CN112684390A - 低功率磁共振成像装置、方法、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低功率磁共振成像装置，包括：供电模块，用于为所述低功率磁共振成像装置供电，所述供电模块包括至少第一供电电源和第二供电电源；电源管理模块，连接所述供电模块，用于选择所述供电模块的供电电源；永磁体模块，连接所述电源管理模块，用于提供磁共振所需的磁场；控制模块，连接所述电源管理模块和所述永磁体模块，用于控制所述电源模块的供电模式，并根据所述永磁体模块获取磁共振成像。具有低功耗，可以使用不同的电源进行供电，并且可以进行移动，提高了磁共振成像装置可以服务的区域，在突发事件来临时，可以提供磁共振成像，提高诊断的准确率。
Description
技术领域
本发明涉及核磁共振成像技术领域，尤其是涉及一种低功率磁共振成像装置、方法、系统及存储介质。
背景技术
随着医学技术的发展，磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)技术正变得越来越重要。磁共振成像是诊断和处理各种疾病和损伤的常规程序，能够准确地反映病理组织情况，使医生能够进行准确的诊断，并根据磁共振成像的结果对病人进行针对性的治疗。
目前，磁共振成像装置主要集中在大城市，并且具有较高的功耗，需要使用专门的线路进行供电，在出现紧急情况时，无法对患者实行就近的诊断。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种低功率磁共振成像装置，具有低功耗，可以使用不同的电源进行供电，并且可以进行移动，提高了磁共振成像装置可以服务的区域，在突发事件来临时，可以提供磁共振成像，提高诊断的准确率。
根据本发明的第一方面实施例的低功率磁共振成像装置，其特征在于，包括：供电模块，用于为所述低功率磁共振成像装置供电，所述供电模块包括至少第一供电电源和第二供电电源；电源管理模块，连接所述供电模块，用于选择所述供电模块的供电电源；永磁体模块，用于提供磁共振所需的磁场；控制模块，连接所述电源管理模块和所述永磁体模块，用于控制所述电源模块的供电模式，并根据所述永磁体模块获取磁共振成像。
根据本发明的一些实施例，所述永磁体模块包括主磁体、射频线圈、射频功率放大器、梯度线圈、梯度功率放大器及核磁共振波谱仪。
根据本发明的一些实施例，所述主磁体的材料包括钐钴。
根据本发明的一些实施例，所述供电模块还包括：第三供电电源；所述第一供电电源的供电方式包括应用交流电供电；所述第二供电电源的供电方式包括应用电池供电；所述第三供电电源的供电方式包括应用发电机供电。
根据本发明的一些实施例，所述电源管理模块包括开关模式电源，用于将所述第一供电电源、所述第二供电电源或所述第三供电电源提供的电压及电流转换成所述永磁体模块应用的电压及电流。
根据本发明的第二方面实施例的磁共振成像电源管理方法，应用于如第一方面所述的低功率磁共振成像装置，其特征在于，包括：获取所述供电模块的供电方式及所述低功率磁共振成像装置使用状态；根据所述供电方式及所述使用状态切换所述低功率磁共振成像装置的供电模式，所述供电模式包括待机模式，节能模式及性能模式。
根据本发明的第三方面实施例的低功率磁共振成像系统，其特征在于，包括：供电模块，包括至少第一供电电源和第二供电电源；电源管理模块，连接所述供电模块，用于选择所述供电模块的供电电源；永磁体模块，连接所述电源管理模块，用于提供磁共振所需的磁场；控制模块，连接所述电源管理模块和所述永磁体模块，用于控制所述电源模块的供电模式，并根据所述永磁体模块获取磁共振成像。
根据本发明的一些实施例，所述低功率磁共振成像系统还包括：动力模块，连接所述控制模块和所述供电模块，用于调节低功率磁共振成像系统的位置。
根据本发明的一些实施例，所述低功率磁共振成像系统还包括：显示模块，连接所述控制模块，用于显示所述磁共振成像设备获取的磁共振成像。
根据本发明第四方面实施例的计算机可读存储介质，用于计算机可读存储，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如第二方面所述的磁共振成像电源管理方法。
本发明实施例提供了一种低功率磁共振成像装置，具有低功耗，可以使用不同的电源进行供电，并且可以进行移动，提高了磁共振成像装置可以服务的区域，在紧急事件来临时，可以在不同的地点提供磁共振成像，提高诊断的准确率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例提供的低功率磁共振成像装置电路连接示意图；
图2为本发明实施例提供的电源管理模块的连接示意图；
图3为本发明实施例提供的磁共振成像电源管理方法流程示意图。
附图标记：
低功率磁共振成像装置100；供电模块110；第一供电电源111；第二供电电源112；第三供电电源113；电源管理模块120；开关模式电源121；控制模块130；永磁体模块140。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
相关技术中的低功率磁共振成像装置100在使用低温制冷机维持超导温度时的功率为4kW，还需要使用梯度放大器和RF放大器等高功耗电子器件。同时，电磁体也会消耗大量的功率，在磁场强度为50mT时，功耗约为2kW，并且需要配套标准水冷设备消耗大量的能量。
下面参考附图描述根据本申请实施例的低功率磁共振成像装置100。
图1是本申请实施例提供的低功率磁共振成像装置100电路连接示意图。如图1所示的低功率磁共振成像装置100，至少包括以下部分：低功率磁共振成像装置100、供电模块110、电源管理模块120、控制模块130及永磁体模块140。
在一些实施例中，低功率磁共振成像装置100包括：供电模块110，用于为低功率磁共振成像装置100供电，供电模块110包括至少第一供电电源111和第二供电电源112；电源管理模块120，连接供电模块110，用于选择供电模块110的供电电源；永磁体模块140，连接电源管理模块120，用于提供磁共振所需的磁场；控制模块130，连接电源管理模块120和永磁体模块140，用于控制电源模块的供电模式，并根据永磁体模块140获取磁共振成像。
在一些实施例中，永磁体模块140的材料包括钐钴。
在一些实施例中，供电模块110还包括：第三供电电源113；第一供电电源111的供电方式包括应用交流电供电；第二供电电源112的供电方式包括应用电池供电；第三供电电源113的供电方式包括应用发电机供电。
在一些实施例中，发电机可由太阳能或燃料驱动，以增加低功率磁共振成像装置100的电能获取方式。
在一些实施例中，第二供电电源112采用的电池可以使用快速拆装设计，使用快速拆装设计可以提高低功率磁共振成像装置100的可移动性。
在一些实施例中，电源管理模块120包括开关模式电源121，用于将第一供电电源111、第二供电电源112或第三供电电源113提供的电压及电流转换成永磁体模块140应用的电压及电流。
在一些实施例中，永磁体模块140包括射频线圈、射频功率放大器、梯度线圈、梯度功率放大器及核磁共振波谱仪。
在一些实施例中，本申请实施例提供的低功率磁共振成像装置100中的永磁体使用具有钐钴(Samarium–Cobalt,SmCo)的材料制成。由于使用永磁体，本申请的低功率磁共振成像装置100无需使用冷却装置来调节主磁场偏移，因此可以降低功率消耗，实现低功率磁共振成像装置100在低功率的运行。
在一些实施例中，本申请实施例提供的低功率磁共振成像装置100中的永磁体还可以由钕铁硼(NdFeB Magnet)磁铁结合钐钴材料制成。使用钕铁硼与钐钴结合的永磁体可以进一步降低主磁场随温度的偏移，提高了磁场的稳定性。
在一些实施例中，本申请实施例提供的低功率磁共振成像装置100应用超低场(Ultra Low Field，ULF)进行图像扫描。由于使用超低场，降低了射频模块的热损耗，并且可以使用功率较低的射频元件。进一步降低了低功率磁共振成像装置100的能量消耗。同时，使用超低场可以降低生物组织的横向弛豫比值(T2)，可以使用较低的射频幅度，降低低功率磁共振成像装置100的功耗。
图2为本发明实施例提供的电源管理模块120的连接示意图。如图2所示的电源管理模块120，至少包括以下部分：供电模块110、第一供电电源111、第二供电电源112、第三供电电源113、电源管理模块120、开关模式电源121、控制模块130及永磁体模块140。
在一些实施例中，低功率磁共振成像装置100包括开关模式电源121(SwitchingMode Power Supply，SMPS)，用于将不同的电源提供的电压和电流转换成永磁体模块140可以使用的电压和电流。
在一些实施例中，开关电源可以将交流电转换为直流电，并通过滤波器组件提高开关电源的直流电流输出稳定性。
在一些实施例中，滤波器组件可以采用电容器、电感器或者电容器及电感器进行滤波。
在一些实施例中，电源管理模块120可以在电池充电的同时进行供电。
在一些实施例中，低功率磁共振成像装置100可以使用外部电源进行供电。应用外部电源进行供电可以提高低功率磁共振成像装置100的运行时长。
在一些实施例中，电池可选择溢流铅酸电池、深循环铅酸电池、密封式阀控铅酸蓄电池(Valve-regulated Lead-acid Battery，VRLA)、镍镉(NiCd)电池、镍金属氢化物电池、锂离子电池和锂离子聚合物电池。
在一些实施例中，低功率磁共振成像装置100可以使用标准交流电进行充电。充电过程可以低至4小时，并且在充电完成后可以进行12小时的使用。应用标准交流电进行充电可以拓展低功率磁共振成像装置100的使用场景。在中国和其他地区可以使用220V及10A的电源进行供电。在美国等地区可以使用110V及15A的电源进行供电。
在一些实施例中，在使用电池进行供电时，可以通过以太网、电缆、无线连接的方式获取电池信息，并根据电池信息优化电池性能。
图3是本申请实施例提供的磁共振成像电源管理方法流程示意图。如图3所示的磁共振成像电源管理方法，至少包括以下步骤：S110：获取供电模块110的供电方式及低功率磁共振成像装置100使用状态。S120：根据供电方式及使用状态切换低功率磁共振成像装置100的供电模式。
步骤：S110：获取供电模块110的供电方式及低功率磁共振成像装置100使用状态。
在一些实施例中，使用本申请提供的磁共振成像电源管理方法获取供电模块110的供电方式及低功率磁共振成像装置100使用状态。
S120：根据供电方式及使用状态切换低功率磁共振成像装置100的供电模式。
在一些实施例中，根据供电方式及使用状态切换低功率磁共振成像装置100的供电模式。供电模式包括待机模式，节能模式及性能模式。
在一些实施例中，磁共振成像电源管理方法，应用于低功率磁共振成像装置100，包括：获取供电模块110的供电方式及低功率磁共振成像装置100使用状态；根据供电方式及使用状态切换低功率磁共振成像装置100的供电模式，供电模式包括待机模式，节能模式及性能模式。
在一些实施例中，电源管理模块120用于控制低功率磁共振成像装置100的运行模式。运行模式包括待机模式，节能模式，性能模式。待机模式用于在不执行扫描或在扫描之间的间隙期间，可以获取最低的功耗。节能模式用于优化扫描协议，同时提供临床可用的MR图像，具有较低的功耗。性能模式用于为最终图像质量优化。通过设置不同的模式，可以降低低功率磁共振成像装置100的综合功耗，提高使用时间。
在一些实施例中，当低功率磁共振成像装置100不处于扫描状态时，梯度放大器、射频放大器及匀场梯度会关闭，以降低功耗。
在一些实施例中，可以设置较低的梯度，应用较低的接收带宽和较长的相位编码以优化低功率磁共振成像装置100的功耗。
在一些实施例中，可以应用降低射频幅度延长射频持续试讲的方式降低低功率磁共振成像装置100的功耗。
在一些实施例中，低功率磁共振成像装置100的最高功率低于1000W，平均功率低于200W，待机功率低于100W。
在一些实施例中，低功率磁共振成像系统包括：供电模块110，包括至少第一供电电源111和第二供电电源112；电源管理模块120，连接供电模块110，用于选择供电模块110的供电电源；永磁体模块140，连接电源管理模块120，用于提供磁共振所需的磁场；控制模块130，连接电源管理模块120和永磁体模块140，用于控制电源模块的供电模式，并根据永磁体模块140获取磁共振成像。
在一些实施例中，低功率磁共振成像系统还包括：动力模块，连接控制模块130和供电模块110，用于调节低功率磁共振成像系统的位置。
在一些实施例中，低功率磁共振成像系统还包括：显示模块，连接控制模块130，用于显示磁共振成像设备获取的磁共振成像。
在一些实施例中，低功率磁共振成像装置100的控制模块130可以应用外接的终端或移动终端进行控制。应用外接的终端或移动终端进行控制作为控制模块130可以降低低功率磁共振成像装置100本身的功率消耗，提高可用性。
在一些实施例中，低功率磁共振成像系统还包括动力模块，用于调节病床的位置，或低功率磁共振成像系统的位置，以提高低功率磁共振成像系统的适用性。
在一些实施例中，动力系统可以关闭，以降低低功率磁共振成像系统的功率。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质，用于计算机可读存储，存储介质存储有一个或者多个程序，一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如第二方面的磁共振成像电源管理方法方法。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、模块可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种低功率磁共振成像装置，其特征在于，包括：
供电模块，用于为所述低功率磁共振成像装置供电，所述供电模块包括至少第一供电电源和第二供电电源；
电源管理模块，连接所述供电模块，用于选择所述供电模块的供电电源；
永磁体模块，用于提供磁共振所需的磁场；
控制模块，连接所述电源管理模块和所述永磁体模块，用于控制所述电源模块的供电模式，并根据所述永磁体模块获取磁共振成像。
2.根据权利要求1所述的低功率磁共振成像装置，其特征在于，所述永磁体模块包括主磁体、射频线圈、射频功率放大器、梯度线圈、梯度功率放大器及核磁共振波谱仪。
3.根据权利要求2所述的低功率磁共振成像装置，其特征在于，所述永磁体模块的材料包括钐钴。
4.根据权利1所述的低功率磁共振成像装置，其特征在于，所述供电模块还包括：第三供电电源；
所述第一供电电源的供电方式包括应用交流电供电；
所述第二供电电源的供电方式包括应用电池供电；
所述第三供电电源的供电方式包括应用发电机供电。
5.根据权利要求4所述的低功率磁共振成像装置，其特征在于，所述电源管理模块包括开关模式电源，用于将所述第一供电电源、所述第二供电电源或所述第三供电电源提供的电压及电流转换成所述永磁体模块应用的电压及电流。
6.一种磁共振成像电源管理方法，应用于如权利要求1至5任一项所述的低功率磁共振成像装置，其特征在于，包括：
获取所述供电模块的供电方式及所述低功率磁共振成像装置使用状态；
根据所述供电方式及所述使用状态切换所述低功率磁共振成像装置的供电模式，所述供电模式包括待机模式，节能模式及性能模式。
7.一种低功率磁共振成像系统，其特征在于，包括：
供电模块，包括至少第一供电电源和第二供电电源；
电源管理模块，连接所述供电模块，用于选择所述供电模块的供电电源；
永磁体模块，连接所述电源管理模块，用于提供磁共振所需的磁场；
控制模块，连接所述电源管理模块和所述永磁体模块，用于控制所述电源模块的供电模式，并根据所述永磁体模块获取磁共振成像。
8.根据权利要求7所述的低功率磁共振成像系统，其特征在于，还包括：
动力模块，连接所述控制模块和所述供电模块，用于调节低功率磁共振成像系统的位置。
9.根据权利要求7或8任一项所述的低功率磁共振成像系统，其特征在于，还包括：
显示模块，连接所述控制模块，用于显示所述磁共振成像设备获取的磁共振成像。
10.一种计算机可读存储介质，用于计算机可读存储，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求7所述的磁共振成像电源管理方法。
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