[发明专利]用于诊断梯度放大器系统中的故障状况的诊断设备和方法

说明书

本发明题为“用于诊断梯度放大器系统中的故障状况的诊断设备和方法”。提供了一种用于诊断梯度放大器系统中的故障状况的诊断设备。该诊断设备包括第一电流传感器，该第一电流传感器被配置为耦合至滤波器单元的输入端子，其中第一电流传感器被配置为测量滤波器单元的输入端子处的第一电流，并且其中第一电流包括高频电流分量和低频电流分量。另外，诊断设备包括耦合至第一电流传感器的诊断单元，并且该诊断单元被配置为基于测得的第一电流的低频电流分量和预存储的基准电压确定跨滤波器单元和负载单元的阻抗，并且基于所确定的阻抗的特性诊断滤波器单元和负载单元的至少一者中的至少一个部件的故障状况。

背景技术

本说明书的实施方案整体涉及磁共振成像(MRI)系统，并且更具体地涉及用于诊断MRI系统的梯度放大器中错误状况的诊断设备和方法。

在仅仅几十年的时间里，磁共振成像(MRI)扫描器的使用大大増加。MRI扫描正越来越多地用于帮助诊断多发性硬化症、脑肿瘤、撕裂韧带、肌腱炎、癌症、中风等。应当理解，MRI是帮助医师诊断和治疗各种医学病症的非侵入性医疗测试。MRI扫描在身体的不同软组织之间提供的増强的对比度允许医师更好地评估身体的各个部分并确定某些疾病的存在，这些疾病可能不能用诸如X射线、超声或计算机断层摄影(CT)的其它成像方法充分评估。

通常，MRI系统包括梯度驱动器、输出滤波器和梯度线圈。另外，梯度驱动器被配置为激发位于对象(例如患者)周围的梯度线圈，以沿着一个或多个方向生成梯度磁场。为了在短时间内产生足够梯度磁场，梯度驱动器被设计成通过输出滤波器将高电流和高电压驱动到梯度线圈。例如高电流可为约1000A而高电压可为约2000V。另外，希望在高切换频率下操作梯度驱动器以减小耦合至梯度线圈的输出滤波器的尺寸。然而，在具有高电流和高压的情况下以高切换频率操作梯度驱动器可在梯度线圈和输出滤波器上施加热应力。因此，输出滤波器中的梯度线圈和/或部件可受到不利影响。

在常规MRI系统中，梯度驱动器/放大器被关闭，并且断开电连接以诊断系统中的故障部件或受损部件。另外，需要诸如分析仪之类的外部装置来表征系统的参数以诊断系统中的故障部件。然而，使用分析仪诊断故障部件是一种复杂的技术，并且可能不准确，因为故障检测是离线执行的，或者是当系统被关闭时执行的。

发明内容

简而言之，根据本说明书的一个方面，提供了用于诊断梯度放大器系统中的故障状况的诊断设备。该诊断设备包括第一电流传感器，该第一电流传感器被配置为电耦合至梯度放大器系统的滤波器单元的输入端子，其中第一电流传感器被配置为测量滤波器单元的输入端子处的第一电流，并且其中第一电流包括高频电流分量和低频电流分量。另外，诊断设备包括电耦合至第一电流传感器的诊断单元，其中该诊断单元被配置为基于测得的第一电流的低频电流分量和预存储的基准电压确定跨滤波器单元和负载单元的阻抗，并且基于所确定的阻抗的特性诊断滤波器单元和负载单元的至少一者中的至少一个部件的故障状况。

根据本说明书的另一方面，提供了一种梯度放大器系统。梯度放大器系统包括被配置为生成线圈电流信号的梯度驱动器单元。另外，梯度放大器系统包括滤波器单元，该滤波器单元电耦合至梯度驱动器单元并且被配置为过滤线圈电流信号中的纹波以生成滤波的线圈电流信号。另外，梯度放大器系统包括负载单元，该负载单元电耦合至滤波器单元并且被配置为接收滤波的线圈电流信号并生成梯度磁场。此外，梯度放大器系统包括诊断设备，该诊断设备包括电耦合至滤波器单元的输入端子的第一电流传感器，其中该第一电流传感器被配置为测量滤波器单元的输入端子处的第一电流，并且其中第一电流包括高频电流分量和低频电流分量。此外，诊断设备包括电耦合至第一电流传感器的诊断单元，其中该诊断单元被配置为基于测得的第一电流的低频电流分量和预存储的基准电压确定跨滤波器单元和负载单元的阻抗，并且基于所确定的阻抗的特性诊断滤波器单元和负载单元的至少一者中的至少一个部件的故障状况。