一种磁共振电源控制系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种磁共振电源控制系统及方法。该磁共振电源控制系统包括：控制模块，用于解析磁共振系统采集信号的时间信息，并将解析后的时间信息发送至电源切换模块，所述时间信息包括信号采集时段和非信号采集时段；电源切换模块，用于根据接收的时间信息，在信号采集时段切换至线性电源进行供电，在非信号采集时段切换至开关电源进行供电。本发明专利技术实施例可以解决成本高和转换效率低的问题，实现对磁共振系统电源的优化控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及电源控制技术，尤其涉及一种磁共振电源控制系统及方法。
技术介绍
随着磁共振(MRI，MagneticResonanceImaging)技术的发展，磁共振电源供电问题也越来越被关注。通常，对于磁共振系统信号链中任意环节的电子部件(如射频接收机、射频波形小信号发生电路以及时钟分配电路等)、控制部件、射频监控部件以及外围辅助设备(如人机交互类、系统状态监控类等)都要用到大规模数字逻辑电路，如FPGA(Field－ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)、MCU(MicrocontrollerUnit，微控制单元)或ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，专用集成电路)，大规模数字电路核心电压进行供电的特点是，供电的电压值较低，一般为0.9V～1.2V，供电电流较高，一般从几A量级到几十A不等，而通常商业电源模块提供的标准电压输出一般为15V、12V、6.5V、5V或者3.3V，都远高于单板内部所需的供电电压，因此通过高供电电压产生低供电电压、大供电电流是无法规避的问题。另外，在磁共振系统中，信号接收链路的灵敏度极高，对射频干扰极其敏感，因此在电压转换过程中还需考虑到信号干扰的问题。现有技术进行供电的方案通常有两种：第一种，采用开关电源进行供电，如此可以提高转换效率，但由于开关电源会产生开关频率及其高次谐波造成干扰，因此需要在电路板内设置局部屏蔽构件以削弱开关频率的干扰，对于MRI这种对射频干扰极端敏感的设备，则需要深度屏蔽，因此甚至要用多层屏蔽。第二种，采用线性电源进行供电，以避免转换电压时产生的开关频率的高次谐波落在成像的频段内而造成射频干扰。但是现有技术存在如下缺陷：对于第一种技术方案，局部屏蔽结构件占用了大量的单板布局空间，限制了集成度的提高，同时结构件的制作伴随着开模和加工费用，提升了成本。对于第二种技术方案，由于线性电源的输入电流与输出电流大小相当，因此会产生极大的功率浪费。例如，从6.5V的单板输入电源产生0.9V，3A的FPGA核心供电电源。因此，在线性电源处会产生(6.5-0.9)*3＝16.8W的热耗浪费。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种磁共振电源控制系统及方法，以解决成本高和转换效率低的问题，实现对磁共振系统电源的优化控制。第一方面，本专利技术实施例提供了一种磁共振电源控制系统，包括：控制模块，用于解析磁共振系统采集信号的时间信息，并将解析后的时间信息发送至电源切换模块，所述时间信息包括信号采集时段和非信号采集时段；电源切换模块，用于根据接收的时间信息，在信号采集时段切换至线性电源进行供电，在非信号采集时段切换至开关电源进行供电。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种磁共振电源控制方法，包括：解析磁共振系统采集信号的时间信息，所述时间信息包括信号采集时段和非信号采集时段；根据时间信息，在信号采集时段切换至线性电源进行供电，在非信号采集时段切换至开关电源进行供电。本专利技术实施例通过控制模块将时间信息发送给电源切换模块，再由电源切换模块根据时间信息在信号采集时段切换至线性电源进行供电，在非信号采集时段切换至开关电源进行供电，如此可充分利用磁共振系统采集时序的特性，并结合线性电源和开关电源的优缺点，既保证了在信号采集时段不产生干扰，又可以将功率总耗降低到最小，由于不需要另外在电路板内设置局部屏蔽构件，也节省了成本，实现了对磁共振系统电源的优化控制。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的一种磁共振电源控制系统的结构示意图；图2a为本专利技术实施例二提供的稀疏回波信号的时序控制效果图；图2b为本专利技术实施例二提供的密集回波信号的时序控制效果图；图3为本专利技术实施例三提供的一种磁共振电源控制系统的结构示意图；图4为本专利技术实施例四提供的一种磁共振电源控制系统的结构示意图；图5为本专利技术实施例五提供的一种磁共振电源控制系统的结构示意图；图6为本专利技术实施例六提供的一种磁共振电源控制方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种磁共振电源控制系统的结构示意图，本实施例可适用于对磁共振系统的数字逻辑电路的内部器件进行供电的情况，该系统可通过硬件和/或软件的方式实现。参考图1，本实施例提供的磁共振电源控制系统具体包括：控制模块1，用于解析磁共振系统采集信号的时间信息，并将解析后的时间信息发送至电源切换模块2，所述时间信息包括信号采集时段和非信号采集时段；电源切换模块2，用于根据接收的时间信息，在信号采集时段切换至线性电源进行供电，在非信号采集时段切换至开关电源进行供电。其中，磁共振系统需要将发射信号的波形信息以及时间信息分发给各模块，如射频发射模块、射频接收模块、梯度发射模块、图像重建模块以及电源切换模块2等，使得各模块在信号采集时段相互配合工作以完成信号采集和成像。波形信息可以包括射频脉冲的幅度、初始相位、宽度、形状、梯度大小等，时间信息记录了信号采集时间段和非信号采集时间段。对于电源切换模块2，优选可只发送时间信息，使得电源切换模块2在对应时间段进行电源切换即可。其中，线性电源是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。线性电源的优点是具有较高的稳定性，且波纹也很小，没有开关电源具有的干扰和噪声，缺点是调整管功耗较大，发热严重。示例性的，线性电源可以是LDO(lowdropoutregulator，低压差线性稳压器)。由于绝大多数MR临床序列的信号采集时段在总时段中所占比例较小，因此线性电源的工作时段也较短，不会产生太多的功耗，也无需在结构上做散热考虑，因此将线性电源安排在信号采集时段既不会干扰信号采集又不会产生太多功耗。其中，开关电源是将交流电先转换成直流电，再将直流电逆变成交流电，再整流输出成所需要的直流电压，主要包括输入电网滤波器、输出整流滤波器、控制电路以及保护电路等。开关电源的优点是转换效率高，理想情况下没有功耗损耗，缺点是有较大的波纹噪声，会产生开关频率干扰。示例性的，开关电源可以是DC-DC(directcurrent-directcurrent，直流斩波器)。由于非信号采集时段在总时段中所占比例较大，因此开关电源的工作时段较长，使得大大降低了功耗，此时虽然会产生开关频率，但发生在非信号采集时段，所以不会对信号采集产生影响。本实施例提供的技术方案，通过控制模块1将时间信息发送给电源切换模块2，再由电源切换模块2根据时间信息在信号采集时段切换至线性电源进行供电，在非信号采集时段切换至开关电源进行供电，如此可充分利用磁共振系统采集时序的特性，并结合线性电源和开关电源的优缺点，既保证了在信号采集时段不产生干扰，又可以将功率总耗降低到最小，由于不需要另外在电路板内设置局部屏蔽构件，也节省了成本，实现了对磁共振系统电源的优化控制。实施例二本实施例在实施例一的基础上，优选是对控制模块1进一步优化，所述控制模块1还用于判断非信号采集时段的持续本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振电源控制系统，其特征在于，包括：控制模块，用于解析磁共振系统采集信号的时间信息，并将解析后的时间信息发送至电源切换模块，所述时间信息包括信号采集时段和非信号采集时段；电源切换模块，用于根据接收的时间信息，在信号采集时段切换至线性电源进行供电，在非信号采集时段切换至开关电源进行供电。

【技术特征摘要】
1.一种磁共振电源控制系统，其特征在于，包括：控制模块，用于解析磁共振系统采集信号的时间信息，并将解析后的时间信息发送至电源切换模块，所述时间信息包括信号采集时段和非信号采集时段；电源切换模块，用于根据接收的时间信息，在信号采集时段切换至线性电源进行供电，在非信号采集时段切换至开关电源进行供电。2.根据权利要求1所述的磁共振电源控制系统，其特征在于，所述控制模块还用于判断非信号采集时段的持续时间是否小于预设阈值，如果是，则将时间信息中的非信号采集时段修改为信号采集时段。3.根据权利要求2所述的磁共振电源控制系统，其特征在于，所述控制模块具体包括：序列控制单元，用于将磁共振系统采集信号的时间信息或者修改后的时间信息发送至时序控制单元；时序控制单元，用于将接收的时间信息中的信号采集时段和非信号采集时段解析为硬件可读的数字电平信号并发送至电源切换模块。4.根据权利要求1-3任一项所述的磁共振电源控制系统，其特征在于，所述电源切换模块包括：切换控制单元、驱动单元、开关电源单元、线性电源单元以及防倒灌单元；所述切换控制单元，用于接收控制模块发送的时间信息，并根据时间信息的变化向驱动单元发送对应的电源切换信号；所述驱动单元，用于根据电源切换信号控制开关电源单元和线性电源单元的开关状态，使得在信号采集时段开启线性电源单元并关闭开关电源单元，在非信号采集时段开启开关电源单元并关闭线性电源单元；所述开关电源单元用于为切换控制单元提供开关电源，所述线性电源单元用于为切换控制单元提供线性电源；所述防倒灌单元，一端与切换...

【专利技术属性】
技术研发人员：关晓磊，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31