JP2019084357A - Magnetic resonance imaging apparatus and method of power supply - Google Patents
Magnetic resonance imaging apparatus and method of power supply Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019084357A JP2019084357A JP2018208347A JP2018208347A JP2019084357A JP 2019084357 A JP2019084357 A JP 2019084357A JP 2018208347 A JP2018208347 A JP 2018208347A JP 2018208347 A JP2018208347 A JP 2018208347A JP 2019084357 A JP2019084357 A JP 2019084357A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- current
- gradient
- control circuit
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Abstract
Description
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置および電力供給方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a magnetic resonance imaging apparatus and a power supply method.
磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging:MRI)装置が有する傾斜磁場電源は、増幅器から傾斜磁場コイルへ電力を供給する出力チャネル数に応じて、増幅器の電源として使用される電力供給器からの出力の数を設定する。この時、従来の傾斜磁場電源は、電力供給器からの出力電流の割り振りをハードウェア制御で行っている。 The gradient power supply of the Magnetic Resonance Imaging (MRI) device is based on the number of output channels used to supply power from the amplifier to the gradient coil, the number of outputs from the power supply used as the power supply of the amplifier. Set At this time, the conventional gradient magnetic field power supply performs the allocation of the output current from the power supply device by hardware control.
しかしながら、ハードウェア制御を行う傾斜磁場電源は、制御対象であるアナログ信号が多いため、複雑な構成となる。 However, since the gradient magnetic field power source performing hardware control has many analog signals to be controlled, it has a complicated configuration.
ところで、従来の傾斜磁場電源は、電力供給器からの出力電圧をモニタし、出力電圧がドロップしているチャネル数に対して出力電流の割り振りを行っている。 By the way, the conventional gradient magnetic field power supply monitors the output voltage from the power supply, and allocates the output current to the number of channels in which the output voltage is dropped.
しかしながら、従来の傾斜磁場電源は、出力電圧のドロップのみに基づいて出力電流の割り振りを行っているため、あるチャネルの出力電圧のドロップが極端に大きくなることがある。例えば、従来の傾斜磁場電源は、2チャネルによる出力の後に、1チャネルで大出力を行う場合、出力を行っていないチャネルにも充電のための電流を供給するため、大出力を行っているチャネルの出力電圧のドロップがさらに大きくなることがある。 However, since the conventional gradient magnetic field power supply allocates output current based only on the drop of the output voltage, the drop of the output voltage of a certain channel may become extremely large. For example, when a conventional gradient magnetic field power supply performs a large output with one channel after an output with two channels, it supplies a current for charging even to a channel not performing an output, so a channel with a large output is provided. The drop in the output voltage of may be even greater.
本発明が解決しようとする課題は、電力供給器からの出力電流の割り振りを効率良く制御することである。 The problem to be solved by the present invention is to efficiently control the allocation of the output current from the power supply.
実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、複数のチャネルを有する傾斜磁場コイルに電力供給する複数の増幅器を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、取得部と電力供給部とを備える。取得部は、増幅器に電流を供給する電源電圧の時間変化を表す電圧勾配をチャネルごとに取得する。電力供給部は、電圧勾配に応じて、複数の前記チャネルのうち、特定のチャネルに対応する増幅器に、優先的に電力を供給する。 A magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment is a magnetic resonance imaging apparatus including a plurality of amplifiers that supply power to a gradient magnetic field coil having a plurality of channels, and includes an acquisition unit and a power supply unit. The acquisition unit acquires, for each channel, a voltage gradient that represents a temporal change of a power supply voltage that supplies current to the amplifier. The power supply unit preferentially supplies power to an amplifier corresponding to a specific channel among the plurality of channels according to the voltage gradient.
以下、図面を参照しながら、MRI装置の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the MRI apparatus will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るMRI装置の構成例を示す図である。例えば、図1に示すように、第1の実施形態に係るMRI装置100は、静磁場磁石101と、傾斜磁場コイル103と、傾斜磁場電源105と、寝台107と、寝台制御回路109と、送信回路113と、送信コイル115と、受信コイル117と、受信回路119と、撮像制御回路121と、インタフェース123と、ディスプレイ125と、記憶装置127と、処理回路129とを備える。
First Embodiment
FIG. 1 is a view showing an example of the arrangement of an MRI apparatus according to the first embodiment. For example, as shown in FIG. 1, in the MRI apparatus 100 according to the first embodiment, the static magnetic field magnet 101, the gradient magnetic field coil 103, the gradient magnetic field power source 105, the bed 107, the bed control circuit 109, and transmission The circuit 113 includes a transmission coil 115, a reception coil 117, a reception circuit 119, an imaging control circuit 121, an interface 123, a display 125, a storage device 127, and a processing circuit 129.
静磁場磁石101は、例えば中空の略円筒形状に形成された磁石である。静磁場磁石101は、内部の空間に一様な静磁場を発生する。静磁場磁石101としては、例えば、超伝導磁石などが使用される。尚、静磁場磁石101は、開放型の形状で構成されてもよい。 The static magnetic field magnet 101 is, for example, a magnet formed in a hollow substantially cylindrical shape. The static magnetic field magnet 101 generates a uniform static magnetic field in the internal space. For example, a superconducting magnet or the like is used as the static magnetic field magnet 101. The static magnetic field magnet 101 may be configured in an open type.
傾斜磁場コイル103は、中空の円筒形状に形成されたコイルである。傾斜磁場コイル103は、静磁場磁石101の内側に配置される。傾斜磁場コイル103は、互いに直交するX、Y、Zの各軸に対応する3つのコイルが組み合わされて形成される。Z軸方向は、静磁場の方向と同方向であるとする。また、Y軸方向は、鉛直方向とし、X軸方向は、Z軸、およびY軸に垂直な方向とする。傾斜磁場コイル103における3つのコイルは、傾斜磁場電源105から個別に電力の供給を受けて、X、Y、Zの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。尚、3つのコイルがそれぞれ別々のチャネルで制御されることから、傾斜磁場コイル103は、「複数のチャネルを有する傾斜磁場コイル」と呼称してもよい。 The gradient magnetic field coil 103 is a coil formed in a hollow cylindrical shape. The gradient magnetic field coil 103 is disposed inside the static magnetic field magnet 101. The gradient coil 103 is formed by combining three coils corresponding to X, Y, and Z axes orthogonal to one another. The Z-axis direction is assumed to be the same as the direction of the static magnetic field. The Y-axis direction is a vertical direction, and the X-axis direction is a direction perpendicular to the Z-axis and the Y-axis. The three coils in the gradient magnetic field coil 103 receive power supply individually from the gradient magnetic field power supply 105 to generate a gradient magnetic field whose magnetic field intensity changes along the X, Y, Z axes. The gradient coil 103 may be referred to as “a gradient coil having a plurality of channels” because the three coils are controlled by separate channels.
傾斜磁場コイル103によって発生するX、Y、Z各軸の傾斜磁場は、例えば、周波数エンコード用傾斜磁場(リードアウト傾斜磁場ともいう)、位相エンコード用傾斜磁場、およびスライス選択用傾斜磁場を形成する。周波数エンコード用傾斜磁場は、空間的位置に応じて磁気共鳴(Magnetic Resonance:以下、MRと呼ぶ)信号の周波数を変化させるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場は、空間的位置に応じてMR信号の位相を変化させるために利用される。スライス選択用傾斜磁場は、撮像断面を決めるために利用される。 The gradient magnetic fields of the X, Y, and Z axes generated by the gradient coil 103 form, for example, gradient magnetic fields for frequency encoding (also referred to as readout gradient magnetic fields), gradient magnetic fields for phase encoding, and gradient magnetic fields for slice selection. . The frequency encoding gradient magnetic field is used to change the frequency of a magnetic resonance (hereinafter referred to as MR) signal according to the spatial position. The phase encoding gradient magnetic field is used to change the phase of the MR signal according to the spatial position. The slice selection gradient magnetic field is used to determine an imaging cross section.
傾斜磁場電源105は、撮像制御回路121の制御により、傾斜磁場コイル103に電流を供給する電源装置である。傾斜磁場電源105の詳細な説明は後述する。 The gradient magnetic field power supply 105 is a power supply device that supplies a current to the gradient magnetic field coil 103 under the control of the imaging control circuit 121. The detailed description of the gradient magnetic field power supply 105 will be described later.
寝台107は、被検体Pが載置される天板107aを備えた装置である。寝台107は、寝台制御回路109による制御のもと、被検体Pが載置された天板107aを、ボア111内へ挿入する。寝台107は、例えば、長手方向が静磁場磁石101の中心軸と平行になるように、本MRI装置100が設置された検査室内に設置される。 The bed 107 is a device provided with a top 107 a on which the subject P is placed. The bed 107 inserts the top plate 107 a on which the subject P is placed into the bore 111 under the control of the bed control circuit 109. The bed 107 is installed, for example, in an examination room in which the present MRI apparatus 100 is installed so that the longitudinal direction is parallel to the central axis of the static magnetic field magnet 101.
寝台制御回路109は、寝台107を制御する回路であり、インタフェース123を介した操作者の指示により寝台107を駆動することで、天板107aを長手方向および上下方向へ移動させる。寝台制御回路109は、寝台制御部の実現手段の一例である。 The bed control circuit 109 is a circuit that controls the bed 107, and moves the top plate 107a in the longitudinal direction and the up-down direction by driving the bed 107 in accordance with an instruction from the operator via the interface 123. The bed control circuit 109 is an example of implementation means of the bed control unit.
送信回路113は、撮像制御回路121の制御により、ラーモア周波数などに対応する高周波パルス(RF(Radio Frequency)パルス)を送信コイル115に供給する。送信回路113は、送信部の実現手段の一例である。 The transmission circuit 113 supplies a high frequency pulse (RF (Radio Frequency) pulse) corresponding to the Larmor frequency or the like to the transmission coil 115 under the control of the imaging control circuit 121. The transmission circuit 113 is an example of an implementation unit of the transmission unit.
送信コイル115は、傾斜磁場コイル103の内側に配置されたRFコイルである。送信コイル115は、送信回路113からRFパルスの供給を受けて、高周波磁場に相当する送信RF波を発生する。送信コイルは、例えば、全身用コイル(whole body coil:WBコイル)である。WBコイルは、送受信コイルとして使用されてもよい。 The transmission coil 115 is an RF coil disposed inside the gradient coil 103. The transmission coil 115 receives supply of the RF pulse from the transmission circuit 113 and generates a transmission RF wave corresponding to a high frequency magnetic field. The transmission coil is, for example, a whole body coil (whole body coil: WB coil). The WB coil may be used as a transmit and receive coil.
受信コイル117は、傾斜磁場コイル103の内側に配置されたRFコイルである。受信コイル117は、高周波磁場によって被検体Pから放射されるMR信号を受信する。受信コイル117は、受信されたMR信号を受信回路119へ出力する。受信コイル117は、例えば、1以上、典型的には複数のコイルエレメントを有するコイルアレイである。なお、図1において送信コイル115と受信コイル117とは別個のRFコイルとして記載されているが、送信コイル115と受信コイル117とは、一体化された送受信コイルとして実施されてもよい。送受信コイルは、被検体Pの撮像対象に対応し、例えば、頭部コイルのような局所的な送受信RFコイルである。 The receiving coil 117 is an RF coil disposed inside the gradient coil 103. The receiving coil 117 receives the MR signal emitted from the subject P by the high frequency magnetic field. The receiving coil 117 outputs the received MR signal to the receiving circuit 119. The receiving coil 117 is, for example, a coil array having one or more, typically a plurality of coil elements. Although the transmission coil 115 and the reception coil 117 are described as separate RF coils in FIG. 1, the transmission coil 115 and the reception coil 117 may be implemented as an integrated transmission / reception coil. The transmission / reception coil corresponds to the imaging target of the subject P, and is, for example, a local transmission / reception RF coil such as a head coil.
受信回路119は、撮像制御回路121の制御により、受信コイル117から出力されたMR信号に基づいて、デジタル化された複素数データであるデジタルのMR信号を生成する。具体的には、受信回路119は、受信コイル117から出力されたMR信号に対して各種信号処理を施した後、各種信号処理が施されたデータに対してアナログ/デジタル(A/D(Analog to Digital))変換を実行する。受信回路119は、A/D変換されたデータを標本化(サンプリング)する。これにより、デジタルのMR信号(以下、MRデータと呼ぶ)を生成する。受信回路119は、生成されたMRデータを、撮像制御回路121に出力する。受信回路119は、受信部の実現手段の一例である。 Under the control of the imaging control circuit 121, the receiving circuit 119 generates a digital MR signal, which is digitized complex data, based on the MR signal output from the receiving coil 117. Specifically, the receiving circuit 119 subjects the MR signal output from the receiving coil 117 to various signal processing, and then performs analog / digital (A / D (Analog (Analog to Digital)) perform the conversion. The receiving circuit 119 samples (samples) A / D converted data. Thereby, a digital MR signal (hereinafter referred to as MR data) is generated. The receiving circuit 119 outputs the generated MR data to the imaging control circuit 121. The receiving circuit 119 is an example of implementation means of the receiving unit.
撮像制御回路121は、処理回路129から出力された撮像プロトコルに従って、傾斜磁場電源105、送信回路113、および受信回路119などを制御し、被検体Pに対する撮像を行う。撮像プロトコルは、検査に応じた各種パルスシーケンスを有する。撮像プロトコルには、傾斜磁場電源105により傾斜磁場コイル103に供給される電流の大きさを示す傾斜磁場波形、傾斜磁場電源105により電流が傾斜磁場コイル103に供給されるタイミング、送信回路113により送信コイル115に供給されるRFパルスの大きさ、送信回路113により送信コイル115にRFパルスが供給されるタイミング、受信コイル117によりMR信号が受信されるタイミングなどが定義されている。撮像制御回路121は、撮像制御部の実現手段の一例である。 The imaging control circuit 121 controls the gradient magnetic field power supply 105, the transmitting circuit 113, the receiving circuit 119, and the like in accordance with the imaging protocol output from the processing circuit 129, and performs imaging on the subject P. The imaging protocol has various pulse sequences depending on the examination. In the imaging protocol, a gradient magnetic field waveform indicating the magnitude of the current supplied to the gradient magnetic field coil 103 by the gradient magnetic field power supply 105, the timing when the current is supplied to the gradient magnetic field coil 103 by the gradient magnetic field power supply 105, and transmission by the transmission circuit 113 The magnitude of the RF pulse supplied to the coil 115, the timing when the transmission circuit 113 supplies the RF pulse to the transmission coil 115, the timing when the MR signal is received by the reception coil 117, and the like are defined. The imaging control circuit 121 is an example of an implementation unit of the imaging control unit.
インタフェース123は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける回路を有する。インタフェース123は、例えば、マウスなどのポインティングデバイス、あるいはキーボードなどの入力デバイスに関する回路を有する。なお、インタフェース123が有する回路は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品に関する回路に限定されない。例えば、インタフェース123は、本MRI装置100とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、受け取った電気信号を種々の回路へ出力するような電気信号の処理回路を有していてもよい。 The interface 123 has a circuit that receives various instructions and information input from the operator. The interface 123 includes, for example, a circuit related to a pointing device such as a mouse or an input device such as a keyboard. The circuit included in the interface 123 is not limited to the circuit related to physical operation parts such as a mouse and a keyboard. For example, the interface 123 receives an electrical signal corresponding to an input operation from an external input device provided separately from the MRI apparatus 100, and processes the electrical signal to output the received electrical signal to various circuits. It may have a circuit.
ディスプレイ125は、処理回路129におけるシステム制御機能129aによる制御のもとで、画像生成機能により生成された各種MR画像、撮像および画像処理に関する各種情報などを表示する。ディスプレイ125は、例えば、CRTディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、LEDディスプレイ、プラズマディスプレイ、または当技術分野で知られている他の任意のディスプレイ、モニタなどの表示デバイスである。 The display 125 displays various MR images generated by the image generation function and various information related to imaging and image processing under the control of the system control function 129 a of the processing circuit 129. The display 125 is, for example, a display device such as a CRT display, a liquid crystal display, an organic EL display, an LED display, a plasma display, or any other display, monitor or the like known in the art.
記憶装置127は、画像生成機能129bを介してk空間に充填されたMRデータ、画像生成機能129bにより生成された画像データなどを記憶する。記憶装置127は、各種撮像プロトコル、撮像プロトコルを規定する複数の撮像パラメータを含む撮像条件などを記憶する。記憶装置127は、処理回路129で実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。記憶装置127は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子、ハードディスクドライブ(hard disk drive)、ソリッドステートドライブ(solid state drive)、光ディスクなどである。また、記憶装置127は、CD−ROMドライブやDVDドライブ、フラッシュメモリなどの可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置などであってもよい。記憶装置127は、記憶部の実現手段の一例である。 The storage device 127 stores MR data filled in the k space via the image generation function 129b, image data generated by the image generation function 129b, and the like. The storage device 127 stores various imaging protocols, imaging conditions including a plurality of imaging parameters that define the imaging protocol, and the like. The storage device 127 stores programs corresponding to various functions executed by the processing circuit 129. The storage device 127 is, for example, a random access memory (RAM), a semiconductor memory device such as a flash memory, a hard disk drive, a solid state drive, an optical disk, or the like. In addition, the storage device 127 may be a drive device or the like that reads and writes various information from and to a portable storage medium such as a CD-ROM drive, a DVD drive, or a flash memory. The storage device 127 is an example of an implementation unit of the storage unit.
処理回路129は、ハードウェア資源として、図示していないプロセッサ、ROM(Read−Only Memory)やRAMなどのメモリなどを有し、本MRI装置100を制御する。処理回路129は、システム制御機能129aおよび画像生成機能129bを有する。システム制御機能129aおよび画像生成機能129bにて行われる各種機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶装置127へ記憶されている。処理回路129は、これら各種機能に対応するプログラムを記憶装置127から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路129は、図1の処理回路129内に示された複数の機能などを有することになる。処理回路129は、処理部の実現手段の一例である。 The processing circuit 129 includes, as hardware resources, a processor (not shown), a memory such as a ROM (Read-Only Memory) and a RAM, and the like, and controls the MRI apparatus 100. The processing circuit 129 has a system control function 129a and an image generation function 129b. The various functions performed by the system control function 129 a and the image generation function 129 b are stored in the storage device 127 in the form of a computer-executable program. The processing circuit 129 is a processor that reads out programs corresponding to these various functions from the storage device 127 and executes the programs to realize the functions corresponding to the respective programs. In other words, the processing circuit 129 in the state of reading out each program has a plurality of functions and the like shown in the processing circuit 129 of FIG. The processing circuit 129 is an example of an implementation unit of the processing unit.
なお、図1においては単一の処理回路129にてこれら各種機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路129を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、1つの処理回路が各プログラムを実行する場合であってもよいし、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。 Although FIG. 1 describes that these various functions are realized by a single processing circuit 129, a plurality of independent processors are combined to form the processing circuit 129, and each processor executes a program. The function may be realized by In other words, each function described above may be configured as a program, and one processing circuit may execute each program, or a specific function may be implemented in a dedicated independent program execution circuit. May be
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))などの回路を意味する。 The word “processor” used in the above description may be, for example, a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (for example, a simple logic circuit). Programmable Logic Devices (SPLDs), Complex Programmable Logic Devices (CPLDs), Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), etc. It means the road.
プロセッサは、記憶装置127に保存されたプログラムを読み出し実行することで各種機能を実現する。なお、記憶装置127にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、寝台制御回路109、送信回路113、受信回路119、撮像制御回路121なども同様に、上記プロセッサなどの電子回路により構成される。 The processor implements various functions by reading and executing the program stored in the storage device 127. Note that instead of storing the program in the storage device 127, the program may be directly incorporated in the circuit of the processor. In this case, the processor implements the function by reading and executing a program embedded in the circuit. The bed control circuit 109, the transmission circuit 113, the reception circuit 119, the imaging control circuit 121, and the like are similarly configured by electronic circuits such as the processor.
処理回路129は、システム制御機能129aにより、MRI装置100を制御する。具体的には、処理回路129は、記憶装置127に記憶されているシステム制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開されたシステム制御プログラムに従って本MRI装置100の各回路を制御する。例えば、処理回路129は、システム制御機能129aにより、インタフェース123を介して操作者から入力される撮像条件に基づいて、撮像プロトコルを記憶装置127から読み出す。なお、処理回路129は、撮像条件に基づいて、撮像プロトコルを生成してもよい。処理回路129は、撮像プロトコルを撮像制御回路121に送信し、被検体Pに対する撮像を制御する。システム制御機能129aを実行する処理回路129は、システム制御部の実現手段の一例である。 The processing circuit 129 controls the MRI apparatus 100 by the system control function 129a. Specifically, the processing circuit 129 reads out the system control program stored in the storage device 127, expands it on the memory, and controls each circuit of the MRI apparatus 100 according to the expanded system control program. For example, the processing circuit 129 reads an imaging protocol from the storage device 127 by the system control function 129 a based on the imaging condition input from the operator via the interface 123. The processing circuit 129 may generate an imaging protocol based on the imaging conditions. The processing circuit 129 transmits an imaging protocol to the imaging control circuit 121 and controls imaging on the subject P. The processing circuit 129 that executes the system control function 129a is an example of an implementation unit of the system control unit.
処理回路129は、画像生成機能129bにより、リードアウト傾斜磁場の強度に従って、k空間のリードアウト方向に沿ってMRデータを充填する。処理回路129は、k空間に充填されたMRデータに対してフーリエ変換を行うことにより、MR画像を生成する。処理回路129は、MR画像を、ディスプレイ125や記憶装置127に出力する。画像生成機能129bを実行する処理回路129は、画像生成部の実現手段の一例である。 The processing circuit 129 fills the MR data along the readout direction of the k space according to the strength of the readout gradient magnetic field by the image generation function 129 b. The processing circuit 129 generates an MR image by performing Fourier transform on the MR data filled in the k space. The processing circuit 129 outputs the MR image to the display 125 or the storage device 127. The processing circuit 129 that executes the image generation function 129 b is an example of an implementation unit of the image generation unit.
以上が第1の実施形態に係るMRI装置100の全体構成についての説明である。次に、傾斜磁場電源105の構成について、図2を用いて詳しく説明する。 The above is the description of the overall configuration of the MRI apparatus 100 according to the first embodiment. Next, the configuration of the gradient magnetic field power supply 105 will be described in detail with reference to FIG.
図2は、第1の実施形態における傾斜磁場電源などの構成を示す図である。例えば、図2に示すように、第1の実施形態における傾斜磁場電源105は、内部電源ユニット10と、増幅器20とを備える。内部電源ユニット10は、電力供給器11と、計測器12と、電力制御回路13とを備える。増幅器20は、X軸傾斜磁場コイル用キャパシタバンク(以下、X軸キャパシタバンクと呼ぶ)21xと、Y軸傾斜磁場コイル用キャパシタバンク(以下、Y軸キャパシタバンクと呼ぶ)21yと、Z軸傾斜磁場コイル用キャパシタバンク(以下、Z軸キャパシタバンクと呼ぶ)21zと、X軸傾斜磁場コイル用増幅器(以下、X軸増幅器と呼ぶ)22xと、Y軸傾斜磁場コイル用増幅器(以下、Y軸増幅器と呼ぶ)22yと、Z軸傾斜磁場コイル用増幅器(以下、Z軸増幅器と呼ぶ)22zとを備える。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a gradient magnetic field power supply and the like in the first embodiment. For example, as shown in FIG. 2, the gradient power supply 105 in the first embodiment includes an internal power supply unit 10 and an amplifier 20. The internal power supply unit 10 includes a power supply 11, a measuring instrument 12, and a power control circuit 13. The amplifier 20 includes a capacitor bank for X-axis gradient magnetic field coils (hereinafter referred to as X-axis capacitor bank) 21x, a capacitor bank for Y-axis gradient magnetic field coils (hereinafter referred to as Y-axis capacitor bank) 21y, and a Z-axis gradient magnetic field. Capacitor bank for coil (hereinafter referred to as Z-axis capacitor bank) 21z, amplifier for X-axis gradient magnetic field coil (hereinafter referred to as X-axis amplifier) 22x, amplifier for Y-axis gradient magnetic field coil (hereinafter referred to as Y-axis amplifier) And a Z-axis gradient magnetic field coil amplifier (hereinafter referred to as a Z-axis amplifier) 22z.
電力供給器11は、X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zにそれぞれエネルギーを供給する電源の役割を持つ装置である。電力供給器11は、電力制御回路13の制御の下で、X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zへ、第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とをそれぞれ供給する。電力供給器11は、例えば、図示しないAC/DCコンバータ、フルブリッジ回路、およびパルス幅変調(Pulse Width Modulation:PWM)制御回路などにより構成される。AC/DCコンバータは、交流電源から出力された交流を整流する。フルブリッジ回路は、X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zにそれぞれ電力を供給する。PWM制御回路は、電力制御回路13から受け取った補正量を駆動信号として複数のフルブリッジ回路のそれぞれにおける複数のスイッチング素子を制御する。尚、電力供給器11は、「電力供給部」と呼称してもよい。 The power supply 11 is a device having a role of a power supply for supplying energy to each of the X-axis amplifier 22x, the Y-axis amplifier 22y, and the Z-axis amplifier 22z. Under the control of the power control circuit 13, the power supply 11 supplies the first current, the second current, and the third current to the X-axis amplifier 22x, the Y-axis amplifier 22y, and the Z-axis amplifier 22z. Supply each one. The power supply unit 11 is configured by, for example, an AC / DC converter (not shown), a full bridge circuit, and a pulse width modulation (PWM) control circuit. The AC / DC converter rectifies alternating current output from an alternating current power supply. The full bridge circuit supplies power to the X-axis amplifier 22x, the Y-axis amplifier 22y, and the Z-axis amplifier 22z, respectively. The PWM control circuit controls the plurality of switching elements in each of the plurality of full bridge circuits using the correction amount received from the power control circuit 13 as a drive signal. The power supply 11 may be referred to as a "power supply unit".
電力供給器11は、例えば、CV(Constant Voltage)/CC(Constant Current)特性を有する直流電源である。CV/CC特性を有する直流電源の場合、電力供給器11は、後段の負荷が大きい場合には定電流源として機能し、後段の負荷が小さい場合には定電圧源として機能する。しかし、以下の実施形態中で説明する状況においては、後段の負荷が大きいので、電力供給器11は、定電流源として機能する。 The power supply 11 is, for example, a DC power supply having a CV (Constant Voltage) / CC (Constant Current) characteristic. In the case of a DC power supply having CV / CC characteristics, the power supply 11 functions as a constant current source when the load at the rear stage is large, and functions as a constant voltage source when the load at the rear stage is small. However, in the situation described in the following embodiment, the power supply 11 functions as a constant current source because the load on the subsequent stage is large.
計測器12は、X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zのそれぞれに供給される電流および当該電流に対応する電圧を計測する計測器である。計測器12は、X軸増幅器22xへ供給される第1の電流に対応する第1の電圧と、Y軸増幅器22yへ供給される第2の電流に対応する第2の電圧と、Z軸増幅器22zへ供給される第3の電流に対応する第3の電圧とをそれぞれ計測する。 The measuring instrument 12 is a measuring instrument that measures the current supplied to each of the X-axis amplifier 22x, the Y-axis amplifier 22y, and the Z-axis amplifier 22z and the voltage corresponding to the current. The measuring instrument 12 has a first voltage corresponding to the first current supplied to the X-axis amplifier 22x, a second voltage corresponding to the second current supplied to the Y-axis amplifier 22y, and a Z-axis amplifier The third voltage corresponding to the third current supplied to 22z is measured respectively.
具体的には、計測器12は、X軸計測器12xと、Y軸計測器12yと、Z軸計測器12zとを有する。X軸計測器12xは、X軸増幅器22xへ供給される第1の電流および当該第1の電流に対応する第1の電圧を計測する。Y軸計測器12yは、Y軸増幅器22yへ供給される第2の電流および当該第2の電流に対応する第2の電圧を計測する。Z軸計測器12zは、Z軸増幅器22zへ供給される第3の電流および当該第3の電流に対応する第3の電圧を計測する。X軸計測器12x、Y軸計測器12y、およびZ軸計測器12zは、それぞれ計測した電流および電圧の値を電力制御回路13へ出力する。 Specifically, the measuring instrument 12 has an X-axis measuring instrument 12x, a Y-axis measuring instrument 12y, and a Z-axis measuring instrument 12z. The X-axis measuring instrument 12x measures a first current supplied to the X-axis amplifier 22x and a first voltage corresponding to the first current. The Y-axis measuring instrument 12y measures a second current supplied to the Y-axis amplifier 22y and a second voltage corresponding to the second current. The Z-axis measuring instrument 12z measures a third current supplied to the Z-axis amplifier 22z and a third voltage corresponding to the third current. The X-axis measuring instrument 12x, the Y-axis measuring instrument 12y, and the Z-axis measuring instrument 12z output the values of the measured current and voltage to the power control circuit 13.
電力制御回路13は、ハードウェア資源として、図示していないプロセッサ、ROMやRAMなどのメモリなどを有し、電力供給器11を制御する。電力制御回路13は、X軸計測器12x、Y軸計測器12y、およびZ軸計測器12zから、計測された電流および電圧の値を受け取る。電力制御回路13は、受け取った電流および電圧の値を用いて、電力供給器11からX軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zへ出力される電流量の比率(以下、電流比率と呼ぶ)を制御する機能(以下、電流比率制御機能と呼ぶ)を有する。電流比率とは、電力供給器11が供給する電流量の総和(以下、総電流量と呼ぶ)に対する目標電流の比率である。換言すると、電力制御回路13は、電流比率制御機能により、計測器12によって計測された第1の電圧と、第2の電圧と、第3の電圧とを用いて、X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zへ供給される第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とを制御する。尚、電力制御回路13は、様々なデータを受け取ることから、「取得部」と呼称されてもよい。 The power control circuit 13 has a processor (not shown), a memory such as a ROM or a RAM, and the like as hardware resources, and controls the power supply unit 11. The power control circuit 13 receives the values of the measured current and voltage from the X-axis meter 12x, the Y-axis meter 12y, and the Z-axis meter 12z. The power control circuit 13 uses the received current and voltage values to calculate the ratio of the amount of current output from the power supply 11 to the X-axis amplifier 22x, the Y-axis amplifier 22y, and the Z-axis amplifier 22z (hereinafter referred to as the current ratio). (Hereinafter referred to as current ratio control function). The current ratio is the ratio of the target current to the total amount of current supplied by the power supply 11 (hereinafter referred to as the total current amount). In other words, the power control circuit 13 uses the current ratio control function to use the first voltage, the second voltage, and the third voltage measured by the measuring instrument 12 to set the X-axis amplifier 22x, the Y-axis. The first current supplied to the amplifier 22y and the Z-axis amplifier 22z, the second current, and the third current are controlled. The power control circuit 13 may be called an "acquisition unit" because it receives various data.
電流比率制御機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ(或いは記憶装置127)に記憶されている。電力制御回路13は、電流比率制御機能に対応するプログラムをメモリなどから読み出し、実行することで電流比率制御機能を実現するプロセッサである。電力制御回路13は、電力制御部の実現手段の一例である。 The current ratio control function is stored in the memory (or storage device 127) in the form of a computer-executable program. The power control circuit 13 is a processor that realizes a current ratio control function by reading a program corresponding to the current ratio control function from a memory or the like and executing the program. The power control circuit 13 is an example of an implementation means of the power control unit.
概説すると、電力制御回路13は、計測された電圧と閾値電圧とを比較することによって、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zの充電が完了しているか否かを判定する。電力制御回路13は、前述の判定結果の組合せに対応した電流比率を決定する。電力制御回路13は、電流比率に応じた電流量に対して、PI(Proportional Integral)制御、或いはPID(Proportional Integral Differential)制御などのフィードバック制御を用いて、電力供給器11におけるフルブリッジ回路を制御するための補正量を決定する。電力制御回路13は、決定した補正量を用いて電力供給器11を制御する。 Generally speaking, the power control circuit 13 compares the measured voltage with the threshold voltage to determine whether charging of the X-axis capacitor bank 21x, the Y-axis capacitor bank 21y, and the Z-axis capacitor bank 21z is completed. Determine The power control circuit 13 determines the current ratio corresponding to the combination of the aforementioned determination results. The power control circuit 13 controls the full bridge circuit in the power supply unit 11 using feedback control such as proportional integral (PI) control or proportional integral differential (PID) control with respect to the current amount according to the current ratio. Determine the amount of correction to The power control circuit 13 controls the power supply 11 using the determined correction amount.
X軸増幅器22xに対して優先的に電流を供給する場合、電力制御回路13は、例えば、X軸増幅器22xに対して電流比率92%の電流を供給し、Y軸増幅器22yおよびZ軸増幅器22zに対してそれぞれ電流比率4%の電流を供給する。Y軸増幅器22yおよびZ軸増幅器22zに対して供給する電流(ここでは電流比率4%)は、増幅器自体を稼働させるための電流(以下、アイドリング電流と呼ぶ)であり、増幅器の性能に応じて適切な電流量に設定される。 When current is preferentially supplied to the X-axis amplifier 22x, for example, the power control circuit 13 supplies a current having a current ratio of 92% to the X-axis amplifier 22x, and the Y-axis amplifier 22y and the Z-axis amplifier 22z. Supply a current ratio of 4% to each. The current supplied to the Y-axis amplifier 22y and the Z-axis amplifier 22z (here, a current ratio of 4%) is a current for operating the amplifier itself (hereinafter referred to as an idling current). It is set to an appropriate amount of current.
X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zは、電力供給器11とX軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zとの間に接続される。X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zは、電力供給器11と共にX軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zに電力を供給する。即ち、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zは、電力供給器11からの供給が不十分である場合、電力供給を行う電池の役割をするコンデンサである。具体的には、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zは、電力供給器11から流入した電力を一時的に貯蔵し、貯蔵した電力を、必要に応じてX軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zに出力する。 The X-axis capacitor bank 21x, the Y-axis capacitor bank 21y, and the Z-axis capacitor bank 21z are connected between the power supply 11 and the X-axis amplifier 22x, the Y-axis amplifier 22y, and the Z-axis amplifier 22z. The X-axis capacitor bank 21x, the Y-axis capacitor bank 21y, and the Z-axis capacitor bank 21z supply power to the X-axis amplifier 22x, the Y-axis amplifier 22y, and the Z-axis amplifier 22z together with the power supply 11. That is, the X-axis capacitor bank 21x, the Y-axis capacitor bank 21y, and the Z-axis capacitor bank 21z are capacitors that play the role of a battery that supplies power when the supply from the power supply 11 is insufficient. Specifically, the X-axis capacitor bank 21x, the Y-axis capacitor bank 21y, and the Z-axis capacitor bank 21z temporarily store the power flowing in from the power supply 11, and the stored power may be X as necessary. It outputs to the axis amplifier 22x, the Y axis amplifier 22y, and the Z axis amplifier 22z.
ここで、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zの役割は、以下の通りである。例えば、短時間にX軸傾斜磁場コイル103x、Y軸傾斜磁場コイル103y、およびZ軸傾斜磁場コイル103zの全てに大電流を流すことが必要となった場合、電力供給量が一時的に電力供給器11の供給能力を上回ることがある。このような場合でも、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zに電力を貯蔵しておくことによって、傾斜磁場電源105は、X軸傾斜磁場コイル103x、Y軸傾斜磁場コイル103y、およびZ軸傾斜磁場コイル103zに対して安定した電力を供給することができる。 Here, the roles of the X-axis capacitor bank 21x, the Y-axis capacitor bank 21y, and the Z-axis capacitor bank 21z are as follows. For example, when it becomes necessary to flow a large current to all of the X-axis gradient magnetic field coil 103x, the Y-axis gradient magnetic field coil 103y, and the Z-axis gradient magnetic field coil 103z in a short time, the power supply amount is temporarily supplied It may exceed the supply capacity of the vessel 11. Even in such a case, by storing power in the X-axis capacitor bank 21x, the Y-axis capacitor bank 21y, and the Z-axis capacitor bank 21z, the gradient magnetic field power supply 105 is configured to have the X-axis gradient coil 103x, the Y-axis gradient. Stable power can be supplied to the magnetic field coil 103y and the Z-axis gradient magnetic field coil 103z.
X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zは、傾斜磁場波形を大電流パルスに増幅する。X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zは、増幅された大電流パルスを傾斜磁場コイル103に出力する。 The X-axis amplifier 22x, the Y-axis amplifier 22y, and the Z-axis amplifier 22z amplify the gradient magnetic field waveform into a large current pulse. The X-axis amplifier 22x, the Y-axis amplifier 22y, and the Z-axis amplifier 22z output the amplified large current pulse to the gradient coil 103.
以上のように、傾斜磁場電源105は、撮像に必要な電流を傾斜磁場コイル103に供給する。以下、傾斜磁場電源105についてより詳細に説明する。 As described above, the gradient magnetic field power supply 105 supplies the current necessary for imaging to the gradient magnetic field coil 103. The gradient magnetic field power supply 105 will be described in more detail below.
図3は、第1の実施形態における傾斜磁場電源の回路構成を示す図である。図3は、説明を簡略化するため、X軸傾斜磁場コイル103xに関する構成を示し、Y軸傾斜磁場コイル103yに関する構成およびZ軸傾斜磁場コイル103zに関する構成は省略している。例えば、図3に示すように、X軸傾斜磁場コイル103xに対応する傾斜磁場電源105は、電力供給器11と、X軸計測器12xと、電力制御回路13と、X軸キャパシタバンク21xと、X軸増幅器22xとを備える。 FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of the gradient magnetic field power supply in the first embodiment. FIG. 3 shows the configuration of the X-axis gradient magnetic field coil 103x, and the configuration of the Y-axis gradient magnetic field coil 103y and the configuration of the Z-axis gradient magnetic field coil 103z are omitted to simplify the description. For example, as shown in FIG. 3, the gradient magnetic field power source 105 corresponding to the X axis gradient magnetic field coil 103x includes a power supply 11, an X axis measuring instrument 12x, a power control circuit 13, and an X axis capacitor bank 21x. And an X-axis amplifier 22x.
X軸計測器12xは、電力供給器11からX軸増幅器22xに出力される電流の値および当該電流に対応する電圧の値を計測する。例えば、X軸計測器12xは、電圧計12xaおよび電流計12xbを備える。電圧計12xaは、電圧の値を計測する。電圧計12xaは、計測した電圧の値を電力制御回路13に出力する。電流計12xbは、電流の値を計測する。電流計12xbは、計測した電流の値を電力制御回路13に出力する。 The X-axis measuring instrument 12x measures the value of the current output from the power supply 11 to the X-axis amplifier 22x and the value of the voltage corresponding to the current. For example, the X-axis measuring instrument 12x includes a voltmeter 12xa and an ammeter 12xb. The voltmeter 12xa measures the value of the voltage. The voltmeter 12xa outputs the measured voltage value to the power control circuit 13. The ammeter 12xb measures the value of the current. The ammeter 12xb outputs the measured current value to the power control circuit 13.
電力制御回路13は、X軸計測器12xから第1の電圧(Vout_x)の値および第1の電流(Iout_x)の値を受け取る。電力制御回路13は、電圧の値および電流の値を用いて、後述するソフトウェア制御によって電力供給器11を制御する。 The power control circuit 13 receives the value of the first voltage ( Vout_x ) and the value of the first current ( Iout_x ) from the X-axis meter 12x. The power control circuit 13 controls the power supply 11 by software control described later using the value of the voltage and the value of the current.
X軸キャパシタバンク21xは、電力供給器11とX軸増幅器22xとの間に設けられ、電力供給器11と並列に接続される。X軸キャパシタバンク21xは、電力供給器11と共に、傾斜磁場コイル103に電力を供給する。 The X-axis capacitor bank 21 x is provided between the power supply 11 and the X-axis amplifier 22 x and is connected in parallel to the power supply 11. The X-axis capacitor bank 21 x supplies power to the gradient coil 103 together with the power supply 11.
X軸増幅器22xは、撮像制御回路121から受け取った傾斜磁場波形を大電流パルスに増幅する。X軸増幅器22xは、増幅した大電流パルスを、X軸傾斜磁場コイル103xに出力する。X軸増幅器22xに印加される電源電圧は、電力供給器11によって生成された直流電圧である。 The X-axis amplifier 22x amplifies the gradient magnetic field waveform received from the imaging control circuit 121 into a large current pulse. The X-axis amplifier 22x outputs the amplified large current pulse to the X-axis gradient coil 103x. The power supply voltage applied to the X-axis amplifier 22 x is a DC voltage generated by the power supply 11.
図4は、第1の実施形態における電力制御回路13に関連するソフトウェア構成を示す図である。例えば、図4に示すように、第1の実施形態における電力制御回路13は、電流比率制御機能を実現するために、第1の比較機能210xと、第2の比較機能210yと、第3の比較機能210zと、決定機能220と、フィードバック制御機能230とを有する。 FIG. 4 is a diagram showing a software configuration related to the power control circuit 13 in the first embodiment. For example, as shown in FIG. 4, the power control circuit 13 according to the first embodiment has a first comparison function 210x, a second comparison function 210y, and a third to achieve the current ratio control function. It has a comparison function 210z, a decision function 220, and a feedback control function 230.
電力制御回路13のメモリは、比較機能により生成された値と電流比率とを対応付けたルックアップテーブル(Look Up Table:LUT)、閾値電圧(Vth)、および参照電圧(Vref)などを記憶する。閾値電圧は、リプルノイズを考慮し、参照電圧よりも低く設定される。LUTについては後ほど詳述する。 The memory of the power control circuit 13 includes a look-up table (LUT) in which values generated by the comparison function are associated with the current ratio, a threshold voltage (V th ), and a reference voltage (V ref ). Remember. The threshold voltage is set lower than the reference voltage in consideration of ripple noise. The LUT will be described in detail later.
第1の比較機能210x、第2の比較機能210y、第3の比較機能210z、決定機能220、およびフィードバック制御機能230にて行われる各種機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で電力制御回路13におけるメモリ(或いは記憶装置127)に記憶されている。電力制御回路13は、これら各種機能に対応するプログラムをメモリから読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の電力制御回路13は、図4の電力制御回路13内に示された複数の機能などを有することになる。 The various functions performed in the first comparison function 210x, the second comparison function 210y, the third comparison function 210z, the determination function 220, and the feedback control function 230 are power control circuits in the form of computer-executable programs. 13 is stored in the memory (or storage device 127). The power control circuit 13 is a processor that reads out programs corresponding to these various functions from the memory and executes the programs to realize the functions corresponding to the respective programs. In other words, the power control circuit 13 in the state where each program is read has a plurality of functions and the like shown in the power control circuit 13 of FIG.
なお、図4においては単一の電力制御回路13にてこれら各種機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて電力制御回路13を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、1つの処理回路が各プログラムを実行する場合であってもよいし、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。 Although FIG. 4 is described on the assumption that these various functions are realized by a single power control circuit 13, a plurality of independent processors are combined to form the power control circuit 13, and each processor executes a program. It does not matter if the function is realized by doing this. In other words, each function described above may be configured as a program, and one processing circuit may execute each program, or a specific function may be implemented in a dedicated independent program execution circuit. May be
電力制御回路13は、第1の比較機能210xにより、X軸計測器12xから第1の電圧(Vout_x)を受け取る。電力制御回路13は、第1の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第1の比較結果(Vx)を生成する。第1の比較結果は、例えば、第1の電圧が閾値電圧以上の場合、真理値が1(Vx=1)に対応する信号であり、第1の電圧が閾値電圧未満の場合、真理値が0(Vx=0)に対応する信号である。尚、「第1の電圧が閾値電圧以上」は、「X軸キャパシタバンク21xの充電が完了している状態(充電完了モード)」に相当し、「第1の電圧が閾値電圧未満」は、「X軸キャパシタバンク21xの充電を必要としている状態(充電要求モード)」に相当する。第1の比較機能210xを実行する電力制御回路13は、第1の比較部の実現手段の一例である。 The power control circuit 13 receives the first voltage (V out — x ) from the X-axis measuring instrument 12 x by the first comparison function 210 x. The power control circuit 13 generates a first comparison result (V x ) by comparing the first voltage with the threshold voltage. The first comparison result is, for example, a signal whose truth value corresponds to 1 (V x = 1) when the first voltage is equal to or higher than the threshold voltage, and the truth value when the first voltage is lower than the threshold voltage. Is a signal corresponding to 0 (V x = 0). Note that “the first voltage is equal to or higher than the threshold voltage” corresponds to “a state where charging of the X-axis capacitor bank 21x is completed (charging completion mode)”, and “first voltage is lower than the threshold voltage” is This corresponds to "a state in which charging of the X-axis capacitor bank 21x is required (charging request mode)". The power control circuit 13 that executes the first comparison function 210x is an example of an implementation means of the first comparison unit.
電力制御回路13は、第2の比較機能210yにより、Y軸計測器12yから第2の電圧(Vout_y)を受け取る。電力制御回路13は、第2の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第2の比較結果(Vy)を生成する。第2の比較結果は、例えば、第2の電圧が閾値電圧以上の場合、真理値が1(Vy=1)に対応する信号であり、第2の電圧が閾値電圧未満の場合、真理値が0(Vy=0)に対応する信号である。尚、「第2の電圧が閾値電圧以上」は、「Y軸キャパシタバンク21yの充電が完了している状態(充電完了モード)」に相当し、「第2の電圧が閾値電圧未満」は、「Y軸キャパシタバンク21yの充電を必要としている状態(充電要求モード)」に相当する。第2の比較機能210yを実行する電力制御回路13は、第2の比較部の実現手段の一例である。 The power control circuit 13 receives the second voltage (V out — y ) from the Y-axis measuring instrument 12 y by the second comparison function 210 y. The power control circuit 13 generates a second comparison result (V y ) by comparing the second voltage with the threshold voltage. The second comparison result is, for example, a signal whose truth value corresponds to 1 (V y = 1) when the second voltage is greater than or equal to the threshold voltage, and a truth value when the second voltage is less than the threshold voltage. Is a signal corresponding to 0 (V y = 0). Note that "the second voltage is equal to or higher than the threshold voltage" corresponds to "the state where the charging of the Y-axis capacitor bank 21y is completed (charging completion mode)", and "the second voltage is lower than the threshold voltage" This corresponds to "a state in which charging of the Y-axis capacitor bank 21y is required (charging request mode)". The power control circuit 13 that executes the second comparison function 210y is an example of an implementation means of the second comparison unit.
電力制御回路13は、第3の比較機能210zにより、Z軸計測器12zから第3の電圧(Vout_z)を受け取る。電力制御回路13は、第3の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第3の比較結果(Vz)を生成する。第3の比較結果は、例えば、第3の電圧が閾値電圧以上の場合、真理値が1(Vz=1)に対応する信号であり、第3の電圧が閾値電圧未満の場合、真理値が0(Vz=0)に対応する信号である。尚、「第3の電圧が閾値電圧以上」は、「Z軸キャパシタバンク21zの充電が完了している状態(充電完了モード)」に相当し、「第3の電圧が閾値電圧未満」は、「Z軸キャパシタバンク21zの充電を必要としている状態(充電要求モード)」に相当する。第3の比較機能210zを実行する電力制御回路13は、第3の比較部の実現手段の一例である。 The power control circuit 13 receives the third voltage (V out — z ) from the Z-axis measuring instrument 12 z by the third comparison function 210 z. The power control circuit 13 generates a third comparison result (V z ) by comparing the third voltage with the threshold voltage. The third comparison result is, for example, a signal whose truth value corresponds to 1 (V z = 1) when the third voltage is greater than or equal to the threshold voltage, and a truth value when the third voltage is less than the threshold voltage. Is a signal corresponding to 0 (V z = 0). “The third voltage is equal to or higher than the threshold voltage” corresponds to “a state where charging of the Z-axis capacitor bank 21 z is completed (charging completion mode)”, and “third voltage is lower than the threshold voltage” is This corresponds to "a state in which charging of the Z-axis capacitor bank 21z is required (charging request mode)". The power control circuit 13 that executes the third comparison function 210z is an example of an implementation means of the third comparison unit.
電力制御回路13は、決定機能220により、第1の比較結果、第2の比較結果、および第3の比較結果の組合せとLUTとに基づいて、電流比率を決定する。電力制御回路13は、決定された電流比率に応じた三つの目標電流(Ilimit_x、Ilimit_y、およびIlimit_z)を生成する。決定機能220を実行する電力制御回路13は、決定部の実現手段の一例である。 The power control circuit 13 determines the current ratio based on the combination of the first comparison result, the second comparison result, the third comparison result, and the LUT by the determination function 220. The power control circuit 13 generates three target currents (I limit — x , I limit — y and I limit — z ) according to the determined current ratio. The power control circuit 13 which executes the determination function 220 is an example of an implementation means of the determination unit.
LUTは、第1の組合せと第2の組合せとを対応付ける対応表である。第1の組合せは、第1の比較機能210x、第2の比較機能210y、および第3の比較機能210zによって生成される三つの出力値(各真理値に対応する信号)の組合せである。第2の組合せは、電力供給器11から出力される第1の電流、第2の電流、および第3の電流の総和に対する第1の電流の第1比率、当該総和に対する第2の電流の第2比率、および当該総和に対する第3の電流の第3比率の組合せである。尚、メモリは、LUTの代替として、比較部(第1の比較部、第2の比較部、および第3の比較部)による比較結果と、複数の傾斜磁場コイルに対応する複数の増幅器各々に供給される電流の、複数の増幅器に供給される電流の総和に対する比率とを対応付ける対応情報を記憶してもよい。 The LUT is a correspondence table that associates the first combination with the second combination. The first combination is a combination of three output values (signals corresponding to each truth value) generated by the first comparison function 210x, the second comparison function 210y, and the third comparison function 210z. The second combination includes a first ratio of the first current to the sum of the first current, the second current, and the third current output from the power supply 11, and a second ratio of the second current to the sum. It is a combination of two ratios and a third ratio of the third current to the sum. Note that, as an alternative to the LUT, the memory includes the comparison result by the comparison unit (the first comparison unit, the second comparison unit, and the third comparison unit), and for each of the plurality of amplifiers corresponding to the plurality of gradient magnetic field coils. Correspondence information may be stored that associates the ratio of the supplied current to the sum of the currents supplied to the plurality of amplifiers.
電力制御回路13は、フィードバック制御機能230により、三つの目標電流(Ilimit_x、Ilimit_y、およびIlimit_z)を用いて、電力供給器11から出力される第1の電流と、第2の電流と、第3の電流に対してフィードバック制御を実行する。フィードバック制御機能230を実行する電力制御回路13は、フィードバック制御部の実現手段の一例である。 The power control circuit 13 uses the feedback control function 230 to use the three target currents (I limit — x , I limit — y and I limit — z ) to generate the first current and the second current output from the power supply 11. , Feedback control is performed on the third current. The power control circuit 13 which executes the feedback control function 230 is an example of an implementation means of the feedback control unit.
フィードバック制御機能230は、第1のPID制御機能231xと、第2のPID制御機能231yと、第3のPID制御機能231zと、第4の比較機能232xと、第5の比較機能232yと、第6の比較機能232zと、第4のPID制御機能233xと、第5のPID制御機能233yと、第6のPID制御機能233zとを有する。 The feedback control function 230 includes a first PID control function 231x, a second PID control function 231y, a third PID control function 231z, a fourth comparison function 232x, a fifth comparison function 232y, and a fifth comparison function 232y. It has the comparison function 232z of 6, the fourth PID control function 233x, the fifth PID control function 233y, and the sixth PID control function 233z.
以下、電力供給器11における、X軸増幅器22xへの出力に関するフィードバック処理(X軸フィードバック処理)、Y軸増幅器22yへの出力に関するフィードバック処理(Y軸フィードバック処理)、およびZ軸増幅器22zへの出力に関するフィードバック処理(Z軸フィードバック処理)について説明する。 Hereinafter, feedback processing on the output to the X-axis amplifier 22x (X-axis feedback processing), feedback processing on the output to the Y-axis amplifier 22y (Y-axis feedback processing), and output to the Z-axis amplifier 22z in the power supply 11 Feedback processing (Z-axis feedback processing) will be described.
(X軸フィードバック処理)
電力制御回路13は、第1のPID制御機能231xにより、X軸計測器12xから第1の電圧(Vout_x)を受け取る。電力制御回路13は、参照電圧と第1の電圧とを用いて、第1の電圧に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13は、フィードバック制御の結果として、第1の補正電流(Iref_x)を生成する。
(X-axis feedback processing)
The power control circuit 13 receives the first voltage (V out — x ) from the X-axis measuring instrument 12 x by the first PID control function 231 x. The power control circuit 13 performs feedback control on the first voltage using the reference voltage and the first voltage. The power control circuit 13 generates a first correction current (I ref — x ) as a result of feedback control.
電力制御回路13は、第4の比較機能232xにより、第1の補正電流と第1の目標電流(Ilimit_x)とを比較することによって、第1の参照電流(iref_x)を生成する。第1の参照電流は、例えば、第1の補正電流が第1の目標電流以下の場合、第1の補正電流(即ち、iref_x=Iref_x)となり、第1の補正電流が第1の目標電流よりも大きい場合、第1の目標電流(即ち、iref_x=Ilimit_x)となる。 The power control circuit 13 generates a first reference current (i ref — x ) by comparing the first correction current with the first target current (I limit — x ) by the fourth comparison function 232 x. The first reference current is, for example, the first correction current (that is, i ref — x = I ref — x ) when the first correction current is less than or equal to the first target current, and the first correction current is the first target If it is larger than the current, the first target current (i.e., i ref — x = I limit — x ) is obtained.
電力制御回路13は、第4のPID制御機能233xにより、X軸計測器12xから第1の電流(Iout_x)を受け取る。電力制御回路13は、第1の参照電流と第1の電流とを用いて、第1の電流に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13は、フィードバック制御の結果として、フルブリッジ回路を制御するための第1の補正量を生成する。第1の補正量は、例えば、X軸増幅器22xに電力を供給するためのフルブリッジ回路における複数のスイッチング素子各々への駆動信号である。 The power control circuit 13 receives the first current (I out — x ) from the X-axis measuring instrument 12 x by the fourth PID control function 233 x. The power control circuit 13 performs feedback control on the first current using the first reference current and the first current. The power control circuit 13 generates a first correction amount for controlling the full bridge circuit as a result of feedback control. The first correction amount is, for example, a drive signal to each of the plurality of switching elements in the full bridge circuit for supplying power to the X-axis amplifier 22x.
(Y軸フィードバック処理)
電力制御回路13は、第2のPID制御機能231yとして、Y軸計測器12yから第2の電圧(Vout_y)を受け取る。電力制御回路13は、参照電圧と第2の電圧とを用いて、第2の電圧に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13は、フィードバック制御の結果として、第2の補正電流(Iref_y)を生成する。
(Y-axis feedback processing)
The power control circuit 13 receives a second voltage (V out — y ) from the Y-axis measuring instrument 12 y as a second PID control function 231 y. The power control circuit 13 performs feedback control on the second voltage using the reference voltage and the second voltage. The power control circuit 13 generates a second correction current (I ref — y ) as a result of feedback control.
電力制御回路13は、第5の比較機能232yとして、第2の補正電流と第2の目標電流(Ilimit_y)とを比較することによって、第2の参照電流(iref_y)を生成する。第2の参照電流は、例えば、第2の補正電流が第2の目標電流以下の場合、第2の補正電流(即ち、iref_y=Iref_y)となり、第2の補正電流が第2の目標電流よりも大きい場合、第2の目標電流(即ち、iref_y=Ilimit_y)となる。 The power control circuit 13 generates a second reference current (i ref — y ) by comparing the second correction current with the second target current (I limit — y ) as the fifth comparison function 232 y. The second reference current is, for example, the second correction current (ie, i ref — y = I ref — y ) when the second correction current is less than or equal to the second target current, and the second correction current is the second target If it is larger than the current, the second target current (i.e., i ref — y = I limit — y ) is obtained.
電力制御回路13は、第5のPID制御機能233yにより、Y軸計測器12yから第2の電流(Iout_y)を受け取る。電力制御回路13は、第2の参照電流と第2の電流とを用いて、第2の電流に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13は、フィードバック制御の結果として、フルブリッジ回路を制御するための第2の補正量を生成する。第2の補正量は、例えば、Y軸増幅器22yに電力を供給するためのフルブリッジ回路における複数のスイッチング素子各々への駆動信号である。 The power control circuit 13 receives the second current (I out — y ) from the Y-axis measuring instrument 12 y by the fifth PID control function 233 y. The power control circuit 13 performs feedback control on the second current using the second reference current and the second current. The power control circuit 13 generates a second correction amount for controlling the full bridge circuit as a result of feedback control. The second correction amount is, for example, a drive signal to each of the plurality of switching elements in the full bridge circuit for supplying power to the Y-axis amplifier 22y.
(Z軸フィードバック処理)
電力制御回路13は、第3のPID制御機能231zとして、Z軸計測器12zから第3の電圧(Vout_z)を受け取る。電力制御回路13は、参照電圧と第3の電圧とを用いて、第3の電圧に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13は、フィードバック制御の結果として、第3の補正電流(Iref_z)を生成する。
(Z-axis feedback processing)
The power control circuit 13 receives the third voltage (V out — z ) from the Z-axis measuring instrument 12 z as the third PID control function 231 z. The power control circuit 13 performs feedback control on the third voltage using the reference voltage and the third voltage. The power control circuit 13 generates a third correction current (I ref — z ) as a result of feedback control.
電力制御回路13は、第6の比較機能232zとして、第3の補正電流と第3の目標電流(Ilimit_z)とを比較することによって、第3の参照電流(iref_z)を生成する。第3の参照電流は、例えば、第3の補正電流が第3の目標電流以下の場合、第3の補正電流(即ち、iref_z=Iref_z)となり、第3の補正電流が第3の目標電流よりも大きい場合、第3の目標電流(即ち、iref_z=Ilimit_z)となる。 The power control circuit 13 generates a third reference current (i ref — z ) by comparing the third correction current with the third target current (I limit — z ) as the sixth comparison function 232 z. The third reference current is, for example, the third correction current (that is, i ref — z = I ref — z ) when the third correction current is less than or equal to the third target current, and the third correction current is the third target If it is larger than the current, the third target current (i.e., i ref — z = I limit — z ) is obtained.
電力制御回路13は、第6のPID制御機能233zにより、Z軸計測器12zから第3の電流(Iout_z)を受け取る。電力制御回路13は、第3の参照電流と第3の電流とを用いて、第3の電流に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13は、フィードバック制御の結果として、フルブリッジ回路を制御するための第3の補正量を生成する。第3の補正量は、例えば、Z軸増幅器22zに電力を供給するためのフルブリッジ回路における複数のスイッチング素子各々への駆動信号である。 The power control circuit 13 receives the third current (I out — z ) from the Z-axis measuring instrument 12 z by the sixth PID control function 233 z. The power control circuit 13 performs feedback control on the third current using the third reference current and the third current. The power control circuit 13 generates a third correction amount for controlling the full bridge circuit as a result of feedback control. The third correction amount is, for example, a drive signal to each of the plurality of switching elements in the full bridge circuit for supplying power to the Z-axis amplifier 22z.
電力供給器11は、PWM制御回路により、第1の補正量を用いて、X軸増幅器22xに対応するフルブリッジ回路を制御する。また、電力供給器11は、PWM制御回路により、第2の補正量を用いて、Y軸増幅器22yに対応するフルブリッジ回路を制御する。さらに、電力供給器11は、PWM制御回路により、第3の補正量を用いて、Z軸増幅器22zに対応するフルブリッジ回路を制御する。電力供給器11は、上記のそれぞれの制御により、X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zへそれぞれ電流を供給する。 The power supply 11 controls the full bridge circuit corresponding to the X-axis amplifier 22x by using the first correction amount by the PWM control circuit. Further, the power supply device 11 controls the full bridge circuit corresponding to the Y-axis amplifier 22y by using the second correction amount by the PWM control circuit. Furthermore, the power supply device 11 controls the full bridge circuit corresponding to the Z-axis amplifier 22z using the third correction amount by the PWM control circuit. The power supply 11 supplies current to the X-axis amplifier 22x, the Y-axis amplifier 22y, and the Z-axis amplifier 22z, respectively, under the control described above.
図5は、第1の実施形態における電力制御回路にて実行される処理を示すフローチャートである。以下、電力制御回路13による電流比率制御機能の処理について説明する。 FIG. 5 is a flowchart showing processing executed by the power control circuit in the first embodiment. Hereinafter, processing of the current ratio control function by the power control circuit 13 will be described.
始めに、磁気共鳴イメージング装置100は、システム制御機能129aにより、操作者から入力される撮像条件に基づいて、撮像プロトコルを記憶装置127から読み出す。磁気共鳴イメージング装置100は、撮像プロトコルを撮像制御回路121に送信し、被検体Pに対する撮像を制御する。この時、傾斜磁場電源105の電力制御回路13は、被検体Pに対する撮像の開始と同時に、ステップS501の動作を開始する。 First, the magnetic resonance imaging apparatus 100 reads an imaging protocol from the storage device 127 based on an imaging condition input from the operator by the system control function 129a. The magnetic resonance imaging apparatus 100 transmits an imaging protocol to the imaging control circuit 121 and controls imaging of the subject P. At this time, the power control circuit 13 of the gradient magnetic field power source 105 starts the operation of step S501 simultaneously with the start of imaging of the subject P.
(ステップS501)
電力制御回路13は、X軸計測器12xから第1の電圧(Vout_x)の値を取得し、Y軸計測器12yから第2の電圧(Vout_y)の値を取得し、Z軸計測器12zから第3の電圧(Vout_z)の値を取得する。
(Step S501)
The power control circuit 13 acquires the value of the first voltage (V out _ x ) from the X-axis measuring instrument 12 x, and acquires the value of the second voltage (V out _ y ) from the Y-axis measuring instrument 12 y. Obtain the value of the third voltage (V out — z ) from 12z .
(ステップS502)
電力制御回路13は、第1の比較結果(Vx)に値が入力されているか否かを判定する(Vx=null?)。Vxに値が入力されていない場合、処理はステップS503へ進む。また、Vxに値が入力されている場合、処理はステップS507へ進む。
(Step S502)
The power control circuit 13 determines whether or not a value is inputted to the first comparison result (V x ) (V x = null?). If no value is input to V x , the process proceeds to step S 503. If a value is input to V x , the process proceeds to step S507.
(ステップS503)
電力制御回路13は、変数jにxを代入し、処理はステップS504へ進む。この代入により、以降のステップS504〜S506の間、電力制御回路13は、Vout_j=Vout_xおよびVj=Vxとして処理を行う。
(Step S503)
The power control circuit 13 substitutes x into the variable j, and the process proceeds to step S504. This assignment, during the subsequent step S504~S506, the power control circuit 13 performs processing as V out_j = V out_x and V j = V x.
(ステップS504)
電力制御回路13は、第1の比較機能210xにより、第1の電圧(Vout_x)が閾値電圧(Vth)以上か否かを判定する。第1の電圧が閾値電圧以上の場合、処理はステップS505へ進む。また、第1の電圧が閾値電圧未満の場合、処理はステップS506へ進む。
(Step S504)
The power control circuit 13 determines whether the first voltage (V out — x ) is equal to or higher than the threshold voltage (V th ) by the first comparison function 210 x. If the first voltage is equal to or higher than the threshold voltage, the process proceeds to step S505. If the first voltage is less than the threshold voltage, the process proceeds to step S506.
変数jにyが代入されている場合、電力制御回路13は、第2の比較機能210yにより、第2の電圧(Vout_y)が閾値電圧(Vth)以上か否かを判定する。第2の電圧が閾値電圧以上の場合、処理はステップS505へ進む。また、第2の電圧が閾値電圧未満の場合、処理はステップS506へ進む。 When y is substituted for the variable j, the power control circuit 13 determines whether the second voltage (V out — y ) is equal to or higher than the threshold voltage (V th ) by the second comparison function 210 y. If the second voltage is equal to or higher than the threshold voltage, the process proceeds to step S505. If the second voltage is less than the threshold voltage, the process proceeds to step S506.
変数jにzが代入されている場合、電力制御回路13は、第3の比較機能210zにより、第3の電圧(Vout_z)が閾値電圧(Vth)以上か否かを判定する。第3の電圧が閾値電圧以上の場合、処理はステップS505へ進む。また、第3の電圧が閾値電圧未満の場合、処理はステップS506へ進む。 When z is substituted for the variable j, the power control circuit 13 determines whether or not the third voltage (V out — z ) is equal to or higher than the threshold voltage (V th ) by the third comparison function 210 z. If the third voltage is equal to or higher than the threshold voltage, the process proceeds to step S505. If the third voltage is less than the threshold voltage, the process proceeds to step S506.
(ステップS505)
第1の電圧が閾値電圧以上であるため、電力制御回路13は、第1の比較結果(Vx)を「1」として生成する。
(Step S505)
Since the first voltage is equal to or higher than the threshold voltage, the power control circuit 13 generates the first comparison result (V x ) as “1”.
変数jにyが代入されている場合、第2の電圧が閾値電圧以上であるため、電力制御回路13は、第2の比較結果(Vy)を「1」として生成する。 When y is substituted for the variable j, the second voltage is equal to or higher than the threshold voltage, and the power control circuit 13 generates the second comparison result (V y ) as “1”.
変数jにzが代入されている場合、第3の電圧が閾値電圧以上であるため、電力制御回路13は、第3の比較結果(Vz)を「1」として生成する。ステップS505の後、処理はステップS502に戻る。 When z is substituted into the variable j, the third voltage is equal to or higher than the threshold voltage, and the power control circuit 13 generates the third comparison result (V z ) as “1”. After step S505, the process returns to step S502.
(ステップS506)
第1の電圧が閾値電圧未満であるため、電力制御回路13は、第1の比較結果(Vx)を「0」として生成する。
(Step S506)
Since the first voltage is less than the threshold voltage, the power control circuit 13 generates the first comparison result (V x ) as “0”.
変数jにyが代入されている場合、第2の電圧が閾値電圧未満であるため、電力制御回路13は、第2の比較結果(Vy)を「0」として生成する。 When y is substituted for the variable j, the second voltage is less than the threshold voltage, and the power control circuit 13 generates the second comparison result (V y ) as “0”.
変数jにzが代入されている場合、第3の電圧が閾値電圧未満であるため、電力制御回路13は、第3の比較結果(Vz)を「0」として生成する。ステップS506の後、処理はステップS502に戻る。 When z is substituted into the variable j, the power control circuit 13 generates the third comparison result (V z ) as “0” because the third voltage is less than the threshold voltage. After step S506, the process returns to step S502.
(ステップS507)
電力制御回路13は、第2の比較結果(Vy)に値が入力されているか否かを判定する(Vy=null?)。Vyに値が入力されていない場合、処理はステップS508へ進む。また、Vyに値が入力されている場合、処理はステップS509へ進む。
(Step S507)
The power control circuit 13 determines whether a value is input to the second comparison result (V y ) (V y = null?). If a value is not input to V y , the process proceeds to step S508. If a value is input to V y , the process proceeds to step S509.
(ステップS508)
電力制御回路13は、変数jにyを代入し、処理はステップS504へ進む。この代入により、以降のステップS504〜S506の間、電力制御回路13は、Vout_j=Vout_y、Vj=Vyとして処理を行う。
(Step S508)
The power control circuit 13 substitutes y for the variable j, and the process proceeds to step S504. This assignment, during the subsequent step S504~S506, the power control circuit 13, V out_j = V out_y, the process as V j = V y performed.
(ステップS509)
電力制御回路13は、第3の比較結果(Vz)に値が入力されているか否かを判定する(Vz=null?)。Vzに値が入力されていない場合、処理はステップS510へ進む。また、Vzに値が入力されている場合、処理はステップS511へ進む。
(Step S509)
The power control circuit 13 determines whether a value is input to the third comparison result (V z ) (V z = null?). If no value is input to V z , the process proceeds to step S510. If a value is input to Vz, the process proceeds to step S511.
(ステップS510)
電力制御回路13は、変数jにzを代入し、処理はステップS504へ進む。この代入により、以降のステップS504〜S506の間、電力制御回路13は、Vout_j=Vout_z、Vj=Vzとして処理を行う。
(Step S510)
The power control circuit 13 substitutes z into the variable j, and the process proceeds to step S504. This assignment, during the subsequent step S504~S506, the power control circuit 13, V out_j = V out_z, the process as V j = V z performed.
(ステップS511)
電力制御回路13は、決定機能220により、第1の比較結果(Vx)、第2の比較結果(Vy)、および第3の比較結果(Vz)の第1の組合せに対応する出力モード(Ilimit_x、Ilimit_yおよびIlimit_z)をLUTから読み出す。
(Step S511)
The power control circuit 13 outputs an output corresponding to the first combination of the first comparison result (V x ), the second comparison result (V y ), and the third comparison result (V z ) by the determination function 220. Read the mode (I limit — x , I limit — y and I limit — z ) from the LUT.
ステップS511の後、第1の比較結果(Vx)、第2の比較結果(Vy)、および第3の比較結果(Vz)の値はリセットされ、処理は終了する。「第1の比較結果の値がリセットされる」は、「Vx=null」に相当し、「第2の比較結果の値がリセットされる」は、「Vy=null」に相当し、「第3の比較結果の値がリセットされる」は、「Vz=null」に相当する。尚、以上の処理は、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zのいずれもが充電完了モードになるまで、繰り返し実行される。 After step S511, the values of the first comparison result (V x ), the second comparison result (V y ), and the third comparison result (V z ) are reset, and the process ends. "The value of the first comparison result is reset" corresponds to "V x = null", and "the value of the second comparison result is reset" corresponds to "V y = null", “The value of the third comparison result is reset” corresponds to “V z = null”. The above processing is repeatedly performed until all of the X-axis capacitor bank 21x, the Y-axis capacitor bank 21y, and the Z-axis capacitor bank 21z are in the charge completion mode.
なお、ステップS502からステップS510までの処理は、並列処理されてもよい。また、ステップS511は、第1の比較結果(Vx)、第2の比較結果(Vy)、および第3の比較結果(Vz)の第1の組合せが全て揃った時点で決定機能220による処理が行われる。 The processes from step S502 to step S510 may be performed in parallel. Step S511 is a decision function 220 when all the first combinations of the first comparison result (V x ), the second comparison result (V y ), and the third comparison result (V z ) are complete. Processing is performed.
図6は、第1の実施形態におけるLUTを示す図である。例えば、図6に示すように、第1の実施形態に係るLUT600は、Vx、Vy、およびVzの第1の組合せと、Ilimit_x、Ilimit_y、およびIlimit_zの第2の組合せとが対応付けられている。第1の組合せは、第1の比較機能210x、第2の比較機能210y、および第3の比較機能210zによりそれぞれ生成される三つの出力値(各真理値に対応する信号)である。第2の組合せは、電力供給器11から出力される第1の電流、第2の電流、および第3の電流の総和(総電流量)に対する第1の電流の第1比率、送電流量に対する第2の電流の第2比率、および送電流量に対する第3の電流の第3比率をそれぞれ整数の百分率(%)で表している。 FIG. 6 is a diagram showing a LUT in the first embodiment. For example, as shown in FIG. 6, the LUT 600 according to the first embodiment includes a first combination of V x , V y and V z , and a second combination of I limit — x , I limit — y and I limit — z . Are associated. The first combination is three output values (signals corresponding to the truth values) generated by the first comparison function 210x, the second comparison function 210y, and the third comparison function 210z. The second combination is the first ratio of the first current to the sum (total current amount) of the first current, the second current, and the third current output from the power supply 11, and the first to the transmission flow rate. The second ratio of the current of 2 and the third ratio of the third current to the transmission flow rate are each represented by an integer percentage (%).
組合せ601は、(Vx,Vy,Vz)=(1,1,1)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zが全て充電完了モードであることを意味する。組合せ601に対応する組合せ602は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(33,33,33)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zに対してそれぞれ略等しい電流量を割り振ることを意味する。 Since the combination 601 is (V x , V y , V z ) = (1, 1, 1), the X axis capacitor bank 21 x, the Y axis capacitor bank 21 y, and the Z axis capacitor bank 21 z are all in the charge completion mode. It means that there is. Since the combination 602 corresponding to the combination 601 is (I limit — x , I limit — y , I limit — z ) = (33, 33 , 33 ), the X axis capacitor bank 21 x, the Y axis capacitor bank 21 y, and the Z axis capacitor bank 21 z It means that current amounts substantially equal to each other are allocated.
組合せ603は、(Vx,Vy,Vz)=(1,1,0)であるため、X軸キャパシタバンク21xおよびY軸キャパシタバンク21yが充電完了モードであることを意味し、Z軸キャパシタバンク21zが充電要求モードであることを意味する。組合せ603に対応する組合せ604は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(4,4,92)であり、Z軸キャパシタバンク21zに対して優先的に電流量を割り振ることを意味する。 Since the combination 603 is (V x , V y , V z ) = (1, 1, 0), this means that the X axis capacitor bank 21 x and the Y axis capacitor bank 21 y are in the charge completion mode, and the Z axis This means that the capacitor bank 21z is in the charge request mode. The combination 604 corresponding to the combination 603 is (I limit — x , I limit — y , I limit — z ) = (4, 4, 92), which means that the current amount is preferentially allocated to the Z-axis capacitor bank 21 z.
組合せ605は、(Vx,Vy,Vz)=(1,0,1)であるため、X軸キャパシタバンク21xおよびZ軸キャパシタバンク21zが充電完了モードであることを意味し、Y軸キャパシタバンク21yが充電要求モードであることを意味する。組合せ605に対応する組合せ606は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(4,92,4)であり、Y軸キャパシタバンク21yに対して優先的に電流量を割り振ることを意味する。 The combination 605 is (V x , V y , V z ) = (1, 0, 1), which means that the X axis capacitor bank 21 x and the Z axis capacitor bank 21 z are in the charge completion mode, and the Y axis is This means that the capacitor bank 21y is in the charge request mode. The combination 606 corresponding to the combination 605 is (I limit — x , I limit — y , I limit — z ) = (4, 92, 4), which means that the current amount is preferentially allocated to the Y-axis capacitor bank 21 y.
組合せ607は、(Vx,Vy,Vz)=(1,0,0)であるため、X軸キャパシタバンク21xが充電完了モードであることを意味し、Y軸キャパシタバンク21yおよびZ軸キャパシタバンク21zが充電要求モードであることを意味する。組合せ607に対応する組合せ608は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(4,48,48)であり、Y軸キャパシタバンク21yおよびZ軸キャパシタバンク21zに対して優先的に電流量を割り振ることを意味する。 The combination 607 is (V x , V y , V z ) = (1, 0, 0), which means that the X axis capacitor bank 21 x is in the charge completion mode, and the Y axis capacitor bank 21 y and the Z axis This means that the capacitor bank 21z is in the charge request mode. The combination 608 corresponding to the combination 607 is (I limit — x , I limit — y , I limit — z ) = (4, 48, 48), and the current amount is preferentially given to the Y axis capacitor bank 21 y and the Z axis capacitor bank 21 z. It means to allocate.
組合せ609は、(Vx,Vy,Vz)=(0,0,0)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zが全て充電要求モードであることを意味する。組合せ609に対応する組合せ610は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(33,33,33)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zに対してそれぞれ略等しい電流量を割り振ることを意味する。 Since the combination 609 is (V x , V y , V z ) = (0, 0, 0), the X axis capacitor bank 21 x, the Y axis capacitor bank 21 y, and the Z axis capacitor bank 21 z are all in the charge request mode. It means that there is. Since the combination 610 corresponding to the combination 609 is (I limit — x , I limit — y , I limit — z ) = (33, 33 , 33 ), the X axis capacitor bank 21 x, the Y axis capacitor bank 21 y, and the Z axis capacitor bank 21 z It means that current amounts substantially equal to each other are allocated.
以上説明したように、第1の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100は、電力の供給を受けて複数軸の傾斜磁場を生成する複数の傾斜磁場コイルと、電力を供給する傾斜磁場電源とを備える。傾斜磁場電源は、複数の傾斜磁場コイルにそれぞれ接続される複数の増幅器と、複数の増幅器に電流を供給する電力供給器と、複数の増幅器に印加される電圧を計測する計測器と、電圧に基づいて、電力供給器から増幅器に供給される電流を制御する電力制御回路とを有する。電力制御回路は、複数の増幅器に印加される電圧と閾値電圧とを比較する比較部と、比較部による比較結果と、複数の傾斜磁場コイルに対応する複数の増幅器各々に供給される電流の、複数の増幅器に供給される電流の総和に対する比率とを対応付ける対応情報を有するメモリとを備える。これにより、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力供給器からの出力電流の割り振りを、ソフトウェアを用いて制御することができる。また、ソフトウェアを用いて制御することができるため、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力供給器からの出力電流の割り振りを効率よく制御することができる。 As described above, the magnetic resonance imaging apparatus 100 according to the first embodiment includes a plurality of gradient magnetic field coils that receive power supply to generate gradient magnetic fields of multiple axes, and a gradient magnetic field power supply that supplies power. Prepare. The gradient magnetic field power supply includes a plurality of amplifiers respectively connected to the plurality of gradient magnetic field coils, a power supply supplying current to the plurality of amplifiers, a measuring instrument measuring the voltage applied to the plurality of amplifiers, and a voltage And a power control circuit for controlling the current supplied from the power supply to the amplifier. The power control circuit compares a voltage applied to the plurality of amplifiers with a threshold voltage, a comparison result by the comparison unit, and current supplied to each of the plurality of amplifiers corresponding to the plurality of gradient magnetic field coils. And a memory having corresponding information for correlating the ratio to the sum of currents supplied to the plurality of amplifiers. Thus, the magnetic resonance imaging apparatus 100 can control the allocation of the output current from the power supply using software. Further, since control can be performed using software, the present magnetic resonance imaging apparatus 100 can efficiently control the allocation of the output current from the power supply.
また、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100は、X軸傾斜磁場コイルと、Y軸傾斜磁場コイルと、Z軸傾斜磁場コイルと、傾斜磁場電源とを備える。傾斜磁場電源は、電力供給器と、計測器と、電力制御回路とを有する。電力供給器は、X軸傾斜磁場コイルと、Y軸傾斜磁場コイルと、Z軸傾斜磁場コイルとにそれぞれ接続された三つの増幅器へ、第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とをそれぞれ供給する。計測器は、第1の電流に対応する第1の電圧と、第2の電流に対応する第2の電圧と、第3の電流に対応する第3の電圧とをそれぞれ計測する。電力制御回路は、第1の電圧と、第2の電圧と、第3の電圧とを用いて、第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とを制御する。電力制御回路は、第1の比較部と、第2の比較部と、第3の比較部と、メモリと、決定部とを有する。第1の比較部は、第1の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第1の比較結果を生成する。第2の比較部は、第2の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第2の比較結果を生成する。第3の比較部は、第3の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第3の比較結果を生成する。メモリは、第1の比較部、第2の比較部、および第3の比較部によりそれぞれ生成される三つの比較結果の第1の組合せと、第1の電流、第2の電流、および第3の電流の総和に対する第1の電流の第1比率、総和に対する第2の電流の第2比率、および総和に対する第3の電流の第3比率の第2の組合せとを対応付けたルックアップテーブルを記憶する。決定部は、第1の比較結果、第2の比較結果、および第3の比較結果の組合せとルックアップテーブルとに基づいて第2の組合せを決定する。電力制御回路は、決定された第2の組合せに従って、電力供給器を制御する。これにより、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力供給器からの出力電流の割り振りを、ソフトウェアを用いて制御することができる。 Further, the magnetic resonance imaging apparatus 100 according to the present embodiment includes an X-axis gradient magnetic field coil, a Y-axis gradient magnetic field coil, a Z-axis gradient magnetic field coil, and a gradient magnetic field power supply. The gradient magnetic field power supply has a power supply, a measuring instrument, and a power control circuit. The power supply includes three amplifiers connected respectively to the X-axis gradient coil, the Y-axis gradient coil, and the Z-axis gradient coil, the first current, the second current, and the third current. Supply current and respectively. The measuring device measures a first voltage corresponding to the first current, a second voltage corresponding to the second current, and a third voltage corresponding to the third current. The power control circuit controls the first current, the second current, and the third current using the first voltage, the second voltage, and the third voltage. The power control circuit includes a first comparison unit, a second comparison unit, a third comparison unit, a memory, and a determination unit. The first comparing unit generates a first comparison result by comparing the first voltage with the threshold voltage. The second comparing unit generates a second comparison result by comparing the second voltage with the threshold voltage. The third comparing unit generates a third comparison result by comparing the third voltage with the threshold voltage. The memory includes a first combination of three comparison results generated by the first comparison unit, the second comparison unit, and the third comparison unit, a first current, a second current, and a third, respectively. A look-up table in which the first ratio of the first current to the sum of the currents, the second ratio of the second current to the sum, and the second combination of the third ratio of the third current to the sum are associated Remember. The determination unit determines a second combination based on the combination of the first comparison result, the second comparison result, and the third comparison result, and the lookup table. The power control circuit controls the power supply according to the determined second combination. Thus, the magnetic resonance imaging apparatus 100 can control the allocation of the output current from the power supply using software.
また、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力制御回路において、決定された第2の組合せを用いて、第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とに対してフィードバック制御を実行するフィードバック制御部をさらに有する。これにより、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力供給器からの出力電流の割り振りを、ソフトウェアを用いて制御することができる。 In addition, the magnetic resonance imaging apparatus 100 performs feedback control on the first current, the second current, and the third current using the determined second combination in the power control circuit. And a feedback control unit. Thus, the magnetic resonance imaging apparatus 100 can control the allocation of the output current from the power supply using software.
(第2の実施形態)
第1の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、電力制御回路13によって、電力供給器からの出力電圧に基づいて、特定のチャネルに対応する増幅器に、優先的に電力を供給していた。他方、第2の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、電力制御回路13’によって、上記出力電圧の時間変化を表す電圧勾配に基づいて、特定のチャネルに対応する増幅器に、優先的に電力を供給する。尚、第2の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、電力制御回路13’以外の構成について、第1の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置と同様であるため、同じ構成については説明を省略する。
Second Embodiment
In the magnetic resonance imaging apparatus according to the first embodiment, the power control circuit 13 preferentially supplies power to an amplifier corresponding to a specific channel based on the output voltage from the power supply. On the other hand, in the magnetic resonance imaging apparatus according to the second embodiment, the power control circuit 13 ′ preferentially gives power to the amplifier corresponding to a specific channel based on the voltage gradient representing the time change of the output voltage. Supply. The magnetic resonance imaging apparatus according to the second embodiment is the same as the magnetic resonance imaging apparatus according to the first embodiment in the configuration other than the power control circuit 13 ′, and thus the description of the same configuration is omitted. .
電力制御回路13’は、ハードウェア資源として、図示していないプロセッサ、ROMやRAMなどのメモリなどを有し、電力供給器11を制御する。電力制御回路13’は、X軸計測器12x、Y軸計測器12y、およびZ軸計測器12zから、計測された電流および電圧の値を受け取る。電力制御回路13’は、電流比率制御機能により、計測器12によって計測された第1の電圧と、第2の電圧と、第3の電圧とを用いて、X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zへ供給される第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とを制御する。尚、電力制御回路13’は、様々なデータを受け取ることから、「取得部」と呼称されてもよい。 The power control circuit 13 ′ has a processor (not shown), a memory such as a ROM or a RAM, and the like as hardware resources, and controls the power supply unit 11. The power control circuit 13 'receives the values of the measured current and voltage from the X-axis meter 12x, the Y-axis meter 12y, and the Z-axis meter 12z. The power control circuit 13 ′ uses the current ratio control function to use the first voltage, the second voltage, and the third voltage measured by the measuring instrument 12 to generate the X axis amplifier 22 x and the Y axis amplifier 22 y. , And the first current supplied to the Z-axis amplifier 22z, the second current, and the third current are controlled. The power control circuit 13 'may be called an "acquisition unit" because it receives various data.
図7は、第2の実施形態における電力制御回路13’に関連するソフトウェア構成を示す図である。例えば、図7に示すように、第2の実施形態における電力制御回路13’は、電流比率制御機能を実現するために、第1の電圧比較機能710xと、第2の電圧比較機能710yと、第3の電圧比較機能710zと、第1の低域通過フィルタ(Low Pass Filter:LPF)機能720xと、第2のLPF機能720yと、第3のLPF機能720zと、第1の微分機能730xと、第2の微分機能730yと、第3の微分機能730zと、第1の勾配比較機能740xと、第2の勾配比較機能740yと、第3の勾配比較機能740zと、決定機能750と、電流設定機能760と、フィードバック制御機能770とを有する。 FIG. 7 is a diagram showing a software configuration associated with the power control circuit 13 'in the second embodiment. For example, as shown in FIG. 7, the power control circuit 13 ′ in the second embodiment includes a first voltage comparison function 710x and a second voltage comparison function 710y in order to realize the current ratio control function. A third voltage comparison function 710z, a first low pass filter (LPF) function 720x, a second LPF function 720y, a third LPF function 720z, and a first differential function 730x , Second differential function 730y, third differential function 730z, first gradient comparison function 740x, second gradient comparison function 740y, third gradient comparison function 740z, determination function 750, current It has a setting function 760 and a feedback control function 770.
電力制御回路13’のメモリは、比較機能により生成された値と電流比率とを対応付けたルックアップテーブル(Look Up Table:LUT)、閾値勾配値(dVth)、閾値電圧(Vth)、上限電圧(Vlimit)、および参照電圧(Vref)などを記憶する。閾値勾配値は、傾きが存在するか否かを決定するために用いられ、例えばゼロよりも小さい値に設定される。閾値電圧は、リプルノイズを考慮し、参照電圧よりも低く設定される。上限電圧は、リプルノイズを考慮し、参照電圧よりも高く設定される。LUTについては後ほど詳述する。 The memory of the power control circuit 13 ′ is a look-up table (LUT) in which values generated by the comparison function are associated with the current ratio, threshold slope value (dV th ), threshold voltage (V th ), The upper limit voltage (V limit ) and the reference voltage (V ref ) are stored. The threshold slope value is used to determine whether a slope exists, and is set to a value smaller than zero, for example. The threshold voltage is set lower than the reference voltage in consideration of ripple noise. The upper limit voltage is set higher than the reference voltage in consideration of ripple noise. The LUT will be described in detail later.
第1の電圧比較機能710x、第2の電圧比較機能710y、第3の電圧比較機能710z、第1のLPF機能720xと、第2のLPF機能720yと、第3のLPF機能720zと、第1の微分機能730xと、第2の微分機能730yと、第3の微分機能730zと、第1の勾配比較機能740xと、第2の勾配比較機能740yと、第3の勾配比較機能740zと、決定機能750と、電流設定機能760、およびフィードバック制御機能770にて行われる各種機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で電力制御回路13’におけるメモリ(或いは記憶装置127)に記憶されている。電力制御回路13’は、これら各種機能に対応するプログラムをメモリから読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の電力制御回路13’は、図7の電力制御回路13’内に示された複数の機能などを有することになる。 The first voltage comparison function 710x, the second voltage comparison function 710y, the third voltage comparison function 710z, the first LPF function 720x, the second LPF function 720y, the third LPF function 720z, and the first Of the first differential function 730x, the second differential function 730y, the third differential function 730z, the first gradient comparison function 740x, the second gradient comparison function 740y, the third gradient comparison function 740z, and The various functions performed by the function 750, the current setting function 760, and the feedback control function 770 are stored in the memory (or storage device 127) of the power control circuit 13 'in the form of a program executable by a computer. The power control circuit 13 ′ is a processor that realizes the functions corresponding to the respective programs by reading the programs corresponding to the various functions from the memory and executing them. In other words, the power control circuit 13 'in the state of reading out each program has a plurality of functions and the like shown in the power control circuit 13' of FIG.
なお、図7においては単一の電力制御回路13’にてこれら各種機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて電力制御回路13’を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、1つの処理回路が各プログラムを実行する場合であってもよいし、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。 Although FIG. 7 is described on the assumption that these various functions are realized by a single power control circuit 13 ', a plurality of independent processors are combined to form a power control circuit 13', and each processor is programmed. The function may be realized by executing. In other words, each function described above may be configured as a program, and one processing circuit may execute each program, or a specific function may be implemented in a dedicated independent program execution circuit. May be
電力制御回路13’は、第1の電圧比較機能710xにより、X軸計測器12xから第1の電圧(Vout_x)を受け取る。電力制御回路13’は、第1の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第1の電圧比較結果(Vx)を生成する。第1の電圧比較結果は、例えば、第1の電圧が閾値電圧以上の場合、真理値が1(Vx=1)に対応する信号であり、第1の電圧が閾値電圧未満の場合、真理値が0(Vx=0)に対応する信号である。尚、「第1の電圧が閾値電圧以上」は、「X軸キャパシタバンク21xの充電が完了している状態(充電完了モード)」に相当し、「第1の電圧が閾値電圧未満」は、「X軸キャパシタバンク21xの充電を必要としている状態(充電要求モード)」に相当する。第1の電圧比較機能710xを実行する電力制御回路13’は、第1の比較部の実現手段の一例である。 The power control circuit 13 ′ receives the first voltage (V out — x ) from the X-axis measuring instrument 12 x by the first voltage comparison function 710 x. The power control circuit 13 'generates a first voltage comparison result (V x ) by comparing the first voltage with the threshold voltage. The first voltage comparison result is, for example, a signal whose truth value corresponds to 1 (V x = 1) when the first voltage is equal to or higher than the threshold voltage, and is true when the first voltage is lower than the threshold voltage. It is a signal corresponding to a value of 0 (V x = 0). Note that “the first voltage is equal to or higher than the threshold voltage” corresponds to “a state where charging of the X-axis capacitor bank 21x is completed (charging completion mode)”, and “first voltage is lower than the threshold voltage” is This corresponds to "a state in which charging of the X-axis capacitor bank 21x is required (charging request mode)". The power control circuit 13 ′ that executes the first voltage comparison function 710x is an example of an implementation means of the first comparison unit.
電力制御回路13’は、第2の電圧比較機能710yにより、Y軸計測器12yから第2の電圧(Vout_y)を受け取る。電力制御回路13’は、第2の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第2の電圧比較結果(Vy)を生成する。第2の電圧比較結果は、例えば、第2の電圧が閾値電圧以上の場合、真理値が1(Vy=1)に対応する信号であり、第2の電圧が閾値電圧未満の場合、真理値が0(Vy=0)に対応する信号である。尚、「第2の電圧が閾値電圧以上」は、「Y軸キャパシタバンク21yの充電が完了している状態(充電完了モード)」に相当し、「第2の電圧が閾値電圧未満」は、「Y軸キャパシタバンク21yの充電を必要としている状態(充電要求モード)」に相当する。第2の電圧比較機能710yを実行する電力制御回路13’は、第2の比較部の実現手段の一例である。 The power control circuit 13 ′ receives the second voltage (V out — y ) from the Y-axis measuring instrument 12 y by the second voltage comparison function 710 y. The power control circuit 13 'generates a second voltage comparison result (V y ) by comparing the second voltage with the threshold voltage. The second voltage comparison result is, for example, a signal whose truth value corresponds to 1 (V y = 1) when the second voltage is equal to or higher than the threshold voltage, and when the second voltage is less than the threshold voltage. It is a signal corresponding to a value of 0 (V y = 0). Note that "the second voltage is equal to or higher than the threshold voltage" corresponds to "the state where the charging of the Y-axis capacitor bank 21y is completed (charging completion mode)", and "the second voltage is lower than the threshold voltage" This corresponds to "a state in which charging of the Y-axis capacitor bank 21y is required (charging request mode)". The power control circuit 13 'that executes the second voltage comparison function 710y is an example of an implementation means of the second comparison unit.
電力制御回路13’は、第3の電圧比較機能710zにより、Z軸計測器12zから第3の電圧(Vout_z)を受け取る。電力制御回路13’は、第3の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第3の電圧比較結果(Vz)を生成する。第3の電圧比較結果は、例えば、第3の電圧が閾値電圧以上の場合、真理値が1(Vz=1)に対応する信号であり、第3の電圧が閾値電圧未満の場合、真理値が0(Vz=0)に対応する信号である。尚、「第3の電圧が閾値電圧以上」は、「Z軸キャパシタバンク21zの充電が完了している状態(充電完了モード)」に相当し、「第3の電圧が閾値電圧未満」は、「Z軸キャパシタバンク21zの充電を必要としている状態(充電要求モード)」に相当する。第3の電圧比較機能710zを実行する電力制御回路13’は、第3の比較部の実現手段の一例である。尚、第1の比較部、第2の比較部、および第3の比較部を総称して、電圧比較部と呼ぶ。 The power control circuit 13 ′ receives the third voltage (V out — z ) from the Z-axis measuring instrument 12 z by the third voltage comparison function 710 z. The power control circuit 13 ′ generates a third voltage comparison result (V z ) by comparing the third voltage with the threshold voltage. The third voltage comparison result is, for example, a signal whose truth value corresponds to 1 (V z = 1) when the third voltage is equal to or higher than the threshold voltage, and is true when the third voltage is lower than the threshold voltage. It is a signal corresponding to a value of 0 (V z = 0). “The third voltage is equal to or higher than the threshold voltage” corresponds to “a state where charging of the Z-axis capacitor bank 21 z is completed (charging completion mode)”, and “third voltage is lower than the threshold voltage” is This corresponds to "a state in which charging of the Z-axis capacitor bank 21z is required (charging request mode)". The power control circuit 13 'that executes the third voltage comparison function 710z is an example of an implementation means of the third comparison unit. The first comparison unit, the second comparison unit, and the third comparison unit are collectively referred to as a voltage comparison unit.
電力制御回路13’は、第1のLPF機能720xにより、X軸計測器12xから第1の電圧(Vout_x)を受け取る。電力制御回路13’は、第1の電圧の高周波成分を減衰せることによって、第1の低周波信号を生成する。第1のLPF機能720xを実行する電力制御回路13’は、第1のLPF部の実現手段の一例である。 The power control circuit 13 ′ receives the first voltage (V out — x ) from the X-axis measuring instrument 12 x by the first LPF function 720 x. The power control circuit 13 'generates a first low frequency signal by attenuating the high frequency component of the first voltage. The power control circuit 13 ′ that executes the first LPF function 720x is an example of implementation means of the first LPF unit.
電力制御回路13’は、第2のLPF機能720yにより、Y軸計測器12yから第2の電圧(Vout_y)を受け取る。電力制御回路13’は、第2の電圧の高周波成分を減衰させることによって、第2の低周波信号を生成する。第2のLPF機能720yを実行する電力制御回路13’は、第2のLPF部の実現手段の一例である。 The power control circuit 13 ′ receives the second voltage (V out — y ) from the Y-axis measuring instrument 12 y by the second LPF function 720 y. The power control circuit 13 'generates a second low frequency signal by attenuating the high frequency component of the second voltage. The power control circuit 13 ′ that executes the second LPF function 720y is an example of implementation means of the second LPF unit.
電力制御回路13’は、第3のLPF機能720zにより、Z軸計測器12zから第3の電圧(Vout_z)を受け取る。電力制御回路13’は、第3の電圧の高周波成分を減衰させることによって、第3の低周波信号を生成する。第3のLPF機能720zを実行する電力制御回路13’は、第3のLPF部の実現手段の一例である。 The power control circuit 13 ′ receives the third voltage (V out — z ) from the Z-axis measuring instrument 12 z by the third LPF function 720 z. The power control circuit 13 'generates the third low frequency signal by attenuating the high frequency component of the third voltage. The power control circuit 13 'that executes the third LPF function 720z is an example of a means for realizing the third LPF unit.
なお、第1のLPF機能720x、第2のLPF機能720y、および第3のLPF機能720zは、第1の電圧、第2の電圧、および第3の電圧にそれぞれ重畳されたリプルノイズを逓減できるような機能であればよい。このため、第1のLPF機能720x、第2のLPF機能720y、および第3のLPF機能720zは、LPFの機能に限定されない。 The first LPF function 720x, the second LPF function 720y, and the third LPF function 720z can reduce the ripple noise superimposed on the first voltage, the second voltage, and the third voltage, respectively. It should just be a function. Therefore, the first LPF function 720x, the second LPF function 720y, and the third LPF function 720z are not limited to the functions of the LPF.
電力制御回路13’は、第1の微分機能730xにより、第1の低周波信号を時間に対して微分演算することにより、第1の勾配値(dVout_x)を生成する。尚、第1のLPF機能720xを実行しない場合、電力制御回路13’は、第1の電圧を微分演算することにより、第1の勾配値を生成してもよい。第1の勾配値は、第1の低周波信号(或いは、第1の電圧)の時間変化を示す値である。 The power control circuit 13 ′ generates a first gradient value (dV out — x ) by differentiating the first low frequency signal with respect to time by the first differentiation function 730x. When the first LPF function 720x is not executed, the power control circuit 13 ′ may generate the first gradient value by differentiating the first voltage. The first slope value is a value that indicates the temporal change of the first low frequency signal (or the first voltage).
電力制御回路13’は、第2の微分機能730yにより、第2の低周波信号を時間に対して微分演算することにより、第2の勾配値(dVout_y)を生成する。尚、第2のLPF機能720yを実行しない場合、電力制御回路13’は、第2の電圧を微分演算することにより、第2の勾配値を生成してもよい。第2の勾配値は、第2の低周波信号(或いは、第2の電圧)の時間変化を示す値である。 The power control circuit 13 ′ generates a second gradient value (dV out — y ) by differentiating the second low frequency signal with respect to time by the second differentiation function 730y. When the second LPF function 720y is not executed, the power control circuit 13 ′ may generate the second gradient value by differentiating the second voltage. The second gradient value is a value that indicates the time change of the second low frequency signal (or the second voltage).
電力制御回路13’は、第3の微分機能730zにより、第3の低周波信号を時間に対して微分演算することにより、第3の勾配値(dVout_z)を生成する。尚、第3のLPF機能720zを実行しない場合、電力制御回路13’は、第3の電圧を微分演算することにより、第3の勾配値を生成してもよい。第3の勾配値は、第3の低周波信号(或いは、第3の電圧)の時間変化を示す値である。 The power control circuit 13 ′ generates a third gradient value (dV out — z ) by differentiating the third low frequency signal with respect to time by the third differentiation function 730z. When the third LPF function 720z is not executed, the power control circuit 13 ′ may generate the third gradient value by differentiating the third voltage. The third gradient value is a value that indicates the time change of the third low frequency signal (or the third voltage).
電力制御回路13’は、第1の勾配比較機能740xにより、第1の勾配値と閾値勾配値とを比較することによって、第1の勾配比較結果(dVx)を生成する。閾値勾配値は、例えば、単位時間当たりの傾きを示す値である。第1の勾配比較結果は、例えば、第1の勾配値が閾値勾配値以上の場合、真理値が1(dVx=1)に対応する信号であり、第1の勾配値が閾値勾配値未満の場合、真理値が0(dVx=0)に対応する信号である。尚、「第1の勾配値が閾値勾配値以上」は、「X軸キャパシタバンク21xの電荷を放出している状態(放電モード)」に相当する。第1の勾配比較機能740xを実行する電力制御回路13’は、第4の比較部の実現手段の一例である。 The power control circuit 13 ′ generates a first gradient comparison result (dV x ) by comparing the first gradient value with the threshold gradient value by the first gradient comparison function 740x. The threshold gradient value is, for example, a value indicating a slope per unit time. The first gradient comparison result is, for example, a signal whose truth value corresponds to 1 (dV x = 1) when the first gradient value is greater than or equal to the threshold gradient value, and the first gradient value is less than the threshold gradient value In the case of, the truth value is a signal corresponding to 0 (dV x = 0). The “first gradient value is equal to or more than the threshold gradient value” corresponds to “a state in which the charge of the X-axis capacitor bank 21x is discharged (discharge mode)”. The power control circuit 13 'that executes the first gradient comparison function 740x is an example of an implementation means of the fourth comparison unit.
電力制御回路13’は、第2の勾配比較機能740yにより、第2の勾配値と閾値勾配値とを比較することによって、第2の勾配比較結果(dVy)を生成する。第2の勾配比較結果は、例えば、第2の勾配値が閾値勾配値以上の場合、真理値が1(dVy=1)に対応する信号であり、第2の勾配値が閾値勾配値未満の場合、真理値が0(dVy=0)に対応する信号である。尚、「第2の勾配値が閾値勾配値以上」は、「Y軸キャパシタバンク21yの電荷を放出している状態(放電モード)」に相当する。第2の勾配比較機能740yを実行する電力制御回路13’は、第5の比較部の実現手段の一例である。 The power control circuit 13 ′ generates a second gradient comparison result (dV y ) by comparing the second gradient value with the threshold gradient value by the second gradient comparison function 740y. The second gradient comparison result is, for example, a signal whose truth value corresponds to 1 (dV y = 1) when the second gradient value is greater than or equal to the threshold gradient value, and the second gradient value is less than the threshold gradient value In the case of, the true value is a signal corresponding to 0 (dV y = 0). Note that "the second gradient value is equal to or greater than the threshold gradient value" corresponds to "a state in which the charge of the Y-axis capacitor bank 21y is discharged (discharge mode)". The power control circuit 13 'that executes the second gradient comparison function 740y is an example of an implementation means of the fifth comparison unit.
電力制御回路13’は、第3の勾配比較機能740zにより、第3の勾配値と閾値勾配値とを比較することによって、第3の勾配比較結果(dVz)を生成する。第3の勾配比較結果は、例えば、第3の勾配値が閾値勾配値以上の場合、真理値が1(dVz=1)に対応する信号であり、第3の勾配値が閾値勾配値未満の場合、真理値が0(dVz=0)に対応する信号である。尚、「第3の勾配値が閾値勾配値以上」は、「Z軸キャパシタバンク21zの電荷を放出している状態(放電モード)」に相当する。第3の勾配比較機能740zを実行する電力制御回路13’は、第6の比較部の実現手段の一例である。第4の比較部、第5の比較部、および第6の比較部を総称して、電圧勾配比較部と呼ぶ。 The power control circuit 13 ′ generates a third gradient comparison result (dV z ) by comparing the third gradient value with the threshold gradient value by the third gradient comparison function 740z. The third gradient comparison result is, for example, a signal whose truth value corresponds to 1 (dV z = 1) when the third gradient value is greater than or equal to the threshold gradient value, and the third gradient value is less than the threshold gradient value In the case of, the truth value is a signal corresponding to 0 (dV z = 0). "The third gradient value is equal to or more than the threshold gradient value" corresponds to "a state in which the charge of the Z-axis capacitor bank 21z is discharged (discharge mode)". The power control circuit 13 'that executes the third gradient comparison function 740z is an example of an implementation means of the sixth comparison unit. The fourth comparison unit, the fifth comparison unit, and the sixth comparison unit are collectively referred to as a voltage gradient comparison unit.
電力制御回路13’は、決定機能750により、第1の電圧比較結果、第2の電圧比較結果、第3の電圧比較結果、第1の勾配比較結果、第2の勾配比較結果、および第3の勾配比較結果の組合せとLUTとに基づいて、電流比率を決定する。電力制御回路13’は、決定された電流比率に応じた三つの目標電流(Ilimit_x、Ilimit_y、およびIlimit_z)を生成する。決定機能750を実行する電力制御回路13’は、決定部の実現手段の一例である。 The power control circuit 13 ′ causes the determination function 750 to execute the first voltage comparison result, the second voltage comparison result, the third voltage comparison result, the first gradient comparison result, the second gradient comparison result, and the third voltage comparison result. The current ratio is determined based on the combination of the slope comparison results of and the LUT. The power control circuit 13 ′ generates three target currents (I limit — x , I limit — y and I limit — z ) according to the determined current ratio. The power control circuit 13 'that executes the determination function 750 is an example of an implementation means of the determination unit.
LUTは、第1の組合せと第2の組合せとを対応付ける対応表である。第1の組合せは、第1の電圧比較機能710x、第2の電圧比較機能710y、第3の電圧比較機能710z、第1の勾配比較機能740x、第2の勾配比較機能740y、および第3の勾配比較機能740zによって生成される六つの出力値(各真理値に対応する信号)である。第2の組合せは、電力供給器11から出力される第1の電流、第2の電流、および第3の電流の総和に対する第1の電流の第1比率、当該総和に対する第2の電流の第2比率、および当該総和に対する第3の電流の第3比率の組合せである。 The LUT is a correspondence table that associates the first combination with the second combination. The first combination includes a first voltage comparison function 710x, a second voltage comparison function 710y, a third voltage comparison function 710z, a first gradient comparison function 740x, a second gradient comparison function 740y, and a third. Six output values (signals corresponding to each truth value) generated by the gradient comparison function 740z. The second combination includes a first ratio of the first current to the sum of the first current, the second current, and the third current output from the power supply 11, and a second ratio of the second current to the sum. It is a combination of two ratios and a third ratio of the third current to the sum.
電力制御回路13’は、電流設定機能760により、電圧値が上限電圧を越えた場合、目標電流をゼロに設定する。具体的には、電力制御回路13’は、第1の電圧が上限電圧未満の場合、第1比率に応じて第1の目標電流を設定し、第1の電圧が上限電圧以上の場合、第1の目標電流をゼロに設定する。また、電力制御回路13’は、第2の電圧が上限電圧未満の場合、第2比率に応じて第2の目標電流を設定し、第2の電圧が上限電圧以上の場合、第2の目標電流をゼロに設定する。さらに、電力制御回路13’は、第3の電圧が上限電圧未満の場合、第3比率に応じて第3の目標電流を設定し、第3の電圧が上限電圧以上の場合、第3の目標電流をゼロに設定する。電流設定機能760を実行する電力制御回路13’は、電流設定部の実現手段の一例である。 When the voltage value exceeds the upper limit voltage by the current setting function 760, the power control circuit 13 'sets the target current to zero. Specifically, when the first voltage is less than the upper limit voltage, the power control circuit 13 ′ sets the first target current according to the first ratio, and when the first voltage is equal to or more than the upper limit voltage, Set the target current of 1 to zero. Further, the power control circuit 13 'sets the second target current according to the second ratio when the second voltage is less than the upper limit voltage, and the second target when the second voltage is equal to or higher than the upper limit voltage. Set the current to zero. Furthermore, the power control circuit 13 'sets the third target current according to the third ratio if the third voltage is less than the upper limit voltage, and the third target if the third voltage is equal to or higher than the upper limit voltage. Set the current to zero. The power control circuit 13 'that executes the current setting function 760 is an example of a means for realizing the current setting unit.
電流設定機能760は、第4の電圧比較機能761xと、第5の電圧比較機能761yと、第6の電圧比較機能761zと、第4のLPF機能762xと、第5のLPF機能762yと、第6のLPF機能762zと、第1の信号選択機能763xと、第2の信号選択機能763yと、第3の信号選択機能763zとを有する。 The current setting function 760 includes a fourth voltage comparison function 761 x, a fifth voltage comparison function 761 y, a sixth voltage comparison function 761 z, a fourth LPF function 762 x, a fifth LPF function 762 y, and a fifth , A first signal selection function 763 x, a second signal selection function 763 y, and a third signal selection function 763 z.
以下、電力供給器11における、X軸増幅器22xへの出力に関する電流設定処理(X軸電流設定処理)、Y軸増幅器22yへの出力に関する電流設定処理(Y軸電流設定処理)、およびZ軸増幅器22zへの出力に関する電流設定処理(Z軸電流設定処理)について説明する。 Hereinafter, the current setting process (X-axis current setting process) related to the output to the X-axis amplifier 22x, the current setting process related to the output to the Y-axis amplifier 22y (Y-axis current setting process), and the Z-axis amplifier The current setting process (Z-axis current setting process) related to the output to 22z will be described.
(X軸電流設定処理)
電力制御回路13’は、第4の電圧比較機能761xにより、X軸計測器12xから第1の電圧(Vout_x)を受け取る。電力制御回路13’は、第1の電圧と上限電圧とを比較することによって、第1の選択信号を生成する。第1の選択信号は、例えば、第1の電圧が上限電圧以上の場合、真理値が1に対応する信号であり、第1の電圧が上限電圧未満の場合、真理値が0に対応する信号である。尚、「第1の電圧が上限電圧以上」は、「第1の電圧がオーバーシュートしている状態」に相当し、「第1の電圧が上限電圧未満」は、「第1の電圧が通常の使用範囲に収まっている状態」に相当する。
(X axis current setting process)
The power control circuit 13 ′ receives the first voltage (V out — x ) from the X-axis measuring instrument 12 x by the fourth voltage comparison function 761 x. The power control circuit 13 'generates a first selection signal by comparing the first voltage and the upper limit voltage. The first selection signal is, for example, a signal whose truth value corresponds to 1 when the first voltage is equal to or higher than the upper limit voltage, and a signal whose truth value corresponds to 0 when the first voltage is less than the upper limit voltage. It is. Note that "the first voltage is equal to or higher than the upper limit voltage" corresponds to "a state in which the first voltage overshoots", and "the first voltage is lower than the upper limit voltage" indicates that the first voltage is normally It corresponds to the condition that is within the range of use of
電力制御回路13’は、第4のLPF機能762xにより、第1の目標電流の値を平均化することによって、平均化された第1の目標電流を生成する。平均化することによって、短い周期で第1の目標電流が変動する場合でも、安定した第1の目標電流を設定することができる。 The power control circuit 13 ′ generates an averaged first target current by averaging the values of the first target current by the fourth LPF function 762 x. By averaging, it is possible to set a stable first target current even when the first target current fluctuates in a short cycle.
電力制御回路13’は、第1の信号選択機能763xにより、平均化された第1の目標電流または電流値ゼロを選択する。具体的には、電力制御回路13’は、第1の選択信号の真理値が1に対応する信号の場合、電流値ゼロを選択し、第1の選択信号の真理値が0に対応する信号の場合、平均化された第1の目標電流を選択する。 The power control circuit 13 'selects the averaged first target current or current value zero by the first signal selection function 763x. Specifically, when the truth value of the first selection signal corresponds to 1, the power control circuit 13 ′ selects a current value of zero, and a signal where the truth value of the first selection signal corresponds to 0. , Select the averaged first target current.
(Y軸電流設定処理)
電力制御回路13’は、第5の電圧比較機能761yにより、Y軸計測器12yから第2の電圧(Vout_y)を受け取る。電力制御回路13’は、第2の電圧と上限電圧とを比較することによって、第2の選択信号を生成する。第2の選択信号は、例えば、第2の電圧が上限電圧以上の場合、真理値が1に対応する信号であり、第2の電圧が上限電圧未満の場合、真理値が0に対応する信号である。尚、「第2の電圧が上限電圧以上」は、「第2の電圧がオーバーシュートしている状態」に相当し、「第2の電圧が上限電圧未満」は、「第2の電圧が通常の使用範囲に収まっている状態」に相当する。
(Y-axis current setting process)
The power control circuit 13 ′ receives the second voltage (V out — y ) from the Y-axis measuring instrument 12 y by the fifth voltage comparison function 761 y. The power control circuit 13 'generates a second selection signal by comparing the second voltage with the upper limit voltage. The second selection signal is, for example, a signal whose truth value corresponds to 1 when the second voltage is equal to or higher than the upper limit voltage, and a signal whose truth value corresponds to 0 when the second voltage is less than the upper limit voltage. It is. Note that "the second voltage is equal to or higher than the upper limit voltage" corresponds to "a state in which the second voltage overshoots", and "the second voltage is less than the upper limit voltage" indicates that the second voltage is normally It corresponds to the condition that is within the range of use of
電力制御回路13’は、第5のLPF機能762yにより、第2の目標電流の値を平均化することによって、平均化された第2の目標電流を生成する。平均化することによって、短い周期で第2の目標電流が変動する場合でも、安定した第2の目標電流を設定することができる。 The power control circuit 13 ′ generates an averaged second target current by averaging the values of the second target current by the fifth LPF function 762 y. By averaging, it is possible to set a stable second target current even when the second target current fluctuates in a short cycle.
電力制御回路13’は、第2の信号選択機能763yにより、平均化された第2の目標電流または電流値ゼロを選択する。具体的には、電力制御回路13’は、第2の選択信号の真理値が1に対応する信号の場合、電流値ゼロを選択し、第2の選択信号の真理値が0に対応する信号の場合、平均化された第2の目標電流を選択する。 The power control circuit 13 'selects the averaged second target current or current value zero by the second signal selection function 763y. Specifically, when the truth value of the second selection signal corresponds to 1, the power control circuit 13 ′ selects a current value of zero, and the signal where the truth value of the second selection signal corresponds to 0. , Select the averaged second target current.
(Z軸電流設定処理)
電力制御回路13’は、第6の電圧比較機能761zにより、Z軸計測器12zから第3の電圧(Vout_z)を受け取る。電力制御回路13’は、第3の電圧と上限電圧とを比較することによって、第3の選択信号を生成する。第3の選択信号は、例えば、第3の電圧が上限電圧以上の場合、真理値が1に対応する信号であり、第3の電圧が上限電圧未満の場合、真理値が0に対応する信号である。尚、「第3の電圧が上限電圧以上」は、「第3の電圧がオーバーシュートしている状態」に相当し、「第3の電圧が上限電圧未満」は、「第3の電圧が通常の使用範囲に収まっている状態」に相当する。
(Z-axis current setting process)
The power control circuit 13 ′ receives the third voltage (V out — z ) from the Z-axis measuring instrument 12 z by the sixth voltage comparison function 761 z. The power control circuit 13 'generates a third selection signal by comparing the third voltage with the upper limit voltage. The third selection signal is, for example, a signal whose truth value corresponds to 1 when the third voltage is equal to or higher than the upper limit voltage, and a signal whose truth value corresponds to 0 when the third voltage is less than the upper limit voltage. It is. Note that "the third voltage is higher than or equal to the upper limit voltage" corresponds to "a state where the third voltage overshoots", and "the third voltage is less than the upper limit voltage" indicates that the third voltage is normally It corresponds to the condition that is within the range of use of
電力制御回路13’は、第6のLPF機能762zにより、第3の目標電流の値を平均化することによって、平均化された第3の目標電流を生成する。平均化することによって、短い周期で第3の目標電流が変動する場合でも、安定した第3の目標電流を設定することができる。 The power control circuit 13 ′ generates an averaged third target current by averaging the values of the third target current by the sixth LPF function 762 z. By averaging, it is possible to set a stable third target current even when the third target current fluctuates in a short cycle.
電力制御回路13’は、第3の信号選択機能763zにより、平均化された第3の目標電流または電流値ゼロを選択する。具体的には、電力制御回路13’は、第3の選択信号の真理値が1に対応する信号の場合、電流値ゼロを選択し、第3の選択信号の真理値が0に対応する信号の場合、平均化された第3の目標電流を選択する。 The power control circuit 13 'selects the averaged third target current or current value zero by the third signal selection function 763z. Specifically, when the truth value of the third selection signal corresponds to 1, the power control circuit 13 ′ selects a current value of zero, and a signal where the truth value of the third selection signal corresponds to 0. , Select the averaged third target current.
なお、第4のLPF機能762x、第5のLPF機能762y、および第6のLPF機能762zの各々は、第1のLPF機能720x、第2のLPF機能720y、および第3のLPF機能720zの各々よりもカットオフ周波数が高く設定される。 Note that each of the fourth LPF function 762x, the fifth LPF function 762y, and the sixth LPF function 762z is each of the first LPF function 720x, the second LPF function 720y, and the third LPF function 720z. The cutoff frequency is set higher than that.
電力制御回路13’は、フィードバック制御機能770により、三つの目標電流(Ilimit_x、Ilimit_y、およびIlimit_z)を用いて、電力供給器11から出力される第1の電流と、第2の電流と、第3の電流に対してフィードバック制御を実行する。フィードバック制御機能770を実行する電力制御回路13’は、フィードバック制御部の実現手段の一例である。 The power control circuit 13 ′ uses the feedback control function 770 to use the three target currents (I limit _ x , I limit _ y and I limit _ z ) to output the first current output from the power supply 11 and the second current. And feedback control is performed on the third current. The power control circuit 13 'that executes the feedback control function 770 is an example of an implementation means of the feedback control unit.
フィードバック制御機能770は、第1のPID制御機能771xと、第2のPID制御機能771yと、第3のPID制御機能771zと、第1の電流比較機能772xと、第2の電流比較機能772yと、第3の電流比較機能772zと、第4のPID制御機能773xと、第5のPID制御機能773yと、第6のPID制御機能773zとを有する。 The feedback control function 770 includes a first PID control function 771x, a second PID control function 771y, a third PID control function 771z, a first current comparison function 772x, and a second current comparison function 772y. , A third current comparison function 772z, a fourth PID control function 773x, a fifth PID control function 773y, and a sixth PID control function 773z.
以下、電力供給器11における、X軸増幅器22xへの出力に関するフィードバック処理(X軸フィードバック処理)、Y軸増幅器22yへの出力に関するフィードバック処理(Y軸フィードバック処理)、およびZ軸増幅器22zへの出力に関するフィードバック処理(Z軸フィードバック処理)について説明する。 Hereinafter, feedback processing on the output to the X-axis amplifier 22x (X-axis feedback processing), feedback processing on the output to the Y-axis amplifier 22y (Y-axis feedback processing), and output to the Z-axis amplifier 22z in the power supply 11 Feedback processing (Z-axis feedback processing) will be described.
(X軸フィードバック処理)
電力制御回路13’は、第1のPID制御機能771xにより、X軸計測器12xから第1の電圧(Vout_x)を受け取る。電力制御回路13’は、参照電圧と第1の電圧とを用いて、第1の電圧に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13’は、フィードバック制御の結果として、第1の補正電流(Iref_x)を生成する。
(X-axis feedback processing)
The power control circuit 13 ′ receives the first voltage (V out — x ) from the X-axis measuring instrument 12 x by the first PID control function 771 x. The power control circuit 13 'performs feedback control on the first voltage using the reference voltage and the first voltage. The power control circuit 13 'generates a first correction current (I ref — x ) as a result of feedback control.
電力制御回路13’は、第1の電流比較機能772xにより、第1の補正電流と第1の目標電流(Ilimit_x)とを比較することによって、第1の参照電流(iref_x)を生成する。第1の参照電流は、例えば、第1の補正電流が第1の目標電流以下の場合、第1の補正電流(即ち、iref_x=Iref_x)となり、第1の補正電流が第1の目標電流よりも大きい場合、第1の目標電流(即ち、iref_x=Ilimit_x)となる。尚、第1の目標電流は、平均化された第1の目標電流に置き換えられてもよい。 The power control circuit 13 ′ generates the first reference current (i ref — x ) by comparing the first correction current with the first target current (I limit — x ) by the first current comparison function 772 x. . The first reference current is, for example, the first correction current (that is, i ref — x = I ref — x ) when the first correction current is less than or equal to the first target current, and the first correction current is the first target If it is larger than the current, the first target current (i.e., i ref — x = I limit — x ) is obtained. The first target current may be replaced by the averaged first target current.
電力制御回路13’は、第4のPID制御機能773xにより、X軸計測器12xから第1の電流(Iout_x)を受け取る。電力制御回路13’は、第1の参照電流と第1の電流とを用いて、第1の電流に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13’は、フィードバック制御の結果として、フルブリッジ回路を制御するための第1の補正量を生成する。第1の補正量は、例えば、X軸増幅器22xに電力を供給するためのフルブリッジ回路における複数のスイッチング素子各々への駆動信号である。 The power control circuit 13 ′ receives the first current (I out — x ) from the X-axis measuring instrument 12 x by the fourth PID control function 773 x. The power control circuit 13 'performs feedback control on the first current using the first reference current and the first current. The power control circuit 13 'generates a first correction amount for controlling the full bridge circuit as a result of feedback control. The first correction amount is, for example, a drive signal to each of the plurality of switching elements in the full bridge circuit for supplying power to the X-axis amplifier 22x.
(Y軸フィードバック処理)
電力制御回路13’は、第2のPID制御機能771yとして、Y軸計測器12yから第2の電圧(Vout_y)を受け取る。電力制御回路13’は、参照電圧と第2の電圧とを用いて、第2の電圧に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13’は、フィードバック制御の結果として、第2の補正電流(Iref_y)を生成する。
(Y-axis feedback processing)
The power control circuit 13 ′ receives the second voltage (V out — y ) from the Y-axis measuring instrument 12y as a second PID control function 771y. The power control circuit 13 'performs feedback control on the second voltage using the reference voltage and the second voltage. The power control circuit 13 'generates a second correction current (I ref — y ) as a result of feedback control.
電力制御回路13’は、第2の電流比較機能772yとして、第2の補正電流と第2の目標電流(Ilimit_y)とを比較することによって、第2の参照電流(iref_y)を生成する。第2の参照電流は、例えば、第2の補正電流が第2の目標電流以下の場合、第2の補正電流(即ち、iref_y=Iref_y)となり、第2の補正電流が第2の目標電流よりも大きい場合、第2の目標電流(即ち、iref_y=Ilimit_y)となる。尚、第2の目標電流は、平均化された第2の目標電流に置き換えられてもよい。 The power control circuit 13 ′ generates a second reference current (i ref — y ) by comparing the second correction current with the second target current (I limit — y ) as the second current comparison function 772 y. . The second reference current is, for example, the second correction current (ie, i ref — y = I ref — y ) when the second correction current is less than or equal to the second target current, and the second correction current is the second target If it is larger than the current, the second target current (i.e., i ref — y = I limit — y ) is obtained. The second target current may be replaced by the averaged second target current.
電力制御回路13’は、第5のPID制御機能773yにより、Y軸計測器12yから第2の電流(Iout_y)を受け取る。電力制御回路13’は、第2の参照電流と第2の電流とを用いて、第2の電流に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13’は、フィードバック制御の結果として、フルブリッジ回路を制御するための第2の補正量を生成する。第2の補正量は、例えば、Y軸増幅器22yに電力を供給するためのフルブリッジ回路における複数のスイッチング素子各々への駆動信号である。 The power control circuit 13 ′ receives the second current (I out — y ) from the Y-axis measuring instrument 12 y by the fifth PID control function 773 y. The power control circuit 13 'performs feedback control on the second current using the second reference current and the second current. The power control circuit 13 'generates a second correction amount for controlling the full bridge circuit as a result of feedback control. The second correction amount is, for example, a drive signal to each of the plurality of switching elements in the full bridge circuit for supplying power to the Y-axis amplifier 22y.
(Z軸フィードバック処理)
電力制御回路13’は、第3のPID制御機能771zとして、Z軸計測器12zから第3の電圧(Vout_z)を受け取る。電力制御回路13’は、参照電圧と第3の電圧とを用いて、第3の電圧に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13’は、フィードバック制御の結果として、第3の補正電流(Iref_z)を生成する。
(Z-axis feedback processing)
The power control circuit 13 ′ receives the third voltage (V out — z ) from the Z-axis measuring instrument 12z as a third PID control function 771z. The power control circuit 13 'performs feedback control on the third voltage using the reference voltage and the third voltage. The power control circuit 13 ′ generates a third correction current (I ref — z ) as a result of feedback control.
電力制御回路13’は、第3の電流比較機能772zとして、第3の補正電流と第3の目標電流(Ilimit_z)とを比較することによって、第3の参照電流(iref_z)を生成する。第3の参照電流は、例えば、第3の補正電流が第3の目標電流以下の場合、第3の補正電流(即ち、iref_z=Iref_z)となり、第3の補正電流が第3の目標電流よりも大きい場合、第3の目標電流(即ち、iref_z=Ilimit_z)となる。尚、第3の目標電流は、平均化された第3の目標電流に置き換えられてもよい。 The power control circuit 13 ′ generates a third reference current (i ref — z ) as a third current comparison function 772 z by comparing the third correction current with the third target current (I limit — z ). . The third reference current is, for example, the third correction current (that is, i ref — z = I ref — z ) when the third correction current is less than or equal to the third target current, and the third correction current is the third target If it is larger than the current, the third target current (i.e., i ref — z = I limit — z ) is obtained. The third target current may be replaced by the averaged third target current.
電力制御回路13’は、第6のPID制御機能773zにより、Z軸計測器12zから第3の電流(Iout_z)を受け取る。電力制御回路13’は、第3の参照電流と第3の電流とを用いて、第3の電流に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13’は、フィードバック制御の結果として、フルブリッジ回路を制御するための第3の補正量を生成する。第3の補正量は、例えば、Z軸増幅器22zに電力を供給するためのフルブリッジ回路における複数のスイッチング素子各々への駆動信号である。 The power control circuit 13 ′ receives the third current (I out — z ) from the Z-axis measuring instrument 12 z by the sixth PID control function 773 z. The power control circuit 13 'performs feedback control on the third current using the third reference current and the third current. The power control circuit 13 'generates a third correction amount for controlling the full bridge circuit as a result of feedback control. The third correction amount is, for example, a drive signal to each of the plurality of switching elements in the full bridge circuit for supplying power to the Z-axis amplifier 22z.
電力供給器11は、PWM制御回路により、第1の補正量を用いて、X軸増幅器22xに対応するフルブリッジ回路を制御する。また、電力供給器11は、PWM制御回路により、第2の補正量を用いて、Y軸増幅器22yに対応するフルブリッジ回路を制御する。さらに、電力供給器11は、PWM制御回路により、第3の補正量を用いて、Z軸増幅器22zに対応するフルブリッジ回路を制御する。電力供給器11は、上記のそれぞれの制御により、X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zへそれぞれ電流を供給する。電力供給器11は、第1の目標電流がゼロに設定された場合、X軸増幅器22xへの電流の供給を遮断する。電力供給器11は、第2の目標電流がゼロに設定された場合、Y軸増幅器22yへの電流の供給を遮断する。電力供給器11は、第3の目標電流がゼロに設定された場合、Z軸増幅器22zへの電流の供給を遮断する。 The power supply 11 controls the full bridge circuit corresponding to the X-axis amplifier 22x by using the first correction amount by the PWM control circuit. Further, the power supply device 11 controls the full bridge circuit corresponding to the Y-axis amplifier 22y by using the second correction amount by the PWM control circuit. Furthermore, the power supply device 11 controls the full bridge circuit corresponding to the Z-axis amplifier 22z using the third correction amount by the PWM control circuit. The power supply 11 supplies current to the X-axis amplifier 22x, the Y-axis amplifier 22y, and the Z-axis amplifier 22z, respectively, under the control described above. The power supply 11 shuts off the current supply to the X-axis amplifier 22x when the first target current is set to zero. The power supply 11 cuts off the current supply to the Y-axis amplifier 22y when the second target current is set to zero. The power supply 11 cuts off the current supply to the Z-axis amplifier 22z when the third target current is set to zero.
図8および図9は、第2の実施形態における電力制御回路にて実行される処理を示すフローチャートである。以下、電力制御回路13’による電流比率制御機能の処理について説明する。 FIG. 8 and FIG. 9 are flowcharts showing processing executed by the power control circuit in the second embodiment. The processing of the current ratio control function by the power control circuit 13 'will be described below.
始めに、磁気共鳴イメージング装置100は、システム制御機能129aにより、操作者から入力される撮像条件に基づいて、撮像プロトコルを記憶装置127から読み出す。磁気共鳴イメージング装置100は、撮像プロトコルを撮像制御回路121に送信し、被検体Pに対する撮像を制御する。この時、傾斜磁場電源105の電力制御回路13’は、被検体Pに対する撮像の開始と同時に、ステップS801の動作を開始する。 First, the magnetic resonance imaging apparatus 100 reads an imaging protocol from the storage device 127 based on an imaging condition input from the operator by the system control function 129a. The magnetic resonance imaging apparatus 100 transmits an imaging protocol to the imaging control circuit 121 and controls imaging of the subject P. At this time, the power control circuit 13 ′ of the gradient magnetic field power source 105 starts the operation of step S 801 simultaneously with the start of imaging of the subject P.
(ステップS801)
電力制御回路13’は、X軸計測器12xから第1の電圧(Vout_x)の値を取得し、Y軸計測器12yから第2の電圧(Vout_y)の値を取得し、Z軸計測器12zから第3の電圧(Vout_z)の値を取得する。
(Step S801)
The power control circuit 13 ′ obtains the value of the first voltage (V out — x ) from the X-axis measuring instrument 12x, obtains the value of the second voltage (V out — y ) from the Y-axis measuring instrument 12 y, and measures the Z-axis Obtain the value of the third voltage (V out — z ) from the unit 12 z.
(ステップS802)
電力制御回路13’は、第1の電圧比較結果(Vx)に値が入力されているか否かを判定する(Vx=null?)。Vxに値が入力されていない場合、処理はステップS803へ進む。また、Vxに値が入力されている場合、処理はステップS807へ進む。
(Step S802)
The power control circuit 13 ′ determines whether or not a value is inputted to the first voltage comparison result (V x ) (V x = null?). If no value is input to V x , the process proceeds to step S 803. If a value is input to V x , the process proceeds to step S 807.
(ステップS803)
電力制御回路13’は、変数jにxを代入し、処理はステップS804へ進む。この代入により、以降のステップS804からステップS806までの間、電力制御回路13’は、Vout_j=Vout_xおよびVj=Vxとして処理を行う。
(Step S803)
The power control circuit 13 ′ substitutes x into the variable j, and the process proceeds to step S804. This assignment, during the subsequent step S804 to step S806, the power control circuit 13 'performs processing as V out_j = V out_x and V j = V x.
(ステップS804)
電力制御回路13’は、第1の電圧比較機能710xにより、第1の電圧(Vout_x)が閾値電圧(Vth)以上か否かを判定する。第1の電圧が閾値電圧以上の場合、処理はステップS805へ進む。また、第1の電圧が閾値電圧未満の場合、処理はステップS806へ進む。
(Step S804)
The power control circuit 13 ′ determines whether the first voltage (V out — x ) is equal to or higher than the threshold voltage (V th ) by the first voltage comparison function 710x. If the first voltage is equal to or higher than the threshold voltage, the process proceeds to step S805. If the first voltage is less than the threshold voltage, the process proceeds to step S806.
変数jにyが代入されている場合、電力制御回路13’は、第2の電圧比較機能710yにより、第2の電圧(Vout_y)が閾値電圧(Vth)以上か否かを判定する。第2の電圧が閾値電圧以上の場合、処理はステップS805へ進む。また、第2の電圧が閾値電圧未満の場合、処理はステップS806へ進む。 When y is substituted for the variable j, the power control circuit 13 ′ determines whether the second voltage (V out — y ) is equal to or higher than the threshold voltage (V th ) by the second voltage comparison function 710y. If the second voltage is equal to or higher than the threshold voltage, the process proceeds to step S805. If the second voltage is less than the threshold voltage, the process proceeds to step S806.
変数jにzが代入されている場合、電力制御回路13’は、第3の電圧比較機能710zにより、第3の電圧(Vout_z)が閾値電圧(Vth)以上か否かを判定する。第3の電圧が閾値電圧以上の場合、処理はステップS805へ進む。また、第3の電圧が閾値電圧未満の場合、処理はステップS806へ進む。 When z is substituted into the variable j, the power control circuit 13 ′ determines whether the third voltage (V out — z ) is equal to or higher than the threshold voltage (V th ) by the third voltage comparison function 710z. If the third voltage is equal to or higher than the threshold voltage, the process proceeds to step S805. If the third voltage is less than the threshold voltage, the process proceeds to step S806.
(ステップS805)
第1の電圧が閾値電圧以上であるため、電力制御回路13’は、第1の電圧比較結果(Vx)を「1」として生成する。
(Step S805)
Since the first voltage is equal to or higher than the threshold voltage, the power control circuit 13 ′ generates the first voltage comparison result (V x ) as “1”.
変数jにyが代入されている場合、第2の電圧が閾値電圧以上であるため、電力制御回路13’は、第2の電圧比較結果(Vy)を「1」として生成する。 When y is substituted for the variable j, the second voltage is equal to or higher than the threshold voltage, and therefore the power control circuit 13 ′ generates the second voltage comparison result (V y ) as “1”.
変数jにzが代入されている場合、第3の電圧が閾値電圧以上であるため、電力制御回路13’は、第3の電圧比較結果(Vz)を「1」として生成する。ステップS805の後、処理はステップS802に戻る。 When z is substituted into the variable j, the third voltage is equal to or higher than the threshold voltage, and therefore the power control circuit 13 ′ generates the third voltage comparison result (V z ) as “1”. After step S805, the process returns to step S802.
(ステップS806)
第1の電圧が閾値電圧未満であるため、電力制御回路13’は、第1の電圧比較結果(Vx)を「0」として生成する。
(Step S806)
Since the first voltage is less than the threshold voltage, the power control circuit 13 ′ generates the first voltage comparison result (V x ) as “0”.
変数jにyが代入されている場合、第2の電圧が閾値電圧未満であるため、電力制御回路13’は、第2の電圧比較結果(Vy)を「0」として生成する。 When y is substituted for the variable j, the second voltage is less than the threshold voltage, and therefore the power control circuit 13 ′ generates the second voltage comparison result (V y ) as “0”.
変数jにzが代入されている場合、第3の電圧が閾値電圧未満であるため、電力制御回路13’は、第3の電圧比較結果(Vz)を「0」として生成する。ステップS806の後、処理はステップS802に戻る。 When z is substituted into the variable j, the third voltage is less than the threshold voltage, and therefore the power control circuit 13 ′ generates the third voltage comparison result (V z ) as “0”. After step S806, the process returns to step S802.
(ステップS807)
電力制御回路13’は、第2の電圧比較結果(Vy)に値が入力されているか否かを判定する(Vy=null?)。Vyに値が入力されていない場合、処理はステップS808へ進む。また、Vyに値が入力されている場合、処理はステップS809へ進む。
(Step S807)
The power control circuit 13 ′ determines whether a value is input to the second voltage comparison result (V y ) (V y = null?). If no value is input to V y , the process proceeds to step S 808. If a value is input to V y , the process proceeds to step S 809.
(ステップS808)
電力制御回路13’は、変数jにyを代入し、処理はステップS804へ進む。この代入により、以降のステップS804からステップS806までの間、電力制御回路13’は、Vout_j=Vout_y、Vj=Vyとして処理を行う。
(Step S808)
The power control circuit 13 ′ substitutes y for the variable j, and the process proceeds to step S804. This assignment, during the subsequent step S804 to step S806, the power control circuit 13 ', V out_j = V out_y, the process as V j = V y performed.
(ステップS809)
電力制御回路13’は、第3の電圧比較結果(Vz)に値が入力されているか否かを判定する(Vz=null?)。Vzに値が入力されていない場合、処理はステップS810へ進む。また、Vzに値が入力されている場合、処理はステップS811へ進む。
(Step S809)
The power control circuit 13 ′ determines whether a value is input to the third voltage comparison result (V z ) (V z = null?). If no value is input to V z , the process proceeds to step S810. If a value is input to Vz, the process proceeds to step S811.
(ステップS810)
電力制御回路13’は、変数jにzを代入し、処理はステップS804へ進む。この代入により、以降のステップS804からステップS806までの間、電力制御回路13’は、Vout_j=Vout_z、Vj=Vzとして処理を行う。
(Step S810)
The power control circuit 13 ′ substitutes z into the variable j, and the process proceeds to step S804. This assignment, during the subsequent step S804 to step S806, the power control circuit 13 ', V out_j = V out_z, the process as V j = V z performed.
(ステップS811)
電力制御回路13’は、第1の勾配値(dVout_x)、第2の勾配値(dVout_y)、および第3の勾配値(dVout_z)を取得する。
(Step S811)
The power control circuit 13 ′ obtains a first gradient value (dV out — x ), a second gradient value (dV out — y ), and a third gradient value (dV out — z ).
(ステップS812)
電力制御回路13’は、第1の勾配比較結果(dVx)に値が入力されているか否かを判定する(dVx=null?)。dVxに値が入力されていない場合、処理はステップS813へ進む。また、dVxに値が入力されている場合、処理はステップS817へ進む。
(Step S812)
The power control circuit 13 ′ determines whether a value is input to the first gradient comparison result (dV x ) (dV x = null?). If no value is input to dV x , the process proceeds to step S813. If a value is input to dV x , the process proceeds to step S 817.
(ステップS813)
電力制御回路13’は、変数jにxを代入し、処理はステップS814へ進む。この代入により、以降のステップS814からステップS816までの間、電力制御回路13’は、dVout_j=dVout_xおよびdVj=dVxとして処理を行う。
(Step S813)
The power control circuit 13 ′ substitutes x into the variable j, and the process proceeds to step S814. This assignment, during the subsequent step S814 to step S 816, the power control circuit 13 'performs processing as dV out_j = dV out_x and dV j = dV x.
(ステップS814)
電力制御回路13’は、第1の勾配比較機能740xにより、第1の勾配値(dVout_x)の値が閾値勾配値(dVth)以上か否かを判定する。第1の勾配値が閾値勾配値以上の場合、処理はステップS815へ進む。また、第1の勾配値が閾値勾配値未満の場合、処理はステップS816へ進む。
変数jにyが代入されている場合、電力制御回路13’は、第2の勾配比較機能740yにより、第2の勾配値(dVout_y)が閾値勾配値(dVth)以上か否かを判定する。第2の勾配値が閾値勾配値以上の場合、処理はステップS815へ進む。また、第2の勾配値が閾値勾配値未満の場合、処理はステップS816へ進む。
変数jにzが代入されている場合、電力制御回路13’は、第3の勾配比較機能740zにより、第3の勾配値(dVout_z)が閾値勾配値(dVth)以上か否かを判定する。第3の勾配値が閾値勾配値以上の場合、処理はステップS815へ進む。また、第3の勾配値が閾値勾配値未満の場合、処理はステップS816へ進む。
(Step S814)
The power control circuit 13 ′ determines whether or not the value of the first gradient value (dV out — x ) is equal to or greater than the threshold gradient value (dV th ) by the first gradient comparison function 740x. If the first gradient value is greater than or equal to the threshold gradient value, the process proceeds to step S815. If the first gradient value is less than the threshold gradient value, the process proceeds to step S816.
When y is substituted for the variable j, the power control circuit 13 ′ determines whether the second gradient value (dV out — y ) is equal to or more than the threshold gradient value (dV th ) by the second gradient comparison function 740y. Do. If the second gradient value is greater than or equal to the threshold gradient value, the process proceeds to step S815. If the second gradient value is less than the threshold gradient value, the process proceeds to step S816.
When z is substituted into the variable j, the power control circuit 13 ′ determines whether the third gradient value (dV out — z ) is equal to or more than the threshold gradient value (dV th ) by the third gradient comparison function 740z. Do. If the third gradient value is greater than or equal to the threshold gradient value, the process proceeds to step S815. If the third gradient value is less than the threshold gradient value, the process proceeds to step S816.
(ステップS815)
第1の勾配値が閾値勾配値以上であるため、電力制御回路13’は、第1の勾配比較結果(dVx)を「1」として生成する。
(Step S815)
Since the first gradient value is equal to or greater than the threshold gradient value, the power control circuit 13 ′ generates the first gradient comparison result (dV x ) as “1”.
変数jにyが代入されている場合、第2の勾配値が閾値勾配値以上であるため、電力制御回路13’は、第2の勾配比較結果(dVy)を「1」として生成する。 When y is substituted for the variable j, the power control circuit 13 ′ generates the second gradient comparison result (dV y ) as “1” because the second gradient value is greater than or equal to the threshold gradient value.
変数jにzが代入されている場合、第3の勾配値が閾値勾配値以上であるため、電力制御回路13’は、第3の勾配比較結果(dVz)を「1」として生成する。ステップS815の後、処理はステップS812に戻る。 When z is substituted into the variable j, the power control circuit 13 ′ generates the third gradient comparison result (dV z ) as “1” because the third gradient value is equal to or greater than the threshold gradient value. After step S815, the process returns to step S812.
(ステップS816)
第1の勾配値が閾値勾配値未満であるため、電力制御回路13’は、第1の勾配比較結果(dVx)を「0」として生成する。
(Step S816)
Since the first gradient value is less than the threshold gradient value, the power control circuit 13 ′ generates the first gradient comparison result (dV x ) as “0”.
変数jにyが代入されている場合、第2の勾配値が閾値勾配値未満であるため、電力制御回路13’は、第2の勾配比較結果(dVy)を「0」として生成する。 When y is substituted for the variable j, the power control circuit 13 ′ generates the second gradient comparison result (dV y ) as “0” because the second gradient value is less than the threshold gradient value.
変数jにzが代入されている場合、第3の勾配値が閾値勾配値未満であるため、電力制御回路13’は、第3の勾配比較結果(dVz)を「0」として生成する。ステップS816の後、処理はステップS812に戻る。 When z is substituted into the variable j, the power control circuit 13 ′ generates the third gradient comparison result (dV z ) as “0” because the third gradient value is less than the threshold gradient value. After step S816, the process returns to step S812.
(ステップS817)
電力制御回路13’は、第2の勾配比較結果(dVy)に値が入力されているか否かを判定する(dVy=null?)。dVyに値が入力されていない場合、処理はステップS818へ進む。また、dVyに値が入力されている場合、処理はステップS819へ進む。
(Step S817)
The power control circuit 13 'determines whether a value is input to the second gradient comparison result (dV y ) (dV y = null?). If a value is not input to dV y , the process proceeds to step S818. If a value is input to dV y , the process proceeds to step S819.
(ステップS818)
電力制御回路13’は、変数jにyを代入し、処理はステップS814へ進む。この代入により、以降のステップS814からステップS816までの間、電力制御回路13’は、dVout_j=dVout_y、dVj=dVyとして処理を行う。
(Step S818)
The power control circuit 13 ′ substitutes y for the variable j, and the process proceeds to step S814. This assignment, during the subsequent step S814 to step S 816, the power control circuit 13 ', dV out_j = dV out_y, the process as dV j = dV y performed.
(ステップS819)
電力制御回路13’は、第3の勾配比較結果(dVz)に値が入力されているか否かを判定する(dVz=null?)。dVzに値が入力されていない場合、処理はステップS820へ進む。また、dVzに値が入力されている場合、処理はステップS821へ進む。
(Step S819)
The power control circuit 13 ′ determines whether a value is input to the third gradient comparison result (dV z ) (dV z = null?). If no value is input to dV z , the process proceeds to step S820. If a value is input to dV z , the process proceeds to step S821.
(ステップS820)
電力制御回路13’は、変数jにzを代入し、処理はステップS814へ進む。この代入により、以降のステップS814からステップS816までの間、電力制御回路13’は、dVout_j=dVout_z、dVj=dVzとして処理を行う。
(Step S820)
The power control circuit 13 ′ substitutes z into the variable j, and the process proceeds to step S814. This assignment, during the subsequent step S814 to step S 816, the power control circuit 13 ', dV out_j = dV out_z, the process as dV j = dV z performed.
(ステップS821)
電力制御回路13’は、決定機能750により、第1の電圧比較結果(Vx)、第2の電圧比較結果(Vy)、第3の電圧比較結果(Vz)、第1の勾配比較結果(dVx)、第2の勾配比較結果(dVy)、および第3の勾配比較結果(dVz)の第1の組合せに対応する出力モード(Ilimit_x、Ilimit_yおよびIlimit_z)をLUTから読み出す。
(Step S821)
The power control circuit 13 ′ uses the determination function 750 to perform the first voltage comparison result (V x ), the second voltage comparison result (V y ), the third voltage comparison result (V z ), and the first gradient comparison. Output mode (I limit _ x , I limit _ y and I limit _ z ) corresponding to the first combination of the result (dV x ), the second gradient comparison result (dV y ), and the third gradient comparison result (dV z ) Read from
ステップS821の後、第1の電圧比較結果(Vx)、第2の電圧比較結果(Vy)、第3の電圧比較結果(Vz)、第1の勾配比較結果(dVx)、第2の勾配比較結果(dVy)、および第3の勾配比較結果(dVz)の値はリセットされ、処理は終了する。「第1の電圧比較結果の値がリセットされる」は、「Vx=null」に相当し、「第2の電圧比較結果の値がリセットされる」は、「Vy=null」に相当し、「第3の電圧比較結果の値がリセットされる」は、「Vz=null」に相当する。また、「第1の勾配比較結果の値がリセットされる」は、「dVx=null」に相当し、「第2の勾配比較結果の値がリセットされる」は、「dVy=null」に相当し、「第3の勾配比較結果の値がリセットされる」は、「dVz=null」に相当する。尚、以上の処理は、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zのいずれもが充電完了モードになるまで、繰り返し実行される。 After step S821, the first voltage comparison result (V x ), the second voltage comparison result (V y ), the third voltage comparison result (V z ), the first gradient comparison result (dV x ), the first The values of the second gradient comparison result (dV y ) and the third gradient comparison result (dV z ) are reset, and the process ends. "The value of the first voltage comparison result is reset" corresponds to "V x = null", and "The value of the second voltage comparison result is reset" corresponds to "V y = null" “The value of the third voltage comparison result is reset” corresponds to “V z = null”. Also, "the value of the first gradient comparison result is reset" corresponds to "dV x = null", and "the value of the second gradient comparison result is reset" is "dV y = null" “The value of the third gradient comparison result is reset” corresponds to “dV z = null”. The above processing is repeatedly performed until all of the X-axis capacitor bank 21x, the Y-axis capacitor bank 21y, and the Z-axis capacitor bank 21z are in the charge completion mode.
なお、ステップS802からステップS820までの処理は、並列処理されてもよい。また、ステップS821は、第1の電圧比較結果(Vx)、第2の電圧比較結果(Vy)、第3の電圧比較結果(Vz)、第1の勾配比較結果(dVx)、第2の勾配比較結果(dVy)、および第3の勾配比較結果(dVz)の第1の組合せが全て揃った時点で決定機能750による処理が行われる。 The processing from step S802 to step S820 may be performed in parallel. Step S821 is a first voltage comparison result (V x ), a second voltage comparison result (V y ), a third voltage comparison result (V z ), a first gradient comparison result (dV x ), The processing by the determination function 750 is performed when the first combination of the second gradient comparison result (dV y ) and the third gradient comparison result (dV z ) are all obtained.
図10は、第2の実施形態におけるLUTを示す図である。例えば、図10に示すように、第2の実施形態に係るLUT1000は、Vx、Vy、Vz、dVx、dVy、およびdVzの第1の組合せと、Ilimit_x、Ilimit_y、およびIlimit_zの第2の組合せとが対応付けられている。第1の組合せは、第1の電圧比較機能710x、第2の電圧比較機能710y、第3の電圧比較機能710z、第1の勾配比較機能740x、第2の勾配比較機能740y、および第3の勾配比較機能740zによりそれぞれ生成される六つの出力値(各真理値に対応する信号)である。第2の組合せは、電力供給器11から出力される第1の電流、第2の電流、および第3の電流の総和(総電流量)に対する第1の電流の第1比率、送電流量に対する第2の電流の第2比率、および送電流量に対する第3の電流の第3比率をそれぞれ整数の百分率(%)で表している。 FIG. 10 is a diagram showing a LUT in the second embodiment. For example, as shown in FIG. 10, the LUT 1000 according to the second embodiment includes a first combination of V x , V y , V z , dV x , dV y , and dV z , I limit — x , I limit — y , And I limit_z are associated with a second combination. The first combination includes a first voltage comparison function 710x, a second voltage comparison function 710y, a third voltage comparison function 710z, a first gradient comparison function 740x, a second gradient comparison function 740y, and a third. These are six output values (signals corresponding to each truth value) respectively generated by the gradient comparison function 740z. The second combination is the first ratio of the first current to the sum (total current amount) of the first current, the second current, and the third current output from the power supply 11, and the first to the transmission flow rate. The second ratio of the current of 2 and the third ratio of the third current to the transmission flow rate are each represented by an integer percentage (%).
組合せ1001は、(Vx,Vy,Vz,dVx,dVy,dVz)=(1,1,1,0,0,0)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zが全て充電完了モードであることを意味する。組合せ1001に対応する組合せ1002は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(33,33,33)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zに対してそれぞれ略等しい電流量を割り振ることを意味する。 The combination 1001, (V x, V y, V z, dV x, dV y, dV z) = because it is (1,1,1,0,0,0), X-axis capacitor bank 21x, Y-axis capacitor It means that the bank 21y and the Z-axis capacitor bank 21z are all in the charge completion mode. Since the combination 1002 corresponding to the combination 1001 is (I limit — x , I limit — y , I limit — z ) = (33, 33 , 33 ), the X axis capacitor bank 21 x, the Y axis capacitor bank 21 y, and the Z axis capacitor bank 21 z It means that current amounts substantially equal to each other are allocated.
組合せ1003は、(Vx,Vy,Vz,dVx,dVy,dVz)=(1,1,0,0,0,0)であるため、X軸キャパシタバンク21xおよびY軸キャパシタバンク21yが充電完了モードであることを意味し、Z軸キャパシタバンク21zが充電要求モードであることを意味する。組合せ1003に対応する組合せ1004は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(4,4,92)であり、Z軸キャパシタバンク21zに対して優先的に電流量を割り振ることを意味する。 Since the combination 1003 is (V x , V y , V z , dV x , dV y , dV z ) = (1, 1, 0 , 0 , 0 , 0 ), the X axis capacitor bank 21 x and the Y axis capacitor This means that the bank 21y is in the charge completion mode, and the Z-axis capacitor bank 21z is in the charge request mode. The combination 1004 corresponding to the combination 1003 is (I limit — x , I limit — y , I limit — z ) = (4, 4, 92), which means that the current amount is preferentially allocated to the Z-axis capacitor bank 21 z.
組合せ1005は、(Vx,Vy,Vz,dVx,dVy,dVz)=(1,1,0,0,0,1)であるため、X軸キャパシタバンク21xおよびY軸キャパシタバンク21yが充電完了モードであることを意味し、Z軸キャパシタバンク21zが充電要求モードおよび放電モードであることを意味する。組合せ1005に対応する組合せ1006は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(4,4,92)であり、Z軸キャパシタバンク21zに対して優先的に電流量を割り振ることを意味する。 Since the combination 1005 is (V x , V y , V z , dV x , dV y , dV z ) = (1, 1, 0 , 0 , 0 , 1), the X axis capacitor bank 21 x and the Y axis capacitor This means that the bank 21y is in the charge completion mode, and the Z-axis capacitor bank 21z is in the charge request mode and the discharge mode. The combination 1006 corresponding to the combination 1005 is (I limit — x , I limit — y , I limit — z ) = (4, 4, 92), which means that the current amount is preferentially allocated to the Z-axis capacitor bank 21 z.
組合せ1007は、(Vx,Vy,Vz,dVx,dVy,dVz)=(1,0,0,0,0,0)であるため、X軸キャパシタバンク21xが充電完了モードであることを意味し、Y軸キャパシタバンク21yおよびZ軸キャパシタバンク21zが充電要求モードであることを意味する。組合せ1007に対応する組合せ1008は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(4,48,48)であり、Y軸キャパシタバンク21yおよびZ軸キャパシタバンク21zに対して優先的に電流量を割り振ることを意味する。 The combination 1007, (V x, V y, V z, dV x, dV y, dV z) = (1,0,0,0,0,0) and is therefore, X-axis capacitor bank 21x is fully charged mode This means that the Y-axis capacitor bank 21y and the Z-axis capacitor bank 21z are in the charge request mode. The combination 1008 corresponding to the combination 1007 is (I limit — x , I limit — y , I limit — z ) = (4, 48, 48), and the current amount is preferentially given to the Y axis capacitor bank 21 y and the Z axis capacitor bank 21 z. It means to allocate.
組合せ1009は、(Vx,Vy,Vz,dVx,dVy,dVz)=(1,0,0,0,0,1)であるため、X軸キャパシタバンク21xが充電完了モードであることを意味し、Y軸キャパシタバンク21yが充電要求モードであることを意味し、Z軸キャパシタバンク21zが充電要求モードおよび放電モードであることを意味する。組合せ1009に対応する組合せ1010は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(4,4,92)であるため、Z軸キャパシタバンク21zに対して優先的に電流量を割り振ることを意味する。 The combination 1009, (V x, V y, V z, dV x, dV y, dV z) = (1,0,0,0,0,1) and is therefore, X-axis capacitor bank 21x is fully charged mode The Y-axis capacitor bank 21y is in the charge request mode, and the Z-axis capacitor bank 21z is in the charge request mode and the discharge mode. The combination 1010 corresponding to the combination 1009 means that (I limit — x , I limit — y , I limit — z ) = (4, 4, 92), which means that the current amount is preferentially allocated to the Z-axis capacitor bank 21 z. .
組合せ1011は、(Vx,Vy,Vz,dVx,dVy,dVz)=(0,0,0,0,0,0)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zが全て充電要求モードであることを意味する。組合せ1011に対応する組合せ1012は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(33,33,33)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zに対してそれぞれ略等しい電流量を割り振ることを意味する。 Since the combination 1011 is (V x , V y , V z , dV x , dV y , dV z ) = ( 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 0 ), the X axis capacitor bank 21 x , Y axis capacitor This means that the bank 21y and the Z-axis capacitor bank 21z are all in the charge request mode. Since the combination 1012 corresponding to the combination 1011 is (I limit — x , I limit — y , I limit — z ) = (33, 33 , 33 ), the X axis capacitor bank 21 x, the Y axis capacitor bank 21 y, and the Z axis capacitor bank 21 z It means that current amounts substantially equal to each other are allocated.
組合せ1013は、(Vx,Vy,Vz,dVx,dVy,dVz)=(0,0,0,0,0,1)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zが全て充電要求モードであることを意味し、さらにZ軸キャパシタバンク21zが放電モードであることを意味する。組合せ1013に対応する組合せ1014は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(4,4,92)であるため、Z軸キャパシタバンク21zに対して優先的に電流量を割り振ることを意味する。 Since the combination 1013 is (V x , V y , V z , dV x , dV y , dV z ) = ( 0 , 0 , 0 , 0 , 0 , 1), the X axis capacitor bank 21 x , Y axis capacitor It means that the bank 21y and the Z-axis capacitor bank 21z are all in the charge request mode, and further that the Z-axis capacitor bank 21z is in the discharge mode. The combination 1014 corresponding to the combination 1013 means that (I limit — x , I limit — y , I limit — z ) = (4, 4, 92), which means that the current amount is preferentially allocated to the Z-axis capacitor bank 21 z. .
上記の組み合わせ1013のような動作の場合、従来では、磁気共鳴イメージング装置は、全てのキャパシタバンクに対して等しく充電を行う。しかし、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100は、電圧低下が進んでいるチャネル(Z軸キャパシタバンク21z)に優先的に充電するため、当該チャネルの電圧低下を抑制することができる。 Conventionally, for operations such as combination 1013 described above, the magnetic resonance imaging apparatus charges all capacitor banks equally. However, since the magnetic resonance imaging apparatus 100 according to the present embodiment preferentially charges the channel (Z-axis capacitor bank 21z) in which the voltage drop is progressing, the voltage drop of the channel can be suppressed.
組合せ1015は、(Vx,Vy,Vz,dVx,dVy,dVz)=(0,0,0,0,1,1)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zが全て充電要求モードであることを意味し、さらにY軸キャパシタバンク21yおよびZ軸キャパシタバンク21zが放電モードであることを意味する。組合せ1015に対応する組合せ1016は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(4,48,48)であるため、Y軸キャパシタバンク21yおよびZ軸キャパシタバンク21zに対して優先的に電流量を割り振ることを意味する。 Since the combination 1015 is (V x , V y , V z , dV x , dV y , dV z ) = ( 0 , 0 , 0 , 0 , 1, 1), the X axis capacitor bank 21 x , Y axis capacitor It means that the bank 21y and the Z-axis capacitor bank 21z are all in the charge request mode, and further that the Y-axis capacitor bank 21y and the Z-axis capacitor bank 21z are in the discharge mode. Since the combination 1016 corresponding to the combination 1015 is (I limit — x , I limit — y , I limit — z ) = (4, 48, 48), the amount of current is preferentially given to the Y axis capacitor bank 21 y and the Z axis capacitor bank 21 z It means to allocate.
組合せ1017は、(Vx,Vy,Vz,dVx,dVy,dVz)=(0,0,0,1,1,1)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zが全て充電要求モードおよび放電モードであることを意味する。組合せ1017に対応する組合せ1018は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(33,33,33)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zに対してそれぞれ略等しい電流量を割り振ることを意味する。 Since the combination 1017 is (V x , V y , V z , dV x , dV y , dV z ) = (0, 0, 0, 1, 1, 1), the X axis capacitor bank 21 x, Y axis capacitor It means that the bank 21y and the Z-axis capacitor bank 21z are all in the charge request mode and the discharge mode. Since the combination 1018 corresponding to the combination 1017 is (I limit — x , I limit — y , I limit — z ) = (33, 33 , 33 ), the X axis capacitor bank 21 x, the Y axis capacitor bank 21 y, and the Z axis capacitor bank 21 z It means that current amounts substantially equal to each other are allocated.
図11は、第2の実施形態における電力制御回路にて実行される処理を示すフローチャートである。以下、電力制御回路13’による電流設定機能の処理について説明する。尚、説明を簡略化するため、X軸傾斜磁場コイル103xに関する処理を説明し、Y軸傾斜磁場コイル103yに関する処理およびZ軸傾斜磁場コイル103zに関する処理の説明は省略する。 FIG. 11 is a flowchart showing processing executed by the power control circuit in the second embodiment. Hereinafter, processing of the current setting function by the power control circuit 13 'will be described. In order to simplify the description, the process relating to the X axis gradient magnetic field coil 103x will be described, and the description relating to the process relating to the Y axis gradient magnetic field coil 103y and the process relating to the Z axis gradient magnetic field coil 103z will be omitted.
(ステップS1101)
電力制御回路13’は、計測器12から出力電圧(Vout)を取得する。具体的には、電力制御回路13’は、X軸計測器12xから第1の電圧(Vout_x)の値を取得する。
(Step S1101)
The power control circuit 13 ′ obtains an output voltage (V out ) from the measuring instrument 12. Specifically, the power control circuit 13 ′ acquires the value of the first voltage (V out — x ) from the X-axis measuring instrument 12x.
(ステップS1102)
電力制御回路13’は、出力電圧が上限電圧(Vlimit)以上か否かを判定する。具体的には、電力制御回路13’は、第4の電圧比較機能761xにより、第1の電圧が上限電圧以上か否かを判定する。出力電圧(或いは、第1の電圧)が上限電圧以上の場合、処理はステップS1103へと進む。また、出力電圧(或いは、第1の電圧)が上限電圧未満の場合、処理はステップS1104へと進む。
(Step S1102)
The power control circuit 13 'determines whether the output voltage is equal to or higher than the upper limit voltage (V limit ). Specifically, the power control circuit 13 ′ determines whether the first voltage is equal to or higher than the upper limit voltage by the fourth voltage comparison function 761x. If the output voltage (or the first voltage) is equal to or higher than the upper limit voltage, the process proceeds to step S1103. If the output voltage (or the first voltage) is less than the upper limit voltage, the process proceeds to step S1104.
(ステップS1103)
出力電圧が上限電圧以上であるため、電力制御回路13’は、目標電流(Ilimit)をゼロに設定する。具体的には、出力電圧が上限電圧以上であるため、電力制御回路13’は、第1の信号選択機能により、電流値ゼロ(I=0)を選択し、第1の目標電流をゼロに設定する。
(Step S1103)
Since the output voltage is equal to or higher than the upper limit voltage, the power control circuit 13 'sets the target current (I limit ) to zero. Specifically, since the output voltage is equal to or higher than the upper limit voltage, the power control circuit 13 ′ selects the current value zero (I = 0) by the first signal selection function, and sets the first target current to zero. Set
(ステップS1104)
出力電圧が上限電圧未満であるため、電力制御回路13’は、平均化した目標電流を設定する。具体的には、出力電圧が上限電圧未満であるため、電力制御回路13’は、第1の信号選択機能により、平均化した第1の目標電流を選択する。ステップS1104の後、処理は終了する。また、以上の処理は、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zのいずれもが充電完了モードになるまで、繰り返し実行される。
(Step S1104)
Since the output voltage is less than the upper limit voltage, the power control circuit 13 'sets an averaged target current. Specifically, since the output voltage is less than the upper limit voltage, the power control circuit 13 'selects the averaged first target current by the first signal selection function. After step S1104, the process ends. Further, the above processing is repeatedly performed until all of the X-axis capacitor bank 21x, the Y-axis capacitor bank 21y, and the Z-axis capacitor bank 21z are in the charge completion mode.
図12、図13,および図14を用いて、第2の実施形態における電流比率制御の具体例について説明する。 A specific example of current ratio control in the second embodiment will be described with reference to FIGS. 12, 13 and 14.
図12は、第2の実施形態における増幅器から出力される電流波形を示す図である。電流波形1200xは、X軸増幅器22xから出力される電流の値を示す。電流波形1200yは、Y軸増幅器22yから出力される電流の値を示す。電流波形1200zは、Z軸増幅器22zから出力される電流の値を示す。 FIG. 12 is a diagram showing a current waveform output from the amplifier in the second embodiment. The current waveform 1200x indicates the value of the current output from the X-axis amplifier 22x. The current waveform 1200y indicates the value of the current output from the Y-axis amplifier 22y. The current waveform 1200z indicates the value of the current output from the Z-axis amplifier 22z.
時刻t1から時刻t2に亘って、例えば水分子拡散を検出するための傾斜磁場(Motion Probing Gradient:MPG)を発生させる電流が、Y軸増幅器22yからY軸傾斜磁場コイル103yに供給される。このとき、Y軸傾斜磁場コイル103yは、MPGに対応する傾斜磁場を発生する。 Over the time t 1 to time t 2, the example gradient magnetic field for detecting the water molecule diffusion (Motion Probing Gradient: MPG) current that generates is supplied from the Y axis amplifier 22y in the Y-axis gradient coil 103y . At this time, the Y-axis gradient magnetic field coil 103y generates a gradient magnetic field corresponding to MPG.
その後、時刻t2から時刻t3に亘って、例えばエコープラナー撮像(Echo Planer Imaging:EPI)を行うための電流が、X軸増幅器22xからX軸傾斜磁場コイル103xに供給される。このとき、X軸傾斜磁場コイル103xは、EPIに対応する傾斜磁場を発生する。従って、電力供給器11は、Y軸増幅器22yへ電流を供給した後に、X軸増幅器22xへ電流を供給する。 Then, over the time t 2 to time t 3, e.g., echo-planar imaging (Echo Planer Imaging: EPI) current for performing is supplied from the X-axis amplifier 22x in the X-axis gradient coil 103x. At this time, the X-axis gradient coil 103x generates a gradient magnetic field corresponding to EPI. Therefore, the power supply 11 supplies the current to the X-axis amplifier 22x after supplying the current to the Y-axis amplifier 22y.
図13は、第2の実施形態における電力供給器から出力される電流波形と目標電流波形を示す図である。電流波形1300xは、電力供給器11からX軸キャパシタバンク21xへ出力される電流に関する電流比率を示す。目標電流波形1301xは、第1の目標電流に関する電流比率を示す。電流波形1300yは、電力供給器11からY軸キャパシタバンク21yへ出力される電流に関する電流比率を示す。目標電流波形1301yは、第2の目標電流に関する電流比率を示す。電流波形1300zは、電力供給器11からZ軸キャパシタバンク21zへ出力される電流に関する電流比率を示す。合計電流波形1302は、電流波形1300x、電流波形1300y、および電流波形1300zを合計した値を示す。 FIG. 13 is a diagram showing a current waveform and a target current waveform which are output from the power supply device in the second embodiment. A current waveform 1300x indicates a current ratio related to the current output from the power supply 11 to the X-axis capacitor bank 21x. The target current waveform 1301x indicates the current ratio with respect to the first target current. A current waveform 1300y indicates a current ratio related to the current output from the power supply 11 to the Y-axis capacitor bank 21y. The target current waveform 1301 y indicates the current ratio with respect to the second target current. The current waveform 1300z shows the current ratio with respect to the current output from the power supply 11 to the Z-axis capacitor bank 21z. The total current waveform 1302 indicates a value obtained by summing the current waveform 1300x, the current waveform 1300y, and the current waveform 1300z.
図14は、第2の実施形態における電力供給器から出力される電圧波形を示す図である。電圧波形1400xは、電流波形1300xに関連し、X軸キャパシタバンク21xにおいて、充電完了モードの電圧に対する第1の電圧の比率を示す。電圧波形1400yは、電流波形1300yに関連し、Y軸キャパシタバンク21yにおいて、充電完了モードの電圧に対する第2の電圧の比率を示す。電圧波形1400zは、電流波形1300zに関連し、Z軸キャパシタバンク21zにおいて、充電完了モードの電圧に対する第3の電圧の比率を示す。 FIG. 14 is a diagram showing a voltage waveform output from the power supply in the second embodiment. The voltage waveform 1400x is associated with the current waveform 1300x and shows the ratio of the first voltage to the voltage in the charge completion mode in the X-axis capacitor bank 21x. The voltage waveform 1400y is associated with the current waveform 1300y and shows the ratio of the second voltage to the voltage in the charge completion mode in the Y-axis capacitor bank 21y. The voltage waveform 1400z is associated with the current waveform 1300z and shows the ratio of the third voltage to the voltage of the charge complete mode in the Z-axis capacitor bank 21z.
時刻t1から時刻t2に亘って、Y軸傾斜磁場コイル103yのみが使用されるため、目標電流波形1301yは、92%となる。その後、時刻t2から時刻t3に亘って、X軸傾斜磁場コイル103xのみが使用されるため、目標電流波形1301xは、92%となる。 Over the time t 1 to time t 2, the order only Y-axis gradient coil 103y is used, the target current waveform 1301y becomes 92%. Then, over the time t 2 to time t 3, since only the X-axis gradient coil 103x is used, the target current waveform 1301x becomes 92%.
時刻t2において、電圧波形1400yが100%を下回る場合、従来では、時刻t2以降において、撮像で使用しないY軸傾斜磁場コイル103yに対しても、X軸傾斜磁場コイル103xと同量の電流を供給する。一方、本実施形態では、電圧値をモニタすることによって、撮像で使用される傾斜磁場コイルに対して適切に電流を供給することができる。 At time t 2, when the voltage waveform 1400y below 100%, conventionally, at time t 2 later, is not used in the imaging with respect to the Y-axis gradient coil 103y, X-axis gradient coil 103x and the same amount of current Supply. On the other hand, in the present embodiment, by monitoring the voltage value, current can be appropriately supplied to the gradient magnetic field coil used in imaging.
時刻t4において、電圧波形1400yが100%になると、Y軸増幅器22yに対してアイドリング電流だけ供給すればよいため、目標電流波形1301xが再び92%となる。その後、時刻t5において、電圧波形1400xが100%になると、X軸増幅器22x対してもアイドリング電流だけを供給する。 At time t 4, when the voltage waveform 1400y to 100%, since the may be supplied only idling current to the Y-axis amplifier 22y, the target current waveform 1301x is 92% again. Then, at time t 5, when the voltage waveform 1400x to 100%, and supplies only the idling current is also for X-axis amplifier 22x.
以上説明したように、第2の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100は、電力の供給を受けて複数軸の傾斜磁場を生成する複数の傾斜磁場コイルと、電力を供給する傾斜磁場電源とを備える。傾斜磁場電源は、複数の傾斜磁場コイルにそれぞれ接続される複数の増幅器と、複数の増幅器に電流を供給する電力供給器と、複数の増幅器に印加される電圧を計測する計測器と、電圧に基づいて、電力供給器から増幅器に供給される電流を制御する電力制御回路とを有する。電力制御回路は、複数の増幅器に印加される電圧と閾値電圧とを比較する電圧比較部と、増幅器に印加される電圧の時間変化と単位時間あたりの傾きを示す閾値勾配とを比較する電圧勾配比較部と、電圧比較部と電圧勾配比較部とによる比較結果に応じて、複数の傾斜磁場コイルに対応する複数の増幅器各々に供給される電流の、複数の増幅器に供給される電流の総和に対する比率を決定する決定部とを備える。これにより、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力供給器からの出力電流の割り振りを効率良く制御することができる。 As described above, the magnetic resonance imaging apparatus 100 according to the second embodiment includes a plurality of gradient magnetic field coils that receive power supply and generate gradient magnetic fields of multiple axes, and a gradient magnetic field power supply that supplies power. Prepare. The gradient magnetic field power supply includes a plurality of amplifiers respectively connected to the plurality of gradient magnetic field coils, a power supply supplying current to the plurality of amplifiers, a measuring instrument measuring the voltage applied to the plurality of amplifiers, and a voltage And a power control circuit for controlling the current supplied from the power supply to the amplifier. The power control circuit compares a voltage applied to a plurality of amplifiers with a threshold voltage, and a voltage gradient compares a temporal change of the voltage applied to the amplifiers with a threshold gradient indicating a slope per unit time. The current supplied to each of the plurality of amplifiers corresponding to the plurality of gradient magnetic field coils, in accordance with the comparison result by the comparison unit, the voltage comparison unit, and the voltage gradient comparison unit, to the sum of the currents supplied to the plurality of amplifiers And a determination unit that determines the ratio. Thus, the present magnetic resonance imaging apparatus 100 can efficiently control the allocation of the output current from the power supply.
また、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100は、X軸傾斜磁場コイルと、Y軸傾斜磁場コイルと、Z軸傾斜磁場コイルと、傾斜磁場電源とを備える。傾斜磁場電源は、電力供給器と、計測器と、電力制御回路とを有する。電力供給器は、X軸傾斜磁場コイルと、Y軸傾斜磁場コイルと、Z軸傾斜磁場コイルとにそれぞれ接続された三つの増幅器へ、第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とをそれぞれ供給する。計測器は、第1の電流に対応する第1の電圧と、第2の電流に対応する第2の電圧と、第3の電流に対応する第3の電圧とをそれぞれ計測する。電力制御回路は、第1の電圧と、第2の電圧と、第3の電圧とを用いて、第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とを制御する。電力制御回路は、第1の比較部と、第2の比較部と、第3の比較部と、第4の比較部と、第5の比較部と、第6の比較部と、メモリと、決定部とを有する。第1の比較部は、第1の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第1の電圧比較結果を生成する。第2の比較部は、第2の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第2の電圧比較結果を生成する。第3の比較部は、第3の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第3の電圧比較結果を生成する。第4の比較部は、第1の電圧の時間変化を示す値と単位時間当たりの傾きを示す閾値勾配値とを比較することによって、第1の勾配比較結果を生成する。第5の比較部は、第2の電圧の時間変化を示す値と閾値勾配値とを比較することによって、第2の勾配比較結果を生成する。第6の比較部は、第3の電圧の時間変化を示す値と閾値勾配値とを比較することによって、第3の勾配比較結果を生成する。メモリは、第1の比較部、第2の比較部、第3の比較部、第4の比較部、第5の比較部、および第6の比較部によりそれぞれ生成される六つの比較結果の第1の組合せと、第1の電流、第2の電流、および第3の電流の総和に対する第1の電流の第1比率、総和に対する第2の電流の第2比率、および総和に対する第3の電流の第3比率の第2の組合せとを対応付けたルックアップテーブルを記憶する。決定部は、第1の電圧比較結果、第2の電圧比較結果、第3の電圧比較結果、第1の勾配比較結果、第2の勾配比較結果、および第3の勾配比較結果の組合せとルックアップテーブルとに基づいて第2の組合せを決定する。電力制御回路は、決定された第2の組合せを用いて、電力供給器を制御する。これにより、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力供給器からの出力電流の割り振りを効率良く制御することができる。 Further, the magnetic resonance imaging apparatus 100 according to the present embodiment includes an X-axis gradient magnetic field coil, a Y-axis gradient magnetic field coil, a Z-axis gradient magnetic field coil, and a gradient magnetic field power supply. The gradient magnetic field power supply has a power supply, a measuring instrument, and a power control circuit. The power supply includes three amplifiers connected respectively to the X-axis gradient coil, the Y-axis gradient coil, and the Z-axis gradient coil, the first current, the second current, and the third current. Supply current and respectively. The measuring device measures a first voltage corresponding to the first current, a second voltage corresponding to the second current, and a third voltage corresponding to the third current. The power control circuit controls the first current, the second current, and the third current using the first voltage, the second voltage, and the third voltage. The power control circuit includes a first comparing unit, a second comparing unit, a third comparing unit, a fourth comparing unit, a fifth comparing unit, a sixth comparing unit, and a memory. And a determination unit. The first comparison unit generates a first voltage comparison result by comparing the first voltage with the threshold voltage. The second comparing unit generates a second voltage comparison result by comparing the second voltage with the threshold voltage. The third comparing unit generates a third voltage comparison result by comparing the third voltage with the threshold voltage. The fourth comparison unit generates a first gradient comparison result by comparing a value indicating time change of the first voltage with a threshold gradient value indicating a gradient per unit time. The fifth comparing unit generates a second gradient comparison result by comparing the value indicating the temporal change of the second voltage with the threshold gradient value. The sixth comparison unit generates a third gradient comparison result by comparing the value indicating the temporal change of the third voltage with the threshold gradient value. The memory includes a first comparison unit, a second comparison unit, a third comparison unit, a fourth comparison unit, a fifth comparison unit, and a sixth comparison unit that generates the first of six comparison results. And a first ratio of the first current to the sum of the first current, the second current, and the third current, a second ratio of the second current to the sum, and a third current to the sum And storing a look-up table in which the second combination of the third ratios is associated. The determination unit includes a combination and a look of a first voltage comparison result, a second voltage comparison result, a third voltage comparison result, a first gradient comparison result, a second gradient comparison result, and a third gradient comparison result. A second combination is determined based on the uptable. The power control circuit controls the power supply using the determined second combination. Thus, the present magnetic resonance imaging apparatus 100 can efficiently control the allocation of the output current from the power supply.
また、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力制御回路において、決定された第2の組合せを用いて、第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とに対してフィードバック制御を実行するフィードバック制御部をさらに有し、電力制御回路は、フィードバック制御が実行された第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とを用いて、電力供給器を制御する。これにより、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力供給器からの出力電流の割り振りを効率良く制御することができる。 In addition, the magnetic resonance imaging apparatus 100 performs feedback control on the first current, the second current, and the third current using the determined second combination in the power control circuit. The power control circuit controls the power supply using the first current, the second current, and the third current for which feedback control is performed. Thus, the present magnetic resonance imaging apparatus 100 can efficiently control the allocation of the output current from the power supply.
また、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力制御回路において、第1の電圧が閾値電圧よりも高い上限電圧未満の場合、第1比率に応じて第1の目標電流を設定し、第1の電圧が上限電圧以上の場合、第1の目標電流をゼロに設定し、第2の電圧が上限電圧未満の場合、第2比率に応じて第2の目標電流を設定し、第2の電圧が上限電圧以上の場合、第2の目標電流をゼロに設定し、第3の電圧が上限電圧未満の場合、第3比率に応じて第3の目標電流を設定し、第3の電圧が上限電圧以上の場合、第3の目標電流をゼロに設定する電流設定部と、第1の目標電流、第2の目標電流および第3の目標電流を用いて、第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とに対してフィードバック制御を実行するフィードバック制御部とを更に有し、電力制御回路は、フィードバック制御が実行された第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とを用いて、電力供給器を制御する。これにより、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力供給器からの出力電流の割り振りを効率良く制御することができる。 Further, when the first voltage is less than the upper limit voltage higher than the threshold voltage in the power control circuit, the magnetic resonance imaging apparatus 100 sets the first target current according to the first ratio, and the first voltage is set. If the second voltage is lower than the upper limit voltage, the first target current is set to zero, and if the second voltage is less than the upper voltage, the second target current is set according to the second ratio, and the second voltage is higher than the upper limit voltage. If it is higher than the voltage, the second target current is set to zero, and if the third voltage is lower than the upper limit voltage, the third target current is set according to the third ratio, and the third voltage is higher than the upper limit voltage In this case, using the current setting unit that sets the third target current to zero, and the first target current, the second target current, and the third target current, the first current, the second current, and , And a feedback control unit for performing feedback control on the third current. The power control circuit uses a first current feedback control is performed, a second current and a third current, to control the power supply. Thus, the present magnetic resonance imaging apparatus 100 can efficiently control the allocation of the output current from the power supply.
また、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100は、複数のチャネルを有する傾斜磁場コイルに電力供給する複数の増幅器を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、増幅器に電流を供給する電源電圧の時間変化を表す電圧勾配をチャネルごとに取得する取得部と、電圧勾配に応じて、複数の前記チャネルのうち、特定のチャネルに対応する増幅器に、優先的に電力を供給する電力供給部とを備える。これにより、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力供給部からの出力電力の割り振りを効率よく制御することができる。 Further, the magnetic resonance imaging apparatus 100 according to the present embodiment is a magnetic resonance imaging apparatus provided with a plurality of amplifiers for supplying power to a gradient magnetic field coil having a plurality of channels, and time of power supply voltage for supplying current to the amplifiers And a power supply unit that preferentially supplies power to an amplifier corresponding to a specific channel among the plurality of channels according to the voltage gradient. . Thus, the magnetic resonance imaging apparatus 100 can efficiently control the allocation of the output power from the power supply unit.
また、本磁気共鳴イメージング装置100は、取得部において、増幅器の前段に設けられたキャパシタにおける電圧降下の時間変化を電圧勾配として取得することができる。 Further, in the magnetic resonance imaging apparatus 100, the acquisition section can acquire, as a voltage gradient, a temporal change in voltage drop in the capacitor provided in the front stage of the amplifier.
また、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力供給部において、キャパシタにおける電圧降下の時間変化が他のチャネルと比較して大きいチャネルに優先的に電力を供給することができる。 In addition, the magnetic resonance imaging apparatus 100 can preferentially supply power to a channel having a large time change in voltage drop in the capacitor in comparison with other channels in the power supply unit.
以上の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100は、傾斜磁場電源による傾斜磁場コイルへの電流制御を、ソフトウェア制御によって行う。これにより、本磁気共鳴イメージング装置100は、従来のハードウェア構成のままで傾斜磁場電源の性能を向上させることができる。具体的には、本磁気共鳴イメージング装置100は、例えば、所定のエコー時間に対するb値(b−value)を向上させることができる。換言すると、本磁気共鳴イメージング装置100は、所定のb値に到達するまでのエコー時間を短縮することができる。また、本磁気共鳴イメージング装置100は、ハードウェア構成を変更する場合に発生するコストアップおよび筐体サイズの増大を防ぐことができる。 The magnetic resonance imaging apparatus 100 according to the above embodiment performs current control to the gradient magnetic field coil by the gradient magnetic field power supply by software control. Thus, the magnetic resonance imaging apparatus 100 can improve the performance of the gradient magnetic field power supply while maintaining the conventional hardware configuration. Specifically, the magnetic resonance imaging apparatus 100 can improve, for example, the b value (b-value) for a predetermined echo time. In other words, the magnetic resonance imaging apparatus 100 can shorten the echo time until reaching the predetermined b value. Further, the present magnetic resonance imaging apparatus 100 can prevent an increase in cost and an increase in housing size that occur when changing the hardware configuration.
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、電力供給器からの出力電流の割り振りを効率良く制御することができる。 According to at least one embodiment described above, the allocation of the output current from the power supply can be efficiently controlled.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.
11 電力供給器
12 計測器
13 電力制御回路
100 磁気共鳴イメージング装置
101 静磁場磁石
103 傾斜磁場コイル
105 傾斜磁場電源
107 寝台
115 送信コイル
117 受信コイル
210x 第1の比較機能
210y 第2の比較機能
210z 第3の比較機能
230 フィードバック制御機能
232x 第4の比較機能
232y 第5の比較機能
232z 第6の比較機能
600 LUT
710x,710y,710z 第1乃至3の電圧比較機能
720x,720y,720z 第1乃至3のLPF機能
730x,730y,730z 第1乃至3の微分機能
740x,740y,740z 第1乃至3の勾配比較機能
760 電流設定機能
761x,761y,761z 第4乃至6の電圧比較機能
762x,762y,762z 第4乃至6のLPF機能
763x,763y,763z 第1乃至3の信号選択機能
770 フィードバック制御機能
772x,772y,772z 第1乃至3の電流比較機能
1000 LUT
1200x,1200y,1200z,1300x,1300y,1000z 電流波形
1301x,1301y 目標電流波形
1302 合計電流波形
1400x,1400y,1400z 電圧波形
11 power supply unit 12 measuring instrument 13 power control circuit 100 magnetic resonance imaging apparatus 101 static magnetic field magnet 103 gradient magnetic field coil 105 gradient magnetic field power supply 107 bed 115 transmission coil 117 reception coil 210x first comparison function 210y second comparison function 210z second comparison function Comparison function of 3 230 Feedback control function 232x 4th comparison function 232y 5th comparison function 232z 6th comparison function 600 LUT
710x, 710y, 710z first to third voltage comparison functions 720x, 720y, 720z first to third LPF functions 730x, 730y, 730z first to third differential functions 740x, 740y, 740z first to third gradient comparison functions 760 Current setting function 761x, 761y, 761z 4th to 6th voltage comparison functions 762x, 762y, 762z 4th to 6th LPF functions 763x, 763y, 763z 1st to 3rd signal selection functions 770 Feedback control function 772x, 772y, 772z 1st to 3rd current comparison function 1000 LUT
1200x, 1200y, 1200z, 1300x, 1300y, 1000z current waveform 1301x, 1301y target current waveform 1302 total current waveform 1400x, 1400y, 1400z voltage waveform
Claims (8)
前記増幅器に電流を供給する電源電圧の時間変化を表す電圧勾配を前記チャネルごとに取得する取得部と、
前記電圧勾配に応じて、複数の前記チャネルのうち、特定のチャネルに対応する増幅器に、優先的に電力を供給する電力供給部と
を具備する、磁気共鳴イメージング装置。 A magnetic resonance imaging apparatus comprising a plurality of amplifiers for supplying power to a gradient magnetic field coil having a plurality of channels, comprising:
An acquisition unit that acquires, for each of the channels, a voltage gradient that represents a time change of a power supply voltage that supplies current to the amplifier;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a power supply unit that preferentially supplies power to an amplifier corresponding to a specific channel among a plurality of the channels according to the voltage gradient.
を更に具備し、
前記電力制御回路は、
前記増幅器に印加される電圧と閾値電圧とを比較することによって、第1の比較結果を生成する電圧比較部と、
前記電圧勾配と単位時間あたりの傾きを示す閾値勾配とを比較することによって、第2の比較結果を生成する電圧勾配比較部と、
前記第1の比較結果および前記第2の比較結果に応じて、前記複数の増幅器各々に供給される電流の、前記複数の増幅器に供給される電流の総和に対する比率を決定する決定部と
を備えた、請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 And a power control circuit that controls the current based on the power supply voltage.
The power control circuit
A voltage comparison unit that generates a first comparison result by comparing a voltage applied to the amplifier with a threshold voltage;
A voltage gradient comparison unit that generates a second comparison result by comparing the voltage gradient with a threshold gradient that indicates a gradient per unit time;
A determination unit that determines a ratio of the current supplied to each of the plurality of amplifiers to the sum of the currents supplied to the plurality of amplifiers according to the first comparison result and the second comparison result. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
前記磁気共鳴イメージング装置が有する増幅器に電流を供給する電源電圧の時間変化を表す電圧勾配を前記チャネルごとに取得し、
前記電圧勾配に応じて、複数の前記チャネルのうち、特定のチャネルに対応する増幅器に、優先的に電力を供給する方法。 A method of supplying power to a gradient magnetic field coil having a plurality of channels in a magnetic resonance imaging apparatus, comprising:
Acquiring, for each of the channels, a voltage gradient representing a temporal change of a power supply voltage for supplying a current to an amplifier of the magnetic resonance imaging apparatus;
A method of preferentially supplying power to an amplifier corresponding to a specific channel among a plurality of the channels according to the voltage gradient.
前記傾斜磁場電源は、
前記X軸傾斜磁場コイルと、前記Y軸傾斜磁場コイルと、前記Z軸傾斜磁場コイルとにそれぞれ接続された三つの増幅器へ、第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とをそれぞれ供給する電力供給器と、
前記第1の電流に対応する第1の電圧と、前記第2の電流に対応する第2の電圧と、前記第3の電流に対応する第3の電圧とをそれぞれ計測する計測器と、
前記第1の電圧と、前記第2の電圧と、前記第3の電圧とを用いて、前記第1の電流と、前記第2の電流と、前記第3の電流とを制御する電力制御回路と
を有し、
前記電力制御回路は、
前記第1の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第1の電圧比較結果を生成する第1の比較部と、
前記第2の電圧と前記閾値電圧とを比較することによって、第2の電圧比較結果を生成する第2の比較部と、
前記第3の電圧と前記閾値電圧とを比較することによって、第3の電圧比較結果を生成する第3の比較部と、
前記第1の電圧の時間変化を示す値と単位時間当たりの傾きを示す閾値勾配値とを比較することによって、第1の勾配比較結果を生成する第4の比較部と、
前記第2の電圧の時間変化を示す値と前記閾値勾配値とを比較することによって、第2の勾配比較結果を生成する第5の比較部と、
前記第3の電圧の時間変化を示す値と前記閾値勾配値とを比較することによって、第3の勾配比較結果を生成する第6の比較部と、
前記第1の比較部、前記第2の比較部、前記第3の比較部、前記第4の比較部、前記第5の比較部、および前記第6の比較部によりそれぞれ生成される六つの比較結果の第1の組合せと、前記第1の電流、前記第2の電流、および前記第3の電流の総和に対する前記第1の電流の第1比率、前記総和に対する前記第2の電流の第2比率、および前記総和に対する前記第3の電流の第3比率の第2の組合せとを対応付けたルックアップテーブルを記憶したメモリと、
生成された前記第1の電圧比較結果、前記第2の電圧比較結果、前記第3の電圧比較結果、前記第1の勾配比較結果、前記第2の勾配比較結果、および前記第3の勾配比較結果の組合せと前記ルックアップテーブルとに基づいて前記第2の組合せを決定する決定部と
を有し、
前記電力制御回路は、前記決定された第2の組合せを用いて、前記電力供給器を制御する、磁気共鳴イメージング装置。 An X-axis gradient magnetic field coil, a Y-axis gradient magnetic field coil, a Z-axis gradient magnetic field coil, and a gradient magnetic field power supply,
The gradient magnetic field power supply is
The first current, the second current, and the third current to three amplifiers respectively connected to the X-axis gradient coil, the Y-axis gradient coil, and the Z-axis gradient coil. A power supply for supplying
A measuring instrument that measures a first voltage corresponding to the first current, a second voltage corresponding to the second current, and a third voltage corresponding to the third current;
Power control circuit for controlling the first current, the second current, and the third current using the first voltage, the second voltage, and the third voltage Have and
The power control circuit
A first comparison unit that generates a first voltage comparison result by comparing the first voltage with a threshold voltage;
A second comparison unit that generates a second voltage comparison result by comparing the second voltage with the threshold voltage;
A third comparison unit that generates a third voltage comparison result by comparing the third voltage with the threshold voltage;
A fourth comparison unit that generates a first gradient comparison result by comparing a value indicating the time change of the first voltage with a threshold gradient value indicating a gradient per unit time;
A fifth comparison unit that generates a second gradient comparison result by comparing the value indicating the time change of the second voltage with the threshold gradient value;
A sixth comparison unit that generates a third gradient comparison result by comparing the value indicating the time change of the third voltage with the threshold gradient value;
Six comparisons respectively generated by the first comparison unit, the second comparison unit, the third comparison unit, the fourth comparison unit, the fifth comparison unit, and the sixth comparison unit A first combination of results, a first ratio of the first current to a sum of the first current, the second current, and the third current, a second of the second current to the sum A memory storing a look-up table in which a ratio and a second combination of a third ratio of the third current to the sum are associated;
The generated first voltage comparison result, the second voltage comparison result, the third voltage comparison result, the first gradient comparison result, the second gradient comparison result, and the third gradient comparison A determination unit that determines the second combination based on a combination of results and the look-up table;
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the power control circuit controls the power supply using the determined second combination.
をさらに有し、
前記電力制御回路は、前記フィードバック制御が実行された前記第1の電流と、前記第2の電流と、前記第3の電流とを用いて、前記電力供給器を制御する、請求項6に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The power control circuit performs feedback control on the first current, the second current, and the third current using the determined second combination. In addition,
The power control circuit according to claim 6, wherein the power control circuit controls the power supply using the first current, the second current, and the third current for which the feedback control is performed. Magnetic resonance imaging equipment.
前記第1の電圧が前記閾値電圧よりも高い上限電圧未満の場合、前記第1比率に応じて第1の目標電流を設定し、前記第1の電圧が前記上限電圧以上の場合、前記第1の目標電流をゼロに設定し、
前記第2の電圧が前記上限電圧未満の場合、前記第2比率に応じて第2の目標電流を設定し、前記第2の電圧が前記上限電圧以上の場合、前記第2の目標電流をゼロに設定し、
前記第3の電圧が前記上限電圧未満の場合、前記第3比率に応じて第3の目標電流を設定し、前記第3の電圧が前記上限電圧以上の場合、前記第3の目標電流をゼロに設定する電流設定部と、
前記第1の目標電流と、前記第2の目標電流と、前記第3の目標電流とを用いて、前記第1の電流と、前記第2の電流と、前記第3の電流とに対してフィードバック制御を実行するフィードバック制御部と
を更に有し、
前記電力制御回路は、前記フィードバック制御が実行された前記第1の電流と、前記第2の電流と、前記第3の電流とを用いて、前記電力供給器を制御する、請求項7に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The power control circuit
If the first voltage is less than the upper limit voltage higher than the threshold voltage, a first target current is set according to the first ratio, and if the first voltage is greater than the upper limit voltage, the first target current is set. Set the target current of
If the second voltage is less than the upper limit voltage, a second target current is set according to the second ratio, and if the second voltage is greater than the upper limit voltage, the second target current is zero Set to
If the third voltage is less than the upper limit voltage, a third target current is set according to the third ratio, and if the third voltage is greater than the upper limit voltage, the third target current is zero Current setting unit to be set to
For the first current, the second current, and the third current, using the first target current, the second target current, and the third target current And a feedback control unit for performing feedback control,
The power control circuit according to claim 7, wherein the power control circuit controls the power supply using the first current, the second current, and the third current for which the feedback control is performed. Magnetic resonance imaging equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/183,055 US10989775B2 (en) | 2017-11-08 | 2018-11-07 | Magnetic resonance imaging apparatus for supplying power to gradient coils |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017215974 | 2017-11-08 | ||
JP2017215974 | 2017-11-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019084357A true JP2019084357A (en) | 2019-06-06 |
JP7154957B2 JP7154957B2 (en) | 2022-10-18 |
Family
ID=66761811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018208347A Active JP7154957B2 (en) | 2017-11-08 | 2018-11-05 | MAGNETIC RESONANCE IMAGING APPARATUS AND POWER SUPPLY METHOD |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7154957B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06254063A (en) * | 1993-03-05 | 1994-09-13 | Hitachi Medical Corp | Magnetic resonance imaging system |
US20130099788A1 (en) * | 2011-10-25 | 2013-04-25 | General Electric Company | System and method for gradient amplifier control |
US20140327413A1 (en) * | 2012-12-31 | 2014-11-06 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Feedforward Control Method and Apparatus |
JP2017099786A (en) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | Magnetic resonance imaging apparatus and gradient magnetic field power supply device |
JP2018511420A (en) * | 2015-04-13 | 2018-04-26 | ハイパーファイン リサーチ,インコーポレイテッド | Magnetic coil power method and apparatus |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10045046B2 (en) | 2010-12-10 | 2018-08-07 | Qualcomm Incorporated | Adaptive support for interpolating values of sub-pixels for video coding |
-
2018
- 2018-11-05 JP JP2018208347A patent/JP7154957B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06254063A (en) * | 1993-03-05 | 1994-09-13 | Hitachi Medical Corp | Magnetic resonance imaging system |
US20130099788A1 (en) * | 2011-10-25 | 2013-04-25 | General Electric Company | System and method for gradient amplifier control |
US20140327413A1 (en) * | 2012-12-31 | 2014-11-06 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Feedforward Control Method and Apparatus |
JP2018511420A (en) * | 2015-04-13 | 2018-04-26 | ハイパーファイン リサーチ,インコーポレイテッド | Magnetic coil power method and apparatus |
JP2017099786A (en) * | 2015-12-04 | 2017-06-08 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | Magnetic resonance imaging apparatus and gradient magnetic field power supply device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7154957B2 (en) | 2022-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10393830B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus | |
JP6662624B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and gradient power supply | |
US10989775B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus for supplying power to gradient coils | |
US20170176560A1 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and method of controlling the same | |
US10866294B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus, multi-slice imaging method, and shimming value calculation apparatus | |
US11112474B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method | |
WO2008075309A1 (en) | Power supply for rf coils | |
US10459047B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and gradient magnetic field power supply | |
JP7154957B2 (en) | MAGNETIC RESONANCE IMAGING APPARATUS AND POWER SUPPLY METHOD | |
JP5148146B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
US10955510B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus | |
US10197650B2 (en) | Method and magnetic resonance apparatus for determining basic shim settings of the magnetic resonance apparatus | |
US8692552B2 (en) | Gradient field power supply and magnetic resonance imaging apparatus | |
JP5595759B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
JP6181374B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
US10156620B2 (en) | Multifunctional superconducting coil providing electromagnetic interference shielding and shimming for magnetic resonance imaging system | |
JP6991793B2 (en) | Magnetic resonance imaging device | |
US20240036137A1 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus, magnetic resonance imaging method, and non-transitory computer readable medium | |
JP6747898B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and installation method | |
JP7508536B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method | |
JP7076993B2 (en) | Gradient magnetic field power supply and magnetic resonance imaging device | |
US10620288B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus | |
JP5439431B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
JP2020022639A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus | |
JP2019181201A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus, RF coil, and magnetic resonance imaging method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210927 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220824 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220906 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221005 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7154957 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |