本發(fā)明涉及用于對(duì)磁共振成像設(shè)備進(jìn)行電流供應(yīng)的電路裝置，具有射頻屏蔽室（hochfrequenzschirmungskabine）和至少一個(gè)基本場(chǎng)磁體（grundfeldmagneten）。本發(fā)明也涉及具有用于電流供應(yīng)的電路裝置的磁共振成像設(shè)備以及用于運(yùn)行磁共振成像設(shè)備的方法。

背景技術(shù)：

磁共振成像（磁共振斷層攝影術(shù)（magnetresonanztomographie）mrt，也簡稱mr；也稱為核自旋斷層攝影術(shù)（kernspintomographie）；英語：mri代表magneticresonanceimaging（磁共振成像））是成像方法，所述成像方法主要是在醫(yī)學(xué)診斷中被使用，用于表示人體中的組織和器官的結(jié)構(gòu)和功能（funktion）。所述方法基于核自旋共振的物理原理，并且因此有時(shí)也被稱作核自旋斷層攝影術(shù)。例如在維基百科（wikipedia）中在http://de.wikipedia.org/wiki/magnetresonanztomographie下可找到一般性細(xì)節(jié)。

利用磁共振成像可以產(chǎn)生人體（或者動(dòng)物體）的切片圖像（schnittbilder），所述切片圖像允許評(píng)估器官和很多由疾病引起的器官變化。磁共振斷層攝影術(shù)基于在射頻范圍中的交變電磁場(chǎng)以及強(qiáng)磁場(chǎng)，其中原子核（大多氫質(zhì)子）利用所述交變電磁場(chǎng)以及強(qiáng)磁場(chǎng)共振地被激發(fā)，其中電信號(hào)在接收器電路中被感應(yīng)。在磁共振成像中，既不產(chǎn)生或使用x射線輻射，也不產(chǎn)生或使用其他電離輻射。用于圖像對(duì)比度的主要基礎(chǔ)構(gòu)成不同組織類型的不同弛豫時(shí)間（relaxationszeit）。此外，在不同的組織（例如肌肉、骨骼）中的氫原子的不同含量也對(duì)圖像對(duì)比度作出貢獻(xiàn)。

為了根據(jù)磁共振成像獲得圖像、也即產(chǎn)生檢查對(duì)象的磁共振記錄，首先患者的身體或者要檢查的身體部分遭受盡可能均勻的靜態(tài)基本磁場(chǎng)，所述基本磁場(chǎng)由磁共振成像設(shè)備的磁體系統(tǒng)的基本場(chǎng)磁體產(chǎn)生。在記錄磁共振圖像期間，將用于空間編碼（ortskodierung）的快速切換的梯度場(chǎng)與所述基本磁場(chǎng)疊加，所述梯度場(chǎng)由磁體系統(tǒng)的梯度線圈產(chǎn)生。此外，定義的場(chǎng)強(qiáng)的射頻脈沖利用磁共振成像設(shè)備的射頻天線被射入到檢查體積（untersuchungsvolumen）中。為此，磁共振成像設(shè)備通常具有固定地裝入的射頻天線、所謂的整體線圈（ganzk?rperspule）。借助于所述射頻脈沖，檢查對(duì)象中的原子被激發(fā)，使得所述原子從其平衡位置被偏轉(zhuǎn)了所謂的“激發(fā)翻轉(zhuǎn)角（anregungsflipwinkel）”，所述平衡位置與基本磁場(chǎng)平行地伸展。在“轉(zhuǎn)回（zurücklenken）”時(shí)所產(chǎn)生的磁共振信號(hào)由至少一個(gè)非位置固定的局部線圈檢測(cè)，并且被輸送用來進(jìn)一步處理。局部線圈在此盡可能靠近患者地布置，例如放置在患者上。

基本場(chǎng)磁體通常是超導(dǎo)磁體，所述超導(dǎo)磁體需要可調(diào)節(jié)的電流供應(yīng)裝置（stromversorgung），利用所述電流供應(yīng)裝置提供用于建立磁場(chǎng)的能量。電子和電氣部件同樣需要電流供應(yīng)裝置，所述電子和電氣部件被安裝在磁共振成像設(shè)備的基本場(chǎng)磁體處。對(duì)于能量高效的和損耗功率低的電流供應(yīng)使用開關(guān)變換器變得困難，因?yàn)殚_關(guān)頻率的倍數(shù)和其混合積（mischprodukte）可能在mr信號(hào)中引起干擾。

由實(shí)踐已知，對(duì)于服務(wù)部署（serviceeinsatz）（斜升(ramp-up)、斜降（ramp-down））作為服務(wù)工具（service-tool）隨身攜帶（mitführen）用于超導(dǎo)磁體的電流供應(yīng)裝置。這引起了物流耗費(fèi)（logistischenaufwand）并且需要全面的預(yù)先規(guī)劃。立即的或者甚至自發(fā)的部署是不可能的。

用于電流供應(yīng)的另一可能性在于，設(shè)置固定的安裝，所述安裝類似于移動(dòng)變體（mobilenvariante）必須安置在磁場(chǎng)的作用范圍之外以及對(duì)于磁共振成像設(shè)備所需要的電磁屏蔽物（schirmung）（所謂的射頻屏蔽室或者h(yuǎn)f室）之外。

在兩個(gè)所描述的實(shí)施方式中，整個(gè)磁化電流（有時(shí)也稱作“磁體電流（magnetstrom）”）必須流經(jīng)長的線纜，并且部分地流過饋通濾波器（durchführungsfilter），其中所述磁化電流通常為幾百安培。

用于在電磁屏蔽物之內(nèi)運(yùn)行的電子和電氣部件的電流供應(yīng)裝置通常被安裝在屏蔽室之外。電壓輸送經(jīng)由多個(gè)線路進(jìn)行，所述線路分別需要饋通濾波器。在部件本身中，大多使用線性調(diào)節(jié)器或者采用具有相應(yīng)濾波裝置的開關(guān)變換器。特別的挑戰(zhàn)是使用含鐵氧體的電感器件或（鐵）磁構(gòu)件，因?yàn)檫@里可能發(fā)生飽和效應(yīng)、基本磁場(chǎng)的變形和顯著的力作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是，說明用于對(duì)磁共振成像設(shè)備進(jìn)行電流供應(yīng)的電路裝置、磁共振成像設(shè)備和用于運(yùn)行磁共振成像設(shè)備的方法，它們使得能夠簡單地對(duì)超導(dǎo)基本場(chǎng)磁體進(jìn)行饋電。

按照本發(fā)明，利用獨(dú)立專利權(quán)利要求的電路裝置、磁共振成像設(shè)備和用于運(yùn)行磁共振成像設(shè)備的方法來解決所提出的任務(wù)。在從屬權(quán)利要求中說明有利的改進(jìn)方案。

按照本發(fā)明，說明由基本上兩個(gè)功能塊組成的電路裝置，其中第一功能塊布置在hf室之外，并且產(chǎn)生中間電路直流電壓（zwischenkreis-gleichspannung）。中間電路直流電壓經(jīng)由線纜被輸送給具有直流電壓變換器的位于hf室中的第二功能塊，所述直流電壓變換器為基本場(chǎng)磁體提供磁化電流。

也稱為dc-dc變換器（英語：dc-dcconverter）的直流電壓變換器表示電路，所述電路將在輸入端處輸送的直流電壓轉(zhuǎn)換為具有更高的、更低的或反向的電壓水平的直流電壓。借助于周期性工作的電子開關(guān)和一個(gè)或多個(gè)能量存儲(chǔ)器進(jìn)行該轉(zhuǎn)變。直流電壓變換器屬于自換向變流器（stromrichtern）。在電力工程的范圍中，所述直流電壓變換器也被稱作直流斬波器（gleichstromsteller）。

按照本發(fā)明的架構(gòu)基于電流供應(yīng)裝置的各個(gè)組成部分的功能上的和局部的分離。

可選地，可以規(guī)定可替代地使用各個(gè)功能塊。按照具有最大功率需求的運(yùn)行狀態(tài)設(shè)計(jì)各個(gè)功能塊，其中假設(shè)，不是所有的組件在每個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中必須是激活的（aktiv）。

在對(duì)基本場(chǎng)磁體充電（斜升）期間，對(duì)于磁化電流供應(yīng)需要最大功率。其他電氣和電子部件在斜升的情況下不被需要。磁化電流供應(yīng)裝置因此是磁共振成像設(shè)備的固定安裝的組成部分。在磁共振成像設(shè)備處于運(yùn)行中期間，不需要磁化電流供應(yīng)。其他電氣和電子部件可以可選地使用電流供應(yīng)裝置的部分（例如變壓器、整流電路、敷設(shè)電纜、控制裝置和監(jiān)控裝置）。

本發(fā)明要求保護(hù)用于對(duì)磁共振成像設(shè)備進(jìn)行電流供應(yīng)的電路裝置，具有射頻屏蔽室和至少一個(gè)基本場(chǎng)磁體。所述裝置具有：

-布置在射頻屏蔽室之外的第一電路裝置，所述第一電路裝置從電網(wǎng)電壓中產(chǎn)生中間電路直流電壓，和

-布置在射頻屏蔽室之內(nèi)的第二電路裝置，所述第二電路裝置從中間電路直流電壓中產(chǎn)生用于基本場(chǎng)磁體的磁化電流。

所述架構(gòu)使得能夠?qū)崿F(xiàn)用于集成式（固定安裝的）模塊化磁化電流供應(yīng)裝置的成本高效的解決方案。借助于中間電路到基本場(chǎng)磁體的功率傳輸減少功率損耗。線纜、連接器和濾波器必須針對(duì)較小的電流來設(shè)計(jì)。在不同的運(yùn)行狀態(tài)中可選地、可替代地使用各個(gè)電氣和電子部件降低電路和成本耗費(fèi)。模塊化構(gòu)造使得能夠使系統(tǒng)電流供應(yīng)靈活地匹配于磁共振成像設(shè)備的不同實(shí)施方案。

在電路裝置的一種改進(jìn)方案中，電網(wǎng)電壓可以是三相交變電壓。

在另一實(shí)施方案中，第一電路裝置以串聯(lián)的方式具有變壓器和三相逆變器。

在一種改進(jìn)方案中，三相逆變器可以被構(gòu)造為六脈沖整流器或十二脈沖整流器。

在另一構(gòu)造中，第二電路裝置可以具有電流吸收器（stromsenke），所述電流吸收器在需要時(shí)以調(diào)節(jié)的方式使基本場(chǎng)磁體進(jìn)行放電。

在另一擴(kuò)展方案中，第二電路裝置以串聯(lián)的方式具有輸入濾波器、多個(gè)并聯(lián)的第一直流電壓變換器和電流/電壓測(cè)量裝置。

在一種改進(jìn)方案中，第一直流電壓變換器可以被構(gòu)造為具有電壓限制的可調(diào)節(jié)電流源。

在另一擴(kuò)展方案中，第二電路裝置可以具有控制和評(píng)估單元，所述控制和評(píng)估單元控制電流吸收器、第一直流電壓變換器和電流/電壓測(cè)量裝置。

在另一擴(kuò)展方案中，所述裝置具有連接第一和第二電路裝置的線纜，所述線纜具有至少一個(gè)饋電線（zuleitung）并且具有至少一個(gè)回線（rückleitung）。

在一種改進(jìn)方案中，第二電路裝置具有由中間電路直流電壓饋電的第二直流電壓變換器，所述第二直流電壓變換器給射頻屏蔽室中的電氣和電子單元供應(yīng)電流。

本發(fā)明也要求保護(hù)磁共振成像設(shè)備，所述磁共振成像設(shè)備具有用于進(jìn)行電流供應(yīng)的按照本發(fā)明的電路裝置。

此外，本發(fā)明要求保護(hù)用于運(yùn)行按照本發(fā)明的磁共振成像設(shè)備的方法，其中為了對(duì)基本場(chǎng)磁體充電，第一直流電壓變換器被接通并且第二直流電壓變換器被關(guān)斷。

在所述方法的一種改進(jìn)方案中，在對(duì)基本場(chǎng)磁體充電之后，第一直流電壓變換器被關(guān)斷并且第二直流電壓變換器被接通。

附圖說明

本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)示意性附圖從多個(gè)實(shí)施例的隨后闡述中變得清楚。

圖1示出電流供應(yīng)裝置的框圖，和

圖2示出電流供應(yīng)裝置的電路圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出用于對(duì)基本場(chǎng)磁體5饋電的電流供應(yīng)裝置的框圖，所述電流供應(yīng)裝置被劃分成用于產(chǎn)生中間電路直流電壓uz的第一電路裝置1和用于實(shí)際上產(chǎn)生磁化電流im的第二電路裝置2。

三相交變電流電網(wǎng)電壓ul被輸送給變壓器6。向低變換的（niedertransformiert）交變電流施加在三相逆變器7上，所述三相逆變器7產(chǎn)生中間電路直流電壓uz。利用饋通濾波器8尤其也減小剩余波紋度。中間電路直流電壓uz具有最大60v的值。變壓器6和三相逆變器7位于未屏蔽的技術(shù)空間4中。

三相逆變器（整流電路）在最簡單的情況中由唯一的整流器、開關(guān)式整流器或具有pfc的有源整流器組成。中間電路直流電壓uz在此低于電網(wǎng)電壓ul的峰值，但是是具有最高功率需求的輸出電壓的多倍。電壓比可以要么利用變壓器6要么利用有源整流器來設(shè)定。變壓器6或整流器被設(shè)計(jì)，使得所述變壓器或整流器滿足對(duì)電源部分在電涌（surge）、絕緣、泄漏等方面的標(biāo)準(zhǔn)要求。

經(jīng)由電纜9，中間電路直流電壓uz被輸送給第二電路裝置2的輸入濾波器11（在最簡單的情況下電容器）。因此，為了對(duì)基本場(chǎng)磁體5進(jìn)行電流供應(yīng)，僅需要具有饋線和回線的唯一線纜9。線纜9和輸入濾波器11根據(jù)最大功率需求被設(shè)計(jì)。電流負(fù)荷能力在此相比于外部的磁化電流供應(yīng)裝置可以顯著地、將近以中間電路直流電壓uz與磁化電流供應(yīng)裝置的輸出電壓的比例被降低。特別相比于交變電流輸送，直流電壓中間電路同樣減少干擾和對(duì)構(gòu)件和線纜的（交變的）力作用，所述力作用通過洛倫茲力（lorenzkraft）引起。

如此濾波的中間電路直流電壓uz現(xiàn)在在多個(gè)并聯(lián)的第一直流電壓變換器12中被置于較低的電壓水平，以便提供在高度上為大約400a（直至最大600a）的所需要的磁化電流im，用于對(duì)基本場(chǎng)磁體5充電（斜升）。借助于電流/電壓測(cè)量裝置13監(jiān)控磁化電流im和輸出電壓。借助于第二直流電壓變換器15可以對(duì)其他電氣和電子部件進(jìn)行供應(yīng)。

輸入濾波器11、第一直流電壓變換器12、第二直流電壓變換器15和電流/電壓測(cè)量裝置位于射頻屏蔽室3中，并且是第二電路裝置2的部分。

由于相對(duì)低的中間電路直流電壓uz，可以以高的時(shí)鐘頻率運(yùn)行第一直流電壓變換器12。在此，無鐵氧體的電感器件可以被使用，所述電感器件的功能不被基本磁場(chǎng)影響。第二直流電壓變換器15也可以以以下頻率被運(yùn)行，所述頻率適合于磁共振成像設(shè)備的頻率規(guī)劃并且因此不能引起干擾，其中所述第二直流電壓變換器在運(yùn)行磁共振成像設(shè)備期間是激活的。

磁化電流供應(yīng)裝置通過具有電壓限制的多個(gè)并聯(lián)的電流源或者利用一個(gè)或多個(gè)并行的高分辨率的電流源來實(shí)施，所述并聯(lián)的電流源可以以最優(yōu)的脈沖暫停比（puls-pausen-verh?ltnis）來運(yùn)行。從各個(gè)模塊的構(gòu)造、接入和斷開（zu-undwegschalten）中得出dac的功能。所述架構(gòu)也可以被應(yīng)用于針對(duì)高功率需求的其他電流供應(yīng)裝置。

圖2示出用于磁共振成像設(shè)備的電流供應(yīng)裝置的電路圖，尤其用于對(duì)超導(dǎo)基本場(chǎng)磁體充電的電流供應(yīng)裝置。電流供應(yīng)裝置被分為兩個(gè)功能塊：在未屏蔽的技術(shù)空間4中的第一電路裝置1，其用于產(chǎn)生中間電路直流電壓uz，和在射頻屏蔽室3中的第二電路裝置2，其用于產(chǎn)生磁化電流im。第一電路裝置1經(jīng)由線纜9與第二電路裝置2電連接。為了抑制干擾，使用四各絞合芯線，所述芯線成對(duì)地短接。

三相交變電流電網(wǎng)電壓ul被輸送給具有鐵芯的變壓器6，并且在次級(jí)側(cè)經(jīng)由熱磁開關(guān)16（作為保險(xiǎn)裝置）被輸送給三相逆變器7。三相逆變器7根據(jù)開關(guān)16的開關(guān)位置是十二脈沖整流器或六脈沖整流器。經(jīng)由兩個(gè)饋通濾波器8，在電流流動(dòng)時(shí)尤其也使在輸出端處出現(xiàn)的中間電路直流電壓uz擺脫其剩余波紋度。基本上，饋通濾波器8用于抑制進(jìn)入和來自射頻屏蔽室3的線傳導(dǎo)（leitungsgebundenen）電磁干擾，其中所述饋通濾波器的屏蔽效果對(duì)應(yīng)于射頻屏蔽室3的屏蔽效果。

經(jīng)由線纜9，中間電路直流電壓uz經(jīng)由輸入濾波器11到達(dá)并聯(lián)的第一直流電壓變換器12，所述直流電壓變換器12經(jīng)由電流/電壓測(cè)量裝置提供磁化電流im。

為了使基本場(chǎng)磁體放電（斜降），使用電流吸收器10，所述電流吸收器10與第一直流電壓變換器12的輸出端連接?？刂坪驮u(píng)估單元14控制第一直流電壓變換器12和電流吸收器10，并且評(píng)估電流/電壓測(cè)量裝置13的測(cè)量數(shù)據(jù)。可替代地，也可以通過電網(wǎng)反饋借助于第一直流電壓變換器12和三相逆變器7進(jìn)行放電。

盡管已經(jīng)在細(xì)節(jié)上通過實(shí)施例進(jìn)一步地圖解和描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不被所公開的示例限制，并且可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員從中導(dǎo)出其他變型方案，而不離開本發(fā)明的保護(hù)范圍。

附圖標(biāo)記列表

1第一電路裝置

2第二電路裝置

3射頻屏蔽室

4技術(shù)空間

5基本場(chǎng)磁體

6變壓器

7三相逆變器

8饋通濾波器

9具有四個(gè)芯線的線纜

10電流吸收器

11輸入濾波器

12第一直流電壓變換器

13電流/電壓測(cè)量裝置

14控制和評(píng)估單元

15第二直流電壓變換器

16開關(guān)

im磁化電流

ul電網(wǎng)電壓

uz中間電路直流電壓。