降低磁共振成像系统中峰值电功耗技术方案

一种具有磁场梯度线圈（516）和梯度线圈电源（320、424、518）的磁共振成像系统（402、500）。所述磁共振成像系统还包括处理器（540）和用于向所述梯度线圈提供冷却剂的冷却器（308、526）。所述磁共振成像系统还包括用于存储机器可执行指令（580、582、584、586、588、590、592）的存储器（546）。所述指令使所述处理器接收（100、200）脉冲序列（550），以使用所述脉冲序列以及所述梯度线圈和冷却剂储存器的冷却器热模型（582）生成（102、202）冷却器控制信号，并所述向冷却器发送（104、206）所述冷却器控制信号。所述冷却器控制信号令所述冷却器在所述梯度线圈电源向所述磁场梯度线圈供应电流的时间的至少一部分上暂停冷却。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】降低磁共振成像系统中峰值电功耗
本专利技术涉及磁共振成像，具体而言涉及磁共振成像系统中的功率管理。
技术介绍
在磁共振成像（MRI）中，通常使用梯度放大器及其关联的磁场梯度线圈提供位于磁场中的原子自旋的3维空间编码。这些梯度放大器通常特征在于所生成的电流波形的高峰值功率（对于当前的样品而言为几百kVA直到2MVA）和高精确度。包括使用脉宽调制（PWM）的串联半桥或全桥的电路已经被用于构造梯度放大器。日本专利申请JP-08322815提到了改善梯度线圈冷却效率并避免不必要的功耗的问题。该日本专利申请公开了一种磁共振系统，其具备冷却梯度线圈的器件。其具有预测温度的器件以及当梯度线圈达到预定温度时开始冷却的器件。
技术实现思路
本专利技术在独立权利要求中提供了一种磁共振成像系统、一种计算机程序产品和一种方法。在从属权利要求中给出了实施例。当前，对于新兴市场而言，有一种商业驱动力要将MR扫描器的额定功率保持很低而不降低性能。这是因为很多不发达国家缺乏电气基础设施以提供足够的峰值电功率来安装磁共振成像系统。降低磁共振成像系统的峰值电功耗有两个问题：1）备用、平均和峰值功耗之间的大差异；2）大励磁涌流。本专利技术的实施例可以使用对磁共振成像系统操作的若干修改来解决第一个问题。磁共振成像系统通常使用冷却器以在工作期间冷却梯度线圈。在本专利技术的一些实施例中，通过关闭冷却器的压缩机来执行峰值电功耗。当有缓冲槽或冷却剂储存器存在时，能够关闭冷却器的压缩机。假设最低温度为6度，最高温度为15度，缓冲槽为100升（这或多或少是标准的），能够将压缩机关闭2.5分钟。然而这容易增大缓冲尺寸。关闭时间随缓冲体积线性增大。本专利技术的一些实施例还可以通过控制低温冷却器来解决第一个问题。用于磁共振成像的超导磁体使用低温冷却器或低温压缩机冷却超导线圈。也能够将低温压缩机关闭几分钟，因为低温保持器具有大的热容量。当扫描结束时，系统必须再次冷却下来。能够通过设计选择成本-性能点。如果需要大的占空比，能够安装冷却能力高的压缩机。这不会影响总的系统额定功率，因为它仍然受到放大器的支配。在一些实施例中，通过将来自两个放大器的电源合并到具有功率因数校正的公共电源中并组合它们的大电容器组来解决第二个问题。之后经由这个电源为完整的系统供电。电容器组不仅输送放大器的峰值功率，而且补偿压缩机的励磁涌流。用于运行泵和压缩机所需的反相器和额外存储电容器以及控制方法将随着时间变得更便宜，因为它们的价格将由可再生能源市场驱动。这里使用的“计算机可读存储介质”涵盖任何有形的存储介质，其可以存储可由计算设备的处理器执行的指令。可以将计算机可读存储介质称为计算机可读非暂态存储介质。也可以将计算机可读存储介质称为有形的计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质也可以能够存储能够由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储介质的范例包括，但不限于：软盘、磁性硬盘驱动器、固态硬盘、闪速存储器、USB拇指驱动器、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、光盘、磁光盘以及处理器的寄存器文件。光盘的范例包括压缩盘（CD）和数字多用盘（DVD），例如CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质还指能够由计算机设备经由网络或通信链路访问的各种类型的记录介质。例如，可以通过调制调解器、通过因特网或通过局域网检索数据。将对计算机可读存储介质的参考应解读为能够是多个计算机可读存储介质。可以在不同位置存储一个或多个程序的各个可执行部分。计算机可读存储介质例如可以是同一计算机系统之内的多个计算机可读存储介质。计算机可读存储介质也可以是分布于多个计算机系统或计算设备之间的计算机可读存储介质。“计算机存储器”或“存储器”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是处理器可以直接访问的任何存储器。计算机存储器的范例包括，但不限于：RAM存储器、寄存器和寄存器文件。对“计算机存储器”或“存储器”的参考应解读为能够是多个存储器。存储器例如可以是同一计算机系统之内的多个存储器。存储器也可以是分布于多个计算机系统或计算设备间的多个存储器。“计算机存储设备”或“存储设备”是计算机可读存储介质的范例。计算机存储设备是任何非易失性计算机可读存储介质。计算机存储设备的范例包括，但不限于：硬盘驱动器、USB拇指驱动器、软盘驱动器、智能卡、DVD、CD-ROM和固态硬盘驱动器。在一些实施例中，计算机存储设备也可以是计算机存储器，或者反之亦然。对“计算机存储设备”或“存储设备”的参考应解读为能够是多个存储设备。存储设备例如可以是同一计算机系统或计算设备之内的多个存储装置。存储设备也可以是分布于多个计算机系统或计算设备间的多个存储设备。这里使用的“计算设备”涵盖包括处理器的任何设备。这里使用的“处理器”涵盖能够执行程序或机器可执行指令的电子部件。对“处理器”的参考应解读为能够包含超过一个处理器或处理内核。处理器例如可以是多核处理器。处理器也可以指单个计算机系统之内的或分布于多个计算机系统间的处理器集合。也应将术语计算设备解读为能够指计算设备的集合或网络，每个计算设备都包括一个或多个处理器。很多程序的指令是由多个处理器执行的，所述多个处理器可以在同一计算设备之内或者甚至可以分布在多个计算设备之间。这里使用的“用户接口”是允许用户或操作者与计算机或计算机系统交互的接口。“用户接口”也可以称为“人类接口装置”。用户接口可以向操作者提供信息或数据和/或从操作者接收信息或数据。用户接口可以使来自操作者的输入能够被计算机接收，并可以从计算机向用户提供输出。换言之，用户接口可以允许操作者控制或操纵计算机，该接口可以允许计算机指示操作者的控制或操纵的效果。在显示器或图形用户接口上显示数据或信息是向操作者提供信息的范例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触摸板、指点杆、图形输入板、操纵杆、游戏板、网络摄像头、头盔、变速杆、方向盘、踏板、有线手套、舞蹈板、遥控器和加速度计接收数据都是实现从操作者接收信息或数据的用户接口部件的范例。这里使用的“硬件接口”涵盖了使计算机系统的处理器能够与外部计算设备和/或装置交互，和/或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理器向外部计算设备和/或装置发送控制信号或指令。硬件接口还可以使处理器能够与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括，但不限于：通用串行总线、IEEE1394端口、并行端口、IEEE1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口和数字输入接口。这里将磁共振（MR）数据定义为磁共振成像扫描期间由磁共振设备的天线记录的由原子自旋发射的射频信号的测量结果。这里将磁共振成像（MRI）图像定义为磁共振成像数据之内包含的解剖数据的重建的二维或三维可视化。能够使用计算机执行这种可视化。在一个方面中，本专利技术提供了一种包括一组磁场梯度线圈的磁共振成像系统。通常，磁场梯度线圈包含三个独立的线圈组，以在三个正交的空间方向上进行空间编码。磁场梯度电源或梯度放大器向磁场梯度线圈供应电流。供应给磁场线圈的电流根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.24 EP 11159498.21.一种磁共振成像系统(402、500)，包括：-一组磁场梯度线圈(516)；-用于为所述一组磁场梯度线圈供应电流的梯度线圈电源(320、424、518)；-冷却器(308、526)，其具有冷却冷却剂储存器(312、530)中的冷却剂的功能；-处理器(540)，其具有控制所述冷却器的功能；其中，所述冷却器适于至少向所述一组磁场梯度线圈提供所述冷却剂，其中，所述冷却器适于接收来自所述处理器的冷却器控制信号(552)，且所述冷却器通过所述冷却器控制信号进行控制；-用于存储机器可执行指令(580、582、584、586、588、590、592)的存储器(546)，其中，所述指令的执行令所述处理器：-接收(100、200)包括梯度脉冲的脉冲序列(550)；-使用所述脉冲序列以及所述梯度线圈和所述冷却剂储存器的冷却器热模型(582)生成(102、202)所述冷却器控制信号，其中，所述冷却器控制信号令所述冷却器，独立于所述梯度线圈的温度并在所述梯度线圈电源向所述一组磁场梯度线圈供应电流的时间的至少一部分内，暂停冷却所述冷却剂，并使所述冷却剂充当缓冲以继续冷却磁场梯度线圈；并且-向所述冷却器发送(104、206)所述冷却器控制信号。2.根据权利要求1所述的磁共振成像系统，其中，所述冷却器控制信号适于降低所述磁共振成像系统的峰值电功耗。3.根据权利要求1或2所述的磁共振成像系统，其中，所述磁共振成像系统还包括热储存器温度监测器(531)，其中，另外指令的执行令所述处理器：-使用所述储存器温度监测器监测储存器温度，-如果所述储存器温度高于预定阈值，则修改所述冷却器控制信号，并且-向所述冷却器发送经修改的冷却器控制信号(556)。4.根据权利要求1或2所述的磁共振成像系统，其中，所述磁共振成像系统还包括低温冷却的磁体(502)，其中，所述磁共振成像系统还包括用于冷却所述低温冷却的磁体的低温冷却器(316、512)，其中，所述低温冷却器包括低温压缩机，其中，所述低温冷却器适于接收来自所述处理器的低温冷却器控制信号(558)，其中，所述指令的执行还令所述处理器：-使用所述脉冲序列以及用于对所述低温冷却器和所述低温冷却的磁体进行热建模的低温系统热模型生成(204)所述低温冷却器控制信号，其中，所述低温冷却器控制信号令所述低温压缩机在所述梯度线圈电源向所述一组磁场梯度线圈供应电流的时间的至少一部分内暂停；并且-向所述低温冷却器发送(208)所述低温冷却器控制信号。5.根据权利要求4所述的磁共振成像系统，其中，所述低温控制信号适于降低所述磁共振成像系统的峰值电功耗。6.根据权利要求4所述的磁共振成像系统，其中，所述低温冷却器包括冷头(514)，所述冷头用于提供所述低温冷却的磁体和所述低温冷却器之间的热传递，其中，所述磁共振成像系统还包括冷头温度监测器(515)，其中，所述指令的执行令所述处理器：-使用所述冷头温度监测器监测所述冷头的温度，-如果所述冷头的温度高于预定阈值，则修改所述低温冷却器控制信号，并且-向所述低温冷却器发送经修改的低温冷却器控制信号(562)。7.根据权利要求1或2所述的磁共振成像系统，其中，所述磁共振成像系统还包括射频发射器(521)，其中，所述射频发射器适于由直流电功率供电，其中，所述磁共振成像系统还包括电容器组(524)，所述电容器组用于向所述射频发射器和所述梯度线圈电源两者提供直流电功率。8.根据权利要求7所述的磁共振成像系统，其中，所述射频发射器适于由可变电压直流电源供电，其中，所述电容器组适于向所述梯度线圈电源和所述射频发射器两者提供可变电压直流电...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·A·M·范赫尔沃特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：
国别省市：