波器、功放模块、AD模块等进行供电。

温度监控模块202可以是温度传感器，主要用于测量模拟接收链模块20内的温度。温度监控模块202包括的温度传感器的数量可以是一个或多个，温度传感器的型号可以根据实际情况设定，这里不作具体限定。当温度传感器是多个时，取多个传感器测量的温度的平均值作为模拟接收链模块20内的温度。

数字模块10可以包括FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)处理器、DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)处理器等等。其可以实时接收温度监控模块202传输的温度值，主要用于根据当前磁共振扫描序列参数和温度监控模块202测量得到的当前温度来计算出温度变化参数(例如预计随时间变化的温度变化率等)，电源模块的输出电流越大，则其温度变化越大，所以这里计算出的温度变化参数即是对电源模块的电流如何进行调整的电流调整策略。

第一电源模块40和第二电源模块201均可以是线性直流稳压电源(Linearvoltage regulators，LDO)；当然这两个电源模块也可以是其他相同类型的电源，例如DC-DC开关电源；当然这两个电源模块也可以是其中任意一个是LDO类型电源，另外一个是其他类型电源，本实施例对此不作具体限定。

可选的，上述第一电源模块40与第二电源模块201的设置位置为不发生热耦合的位置，上述第一输出电流的大小的调整方向和第二输出电流的大小的调整方向为相反的调整方向。

也就是说，第一电源模块40和第二电源模块201在设置时，两个电源模块的设置位置为相对远离的位置，这样这两个电源模块产生的热就不会相互影响，也不会发生热耦合，即第一电源模块40发热时，第一电源模块40产生的热不会影响第二电源模块201，即不会使第二电源模块201也同时发热。

示例地，第一电源模块40放置在尽可能远离接收链模块的区域内，用于在扫描强度较大时分担功耗，维持模拟接收链模块20区域的温度；第二电源模块201放置在模拟接收链模块20的区域内，用于在扫描空闲，或者扫描强度不大时产生功耗，维持模拟接收链模块20区域的温度。通过这样的设置方式这样可以使对模拟接收链模块20内的温度调节更准确。

另外，上述电流调整策略指的是在对第一输出电流和第二输出电流进行调整时的调整量以及电流大小的调整方向，调整量指的是调整多少电流，电流大小的调整方向指的是将第一输出电流/第二输出电流向变大的方向调整或者向变小的方向调整。另外，这里在对这两个输出电流的大小进行调整时，两个电流的大小的调整方向也是相反的，例如把第一输出电流向变小的方向调整，必然就会把第二输出电流向变大的方向调整，通过这样的电流调整方向可以保证系统的稳定性和可靠性。

电流控制模块30可以通过开关管实现，开关管可以是MOS管，主要用于在接收到数字模块10的电流调整策略之后，根据电流调整策略中的电流调整大小和方向对第一电源模块40和第二电源模块201的输出电流进行调整，使第二电源模块201输出的电流大小能够保证模拟接收链模块20内的温度保持在动态平衡状态。

具体的，在对人体开始扫描之前，可以在上位机上设置好磁共振扫描序列及其相关参数，并发送给数字模块10，这样数字模块10就可以从上位机接收磁共振扫描序列及其参数，这里的磁共振扫描序列参数例如可以是表征该磁共振扫描序列是变化剧烈的序列还是变化缓慢的序列的参数，在数字模块10得到磁共振扫描序列参数之后，就可以通过磁共振扫描序列参数预测出温度变化参数(包括温度升高参数或者温度降低参数等)，即电流调整策略。例如序列为变化剧烈的序列，那么就需要对两个电源模块的温度进行快速调节，即需要对两个电源模块的电流进行快速调节，那么电流调整策略就可以是一个电流快速变大另一个电流快速变小等。

当然，温度监控模块202在测量得到模拟接收链模块20内当前的温度后，也会将测量的温度发送给数字模块10，这样数字模块10在得到磁共振扫描序列参数以及模拟接收链模块20内的温度之后，会通过温度和序列参数计算出温度变化参数，即电流调整策略。例如序列为变化剧烈的序列，温度为上升趋势，那么电流调整策略就是调整第二电源模块201的输出电流为从当前值快速减小到一定值，而该一定值对应的温度为设定温度。

当然，数字模块10也可以根据两个电源模块的输出电流以及温度和序列参数结合来确定出模拟接收链模块20对应的温度变化参数，即得到电流调整策略。

总之，这里数字模块10通过电流控制模块30给两个电源模块(第一电源模块40和第二电源模块201)分配恒定的负载电流，扫描强度大时，距离模拟接收链模块20较近的线圈控制模块功耗变大，会导致整机以及模拟接收链模块20区域升温，此时对第二电源模块201限流；扫描强度小时，对第一电源模块40限流，最终目的是在两种情况下维持模拟接收链区域温度的相对恒定。

另外，这里的第一温度范围可以是根据实际情况设定的一个温度范围，可以是能保证接收信号稳定的一个温度范围，也就是模拟接收链模块内的温度应该保持的一个温度范围。

示例地，假设数字模块10计算出的模拟接收链模块20内的温度变化参数是温度快速升高，那么为了维持模拟接收链模块20内的温度动态平衡或者恒定状态(即温度始终在一个设定范围内，即在第一温度范围内，例如30～35度)，就需要对模拟接收链模块20降温，由于模拟接收链模块20内的温度升高主要是由第二电源模块201输出电流太大，而引起自身发热造成的，那么就需要将第二电源模块201的输出电流调小，而由于整个系统给两个电源模块提供的电流又是基本不变的，因此在第二电源模块201的输出电流调小时，第一电源模块40的电流就会相应调大。另外，与降温对应的升温，可以将第二输出电流调大，第一输出电流调小，以使模拟接收链模块20内的温度升高，维持在设定温度范围内。

需要说明的是，上述对模拟接收链模块20中的电源模块的电流进行调整，以对模拟接收链模块20内的温度及西宁调整，实质上是以模拟方式对模拟接收链模块20的温度补偿。当然除了这种模拟方式的温度补偿之外，还可以对模拟接收链模块20加以数字方式的温度补偿，即通过数字计算方式(例如查表得到需要补偿多少温度等)对模拟接收链模块20的温度进行补偿。

总之，通过上述对模拟接收链模块20内的温度补偿，可以使模拟接收链模块20内的温度保持在相对恒定的状态，如此就可以适应不同的扫描场景，在任何扫描场景下都可以保证直接影响接收信号增益的模拟接收链模块20的温度都可以被约束在极小的温度范围内。那么这样在后续随着器件批次、器件老化、或系统外部供电电压等变化产生温漂特性曲线变化时，通过本实施例的方案也可以将温度跨度被约束到较小的范围内，因此经过数字方式的温度补偿后的信号幅度的误差也会相应的降低。

本实施例提供的磁共振设备温度控制电路，该电路包括数字模块、模拟接收链模块、电流控制模块和第一电源模块，模拟接收链模块包括第二电源模块和温度监控模块；其中，数字模块与温度监控模块和电流控制模块连接，电流控制模块与第一电源模块和第二电源模块连接，在进行温度控制时，数字模块获取模拟接收链模块内的温度，并根据获取的温度数据和磁共振扫描序列参数确定电流调整策略，电流控制模块根据电流调整策略对第一电源模块和第二电源模块的输出电流进行调整，以使模拟接收链模块内的温度在第一温度范围内维持动态平衡状态。在该电路中，由于可以通过模拟接收链模块内的温度数据和磁共振扫描序列参数确定出的电流调整策略对两个电源模块的输出电流进行调整，这样就可以调整模拟接收链模块内的热分布状况，实现对模拟接收链模块内的温度补偿，从而可以使模拟接收链模块内的温度在第一温度范围内维持动态平衡状态，这样在模拟接收链模块接收信号时，动态平衡的温度就可以保证接收信号的稳定性。

在另一个实施例中，提供了另一种磁共振设备温度控制电路，参见图2所示，上述数字模块10，包括缓存模块101，该缓存模块101用于存储磁共振扫描序列参数和电流调整策略；上述数字模块10，具体用于根据磁共振扫描序列参数和模拟接收链模块20的导热参数以及温度，确定电流调整策略。

其中，在上位机上设置好磁共振扫描序列及其相关参数后，会将磁共振扫描序列及其相关参数发送至数字模块10，数字模块10接收到之后会将其存储至缓存模块101。这里的缓存模块101可以是易失性存储器或非易失性存储器，当然也可以是其他存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static RandomAccess Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

同时，温度监控模块202在测量得到模拟接收链模块20内的温度之后，也可以将测量的温度发送给数字模块10，数字模块10接收到之后也可以将温度存储至缓存模块101中。其中，温度监控模块202可以定时或者不定时测量模拟接收链模块20内的温度。例如可以每间隔1min测量一次温度并发送给数字模块10，也可以是隔1min、3min、6min等测量一次温度并发送给数字模块10。

进一步地，在设计模拟接收链模块20内的模块时，也可以获知模拟接收链模块20各模块的导热特性参数，例如模拟接收链模块20内的电源模块的温度从当前温度升到特定温度时的时间或者电源模块从当前温度降到特定温度时的时间等。这个导热特性参数也可以预先存储在缓存模块101内。

那么在实际对模拟接收链模块20内的温度进行控制时，数字模块10可以从缓存模块101内获得序列参数、温度以及导热特性参数，通过几个时间点测量的温度可以获得温度的变化趋势，即温度是变大还是变小，然后通过这几个参数就可以确定出温度变化参数，即得到电流调整策略。之后，也可以将该电流调整策略存储在缓存模块101内。

示例地，假设序列参数是变化剧烈的参数，导热特性参数是导热慢，温度是变大趋势，那么就可以确定出温度变化参数为需要将模拟接收链模块20内的温度快速降低，即将模拟接收链模块20内的第二电源模块201的第二输出电流快速调低。

本实施例的磁共振设备温度控制电路，数字模块可以根据磁共振扫描序列参数和导热特性参数以及温度确定电流调整策略，数字模块中的缓存模块可以存储磁共振序列扫描序列参数和电流调整策略。通过本实施例中的电路，可以依据更多的参数确定电流调整策略，而这些参数都是与模拟接收链模块的温度相关的，因此这样确定出的电流调整策略会更加准确；同时数字模块中的缓存模块可以保存序列参数和电流调整策略，这样可以避免后续对电流调整时的数据丢失问题，同时可以保证数字模块的处理效率。

在另一个实施例中，提供了另一种磁共振设备温度控制电路，参见图3所示，上述电流控制模块30包括第一电流控制模块301和第二电流控制模块302；上述第一电流控制模块301与第一电源模块40连接，用于根据电流调整策略对第一电源模块40的第一输出电流进行调整；上述第二电流控制模块302与第二电源模块201连接，用于根据电流调整策略对第二电源模块201的第二输出电流进行调整。

其中，这里的第一电流控制模块301和第二电流控制模块302的组成结构相同，也可以称为限流控制阀，其均可以包括一个DAC数模转换模块、MOS管、运放等模块。

以下给出一种电流控制的示例，参见图4所示，在数字模块10确定出电流调整策略，即确定出对第一电源模块40和第二电源模块201的输出电流进行调整的策略之后，可以将各自的电流调整策略分别传输给这两个电流控制模块。这两个电流控制模块通过各自的DAC模块接收数字模块10的数字量，转换成模拟量驱动功率MOS管的栅极相对于源极的电压V_GS，用以调节MOS管的导通阻抗，进而达到调节限制对应的电源模块的输出电流的目的。两个DAC模块的相对数值决定了第一电源模块40和第二电源模块201各自分配到的输出电流的比例。

通过两个电流控制模块控制各自对应的电源模块，这样可以使对电流的控制更加准确。

可选的，继续参见图4所示，上述电路还包括监控模块50(图中未示出)；该监控模块50和电流控制模块30以及数字模块10连接；上述监控模块，用于监控第一输出电流和第二输出电流，并将监控结果发送至数字模块10。

在这里，监控模块50可以包括两个监控模块，分别为第一监控模块501和第二监控模块502，第一监控模块501与第一电流控制模块301连接，用于监控第一电源模块40的第一输出电流；第二监控模块502与第二电流控制模块302连接，用于监控第二电源模块201的第二输出电流。这两个监控模块均可以包括ADC模数转换模块、电阻、运放等器件和模块。以下给出一种电流监控的示例，即两个电流控制模块输出的电压通过串联的精密小电阻进行电流采样，再通过差分运放进行放大，最终得到的电流可以输入ADC模块进行采样，即进行模数转换，最终将转换后的AD数据输出到数字模块10。

这里通过监控模块对两个电源模块输出的电流进行监控，并将监控结果发送给数字模块，从而可以使整个电流控制形成一个反馈回路，这样可以便于数字模块结合电流调整的结果对两个电源模块的输出电流继续进行调整，从而可以使对两个电源模块的输出电流进行控制的结果更准确。

进一步地，上述提到了可以对电流进行监控传输给数字模块10形成反馈回路，那么数字模块10在接收到反馈的电流之后，可选的，上述数字模块10，还用于根据电流调整策略和监控结果，调整电流调整策略，确定新的电流调整策略；上述电流控制模块30，还用于根据新的电流调整策略对第一电源模块40的第一输出电流以及第二电源模块201的第二输出电流进行调整。

也就是说，数字模块10在得到监控模块反馈的两个电源模块的输出电流之后，可以根据反馈的监控结果以及之前的电流调整策略，重新调整之前的电流调整策略，得到新的电流调整策略，并使两个电流控制模块利用新的电流调整策略继续对两个输出电流进行调整。例如，之前的电流调整策略是将第一输出电流增大到10A，将第二输出电流减小到5A，但是反馈的监控结果是第一输出电流是7A，第二输出电流是8A，那么就说明还没有调整好，那么就需要继续对这两个输出电流进行调整，例如新的电流调整策略可以继续让第一输出电流继续增大，第二输出电流继续减小。

更进一步地，上述在调整两个电源模块的输出电流，以使模拟接收链模块20内的温度维持动态平衡或设定范围内时，为了使模拟接收链模块20内的温度分布更均匀，可选的，上述第二电源模块201包括多个并联或串联的电源子模块；上述多个并联或串联的电源子模块与电流控制模块30连接。

这些电源子模块可以均匀分散分布在模拟接收链模块20区域内的不同位置，同时对模拟接收链模块20内的温度升高或降低起作用，这样可以保证模拟温补效果更加均匀，温度补偿效果更好。

本实施例中，电流控制模块包括第一电流控制模块和第二电流控制模块，两个电流控制模块分别与对应的电源模块连接，并对各自对应的输出电流进行调整。这样分开调整的方式可以使对两个输出电流的调整结果更加准确。

在另一个实施例中，提供了另一种磁共振设备温度控制电路，继续参见图4所示，上述电路还包括第三电源模块60和常上电业务模块70，第三电源模块60与监控模块50、常上电业务模块70以及数字模块10连接；上述监控模块50，还用于根据第一输出电流和第二输出电流得到输出电压；上述第三电源模块60，用于利用输出电压对常上电业务模块70以及数字模块10进行供电。

其中，常上电业务模块70为不依赖于具体的临床扫描场景(如线圈接入配置，序列扫描参数)而变化的业务模块，只要整机电源接入后即上电，功耗相对较大，对整机温升有相当的贡献且恒定，即负载电压和电流都恒定。该常上电业务模块70可以是数字模块10中的FPGA、光电转换模块电路、或者是包含锁相环和驱动扇出模块的时钟电路等等。该常上电业务模块70内可以包含线性稳压电源，可以为其内部不同电源种类的有源电子元件供电。

另外，上述监控模块中可以包括二极管，即两个监控模块均可以包括一个二极管，如图4中中的D1和D2，其可以把经过电阻采样的电流转化成电压，即得到输出电压，并传输给第三电源模块60。

上述第三电源模块60，可以是线性直流稳压电源，也可以是DC-DC开关电源。负责接收经过D1，D2合并后的中间过渡电压，之后为常上电业务模块70以及数字模块10输出固定供电电压。该第三电源模块60至少给1个常上电业务模块70提供电源，比如，可以只给FPGA的核心电压供电，此时N＝0。

进一步地，继续参见图4所示，上述电路还可以包括线圈控制模块以及接收机控制模块，用于调失谐驱动、LNA供电以及接收机供电等等。目前，随着设备的小型化，一般都将线圈控制模块和射频接收链路模块集成在一个整机部件里，甚至同一块单板内，而通过本申请实施例的温度补偿方案，这样就可以解决线圈控制模块对接收链模块的温度影响的问题，实现两者在同一块单板的可能性，这样可以实现高集成度、小型化、系统互联简化，提高系统的可靠性。

数字模块10还可以包括供电电流解析模块、数字处理模块和序列时序指令解析模块，其中，供电电流解析模块用于在磁共振序列正式开始扫描时，结合温度变化参数，当前实时读取的温度值，两个电流监控模块的AD读数，以及整机自身的导热特性参数，实时控制两个电流控制模块30的输出的电流大小。

数字处理模块用于从模拟接收链模块20接收AD采集数据，根据序列参数配置进行数字信号处理生成K空间数据，再进一步给到上位机的采集重建模块进行图像重建。

序列时序指令解析模块负责接收上位机的序列控制模块发出的指令，解析成具体的线圈调失谐控制，线圈LNA和接收机放大器供电控制等控制信号，按照正确的时间戳实时输出。

本实施例中，电路还包括第三电源模块和常上电业务模块，第三电源模块根据监控模块输出的电压对常上电业务模块和数字模块进行供电。通过本实施例的方式，可以保证数字模块以及常上电业务模块的供电需求，从而可以保证系统的正常运作。

以下结合磁共振设备温度控制方法进行说明，该方法可以应用于上述的磁共振设备温度控制电路和磁共振设备温度控制系统。

在一个实施例中，提供了一种磁共振设备温度控制方法，该方法可以应用于上述的磁共振设备温度控制电路，本实施例涉及的是如何通过序列参数对模拟接收链模块内的温度进行调节的具体过程。参见图5所示，该方法可以包括以下步骤：

S502，数字模块接收模拟接收链模块内的温度数据以及磁共振扫描序列参数，并根据温度数据和磁共振扫描序列参数确定电流调整策略。

本步骤的解释说明可以参见上述电路部分的解释说明，这里不再进行赘述。

S504，电流控制模块根据电流调整策略对第一电源模块的第一输出电流和第二电源模块的第二输出电流进行调整，以使模拟接收链模块内的温度数据第一温度范围内维持动态平衡状态。

本步骤的解释说明可以参见上述电路部分的解释说明，这里不再进行赘述。

本实施例的磁共振设备温度控制方法，由于可以通过模拟接收链模块内的温度和磁共振扫描序列参数确定出的电流调整策略对两个电源模块的输出电流进行调整，这样就可以调整模拟接收链模块内的热分布状况，实现对模拟接收链模块内的温度补偿，从而可以使模拟接收链模块内的温度维持动态平衡状态，这样在模拟接收链模块接收信号时，动态平衡的温度就可以保证接收信号的稳定性。

在另一个实施例中，提供了另一种磁共振设备温度控制方法，本实施例涉及的数字模块可以根据多个参数确定电流调整策略以及调整电流调整策略的具体过程。在上述实施例的基础上，上述S502可以包括以下步骤：

数字模块根据磁共振扫描序列参数和模拟接收链模块的导热参数以及温度数据，确定电流调整策略。

本步骤的解释说明可以参见上述电路部分的解释说明，这里不再进行赘述。

本实施例中，通过结合更多的参数确定电流调整策略，而这些参数都是与模拟接收链模块的温度相关的，因此这样确定出的电流调整策略会更加准确。

可选的，上述方法还可以包括以下步骤：

监控模块监控第一输出电流和第二输出电流，并将监控结果发送至数字模块。

数字模块根据电流调整策略和监控结果，调整电流调整策略，确定新的电流调整策略；电流控制模块根据新的电流调整策略对第一电源模块的第一输出电流以及第二电源模块的第二输出电流进行调整。

这几个步骤的解释说明可以参见上述电路部分的解释说明，这里不再进行赘述。

这里通过监控模块对两个电源模块输出的电流进行监控，并将监控结果发送给数字模块，从而可以使整个电流控制形成一个反馈回路，这样可以便于数字模块结合电流调整的结果对两个电源模块的输出电流继续进行调整，从而可以使对两个电源模块的输出电流进行控制的结果更准确。

为了对本申请的电路以及方法进行更详细的说明，以下结合具体的示例和图示进行说明：

参见图6所示，在扫描开始之前，序列准备阶段：数字模块的FPGA根据当前序列参数，当前温度，接收链整机硬件中模拟接收链模块所在区域的导热特性，生成对应的参数，包括预计温升速度Kp(>0)，导热延迟Kd(固化)等等。之后FPGA根据Kp，Kd以及当前温度生成DAC控制时变曲线的PID(Proportion Integral Differential，比例积分微分)调节参数，预存到存储单元中，接着FPGA根据预存参数实时输出DAC数据，即通过两个电流控制模块控制两个电源模块的输出电流。然后磁共振设备开始扫描，在扫描结束之后，FPGA根据当前温度生成对应的参数，预计温降速度，也记为Kp(<0)，导热延迟Kd(固化)等等，再根据Kp，Kd以及当前温度立刻调整DAC控制时变曲线参数，预存到存储单元中，FPGA根据预存的事变曲线实时输出DAC数据。

以下针对本申请的方案达到的结果进行说明。

示例地，参见图7所示，其中的a图为模拟接收链模块内补偿之前的系统增益随温度变化曲线示意图，其中的b图为模拟接收链模块内补偿之后的增益和温度变化曲线示意图。两幅图中的虚线表示的是随着生产批次、长时间使用的器件老化、或者整机供电电源电压的漂移而导致的增益的温度特性的漂移曲线。

从两幅图中可以看出，相比补偿之前的曲线，通过模拟方式的温度补偿可以将模拟接收链模块内的温度波动范围控制在极小的范围ΔT内，这样在ΔT范围内进行进一步地数字增益补偿就可以达到进一步优化接收链增益温漂的目的。

以下给出在扫描过程中实时温度控制的示意图，参见图8所示，其中的a图表示的没有进行模拟温度补偿和进行了模拟温度补偿的温度随扫描时间的变化曲线；其中的b图表示在随着扫描时间的变化过程中，第一电源模块(记为LDO1)和第二电源模块(记为LDO2)的输出电流随扫描时间的变化曲线。

由图8中的a图可以看出，进行了模拟温度补偿之后，模拟接收链模块内的温度变化幅度非常小，可以被约束在一个较小的ΔT范围内，这样就可以保证接收信号的稳定性。由图8中的b图可以看出，序列扫描是由于开始启动了接收链的信号放大及AD采集，线圈供电以及调失谐驱动的大功耗业务模块，该功耗会传递到模拟接收链模块使其温度开始呈现攀升趋势，此时电流的主要来源开始向LDO1倾斜，位于模拟接收链模块区域的LDO2将不再输出电流，即不再产生功耗，此时模拟接收链模块的温度又被叠加了一个下降的趋势，与前述的攀升趋势抵消，最终形成了一个相对稳定的较小的温度波动范围。进而保证模拟接收链模块内的温度保持恒定。

应该理解的是，虽然图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种磁共振设备温度控制电路，其特征在于，所述电路包括数字模块、模拟接收链模块、电流控制模块和第一电源模块，所述模拟接收链模块包括第二电源模块和温度监控模块；

所述数字模块分别与所述温度监控模块和所述电流控制模块连接，用于接收所述模拟接收链模块内的温度数据，并根据所述温度数据和磁共振扫描序列参数确定电流调整策略；

所述电流控制模块与所述第一电源模块以及所述第二电源模块连接，用于根据所述电流调整策略对所述第一电源模块的第一输出电流和所述第二电源模块的第二输出电流进行调整，以使所述温度数据在第一温度范围内维持动态平衡状态；

其中，所述数字模块通过所述电流控制模块给所述第一电源模块和所述第二电源模块分配恒定的负载电流，扫描强度大时，距离所述模拟接收链模块较近的线圈控制模块功耗变大，会导致整机以及所述模拟接收链模块区域升温，此时对所述第二电源模块限流；扫描强度小时，对所述第一电源模块限流，最终在两种情况下维持所述模拟接收链区域温度的相对恒定。

2.根据权利要求1所述的温度控制电路，其特征在于，所述第一电源模块与所述第二电源模块的设置位置为不发生热耦合的位置，所述第一输出电流的大小的调整方向和所述第二输出电流的大小的调整方向为相反的调整方向。

3.根据权利要求1所述的温度控制电路，其特征在于，所述数字模块，包括缓存模块，所述缓存模块用于存储所述磁共振扫描序列参数和所述电流调整策略；

所述数字模块，具体用于根据所述磁共振扫描序列参数和所述模拟接收链模块的导热参数以及所述温度，确定电流调整策略。

4.根据权利要求1所述的温度控制电路，其特征在于，所述电流控制模块包括第一电流控制模块和第二电流控制模块；

所述第一电流控制模块与所述第一电源模块连接，用于根据所述电流调整策略对所述第一电源模块的第一输出电流进行调整；

所述第二电流控制模块与所述第二电源模块连接，用于根据所述电流调整策略对所述第二电源模块的第二输出电流进行调整。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的温度控制电路，其特征在于，所述电路还包括监控模块；所述监控模块和所述电流控制模块以及所述数字模块连接；

所述监控模块，用于监控所述第一输出电流和所述第二输出电流，并将监控结果发送至所述数字模块。

6.一种磁共振设备温度控制系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求1-5任一项所述的温度控制电路。

7.一种磁共振设备温度控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的磁共振设备温度控制电路，所述方法包括：

数字模块接收模拟接收链模块内的温度数据以及磁共振扫描序列参数，并根据所述温度数据和磁共振扫描序列参数确定电流调整策略；

电流控制模块根据所述电流调整策略对第一电源模块的第一输出电流和第二电源模块的第二输出电流进行调整，以使模拟接收链模块内的温度数据在第一温度范围内维持动态平衡状态。

8.根据权利要求7所述的温度控制方法，其特征在于，所述根据所述温度数据和磁共振扫描序列参数确定电流调整策略，包括：

所述数字模块根据所述磁共振扫描序列参数和所述模拟接收链模块的导热参数以及所述温度数据，确定电流调整策略。

9.根据权利要求8所述的温度控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

监控模块监控所述第一输出电流和所述第二输出电流，并将监控结果发送至所述数字模块。

10.根据权利要求9所述的温度控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述数字模块根据所述电流调整策略和所述监控结果，调整所述电流调整策略，确定新的电流调整策略；

所述电流控制模块根据所述新的电流调整策略对所述第一电源模块的第一输出电流以及所述第二电源模块的第二输出电流进行调整。

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