(57)【要約】本発明は、概して、ＭＲＩパワー送達システムを安定させることに関する。一側面においては、ＭＲＩパワー送達システムと電気的に連絡している安定化モジュールが提供される。安定化モジュールは、閉ループ制御システムを含む。閉ループ制御システムは、入力信号の少なくとも１つの特性を修正するために使用される。修正された入力信号は、ＭＲＩパワー送達システムに提供される。また、ＭＲＩパワー送達システムは、ＲＦアイソレータを備えている。
2012516711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲＩパワー送達システムを安定化させる安定化モジュールであって、該モジュールは、
該ＭＲＩパワー送達システムの少なくとも１つのフィードバック信号を分析する閉ループ制御ルーチンを備える安定化モジュールであって、該ＭＲＩパワー送達システムは、ＲＦアイソレータを備える、安定化モジュールを備えており、
該安定化モジュールは、該閉ループ制御ルーチンを用いて入力信号の少なくとも１つの特性を修正し、該ＭＲＩパワー送達システムに該修正された入力信号を提供する、モジュール。
【請求項２】
増幅器モジュールと、ＲＦ出力結合器とを備え、前記ＲＦアイソレータは、該増幅器モジュールの出力および該ＲＦ出力結合器の入力に電気的に結合される、請求項１に記載の安定化モジュール。
【請求項３】
前記ＲＦ出力結合器は、誤差増幅器に提供されるＲＦ信号を出力し、該誤差増幅器は、プロセッサにＲＦの振幅および位相の信号を出力し、該プロセッサは、前記閉ループ制御ルーチンを実装する１つ以上の制御モジュールに制御信号を出力する、請求項２に記載の安定化モジュール。
【請求項４】
ＭＲＩデバイスのためのパワー送達システムであって、
ＲＦアイソレータを備えるＭＲＩパワー送達システムと、
該ＭＲＩパワー送達システムの少なくとも１つのフィードバック信号を分析する閉ループ制御ルーチンを備える安定化モジュールとを備え、該安定化モジュールは、該閉ループ制御ルーチンを用いて入力信号の少なくとも１つの特性を修正し、該ＭＲＩパワー送達システムに該修正された入力信号を提供する、システム。
【請求項５】
増幅器モジュールと、ＲＦ出力結合器とを備え、前記ＲＦアイソレータは、該増幅器モジュールの出力および該ＲＦ出力結合器の入力に電気的に結合される、請求項４に記載のパワー送達システム。
【請求項６】
前記ＲＦ出力結合器は、誤差増幅器に提供されるＲＦ信号を出力し、該誤差増幅器は、プロセッサにＲＦの振幅および位相の信号を出力し、該プロセッサは、前記閉ループ制御ルーチンを実装する１つ以上の制御モジュールに制御信号を出力する、請求項５に記載のパワー送達システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、概して、増幅器を安定させる方法およびシステムに関する。より具体的には、本発明は、増幅器を安定させる開ループと閉ループ制御システムとの組み合わせを使用する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的には、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）システムは、ＭＲＩシステムの主磁石構造内に位置するＲＦコイルを駆動するために無線周波数（ＲＦ）増幅器を採用する。ＲＦ増幅器は、外部ＲＦ源によって生成される一連のパルスを入力として受け入れ、増加されたパワーの一連のパルスを出力として生成する。ＲＦ増幅器の出力は、ＲＦコイルを駆動するために使用される。
【０００３】
向上した画質が要求されるにつれて、より高いテスラ磁石が必要とされ、より大きいＲＦ増幅器出力パワーを必要とする。しかしながら、より大きい出力パワーを提供することは、ＲＦ増幅器の利得非線形性および位相非線形性をシステムにもたらして、その結果として、ＭＲＩ画像の歪曲を招く可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、増幅器を安定させるための方法およびシステムを提供する。典型的には、方法およびシステムは、ＭＲＩシステムで使用されるパルスＲＦ増幅器を安定させる。しかしながら、本発明の方法およびシステムはまた、他のシステムで使用される増幅器を安定させるために使用されてもよい。例えば、それらは、パルスＲＦレーダ増幅器を安定させるために使用されてもよい。
【０００５】
本発明の一実施形態では、本発明の安定化モジュールは、増幅器を安定させるためのハードウェアとソフトウェアとを組み合わせる。安定化モジュールは、開ループ制御システムおよび閉ループ制御システムの両方を含む。
【０００６】
パルスの開始時に閉ループ制御システムを使用することは、不安定性をもたらす傾向がある（例えば、閉ループ制御システムの利得および位相パラメータがそれらの最大または最小値に駆動される傾向がある）。したがって、本発明の実施形態は、増幅器を安定させるために、パルスの開始時に開ループ制御システムを使用する。開ループ制御システムは、例えば、安定化モジュールによって受信された入力信号の入力パワーを使用することによって、増幅器を安定させる。いったん増幅器が落ち着くと、閉ループ制御システムは、増幅器をさらに安定させるために使用される。
【０００７】
いくつかの実施形態では、本発明のシステムおよび方法は、開ループ制御システムの性能を向上させるための較正ルーチンを使用する。較正ルーチンは、いくつかの実施形態では、閉ループ制御システムによって以前に生成された出力に基づいて、開ループ制御システムによって使用するための出力を生成する。それにより、較正ルーチンは、開ループ制御システムが閉ループ制御システムから習得することを可能にする。その結果として、開ループ制御システムの性能が経時的に向上させられる。
【０００８】
一側面では、本発明は、概して、増幅器を安定させるための方法を伴う。方法は、４つのステップを含む。１つのステップは、増幅器と電気的に連絡しており、開ループ制御システムおよび閉ループ制御システムを含む、安定化モジュールを提供することである。別のステップは、安定化モジュールによって受信された入力信号の少なくとも１つの特性を修正するため、および閉ループ制御システムに制御を渡すために、開ループ制御システムを使用することである。別のステップは、入力信号の少なくとも１つの特性を修正するために閉ループ制御システムを使用することである。最終ステップは、増幅器に修正された入力信号を提供することである。
【０００９】
本発明のこの側面の種々の実施形態では、入力信号の少なくとも１つの特性は、入力信号の振幅または入力信号の位相である。一実施形態では、開ループ制御システムは、入力信号の入力パワーが閾値レベルを上回るときに使用される。別の実施形態では、閉ループ制御システムは、その間に入力信号の入力パワーが閾値レベルを上回る所定の期間にわたって開ループ制御システムを使用した後に使用される。一実施形態の閉ループ制御システムの中のフィルタは、開ループ制御システムの出力に基づいて開ループ制御システムによって初期化される。
【００１０】
いくつかの実施形態では、入力信号の入力パワーが測定される。一部のそのような実施形態では、開ループ制御システムは、入力パワーに基づいて入力信号の少なくとも１つの特性を修正するために使用される。１つのそのような実施例では、開ループ制御システムは、入力パワーに対応する参照テーブルの中の値に基づいて、入力信号の少なくとも１つの特性を修正する。参照テーブルは、閉ループ制御システムの出力に基づいて更新されてもよい。一部のそのような実施形態では、入力信号と増幅器の出力信号を表すフィードバック信号との間の第１の誤差、および入力信号とフィードバック信号との間の第２の誤差も測定される。１つのそのような実施例の閉ループ制御システムは、入力パワー、第１の誤差、および第２の誤差に基づいて、入力信号の少なくとも１つの特性を修正するために使用される。別のそのような実施形態では、閉ループ制御システムは、第１の誤差および第２の誤差の両方を調整する。
【００１１】
いくつかの実施形態では、閉ループ制御システムは、安定化モジュールによって導入される、少なくとも１つの非線形性に対処する。他の実施形態では、開ループ制御システムは、安定化モジュールによって導入される、少なくとも１つの非線形性に対処する。増幅器は、いくつかの実施形態では、磁気共鳴画像システムのパルス無線周波数増幅器である。
【００１２】
別の側面では、本発明は、概して、増幅器を安定させるための安定化モジュールで使用するためのシステムを伴う。システムは、第１の制御モジュールと、第２の制御モジュールとを含む。第１の制御モジュールは、（ａ）安定化モジュールによって受信される入力信号を表す第１の信号を受信すること、（ｂ）開ループ制御ルーチンを使用して、入力信号の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号を生成すること、および（ｃ）第２の制御モジュールに制御を渡すために使用されることが可能な第３の信号を送信することといった、３つの機能を実行するためのものである。第２の制御モジュールは、閉ループ制御ルーチンを使用して、入力信号の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第４の信号を生成するためのものである。
【００１３】
本発明のこの側面のいくつかの実施形態では、第１の制御モジュールは、入力信号の入力パワーが閾値レベルを上回るか否かを決定すること、および入力パワーが閾値レベルを上回るときに、開ループ制御ルーチンを使用して、入力信号の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号を生成することが可能である。いくつかの実施形態では、第１の制御モジュールは、その間に入力信号の入力パワーが閾値レベルを上回った所定の期間にわたって、第１の制御モジュールが開ループ制御ルーチンを使用しているか否かを決定することが可能である。一部のそのような実施形態では、第１の制御モジュールは、前述の基準が満たされているときに第３の信号を送信する。第２の制御モジュールがフィルタを含む実施形態では、システムはさらに、フィルタを初期化するための入力を生成するための較正モジュールを含んでもよい。第１の制御モジュールは、１つのそのような実施形態では、第２の制御モジュールの中のフィルタを初期化するために入力を使用することが可能である。
【００１４】
いくつかの実施形態では、第１の制御モジュールは、開ループ制御ルーチンを使用して、入力信号の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第５の信号を生成することが可能であり、第２の制御モジュールは、閉ループ制御ルーチンを使用して、入力信号の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第６の信号を生成することが可能である。いくつかの関連実施形態では、システムは、入力信号の第１の特性を修正する量を表す第１の値、および入力信号の第２の特性を修正する量を表す第２の値を生成するための較正モジュールを含む。第１の値および第２の値は、第１の制御モジュールによって使用されてもよい。一実施形態では、第１の制御モジュールは、第２の信号を生成するために第１の値を使用すること、および第５の信号を生成するために第２の値を使用することが可能である。関連実施形態では、較正モジュールは、第２の制御モジュールの出力に基づいて、第１の値および第２の値を更新することが可能である。さらに別の実施形態では、較正モジュールは、安定化モジュールによって導入される少なくとも１つの非線形性に対処するように、第１の値および第２の値を生成することが可能である。
【００１５】
いくつかの実施形態では、入力信号の第１の特性は、入力信号の振幅であり、入力信号の第２の特性は、入力信号の位相である。なおもさらなる実施形態では、第２の制御モジュールは、安定化モジュールによって導入される非線形性に対処するように、第４の信号を生成することが可能であり、第２の制御モジュールは、第１の誤差信号および第２の誤差信号を受信すること、ならびに第１の誤差信号および第２の誤差信号に存在する非線形性を補うように第１の誤差信号および第２の誤差信号を調整することが可能である。さらに他の実施形態では、第１の制御モジュールは、第２の信号を生成する際に安定化モジュールによって導入される非線形性に対処する。
【００１６】
さらに別の側面では、本発明は、概して、増幅器を安定させるための安定化モジュールとともに使用するための製造品を特色とする。製品は、安定化モジュールによって受信される入力信号を表す第１の信号を受信するため、
開ループ制御ルーチンを使用して、入力信号の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号を生成するため、および第２の制御モジュールに制御を渡すために使用されることが可能な第３の信号を送信するための手段を含む。製品はまた、閉ループ制御ルーチンを使用して、入力信号の特性を修正するために使用されることが可能な第４の信号を生成するための手段も含む。
【００１７】
さらに別の側面では、本発明は、増幅器を安定させるための方法に関する。方法は、３つのステップを含む。１つのステップは、開ループ制御システムおよび閉ループ制御システムを含む安定化モジュールを用いて、入力信号を受信することである。別のステップは、入力信号の位相を修正し、増幅器の位相非線形性を最小化するため、および閉ループ制御システムに制御を渡すために、開ループ制御システムを使用することである。他方のステップは、入力信号の位相を修正し、増幅器の位相非線形性を最小化するように、開ループ制御システムを使用することから閉ループ制御システムを使用することに移行することである。
【００１８】
本発明のこの側面の一実施形態では、方法は、その間に入力信号の入力パワーが閾値レベルを上回る所定の期間にわたって開ループ制御システムを使用した後に、移行することを含む。別の実施形態では、方法はさらに、開ループ制御システムの出力に基づいて閉ループ制御システムの中のフィルタを初期化するために、開ループ制御システムを使用することを含む。
【００１９】
さらなる側面では、本発明は、概して、増幅器を安定させるための安定化モジュールを有する。安定化モジュールは、第１の制御モジュールと、第２の制御モジュールとを含む。第１の制御モジュールは、（ａ）安定化モジュールによって受信される入力信号を表す第１の信号を受信すること、（ｂ）開ループ制御ルーチンを使用して入力信号の位相を修正することによって、増幅器の位相非線形性を最小化するために使用されることが可能な第２の信号を生成すること、および（ｃ）第２の制御モジュールに制御を渡すために使用されることが可能な第３の信号を送信することといった、３つの機能を実行するためのものである。第２の制御モジュールは、閉ループ制御ルーチンを使用して入力信号の位相を修正することによって、増幅器の位相非線形性を最小化するために使用されることが可能な第４の信号を生成するためのものである。
【００２０】
本発明は、別の側面では、ＭＲＩパワー送達システムを安定させるための安定化モジュールを特色とする。安定化モジュールは、ＭＲＩパワー送達システムの少なくとも１つのフィードバック信号を分析するための閉ループ制御ルーチンを含み、ＭＲＩパワー送達システムは、ＲＦアイソレータを含む。安定化モジュールは、閉ループ制御ルーチンを用いて入力信号の少なくとも１つの特性を修正し、ＭＲＩパワー送達システムに修正された入力信号を提供する。
【００２１】
いくつかの実施形態では、安定化モジュールは、増幅器モジュールと、ＲＦ出力結合器とを備え、ＲＦアイソレータは、増幅器モジュールの出力およびＲＦ出力結合器の入力に電気的に結合される。いくつかの実施形態では、ＲＦ出力結合器は、誤差増幅器に提供されるＲＦ信号を出力し、誤差増幅器は、プロセッサにＲＦ振幅および位相信号を出力し、プロセッサは、閉ループ制御ルーチンを実装する１つ以上の制御モジュールに制御信号を出力する。
【００２２】
本発明は、別の側面では、ＭＲＩデバイス用のパワー送達システムを特色とする。ＭＲＩパワー送達システムは、ＲＦアイソレータと、ＭＲＩパワー送達システムの少なくとも１つのフィードバック信号を分析するための閉ループ制御ルーチンを含む、安定化モジュールとを含み、安定化モジュールは、閉ループ制御ルーチンを用いて入力信号の少なくとも１つの特性を修正し、ＭＲＩパワー送達システムに修正した入力信号を提供する。
【００２３】
いくつかの実施形態では、パワー送達システムは、増幅器モジュールと、ＲＦ出力結合器とを含み、ＲＦアイソレータは、増幅器モジュールの出力およびＲＦ出力結合器の入力に電気的に結合される。いくつかの実施形態では、ＲＦ出力結合器は、誤差増幅器に提供されるＲＦ信号を出力し、誤差増幅器は、プロセッサにＲＦ振幅および位相信号を出力し、プロセッサは、閉ループ制御ルーチンを実装する１つ以上の制御モジュールに制御信号を出力する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明の前述および他の目的、側面、特徴、および利点は、添付図面と併せて解釈される以下の説明を参照することによって、より明白となり、より良く理解され得る。
【図１】図１は、本発明の例示的実施形態による、増幅器を安定させるための方法のフロー図である。
【図２】図２もまた、本発明の例示的実施形態による、増幅器を安定させるための方法のフロー図である。
【図３】図３は、本発明の例示的実施形態による、増幅器を安定させるための安定化モジュールで使用するためのシステムのブロック図である。
【図４】図４は、本発明の例示的実施形態による、増幅器を安定させるための安定化モジュールの回路図である。
【図５】図５は、本発明の例示的実施形態による、増幅器を安定させるための開ループ制御ルーチンおよび閉ループ制御ルーチンを含む方法のフロー図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態で使用される、較正ルーチンのフロー図である。
【図７−１】図７Ａは、閉ループ高速フィードバック磁気共鳴画像（ＭＲＩ）伝送安定化モジュールの回路／ブロック図である。
【図７−２】図７Ａは、閉ループ高速フィードバック磁気共鳴画像（ＭＲＩ）伝送安定化モジュールの回路／ブロック図である。
【図７−３】図７Ｂは、閉ループ低速フィードバックＭＲＩ伝送安定化モジュールの回路／ブロック図である。
【図７−４】図７Ｂは、閉ループ低速フィードバックＭＲＩ伝送安定化モジュールの回路／ブロック図である。
【図８】図８は、本発明の例示的実施形態による、増幅器を安定させるための安定化モジュールの回路図である。
【図９−１】図９Ａ（９Ａ−１および９Ａ−２）は、閉ループ高速フィードバック磁気共鳴画像（ＭＲＩ）伝送安定化モジュールの回路／ブロック図である。
【図９−２】図９Ａ（９Ａ−１および９Ａ−２）は、閉ループ高速フィードバック磁気共鳴画像（ＭＲＩ）伝送安定化モジュールの回路／ブロック図である。
【図１０】図１０は、本発明の例示的実施形態による、増幅器を安定させるための安定化モジュールの回路図である。
【図１１−１】図１１Ａ（１１Ａ−１および１１Ａ−２）は、本発明の例示的実施形態による、閉ループ高速フィードバック磁気共鳴画像（ＭＲＩ）伝送安定化モジュールの回路／ブロック図である。
【図１１−２】図１１Ａ（１１Ａ−１および１１Ａ−２）は、本発明の例示的実施形態による、閉ループ高速フィードバック磁気共鳴画像（ＭＲＩ）伝送安定化モジュールの回路／ブロック図である。
【図１１−３】図１１Ｂ（１１Ｂ−１および１１Ｂ−２）は、本発明の例示的実施形態による、閉ループ低速フィードバックＭＲＩ伝送安定化モジュールの回路／ブロック図である。
【図１１−４】図１１Ｂ（１１Ｂ−１および１１Ｂ−２）は、本発明の例示的実施形態による、閉ループ低速フィードバックＭＲＩ伝送安定化モジュールの回路／ブロック図である。
【図１１−５】図１１Ｃは、本発明の例示的実施形態による、誤差増幅器の回路／ブロック図である。
【図１１−６】図１１Ｄは、本発明の例示的実施形態による、誤差増幅器の回路／ブロック図である。
【図１２】図１２は、本発明の例示的実施形態による、本発明の例示的実施形態による増幅器を安定させるための安定化モジュールの回路図である。
【図１３−１】図１３Ａ（１３Ａ−１および１３Ａ−２）は、本発明の例示的実施形態による、閉ループ高速フィードバック磁気共鳴画像（ＭＲＩ）伝送安定化モジュールの回路／ブロック図である。
【図１３−２】図１３Ａ（１３Ａ−１および１３Ａ−２）は、本発明の例示的実施形態による、閉ループ高速フィードバック磁気共鳴画像（ＭＲＩ）伝送安定化モジュールの回路／ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本発明の例示的実施形態による、増幅器を安定させるための方法１００を図示する。方法１００は、増幅器と電気的に連絡しており、開ループ制御システムおよび閉ループ制御システムを含む、安定化モジュールによって実行されてもよい。図１の例示的方法では、入力信号の属性が測定され（ステップ１０４）、安定化モジュールによって受信された入力信号の少なくとも１つの特性を修正するために開ループ制御システムが使用され（ステップ１０８）、１つ以上の制御パラメータを満たす（ステップ１１２）と閉ループ制御システムに制御が渡され（ステップ１１６）、入力信号の少なくとも１つの特性を修正するために閉ループ制御システムが使用される（ステップ１２０）。修正された入力信号は、開ループ制御システムの使用中（ステップ１０８）、および閉ループ制御システムの使用中（ステップ１２０）に増幅器に提供される。方法１００は、パルス入力信号の受信時に、安定化モジュールによって開始し、パルスのそれぞれの別個のインスタンスで繰り返されてもよい。方法は、例えば、ＭＲＩシステムの増幅器を安定させるように実装されてもよい。
【００２６】
ステップ１０４は、入力信号の属性の測定である。一実施形態では、属性は、入力信号の入力パワーである。別の実施形態では、属性は、入力信号の電圧レベルである。さらに別の実施形態では、属性は、入力信号の電流である。属性は、一実施形態では、安定化モジュールの中の要素によって測定される。
【００２７】
ステップ１０８では、入力信号の少なくとも１つの特性を修正するために開ループ制御システムが使用される。例えば、図１の方法の一実施形態では、開ループ制御システムは、ステップ１０８で入力信号の振幅を修正する。別の実施形態では、開ループ制御システムは、ステップ１０８で入力信号の位相を修正する。さらに別の実施形態では、開ループ制御システムは、ステップ１０８で入力信号の振幅および位相の両方を修正する。
【００２８】
開ループ制御システムは、入力信号の測定された属性に基づいて、入力信号の少なくとも１つの特性を修正するために使用される。一実施形態では、開ループ制御システムは、少なくとも１つの特性を修正するために、測定された属性によって索引付けされた参照テーブルを使用する。例えば、一実施形態では、測定された属性は、入力信号の入力パワーであり、少なくとも１つの特性は、振幅であり、テーブルは、各入力パワーレベルに対する振幅を変化させる量を識別する。以下でさらに詳細に説明されるように、修正された入力信号は、次いで、増幅器を安定させるように、開ループ制御システムによって増幅器に提供される。
【００２９】
ステップ１１２では、開ループ制御システムが閉ループ制御システムに制御を渡すために適切な時期であるか否かを決定するように、１つ以上の制御パラメータがチェックされる。１つ以上の制御パラメータが満たされるときに、開ループ制御システムは、ステップ１１６で閉ループ制御システムに制御を渡す。一方で、制御パラメータが満たされないときには、開ループ制御システムが使用される（ステップ１０８）。一実施形態では、制御パラメータは、カウンタ値である。別の実施形態では、制御パラメータは、経過期間である。さらに別の実施形態では、制御パラメータは、入力信号の振幅である。１つの特定の実施形態では、開ループ制御システムが制御パラメータをチェックする。代替として、閉ループ制御システムまたは別の要素が制御パラメータをチェックすることができる。
【００３０】
ステップ１１６では、開ループ制御システムが、閉ループ制御システムに制御を渡すことができる。以下でさらに詳細に説明される一実施形態では、開ループ制御システムは、使用するために閉ループ制御システムを初期化する。
【００３１】
閉ループ制御システムに制御が渡された後に、入力信号の少なくとも１つの特性を修正するために閉ループ制御システムが使用される（ステップ１２０）。閉ループ制御システムは、増幅器の出力信号を表すフィードバック信号を受信する。種々の実施形態では、修正される少なくとも１つの特性は、入力信号の振幅および／または位相である。いくつかの実施形態では、閉ループ制御システムは、入力信号とフィードバック信号との間の第１の誤差を測定する。一部のそのような実施形態では、閉ループ制御システムはまた、入力信号とフィードバック信号との間の第２の誤差も測定する。閉ループ制御システムは、これらの実施形態では、入力パワー、第１の誤差、および第２の誤差に基づいて、入力信号の少なくとも１つの特性を修正するために使用される。次いで、修正された入力信号は、ステップ１２０で、増幅器を安定させるように、閉ループ制御システムによって増幅器に提供される。
【００３２】
種々の実施形態では、閉ループ制御システムは、入力信号の少なくとも１つの特性をどのようにして修正するかを決定する際に使用するための１つ以上のフィルタを含む。一実施形態では、入力信号の振幅を修正する際に使用するための適切な出力を決定するために、フィルタが使用される。別の実施形態では、入力信号の位相を修正する際に使用するための適切な出力を決定するために、フィルタが使用される。一実施形態では、Ａ．Ｊ．Ｖｉｔｅｒｂｉによって文書化されるような２次フィルタが、閉ループ制御システムで使用される。代替実施形態では、閉ループ制御システムは、比例積分フィルタおよび比例積分微分フィルタを含むが、それらに限定されない、任意の他の種類のフィルタを使用する。一実施形態では、フィルタは、１つ以上の積分器を含む。ステップ１１６を再び参照すると、閉ループ制御システムは、いくつかの実施形態では、開ループ制御システムの出力に基づいて、フィルタ、またはより具体的には積分器を初期化することによって、開ループ制御システムによって初期化される。
【００３３】
図２は、本発明による増幅器を安定させるための方法２００のフローチャートである。図１で図示された方法１００と比較して、図２の方法２００は、３つの付加的なステップを含む。特に、図２の例示的方法は、開ループ制御システムを使用するための基準が満たされているか否かを決定し（ステップ１０６）、閉ループ制御システムを使用し続けるための基準が満たされているか否かを決定し（ステップ１２４）、開ループ制御パラメータを更新する（ステップ１２８）。一般的に言えば、図２のステップ１０４、１０８、１１２、１１６、および１２０は、同じ番号を有する図１のステップと同様であり、同様に実装される。
【００３４】
図２の方法は、安定化モジュールが入力信号を受信するときに始まる。入力信号は、例えば、外部パルスＲＦ源から来てもよい。ステップ１０４では、入力信号の属性が測定される。
【００３５】
ステップ１０６では、開ループ制御システムを使用するための１つ以上の基準が満たされているか否かが決定される。一実施形態では、ステップ１０６は、開ループ制御システム自体によって行われる。他の実施形態では、安定化モジュールの中の別の要素がステップ１０６を行う。いくつかの実施形態では、１つの基準は、入力信号の測定された属性に対応する。例えば、１つのそのような実施形態では、入力信号の入力パワーが閾値レベルを上回るときに、開ループ制御システムがステップ１０８で使用される。一方で、その実施形態において入力信号の入力パワーが閾値レベルを下回る場合、開ループ制御システムは使用されず、入力信号の入力パワーはステップ１０４で再び測定される。ステップ１０４は、入力信号の入力パワーが閾値レベル以上に上昇するまで繰り返すことができる。実施形態では、開ループ制御システムを使用するか否かを決定する際に使用される１つの基準は、増幅器が動作中であるか否かである。開ループ制御システムを使用するか否かを決定する際に、１つより多くの基準が考慮されてもよい。
【００３６】
ステップ１０８では、入力信号の特性を修正するため、およびその特性と関連する増幅器の非線形性を最小化するために、開ループ制御システムが使用される。したがって、１つの特定の実施形態では、開ループ制御システムは、最初に、入力信号の位相を修正し、増幅器の位相非線形性を最小化するために、ステップ１０８で使用されてもよい。このステップは、図１のステップ１０８の図示と同様に実装されてもよい。
【００３７】
ステップ１１２では、開ループ制御システムを使用することから閉ループ制御システムを使用することに移行するか否かが決定される。一実施形態では、例えば、その間に入力信号の入力パワーが閾値レベルを上回る所定の期間にわたって開ループ制御システムが使用された後に、移行が発生する。基準がステップ１１２で満たされている場合、ステップ１１６で閉ループ制御システムに制御が渡される。一実施形態では、開ループ制御システムは、使用するために閉ループ制御システムを初期化する。初期化は、開ループ制御システムを使用することから閉ループ制御システムを使用することへの移行の一部と見なされてもよい。
【００３８】
ステップ１２０では、入力信号の特性を修正するため、およびその特性と関連する増幅器の非線形性を最小化するために、閉ループ制御システムが使用される。一実施形態では、例えば、閉ループ制御システムは、入力信号の位相を修正し、増幅器の位相非線形性を最小化する。
【００３９】
ステップ１２４では、閉ループ制御システムを使用し続けるための基準が満たされているか否かが決定される。決定は、いくつかの実施形態では、入力信号の測定された属性を考慮することによって行われる。例えば、一実施形態では、入力信号の入力パワーが閾値レベルを上回るときに、閉ループ制御システムがステップ１２０で使用され続ける。一方で、その実施形態において入力信号の入力パワーが閾値を下回る場合、閉ループ制御システムは使用されず、ステップ１０６が行われる。他の実施形態では、代替として、または加えて、閉ループ制御システムが使用され続けるべきか否かを決定する際に、安定化モジュールによって他の基準を使用することができる。例えば、１つの特定の実施形態では、以下でさらに論議されるように、閉ループ制御システムを使用するべきか否かを決定する際に、入力信号の入力パワーに加えて、増幅器が動作中であるか否かが考慮される。
【００４０】
図２によって図示される本発明の実施形態のステップ１２８では、開ループ制御パラメータが更新される。図６に関して以下でさらに詳細に説明される実施形態では、開ループ制御システムによって使用される参照テーブルを更新するように、較正ルーチンが実行される。１つのそのような実施形態では、較正ルーチンは、閉ループ制御システムの出力に基づいて参照テーブルを更新する。
【００４１】
図３は、本発明の例示的実施形態による、増幅器を安定させるための安定化モジュールで使用するためのシステム３００を図示する。システム３００は、第１の制御モジュール３０４と、第２の制御モジュール３０８とを含む。一実施形態では、第１の制御モジュール３０４および第２の制御モジュール３０８のそれぞれは、ソフトウェアプログラムとして実装される。代替として、別の実施形態では、第１の制御モジュール３０４および／または第２の制御モジュール３０８は、１つ以上のハードウェアデバイスとして実装される。一実施形態では、第１の制御モジュール３０４は、開ループ制御ルーチンを使用し、第２の制御モジュールは、閉ループ制御ルーチンを使用する。一実施形態では、ハードウェアデバイスは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である。別の実施形態では、ハードウェアデバイスは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）である。他の実施形態では、別の種類のハードウェアデバイスが使用される。
【００４２】
システム３００の第１の制御モジュール３０８は、（ａ）安定化モジュールによって受信される入力信号を表す第１の信号３１２を受信すること、（ｂ）開ループ制御ルーチンを使用して、入力信号の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号３１６を生成すること、および（ｃ）第２の制御モジュール３０８に制御を渡すために使用されることが可能な第３の信号３２０を送信することといった、３つの機能を実行するためのものである。システム３００の第２の制御モジュール３０８は、閉ループ制御ルーチンを使用して、入力信号の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第４の信号３２４を生成するためのものである。
【００４３】
いくつかの実施形態では、第１の制御モジュールは、以下でさらに説明されるように、安定化モジュールによって導入される非線形性に対処するように第２の信号３１６を生成することが可能である。いくつかの実施形態では、第２の制御モジュール３０８は、以下でさらに説明されるように、安定化モジュールハードウェアによって導入される非線形性に対処するように第４の信号３２４を生成することが可能である。
【００４４】
いくつかの実施形態では、第１の制御モジュール３０４は、開ループ制御ルーチンを使用して、入力信号の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第５の信号３３６を生成することが可能である。関連実施形態では、第２の制御モジュール３０８は、閉ループ制御ルーチンを使用して、入力信号の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第６の信号３４０を生成することが可能である。
【００４５】
一実施形態では、入力信号の第１の特性を修正するために第１のコントローラ３７６が使用される。別の実施形態では、入力信号の第２の特性を修正するために第２のコントローラ３８０が使用される。
【００４６】
いくつかの実施形態では、入力信号の第１の特性は、入力信号の振幅であり、入力信号の第２の特性は、入力信号の位相である。代替実施形態では、入力信号の第１の特性は、入力信号の位相であり、入力信号の第２の特性は、入力信号の振幅である。
【００４７】
いくつかの実施形態では、第１の制御モジュール３０４は、移行論理モジュール３３２を含む。一部のそのような実施形態では、移行論理モジュール３３２は、１つ以上の基準をチェックし、開ループ制御ルーチンが使用されるか否かを決定する。１つのそのような実施形態では、移行論理モジュール３３２は、増幅器が動作中であるか否かを決定することが可能である。別のそのような実施形態では、移行論理モジュール３３２は、入力信号の入力パワー３２８が閾値レベルを上回るか否かを決定することが可能である。もしそうであれば、第１の制御モジュール３０４は、開ループ制御ルーチンを使用して、入力信号の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号３１６を生成する。一部のそのような実施形態では、移行論理モジュール３３２は、１つ以上の基準をチェックし、制御が第２の制御モジュール３０８に渡されるか否かを決定する。１つのそのような実施形態では、移行論理モジュール３３２は、その間に入力信号の入力パワー３２８が閾値レベルを上回った所定の期間にわたって、第１の制御モジュール３０４が開ループ制御ルーチンを使用しているか否かを決定することが可能である。もしそうであれば、第１の制御モジュール３０４は、第３の信号３２０を第２の制御モジュール３０８に送信する。
【００４８】
さらなる実施形態では、第２の制御モジュール３０８は、安定化モジュールによって受信される入力信号を表す信号３４６、ならびに１つ以上の誤差信号３４４および３４８を受信することが可能である。誤差信号は、１つのそのような実施形態では、安定化モジュールによって受信される入力信号と、増幅器の出力信号を表すフィードバック信号との間の振幅誤差を表してもよい。誤差信号は、別のそのような実施形態では、入力信号とフィードバック信号との間の位相誤差を表してもよい。第２の制御モジュール３０８は、一実施形態では、以下でさらに説明されるように、第１の誤差信号および／または第２の誤差信号に存在する非線形性を補うように１つ以上の誤差信号３４４および３４８を調整する。
【００４９】
いくつかの実施形態では、第２の制御モジュール３０８は、移行論理モジュール３５６を含む。一部のそのような実施形態では、移行論理モジュール３５６は、１つ以上の基準をチェックし、閉ループ制御ルーチンが使用されるか否か、または制御が接続３５２を介して第１の制御モジュール３０４に渡されるか否かを決定する。１つのそのような実施形態では、移行論理モジュール３５６は、増幅器が動作中であるか否かを決定することが可能である。別のそのような実施形態では、移行論理モジュール３３２は、入力信号の入力パワー３２８が閾値レベルを上回るか否かを決定することが可能である。もしそうでなければ、第２の制御モジュール３０８は、接続３５２を介して第１の制御モジュール３０４に制御を渡す。
【００５０】
別の実施形態では、システム３００は、較正モジュール３６０を含む。較正モジュール３６０は、ソフトウェアプログラムとして実装されてもよく、かつ較正ルーチンを使用してもよい。代替として、別の実施形態では、較正モジュール３６０は、ハードウェアデバイスとして実装される。一実施形態では、ハードウェアデバイスはＡＳＩＣである。別の実施形態では、ハードウェアデバイスはＦＰＧＡである。他の実施形態では、別の種類のハードウェアデバイスが使用される。
【００５１】
較正モジュール３６０は、一実施形態では、第２の制御モジュール３０８によって使用される１つ以上のフィルタを初期化するための入力を生成することが可能である。次いで、第１の制御モジュール３０４は、接続３６４を介して較正モジュール３６０から入力を取り出し、移行論理モジュール３３２を使用することによって、第２の制御モジュール３０８の中の１つ以上のフィルタを初期化するために入力を使用することができる。
【００５２】
別の実施形態では、較正モジュール３６０は、入力信号の第１の特性を修正する量を表す第１の値、および入力信号の第２の特性を修正する量を表す第２の値を生成することが可能である。第１の制御モジュール３０４は、接続３６４を介して、較正モジュール３６０から第１の値および第２の値を取り出すことが可能である。第１の制御モジュール３０４は、第２の信号３１６を生成するために第１の値を使用すること、および第５の信号３３６を生成するために第２の値を使用することが可能である。
【００５３】
較正モジュール３６０は、別の実施形態では、接続３６８を介して第２の制御モジュール３０８から受信された出力に基づいて、第１の値および第２の値を更新することが可能である。さらなる実施形態では、較正モジュール３６０は、以下でさらに説明されるように、安定化モジュールハードウェアによって導入される少なくとも１つの非線形性に対処するために、第１の値および第２の値を生成するアルゴリズムを使用する。さらなる実施形態では、較正モジュール３６０は、接続３７２を介して第１の制御モジュール３０４からデータを受信することができる。
【００５４】
図４は、本発明の例示的実施形態による、増幅器４０４を安定させるための安定化モジュール４００を図示する。示された例示的実施形態では、増幅器４０４と電気的に連絡している安定化モジュール４００は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを含む。ソフトウェアは、プロセッサ４０８上で作動する。
【００５５】
安定化モジュール４００は、外部源（例えば、パワー供給源）から、事前増幅器４１６において入力信号４１２を受信する。一実施形態では、入力信号４１２は、パルスＲＦ入力信号である。次いで、方向性結合器４１８が、事前増幅された入力信号４１２をサンプリングする。第１のサンプル４２０が誤差増幅器４２４に入力される一方で、第２のサンプル４２８は第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６に入力される。一実施形態では、第１のコントローラ４３２は、入力信号４１２の振幅を修正するために使用される利得コントローラである。別の実施形態では、第２のコントローラ４３６は、入力信号４１２の位相を修正するために使用される移相器である。以下で説明されるように、修正された入力信号４４０は、第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６によって出力され、増幅器４０４に入力される。
【００５６】
一実施形態では、増幅器４０４は、パルスＲＦ増幅器である。別の実施形態では、増幅器４０４は、ＭＲＩシステムにおいて使用される。増幅器４０４の出力信号４４８を表すフィードバック信号４４４も、誤差増幅器４２４に入力される。一実施形態では、誤差増幅器は、第１のサンプル４２０およびフィードバック信号４４４を増幅するための対数中間周波数（ＬＯＧ  ＩＦ）増幅器４２６を含む。誤差増幅器４２４は、第１の誤差信号４５２および第２の誤差信号４５６を生成する。第１の誤差信号４５２／第２の誤差信号４５６は、一実施形態では、入力信号４１２とフィードバック信号４４４との間の振幅誤差を表す。別の実施形態では、第１の誤差信号４５２／第２の誤差信号４５６は、入力信号４１２とフィードバック信号４４４との間の位相誤差を表す。
【００５７】
一実施形態では、安定化モジュール４００は、３つのアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４６０を含む。Ａ／Ｄ変換器は、入力信号４１２を表す第１の信号４６４、第１の誤差信号４５２、および第２の誤差信号４５６のデジタル化表現をプロセッサ４０８に入力する。プロセッサ４０８は、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４６８に出力される制御信号を生成するように、信号処理を行う。一実施形態では、プロセッサ４０８は、第１の制御モジュール３０４と、第２の制御モジュール３０８と、較正モジュール３６０とを含む。一実施形態では、プロセッサは、開ループ制御ルーチンを実装するように第１の制御モジュール３０４を実行する。別の実施形態では、プロセッサは、閉ループ制御ルーチンを実装するように第２の制御モジュール３０８を実行する。さらに別の実施形態では、Ａ／Ｄ変換器４６０、プロセッサ４０８、およびＤ／Ａ変換器４６８を含む、デジタル制御システムは、アナログ制御システムによって完全に置換される。代替として、デジタル制御システムは、アナログ制御システムによって部分的にのみ置換される。
【００５８】
一実施形態では、プロセッサ４０８が開ループ制御ルーチンを実装するときに、第１の制御モジュール３０４は、入力信号４１２の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第１の信号４７２、および入力信号４１２の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号４７６を生成する。別の実施形態では、プロセッサが閉ループ制御ルーチンを実装するときに、第２の制御モジュール３０８は、入力信号４１２の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第１の信号４７２、および入力信号４１２の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号４７６を生成する。一実施形態では、入力信号４１２の第１の特性は、入力信号４１２の振幅であり、入力信号４１２の第２の特性は、入力信号４１２の位相である。
【００５９】
一実施形態では、Ｄ／Ａ変換器４６８は、信号４７２および４７６のアナログ表現をコントローラ４３２および４３６にそれぞれ入力する。一実施形態では、第１のコントローラ４３２は、入力信号の振幅を修正し、それにより、増幅器４０４の振幅非線形性を最小化するために、第１の信号４７２のアナログ表現を使用する。別の実施形態では、第２のコントローラ４３６は、入力信号の位相を修正し、それにより、増幅器４０４の位相非線形性を最小化するために、第２の信号４７６のアナログ表現を使用する。上記で説明されるように、次いで、修正された入力信号４４０は、増幅器４０４に提供される。
【００６０】
図５は、開ループ制御ルーチン６００および閉ループ制御ルーチン７００を含むソフトウェアルーチン５００の一実施形態を図示する。一実施形態では、開ループ制御ルーチン６００は、第１の制御モジュール３０４によって実行される。別の実施形態では、閉ループ制御ルーチン７００は、第２の制御モジュール３０８によって実行される。一実施形態では、入力信号が最初に安定化モジュールによって受信されるときに（例えば、パワー供給源等の外部源が最初にオンにされるときに）、ソフトウェアルーチン５００が開ループ制御ルーチン６００を使用することをデフォルトに設定する。
【００６１】
ステップ６０４では、開ループ制御ルーチン６００が、安定化モジュールによって受信された入力信号の入力パワーを抽出する。次いで、ステップ６０８では、開ループルーチン６００が、増幅器が動作中である（すなわち、使用可能である）か否か、および入力信号の入力パワーが第１の閾値を上回るか否かを決定することによって、開ループ制御ルーチン６００を使用するための基準が満たされているか否かを決定する。増幅器が使用可能であり、入力信号の入力パワーが第１の閾値を上回る場合、開ループ制御ルーチン６００が、ステップ６１２で開ループカウンタを増分する。
【００６２】
ステップ６１６では、開ループ制御ルーチン６００は、入力信号の少なくとも１つの特性を修正するために使用されることが可能な少なくとも１つの信号を出力する。一実施形態では、開ループ制御ルーチン６００は、２つの信号を出力し、１つは入力信号の振幅を修正するために使用されることが可能であり、もう１つは入力信号の位相を修正するために使用されることが可能である。別の実施形態では、開ループ制御ルーチン６００は、２つの前述の信号のうちの１つのみを出力する。一実施形態では、開ループ制御ルーチン６００は、例えば、図６に関して以下で論議されるように、出力される少なくとも１つの信号を生成するために、較正ルーチンによって作成される参照テーブルを使用する。そのような実施形態の参照テーブルは、入力信号の入力パワーによって索引付けすることができる。ステップ６０４で抽出される入力信号の入力パワーに基づいて、開ループ制御ルーチン６００は、対応するテーブルの値を参照する。値は、例えば、開ループ制御ルーチン６００によってステップ６１６で出力される信号の電流または電圧を示してもよい。開ループ制御ルーチン６００は、ステップ６１６で、そのような信号を出力する。別の実施形態では、開ループ制御ルーチン６００は、例えば、図６に関して以下で論議されるように、出力される少なくとも１つの信号を生成するために、較正ルーチンによって作成される参照アレイを使用する。そのような実施形態の参照アレイは、入力信号の入力パワーによって索引付けすることができる。ステップ６０４で抽出される入力信号の入力パワーに基づいて、開ループ制御ルーチン６００は、対応するテーブルの入力を参照する。入力は、例えば、入力信号の振幅または位相を修正する量を示してもよい。そのような実施例では、開ループ制御ルーチン６００は、入力を調整して、安定化モジュールのハードウェアによって導入される非線形性に対処するように、以下で論議されるようなステップ７２０で、閉ループ制御ルーチン７００によって実行される同じアルゴリズムを実行する。次いで、開ループ制御ルーチン６００は、ステップ６１６で出力される少なくとも１つの信号を生成するために、調整された入力を使用する。
【００６３】
図５による実施形態では、開ループ制御ルーチン６００は、ステップ６２０で、較正アレイにデータを書き込むことによって較正ルーチンにデータを出力する。最低でも、開ループ制御ルーチン６００は、そのような実施形態では、較正ルーチンに開ループモードフラグを出力する。一実施形態では、開ループ制御ルーチン６００はまた、較正ルーチンに入力信号の入力パワーも出力する。別の実施形態では、開ループカウンタの値が、開ループ制御ルーチン６００によって較正ルーチンに出力される。
【００６４】
ステップ６２４では、開ループ制御ルーチン６００が、開ループカウンタが第２の閾値よりも大きいか否かを決定する。「はい」であれば、開ループ制御ルーチン６００は、ステップ６２８へ進む。そうでなければ、開ループ制御ルーチン６００は、ステップ６３２へ進み、その場合、開ループ制御ルーチン６００がステップ６０４で入力信号の入力パワーを再び抽出する前に、開ループルーチン６００の実行が瞬間的に遅延される。
【００６５】
ステップ６２４の第２の閾値およびステップ６３２に存在する遅延は、ステップ６２８で制御が閉ループ制御ルーチン７００に渡される前に、開ループ制御ルーチン６００が最低期間にわたって実行されることを確実にする。その結果として、増幅器には、ソフトウェアルーチン５００が開ループルーチン６００から閉ループルーチン７００へ移行する前に落ち着く期間が与えられる。一実施形態では、ステップ６２４の第２の閾値は同調可能である。別の実施形態では、ステップ６３２に存在する遅延は同調可能である。
【００６６】
ステップ６０８を再び参照すると、増幅器が動作中ではない、または入力信号のパワーレベルが第１の閾値を下回る場合、開ループ制御ルーチン６００は、ステップ６３６へ進む。ステップ６３６では、開ループ制御ルーチン６００は、開ループカウンタが０よりも大きいか否かを決定する。もしそうでなければ、開ループ制御ルーチン６００は、ステップ６３２へ進む。もしそうであれば、開ループ制御ルーチン６００は、ステップ６４０へ進む。ステップ６４０では、開ループ制御ルーチンは、入力信号の少なくとも１つの特性を修正するために使用されることが可能な少なくとも１つの信号を出力する。一実施形態では、これは、ステップ６１６に関して上記で論議されるように、参照テーブルを使用することによって行われる。
【００６７】
低い入力パワーレベルでは、ほとんどの増幅器が直線的に挙動する。ステップ６０８の第１の閾値レベルは、一実施形態では、この事実を考慮して選択され、すなわち、第１の閾値レベルは、増幅器が選択された第１の閾値レベルを下回る入力パワーレベルで直線的に挙動するように選択される。そのような様式で、入力信号の実際の入力パワーは、第１の閾値を下回る限り、ステップ６４０で少なくとも１つの信号を出力することに関連しない。したがって、入力信号の入力パワーが、その実際の値にかかわらず、第１の閾値を下回る場合に、同じ少なくとも１つの信号がステップ６４０で出力されてもよい。その結果として、ステップ６４０は、１回実行される必要しかない。この場合を確実にするために、開ループカウンタがステップ６４４で消去される。
【００６８】
ステップ６２８を再び参照すると、開ループ制御ルーチン６００が、その間に入力信号の入力パワーが第１の閾値レベルを上回った所定の期間にわたって実行された（すなわち、開ループ制御ルーチン６００が常にステップ６０８からステップ６１２へ進むため、ステップ６０４、６０８、６１２、６１６、６２０、６２４、および６３２が所定の期間にわたって連続的に実行された）と決定した後に、開ループ制御ルーチン６００は、閉ループ制御ルーチン７００に制御を渡す。一実施形態では、開ループ制御ルーチン６００は、ステップ６２８で、例えば、図６に関して以下で説明されるように、較正ルーチンによって生成された入力を有する閉ループ制御ルーチン７００によって、ステップ７１６で使用するためのフィルタを初期化する。入力は、ステップ６１６で開ループルーチンによって最後の出力された１つ以上の信号に対応することができる。そのような様式で、閉ループ制御ルーチンは、開ループ制御ルーチンがオフになった同じ設定で実行を開始する。一実施形態では、入力は、入力信号の振幅を増加または減少させる量を表す。別の実施形態では、入力は、入力信号の位相を偏移させる量を表す。一実施形態では、入力は、例えば、１つ以上の参照アレイの中の較正ルーチンによって記憶される。これらのアレイは、入力信号の入力パワーによって索引付けされてもよい。したがって、ステップ６０４で抽出される入力信号の入力パワーに基づいて、開ループ制御ルーチン６００は、閉ループ制御ルーチン７００のフィルタを初期化するために、較正ルーチンによって生成される対応する入力を参照し、使用することができる。
【００６９】
開ループ制御ルーチン６００が閉ループ制御ルーチン７００に制御を渡した後、ステップ７３２で遅延がある。一実施形態では、ステップ７３２での遅延の期間は、調整可能である。ステップ７３２の遅延後、閉ループ制御ルーチン７００は、ステップ７０４で複数の信号を抽出することができる。一実施形態では、これらの信号は、入力信号の入力パワー、入力信号と増幅器の出力信号を表すフィードバック信号との間の第１の誤差、および入力信号とフィードバック信号との間の第２の誤差を含む。１つのそのような実施形態では、第１の誤差は、入力信号とフィードバック信号との間の振幅誤差であり、第２の誤差は、入力信号とフィードバック信号との間の位相誤差である。
【００７０】
ステップ７０８では、閉ループルーチン７００が、閉ループ制御ルーチン７００を使用するための１つ以上の基準が満たされているか否かを決定する。一実施形態では、閉ループ制御ルーチン７００は、増幅器が動作中であるか否か（すなわち、使用可能であるかアンブランクであるか）、および入力信号の入力パワーが閾値を上回るか否かを決定する。基準が満たされている場合、閉ループ制御ルーチン７００は、ステップ７１２へ進む。もしそうでなければ、ソフトウェアルーチン５００は、開ループ制御ルーチン６００に戻り、ステップ６０４で入力信号の入力パワーを抽出する。一実施形態では、閉ループ制御ルーチン７００で使用される閾値の値は、あるレベルのヒステリシスを許容するように、およびソフトウェアルーチン５００が開ループ制御ルーチン６００と閉ループ制御ルーチン７００との間で切り替わることを防止するように、開ループ制御ルーチン６００で使用される第１の閾値の値よりも小さい。第１の閾値および閉ループ制御ルーチン７００で使用される閾値が等しいならば、および入力信号の入力パワーがこれらの閾値の周囲でわずかに変化するならば、ソフトウェアルーチン５００は、開ループ制御ルーチン６００と閉ループ制御ルーチン７００との間で切り替わることができる。
【００７１】
当業者によって容易に理解されるように、第１の誤差および／または第２の誤差を表す信号を生成するために安定化モジュールによって使用されるハードウェアは、不完全となる。したがって、ハードウェアは、第１の誤差および／または第２の誤差の真の値を超過するか、またはそれに達しない。実際に、ハードウェアは、入力信号の各入力パワーレベルについて、第１の誤差および／または第２の誤差の真の値からの予測可能な変動を導入する。したがって、一実施形態では、閉ループ制御ルーチンは、ステップ７１２で、安定化モジュールハードウェアによってステップ７０４で提供された第１の誤差および第２の誤差測定値を調整する。閉ループ制御ルーチン７００は、一実施形態では、ステップ７１２で、入力信号の各入力パワーレベルによって索引付けされた参照チャートを使用する。各入力パワーレベルについて、参照チャートは、第１の誤差および／または第２の誤差の真の値の予期された超過または不足を記載する。したがって、ハードウェアによって提供された第１の誤差および／または第２の誤差測定値に予期された超過または不足を加えることによって、閉ループ制御ルーチン７００は、第１の誤差および／または第２の誤差の真の値を導出する。
【００７２】
いったん閉ループ制御ルーチン７００がステップ７１２で第１の誤差および／または第２の誤差を適切に調整すると、閉ループ制御ルーチンは、ステップ７１６で、入力信号の少なくとも１つの特性を修正する少なくとも１つの量を決定する。例えば、一実施形態では、閉ループ制御ルーチン７００は、入力信号の振幅を修正する１つの量、および入力信号の位相を修正する１つの量といった、２つの量を決定する。別の実施形態では、閉ループ制御ルーチン７００は、２つの前述の量のうちの１つのみを決定する。一実施形態では、上記で論議されるように、閉ループ制御ルーチン７００は、少なくとも１つの量を決定するために、Ａ．Ｊ．Ｖｉｔｅｒｂｉによって文書化されるような２次フィルタを使用する。代替として、少なくとも１つの量を決定するために、例えば、比例積分フィルタおよび／または比例積分微分フィルタ等の任意の形式のフィルタを、閉ループ制御ルーチン７００によってステップ７１６で使用することができる。
【００７３】
ステップ７２４の前に、いくつかの実施形態の閉ループ制御ルーチン７００は、ステップ７２０で、安定化モジュールのハードウェアによって導入される非線形性に対処する。１つのそのような実施形態では、閉ループ制御ルーチン７００は、ステップ７１６で決定された所望の量を調整するアルゴリズムを実行する。次いで、調整された量は、ステップ７２４で出力される少なくとも１つの信号を生成するために使用される。ハードウェア非線形性によって引き起こされる任意の歪曲後に、ステップ７２４で出力される少なくとも１つの信号が、ステップ７１６で決定された所望の量を実際に表すように、アルゴリズムは、調整された量を選択するように実装される。そのような様式で、アルゴリズムは、安定化モジュールハードウェアの非線形性を補う。
【００７４】
ステップ７２４で少なくとも１つの信号を出力した後、閉ループ制御ルーチンの実行は、閉ループ制御ルーチンがステップ７０４に戻る前にステップ７３２で再び遅延される。
【００７５】
ステップ７２８では、閉ループ制御ルーチン７００が、較正アレイにデータを書き込むことによって較正ルーチンを出力する。例えば、閉ループ制御ルーチン７００は、入力信号の入力パワー、第１の誤差、第２の誤差、ステップ７１６で決定された少なくとも１つの量、および閉ループモードフラグを較正ルーチンに出力する。
【００７６】
図６は、本発明の例示的実施形態による、較正ルーチン８００の一実施形態を図示する。一実施形態では、較正ルーチン８００は、較正モジュール３６０によって実行されるソフトウェアルーチンである。較正ルーチン８００は、一実施形態では、開ループ制御ルーチン６００および閉ループ制御ルーチン７００の両方が使用されていないときに実行される。例えば、較正ルーチン８００は、ステップ６３２および／または７３２によって導入される遅延中に実行される。以下で詳細に説明されるように、較正ルーチン８００は、開ループ制御ルーチン６００の性能が経時的に向上させられるように、開ループ制御ルーチン６００が閉ループ制御ルーチン７００から習得することを可能にする。
【００７７】
ステップ８０４では、較正ルーチン８００が、ステップ６２０で開ループ制御ルーチン６００によって、ステップ７２８で閉ループ制御ルーチン７００によって較正アレイに以前に書き込まれたデータを取り出す。次いで、較正ルーチン８００は、ステップ８０８で、閉ループ制御ルーチン７００が作動しているか否かを決定する。例えば、一実施形態では、較正ルーチン８００は、閉ループモードフラグが存在するか否かを確かめる。もしそうでなければ（すなわち、開ループモードフラグが存在する）、較正ルーチン８００は、ステップ８１２で較正カウンタを消去し、続けてステップ８０４で較正アレイからさらなるデータを取り出す。閉ループ制御ルーチン７００が作動している場合、較正ルーチン８００は、ステップ８１６で較正カウンタを増分し、続けてデータを処理する。このようにして、較正ルーチン８００は、閉ループ制御ルーチン７００によって較正アレイに書き込まれたデータのみを処理する。
【００７８】
ステップ８２０では、較正ルーチン８００が、較正カウンタがより低い閾値とより高い閾値との間であるか否かを決定する。もしそうでなければ、較正ルーチン８００は、ステップ８０４に戻って較正アレイからさらなるデータを取り出す。もしそうであれば、較正ルーチン８００は、ステップ８２４で、較正アレイから入力信号の入力パワーならびに第１の誤差および／または第２の誤差を抽出する。ステップ８２４に進む前に較正カウンタがより低い閾値よりも大きいことを確実にすることによって、較正ルーチン８００は、閉ループ制御ルーチン７００によって較正アレイに最初に書き込まれたデータを処理しないことを確実にする。むしろ、較正ルーチン８００は、ある期間にわたって閉ループ制御ルーチン７００が作動した後（すなわち、増幅器がより安定している時）に、閉ループ制御ルーチン７００によって較正アレイに書き込まれたデータを必ず処理する。同様に、ステップ８２４に進む前に較正カウンタがより高い閾値よりも小さいことを確実にすることによって、較正ルーチン８００は、閉ループ制御ルーチン８００の開始付近で（例えば、パルスの開始付近で）閉ループ制御ルーチン７００によって較正アレイに書き込まれたデータを処理することを確実にする。
【００７９】
ステップ８２８では、較正ルーチン８００が、第１の誤差および／または第２の誤差が固定量未満であるか否かを決定する。もしそうであれば、増幅器は安定しており、較正ルーチンはステップ８３２へ進む。そうでなければ、較正ルーチン８００は、続けてステップ８０４で較正アレイからさらなるデータを取り出す。ステップ８３２では、較正ルーチン８００は、較正アレイから、閉ループ制御ルーチン７００によってそれに書き込まれた量を抽出する。
【００８０】
較正ルーチン８００は、閉ループ制御ルーチン７００においてフィルタを初期化するように、ステップ６２８で開ループ制御ルーチン６００によって使用される入力を、ステップ８３６で生成する。入力は、入力信号の入力パワーによって索引付けされ、参照アレイに記憶されてもよい。一実施形態では、較正ルーチン８００は、入力を生成するために加重フィルタを使用する。較正ルーチン８００は、例えば、その入力パワーレベルで参照アレイの中に現れる以前の入力の加重値に、抽出された量の加重値を加えることによって、入力信号の特定の入力パワーに対する電流入力を生成する。
【００８１】
ステップ８４０では、較正ルーチン８００が、ステップ６１６で開ループ制御ルーチン６００によって使用するための値を決定するために、ステップ８３６で生成された入力を使用する。そうする際に、較正ルーチン８００は、安定化モジュールのハードウェアによって導入される非線形性に対処する。例えば、較正ルーチン８００は、ステップ７２０で閉ループ制御ルーチン７００によって実行される同じアルゴリズムを実行する。較正ルーチン８００によって生成された値は、参照テーブルに記憶される。
【００８２】
ステップ８４４では、較正ルーチン８００が、較正カウンタをステップ８２０のより高い閾値以上に設定する。そのような様式で、較正ルーチン８００が、パルスにつき１回だけしか入力および値を生成しないことが確実にされる。
【００８３】
本発明は、１つ以上の製造品の上または中で具現化される、１つ以上のコンピュータ可読プログラムとして提供されてもよい。製造品は、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、ＣＤ  ＲＯＭ、フラッシュメモリカード、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、または磁気テープであってもよい。一般に、コンピュータ可読プログラムは、任意のプログラミング言語で実装されてもよい。使用することができる言語のいくつかの実施例は、Ｃ、Ｃ＋＋、またはＪＡＶＡ（登録商標）を含む。ソフトウェアプログラムは、オブジェクトコードとして１つ以上の製造品の上または中に記憶されてもよい。
【００８４】
図７Ａは、ＭＲＩパワー送達システム（ＲＦ伝送連鎖／経路）９１０を安定させるための安定化モジュール９００を図示する。概して、安定化モジュール９００は、増幅器４０４（図４）のＲＦ出力結合器（順方向ポート）からのフィードバックを、ＭＲＩシステム磁気孔９２０からのＲＦ信号のサンプルへ移動させる。ＭＲＩパワー送達システム９１０は、増幅器４０４、種々の本数のＲＦケーブル９１２、伝送／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ９１４、監視結合器９１６、およびＭＲＩシステム磁気孔９２０を含むが、それらに限定されない。磁気孔９２０は、複数の主要または本体ＲＦコイル９２２を含む。一実施形態では、安定化モジュール９００は、プロセッサ４０８、結合器４１８、誤差増幅器４２４、第１および第２のコントローラ４３２、４３６、Ａ／Ｄ変換器４６０、Ｄ／Ａ変換器４６８、レベルおよび位相セット、およびピックアップコイルまたはアンテナ９３２を通して磁気孔９２０の中の電磁場強度を感知するＲＦハイブリッド統合器９３０を含むが、それらに限定されない。磁気孔９２０内に、またはそれにごく接近して位置する、１つから複数のピックアップコイルまたはアンテナ９３２があり得ることを理解されたい。ＲＦハイブリッド統合器９３０、４４８へのその接続、および磁気孔９２０の中の関連ピックアップコイル９３２の配置は、システム９００が、ＲＦ伝送経路９１０の中の構成要素の全てにおける利得および位相誤差をリアルタイムで補正することを可能にする。これらの誤差は、温度、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）、患者サイズ、機械的移動、および電気的非線形性によって引き起こされ得るが、それらに限定されず、それらの全てがＲＦ経路を経時的に変化させ得る。
【００８５】
示された例示的実施形態では、ＭＲＩパワー送達システム９１０と電気的に連絡している安定化モジュール９００は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを含む。ソフトウェアは、プロセッサ４０８上で作動する。
【００８６】
図４の安定化モジュール４００のように、安定化モジュール９００は、外部源（例えば、信号発生器）から、事前増幅器４１６において入力信号４１２を受信する。一実施形態では、入力信号４１２は、パルスＲＦ入力信号である。次いで、方向性結合器４１８が、事前増幅された入力信号４１２をサンプリングする。第１のサンプル４２０が誤差増幅器４２４に入力される一方で、第２のサンプル４２８は第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６に入力される。一実施形態では、第１のコントローラ４３２は、入力信号４１２の振幅を修正するために使用される、利得コントローラである。別の実施形態では、第２のコントローラ４３６は、入力信号４１２の位相を修正するために使用される、移相器である。以下で説明されるように、修正された入力信号４４０は、第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６によって出力され、増幅器４０４に入力される。
【００８７】
一実施形態では、増幅器４０４は、ＭＲＩパワー送達システム９１０で使用される。ＲＦハイブリッド結合器９３０の出力信号４４８を表すフィードバック信号４４４も、誤差増幅器４２４に入力される。一実施形態では、誤差増幅器４２４は、第１のサンプル４２０およびフィードバック信号４４４を増幅するための対数中間周波数（ＬＯＧ  ＩＦ）増幅器４２６を含む。誤差増幅器４２４は、第１の誤差信号４５２および第２の誤差信号４５６を生成する。第１の誤差信号４５２／第２の誤差信号４５６は、一実施形態では、入力信号４１２とフィードバック信号４４４との間の振幅誤差を表す。別の実施形態では、第１の誤差信号４５２／第２の誤差信号４５６は、入力信号４１２とフィードバック信号４４４との間の位相誤差を表す。
【００８８】
一実施形態では、安定化モジュール９００は、３つのアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４６０を含む。Ａ／Ｄ変換器４６０は、入力信号４１２を表す第１の信号４６４、第１の誤差信号４５２、および第２の誤差信号４５６のデジタル化表現をプロセッサ４０８に入力する。プロセッサ４０８は、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４６８に出力される制御信号を生成するように、信号処理を行う。一実施形態では、プロセッサ４０８は、図３に示されるように、第２の制御モジュール３０８および較正モジュール３６０を利用する。一実施形態では、プロセッサ４０８は、閉ループ制御ルーチンを実装するように第２の制御モジュール３０８を実行する。さらに別の実施形態では、Ａ／Ｄ変換器４６０、プロセッサ４０８、およびＤ／Ａ変換器４６８を含む、デジタル制御システムは、アナログ制御システムによって完全に置換される。代替として、デジタル制御システムは、アナログ制御システムによって部分的にのみ置換される。
【００８９】
一実施形態では、プロセッサ４０８が開および閉ループ制御ルーチンを実装するときに、第２の制御モジュール３０８は、入力信号４１２の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第１の信号４７２、および入力信号４１２の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号４７６を生成する。一実施形態では、入力信号４１２の第１の特性は、入力信号４１２の振幅であり、入力信号４１２の第２の特性は、入力信号４１２の位相である。
【００９０】
図７Ｂは、ＭＲＩパワー送達システム（ＲＦ伝送連鎖／経路）９１０を安定させるための安定化モジュール９００’の別の実施形態を図示する。概して、安定化モジュール９００’は、１次ループ用の誤差増幅器４２４（図４）へと合計される、付加的または２次フィードバックループを追加し、ＭＲＩパワー送達システム（ＲＦ伝送連鎖／経路）９１０のＲＦ経路における損失／偏移を補う、１次ループにおける「バイアス」を引き起こす。ＭＲＩパワー送達システム９１０は、増幅器４０４、種々の本数のＲＦケーブル９１２、伝送／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ９１４、監視結合器９１６、およびＭＲＩシステム磁気孔９２０を含むが、それらに限定されない。磁気孔９２０は、複数の主要または本体ＲＦコイル９２２を含む。一実施形態では、安定化モジュール９００は、プロセッサ４０８、結合器４１８、第１および第２の誤差増幅器４２４、４２４’、第１および第２のコントローラ４３２、４３６、Ａ／Ｄ変換器４６０、Ｄ／Ａ変換器４６８、レベルおよび位相セット、およびピックアップコイルまたはアンテナ９３２を通して磁気孔９２０の中の電磁場強度を感知するＲＦハイブリッド統合器９３０を含むが、それらに限定されない。磁気孔９２０内に、またはそれにごく接近して位置する、１つから複数のピックアップコイルまたはアンテナ９３２があり得ることを理解されたい。ＲＦハイブリッド統合器９３０、および磁気孔９２０の中の関連ピックアップコイル９３２の配置は、システム９００’が、ＲＦ伝送経路９１０の中の構成要素の全てにおける利得および位相誤差をリアルタイムで補正することを可能にする。これらの誤差は、温度、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）、患者サイズ、機械的移動、および電気的非線形性によって引き起こされ得るが、それらに限定されず、それらの全てがＲＦ経路を経時的に変化させ得る。
【００９１】
示された例示的実施形態では、ＭＲＩパワー送達システム９１０と電気的に連絡している安定化モジュール９００’は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを含む。ソフトウェアは、プロセッサ４０８上で作動する。
【００９２】
図４の安定化モジュール４００のように、安定化モジュール９００’は、外部源（例えば、信号発生器）から、事前増幅器４１６において入力信号４１２を受信する。一実施形態では、入力信号４１２は、パルスＲＦ入力信号である。次いで、方向性結合器４１８が、事前増幅された入力信号４１２をサンプリングする。第１のサンプル４２０が誤差増幅器４２４に入力される一方で、第２のサンプル４２８は第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６に入力される。一実施形態では、第１のコントローラ４３２は、入力信号４１２の振幅を修正するために使用される、利得コントローラである。別の実施形態では、第２のコントローラ４３６は、入力信号４１２の位相を修正するために使用される、移相器である。以下で説明されるように、修正された入力信号４４０は、第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６によって出力され、増幅器４０４に入力される。
【００９３】
一実施形態では、増幅器４０４は、ＭＲＩパワー送達システム９１０で使用される。増幅器４０４の出力信号４４８を表すフィードバック信号４４４も、誤差増幅器４２４に入力される。入力信号４２０、また９３６、およびＲＦハイブリッド結合器９３０を表す出力信号９３４が、第２の誤差増幅器４２４’に入力される。出力信号４５２’および４５６’は、プロセッサ４０８内の１次ループ用の誤差増幅器４２４（図４）へと合計される。一実施形態では、誤差増幅器（４２４、４２４’）は、第１のサンプル４２０およびそれぞれのフィードバック信号（４４４、９３４）を増幅するための対数中間周波数（ＬＯＧ  ＩＦ）増幅器４２６を含む。誤差増幅器４２４は、第１の誤差信号４５２および第２の誤差信号４５６を生成する。第１の誤差信号４５２／第２の誤差信号４５６は、一実施形態では、入力信号４１２と合計フィードバック信号との間の振幅誤差を表す。別の実施形態では、第１の誤差信号４５２／第２の誤差信号４５６は、入力信号４１２と合計フィードバック信号との間の位相誤差を表す。
【００９４】
一実施形態では、安定化モジュール９００’は、３つのアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４６０を含む。Ａ／Ｄ変換器４６０は、入力信号４１２を表す第１の信号４６４、第１の誤差信号４５２、および第２の誤差信号４５６のデジタル化表現をプロセッサ４０８に入力する。プロセッサ４０８は、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４６８に出力される制御信号を生成するように、信号処理を行う。一実施形態では、プロセッサ４０８は、図３に示されるように、第２の制御モジュール３０８および較正モジュール３６０を利用する。一実施形態では、プロセッサ４０８は、閉ループ制御ルーチンを実装するように第２の制御モジュール３０８を実行する。さらに別の実施形態では、Ａ／Ｄ変換器４６０、プロセッサ４０８、およびＤ／Ａ変換器４６８を含む、デジタル制御システムは、アナログ制御システムによって完全に置換される。代替として、デジタル制御システムは、アナログ制御システムによって部分的にのみ置換される。
【００９５】
一実施形態では、プロセッサ４０８が開および閉ループ制御ルーチンを実装するときに、第２の制御モジュール３０８は、入力信号４１２の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第１の信号４７２、および入力信号４１２の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号４７６を生成する。一実施形態では、入力信号４１２の第１の特性は、入力信号４１２の振幅であり、入力信号４１２の第２の特性は、入力信号４１２の位相である。
【００９６】
図８は、本発明の例示的実施形態による、増幅器４０４を安定させるための安定化モジュール４００を図示する。示された例示的実施形態では、増幅器４０４と電気的に連絡している安定化モジュール４００は、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせを含む。ソフトウェアは、プロセッサ４０８上で作動する。
【００９７】
安定化モジュール４００は、外部源（例えば、パワー供給源）から、事前増幅器４１６において入力信号４１２を受信する。一実施形態では、入力信号４１２は、パルスＲＦ入力信号である。次いで、方向性結合器４１８が、事前増幅された入力信号４１２をサンプリングする。第１のサンプル４２０が誤差増幅器４２４に入力される一方で、第２のサンプル４２８は第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６に入力される。いくつかの実施形態では、安定化モジュールは、誤差増幅器４２４を含まないが、代わりに、誤差増幅器の機能は、例えば、復調機能（例えば、ログ機能または分割演算）を有するソフトウェア内に実装される。
【００９８】
一実施形態では、第１のコントローラ４３２は、入力信号４１２の振幅を修正するために使用される利得コントローラである。別の実施形態では、第２のコントローラ４３６は、入力信号４１２の位相を修正するために使用される移相器である。以下で説明されるように、修正された入力信号４４０は、第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６によって出力され、増幅器４０４に入力される。
【００９９】
ある増幅器システムでは、増幅器の出力ポートに進入し得る信号（例えば、高パワー信号）から増幅器を隔離（または保護）するために、増幅器の出力ポートにおいてアイソレータ（例えば、ＲＦアイソレータ）を含むことが有益である。例えば、マルチチャネル増幅器システムでは、１つの増幅器システムによって作成される電磁エネルギーは、望ましくないが、第２の増幅器システムの出力ポートに方向付けられ得る。第１の増幅器システムからの電磁エネルギーは、第２の増幅器システムにおいて動作誤差を生じさせる可能性があり、または場合によっては、第２の増幅器システムに損傷を与える。したがって、場合によっては、増幅器を保護するために、アイソレータが増幅器システムの出力ポートに配置される。典型的なＲＦアイソレータは、入力ポート、出力ポート、および負荷ポートを有する３ポートデバイスである。ＲＦ流の通常の方向は、入力ポートの中に入り、アイソレータを通り、出力ポートから出る。出力ポートに進入する任意のＲＦ信号は、アイソレータを通して負荷ポートへ方向付けられ、そこで擬似負荷において熱として放散される。
【０１００】
アイソレータ動作特質は、動作中におよび使用の間に変化する。したがって、増幅器システムの出力上にアイソレータを配置することにより、増幅器システムが一貫して動作することが困難になる。場合によっては、操作者は、アイソレータ動作特質で経験される変動の効果を低減するために、大型で高価なアイソレータを使用する。したがって、本発明のいくつかの目的は、増幅器システムの出力の後に設置されたアイソレータのＲＦ利得経路を安定させ、増幅器の後に設置されたアイソレータのＲＦ位相経路を安定させ、所望のレベルの性能を生成するために必要とされるアイソレータの物理的サイズを縮小することである。
【０１０１】
この実施形態では、増幅器４０４は、増幅器モジュール８０４と、増幅器モジュール８０４の動作を制御するためのシステムコントローラ８０８とを含む。増幅器モジュール８０４の出力は、アイソレータモジュール８１２に提供される。アイソレータモジュール８１２の出力は、ＲＦ出力結合器８１６（例えば、ＲＦストリップラインＲＦ結合器）に提供される。ＲＦ出力結合器の１つの出力は、ＲＦ出力信号８２０である。一実施形態では、ＲＦ出力信号８２０は、ＲＦケーブルを介して伝送／受信スイッチに提供される（例えば、図７Ｂの伝送／受信スイッチ９１４）。ＲＦ出力結合器８１６の第２の出力は、誤差増幅器４２４への入力である信号４４８である。アイソレータが増幅器システムの制御ループ内に位置するため、増幅器システムの動作は、アイソレータの様々な動作特質の効果に対処する。本発明者らによって使用された例示的アイソレータは、ＵＴＥ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ（Ａｓｂｕｒｙ，ＮＪ）のＣＴ−１７８３−Ｓ型アイソレータおよびＣＴ−１７８２−Ｎ型アイソレータである。
【０１０２】
単一の方向性結合器の基本構成は、結合器の動作の中心周波数と一致する、４分の１波長の長さにわたる２つの並列伝送線を例示する。主線および２次線は、デバイスの結合係数を決定する、計算された物理的距離によって分離される。線が相互に物理的に近いほど、より多くのパワーが２次線上で導入される（したがって、結合器によって多く出力される）。結合という用語は、入力パワーのどれだけ多くが結合ポートにサンプリングされるかを表し、放射パワーと順パワーとの比の１０倍として定義される（Ｃ＝１０ｌｏｇ１０（Ｐｆ／Ｐｉ））。実線で見られる一般的な結合値は、３、６、１０、２０、３０、４０、および５０ｄＢであるが、実際には、任意の結合値が適正な設計によって得られ得る。本発明者らによって使用された例示的ＲＦ出力結合器は、６０ｄＢの結合係数を有するストリップライン結合器である。いくつかの実施形態では、出力結合器は、４分の１波長結合器または短縮結合器（例えば、４分の１未満）である。いくつかの実施形態では、出力結合器は、磁気または集中素子設計出力結合器である。
【０１０３】
一実施形態では、増幅器４０４は、パルスＲＦ増幅器である。別の実施形態では、増幅器４０４は、ＭＲＩシステムで使用される。増幅器４０４の出力信号４４８を表すフィードバック信号４４４も、誤差増幅器４２４に入力される。一実施形態では、誤差増幅器は、第１のサンプル４２０およびフィードバック信号４４４を増幅するための対数中間周波数（ＬＯＧ  ＩＦ）増幅器４２６を含む。誤差増幅器４２４は、第１の誤差信号４５２および第２の誤差信号４５６を生成する。第１の誤差信号４５２／第２の誤差信号４５６は、一実施形態では、入力信号４１２とフィードバック信号４４４との間の振幅誤差を表す。別の実施形態では、第１の誤差信号４５２／第２の誤差信号４５６は、入力信号４１２とフィードバック信号４４４との間の位相誤差を表す。
【０１０４】
一実施形態では、安定化モジュール４００は、３つのアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４６０を含む。Ａ／Ｄ変換器は、入力信号４１２を表す第１の信号４６４、第１の誤差信号４５２、および第２の誤差信号４５６のデジタル化表現をプロセッサ４０８に入力する。プロセッサ４０８は、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４６８に出力される制御信号を生成するために信号処理を行う。一実施形態では、プロセッサ４０８は、第１の制御モジュール３０４、第２の制御モジュール３０８、および較正モジュール３６０を含む。一実施形態では、プロセッサは、開ループ制御ルーチンを実装するように第１の制御モジュール３０４を実行する。別の実施形態では、プロセッサは、閉ループ制御ルーチンを実装するように第２の制御モジュール３０８を実行する。さらに別の実施形態では、Ａ／Ｄ変換器４６０、プロセッサ４０８、およびＤ／Ａ変換器４６８を含む、デジタル制御システムは、アナログ制御システムによって完全に置換される。代替として、デジタル制御システムは、アナログ制御システムによって部分的にのみ置換される。
【０１０５】
一実施形態では、プロセッサ４０８が開ループ制御ルーチンを実装するときに、第１の制御モジュール３０４は、入力信号４１２の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第１の信号４７２、および入力信号４１２の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号４７６を生成する。別の実施形態では、プロセッサが閉ループ制御ルーチンを実装するときに、第２の制御モジュール３０８は、入力信号４１２の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第１の信号４７２、および入力信号４１２の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号４７６を生成する。一実施形態では、入力信号４１２の第１の特性は、入力信号４１２の振幅であり、入力信号４１２の第２の特性は、入力信号４１２の位相である。
【０１０６】
一実施形態では、Ｄ／Ａ変換器４６８は、信号４７２および４７６のアナログ表現をコントローラ４３２および４３６にそれぞれ入力する。一実施形態では、第１のコントローラ４３２は、入力信号の振幅を修正し、それにより、増幅器４０４の振幅非線形性を最小化するために、第１の信号４７２のアナログ表現を使用する。別の実施形態では、第２のコントローラ４３６は、入力信号の位相を修正し、それにより、増幅器４０４の位相非線形性を最小化するために、第２の信号４７６のアナログ表現を使用する。上記で説明されるように、次いで、修正された入力信号４４０は、増幅器４０４に提供される。
【０１０７】
図９Ａは、ＭＲＩパワー送達システム（ＲＦ伝送連鎖／経路）９１０を安定させるための安定化モジュール９００を図示する。概して、安定化モジュール９００は、増幅器４０４（図４）のＲＦ出力結合器（順方向ポート）からのフィードバックループを、ＭＲＩシステム磁気孔９２０からのＲＦ信号のサンプルへ移動させる。ＭＲＩパワー送達システム９１０は、増幅器４０４、種々の本数のＲＦケーブル９１２、伝送／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ９１４、監視結合器９１６、およびＭＲＩシステム磁気孔９２０を含むが、それらに限定されない。磁気孔９２０は、複数の主要または本体ＲＦコイル９２２を含む。
【０１０８】
ある増幅器システムでは、増幅器の出力ポートに進入し得る信号（例えば、高パワー信号）から増幅器を隔離（または保護）するために、増幅器の出力ポートにおいてアイソレータ（例えば、ＲＦアイソレータ）を含むことが有益である。この実施形態では、増幅器４０４は、増幅器モジュール９０４と、増幅器モジュール９０４の動作を制御するためのシステムコントローラ９０８とを含む。増幅器モジュール９０４の出力は、アイソレータモジュール９１２に提供される。アイソレータモジュール９１２の出力は、ＲＦ出力結合器９１６（例えば、ＲＦストリップラインＲＦ結合器）に提供される。ＲＦ出力結合器の１つの出力は、ＲＦ出力信号９２０である。ＲＦ出力信号９２０は、ＲＦケーブル９１２を介して伝送／受信スイッチ９１４に提供される。アイソレータが増幅器システムの制御ループ内に位置するため、増幅器システムの動作は、アイソレータの様々な動作特質の効果に対処する。
【０１０９】
一実施形態では、安定化モジュール９００は、プロセッサ４０８、結合器４１８、誤差増幅器４２４、第１および第２のコントローラ４３２、４３６、Ａ／Ｄ変換器４６０、Ｄ／Ａ変換器４６８、レベルおよび位相セット、およびピックアップコイルまたはアンテナ９３２を通して磁気孔９２０の中の電磁場強度を感知するＲＦハイブリッド統合器９３０を含むが、それらに限定されない。磁気孔９２０内に、またはそれにごく接近して位置する、１つから複数のピックアップコイルまたはアンテナ９３２があり得ることを理解されたい。ＲＦハイブリッド統合器９３０、４４８へのその接続、および磁気孔９２０の中の関連ピックアップコイル９３２の配置は、システム９００が、ＲＦ伝送経路９１０の中の構成要素の全てにおける利得および位相誤差をリアルタイムで補正することを可能にする。これらの誤差は、温度、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）、患者サイズ、機械的移動、および電気的非線形性によって引き起こされ得るが、それらに限定されず、それらの全てがＲＦ経路を経時的に変化させ得る。
【０１１０】
示された例示的実施形態では、ＭＲＩパワー送達システム９１０と電気的に連絡している安定化モジュール９００は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを含む。ソフトウェアは、プロセッサ４０８上で作動する。
【０１１１】
図４の安定化モジュール４００のように、安定化モジュール９００は、外部源（例えば、信号発生器）から、事前増幅器４１６において入力信号４１２を受信する。一実施形態では、入力信号４１２は、パルスＲＦ入力信号である。次いで、方向性結合器４１８が、事前増幅された入力信号４１２をサンプリングする。第１のサンプル４２０が誤差増幅器４２４に入力される一方で、第２のサンプル４２８は第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６に入力される。いくつかの実施形態では、安定化モジュールは、誤差増幅器４２４を含まないが、代わりに、誤差増幅器の機能性は、例えば、復調機能（例えば、ログ機能または分割演算）を有するソフトウェアで実装される。一実施形態では、第１のコントローラ４３２は、入力信号４１２の振幅を修正するために使用される、利得コントローラである。別の実施形態では、第２のコントローラ４３６は、入力信号４１２の位相を修正するために使用される、移相器である。以下で説明されるように、修正された入力信号４４０は、第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６によって出力され、増幅器４０４に入力される。
【０１１２】
一実施形態では、増幅器４０４は、ＭＲＩパワー送達システム９１０において使用される。ＲＦハイブリッド結合器９３０の出力信号４４８を表すフィードバック信号４４４も、誤差増幅器４２４に入力される。一実施形態では、誤差増幅器４２４は、第１のサンプル４２０およびフィードバック信号４４４を増幅するための対数中間周波数（ＬＯＧ  ＩＦ）増幅器４２６を含む。誤差増幅器４２４は、第１の誤差信号４５２および第２の誤差信号４５６を生成する。第１の誤差信号４５２／第２の誤差信号４５６は、一実施形態では、入力信号４１２とフィードバック信号４４４との間の振幅誤差を表す。別の実施形態では、第１の誤差信号４５２／第２の誤差信号４５６は、入力信号４１２とフィードバック信号４４４との間の位相誤差を表す。
【０１１３】
一実施形態では、安定化モジュール９００は、３つのアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４６０を含む。Ａ／Ｄ変換器４６０は、入力信号４１２を表す第１の信号４６４、第１の誤差信号４５２、および第２の誤差信号４５６のデジタル化表現をプロセッサ４０８に入力する。プロセッサ４０８は、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４６８に出力される制御信号を生成するように、信号処理を行う。一実施形態では、プロセッサ４０８は、図３に示されるように、第２の制御モジュール３０８および較正モジュール３６０を利用する。一実施形態では、プロセッサ４０８は、閉ループ制御ルーチンを実装するように第２の制御モジュール３０８を実行する。さらに別の実施形態では、Ａ／Ｄ変換器４６０、プロセッサ４０８、およびＤ／Ａ変換器４６８を含む、デジタル制御システムは、アナログ制御システムによって完全に置換される。代替として、デジタル制御システムは、アナログ制御システムによって部分的にのみ置換される。
【０１１４】
一実施形態では、プロセッサ４０８が開および閉ループ制御ルーチンを実装するときに、第２の制御モジュール３０８は、入力信号４１２の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第１の信号４７２、および入力信号４１２の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号４７６を生成する。一実施形態では、入力信号４１２の第１の特性は、入力信号４１２の振幅であり、入力信号４１２の第２の特性は、入力信号４１２の位相である。
【０１１５】
図１０は、本発明の例示的実施形態による、増幅器４０４を安定させるための安定化モジュール４００を図示する。示された例示的実施形態では、増幅器４０４と電気的に連絡している安定化モジュール４００は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを含む。ソフトウェアは、制御モジュール１００４の中に位置するプロセッサ上で作動する。
【０１１６】
安定化モジュール４００は、外部源（例えば、パワー供給源）から、事前増幅器４１６において入力信号４１２を受信する。一実施形態では、入力信号４１２は、パルスＲＦ入力信号である。次いで、方向性結合器４１８が、事前増幅された入力信号４１２をサンプリングする。第１のサンプル４２０が誤差増幅器４２４に入力される一方で、第２のサンプル４２８は第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６に入力される。一実施形態では、第１のコントローラ４３２は、入力信号４１２の振幅を修正するために使用される利得コントローラである。別の実施形態では、第２のコントローラ４３６は、入力信号４１２の位相を修正するために使用される移相器である。以下で説明されるように、修正された入力信号４４０は、第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６によって出力され、増幅器４０４に入力される。
【０１１７】
この実施形態では、増幅器４０４は、増幅器モジュール１００４と、増幅器モジュール１００４の動作を制御するためのシステムコントローラ１００８とを含む。増幅器モジュール１００４の出力は、第１のＲＦ出力結合器１０１２に提供される。ＲＦ出力結合器１０１２の出力は、アイソレータモジュール１０１６の入力に提供される。ＲＦ出力結合器１０１２の第２の出力は、システムコントローラ１０３２への入力である、信号４４８である。アイソレータモジュール１０１６の出力は、第２のＲＦ出力結合器１０２０（例えば、ＲＦストリップラインＲＦ結合器）に提供される。ＲＦ出力結合器の１つの出力はＲＦ出力信号である。一実施形態では、ＲＦ出力信号１０２４は、ＲＦケーブルを介して伝送／受信スイッチに提供される（例えば、図７Ｂの伝送／受信スイッチ９１４）。ＲＦ出力結合器１０２０の第２の出力は、システムコントローラ１０３２への入力である、信号１０２８である。アイソレータ１０１６が増幅器システムの制御ループ内に位置するため、増幅器システムの動作は、アイソレータの様々な動作特質の効果に対処する。
【０１１８】
フィードバック信号４４８および１０２８は、システムコントローラ１００４に入力される。一実施形態では、システムコントローラ１０３２は、第１のサンプルおよびフィードバック信号を差分するための誤差増幅器を含む。いくつかの実施形態では、誤差増幅器は、ハードウェア内に実装され、第１のサンプル４２０ならびにフィードバック信号４４８および１０２８を増幅するための対数中間周波数（ＬＯＧ  ＩＦ）増幅器を含む。代替として、他の実施形態では、誤差増幅器は、ログ機能または分割演算等の復調機能を有するソフトウェアで実装される。システムコントローラ１００４は、信号をコントローラ４３２および４３６に提供する。一実施形態では、第１のコントローラ４３２は、入力信号の振幅を修正し、増幅器４０４の振幅非線形性を最小化する。第２のコントローラ４３６は、入力信号の位相を修正し、増幅器４０４の位相非線形性を最小化する。上記で説明されるように、次いで、修正された入力信号４４０は、増幅器４０４に提供される。
【０１１９】
図１１Ａは、ＭＲＩパワー送達システム（ＲＦ伝送連鎖／経路）９１０を安定させるための安定化モジュール９００を図示する。概して、安定化モジュール９００は、増幅器４０４（図４）のＲＦ出力結合器（順方向ポート）からのフィードバックを、ＭＲＩシステム磁気孔９２０からのＲＦ信号のサンプルへ移動させる。ＭＲＩパワー送達システム９１０は、増幅器４０４、種々の本数のＲＦケーブル９１２、伝送／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ９１４、監視結合器９１６、およびＭＲＩシステム磁気孔９２０を含むが、それらに限定されない。磁気孔９２０は、複数の主要または本体ＲＦコイル９２２を含む。一実施形態では、安定化モジュール９００は、プロセッサ４０８、結合器４１８、誤差増幅器１１００、第１および第２のコントローラ４３２、４３６、Ｄ／Ａ変換器４６８、レベルおよび位相セットモジュール１１５０および１１５４、およびピックアップコイルまたはアンテナ９３２を通して磁気孔９２０の中の電磁場強度を感知するＲＦハイブリッド統合器９３０を含むが、それらに限定されない。磁気孔９２０内に、またはそれにごく接近して位置する、１つから複数のピックアップコイルまたはアンテナ９３２があり得ることを理解されたい。ＲＦハイブリッド統合器９３０、４４８へのその接続、および磁気孔９２０の中の関連ピックアップコイル９３２の配置は、システム９００が、ＲＦ伝送経路９１０の中の構成要素の全てにおける利得および位相誤差をリアルタイムで補正することを可能にする。これらの誤差は、温度、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）、患者サイズ、機械的移動、および電気的非線形性によって引き起こされ得るが、それらに限定されず、それらの全てがＲＦ経路を経時的に変化させ得る。
【０１２０】
示された例示的実施形態では、ＭＲＩパワー送達システム９１０と電気的に連絡している安定化モジュール９００は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを含む。ソフトウェアは、プロセッサ４０８上で作動する。
【０１２１】
図４の安定化モジュール４００のように、安定化モジュール９００は、外部源（例えば、信号発生器）から、事前増幅器４１６において入力信号４１２を受信する。一実施形態では、入力信号４１２は、パルスＲＦ入力信号である。次いで、方向性結合器４１８が、事前増幅された入力信号４１２をサンプリングする。第１のサンプル４２０が誤差増幅器１１００に入力される一方で、第２のサンプル４２８は第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６に入力される。一実施形態では、第１のコントローラ４３２は、入力信号４１２の振幅を修正するために使用される、利得コントローラである。別の実施形態では、第２のコントローラ４３６は、入力信号４１２の位相を修正するために使用される、移相器である。以下で説明されるように、修正された入力信号４４０は、第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６によって出力され、増幅器４０４に入力される。
【０１２２】
一実施形態では、増幅器４０４は、ＭＲＩパワー送達システム９１０で使用される。ＲＦハイブリッド結合器９３０の出力信号４４８を表すフィードバック信号４４４も、誤差増幅器１１００に入力される。レベルセットＦモジュール１１５０および位相セットモジュール１１５４は、最初に、ＭＲＩコイルからのフィードバック信号の利得および位相を調整するために使用される。いくつかの実施形態では、調整は、操作者によって手動で行われる。調整はまた、ループ誤差を積分し、誤差信号を所望の動作範囲内の中央に保つために制御ループ（例えば、低帯域幅ループ）を使用することによっても行うことができる。この実施形態では、誤差増幅器１１００は、ソフトウェアで定義された受信機を使用して実装される。誤差増幅器１１００は、方向性結合器４１８で測定されるＲＦ参照信号４２０を受信する。参照信号４２０は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１１０４を使用して処理され、変換ブロック１１０８に提供される。変換ブロック１１０８は、（例えば、ヒルベルト変換、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、離散フーリエ変換（ＤＴ）、または別の好適な変換方法を使用して）参照信号４２０を変換し、誤差増幅器１１００に提供されたデータ流（例えば、直列または並列）からＩ／Ｑデータを得る。次いで、増幅器１１００は、参照信号４２０の振幅（ＲＦ参照振幅１１２０）および位相を計算する。誤差増幅器１１００はまた、ＲＦフィードバック信号４４４も受信する。ＲＦフィードバック信号４４４は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１１０４を使用して処理され、変換ブロック１１０８に提供される。変換ブロック１１０８は、（例えば、ヒルベルト変換、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、離散フーリエ変換（ＤＴ）、または別の好適な変換方法を使用して）ＲＦフィードバック信号４４４を変換し、誤差増幅器１１００に提供されたデータ流からＩ／Ｑデータを得る。Ｉ／Ｑデータは、正弦波の振幅（Ｉ）および位相（Ｑ）の変化である。次いで、増幅器１１００は、ＲＦフィードバック信号４４４の振幅および位相を計算する。
【０１２３】
誤差増幅器１１００は、参照信号４２０とＲＦフィードバック信号４４４の振幅との間の差異を算出することによって、利得誤差１１１２を計算する。誤差増幅器１１００は、参照信号４２０とＲＦフィードバック信号４４４の位相との間の差異を算出することによって、位相誤差１１１６を計算する。利得誤差１１１２、位相誤差１１１６、およびＲＦ参照振幅１１２０は、プロセッサ４０８に提供される。
【０１２４】
プロセッサ４０８は、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４６８に出力される制御信号を生成するために信号処理を行う。一実施形態では、プロセッサ４０８は、第２の制御モジュール３０８および較正モジュール３６０を利用する（図３に示されるように）。
一実施形態では、プロセッサ４０８は、閉ループ制御ルーチンを実装するように第２の制御モジュール３０８を実行する。
【０１２５】
一実施形態では、プロセッサ４０８が開および閉ループ制御ルーチンを実装するときに、第２の制御モジュール３０８（図３）は、入力信号４１２の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第１の信号４７２、および入力信号４１２の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号４７６を生成する。一実施形態では、入力信号４１２の第１の特性は、入力信号４１２の振幅であり、入力信号４１２の第２の特性は、入力信号４１２の位相である。
【０１２６】
図１１Ｂは、ＭＲＩパワー送達システム（ＲＦ伝送連鎖／経路）９１０を安定させるための安定化モジュール９００’の別の実施形態を図示する。概して、安定化モジュール９００’は、１次ループ用の誤差増幅器１１００へと合計される、付加的または２次フィードバックループを追加し、ＭＲＩパワー送達システム（ＲＦ伝送連鎖／経路）９１０のＲＦ経路における損失／偏移を補う、１次ループにおける「バイアス」を引き起こす。ＭＲＩパワー送達システム９１０は、増幅器４０４、種々の本数のＲＦケーブル９１２、伝送／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ９１４、監視結合器９１６、およびＭＲＩシステム磁気孔９２０を含むが、それらに限定されない。磁気孔９２０は、複数の主要または本体ＲＦコイル９２２を含む。一実施形態では、安定化モジュール９００’は、プロセッサ４０８、結合器４１８、第１および第２の誤差増幅器１１００、１１００’、第１および第２のコントローラ４３２、４３６、レベルおよび位相セットモジュール１１５０および１１５４、およびピックアップコイルまたはアンテナ９３２を通して磁気孔９２０の中の電磁場強度を感知するＲＦハイブリッド統合器９３０を含むが、それらに限定されない。磁気孔９２０内に、またはそれにごく接近して位置する、１つから複数のピックアップコイルまたはアンテナ９３２があり得ることを理解されたい。ＲＦハイブリッド統合器９３０、および磁気孔９２０の中の関連ピックアップコイル９３２の配置は、システム９００’が、ＲＦ伝送経路９１０の中の構成要素の全てにおける利得および位相誤差をリアルタイムで補正することを可能にする。これらの誤差は、温度、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）、患者サイズ、機械的移動、および電気的非線形性によって引き起こされ得るが、それらに限定されず、それらの全てがＲＦ経路を経時的に変化させ得る。
【０１２７】
示された例示的実施形態では、ＭＲＩパワー送達システム９１０と電気的に連絡している安定化モジュール９００’は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを含む。ソフトウェアは、プロセッサ４０８上で作動する。
【０１２８】
図４の安定化モジュール４００のように、安定化モジュール９００’は、外部源（例えば、信号発生器）から、事前増幅器４１６において入力信号４１２を受信する。一実施形態では、入力信号４１２は、パルスＲＦ入力信号である。次いで、方向性結合器４１８が、事前増幅された入力信号４１２をサンプリングする。第１のサンプル４２０が誤差増幅器１１００に入力される一方で、第２のサンプル４２８は第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６に入力される。一実施形態では、第１のコントローラ４３２は、入力信号４１２の振幅を修正するために使用される、利得コントローラである。別の実施形態では、第２のコントローラ４３６は、入力信号４１２の位相を修正するために使用される、移相器である。以下で説明されるように、修正された入力信号４４０は、第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６によって出力され、増幅器４０４に入力される。
【０１２９】
一実施形態では、増幅器４０４は、ＭＲＩパワー送達システム９１０で使用される。増幅器４０４の出力信号４４８を表すフィードバック信号４４４も、誤差増幅器１１００に入力される。レベルセットＦモジュール１１５０および位相セットモジュール１１５４は、最初に、ＭＲＩコイルからのフィードバック信号の利得および位相を調整するために使用される。いくつかの実施形態では、調整は、操作者によって手動で行われる。調整はまた、ループ誤差を積分し、所望の動作範囲内で誤差信号を中心に保つために制御ループ（例えば、低帯域幅ループ）を使用することによっても行うことができる。入力信号４２０、また９３６、およびＲＦハイブリッド結合器９３０を表す出力信号９３４が、第２の誤差増幅器１１００’に入力される。出力信号１１３０および１１３４は、プロセッサ４０８内の１次ループ用の誤差増幅器１１００へと合計される。この実施形態では、誤差増幅器１１００（図１１Ｃ）は、ソフトウェアで定義された受信機を使用して実装される。誤差増幅器１１００は、方向性結合器４１８で測定されるＲＦ参照信号４２０を受信する。参照信号４２０は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１１０４を使用して処理され、変換ブロック１１０８に提供される。変換ブロック１１０８は、（例えば、ヒルベルト変換、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、離散フーリエ変換（ＤＴ）、または別の好適な変換方法を使用して）参照信号４２０を変換し、誤差増幅器１１００に提供されたデータ流（例えば、直列または並列）からＩ／Ｑデータを得る。次いで、増幅器１１００は、参照信号４２０の振幅（ＲＦ参照振幅１１２０）および位相を計算する。誤差増幅器１１００はまた、ＲＦフィードバック信号４４４も受信する。ＲＦフィードバック信号４４４は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１１０４を使用して処理され、変換ブロック１１０８に提供される。変換ブロック１１０８は、（例えば、ヒルベルト変換、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、離散フーリエ変換（ＤＴ）、または別の好適な変換方法を使用して）ＲＦフィードバック信号４４４を変換し、誤差増幅器１１００に提供されたデータ流からＩ／Ｑデータを得る。次いで、増幅器１１００は、ＲＦフィードバック信号４４４の振幅および位相を計算する。
【０１３０】
誤差増幅器１１００は、参照信号４２０とＲＦフィードバック信号４４４の振幅との間の差異を算出することによって、利得誤差１１１２を計算する。誤差増幅器１１００は、参照信号４２０とＲＦフィードバック信号４４４の位相との間の差異を算出することによって、位相誤差１１１６を計算する。利得誤差１１１２、位相誤差１１１６、およびＲＦ参照振幅１１２０は、プロセッサ４０８に提供される。
【０１３１】
この実施形態では、誤差増幅器１１００’（図１１Ｄ）は、ソフトウェアで定義された受信機を使用して実装される。入力信号４２０、また９３６、およびＲＦハイブリッド結合器９３０を表す出力信号９３４が、第２の誤差増幅器１１００’に入力される。入力信号９３６は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１１０４を使用して処理され、変換ブロック１１０８に提供される。変換ブロック１１０８は、（例えば、ヒルベルト変換、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、離散フーリエ変換（ＤＴ）、または別の好適な変換方法を使用して）入力信号９３６を変換し、誤差増幅器１１００’に提供されたデータ流（例えば、直列または並列）からＩ／Ｑデータを得る。次いで、増幅器１１００’は、入力信号９３６の振幅および位相を計算する。誤差増幅器１１００’はまた、ＲＦハイブリッド結合器９３０を表す出力信号９３４も受信する。出力信号９３４は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１１０４を使用して処理され、変換ブロック１１０８に提供される。変換ブロック１１０８は、（例えば、ヒルベルト変換、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、離散フーリエ変換（ＤＴ）、または別の好適な変換方法を使用して）出力信号９３４を変換し、誤差増幅器１１００’に提供されたデータ流からＩ／Ｑデータを得る。次いで、増幅器１１００’は、ＲＦフィードバック信号４４４の振幅および位相を計算する。
【０１３２】
誤差増幅器１１００’は、出力信号９３４と入力信号９３６の振幅との間の差異を算出することによって、利得誤差１１３０を計算する。誤差増幅器１１００’は、出力信号９３４と入力信号９３６の位相との間の差異を算出することによって、位相誤差１１３４を計算する。利得誤差１１３０および位相誤差１１３４は、プロセッサ４０８に提供される。
【０１３３】
プロセッサ４０８は、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４６８に出力される制御信号を生成するために信号処理を行う。一実施形態では、プロセッサ４０８は、図３に示されるように、第２の制御モジュール３０８および較正モジュール３６０を利用する。一実施形態では、プロセッサ４０８は、閉ループ制御ルーチンを実装するように第２の制御モジュール３０８を実行する。
【０１３４】
一実施形態では、プロセッサ４０８が開および閉ループ制御ルーチンを実装するときに、第２の制御モジュール３０８は、入力信号４１２の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第１の信号４７２、および入力信号４１２の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号４７６を生成する。一実施形態では、入力信号４１２の第１の特性は、入力信号４１２の振幅であり、入力信号４１２の第２の特性は、入力信号４１２の位相である。
【０１３５】
図１２は、本発明の例示的実施形態による、増幅器４０４を安定させるための安定化モジュール４００を図示する。示された例示的実施形態では、増幅器４０４と電気的に連絡している安定化モジュール４００は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを含む。ソフトウェアは、プロセッサ４０８上で作動する。
【０１３６】
安定化モジュール４００は、外部源（例えば、パワー供給源）から、事前増幅器４１６において入力信号４１２を受信する。一実施形態では、入力信号４１２は、パルスＲＦ入力信号である。次いで、方向性結合器４１８が、事前増幅された入力信号４１２をサンプリングする。第１のサンプル４２０が誤差増幅器１１００に入力される一方で、第２のサンプル４２８は第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６に入力される。いくつかの実施形態では、安定化モジュールは、誤差増幅器１１００を含まないが、代わりに、誤差増幅器の機能性は、例えば、復調機能（例えば、ログ機能または分割演算）を有するソフトウェアで実装される。
【０１３７】
一実施形態では、第１のコントローラ４３２は、入力信号４１２の振幅を修正するために使用される、利得コントローラである。別の実施形態では、第２のコントローラ４３６は、入力信号４１２の位相を修正するために使用される、移相器である。以下で説明されるように、修正された入力信号４４０は、第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６によって出力され、増幅器４０４に入力される。
【０１３８】
ある増幅器システムでは、増幅器の出力ポートに進入してもよい信号（例えば、高パワー信号）から増幅器を隔離（または保護）するように、増幅器の出力ポートにおいてアイソレータ（例えば、ＲＦアイソレータ）を含むことが有益である。例えば、マルチチャネル増幅器システムでは、１つの増幅器システムによって作成される電磁エネルギーは、望ましくないが、第２の増幅器システムの出力ポートに方向付けられてもよい。第１の増幅器システムからの電磁エネルギーは、第２の増幅器システムにおいて動作誤差を生じることが可能であり、または場合によっては、第２の増幅器システムを損なう。したがって、場合によっては、増幅器を保護するように、アイソレータが増幅器システムの出力ポートに配置される。典型的なＲＦアイソレータは、入力ポート、出力ポート、および負荷ポートを有する３ポートデバイスである。ＲＦ流の通常の方向は、入力ポートの中へ入り、アイソレータを通り、出力ポートから出る。出力ポートに進入する任意のＲＦ信号は、アイソレータを通して負荷ポートへ方向付けられ、そこで擬似負荷における熱として放散される。
【０１３９】
アイソレータ動作特質は、動作中および使用間で変化する。したがって、増幅器システムの出力上にアイソレータを配置することにより、増幅器システムが一貫して動作しにくくなる。場合によっては、操作者は、アイソレータ動作特質で経験される変動の効果を低減するために、大型で高価なアイソレータを使用する。したがって、本発明のいくつかの目的は、増幅器システムの出力の後に設置されたアイソレータのＲＦ利得経路を安定させ、増幅器の後に設置されたアイソレータのＲＦ位相経路を安定させ、所望のレベルの性能を生成するために必要とされるアイソレータの物理的サイズを縮小することである。
【０１４０】
この実施形態では、増幅器４０４は、増幅器モジュール８０４と、増幅器モジュール８０４の動作を制御するためのシステムコントローラ８０８とを含む。増幅器モジュール８０４の出力は、アイソレータモジュール８１２に提供される。アイソレータモジュール８１２の出力は、ＲＦ出力結合器８１６（例えば、ＲＦストリップラインＲＦ結合器）に提供される。ＲＦ出力結合器の１つの出力は、ＲＦ出力信号８２０である。一実施形態では、ＲＦ出力信号８２０は、ＲＦケーブルを介して伝送／受信スイッチに提供される（例えば、図７Ｂの伝送／受信スイッチ９１４）。ＲＦ出力結合器８１６の第２の出力は、誤差増幅器１１００への入力である、信号４４８である。アイソレータが増幅器システムの制御ループ内に位置するため、増幅器システムの動作は、アイソレータの様々な動作特質の効果に対処する。本発明者らによって使用された例示的アイソレータは、ＵＴＥ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ（Ａｓｂｕｒｙ，ＮＪ）のＣＴ−１７８３−Ｓ型アイソレータおよびＣＴ−１７８２−Ｎ型アイソレータである。
【０１４１】
単一の方向性結合器の基本構成は、結合器の動作の中心周波数と一致する、４分の１波長の長さにわたる２つの並列伝送線を例示する。主線および２次線は、デバイスの結合係数を決定する、計算された物理的距離によって分離される。線が相互と物理的に近いほど、より多くのパワーが２次線上で導入される（したがって、結合器によって多く出力される）。結合という用語は、入力パワーのどれだけ多くが結合ポートにサンプリングされるかを表し、放射パワーおよび順パワーの比の１０倍として定義される（Ｃ＝１０ｌｏｇ１０（Ｐｆ／Ｐｉ））。実線で見られる典型的な結合値は、３、６、１０、２０、３０、４０、および５０ｄＢであるが、実際には、任意の結合値が適正な設計を通して得られてもよい。本発明者らによって使用された例示的ＲＦ出力結合器は、６０ｄＢの結合係数を有するストリップライン結合器である。いくつかの実施形態では、出力結合器は、４分の１波長結合器または短縮結合器（例えば、４分の１未満）である。いくつかの実施形態では、出力結合器は、磁気または集中素子設計出力結合器である。
【０１４２】
一実施形態では、増幅器４０４は、パルスＲＦ増幅器である。別の実施形態では、増幅器４０４は、ＭＲＩシステムで使用される。この実施形態では、誤差増幅器１１００は、ソフトウェアで定義された受信機を使用して実装される。誤差増幅器１１００は、方向性結合器４１８で測定されるＲＦ参照信号４２０を受信する。参照信号４２０は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１１０４を使用して処理され、変換ブロック１１０８に提供される。変換ブロック１１０８は、（例えば、ヒルベルト変換、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、離散フーリエ変換（ＤＴ）、または別の好適な変換方法を使用して）参照信号４２０を変換し、誤差増幅器１１００に提供されたデータ流（例えば、直列または並列）からＩ／Ｑデータを得る。次いで、増幅器１１００は、参照信号４２０の振幅（ＲＦ参照振幅１１２０）および位相を計算する。誤差増幅器１１００はまた、ＲＦフィードバック信号４４４も受信する。増幅器４０４の出力信号４４８のフィードバック信号４４４も、誤差増幅器１１００に入力される。レベルセットＦモジュール１１５０および位相セットモジュール１１５４は、最初に、ＭＲＩコイルからのフィードバック信号の利得および位相を調整するために使用される。いくつかの実施形態では、調整は、操作者によって手動で行われる。調整はまた、ループ誤差を積分し、所望の動作範囲内で誤差信号を中心に保つために制御ループ（例えば、低帯域幅ループ）を使用することによっても行うことができる。ＲＦフィードバック信号４４４は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１１０４を使用して処理され、変換ブロック１１０８に提供される。変換ブロック１１０８は、（例えば、ヒルベルト変換、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、離散フーリエ変換（ＤＴ）、または別の好適な変換方法を使用して）ＲＦフィードバック信号４４４を変換し、誤差増幅器１１００に提供されたデータ流からＩ／Ｑデータを得る。次いで、増幅器１１００は、ＲＦフィードバック信号４４４の振幅および位相を計算する。
【０１４３】
誤差増幅器１１００は、参照信号４２０とＲＦフィードバック信号４４４の振幅との間の差異を算出することによって、利得誤差１１１２を計算する。誤差増幅器１１００は、参照信号４２０とＲＦフィードバック信号４４４の位相との間の差異を算出することによって、位相誤差１１１６を計算する。利得誤差１１１２、位相誤差１１１６、およびＲＦ参照振幅１１２０は、プロセッサ４０８に提供される。
【０１４４】
プロセッサ４０８は、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４６８に出力される制御信号を生成するように、信号処理を行う。一実施形態では、プロセッサ４０８は、第１の制御モジュール３０４、第２の制御モジュール３０８および較正モジュール３６０を含む。
一実施形態では、プロセッサは、開ループ制御ルーチンを実装するように第１の制御モジュール３０４を実行する。別の実施形態では、プロセッサは、閉ループ制御ルーチンを実装するように第２の制御モジュール３０８を実行する。さらに別の実施形態では、プロセッサ４０８、およびＤ／Ａ変換器４６８を含む、デジタル制御システムは、アナログ制御システムによって完全に置換される。代替として、デジタル制御システムは、アナログ制御システムによって部分的にのみ置換される。
【０１４５】
一実施形態では、プロセッサ４０８が開ループ制御ルーチンを実装するときに、第１の制御モジュール３０４は、入力信号４１２の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第１の信号４７２、および入力信号４１２の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号４７６を生成する。別の実施形態では、プロセッサが閉ループ制御ルーチンを実装するときに、第２の制御モジュール３０８は、入力信号４１２の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第１の信号４７２、および入力信号４１２の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号４７６を生成する。一実施形態では、入力信号４１２の第１の特性は、入力信号４１２の振幅であり、入力信号４１２の第２の特性は、入力信号４１２の位相である。
【０１４６】
一実施形態では、Ｄ／Ａ変換器４６８は、信号４７２および４７６のアナログ表現をコントローラ４３２および４３６にそれぞれ入力する。一実施形態では、第１のコントローラ４３２は、入力信号の振幅を修正し、それにより、増幅器４０４の振幅非線形性を最小化するために、第１の信号４７２のアナログ表現を使用する。別の実施形態では、第２のコントローラ４３６は、入力信号の位相を修正し、それにより、増幅器４０４の位相非線形性を最小化するために、第２の信号４７６のアナログ表現を使用する。上記で説明されるように、次いで、修正された入力信号４４０は、増幅器４０４に提供される。
【０１４７】
図１３Ａは、ＭＲＩパワー送達システム（ＲＦ伝送連鎖／経路）９１０を安定させるための安定化モジュール９００を図示する。概して、安定化モジュール９００は、増幅器４０４（図４）のＲＦ出力結合器（順方向ポート）からのフィードバックを、ＭＲＩシステム磁気孔９２０からのＲＦ信号のサンプルへ移動させる。ＭＲＩパワー送達システム９１０は、増幅器４０４、種々の本数のＲＦケーブル９１２、伝送／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ９１４、監視結合器９１６、およびＭＲＩシステム磁気孔９２０を含むが、それらに限定されない。磁気孔９２０は、複数の主要または本体ＲＦコイル９２２を含む。
【０１４８】
ある増幅器システムでは、増幅器の出力ポートに進入し得る信号（例えば、高パワー信号）から増幅器を隔離（または保護）するために、増幅器の出力ポートにおいてアイソレータ（例えば、ＲＦアイソレータ）を含むことが有益である。この実施形態では、増幅器４０４は、増幅器モジュール９０４と、増幅器モジュール９０４の動作を制御するためのシステムコントローラ９０８とを含む。増幅器モジュール９０４の出力は、アイソレータモジュール９１２に提供される。アイソレータモジュール９１２の出力は、ＲＦ出力結合器９１６（例えば、ＲＦストリップラインＲＦ結合器）に提供される。ＲＦ出力結合器の１つの出力は、ＲＦ出力信号９２０である。ＲＦ出力信号９２０は、ＲＦケーブル９１２を介して伝送／受信スイッチ９１４に提供される。アイソレータが増幅器システムの制御ループ内に位置するため、増幅器システムの動作は、アイソレータの様々な動作特質の効果に対処する。
【０１４９】
一実施形態では、安定化モジュール９００は、プロセッサ４０８、結合器４１８、誤差増幅器１１００、第１および第２のコントローラ４３２、４３６、Ｄ／Ａ変換器４６８、レベルおよび位相セットモジュール（１１５０および１１５４）、およびピックアップコイルまたはアンテナ９３２を通して磁気孔９２０内の電磁場強度を感知するＲＦハイブリッド統合器９３０を含むが、それらに限定されない。磁気孔９２０内に、またはそれにごく接近して位置する、１つから複数のピックアップコイルまたはアンテナ９３２があり得ることを理解されたい。ＲＦハイブリッド統合器９３０、４４８へのその接続、および磁気孔９２０内での関連ピックアップコイル９３２の配置は、システム９００が、ＲＦ伝送経路９１０内の構成要素の全てにおける利得および位相誤差をリアルタイムで補正することを可能にする。これらの誤差は、温度、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）、患者サイズ、機械的移動、および電気的な非線形性によって引き起こされ得るが、それらに限定されず、それらの全てがＲＦ経路を経時的に変化させ得る。
【０１５０】
示された例示的実施形態では、ＭＲＩパワー送達システム９１０と電気的に連絡している安定化モジュール９００は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを含む。ソフトウェアは、プロセッサ４０８上で作動する。
【０１５１】
図４の安定化モジュール４００のように、安定化モジュール９００は、外部源（例えば、信号発生器）から、事前増幅器４１６において入力信号４１２を受信する。一実施形態では、入力信号４１２は、パルスＲＦ入力信号である。次いで、方向性結合器４１８が、事前増幅された入力信号４１２をサンプリングする。第１のサンプル４２０が誤差増幅器１１００に入力される一方で、第２のサンプル４２８は第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６に入力される。いくつかの実施形態では、安定化モジュールは、誤差増幅器１１００を含まないが、代わりに、誤差増幅器の機能は、例えば、復調機能（例えば、ログ機能または分割演算）を有するソフトウェアで実装される。一実施形態では、第１のコントローラ４３２は、入力信号４１２の振幅を修正するために使用される利得コントローラである。別の実施形態では、第２のコントローラ４３６は、入力信号４１２の位相を修正するために使用される移相器である。以下で説明されるように、修正された入力信号４４０は、第１のコントローラ４３２および第２のコントローラ４３６によって出力され、増幅器４０４に入力される。
【０１５２】
一実施形態では、増幅器４０４は、ＭＲＩパワー送達システム９１０において使用される。ＲＦハイブリッド結合器９３０の出力信号４４８を表すフィードバック信号４４４も、誤差増幅器４２４に入力される。この実施形態では、誤差増幅器１１００は、ソフトウェアで定義された受信機を使用して実装される。誤差増幅器１１００は、方向性結合器４１８内で測定されるＲＦ参照信号４２０を受信する。参照信号４２０は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１１０４を使用して処理され、変換ブロック１１０８に提供される。変換ブロック１１０８は、（例えば、ヒルベルト変換、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、離散フーリエ変換（ＤＴ）、または別の好適な変換方法を使用して）参照信号４２０を変換し、誤差増幅器１１００に提供されたデータ流（例えば、直列または並列）からＩ／Ｑデータを得る。次いで、増幅器１１００は、参照信号４２０の振幅（ＲＦ参照振幅１１２０）および位相を計算する。誤差増幅器１１００はまた、ＲＦフィードバック信号４４４も受信する。増幅器４０４の出力信号４４８を表すフィードバック信号４４４も、誤差増幅器１１００に入力される。レベルセットＦモジュール１１５０および位相セットモジュール１１５４は、最初に、ＭＲＩコイルからのフィードバック信号の利得および位相を調整するために使用される。いくつかの実施形態では、調整は、操作者によって手動で行われる。調整はまた、ループ誤差を積分し、誤差信号を所望の動作範囲内の中央に保つために制御ループ（例えば、低帯域幅ループ）を使用することによっても行うことができる。ＲＦフィードバック信号４４４は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１１０４を使用して処理され、変換ブロック１１０８に提供される。変換ブロック１１０８は、（例えば、ヒルベルト変換、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、離散フーリエ変換（ＤＴ）、または別の好適な変換方法を使用して）ＲＦフィードバック信号４４４を変換し、誤差増幅器１１００に提供されたデータ流からＩ／Ｑデータを得る。次いで、増幅器１１００は、ＲＦフィードバック信号４４４の振幅および位相を計算する。
【０１５３】
誤差増幅器１１００は、参照信号４２０とＲＦフィードバック信号４４４の振幅との間の差異を算出することによって、利得誤差１１１２を計算する。誤差増幅器１１００は、参照信号４２０とＲＦフィードバック信号４４４の位相との間の差異を算出することによって、位相誤差１１１６を計算する。利得誤差１１１２、位相誤差１１１６、およびＲＦ参照振幅１１２０は、プロセッサ４０８に提供される。
【０１５４】
一実施形態では、プロセッサ４０８が開および閉ループ制御ルーチンを実装するときに、第２の制御モジュール３０８は、入力信号４１２の第１の特性を修正するために使用されることが可能な第１の信号４７２、および入力信号４１２の第２の特性を修正するために使用されることが可能な第２の信号４７６を生成する。一実施形態では、入力信号４１２の第１の特性は、入力信号４１２の振幅であり、入力信号４１２の第２の特性は、入力信号４１２の位相である。
【０１５５】
本発明のある実施形態を上記で説明した。しかしながら、本発明はこれらの実施形態に限定されないが、むしろ、本明細書で明示的に説明されたことへの追加および修正も本発明の範囲内に含まれるという意向であることが明示的に留意される。また、本明細書で説明される種々の実施形態の特徴は、相互に排他的ではなく、たとえそのような組み合わせまたは順列が本明細書で明白にされていなくても、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の組み合わせおよび順列で存在できることを理解されたい。実際に、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書において説明されたことの変化例、修正、および他の実装が、当業者に想起されるであろう。そのようなものとして、本発明は、前述の例示的な説明のみによって定義されるものではない。
【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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【図７−１】
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【図７−２】
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【図７−３】
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【図７−４】
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【図８】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図１０】
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【図１１−１】
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【図１１−２】
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【図１１−３】
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【図１１−４】
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【図１１−５】
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【図１１−６】
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【図１２】
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【図１３−１】
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【図１３−２】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年10月4日(2011.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
いくつかの実施形態では、パワー送達システムは、増幅器モジュールと、ＲＦ出力結合器とを含み、ＲＦアイソレータは、増幅器モジュールの出力およびＲＦ出力結合器の入力に電気的に結合される。いくつかの実施形態では、ＲＦ出力結合器は、誤差増幅器に提供されるＲＦ信号を出力し、誤差増幅器は、プロセッサにＲＦ振幅および位相信号を出力し、プロセッサは、閉ループ制御ルーチンを実装する１つ以上の制御モジュールに制御信号を出力する。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
ＭＲＩパワー送達システムを安定化させる安定化モジュールであって、該モジュールは、
該ＭＲＩパワー送達システムの少なくとも１つのフィードバック信号を分析する閉ループ制御ルーチンを備える安定化モジュールであって、該ＭＲＩパワー送達システムは、ＲＦアイソレータを備える、安定化モジュールを備えており、
該安定化モジュールは、該閉ループ制御ルーチンを用いて入力信号の少なくとも１つの特性を修正し、該ＭＲＩパワー送達システムに該修正された入力信号を提供する、モジュール。
（項目２）
増幅器モジュールと、ＲＦ出力結合器とを備え、前記ＲＦアイソレータは、該増幅器モジュールの出力および該ＲＦ出力結合器の入力に電気的に結合される、項目１に記載の安定化モジュール。
（項目３）
前記ＲＦ出力結合器は、誤差増幅器に提供されるＲＦ信号を出力し、該誤差増幅器は、プロセッサにＲＦの振幅および位相の信号を出力し、該プロセッサは、前記閉ループ制御ルーチンを実装する１つ以上の制御モジュールに制御信号を出力する、項目２に記載の安定化モジュール。
（項目４）
ＭＲＩデバイスのためのパワー送達システムであって、
ＲＦアイソレータを備えるＭＲＩパワー送達システムと、
該ＭＲＩパワー送達システムの少なくとも１つのフィードバック信号を分析する閉ループ制御ルーチンを備える安定化モジュールとを備え、該安定化モジュールは、該閉ループ制御ルーチンを用いて入力信号の少なくとも１つの特性を修正し、該ＭＲＩパワー送達システムに該修正された入力信号を提供する、システム。
（項目５）
増幅器モジュールと、ＲＦ出力結合器とを備え、前記ＲＦアイソレータは、該増幅器モジュールの出力および該ＲＦ出力結合器の入力に電気的に結合される、項目４に記載のパワー送達システム。
（項目６）
前記ＲＦ出力結合器は、誤差増幅器に提供されるＲＦ信号を出力し、該誤差増幅器は、プロセッサにＲＦの振幅および位相の信号を出力し、該プロセッサは、前記閉ループ制御ルーチンを実装する１つ以上の制御モジュールに制御信号を出力する、項目５に記載のパワー送達システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲＩパワー送達システムを安定化させる安定化モジュールであって、該モジュールは、
該ＭＲＩパワー送達システムの少なくとも１つのフィードバック信号を分析する閉ループ制御ルーチンを備える安定化モジュールであって、該ＭＲＩパワー送達システムは、増幅器モジュールの出力およびＲＦ出力結合器の入力に電気的に結合されるＲＦアイソレータを備える、安定化モジュールを備えており、
該安定化モジュールは、該閉ループ制御ルーチンを用いて入力信号の少なくとも１つの特性を修正し、該ＭＲＩパワー送達システムに該修正された入力信号を提供する、モジュール。
【請求項２】
前記ＲＦ出力結合器は、誤差増幅器に提供されるＲＦ信号を出力し、該誤差増幅器は、プロセッサにＲＦの振幅および位相の信号を出力し、該プロセッサは、前記閉ループ制御ルーチンを実装する１つ以上の制御モジュールに制御信号を出力する、請求項１に記載の安定化モジュール。
【請求項３】
ＭＲＩデバイスのためのパワー送達システムであって、
ＲＦアイソレータを備えるＭＲＩパワー送達システムと、
該ＭＲＩパワー送達システムの少なくとも１つのフィードバック信号を分析する閉ループ制御ルーチンを備える安定化モジュールとを備え、該安定化モジュールは、該閉ループ制御ルーチンを用いて入力信号の少なくとも１つの特性を修正し、該ＭＲＩパワー送達システムに該修正された入力信号を提供する、システム。
【請求項４】
増幅器モジュールと、ＲＦ出力結合器とを備え、前記ＲＦアイソレータは、該増幅器モジュールの出力および該ＲＦ出力結合器の入力に電気的に結合される、請求項３に記載のパワー送達システム。
【請求項５】
前記ＲＦ出力結合器は、誤差増幅器に提供されるＲＦ信号を出力し、該誤差増幅器は、プロセッサにＲＦの振幅および位相の信号を出力し、該プロセッサは、前記閉ループ制御ルーチンを実装する１つ以上の制御モジュールに制御信号を出力する、請求項４に記載のパワー送達システム。
【国際調査報告】
2012516711.tif 000026
2012516711.tif 000027
2012516711.tif 000028