[发明专利]梯度功率放大器及其控制装置和PET-MR设备

说明书

本申请涉及一种梯度功率放大器及其控制装置和PET‑MR设备。所述梯度功率放大器应用于负载存在电磁耦合的场合；所述控制装置包含负载模型，所述负载模型包括可变参数，所述可变参数根据耦合程度进行变化。通过上述控制装置，能够提高梯度功率放大器输出电流的控制精度，对负载模型设置可变参数，并根据负载的电磁耦合程度，调整可变参数，能够克服耦合效应带来的成像质量问题，整体的提高成像质量。

技术领域

本申请涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种梯度功率放大器及其控制装置和PET-MR设备。

背景技术

磁共振成像设备是断层成像的一种，它利用磁共振现象从人体中获得电磁信号,并重建出人体信息。磁共振成像设备通过对静磁场中的人体施加某种特定频率的射频脉冲，使人体中的氢质子受到激励而发生磁共振现象。在停止脉冲后，质子在弛豫过程中产生磁共振信号。获取相应的磁共振信号，并对磁共振信号进行图像重建，得到医学图像。磁共振成像（MRI）是一种非常强大的成像方法。该技术可以在无损伤，无电离辐射的情况下得到样品/组织内部的高对比度清晰图像, 在各个领域，尤其是医学诊断中得到了广泛应用。与其他辅助成像检查手段相比，核磁共振具有成像参数多、扫描速度快、组织分辨率高和图像更清晰等优点。能够发现早期病变，目前已经成为肿瘤、心脏病及脑血管疾病早期筛查的利器。

梯度滤波器是磁共振成像设备中不可或缺的元件，梯度滤波器位于梯度功率放大器和梯度线圈之间，作用是阻止设备间的噪声干扰扫描间。梯度滤波器与梯度线圈共同构成梯度功率放大器的控制对象。梯度线圈在产生交变梯度磁场时，会在其屏蔽层耦合出涡流。在梯度功率放大器来看，其等效负载电感会由于耦合等原因进行变化，进而影响成像质量。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够避免由梯度功率放大器的等效负载电感变化而引起的成像质量问题的梯度功率放大器及其控制装置和PET-MR设备。

一种梯度功率放大器的控制装置，所述梯度功率放大器应用于负载存在电磁耦合的场合；所述控制装置包含负载模型，所述负载模型包括可变参数，所述可变参数根据耦合程度进行变化。

在其中一个实施例中，所述负载模型包括一阶微分模型和/或高阶微分模型。

在其中一个实施例中，所述控制装置包括第一微分模块和/或第二微分模块，所述第一微分模块包括第一微分模型，所述第二微分模块包括第二微分模型；所述第一微分模型和第二微分模型基于所述梯度功率放大器的等效负载模型计算得到。

在其中一个实施例中，所述控制装置包括：求差模块，接入梯度功率放大器的预期电流，并耦合至梯度功率放大器的输出端，用于将梯度功率放大器的输出电流与预期电流做差，生成差值信号；调节模块，耦合至所述求差模块的输出端，用于对所述差值信号进行比例积分调节，生成第一调节信号；第一微分模块，接入梯度功率放大器的预期电流，用于所述预期电流通过微分模型进行微分处理形成第二调节信号；第一求和模块，分别耦合至所述调节模块以及第一微分模块，用于根据所述第一调节信号以及第二调节信号生成第一控制信号，通过所述第一控制信号控制梯度功率放大器的输出电流。

在其中一个实施例中，所述控制装置还包括：第一电阻模块，接入梯度功率放大器的预期电流，用于根据所述预期电流以及第一电阻模块的电阻得到预期电压；第二求和模块，分别耦合至所述第一电阻模块以及第一微分模块，用于根据所述预期电压以及第二调节信号生成第三调节信号；所述第一求和模块，还用于根据所述第三调节信号以及第一调节信号生成第一控制信号，通过所述第一控制信号控制梯度功率放大器的输出电流。

在其中一个实施例中，所述第一微分模块包括第一可变参数，所述第一可变参数与第一微分模型进行代数运算；若所述等效负载模型中等效电感增大，则所述第一可变参数为大于1的正实数；若所述等效负载模型中等效电感减小，则所述第一可变参数为小于1的正实数。