(57)【要約】      （修正有）【課題】増幅器に含まれる増幅素子に過大な負荷がかかることを低減する高周波増幅装置を提供する。【解決手段】高周波増幅装置１は、増幅器１ｄと、制御部とを備える。増幅器は、入力信号を増幅して増幅信号を出力する。制御部は、入力信号に基づいて、増幅器に含まれる１以上の増幅素子のジャンクション温度に関する温度情報を求め、温度情報に応じて増幅器を制御する。【選択図】図２
2020130416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を増幅して増幅信号を出力する増幅器と、
前記入力信号に基づいて、前記増幅器に含まれる１以上の増幅素子のジャンクション温度に関する温度情報を求め、前記温度情報に応じて前記増幅器を制御する制御部と、
を備える高周波増幅装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記温度情報に応じて、前記増幅信号の出力を停止させる、
請求項１に記載の高周波増幅装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記温度情報に応じて、前記増幅信号の出力を低下させる、
請求項１に記載の高周波増幅装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記増幅器に入力される前記入力信号を検出する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の高周波増幅装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記高周波増幅装置を制御する制御システムから、前記増幅器に入力される前記入力信号に関する制御情報を取得する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の高周波増幅装置。
【請求項６】
前記温度情報は、１以上の前記増幅素子のジャンクション温度またはジャンクション温度の上昇量であり、
前記制御部は、前記入力信号と、前記増幅器の増幅度に関する増幅情報と、１以上の前記増幅素子の１つ当たりの電力損失と、１以上の前記増幅素子の熱抵抗とに基づいて、前記温度情報を算出する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の高周波増幅装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記入力信号と前記温度情報とが対応付けられた温度特定情報に基づいて、前記温度情報を特定する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の高周波増幅装置。
【請求項８】
被検体に対して高周波を出力する送信コイルと、
前記送信コイルに増幅信号を供給する高周波増幅装置と、を備え、
前記高周波増幅装置は、
入力信号を増幅して増幅信号を出力する増幅器と、
前記入力信号に基づいて、前記増幅器に含まれる１以上の増幅素子のジャンクション温度に関する温度情報を求め、前記温度情報に応じて前記増幅器を制御する制御部と、を備える、
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記高周波増幅装置を制御する制御システムをさらに備え、
前記高周波増幅装置の前記制御部は、前記温度情報に応じて、前記増幅信号の停止または前記増幅信号の出力の低下を促す警告情報を、前記制御システムに送信する、
請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、高周波増幅装置および磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、磁気共鳴イメージング装置は、ＲＦ信号を増幅する増幅器を有する。増幅器においては、ＦＥＴ（Field  Effect  Transistor）等の増幅素子が用いられる場合がある。
【０００３】
また、このような増幅素子は、過大な負荷がかかると破損するなどのリスクがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１５８８８３号公報
【特許文献２】特開平１−１８５２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、増幅器に含まれる増幅素子に過大な負荷がかかることを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の高周波増幅装置は、増幅器と、制御部とを備える。増幅器は、入力信号を増幅して増幅信号を出力する。制御部は、入力信号に基づいて、増幅器に含まれる１以上の増幅素子のジャンクション温度に関する温度情報を求め、温度情報に応じて増幅器を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態にかかる磁気共鳴イメージング装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態にかかる高周波増幅装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態にかかるジャンクション温度算出回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施形態にかかるジャンクション温度に基づく判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、比較例にかかる保護回路の動作タイミングの一例を示す図である。
【図６】図６は、実施形態にかかる保護回路の動作タイミングの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、高周波増幅装置および磁気共鳴イメージング装置の実施形態について詳細に説明する。なお、本願にかかる高周波増幅装置および磁気共鳴イメージング装置は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【０００９】
（実施形態）
図１は、本実施形態にかかる磁気共鳴イメージング（Magnetic  Resonance  Imaging：ＭＲＩ）装置１００の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場磁石１０１と、傾斜磁場コイル１０２と、傾斜磁場電源１０３と、寝台１０４と、寝台制御回路１０５と、送信コイル１０６と、送信回路１０７と、受信コイル１０８と、受信回路１０９と、シーケンス制御回路１１０と、計算機システム１２０と、高周波増幅装置１とを備える。なお、磁気共鳴イメージング装置１００に被検体Ｐ（例えば、人体）は含まれない。
【００１０】
静磁場磁石１０１は、中空の円筒形状（円筒の軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成された磁石であり、内部の空間に一様な静磁場を発生する。
【００１１】
傾斜磁場コイル１０２は、中空の円筒形状（円筒の軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成されたコイルであり、傾斜磁場を発生する。
【００１２】
傾斜磁場電源１０３は、傾斜磁場コイル１０２に電流を供給する。
【００１３】
寝台１０４は、被検体Ｐが載置される天板１０４ａを備え、寝台制御回路１０５による制御のもと、天板１０４ａを、被検体Ｐが載置された状態で傾斜磁場コイル１０２の空洞（撮像口）内へ挿入する。寝台制御回路１０５は、計算機システム１２０による制御のもと、寝台１０４を駆動して天板１０４ａを長手方向及び上下方向へ移動するプロセッサである。
【００１４】
送信コイル１０６は、被検体Ｐに対して高周波を出力する。具体的には、送信コイル１０６は、傾斜磁場コイル１０２の内側に配置され、送信回路１０７からＲＦ（Radio  Frequency、高周波）パルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。
【００１５】
送信回路１０７は、対象とする原子核の種類及び磁場の強度で決まるラーモア周波数に対応するＲＦパルスを送信コイル１０６に供給する。
【００１６】
受信コイル１０８は、傾斜磁場コイル１０２の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号と称する）を受信する。受信コイル１０８は、ＭＲ信号を受信すると、受信したＭＲ信号を受信回路１０９へ出力する。なお、図１では、受信コイル１０８が、送信コイル１０６と別個に設けられる構成としたが、これは一例であり、当該構成に限定されるものではない。例えば、受信コイル１０８が送信コイル１０６と兼用される構成を採用しても良い。
【００１７】
受信回路１０９は、受信コイル１０８から出力されるアナログのＭＲ信号をアナログ・デジタル変換して、ＭＲデータを生成する。また、受信回路１０９は、生成したＭＲデータをシーケンス制御回路１１０へ送信する。なお、アナログ・デジタル変換に関しては、受信コイル１０８内で行っても構わないし、受信回路１０９はアナログ・デジタル変換以外にも任意の信号処理を行うことが可能である。
【００１８】
シーケンス制御回路１１０は、計算機システム１２０から送信されるシーケンス情報に基づいて、高周波増幅装置１、傾斜磁場電源１０３、送信回路１０７および受信回路１０９を制御することによって、被検体Ｐの撮像を行う。シーケンス制御回路１１０は、プロセッサにより実現されるものとしても良いし、ソフトウェアとハードウェアとの混合によって実現されても良い。
【００１９】
シーケンス情報とは、磁気共鳴イメージング装置１００による検査で実行されるパルスシーケンスを定義する情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場電源１０３が傾斜磁場コイル１０２に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信回路１０７が送信コイル１０６に送信するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを印加するタイミング、受信回路１０９がＭＲ信号を検出するタイミング等が定義される。
【００２０】
また、シーケンス情報は、操作者によって指定された撮像条件、例えば、ＴＲ（繰り返し時間：Repetition  Time）、ＴＥ（エコー時間：echo  time）、スライス枚数、スライス厚、ＦＯＶ（撮像視野：Field  Of  View）等、多数の撮像パラメータに情報に基づいて、計算機システム１２０によって生成されるものとする。
【００２１】
高周波増幅装置１は、計算機システム１２０、シーケンス制御回路１１０および送信回路１０７等に接続され、計算機システム１２０から受信した命令またはシーケンス制御回路１１０から受信したシーケンス情報に基づいて、ＲＦ信号を生成する。このＲＦ信号は、シーケンス制御回路１１０から入力されたＲＦ入力信号を高周波増幅装置１が増幅した増幅信号である。高周波増幅装置１は、生成した増幅信号を送信回路１０７に送信する。高周波増幅装置１の詳細については後述する。
【００２２】
計算機システム１２０は、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御、データ収集、および画像再構成などを行う。より詳細には、計算機システム１２０は、シーケンス制御回路１１０、高周波増幅装置１、および寝台制御回路１０５を制御する。計算機システム１２０は、インタフェース回路１２１、記憶回路１２２、処理回路１２３、入力インタフェース１２４、およびディスプレイ１２５を有する。計算機システム１２０は、本実施形態における磁気共鳴イメージング装置１００の制御システムの一例である。
【００２３】
インタフェース回路１２１は、シーケンス情報をシーケンス制御回路１１０へ送信し、シーケンス制御回路１１０からＭＲデータを受信する。また、インタフェース回路１２１は、ＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを記憶回路１２２に格納する。
【００２４】
記憶回路１２２は、各種のプログラムを記憶する。記憶回路１２２は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。なお、記憶回路１２２は、ハードウェアによる非一過性の記憶媒体としても用いられる。
【００２５】
入力インタフェース１２４は、医師や診療放射線技師等の操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力インタフェース１２４は、例えば、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等によって実現される。入力インタフェース１２４は、処理回路１２３に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号に変換して処理回路１２３へと出力する。
【００２６】
ディスプレイ１２５は、処理回路１２３による制御のもと、各種ＧＵＩ（Graphical  User  Interface）や、ＭＲ（Magnetic  Resonance）画像等を表示する。
【００２７】
処理回路１２３は、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御を行う。具体的には、処理回路１２３は、入力インタフェース１２４を介して操作者から入力される撮像条件に基づいてシーケンス情報を生成し、生成したシーケンス情報をシーケンス制御回路１１０に送信することによって撮像を制御する。また、処理回路１２３は、撮像の結果としてシーケンス制御回路１１０から送られるＭＲデータを、上述した傾斜磁場により付与された位相エンコード量や周波数エンコード量に従って配列させる。配列されたＭＲデータはｋ空間データと称され、当該ｋ空間データに例えばフーリエ変換などの再構成処理を行ってＭＲ画像を生成する。処理回路１２３は、生成されたＭＲ画像をディスプレイ１２５に表示させる制御を行う。処理回路１２３は、プロセッサにより実現される。
【００２８】
処理回路１２３は、記憶回路１２２から読み出した各種のプログラムを実行することで、各プログラムに対応する機能を実現する。なお、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１２３を構成しても良い。
【００２９】
次に、本実施形態にかかる高周波増幅装置１について詳細を説明する。図２は、実施形態にかかる高周波増幅装置１の構成の一例を示すブロック図である。
【００３０】
図２に示すように、高周波増幅装置１は、増幅器１ｄと、ジャンクション温度算出回路１ａと、電圧制御回路１ｚと、保護回路１ｙと、カプラ１ｂとを備える。
【００３１】
また、高周波増幅装置１の入力端子１ｅは、シーケンス制御回路１１０の出力端子１１０ａと接続する。高周波増幅装置１は、入力端子１ｅを介して、シーケンス制御回路１１０からＲＦ入力信号（ＲＦ  ＩＮ）を取得する。ＲＦ入力信号は、本実施形態における入力信号の一例である。
【００３２】
また、高周波増幅装置１の出力端子１ｉは、送信回路１０７を介して送信コイル１０６の入力端子１０６ａと接続される。高周波増幅装置１は、増幅器１ｄにより増幅されたＲＦ入力信号である増幅信号を、送信回路１０７を介して送信コイル１０６に供給する。増幅信号は、ＲＦ出力信号（ＲＦ  ＯＵＴ）ともいう。
【００３３】
増幅器１ｄは、電圧制御回路１ｚから電圧が印加された状態で、ＲＦ入力信号を増幅して増幅信号を出力する。増幅器１ｄは、高周波増幅装置１の入力端子１ｅおよびジャンクション温度算出回路１ａを介して、シーケンス制御回路１１０から入力されたＲＦ入力信号を取得する。増幅器１ｄは、１以上の増幅素子を含む増幅回路を備える。増幅素子は、一例として、ＦＥＴ（Field  Effect  Transistor、電界効果トランジスタ）等のトランジスタである。増幅器１ｄは、ＲＦアンプともいう。
【００３４】
ジャンクション温度算出回路１ａは、ＲＦ入力信号に基づいて、増幅器１ｄに含まれるＦＥＴのジャンクション温度に関する温度情報を求め、温度情報に応じて増幅器１ｄを制御する。ジャンクション温度算出回路１ａは、本実施形態における制御部の一例である。
【００３５】
本実施形態においては、温度情報は、増幅素子のジャンクション温度の値とする。
【００３６】
本実施形態のジャンクション温度算出回路１ａは、ＲＦ入力信号と、増幅器１ｄのリニアリティ情報と、１以上の増幅素子の１つ当たりの電力損失と、１以上の増幅素子の熱抵抗と、基準温度とに基づいて、増幅素子のジャンクション温度を算出する。ジャンクション温度の算出手順の詳細は後述する。
【００３７】
また、本実施形態のジャンクション温度算出回路１ａは、算出したジャンクション温度に応じて、増幅信号の出力を停止させる。具体的には、ジャンクション温度算出回路１ａは、算出したジャンクション温度が所定の閾値以上である場合に、増幅信号の出力を停止させる。一例として、ジャンクション温度算出回路１ａは、ＲＦ入力信号に基づいて算出したジャンクション温度が所定の閾値以上である場合に、保護回路１ｙに増幅器１ｄを停止させる指示を表す停止信号を送信することにより、増幅信号の出力を停止させる。
【００３８】
所定の閾値は、例えば、増幅素子が正常に動作可能な温度の上限値であるものとする。仮に、ＦＥＴのジャンクション温度が所定の閾値を超えた場合は、ＦＥＴが破損する等のリスクがある。
【００３９】
カプラ１ｂは、増幅器１ｄから出力された増幅信号を出力端子１ｉに出力するとともに、増幅信号応じた信号を、電圧制御回路１ｚに出力してフィードバックする。例えば、カプラ１ｂは、増幅信号に比例した信号を電圧制御回路１ｚに出力する。カプラ１ｂの出力先は一例であり、これに限定されるものではない。
【００４０】
保護回路１ｙは、増幅器１ｄに含まれるＦＥＴ等の増幅素子が破損することを回避するために、所定の条件の下、増幅器１ｄを停止させる回路である。本実施形態の保護回路１ｙは、ジャンクション温度算出回路１ａから増幅器１ｄを停止させる指示を表す停止信号を受けた場合に、増幅器１ｄを停止させる。
【００４１】
電圧制御回路１ｚは、増幅器１ｄが入力信号の増幅に用いる電源電圧を、ＲＦ入力信号の大きさに応じて変化させるための回路である。電圧制御回路１ｚは、シーケンス制御回路１１０から、高周波磁場の印加タイミングと波形の情報とを含む情報を取得し、当該情報に基づいて、増幅器１ｄに供給する電源電圧の大きさを変更する。また、電圧制御回路１ｚは、カプラ１ｂからフィードバックされた増幅信号に基づいて、電源電圧を調整しても良い。
【００４２】
次に、ジャンクション温度算出回路１ａの詳細について説明する。図３は、本実施形態にかかるジャンクション温度算出回路１ａの構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、ジャンクション温度算出回路１ａは、ＲＦ出力電力の算出回路１０ａと、内部損失の算出回路１０ｂと、温度算出回路１０ｃと、判定回路１０ｄとを含む。
【００４３】
ＲＦ出力電力の算出回路１０ａは、シーケンス制御回路１１０から入力されたＲＦ入力信号を検出する。また、ＲＦ出力電力の算出回路１０ａは、検出したＲＦ入力信号と、増幅器１ｄの増幅回路のリニアリティ情報とに基づいて、増幅器１ｄから出力されるＲＦの出力電力を算出する。
【００４４】
リニアリティ情報は、増幅回路が入力信号を増幅するゲインを特定する情報であり、増幅回路に依存して予め定められる。リニアリティ情報は、本実施形態における増幅器１ｄの増幅度に関する増幅情報の一例である。
【００４５】
ＲＦ出力電力の算出回路１０ａは、算出したＲＦの出力電力を、内部損失の算出回路１０ｂに送出する。
【００４６】
内部損失の算出回路１０ｂは、ＲＦ出力電力の算出回路１０ａが算出したＲＦの出力電力と、増幅回路の電力効率と、増幅器１ｄに含まれる増幅素子の数とに基づいて、増幅素子１個当たりの内部損失を算出する。増幅回路の電力効率は、増幅回路に用いられるＦＥＴと、ＲＦの出力電力のパワーのレベル（ＲＦ出力レベル）とに依存する。例えば、ＲＦ出力レベルごとに、増幅回路の電力効率の値が、予め対応付けられて定められているものとする。内部損失の算出回路１０ｂは、算出した内部損失を温度算出回路１０ｃに送出する。
【００４７】
温度算出回路１０ｃは、内部損失の算出回路１０ｂによって算出された増幅素子１個当たりの内部損失と、個々の増幅素子の熱抵抗と、基準温度とに基づいて、増幅素子のジャンクション温度を算出する。個々の増幅素子の熱抵抗は、例えば、増幅素子として用いられるＦＥＴに依存して予め定められた熱抵抗である。一例として、個々の増幅素子の熱抵抗は、個々の増幅素子のパッケージとダイとの間の熱抵抗と、パッケージからパッケージの周囲に対する熱抵抗とが合算された値である。ここで、増幅回路に含まれるヒートシンク等による放熱は、個々の増幅素子の熱抵抗に予め加味されているものとする。
【００４８】
また、基準温度は、ＲＦ入力信号の増幅処理によって温度が上昇していない状態の増幅素子のジャンクション温度である。
【００４９】
例えば、増幅回路が、水冷式の冷却装置を備える場合は、基準温度は大きく変化しない状態で保たれる。この場合は、温度算出回路１０ｃは、予め所定の温度として基準温度を記憶するものとしても良い。
【００５０】
また、増幅回路が、空冷式の冷却装置を備える場合は、基準温度は増幅回路の周辺温度によって変化する。この場合、温度算出回路１０ｃは、増幅器１ｄ内に設置された温度センサから取得した周辺温度を、基準温度としても良い。あるいは、温度算出回路１０ｃは、空冷式の場合であっても、増幅器１ｄの増幅処理の実行時間等に基づいて、基準温度を算出しても良い。例えば、増幅器１ｄが増幅処理を実行していない場合は、増幅回路のジャンクション温度は低下するため、増幅器１ｄが増幅処理を停止した状態から増幅処理を開始する場合は、温度算出回路１０ｃは、低下した状態の温度を基準温度とする。
【００５１】
温度算出回路１０ｃは、算出した増幅素子の熱抵抗に、内部損失の算出回路１０ｂによって算出された増幅素子１個当たりの内部損失を乗算することにより、増幅素子のジャンクション温度の上昇量、すなわち上昇分の温度を算出する。また、温度算出回路１０ｃは、増幅素子のジャンクション温度の上昇量に、基準温度を加算することにより、ジャンクション温度を算出する。
【００５２】
また、予め定められた個々の増幅素子の熱抵抗に、ヒートシンク等による放熱が加味されていない場合、温度算出回路１０ｃは、増幅回路に含まれるヒートシンクの放熱量、および増幅回路に含まれるＦＥＴおよびその他の部品の熱容量から、増幅回路に備わる冷却系の冷却能力を算出しても良い。この場合、温度算出回路１０ｃは、冷却系を考慮しないジャンクション温度の上昇量と、増幅回路に備わる冷却系による温度減少量とを加味して、冷却系を考慮した実際のジャンクション温度を算出しても良い。温度算出回路１０ｃは、算出したジャンクション温度を判定回路１０ｄに送出する。
【００５３】
判定回路１０ｄは、算出したジャンクション温度が所定の閾値以上であるか否かを判断する。判定回路１０ｄは、ジャンクション温度が所定の閾値以上であると判断した場合には、保護回路１ｙに停止信号を送信する。また、判定回路１０ｄは、ジャンクション温度が所定の閾値未満であると判断した場合には、ＲＦ入力信号の増幅器１ｄへの入力を継続させる。
【００５４】
また、ジャンクション温度の算出の手法はこれに限定されるものではない。例えば、ジャンクション温度算出回路１ａは、ＲＦ入力信号とリニアリティ情報とに基づいて算出したＲＦの出力電力と、増幅素子１個当たりの内部損失とに基づいて、増幅素子に流される電流を算出し、算出した電流から、増幅素子に印加される電圧を求める。ここで、ジャンクション温度算出回路１ａは、増幅素子に印加される電圧と増幅素子のジャンクション温度の上昇量との対応関係を予め記憶しているものとする。そして、ジャンクション温度算出回路１ａは、算出した電圧に基づいて、ジャンクション温度の上昇量を算出するものとしても良い。
【００５５】
ジャンクション温度算出回路１ａの各構成は、ハードウェア回路に限定されるものではなく、プロセッサにより実現されるものとしても良いし、ソフトウェアとハードウェアとの混合によって実現されても良い。
【００５６】
例えば、ジャンクション温度算出回路１ａは、ＲＦ出力電力の算出機能と、内部損失の算出機能と、温度算出機能と、判定機能とを、プロセッサにより実現される機能として備えても良い。例えば、これらの機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態でジャンクション温度算出回路１ａ内の記憶回路に記憶されているものとしても良い。ジャンクション温度算出回路１ａは、各プログラムを記憶回路から読み出し、読み出した各プログラムを実行することで、各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態のジャンクション温度算出回路１ａは、図３のジャンクション温度算出回路１ａ内に示された各機能を有することとなる。なお、ジャンクション温度算出回路１ａの機能は、プロセッサにて、実現されも良いし、複数の独立したプロセッサを組み合わせ、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各機能を実現するものとしても良い。
【００５７】
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  preprocess  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））等の回路を意味する。なお、記憶回路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に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。
【００５８】
ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、ＣＤ（Compact  Disk）−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible  Disk）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供されても良い。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることにより提供または配布されても良い。
【００５９】
次に、本実施形態にかかるジャンクション温度に基づく判定処理の流れについて説明する。図４は、本実施形態にかかるジャンクション温度に基づく判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００６０】
まず、ジャンクション温度算出回路１ａのＲＦ出力電力の算出回路１０ａは、シーケンス制御回路１１０から入力されたＲＦ入力信号を検出する（Ｓ１）。
【００６１】
そして、ＲＦ出力電力の算出回路１０ａは、シーケンス制御回路１１０から入力されたＲＦ入力信号と、増幅器１ｄの増幅回路のリニアリティ情報とに基づいて、増幅器１ｄから出力されるＲＦの出力電力を算出する（Ｓ２）。
【００６２】
次に、内部損失の算出回路１０ｂは、ＲＦ出力電力の算出回路１０ａが算出したＲＦの出力電力と、増幅回路の電力効率と、増幅器１ｄに含まれる増幅素子の数とに基づいて、増幅素子１個当たりの内部損失を算出する（Ｓ３）。
【００６３】
次に、温度算出回路１０ｃは、内部損失の算出回路１０ｂによって算出された増幅素子１個当たりの内部損失と、個々の増幅素子の熱抵抗と、基準温度とに基づいて、増幅素子のジャンクション温度を算出する（Ｓ４）。
【００６４】
そして、判定回路１０ｄは、算出したジャンクション温度が所定の閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ５）。
【００６５】
判定回路１０ｄは、ジャンクション温度が所定の閾値以上であると判断した場合（Ｓ５“Ｙｅｓ”）、保護回路１ｙに停止信号を送信し、増幅器１ｄを停止させることにより、増幅信号の出力を停止させる（Ｓ６）。
【００６６】
また、判定回路１０ｄは、ジャンクション温度が所定の閾値未満であると判断した場合（Ｓ５“Ｎｏ”）、ＲＦ入力信号の増幅器１ｄへの入力を継続させる。この場合、増幅器１ｄは、ＲＦ入力信号を増幅した増幅信号を出力する。ここで、このフローチャートの処理は終了する。
【００６７】
このように、本実施形態の高周波増幅装置１は、ＲＦ入力信号に基づいて、増幅器１ｄに含まれる１以上の増幅素子のジャンクション温度に関する温度情報を求め、温度情報に応じて増幅器１ｄを制御する。本実施形態の高周波増幅装置１は、ＲＦ入力信号から算出したジャンクション温度に基づいて増幅器１ｄを制御するため、実際に増幅素子のジャンクション温度が上昇するよりも前に、増幅器１ｄを制御する。つまり、本実施形態の高周波増幅装置１によれば、実際に増幅素子のジャンクション温度が上昇することを、未然に回避することができる。このため、本実施形態の高周波増幅装置１によれば、過大な出力によって増幅素子に過大な負荷がかかることを低減することができる。これにより、例えば、本実施形態の高周波増幅装置１は、増幅器１ｄに含まれる増幅素子の破損を低減することができる。
【００６８】
ここで、比較例との比較により、本実施形態の高周波増幅装置１の効果についてより詳細に説明する。
【００６９】
図５は、比較例にかかる保護回路の動作タイミングの一例を示す図である。比較例においては、増幅回路から出力されたＲＦ出力電力の単位時間あたりの平均値を算出していた。そして、比較例においては、ＲＦ出力電力の平均電力の単位時間あたりの平均値が、閾値以上である場合に、保護回路が動作して増幅器を停止させていた。
【００７０】
しかしながら、この比較例においては、ＲＦ出力電力に基づいて保護回路の動作のタイミングを決定しているため、保護回路が動作する時点においては、既にＦＥＴに過大な負荷がかかった後であった。また、比較例においては、単位時間当たりのＲＦ出力電力の平均を算出するため、単位時間内にＲＦ出力電力が閾値を超えたとしても、判定は単位時間の経過後となる。このため、ＦＥＴに対して瞬間的に過大な電力が印加された場合に、比較例においては、保護回路の動作がＦＥＴの破損の後になる場合があった。
【００７１】
これに対して、本実施形態の高周波増幅装置１は、ＲＦ入力信号から算出したジャンクション温度に基づいて増幅器１ｄを制御する。より具体的には、本実施形態の高周波増幅装置１は、算出したジャンクション温度に応じて、増幅信号の出力を停止させるため、ＦＥＴに過大な負荷がかかるタイミングよりも前に、増幅器１ｄを停止させることができる。
【００７２】
図６は、本実施形態にかかる保護回路の動作タイミングの一例を示す図である。図６に示すように、本実施形態においては、増幅素子のジャンクション温度が閾値に達した時点で保護回路１ｙが動作する。このため、このため、本実施形態の高周波増幅装置１によれば、ＦＥＴが破損することを低減することができる。
【００７３】
（変形例１）
上述の実施形態では、温度情報は、増幅素子のジャンクション温度の値としたが、温度情報はこれに限定されるものではない。本変形例においては、温度情報は、ジャンクション温度の上昇量である。
【００７４】
本変形例においては、ジャンクション温度算出回路１ａは、ＲＦ入力信号と、増幅器１ｄのリニアリティ情報と、１以上の増幅素子の１つ当たりの電力損失と、１以上の増幅素子の熱抵抗とに基づいて、増幅素子のジャンクション温度の上昇量を算出する。そして、ジャンクション温度算出回路１ａは、ジャンクション温度の上昇量が所定の閾値以上であると判定した場合に、保護回路１ｙに停止信号を送信することにより、増幅信号の出力を停止させる。
【００７５】
（変形例２）
また、上述の実施形態では、ジャンクション温度算出回路１ａは、ジャンクション温度が所定の閾値以上であると判断した場合には、保護回路１ｙに停止信号を送信して増幅信号の出力を停止させていたが、ジャンクション温度が所定の閾値以上である場合の処理はこれに限定されるものではない。
【００７６】
本変形例においては、ジャンクション温度算出回路１ａは、温度情報に応じて、増幅信号の出力を低下させるものとする。例えば、ジャンクション温度算出回路１ａは、ジャンクション温度が所定の閾値以上であると判断した場合、計算機システム１２０にジャンクション温度が所定の閾値以上であることを通知し、増幅信号の出力を低下させる。あるいは、ジャンクション温度算出回路１ａは、シーケンス制御回路１１０にジャンクション温度が所定の閾値以上であることを通知し、増幅信号の出力を低下させても良い。
【００７７】
また、本変形例のＲＦ出力電力の算出回路１０ａは、温度情報に応じて、増幅信号の停止または増幅信号の出力の低下を促す警告情報を、計算機システム１２０に送信しても良い。
【００７８】
例えば、本変形例のジャンクション温度算出回路１ａは、ジャンクション温度が所定の閾値以上であると判断した場合、計算機システム１２０に、撮像条件、例えば、ＴＲを長くして負荷の小さいシーケンスに変更することを推奨する通知を送信する。計算機システム１２０は、ジャンクション温度算出回路１ａから当該通知を受信した場合に、ディスプレイ１２５に警告または撮像条件の変更を推奨するメッセージを表示する。
【００７９】
当該警告またはメッセージを視認した操作者が、撮像条件を変更する操作を行った場合、計算機システム１２０は、変更後の撮像条件に基づいてシーケンス情報を変更し、変更後のシーケンス情報をシーケンス制御回路１１０に出力する。そして、シーケンス制御回路１１０は、変更後のシーケンス情報に基づいて、高周波増幅装置１を制御することによって増幅素子にかかる負荷を低減する。
【００８０】
また、計算機システム１２０は、操作者に撮像条件の変更を促すのではなく、ジャンクション温度算出回路１ａからのフィードバックに基づいて、ジャンクション温度が所定の閾値未満となる撮像条件を推定しても良い。
【００８１】
本変形例の高周波増幅装置１によれば、撮像を継続した上で、増幅器１ｄに含まれる増幅素子に過大な負荷がかかること、または増幅素子が破損することを低減することができる。
【００８２】
また、本変形例の磁気共鳴イメージング装置によれば、温度情報に応じて操作者に警告をすることにより、保護回路１ｙが動作する前に、操作者が対応する機会を与えることができる。このため、本変形例の磁気共鳴イメージング装置によれば、撮像の強制停止または増幅素子の破損という事態を、未然に回避することができる。
【００８３】
（変形例３）
また、上述の実施形態では、ジャンクション温度算出回路１ａのＲＦ出力電力の算出回路１０ａは、シーケンス制御回路１１０から入力されたＲＦ入力信号を検出していたが、ＲＦ入力信号に関する制御情報を取得しても良い。例えば、本変形例のＲＦ出力電力の算出回路１０ａは、計算機システム１２０またはシーケンス制御回路１１０から、ＲＦ入力信号に関する制御情報を取得する。そして、本変形例のＲＦ出力電力の算出回路１０ａは、当該制御情報と、リニアリティ情報とに基づいて、増幅器１ｄから出力されるＲＦの出力電力を算出する。
【００８４】
なお、上述の実施形態においては、計算機システム１２０を制御システムの一例としたが、シーケンス制御回路１１０を制御システムの一例としても良い。
【００８５】
（変形例４）
また、上述の実施形態では、ジャンクション温度算出回路１ａは、ＲＦ入力信号に基づいて、ジャンクション温度を算出していたが、ジャンクション温度を求める手法はこれに限定されるものではない。本変形例のジャンクション温度算出回路１ａは、一例として、ＲＦ入力信号とジャンクション温度の上昇量とが対応付けられたルックアップテーブル（Lookup  table）に基づいて、ジャンクション温度の上昇量を特定しても良い。ルックアップテーブルは、温度特定情報の一例である。
【００８６】
本変形例の高周波増幅装置１によれば、ＲＦ入力信号が入力される都度、ジャンクション温度の上昇量の算出の処理を実行しなくともジャンクション温度の上昇量を算出することができるため、処理速度を向上させることができる。
【００８７】
（変形例５）
また、上述の実施形態では、ジャンクション温度算出回路１ａは、保護回路１ｙに停止信号を送信することにより、増幅信号の出力を停止させるものとしたが、電圧制御回路１ｚに停止信号を送信することにより、増幅信号の出力を停止させても良い。
【００８８】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、増幅器１ｄに含まれる増幅素子に過大な負荷がかかることを低減することができる。
【００８９】
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。
【符号の説明】
【００９０】
１ｂ  カプラ
１ａ  ジャンクション温度算出回路
１  高周波増幅装置
１ｄ  増幅器
１ｙ  保護回路
１０ａ  ＲＦ出力電力の算出回路
１０ｂ  内部損失の算出回路
１０ｃ  温度算出回路
１０ｄ  判定回路
１００  磁気共鳴イメージング装置
１０２  傾斜磁場コイル
１０３  傾斜磁場電源
１０６  送信コイル
１０７  送信回路
１０８  受信コイル
１０９  受信回路
１１０  シーケンス制御回路
１２０  計算機システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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