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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Magnetresonanzanlage.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm, das Maschinencode umfasst, der von einer Steuereinrichtung für eine Magnetresonanzanlage abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung ein derartiges Betriebsverfahren ausführt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Steuereinrichtung für eine Magnetresonanzanlage, wobei die Steuereinrichtung mit einem derartigen Computerprogramm programmiert ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Magnetresonanzanlage,
- – wobei die Magnetresonanzanlage einen Grundmagneten, ein Gradientensystem, mindestens eine Hochfrequenz-Sendeantenne, mindestens eine Hochfrequenz-Empfangsantenne, eine Messvorrichtung und eine Steuereinrichtung aufweist,
- – wobei die Steuereinrichtung wie oben stehend beschrieben ausgebildet ist.
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Die oben genannten Gegenstände sind allgemein bekannt.
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Bei der Magnetresonanztomographie werden verschiedene Magnetfelder benötigt, nämlich ein Grundfeld, Gradientenfelder und Hochfrequenzpulse.
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Mittels des statischen Grundfeldes – in der Regel als B0-Feld bezeichnet – werden die Spins des Untersuchungsobjekts in Richtung des Grundfeldes ausgerichtet. Durch das Aussenden eines hochfrequenten Anregungspulses (MHz-Bereich) – meist als B1-Feld bezeichnet – werden die Spins aus der Richtung des Grundfeldes heraus in eine andere Richtung gedreht („gekippt”). Nach Beendigung des hochfrequenten Anregungspulses kehren die Kernspins wieder in die Richtung des B0-Feldes zurück. Dieser Vorgang induziert in Empfangsspulen ein elektrisches Signal, welches dann zur Bildberechnung verwendet wird.
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Die Gradientenfelder liegen im niederfrequenten Bereich (kHz-Bereich) und werden dem Grundfeld lokal überlagert. Für sie wird in der Regel keine eigene Bezeichnung verwendet.
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Um die Spins auslenken zu können, muss die Frequenz der Anregungspulse exakt auf die durch die Stärke des B0-Feldes bestimmte Resonanzfrequenz eingestellt sein. Weiterhin muss die Richtung des B1-Feldes orthogonal zur Richtung des B0-Feldes sein. Schließlich müssen die Anregungspulse um das Grundfeld mit der Resonanzfrequenz rotieren. Die Rotation des B1-Feldes der Anregungspulse kann alternativ im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgen. Nur eine der beiden Rotationsrichtungen – nämlich diejenige Rotationsrichtung, welche mit der Rotationsrichtung der Kernspins um das B0-Feld übereinstimmt, ist für das Auslenken wirksam. Diese Richtung wird mit dem Zusatz „+” gekennzeichnet; die andere entsprechend mit dem Zusatz „–”. Hinsichtlich der Bildgebung spricht man also von der B1+-Komponente des B1-Feldes. Aus technischen Gründen ist es in der Regel jedoch nur schwer möglich, ein reines B1+-Feld zu erzeugen. Bei einer kleinen, mit Öl gefüllten Kugel gelingt dies recht gut, während durch die Geometrie und inhomogene Struktur eines Patienten fast immer auch eine mehr oder weniger große B1–-Komponente erzeugt wird.
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Verschiedene Untersuchungsobjekte reagieren weiterhin nicht völlig identisch auf exakt dieselben Anregungspulse. Bevor bildgebende Mess-Sequenzen mit ihren entsprechenden Anregungspulsen gestartet werden, muss daher zunächst ermittelt werden, wie der Hochfrequenzverstärker anzusteuern ist, damit die gewünschten B1+-Amplituden im Untersuchungsobjekt erzeugt werden. Dies geschieht mittels einer sogenannten „Transmitter-Justage”, was mit „Verstärker-Einstellprozedur” übersetzt werden kann. Diese Prozedur läuft wie folgt ab:
Beginnend mit einer auf Erfahrungswerten beruhenden sinnvollen – d. h. in etwa korrekten – Startamplitude wird eine bestimmte Anzahl von hochfrequenten Anregungspulsen gesendet, deren Amplitudenverlauf und zeitlicher Abstand exakt definiert sind. Das durch die Anregungspulse angeregte Magnetresonanzsignal wird hinsichtlich der erreichten B1+-Amplitude bestimmt. Weicht diese Amplitude um mehr als eine vorgegebene Toleranz von einer einzustellenden Referenzamplitude ab, dann wird die Ansteuerung des Hochfrequenzverstärkers entsprechend der festgestellten Abweichung geändert. Danach wird die vorstehend beschriebene Messprozedur wiederholt, bis die sich ergebende Amplitude im zulässigen Toleranzbereich liegt. In der Regel sind einige wenige derartiger Iterationen notwendig, um für eine gegebene Situation (Untersuchungsobjekt, Sendespule und Position des Untersuchungsobjekts relativ zur Sendespule) die richtige Ansteuerung des Hochfrequenzverstärkers zu ermitteln.
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Durch die Aussendung des hochfrequenten Anregungspulses wird Leistung in der Hardware des Sendepfades (einschließlich der Sendespule), aber auch im Untersuchungsobjekt umgesetzt. Diese Leistung muss messtechnisch bestimmt und überwacht werden. Die Überwachung ist zum einen erforderlich, um die Hardware selbst gegen Überschläge und Überwärmung zu schützen. Zum anderen – und dies ist der wichtigere Aspekt – ist die Überwachung erforderlich, um den Patienten vor Verbrennungen und Überlastung des Kreislaufes zu schützen. Zu diesem Zweck sind Magnetresonanzanlagen mit entsprechenden Messvorrichtungen ausgestattet. Die Messvorrichtungen müssen zu jedem Zeitpunkt den sicheren Betrieb der Magnetresonanzanlage gewährleisten. Die Messvorrichtungen sind derart ausgelegt, dass sie in sich sicher sind. Dies bedeutet, dass ein einzelner Fehler nicht zu einem Versagen der Messvorrichtungen als Ganzes führen kann. Weiterhin müssen die Messvorrichtungen in hinreichend kurzen Zeiträumen – beispielsweise einmal pro Monat – überprüft werden, um zu gewährleisten, dass die Messvorrichtungen noch korrekt arbeiten.
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Zur Sicherstellung eines korrekten Arbeitens der jeweiligen Messvorrichtung können verschiedene Maßnahmen vorgesehen sein. Beispielsweise ist es möglich, dass ein Techniker in hinreichend kurzen Zeitintervallen vor Ort die Messvorrichtung unter Verwendung eines geeigneten externen Messmittels überprüft und/oder die Messvorrichtung – auch wenn sie noch ordnungsgemäß funktioniert – stets gegen eine neue, korrekt arbeitende Messvorrichtung austauscht. Diese Vorgehensweise verursacht sowohl Personal- als auch Materialkosten.
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Alternativ ist es möglich, eine hardwarebasierte Lösung vorzusehen. In diesem Fall weist die Messvorrichtung mehrere Teileinrichtungen auf, welche unabhängig voneinander die an das Untersuchungsobjekt abgegebene Hochfrequenzleistung überwachen und auch sich selbst gegenseitig überwachen. Diese Vorgehensweise verkompliziert und verteuert die Messvorrichtung.
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Ein besonders kritischer Fehler ist eine langsame Drift der Messvorrichtung, also nicht ein vollständiges Versagen der Messvorrichtung, sondern eine allmähliche Verstellung der Kalibrierung. Auch im Falle mehrerer Messvorrichtungen muss sichergestellt sein, dass nicht alle Messvorrichtungen gleichzeitig in die gleiche Richtung driften.
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Aus der
DE 102 54 660 A1 ist ein Verfahren zur Korrektur der Feldstärke von Hochfrequenzpulsen beschrieben. Hierzu wird der in einer Antenne fließende Strom durchdurch Variation einer in die Antenne eingespeiste Leistung auf einen vorgegebenen Sollwert geregelt, um einen Einfluss eines Patienten auszugleichen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer auf einfache, kostengünstige und zuverlässige Weise ein sicherer Betrieb der Magnetresonanzanlage gewährleistet werden kann.
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Die Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren für eine Magnetresonanzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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teilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 8.
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Erfindungsgemäß wird ein Betriebsverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,
- – dass ein vorbestimmtes Referenzobjekt in einem Untersuchungsvolumen der Magnetresonanzanlage angeordnet wird,
- – dass im Rahmen von Justiermessungen das Referenzobjekt mittels einer Hochfrequenz-Sendeantenne der Magnetresonanzanlage jeweils mit einem Justierpuls beaufschlagt wird und mittels mindestens einer Hochfrequenz-Empfangsantenne der Magnetresonanzanlage jeweils ein mittels des jeweiligen Justierpulses im Referenzobjekt angeregtes Magnetresonanzsignal erfasst wird,
- – dass anhand der im Rahmen der Justiermessungen erfassten Magnetresonanzsignale eine Amplitude eines ersten Prüfpulses ermittelt wird,
- – dass im Rahmen einer nachfolgenden Prüfmessung das Referenzobjekt mittels der Hochfrequenz-Sendeantenne mit dem ersten Prüfpuls beaufschlagt wird,
- – dass während der Beaufschlagung des Referenzobjekts mit dem ersten Prüfpuls mittels einer Messvorrichtung ein von der Amplitude des ersten Prüfpulses abhängiges erstes Messsignal erfasst wird und
- – dass aufbauend auf dem erfassten ersten Messsignal weitere Maßnahmen ergriffen werden.
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Sowohl die Justierpulse als auch der erste Prüfpuls sind Anregungspulse, mittels derer das Referenzobjekt zum Abstrahlen von Magnetresonanzsignalen angeregt wird.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei ein und derselben Magnetresonanzanlage für die ordnungsgemäße Anregung von Objekten zur Abstrahlung von Magnetresonanzsignalen zwar von Objekt zu Objekt unterschiedliche Amplituden der Anregungspulse erforderlich sind, bei identischer Mess-Situation (gleiche Sendespule, gleiches Untersuchungsobjekt, Positionierung des Untersuchungsobjekts relativ zur Sendespule) die Amplitude aber für ein und dasselbe Objekt stets dieselbe ist (bzw. sein sollte). Wenn nun in zeitlichen Abständen stets dasselbe Referenzobjekt in das Untersuchungsvolumen eingebracht wird, sollte auch die Amplitude des ersten Prüfpulses stets dieselbe sein. Wenn die Messvorrichtung ordnungsgemäß funktioniert, sollte sie daher bei Beaufschlagung des Referenzobjekts mit dem ersten Prüfpuls stets zumindest in etwa dasselbe erste Messsignal liefern. Wenn dies nicht der Fall ist, ist ein Defekt bei der Generierung des ersten Prüfpulses und/oder oder in der Messvorrichtung aufgetreten.
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Mit anderen Worten: Es wird die B1+-Amplitude des empfangenen Magnetresonanzsignals erfasst und mit einer Referenzamplitude verglichen. Die Justierpulse werden nachgeführt, bis die B1+-Amplitude des empfangenen Magnetresonanzsignals mit der Referenzamplitude übereinstimmt. Wenn dies der Fall ist, muss – bei ordnungsgemäßer Funktion aller Komponenten – das mittels der Messvorrichtung erfasste erste Messsignal stets denselben Referenzwert aufweisen. Wenn dies nicht der Fall ist, liegt ein Fehler vor. In einem solchen Fall muss dann der genaue Fehler beispielsweise durch einen Servicetechniker ermittelt und beseitigt werden.
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Der Referenzwert kann im Rahmen der erstmaligen Inbetriebnahme der Magnetresonanzanlage in einer einmaligen Kalibriermessung gemessen und in einem Speicher der Magnetresonanzanlage hinterlegt werden.
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Das erste Messsignal kann auf prinzipiell beliebige Weise bestimmt werden. Beispielsweise kann an den Anschlüssen der Spule die vorwärts und die rückwärts gerichtete Sendeleistung erfasst und deren Differenz gebildet werden. Die Verwendung der Ansteuerungsamplitude des Hochfrequenzverstärkers müsste – sofern sich nichts geändert hat – natürlich auch identisch sein. Die Verwendung dieser Größe zur Detektion eines Fehlers der Messvorrichtung oder einer anderen Komponente ist allerdings weniger sinnvoll, da es beispielsweise sowohl für die Anwendung (= die durchzuführende Messsequenz) als auch für die Sicherheit unerheblich ist, wenn die Verstärkung des Hochfrequenzverstärkers im Verlaufe der Zeit ein wenig driftet (und somit die Korrelation zu der hinsichtlich der Sicherheit maßgebenden an das Spulensystem abgegebenen Sendeleistung bzw. der Sendeleistung entlang des Sendepfades (Komponentenschutz) nicht mehr gegeben ist). Es könnte auch ein Element der Sendekette ausgetauscht worden sein, welches einen geänderten Abschwächungswert aufweist. Auch dieses ist für die Anwendung unerheblich, solange der Hochfrequenzverstärker in der Lage ist, die spezifizierten B1+-Amplituden zu generieren.
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Wichtig hinsichtlich der Erfindung ist allerdings, dass bei zeitlich späteren Prüfmessungen jeweils das Referenz-B1+-Feld (wie zuvor beschrieben) über das empfangene Magnetresonanzsignal eingestellt wird.
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Es ist möglich, bereits im Rahmen der Justierpulse mittels der Messvorrichtung ein Signal zu erfassen, dass von der Amplitude des jeweiligen Justierpulses abhängig ist. Dadurch kann, falls einer der Justierpulse zufällig gleich die richtige Amplitude aufweist, dieser Justierpuls anstelle des ersten Prüfpulses verwendet werden. Weiterhin kann zu Kontrollzwecken auch für den ersten Prüfpuls das im Referenzobjekt angeregte Magnetresonanzsignal erfasst und ausgewertet werden. Diese beiden Maßnahmen sind jedoch nur optional. Im einfachsten Fall wird das erfasste erste Messsignal lediglich an einen Bediener der Magnetresonanzanlage ausgegeben. Die Ausgabe kann beispielsweise über eine Anzeigeeinrichtung erfolgen. Ausgehend von der Ausgabe kann der Bediener dann auf geeignete Weise reagieren. Der Bediener der Magnetresonanzanlage ist im Rahmen des ersten Prüfpulses üblicherweise ein Servicetechniker oder eine vergleichbare Person.
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Weiterhin ist es möglich, dass das erfasste erste Messsignal zusätzlich zu bereits hinterlegten ersten Messsignalen in einem Speicher der Magnetresonanzanlage hinterlegt wird. Diese Vorgehensweise liefert eine zeitlich lückenlose Dokumentation über die ordnungsgemäße bzw. nicht ordnungsgemäße Funktion der Messvorrichtung im Sinne einer chronologischen Historie.
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Vorzugsweise wird das erfasste erste Messsignal mit einem in einem Speicher der Magnetresonanzanlage hinterlegten Referenzwert verglichen. In diesem Fall können in Abhängigkeit von dem Vergleich weitere Maßnahmen ergriffen werden. Der Referenzwert kann beispielsweise im Rahmen der Herstellung und erstmaligen Inbetriebnahme der Magnetresonanzanlage experimentell ermittelt werden oder als typspezifischer Referenzwert bestimmt sein. Im erstgenannten Fall ist die Reproduzierbarkeit mit einer kleineren Toleranz möglich.
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Insbesondere ist es möglich, dass in dem Fall, dass das erfasste erste Messsignal innerhalb eines Toleranzbereichs um einen Referenzwert liegt, der weitere Betrieb der Magnetresonanzanlage mit oder ohne Ausgabe einer Freigabemeldung an den Bediener der Magnetresonanzanlage freigegeben wird. In dem Fall, dass das erfasste erste Messsignal nicht innerhalb des Toleranzbereichs um den Referenzwert liegt, wird im Gegenzug der weitere Betrieb der Magnetresonanzanlage gesperrt und/oder eine Alarmmeldung an den Bediener der Magnetresonanzanlage ausgegeben. Beispielsweise kann der Bediener dazu veranlasst werden, die Messvorrichtung zu überprüfen.
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Aufgrund des Umstands, dass – ordnungsgemäßes Funktionieren der Magnetresonanzanlage einschließlich der Messvorrichtung vorausgesetzt – die Amplitude des ersten Prüfpulses vorbekannt ist, ist sogar noch eine weitergehende Kalibrierung der Messvorrichtung möglich. Zu diesem Zweck wird, ausgehend von der Amplitude des ersten Prüfpulses, für mindestens einen zweiten Prüfpuls dessen Amplitude ermittelt, das Referenzobjekt mittels der Hochfrequenz-Sendeantenne mit dem zweiten Prüfpuls beaufschlagt und während der Beaufschlagung des Referenzobjekts mit dem zweiten Prüfpuls mittels der Messvorrichtung ein von der Amplitude des zweiten Prüfpulses abhängiges zweites Messsignal erfasst. Das zweite Messsignal kann beispielsweise an den Bediener der Magnetresonanzanlage ausgegeben werden und/oder zusätzlich zu bereits hinterlegten zweiten Messsignalen in einem Speicher der Magnetresonanzanlage hinterlegt werden. Die Ausgabe kann – analog zum ersten Messsignal – über eine Anzeigeeinrichtung erfolgen.
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Die Anzahl an zweiten Prüfpulsen kann nach Bedarf bestimmt sein. Minimal ist im Falle dieser Ausgestaltung ein einziger zweiter Prüfpuls vorgesehen. Es können jedoch auch mehrere zweite Prüfpulse vorgesehen sein. Insbesondere im letztgenannten Fall kann eine vollständige Kalibrierkurve erfasst und gegebenenfalls gespeichert werden. Durch diese Vorgehensweise kann insbesondere die Linearität der Messvorrichtung überprüft werden.
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Weiterhin ist es möglich, die Amplitude des ersten Prüfpulses und gegebenenfalls auch die Amplituden der zweiten Prüfpulse über eine Rechner-Rechner-Verbindung an eine Einrichtung außerhalb der Magnetresonanzanlage zu melden. Dadurch kann beispielsweise in einer externen Service-Stelle eine Auswertung erfolgen.
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Vorzugsweise wird das Referenzobjekt innerhalb des Untersuchungsvolumens an einem vorbestimmten Ort angeordnet. Dadurch wird die Reproduzierbarkeit der Amplitude des ersten Prüfpulses und damit des ersten Messsignals erhöht. Das Referenzobjekt kann insbesondere im Isozentrum des Untersuchungsvolumens angeordnet werden.
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Das Referenzobjekt kann nach Bedarf ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Referenzobjekt als Kugel ausgebildet. Alternativ oder – besonders bevorzugt – zusätzlich zur Ausbildung als Kugel kann das Referenzobjekt eine Hülle aufweisen, die mit Öl gefüllt ist. Ein derartiges Referenzobjekt (Phantom) ist oftmals verfügbar.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung, dass die Steuereinrichtung
- – im Rahmen von Justiermessungen mittels einer Hochfrequenz-Sendeantenne der Magnetresonanzanlage ein in einem Untersuchungsvolumen der Magnetresonanzanlage angeordnetes vorbestimmtes Referenzobjekt jeweils mit einem Justierpuls beaufschlagt und mittels mindestens einer Hochfrequenz-Empfangsantenne der Magnetresonanzanlage jeweils ein mittels des jeweiligen Justierpulses im Referenzobjekt angeregtes Magnetresonanzsignal erfasst,
- – anhand der im Rahmen der Justiermessungen erfassten Magnetresonanzsignale eine Amplitude eines ersten Prüfpulses ermittelt,
- – im Rahmen einer nachfolgenden Prüfmessung das Referenzobjekt mittels der Hochfrequenz-Sendeantenne mit dem ersten Prüfpuls beaufschlagt,
- – während der Beaufschlagung des Referenzobjekts mit dem ersten Prüfpuls mittels einer Messvorrichtung ein von der Amplitude des ersten Prüfpulses abhängiges erstes Messsignal erfasst und
- – das erfasste erste Messsignal zusätzlich zu bereits hinterlegten ersten Messsignalen in einem Speicher der Magnetresonanzanlage hinterlegt und/oder das erfasste erste Messsignal mit einem im Speicher der Magnetresonanzanlage oder einem anderen Speicher der Magnetresonanzanlage hinterlegten Referenzwert vergleicht und in Abhängigkeit von dem Vergleich weitere Maßnahmen ergreift.
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Analog zur korrespondierenden Ausgestaltung des Betriebsverfahrens bewirkt die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung, dass die Steuereinrichtung in dem Fall, dass das erfasste erste Messsignal innerhalb eines Toleranzbereichs um einen Referenzwert liegt, den weiteren Betrieb der Magnetresonanzanlage mit oder ohne Ausgabe einer Freigabemeldung an den Bediener der Magnetresonanzanlage freigibt. In dem Fall, dass das erfasste erste Messsignal nicht innerhalb des Toleranzbereichs um den Referenzwert liegt, bewirkt die Abarbeitung des Maschinencodes vorzugsweise, dass die Steuereinrichtung den weiteren Betrieb der Magnetresonanzanlage sperrt. Alternativ oder zusätzlich kann die Abarbeitung des Maschinencodes bewirken, dass die Steuereinrichtung in diesem Fall eine Alarmmeldung an den Bediener der Magnetresonanzanlage ausgibt.
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Analog zur korrespondierenden Ausgestaltung des Betriebsverfahrens bewirkt die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung weiterhin, dass die Steuereinrichtung, ausgehend von der Amplitude des ersten Prüfpulses, für mindestens einen zweiten Prüfpuls dessen Amplitude ermittelt, das Referenzobjekt mittels der Hochfrequenz-Sendeantenne mit dem zweiten Prüfpuls beaufschlagt, während der Beaufschlagung des Referenzobjekts mit dem zweiten Prüfpuls mittels der Messvorrichtung ein von der Amplitude des zweiten Prüfpulses abhängiges zweites Messsignal erfasst und das zweite Messsignal an den Bediener der Magnetresonanzanlage ausgibt und/oder zusätzlich zu bereits hinterlegten zweiten Messsignalen im Speicher der Magnetresonanzanlage hinterlegt.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Computerprogramm programmiert.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Magnetresonanzanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung erfindungsgemäß ausgebildet.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
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1 eine Magnetresonanzanlage und
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2 bis 4 Ablaufdiagramme.
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Gemäß 1 weist eine Magnetresonanzanlage einen Grundmagneten 1 auf. Der Grundmagnet 1 erzeugt in einem Untersuchungsvolumen 2 ein zeitlich statisches, örtlich im Wesentlichen homogenes Grundmagnetfeld B0. Der Grundmagnet 1 kann beispielsweise als supraleitender Magnet ausgebildet sein.
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Die Magnetresonanzanlage weist weiterhin ein Gradientensystem 3 auf. Das Gradientensystem 3 erzeugt Gradientenfelder, die dem Grundmagnetfeld B0 überlagert werden. Mittels des Gradientensystems 3 bzw. der Gradientenfelder erfolgt eine Kodierung von Magnetresonanzsignalen im Ortsraum und/oder im Frequenzraum.
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Die Magnetresonanzanlage weist weiterhin mindestens eine Hochfrequenz-Sendeantenne 4 auf. Mittels der Hochfrequenz-Sendeantenne 4 kann ein im Untersuchungsvolumen 2 angeordnetes Untersuchungsobjekt 5 – im Rahmen normaler Untersuchungen oftmals ein Mensch – zum Aussenden von Magnetresonanzsignalen angeregt werden. Mittels der Hochfrequenz-Sendeantenne 4 oder einer eigenen Hochfrequenz-Empfangsantenne 6 können die angeregten Magnetresonanzsignale empfangen werden. Falls die Hochfrequenz-Sendeantenne 4 zum Empfangen von angeregten Magnetresonanzsignalen verwendet wird, ist die Hochfrequenz-Sendeantenne 4 als Sende-/Empfangsantenne ausgebildet.
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Weiterhin weist die Magnetresonanzanlage eine Steuereinrichtung 7 auf. Die Steuereinrichtung 7 dient der Ansteuerung zumindest des Gradientensystems 3 und der Hochfrequenzantennen 4, 6. Die Steuereinrichtung 7 ist als softwareprogrammierbare Steuereinrichtung ausgebildet. Die Steuereinrichtung 7 ist mit einem Computerprogramm 8 programmiert.
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Das Computerprogramm 8 umfasst Maschinencode 9, der von der Steuereinrichtung 7 abarbeitbar ist. Die Abarbeitung des Maschinencodes 9 durch die Steuereinrichtung 7 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 7 ein erfindungsgemäßes Betriebsverfahren ausführt. Die Programmierung der Steuereinrichtung 7 mit dem Computerprogramm 8 bewirkt also, dass die Steuereinrichtung 7 entsprechend ausgebildet wird. Das Betriebsverfahren wird nachfolgend in Verbindung mit 2 näher erläutert.
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Das Computerprogramm 8 kann der Steuereinrichtung 7 auf beliebigem Wege zugeführt werden. Rein beispielhaft ist in 1 ein Datenträger 10 eingezeichnet, auf dem das Computerprogramm 8 in maschinenlesbarer Form – beispielsweise in elektronischer Form – gespeichert sein kann. Die Darstellung des Datenträgers 10 als USB-Memorystick ist jedoch rein beispielhaft. Der Datenträger 10 könnte auch andersartig ausgebildet sein.
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Im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens wird gemäß den 1 und 2 zunächst in einem Schritt S1 im Untersuchungsvolumen 2 ein vorbestimmtes Referenzobjekt 11 angeordnet. Das Referenzobjekt 11 kann nach Bedarf ausgebildet sein. Insbesondere kann das Referenzobjekt 11 entsprechend der Darstellung in 1 als Kugel ausgebildet. Weiterhin kann das Referenzobjekt 11 – unabhängig davon, ob es als Kugel ausgebildet ist oder nicht – eine Hülle 12 aufweisen, die mit Öl 13 gefüllt ist. Das Referenzobjekt 11 wird vorzugsweise innerhalb des Untersuchungsvolumens 2 an einem vorbestimmten Ort 14 angeordnet. Bei diesem Ort kann es sich insbesondere um das Isozentrum des Untersuchungsvolumens 2 handeln. Es ist möglich, dass der Schritt S1 automatisiert von der Steuereinrichtung 7 ausgeführt wird. Alternativ ist es möglich, dass der Schritt S1 manuell von einem Bediener 15 der Magnetresonanzanlage ausgeführt wird. Der Schritt S1 ist aus diesem Grund in 2 nur gestrichelt dargestellt.
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Sodann wird in Schritten S2 bis S5 eine Anzahl von Justiermessungen vorgenommen. Im Rahmen der Justiermessungen wird das Referenzobjekt 11 im Schritt S2 mittels der Hochfrequenz-Sendeantenne 4 jeweils mit einem Justierpuls Ji beaufschlagt. Die Hochfrequenz-Sendeantenne 4 wird zu diesem Zweck von der Steuereinrichtung 7 über einen Hochfrequenz-Leistungsverstärker 16 angesteuert. Soweit erforderlich, wird hierbei das Gradientensystem 3 in an sich bekannter Weise mit einem Gradientenstrom beaufschlagt. Mittels mindestens einer Hochfrequenz-Empfangsantenne 4, 6 der Magnetresonanzanlage – es kann sich alternativ um die Hochfrequenz-Sendeantenne 4 oder um eine andere Hochfrequenzantenne 6 der Magnetresonanzanlage handeln – wird im Schritt S3 von der Steuereinrichtung 7 ein korrespondierendes angeregtes Magnetresonanzsignal Ri erfasst. Die Justierpulse Ji können voneinander verschiedene Amplituden und/oder voneinander verschiedene Zeitdauern aufweisen. Gegebenenfalls kann im Rahmen eines dem Schritt S3 unmittelbar nachgeordneten Schrittes mittels einer Messvorrichtung 17 bereits ein Messsignal erfasst werden.
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Im Schritt S4 prüft die Steuereinrichtung 7, ob die Justiermessungen abgeschlossen sind. Wenn dies nicht der Fall ist, geht die Steuereinrichtung 7 über den Schritt S5 zum Schritt S2 zurück. Im Schritt S5 kann beispielsweise von der Steuereinrichtung 7 ein anderer, bis jetzt noch nicht abgearbeiteter Justierpuls Ji mit anderer Amplitude und/oder Zeitdauer selektiert oder bestimmt werden. Anderenfalls geht die Steuereinrichtung 7 zu einem Schritt S6 über.
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Im Schritt S6 ermittelt die Steuereinrichtung 7 anhand der im Rahmen der Justiermessungen erfassten Magnetresonanzsignale Ri – gegebenenfalls in Verbindung mit den Amplituden und Zeitdauern der Justierpulse Ji – eine Amplitude A1 eines ersten Prüfpulses P1. Sodann gibt die Steuereinrichtung 7 den ersten Prüfpuls P1 – selbstverständlich mit der entsprechenden Amplitude A1 – in einem Schritt S7 über den Hochfrequenz-Leistungsverstärker 16 an die Hochfrequenz-Sendeantenne 4 aus. Somit wird im Schritt S7 im Rahmen einer auf die Justiermessungen nachfolgenden Prüfmessung das Referenzobjekt 11 mittels der Hochfrequenz-Sendeantenne 4 mit dem ersten Prüfpuls P1 beaufschlagt.
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Während der Beaufschlagung des Referenzobjekts 11 mit dem ersten Prüfpuls P1 erfasst die Steuereinrichtung 7 in einem Schritt S8 mittels einer Messvorrichtung 17 ein erstes Messsignal M1. Das erste Messsignal M1 hängt von der Amplitude A1 des ersten Prüfpulses P1 ab. Beispielsweise kann entsprechend der Darstellung in 1 als erstes Messsignal M1 die Amplitude eines Hochfrequenz-Stromes I erfasst werden, mit dem die Hochfrequenz-Sendeantenne 4 beaufschlagt wird. Zur Erfassung des Stroms können beispielsweise sogenannte Pick-Up-Spulen in der Nähe der Hochfrequenz-Sendeantenne 4 platziert werden. Vorzugsweise jedoch wird per Richtkoppler, die vorzugsweise nahe der Spulenanschlüsse angeordnet sind, die vorwärts und die rückwärts gerichtete Sendeleistung bestimmt. Die Differenz der beiden Sendeleistungen ergibt die an die Hochfrequenz-Sendeantenne 4 abgegebene Sendeleistung. Alternativ könnte als erstes Messsignal M1 ein beispielsweise mittels der Hochfrequenz-Empfangsantenne 6 die Amplitude eines durch die Hochfrequenz-Sendeantenne 4 in der Hochfrequenz-Empfangsantenne 6 induzierten Signals erfasst werden.
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In einem Schritt S9 ergreift die Steuereinrichtung 7 weitere Maßnahmen. Die weiteren Maßnahmen bauen auf dem erfassten ersten Messsignal M1 auf.
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Nachfolgend werden in Verbindung mit 3 einige der möglichen weiteren Maßnahmen näher erläutert. 3 zeigt also mögliche Ausgestaltungen des Schrittes S9 von 2. Die in 3 dargestellten weiteren Maßnahmen sind dort kumulativ realisiert. Sie sind jedoch unabhängig voneinander realisierbar.
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Gemäß 3 wird das erfasste erste Messsignal M1 von der Steuereinrichtung 7 in einem Schritt S11 an den Bediener 15 der Magnetresonanzanlage ausgegeben. Die Ausgabe kann beispielsweise über eine in den FIG nicht dargestellte Anzeigeeinrichtung erfolgen, beispielsweise einen Monitor.
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Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Steuereinrichtung 7 das erfasste erste Messsignal M1 in einem Schritt S12 zusätzlich zu bereits hinterlegten ersten Messsignalen M1' in einem Speicher 18 der Magnetresonanzanlage hinterlegt. Die Hinterlegung erfolgt vorzugsweise in Verbindung mit einem Zeitstempel. Die bereits in dem Speicher 18 hinterlegten ersten Messsignale M1' stammen aus früheren Prüfmessungen. Auch ihnen ist vorzugsweise ein Zeitstempel zugeordnet. Sowohl die bereits hinterlegten ersten Messsignale M1' als auch das neu hinterlegte erste Messsignal M1 können (gegebenenfalls zusammen mit ihrem jeweiligen Zeitstempel) aus dem Speicher 18 ausgelesen werden. Dadurch steht bei Bedarf eine Historie an ersten Messsignalen M1, M1' zur Verfügung.
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Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Steuereinrichtung 7 in einem Schritt S13 das erfasste erste Messsignal M1 mit einem in einem Speicher 18, 19 der Magnetresonanzanlage hinterlegten Referenzwert REF vergleicht. Bei dem Speicher 19 kann es sich alternativ um den Speicher 18 oder um einen anderen Speicher 19 handeln. In Abhängigkeit von dem Vergleich werden weitere Maßnahmen ergriffen. Diese Vorgehensweise ist besonders bevorzugt. Mögliche weitere Maßnahmen werden nachfolgend in Verbindung mit den Schritten S14 bis S17 erläutert.
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Im Rahmen des Schrittes S13 prüft die Steuereinrichtung 7 insbesondere, ob das erfasste erste Messsignal M1 innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs um den Referenzwert REF liegt. Der Toleranzbereich kann geeignet bestimmt sein und beispielsweise als Prozentsatz des Referenzwertes REF definiert sein. Der Prozentsatz kann beispielsweise zwischen 5% und 20% liegen. Im Einzelfall können auch größere oder kleinere Werte möglich sein.
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Wenn das erfasste erste Messsignal M1 innerhalb des vorbestimmten Toleranzbereichs um den Referenzwert REF liegt, kann die Steuereinrichtung 7 beispielsweise zum Schritt S14 übergehen. Im Schritt S14 gibt die Steuereinrichtung 7 den weiteren Betrieb der Magnetresonanzanlage frei. Gegebenenfalls kann zusätzlich der Schritt S15 vorhanden sein. Im Schritt S15 gibt die Steuereinrichtung 7 eine Freigabemeldung an den Bediener 15 der Magnetresonanzanlage aus.
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Wenn das erfasste erste Messsignal M1 hingegen nicht innerhalb des vorbestimmten Toleranzbereichs um den Referenzwert REF liegt, kann die Steuereinrichtung 7 beispielsweise zum Schritt S16 übergehen. Im Schritt S16 sperrt die Steuereinrichtung 7 den weiteren Betrieb der Magnetresonanzanlage. Alternativ oder zusätzlich zum Schritt S16 kann die Steuereinrichtung 7 den Schritt S17 ausführen. Im Schritt S17 gibt die Steuereinrichtung 7 eine Alarmmeldung an den Bediener 15 der Magnetresonanzanlage aus.
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Alternativ oder zusätzlich zu den Ausgestaltungen gemäß 3 ist es möglich, den Schritt S9 so auszugestalten, wie dies nachfolgend in Verbindung mit 4 näher erläutert wird. Falls die Ausgestaltung gemäß 4 mit der Ausgestaltung gemäß 3 kombiniert wird, werden Schritte S21 bis S25 vorzugsweise im JA-Zweig von 3 implementiert. Zwingend ist dies jedoch nicht erforderlich.
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Gemäß 4 sind weiterhin – analog zu 3 – die Schritte S11 und S12 vorhanden. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die Schritte S11 und S12 könnten alternativ entfallen.
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Gemäß 4 ermittelt die Steuereinrichtung 7 im Schritt S21, ausgehend von der Amplitude A1 des ersten Prüfpulses P1, für einen zweiten Prüfpuls P2 dessen Amplitude A2. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 7 im Schritt S21 die Amplitude A1 des ersten Prüfpulses P1 mit einem vorbestimmten Skalierungsfaktor skalieren. Im Schritt S22 beaufschlagt die Steuereinrichtung 7 das Referenzobjekt 11 mittels der Hochfrequenz-Sendeantenne 4 mit dem zweiten Prüfpuls P2. Während der Beaufschlagung des Referenzobjekts 11 mit dem zweiten Prüfpuls P2 erfasst die Steuereinrichtung 7 im Schritt S23 mittels der Messvorrichtung 17 ein von der Amplitude A2 des zweiten Prüfpulses P2 abhängiges zweites Messsignal M2. Die Schritte S21, S22 und S23 können gegebenenfalls wiederholt mit verschiedenen Werten für die jeweilige Amplitude A2 des jeweiligen zweiten Prüfpulses P2 ausgeführt werden.
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Aufbauend auf dem Schritt S23 kann die Steuereinrichtung 7 den Schritt S24 ausführen. Im Schritt S24 gibt die Steuereinrichtung 7 das im Schritt S23 erfasste zweite Messsignal M2 an den Bediener 15 der Magnetresonanzanlage aus. Falls die Schritte S21 bis S23 wiederholt ausgeführt werden, kann der Schritt S24 in die Sequenz der Schritte S21 bis S23 mit eingebunden sein. Alternativ ist es möglich, dass der Schritt S24 nach der wiederholten Ausführung der Schritte S21 bis S23 ausgeführt wird. In diesem Fall werden im Rahmen der wiederholten Ausführung der Schritte S21 bis S23 die jeweils erfassten zweiten Messsignale M2 bei der (einmaligen) Ausführung des Schrittes S24 zusammen an den Bediener 15 der Magnetresonanzanlage ausgegeben.
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Alternativ oder zusätzlich zum Schritt S24 kann die Steuereinrichtung 7 den Schritt S25 ausführen. Im Schritt S25 hinterlegt die Steuereinrichtung 7 das im Schritt S23 erfasste zweite Messsignal M2 zusätzlich zu bereits hinterlegten zweiten Messsignalen M2' im Speicher 18 der Magnetresonanzanlage. Der Schritt S25 kann analog zum Schritt S24 alternativ in die Sequenz der Schritte S21 bis S23 mit eingebunden sein oder nach der ggf. wiederholten Ausführung der Schritte S21 bis S23 ausgeführt werden.
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Der Schritt S25 ist in der Regel nur dann vorhanden, wenn auch der Schritt S12 vorhanden ist. Der Schritt S24 hingegen ist unabhängig vom Vorhandensein des Schrittes S12 realisierbar.
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Auch im Rahmen der Schritte S21 bis S25 kann geprüft werden, ob sich die erfassten zweiten Messsignale M2 in einem zulässigen Rahmen bewegen. Gegebenenfalls können Maßnahmen ergriffen werden, die analog zu denen sind, die bezüglich des erfassten ersten Messsignals M1 ergriffen werden.
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Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung somit folgenden Sachverhalt:
In einem Untersuchungsvolumen 2 einer Magnetresonanzanlage wird ein vorbestimmtes Referenzobjekt 11 angeordnet. Im Rahmen von Justiermessungen wird das Referenzobjekt 11 mittels einer Hochfrequenz-Sendeantenne 4 der Magnetresonanzanlage jeweils mit einem Justierpuls Ji beaufschlagt. Mittels mindestens einer Hochfrequenz-Empfangsantenne 4, 6 der Magnetresonanzanlage wird jeweils ein mittels des jeweiligen Justierpulses Ji im Referenzobjekt 11 angeregtes Magnetresonanzsignal Ri erfasst. Anhand der im Rahmen der Justiermessungen erfassten Magnetresonanzsignale Ri wird eine Amplitude A1 eines ersten Prüfpulses P1 ermittelt. Im Rahmen einer nachfolgenden Prüfmessung wird das Referenzobjekt 11 mittels der Hochfrequenz-Sendeantenne 4 mit dem ersten Prüfpuls P1 beaufschlagt. während der Beaufschlagung des Referenzobjekts 11 mit dem ersten Prüfpuls P1 wird mittels einer Messvorrichtung 17 ein von der Amplitude A1 des ersten Prüfpulses P1 abhängiges erstes Messsignal M1 erfasst. Aufbauend auf dem erfassten ersten Messsignal M1 werden weitere Maßnahmen ergriffen.
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Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere kann ohne zusätzlichen Aufwand bzw. mit vernachlässigbarem zusätzlichem Aufwand nahezu jederzeit eine schnelle und zuverlässige Überprüfung der Messvorrichtung erfolgen. Es ist lediglich erforderlich, das Referenzobjekt 11 im Untersuchungsvolumen 2 anzuordnen und die bei Magnetresonanzanlagen allgemein bekannte Routine AdjTra (= Adjust Transmission) aufzurufen.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Grundmagnet
- 2
- Untersuchungsvolumen
- 3
- Gradientenmagnetsystem
- 4, 6
- Hochfrequenzantennen
- 5
- Untersuchungsobjekt
- 7
- Steuereinrichtung
- 8
- Computerprogramm
- 9
- Maschinencode
- 10
- Datenträger
- 11
- Referenzobjekt
- 12
- Hülle
- 13
- Öl
- 14
- vorbestimmter Ort
- 15
- Bediener
- 16
- Hochfrequenz-Leistungsverstärker
- 17
- Messvorrichtung
- 18, 19
- Speicher
- A1, A2
- Amplituden
- B0
- Grundmagnetfeld
- I
- Hochfrequenz-Strom
- Ji
- Justierpulse
- M1, M1'
- erste Messsignale
- M2, M2'
- zweite Messsignale
- P1, P2
- Prüfpulse
- REF
- Referenzwert
- Ri
- Magnetresonanzsignale
- S1 bis S25
- Schritte
