CN102057601B - 自调整数据率控制 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数据率控制反馈环路(355，360)，其能够评估用于传输数据的通信链路(345)的实际瞬时可用服务质量并基于评估结果控制数据率。通过至少瞬时减小数据率以匹配通信链路随时间的性能，在较低数据率下实现图像质量的适度下降，对于用于采集检查数据的装置，例如磁共振成像线圈或在通信链路上，反馈控制都可以是局部的。

Description

自调整数据率控制
技术领域
本发明大体涉及用于基于通信链路上的可用服务质量来自调整控制数据率的装置、系统、方法和计算机程序，尤其用于无线磁共振成像(MRI)线圈。
背景技术
几家MRI系统制造商当前正设法开发纯无绳/无线的MRI线圈。这种无线MRI线圈的先决条件是可以经由高速无线通信链路向MR检查系统传送模拟磁共振(MR)信号(在模拟线圈的情况下)或采集的MR数据(在数字线圈的情况下)。
无线通信链路在这种链路的延迟和带宽属性方面具有一定的服务质量(QoS)。在现实生活中，无线数据传送的性能在很大程度上取决于用于执行数据传送的无线信道的实际传输响应。由于例如由例如患者移动导致的天线移动，实际传输响应可能在较小时间内有很大变化。天线移动可能导致射频(RF)域中的反射或吸收，可能影响到无线信道的瞬时信噪比(SNR)。这可以至少暂时劣化通信链路。此外，来自其他(或自身)装备的噪声也可能会暂时劣化通信链路。
如果MRI线圈元件/信道的数目增大，需要的MR数据率也将增加。有效地使用无线MRI系统的先决条件是可以实现需要的MR数据率以及需要的无线传送功耗。考虑到当前可用的无线技术，预计至少在未来5到10年中这些技术将成为可以在MRI线圈中或与MRI线圈相关联地实际放置的信道数目的妨碍因素。
在实际的传送技术成为妨碍因素时，至少最有效地利用可用(可变)带宽和延迟会是有利的。可以通过有意识MR信号无损压缩来实现这点，但也可以通过有限损失的压缩来实现。然而，这仍然可能不足以实现无线MRI系统的平稳运转。采集的MR数据应该在采集之后尽快离开MRI系统，因为存储MR数据需要在MRI线圈处大量的消耗功率且消耗体积的存储器。此外，利用当前可用的无线技术，通信链路的性能可能在一些时间点降到特定最小阈值以下，此后采集的MR数据就会丢失。从MRI的角度来看这是不可接受的。甚至可能需要中途停止MRI扫描。
在使用无线MRI线圈时，另一个要解决的问题是能够对MRI线圈处的MR接收器就其设置随时间推移进行鲁棒的无线控制。亦即，确保控制信息能够可靠地被发送到MR接收器是要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自调整数据率控制，其实现可用通信链路性能的改善。
这一目的能够通过根据权利要求1所述的装置和根据权利要求13所述的方法实现。
因此，在本发明的第一方面中，提供了一种装置。所述装置包括配置用于采集检查数据的采集单元，配置用于经由通信链路发送检查数据并经由通信链路接收控制信息的通信单元，以及配置用于基于通信链路的可用服务质量调整检查数据的数据率的调整单元，其中采集单元和/或调整单元配置用于基于控制信息而被控制。于是，针对给定通信条件能够实现尽可能高的数据率。因此，可以利用可用的通信链路实现改善的性能。亦即，能够优化针对实际可用服务质量的数据传输。此外，在差的通信条件下不必中止采集过程。此外，例如，借助于经由无线传播介质发送控制信息的中央控制单元，实现了通过一些类型的网络对该装置及其采集单元和/或调整单元的远程控制。
在本发明的第二方面中，采集单元配置用于执行检查数据的压缩，调整单元配置用于调整压缩程度。于是，可以为较低服务质量选择较高的压缩程度，反之亦然。通过这种方式，针对特定的服务质量，可以传输尽可能多的信息。该第二方面能够与第一方面组合。
在本发明的第三方面中，调整单元配置用于：如果可用服务质量高于特定限度则其指示采集单元不对检查数据执行压缩或执行无损压缩；如果可用服务质量等于或低于特定限度则其指示采集单元对检查数据执行压缩比高于可用服务质量高于特定限度情况的无损压缩或有损压缩。于是，在有足够大传输带宽时，可以避免有损压缩。另一方面，在仅有较小传输带宽时，不会影响到传输。可以将第三方面与第一或第二方面组合。
在本发明的第四方面中，调整单元配置用于调整采集单元的采集速率。在可用传输带宽较小的情况下，可以通过降低采集速率来减小数据吞吐量。于是，可以确保连续数据传输。可以将第四方面与前述方面的任一个组合。
在本发明的第五方面中，调整单元配置用于指示采集单元丢弃至少一个检查数据采集窗口。通过丢弃检查数据采集窗口，在特定时间间隔内采集更少的检查数据。因此，可以减少数据吞吐量，使得尽管在更低传输带宽下也能够实现连续数据传输。可以将第五方面与前述方面的任一个组合。
在本发明的第六方面中，调整单元配置用于：如果可用服务质量等于或低于第一限度则其调整检查数据的压缩比；如果可用服务质量等于或低于第二限度则其调整采集单元的采集速率。于是，能够使用局部反馈，通过增大压缩比来减小检查数据的数据率，只要这种措施能够实现足够高的可用服务质量。在即使压缩比最大时可用服务质量也不够高的情况下，能够使用全局反馈来放慢检查数据的采集和/或重试采集窗口，以便减小数据率。可以将第六方面与前述方面的任一个组合。
在本发明的第七方面中，所述装置还包括配置用于缓存检查数据并供应填充速率和水平的数据缓存单元，其中通信单元配置用于发送缓存的检查数据，且其中调整单元配置用于基于由数据缓存单元供应的填充速率和水平确定可用服务质量。缓存检查数据实现了发送数据中的一些灵活性。亦即，如果瞬时可用带宽较高，可以以较高发送速率发送数据，如果瞬时可用带宽较低，可以以较低发送速率发送数据，而不论相应时间的数据采集速率数据如何。可以将第七方面与前述方面的任一个组合。
在本发明的第八方面中，所述装置还包括：配置用于缓存接收到的控制信息并供应填充速率和水平的控制缓存单元；以及备用控制单元，其配置用于基于由控制缓存单元供应的填充速率和水平确定可用服务质量，查明可用服务质量是否低于备用限度，并且如果查明是肯定的，其就控制采集单元，其中采集单元配置用于基于缓存的控制信息而被控制。这样能够在服务质量变得太低以至于来自远程控制单元的控制信息在一些点丢失时，控制一个或多个采集单元或接收器。可以将第八方面与前述方面的任一个组合。
在本发明的第九方面中，所述装置是无线磁共振成像线圈。于是，能够容易地将该装置集成到现有无线磁共振成像系统中。可以将第九方面与前述方面的任一个组合。
在本发明的第十方面中，提供了一种系统。该系统包括至少一个根据前述方面的任一项所述的装置，以及配置用于向该至少一个装置发送控制信息并从该至少一个装置接收检查数据的控制装置。该系统实现了该至少一个装置和控制装置之间检查数据和控制信息的改进通信。一方面，能够确保在困难的通信条件下向控制装置连续发送检查数据。另一方面，至少一个装置的鲁棒(无线)远程控制是可能的。
在本发明的第十一方面中，控制装置配置用于，如果可用服务质量等于或低于第一阈值，调节(throttle)通信链路，并且调整单元配置用于，如果可用服务质量等于或低于第二阈值，执行数据率的局部减小。于是，在服务质量满足一些最低条件时，能够维持图像质量，尽管图像吞吐量较低，并且在通信链路恶化的情况下，仍然可以执行局部或自主数据率减小而图像质量降低。于是，不必中止数据采集过程。可以将第十一方面与第十方面组合。
在本发明的第十二方面中，该系统为磁共振成像系统，并且控制装置配置用于通过改变检查数据的将来采集发送周期和改变供应给磁共振成像系统的磁场梯度线圈的电流中的至少一种来控制采集速率。这提供了通过减小采集速率来减小将来带宽需求的不同可能性，使得尽管服务质量下降也能够进行连续数据传输。可以将第十二方面与第十或十一方面组合。
在本发明的第十三方面中，提供了一种方法。该方法包括采集检查数据，经由通信链路发送检查数据，以及基于通信链路的可用服务质量调整检查数据的数据率。于是，对于给定通信条件能够实现尽可能高的数据率。因此，可以利用可用的通信链路获得改善的性能。亦即，能够优化针对实际可用服务质量的数据传输。此外，在差的通信条件下不必中止采集过程。
在本发明的第十四方面中，提供了一种计算机程序。该计算机程序包括程序代码模块，用于当在计算机上执行所述计算机程序时，令计算机执行根据第十三方面所述的方法的步骤。于是，能够实现与根据第十三方面的方法相同的优点。
在从属权利要求中定义了其他有利的改进。
附图说明
通过下文中参考附图以举例方式描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见，并得到阐述，在附图中：
图1示出了图示说明根据实施例的示例性系统的基本布置的示意图；
图2示出了图示说明根据实施例的示例性装置的示意性方框图；
图3示出了图示说明根据实施例的示例性反馈路径的基本布置的示意方框图；
图4示出了图示说明根据实施例的示例性方法的基本步骤的流程图；以及
图5示出了基于软件的实施例的实现方式的示例。
具体实施方式
图1示出了图示说明根据实施例的示例性系统100的基本布置的示意图。在图1中描绘了磁共振成像(MRI)系统。然而，以下描述被视为说明性或示例性的而非限制性的。其他应用领域，例如其他种类的检查或成像系统，像例如X射线系统，是可能的。
MRI扫描器110可以包括界定大致圆柱形的扫描器膛114的外壳112，在膛内，可以设置像人或动物体的成像受检者116。可以在外壳112内部设置主磁场线圈120。主磁场线圈120可以是设置于低温套122内部的超导线圈。也可以使用电阻性主磁体。外壳112也可以容纳或支撑磁场梯度线圈130，磁场梯度线圈130用于在扫描器膛114中有选择地产生磁场梯度。外壳112还可以容纳或支撑射频(RF)线圈132，例如全身线圈、头部线圈、表面线圈或用于选择性激励磁共振的另一局部线圈。外壳112可以包括界定扫描器膛114的装饰内衬134。
主磁场线圈120可以产生大致指向平行于扫描器膛114的圆柱轴线的主磁场B0。诸如中央控制装置、MR实验控制装置或MRI控制器的控制装置140能够操作磁场梯度控制器142以有选择地激励磁场梯度线圈130，并操作耦合到RF线圈132的RF发送器144以向成像受检者116体内有选择地注入RF激励脉冲。通过有选择地操作磁场梯度线圈130和RF线圈132，可以在成像受检者116的感兴趣区域的至少一部分中产生磁共振并对其进行空间编码。通过经由梯度线圈130施加选定的磁场梯度，能够穿越选定k空间轨迹，例如笛卡尔轨迹、多个径向轨迹、螺旋形轨迹等。
在成像数据采集期间，控制装置140可以操作装置150。装置150可以是RF接收线圈，例如无线MRI线圈或类似局部线圈的阵列。装置150可以设置于扫描器膛114内部并靠近或接触成像受检者116。它可以是电池供电的或包括可再充电的蓄电池。尽管图1中示出了单个表面线圈，在一些应用中，可以在相控阵列或其他配置中采用多个表面线圈。此外，装置150可以由表面线圈之外的其他局部线圈实现。例如，装置150可以是围绕头部的头部线圈、膝部线圈等。
装置150可以包括公共衬底或支撑152，可以在公共衬底或支撑152上或中设置RF接收天线154。在图1中也未示出，装置150还可以包括用于与控制装置140进行无线通信的天线。或者，可以将天线154用于这种通信。可以将天线154调谐到由RF激励和所施加的磁场B0的组合产生的磁共振的频率，并具有至少跨越磁共振(MR)频率编码带宽的带宽。于是，天线154可以探测产生的MR信号。可以在公共衬底或支撑152上或中设置电子器件156。电子器件156能够动态压缩所探测的MR信号以及进行其他信号处理，例如，模拟到数字转换、转换至无线或有线传输介质，像RF传输介质或红外传输介质等。在现实生活中，至少无线传输介质是有损耗介质。此外，电子器件156能够产生MR数据并具有下文更详细描述的其他功能性。例如，压缩的信号可以在装置150被数字化并以本身包含了压缩的浮点或其他数字格式发送到控制装置140。也可以将压缩信号与关于压缩的信息一起向控制装置140发送，并可以使用所发送的压缩信息在控制装置140处对压缩信号解压缩。
电子器件156可以设置于电子器件模件中。尽管图1中未示出，但装置150可以设置于保护外壳或外罩中，装入防水层中，可以包括软衬垫、固定带等，或可以为了装饰、安全、患者舒适或其他考虑进行其他配置。
在图1中作为装置150的示例所图示说明的表面线圈中，公共支撑152是大致平面的衬底，天线154例如可以是形成于衬底152上的铜或其他导电迹线。电子器件156可以设置于天线154的导体之一上或中。在天线154由环、辐条(rung)或诸如头部线圈、膝部线圈等的其他非平面部件定义的布置中，电子器件156可以适当地直接设置在一个或多个天线部件上，或可以经由适当的额外支撑结构被附着于其上，作为整体结构。
装置150可以输出模拟或数字的电或光信号。可以借助于无线或有线通信链路将该信号发送到控制装置140。例如，可以利用RF或红外通信。在图1中，作为一个示例描绘了无线通信链路。由装置150发送的信号可以被控制装置140的天线、红外探测器或另一个接收元件(图1中未示出)接收。
可以在控制装置140处接收发送的信号并动态地进行解压缩(如果是以压缩格式发送的话)，以恢复MR信号、MR样本或MR数据。控制装置140能够对信号进行解调并任选地执行进一步处理以产生MR数据。可以在MR数据存储器160中存储MR数据。可以由重建处理器162利用基于傅里叶变换的重建算法、基于过滤反向投射的重建算法或另一种适当的图像重建算法将MR数据重建成图像表示。重建的图像或由重建处理器162产生的图像可以被存储在图像存储器164中并显示于用户界面166上、存储于非易失存储器中，通过本地内部网或因特网发送、查看、存储、操纵等。用户界面166可以使MRI扫描器110的放射科医师、技术人员或其他操作员能够与控制装置140通信，以选择、修改和执行MRI序列。
所描述的MRI系统100仅仅是说明性的示例。各种修改都是可能的。例如，如图1所示的MRI扫描器110是水平膛扫描器。然而，可以使用基本上任何类型的MRI扫描器，包括，但不限于垂直膛扫描器、开放磁体扫描器等。
图2示出了图示说明根据实施例的示例性装置200的示意性方框图。装置200对应于图1所示的装置150。它可以包括与图1中的天线154对应的第一天线205、诸如MR接收器的采集单元210、调整单元215和通信单元220。此外，装置200可以包括诸如先进先出(FIFO)存储器的数据缓存单元225、诸如FIFO存储器的控制缓存单元230、以及备用控制单元235。此外，可以提供第二天线240。部件210到235对应于图1中所示的电子器件156。
第一天线205可以探测MR信号。采集单元210可以基于探测到的MR信号处理MR信号并采集诸如MR数据的检查数据。亦即，它可以是所采集的MR数据的来源。由采集单元210执行的处理可以包括MR信号的数字化或采样、获得的MR样本的压缩等。所采集的检查数据可以由通信单元220经由通信链路发送并由在图2中未示出的且与图1中所描绘的控制装置140对应的控制装置接收。第二天线240可以用于发送检查数据。或者，可以经由第一天线205，例如利用某种复用，如频分多址(FDMA)或时分多址(TDMA)过程，来发送检查数据。
在借助于通信单元220发送采集的数据之前可以将采集的数据缓存在数据缓存单元225中。数据缓存单元225可以具有填充速率和水平输出。亦即，它可以供应填充速率和填充水平，该填充速率和填充水平指示利用检查数据填充数据缓存单元225有多快以及已经填充了其多少百分比。
可以由调整单元215调节或调整由采集单元210执行的处理和数据采集。具体而言，可以基于用于发送检查数据的通信链路的可用服务质量(QoS)调整检查数据的数据率。例如，可以根据通信链路的瞬时可用带宽和/或延迟调整数据率。调整单元215可以基于由数据缓存单元225供应的填充速率和水平确定可用的服务质量。例如，高填充水平可以指示低的可用服务质量，因为如果通信链路的带宽不够大或其延迟增大的话，数据缓存单元225可能比平常更满，因此，数据在数据缓存单元225中保留得比通常更久。而且，高填充速率可以指示低可用服务质量，因为如果由于缺少带宽或通信链路延迟大的缘故通信单元220不能像通常那样快地发送数据的话，数据缓存单元225可能填充得更快。即使图2中未图示说明，调整单元215也可以如下所述基于由控制缓存单元230提供的填充速率和水平确定可用服务质量。
如果通信链路的可用服务质量足够，可能不需要专门的措施。在这种情况下，可以向检查数据根本不应用压缩或应用无损压缩，即，可以执行正常操作。如果通信链路的可用服务质量过低，即不足够，可以应用用于减小检查数据的数据率的不同方法。可以同时，也可以分开使用这些方法。
第一种方法可以是通过使用局部反馈环路调整压缩比或压缩程度。例如，在可用服务质量降低时可以增大压缩比。如果可用服务质量高于特定阈值或限度，调整单元215可以指示采集单元210不执行压缩或执行无损压缩。如果可用服务质量等于或低于特定限度，调整单元215可以指示采集单元210执行适于减少检查数据的数据率的压缩，即压缩程度更高的无损压缩或甚至是可以减少数据率的有损压缩。
例如，采集单元210可以：如果可用服务质量高于第一限度则根本不执行压缩，而如果可用服务质量等于或低于第一限度则执行无损或有损压缩。或者，采集单元210可以：如果可用服务质量高于第一限度则执行具有特定压缩比的无损压缩，而如果可用服务质量等于或低于第一限度则执行其压缩比高于特定压缩比的有损压缩或无损压缩。此外，采集单元210可以：如果可用服务质量高于第一限度则不执行压缩，如果可用服务质量等于或低于第一限度但高于第二限度则执行具有特定压缩比的无损压缩，而如果可用服务质量等于或低于第二限度则执行其压缩比高于特定压缩比的无损压缩或有损压缩。或者，采集单元210可以：如果可用服务质量高于第一限度则执行有特定压缩比的无损压缩，如果可用服务质量等于或低于第一限度但高于第二限度则执行压缩比高于特定压缩比的无损压缩，而如果可用服务质量等于或低于第二限度则执行有损压缩。此外，采集单元210可以：如果可用服务质量高于第一限度则不执行压缩，如果可用服务质量等于或低于第一限度但高于第二限度则执行具有特定压缩比的无损压缩，如果可用服务质量等于或低于第二限度但高于第三限度则执行压缩比高于特定压缩比的无损压缩，如果可用服务质量等于或低于第三限度则执行有损压缩。
如上所讨论的，根据可用服务质量可能有多个工作区段(operatingregime)，在相邻工作区段之间有相应的限度。上文描述了多达四个工作区段和多达三个限度。不过，这种描述仅仅是示例性的。更先进的技术可以定义更多工作区段和对应的服务质量限度。例如，可以存在在其中执行不同压缩比的无损压缩的多个工作区段和/或在其中执行不同压缩比的有损压缩的多个工作区段，在相邻工作区段之间有相应的限度。通过定义这种额外的工作区段和限度，可以对如上所述的无损压缩工作区段和/或有损压缩的工作区段进行细分。
第一种方法可能是自主的，即在装置200处局部应用，无需来自诸如控制装置140的远程装置的任何指令。这可以产生数据率立即的显著减小。可以在将检查数据从采集单元210向数据缓存单元225供应之前向它们施加压缩。例如，可以通过从检查数据移除最低比特，利用求平均降低采样速率等来执行有损压缩。可以向控制装置140通知实际压缩比，这可以稍后实现并可以例如通过与压缩的检查数据一起发送关于压缩的信息来实现。于是，可以进行检查数据的矫正性重采集。这种重采集可以由控制装置140指示并由采集单元210执行。此外，可以告知或通知用户何时不满足图像质量阈值。例如，可以借助于用户界面166输出一些报警消息或声音。
用于减小检查数据的数据率的第二种方法可以是：如果通信链路的可用服务质量过低，即通信链路不能及时传输所采集的检查数据，则改变检查数据的将来采集传输周期。在这种情况下，可以减小特定时期内采集的检查数据的量，即采集速率，以便能够以可用服务质量传输所采集的检查数据。例如，如果即使以最大压缩比可用服务质量也不足够，可以使用第二种方法。例如，可以在最低工作区段的下端为上述具有多个工作区段和服务质量限度的布置的每种提供额外的限度，如果可用服务质量等于或低于这一额外的限度，可以应用第二种方法。如果仅存在第一限度，可以在低于第一限度的工作区段下端定义额外的第二限度。如果存在第一和第二限度，可以在低于第二限度的工作区段下端指定额外的第三限度。如果存在第一到第三限度，可以在低于第三限度的工作区段下端定义额外的第四限度。如果存在多于三个工作限度，可以在低于相应最后限度的工作区段下端指定额外的限度。
根据第一种选择，例如，通过丢弃检查数据采集窗口并任选地稍后重采集丢失的检查数据可以减小检查数据的采集速率。亦即，调整单元215可以指示采集单元210丢弃检查数据采集窗口。可以响应于本地(例如由调整单元215)做出的决定或来自控制装置140的对应指示来这样做。于是，通过采集更少的检查数据可以降低将来的数据传输速率。在这一点上，应当如MR成像所需那样仔细维持自旋态控制。亦即，应当确保MR脉冲序列是连续的。如果已经丢弃了一检查数据采集窗口，就不必一定要再试或重复。重试被丢弃检查数据采集窗口的义务可以取决于当前的状况。例如，如果对诸如肝脏或肾脏的人类器官执行详细检查，有义务重试丢弃的检查数据采集窗口。在其他情况下，没有这种义务。可以由控制装置140，即，通过使用全局反馈环路决定是否重试丢弃的检查数据采集窗口。
用于降低采集速率的第二种选择可以是调节磁场梯度和/或采集定时。一种可能性可以是减弱或减小供应给磁场梯度线圈130的电流，同时维持自旋态控制。这可以通过相应地操作磁场梯度控制器142来实现。亦即，控制装置140可以指示磁场梯度控制器142以向磁场梯度线圈130供应更小电流。这能够导致更慢地激励成像受检者116体内的原子核，并因此获得更长的采集周期。于是，采集一组检查数据可能花费更多时间。因此，可以减慢采集并可以降低采集速率或数据率。
利用以上两种选择之一或两者，即，减弱或减小电流和/或将来的数据流，可以通过为扫描花费更多时间而减小对于通信链路所需的带宽，而没有任何其他副作用。在更严重的情况下，第二种方法能够以适度下降的图像质量实现连续扫描。于是，可以实现连续的工作流程而不必停止系统100或MRI扫描器110。例如，通过还向用户级传输实际压缩比并例如在用户界面166处指示实际压缩比，可以向用户通知下降的图像质量。在通信链路的可用服务质量允许时，图像质量可以再次提高。
全局反馈环路可用于调节通信链路，使得即使在较低图像吞吐量下也可以维持图像质量。那么，可以仅在通信链路极端恶化的情况下使用局部反馈环路。换言之，如果可用服务质量等于或低于第一限度或阈值但高于第二限度或阈值，控制装置140可以调节通信链路。可以通过减小数据率，例如，根据上述第二种选择，即通过调节磁场梯度和/或采集定时，来实现这一目的。另一方面，如果可用服务质量等于或低于第二阈值，调整单元215可以执行数据率的局部或自主减小。可以通过减小数据率，例如，根据上述第一种选择，即通过丢弃检查数据采集窗口，实现这一目的。
在第一和第二种方法都采用时，如果可用服务质量等于或低于特定阈值或限度，可以使用第一种方法，而如果可用服务质量等于或低于另一阈值或限度，可以使用第二种方法。特定限度例如可以是第一限度，在第一限度以上进行正常工作。另一个限度可以低于该特定限度且对应于例如上述用于触发应用第二种方法的额外限度。亦即，如果可用服务质量等于或低于特定限度，调整单元215可以调整检查数据的压缩比或压缩程度，如果可用服务质量等于或低于另一限度，调整单元215调整采集单元210的采集速率。
例如，另一限度可以低于特定限度。如果可用服务质量高于特定限度，它可能是足够的。在这种情况下，可能不需要专门的措施。于是，可以对检查数据根本不执行压缩或执行无损压缩。如果可用服务质量等于或低于特定限度但高于另一限度，它可能不足够。然而，检查数据的以更高压缩比的无损压缩，甚至有损压缩都是可以接受的。因此，可以执行有损压缩或压缩比比可用服务质量足够的情况下更高的无损压缩。亦即，可以应用第一种方法。如果可用服务质量等于或低于另一限度，即使以最大压缩比，它也可能不足够。于是，可以使用第二种方法减慢采集和/或重试采集窗口。例如，采集单元210可以：如果可用服务质量高于第一限度，则不执行压缩，如果可用服务质量等于或低于第一限度但高于第二限度，则执行无损压缩，如果可用服务质量等于或低于第二限度但高于第三限度，则执行有损压缩，并且如果可用服务质量等于或低于第三限度，则丢弃检查数据采集窗口。或者，如果可用服务质量等于或低于第三限度，可以通过调节磁场梯度和/或采集定时来降低采集速率。此外，也可以想到其他布置。例如，另一限度可以高于特定限度。
因此，只要通过这种措施能够实现足够的可用服务质量，就可能根据第一种方法使用局部反馈，通过增大压缩比来减小检查数据的数据率。在即使以最大压缩比可用服务质量也不够高的情况下，可以使用根据第二种方法的全局反馈来放慢检查数据的采集和/或重试采集窗口，以便减小数据率。
借助于第二天线240或第一天线205，通信单元220不仅能够发送检查数据而且能够接收控制信息。可以应用控制信息来控制(例如)采集单元210或调整单元215。在出于控制的目的应用控制信息之前，可以由诸如控制装置140的控制装置发送控制信息并可以在控制缓存单元230中对其缓存。控制缓存单元230可以具有填充速率和水平输出。亦即，它可以供应填充速率和填充水平，该填充速率和填充水平指出以控制信息填充控制缓存单元230进行得多快以及已经填充了其多少百分比。
备用控制单元235可以让采集单元210或多个采集单元继续在丢失通信之前它们进行的采集周期。亦即，如果通信链路的服务质量变得很低以至于通过通信链路不能接收到控制信息时，备用控制单元235可以接管控制。于是，在这种情况下可以确保连续扫描。备用控制单元235执行的控制可以由控制缓存单元230在通信丢失前接收到的控制信息通过某种重复编排(scripting)方法定义。例如，可以重复先前的MR脉冲序列。通过这种方式，可以实现连续扫描。通过已经为控制缓存单元230填充以将来的控制信息，至少可以处理通信中的短期中断。为了通知MR检查系统利用备用控制单元235可能进行的自主控制，可以经由与用于检查系统相同的路径将这种控制信息反馈到MR检查系统，例如控制装置140。
备用控制单元235可以基于由控制缓存单元230提供的填充速率和水平确定通信链路的可用服务质量或带宽。即使图2中未图示说明，这也可以基于由数据缓存单元225提供的填充速率和水平来完成。此外，备用控制单元235可以基于填充速率和水平确定或查明通信链路的可用服务质量是否低于备用阈值或限度，并且如果查明是肯定的或正的，其就控制采集单元210和/或调整单元215。亦即，在服务质量足够的情况下，可以使用来自诸如控制单元140的中央控制单元的控制信息来确定采集单元210和/或调整单元215的设置，并且在服务质量不足够的情况下，可以使用由备用控制单元235提供的控制信息来确定这些设置。备用限度可以对应于用于触发应用第二种方法的上述另一限度或可以与之不同。
备用控制单元235可以与调整单元215通信，以便在1)完全丢弃检查数据采集窗口(在通信链路极端恶化的情况下)，2)执行无损/有损压缩(在通信链路恶化中等的情况下)，和3)正常工作(在通信链路没有劣化的情况下)之间做出选择。如果使用备用控制单元235，如果通信链路不能及时传输采集的检查数据和/或用于下一检查数据采集窗口的控制数据，它能够重复(先前)检查数据采集窗口。这样可以减小数据率而无需调节磁场梯度和/或采集定时，后两者都可能改变图像内容，特别是图像对比度，并影响除了图像质量之外的诊断值(SNR和分辨率)。
图3示出了图示说明根据实施例的示例性反馈路径的基本布置300的示意方框图。部件310、325、330和335分别对应于图2所示的部件210、225、230和235。亦即，附图标记310表示采集单元或接收器，附图标记325和330表示用作“橡皮圈”的数据和控制缓存单元，并且附图标记335表示备用控制单元或方法，用于在服务质量变得很低以至于来自中央控制单元的控制信息在一些点处丢失时，控制一个或多个采集单元或接收器。附图标记345表示实际(无线)有损通信或传播介质，即通信链路。附图标记350表示实验控制，即数据采集系统，可以控制诸如MR实验的实验并在需要减小有损通信介质数据传播的将来带宽需求时将其减慢。这种实验控制对应于图1中的控制装置140。
附图标记355表示局部反馈环路，附图标记360表示全局反馈环路。从图3能够看出，局部反馈环路355可以从数据缓存单元325延伸到数据采集单元310。在局部反馈环路355中，可以基于由数据缓存单元325提供的填充水平和速率确定压缩方法和/或压缩比，并反馈到数据采集单元310。从图3显然看出，全局反馈环路360可以从数据缓存单元325延伸到实验控制350。它与图3中的局部反馈环路355部分重叠，因为这两个反馈环路能够同时使用。在全局反馈环路360中，可以基于由数据缓存单元325提供的填充水平和速率确定用于至少瞬时减小数据采集率的措施，并反馈到实验控制350，以便减小将来的带宽需求。
图4示出了图示说明根据实施例的示例性方法的基本步骤的流程图400。该方法包括采集检查数据的步骤S410、经由通信链路发送检查数据的步骤S420以及基于通信链路的可用服务质量调整检查数据的数据率的步骤S430。
图5示出了实施例的基于软件的实现方式的示例。在这里，装置500包括处理单元(PU)510，处理单元可以提供于单个芯片或芯片模件上，并且其可以是任何处理器或具有控制单元的计算装置，控制单元基于存储器(MEM)520中存储的控制程序的软件例程来执行控制。从MEM 520取出程序代码指令并加载到PU 510的控制单元中，以便执行诸如结合图4所述的那些处理步骤的处理步骤。可以基于输入数据DI执行方框S410到S430的处理步骤，并可以产生输出数据DO，其中输入数据DI可以与诸如MR信号的信号对应，而输出数据DO可以与例如采集单元的设置对应。
总之，本发明涉及一种数据率控制反馈环路，其能够评估用于传输数据的通信链路的实际瞬时可用服务质量并基于评估结果控制数据率。通过至少瞬时减小数据率以匹配通信链路随时间的性能，在较低数据率下实现图像质量的适度下降，对于用于采集检查数据的装置(例如磁共振成像线圈)或在通信链路上，反馈控制都可以是局部的。
尽管在附图和前述说明中对本发明给出了详细的图示说明和描述，但是应当将这样的图示说明和描述看作是说明性的或者示例性的，而非限定性的。本发明不限于所公开的实施例。例如，已经特别参考使用无线MRI线圈的MRI系统描述了所讨论的自调整数据率方案。不过，要认识到也可以结合其他种类的利用无线通信的系统应用本发明，例如其他类型的检查或成像系统，如X射线系统。甚至可以在其他领域中以及对于有线通信来应用它。
通过研究附图、公开和所附权利要求，本领域中实践所要求的发明的技术人员能够理解并实施针对所公开的实施例的变化。
在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。可以通过单个处理器或其他单元实现权利要求中陈述的几个项目的功能。在互不相同的从属权利要求中陈述某些措施不表示不能有利地采用这些措施的组合。
可以将能够控制处理器执行所要求的特征的计算机程序存储/分布在适当的介质当中，例如，所述介质可以是光存储介质或者与其他硬件一起提供的或者作为其他硬件的部分的固态介质，但是，也可以使所述计算机程序通过其他形式分布，例如，通过因特网或者其他有线或无线电信系统。其可以结合诸如MRI系统的新系统或其他成像系统使用，但也可以在更新或升级现有系统时应用，以便使它们能够执行所要求的特征。
用于计算机的计算机程序产品可以包括在计算机上运行计算机程序产品时用于执行例如结合图4所述那些处理步骤的软件代码部分。计算机程序产品还可以包括其上存储有软件代码部分的计算机可读介质，例如光存储介质或固态介质。
不应将权利要求中的任何附图标记解读为限制其范围。

Claims (21)

1.一种用于自调整数据率控制的装置，包括：
采集单元(210；310)，其配置用于采集检查数据；
通信单元(220)，其配置用于经由通信链路(345)发送所述检查数据并经由所述通信链路接收控制信息；以及
调整单元(215)，其配置用于基于所述通信链路的可用服务质量调整所述检查数据的数据率，以及
数据缓存单元(225；325)，其配置用于缓存所述检查数据并供应填充速率和水平，
其中，所述通信单元配置用于发送所缓存的检查数据，并且
其中，所述调整单元配置用于基于由所述数据缓存单元供应的所述填充速率和水平确定所述可用服务质量，
其中，所述采集单元和/或所述调整单元配置用于基于所述控制信息而被控制。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述采集单元配置用于执行所述检查数据的压缩，并且所述调整单元配置用于调整所述压缩的程度。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调整单元配置用于：如果所述可用服务质量高于一限度，其指示所述采集单元不对所述检查数据执行压缩或执行无损压缩；并且如果所述可用服务质量等于或低于所述限度，其指示所述采集单元以与在所述可用服务质量高于所述限度的情况下的压缩比相比更高的压缩比对所述检查数据执行无损压缩或执行有损压缩。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调整单元配置用于调整所述采集单元的采集速率。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调整单元配置用于指示所述采集单元丢弃至少一个检查数据采集窗口。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述调整单元配置用于：如果所述可用服务质量等于或低于第一限度，其调整所述检查数据的压缩比；如果所述可用服务质量等于或低于第二限度，其调整所述采集单元的采集速率。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置为无线磁共振成像线圈。
8.一种用于自调整数据率控制的装置，包括：
采集单元(210；310)，其配置用于采集检查数据；
通信单元(220)，其配置用于经由通信链路(345)发送所述检查数据并经由所述通信链路接收控制信息；
控制缓存单元(230；330)，其配置用于缓存所接收的控制信息并供应填充速率和水平；
备用控制单元(235；335)，其配置用于基于由所述控制缓存单元供应的所述填充速率和水平确定可用服务质量，查明所述可用服务质量是否低于备用限度，并且如果所述查明是肯定的其就控制所述采集单元,以及
调整单元(215)，其配置用于基于所述通信链路的所述可用服务质量调整所述检查数据的数据率，
其中，所述采集单元和/或所述调整单元配置用于基于所缓存的控制信息而被控制。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述采集单元配置用于执行所述检查数据的压缩，并且所述调整单元配置用于调整所述压缩的程度。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述调整单元配置用于：如果所述可用服务质量高于一限度，其指示所述采集单元不对所述检查数据执行压缩或执行无损压缩；并且如果所述可用服务质量等于或低于所述限度，其指示所述采集单元以与在所述可用服务质量高于所述限度的情况下的压缩比相比更高的压缩比对所述检查数据执行无损压缩或执行有损压缩。
11.根据权利要求8所述的装置，其中，所述调整单元配置用于调整所述采集单元的采集速率。
12.根据权利要求8所述的装置，其中，所述调整单元配置用于指示所述采集单元丢弃至少一个检查数据采集窗口。
13.根据权利要求8所述的装置，其中，所述调整单元配置用于：如果所述可用服务质量等于或低于第一限度，其调整所述检查数据的压缩比；如果所述可用服务质量等于或低于第二限度，其调整所述采集单元的采集速率。
14.根据权利要求8所述的装置，其中，所述装置为无线磁共振成像线圈。
15.一种成像系统，包括：
至少一个根据前述权利要求任一项所述的用于自调整数据率控制的装置(200)；以及
控制装置(140；350)，其配置用于向所述至少一个装置发送控制信息并从所述至少一个装置接收所述检查数据。
16.根据权利要求15所述的成像系统，其中，所述控制装置配置用于，如果所述可用服务质量等于或低于第一阈值则其调节所述通信链路，并且所述调整单元配置用于，如果所述可用服务质量等于或低于第二阈值则其执行所述数据率的局部减小。
17.根据权利要求15所述的成像系统，其中，所述系统为磁共振成像系统(100)，并且所述控制装置配置用于通过改变所述检查数据的将来采集传输周期和改变供应给所述磁共振成像系统的磁场梯度线圈(130)的电流中的至少一种来控制所述至少一个装置的采集速率。
18.一种用于自调整数据率控制的方法，包括：
采集检查数据(S410)；
缓存所述检查数据并供应填充速率和水平；
经由通信链路发送所缓存的检查数据(S420)；以及
基于所述通信链路的可用服务质量调整所述检查数据的数据率(S430)，其中，基于所供应的填充速率和水平确定所述可用服务质量。
19.一种用于自调整数据率控制的装置，包括：
用于采集检查数据的模块
用于缓存所述检查数据并供应填充速率和水平的模块；
用于经由通信链路发送所缓存的检查数据的模块；以及
用于基于所述通信链路的可用服务质量调整所述检查数据的数据率的模块，其中，基于所供应的填充速率和水平确定所述可用服务质量。
20.一种用于自调整数据率控制的方法，包括：
采集检查数据(S410)；
接收控制信息；
缓存所接收的控制信息并供应填充速率和水平；
基于所供应的填充速率和水平确定可用服务质量，查明所述可用服务质量是否低于备用限度，并且如果所述查明是肯定的就基于所缓存的控制信息控制所述采集单元；
经由通信链路发送所述检查数据(S420)；以及
基于所述通信链路的可用服务质量调整所述检查数据的数据率(S430)。
21.一种用于自调整数据率控制的装置，包括：
用于采集检查数据的模块；
用于接收控制信息的模块；
用于缓存所接收的控制信息并供应填充速率和水平的模块；
用于基于所供应的填充速率和水平确定可用服务质量，查明所述可用服务质量是否低于备用限度，并且如果所述查明是肯定的就基于所缓存的控制信息控制所述采集单元的模块；
用于经由通信链路发送所述检查数据的模块；以及
用于基于所述通信链路的可用服务质量调整所述检查数据的数据率的模块。
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