CN116368394A - 向磁共振成像(mri)***提供操作电力的***和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于操作磁共振成像(MRI)***的***和方法。MRI***包括磁性***和被配置为向磁性***中的至少一些提供电力的电力***。电力***包括能量储存装置和被配置为接收市电的电源。MRI***还包括至少一个控制器，其被配置为控制MRI***至少部分地通过使用由电源供应的电力和由能量储存装置提供的补充电力、使用磁性学***的至少一个梯度线圈生成至少一个梯度场，来根据脉冲序列进行操作。

Description

向磁共振成像(MRI)***提供操作电力的***和方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2020年9月8日提交的标题为“SYSTEMS ANDMETHODS FOR PROVIDING OPERATING POWER TO AN MAGNETIC RESONANCE IMAGING(MRI)SYSTEM”的美国临时专利申请序列号63/075,508的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
磁共振成像(MRI)为许多应用提供了重要的成像模式并且在临床和研究环境中被广泛利用以产生人体内部的图像。作为一般性，MRI是基于检测磁共振(MR)信号的，这些信号是由原子响应于由所施加的电磁场引起的状态变化而发射的电磁波。例如，核磁共振(NMR)技术涉及检测在被成像对象中的原子(例如，人体组织中的原子)的核自旋的重新对齐或弛豫时从被激发原子的核发射的MR信号。可以对检测到的MR信号进行处理以产生图像，这在医学应用的背景下允许对身体内的内部结构和/或生物处理进行调查以用于诊断、治疗和/或研究目的。
发明内容
一些实施例涉及一种磁共振成像***即MRI***，其被配置为根据具有多个时段的脉冲序列进行操作，所述MRI***包括：磁性***，其包括：B0磁体，以及梯度线圈；电力***，其被配置为向所述磁性***的至少一些提供电力，所述电力***包括：能量储存装置，以及电源，其被配置为接收市电；以及控制器，其被配置为控制所述MRI***至少部分地通过以下动作来根据所述脉冲序列进行操作：通过使用由所述电源供应的电力和由所述能量储存装置供应的补充电力，来使用所述梯度线圈生成至少一个梯度场。
一些实施例涉及一种电力***，其被配置为向磁共振成像***即MRI***的至少一个组件提供电力。所述电力***包括：能量储存装置；以及电源，其被配置为接收市电；以及控制器，其被配置为控制所述MRI***至少部分地通过以下动作来根据脉冲序列进行操作：通过使用由所述电源供应的电力和由所述能量储存装置供应的补充电力来生成至少一个梯度场。
在一些实施例中，所述能量储存装置使用双向DC至DC电力转换器被耦接到所述MRI***。在一些实施例中，所述双向DC至DC电力转换器包括同步降压DC至DC电力转换器、同步升压DC至DC电力转换器、或者四开关降压-升压DC至DC电力转换器。
在一些实施例中，所述电源还被配置为同时向所述能量储存装置和所述MRI***提供电力。
在一些实施例中，所述能量储存装置使用单向DC至DC电力转换器被耦接到所述MRI***。
在一些实施例中，所述能量储存装置包括电池。在一些实施例中，所述能量储存装置包括电容器。
在一些实施例中，所述能量储存装置和所述电源机载地设置在所述MRI***上。
在一些实施例中，所述脉冲序列是扩散加权成像脉冲序列即DWI脉冲序列，以及所述梯度场是所述DWI脉冲序列的扩散梯度场。在一些实施例中，在所述DWI脉冲序列的所述扩散梯度场期间，所述电源被配置为向所述MRI***提供电力，并且所述能量储存装置被配置为向所述MRI***提供补充电力。在一些实施例中，在所述脉冲序列的每个时段，所述电源被配置为向所述MRI***提供电力至少一次，并且所述能量储存装置被配置为向所述MRI***提供补充电力至少一次。
在一些实施例中，所述能量储存装置和所述电源被配置为提供大于或等于1500W且小于或等于4000W的峰电力。在一些实施例中，所述能量储存装置和所述电源被配置为提供大于或等于1ms且小于或等于200ms的时间长度的峰电力。
在一些实施例中，所述MRI***还包括：运送机构，其使得所述MRI***能够被运输至不同位置；以及转换开关，其被配置为将所述能量储存装置耦接到所述运送机构或所述MRI***的所述磁性***。
在一些实施例中，所述运送机构包括机动组件。在一些实施例中，所述运送机构包括轮。在一些实施例中，所述轮包括机动轮。
在一些实施例中，至少一个所述B0磁体被配置为生成具有小于或等于约0.2T且大于或等于约10mT的场强的B0磁场。在一些实施例中，至少一个所述B0磁体被配置为生成具有小于或等于约0.1T且大于或等于约50mT的场强的B0磁场。
在一些实施例中，由所述电源供应的电力和由所述能量储存装置供应的补充电力被同时供应。
在一些实施例中，所述电源被配置为接收单相市电。
一些实施例涉及一种用于根据具有多个时段的脉冲序列来操作磁共振成像***即MRI***的方法，所述MRI***包括能量储存装置和被配置为接收市电的电源，所述方法包括：在根据所述脉冲序列操作所述MRI***时：通过使用由所述电源供应的电力和由所述能量储存装置供应的补充电力，来使用所述MRI***的至少一个梯度线圈生成至少一个梯度场。
在一些实施例中，由所述能量储存装置供应的补充电力包括通过双向DC至DC电力转换器从所述能量储存装置供应的电力。
在一些实施例中，所述脉冲序列是扩散加权成像脉冲序列即DWI脉冲序列。
在一些实施例中，由所述电源供应的电力和由所述能量储存装置供应的补充电力包括具有大于或等于1500W且小于或等于4000W的峰电力的电力。在一些实施例中，由所述电源供应的电力和由所述能量储存装置供应的补充电力包括具有大于或等于1ms且小于或等于200ms的时间长度的总峰电力的电力。
在一些实施例中，通过使用由所述电源供应的电力和由所述能量储存装置供应的补充电力来使用所述MRI***的至少一个梯度线圈生成所述至少一个梯度场包括：在所述脉冲序列的每个时段，生成所述至少一个梯度场至少一次。
在一些实施例中，所述方法还包括使用所述电源对所述能量储存装置进行再充电。
在一些实施例中，向所述MRI***供应来自所述电源的电力和来自所述能量储存装置的补充电力包括：向所述MRI***供应来自所述电源的电力和来自电池的补充电力。
在一些实施例中，向所述MRI***供应来自所述电源的电力和来自所述能量储存装置的补充电力包括：向所述MRI***供应来自所述电源的电力和来自电容器的补充电力。
在一些实施例中，所述电源被配置为接收单相市电。
附图说明
将参考以下附图描述各种方面和实施例。应当理解，图不一定按比例绘制。在附图中，各种图中示出的各相同或几乎相同的构成要素由相同的附图标记表示。为了清楚起见，可以不必在每个附图中都标记出每个构成要素。
图1例示了根据一些实施例的磁共振成像(MRI)***的示例性组件；
图2A例示了根据一些实施例的用于MRI***的示例性电力***的框图；
图2B例示了根据一些实施例的用于MRI***的包括双向DC至DC电力转换器的示例性电力***的框图；
图3A例示了根据一些实施例的针对如下电力***的第一示例性双向DC至DC电力转换器的框图，该电力***包括具有低于总线电压的电压的能量储存装置；
图3B例示了根据一些实施例的针对如下电力***的第二示例性双向DC至DC电力转换器的框图，该电力***包括具有高于总线电压的电压的能量储存装置；
图3C例示了根据一些实施例的针对如下电力***的第三示例性双向DC至DC电力转换器的框图，该电力***包括具有可以高于或低于总线电压的电压的能量储存装置；
图4例示了根据一些实施例的包括单向DC至DC电力转换器的用于MRI***的示例性电力***的框图；
图5例示了根据一些实施例的用于包括机动驱动***的便携式MRI***的示例性电力***的框图；
图6例示了根据一些实施例的用于包括机动驱动***的便携式MRI***的另一示例性电力***的框图；
图7是根据一些实施例的用于操作MRI***的说明性处理700的流程图；
图8A和图8B例示了根据一些实施例的便携式MRI***的视图；以及
图9例示了根据一些实施例的进行对患者头部的扫描的便携式MRI***。
具体实施方式
常规MRI***在其操作期间通常消耗大量电力。例如，普通的1.5T和3TMRI***在操作期间通常消耗20-40kW之间的电力，而可用的0.5T和0.2TMRI***通常消耗5-20kW之间的电力，它们各自都使用专用和特定的电源。除非另外指明，否则电力消耗被称为在关注的间隔上消耗的平均电力。例如，以上提到的20-40kW指示在图像获取过程期间由常规MRI***消耗的平均电力，该图像获取过程期间可以包括显著超过平均电力消耗的峰电力消耗的相对短的时段(例如，当梯度线圈和/或射频(RF)线圈在脉冲序列的相对短的时段中被脉冲时)。如上所述，可用的临床MRI***必须具有专用电源，通常需要到电网的专用三相连接来为MRI***的组件供电，以满足MRI***操作期间的峰和平均电力消耗。该要求严重限制了在不能容易地供应这种电力的环境中部署常规临床MRI***的能力，从而制约了可以利用MRI的临床应用和位置。
发明人已经认识并理解，使用通过单相市电(mains electricity)所供应的电力的便携式和/或低场MRI***还在操作期间需要短时间段的高峰电力消耗(例如，为了在脉冲序列期间产生一些梯度场和/或RF脉冲)。例如，在一些实施例中，虽然MRI***的平均电力消耗可以大约低于1500W，但对于一些梯度场的产生，MRI***可能在100ms的时段中使用2000W至3000W之间，并且最高达4000W。在MRI***的整个操作中，该峰电力消耗可能每秒或每两秒重复。这种峰电力可能超过MRI***仅仅从市电可用的电力。可替代地，当这样的峰电力可以从市电供应时，MRI***对高峰电力的短突发的消耗可能不利地影响电气***向MRI***供应电力。例如，如果MRI***在短时间段中拉动过多的峰电力，则在MRI***的操作期间可能触发医疗设施处的断路器，从而导致医疗设施处的不期望的断电。
发明人已经认识并理解，附加的能量储存装置可以在负载峰期间补充由市电提供给MRI***的可用电力。另外，发明人已经认识，这样的能量装置可以通过在负载谷(dip)期间从MRI***的市电连接电源(PSU)吸收过量的电力来向MRI***提供负载平衡。以这种方式，可以在负载峰和谷期间操作MRI***而不影响市电的供应。
因此，发明人已经开发了用于从被配置为接收市电的电源向MRI***供应电力以及从能量储存装置向MRI***供应补充电力的***和方法。在一些实施例中，MRI***被配置为根据具有多个时段的脉冲序列进行操作，并且包括磁性***、电力***和至少一个控制器。该磁性***包括用于生成主B0磁场的至少一部分(例如，全部或少于全部)的B0磁体以及用于生成至少一个梯度磁场的梯度线圈，以提供对来自对象的磁共振(MR)信号的空间编码(例如，沿着x轴、y轴和/或z轴)。电力***被配置为向磁性***的至少一些组件提供电力，并且包括能量储存装置和电源。控制器被配置为控制MRI***至少部分地通过使用由电源供应的电力和由能量储存装置供应的补充电力、使用至少一个梯度线圈来生成至少一个梯度场，从而根据脉冲序列进行操作。
能量储存装置可以是，例如，任何合适的化学的一个或多于一个电池、一个或多于一个电容器、一个或多于一个超级电容器(supercapacitor)、一个或多于一个超电容器(ultracapacitor)、一个或多于一个飞轮、一个或多于一个压缩流体装置、以及/或者一个或多于一个泵送储存装置。应当理解，能量储存装置可以包括单一类型的能量储存装置(例如，仅电池、仅电容器、仅超级电容器等)或者可以包括上述装置的任何合适的组合，因为本文所描述的技术的方面不是如此受限制的。
电力***还包括被配置为接收市电的电源。市电是通常在标准壁装插座处提供的电。市电可以是单相电或者可以是多相电(例如，三相电)。例如，在美国，市电可以以120V或240V的电压被提供，并且被额定在15、20或30安培。总体而言，市电可以以在100V与130V之间(例如，100V、110V、115V、120V、或127V)或在200V与240V之间(例如，220V、230V、或240V)的电压被提供，并且被额定在2.5A与32A之间的安培数。电源还被配置为使用接收的市电向MRI***提供电力。例如，在一些实施例中，电力***可以是AC至DC电源。
在一些实施例中，MRI***可以使用由电源供应的电力和由能量储存装置供应的补充电力来操作。由电源供应的电力和由能量储存装置供应的补充电力可以联合地(例如，同时地，在相同的时间)供应给MRI***。例如，能量储存装置和电源可以在脉冲序列内的时间段中(例如，在特定梯度和/或射频脉冲应用时间段期间)向MRI***同时供应电力。可替代地，由电源供应的电力和由能量储存装置供应的补充电力可以非同时地供应给MRI***(例如，在分开的时间)。例如，能量储存装置和电源可以在脉冲序列内的不同时间段中(例如，对于不同梯度和/或射频脉冲应用时间段，对于梯度和/或射频脉冲应用时间段的不同部分)非同时地向MRI***供应电力。应当理解，由能量储存装置供应的补充电力可以提供MRI***使用的电力的少数、MRI***使用的电力的大约一半、MRI***使用的电力的大部分和/或MRI***使用的电力的全部，因为本文描述的技术的各方面在此方面不受限制。
在一些实施例中，可以使用单向DC至DC电力转换器将能量储存装置电耦接到MRI***(例如，磁性组件、其他电子组件等)。在一些实施例中，可以使用双向DC至DC电力转换器将能量储存装置电耦接到MRI***。例如，双向DC至DC电力转换器可以被布置为同步降压DC至DC电力转换器、同步升压DC至DC电力转换器、或四开关降压-升压DC至DC电力转换器(four switch buck-boost DC-to-DC power converter)。
在一些实施例中，电源可以被配置为同时地向能量储存装置和MRI***提供电力。例如，电源可以被配置为对能量储存装置充电，同时还对MRI***供电。在一些实施例中，能量储存装置可以在MRI***的操作期间(例如，在脉冲序列期间)或在MRI***处于空闲状态时由电源充电。
在一些实施例中，能量储存装置和电源这两者可以物理地耦接到MRI***。在一些实施例中，能量储存装置和电源这两者可以机载地设置在MRI***上。例如，在可以在位置之间移动的便携式MRI***的实例中，能量储存装置和电源可以以使得这两者均随着MRI***在位置之间移动的方式设置。
在一些实施例中，能量储存装置和电源可以被配置为在MRI***根据特定脉冲序列正在进行操作时向MRI***联合地提供电力。例如，能量储存装置和电源可以被配置为在MRI***根据扩散加权成像(diffusion-weighted imaging(DWI))脉冲序列正在进行操作时向MRI***联合地提供电力。可替代地，MRI***可以根据稳态自由进动(steady-statefree precession(SSFP))脉冲序列、平衡SSFP脉冲序列、流体衰减反转恢复(fluid-attenuated inversion recovery(FLAIR))脉冲序列、和/或快速自旋回波脉冲序列的非限制性选择的任一个来操作。
在一些实施例中，在脉冲序列的每个时段(例如，针对脉冲序列期间的单个脉冲或多个脉冲)，电源可以被配置为向MRI***提供电力至少一次，并且能量储存装置可以被配置为向MRI***提供补充电力至少一次。例如，电源可以被配置为向MRI***提供电力，并且能量储存装置可以被配置为向MRI***提供补充电力，以对梯度线圈供电，从而在脉冲序列的每个时段，生成至少一个梯度场至少一次。在一些实施例中，在DWI脉冲序列的扩散梯度脉冲期间，电源可以被配置为向MRI***提供电力，并且能量储存装置可以被配置为向MRI***提供补充电力。
在一些实施例中，能量储存装置和电源可以被配置为向MRI***提供大于或等于MRI***所使用的平均电力的峰电力。例如，能量储存装置和电源可以被配置为联合地提供大于或等于1500W的峰电力。在一些实施例中，能量储存装置和电源可以被配置为联合地提供小于或等于4000W的峰电力。在一些实施例中，能量储存装置和电源可以被配置为联合地提供大于或等于1500W且小于或等于3500W、大于或等于1500W且小于或等于3000W、或者大于或等于2000W且小于或等于4000W的峰电力。可以理解的是，能量储存装置和电源可以被配置为提供上述范围内的任何合适的峰电力或峰电力的范围。在一些实施例中，能量储存装置和电源可以被配置为提供大于或等于1ms且小于或等于200ms、大于或等于1ms且小于或等于150ms、大于或等于5ms且小于或等于150ms、或者大于或等于10ms且小于或等于100ms的时间长度的峰电力。
在一些实施例中，MRI***还可以包括允许将MRI***运输到不同位置的运送机构。例如，在一些实施例中，运送机构可以是机动驱动***。MRI***还可以包括被配置为将能量储存装置耦接到MRI***的移动MRI驱动***或磁性***的转换开关(transferswitch)。以这种方式，在MRI***正在位置之间移动并且未连接到市电(例如，经由壁插座)时，能量储存装置可以用于为运送机构供电。在一些实施例中，运送机构可以包括至少一个机动组件。在一些实施例中，运送机构可以包括至少一个轮。例如，至少一个轮可以是至少一个机动轮。
在一些实施例中，该至少一个B0磁体被配置为生成具有小于或等于0.2T场强的B0磁场。在一些实施例中，该至少一个B0磁体被配置为生成具有小于或等于0.2T且大于或等于50mT的场强、小于或等于0.1T且大于或等于50mT的场强、小于或等于0.1T且大于或等于10mT的场强、小于或等于0.1T且大于或等于20mT的场强、小于或等于0.1T且大于或等于0.05mT的场强、小于或等于0.2T或大于或等于20mT的场强、或者在这些范围内的任何合适的范围内的场强的B0磁场。
应当理解，虽然本文描述的技术主要结合MRI***进行描述，但是这些技术可以用于在操作期间需要大峰电力的其他类似的医学成像装置(诸如X射线扫描仪和/或CT扫描仪)。以下是涉及用于医学成像***的负载均衡的技术的各种概念和实施例的更详细描述。应当理解，本文描述的各种方面可以以许多方式中的任何方式来实现。本文中仅为了说明的目的提供了具体实现的示例。此外，在下面实施例中描述的各种方面可以单独地或者以任意组合使用，并且不限于在本文中明确描述的组合。
如本文所使用的，“高场”通常是指当前在临床环境中使用的MRI***，并且更具体地，是指以1.5T或高于1.5T的主磁场(即，B0场)进行操作的MRI***，但是在0.5T与1.5T之间进行操作的临床***经常也被表征为“高场”。在0.2T与0.5T之间的场强已经被表征为“中场”，并且由于在高场状态中的场强已经持续增加，在0.5T与1T之间的范围内的场强也已经被表征为中场。相比之下，“低场”通常是指以小于或等于0.2T的B0场进行操作的MRI***。例如，低场MRI***可以以具有小于或等于0.2T且大于或等于50mT的场强、具有小于或等于0.1T且大于或等于50mT的场强、具有小于或等于0.1T且大于或等于10mT的场强、具有小于或等于0.1T且大于或等于20mT的场强、具有小于或等于0.1T且大于或等于0.05mT的场强、具有小于或等于0.2T或大于或等于20mT的场强、或具有在这些范围内的任何合适的范围内的场强的B0场进行操作。
图1例示了根据一些实施例的磁共振成像(MRI)***的示例性组件。在图1的说明性示例中，MRI***100包括计算装置104、控制器106、脉冲序列库108、电力管理***110和磁性组件120。应当理解，***100是说明性的，并且代替图1所示的组件，或除图1所示的组件之外，MRI***还可以具有任何合适类型的一个或多于一个其他组件。然而，MRI***通常将包括这些高级组件，但是针对特定MRI***的这些组件的实现可能不同。可以理解，本文所描述的用于检测患者运动的技术可以与任何合适类型的MRI***(包括高场MRI***、低场MRI***和超低场MRI***)一起使用。例如，可以利用本文描述的和/或如2017年6月30日提交的标题为“Low-Field Magnetic Resonance Imaging Methods and Apparatus”的美国专利号10,627,464(其全部内容通过引用并入本文)中描述的任何MRI***来使用本文描述的技术。
如图1所示，磁性组件120包括B0磁体122、匀场线圈(shim coil)124、RF发送和接收线圈126、以及梯度线圈128。B0磁体122可以用于生成主磁场B0。B0磁体122可以是能够生成期望的主磁场B0的任何合适类型或组合的磁性组件。在一些实施例中，B0磁体122可以是一个或多于一个永磁体、一个或多于一个电磁体、一个或多于一个超导磁体、或包括一个或多于一个永磁体和一个或多于一个电磁体和/或一个或多于一个超导磁体的混合磁体。在一些实施例中，B0磁体122可以被配置为生成具有小于或等于0.2T的场强、小于或等于0.2T且大于或等于50mT的场强、小于或等于0.1T且大于或等于50mT的场强、小于或等于0.1T且大于或等于10mT的场强、小于或等于0.1T且大于或等于20mT的场强、小于或等于0.1T且大于或等于0.05mT的场强、小于或等于0.2T或大于或等于20mT的场强、或在这些范围内的任何合适的范围内的场强的B0磁场。
例如，在一些实施例中，B0磁体122可以包括第一B0磁体和第二B0磁体，第一B0磁体和第二B0磁体各自包括围绕共同中心以同心环布置的永磁体块。第一B0磁体和第二B0磁体可以被布置为双平面配置，使得成像区域位于第一B0磁体与第二B0磁体之间。在一些实施例中，第一B0磁体和第二B0磁体可以各自耦接到铁磁轭并由铁磁轭支撑，铁磁轭被配置为捕获和引导来自第一B0磁体和第二B0磁体的磁通量。作为示例，B0磁体122可以包括上磁体810a和下磁体810b，如本文在图8A和图8B中所示的实施例中所述。各个磁体810a、810b包括围绕共同中心以同心环布置的永磁体块，并且上磁体810a和下磁体810b以双平面配置布置且由铁磁轭820支撑。这种实施例的附加细节在2018年4月18日提交的标题为“Low-FieldMagnetic Resonance Imaging Methods and Apparatus”的美国专利号10,545,207(其全部内容通过引用并入本文)中描述。
梯度线圈128可以被布置成提供梯度场，并且例如可以被布置成在B0场中在三个基本上正交的方向(X，Y，Z)上生成梯度。梯度线圈128可以被配置为通过***地改变B0场(由B0磁体122和/或匀场线圈124生成的B0场)来编码所发射的MR信号，以根据频率或相位来编码所接收的MR信号的空间位置。例如，梯度线圈128可以被配置为按照沿特定方向的空间位置的线性函数改变频率或相位，但是通过使用非线性梯度线圈也可以提供更复杂的空间编码分布。在一些实施例中，可以使用层压面板(例如，印刷电路板)来实现梯度线圈128。这种梯度线圈的示例在2015年9月4日提交的标题为“Low Field Magnetic ResonanceImaging Methods and Apparatus”的美国专利号9,817,093(其全部内容通过引用并入本文)中描述。
通过分别使用发送线圈和接收线圈(通常被称作射频(RF)线圈)而激励并检测所发射的MR信号来进行MRI。发送/接收线圈可以包括用于发送和接收的单独线圈、用于发送和/或接收的多个线圈或者用于发送和接收的同一线圈。由此，发送/接收组件可以包括用于发送的一个或多于一个线圈、用于接收的一个或多于一个线圈以及/或者用于发送和接收的一个或多于一个线圈。发送/接收线圈还经常被称为Tx/Rx或Tx/Rx线圈，以一般地指代针对MRI***的发送和接收磁性组件的不同配置。这些术语在本文中可互换使用。在图1中，RF发送和接收电路116包括可用于生成RF脉冲以感应振荡磁场B1的一个或多于一个发送线圈。发送线圈可以被配置为生成任何合适类型的RF脉冲。发送和接收电路116可以包括发送和接收链的附加电子组件，如在2019年5月21日提交的标题为“Radio-Frequency CoilSignal Chain for a Low-Field MRI System”的美国专利申请公开号2019/0353723(其全部内容通过引用并入本文)中所描述的。
电力管理***110包括用于向低场MRI***100的一个或多于一个组件提供操作电力的电子装置。例如，电力管理***110可以包括一个或多于一个电源、能量储存装置、梯度电力组件、发送线圈组件和/或提供用以激励和操作MRI***100的组件的合适的操作电力所需的任何其他合适的电力电子装置。如图1所示，电力管理***110包括电源***112、电力组件114、发送和接收电路(发送/接收开关)116和热管理组件118(例如，用于超导磁体的低温冷却设备)。
电源***112包括用于向MRI***100的磁性组件120提供操作电力的电子装置。电源***112的电子装置可以例如将操作电力提供到一个或多于一个梯度线圈(例如，梯度线圈128)以生成一个或多于一个梯度磁场来提供MR信号的空间编码。例如，如结合图2A和图2B更详细地描述的，电源***112可以包括电源112a和能量储存装置112b，电源112a被配置为将来自市电的电力提供给MRI***。在一些实施例中，电源112a可以是被配置以将来自市电的AC电力转换为DC电力以供MRI***使用的AC至DC电源。在一些实施例中，能量储存装置112b可以是电池、电容器、超级电容器、超电容器、飞轮或可双向地从市电接收(例如，储存)电力且将电力供应到MRI***的任何其他合适的能量储存设备中的任一者。另外，电源***112可以包括涵盖如下组件的电力电子装置112c，该组件包括但不限于电力转换器、开关、总线、驱动器和用于向MRI***供应电力的任何其他合适的电子装置。
在一些实施例中，电源***112可以被配置为经由至例如标准壁装插座(例如，美国的120V/20A连接，国际上的100-130V/200-240V连接)或普通大型电器插座(例如，220-240V/30A)的电力连接从市电接收操作电力，从而允许装置在提供普通电力插座的任何地方***作。例如，美国和大部分北美的市电以120V且60Hz被提供并且被额定在15或20安培，从而允许使用分别以低于1800和2400W进行操作的装置。许多设施还具有30安培额定值的220-240VAC插座，从而允许从这些插座为以高达7200W进行操作的装置供电。“***壁中”的能力促进便携式/可运输的MRI以及固定的MRI***安装这两者，而不需要特殊的专用电源，例如三相电源连接等。
放大器114可以包括：一个或多于一个RF接收(Rx)前置放大器，其放大由一个或多于一个RF接收线圈(例如，线圈126)检测到的MR信号；一个或多于一个RF发送(Tx)电力组件，其被配置为向一个或多于一个RF发送线圈(例如，线圈126)提供电力；一个或多于一个梯度电力组件，其被配置为向一个或多于一个梯度线圈(例如，梯度线圈128)提供电力；以及一个或多于一个匀场电力组件，其被配置为向一个或多于一个匀场线圈(例如，匀场线圈124)提供电力。发送和接收电路116可以用于选择RF发送线圈或RF接收线圈是否正***作。
如图1所示，MRI***100包括控制器106(也称为控制台)，该控制器106具有用于向电力管理***110发送指令和从电力管理***110接收信息的控制电子装置。控制器106可以被配置为实现一个或多于一个脉冲序列，脉冲序列被用于确定发送到电力管理***110的指令，以按期望的序列操作磁性组件120(例如，用于操作RF发送和接收线圈126的参数、用于操作梯度线圈128的参数等)。如图1所示，控制器106还与被编程为处理所接收的MR数据的计算装置104交互。例如，计算装置104可以处理所接收的MR数据以使用任何合适的图像重构处理生成一个或多于一个MR图像。控制器106可以向计算装置104提供关于一个或多于一个脉冲序列的信息以用于由计算装置进行的数据处理。例如，控制器106可以将关于一个或多于一个脉冲序列的信息提供到计算装置104，并且计算装置可以至少部分基于所提供的信息来进行图像重构处理。
计算装置104可以是被配置为处理所获取的MR数据并生成正被成像的对象的一个或多于一个图像的任何电子装置。在一些实施例中，计算装置104可以位于与MRI***100相同的房间中和/或耦接到MRI***100。在一些实施例中，计算装置104可以是固定电子装置，诸如桌上型计算机、服务器、机架安装计算机等，或者可以被配置为处理MR数据且生成正被成像的对象的一个或多于一个图像的任何其他合适的固定电子装置。可替代地，计算装置104可以是便携式装置，诸如智能电话、个人数字助理、膝上型计算机、平板计算机，或者可以被配置为处理MR数据且生成正被成像的对象的一个或多于一个图像的任何其他便携式装置。在一些实施例中，计算装置104可以包括任何合适类型的多个计算装置，因为本文中提供的本发明的方面在此方面不受限制。
图2A例示了根据一些实施例的用于MRI***的示例性电力***200a的框图。电力***200a可以包括在如结合图1所描述的电源***112中。电力***200a包括能量储存装置202和AC至DC电源206，能量储存装置202和AC至DC电源206通过DC总线204电耦接到MRI***电子装置210(例如，电耦接到磁性***120的一个或多于一个组件(例如，B0磁体122、匀场线圈124、RF发送和接收线圈126、和/或梯度线圈128，和/或电耦接到在操作期间要被供电的任何其他MRI***电子装置)。AC至DC电源206从AC干线(mains)208(例如，壁装插座)接收市电(例如，单相电)。
在一些实施例中，能量储存装置202可以包括被配置为储存能量并且在两个方向上与电路交换能量的物理***。能量储存装置202可以包括例如任何合适化学成分的一个或多于一个电池。例如，能量储存装置202可以是铅酸电池、镍镉电池、镍金属氢化物电池和/或锂离子电池。可替代地或另外地，能量储存装置202可以包括一个或多于一个电容器、超级电容器、或超电容器(例如，包括大于或等于0.5F的电容)。可替代地或另外地，能量储存装置202可以包括任何其他合适的能量储存机构，包括但不限于飞轮、压缩流体、和/或泵送储存装置。
在一些实施例中，AC至DC电源206可以将AC市电转换为DC电力，以通过DC总线204向MRI***电子装置210供应DC电力。AC至DC电源206可以包括变压器和整流器。AC至DC电源206可以包括任何其他合适的组件。例如，AC至DC电源206可以包括基于MRI***电子装置210从DC信号中滤除AC噪声的要求的附加滤波组件。
在一些实施例中，在MRI***的操作期间，AC至DC电源206可以被配置为向MRI***电子装置210提供电力，并且能量储存装置202可以被配置为向MRI***电子装置210提供补充电力。例如，当MRI***电子装置210根据具有多个时段的脉冲序列***作以获取磁共振(MR)图像时，AC至DC电源206可以被配置为向MRI***电子装置210提供电力，并且能量储存装置202可以被配置为向MRI***电子装置210提供补充电力。在脉冲序列的时段的部分或全部内，AC至DC电源206可以被配置为向MRI***电子装置210提供电力，并且能量储存装置202可以被配置为向MRI***电子装置210提供补充电力。
在一些实施例中，在MRI***根据扩散加权成像(DWI)脉冲序列的操作期间，AC至DC电源206可以被配置为向MRI***电子装置210提供电力，并且能量储存装置202可以被配置为向MRI***电子装置210提供补充电力。DWI脉冲序列使用强扩散梯度场来对扩散自旋(例如，在血流中、在脑脊液中、在肿瘤中等)进行敏化并基于敏化自旋的扩散生成MR图像。在一些实施例中，当在DWI脉冲序列期间MRI***的梯度线圈正在生成扩散梯度场时，AC至DC电源206可以被配置为向MRI***电子装置210提供电力，并且能量储存装置202可以被配置为向MRI***电子装置210提供补充电力。
在一些实施例中，能量储存装置202和AC至DC电源206可以被配置为提供具有大于MRI***的平均电力消耗的幅值的峰电力。例如，能量储存装置202和AC至DC电源206可以被配置为提供具有大于或等于1500W的幅值的峰电力。在一些实施例中，能量储存装置202和AC至DC电源206可以被配置为提供具有小于或等于4000W的幅值的峰电力。在一些实施例中，能量储存装置和电源可以被配置为提供大于或等于1500W且小于或等于3500W、大于或等于1500W且小于或等于3000W、或者大于或等于2000W且小于或等于4000W的峰电力。可以理解，在一些实施例中，能量储存装置202和AC至DC电源206可以被配置为提供具有在以上指定的范围内的幅值或在该范围内的峰电力的范围的任何合适的峰电力。
在一些实施例中，能量储存装置202和AC至DC电源206可以被配置为充当不间断电源(UPS)。例如，在AC市电被中断(例如，断电或掉电)的情况下，能量储存装置202可以被配置为向MRI***电子装置210供应附加电力，以维持对MRI***电子装置210的稳定电力供应。具体地，这样的配置在电气基础设施不可靠的环境(例如，现场医院、发展中世界)中将是有用的。
在一些实施例中，能量储存装置202和AC至DC电源206这两者可以物理地耦接到MRI***。例如，能量储存装置202和AC至DC电源206这两者可以是“机载”MRI***，使得如果MRI***在位置之间移动，则能量储存装置202和AC至DC电源206这两者随MRI***移动。
这里呈现了能量储存装置202和AC至DC电源206的附加配置。图2B例示了根据一些实施例的用于MRI***的示例性电力***200b的框图。能量储存装置202可以通过双向DC至DC电力转换器203耦接到DC总线204。如结合图3A至图3C更详细描述的，在一些实施例中，双向DC至DC电力转换器203可以包括同步降压DC至DC电力转换器、同步升压DC至DC电力转换器、或四开关降压-升压DC至DC电力转换器。在一些实施例中，双向DC至DC电力转换器203可以包括开关模式电源(SMPS)。
在一些实施例中，双向DC至DC电力转换器203可以基于DC总线204的电压在降压模式与升压模式之间切换。例如，在脉冲序列开始时以及当AC至DC电源206上的负载轻时，DC总线204可以维持其标称输出电压VBUS。在该阶段，双向DC至DC电力转换器203以降压模式操作并且用作能量储存装置202的浮动充电器。随着脉冲序列的前进以及AC至DC电源206上的负载超过AC至DC电源206的电流极限，VBUS的值开始减小。当VBUS下降到阈值电压值以下时，双向DC至DC电力转换器203被切换到升压模式(例如，通过控制器106、通过MRI***电子装置210等)，从而使得能量储存装置202向AC至DC电源206提供电流并且调节VBUS的值。当AC至DC电源206上的过量负载减小并且VBUS开始上升(例如，在完成大梯度脉冲之后)时，一旦VBUS已经保持在阈值电压电平之上持续指定长度的时间(例如，50μs)，双向DC至DC电力转换器203将被切换回以降压模式操作。在一些实施例中，升压模式也可以在指定长度的时间(例如，200ms)之后或者如果能量储存装置202的电压下降到阈值之下则自动终止。
在一些实施例中，通过双向DC至DC电力转换器203将能量储存装置202耦接到DC总线204可以允许能量储存装置202与DC总线204交换能量，同时允许能量储存装置202和DC总线204维持任意和不同的DC电压。例如，如果能量储存装置202包括额定高达60V的1F电容器(例如，其可以储存1800J能量)并且直接连接至维持在48V的DC总线204，则能量储存装置202可以储存仅高达1152J能量。然而，如果能量储存装置202通过双向DC至DC电力转换器203耦接到同一DC总线204，则能量储存装置202可以被充电高达至60V(例如，其满的1800J能量)，同时仍然将DC总线204维持在较低的48V标称电平。
双向DC至DC电力转换器203的实现可以包括组件布置的任何组合(例如，同步升压转换器(synchronous boost converter)、同步降压转换器(synchronous buckconverter)、和/或四开关降压-升压转换器)。可以用于电力***200b的DC至DC电力转换器的一些示例在图3A至图3C中示出并在下文描述。
图3A例示了根据一些实施例的示例性DC至DC电力转换器300a的框图。能量储存装置202可以被配置为具有低于DC总线204的标称电压的操作电压。例如，能量储存装置202可以是24V可充电电池，而DC总线204可以维持在48V。DC至DC电力转换器300a可以被配置为在将电力输送到能量储存装置202(例如，对能量储存装置202进行充电)时用作降压型转换器(step-down converter)，并且在从能量储存装置202中提取电力以将电力输送到DC总线204时用作升压型转换器(step-up converter)。
在一些实施例中，DC至DC电力转换器300a可以包括V/I监视器304，该V/I监视器用于监视来自能量储存装置202和DC总线204的电压和/或电流流动并且用于确定在任何给定时间的电力流动的方向和幅值。控制器305可以从V/I监视器304接收指示流入或流出能量储存装置202和/或DC总线204的电压和/或电流的信息。控制器305还可以从其他控制器(例如，图1的控制器106)接收包括改变电流方向和/或幅值的指令的信息。在一些实施例中，控制器可以包括例如微控制器。
在一些实施例中，DC至DC电力转换器300a可以包括耦接在晶体管开关308的源极和漏极与能量储存装置202之间的电感器306。在一些实施例中，控制器305可以向驱动器310发送指令以启用或禁用晶体管开关308，从而允许电流通过电感器306流到能量储存装置202或者从能量储存装置202流出。
图3B例示了根据一些实施例的另一示例性DC至DC电力转换器300b的框图。能量储存装置202可以被配置为具有高于DC总线204的标称电压的操作电压。例如，能量储存装置202可以是电容器(例如，600V薄膜电容器)，而DC总线204可以维持在48V。DC至DC电力转换器300b可以被配置为当从能量储存装置202中提取电力以将电力输送至DC总线204时用作降压型转换器，并且当将电力输送至能量储存装置202(例如，对能量储存装置202进行充电)时用作升压型转换器。
在一些实施例中，DC至DC电力转换器300b可以包括与DC至DC电力转换器300a相同或相似的组件，但可以将能量储存装置202的输出耦接到晶体管开关308而不是电感器306。电感器306可以耦接在晶体管开关308的源极和漏极与DC总线204之间。在一些实施例中，控制器305可以向驱动器310发送指令以启用或禁用晶体管开关308，从而允许电流通过电感器306流到能量储存装置202或者从能量储存装置202流出。
图3C例示了根据一些实施例的另一示例性DC至DC电力转换器300c的框图。能量储存装置202可以被配置为在DC总线204的标称操作电压之上和之下变化。例如，能量储存装置202可以包括超级电容器阵列(例如，提供18V的总电压和62F的电容的阵列)。在这种实施例中，当在能量储存装置202与DC总线204之间的任一方向上传送电力时，DC至DC电力转换器300c可以用作升压型或降压型转换器。
在一些实施例中，DC至DC电力转换器300c可以包括两对晶体管开关308a和308b以及两个驱动器310a和310b，以分别控制晶体管开关308a和308b的状态。控制器305可以将指令发送到驱动器310a和310b这两者，以改变晶体管开关308a和308b的状态，使得例如改变能量储存装置202与DC总线204之间的电流流动的方向。电感器306可以耦接在该对晶体管开关308a和308b之间，使得其耦接在该对晶体管开关308a和308b这两者的源极与漏极之间。
图4是根据一些实施例的包括单向DC至DC电力转换器404和406的用于MRI***的电力***400的说明性框图。能量储存装置202可以通过转换开关403和第一DC至DC电力转换器404或第二DC至DC电力转换器406耦接到DC总线204。例如，第一DC至DC电力转换器404可以被配置为来自能量储存装置202的电力传送到DC总线204，而第二DC至DC电力转换器406可以被配置为将来自DC总线204的电力传送到能量储存装置202。
在一些实施例中，取决于能量储存装置202与DC总线204之间的电力传送的期望方向，转换开关403可以被配置为通过DC至DC电力转换器404或DC至DC电力转换器406将能量储存装置202耦接到DC总线204。如图4的示例所示，MRI***电子装置210可以通信地耦接到转换开关403并且可以基于能量储存装置202与DC总线204之间的电力传送的期望方向来控制和/或发送指示转换开关403的期望设置的信息。例如，转换开关可以是可使用电信号来操作的电子继电器开关。在一些实施例中，转换开关可以是可由例如MRI***的用户切换的手动开关。
在一些实施例中，能量储存装置202可以附加地被配置为向运送机构供电以实现MRI***的便携性。例如，运送机构可以包括耦接到一个或多于一个驱动轮以在各位置之间运输MRI***时提供机动辅助的马达。便携式MRI***的附加方面在2018年1月24日提交的标题为“Portable Magnetic Resonance Imaging Methods and Apparatus”的美国专利号10,222,434(其全部内容通过引用并入本文)中描述。
图5例示了根据一些实施例的用于便携式MRI***的示例性电力***500的框图。转换开关512可以将能量储存装置202耦接到DC总线204以对MRI***电子装置210供电，或将能量储存装置202耦接到移动MRI驱动***514。如结合图8A和图8B所描述的，移动MRI驱动***514可以包括机动组件，该机动组件被配置为帮助在位置之间移动MRI***。
图6例示了根据一些实施例的用于便携式MRI***的另一示例性电力***600的框图。AC至DC电源206可以对能量储存装置202供电，并且能量储存装置202的输出可以通过转换开关512在DC总线204或移动MRI驱动***514之间耦接。在这样的实施例中，能量储存装置202在耦接到DC总线204时可以通过单向DC至DC电力转换器616耦接到DC总线204。
图7是根据一些实施例的用于操作MRI***的说明性处理700的流程图。处理700可以至少部分地由任何合适的计算装置进行。例如，处理700可以由作为MRI***的一部分的一个或多于一个处理器和/或由MRI***外部的一个或多于一个处理器(例如，相邻房间中的计算装置、医疗设施中的其他地方的计算装置和/或云上的计算装置)来进行。
在一些实施例中，处理700在动作702处开始，其中可以将患者安置在MRI***中。可以安置患者，使得患者的解剖结构的要成像的部分被放置在MRI***的成像区域内。例如，如图9的示例所示，可以将患者的头部安置在MRI***的成像区域内，以获得患者的大脑的一个或多于一个图像。
接着，处理700继续到动作704，其中可以选择和访问脉冲序列。可以基于进入到MRI***的控制器中的来自MRI***的用户的输入来选择脉冲序列。例如，用户可以输入关于患者的信息(例如，将患者的解剖结构的什么部分安置在MRI***内，用户想要收集关于患者的什么信息)，并且控制器可以基于该输入来选择合适的脉冲序列。可替代地或附加地，用户可以在控制器的用户界面内直接选择期望的脉冲序列。例如，用户可以选择扩散加权成像(DWI)脉冲序列以用于患者的成像。可替代地，用户可以选择稳态自由进动(SSFP)脉冲序列、平衡SSFP脉冲序列、流体衰减反转恢复(FLAIR)脉冲序列、和/或快速自旋回波(FSE)脉冲序列的非限制性选择中的任何一个。
在一些实施例中，脉冲序列可以由控制器访问，以根据脉冲序列来操作MRI***。脉冲序列可以被电子存储(例如，在至少一个计算机可读存储器中，例如在文本文件或数据库中)。在一些实施例中，存储脉冲序列可以包括存储定义脉冲序列的一个或多于一个参数(例如，时序、梯度场强和方向、射频脉冲强度和/或操作频率)。应当理解，脉冲序列可以以任何合适的方式和以任何合适的格式来存储，因为本文所描述的技术的各方面在此方面不受限制。例如，如本文中结合图1所描述的，控制器106可以从脉冲序列108访问脉冲序列。
在一些实施例中，处理700可以接着进入到动作706，其中可以根据所选择的脉冲序列来操作MRI***。动作706可以包括至少两个子动作706A和706B。在子动作706A中，MRI***可以获得由被配置为接收市电的电源供应的电力和由能量储存装置供应的补充电力。例如，如结合图2A至图6的示例所描述的，MRI***可以获得来自AC至DC电源206的电力以及来自能量储存装置202的补充电力。
在子动作706B中，MRI***可以通过使用所获得的电力和补充电力来使用至少一个梯度线圈生成至少一个梯度场。例如，MRI***可以使用从被配置为接收市电的电源获得的电力和从能量储存装置获得的补充电力在DWI脉冲序列的时段期间生成扩散梯度场。可以理解，MRI***可以基于所选择的脉冲序列的特性来使用所获得的电力和补充电力以生成任何数量或类型的梯度场。
图8A和图8B例示了根据本文描述的技术的一些实施例的便携式MRI***的视图，在该便携式MRI***中可以实现结合图2A、图2B、图3A、图3B、图3C、图4、图5或图6所描述的任何电力***。便携式MRI***800包括部分由上磁体810a和下磁体810b形成的B0磁体810(例如，如结合图1描述的B0磁体122)，上磁体810a和下磁体810b具有与其耦接的铁磁轭820以增加成像区域内的通量密度。B0磁体810可以与梯度线圈815(例如，如本文结合图1所描述的梯度线圈128或在2015年9月4日提交的标题为“Low Field Magnetic ResonanceImaging Methods and Apparatus”的美国专利号9,817,093(其全部内容通过引用并入本文)所描述的任何梯度线圈)一起被容纳在磁体壳体812中。根据一些实施例，B0磁体810包括电磁体。根据一些实施例，B0磁体810包括永磁体。
例如，在一些实施例中，上磁体810a和下磁体810b可以各自包括永磁体块(未示出)。永磁体块可以布置成围绕共同中心的同心环。上磁体810a和下磁体810b可以布置成双平面配置(如图8A和图8B的示例中所示)，使得成像区域位于上磁体810a与下磁体810b之间。在一些实施例中，上磁体810a和下磁体810b可以各自耦接到铁磁轭820并由铁磁轭820支撑，铁磁轭820被配置为捕获并引导来自上磁体810a和下磁体810b的磁通量。
在一些实施例中，B0磁体810可以被配置为生成具有小于或等于0.2T的场强、小于或等于0.2T且大于或等于50mT的场强、小于或等于0.1T且大于或等于50mT的场强、小于或等于0.1T且大于或等于10mT的场强、小于或等于0.1T且大于或等于20mT的场强、小于或等于0.1T且大于或等于0.05mT的场强、小于或等于0.2T或大于或等于20mT的场强、或者在这些范围内的任何合适范围内的场强的B0磁场。
便携式MRI***800还包括基座850，该基座容纳操作该MRI***所需要的电子装置。例如，基座850可以容纳电源***112(包括电源112a、能量储存装置112b和电力电子装置112c)、放大器114和/或发送和接收电路116(如结合图1所描述的)。这种电力组件可以被配置为使用提供给电源112a(例如，经由到标准壁装插座和/或大型电器插座的连接)的市电和由能量储存装置112b供应的补充电力来操作MRI***(例如，根据脉冲序列来操作梯度线圈815)。例如，电源***112可以包括如本文描述的任何电源***200a、200b、300a、300b、300c、400、500、或600。
为了便于运输，提供机动组件880以允许例如使用控制器(诸如操纵杆)或者在MRI***上提供或远离MRI***的其他控制机构将便携式MRI***从一个位置驱动到另一位置。机动组件880可以部分地或整体地由MRI***的能量储存装置(例如，结合图5和图6描述的能量储存装置202)供电。以这种方式，便携式MRI***800可以被运输到患者并***纵到床边以进行成像，如图9中所示。例如，图9例示了已被运输到患者的床边以进行大脑扫描的便携式MRI***900。
在一些实施例中，如本文结合图2A、图2B、图3A、图3B、图3C、图4、图5、图6和图7所描述的，便携式MRI***900可以使用由连接至市电的电源供应的电力和由能量储存装置供应的补充电力***作以进行大脑扫描。例如，如果DWI脉冲序列被用于进行大脑扫描，则在与DWI脉冲序列的扩散梯度脉冲的生成相对应的时间段期间，除了由电源供应的电力之外，还可以提供由能量储存装置供应的补充电力。
因此已经描述了本技术的至少一个实施例的若干方面，应当理解的是，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。
本文描述的技术的各种方面可以单独地、组合地、或以在前述实施例中未具体描述的各种布置来使用，并且因此在技术的应用方面不限于在前述描述中阐述的或在附图中例示的构成要素的细节和布置。例如，在一个实施例中描述的方面可以以任何方式与在其他实施例中描述的方面组合。
此外，本文描述的技术可以体现为一种方法，本文包括参考图7提供方法的示例。作为该方法的一部分所进行的动作可以按任何合适的方式排序。因此，可以构建其中动作以与图示的顺序不同的顺序(可以包括同时进行一些动作，即使在说明性实施例中示出为序列的动作)进行的实施例。
权利要求中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等的序数术语来修改权利要求要素本身并不意味着一个权利要求要素相对于另一权利要求要素的任何优先、位次或顺序或者进行方法的动作的时间顺序，而是仅用作标签来区分具有某个名称的一个权利要求要素与具有相同名称的另一要素(但使用序数术语)，以区分权利要求要素。
除非明确指出相反，否则如本文在本说明书和权利要求书中所使用的不定冠词“a”和“an”应被理解为意指“至少一个”。
如本文在说明书和权利要求书中使用的，短语“和/或”应当被理解为意指如此结合的要素中的“任一个或这两个”，即在一些情况下结合地存在并且在其他情况下分离地存在的要素。用“和/或”列出的多个要素应当以相同方式解释，即，如此结合的要素中的“一个或多于一个”。可以可选地存在除了由“和/或”子句具体标识的要素之外的其他要素，无论是与具体标识的这些要素相关还是无关。因此，作为非限制性示例，当结合诸如“包括”的开放式语言使用时，对“A和/或B”的引用在一个实施例中可以指：仅A(可选地包括除了B之外的要素)；在另一实施例中，仅B(可选地包括除A之外的要素)；在又一实施例中，A和B这两者(可选地包括其他要素)；等等。
如本文在说明书和权利要求书中使用的，与一个或多于一个要素的列表有关的短语“至少一个”应当被理解为意指选自该要素列表中的要素中的任何一个或多于一个的至少一个要素，但不一定包括在该要素列表内具体列出的各个和每个要素中的至少一个，并且不排除该要素列表中的要素的任何组合。该定义还允许可以可选地存在除了短语“至少一个”所指代的要素列表内具体指定的要素之外的要素，无论是与具体指定的这些要素相关还是无关。因此，作为非限制性示例，“A和B中的至少一个”(或等效地，“A或B中的至少一个”、或等效地“A和/或B中的至少一个”)在一个实施例中可以是指至少一个(可选地包括多于一个)A，而不存在B(并且可选地包括除B之外的要素)；在另一实施例中是指至少一个(可选地包括多于一个)B，而不存在A(并且可选地包括除A之外的要素)；在又一实施例中是指至少一个(可选地包括多于一个)A和至少一个(可选地包括多于一个)B(并且可选地包括其他要素)；等等。
此外，在本文使用的措辞和术语是出于描述的目的并且不应当被认为是限制性的。本文中使用“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”及其变型旨在涵盖其后列出的项及其等同物以及另外的项。
术语“大约”和“约”可以用于在一些实施例中指在目标值的±20％内、在一些实施例中指在目标值的±10％内、在一些实施例中指在目标值的±5％内、在一些实施例中指在目标值的±2％内。术语“大约”和“约”可以包括目标值。

Claims (32)

1.一种磁共振成像***即MRI***，其被配置为根据具有多个时段的脉冲序列进行操作，所述MRI***包括：
磁性***，其包括：
B0磁体，以及
梯度线圈；
电力***，其被配置为向所述磁性***的至少一个组件提供电力，所述电力***包括：
能量储存装置，以及
电源，其被配置为接收市电；以及
控制器，其被配置为控制所述MRI***至少部分地通过以下动作来根据所述脉冲序列进行操作：
通过使用由所述电源供应的电力和由所述能量储存装置供应的补充电力，来使用所述梯度线圈生成梯度场。
2.根据权利要求1所述的MRI***，其中，所述能量储存装置使用双向DC至DC电力转换器被耦接到所述MRI***。
3.根据权利要求2或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，所述双向DC至DC电力转换器包括同步降压DC至DC电力转换器、同步升压DC至DC电力转换器、或者四开关降压-升压DC至DC电力转换器。
4.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，所述电源还被配置为同时向所述能量储存装置和所述MRI***提供电力。
5.根据权利要求4或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，所述能量储存装置使用单向DC至DC电力转换器被耦接到所述MRI***。
6.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，所述能量储存装置包括电池。
7.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，所述能量储存装置包括电容器。
8.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，所述能量储存装置和所述电源机载地设置在所述MRI***上。
9.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，所述脉冲序列是扩散加权成像脉冲序列即DWI脉冲序列，以及所述梯度场是所述DWI脉冲序列的扩散梯度场。
10.根据权利要求9或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，在所述DWI脉冲序列的所述扩散梯度场期间，所述电源被配置为向所述MRI***提供电力，并且所述能量储存装置被配置为向所述MRI***提供补充电力。
11.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，在所述脉冲序列的每个时段，所述电源被配置为向所述MRI***提供电力至少一次，并且所述能量储存装置被配置为向所述MRI***提供补充电力至少一次。
12.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，所述能量储存装置和所述电源被配置为提供大于或等于1500W且小于或等于4000W的峰电力。
13.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，所述能量储存装置和所述电源被配置为提供大于或等于1ms且小于或等于200ms的时间长度的峰电力。
14.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的MRI***，还包括：
运送机构，其使得所述MRI***能够被运输至不同位置；以及
转换开关，其被配置为将所述能量储存装置耦接到所述运送机构或所述MRI***的所述磁性***。
15.根据权利要求14或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，所述运送机构包括机动组件。
16.根据权利要求15或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，所述运送机构包括轮。
17.根据权利要求16或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，所述轮包括机动轮。
18.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，至少一个所述B0磁体被配置为生成具有小于或等于约0.2T且大于或等于约10mT的场强的B0磁场。
19.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，至少一个所述B0磁体被配置为生成具有小于或等于约0.1T且大于或等于约50mT的场强的B0磁场。
20.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，由所述电源供应的电力和由所述能量储存装置供应的补充电力被同时供应。
21.根据权利要求1或任一其他前述权利要求所述的MRI***，其中，所述电源被配置为接收单相市电。
22.一种用于根据具有多个时段的脉冲序列来操作磁共振成像***即MRI***的方法，所述MRI***包括能量储存装置和被配置为接收市电的电源，所述方法包括：
在根据所述脉冲序列操作所述MRI***时：
通过使用由所述电源供应的电力和由所述能量储存装置供应的补充电力，来使用所述MRI***的至少一个梯度线圈生成至少一个梯度场。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，由所述能量储存装置供应的补充电力包括通过双向DC至DC电力转换器从所述能量储存装置供应的电力。
24.根据权利要求22或任一其他前述权利要求所述的方法，其中，所述脉冲序列是扩散加权成像脉冲序列即DWI脉冲序列。
25.根据权利要求22或任一其他前述权利要求所述的方法，其中，由所述电源供应的电力和由所述能量储存装置供应的补充电力包括具有大于或等于1500W且小于或等于4000W的峰电力的电力。
26.根据权利要求22或任一其他前述权利要求所述的方法，其中，通过使用由所述电源供应的电力和由所述能量储存装置供应的补充电力来使用所述MRI***的至少一个梯度线圈生成所述至少一个梯度场包括：在所述脉冲序列的每个时段，生成所述至少一个梯度场至少一次。
27.根据权利要求22或任一其他前述权利要求所述的方法，其中，由所述电源供应的电力和由所述能量储存装置供应的补充电力包括具有大于或等于1ms且小于或等于200ms的时间长度的总峰电力的电力。
28.根据权利要求22或任一其他前述权利要求所述的方法，还包括使用所述电源对所述能量储存装置进行再充电。
29.根据权利要求22或任一其他前述权利要求所述的方法，其中，向所述MRI***供应来自所述电源的电力和来自所述能量储存装置的补充电力包括：向所述MRI***供应来自所述电源的电力和来自电池的补充电力。
30.根据权利要求22或任一其他前述权利要求所述的方法，其中，向所述MRI***供应来自所述电源的电力和来自所述能量储存装置的补充电力包括：向所述MRI***供应来自所述电源的电力和来自电容器的补充电力。
31.根据权利要求20或任一其他前述权利要求所述的方法，其中，所述电源被配置为接收单相市电。
32.一种电力***，其被配置为向磁共振成像***即MRI***的至少一个组件提供电力，所述电力***包括：
能量储存装置；以及
电源，其被配置为接收市电；以及
控制器，其被配置为控制所述MRI***至少部分地通过以下动作来根据脉冲序列进行操作：
通过使用由所述电源供应的电力和由所述能量储存装置供应的补充电力来生成至少一个梯度场。
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