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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Magnetresonanzanlage,
welche ein Magnetfeldsystem und ein Hochfrequenzsystem sowie eine
Steuereinrichtung aufweist, wobei die Steuereinrichtung auf Basis
eines Steuerprotokolls eine Steuersignalsequenz generiert, um eine
Anzahl von Nutzmessungen und eine Anzahl von Justagemessungen zur
Justage des Magnetfeldsystems und/oder Hochfrequenzsystems durchzuführen,
wobei zumindest die Nutzmessungen durch das Steuerprotokoll vorgegeben
sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Magnetresonanzanlage
mit einem Magnetfeldsystem, einem Hochfrequenzsystem und einer Steuereinrichtung,
mit der dieses Verfahren durchführbar ist.
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Die
Magnetresonanztomographie ist ein inzwischen weit verbreitetes Verfahren
zur Gewinnung von Bildern vom Inneren eines Körpers. Bei
diesem Verfahren wird der zu untersuchende Körper einem relativ
hohen Grundmagnetfeld, beispielsweise von 1,5 Tesla, oder bei neueren
so genannten Hochmagnetfeldanlagen sogar von 3 Tesla, ausgesetzt.
Es wird dann mit einer geeigneten Antenneneinrichtung ein hochfrequentes
Anregungssignal ausgesendet, welches dazu führt, dass die
Kernspins bestimmter durch dieses Hochfrequenzfeld resonant angeregter Atome
um einen bestimmten Flipwinkel gegenüber den Magnetfeldlinien
des Grundmagnetfelds verkippt werden. Das bei der Relaxation der
Kernspins abgestrahlte Hochfrequenzsignal, das sogenannte Magnetresonanzsignal,
wird dann mit geeigneten Antenneneinrichtungen, welche auch identisch
mit der Sendeantenneneinrichtung sein können, aufgefangen.
Die so akquirierten Rohdaten werden schließlich genutzt,
um die gewünschten Bilddaten zu rekonstruieren. Zur Ortskodierung
werden dem Grundmagnetfeld während des Sendens und des
Auslesens bzw. Empfangens der Hochfrequenzsignale jeweils definierte
Magnetfeldgradienten überlagert.
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Dementsprechend
umfassen solche Magnetresonanzanlagen eine Vielzahl von Teilsystemen, die
im Rahmen eines Messvorgangs innerhalb einer vorgegebenen Messsequenz
unter Beachtung fester zeitlicher Zusammenhänge angesteuert
werden müssen. Hierzu gehören zum einen das oben
erwähnte Magnetfeldsystem, zu dem ein Grundmagnetfeldsystem
zur Erzeugung des Grundmagnetfelds sowie ein Gradientenspulensystem
zur Erzeugung der Magnetfeldgradienten gehören, sowie das
Hochfrequenzsystem, welches neben den Sende- und/oder Empfangsantennen
auch die zum Betreiben der Antennen bzw. zur Verarbeitung der empfangenen
Signale verwendeten Hochfrequenzanlagen und Empfangskanäle
umfasst.
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Eine
Magnetresonanzuntersuchung besteht dabei typischerweise aus mehreren
unabhängigen einzelnen Magnetresonanz-Nutzmessungen, beispielsweise
um Daten an verschiedenen Positionen der Patientenliege innerhalb
des Geräts aufzunehmen, um mit unterschiedlichen Messverfahren
zu messen oder um unterschiedliche Kerne anzuregen usw. Für
jede einzelne MR-Nutzmessung müssen die Teilsysteme geeignet
vorbereitet werden, was im Rahmen von Justagemessungen erfolgt.
Beispielsweise können durch diese Justagemessungen die geeignete
Resonanzfrequenz und die für die jeweilige Messung passende
Transmitter-Referenzamplitude ermittelt werden. Darüber
hinaus gibt es eine Vielzahl weiterer Justagemessungen für
andere Aufgaben wie z. B. zur Magnetfeld-Homogenisierung, zur Wasserunterdrückung,
zu Spulensensitivitätsbestimmungen etc. Die Justagemessungen
werden in der Regel durch das Magnetresonanzsystem bzw. dessen Steuereinrichtung
selbständig vor der jeweils vom Bediener erwünschten
Nutzmessung durchgeführt. Dabei sind die Justagemessungen
in der Regel sehr spezifisch auf die Parameter der eigentlichen Nutzmessung
abgestimmt. Zudem sind die Justagemessungen in der Regel nicht nur
von der Magnetresonanzanlage selbst abhängig, sondern auch
vom jeweiligen Untersuchungsobjekt, da durch das Untersuchungsobjekt
die physikalischen Bedingungen innerhalb der Magnetresonanzanlage,
insbesondere die Homogenität des Mag netfelds und des Hochfrequenzfelds
erheblich beeinflusst werden.
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In
der Regel wird der Steuereinrichtung für einen gewünschten
Messablauf von einem Bediener mittels eines Steuerprotokolls, das
der Bediener selber zusammenstellen oder aus einer Anzahl von vorgegebenen
Steuerprotokollen auswählen und ggf. verändern
kann, eine bestimmte Reihenfolge von Nutzmessungen vorgegeben. Dabei
können im Steuerprotokoll auch schon bestimmte Justagemessungen
vorgesehen sein. Andere notwendige Justagemessungen werden wiederum
auch von der Steuereinrichtung automatisch hinzugefügt.
Es wird auf Basis des Steuerprotokolls dann eine Steuersignalsequenz
generiert, mit der letztlich die verschiedenen Teilsysteme der Magnetresonanzanlage
koordiniert angesteuert werden, um so die Justage- und Nutzmessungen
durchzuführen.
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Ein
typisches Beispiel für eine Messsequenz ist in 2 dargestellt.
Hier sind entlang eines Zeitstrahls t drei aufeinanderfolgende Nutzmessungen N1, N2, N3 aufgeführt,
denen jeweils zwei Justagemessungen J1,1,
J1,2, J2,1, J2,2, J3,1, J3,2 vorgeschaltet sind. Die Justagemessungen
J1,1, J1,2, J2,1, J2,2, J3,1, J3,2 werden
hier beispielsweise von der Steuereinrichtung automatisch den jeweils
zugehörigen Nutzmessungen N1, N2, N3 vorgeschaltet.
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Ein
Problem tritt dann auf, wenn die Nutzmessungen unmittelbar hintereinander
ausgeführt werden sollten. Ein Beispiel hierfür
sind Messungen, die z. B. zeitkritisch sind, da einem Patienten
zuvor ein Kontrastmittel gegeben wurde und die Anreicherung oder
der Abbau des Kontrastmittels in bestimmten Organen mit Hilfe der
von der Magnetresonanzanlage akquirierten Bilddaten untersucht werden
soll. Ein ähnliches Problem kann sich auch bei bewegten Objekten
ergeben, beispielsweise bei der Untersuchung eines Herzens, für
das Aufnahmen in bestimmten aufeinander folgenden Bewegungsphasen zu
fertigen sind. Sollen oder müssen nun solche Nutzmessungen
unmittelbar hintereinander ausgeführt werden, so stören
die vom System selbständig durchgeführten Justagemessungen,
da der Start der nachfolgenden, vom Bediener vorgesehenen Nutzmessung
verzögert wird.
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Zur
Lösung dieses Problems wird in der
DE 198 24 203 C2 ein Magnetresonanzgerät
beschrieben, welches es erlaubt, die Justageparameter, die für
eine andere, vorherige Nutzmessung durchgeführt wurden,
für eine nachfolgende Nutzmessung wieder zu verwenden,
sofern die beiden Nutzmessungen unter passenden Bedingungen erfolgen. Weiterhin
wird in dieser Schrift vorgeschlagen, sämtliche Justagemessungen
innerhalb einer Justagemesssequenz vorzuziehen, die Justageparameter abzuspeichern
und dann die gesamten Nutzmessungen in einer nachfolgenden Aufnahmesequenz durchzuführen.
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Dieses
Vorgehen hat jedoch den Nachteil, dass es relativ unflexibel ist.
So gibt es durchaus Nutzmessungen, die nicht unmittelbar auf eine
andere Nutzmessung folgen müssen, so dass eine unmittelbare
Justagemessung vorher möglich wäre. Andererseits
kann durch das unnötige Vorziehen der Justagemessungen
der gesamte Messablauf verlängert werden, beispielsweise,
wenn Justagemessungen exakt an den gleichen Tischpositionen durchgeführt werden
müssen wie die Nutzmessungen. In diesem Fall muss die Liegeneinheit
innerhalb der vorgeschalteten Justagemesssequenz die verschiedenen Positionen
nacheinander und dann noch einmal später während
der eigentlichen Bilddatenakquisition anfahren.
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Dies
führt dazu, dass in der Praxis zwar die Wiederverwertung
von wieder verwendbaren Justageparametern aus vorherigen Justagemessungen genutzt
wird, um so Justagemessungen einzusparen. Jedoch wird auf ein generelles
Vorziehen sämtlicher Justagemessungen verzichtet. Das heißt,
die derzeitigen Magnetresonanzgeräte sind nach wie vor so
aufgebaut, dass die Steuereinrichtung von sich aus notwendige Justagemessungen
zeitlich vor eine Nutzmessung positioniert, sofern für
diese Justagemessungen keine geeigneten Justageparameter aus vorhergehenden
Justagemessungen vorliegen.
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Soll
sich also eine bestimmte Nutzmessung einer vorhergehenden Nutzmessung
unmittelbar anschließen, so wird derzeit in der Praxis
meist vom Entwickler des Messprotokolls (d. h. dem Bediener oder
einem Spezialisten, der Protokolle für die Anwender vorab
entwickelt) empirisch ermittelt, welche verbleibenden Justagemessungen
eine bestimmte Magnetresonanzanlage bei dem Abarbeiten eines Messprotokolls
noch zusätzlich ausführen würde. Stellt
sich dann heraus, dass vor einer Nutzmessung, die sofort an eine
andere Nutzmessung anschließen sollte, eine Justagemessung
von der Steuereinrichtung durchgeführt wurde, so wird eine
geeignete vorhergehende Messung derart modifiziert, dass eine analoge
Justagemessung bereits vorab erzwungen wird, so dass dann die Ergebnisse
der benötigten Justagemessungen im Speicher vorhanden sind
und damit wieder verwendet werden können und das System
auf das Einschieben der unerwünschten Justagemessung verzichtet.
Ist eine Modifikationen von vorherigen Nutzmessungen nicht möglich,
muss eine künstliche – an sich nicht benötigte – „Nutzmessung” eingefügt
werden, lediglich, um eine Justagemessung zu erzwingen.
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Eine
unmittelbare Vorgabe der benötigten Justagemessungen zu
einem bestimmten Zeitpunkt vorab im Messprotokoll durch den Messprotokoll-Entwickler
ist leider i. A. nicht möglich, da die Systeme außerordentlich
komplex sind und zudem abhängig vom Geräte- und
Systemtyp bis zu 20 Justagen je nach Messung vorab durchzuführen
sind. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die genauen
Abläufe, in welcher Abhängigkeit welche Justagen
von einer Steuereinrichtung automatisch vorgesehen werden, für
den Anwender bzw. den Messprotokoll-Entwickler aufgrund der Systemkomplexität
nicht ohne weiteres erkennbar sind. In der Regel ist dagegen bei
einem Ablauf des Programms im Rahmen eines Tests für einen
erfahrenen Bediener nachvollziehbar, welche Justagemessungen gerade
durchgeführt werden. Daher sind die Entwickler der Messprotokolle
auf die vorher beschriebene empirische Protokollentwicklung und
-überprüfung angewiesen, auch wenn dies zu einem
erheblichen Mehraufwand führt.
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Ein
weiteres Problem bei den auf diese Weise entwickelten Steuerprotokollen
besteht darin, dass die Justagemessungen, wie erwähnt,
systemabhängig sind, wobei sich diese Abhängigkeit
bereits von Baureihe zu Baureihe eines Herstellers bzw. sogar bei
Systemänderungen innerhalb einer Baureihe wieder verändern
kann. Ein für eine Magnetresonanzanlage entwickeltes Steuerprotokoll
kann daher nicht ohne weiteres auf einer anderen Magnetresonanzanlage
wiederverwendet werden, ohne dass geprüft wird, ob durch
die Modifikation der Nutzmessungen auch auf der neuen Magnetresonanzanlage
erreicht wird, dass sich zwei Nutzmessungen unmittelbar aneinander
anschließen und tatsächlich keine unerwünschte
zusätzliche Justagemessung eingefügt wird. Die
beschriebene empirische Vorgehensweise ist auch deshalb besonders
kritisch, da beispielsweise Änderungen an Magnetresonanzanlagen
neue Justagemessungen induzieren können, die in dem bisherigen
Steuerprotokoll nicht berücksichtigt sind. Dabei kann eine
Nutzmessung, welche doch durch eine unbeabsichtigt vorgeschaltete
Justagemessung – im schlimmsten Fall sogar unbemerkt – verzögert
wird, zu falschen Ergebnissen führen, oder zumindest dazu,
dass die gesamte Messung wiederholt werden muss, was eine zusätzliche
Belastung für einen Patienten bedeutet.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb
einer Magnetresonanzanlage sowie eine entsprechende Magnetresonanzanlage der
eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass auf unkomplizierte
Weise sichergestellt werden kann, dass vorgegebene Nutzmessungen
in einem geforderten Zeitablauf zueinander sicher durchgeführt
werden und dabei der Gesamtmessaufwand und somit auch die Belastung
für den Patienten möglichst minimiert werden.
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Diese
Aufgabe wird zum einen durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch
1 und zum anderen durch eine Magnetresonanzanlage gemäß Patentanspruch
9 gelöst.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren enthält
das Steuerprotokoll eine Anzahl von lokalen, den Nutzmessungen zugeordneten
Messübergangsindikatoren. Diese Messübergangsindikatoren
können beispielsweise vom Entwickler des Protokolls explizit vorgegeben
werden. Verschiedene Möglichkeiten dieser Messübergangsindikatoren
werden später noch erläutert. Es wird dann von
der Steuereinrichtung auf Basis der Messübergangsindikatoren
jeweils geprüft, ob unmittelbar vor einer Nutzmessung eine
für die Nutzmessung benötigte Justagemessung zulässig
ist. Es wird dann von der Steuereinrichtung automatisch die Steuersignalsequenz
so generiert, dass selektiv für eine Nutzmessung, vor der
eine für die betreffende Nutzmessung erforderliche Justagemessung
nicht zulässig ist, die betreffende Justagemessung vorgezogen
wird und/oder dass Justageparameterwerte von zuvor durchgeführten,
anderen Nutzmessungen zugeordneten Justagemessungen verwendet werden.
Dieser zweite Fall, d. h. die Wiederverwertung von Justageparametern
von bereits zuvor durchgeführten Justagemessungen, ist
dabei (vorausgesetzt, die Magnetresonanzanlage ist hierzu entsprechend
ausgestaltet) auch dann bevorzugt, wenn festgestellt wird, dass
im Prinzip eine Justagemessung vor der Nutzmessung zulässig
wäre, da auf diese Weise die Gesamtmesszeit reduziert werden kann.
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Ein
wesentlicher Punkt der Erfindung ist, dass durch die lokale Angabe
für die jeweils relevanten Nutzmessungen also nicht vorgegeben
wird, sämtliche Justagen vorzuziehen, sondern dass lediglich
vorgegeben wird, dass an der betreffenden Position im Messablauf
keine Justage durchgeführt wird, die den zeitlichen Ablauf
der Nutzmessungen stört. Dadurch wird die Flexibilität
des Systems erheblich erhöht. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist folglich dadurch geprägt, dass durch die
den Nutzmessungen lokal jeweils zugeordneten Messübergangsindikatoren
gewährleistet ist, dass selektiv nur die Justagemessungen
vorgezogen werden, die auch vorgezogen werden müssen und
nicht prinzipiell jede Justagemessung, egal ob dies zu einem unnötigen Mehraufwand
und zusätzlicher Belastung führt oder nicht.
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Ein
Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass das zuvor beschriebene,
bisher übliche empirische Ermitteln von Magnetresonanzanlagen-Aktivitäten
und eine darauf basierende Anpassung des Steuerprotokolls durch
eine fehleranfällige Manipulation des eigentlichen gewünschten
Nutzmessungsablaufs vollständig entfallen kann. Stattdessen
wird der Vorgang des Vorziehens von Justagemessungen auf Basis der
einfach vom Messprotokoll-Entwickler in der Datensequenz des Messprotokolls
implementierbaren Messübergangsindikatoren vollständig
automatisiert. Es ist so eine Optimierung der Gesamtmesszeit möglich.
Sofern die Magnetresonanzanlagen mit einer entsprechend arbeitenden
Steuereinrichtung ausgestattet sind, ist ein Übertragen
von Steuerprotokollen zwischen den Magnetresonanzanlagen oder auch
eine Änderung an den Magnetresonanzanlagen möglich,
ohne dass zu befürchten ist, dass doch durch neu eingeschobene
Justagemessungen Nutzmessungen unbeabsichtigt verzögert werden.
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Eine
erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage zur Durchführung
des Verfahrens benötigt neben dem üblichen Magnetfeldsystem
und dem Hochfrequenzsystem eine Steuereinrichtung, welche in üblicher
Weise eine Protokollschnittstelle zur Übernahme und/oder
Auswahl eines Steuerprotokolls und eine Steuersequenz-Generierungseinheit
aufweist, die ausgebildet ist, um auf Basis eines Steuerprotokolls
eine Steuersignalsequenz zu generieren, um eine Anzahl von Nutzmessungen
und eine Anzahl von Justagemessungen zur Justage des Magnetfeldsystems
und/oder Hochfrequenzsystems durchzuführen, wobei zumindest
die Nutzmessungen durch das Steuerprotokoll vorgegeben sind. Erfindungsgemäß muss
diese Steuereinrichtung eine Messübergangsprüfeinheit
aufweisen, die so ausgebildet ist, dass sie im Steuerprotokoll befindliche
lokale, den Nutzmessungen zugeordnete Messübergangsindikatoren
erkennt und auf Basis der Messübergangsindikatoren jeweils
prüft, ob unmittelbar vor einer Nutzmessung eine Justagemessung
zulässig ist. Zudem muss die Steuersequenz-Generierungseinheit
so ausgebildet sein, dass sie automatisch die Steuersignalsequenz
so generiert, dass für eine Nutzmessung, vor der eine für
die betreffende Nutzmessung erforderliche Justagemessung nicht zulässig
ist, die betreffende Justagemessung vorgezogen wird und/oder dass
Justageparameterwerte von zuvor durchgeführten, anderen
Nutzmessungen zugeordneten Justagemessungen verwendet werden. Das heißt,
die Steuersequenz-Generierungseinheit benötigt also eine
zusätzliche Auswahllogik, welche mit der Messübergangsprüfeinheit
so zusammenarbeitet, dass selektiv nur die Justagemessungen vorgezogen
werden, die vorgezogen werden müssen, weil sie nicht vor
der jeweiligen Nutzmessung durchgeführt werden dürfen
und weil beispielsweise auch keine Justageparameterwerte aus anderen
Justagemessungen vorliegen.
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Um
eine Wiederverwendung von Justageparameterwerten zu ermöglichen,
ist die Steuereinrichtung vorzugsweise mit einer geeigneten Speichereinheit
versehen und so ausgebildet, dass die Justageparameterwerte von
Justagemessungen zumindest mit Kenndaten über die zugehörigen
Nutzmessungen so hinterlegt werden, dass sie zur Verwendung für
andere Nutzmessungen abrufbar sind.
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Die
wesentlichen Komponenten der Steuereinrichtung, insbesondere die
Steuersequenz-Generierungseinheit mit der Messübergangsprüfeinheit, können
in Form von geeigneten Softwaremodulen auf einer programmierbaren
Steuereinrichtung einer Magnetresonanzanlage implementiert werden.
Dies hat den Vorteil, dass auch bereits bestehende Magnetresonanzanlagen
auf einfache Weise nachgerüstet werden können,
um mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu arbeiten.
Daher wird die Erfindung auch durch ein Computerprogrammprodukt
gelöst, welches direkt in einen Speicher einer programmierbaren
Steuereinrichtung einer Magnetresonanzanlage ladbar ist, mit Programmcodeabschnitten,
um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
auszuführen, wenn das Programm in der Steuereinrichtung ausgeführt
wird.
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Die
abhängigen Ansprüche enthalten jeweils besonders
vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung,
wobei die erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage
auch analog zu den abhängigen Verfahrensansprüchen
weitergebildet sein kann und umgekehrt.
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Die
Messübergangsindikatoren können den einzelnen
Nutzmessungen im Protokoll beispielsweise so zugeordnet werden,
dass sie jeweils angeben, inwieweit eine Justagemessung vor der
zugeordneten Messung möglich ist. Es ist aber auch möglich, dass
damit angegeben wird, inwieweit eine Messung vor einer der jeweiligen
Nutzmessung nachfolgenden Nutzmessung möglich ist. Eine
solche Zuordnung der Messübergangsindikatoren zu den Nutzmessungen
umfasst weiterhin den Fall, dass der Zwischenraum zwischen zwei
Nutzmessungen in geeigneter Weise mit einem Messübergangsindikator
versehen ist. Ein Messübergangsindikator kann beispielsweise auch
einer ganzen Gruppe von Nutzmessungen zugeordnet sein und somit
Informationen über Messübergänge enthalten,
die für die komplette Gruppe von Justagemessungen bzw.
sämtliche Zwischenräume maßgeblich sind.
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Für
die Art der Messübergangsindikatoren gibt es verschiedene
Möglichkeiten. Im einfachsten Fall kann ein solcher Messübergangsindikator
einen einfachen Justagezulässigkeitsindikator umfassen, beispielsweise
in Form eines „Flags”, eines an einer bestimmten
Stelle in der Datenkette des Steuerprotokolls mit einem bestimmten
Wert gesetzten Bits oder einer sonstigen Markierung. Durch diesen
Justagezulässigkeitsindikator wird beispielsweise einfach vorgegeben,
ob vor einer bestimmten Nutzmessung überhaupt eine Justagemessung
zulässig ist. Dies bietet sich an, wenn klar ist, dass
zwei Nutzmessungen unmittelbar aufeinander ohne Zeitverzögerung durchgeführt
werden müssen. Es kann dabei der vorhergehenden Nutzmessung,
der nachfolgenden Nutzmessung oder dem Nutzmessungspaar bzw. dem Übergang
ein entsprechender Justagezulässigkeitsindikator zugeordnet
werden, welcher angibt, dass zwischen den beiden Nutzmessungen in
keinem Fall eine Justagemessung durchgeführt werden darf.
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Bei
einer besonders bevorzugten Variante des Verfahrens enthält
zumindest ein Messübergangsindikator einen Maximalübergangszeitwert, durch
den eine maximale Übergangszeit zwischen zwei Nutzmessungen
vorgegeben wird. Es kann dann für eine Anzahl von für
die Nutzmessung erforderlichen Justagemessungen jeweils eine voraussichtliche
Justagedauer ermittelt werden, und die Justagemessungen werden nur
insoweit vor einer Nutzmessung bzw. zwischen den Nutzmessungen durchgeführt,
als deren gesamte Justagedauer unterhalb des Maximalübergangszeitwerts
liegt. Ggf. weitere benötigte Justagemessungen werden vorgezogen
und/oder es werden entsprechende Justageparameter von zuvor durchgeführten
Justagemessungen verwendet. Ist beispielsweise nur eine Justagemessung
erforderlich, wird einfach geprüft, ob diese Justagemessung
innerhalb der maximalen Übergangszeit möglich
ist. Nur in diesem Fall kann die Justagemessung durchgeführt
werden. Andernfalls muss sie vorgezogen werden, sofern nicht entsprechende
Justageparameter aus anderen Messungen bereits vorliegen. Es ist
klar, dass, wenn solche andere Justageparameter vorliegen, selbstverständlich die
Messung nicht durchgeführt werden muss, nur weil sie innerhalb
des Maximalübergangszeitraums möglich ist.
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Bei
den Berechnungen der Justagedauer und des Maximalübergangszeitwerts
bzw. bei einem Vergleich dieser Werte wird vorzugsweise eine geeignete
Sicherheitszeitspanne einkalkuliert, so dass die Justagemessung
sicher innerhalb der maximalen Übergangszeit durchgeführt
werden kann.
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Sollten
mehrere Justagemessungen vor einer Nutzmessung notwendig sein und
sollte hierfür weder genügend Zeit sein, um alle
Justagemessungen durchzuführen, noch Justageparameter schon hinterlegt
sein, muss eine Auswahl getroffen werden, welche Justagemessungen
durchgeführt werden und welche nicht. Ein erstes Entscheidungskriterium
ist dabei, ob die jeweiligen einzelnen Justagemessungen innerhalb
des zur Verfügung stehenden maximalen Übergangszeitraums
durchführbar sind. Dauert eine einzelne Justagemessung
bereits zu lange, so muss sie vorgezogen werden.
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Vorzugsweise
wird für die Auswahl den einzelnen Justagemessungen ein
Aufwandswert zugeordnet, welcher den zusätzlichen Aufwand
repräsentiert, der durch ein Vorziehen der jeweiligen Justagemessung
verursacht wird. Wenn die maximale Übergangszeit zwischen
zwei Nutzmessungen nicht ausreicht, um alle erforderlichen Justagemessungen
für eine nachfolgende Nutzmessung durchzuführen,
so werden bevorzugt Justagemessungen mit einem geringeren Aufwandswert
vorgezogen. Ein wesentliches Kriterium bei diesem Aufwandswert kann
darin bestehen, ob die Justagemessungen an derselben Position der
Liegeneinheit relativ zum Magnetfeldsystem durchgeführt
werden müssen wie die zugehörige Nutzmessung.
In diesem Fall wird den Justagemessungen ein hoher Aufwandswert
zugeordnet, da ja ansonsten die Position zweimal angefahren werden
muss, wogegen das Durchführen einer Justagemessung an derselben
Position unmittelbar vor der Nutzmessung diesen zusätzlichen
Verfahraufwand der Liegeneinheit nicht erfordert.
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Im
Prinzip können die vorgezogenen Justagemessungen an beliebiger
Stelle innerhalb der gesamten Steuersignalsequenz angeordnet werden,
an der sie die Nutzmessungen nicht weiter stören. Besonders
bevorzugt werden die vorgezogenen Justagemessungen in einer Justagemesssequenz
vor der Durchführung der Nutzmessungen gruppiert.
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Bei
den Justagemessungen kann es sich, wie eingangs erläutert,
um verschiedenste Justagemessungen handeln, beispielsweise um eine
Sendespulen-Justagemessung und/oder eine Sendefrequenz-Justagemessung
und/oder eine Transmitter-Justagemessung und/oder eine Grundmagnetfeld-Justagemessung
und/oder eine Gradientenspulen-Justagemessung. Weiterhin kann es
sich bei den „Justagemessungen” auch um reine
Berechnungen handeln, welche nicht eine echte Messung erfordern, aber
dennoch den Zeitablauf verzögern würden und beispielsweise
auf Basis von zuvor durchgeführten Justagemessungen und
den dabei ermittelten Parameterwerten erforderlich sind, um eine
nachfolgende Nutzmessung mit den richtigen Steuerparametern durchführen
zu können.
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Die
Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten
Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels noch einmal näher
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Magnetresonanzanlage,
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2 eine
schematische Darstellung einer Messsequenz, bestehend aus drei Nutzmessungen und
jeweils zwei vorgeschalteten Justagemessungen gemäß dem
Stand der Technik,
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3 eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels
einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildeten
Messsequenz mit drei Nutzmessungen und den hierfür erforderlichen
Justagemessungen,
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4 eine
schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels
einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildeten
Messsequenz mit drei Nutzmessungen und den hierfür erforderlichen
Justagemessungen,
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5 eine
schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels
einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildeten
Messsequenz mit drei Nutzmessungen und den hierfür erforderlichen
Justagemessungen,
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6 eine
schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels
einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildeten
Messsequenz mit drei Nutzmessungen und den hierfür erforderlichen
Justagemessungen.
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In 1 ist
grob schematisch eine erfindungsgemäße Magnetresonanzanlage 1 dargestellt. Sie
umfasst zum einen den ei gentlichen Magnetresonanzscanner 8 mit
einem darin befindlichen Untersuchungsraum 9 bzw. Patiententunnel.
Eine auf einem Sockel 6 angeordnete Liegeneinheit 7 ist
in verschiedene Positionen in diesen Patiententunnel 9 hineinfahrbar,
so dass ein darauf liegender Patient oder Proband während
einer Untersuchung an einer bestimmten Position innerhalb des Magnetresonanzscanners 8 relativ
zu dem darin angeordneten Magnetsystem und Hochfrequenzsystem gelagert
werden kann bzw. auch während einer Messung zwischen verschiedenen
Positionen verfahrbar ist. Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen,
dass die genaue Bauart des Magnetresonanzscanners 8 nicht wesentlich
ist. So kann beispielsweise ein zylindrisches System mit einem typischen
Patiententunnel genutzt werden, aber auch ein C-bogenförmiges
Magnetresonanzgerät, welches an einer Seite offen ist.
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Wesentliche
Komponenten des Magnetresonanzscanners 8 sind ein Grundfeldmagnet 4,
eine Anzahl von Magnetfeldgradientenspulen 3 sowie eine
Ganzkörper-Hochfrequenzspule 2. Diese Komponenten
sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt und daher in der 1 nur
grob schematisch dargestellt. Der Empfang von im Untersuchungsobjekt
induzierten Magnetresonanzsignalen kann über die Ganzkörperspule 2 erfolgen,
mit der in der Regel auch die Hochfrequenzsignale zur Induzierung
der Magnetresonanzsignale ausgesendet werden. Es ist aber auch möglich,
diese Signale beispielsweise mit auf dem Untersuchungsobjekt aufgelegten
Lokalspulen 5 zu empfangen. Die Gradientenspulen 3 und
der Grundfeldmagnet 4 bilden gemeinsam mit ihren Ansteuereinheiten 13, 14 das
Magnetfeldsystem der Magnetresonanzanlage 1, und die Ganzkörperantenne 2 und
ggf. die Lokalspulen 5 bilden gemeinsam mit ihren Ansteuereinheiten 12, 15 das
Hochfrequenzsystem (Hochfrequenzsende-/-empfangssystem).
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Angesteuert
werden die einzelnen Komponenten von einer Steuereinrichtung 10,
die hier in Form eines gemeinsamen Blocks dargestellt ist. Hierbei
kann es sich um einen Steuerrechner handeln, welcher auch aus einer
Vielzahl von ggf. auch räum lich getrennten und über
geeignete Kabel oder dergleichen untereinander verbundenen Einzelrechnern bestehen
kann. Über eine Terminalschnittstelle 19 ist diese
Steuereinrichtung 10, über die ein Bediener die gesamte
Anlage 1 ansteuern kann, mit einem Terminal 30 verbunden.
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Diese
Steuereinrichtung 10 weist u. a. die Gradientenspulen-Steueranordnung 13 und
eine Grundmagnetfeld-Steueranordnung 14 auf, um das Gradientenspulensystem 3 und
das Grundmagnetfeldsystem 4 anzusteuern. Über
eine Hochfrequenzsende-/-empfangseinheit 12 wird die Ganzkörperspule 2 angesteuert
und über eine weitere Hochfrequenzempfangseinheit 15 werden
eventuelle Lokalspulen 5 ausgelesen. Eine Patientenliegen-Steuereinheit 11 dient
zum Ansteuern der Patientenliegeneinheit 7.
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Sämtliche
Steuereinheiten 11, 12, 13, 14, 15 werden
koordiniert von einer Zentralsteuereinheit 16 angesteuert,
so dass die für die Durchführung einer Messung
erforderlichen Grundmagnetfelder, Gradientenfelder und Hochfrequenzpulse
synchronisiert ausgegeben werden und auch die Liegeneinheit 7 an der
richtigen Position steht. Außerdem muss dafür gesorgt
werden, dass zum passenden Zeitpunkt die Signale an den Lokalspulen 5 durch
die Hochfrequenzempfangseinheit 15 ausgelesen und entsprechend
weiterverarbeitet werden.
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Die
so akquirierten Signale werden dann an eine Bildrekonstruktionseinheit 17 weitergegeben,
in der die gewünschten Magnetresonanzbilder rekonstruiert
werden, um sie dann beispielsweise auf dem Bildschirm des Terminals 30 auszugeben
oder in einem Speicher 18 zu hinterlegen. Durch die Zentralsteuereinheit 16 werden
die verschiedenen Komponenten auch zur Durchführung der
erforderlichen Justagemessungen gesteuert.
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Es
wird an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen,
dass ein solcher Magnetresonanzscanner 8 sowie die zugehörige
Steuereinrichtung 10 noch eine Vielzahl weiterer Komponenten aufweisen oder
aufweisen können, die hier nicht im Detail erläutert
werden. Insbesondere kann beispielsweise die Anlage 1 auch über
eine geeignete Schnittstelle mit einem Netzwerk, beispielsweise
einem radiologischen Informationssystem RIS, gekoppelt sein, um hierüber
Steuerprotokolle zu empfangen, die an der Anlage 1 genutzt
werden können, oder um beispielsweise von der Anlage 1 erzeugte
Magnetresonanzbilddaten zu versenden, in externen Massenspeichern
zu hinterlegen oder an Befundungsstationen oder Printer oder dergleichen
zu übergeben.
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Um
die einzelnen Steuerbefehle synchronisiert an die jeweiligen Steuerkomponenten 11, 12, 13, 14, 15 auszugeben,
erhält die Zentralsteuereinheit 16 eine Steuersignalsequenz
SQ, nach der die einzelnen Aktionen vorgegeben werden.
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Die
gesamten Messungen laufen üblicherweise auf Basis von sogenannten
Steuerprotokollen P ab, die in einem Speicher 18 der Steuereinrichtung 10 hinterlegt
sein können. Ein Benutzer 30 kann ein solches
Steuerprotokoll P auswählen und ggf. modifizieren und dann
die Messung auf Basis dieses Steuerprotokolls P durchführen
lassen. Prinzipiell hat der Benutzer auch die Möglichkeit, über
das Terminal 30 selbst Steuerprotokolle zu entwickeln und
zu hinterlegen. Die Steuerung mit Hilfe der Steuerprotokolle P ist
notwendig, da es in einem Onlinemodus für den Bediener
nicht möglich wäre, sämtliche Befehle zeitgerecht
einzugeben und die Anlage zu steuern. Daher muss vorab die gesamte
Sequenz vorgeplant und dann auf Basis des Steuerprotokolls P abgearbeitet
werden. Zur Generierung der Steuersignalsequenz SQ auf Basis der
Steuerprotokolle P dient eine Steuersequenz-Generierungseinheit 20.
Diese kann beispielsweise in Form von Software auf einem Prozessor
der Steuereinrichtung 10 implementiert sein. Sie kann,
anders als in 1 dargestellt, auch Teil der
Zentralsteuereinheit 16 sein oder in mehrere Komponenten
zerlegt auf verschiedenen miteinander arbeitenden Prozessoren realisiert
sein. In dieser Steuersequenz-Generierungseinheit 20 wird
das Steuerprotokoll P gelesen und entsprechend diesen Vorgaben eine
geeig nete Steuersequenz SQ erstellt. Hierbei werden, wie eingangs
erläutert, gegebenenfalls zwischen die eigentlichen Nutzmessungen,
die durch das Steuerprotokoll P vorgegeben sind, zusätzliche
Justagemessungen eingefügt, sofern diese notwendig sind,
damit die Nutzmessungen dann richtig durchgeführt werden
können.
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2 zeigt
ein Beispiel, wie üblicherweise vor verschiedenen Nutzmessungen
N1, N2, N3 jeweils Justagemessungen J1,1,
J1,2, J2,1, J2,2, J3,1, J3,2 durchgeführt werden.
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Um
nun zu vermeiden, dass immer solche Justagemessungen vor den Nutzmessungen
N1, N2, N3 durchgeführt werden, auch wenn
sich eine bestimmte Nutzmessung direkt an eine vorhergehende Nutzmessung
anschließen soll, besteht nun erfindungsgemäß die
Möglichkeit, im Steuerprotokoll P einen Messübergangsindikator
U zu setzen.
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Dies
ist in 3 zwischen der vorletzten Nutzmessung N2 und der letzten Nutzmessung N3 durch
einen Verbindungsbogen schematisch angedeutet. Bei diesem Messübergangsindikator
U kann es sich im einfachsten Fall um ein innerhalb des Datenstroms
des Steuerprotokolls passend gesetztes Bit handeln, welches signalisiert,
dass zwischen den betroffenen Nutzmessungen N2,
N3 bzw. vor der Nutzmessung N3 keine
Justagemessung durchgeführt werden darf. Diese Messübergangsindikatoren U
werden bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
von einer als Softwareuntermodul der Steuersequenz-Generierungseinheit 20 ausgebildeten
Messübergangsprüfeinheit 21 innerhalb
des Steuerprotokolls P erkannt und interpretiert. Dabei wird auf
Basis der Messübergangsindikatoren U geprüft,
ob unmittelbar vor einer Nutzmessung bzw. zwischen zwei bestimmten
Nutzmessungen eine Justagemessung möglich ist.
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Die
Steuersequenz-Generierungseinheit 20 weist weiterhin eine
geeignete Auswahllogik 22 auf, die dann die durch die Messübergangsindikatoren
U gegebenen Vorgaben bei der Erstellung der Steuersequenz SQ berücksichtigt
und selektiv bestimmte Justagemessungen, die zwingend für
eine Nutzmessung durchgeführt werden müssen, innerhalb
der Steuersignalsequenz SQ vorzieht.
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Ein
solcher Fall ist in 3 dargestellt. Hier ist durch
den Messübergangsindikator U zwischen den letzten beiden
Nutzmessungen N2, N3 signalisiert,
dass an dieser Stelle keine Justagemessung durchgeführt
werden soll. Daher wird die Steuersignalsequenz SQ so ausgebaut,
dass die Justagemessungen J3,1, J3,2, die zur dritten Nutzmessung N3 gehören, an den Anfang der gesamten
Sequenz verschoben werden. Das heißt, es wird am Anfang
eine Justagesteuersequenz JSQ gefahren, in der diese Justagemessungen
J3,1, J3,2 ggf.
gemeinsam mit den vor der ersten Nutzmessung N1 erforderlichen
Justagemessungen J1,1, J1,2 durchgeführt
werden. Dagegen werden die Justagemessungen J2,1,
J2,2, die zur zweiten Nutzmessung N2 gehören, nicht vorgezogen, da
diese Nutzmessung N2 sich hier nicht unmittelbar an
die erste Nutzmessung N1 anschließen
muss.
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Um
Justagemessungen nicht unnötig durchzuführen,
besteht bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
außerdem die Möglichkeit, Justageparameterwerte
JP von bereits beispielsweise für andere Nutzmessungen
durchgeführten Justagemessungen zu hinterlegen und diese
dann für weitere, spätere Nutzmessungen weiter
zu verwenden. Dieses Beispiel ist in 4 gezeigt.
Hier wird nur die erste Justagemessung J3,1 der
dritten Nutzmessungen N3 vorgezogen. Die
zweite Justagemessung J3,2 ist ähnlich
bzw. identisch zur zweiten Justagemessung J1,2 der
ersten Nutzmessung N1, so dass die dort
gewonnenen Justageparameterwerte JP wieder verwendet werden können.
Dies ist durch die Zwischenlagerung und Entnahme aus dem Speicher 18 angedeutet.
Wie aus 4 zu ersehen ist, bietet das erfindungsgemäße
Verfahren also die Möglichkeit, dass nicht nur auf einfache
Weise eine Zeitverzögerung zwischen zwei Nutzmessungen
N2, N3 verhindert
werden kann, sondern auch, dass die Gesamtmesszeit reduziert werden
kann.
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Sofern
im konkreten Fall eine Möglichkeit besteht, ein Teil der
Daten für eine bestimmte andere Justagemessung aus anderen
Justagemessungen wieder zu verwenden und dadurch die betreffende spätere
Justagemessung zu verkürzen, so wird diese Möglichkeit
vorzugsweise ebenfalls genutzt. D. h. es werden dann gegebenenfalls
sowohl Justageparameterwerte von zuvor durchgeführten,
anderen Nutzmessungen zugeordneten Justagemessungen verwendet als
auch betreffende Justagemessung – dann allerdings in gekürzter
Form – vorgezogen.
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In
vielen Fällen ist es so, dass Nutzmessungen zwar nicht
unmittelbar aufeinander folgen müssen, dass aber der Abstand
zwischen zwei Nutzmessungen nicht oberhalb eines bestimmten zeitlichen Maximalwerts
liegen darf. Ggf. ist es sogar so, dass ein Mindestzeitraum zwischen
zwei Nutzmessungen einzuhalten ist. Das heißt, dass zwei
Nutzmessungen in einem ganz bestimmten zeitlichen Abstand aufeinander
folgen sollten. In diesem Fall wäre es Zeitverschwendung,
wenn sämtliche Justagemessungen, die für eine
bestimmte Nutzmessung durchgeführt werden müssen,
vorgezogen werden, auch wenn ein Teil dieser Justagemessungen direkt
vor der Nutzmessung durchgeführt werden könnte.
Dies ist insbesondere dann unsinnig, wenn die besagte Justagemessung
in der gleichen Liegenposition durchzuführen wäre
wie die Nutzmessung selber. Ein Vorziehen der Justagemessung hätte
dann den Nachteil, dass diese Liegenposition unnötig zweimal angefahren
werden muss. Die gesamte Messzeit würde dadurch unnötig
verlängert.
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Aus
diesem Grund besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
die Möglichkeit, nicht nur einfache Messübergangsindikatoren
in Form von Justagezulässigkeitsindikatoren U zu setzen,
sondern auch Messübergangsindikatoren UT mit einem Maximalübergangszeitwert,
der eine maximale Übergangszeit T zwischen zwei Nutzmessungen
angibt. Dies ist in 5 dargestellt. Hier sind jeweils
durch Messübergangsindikatoren UT zwischen der ersten Nutzmessung
N1 und der zweiten Nutzmessung N2 sowie zwischen der zweiten Nutzmessung
N2 und der dritten Nutzmessung N3 für die Zwischenzeiträume jeweils
ma ximale Übergangszeiten T vorgegeben. Die maximalen Übergangszeiträume
T sind hier jeweils so lang, dass eine der beiden erforderlichen Justagemessungen
durchgeführt werden kann. Daher werden nur jeweils die
erste Justagemessung J3,1, J2,1 in
die Justagesteuersequenz JSQ am Anfang der Gesamtsequenz vorgezogen,
wogegen die zweiten Justagemessungen J2,2,
J3,2 jeweils unmittelbar vor der zugehörigen
Nutzmessung N2, N3 durchgeführt
werden. Vorzugsweise sind dies die Justagemessungen, bei denen sich
die Liegeneinheit an der gleichen Position befinden sollte wie bei
der Nutzmessung.
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6 zeigt
schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel,
bei dem mit Hilfe eines Messübergangsindikators U eine
komplette Gruppe von Nutzmessungen N1, N2, N3 markiert wird.
Dies hat hier zur Folge, dass sämtliche Nutzmessungen N1, N2, N3 ohne
Pause aufeinander folgen sollen. Daher werden sämtliche
Justagemessungen J3,1, J2,1,
J2,2, J1,1, J1,2 in einer Justagesteuersequenz JSQ vorab
abgearbeitet. Lediglich eine für die dritte Nutzmessung
N3 erforderliche zweite Justagemessung J3,2 (vgl. 2) wird hier
gar nicht mehr durchgeführt, da auf Justageparameterwerte
JP im Speicher 18 zugegriffen werden kann, die wiederum
im Rahmen der zweiten Justagemessung J2,1 für
die erste Nutzmessung N1 ermittelt wurden.
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Die
obigen Beispiele zeigen deutlich, dass die Erfindung auf sehr flexible
Weise eine Optimierung der gesamten Steuersignalsequenz SQ ermöglicht
und ein Bediener durch einfaches Setzen von Messübergangsindikatoren
U, UT innerhalb des Steuerprotokolls P sicherstellen kann, dass
die Justagemessungen unbeeinflusst vom System im richtigen zeitlichen
Abstand aufeinander folgen. Eine fehleranfällige Manipulation
des Steuerprotokolls durch Modifikation von Nutzmessungen oder durch
Einfügen von künstlichen, an sich nicht nötigen
Nutzmessungen, um ein Vorziehen von Justagemessungen zu erzwingen,
ist nicht mehr notwendig. Die Gesamtmesszeit und somit die Belastung
für den Patienten kann dadurch optimiert werden.
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Es
wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass
es sich bei den zuvor beschriebenen Aufbauten lediglich um Ausführungsbeispiele handelt
und dass das Grundprinzip auch in weiten Bereichen vom Fachmann
variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen,
soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Obwohl beispielsweise
die Erfindung vorstehend in erster Linie anhand eines Einsatzes
an einer Magnetresonanzanlage im medizinischen Bereich erläutert
wurde, ist die Erfindung jedoch nicht auf solche medizinischen Anlagen
beschränkt, sondern kann auch an anderen Magnetresonanzanlagen,
beispielsweise zur Materialprüfung oder dergleichen eingesetzt
werden. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf
hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein” bzw. „eine” nicht
ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach
vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit” nicht
aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls
auch räumlich verteilt sein können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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