DE202017001501U1

DE202017001501U1 - Überwachungsvorrichtung für eine Überwachung eines Gradientensystems eines Magnetresonanzgerätes

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Publication number: DE202017001501U1
Application number: DE202017001501.3U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2017-03-20
Filing date: 2017-03-20
Publication date: 2017-05-09
Anticipated expiration: 2027-03-21
Also published as: CN208921846U

Abstract

Überwachungsvorrichtung für eine Überwachung eines Gradientensystems eines Magnetresonanzgerätes, wobei das Gradientensystem zumindest eine erste Komponente und eine zweite Komponente umfasst, die Überwachungsvorrichtung einen ersten Sensor, eine Temperaturermittlungseinheit, eine Sicherungseinheit eine erste Datenübertragungseinheit und eine zweite Datenübertragungseinheit umfasst, der erste Sensor an der ersten Komponente angeordnet und mit der Temperaturermittlungseinheit durch die erste Datenübertragungseinheit verbunden ist, der erste Sensor zur Erfassung einer Temperatur der ersten Komponente ausgebildet ist, die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf der Temperatur der ersten Komponente eine Änderung einer Temperatur der zweiten Komponente zu ermitteln, die Temperaturermittlungseinheit durch die zweite Datenübertragungseinheit mit der Sicherungseinheit verbunden ist, und die Sicherungseinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente das Gradientensystem durch eine Gewährleistung eines sicheren Betriebes des Gradientensystems zu überwachen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung für eine Überwachung eines Gradientensystems eines Magnetresonanzgerätes zur Ermittlung einer Temperatur des Gradientensystems und zur Gewährleistung eines sicheren Betriebes des Gradientensystems. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein System umfassend eine derartige Überwachungsvorrichtung und ein Gradientensystem, und ein Magnetresonanzgerät.
In einem Magnetresonanzgerät, auch Magnetresonanztomographiesystem genannt, wird üblicherweise der zu untersuchende Körper eines Untersuchungsobjektes, insbesondere eines Patienten, mit Hilfe eines Hauptmagneten einem relativ hohen Hauptmagnetfeld, beispielsweise von 1,5 oder 3 oder 7 Tesla, ausgesetzt. Zusätzlich werden mit Hilfe einer Gradientenspuleneinheit Gradientenpulse ausgespielt. Über eine Hochfrequenzantenneneinheit werden dann mittels geeigneter Antenneneinrichtungen hochfrequente Hochfrequenz-Pulse (HF-Pulse), insbesondere Anregungspulse, ausgesendet, was dazu führt, dass die Kernspins bestimmter, durch diese HF-Pulse resonant angeregter Atome um einen definierten Flipwinkel gegenüber den Magnetfeldlinien des Hauptmagnetfelds verkippt werden. Bei der Relaxation der Kernspins werden Hochfrequenz-Signale, so genannte Magnetresonanz-Signale, abgestrahlt, die mittels geeigneter Hochfrequenzantennen empfangen und dann weiterverarbeitet werden. Aus den so akquirierten Rohdaten können schließlich die gewünschten Bilddaten rekonstruiert werden.
Für den Betrieb eines Magnetresonanzgerätes werden die Hochfrequenzantenneneinheit und insbesondere die Gradientenspuleneinheit mittels eines elektrischen Stromes angesteuert. Zum Erzeugen von Gradientenpulsen werden in die Gradientenspulen der Gradientenspuleneinheit Ströme geleitet, deren Amplituden mehrere 100 A erreichen und die häufigen und raschen Wechseln der Stromrichtung mit Anstiegs- und Abfallraten von mehreren 100 kA/s unterliegen. Die treibende Spannung für den Spulenstrom beträgt bis zu mehreren kV und es ist typischerweise eine Anschlussleistung zwischen 5 kW und 50 kW erforderlich. Die Gradientenspuleneinheit und die die Gradientenspuleneinheit mit Energie versorgenden Zuleitungen und Bauteile, wie beispielsweise Transformatoren, Leistungsverstärker, Kabel und Filter, werden als Gradientensystem bezeichnet. Eine Gradientenspuleneinheit umfasst zumindest eine Gradientenspule.
Das Gradientensystem ist typischerweise eine Untereinheit eines Magnetresonanzgerätes, es wird also von dem Magnetresonanzgerät umfasst, wobei das Gradientensystem typischerweise die Untereinheit des Magnetresonanzgerätes mit dem größten Leistungsbedarf ist. Vom Gradientensystem umfasste Komponenten, welche nicht eigensicher ausgelegt sind, müssen beim Betrieb des Magnetresonanzgerätes und damit beim Betrieb des Gradientensystems typischerweise überwacht werden. Eine eigensichere Komponente ist dadurch gekennzeichnet, dass selbst bei maximal möglicher dauerhafter Leistung, also maximal möglicher dauerhafter Belastung der Komponente ein sicherer Betrieb der Komponente und des Gradientensystems gewährleistet ist. Bei Benutzung eigensicherer Komponenten ist keine Überwachung erforderlich.
Bei klinischen Routine-Untersuchungen werden die vom Gradientensystem umfassten Komponenten selten maximal belastet, also mit maximaler Leistung angesteuert, insbesondere nicht dauerhaft, also beispielsweise länger als 5 Minuten. Bei klinischen Routine-Untersuchungen werden die vom Gradientensystem umfassten Komponenten typischerweise mit einer tatsächlichen Leistung angesteuert, welche deutlich geringer als die maximale Leistung ist.
Komponenten, welche für eine erste Leistung ausgelegt sind, welche niedriger als die maximale Leistung ist, sind typischerweise kostengünstiger und können dennoch für einen von verschiedenen Parametern abhängigen Zeitraum mit höherer Leistung als der ersten Leistung belastet werden. Eine Überwachung eines Eintretens einer höheren Leistung als der ersten Leistung ist erforderlich, da derartige Komponenten nicht eigensicher sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Überwachungsvorrichtung für eine Überwachung eines Gradientensystems anzugeben, die dazu ausgebildet ist, einen sicheren Betrieb des Gradientensystems zu gewährleisten, insbesondere auch einen sicheren Betrieb von nicht eigensicheren Komponenten des Gradientensystems. Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung für eine Überwachung eines Gradientensystems eines Magnetresonanzgerätes, sieht vor, dass das Gradientensystem zumindest eine erste Komponente und eine zweite Komponente umfasst,
die Überwachungsvorrichtung einen ersten Sensor, eine Temperaturermittlungseinheit, eine Sicherungseinheit, eine erste Datenübertragungseinheit und eine zweite Datenübertragungseinheit umfasst,
der erste Sensor an der ersten Komponente angeordnet und mit der Temperaturermittlungseinheit durch die erste Datenübertragungseinheit verbunden ist,
der erste Sensor zur Erfassung einer Temperatur der ersten Komponente ausgebildet ist,
die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf der Temperatur der ersten Komponente eine Änderung einer Temperatur der zweiten Komponente zu ermitteln,
die Temperaturermittlungseinheit durch die zweite Datenübertragungseinheit mit der Sicherungseinheit verbunden ist,
und die Sicherungseinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente das Gradientensystem durch eine Gewährleistung eines sicheren Betriebes des Gradientensystems zu überwachen.
Der erste Sensor kann beispielsweise ein Thermometer sein. Der erste Sensor ist typischerweise derart an der ersten Komponente angeordnet, dass der erste Sensor die Temperatur der ersten Komponente an zumindest einer ersten Position erfassen kann. Die erste Position ist dabei vorzugsweise derart gewählt, dass die erfasste Temperatur an der ersten Position repräsentativ für die Temperatur der ersten Komponente ist. Die erste Position befindet sich typischerweise an und/oder unter der Oberfläche der ersten Kompontente. Die erste Position kann auch genormt sein, so dass vorab ein Zusammenhang zwischen der Temperatur an der ersten Position und einer Änderung der Temperatur der zweiten Komponente bekannt ist, welcher Zusammenhang der Temperaturermittlungseinheit bereitgestellt wird und/oder die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, auf den Zusammenhang zuzugreifen und/oder die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, den Zusammenhang zu ermitteln. Hierfür ist die Temperaturermittlungseinheit mit dem ersten Sensor durch die erste Datenübertragungseinheit verbunden. Die erste Datenübertragungseinheit kann beispielsweise eine kabelbasierte Verbindung sein. Die erste Datenübertragungseinheit kann drahtlos sein. Die erste Datenübertragungseinheit ist typischerweise dazu ausgebildet, eine Information zwischen der Temperaturermittlungseinheit und dem ersten Sensor auszutauschen und/oder zu übertragen.
Die Temperaturermittlungseinheit kann auch dazu ausgebildet sein, basierend auf der Temperatur der ersten Komponente eine absolute Temperatur der zweiten Komponente zu ermitteln. Insbesondere kann die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet sein, die ermittelte Änderung der Temperatur der zweiten Komponente und/oder die absolute Temperatur der zweiten Komponente an die Sicherungseinheit zu übermitteln. Hierfür ist die Temperaturermittlungseinheit mit der Sicherungseinheit mit der zweiten Datenübertragungseinheit verbunden. Die zweite Datenübertragungseinheit kann beispielsweise eine kabelbasierte Verbindung sein. Die zweite Datenübertragungseinheit kann drahtlos sein. Die zweite Datenübertragungseinheit ist typischerweise dazu ausgebildet, eine Information zwischen der Temperaturermittlungseinheit und der Sicherungseinheit auszutauschen und/oder zu übertragen. Vorzugsweise ist die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet, die Temperatur der ersten Komponente und/oder die Änderung der Temperatur der zweiten Komponente mittels der zweiten Datenübertragungseinheit an die Sicherungseinheit zu übermitteln.
Die Überwachungsvorrichtung ist demnach dazu ausgebildet, die Temperatur der ersten Komponente mittels des ersten Sensors direkt zu ermitteln, wohingegen die Temperatur und/oder eine Änderung der Temperatur der zweiten Komponente basierend auf der Temperatur der ersten Komponente mittels der Temperaturermittlungseinheit bestimmbar ist.
Ein sicherer Betrieb des Gradientensystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Gradientensystems, insbesondere bei Benutzung des Gradientensystems im Rahmen einer Benutzung des Magnetresonanzgerätes, störungsfrei und/oder für das Untersuchungsobjekt ungefährlich erfolgt. Bei einem sicheren Betrieb des Gradientensystems werden typischerweise definierte Grenzwerte für verschiedene Komponenten des Gradientensystems, insbesondere der ersten Komponente und der zweiten Komponente eingehalten. Ein Grenzwert kann beispielsweise eine maximale Temperatur angeben. Ein sicherer Betrieb des Gradientensystems kann dadurch gekennzeichnet sein, dass der Betrieb gefährdungsfrei erfolgt. Bei einem sicheren Betrieb des Gradientensystems wird typischerweise eine beim Betrieb des Gradientensystems entstehende Erwärmung und/oder weitere Effekte derart kontrolliert, dass eine Beschädigung des Gradientensystems vermieden wird.
Die Sicherungseinheit ist dazu ausgebildet, den sicheren Betrieb des Gradientensystems zu gewährleisten. Insbesondere kann die Sicherungseinheit dazu ausgebildet sein, basierend auf der Temperatur der ersten Komponente und/oder basierend auf der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente zumindest eine Maßnahme zu initiieren. Eine derartige Maßnahme kann beispielsweise sicherstellen, dass die Temperatur der ersten Komponente einen definierten Grenzwert nicht überschreitet. Eine derartige Maßnahme kann beispielsweise sicherstellen, dass die Änderung der Temperatur und/oder die Temperatur der zweiten Komponente einen definierten Grenzwert nicht überschreiten. Im sicheren Betrieb des Gradientensystems werden insbesondere ein Absturz, ein Defekt, eine Überhitzung und/oder ein Abbrand des Gradientensystems vermieden.
Die Sicherungseinheit kann auch dazu ausgebildet sein, mehrere Optionen zu analysieren und/oder zumindest eine Option gemeinsam mit einem Benutzer des Magnetresonanzgerätes zu initiieren. Hierfür kann die Sicherungseinheit dem Benutzer des Magnetresonanzgerätes beispielsweise eine Auswahl an Optionen anhand einer Benutzerschnittstelle darstellen, aus welcher Auswahl an Optionen der Benutzer des Magnetresonanzgerätes zumindest eine Option auswählen kann. Bei Initiierung einer Option wird das Magnetresonanzgerät und/oder das Gradientensystem typischerweise gemäß dieser Option angesteuert.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung besteht darin, dass die Überwachungsvorrichtung unabhängig vom Gradientensystem und/oder unabhängig von dem Magnetresonanzgerät installiert werden kann. Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, das Gradientensystem durch eine Gewährleistung eines sicheren Betriebes des Gradientensystems zu überwachen. Gemäß der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung kann auf eine eigensichere Auslegung der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente des Gradientensystems verzichtet werden. Die Überwachung durch die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung ermöglicht eine Verwendung einer ersten Komponente, welche nicht eigensicher ist und/oder welche für eine geringere als eine an der ersten Komponente maximal erzeugbare Leistung ausgelegt ist. Die Überwachung durch die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung ermöglicht eine Verwendung einer zweiten Komponente, welche nicht eigensicher ist und/oder welche für eine geringere als eine an der zweiten Komponente maximal erzeugbare Leistung ausgelegt ist. Dadurch kann eine erste Komponente und/oder eine zweite Komponente verwendet werden, welche beispielsweise für eine mittlere Leistung einer klinischen Routine-Untersuchung ausgelegt ist. Dadurch können die erste Komponente und/oder die zweite Komponente besonders kostengünstig gefertigt und/oder erworben werden. Dadurch könne die Kosten für das Gradientensystem reduziert werden.
Spezielle klinische Untersuchungen und/oder klinische Routineuntersuchungen mit einer temporär überdurchschnittlichen Leistung können aufgrund der Überwachungsvorrichtung dennoch gestartet werden. Die Überwachungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, die erste Komponente und/oder die zweite Komponente vorzugsweise während des Betriebes des Gradientensystems, insbesondere des Magnetresonanzgerätes, zu überwachen, wodurch eine temporäre Übersteigung der Leistung, für welche Leistung die erste Komponente und/oder die zweite Komponente ausgelegt sind, kontrollierbar ist. Hierbei kann auf eine aufwendige Modellierung einer Abhängigkeit der Temperatur und/oder Sicherheit von einer Magnetresonanz-Steuerungssequenz für die erste Komponente und die zweite Komponente verzichtet werden.
Eine Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung sieht vor, dass die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf der Temperatur der ersten Komponente eine an die zweite Komponente abgegebene Leistung zu ermitteln und basierend auf der an die zweite Komponente abgegebenen Leistung die Änderung der Temperatur der zweiten Komponente zu ermitteln.
Die Temperaturermittlungseinheit weist vorzugsweise einen Eingang auf, über welchen Eingang der Temperaturermittlungseinheit die Temperatur der ersten Komponente bereitgestellt werden kann. Dieser Eingang ist vorzugsweise mittels der ersten Datenübertragungseinheit mit dem ersten Sensor verbunden. Des Weiteren ist die Temperaturermittlungseinheit vorzugsweise dazu ausgebildet, dass der Temperaturermittlungseinheit über eine weitere Datenübertragungseinheit vorzugsweise ein Modell bereitgestellt werden, welches Modell einen Zusammenhang zwischen der Temperatur der ersten Komponente und einer an die zweite Komponente abgegebenen Leistung umfasst. Das Modell und/oder ein weiteres der Temperaturermittlungseinheit bereitgestelltes Modell umfasst vorzugsweise einen Zusammenhang zwischen der an die zweite Komponente abgegebenen Leistung und einer Änderung der Temperatur der zweiten Komponente. Somit ist mittels der Temperaturermittlungseinheit besonders einfach basierend auf der an die zweite Komponente abgegebenen Leistung die Änderung der Temperatur der zweiten Komponente bestimmbar.
Umfasst die erste Komponente einen Leistungsverstärker und/oder einen Transformator für eine Gradientenspule, so kann die Temperaturermittlungseinheit die an die Gradientenspule abgegebene Leistung beispielsweise bestimmen, indem eine zeitliche Ableitung der Temperatur der ersten Komponente erfolgt. Wird dies für die vom Gradientensystem umfassten Leistungsverstärker und/oder Transformatoren und/oder Gradientenspulen ausgeführt, so kann auch eine Gesamtleistung des Gradientensystems ermittelt werden. Die zweite Komponente kann einen Filter und/oder eine Zuleitung zur Gradientenspule umfassen, von welchem Filter und/oder welcher Zuleitung mittels der abgegebenen Leistung die Änderung der Temperatur bestimmbar ist.
Der Vorteil dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung besteht darin, dass die Änderung der Temperatur der zweiten Komponente besonders genau bestimmbar ist, wodurch die Sicherheit des Betriebes des Gradientensystems besonders gut gewährleistet werden kann. Insbesondere kann die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet sein, ein Modell zu verwenden, wodurch die Leistung der ersten Komponente und/oder die an die zweite Komponente abgegebene Leistung besonders gut bestimmbar ist, wodurch das Gradientensystems basierend auf der von dem ersten Sensor erfassten Temperatur der ersten Komponente insbesondere umfassend überwachbar ist.
Eine Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung sieht vor, dass die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, bei der Ermittlung der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente eine Wirkung eines Kühlmittels auf die Temperatur der ersten und/oder zweiten Komponente zu berücksichtigen.
Das Gradientensystem erwärmt sich typischerweise, wenn es im Betrieb ist und beispielsweise im Rahmen einer Magnetresonanzuntersuchung zur Ortskodierung verwendet wird. Einzelne Komponenten des Gradientensystems werden typischerweise gekühlt, indem ein Kühlmittel an den einzelnen Komponenten vorbeiströmt. Beispielsweise kann Luft als Kühlmittel dienen und/oder Wasser in Leitungen an einzelnen Komponenten vorbeigeführt werden. Gemäß dieser Ausführungsform kann ein Einfluss eines Kühlmittels auf die an die zweite Komponente abgegebene Leistung ermittelt werden, sodass die Temperatur der zweiten Komponente besonders genau bestimmt werden kann.
Insbesondere kann bei Berücksichtigung des Einflusses des Kühlmittels auf die an die zweite Komponente abgegebene Leistung eine Momentanleistung der zweiten Komponente basierend auf der Temperatur der ersten Komponente ermittelt werden. Insbesondere können auch nichtlineare Effekte aufgrund der im Betrieb entstehenden Wärme und der Kühlung berücksichtigt werden. Hierfür ist die erste Komponente und/oder die zweite Komponente diesbezüglich vorzugsweise kalibriert. Kann derart eine Momentanleistung von sämtlichen vom Gradientensystem umfassten Komponenten bestimmt werden, so kann auch die Gesamtleistung des Gradientensystems ermittelt werden.
Eine Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung sieht vor, dass der erste Sensor zu einer Erfassung der Temperatur der ersten Komponente mit einer Zeitauflösung ausgebildet ist und die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, bei der Ermittlung der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente die Zeitauflösung zu berücksichtigen.
Wird eine Temperatur mit einer Zeitauflösung erfasst, so wird die Temperatur in Abhängigkeit von der Zeit zu verschiedenen Zeitpunkten aufgenommen. Beispielsweise erfolgt die Erfassung der Temperatur in definierten Zeitabständen von beispielsweise 1 s. Basierend auf einer Änderung und/oder Abhängigkeit der Temperatur vom Zeitverlauf kann die an die zweite Komponente abgegebene Leistung besonders genau bestimmt werden, insbesondere bei Mittelung über mehrere Zeitabstände hinweg, beispielsweise durch zeitliche Integration der Temperatur. Die Temperatur der ersten Komponente mit einer Zeitauflösung kann auch an eine Gradientensteuereinheit übermittelt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die Temperatur der zweiten Komponente besonders genau für die Gewährleistung des sicheren Betriebes des Gradientensystems berücksichtigt werden.
Eine Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung sieht vor, dass die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, bei der Ermittlung der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente eine Zeitkonstante der zweiten Komponente zu berücksichtigen. Vorzugsweise wird zusätzlich die Zeitkonstante der ersten Komponente berücksichtigt. Die Temperatur der zweiten Komponente wird zusätzlich von der an die zweite Komponente abgegebenen Leistung und/oder der Temperatur der Umgebung der zweiten Komponente durch die physikalischen Eigenschaften der zweiten Komponente beeinflusst. Physikalische Eigenschaften der zweiten Komponente hängen insbesondere von dem Material und der Ausformung der zweiten Komponente ab. Deren Einfluss auf die Temperatur der zweiten Komponente kann mittels einer Zeitkonstante angegeben werden. Dadurch kann die Temperatur der zweiten Komponente besonders genau bestimmt werden, wodurch die Sicherheit des Gradientensystems besonders gut gewährleistet werden kann.
Eine Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung sieht vor, dass der erste Sensor zu einer Erfassung einer absoluten Temperatur der ersten Komponente ausgebildet ist und die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, bei der Ermittlung der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente die absolute Temperatur der ersten Komponente zu berücksichtigen. Vorzugsweise wird zusätzlich zur Zeitkonstante der ersten Komponente und/oder zweiten Komponente die absolute Temperatur der ersten Komponente und/oder zweiten Komponente ermittelt. Insbesondere eine Bestimmung einer an die zweite Komponente abgegebenen Leistung, beispielsweise durch zeitliche Ableitung einer Temperatur, wird durch die absolute Temperatur der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente beeinflusst. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Temperatur der zweiten Komponente besonders genau bestimmt werden, wodurch die Sicherheit des Gradientensystems besonders gut gewährleistet werden kann.
Eine Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung sieht vor, dass die Sicherungseinheit dazu ausgebildet ist, die Temperatur der ersten Komponente und/oder die ermittelte Änderung der Temperatur der zweiten Komponente relativ zu einem Schwellwert für die Temperatur der ersten Komponente und/oder relativ zu einem Schwellwert für die ermittelte Änderung der Temperatur der zweiten Komponente zu berücksichtigen.
Ein sicherer Betrieb des Gradientensystems kann insbesondere durch eine Einhaltung definierter Schwellwerte für die Temperaturen einzelner Komponenten gewährleistet werden. Für die mittels der Temperaturermittlungseinheit zu bestimmenden Temperatur der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente kann der Überwachungseinheit zumindest ein Schwellwert bereitgestellt werden. Ein Schwellwert gilt typischerweise spezifisch für eine Komponente und bei Unterschreitung des Schwellwertes ist ein sicherer Betrieb des Gradientensystems gewährleistet. Die Sicherungseinheit ist vorzugsweise dazu ausgebildet, den Schwellwert derart zu berücksichtigen, wodurch ein besonders sicherer Betrieb des Gradientensystems gewährleistet werden kann.
Eine Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung sieht vor, dass die Sicherungseinheit dazu ausgebildet ist, unter Berücksichtigung der Temperatur der ersten Komponente und/oder unter Berücksichtigung der ermittelten Änderung der Temperatur der zweiten Komponente für die Gewährleistung des sicheren Betriebes des Gradientensystems eine Auswirkung von zumindest einer der folgenden Optionen auf eine Temperatur der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente zu analysieren und/oder zu initiieren:

– Ausgabe einer Warnung an einen Benutzer des Magnetresonanzgerätes
– Unterbrechung eines Betriebes des Gradientensystems für eine bestimmte Zeitdauer
– Abbruch eines Betriebes des Gradientensystems
– Änderung einer Reihenfolge von dem Magnetresonanzgerät auszuspielenden Magnetresonanz-Steuerungssequenzen
– Änderung eines Parameters einer von dem Magnetresonanzgerät auszuspielenden Magnetresonanz-Steuerungssequenz
– Änderung eines Parameters einer von dem Magnetresonanzgerät ausgespielten Magnetresonanz-Steuerungssequenz betreffend das Gradientensystem.

Abhängig von der Temperatur der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente und einer daraus resultierenden Gefährdung des sicheren Betriebes des Gradientensystems kann die Sicherungseinheit dazu ausgebildet sein, unterschiedliche Optionen zu initiieren, die trotz der Gefährdung einen sicheren Betriebes des Gradientensystems gewährleisten. Dennoch kann eine kostengünstige erste Komponente und/oder kostengünstige zweite Komponente verwendet werden, da die Überwachungsvorrichtung einen sicheren Betrieb gewährleistet.
Eine Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung sieht vor, dass die Überwachungsvorrichtung eine Bedieneinheit aufweist und die Bedieneinheit dazu ausgebildet ist, bei der Analyse und/oder bei der Initiierung der zumindest einen Option eine Interaktion mit einem Benutzer des Magnetresonanzgerätes zu ermöglichen. Die Bedieneinheit umfasst typischerweise eine Eingabeeinheit und eine Anzeigeeinheit. Gemäß dieser Ausführungsform ermöglicht die Überwachungsvorrichtung eine Interaktion mit einem Benutzer des Magnetresonanzgerätes, sodass dieser beispielsweise aus von der Sicherungseinheit analysierten Optionen zumindest eine Option auswählen kann. Dadurch kann trotz einer kostengünstigen Auslegung des Gradientensystems eine Anforderung des Benutzers bei der Überwachung des Gradientensystems berücksichtigt werden.
Eine Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung sieht vor, dass die Überwachungsvorrichtung eine Bedieneinheit aufweist. Dadurch ist die Überwachungsvorrichtung dazu ausgelegt, eine Interaktion mit einem Benutzer zu ermöglichen.
Eine Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung sieht vor, dass das Gradientensystem eine erste Gradientenspule umfasst und die erste Komponente und die zweite Komponente dazu ausgebildet sind, die erste Gradientenspule mit Leistung zu versorgen. Eine Gradientenspule ist typischerweise eine Untereinheit eines Magnetresonanzgerätes, welche Untereinheit durch einen besonders großen Leistungsbedarf gekennzeichnet ist. Folglich sind die technischen Anforderungen an eine die erste Gradientenspule mit Energie und/oder Leistung versorgende Zuleitung besonders hoch. Ebenso ist erforderlich, dass eine derartige Zuleitung zu einer derartig hohen Leistung ausgelegt ist. Eine derartige Zuleitung umfasst typischerweise zusätzlich zu einem Kabel weitere Komponenten, die einer Vorbereitung und/oder Erzeugung einer für die Gradientenspule passendenden Leistung und/oder Stromstärke und/oder Spannung und/oder Frequenz dienen. Hierfür kann die Zuleitung beispielsweise einen Transformator, einen Leistungsverstärker, ein Kabel und/oder einen Filter umfassen. Derartige Bauteile können von der ersten Komponente umfasst werden und/oder der ersten Komponente entsprechen. An derartigen Bauteilen kann der erste Sensor angeordnet sein. Ebenso können derartige Bauteile von der zweiten Komponente umfasst werden und/oder der zweiten Komponente entsprechen. Vorzugsweise sind die erste Komponente und die zweite Komponente von der Zuleitung umfasste Bauteile, welche dadurch gekennzeichnet sind, dass der Betrieb der ersten Komponente weniger sicher ist als der Betrieb der zweiten Komponente.
An der Gradientenspule selbst ist typischerweise ist ein Sensor angeordnet, beispielsweise auch der erste Sensor. Dies ermöglicht eine besonders gute Überwachung der Temperatur der Gradientenspule, wodurch der sichere Betrieb der Gradientenspule kontinuierlich gewährleistet werden kann. Basierend auf der an der Gradientenspule ermittelten Temperatur kann die Temperaturermittlungseinheit auch die Änderung einer Temperatur einer zweiten Komponente ermitteln. Alternativ ist denkbar, dass die Gradientenspule von der zweiten Komponente umfasst wird und/oder der zweiten Komponente entspricht, wodurch die Überwachung der Gradientenspule indirekt erfolgt. Dies ist insbesondere möglich durch eine Überwachungsvorrichtung mit einem ersten Sensor, welcher an einer aussagekräftigen ersten Position angeordnet ist. Vorzugsweise werden mehrere redundante Sensoren verwendet, welche an von der Gradientenspule verschiedenen Komponenten angeordnet sind, um einen sicheren Betrieb der Gradientenspule zu gewährleisten.
Eine Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung sieht vor,
dass das Gradientensystem eine dritte Komponente und eine vierte Komponente umfasst,
die Überwachungsvorrichtung einen zweiten Sensor und eine weitere Datenübertragungseinheit umfasst,
der zweite Sensor an der dritten Komponente angeordnet ist,
und mit der Temperaturermittlungseinheit durch die weitere Datenübertragungseinheit verbunden ist,
der zweite Sensor zur Erfassung einer Temperatur der dritten Komponente ausgebildet ist,
die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf der Temperatur der dritten Komponente eine Änderung einer Temperatur der vierten Komponente zu ermitteln,
und die Sicherungseinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf der Änderung der Temperatur der vierten Komponente das Gradientensystem durch eine Gewährleistung eines sicheren Betriebes des Gradientensystems zu überwachen.
Bereits genannte Eigenschaften und/oder Ausführungsformen der ersten Komponente könne auf die dritte Komponente übertragen werden. Bereits genannte Eigenschaften und/oder Ausführungsformen der zweiten Komponente könne auf die vierte Komponente übertragen werden. Umfasst die Überwachungsvorrichtung mehrere Sensoren, so kann die Zuverlässigkeit der Überwachung des Gradientensystems erhöht werden.
Eine Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung sieht vor, dass die Temperaturermittlungseinheit zur Berücksichtigung einer Kopplung des ersten Sensors und des zweiten Sensors ausgebildet ist, sodass mittels der Temperaturermittlungseinheit eine Änderung einer Temperatur der vierten Komponente unabhängig von einer Temperatur der zweiten Komponente ermittelbar ist.
Die Temperaturermittlungseinheit ist vorzugsweise dazu ausgebildet, einen Einfluss einer mittels des ersten Sensors an der ersten Komponente erfassten Temperatur auf die zweite Komponente und/oder dritte Komponente und/oder vierte Komponente zu ermitteln und/oder bei der Bestimmung der Temperatur und/der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente und/oder dritten Komponente und/oder vierten Komponente zu berücksichtigen und/oder zu eliminieren. Die Temperaturermittlungseinheit ist vorzugsweise dazu ausgebildet, einen Einfluss einer mittels des zweiten Sensors an der zweiten Komponente erfassten Temperatur auf die erste Komponente und/oder dritte Komponente und/oder vierte Komponente zu ermitteln und/oder bei der Bestimmung der Temperatur und/der Änderung der Temperatur der ersten Komponente und/oder dritten Komponente und/oder vierten Komponente zu berücksichtigen und/oder zu eliminieren. Vorzugsweise ist die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet, eine absolute Temperatur der ersten Komponente und/oder zweiten Komponente und/oder dritten Komponente und/oder vierten Komponente zu berücksichtigen. Dadurch können die Änderung der Temperatur der zweiten Komponente und die Änderung der Temperatur der vierten Komponente besonders genau und unabhängig voneinander bestimmt werden.
Eine Ausführungsform der Überwachungsvorrichtung sieht vor, dass die Überwachungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die von dem ersten Sensor und/oder von dem zweiten Sensor erfasste Temperatur hinsichtlich Konsistenz zu prüfen. Dadurch ist die Überwachungsvorrichtung dazu ausgebildet, eine Funktionalität des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors zu überprüfen. Der erste Sensor und der zweite Sensor können redundant sein.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem System umfassend eine Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche und ein Gradientensystem umfassend eine erste Komponente und eine zweite Komponente. Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems sind analog zu den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung ausgebildet. Das System umfasst zusätzlich zur erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung das Gradientensystem mit der ersten Komponente und der zweiten Komponente, welches mittels der Überwachungsvorrichtung überwacht werden kann. Das System kann weitere Komponenten aufweisen, welche zur Überwachung des Gradientensystems nötig und/oder vorteilhaft sind.
Eine Ausführungsform des Systems sieht vor, dass die erste Komponente einen Transformator und/oder einen Leistungsverstärker und/oder einen Filter und/oder ein Kabel und/oder eine Gradientenspule umfasst.
Der erste Sensor kann demnach an dem Transformator und/oder dem Leistungsverstärker und/oder dem Filter und/oder dem Kabel und/oder der Gradientenspule angeordnet sein, wobei der erste Sensor dazu ausgebildet ist, eine Temperatur der ersten Komponente und/oder des Transformators und/oder des Leistungsverstärkers und/oder des Filters und/oder des Kabels zu erfassen. Der erste Sensor kann dazu ausgebildet sein, eine Temperatur des Transformators und/oder des Leistungsverstärkers und/oder des Filters und/oder des Kabels und/oder der Gradientenspule zu erfassen, wobei eine weitere Einheit, beispielsweise die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf der erfassten Temperatur des Transformators und/oder des Leistungsverstärkers und/oder des Filters und/oder des Kabels und/oder der Gradientenspule eine Temperatur der ersten Komponente zu bestimmen. Dies gilt insbesondere, wenn die erste Komponente zumindest zwei Einheiten umfassend zumindest einen Transformator und/oder einen Leistungsverstärker und/oder einen Filter und/oder ein Kabel und/oder eine Gradientenspule umfasst. Die erste Komponente kann eine weitere Einheit umfassen, an welcher weiteren Einheit der erste Sensor angeordnet sein kann.
Der Transformator und/oder der Leistungsverstärker und/oder der Filter und/oder das Kabel und/oder eine Gradientenspule können dadurch für eine Leistung ausgelegt sein, welche niedriger als die maximale Leistung für die erste Komponente ist. Ebenso kann die zweite Komponente, für welche die Temperaturermittlungseinheit eine Änderung einer Temperatur ermitteln kann für eine Leistung ausgelegt sein, welche niedriger als die maximale Leistung für die zweite Komponente ist.
Der erste Sensor kann an einer ersten Position an der ersten Komponente, insbesondere an einem von der ersten Komponente umfassten Transformator angeordnet sein. Die erste Position kann dadurch gekennzeichnet sein, dass sich die erste Position im Betrieb des Gradientensystems im Vergleich zu anderen Positionen an der ersten Komponente überdurchschnittlich schnell erwärmt und/oder für einen sicheren Betrieb des Gradientensystems an der ersten Komponente eine definierte Temperatur nicht überschritten werden darf.
Eine Ausführungsform des Systems sieht vor, dass das Gradientensystem zumindest eine Gradientenspule, einen Transformator und einen Leistungsverstärker umfasst. Ein derartiges Gradientensystem ist dazu ausgebildet, besonders effizient Magnetfeldgradienten zu erzeugen. Diese Ausführungsform des Systems ermöglicht darüber hinaus eine besonders gute Überwachung des effizienten Gradientensystems.
Eine Ausführungsform des Systems sieht vor, dass das System eine Gradientensteuereinheit umfasst und die Gradientensteuereinheit mit der Überwachungsvorrichtung über zumindest eine Datenschnittstelle verbunden ist. Die Überwachungsvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die von der Temperaturermittlungseinheit ermittelte Änderung der Temperatur der zweiten Komponente und/oder die vom ersten Sensor erfasste Temperatur der ersten Komponente über die Datenschnittstelle an die Gradientensteuereinheit zu übermitteln.
Die Gradientensteuereinheit kann von einer Steuerungseinheit umfasst sein und/oder mit dieser verbunden sein, welche Steuerungseinheit zentral das Magnetresonanzgerät steuert. Dadurch kann die Überwachungsvorrichtung und/oder die Gradientensteuereinheit mit weiteren von der Steuerungseinheit umfassten und/oder mit der Steuerungseinheit verbundenen Untereinheiten indirekt verbunden sein, so dass beispielsweise eine von der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung und/oder vom erfindungsgemäßen System erfasste Temperatur und/oder Änderung einer Temperatur an zumindest eine Untereinheit weitergeleitet werden kann. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Überwachungsvorrichtung und/oder das System unabhängig von der Gradientensteuereinheit und/oder von der Steuerungseinheit des Magnetresonanzgerätes ist und/oder installierbar ist, wodurch das System und/oder die Überwachungsvorrichtung modular ausgestaltet sein können.
Eine Ausführungsform des Systems sieht vor, dass das Gradientensystem eine weitere Komponente umfasst, welche weitere Komponente frei von einem Sensor ist und welche weitere Komponente dadurch gekennzeichnet ist, dass ein sicherer Betrieb der weiteren Komponente gewährleistet ist, sofern die Überwachungsvorrichtung einen sicheren Betrieb der zweiten Komponente gewährleistet. An der weiteren Komponente ist vorzugsweise kein Sensor angeordnet. Gemäß dieser Ausführungsform überwacht das System demnach zusätzlich zur ersten Komponente und/oder zur zweiten Komponente die weitere Komponente. Hierfür kann beispielsweise die Überwachungsvorrichtung, insbesondere die Temperaturermittlungseinheit, dazu ausgebildet sein, basierend auf der Temperatur der ersten Komponente eine Änderung der Temperatur und/oder eine Temperatur der weiteren Komponente zu bestimmen. Die Überwachungsvorrichtung kann auch dazu ausgebildet sein, ohne eine Bestimmung einer Änderung der Temperatur und/oder einer Temperatur der weiteren Komponente einen sicheren Betriebes des Gradientensystems zu gewährleisten. Dabei kann das System und/oder die Überwachungsvorrichtung und/oder die Temperaturermittlungseinheit beispielsweise dazu ausgebildet sein, ein Modell für eine Änderung der Temperatur der weiteren Komponente abhängig von der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente und/oder abhängig von der Temperatur der ersten Komponente zu berücksichtigen. Das System kann eine Speichereinheit aufweisen, auf welcher Speichereinheit ein Zusammenhang zwischen einer Temperatur der ersten Komponente und/oder einer Änderung der Temperatur der zweiten Komponente und/oder einer Änderung der Temperatur der weiteren Komponente hinterlegt ist, welcher Zusammenhang angibt, dass eine Temperatur der ersten Komponente und/oder eine Änderung der Temperatur der zweiten Komponente, bei welcher gegebenenfalls resultierenden Änderung der Temperatur der zweiten Komponente ein sicherer Betrieb der zweiten Komponente gewährleistet ist, einen sicheren Betrieb der weiteren Komponente gewährleistet.
Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht demnach darin, dass ein sicherer Betrieb der weiteren Komponente ohne direkte Überwachung der weiteren Komponente gewährleistbar ist. Die Überwachungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, die weitere Komponente indirekt zu überwachen, vorzugsweise ohne zusätzliche Einheiten, wie beispielsweise ein an der weiteren Komponente angeordneter weiterer Sensor.
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems sind analog zu den Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung ausgebildet. Das System kann weitere Steuerungskomponenten aufweisen, welche nötig und/oder vorteilhaft sind. Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems können ebenso auch auf die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung übertragen werden und umgekehrt.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem Magnetresonanzgerät umfassend ein erfindungsgemäßes System. Das erfindungsgemäße Magnetresonanzgerät umfasst demnach ein Gradientensystem umfassend eine erste Komponente und eine zweite Komponente, sowie eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung für eine Überwachung des Gradientensystems des Magnetresonanzgerätes. Die Überwachungsvorrichtung umfasst einen ersten Sensor, eine Temperaturermittlungseinheit, eine Sicherungseinheit, eine erste Datenübertragungseinheit und eine zweite Datenübertragungseinheit. Der erste Sensor ist dabei an der ersten Komponente angeordnet und mit der Temperaturermittlungseinheit durch die erste Datenübertragungseinheit verbunden. Ebenso ist der erste Sensor zur Erfassung einer Temperatur der ersten Komponente ausgebildet. Die Temperaturermittlungseinheit ist dazu ausgebildet, basierend auf der Temperatur der ersten Komponente eine Änderung einer Temperatur der zweiten Komponente zu ermitteln. Die Temperaturermittlungseinheit ist durch die zweite Datenübertragungseinheit mit der Sicherungseinheit verbunden. Die Sicherungseinheit ist dazu ausgebildet, basierend auf der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente das Gradientensystem durch eine Gewährleistung eines sicheren Betriebes des Gradientensystems zu überwachen. Dadurch kann der Betrieb des Magnetresonanzgerätes überwacht werden.
Dafür weist die Überwachungsvorrichtung und/oder die Temperaturermittlungseinheit und/oder die Sicherungseinheit typischerweise einen Eingang, eine Prozessoreinheit und einen Ausgang auf. An einem Eingang und/oder Ausgang der Temperaturermittlungseinheit schließt vorzugsweise die erste Datenübertragungseinheit an, welche die Temperaturermittlungseinheit mit dem ersten Sensor derart verbindet, dass Daten zwischen der Temperaturermittlungseinheit und dem ersten Sensor austauschbar sind. An einem Eingang und/oder Ausgang der Temperaturermittlungseinheit schließt vorzugsweise die zweite Datenübertragungseinheit an, welche die Temperaturermittlungseinheit mit der Sicherungseinheit derart verbindet, dass Daten zwischen der Temperaturermittlungseinheit und der Sicherungseinheit austauschbar sind. Ebenso können über den Eingang der Überwachungsvorrichtung und/oder der Temperaturermittlungseinheit und/oder der Sicherungseinheit Informationen über Zusammenhänge zwischen einer Temperatur der ersten Komponente und/oder einer Änderung einer Temperatur der zweiten Komponente und/oder einer Temperatur einer anderen Komponente und/oder einer Änderung einer Temperatur einer anderen Komponente bereitgestellt werden. Ebenso können für die Analyse einer Auswirkung einer genannten Option auf eine Temperatur der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente der Überwachungsvorrichtung und/oder der Temperaturermittlungseinheit und/oder der Sicherungseinheit über einen Eingang weitere Informationen bereitgestellt werden. Weitere, von der Überwachungsvorrichtung und/oder der Temperaturermittlungseinheit und/oder der Sicherungseinheit benötigte Funktionen, Algorithmen oder Parameter können der Überwachungsvorrichtung über den Eingang bereitgestellt werden.
Eine Temperatur und/oder eine Änderung einer Temperatur und/oder eine Information über eine Gewährleistung eines sicheren Betriebes des Gradientensystems und/oder weitere Ergebnisse einer Analyse können über den Ausgang der Überwachungsvorrichtung und/oder der Temperaturermittlungseinheit und/oder der Sicherungseinheit bereitgestellt werden. Die Überwachungsvorrichtung kann in das Magnetresonanzgerät integriert sein. Die Überwachungsvorrichtung kann auch separat von dem Magnetresonanzgerät installiert sein. Die Überwachungsvorrichtung kann mit dem Magnetresonanzgerät verbunden sein.
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgerätes sind analog zu den Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems und/oder der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung ausgebildet. Das Magnetresonanzgerät kann weitere Steuerungskomponenten aufweisen, welche nötig und/oder vorteilhaft sind. Auch kann das Magnetresonanzgerät dazu ausgebildet sein, Steuerungssignale zu senden und/oder Steuerungssignale zu empfangen und/oder zu verarbeiten. Die Überwachungsvorrichtung kann Teil der Steuerungseinheit des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts sein. Die Überwachungsvorrichtung kann separat von der Steuerungseinheit des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgeräts sein. Auf einer Speichereinheit der Überwachungsvorrichtung können Computerprogramme und weitere Software gespeichert sein, mittels derer die Prozessoreinheit der Überwachungsvorrichtung einen Verfahrensablauf automatisch steuert und/oder ausführt.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Magnetresonanzgerätes und des erfindungsgemäßen Systems entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung, welche vorab im Detail ausgeführt sind. Hierbei erwähnte Merkmale, Vorteile oder alternative Ausführungsformen können ebenso auch auf die anderen beanspruchten Gegenstände übertragen werden und umgekehrt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung,
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung,
3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems,
4 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Magnetresonanzgerätes.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung 60 für eine Überwachung eines Gradientensystems 40 eines Magnetresonanzgerätes 11. Das Gradientensystem 40 umfasst zumindest eine erste Komponente 41 und eine zweite Komponente 42. Die Überwachungsvorrichtung 60 umfasst einen ersten Sensor 51, eine Temperaturermittlungseinheit 61, eine Sicherungseinheit 62, eine erste Datenübertragungseinheit 71 und eine zweite Datenübertragungseinheit 72. Der erste Sensor 51 ist an der ersten Komponente 41 angeordnet und mit der Temperaturermittlungseinheit 61 mittels der ersten Datenübertragungseinheit 71 verbunden. Der erste Sensor 51 ist zur Erfassung einer Temperatur der ersten Komponente 41 ausgebildet. Die Temperaturermittlungseinheit 61 ist dazu ausgebildet, basierend auf der Temperatur der ersten Komponente 41 eine Änderung einer Temperatur der zweiten Komponente 42 zu ermitteln. Die Temperaturermittlungseinheit 61 ist durch die zweite Datenübertragungseinheit 72 mit der Sicherungseinheit 62 verbunden und die Sicherungseinheit 62 ist dazu ausgebildet, basierend auf der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente 42 das Gradientensystem 40 durch eine Gewährleistung eines sicheren Betriebes des Gradientensystems 40 zu überwachen.
Die Temperaturermittlungseinheit 61 ist vorzugweise dazu ausgebildet, basierend auf der Temperatur der ersten Komponente 41 eine an die zweite Komponente 42 abgegebene Leistung zu ermitteln und basierend auf der an die zweite Komponente 42 abgegebenen Leistung die Änderung der Temperatur der zweiten Komponente 42 zu ermitteln. Der erste Sensor 51 ist vorzugsweise zu einer Erfassung der Temperatur der ersten Komponente 41 mit einer Zeitauflösung ausgebildet. Die Temperaturermittlungseinheit 61 ist dann dazu ausgebildet, bei der Ermittlung der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente 42 diese Zeitauflösung zu berücksichtigen. Ebenso kann die Temperaturermittlungseinheit 61 dazu ausgebildet sein, bei der Ermittlung der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente 42 eine Zeitkonstante der zweiten Komponente 42 zu berücksichtigen. Vorzugsweise ist der erste Sensor 51 zu einer Erfassung einer absoluten Temperatur der ersten Komponente 41 ausgebildet und die Temperaturermittlungseinheit 61 ist dazu ausgebildet, bei der Ermittlung der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente 42 die absolute Temperatur der ersten Komponente 41 zu berücksichtigen. Die Sicherungseinheit 62 kann dazu ausgebildet sein, die Temperatur der ersten Komponente 41 und/oder die ermittelte Änderung der Temperatur der zweiten Komponente 42 relativ zu einem Schwellwert für die Temperatur der ersten Komponente 41 und/oder relativ zu einem Schwellwert für die ermittelte Änderung der Temperatur der zweiten Komponente 42 zu berücksichtigen.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung 60 für eine Überwachung eines Gradientensystems 40 eines Magnetresonanzgerätes 11.
Hierbei umfasst das Gradientensystem 40 eine dritte Komponente 43 und eine vierte Komponente 44 und die Überwachungsvorrichtung 60 umfasst einen zweiten Sensor 52 und eine weitere Datenübertragungseinheit 73. Der zweite Sensor 52 ist dabei an der dritten Komponente 43 angeordnet und mit der Temperaturermittlungseinheit 61 durch die weitere Datenübertragungseinheit 73 verbunden. Der zweite Sensor 52 ist zur Erfassung einer Temperatur der dritten Komponente 43 ausgebildet und die Temperaturermittlungseinheit 61 ist dazu ausgebildet, basierend auf der Temperatur der dritten Komponente 43 eine Änderung einer Temperatur der vierten Komponente 44 zu ermitteln. Die Sicherungseinheit 62 ist dazu ausgebildet, basierend auf der Änderung der Temperatur der vierten Komponente 44 das Gradientensystem 40 durch eine Gewährleistung eines sicheren Betriebes des Gradientensystems 40 zu überwachen. Zusätzlich weist die Überwachungsvorrichtung 60 in dieser Ausführungsform eine Bedieneinheit 63 auf, welche Bedieneinheit 63 eine Interaktion eines Benutzers mit der Überwachungsvorrichtung 60 ermöglicht.
Vorzugsweise ist die Temperaturermittlungseinheit 61 zur Berücksichtigung einer Kopplung des ersten Sensors 51 und des zweiten Sensors 52 ausgebildet, sodass mittels der Temperaturermittlungseinheit 61 eine Änderung einer Temperatur der vierten Komponente 44 unabhängig von einer Temperatur der zweiten Komponente 42 ermittelbar ist. Die Überwachungsvorrichtung 60 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die von dem ersten Sensor 51 und/oder von dem zweiten Sensor 52 erfasste Temperatur hinsichtlich Konsistenz zu prüfen.
Die Sicherungseinheit 62 kann dazu ausgebildet sein, unter Berücksichtigung der Temperatur der ersten Komponente 41 und/oder unter Berücksichtigung der ermittelten Änderung der Temperatur der zweiten Komponente 42 für die Gewährleistung des sicheren Betriebes des Gradientensystems 40 eine Auswirkung von zumindest einer der folgenden Optionen auf eine Temperatur der ersten Komponente 41 und/oder der zweiten Komponente 42 zu analysieren und/oder zu initiieren:

– Ausgabe einer Warnung an einen Benutzer des Magnetresonanzgerätes 11
– Unterbrechung eines Betriebes des Gradientensystems 40 für eine bestimmte Zeitdauer
– Abbruch eines Betriebes des Gradientensystems 40
– Änderung einer Reihenfolge von dem Magnetresonanzgerät 11 auszuspielenden Magnetresonanz-Steuerungssequenzen
– Änderung eines Parameters einer von dem Magnetresonanzgerät 11 auszuspielenden Magnetresonanz-Steuerungssequenz
– Änderung eines Parameters einer von dem Magnetresonanzgerät 11 ausgespielten Magnetresonanz-Steuerungssequenz betreffend das Gradientensystem 40.

Die Bedieneinheit 63 kann dazu ausgebildet sein, bei der Analyse und/oder bei der Initiierung der zumindest einen Option eine Interaktion mit einem Benutzer des Magnetresonanzgerätes 11 zu ermöglichen.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems umfassend eine Überwachungsvorrichtung 60 und ein Gradientensystem 40. Das dargestellte Gradientensystem 40 umfasst drei Transformatoren 81, 82, 83 und drei Leistungsverstärker 84, 85, 86, welche Leistungsverstärker 84, 85, 86 mittels eines Kühlmittels 39 gekühlt werden. Drei Kabel 91, 92, 93 verbinden die drei Leistungsverstärker 84, 85, 86 mit jeweils einer von drei vom Gradientensystem 40 umfassten Gradientenspulen 21, 22, 23. Zusätzlich weist das Gradientensystem 40 an einem Ausgang jedes Leistungsverstärkers 84, 85, 86 jeweils einen Filter 87, 88, 89 auf. Weitere Filter 94, 95, 96 sind zwischen den drei Kabeln 91, 92, 93 und den Gradientenspulen 21, 22, 23 angeordnet.
Die drei Transformatoren 81, 82, 83, die drei Leistungsverstärker 84, 85, 86, die drei Kabel 91, 92, 93 und die weiteren Filter 94, 95, 96 sind dazu ausgebildet, die Gradientenspulen 21, 22, 23 mit Leistung zu versorgen. Zumindest einer der drei Transformatoren 81, 82, 83, der drei Leistungsverstärker 84, 85, 86, der drei Kabel 91, 92, 93, der drei Gradientenspulen 21, 22, 23 und der weiteren Filter 94, 95, 96 kann von der ersten und/oder zweiten Komponente umfasst werden. Die Gradientenspulen 21, 22, 23 umfassen auch die erste Gradientenspule des Gradientensystems 40.
Das Gradientensystem umfasst die erste Komponente 41, die zweite Komponente 42, die dritte Komponente 43, die vierte Komponente 44, die fünfte Komponente 45 und die sechste Komponente 46. Die Überwachungsvorrichtung 60 umfasst einen ersten Sensor 51, einen zweiten Sensor 52 und einen dritten Sensor 53, welche jeweils an der ersten Komponente 41, an der dritten Komponente 43 und an der fünften Komponente 45 angeordnet sind und zur Erfassung einer Temperatur der jeweiligen Komponente ausgebildet sind.
Der erste Leistungsverstärker 84 der drei Leistungsverstärker 84, 85, 86 kann von der ersten Komponente 41 umfasst werden und/oder der ersten Komponente 41 entsprechen. Der zweite Leistungsverstärker 85 der drei Leistungsverstärker 84, 85, 86 kann von einer dritten Komponente 43 umfasst werden und/oder der dritten Komponente 43 entsprechen. Der dritte Leistungsverstärker 86 der drei Leistungsverstärker 84, 85, 86 kann von der fünften Komponente 45 umfasst werden und/oder der fünften Komponente 45 entsprechen. Alternativ können die drei Sensoren 51, 52, 53 auch an jeweils einem der drei Transformatoren 81, 82, 83 angeordnet sein. Die erste Komponente 41 kann alternativ einen Transformator 81, 82, 83 und/oder einen Filter 87, 88, 89 und/oder ein Kabel 91, 92, 93 umfassen. Des Weiteren umfasst die Überwachungsvorrichtung 60 drei weitere Sensoren 55, 56, 57, welche an den drei Gradientenspulen 21, 22, 23 angeordnet sind.
Gemäß dieser Ausführungsform des Systems kann zumindest einer der drei Leistungsverstärker 84, 85, 86 und/oder zumindest eine der drei Gradientenspulen 21, 22, 23 der ersten Komponente entsprechen. Die in dieser Ausführungsform dargestellten Elemente des Gradientensystems frei von Sensoren, insbesondere zumindest ein Filter der Filter 87, 88, 89 und/oder zumindest ein Transformator der drei Transformatoren 81, 82, 83 kann der zweiten Komponente entsprechen.
Die Filter 87, 88, 89 sind beispielsweise frei von Sensoren und können dadurch gekennzeichnet sein, dass deren sicherer Betrieb gewährleistet ist, sofern die Überwachungsvorrichtung 60 einen sicheren Betrieb der Leistungsverstärker 84, 85, 86 und/oder der Gradientenspulen 21, 22, 23 und/oder der Transformatoren 81, 82, 83 gewährleistet. Das System umfasst zusätzlich eine Gradientensteuereinheit 64, welche mit der Überwachungsvorrichtung 60 über zumindest eine Datenschnittstelle 74 verbunden ist. Die Temperaturermittlungseinheit 61 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, bei der Ermittlung der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente 42 eine Wirkung des Kühlmittels 39 auf die Temperatur der ersten und/oder zweiten Komponente 41, 42 zu berücksichtigen.
In einer alternativen nicht näher dargestellten Ausführungsform des Systems sind zusätzlich zur in 3 dargestellten Ausführungsform drei weitere Sensoren an den drei Transformatoren 81, 82, 83 angeordnet. Diese drei weiteren Sensoren werden von der Überwachungsvorrichtung 60 umfasst und sind mittels einer zusätzlichen Datenübertragungseinheit mit der Sicherungseinheit 61 verbunden.
4 zeigt ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzgerät 11 in einer schematischen Darstellung. Das Magnetresonanzgerät 11 umfasst eine von einer Magneteinheit 13 gebildeten Detektoreinheit mit einem Hauptmagneten 17 zu einem Erzeugen eines starken und insbesondere konstanten Hauptmagnetfelds 18. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 einen zylinderförmigen Patientenaufnahmebereich 14 zu einer Aufnahme eines Patienten 15 auf, wobei der Patientenaufnahmebereich 14 in einer Umfangsrichtung von der Magneteinheit 13 zylinderförmig umschlossen ist. Der Patient 15 kann mittels einer Patientenlagerungsvorrichtung 16 des Magnetresonanzgeräts 11 in den Patientenaufnahmebereich 14 geschoben werden. Die Patientenlagerungsvorrichtung 16 weist hierzu einen Patiententisch auf, der bewegbar innerhalb des Magnetresonanzgeräts 11 angeordnet ist.
Das Magnetresonanzgerät 11 weist weiterhin Gradientensystem 40 umfassend eine erste Komponente 41, eine zweite Komponente 42, eine Gradientenspule 21 und eine Gradientensteuereinheit 64 auf, welche Gradientensteuereinheit 64 das Gradientensystem 60 ansteuert. Ebenso umfasst das Magnetresonanzgerät 11 eine Überwachungsvorrichtung 60 für eine Überwachung des Gradientensystems 40. Des Weiteren weist die Magneteinheit 13 eine Hochfrequenzantenneneinheit 20, welche im gezeigten Fall als fest in das Magnetresonanzgerät 11 integrierte Körperspule ausgebildet ist, und eine Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 zu einer Anregung einer Polarisation, die sich in dem von dem Hauptmagneten 17 erzeugten Hauptmagnetfeld 18 einstellt, auf. Die Hochfrequenzantenneneinheit 20 wird von der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 angesteuert und strahlt hochfrequente Hochfrequenz-Pulse in einen Untersuchungsraum, der im Wesentlichen von dem Patientenaufnahmebereich 14 gebildet ist, ein.
Zu einer Steuerung des Hauptmagneten 17, der Gradientensteuereinheit 64 und der Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Steuerungseinheit 24 auf. Die Steuerungseinheit 24 steuert zentral das Magnetresonanzgerät 11, wie beispielsweise das Durchführen von MR-Steuerungssequenzen. Zudem umfasst die Steuerungseinheit 24 eine nicht näher dargestellte Rekonstruktionseinheit zu einer Rekonstruktion von medizinischen Bilddaten aus diagnostischen Messdaten, die während der Magnetresonanzuntersuchung erfasst werden. Das Magnetresonanzgerät 11 weist eine Anzeigeeinheit 25 auf. Steuerinformationen wie beispielsweise Steuerungsparameter, sowie rekonstruierte Bilddaten können auf der Anzeigeeinheit 25, beispielsweise auf zumindest einem Monitor, für einen Benutzer angezeigt werden. Zudem weist das Magnetresonanzgerät 11 eine Eingabeeinheit 26 auf, mittels derer Informationen und/oder Steuerungsparameter während eines Messvorgangs von einem Benutzer eingegeben werden können. Die Bedieneinheit 63 umfasst die Eingabeeinheit 26 und die Anzeigeeinheit 25. Die Bedieneinheit kann auch von der Überwachungsvorrichtung 60 umfasst sein. Die Steuerungseinheit 24 kann die Gradientensteuereinheit 28 und/oder Hochfrequenzantennensteuereinheit 29 und/oder die Anzeigeeinheit 25 und/oder die Eingabeeinheit 26 und/oder die Bedieneinheit 63 umfassen.
Das dargestellte Magnetresonanzgerät 11 kann selbstverständlich weitere Komponenten umfassen, die Magnetresonanzgeräte 11 gewöhnlich aufweisen. Eine allgemeine Funktionsweise eines Magnetresonanzgeräts 11 ist zudem dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung der weiteren Komponenten verzichtet wird. Das Magnetresonanzgerät 11 ist somit zusammen mit der Aufzeichnungseinheit 33 zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Überwachungsvorrichtung für eine Überwachung eines Gradientensystems eines Magnetresonanzgerätes, wobei das Gradientensystem zumindest eine erste Komponente und eine zweite Komponente umfasst, die Überwachungsvorrichtung einen ersten Sensor, eine Temperaturermittlungseinheit, eine Sicherungseinheit eine erste Datenübertragungseinheit und eine zweite Datenübertragungseinheit umfasst, der erste Sensor an der ersten Komponente angeordnet und mit der Temperaturermittlungseinheit durch die erste Datenübertragungseinheit verbunden ist, der erste Sensor zur Erfassung einer Temperatur der ersten Komponente ausgebildet ist, die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf der Temperatur der ersten Komponente eine Änderung einer Temperatur der zweiten Komponente zu ermitteln, die Temperaturermittlungseinheit durch die zweite Datenübertragungseinheit mit der Sicherungseinheit verbunden ist, und die Sicherungseinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente das Gradientensystem durch eine Gewährleistung eines sicheren Betriebes des Gradientensystems zu überwachen.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf der Temperatur der ersten Komponente eine an die zweite Komponente abgegebene Leistung zu ermitteln und basierend auf der an die zweite Komponente abgegebenen Leistung die Änderung der Temperatur der zweiten Komponente zu ermitteln.
Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, bei der Ermittlung der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente eine Wirkung eines Kühlmittels auf die Temperatur der ersten und/oder zweiten Komponente zu berücksichtigen.
Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Sensor zu einer Erfassung der Temperatur der ersten Komponente mit einer Zeitauflösung ausgebildet ist und die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, bei der Ermittlung der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente die Zeitauflösung zu berücksichtigen.
Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, bei der Ermittlung der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente eine Zeitkonstante der zweiten Komponente zu berücksichtigen.
Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Sensor zu einer Erfassung einer absoluten Temperatur der ersten Komponente ausgebildet ist und die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, bei der Ermittlung der Änderung der Temperatur der zweiten Komponente die absolute Temperatur der ersten Komponente zu berücksichtigen.
Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sicherungseinheit dazu ausgebildet ist, die Temperatur der ersten Komponente und/oder die ermittelte Änderung der Temperatur der zweiten Komponente relativ zu einem Schwellwert für die Temperatur der ersten Komponente und/oder relativ zu einem Schwellwert für die ermittelte Änderung der Temperatur der zweiten Komponente zu berücksichtigen.
Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Sicherungseinheit dazu ausgebildet ist, unter Berücksichtigung der Temperatur der ersten Komponente und/oder unter Berücksichtigung der ermittelten Änderung der Temperatur der zweiten Komponente für die Gewährleistung des sicheren Betriebes des Gradientensystems eine Auswirkung von zumindest einer der folgenden Optionen auf eine Temperatur der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente zu analysieren und/oder zu initiieren: – Ausgabe einer Warnung an einen Benutzer des Magnetresonanzgerätes – Unterbrechung eines Betriebes des Gradientensystems für eine bestimmte Zeitdauer – Abbruch eines Betriebes des Gradientensystems – Änderung einer Reihenfolge von dem Magnetresonanzgerät auszuspielenden Magnetresonanz-Steuerungssequenzen – Änderung eines Parameters einer von dem Magnetresonanzgerät auszuspielenden Magnetresonanz-Steuerungssequenz – Änderung eines Parameters einer von dem Magnetresonanzgerät ausgespielten Magnetresonanz-Steuerungssequenz betreffend das Gradientensystem.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Überwachungsvorrichtung eine Bedieneinheit aufweist und die Bedieneinheit dazu ausgebildet ist, bei der Analyse und/oder bei der Initiierung der zumindest einen Option eine Interaktion mit einem Benutzer des Magnetresonanzgerätes zu ermöglichen.
Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Überwachungsvorrichtung eine Bedieneinheit aufweist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gradientensystem eine erste Gradientenspule umfasst und die erste Komponente und die zweite Komponente dazu ausgebildet sind, die erste Gradientenspule mit Leistung zu versorgen.
Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Komponente zumindest eines der folgenden Bauteile umfasst: – einen Transformator – einen Leistungsverstärker – eine Gradientenspule – einen Filter – ein Kabel.
Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite Komponente zumindest eines der folgenden Bauteile umfasst: – einen Transformator – einen Leistungsverstärker – eine Gradientenspule – einen Filter – ein Kabel.
Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gradientensystem eine dritte Komponente und eine vierte Komponente umfasst, die Überwachungsvorrichtung einen zweiten Sensor und eine weitere Datenübertragungseinheit umfasst, der zweite Sensor an der dritten Komponente angeordnet ist, und mit der Temperaturermittlungseinheit durch die weitere Datenübertragungseinheit verbunden ist, der zweite Sensor zur Erfassung einer Temperatur der dritten Komponente ausgebildet ist, die Temperaturermittlungseinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf der Temperatur der dritten Komponente eine Änderung einer Temperatur der vierten Komponente zu ermitteln, und die Sicherungseinheit dazu ausgebildet ist, basierend auf der Änderung der Temperatur der vierten Komponente das Gradientensystem durch eine Gewährleistung eines sicheren Betriebes des Gradientensystems zu überwachen.
Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Temperaturermittlungseinheit zur Berücksichtigung einer Kopplung des ersten Sensors und des zweiten Sensors ausgebildet ist, sodass mittels der Temperaturermittlungseinheit eine Änderung einer Temperatur der vierten Komponente unabhängig von einer Temperatur der zweiten Komponente ermittelbar ist.
Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 15, wobei die Überwachungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die von dem ersten Sensor und/oder von dem zweiten Sensor erfasste Temperatur hinsichtlich Konsistenz zu prüfen.
System umfassend eine Überwachungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche und ein Gradientensystem umfassend eine erste Komponente und eine zweite Komponente.
System nach Anspruch 17, wobei die erste Komponente einen Transformator und/oder einen Leistungsverstärker und/oder einen Filter und/oder ein Kabel und/oder eine Gradientenspule umfasst.
System nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, wobei das Gradientensystem zumindest eine Gradientenspule, einen Transformator und einen Leistungsverstärker umfasst.
System nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei das System eine Gradientensteuereinheit umfasst und die Gradientensteuereinheit mit der Überwachungsvorrichtung über zumindest eine Datenschnittstelle verbunden ist.
System nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei das Gradientensystem eine weitere Komponente umfasst, welche weitere Komponente frei von einem Sensor ist und welche weitere Komponente dadurch gekennzeichnet ist, dass ein sicherer Betrieb der weiteren Komponente gewährleistet ist, sofern die Überwachungsvorrichtung einen sicheren Betrieb der zweiten Komponente gewährleistet.
Magnetresonanzgerät umfassend ein System nach einem der Ansprüche 17 bis 21.