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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 Magnetfelds 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
J1,4, 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 eigentlichen 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 räumlich
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
geeignete 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
maximale 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.