用于运行磁共振装置的方法和磁共振装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于运行磁共振装置的方法。此外，本发明涉及一种磁共振装置。
【背景技术】
[0002]为了产生对于磁共振成像来说必需的磁场梯度，梯度功率放大器必须产生直到1200A量级的电流，该电流然后穿流过梯度线圈。梯度功率放大器为此提供被调节的输出电压。为了保证磁共振装置按照规定地并且首先安全地运行，为此典型地除了温度传感器、过流保护和振荡探测之外还设置有对由梯度功率放大器产生的电流进行检测的电流测量装置。因为，穿流了梯度线圈、对于成像来说必需的电流必须以特别高的精度来调节和设定。此外，电流测量装置自身必须被监控，因为其可能回馈了有误差的电流值。
[0003]对电流测量装置的监控通常通过除了电流测量装置之外所设置的电流传感器实现，该传感器多数情况下以较低精度测量并且连接在从梯度线圈至梯度功率放大器的反向电流路径中。如果通过电流测量装置和电流传感器所测量的电流值彼此明显偏离，那么能够推断出电流测量装置有故障并且输出故障信号。由此，通过电流传感器的测量结果验证了精度明显更高的电流测量装置的测量结果，该测量结果用于控制梯度功率放大器的输出电压。
[0004]在此不利的是，设置用于监控电流测量装置的电流传感器引起了附加的配线和材料耗费。此外，以这种方式不能探测到电流路径中的一些故障，例如像在梯度线圈的绕组之间的短路或者在梯度线圈的导体内部随着形成电弧的断裂，这些故障对在正向电流路径和反向电流路径中流动的电流没有影响。
[0005]由DE 10 2012 202 416 B3公知了一种用于运行线圈的方法，交流电流穿流过该线圈，其中线圈的机械的共振表现被检测并且通过电振荡回路模型来模拟。检验待通过线圈发送的交流电流在电振荡回路模型中是否引起共振表现，据此当共振表现超出预定的极限值时，闭锁通过该线圈的电流通量。
[0006]此外，US 2011/0133832 A1公开了一种利用受控的输出信号来供给负载的数字放大器，其包括电源和用于从数字输入信号产生模拟的基准功率的基准功率发生器。在此，设置有用于对基准功率发生器进行数字控制的正反馈控制设备，其对电源的输出功率特性进行仿真。
【发明内容】
[0007]因此，本发明基于以下目的，提出一种开头所述类型的方法，其实现了对梯度功率放大器的和/或梯度线圈的故障状态的改进探测。
[0008]根据本发明，该目的通过一种用于运行磁共振装置的方法实现，该磁共振装置包括:梯度功率放大器，以用于产生供给给连接在梯度功率放大器下游的梯度线圈的电压；以及借助预设了待产生的电压的控制信号来控制梯度功率放大器的梯度功率放大器控制装置，其中，磁共振装置具有对梯度线圈的至少一个运行特性和梯度功率放大器的至少一个运行特性进行建模的模拟装置，该方法包括以下步骤:借助电流测量装置检测通过梯度功率放大器输入到梯度线圈中的电流的实际电流值；通过获得控制信号来作为输入参量的模拟装置求出通过梯度功率放大器输入到梯度线圈中的电流的额定电流值；以及根据实际电流值与额定电流值的所求出的偏差产生故障信号。
[0009]本发明基于以下考虑，在考虑到梯度功率放大器的至少一个已知的运行特性和梯度线圈的至少一个运行特性的情况下，通过根据作为输入参量的控制信号的模拟来求出额定电流值并且将其与测量出的实际电流值进行比较。为此，通过梯度功率放大器控制装置为梯度功率放大器预定模拟的或者数字的控制信号，该控制信号预定了待输出到梯度线圈处的电压。施加到梯度线圈处的电压产生了穿流梯度线圈的电流，该电流能通过电流测量装置来求出，以便特别地为通过梯度功率放大器控制装置调节电压而评估该电流。
[0010]根据本发明首先提出，测量由梯度功率放大器产生的电流。测量结果在此代表了实际电流值。为了确保梯度功率放大器和/或梯度线圈的符合规定的功能，该测量值必须是高度精确的，因此在运行磁共振装置期间持续地对其进行监控。
[0011]在另外的步骤中，根据本发明通过模拟装置求出额定电流值。为此，在模拟装置的内部分别对梯度功率放大器的和梯度线圈的至少一个运行特性进行建模。因为梯度功率放大器的至少一个运行特性、即特别是描述了与收到的控制信号相关的输出电压的运行特性，基本上是已知的并且在正确的功能时是恒定的，所以梯度功率放大器的至少一个运行特性优选地静态地存放在模拟装置中。只要不存在故障，梯度线圈的运行特性也在其制造之后在确定的范围上是恒定的。梯度线圈的至少一个运行特性在此优选地作为由电阻和/或电感和/或电容构成的网络来建模。因此特别地，通过解开描述了该网络的差分方程，能够模拟或者计算在将由控制信号产生的电压施加到梯度线圈处时所产生的电流。
[0012]随后根据本发明，将检测到的实际电流值与求出的额定电流值进行比较并且求出偏差。然后，因为如此能够推导出通过电流测量装置检测出的实际电流值有误差或者梯度功率放大器或梯度线圈有故障，所以根据该偏差产生故障信号。特别地，当偏差达到预定的阈值时能够产生该故障信号。
[0013]通过根据本发明的方法，以有利的方式不仅仅取消了用于验证利用电流测量装置测定的实际电流值的电流传感器的必要性，而且也能够识别出在电流路径中存在的故障，例如像在梯度线圈的绕组内部的短路，其中在正向电流路径和反向电流路径中没有产生不同的电流。特别是能够探测到通过改变梯度线圈的至少一个运行特性而导致的故障。此外，能够特别有利地识别出梯度功率放大器存在有故障的运行状态，该运行状态例如由单个的放大器级的失效而导致，因为在这种情况中，实际输出的电压与通过控制信号预设的电压广生偏差并且由此也在额定电流值和实际电流值之间广生偏差。
[0014]能够被识别出其存在的故障例如:
[0015]电流测量装置的故障；
[0016]在梯度线圈和另外的梯度线圈之间的短路；
[0017]在梯度线圈的线圈绕组内部的短路；
[0018]梯度线圈的接口或者馈电线的损坏；以及
[0019]在梯度线圈中的或者梯度线圈的馈电线中随着形成电弧的断裂。
[0020]在此应该注意到的是，通过开头所述类型的常规方法仅仅能识别出所列举的最上面两个故障，因为仅仅在这些故障中在利用电流测量装置检测的第一测量值和利用电流传感器检测的第二测量值之间形成偏差。根据本发明的解决方案能够实现的对所有这些干扰的探测导致了提高了系统稳定性。
[0021]在根据本发明的方法中能够有利地提出，使用对梯度线圈进行描述的网络作为梯度线圈的运行特性，该网络包括梯度线圈的电阻和电感的串联电路。对梯度线圈的这种建模能够特别简单地执行并且费用贫乏地通过模拟装置来计算出。在此，由电阻和电感构成的串联电路代表了在许多实际的应用情况中对于梯度线圈的真实运行特性的充分近似。
[0022]为了有利地提高建模的精度此外能够提出，网络附加地包括了梯度线圈的和/或梯度线圈到梯度功率放大器的连接导线的至少一个寄生电容和/或至少一个寄生电感。这种寄生影响特别地通过梯度线圈的绕组与另外的电导体在空间上的接近而产生。因此，通过已建模的网络来考虑由此产生的影响实现了求出更加精确的额定电流值。
[0023]此外，在根据本发明的方法中特别适宜的是，使用在利用数字的或者模拟的控制信号进行控制时梯度功