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技術 MRIシステムの勾配コイルデバイス又は別の周期的に応力がかけられるデバイスを作動させる方法及び制御ユニット

出願人 コーニンクレッカフィリップスエヌヴェ
発明者 テルメールマルタンクレリス
出願日 2017年7月28日 (2年9ヶ月経過) 出願番号 2019-500844
公開日 2019年8月22日 (8ヶ月経過) 公開番号 2019-523046
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード 反復応力 分割円筒 破損回数 材料状態 対象支持 応力サイクル 累積損傷 損傷値
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年8月22日)のものです。
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図面 (3)

課題・解決手段

本発明は、磁気共鳴撮像システム14の勾配コイルデバイス30を作動させる方法に関し、この方法は、上記デバイス30の少なくとも1つの第1パラメータ及び/又は上記デバイス30の少なくとも1つの第2パラメータを提供するステップと、応力サイクル曲線又は修正された応力サイクル曲線に基づかれる数学的モデル66を用いて、並びに上記少なくとも1つの第1のパラメータ68及び/又は上記少なくとも1つの第2のパラメータ70、72を用いて、上記デバイス30の動作の損傷計算を実行するステップと、上記デバイス30の更なる動作に関する第2のパラメータを決定するステップとを有する。本発明は更に、磁気共鳴撮像システム14の勾配コイルデバイスを作動させる対応する制御ユニット56、勾配コイルデバイス30及び制御ユニット56を含む対応する磁気共鳴撮像システム14、並びにコンピュータプログラムに関する。

概要

背景

US2015/0369888A1号は、磁気共鳴撮像システム勾配コイルデバイスを作動させる方法を記載しており、この方法は、上記デバイスの動作中の音響ノイズを低減することを目的として、勾配コイルデバイスの振動モデル化するステップを含む。

概要

本発明は、磁気共鳴撮像システム14の勾配コイルデバイス30を作動させる方法に関し、この方法は、上記デバイス30の少なくとも1つの第1パラメータ及び/又は上記デバイス30の少なくとも1つの第2パラメータを提供するステップと、応力サイクル曲線又は修正された応力サイクル曲線に基づかれる数学的モデル66を用いて、並びに上記少なくとも1つの第1のパラメータ68及び/又は上記少なくとも1つの第2のパラメータ70、72を用いて、上記デバイス30の動作の損傷計算を実行するステップと、上記デバイス30の更なる動作に関する第2のパラメータを決定するステップとを有する。本発明は更に、磁気共鳴撮像システム14の勾配コイルデバイスを作動させる対応する制御ユニット56、勾配コイルデバイス30及び制御ユニット56を含む対応する磁気共鳴撮像システム14、並びにコンピュータプログラムに関する。

目的

本発明の目的は、前述の課題を克服するための(a)勾配コイルデバイス又は他の周期的に応力かけられるデバイスを作動させる方法、(b)対応する制御ユニット、(c)このデバイスを作動させるための対応するMRIシステム、及び(d)対応するコンピュータプログラムを提供する

効果

実績

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請求項1

磁気共鳴撮像システム勾配コイルデバイス又は反復機械的ストレスを受ける磁気共鳴撮像システムの別の要素を作動させる方法において、前記デバイスの少なくとも1つの第1パラメータ及び/又は前記デバイスの少なくとも1つの第2パラメータを提供するステップと、数学モデルを用いて前記デバイスの動作の損傷計算を実行するステップであって、前記モデルが、応力サイクル曲線又は修正された応力サイクル曲線に基づかれ、かつ前記少なくとも1つの第1パラメータ及び/又は前記少なくとも1つの第2パラメータを使用する、ステップと、前記デバイスの更なる動作に関する第2のパラメータを決定するステップとを有する、方法。

請求項2

前記デバイスの前記少なくとも1つの第1のパラメータが、前記デバイスの1つ又は複数の伝達関数である、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記デバイスの前記少なくとも1つの第2のパラメータが、スキャンプロトコルの有効周波数及び/又は全スキャン期間である、請求項1又は2に記載の方法。

請求項4

前記損傷計算が、少なくとも1つの損傷係数Dを計算することを含む、請求項1乃至3の一項に記載の方法。

請求項5

前記損傷係数Dがである、請求項4に記載の方法。

請求項6

前記デバイスの前記更なる動作に関する前記パラメータを考慮するステップを更に有する、請求項1乃至5の一項に記載の方法。

請求項7

前記更なる動作に関する少なくとも1つの決定された第2のパラメータが、材料疲労に関する前記デバイスの予測された物質状態であり、この状態に達した後の前記デバイスの無制限使用を制限するものであり、及び/又は前記デバイスの所与動作時間における材料疲労に関する前記デバイスの所望の材料状態を維持するための第2のパラメータのセットである、請求項6に記載の方法。

請求項8

磁気共鳴撮像システムの勾配コイルデバイスを作動させる制御ユニットであって、プロセッサコンピュータメモリ及び/又はコンピュータストレージとを持つコンピュータシステムを含む制御ユニットであって、数学的モデルが、前記コンピュータシステムにおいて実現され、前記数学的モデルは、応力サイクル曲線又は修正された応力サイクル曲線に基づかれ、かつ前記デバイスの少なくとも1つの第1のパラメータ及び少なくとも1つの第2のパラメータを用いて、前記デバイスの動作の損傷計算を計算する、制御ユニット。

請求項9

前記デバイスの前記少なくとも1つの第1のパラメータが、前記デバイスの1つ又は複数の伝達関数である、請求項8に記載の制御ユニット。

請求項10

前記デバイスの前記少なくとも1つの第2のパラメータが、正のゼロ交差の数をカウントするため、スキャンプロトコルの有効周波数及び/又は全スキャン期間である、請求項8又は9に記載の制御ユニット。

請求項11

前記制御ユニットが、前記デバイスの更なる動作に関する第2のパラメータを決定するよう更にセットアップされる、請求項8乃至10の一項に記載の制御ユニット。

請求項12

前記制御ユニットが、前記デバイスの更なる動作に関する前記第2のパラメータの出力のためのインタフェースを更に有する、請求項11に記載の制御ユニット。

請求項13

勾配コイルデバイスと、請求項8乃至12の一項に記載の制御ユニットとを有する磁気共鳴撮像システム。

請求項14

コンピュータシステム上で請求項1乃至7の一項に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム

技術分野

0001

本発明は、磁気共鳴撮像システム勾配コイルデバイスを作動させる方法に関する。

0002

本発明は更に、磁気共鳴撮像システムの勾配コイルデバイスを作動させる対応する制御ユニット、及び勾配コイルデバイス及び制御ユニットを含む対応する磁気共鳴撮像システムに関する。

背景技術

0003

US2015/0369888A1号は、磁気共鳴撮像システムの勾配コイルデバイスを作動させる方法を記載しており、この方法は、上記デバイスの動作中の音響ノイズを低減することを目的として、勾配コイルデバイスの振動モデル化するステップを含む。

発明が解決しようとする課題

0004

MRIシステムMRI磁気共鳴イメージング)の勾配コイルデバイスは、常にMR関連周波数帯域における機械的共振周波数を持つ。対応するモード形状は、勾配コイルによって励起され、応答増幅される。これは、機械的疲労による破損をもたらす可能性がある。これは、知られており、これを回避するメカニズムは、MRスキャンの特定の共鳴周波数励起振幅を回避する又は減少させる。更に、磁気共鳴検査システムに関する勾配増幅の失敗を予測するアプローチが、WO2015/101556号から知られる。この既知の手法は、ニューラルネットワーク解析によって将来の故障を示す指紋を抽出することに依存し、勾配増幅器の性能に適用される。

0005

本発明の目的は、前述の課題を克服するための(a)勾配コイルデバイス又は他の周期的に応力かけられるデバイスを作動させる方法、(b)対応する制御ユニット、(c)このデバイスを作動させるための対応するMRIシステム、及び(d)対応するコンピュータプログラムを提供することである。

課題を解決するための手段

0006

上記目的は、独立請求項の特徴によって達成される。従属請求項は、本発明の有利な実施形態を詳細に示す。

0007

本発明の様々な実施形態によれば、作動方法が、以下のステップを有する。(a)上記デバイスの少なくとも1つの第1パラメータ及び/又は上記デバイスの少なくとも1つの第2パラメータを提供するステップと、(b)数学モデルを用いて上記デバイスの動作の損傷計算を実行するステップであって、上記モデルが、応力サイクル曲線(S−N曲線ウォーラー曲線としても知られる)又は修正された応力サイクル曲線に基づかれ、かつ上記少なくとも1つの第1パラメータ及び/又は上記少なくとも1つの第2パラメータを使用する、ステップと、(c)上記デバイスの更なる動作に関する第2のパラメータを決定するステップとを有する。一般に、勾配コイルデバイスは、ほぼすべてのMRシステムで使用されるような単一の勾配コイル又は(x、y、z)勾配コイルのセットとすることができる。

0008

材料疲労/機械的疲労は、ウォーラー曲線又はS−N曲線によってよく特徴付けられる。S−N線図は、公称応力振幅S対破損回数Nをプロットしたものである。S−N曲線の一部は、Basquinの式である、対数対数スケールにおける近似直線関係を示し、傾きは

となる(例えば、Jaap Schijveによる「Fatigue of Structures and Materials」、2nd Edition 2009、Springer参照)。パラメータbは材料依存である。例えば銅疲労に関してb=6であるが、一般的な機械的疲労に関しては、ここではb=4と仮定される。この場合、パワー4における許容応力S(S4)と正のゼロ交差回数Nとの積は、一定であり

となる。これは、二倍振幅での応力(又は速度)の損傷ポテンシャルが、機械的疲労に寄与するものの16倍深刻であることを意味する。

0009

材料疲労/機械的疲労及びデバイスの動態に関する知識は、上記デバイスの動作期間の累積損傷可能性を予測するため、モデルに組み込まれる。このモデルは、デバイスに関する動作期間の損傷ポテンシャルを予測するのに使用されることができ、又は斯かるデバイスにおける累積損傷の蓄積監視するのに使用されることができる。この情報は、例えば、MRスキャンプロトコルを最適化し、及び勾配コイルデバイスの予測的メンテナンスの必要性を予測するために使用されることができる。注目すべきことに、故障予測の既知の手法は、金属疲労を評価しない。

0010

このモデルは、パワーbにおける速度(ウォーラー曲線に対応する)に基づき、デバイスの少なくとも1つの測定又は計算された第1のパラメータを使用する。F.V. Huntによる「Stress and Strain Limits on the Attainable Velocity in Mechanical Systems」、JASA、32(9)、1123−1128、1960によれば、速度は、周波数関数としての機械的応力に最もよく比例する特性である。このモデルは、パワー4とは異なるパワーを使用することもできる。例えば、パワー2を使用すると、フィルタシャープさを低下させる。

0011

このモデルは、正のゼロ交差の数をカウントするために少なくとも1つの第2パラメータも使用する。この情報は、MRスキャンプロトコルを最適化し、予測的メンテナンスの必要性を予測するために使用されることができる。

0012

本発明の好ましい実施形態によれば、上記デバイスの少なくとも1つの第1のパラメータは、好ましくはパワーbにおける速度に基づかれる、デバイスの伝達関数/複数の伝達関数である。

0013

本発明の別の好ましい実施形態によれば、デバイスの少なくとも1つの第2のパラメータは、正のゼロ交差の数をカウントするため、(異なる勾配波形FFTから取得された)スキャンプロトコルの有効周波数及び/又は全スキャン期間である。この情報は、MRスキャンプロトコルを最適化するため、及び予測的メンテナンスの必要性を予測するために使用されることができる。

0014

本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、損傷計算は、少なくとも1つの損傷係数Dを計算することを含む。損傷計算は、S−N曲線(又は修正されたS−N曲線)を使用し、損傷係数(又は損傷値)を計算する。

0015

S−N曲線に基づかれる損傷係数Dは、好ましくは、式

により与えられ、ここで、tscanは、プロトコルのスキャン時間x、y、zであり、

(短縮形

)は、スキャンプロトコルのx、y及びz勾配スペクトルの"有効周波数"であり、Gx、y、zは、スキャンプロトコルのx、y及びz勾配の周波数スペクトルであり、

は、勾配コイルの速度に対する勾配軸の周波数の関数として測定された伝達関数であり、

は、対数−対数スケールにおけるSN曲線の直線近似の傾きである。本発明のこれらの実施形態に関連して、係数bは好ましくは

の範囲(rage)にある。本発明のいくつかの特定の実施形態では、係数bは、4に等しい(b=4)。

0016

(勾配コイル)デバイスの対応する損傷係数Dは、MRスキャンプロトコルが開始される前に計算され得るか、又は例えばログファイル情報を使用して過去に既に実行されたスキャンを解析するために使用され得る。

0017

本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、この方法は更に、(d)上記デバイスの更なる動作のために上記決定されたパラメータを考慮するステップを有する。パラメータの考慮は好ましくは、上記パラメータの自動的な考察である。

0018

本発明の1つの好ましい実施形態によれば、上記更なる動作に関する少なくとも1つの決定された第2のパラメータが、上記材料疲労に関する上記デバイスの予測された物質状態であり、上記パラメータは、この状態に達した後のデバイスの無制限使用を制限する。

0019

本発明の別の好ましい実施形態によれば、更なる動作に関する少なくとも1つの決定された第2のパラメータが、デバイスの所与動作時間における材料疲労に関してデバイスの所望の材料状態を維持するための第2のパラメータのセットである。

0020

本発明の様々な実施形態によれば、磁気共鳴撮像システム(MRIシステム)の勾配コイルデバイス(機械的振動のために材料疲労破壊モードの危険にさらされる)を作動させる制御ユニットが、プロセッサデバイスメモリデバイスとを持つコンピュータシステムを有し、数学的モデルが、上記コンピュータシステムにおいて実現され、上記数学的モデルは、応力サイクル曲線又は修正された応力サイクル曲線に基づかれ、かつ上記デバイスの少なくとも1つの第1のパラメータ及び少なくとも1つの第2のパラメータを用いて、上記デバイスの動作の損傷計算、特に、少なくとも1つの損傷係数Dを計算するよう設計される。制御ユニットは、前述の作動方法を実行するために使用されることができる。

0021

本発明による制御ユニットの好ましい実施形態によれば、上記デバイスの上記少なくとも1つの第1のパラメータが、上記デバイスの伝達関数/複数の伝達関数である。

0022

本発明による制御ユニットの別の好ましい実施形態によれば、上記デバイスの上記少なくとも1つの第2のパラメータが、正のゼロ交差の数をカウントするため、スキャンプロトコルの有効周波数及び/又は全スキャン期間である。

0023

本発明による制御ユニットの更に別の好ましい実施形態によれば、上記制御ユニットが、上記デバイスの更なる動作に関する第2のパラメータを決定するよう更にセットアップされる。

0024

本発明による制御ユニットの別の好ましい実施形態によれば、上記制御ユニットが、上記デバイスの更なる動作に関する上記第2のパラメータの出力のための出力インタフェースを更に有する。

0025

本発明の様々な実施形態によれば、磁気共鳴撮像システムは、勾配コイルデバイスと、前述の制御ユニットとを有する。

0026

本発明は更に、コンピュータシステム上で前述の方法を実行するコンピュータプログラムに関し、コンピュータシステムは好ましくは、磁気共鳴撮像システムのコンピュータシステムである。本発明の手法は、勾配コイル以外の磁気共鳴イメージングの分野における反復応力デバイスにおける材料疲労による累積損傷を予測するのに適用されることもできる。例えば、無線周波数(RF)ボディコイル又は後方RFコイルアレイ、及びシステム支持構造へのそれらの取り付け部材であってもよい。

図面の簡単な説明

0027

本発明の好ましい実施形態によるMR撮像システムを備えるMRガイド放射線治療システムを示す図である。
図1に示される磁気共鳴撮像システムの勾配コイルデバイスを作動させるための制御ユニットの概略図を示す図である。

実施例

0028

本発明のこれら及び他の側面が、以下に説明される実施形態から明らかとなり、これらの実施形態を参照して説明されることになる。

0029

図1は、MRガイド放射線治療システム10の実施形態を示す。MRガイド放射線治療システム10は、本発明によるLINAC12及び磁気共鳴撮像システム(MRIシステム)14を備える。LINAC12は、ガントリ16及びX線源18を備える。ガントリ16は、X線源18をガントリ回転軸20の周りで回転させるためのものである。X線源18に隣接して、調整可能なコリメータ20がある。調整可能なコリメータ20は例えば、X線源18のビームプロファイルを調整するための調整可能なプレートを持つことができる。調整可能なコリメータ20は例えば、マルチリーフコリメータであってもよい。磁気共鳴撮像システム14は、磁石22を含む。

0030

永久磁石又は抵抗磁石を使用することも可能である。異なるタイプの磁石の使用も可能であり、例えば、分割円筒形磁石といわゆる開放磁石との両方を使用することも可能である。分割円筒形磁石は、磁石のアイプレーンへのアクセスを可能にするためクライオスタットが2つのセクションに分割される点を除いて、標準的な円筒形磁石と同様であり、斯かる磁石は例えば、荷電粒子線治療と併用されることができる。開放磁石は、2つの磁石セクションを持ち、一方が他方の上にあり、その間の空間は、対象を受けるのに十分な大きさである。2つのセクション領域の配置は、ヘルムホルツコイルの配置と同様である。開放磁石が人気がある。なぜなら、対象が閉じ込め感じることが少ないからである。円筒形磁石のクライオスタットの内部には、超伝導コイル集合体がある。本実施形態に示される磁石22は、標準円筒状の超電導磁石である。磁石22は、その中に超電導コイル26を備えたクライオスタット24を持つ。磁石22は、ボア28を持つ。円筒形磁石22のボア28には、撮像ゾーンがある。そこでは、磁場が強く、磁気共鳴撮像を行うのに十分な均一性を持つ。

0031

磁石22のボア28には、磁石の撮像ゾーンにおける磁気スピンを空間的にエンコードするため、磁気共鳴データの取得に関する磁場勾配コイルデバイス30がある。磁場勾配コイルデバイス30は、磁場勾配コイル電源32に接続される。磁場勾配コイルデバイス30は、代表的なものであり、放射線減衰させることなく通過させることを可能にすることを意図しており、通常は分割コイル設計である。典型的には、磁場勾配コイルは、3つの直交する空間方向において空間的にエンコードするためのコイルの3つの別個のセットを含む。磁場勾配電源32は、磁場勾配コイル30に電流を供給する。磁場コイル30に供給される電流は、時間の関数として制御され、傾斜又は脈動されることができる。

0032

トランシーバ36に接続されたアンテナデバイス34があり、このデバイス34は、それぞれ対応するアンテナループを備える少なくとも1つのMR撮像アンテナを有する。デバイス34は、磁石22の撮像ゾーン38に隣接している。撮像ゾーン38は、磁気共鳴イメージングを実行するのに十分な高い磁場及び均一性の領域を持つ。デバイス34は、撮像ゾーンにおける磁気スピンの向きを操作し、撮像ゾーンにおけるスピンから無線送信を受信するためのものであってもよい。アンテナデバイス34は、アンテナ又はチャネルとも呼ばれる。デバイス34は、専用の送信アンテナ及び専用の受信アンテナも表すことが意図される。同様に、トランシーバは、別個の送信機及び受信機を表すこともできる。

0033

また、磁石22のボア28には、対象42を支持する対象支持部40がある。対象支持部40は、機械的位置決めシステム44によって位置決めされることができる。対象42には、標的ゾーン46がある。ガントリ回転軸48は、この特定の実施形態では、磁石22の円筒軸同軸である。対象支持部40は、標的ゾーン46がガントリ回転の軸48上に位置するように配置される。X線源18は、コリメータ20及び標的ゾーン46を通過する放射ビーム50を生成するものとして示される。放射線源18が軸48の周りで回転されると、標的ゾーン46は常に放射ビーム50の標的となる。放射ビーム50は磁石のクライオスタット24を通過する。磁場勾配コイルデバイス30は、磁場勾配コイルデバイス30を2つのセクションに分離するギャップ52を持つ。ギャップ52は、磁場勾配コイルデバイス30による放射ビーム50の減衰を低減させる。別の実施形態では、磁石22によるX線ビームの減衰を低減するため、分割又は開放磁石設計が使用される。デバイス34は、磁石22(図示省略)のボアの内側に取り付けられるものとして見られることができる。

0034

トランシーバ36、磁場勾配コイル電源32及び機械的位置決めシステム44はすべて、制御ユニット56のコンピュータシステムのハードウェアインタフェース54に接続されるものとして示される。上記制御ユニット56のコンピュータシステムは、機械実行可能命令を実行し、MRガイド放射線治療システム10の動作及び機能を制御するプロセッサ58を含むものとして更に示される。ハードウェアインタフェース54は、プロセッサ58がMRガイド放射線治療システム10と対話し、及びこれを制御することを可能にする。プロセッサ58は、ユーザインタフェース60、コンピュータストレージ62、及びコンピュータメモリ64に更に接続されるものとして示される。

0035

コンピュータストレージ62は、治療計画及びアンテナデバイス34のX線透過モデルを含む。X線透過モデルは、デバイス34のセンシティブな要素の位置と、アンテナデバイス34のX線透過特性とを含むことができる。コンピュータストレージ62は更にパルスシーケンスを含む。本書で使用されるパルスシーケンスは、磁気共鳴撮像システム14の様々な要素を制御して磁気共鳴データを取得するのに使用されるコマンドのセットである。コンピュータストレージ62は、磁気共鳴撮像システム14を使用して取得された磁気共鳴データを含む。

0036

コンピュータストレージ62は、磁気共鳴データから再構成された磁気共鳴画像を含むものとして更に示される。コンピュータストレージ62は、磁気共鳴画像の画像位置合わせを含むものとして更に示される。画像位置合わせは、磁気共鳴撮像システム14及びLINAC12に対する画像の位置を位置合わせする。コンピュータストレージ62は、標的ゾーン46の位置を含むものとして更に示される。これは、磁気共鳴画像において識別される。コンピュータストレージ62は、制御信号を含むものとして更に示される。制御信号は、標的ゾーン46を照射するようLINAC12を制御するのに使用される制御信号である。

0037

コンピュータメモリ64は、制御モジュールを含むものとして示される。制御モジュールは、プロセッサ58が医療装置10の動作及び機能を制御することを可能にするコンピュータ実行可能コードを含む。例えば、制御モジュールは、パルスシーケンスを使用して磁気共鳴データを取得することができる。制御モジュールは、LINAC12を制御するために制御信号を使用することもできる。コンピュータメモリ64は、治療計画変更モジュールを含むものとして更に示される。治療計画変更モジュールは、X線透過モデルに含まれる情報を用いて治療計画を修正する。コンピュータメモリ64は、画像再構成モジュールを含むものとして更に示される。画像再構成モジュールは、プロセッサ58が磁気共鳴データから磁気共鳴画像を再構成することを可能にするコードを含む。

0038

コンピュータメモリ64は、画像位置合わせモジュールを含むものとして更に示される。画像位置合わせモジュールは、プロセッサ58が磁気共鳴画像を用いて標的ゾーン46の位置における画像位置合わせを生成することを可能にするコードを含む。コンピュータメモリ64は、標的ゾーン位置モジュールを含むものとして更に示される。標的ゾーン位置モジュールは、プロセッサ58が画像位置合わせを使用して標的ゾーン46の位置を生成することを可能にするコードを含む。コンピュータメモリ64は、制御信号生成モジュールを含むものとして更に示される。制御信号生成モジュールは、プロセッサ58が治療計画及び標的ゾーンの位置から制御信号を生成することを可能にするコードを含む。X線透過モジュールに基づき治療計画が修正された後、その治療計画が使用される。

0039

図2は、図1に示される磁気共鳴撮像システム14の勾配コイルデバイス30を作動させる制御ユニット56の概略図を示す。制御ユニット56は、プロセッサ58、コンピュータメモリ64及びコンピュータストレージ62を持つコンピュータシステムを有し、数学モデル66が、制御ユニット56のコンピュータシステムにおいて実現される。数学モデルは、既知の応力サイクル曲線(SNカーブ、ウォーラー曲線としても知られる)又は修正された応力サイクル曲線に基づかれ、デバイス30少なくとも1つの第1パラメータ68及び少なくとも1つの第2パラメータ70、72を用いて、デバイス30の動作の損傷係数Dを計算するよう設計され、制御ユニット56は、上記デバイス30の更なる動作のための第2のパラメータを決定するために更にセットアップされる。損傷係数Dは

である。

0040

損傷係数は、MRスキャンプロトコルが開始される前に計算されることができるか、又は、例えばログファイル情報を用いて過去に実行されたスキャンを分析するのに使用されることができる。

0041

モデル66は、パワー4の速度に基づき勾配コイルデバイス30の測定された伝達関数68を使用する。速度は、周波数の関数としての機械的ストレスに最も良く比例する特性である。

0042

一般的な機械的疲労S−N曲線のパワーは4である。これは、倍振幅での応力(又は速度)の損傷ポテンシャルが、機械的な疲労に寄与するものとして機能する量の16倍であることを意味する。

0043

モデル66はまた、正のゼロ交差の数をカウントするため、(異なる勾配波形のFFTから取られた)スキャンプロトコル70、72の有効周波数及び総スキャン時間を使用する。この情報は、MRスキャンプロトコルを最適化し、予測的メンテナンスの必要性を予測するのに使用されることができる。

0044

実現方法又は使用方法

0045

予測的メンテナンス:インストールベースのシステムにおけるモデル66を使用して、潜在的な機械的損傷の蓄積を監視する。

0046

損傷の蓄積の回避又は最小化、信頼性の向上:スキャンが実行される前に最適化し、モデルを使用して、勾配コイルデバイス30又はMRIシステム14に与えるダメージを少なくする方向に、スルーレート繰り返し時間などのスキャンパラメータを調整する。

0047

代替案

0048

パワー4とは異なるパワーを使用する(使用される材料のウォーラー曲線から既知)。例えば、パワー2を使用する修正された応力サイクル曲線は、フィルタのシャープさを低下させ、純粋な銅に関するパワー6はフィルタをよりシャープにする。

0049

パワー4とは異なるパワーを使用する(ウォーラー曲線から既知)。例えば、パワー2は、音響ノイズ放射を低減するための良好な手段を提供する。体の遠方界放射音響パワーは一般に、パワー2における表面平均速度と比例する。

0050

ピーク広がりを導入し、共振周波数における変化を組み込む。典型的にはピークの+/−2.5%広がりで十分である。

0051

測定された速度の代わりに応力に基づき計算された伝達関数を使用する。

0052

このアプローチを、機械的振動による疲労破壊モードを持つ可能性がある勾配コイルデバイス30以外のデバイス(他の反復応力デバイス)に適用する。

0053

モデル66におけるスキャン時間と有効周波数とを残す。こうして、複数のスキャンにわたる累積損傷可能性が計算されることはできないが、1回のスキャンが、損傷の可能性に関して最適化されるか、又は実行されることが禁じられことができる。なぜなら、損傷に関する可能性は、長期の実行においてはあまりに大きいからである。

0054

本発明が図面及び前述の説明において詳細に図示され及び説明されたが、斯かる図示及び説明は、説明的又は例示的であると考えられ、本発明を限定するものではない。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。図面、開示及び添付された請求項の研究から、開示された実施形態に対する他の変形が、請求項に記載の本発明を実施する当業者により理解及び実行されることができる。請求項において、単語「有する」は他の要素又はステップを除外するものではなく、不定詞「a」又は「an」は複数性を除外するものではない。特定の手段が相互に異なる従属項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを意味するものではない。請求項における任意の参照符号は、発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

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