JP2018511420A - 磁気コイル電力方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (65)
- 磁気共鳴撮像システムの少なくとも一つの傾斜コイルを動作させるための電力を提供する装置であって、当該装置は:
第一の極性の異なる電圧を供給するよう構成された複数の電力端子と;
パルス・シーケンスに従って磁場を生成するよう前記少なくとも一つの傾斜コイルに電力を与えるために少なくとも一つの出力を提供するよう構成された線形増幅器とを有し、前記線形増幅器は、前記複数の電力端子の一つまたは複数によって電力を与えられるよう構成され、前記線形増幅器に電力を与える前記複数の電力端子の前記一つまたは複数は、少なくとも部分的には前記少なくとも一つの出力に基づいて選択される、
装置。 - 前記線形増幅器をして前記パルス・シーケンスに従って磁場を生成するよう前記少なくとも一つの傾斜コイルに電流を提供させるために、前記線形増幅器にコマンドを提供するコントローラをさらに有する、請求項1記載の装置。
- 前記コントローラが、前記線形増幅器をして前記パルス・シーケンスに従って磁場を生成するよう前記少なくとも一つの傾斜コイルに電流を提供させる電流コマンドを提供する、請求項2記載の装置。
- 前記線形増幅器に結合された電流フィードバック・ループをさらに有しており、前記電流フィードバック・ループは、前記線形増幅器をして、少なくとも部分的には前記少なくとも一つの傾斜コイルを流れる電流を前記電流コマンドと比較することによって、前記パルス・シーケンスに従って前記少なくとも一つの傾斜コイルに電流を提供させる、請求項3記載の装置。
- 前記線形増幅器に電力を与える前記複数の電力端子の前記一つまたは複数は、少なくとも部分的には前記線形増幅器の出力電圧に基づいて動的に変更される、請求項1記載の装置。
- 前記線形増幅器が、前記線形増幅器によって生成される出力電圧の絶対値がある閾値より下であるときは前記複数の電力端子のうち少なくとも第一の電力端子によって電力を与えられるよう構成される、請求項1記載の装置。
- 前記線形増幅器が、前記線形増幅器によって生成される出力電圧の絶対値が前記閾値より上であるときは前記複数の電力端子のうち少なくとも第二の電力端子によって電力を与えられるよう構成される、請求項6記載の装置。
- 前記第一の電力端子が第一の電圧をもち、前記第二の電力端子が前記第一の電圧より絶対値が大きい第二の電圧をもつ、請求項7記載の装置。
- 前記線形増幅器に前記第一の電力端子によって電力を与えることと前記線形増幅器に前記第二の電力端子によって電力を与えることの間の遷移の際には、前記線形増幅器は、前記第一の電力端子および前記第二の電力端子の両方によって電力を与えられるよう構成される、請求項8記載の装置。
- 前記パルス・シーケンスが複数の傾斜パルスを含み、前記複数の傾斜パルスどうしの間には前記線形増幅器は前記第一の電力端子によって電力を与えられ、前記複数の傾斜パルスのそれぞれのための電流を提供するために前記線形増幅器が前記第二の電力端子によって電力を与えられることに遷移させられる、請求項9記載の装置。
- 前記第一の電圧が可変である、請求項10記載の装置。
- 前記第一の電圧が、前記線形増幅器のコマンドされた出力電圧に基づいて制御される、請求項11記載の装置。
- 前記第一の電圧を生成する電力変換器と;
前記第一の電圧を変えるよう前記電力変換器を制御するよう構成されたコントローラとを有する、
請求項11記載の装置。 - 前記複数の傾斜パルスのそれぞれが、それぞれの傾斜パルスの始まりに関連付けられた上昇端を含む、請求項13記載の装置。
- 前記コントローラが、前記線形増幅器が前記複数の傾斜パルスの各傾斜パルスの上昇端に対応する前記少なくとも一つの傾斜コイルへの電流を提供する前に、前記第一の電圧の絶対値を増すよう前記電力変換器にコマンドするよう構成されている、請求項14記載の装置。
- 前記電力変換器が前記第二の電力端子によって電力を与えられる、請求項14記載の装置。
- 前記線形増幅器が、前記線形増幅器の出力端子と前記複数の電力端子の第一の電力端子との間に接続されるよう構成された一つまたは複数の第一のトランジスタを有する、請求項1記載の装置。
- 前記線形増幅器によって生成される出力電圧の絶対値がある閾値より下であるときに線形動作範囲で前記一つまたは複数の第一のトランジスタを駆動する第一の駆動回路をさらに有する、請求項17記載の装置。
- 前記線形増幅器が、前記一つまたは複数の第一のトランジスタと前記複数の電力端子の第二の電力端子との間に接続されるよう構成された一つまたは複数の第二のトランジスタをさらに有する、請求項18記載の装置。
- 前記線形増幅器によって生成される出力電圧の絶対値が前記閾値より上であるときに線形動作範囲で前記一つまたは複数の第二のトランジスタを駆動する第二の駆動回路をさらに有する、請求項19記載の装置。
- ある時間期間後に前記第二の駆動回路をオフにするタイミング回路をさらに有する、請求項20記載の装置。
- 前記タイミング回路が、それぞれ抵抗およびキャパシタンスをもつ抵抗器およびキャパシタを有し、前記抵抗およびキャパシタンスが前記時間期間を決定する、請求項21記載の装置。
- 前記線形増幅器が片側(single-ended)である、請求項1記載の装置。
- 前記線形増幅器の出力を受け取り、前記少なくとも一つの傾斜コイルに前記線形増幅器の出力または前記線形増幅器の前記出力の極性を反転させたものを届ける極性切り換え回路をさらに有する、請求項23記載の装置。
- 前記極性切り換え回路がHブリッジを有する、請求項24記載の装置。
- 前記複数の電力端子が大地に対して正の電圧をもつ、請求項1記載の装置。
- 前記線形増幅器が両側(double-ended)である、請求項1記載の装置。
- 前記線形増幅器が、第二の極性の異なる電圧をもつ第二の複数の電力端子の一つまたは複数の第二の電力端子によって電力を与えられるよう構成され、前記線形増幅器に電力を与える前記一つまたは複数の第二の電力端子は、前記第二の極性の異なる線形増幅器出力電圧を生成するよう変えられる、請求項27記載の装置。
- 前記線形増幅器の入力に接続された出力をもつ電圧増幅器をさらに有する、請求項1記載の装置。
- 前記線形増幅器の出力電圧を受け取り、前記電圧増幅器の入力に前記出力電圧を提供する電圧フィードバック・ループをさらに有する、請求項29記載の装置。
- 前記磁気共鳴撮像システムが低磁場磁気共鳴撮像システムである、請求項1記載の装置。
- パルス・シーケンスに従って磁場を生成するよう少なくとも一つの傾斜コイルを駆動するよう構成された線形増幅器を使って、磁気共鳴撮像システムの前記少なくとも一つの傾斜コイルに電力を提供する方法であって、前記線形増幅器は、第一の極性の異なる電圧を供給するよう構成された複数の電力端子の一つまたは複数によって電力を与えられるよう構成されており、当該方法は:
前記線形増幅器によって生成される出力電圧の絶対値がある閾値より下であるときには、前記少なくとも一つの傾斜コイルに電流を提供するために、前記複数の電力端子の少なくとも第一の電力端子によって前記線形増幅器に電力を与え;
前記線形増幅器によって生成される出力電圧の絶対値が前記閾値より上であるときには、前記少なくとも一つの傾斜コイルに電流を提供するために、前記複数の電力端子の少なくとも第二の電力端子によって前記線形増幅器に電力を与えることを含む、
方法。 - 前記第一の電力端子が第一の電圧をもち、前記第二の電力端子が前記第一の電圧より絶対値が大きい第二の電圧をもつ、請求項32記載の方法。
- 前記線形増幅器に前記第一の電力端子によって電力を与えることと前記線形増幅器に前記第二の電力端子によって電力を与えることの間の遷移の際には、前記線形増幅器に、前記第一の電力端子および前記第二の電力端子の両方によって電力を与えることをさらに含む、請求項33記載の方法。
- 前記パルス・シーケンスが複数の傾斜パルスを含み、前記複数の傾斜パルスどうしの間には前記線形増幅器は前記第一の電力端子によって電力を与えられ、前記複数の傾斜パルスのそれぞれのための電流を提供するために前記線形増幅器が前記第二の電力端子によって電力を与えられることに遷移させられる、請求項34記載の方法。
- B0磁場を生成するよう構成されたB0磁石と;
少なくとも一つの傾斜コイルと;
前記少なくとも一つの傾斜コイルを動作させるための電力を提供するよう構成された少なくとも一つの電力コンポーネントとを有する磁気共鳴撮像システムであって、前記少なくとも一つの電力コンポーネントは:
第一の極性の異なる電圧を供給するよう構成された複数の電力端子と;
パルス・シーケンスに従って磁場を生成するよう前記少なくとも一つの傾斜コイルに電流を提供するよう構成された線形増幅器とを有し、前記線形増幅器は、前記複数の電力端子の一つまたは複数によって電力を与えられるよう構成され、前記線形増幅器に電力を与える前記複数の電力端子の前記一つまたは複数は、少なくとも部分的には、前記少なくとも一つの出力に基づいて選択される、
磁気共鳴撮像システム。 - 前記B0磁石が、動作させられるときに、約0.2T以下かつ約0.1T以上の場の強さをもつB0磁場を生成するよう構成されている、請求項36記載の磁気共鳴撮像システム。
- 前記B0磁石が、動作させられるときに、約0.1T以下かつ約50mT以上の場の強さをもつB0磁場を生成するよう構成されている、請求項36記載の磁気共鳴撮像システム。
- 前記B0磁石が、動作させられるときに、約50mT以下かつ約20mT以上の場の強さをもつB0磁場を生成するよう構成されている、請求項36記載の磁気共鳴撮像システム。
- 前記B0磁石が、動作させられるときに、約20mT以下かつ約10mT以上の場の強さをもつB0磁場を生成するよう構成されている、請求項36記載の磁気共鳴撮像システム。
- 三次元でのエンコードを提供するよう、前記少なくとも一つの傾斜コイルが、少なくとも一つの第一の傾斜コイル、少なくとも一つの第二の傾斜コイルおよび少なくとも一つの第三の傾斜コイルを有しており、前記少なくとも一つの電力コンポーネントが、前記少なくとも一つの第一の傾斜コイル、前記少なくとも一つの第二の傾斜コイルおよび前記少なくとも一つの第三の傾斜コイルに電力を提供するよう構成されている、請求項36記載の磁気共鳴撮像システム。
- 磁気共鳴撮像システムの少なくとも一つの傾斜コイルを動作させるための電力を提供する装置であって:
パルス・シーケンスに従って前記少なくとも一つの傾斜コイルを駆動する出力を生成するよう構成された線形増幅器と;
前記線形増幅器に電力を与えるよう可変電源電圧を生成するよう構成された少なくとも一つの電力変換器と;
前記線形増幅器の出力に基づいて前記可変電源電圧を変えるよう前記少なくとも一つの電力変換器を制御するよう構成されている少なくとも一つのコントローラとを有する、
装置。 - 前記パルス・シーケンスは複数の傾斜パルスを含み、前記少なくとも一つのコントローラは、前記パルス・シーケンスに従って前記少なくとも一つの傾斜コイルに電力を与えるために必要とされる変化する電力需要に対応して前記可変電源電圧を変えるよう構成されている、請求項42記載の装置。
- 前記少なくとも一つのコントローラが、前記複数の傾斜パルスの各傾斜パルスの上昇端に対応して前記可変電源電圧を高めるよう構成されている、請求項43記載の装置。
- 前記少なくとも一つのコントローラが、前記複数の傾斜パルスの各傾斜パルスの下降端に対応して前記可変電源電圧を低下させるよう構成されている、請求項44記載の装置。
- 前記少なくとも一つの電力変換器が、前記線形増幅器に電力を与える可変の正の電源電圧を生成するよう構成された第一の電力変換器と、前記線形増幅器に電力を与える可変の負の電源電圧を生成するよう構成された第二の電力変換器とを有する、請求項42記載の装置。
- 前記少なくとも一つのコントローラが、前記線形増幅器の出力電圧に基づいて前記可変の負の電源電圧を変えるよう前記第二の電力変換器を制御するよう構成されている、請求項46記載の装置。
- 前記パルス・シーケンスは複数の傾斜パルスを含み、前記少なくとも一つのコントローラは、前記パルス・シーケンスに従って前記少なくとも一つの傾斜コイルに電力を与えるために必要とされる変化する電力需要に対応して前記可変の正の電源電圧および前記可変の負の電源電圧を変えるよう構成されている、請求項47記載の装置。
- 前記電力変換器が、前記磁気共鳴撮像システムのB0場の強さに関連するラーモア周波数より上のスイッチング周波数で切り換えを行なうよう構成されているスイッチング電力変換器を有する、請求項42記載の装置。
- 前記磁気共鳴撮像システムは低磁場磁気共鳴撮像システムである、請求項49記載の装置。
- パルス・シーケンスに従って磁場を生成するよう少なくとも一つの傾斜コイルに電流を提供するよう構成された線形増幅器を使って、磁気共鳴撮像システムの前記少なくとも一つの傾斜コイルに電力を提供する方法であって:
少なくとも一つの固定電力供給を、前記線形増幅器に電力を与えるための少なくとも一つの可変電源電圧に変換する段階と;
前記線形増幅器の出力に基づいて前記可変電源電圧を変える段階と;
前記パルス・シーケンスに従って前記少なくとも一つの傾斜コイルを駆動する出力を生成するよう前記線形増幅器を制御する段階とを含む、
方法。 - 前記パルス・シーケンスは複数の傾斜パルスを含み、前記少なくとも一つの可変電源電圧を変えることは、前記パルス・シーケンスに従って前記少なくとも一つの傾斜コイルに電力を与えるために必要とされる変化する電力需要に対応して前記少なくとも一つの可変電源電圧を変えることを含む、請求項51記載の方法。
- 前記少なくとも一つの可変電源電圧を変えることが、前記複数の傾斜パルスの各傾斜パルスの上昇端に対応して前記少なくとも一つの可変電源電圧を高めることを含む、請求項52記載の方法。
- 前記少なくとも一つの可変電源電圧を変えることが、前記複数の傾斜パルスの各傾斜パルスの下降端に対応して前記少なくとも一つの可変電源電圧を低下させることを含む、請求項53記載の方法。
- B0磁場を生成するよう構成されたB0磁石と;
少なくとも一つの傾斜コイルと;
前記少なくとも一つの傾斜コイルを動作させるための電力を提供するよう構成された少なくとも一つの電力コンポーネントとを有する磁気共鳴撮像システムであって、前記少なくとも一つの電力コンポーネントは:
パルス・シーケンスに従って前記少なくとも一つの傾斜コイルを駆動する出力を生成するよう構成された線形増幅器と;
前記線形増幅器に電力を与える可変電源電圧を生成するよう構成された少なくとも一つの電力変換器と;
前記線形増幅器の出力に基づいて前記可変電源電圧を変えるよう前記少なくとも一つの電力変換器を制御するよう構成された少なくとも一つのコントローラとを有する、
磁気共鳴撮像システム。 - 前記B0磁石が、動作させられるときに、約0.2T以下かつ約0.1T以上の場の強さをもつB0磁場を生成するよう構成されている、請求項55記載の磁気共鳴撮像システム。
- 前記B0磁石が、動作させられるときに、約0.1T以下かつ約50mT以上の場の強さをもつB0磁場を生成するよう構成されている、請求項55記載の磁気共鳴撮像システム。
- 前記B0磁石が、動作させられるときに、約50mT以下かつ約20mT以上の場の強さをもつB0磁場を生成するよう構成されている、請求項55記載の磁気共鳴撮像システム。
- 前記B0磁石が、動作させられるときに、約20mT以下かつ約10mT以上の場の強さをもつB0磁場を生成するよう構成されている、請求項55記載の磁気共鳴撮像システム。
- 三次元でのエンコードを提供するよう、前記少なくとも一つの傾斜コイルが、少なくとも一つの第一の傾斜コイル、少なくとも一つの第二の傾斜コイルおよび少なくとも一つの第三の傾斜コイルを有しており、前記少なくとも一つの電力コンポーネントが、前記少なくとも一つの第一の傾斜コイル、前記少なくとも一つの第二の傾斜コイルおよび前記少なくとも一つの第三の傾斜コイルに電力を提供するよう構成されている、請求項55記載の磁気共鳴撮像システム。
- 磁気共鳴撮像システムの少なくとも一つの傾斜コイルを駆動するための装置であって、当該装置は:
前記磁気共鳴撮像システムのB0磁場強度に関連付けられたラーモア周波数より上のスイッチング周波数で切り換えを行なうよう構成されたスイッチング電力変換器と;
パルス・シーケンスに従って前記少なくとも一つの傾斜コイルを駆動するよう前記スイッチング電力変換器を制御するよう構成されたコントローラとを有する、
装置。 - 前記B0磁場強度が約0.2T以下かつ約0.1T以上である、請求項61記載の装置。
- 前記B0磁場強度が約0.1T以下かつ約50mT以上である、請求項61記載の装置。
- 前記B0磁場強度が約50mT以下かつ約20mT以上である、請求項61記載の装置。
- 前記B0磁場強度が約20mT以下かつ約10mT以上である、請求項61記載の装置。
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