相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2014年12月30日提交的美國專利申請(qǐng)?zhí)?4/585，813的優(yōu)先權(quán)，通過引用而將其全部內(nèi)容結(jié)合于本文中。

背景技術(shù)：

本發(fā)明的實(shí)施例通常涉及負(fù)載故障檢測(cè)。特定實(shí)施例涉及磁共振成像（mri）系統(tǒng)的梯度線圈內(nèi)的負(fù)載阻抗的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

磁共振成像（mri）系統(tǒng)典型地利用梯度驅(qū)動(dòng)器子系統(tǒng)，所述梯度驅(qū)動(dòng)器子系統(tǒng)包括梯度線圈放大器、一個(gè)或多個(gè)梯度電源以及將梯度驅(qū)動(dòng)器子系統(tǒng)連接到梯度線圈的附件。梯度驅(qū)動(dòng)器由三個(gè)梯度放大器組成，每梯度軸（x、y、z）一個(gè)梯度放大器。三個(gè)物理軸是獨(dú)立的，因?yàn)樗鼈兏髯陨杀硎居擅}沖序列描述（psd）定義的數(shù)字波形的物理規(guī)定的電流。

每個(gè)梯度波形驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的梯度線圈，所述梯度線圈產(chǎn)生使mri系統(tǒng)的掃描體積內(nèi)的感興趣的區(qū)域數(shù)字化或體素化的頻率編碼磁場(chǎng)梯度、相位編碼磁場(chǎng)梯度和切片選擇磁場(chǎng)梯度。同樣地，梯度放大器是產(chǎn)生任意波形的帶寬限制的電流源，所述任意波形被利用來使mri數(shù)據(jù)與掃描體積內(nèi)的特定位置相互關(guān)聯(lián)。正如將會(huì)意識(shí)到的，從梯度放大器到它的線圈的松的電連接或者在磁場(chǎng)中的負(fù)載下斷開的梯度線圈可潛在地引起圖像質(zhì)量問題或者使設(shè)備過熱并損壞設(shè)備。

因此，辨別松的連接或者梯度線圈故障何時(shí)發(fā)生通常是所希望的，并且在這些異常中的一個(gè)可能發(fā)生的情況下及時(shí)指示mri系統(tǒng)性能降級(jí)通常是所希望的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了一種方法，所述方法包括識(shí)別功率放大器的輸出波形內(nèi)的有利段；在輸出波形的識(shí)別的段期間，對(duì)由功率放大器驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的基線功率譜密度建模；在輸出波形的識(shí)別的段期間，對(duì)負(fù)載的經(jīng)驗(yàn)功率譜密度采樣；以及在經(jīng)驗(yàn)功率譜密度偏離基線功率譜密度超過至少一個(gè)預(yù)先確定的誤差標(biāo)準(zhǔn)的情況下，指示負(fù)載故障。

其它實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了一種方法，所述方法包括在用于梯度波形產(chǎn)生的脈沖發(fā)生器模塊的操作期間，對(duì)梯度線圈電流的三個(gè)軸建模；在梯度波形產(chǎn)生期間，對(duì)至少一個(gè)梯度線圈電流采樣；為至少一個(gè)采樣的梯度線圈電流導(dǎo)出經(jīng)驗(yàn)功率譜密度；為與至少一個(gè)采樣的梯度線圈電流對(duì)應(yīng)的建模的軸中的一個(gè)建模的軸導(dǎo)出基線功率譜密度；以及在基線功率譜密度偏離經(jīng)驗(yàn)功率譜密度超過至少一個(gè)預(yù)先確定的誤差標(biāo)準(zhǔn)的情況下，指示采樣的梯度線圈中的故障。

其它實(shí)施例提供了一種裝置，所述裝置包括功率放大器；操作連接成從功率放大器被電驅(qū)動(dòng)的負(fù)載；以及阻抗監(jiān)控器，所述阻抗監(jiān)控器被配置成實(shí)時(shí)地識(shí)別功率放大器的輸出波形內(nèi)的有利段、在輸出波形的識(shí)別的段期間對(duì)由功率放大器驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的基線功率譜密度建模、在輸出波形的識(shí)別的段期間對(duì)負(fù)載的經(jīng)驗(yàn)功率譜密度采樣、以及在基線功率譜密度偏離經(jīng)驗(yàn)功率譜密度超過至少一個(gè)預(yù)先確定的誤差標(biāo)準(zhǔn)的情況下指示負(fù)載故障。

附圖說明

參考附圖，從閱讀非限制性實(shí)施例的下面的描述將會(huì)更好地理解本發(fā)明，其中下面：

圖1示意性地示出了其中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例的示范的磁共振成像（mri）系統(tǒng)。

圖2示意性地示出了在圖1的示范的mri系統(tǒng)中使用的梯度功率放大器和波紋消除濾波器。

圖3用圖表示出了在圖1的mri系統(tǒng)的操作期間由圖2的梯度功率放大器產(chǎn)生的梯度波形。

圖4用圖表示出了由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于監(jiān)控負(fù)載阻抗的方法使用的經(jīng)驗(yàn)電壓跡線、期望的電壓跡線、建模的電壓跡線和電壓偏差。

圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的裝置，所述裝置被配置成實(shí)現(xiàn)用于監(jiān)控由功率放大器驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的阻抗的方法，以便于主動(dòng)檢測(cè)負(fù)載故障。

圖6-7用圖表示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例建模的阻抗的電阻分量和電感分量的頻率響應(yīng)。

圖8a-d用圖表示出了模型與經(jīng)驗(yàn)值的預(yù)期的偏差。

具體實(shí)施方式

將在下面詳細(xì)地參考本發(fā)明的示范實(shí)施例，其示例在附圖中被說明。在任何可能的情況下，整個(gè)附圖中使用的相同的附圖標(biāo)記指相同的或者相似的部分，而無重復(fù)的描述。盡管關(guān)于mri系統(tǒng)描述了本發(fā)明的示范實(shí)施例，通常本發(fā)明的實(shí)施例還可適用于負(fù)載故障的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

正如本文所使用的，術(shù)語“基本上”、“通?！焙汀按蠹s”指示相對(duì)于適于實(shí)現(xiàn)部件或者組件的功能目的的理想的期望狀況的、可合理實(shí)現(xiàn)的制造和裝配容限內(nèi)的狀況。術(shù)語“實(shí)時(shí)”指與正在進(jìn)行的過程基本上同時(shí)并且對(duì)正在進(jìn)行的過程有響應(yīng)，即能夠提供反饋信號(hào)以響應(yīng)于監(jiān)控的過程變量超過閾值而中斷正在進(jìn)行的過程。

圖1示出了結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例的示范的磁共振成像（mri）系統(tǒng)10的主要部件。從操作者控制臺(tái)12控制系統(tǒng)的操作，所述操作者控制臺(tái)12包括鍵盤或其它輸入設(shè)備13、控制面板14、以及顯示屏16。輸入設(shè)備13可以包括鼠標(biāo)、操縱桿、鍵盤、跟蹤球、觸摸激活屏、光棒、語音控制、或者任何類似的或等效的輸入設(shè)備，并且可以被用于交互幾何規(guī)定。控制臺(tái)12通過鏈路18與使得操作者能夠控制圖像在顯示屏16上的產(chǎn)生和顯示的獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20通信。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20包括通過底板20a相互通信的多個(gè)模塊。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20的模塊包括圖像處理器模塊22、cpu模塊24以及可以包括用于存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)陣列的幀緩沖器的存儲(chǔ)器模塊26。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20被鏈接到檔案媒體設(shè)備、永久或備份存儲(chǔ)裝置或者用于圖像數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，并且通過高速信號(hào)鏈路34與獨(dú)立的mri系統(tǒng)控制32通信。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20和mri系統(tǒng)控制32共同形成“mri控制器”33。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例和方面，mri控制器33被配置成例如通過執(zhí)行下面進(jìn)一步討論的示范的算法來實(shí)現(xiàn)用于對(duì)水、脂肪和硅酮獨(dú)立成像的方法。

mri系統(tǒng)控制32包括通過底板32a被連接在一起的一組模塊。這些包括cpu模塊36以及脈沖發(fā)生器模塊38。cpu模塊36通過串行鏈路40連接到操作者控制臺(tái)12。是通過鏈路40，mri系統(tǒng)控制32從操作者接收命令以指示將要被執(zhí)行的掃描序列。cpu模塊36操作系統(tǒng)部件以執(zhí)行期望的掃描序列并且產(chǎn)生指示所產(chǎn)生的rf脈沖的定時(shí)、強(qiáng)度和形狀以及數(shù)據(jù)采集窗口的定時(shí)和長度的數(shù)據(jù)。cpu模塊36連接到由mri控制器33操作的若干部件，包括脈沖發(fā)生器模塊38（其控制梯度放大器42，下面進(jìn)一步討論）、生理采集控制器（“pac”）44和掃描室接口電路46。

cpu模塊36從生理采集控制器44接收患者數(shù)據(jù)，所述生理采集控制器44從被連接到患者的多個(gè)不同的傳感器接收信號(hào)，諸如來自附著于患者的電極的ecg信號(hào)。并且最終，cpu模塊36從掃描室接口電路46接收來自與患者和磁體系統(tǒng)的狀況相關(guān)聯(lián)的各種傳感器的信號(hào)。還是通過掃描室接口電路46，mri控制器33命令患者定位系統(tǒng)48將患者或者客戶c移至期望的位置以用于掃描。

脈沖發(fā)生器模塊38操作梯度放大器42以實(shí)現(xiàn)在掃描期間產(chǎn)生的梯度脈沖的期望的定時(shí)和形狀。由脈沖發(fā)生器模塊38產(chǎn)生的梯度波形被應(yīng)用于具有g(shù)x、gy和gz放大器的梯度放大器系統(tǒng)42。每個(gè)梯度放大器激勵(lì)梯度線圈組件（通常標(biāo)明為50）中的對(duì)應(yīng)的物理梯度線圈x、y或z以產(chǎn)生被用于空間編碼獲得的信號(hào)的磁場(chǎng)梯度。梯度線圈組件50形成磁體組件52的一部分，所述磁體組件52還包括極化磁體54（極化磁體54在操作中提供均勻的縱向磁場(chǎng)b0）和全身rf線圈56（全身rf線圈56在操作中提供通常與b0垂直的橫向磁場(chǎng)b1）。在本發(fā)明的實(shí)施例中，rf線圈56是多通道線圈。mri系統(tǒng)控制32中的收發(fā)器模塊58產(chǎn)生通過rf放大器60被放大并且通過傳輸/接收開關(guān)62被耦合至rf線圈56的脈沖。由患者中的激勵(lì)的細(xì)胞核發(fā)射的最后得到的信號(hào)可以被相同的rf線圈56感測(cè)并且通過傳輸/接收開關(guān)62被耦合至前置放大器64。在收發(fā)器58的接收器部分中將放大的mr信號(hào)解調(diào)、濾波和數(shù)字化。通過來自脈沖發(fā)生器模塊32的信號(hào)來控制傳輸/接收開關(guān)62以在傳輸模式期間將rf放大器60電連接到線圈56并且在接收模式期間將前置放大器64連接到線圈56。傳輸/接收開關(guān)62還可以使得獨(dú)立的rf線圈（例如表面線圈）能夠被用于或者傳輸模式或者接收模式。

在多通道rf線圈56拾取由目標(biāo)的激勵(lì)產(chǎn)生的rf信號(hào)之后，收發(fā)器模塊58將這些信號(hào)數(shù)字化。mri控制器33接著通過傅里葉變換處理數(shù)字化的信號(hào)以產(chǎn)生k-空間數(shù)據(jù)，所述k-空間數(shù)據(jù)接著借助于mri系統(tǒng)控制32被傳送到存儲(chǔ)器模塊66或者其它計(jì)算機(jī)可讀媒體。“計(jì)算機(jī)可讀媒體”可以包括例如被配置使得可以以由常規(guī)計(jì)算機(jī)可理解的且可再生產(chǎn)的方式來固定電、光或磁狀態(tài)的結(jié)構(gòu)：例如，被打印到紙上或顯示在屏幕上的文本或圖像、光盤或者其它光存儲(chǔ)媒體；“閃速”存儲(chǔ)器、eeprom、sdram或者其它電存儲(chǔ)媒體；軟盤或其它磁盤、磁帶或者其它磁存儲(chǔ)媒體。

當(dāng)在計(jì)算機(jī)可讀媒體66中已經(jīng)采集了原始k-空間數(shù)據(jù)的陣列時(shí)，掃描完成。將這個(gè)原始k-空間數(shù)據(jù)重新布置成獨(dú)立的k-空間數(shù)據(jù)陣列以用于將要被重建的每個(gè)圖像，并且將這些中的每個(gè)輸入到陣列處理器68，所述陣列處理器68操作以將數(shù)據(jù)傅里葉變換成圖像數(shù)據(jù)的陣列。通過串行鏈路34將這個(gè)圖像數(shù)據(jù)傳遞到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20，在那里它被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。響應(yīng)于從操作者控制臺(tái)12接收的命令，這個(gè)圖像數(shù)據(jù)可以在長期存儲(chǔ)裝置中被存檔或者它可以被圖像處理器22進(jìn)一步處理并且被傳遞到操作者控制臺(tái)12以及在顯示器16上被呈現(xiàn)。

正如上面所提及的，在用于mri掃描的mri系統(tǒng)的操作期間，脈沖發(fā)生器模塊38借助于梯度放大器系統(tǒng)42將梯度波形應(yīng)用于梯度線圈組件50。梯度波形驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的梯度線圈電壓和電流以局部調(diào)整被磁體組件52包圍的掃描體積的磁化。特別地，梯度波形提供磁化的頻率編碼梯度、相位編碼梯度和切片選擇梯度以便于定義用于磁體組件52內(nèi)的mri實(shí)驗(yàn)的感興趣的特定區(qū)域。

梯度放大器系統(tǒng)42包括三個(gè)梯度放大器，每梯度軸（x、y、z）一個(gè)梯度放大器。圖2示意性地示出了作為復(fù)數(shù)個(gè)h-橋電路202.1、202.2、……、202.n的堆疊拓?fù)湫纬傻奶荻确糯笃?00。堆疊的h-橋202由igbt204組成，由pwm控制器205（脈沖發(fā)生器模塊38的部件）根據(jù)折衷igbt的通斷和傳導(dǎo)損耗的脈寬調(diào)制算法與橋交錯(cuò)方案來驅(qū)動(dòng)所述igbt204。通常，脈寬調(diào)制（pwm）是根據(jù)編程的調(diào)度來導(dǎo)通和關(guān)斷選擇的igbt以便于產(chǎn)生從dc電源到負(fù)載的時(shí)間平均的電壓的過程。器件是導(dǎo)通的pwm調(diào)度的分?jǐn)?shù)被定義為那個(gè)器件的占空比。器件正在導(dǎo)通和關(guān)斷的頻率被定義為控制器的pwm通斷頻率fsw。即使在某些調(diào)度中（例如當(dāng)pwm被用來模擬ac時(shí)）導(dǎo)通和關(guān)斷脈沖時(shí)間的持續(xù)時(shí)間可以跨調(diào)度而不同，igbt來回切換的通斷頻率保持恒定，即igbt只有在fsw的整倍數(shù)處才可以改變狀態(tài)。h-橋202被堆疊以實(shí)現(xiàn)所要求的最大輸出電壓，并且在某些實(shí)施例中它們的pwm調(diào)度被交錯(cuò)以使輸出濾波要求最小化。

正如所提及的，mri系統(tǒng)100的成像性能可以受到梯度子系統(tǒng)功率放大器200的可重復(fù)性和保真度的影響。因此，除了交錯(cuò)pwm調(diào)度，還使波紋消除濾波器206跨接堆疊的h-橋202的輸出端以便于減輕梯度放大器200對(duì)成像性能的任何影響。梯度放大器200經(jīng)由波紋消除濾波器206來驅(qū)動(dòng)它的梯度線圈x、y或z。波紋消除濾波器206被配置成監(jiān)控脈寬調(diào)制（pwm）控制器205的輸出頻率并且被配置成消除由堆疊的h-橋202在pwm頻率的諧波處產(chǎn)生的開關(guān)噪聲。

圖3用圖表示出了在圖1的mri系統(tǒng)100的操作期間由圖2的梯度功率放大器200產(chǎn)生的梯度波形300。梯度波形300具有若干特征相位。這些相位包括調(diào)零302、負(fù)斜坡304、負(fù)平頂306、正斜坡308、正平頂310和過零312。開關(guān)噪聲314的量值和占空比取決于波形的相位而不同。被操作連接到梯度放大器200的線圈50x、y或z被設(shè)計(jì)成根據(jù)電壓跡線350來響應(yīng)梯度波形300。然而，在線圈50x、y或z中的故障的情況下并且特別地在松連接或者開路（斷路的）線圈的情況下，電壓跡線350將不會(huì)追蹤它的對(duì)梯度波形300的預(yù)期響應(yīng)。特別地，松連接將使電壓跡線350根據(jù)線圈的高于正常的電阻來響應(yīng)，而斷路的線圈可以使電壓跡線350根據(jù)故障的性質(zhì)（或者對(duì)某個(gè)其它線圈部件是開路或者對(duì)某個(gè)其它線圈部件是短路）以高于或者低于正常的電阻來響應(yīng)。

因此，圖4用圖表示出了經(jīng)驗(yàn)電壓跡線350、期望的電壓跡線360、建模的電壓跡線450、以及經(jīng)驗(yàn)電壓跡線350和建模的電壓跡線450之間的電壓誤差452。

圖5示出了可以在功率放大器控制器（例如如圖1中所示的mri系統(tǒng)控制32）中實(shí)現(xiàn)的方法500，所述方法500用于監(jiān)控梯度線圈50（或者由功率放大器驅(qū)動(dòng)的任何其它負(fù)載）的阻抗以便于主動(dòng)檢測(cè)負(fù)載故障502。方法500包括在用于梯度波形產(chǎn)生的脈沖發(fā)生器模塊38的操作期間對(duì)梯度線圈50的三個(gè)軸x、y和z的線圈電壓建模504。方法500還包括在梯度波形產(chǎn)生期間經(jīng)驗(yàn)梯度線圈電流（對(duì)梯度線圈波形的模擬）的實(shí)時(shí)采樣506；為經(jīng)驗(yàn)負(fù)載電流導(dǎo)出510經(jīng)驗(yàn)功率譜密度；為與至少一個(gè)采樣的梯度線圈電流對(duì)應(yīng)的建模的軸x、y或z中的一個(gè)導(dǎo)出514基線或模型功率譜密度516；使基線功率譜密度與經(jīng)驗(yàn)功率譜密度交叉相關(guān)518；以及在基線功率譜密度偏離經(jīng)驗(yàn)功率譜密度超過至少一個(gè)預(yù)先確定的誤差標(biāo)準(zhǔn)524的情況下，檢測(cè)522采樣的梯度線圈50x、y或z中的故障502。

在某些實(shí)施例中，可以例如在如圖5所示的mri系統(tǒng)控制32內(nèi)實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)方法500，以便于提供負(fù)載故障502的即時(shí)指示522。在這樣的實(shí)現(xiàn)中，可以通過簡單化的阻抗模型（例如，）來提高處理效率。這對(duì)于梯度線圈功率放大器的三個(gè)軸之間的相互作用的實(shí)時(shí)建模尤其有幫助。因此，建模504可被限于由與采樣的梯度線圈50x、y或z連接的梯度線圈放大器200產(chǎn)生的梯度波形300內(nèi)的有利段?！坝欣巍笨梢允且粋€(gè)段，其中對(duì)于梯度波形300的整個(gè)有利段的任何采樣來說簡單化的阻抗模型應(yīng)當(dāng)被預(yù)期偏離經(jīng)驗(yàn)阻抗值小于大約2%，例如。例如，圖6-7分別用圖表示出了根據(jù)建模的阻抗的電阻分量和電感分量的頻率響應(yīng)。圖8a-d示出了針對(duì)示范的負(fù)載（梯度線圈50），建模的電參數(shù)和經(jīng)驗(yàn)電參數(shù)跨越從0到50khz的頻帶可以偏離高達(dá)大約1%，但是跨越從0到1khz的頻帶可以偏離小于0.5%。因此，對(duì)于示范的負(fù)載來說有利波形段可以包括其中主頻率小于1khz的段。

此外，在相對(duì)長的持續(xù)時(shí)間期間低頻下的高幅度電壓將會(huì)通過增加磁場(chǎng)和線圈溫度來增大線圈負(fù)載（例如梯度線圈50）的機(jī)械缺陷。因此，在某些實(shí)施例中，有利段將包括非零幅度的小于一個(gè)波長，可以具有大于1msec的持續(xù)時(shí)間，并且可以具有相對(duì)高幅度電壓（即大于大約100v）。這些因子使能方法500的簡化實(shí)現(xiàn)以便于暴露機(jī)械缺陷。因此，有利段的定義將取決于梯度線圈50x、y或z的設(shè)計(jì)的電參數(shù)并且還取決于采樣頻率fs。典型地，有利段將是小于1khz主頻率下的至少大約100v的至少1msec持續(xù)時(shí)間?；仡^參見圖3和圖4，在梯度波形300處并且在對(duì)應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)電壓跡線350和建模的電壓跡線450處示出了有利段508。特別地，負(fù)平頂306（在大約-700a梯度線圈電流處從大約5msec到大約7msec）和正平頂310（在大約+700a梯度線圈電流處從大約9msec到大約11msec）被標(biāo)記為與大約+/-100v處的梯度線圈電壓的正平頂和負(fù)平頂對(duì)應(yīng)的有利段508。在這些有利段508期間，將通過低于預(yù)期的電壓來指示短路的線圈。

因此，可以使用pwm205的輸出來實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)建模504以主動(dòng)識(shí)別梯度波形300的有利段508。還基于pwm205的輸出，可以在梯度波形300的有利段508期間實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)采樣506。因?yàn)樵谟欣?08期間阻抗模型504很好地與經(jīng)驗(yàn)電阻值506相互關(guān)聯(lián)，集中于這樣的段可以限制系統(tǒng)帶寬并且使能用于檢測(cè)建模的值和經(jīng)驗(yàn)值之間任何失配的簡單的（快速的）方法。

在某些實(shí)施例中，誤差標(biāo)準(zhǔn)可以包括對(duì)于感興趣的帶寬內(nèi)的預(yù)期的功率譜密度和經(jīng)驗(yàn)功率譜密度之間的偏差的相對(duì)幅度的限制。例如，已經(jīng)提到過在0-1khz的頻帶中，每個(gè)采樣的經(jīng)驗(yàn)阻抗值和預(yù)期的阻抗值在大約0.5%相對(duì)幅度內(nèi)應(yīng)當(dāng)匹配，即，。因此0.5%的限制可以被用作誤差標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)。其它有用的誤差標(biāo)準(zhǔn)可以包括預(yù)期的功率譜密度和經(jīng)驗(yàn)功率譜密度之間的偏差的功率積分的值或者基線功率譜密度的峰值和經(jīng)驗(yàn)功率譜密度的峰值之間的頻移。

因此，本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了一種方法，所述方法包括識(shí)別功率放大器的輸出波形內(nèi)的有利段；在輸出波形的識(shí)別的段期間，對(duì)由功率放大器驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的基線功率譜密度建模；在輸出波形的識(shí)別的段期間，對(duì)負(fù)載的經(jīng)驗(yàn)功率譜密度采樣；以及在基線功率譜密度偏離經(jīng)驗(yàn)功率譜密度超過至少一個(gè)預(yù)先確定的誤差標(biāo)準(zhǔn)的情況下，指示負(fù)載故障。有利段具有確定的長度。有利段具有低頻譜內(nèi)容和非零幅度。誤差標(biāo)準(zhǔn)包括感興趣的帶寬內(nèi)的預(yù)期的功率譜密度和經(jīng)驗(yàn)功率譜密度之間的偏差的相對(duì)幅度。誤差標(biāo)準(zhǔn)包括預(yù)期的功率譜密度和經(jīng)驗(yàn)功率譜密度之間的偏差的功率積分的值。誤差標(biāo)準(zhǔn)包括基線功率譜密度的峰值和經(jīng)驗(yàn)功率譜密度的峰值之間的頻移。

其它實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了一種方法，所述方法包括在用于梯度波形產(chǎn)生的脈沖發(fā)生器模塊的操作期間，對(duì)梯度線圈電流的三個(gè)軸建模；在梯度波形產(chǎn)生期間，對(duì)至少一個(gè)梯度線圈電流采樣；為至少一個(gè)采樣的梯度線圈電流導(dǎo)出經(jīng)驗(yàn)功率譜密度；為與至少一個(gè)采樣的梯度線圈電流對(duì)應(yīng)的建模的軸中的一個(gè)導(dǎo)出基線功率譜密度；以及在基線功率譜密度偏離經(jīng)驗(yàn)功率譜密度超過至少一個(gè)預(yù)先確定的誤差標(biāo)準(zhǔn)的情況下，指示采樣的梯度線圈中的故障。建模和采樣可以被限于與采樣的梯度線圈連接的梯度線圈放大器的輸出波形內(nèi)的有利段。有利段可以包括非零幅度的小于半波長持續(xù)時(shí)間。有利段可以具有低頻譜內(nèi)容和非零幅度。誤差標(biāo)準(zhǔn)可以包括感興趣的帶寬內(nèi)的預(yù)期的功率譜密度和經(jīng)驗(yàn)功率譜密度之間的偏差的相對(duì)幅度、預(yù)期的功率譜密度和經(jīng)驗(yàn)功率譜密度之間的偏差的功率積分的值、和/或基線功率譜密度的峰值和經(jīng)驗(yàn)功率譜密度的峰值之間的頻移?？梢詫?shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)所述方法。

其它實(shí)施例提供了一種裝置，所述裝置包括功率放大器；操作連接成從功率放大器被電驅(qū)動(dòng)的負(fù)載；以及阻抗監(jiān)控器，所述阻抗監(jiān)控器被配置成實(shí)時(shí)地識(shí)別功率放大器的輸出波形內(nèi)的有利段、在輸出波形的識(shí)別的段期間對(duì)由功率放大器驅(qū)動(dòng)的負(fù)載的基線功率譜密度建模、在輸出波形的識(shí)別的段期間對(duì)負(fù)載的經(jīng)驗(yàn)功率譜密度采樣以及在基線功率譜密度偏離經(jīng)驗(yàn)功率譜密度超過至少一個(gè)預(yù)先確定的誤差標(biāo)準(zhǔn)的情況下指示負(fù)載故障。功率放大器可以是梯度線圈放大器，負(fù)載可以是梯度線圈，并且實(shí)時(shí)建?？梢钥紤]梯度線圈電流的三個(gè)軸。建模和采樣可被限于梯度線圈放大器的輸出波形內(nèi)的有利段。有利段可以具有低頻譜內(nèi)容和非零幅度。誤差標(biāo)準(zhǔn)可以包括感興趣的帶寬內(nèi)的預(yù)期的功率譜密度和經(jīng)驗(yàn)功率譜密度之間的偏差的相對(duì)幅度、預(yù)期的功率譜密度和經(jīng)驗(yàn)功率譜密度之間的偏差的功率積分的值、和/或基線功率譜密度的峰值和經(jīng)驗(yàn)功率譜密度的峰值之間的頻移。

將會(huì)理解，上面的描述確定為說明性的并且不是限制性的。例如，上述實(shí)施例（和/或其方面）可以彼此組合地來使用。另外，可以做出許多修改以使特定的情形或材料適于本發(fā)明的教導(dǎo)，而不會(huì)背離本發(fā)明的范圍。雖然本文中所描述的材料的尺寸和類型意在定義本發(fā)明的參數(shù)，但它們決不是限制性的，而是示范性的實(shí)施例。當(dāng)審閱上面的描述時(shí)，許多其它實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯然的。因此，應(yīng)當(dāng)參考所附的權(quán)利要求，連同這樣的權(quán)利要求享有權(quán)利的等效物的全部范圍來確定本發(fā)明的范圍。在所附的權(quán)利要求中，術(shù)語“包含”和“其中”被用作相應(yīng)的術(shù)語“包括”和“其中”的普通英語的等效物。此外，在下面的權(quán)利要求中，諸如“第一”、“第二”、“第三”、“上部”、“下部”、“底部”、“頂部”等的術(shù)語僅僅被用作標(biāo)記，并且不是意在將數(shù)字要求或位置要求強(qiáng)加于它們的對(duì)象上。此外，下面的權(quán)利要求的限定未以部件加功能格式來撰寫，并且不是意在基于35u.s.c.§122（第六段）來解釋，除非并且直到這樣的權(quán)利要求限定明確地使用短語“用于……的部件”，后面是沒有另外的結(jié)構(gòu)的功能的陳述。

本書面描述使用包括最佳模式的示例來公開本發(fā)明的若干實(shí)施例，并且還使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的實(shí)施例，包括制作和使用任何設(shè)備或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的可取得專利權(quán)的范圍由權(quán)利要求來限定并且可以包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有與權(quán)利要求的文字語言并無不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這樣的其它示例包括具有與權(quán)利要求的文字語言無實(shí)質(zhì)差異的等效結(jié)構(gòu)元件，則它們確定為在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。

如本文所使用的，以單數(shù)敘述的并且用單詞“a”或“an”開始的元件或步驟應(yīng)當(dāng)被理解為不排除復(fù)數(shù)個(gè)所述元件或步驟，除非明確說明這樣的排除。此外，提及本發(fā)明的“一個(gè)實(shí)施例”不是意在解釋為排除還結(jié)合敘述的特征的附加實(shí)施例的存在。此外，除非明確相反地說明，“包括”、“包含”或“具有”帶有特定性質(zhì)的元件或多個(gè)元件的實(shí)施例可包含不帶有那個(gè)性質(zhì)的附加的這樣的元件。

由于可在上述發(fā)明中進(jìn)行某些改變而不會(huì)背離本文中所涉及的本發(fā)明的精神和范圍，因此意圖是附圖中示出的或者上面的描述的所有主題將會(huì)僅僅被解釋為說明本文中本發(fā)明概念的示例并且將不會(huì)被理解為限制本發(fā)明。