磁线圈供电方法和装置制造方法及图纸

一种提供用于操作磁共振成像系统的至少一个梯度线圈的电力的装置。根据一些方面，该装置包括被配置成供应第一极性的不同电压的多个电力端子以及被配置成根据脉冲序列提供至少一个输出以向该至少一个梯度线圈供电以产生磁场的线性放大器，线性放大器被配置成由该多个电力端子中的一个或更多个电力端子供电，其中，向线性放大器供电的该多个电力端子中的该一个或更多个电力端子至少部分地基于该至少一个输出来选择。

Method and device for power supply of magnetic coil

A device that provides electricity for operating at least one of the gradient coils of a magnetic resonance imaging system. According to some, the device is configured to include a plurality of power supply terminals of different voltage of the first polarity and configured to linear amplifier according to the pulse sequence to provide at least one output to the at least one gradient coil to generate a magnetic field power supply, linear amplifier is configured by one or more power supply terminals the plurality of power terminals, in which the linear power amplifier to the plurality of power terminals in the one or more power terminals based at least in part of the at least one output selection.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁线圈供电方法和装置
本公开内容一般涉及用于磁线圈的电力部件，更具体地，涉及用于驱动磁共振成像系统中的一个或更多个梯度线圈的电力部件。
技术介绍
磁共振成像(MRI)为许多应用提供了重要的成像模态，并且广泛应用于临床和研究环境以产生人体内部的图像。一般地，MRI基于检测磁共振(MR)信号，该磁共振信号是由原子响应于由施加的电磁场造成的状态变化而发射的电磁波。例如，核磁共振(NMR)技术涉及检测在正被成像的对象中的原子(例如，人体的组织中的原子)的核自旋的重新排列或弛豫时由激发的原子的核发射的MR信号。检测到的MR信号可以被处理以产生图像，在医疗应用的背景下，该图像允许出于诊断、治疗和/或研究目的的对体内的内部结构和/或生物过程的调查。在没有其他模态的安全顾虑的情况下(例如，在不需要将目标暴露于电离辐射例如x射线或者在没有把放射性物质引入体内的情况下)，MRI由于能够产生具有相对高的分辨率和对比度的非侵入性图像而提供了用于生物成像的有吸引力的成像模态。此外，MRI特别适合于提供软组织对比度，其可以被用于对其他成像模态不能够令人满意地成像的主题进行成像。此外，MR技术能够捕获其他模态不能够获取的关于结构和/或生物过程的信息。然而，MRI存在以下大量缺点：对于给定成像应用，MRI可能涉及相对高的设备成本、获得临床MRI扫描仪的限制的可用性和/或困难性以及/或者图像获取过程的长度。临床MRI的趋势是增大MRI扫描仪的场强，以提高扫描时间、图像分辨率和图像对比度中的一个或更多个，这进而又增加了成本。安装的MRI扫描仪的绝大多数在1.5特斯拉或3特斯拉(T)工作，1.5特斯拉或3特斯拉指的是主要场强B0的场强。对于临床MRI扫描仪的粗略成本估计是大约每特斯拉一百万美元，这没有把在操作这样的MRI扫描仪时所涉及的实质性操作、服务和维护成本考虑在内。此外，常规的高场MRI系统通常需要大的超导磁体和相关联的电子器件以生成在其中对对象(例如患者)成像的强的均匀静态磁场(B0)。这样的系统的尺寸是相当大的，其中典型的MRI安装包括用于磁体、电子器件、热管理系统以及控制台区域的多个空间。MRI系统的尺寸和费用一般将其使用限制于具有充足的空间和资源以购买和维护MRI系统的设施，例如医院或学术研究中心。高场MRI系统的高成本和大的空间要求导致MRI扫描仪的限制的可用性。因此，经常存在以下临床情形：MRI扫描是有益的，但是由于上述一个或更多个限制，MRI扫描是不实际的或者不可能的，如以下进一步详细讨论的。
技术实现思路
一些实施方式涉及一种提供用于操作磁共振图像系统的至少一个梯度线圈的电力的装置。该装置包括被配置成供应第一极性的不同电压的多个电力端子。该装置还包括被配置成根据脉冲序列向至少一个梯度线圈提供电流以产生磁场的线性放大器。线性放大器被配置成由多个电力端子中的一个或更多个电力端子供电。向线性放大器供电的该多个电力端子中的该一个或更多个电力端子可以改变为产生不同的线性放大器输出电压。一些实施方式包括一种提供用于操作磁共振成像系统的至少一个梯度线圈的电力的装置，该装置包括多个电力端子和线性放大器，该多个电力端子被配置成供应第一极性的不同电压，线性放大器被配置成根据脉冲序列提供至少一个输出以驱动至少一个梯度线圈以产生磁场，线性放大器被配置成由该多个电力端子中的一个或更多个电力端子供电，其中，向线性放大器供电的该多个电力端子中的该一个或更多个电力端子至少部分地基于该至少一个输出来选择。一些实施方式包括一种使用线性放大器向磁共振成像系统的至少一个梯度线圈提供电力的方法，线性放大器被配置成根据脉冲序列向至少一个梯度线圈提供电流以产生磁场，线性放大器被配置成由被配置成供应第一极性的不同电压的多个电力端子中的一个或更多个电力端子供电，该方法包括：当由线性放大器产生的输出电压的量值低于阈值时，由该多个电力端子的至少第一电力端子向线性放大器供电，以向该至少一个梯度线圈提供电流，而当由线性放大器产生的输出电压的量值高于阈值时，由该多个电力端子的至少第二电力端子向线性放大器供电，以向该至少一个梯度线圈提供电流。一些实施方式包括一种磁共振成像系统，该磁共振成像系统包括：被配置成产生B0磁场的B0磁体；至少一个梯度线圈；以及被配置成提供电力以操作至少一个梯度线圈的至少一个电力部件，该至少一个电力部件包括多个电力端子和线性放大器，该多个电力端子被配置成供应第一极性的不同电压，线性放大器被配置成根据脉冲序列向该至少一个梯度线圈提供电流以产生磁场，线性放大器被配置成由该多个电力端子中的一个或更多个电力端子供电，其中，向线性放大器供电的该多个电力端子中的该一个或更多个电力端子可以改变为产生不同的线性放大器输出电压。一些实施方式包括一种磁共振成像系统，该磁共振成像系统包括：被配置成产生B0磁场的B0磁体；至少一个梯度线圈；以及被配置成提供电力以操作至少一个梯度线圈的至少一个电力部件，该至少一个电力部件包括多个电力端子和线性放大器，该多个电力端子被配置成供应第一极性的不同电压，线性放大器被配置成根据脉冲序列向至少一个梯度线圈提供电流以产生磁场，线性放大器被配置成由该多个电力端子中的一个或更多个电力端子供电，其中，向线性放大器供电的该多个电力端子中的该一个或更多个电力端子至少部分基于至少一个输出来选择。一些实施方式包括一种用于提供电力以操作磁共振成像系统的至少一个梯度线圈的装置，该装置包括：线性放大器、至少一个电力转换器以及至少一个控制器，线性放大器被配置成根据脉冲序列产生驱动至少一个梯度线圈的输出，该至少一个电力转换器被配置成产生可变电力供应电压以向线性放大器供电，该至少一个控制器被配置成基于线性放大器的输出来控制至少一个电力转换器改变可变电力供应电压。一些实施方式包括一种使用线性放大器向磁共振成像系统的至少一个梯度线圈提供电力的方法，线性放大器被配置成根据脉冲序列向至少一个梯度线圈提供电流以产生磁场，该方法包括将至少一个固定电力供应转换成至少一个可变电力供应电压以向线性放大器供电，基于线性放大器的输出来改变可变电力供应电压，以及控制线性放大器根据脉冲序列产生驱动至少一个梯度线圈的输出。一些实施方式包括一种磁共振成像系统，该磁共振成像系统包括：被配置成产生B0磁场的B0磁体；至少一个梯度线圈；以及被配置成提供电力以操作至少一个梯度线圈的至少一个电力部件，该至少一个电力部件包括线性放大器、至少一个电力转换器以及至少一个控制器，线性放大器被配置成根据脉冲序列产生驱动至少一个梯度线圈的输出，该至少一个电力转换器被配置成产生可变电力供应电压以向线性放大器供电，该至少一个控制器被配置成基于线性放大器的输出来控制该至少一个电力转换器改变可变电力供应电压。一些实施方式包括一种用于驱动磁共振成像系统的至少一个梯度线圈的装置，该装置包括：开关电力转换器以及控制器，开关电力转换器被配置成以高于与磁共振成像系统的B0场强相关联的拉莫尔频率的开关频率进行开关，控制器被配置成控制开关电力转换器根据脉冲序列驱动至少一个梯度线圈。一些实施方式涉及一种根据本文描述的技术来操作用于驱动磁共振成像系统的至少一个梯度线圈的装置的方法。一些实施方式涉及一种在其上存储有指令的至少一个非暂态计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供用于操作磁共振成像系统的至少一个梯度线圈的电力的装置，所述装置包括：多个电力端子，所述多个电力端子被配置成供应第一极性的不同电压；以及线性放大器，所述线性放大器被配置成根据脉冲序列提供至少一个输出以向所述至少一个梯度线圈供电以产生磁场，所述线性放大器被配置成由所述多个电力端子中的一个或更多个电力端子供电，其中，向所述线性放大器供电的所述多个电力端子中的所述一个或更多个电力端子至少部分地基于所述至少一个输出来选择。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.13 US 62/146,6091.一种提供用于操作磁共振成像系统的至少一个梯度线圈的电力的装置，所述装置包括：多个电力端子，所述多个电力端子被配置成供应第一极性的不同电压；以及线性放大器，所述线性放大器被配置成根据脉冲序列提供至少一个输出以向所述至少一个梯度线圈供电以产生磁场，所述线性放大器被配置成由所述多个电力端子中的一个或更多个电力端子供电，其中，向所述线性放大器供电的所述多个电力端子中的所述一个或更多个电力端子至少部分地基于所述至少一个输出来选择。2.根据权利要求1所述的装置，还包括向所述线性放大器提供使得所述线性放大器根据所述脉冲序列向所述至少一个梯度线圈提供电流以产生磁场的命令的控制器。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述控制器提供使得所述线性放大器根据所述脉冲序列向所述至少一个梯度线圈提供电流以产生磁场的电流命令。4.根据权利要求3所述的装置，还包括耦接至所述线性放大器的电流反馈环，所述电流反馈环被配置成至少部分地通过将通过所述至少一个梯度线圈的电流与所述电流命令相比较来使得所述线性放大器根据所述脉冲序列向所述至少一个梯度线圈提供电流。5.根据权利要求1所述的装置，其中，向所述线性放大器供电的所述多个电力端子中的所述一个或更多个电力端子至少部分地基于所述线性放大器的输出电压来动态地改变。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述线性放大器被配置成当由所述线性放大器产生的输出电压的量值低于阈值时由所述多个电力端子中的至少第一电力端子供电。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述线性放大器被配置成当由所述线性放大器产生的输出电压的量值高于所述阈值时由所述多个电力端子中的至少第二电力端子供电。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一电力端子具有第一电压，并且所述第二电力端子具有在量值上大于所述第一电压的第二电压。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述线性放大器被配置成在由所述第一电力端子向所述线性放大器供电与由所述第二电力端子向所述线性放大器供电之间的转变期间由所述第一电力端子和所述第二电力端子二者供电。10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述脉冲序列包括多个梯度脉冲，并且其中，所述线性放大器在所述多个梯度脉冲之间由所述第一电力端子供电，并且其中，所述线性放大器被转变成由所述第二电力端子供电以向所述多个梯度脉冲中的每个梯度脉冲提供电流。11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述第一电压是可变的。12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述第一电压基于所述线性放大器的命令输出电压来控制。13.根据权利要求11所述的装置，还包括：产生所述第一电压的电力转换器；以及被配置成控制所述电力转换器改变所述第一电压的控制器。14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述多个梯度脉冲中的每个梯度脉冲包括与相应梯度脉冲的开始相关联的上升沿。15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述控制器被配置成命令所述电力转换器在所述线性放大器向所述至少一个梯度线圈提供电流之前与所述多个梯度脉冲中的每个梯度脉冲的所述上升沿对应地增大所述第一电压的量值。16.根据权利要求14所述的装置，其中，所述电力转换器由所述第二电力端子供电。17.根据权利要求1所述的装置，其中，所述线性放大器包括被配置成连接在所述线性放大器的输出端子与所述多个电力端子的第一电力端子之间的一个或更多个第一晶体管。18.根据权利要求17所述的装置，还包括当由所述线性放大器产生的输出电压的量值低于阈值时在线性工作范围内驱动所述一个或更多个第一晶体管的第一驱动电路。19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述线性放大器还包括被配置成连接在所述一个或更多个第一晶体管与所述多个电力端子中的第二电力端子之间的一个或更多个第二晶体管。20.根据权利要求19所述的装置，还包括当由所述线性放大器产生的输出电压的量值高于所述阈值时在线性工作范围内驱动所述一个或更多个第二晶体管的第二驱动电路。21.根据权利要求20所述的装置，还包括在一时间段之后关断所述第二驱动电路的时序电路。22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述时序电路包括分别具有确定所述时间段的持续时间的电阻值和电容值的电阻器和电容器。23.根据权利要求1所述的装置，其中，所述线性放大器是单端的。24.根据权利要求23所述的装置，还包括接收所述线性放大器的输出并且向所述至少一个梯度线圈传送所述线性放大器的输出或所述线性放大器的输出的极性反转版本的极性切换电路。25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述极性切换电路包括H桥。26.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个电力端子具有相对于地的正电压。27.根据权利要求1所述的装置，其中，所述线性放大器是双端的。28.根据权利要求27所述的装置，其中，所述线性放大器被配置成由具有第二极性的不同电压的第二多个电力端子中的一个或更多个第二电力端子供电，向所述线性放大器供电的所述一个或更多个第二电力端子被改变为产生所述第二极性的不同的线性放大器输出电压。29.根据权利要求1所述的装置，还包括具有连接至所述线性放大器的输入的输出的电压放大器。30.根据权利要求29所述的装置，还包括接收所述线性放大器的输出电压并且将所述输出电压提供给所述电压放大器的输入的电压反馈环。31.根据权利要求1所述的装置，其中，所述磁共振成像系统是低场磁共振成像系统。32.一种使用线性放大器向磁共振成像系统的至少一个梯度线圈提供电力的方法，所述线性放大器被配置成根据脉冲序列驱动至少一个梯度线圈以产生磁场，所述线性放大器被配置成由被配置成供应第一极性的不同电压的多个电力端子中的一个或更多个电力端子供电，所述方法包括：当由所述线性放大器产生的输出电压的量值低于阈值时，由所述多个电力端子中的至少第一电力端子向所述线性放大器供电，以向所述至少一个梯度线圈提供电流；以及当由所述线性放大器产生的输出电压的量值高于所述阈值时，由所述多个电力端子中的至少第二电力端子向所述线性放大器供电，以向所述至少一个梯度线圈提供电流。33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述第一电力端子具有第一电压，并且所述第二电力端子具有在量值上大于所述第一电压的第二电压。34.根据权利要求33所述的方法，还包括：在由所述第一电力端子向所述线性放大器供电与由所述第二电力端子向所述线性放大器供电之间的转变期间，由所述第一电力端子和所述第二电力端子二者向所述线性放大器供电。35.根据权利要求34所述的方法，其中，所述脉冲序列包括多个梯度脉冲，并且其中，所述线性放大器在所述多个梯度脉冲之间由所述第一电力端子供电，并且其中，所述线性放大器被转变成由所述第二电力端子供电以向所述多个梯度脉冲中的每个梯度脉冲提供电流。36.一种磁共振成像系统，包括：B0磁体，所述B0磁体被配置成产生B0磁场；至少一个梯度线圈；以及至少一个电力部件，所述至少一个电力部件被配置成提供电力以操作所述至少一个梯度线圈，所述至少一个电力部件包括：多个电力端子，所述多个电力...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉姆·J·米莱斯基，格雷戈里·L·哈尔瓦特，乔纳森·M·罗思伯格，杰里米·克里斯托弗·乔丹，
申请(专利权)人：海珀菲纳研究股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US