延长梯度功放寿命的方法及梯度功放的监控装置与流程

本发明实施例涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种延长梯度功放寿命的方法及梯度功放的监控装置。

背景技术：

mri(mageticresonanceimaging，磁共振成像)系统是利用磁共振现象从人体中获得电磁信号，并重建出人体信息，是目前最为先进的医疗成像手段之一。

梯度功率放大器即梯度功放是mri系统的核心部件，用来驱动梯度线圈，负责mri成像需要的空间位置编码。梯度功放向梯度线圈提供特定波形的电流成像序列，使得梯度线圈在成像空间产生一个线性变化的梯度磁场。igbt(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管)模块为梯度功放的主要构件元件。当电流流过igbt模块时，igbt模块会产生损耗。图1示出了igbt损耗随梯度线圈电流变化的波形图。在图1中显示了梯度线圈电流从10a跳变到400a时igbt损耗的变化。从图1中可以清晰看到，igbt损耗随着梯度线圈电流增加而增加。伴随着igbt模块功耗的产生，igbt模块将必然会发热。图2示出了igbt结温随梯度线圈电流变化的波形图。如图2所示，当梯度线圈电流小时，igbt模块的功耗低，igbt结温较低；当梯度线圈电流大时，igbt模块的功耗高，igbt结温升高。在成像过程中，梯度功放的电流成像序列的电流幅值是随机变化的。mri系统对人体不同部位成像，需要使用不同成像电流序列。当电流幅值不停在大电流和小电流之间切换时，igbt模块的功耗就如图1所示，不断在高低间切换，被电流序列幅值调制，从而引起如图2所示的igbt结温的波动。

图3揭示了一种igbt模块的内部构成图。如图3所示，igbt模块的结和壳之间是由不同的材料封装组成的，igbt模块的内部包括依次由上铜层101、用于绝缘及导热的陶瓷层102及下铜层103构成的基片100、基板焊料层104、用于导热的铜基板105、散热膏层106及散热片107等，igbt108与二极管109分别通过芯片焊料110与基片100的上铜层101连接，并且，igbt108与二极管109以及上铜层101之间通过键合引线111以键合方式电性连接。igbt模块的内部是通过键合引线111，通常为铝引线连接的，当igbt模块结温周期性大幅波动，由于铝引线和硅芯片之间材料的热系数不同，接触面就会产生应力，从而导致金属疲劳，时间久了就会出现引线和硅芯片之间的脱落，从而导致igbt模块的失效，这会制约整个梯度功放的使用寿命和可靠性。

在现有的梯度功放中，主要是在igbt功率管制造的过程中，通过半导体处理工艺的优化来提升igbt的开关性能，以及在igbt功率管封装时对封装材料进行优化，来提高igbt承受结温波动的能力，进而来提高igbt的寿命。然而，这对制造工艺有很高的要求，制造成本高及需要高昂的定制费用。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种能够在不增加成本的前提下延长梯度功放寿命的方法及梯度功放的监控装置。

本发明实施例的一个方面提供一种延长梯度功放寿命的方法。所述梯度功放包括x、y、z轴梯度功放，所述x、y、z轴梯度功放分别用于对mri系统中的x、y、z轴梯度线圈的电流进行控制。所述方法包括：确定制约x、y、z轴梯度功放的寿命的关键部件；建立x、y、z轴梯度功放的所述关键部件的模型，所述模型以对应轴的梯度线圈的电流为输入，所述模型的输出用于预估所述关键部件的性能；在预定周期内，每隔预定时间段获取梯度功放工作时x、y、z轴梯度线圈的电流，并基于所述模型，分别计算出x、y、z轴对应的模型的输出值；根据所述预定周期内每隔预定时间段计算出的x、y、z轴对应的模型的所述输出值，预测出在所述预定周期内所述输出值在x、y、z轴上的数值差异；以及基于在所述预定周期内预测出的所述输出值在x、y、z轴上的所述数值差异，在所述预定周期到来时将x、y、z轴梯度功放中的至少两个轴的梯度功放进行互换。

进一步地，预测出在所述预定周期内所述输出值在x、y、z轴上的数值差异包括：通过数据统计分析预测出在所述预定周期内在x、y、z三个轴中所述输出值最大的轴和所述输出值最小的轴。

进一步地，通过数据统计分析预测出在所述预定周期内在x、y、z三个轴中输出值最大的轴和输出值最小的轴包括：计算每一个轴的所述模型的所述输出值在所述预定周期内的平均值；找出x、y、z三个轴中平均值最大的轴和平均值最小的轴；及将所述平均值最大的轴和所述平均值最小的轴分别作为所述输出值最大的轴和所述输出值最小的轴。

进一步地，将x、y、z轴梯度功放中的至少两个轴的梯度功放进行互换包括：将所述输出值最大的轴和所述输出值最小的轴的梯度功放进行互换。

进一步地，所述预定周期为所述梯度功放的定期维护期。

进一步地，所述关键部件包括igbt模块。

进一步地，建立所述关键部件的模型包括：建立所述igbt模块的功耗模型。

进一步地，所述igbt模块的功耗模型包括所述igbt模块的开关损耗和导通损耗，所述开关损耗和所述导通损耗与所述梯度线圈的电流有关。

进一步地，建立所述关键部件的模型还包括：建立所述igbt模块的热模型，所述热模型与所述igbt模块的材料有关；及基于所述功耗模型及所述热模型来创建所述igbt模块的所述模型。

进一步地，所述igbt模块的所述模型包括所述igbt模块的结温波动模型，所述结温波动模型为所述功耗模型与所述热模型的乘积，所述模型的输出包括所述igbt模块的结温波动。

进一步地，所述x、y、z轴梯度功放中的每一个轴的梯度功放均包括串联的三个h桥，每一个h桥包括并联的第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂包括串联的第一igbt模块和第二igbt模块，所述第二桥臂包括串联的第三igbt模块和第四igbt模块。

进一步地，每隔预定时间段获取梯度功放工作时x、y、z轴梯度线圈的电流，并基于所述模型，分别计算出x、y、z轴对应的模型的输出值包括：每隔预定时间段获取梯度功放工作时x、y、z轴梯度线圈的电流，以获知每一个轴梯度功放中的任意一个h桥的所述第一桥臂的所述第一igbt模块流过的电流及开通占空比；及根据所述第一igbt模块流过的所述电流及所述开通占空比，并基于所述模型计算出每一个轴梯度功放中的任意一个h桥的所述第一igbt模块的结温波动。

进一步地，根据所述预定周期内每隔预定时间段计算出的x、y、z轴对应的模型的所述输出值，预测出在所述预定周期内所述输出值在x、y、z轴上的数值差异包括：基于所述预定周期内每隔预定时间段计算出的每一个轴梯度功放中的任意一个h桥的所述第一igbt模块的所述结温波动，预测出在所述预定周期内在x、y、z三个轴中所述结温波动最大的轴和结温波动最小的轴。

进一步地，每一个h桥还包括与所述第一桥臂和所述第二桥臂并联的电解电容，所述关键部件还包括所述电解电容。

本发明实施例的延长梯度功放寿命的方法结合梯度功放的关键部件的模型，可以预测出梯度功放在运行一段时间后在x、y、z三个轴中模型的输出值的数值差异，并且根据模型的输出值在x、y、z轴上的数值差异来互换部分梯度功放，从而可以使x、y、z三个轴上的梯度功放的性能相互得以平衡，进而使x、y、z三个轴上的梯度功放的寿命相互均衡，从而可以延长梯度功放的使用寿命。

本发明实施例的另一个方面还提供一种梯度功放的监控装置，其包括x、y、z轴梯度功放的关键部件的模型、计算模块、预测模块及提示模块。所述关键部件制约着梯度功放的寿命，并且，所述模型以对应轴的梯度线圈的电流为输入，所述模型的输出用于预估所述关键部件的性能。所述计算模块用于在预定周期内，根据每隔预定时间段获取到的梯度功放工作时x、y、z轴梯度线圈的电流，并基于所述模型，分别计算出x、y、z轴对应的模型的输出值。所述预测模块用于根据所述预定周期内每隔预定时间段计算出的x、y、z轴对应的模型的所述输出值，预测出在所述预定周期内所述输出值在x、y、z轴上的数值差异。所述提示模块用于基于在所述预定周期内预测出的所述输出值在x、y、z轴上的所述数值差异，在所述预定周期时提示将x、y、z轴梯度功放中的至少两个轴的梯度功放进行互换。

进一步地，所述关键部件包括igbt模块。

进一步地，所述关键部件的模型包括所述igbt模块的结温波动模型，所述模型的输出包括所述igbt模块的结温波动。

进一步地，所述提示模块用于在所述预定周期内提示将x、y、z三个轴中结温波动最大的轴和结温波动最小的轴进行互换。

本发明实施例的梯度功放的监控装置其设计构思巧妙，结构简单。

附图说明

图1为igbt损耗随梯度线圈电流变化的波形图；

图2为igbt结温随梯度线圈电流变化的波形图；

图3为igbt模块的内部构成图；

图4为梯度功放和梯度线圈的示意性框图；

图5为任一个轴的梯度功放的示意性框图；

图6为一个h桥的电路示意图；

图7为本发明一个实施例的延长梯度功放寿命的方法的流程图；

图8为本发明一个实施例的igbt模块的模型的示意图；

图9揭示了本发明一个实施例的延长梯度功放寿命的方法的具体步骤；

图10揭示了本发明一个实施例的梯度功放的监控装置的示意性框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本发明相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。

在本发明实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。除非另作定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

图4揭示了梯度功放200和梯度线圈300的示意性框图。如图4所示，在mri系统中，梯度线圈300包括x、y、z轴梯度线圈301，相应地，梯度功放200包括x、y、z轴梯度功放201，x、y、z轴梯度功放201分别用于对x、y、z轴梯度线圈301的电流进行控制。

图5揭示了任一个轴的梯度功放201的示意性框图。如图5所示，x、y、z轴梯度功放中的每一个轴的梯度功放201均包括串联的三个h桥h1、h2、h3。图6揭示了一个h桥的电路示意图。如图6所示，每一个h桥包括并联的第一桥臂401和第二桥臂402，第一桥臂401包括串联的第一igbt模块q1和第二igbt模块q2，第二桥臂402包括串联的第三igbt模块q3和第四igbt模块q4。第一igbt模块q1和第二igbt模块q2的连接点以及第三igbt模块q3和第四igbt模块q4的连接点作为两个输出端。第一igbt模块q1、第二igbt模块q2、第三igbt模块q3和第四igbt模块q4中的每一个igbt模块均包括igbt和续流二极管。

梯度功放200的设计是有寿命的，主要受限于设计使用的元器件。本发明实施例提供了一种用于延长mri系统中梯度功放寿命的方法。图7揭示了本发明一个实施例的延长梯度功放寿命的方法的流程图。如图7所示，本发明一个实施例的延长梯度功放寿命的方法可以包括步骤s11至s16。

在步骤s11中，确定制约x、y、z轴梯度功放的寿命的关键部件。

在步骤s12中，建立x、y、z轴梯度功放的关键部件的模型。

其中，模型以对应轴的梯度线圈的电流为输入，模型的输出与关键部件的性能相关，用于预估关键部件的性能。

在步骤s13中，在预定周期内，每隔预定时间段获取梯度功放工作时x、y、z轴梯度线圈的电流。每隔预定时间段例如可以为每隔2秒钟。

在步骤s14中，基于模型，分别计算出x、y、z轴对应的模型的输出值。

在步骤s15中，根据预定周期内每隔预定时间段计算出的x、y、z轴对应的模型的输出值，预测出在预定周期内模型的输出值在x、y、z轴上的数值差异。

在步骤s16中，基于在预定周期内预测出的模型的输出值在x、y、z轴上的数值差异，在预定周期到来时将x、y、z轴梯度功放中的至少两个轴的梯度功放进行互换。

本发明实施例的延长梯度功放寿命的方法结合梯度功放的关键部件的模型，可以预测出梯度功放在运行一段时间后在x、y、z三个轴中模型的输出值的数值差异，由于模型的输出值与关键部件的性能相关，因此，模型的输出值的数值差异将会直接导致关键部件的性能差异，从而影响关键部件的使用寿命，而关键部件的使用寿命也是决定梯度功放寿命的关键因素，所以，通过模型的输出值在x、y、z轴上的数值差异可以预估出关键部件的性能差异，进而预估出梯度功放的寿命差异，从而通过模型的输出值在x、y、z轴上的数值差异来互换部分梯度功放，以此用来使x、y、z三个轴上的梯度功放的性能相互得以平衡，进而使x、y、z三个轴上的梯度功放的寿命相互均衡，从而可以延长梯度功放的使用寿命。

本发明实施例的延长梯度功放寿命的方法通过巧妙的构思，在不增加任何成本的前提下，可以提高梯度功放的使用寿命，从而可以大幅降低梯度功放的成本，并且，可以提高梯度功放的可靠性。

在一个实施例中，预定周期可以为梯度功放的定期维护期。

在实际应用中，梯度功放不论损坏与否，都需要定期保养和维护，例如一年一次，因此，在梯度功放使用一年过程中，通过关键部件的模型和梯度功放运行中的数据分析，找出模型的输出值在x、y、z三个轴上的数值差异，并在定期维护期到来时互换其中的部分梯度功放，从而不仅可以延长梯度功放的寿命，而且也不会影响梯度功放的正常运行。

在一个实施例中，预测出在预定周期内模型的输出值在x、y、z轴上的数值差异包括：通过数据统计分析预测出在预定周期内在x、y、z三个轴中输出值最大的轴和输出值最小的轴。例如，可以计算每一个轴的模型的输出值在预定周期内的平均值，然后，找出x、y、z三个轴中平均值最大的轴和平均值最小的轴，将平均值最大的轴和平均值最小的轴分别作为输出值最大的轴和输出值最小的轴。当然，本发明实施例并不局限于平均值的方式，也可以通过其他大数据统计分析和算法来确定在预定周期内在x、y、z三个轴中输出值最大的轴和输出值最小的轴。

因此，基于此，在一个实施例中，可以将输出值最大的轴和输出值最小的轴的梯度功放进行互换。从而，可以使得梯度功放的寿命最大化，同时，也不会增加任何的产品成本。

申请人发现，目前制约梯度功放寿命的主要是igbt模块。在梯度功放的使用过程中，igbt模块的失效率是最高的，从而制约整个梯度功放的使用寿命和可靠性。因此，在本发明的一个实施例中，关键部件可以包括igbt模块。如图8所示，步骤s12中的建立关键部件的模型可以包括：建立igbt模块的模型500。

特定的电流成像序列即梯度线圈的电流会导致igbt模块的结温波动，从而会缩短igbt模块的使用寿命，进而影响梯度功放的寿命。而引起igbt模块的结温波动的本质原因是由于igbt损耗。因此，在一个实施例中，如图8所示，建立igbt模块的模型500可以包括：建立igbt模块的功耗模型501。igbt模块的功耗模型501可以包括igbt模块的开关损耗和导通损耗。

igbt模块的开关损耗与梯度线圈的电流有关。结合参照图5和图6所示，例如，igbt模块的开关损耗可以表示为如下：

其中，psw为igbt模块的开关损耗，eon和eoff分别为igbt模块的开通能量和关断能量，vbus为一个h桥的输入电压，vbase为基准电压，ibase为基准电流，fsw为igbt模块的开关频率，ice为igbt模块流过的电流。在igbt模块确定的情况下，除ice为变量外，其他参数都是已知的。而igbt模块流过的电流ice由梯度线圈的电流直接决定，由此可知，igbt模块的开关损耗与梯度线圈的电流有关。因此，在获知梯度线圈的电流的情况下，根据例如公式(1)就可以容易地计算出igbt模块的开关损耗。

igbt模块的导通损耗也与梯度线圈的电流有关。例如，igbt模块的导通损耗可以表示为如下：

pcond＝vce×ice×d(2)

其中，pcond为igbt模块的导通损耗，vce为igbt模块的导通电压，d为igbt模块的开通占空比。在igbt模块确定的情况下，vce是已知的，而igbt模块的开通占空比与梯度线圈的电流有关。

结合参照图5和图6所示，梯度功放的输出电压与输入电压和igbt模块的开通占空比之间存在如下的关系：

vgc＝v1+v2+v3＝(2d-1)×(vbus1+vbus2+vbus3)(3)

其中，vgc为梯度功放的输出电压，v1、v2和v3分别为三个h桥的输出电压，vbus1、vbus2和vbus3分别为三个h桥的输入电压。

在一些实施例中，三个h桥的输入电压都相同，即，vbus1＝vbus2＝vbus3＝vbus，因此，公式(3)可以被简化为如下：

vgc＝(2d-1)×vbus×3(4)

另外，梯度功放的输出电压vgc即为梯度线圈的电压。根据梯度线圈的电压的计算公式，例如以下所示：

其中，lgc为梯度线圈的电感，igc为梯度线圈的电流，rgc为梯度线圈的等效电阻。

因此，根据公式(4)和公式(5)，可以得出igbt模块的开通占空比与梯度线圈的电流的关系。因此，在获知梯度线圈的电流的情况下，根据例如公式(4)和(5)就可以容易地计算出igbt模块的开通占空比，进而根据例如公式(2)就可以容易地计算出igbt模块的导通损耗。

igbt模块的总损耗例如可以表示为如下：

p(t)＝psw+pcond(6)

综上，在获知梯度线圈的电流的情况下，可以分别计算出igbt模块的开关损耗和导通损耗，进而可以根据例如公式(6)计算出igbt模块的总损耗。因此，梯度线圈的电流将会直接影响igbt模块的功耗。梯度线圈的电流不同，则igbt模块的功耗也会不同。

因此，可以根据上述公式(1)至(6)来建立igbt模块的功耗模型。获知梯度线圈的电流即可根据上述公式计算出igbt模块的总功耗。

在另一些实施例中，如图8所示，建立igbt模块的模型500还可以包括：建立igbt模块的热模型502。其中，igbt模块的热模型502与igbt模块的材料有关。可以将igbt模块的内部划分为多个层，每一层材料都有各自的热阻和热容，所有层叠加起来组成igbt模块整体的热阻，例如以下公式所示：

其中，zthjc(t)为igbt模块整体的热阻，ri为各个层的热阻，t为时间，τi为igbt模块中的热阻抗的时间常数，其中，τi可以进一步表示为如下：

τi＝ri×ci(8)

其中，ci为各个层的热容。

因此，可以根据上述公式(7)至(8)来建立igbt模块的热模型502。由此可见，igbt模块整体的热阻zthjc(t)只与igbt模块的材料相关。因此，在igbt模块确定的情况下，igbt模块整体的热阻zthjc(t)是一定的。

在同时建立igbt模块的功耗模型501和热模型502的情况下，可以基于功耗模型501及热模型502来创建igbt模块的模型500。在一个实施例中，igbt模块的模型500包括igbt模块的结温波动模型，结温波动模型为功耗模型501与热模型502的乘积，例如以下公式所示：

δtjc＝p(t)×zthjc(t)(9)

其中，δtjc为igbt模块的结温波动。

所以，在这种情况下，igbt模块的模型500的输出包括igbt模块的结温波动，如图8所示。因此，在获知梯度线圈的电流的情况下，就可以根据igbt模块的结温波动模型计算出igbt模块的结温波动。

因此，基于图8所示的igbt模块的模型500，在一些实施例中，图7所示的步骤s13至步骤s16可以具体地包括步骤s21至步骤s28。

如图9所示，在步骤s21中，每隔预定时间段获取梯度功放工作时x轴梯度线圈的电流igc_x，然后，过程进入到步骤s24。

在获知x轴梯度线圈的电流igc_x的情况下，可以获知x轴梯度功放中的任意一个h桥的第一桥臂的第一igbt模块流过的电流及开通占空比。

在步骤s22中，每隔预定时间段获取梯度功放工作时y轴梯度线圈的电流igc_y，然后，过程进入到步骤s25。

在获知y轴梯度线圈的电流igc_y的情况下，可以获知y轴梯度功放中的任意一个h桥的第一桥臂的第一igbt模块流过的电流及开通占空比。

在步骤s23中，每隔预定时间段获取梯度功放工作时z轴梯度线圈的电流igc_z，然后，过程进入到步骤s26。

在获知z轴梯度线圈的电流igc_z的情况下，可以获知z轴梯度功放中的任意一个h桥的第一桥臂的第一igbt模块流过的电流及开通占空比。

在步骤s24中，根据x轴梯度功放中的第一igbt模块流过的电流及开通占空比，可以基于图8建立的igbt模块的结温波动模型计算出x轴梯度功放中的任意一个h桥的第一igbt模块的结温波动δtjc_x，然后，过程进入到步骤s27。

在步骤s25中，根据y轴梯度功放中的第一igbt模块流过的电流及开通占空比，可以基于图8建立的igbt模块的结温波动模型计算出y轴梯度功放中的任意一个h桥的第一igbt模块的结温波动δtjc_y，然后，过程进入到步骤s27。

在步骤s26中，根据z轴梯度功放中的第一igbt模块流过的电流及开通占空比，可以基于图8建立的igbt模块的结温波动模型计算出z轴梯度功放中的任意一个h桥的第一igbt模块的结温波动δtjc_z，然后，过程进入到步骤s27。

在步骤s27中，基于预定周期内每隔预定时间段计算出的每一个轴梯度功放中的任意一个h桥的第一igbt模块的结温波动δtjc_x、δtjc_y及δtjc_z，通过对结温波动的数据分析，可以预测出在预定周期内在x、y、z三个轴中结温波动最大的轴和结温波动最小的轴。

在步骤s28中，在预定周期到来时，例如在定期维护时，将结温波动δtjc最大的轴和结温波动最小的轴的梯度功放进行互换。

表1给出了在一个实施例中x、y、z三个轴在不同的梯度线圈的电流上的结温波动对比。

表1

根据表1的对比结果可知，x轴结温波动最小，只有3℃，而z轴结温波动最大，有8℃。因此，在维护期满，计算机可以自动提醒维护人员将x和z轴的梯度功放互换。

以上是以关键部件为igbt模块为例对本发明实施例的延长梯度功放寿命的方法进行示意性说明。然而，本发明实施例的建立关键部件的模型并不仅局限于igbt模块，还可以包括会对梯度功放的寿命起关键作用的其他元器件。随着半导体工艺的不断发展，当igbt模块将不再成为制约梯度功放的寿命的瓶颈时，上面所述的方法可以类似地适用于梯度功放内的其他器件。例如，每一个h桥还包括与第一桥臂和第二桥臂并联的电解电容，关键部件还包括电解电容。因此，在另一些实施例中，建立关键部件的模型还可以包括建立电解电容的模型。在其他实施例中，关键部件还可以包括一个或多个元件，因此，建立关键部件的模型可以包括建立一个或多个元件的模型。只要是对梯度功放内部使用到的器件进行寿命预估和建模，然后通过系统软件分析指导售后维护进行寿命优化，均在本发明的保护范围之内。

本发明实施例的延长梯度功放寿命的方法其构思巧妙，无需增加任何的成本，并且，可以提高梯度功放的可靠性。

本发明实施例还提供了一种梯度功放的监控装置600。图10揭示了本发明一个实施例的梯度功放的监控装置600的示意性框图。如图10所示，本发明一个实施例的梯度功放的监控装置600包括x、y、z轴梯度功放的关键部件的模型601、计算模块602、预测模块603及提示模块604。关键部件制约着梯度功放的寿命，关键部件例如可以包括igbt模块。模型以对应轴的梯度线圈的电流为输入，模型的输出用于预估关键部件的性能。在关键部件为igbt模块的情况下，关键部件的模型601可以包括igbt模块的模型500，例如igbt模块的结温波动模型。所以，模型的输出包括igbt模块的结温波动。

计算模块602可以在预定周期内，根据每隔预定时间段获取到的梯度功放工作时x、y、z轴梯度线圈的电流，并基于模型，分别计算出x、y、z轴对应的模型的输出值。

预测模块603可以根据预定周期内每隔预定时间段计算出的x、y、z轴对应的模型的输出值，预测出在预定周期内输出值在x、y、z轴上的数值差异。

提示模块604可以基于在预定周期内预测出的输出值在x、y、z轴上的数值差异，在预定周期时提示将x、y、z轴梯度功放中的至少两个轴的梯度功放进行互换。在一个实施例中，提示模块604可以提示将x、y、z三个轴中结温波动最大的轴和结温波动最小的轴进行互换。

所述提示可以包括，但不限于发出声音告警、文字信息或光信号等。

本发明实施例的梯度功放的监控装置600其设计构思巧妙，结构简单。

以上对本发明实施例所提供的延长梯度功放寿命的方法和梯度功放的监控装置进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本发明实施例的延长梯度功放寿命的方法和梯度功放的监控装置进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，并不用以限制本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也均应落入本发明所附权利要求书的保护范围内。