14.00 Mark van Helvoort

Integratie uitdagingen
van
Magnetic Resonance Imaging Systemen
-
Case St d
C Study
Mark van Helvoort
Philips Healthcare, Magnetic Resonance Imaging
May 25, 2010

Disclaimer

• Deze presentatie heeft tot doel discussie op te wekken en mag niet
p p g
gezien worden als een officiele uiting van het Philips beleid.

Philips Healthcare, Magnetic Resonance Imaging, Mark van Helvoort, May 25, 2010 2

Magnetic Resonance Imaging
g g g

• Wat willen onze klanten?

• Wat is daarvoor nodig?


Systeemontwikkeling – waterval-model
y g

1 a 2 jaar
‘Product proposal’ ‘Validation and transfer’

‘Definition’ ‘Verification’

‘Design & Implementation’


Early supplier involvement & Early integration
y pp y g

• Waterval-model (V-model)
( ) • Spiraalmodel
p
– Eenvoudig – Leercurve voor systeemhuis en
– Goede weergave systeem ‘rijpheid’ leverancier
– Vereist perfecte specificatie – Feitelijke gang van zaken op
– Lange tijd tussen specificatie en componentniveau
• Hoge innovatiegraad
integratie (test)
• Niet op voorhand kwantificieerbare
interacties

1 a 2 jaar

Feasibility Model
y
Functional Model
Prototype
PreProduction Model
Product Model


Case study: voeding voor RF spoelen
y g p

• Trend: vermogensvraag RF spoelen neemt toe
• P bl
Probleem: spanningszwaai over voedingskabel
i i di k b l

∆V = ∆I * R

RF spoel

Philips Healthcare, Magnetic Resonance Imaging, Mark van Helvoort, May 25, 2010

Vorige g
g generatie scanners

Techniekruimte

kast PS

tafel
magneet
Onderzoeksruimte RF spoel


Huidige g

Techniekruimte

kast

PS

tafel
magneet


Volgende g

Techniekruimte
PS

kast

PS

tafel
magneet


Volgende g

• Wensen/eisen vanuit Operatie
• H dh f h idi l
Handhaaf huidige leverancier(s)
i ( ) PS

• Voeding is geen core: black box
(Commericial Of The Shelf)
• Plaatsing op magneet

PS

tafel
magneet


Early Supplier Involvement –
y pp
Analyse huidige voeding
• Leverancier
• Levensduur van ventilatoren is beperkt
• Ventilatoren in MR toepassing slijten sneller dan gebruikelijk
• Hypothese Philips
• Ventilatoren slijten sneller in een magneetveld


Volgende g

• Wensen/eisen
• H dh f h idi l
Handhaaf huidige leveranciers
i PS

• Voeding is geen core: black box
(Commercial Of The Shelf)
• Plaatsing op magneet
• Integratie in tafel

PS
PS
tafel
magneet

PS


Volgende g

• Integratie in tafel
• B t k tafel-leverancier
Betrek t f l l i
• Volume beperking
• hogere vermogensdichtheid
• Schakelende voeding

PS
tafel
magneet

PS


Intermezzo - Magnetic Resonance Imaging
g g g

Z
NET MAGNETISATION
Y
X

Pulse sequence MR Response Contrast
B1: 27 uT B0: 1.5T 3.5 fT – 35 nT
Gradient: 80 mT/m


Intermezzo - Magnetic Resonance Imaging
g g g

Externe
storing

MR Response “Zipper” artefact
Zipper
3.5 fT – 35 nT
= ruis

Oude paradigma: geen schakelende elektronica in de onderzoeksruimte

Specificatie p
p probleem

• Kwantificatie toelaatbare emissieniveau
– Vertalen van MR Image Quality naar elektrische specificatie
– In-sourcing van Philips Apptech mensen en materiaal
– Nauwe samenwerking met IQ specialist
g p

• Specificatie: EM emissie 100 dB lager dan IEC eisen
Alleen mogelijk met extra afscherming

Volgende g
g generatie – ‘product p p
p proposal’

• Handhaaf huidige leveranciers
•I t
Integratie in tafel
ti i t f l
• EMC afscherming

PS
tafel
magneet

PS


‘Product Proposal’
p

• Handhaaf huidige leveranciers
“Proof of Principle”
p
•I t
Integratie in tafel
ti i t f l
→ eerste integratie
• EMC afscherming

Feasibility Model


‘Definition’ - Uitdagingen
g g

• Combineren ventilatoren van voeding en behuizing?
• Wi k de b h i i ontwerpen?
Wie kan d behuizing t ?
• Kan alumium voor de behuizing gebruikt worden?
• Wie kan de samengestelde voeding testen ?
• Kan het interfacebord geintegreerd worden in de samenstelling?


g g

• Wi k d b h i i ontwerpen?
Wie kan de behuizing t ?

• Ja!
• Commercial Of The Shelf
• Customized Of The Shelf


g g

• Wi k de samengestelde voeding ontwerpen?
Wie kan d t ld di t ?

• Geen van de partijen alleen
• Aanpak: co-development
co development
• Regie en EMC ontwerp in huis
• Insourcing mechanica design (Philips Apptech)
• Outsourcing mechanica engineering en modelbouw (Inno)


g g


• Aanpak
• Inno: aluminium of messing maakt geen verschil in ontwerp
• Bouw functioneel model met aluminium
• Outsourcing onderzoek naar metalurgische aspecten (Apptech)


g g


• Aanpak
• Standaard meetapparatuur is niet toereikend
• Verificatie en validatie door MR op systeemniveau
• Testen kale voeding door Astec in vastgelegde opstelling
(verhoogd reproduceerbaarheid)
• Procescontrole bij Inno


g g


• Ja
• Met passen en meten
• En 2 extra leveranciers


‘Definition’ - Resultaat

• Behuizing voldoet niet
• ASIC met beperkte functionaliteit
tb kt f ti lit it

Functional Model


‘Design & implementation’ - Uitdagingen
g p g g

•MMessing i
i i.p.v. aluminium
l i i
• Dichten van kieren en gaten
• Andere montage ventilatoren
• Aanpassen regelbereik voeding


‘Design & Implementation’ - Resultaat
g p

•MMessing i
i i.p.v. aluminium
l i i
• Dichten van kieren en gaten
• Andere montage ventilatoren
• Aanpassen regelbereik voeding

Prototype


‘Verification’

• Verschil tussen ‘instelbaar’ en ‘programmeerbaar’
•O
Opgelost met firmware-update in voeding
l t t fi d t i di
• Klaar voor serie-productie!

PreProduction Model


‘Transfer’

• Verwachte productie-looptijd: 4 jaar (typisch 7 jaar, varieert 1 .. 30 jaar)
•S i l
Service leveringen: 10 j
i jaar na l t t reguliere l
laatste li levering
i

• Onderhoudsperiode: 14 jaar

Product Model


En verder .. CSI

• Europees project: Central nervous Study Imaging
•PPrecompetitief
titi f
• Doel
• Miniaturisatie RF spoel electronica
• Nieuwe power architectuur

RF spoel

Research result: 90-element in a 96 channel system
R h lt 90 l ti h l t
[Wiggins, C. et al, ISMR13:671, 2005]
PS


En verder .. CSI

• Tussentijds resultaat Product
• ‘P i t of l d’ regeling i spoel
‘Point f load’ li in l
• Vereenvoudigde voeding Voorontwikkelmodel
• Verwachting slechts 1 a 2 iteraties
voor 2de generatie voeding


Conclusie

• Problemen
– Maken dekkende specificatie door systeemhuis lastig
– Interpreteren specificatie door leverancier vereist veel kennis
– V ll di t t d
Volledig testen door l
leverancier vaak niet mogelijk
i k i t lijk

• Oplossingen
– Early involvement & early integration
• Grote wijzigingen vroeg in het traject, later alleen kleine
– Combineer kennis van jezelf en toeleveranciers
– Goede communicatie tussen alle partijen
– Bereidheid van allen om problemen op te lossen

Essentie: ‘Samen leren’ & ‘Lange termijn relatie’

Met dank aan:

• De betrokken leveranciers
– Apptech EMC, Mechanica en Metallurgie
– Arcotronics (Kemet)
– A t (Emerson)
Astec (E )
– Inno Assembly & Inno Metaal
– NEC
– Neways Advanced Applications

• Mijn Healthcare collega’s
collega s
– Het Power Supply Design Team
– Ad Machielsen & Filip Vugts
– Bert de Vries, Erik Heerkens & Wim Evers


Discussie


Key products and service of Philips Healthcare
yp p
Providing comprehensive support


14.00 Mark van Helvoort

Recommended

Recommended

More Related Content

Viewers also liked

Viewers also liked (13)

More from Themadagen

More from Themadagen (20)

14.00 Mark van Helvoort