DE112020002457T5 - Mehrkanal-pilottonbewegungserkennung - Google Patents

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Günther Leussler Christoph
Christian Findeklee
Jakob Meineke Jan
Peter Vernickel
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Abstract

Offenbart ist ein medizinisches System (100, 300, 500, 700), umfassend: einen Speicher (128), der maschinenausführbare Anweisungen (130) speichert; einen Prozessor (122), der zum Steuern des medizinischen Systems ausgebildet ist; und ein Pilottonsystem (106). Das Pilottonsystem umfasst ein Hochfrequenzsystem (108), das mehrere Sendekanäle (110) und mehrere Empfangskanälen (112) umfasst. Die mehreren Sendekanäle sind für jedes Senden spezifischer Pilottonsignale (132) über mehrere Sendespulen ausgebildet. Die mehreren Empfangskanäle sind zum Empfangen von Mehrkanal-Pilottondaten (134) über mehrere Empfangsspulen ausgebildet. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen veranlasst den Prozessor zum: Senden (200) von Mehrkanal-Pilottonsignalen durch Steuern zumindest eines Teils der mehreren Sendekanäle, um die spezifischen Pilottonsignale zu senden; Erfassen (202) der Mehrkanal-Pilottondaten (134) durch Steuern zumindest eines Teils der mehreren Empfangskanäle, um die Mehrkanal-Pilottondaten zu empfangen; und Bestimmen (204) eines Bewegungszustands (136) des Subjekts unter Verwendung der Mehrkanal-Pilottondaten.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung bezieht sich auf die tomographische medizinische Bildgebung, insbesondere die Erkennung von Subjektbewegungen unter Verwendung von Pilottönen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • In tomographischen medizinischen Bildgebungstechniken wie Magnetresonanztomographie, Röntgencomputertomographie, Positronenemissionstomographie und anderen werden Daten von einem Subjekt über einen Zeitraum erfasst und verwendet, um ein medizinisches Bild zu rekonstruieren. Dies ermöglicht es Ärzten oder anderen Gesundheitsfachleuten, die innere Anatomie eines Subjekts genau abzubilden. Ein Nachteil dieser Techniken ist, dass sich das Subjekt während der Erfassung der medizinischen Bildgebungsdaten bewegen kann, was zu der Hinzufügung von Artefakten in dem medizinischen Bild führen kann.
  • Es gibt eine Vielzahl von Techniken zum Korrigieren oder Kompensieren von Subjektbewegung. Eine Technik ist die Pilottontechnik. Bei der Magnetresonanzbildgebung wird eine Sendespule verwendet, um ein Hochfrequenzsignal zu senden, und eine andere Empfangsspule wird verwendet, um dieses Signal zu empfangen. Das Maß der Kopplung zwischen dem Subjekt und diesen zwei Spulen bestimmt die Stärke des empfangenen Signals. Bewegungen wie Herzbewegung, Atmung und Volumenkörperbewegung können bei einer Änderung der Signalstärke erkannt werden.
  • Die US-Patentanmeldungsoffenlegung US20150320342A1 offenbart eine Magnetresonanzvorrichtung, die eine Hochfrequenzeinheit einschließt, die eine Hochfrequenzantenne, zumindest eine Hochfrequenzleitung und zumindest einen Hochfrequenzeinkoppelpunkt einschließt. Hochfrequenzsignale werden durch die zumindest eine Hochfrequenzleitung an die Hochfrequenzantenne übertragen und an dem zumindest einen Hochfrequenzeinkoppelpunkt in die Hochfrequenzantenne eingekoppelt. Die Magnetresonanzvorrichtung schließt auch eine Patientenaufnahmezone ein, die zumindest teilweise von der Hochfrequenzantenne umschlossen ist, und eine Bewegungserkennungseinheit zum Erkennen einer Bewegung eines Patienten, der innerhalb der Patientenaufnahmezone positioniert sein kann.
  • Zumindest eine Hochfrequenzleitung schließt zumindest ein Einkoppelelement ein, durch das zumindest ein Bewegungserkennungssignal der Bewegungserkennungseinheit in die Hochfrequenzleitung eingekoppelt wird.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung stellt in den unabhängigen Ansprüchen ein medizinisches System, ein Computerprogrammprodukt und ein Verfahren bereit. Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben. Ausführungsformen der Erfindung können ein verbessertes Pilottonsystem bereitstellen. Dies kann durch Verwenden mehrerer Sendekanäle und mehrerer Empfangskanäle erreicht werden. Die mehreren Sendekanäle können verwendet werden, um ein mehrkanaliges Pilottonsignal zu übertragen, das aus spezifischen Pilottonsignalen zusammengesetzt ist. Die mehreren Empfangskanäle empfangen diese Signale als mehrkanalige Pilottondaten. Dies stellt viel mehr Informationen bereit das herkömmliche Pilottonsysteme. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung basiert das Pilottonsystem auf einem Senden des Pilottonsignals als elektromagnetisches Signal im Radiofrequenzbereich von z. B. 40 bis 400 MHz. Das Pilottonsignal wird in einem Dauerstrichmodus (cw) gesendet, und die Pilottondaten beruhen auf einer Impedanzantwort auf das gesendete Pilottonsignal. Diese Antwort wird durch die Amplituden- und Phasenänderungen der Pilottondaten relativ zu denjenigen des gesendeten Pilottonsignals repräsentiert. Das heißt, die Pilottondaten stellen eine Frequenzbereichsantwort auf das Pilottonsignal dar, und spektral aufgelöste Informationen werden von den Pilottondaten getragen.
  • In einem Gesichtspunkt stellt diese Erfindung ein medizinisches System bereit. Das medizinische System umfasst einen Speicher, der maschinenausführbare Anweisungen speichert. Das medizinische System umfasst ferner einen Prozessor, der zum Steuern des medizinischen Systems ausgebildet ist. Das medizinische System umfasst ferner ein Pilottonsystem. Das Pilottonsystem umfasst ein Hochfrequenzsystem. Das Hochfrequenzsystem umfasst mehrere Sendekanäle und mehrere Empfangskanäle. Die mehreren Sendekanäle sind für jedes Senden spezifischer Pilottonsignale über mehrere Sendespulen ausgebildet. Die mehreren Empfangskanäle sind zum Empfangen von Pilottondaten über die mehreren Empfangsspulen ausgebildet. Die mehreren Empfangsspulen können zum Empfangen der spezifischen Pilottonsignale ausgebildet sein.
  • Die Pilottondaten sind die elektrischen Signale, die in den mehreren Empfangskanälen durch die spezifischen Pilottonsignale erzeugt werden. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt, dass der Prozessor Mehrkanal-Pilottonsignale sendet, indem er zumindest einen Bereich der Sendekanäle steuert, um die spezifischen Pilottonsignale zu senden. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor Mehrkanal-Pilottondaten erfasst, indem er zumindest einen Bereich der mehreren Empfangskanäle steuert, um die Mehrkanal-Pilottondaten zu empfangen. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor einen Bewegungszustand des Subjekts unter Verwendung der Mehrkanal-Pilottondaten bestimmt.
  • Der Bewegungszustand kann eine periodische Bewegung des Subjekts, wie Atmung oder Herzschlag, beschreiben, und auch in anderen Beispielen kann er eine grobmotorische Bewegung oder eine Massenbewegung des Subjekts beschreiben. Diese Ausführungsform kann vorteilhaft sein, da sie beim Überwachen der Position oder Bewegung eines Subjekts während einer medizinischen Prozedur, wie einer tomographischen Bildgebungsprozedur, nützlich sein kann.
  • In einer anderen Ausführungsform ist das Hochfrequenzsystem zum Codieren jedes der spezifischen Pilottonsignale unter Verwendung von Frequenzcodierung ausgebildet.
  • In einer anderen Ausführungsform ist das Hochfrequenzsystem zum Codieren jedes der spezifischen Pilottonsignale unter Verwendung von Phasencodierung ausgebildet.
  • In einer anderen Ausführungsform ist das Hochfrequenzsystem zum Codieren jedes der spezifischen Pilottonsignale unter Verwendung komplexer Modulation ausgebildet.
  • In einer anderen Ausführungsform ist das Hochfrequenzsystem zum Codieren jedes der spezifischen Pilottonsignale unter Verwendung von CDMA-Codierung ausgebildet.
  • In einer anderen Ausführungsform ist der Bewegungszustand des Subjekts einer der Folgenden: ein Subjektbewegungsort; ein Bewegungsvektor; eine Subjektbewegungsklassifizierung; ein Atemzustand; ein Herzbewegungszustand; ein Translationsvektor, der zumindest einen Bereich des Subjekts beschreibt; eine Drehung, die zumindest einen Bereich des Subjekts beschreibt; und Kombinationen davon. Diese Ausführungsform kann vorteilhaft sein, da es sich hierbei um alle verschiedenen Schritte und Bewegungen handelt, die unter Verwendung des Mehrkanal-Pilottonsystems verfolgt werden können.
  • In einer anderen Ausführungsform bewirkt die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen ferner, dass der Prozessor den Bewegungszustand unter Verwendung eines rekurrenten neuronalen Netzes bestimmt, das zum Empfangen der Mehrkanal-Pilottondaten und der spezifischen Pilottonsignale und zum Ausgeben des Bewegungszustands ausgebildet ist. Die spezifischen Pilottonsignale sind im Wesentlichen die Signale, die von den mehreren Sendekanälen gesendet werden, und die Mehrkanal-Pilottondaten sind die Daten, die durch die mehreren Empfangskanälen empfangen werden. Diese können in ein trainiertes rekurrentes neuronales Netz eingegeben werden, um die zeitabhängigen Signale von beiden zu analysieren. Dies kann beim Ausgeben des Bewegungszustands nützlich sein.
  • In einer anderen Ausführungsform bewirken die maschinenausführbaren Anweisungen, dass der Prozessor den Bewegungszustand durch Erkennen des Abstands zwischen dem Subjekt und jeder der mehreren Empfangsspulen bestimmt. Die mehreren Empfangsspulen können um einen Abstand von dem Subjekt versetzt sein. Die Stärke des Signals kann dann verwendet werden, um den Abstand zwischen dem Subjekt und einzelnen Empfangsspulen zu messen. Dies ermöglicht die Verwendung eines einfachen Modells, um den Ort des Subjekts zu kartieren.
  • In einer anderen Ausführungsform bewirkt die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen, dass der Prozessor den Bewegungszustand unter Verwendung eines digitalen Filters bestimmt. Bei einem Pilottonsystem ist es relativ einfach, eine periodische Bewegung zu erkennen. Zum Beispiel weist eine herzbedingte Bewegung eine Frequenzkomponente auf, die der Frequenz des schlagenden Herzens ähnlich ist. Ein digitales Filter kann dann verwendet werden, um das Signal von einem Herzschlag zu isolieren. Ebenso bewirkt die atembedingte Bewegung des Subjekts auch eine Frequenzkomponente, die der Atemfrequenz eines Subjekts ähnlich ist. Das digitale Filter ermöglicht daher auf einfache Weise die Bestimmung bestimmter periodischer Bewegungsarten.
  • In einer anderen Ausführungsform bewirkt die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen ferner, dass der Prozessor den Bewegungszustand unter Verwendung einer Hauptkomponentenanalyse bestimmt. Diese Maschinenlerntechnik ist wirksam, um verschiedene Arten von Signalen zu erkennen, die eine Bewegung anzeigen können.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst das medizinische System ferner ein Magnetresonanz-Bildgebungssystem.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst das Magnetresonanz-Bildgebungssystem ferner eine Magnetresonanz-Bildgebungsspule. Die Magnetresonanz-Bildgebungsspule umfasst die mehreren Pilotton-Sendespulen und die mehreren Empfangsspulen. Diese Ausführungsform kann vorteilhaft sein, da die Pilotton-Sendespulen und mehrere Empfangsspulen leicht in die Magnetresonanz-Bildgebungsspule integriert werden können.
  • In einer anderen Ausführungsform ist das Magnetresonanz-Bildgebungssystem ferner zum Erfassen von Magnetresonanz-Bildgebungsdaten innerhalb eines Bildgebungsfrequenzbereichs ausgebildet. Die mehreren Sendekanäle sind zum Senden der spezifischen Pilottonsignale außerhalb des Bildgebungsfrequenzbereichs ausgebildet. Dies kann vorteilhaft sein, da dann die elektromagnetischen Signale, die von dem Pilottonsignal verwendet werden, die Erfassung von Magnetresonanz-Bildgebungsdaten nicht stören. Dies kann zum Beispiel sowohl die Erfassung von Magnetresonanz-Bildgebungsdaten als auch das gleichzeitige Betreiben des Pilottonsignals ermöglichen.
  • In einer andren Ausführungsformen enthält der Speicher ferner Impulssequenzbefehle, die zum Steuern des Magnetresonanz-Bildgebungssystems ausgebildet sind, um die Magnetresonanz-Bildgebungsdaten zu erfassen. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor das Magnetresonanz-Bildgebungssystem mit den Impulssequenzbefehlen steuert, um die Magnetresonanz-Bildgebungsdaten zu erfassen. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt, dass der Prozessor während des Steuerns des Magnetresonanz-Bildgebungssystems mit den Impulssequenzbefehlen Folgendes durchführt: Senden der Mehrkanal-Pilottonsignale; Erfassen der Mehrkanal-Pilottondaten; und Bestimmen des Bewegungszustands des Subjekts unter Verwendung der Mehrkanal-Pilottondaten. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da der aus dem Pilottonsystem bestimmte Bewegungszustand verwendet werden kann, um entweder gleichzeitig die Erfassung des Magnetresonanz-Bildgebungssystems zu steuern und/oder um später Magnetresonanz-Bildgebungsdaten hinsichtlich Bewegung zu korrigieren.
  • In einer anderen Ausführungsfonn bewirkt die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen ferner, dass der Prozessor eine aktuelle Gradientenimpulsfrequenz unter Verwendung der Impulssequenzbefehle bestimmt. Die aktuelle Gradientenimpulsfrequenz ist die Frequenz, mit der die Gradientenspulen aktuell schwingen. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor Subjektbewegung mit einer Periodizität innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der aktuellen Gradientenimpulsfrequenz unter Verwendung eines Bewegungszustands erkennt, der aus den Mehrkanal-Pilottondaten abgeleitet wird. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor ein Warnsignal für periphere Nervenstimulation bereitstellt, wenn die Subjektbewegung erkannt wird.
  • Die Gradientenspulen in dem Magnetresonanz-Bildgebungssystem können Ströme oder elektrische Felder in dem Subjekt erzeugen. Dies kann zu einer sogenannten peripheren Nervenstimulation und zu einer Bewegung von Muskelgewebe des Subjekts führen. Bei dieser Ausführungsform wird die Frequenz, mit der die Gradientenimpulse erzeugt werden, mit den Mehrkanal-Pilottondaten verglichen. Wenn eine Frequenzkomponente über einem vorbestimmten Schwellenwert bestimmt wird, dann kann dies die periphere Nervenstimulation des untersuchten Subjekts anzeigen. Diese Frequenz kann auch mit den tatsächlichen Gradientensignalen verglichen oder korreliert werden. Dies kann verwendet werden, um die Zuverlässigkeit des Auftretens einer peripheren Nervenstimulation weiter zu erhöhen.
  • In einer anderen Ausführungsform bewirkt die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen ferner, dass der Prozessor alternative Impulssequenzbefehle auswählt, wenn die periphere Nervenstimulationswarnung bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann das medizinische System einen Satz verschiedener Impulssequenzbefehle aufweisen, die verwendet werden können, und bei Erkennen einer peripheren Nervenstimulation unter Verwendung eines kann das System die alternativen Impulssequenzbefehle auswählen.
  • In einer anderen Ausführungsform bewirkt die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen ferner, dass der Prozessor die Impulssequenzbefehle modifiziert, wenn die periphere Nervenstimulationswarnung bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann der Prozessor bewirken, dass die Frequenz oder Stärke verschiedener Gradientenimpulse modifiziert wird.
  • In einer anderen Ausführungsform bewirkt die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen ferner, dass der Prozessor die Ausführung der Impulssequenzbefehle aufhebt, wenn das Warnsignal für periphere Nervenstimulation bereitgestellt wird.
  • Wenn zum Beispiel das Warnsignal für periphere Nervenstimulation über einem bestimmten kritischen oder gefährlichen Schwellenwert liegt, kann das System die Erfassung der Magnetresonanz-Bildgebungsdaten automatisch beenden.
  • Das Pilottonsystem umfasst ferner die mehreren Sendespulen und die mehreren Empfangsspulen.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst das medizinische System ferner ein tomographisches Bildgebungssystem, das zum Erfassen der tomographischen Bildgebungsdaten von einen Subjekt innerhalb einer Bildgebungszone ausgebildet ist. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor das tomographische Bildgebungssystem steuert, um die tomographischen Bildgebungsdaten zu erfassen. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt, dass der Prozessor während des Steuerns des tomographischen Bildgebungssystems, um die tomographischen Bildgebungsdaten zu erfassen, das Folgende durchführt; Senden der Mehrkanal-Pilottonsignale; Erfassen der Mehrkanal-Pilottondaten; und Bestimmen des Bewegungszustands des Subjekts unter Verwendung der Mehrkanal-Pilottondaten. Diese Ausführungsform kann vorteilhaft sein, da das Verwenden des Pilottons auf andere Bildgebungsmodalitäten neben der reinen Magnetresonanz-Bildgebung angewendet werden kann.
  • In einer anderen Ausführungsform bewirkt die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen ferner, dass der Prozessor ein medizinisches Bild unter Verwendung der tomographischen Bildgebungsdaten rekonstruiert. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor die Rekonstruktion des medizinischen Bildes unter Verwendung des Bewegungszustands des Subjekts korrigiert. Wenn zum Beispiel der Bewegungszustand oder die Position des Subjekts bekannt ist, kann dies beim Rekonstruieren des medizinischen Bildes helfen, um die Bewegung des Subjekts zu kompensieren.
  • In einer anderen Ausführungsform ist das tomographische Bildgebungssystem ein Positronenemissionstomographiesystem.
  • In einer anderen Ausführungsform ist das tomographische Bildgebungssystem ein Einzelphotonenemissionstomographiesystem.
  • In einer anderen Ausführungsform ist das tomographische Bildgebungssystem ein Röntgencomputertomographiesystem.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst das tomographische Bildgebungssystem einen Subjektträger zum Tragen zumindest eines Bereichs des Subjekts in der Bildgebungszone. Der zumindest eine Bereich der mehreren Sendespulen und zumindest ein Bereich der mehreren Empfangsspulen sind in den Subjektträger integriert. Dies kann vorteilhaft sein, da es ein effektives Mittel zum Integrieren eines Pilottonsignals in ein tomographisches Bildgebungssystem bereitstellen kann, das sich von einem Magnetresonanz-Bildgebungssystem unterscheidet.
  • In einem Gesichtspunkt stellt die Erfindung ferner ein Computerprogrammprodukt bereit, das maschinenausführbare Anweisungen zur Ausführung durch einen Prozessor umfasst, der das medizinische System steuert. Das medizinische System umfasst ein Pilottonsystem. Das Pilottonsystem umfasst ein Hochfrequenzsystem, das mehrere Sendekanäle und mehrere Empfangskanäle umfasst. Die mehreren Sendekanäle sind für jedes Senden spezifischer Pilottonsignale über mehrere Sendespulen ausgebildet. Die mehreren Empfangskanäle sind zum Empfangen von Mehrkanal-Pilottondaten über die mehreren Empfangsspulen ausgebildet. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt, dass der Prozessor die Mehrkanal-Pilottonsignale sendet, indem er zumindest einen Bereich der mehreren Sendekanäle steuert, um die spezifischen Pilottonsignale zu senden.
  • Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor Mehrkanal-Pilottondaten erfasst, indem er zumindest einen Bereich der mehreren Empfangskanäle steuert, um die Mehrkanal-Pilottondaten zu empfangen. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor einen Bewegungszustand des Subjekts unter Verwendung der Mehrkanal-Pilottondaten bestimmt.
  • In einem anderen Gesichtspunkt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines medizinischen Systems bereit. Das medizinische System umfasst ein Pilottonsystem. Das Pilottonsystem umfasst ein Hochfrequenzsystem, das mehrere Sendekanäle und mehrere Empfangskanäle umfasst. Die mehreren Sendekanäle sind für jedes Senden spezifischer Pilottonsignale über mehrere Sendespulen ausgebildet. Die mehreren Empfangskanäle sind zum Empfangen von Mehrkanal-Pilottondaten über mehrere Empfangsspulen ausgebildet. Das Verfahren umfasst ein Senden der Mehrkanal-Pilottonsignale durch Steuern zumindest eines Teils der mehreren Sendekanäle, um die spezifischen Pilottonsignale zu senden. Das Verfahren umfasst ferner ein Erfassen von Mehrkanal-Pilottondaten durch Steuern zumindest eines Teils der mehreren Empfangskanäle, um die Mehrkanal-Pilottondaten zu empfangen. Das Verfahren umfasst ferner ein Bestimmen eines Bewegungszustands des Subjekts unter Verwendung der Mehrkanal-Pilottondaten.
  • In einem Beispiel umfasst ein Magnetresonanz-Bildgebungssystem einen Speicher, der maschinenausführbare Anweisungen und Impulssequenzbefehle speichert, die zum Steuern des Magnetresonanz-Bildgebungssystems ausgebildet sind, um Magnetresonanz-Bildgebungsdaten zu erfassen. Das Magnetresonanz-Bildgebungssystem umfasst ferner einen Prozessor, der zum Steuern des Magnetresonanz-Bildgebungssystems ausgebildet ist. Das Magnetresonanz-Bildgebungssystem umfasst ferner ein Pilottonsystem. Das Pilottonsystem umfasst ein Hochfrequenzsystem, das zumindest einen Sendekanal und zumindest einen Empfangskanal umfasst. Die mehreren Empfangskanäle sind zum Empfangen von Pilottondaten über den zumindest einen Sendekanal ausgebildet.
  • Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor zumindest ein Pilottonsignal durch Steuern des zumindest einen Sendekanals sendet. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor die Pilottondaten durch Steuern des zumindest einen Empfangskanals zum Empfangen der Pilottondaten erfasst. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor einen Bewegungszustand des Subjekts unter Verwendung der Pilottondaten bestimmt. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor eine aktuelle Gradientenimpulsfrequenz unter Verwendung der Impulssequenzbefehle bestimmt. Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor Subjektbewegung mit der Periodizität innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der aktuellen Gradientenimpulsfrequenz unter Verwendung der Pilottondaten erfasst.
  • Die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt ferner, dass der Prozessor ein Warnsignal für periphere Nervenstimulation bereitstellt, wenn die Subjektbewegung erkannt wird. Es kann auch ein Schwellenwert vorhanden sein, um zu bestimmen, ob die Subjektbewegung über einem bestimmten kritischen Niveau oder einem vorbestimmten Bewegungsniveau liegt, das einen Eingriff von einem Bediener oder einem Arzt erfordern würde. Die Subjektbewegung kann auch durch Bestimmen einer Korrelation zwischen dem Bewegungszustand des Subjekts und dem aktuellen oder tatsächlichen Gradientenimpuls, der von den Gradientenspulen des Magnetresonanz-Bildgebungssystems erzeugt wird, erkannt werden. Diese Ausführungsform kann vorteilhaft sein, da sie ein Mittel zum automatischen Erkennen, ob sich das Subjekt aufgrund peripherer Nervenstimulation bewegt, bereitstellen kann. Dies kann zum Beispiel die Sicherheit des Magnetresonanz-Bildgebungssystems erhöhen sowie nützlich sein, um die Bildqualität zu verbessern, da die Bewegung des Subjekts reduziert wird.
  • In einer anderen Ausführungsform bewirkt die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen ferner, dass der Prozessor eines der Folgenden bereitstellt, wenn die periphere Nervenstimulationswarnung bereitgestellt wird: Auswählen alternativer Impulssequenzbefehle, Modifizieren der Impulssequenzbefehle, Abbrechen der Ausführung der Impulssequenzbefehle und Anzeigen eines sichtbaren oder hörbaren Signals anzuzeigen.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst das Magnetresonanz-Bildgebungssystem ferner eine Magnetresonanz-Bildgebungsspule. Die Magnetresonanz-Bildgebungsspule umfasst die zumindest eine Pilotton-Sendespule und die zumindest eine Empfangsspule. In einer anderen Ausführungsform umfasst das Magnetresonanz-Bildgebungssystem einen Subjektträger, und zumindest ein Bereich der zumindest einen Pilotton-Sendespule und der zumindest einen Empfangsspule sind in den Subjektträger integriert.
  • In einer anderen Ausführungsform ist das Magnetresonanz-Bildgebungssystem zum Erfassen von Magnetresonanz-Bildgebungsdaten innerhalb eines Bildgebungsfrequenzbereichs ausgebildet. Die mehreren Sendekanäle sind zum Senden der spezifischen Pilottonsignale außerhalb des Bildfrequenzbereichs ausgebildet. Dies kann vorteilhaft sein, da der Betrieb des Pilottonsystems die Erfassung von Magnetresonanz-Bildgebungsdaten nicht stört.
  • In einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei dem zumindest einen Sendekanal um mehrere Sendekanäle.
  • In einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei dem zumindest einen Empfangskanal um mehrere Empfangskanäle.
  • In einer anderen Ausführungsform ist der zumindest eine Sendekanal ein einzelner Sendekanal.
  • In einer anderen Ausführungsform ist der zumindest eine Empfangskanal ein einzelner Empfangskanal.
  • Es versteht sich, dass eine oder mehrere der zuvor genannten Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden können, solange sich die kombinierten Ausführungsformen nicht gegenseitig ausschließen.
  • Wie der Fachmann erkennen wird, können Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung als eine Einrichtung, ein Verfahren oder ein Computerprogrammprodukt ausgeführt sein. Dementsprechend können Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form einer vollständigen Hardware-Ausfuhrungsform, einer vollständigen Software-Ausfiihrungsform (einschließlich Firmware, residenter Software, Mikrocode usw.) oder eine Ausführungsform, die Software- und Hardware-Aspekte kombiniert, annehmen, die alle hierin allgemein als „Schaltung“, „Modul“ oder „System“ bezeichnet werden können. Des Weiteren können Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung die Form eines Computerprogrammprodukts annehmen, das in einem oder mehreren computerlesbaren Medium (Medien) mit einem darauf ausgeführten computerausführbaren Code ausgeführt ist.
  • Es kann jede Kombination aus einem oder mehreren computerlesbaren Medium (Medien) benutzt werden. Das computerlesbare Medium kann ein computerlesbares Signalmedium oder ein computerlesbares Speichermedium sein. Ein „computerlesbares Speichermedium“, wie hierin verwendet, beinhaltet jedes gegenständliche Speichermedium, das Anweisungen speichern kann, die durch einen Prozessor einer Rechenvorrichtung ausführbar sind. Das computerlesbare Speichermedium kann als ein computerlesbares nichttransitorisches Speichermedium bezeichnet werden. Das computerlesbare Speichermedium kann auch als ein gegenständliches computerlesbares Medium bezeichnet werden. In einigen Ausführungsformen kann ein computerlesbares Speichermedium auch in der Lage sein, Daten zu speichern, auf die durch den Prozessor der Rechenvorrichtung zugegriffen werden kann. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf: eine Diskette, ein magnetisches Festplattenlaufwerk, eine Festkörperfestplatte, Flash-Speicher, einen USB-Stick, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), eine optische Platte, eine magnetooptische Platte und die Registerdatei des Prozessors. Beispiele von optischen Platten schließen Compact Disks (CD) und Digital Versatile Disks (DVD), zum Beispiel CD-ROM-, CD-RW-, CD-R-, DVD-ROM-, DVD-RW- oder DVD-R-Platten, ein. Der Begriff computerlesbares Speichermedium bezieht sich auch auf verschiedene Arten von Aufzeichnungsmedien, auf die von der Computervorrichtung über ein Netzwerk oder eine Kommunikationsverbindung zugegriffen werden kann. Zum Beispiel können Daten über ein Modem, über das Internet oder über ein lokales Netzwerk abgerufen werden. Ein computerausführbarer Code, der auf einem computerlesbaren Medium ausgebildet ist, kann unter Verwendung jedes geeigneten Mediums übertragen werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, drahtlose, drahtgebundene, optische Faserkabel, HF usw. oder jede geeignete Kombination des Vorstehenden.
  • Ein computerlesbares Signalmedium kann ein verbreitetes Datensignal mit einem darin ausgeführten computerausführbaren Code einschließen, zum Beispiel im Basisband oder als Bereich einer Trägerwelle. Ein solches verbreitetes Signal kann jede einer Vielfalt von Formen annehmen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, elektromagnetisch, optisch oder jeder geeigneten Kombination davon. Ein computerlesbares Signalmedium kann ein beliebiges computerlesbares Medium sein, das kein computerlesbares Speichermedium ist und das ein Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem System, einer Einrichtung oder einer Vorrichtung zur Anweisungsausführung kommunizieren, verbreiten oder transportieren kann.
  • „Computerhauptspeicher“ oder „Hauptspeicher“ ist ein Beispiel eines computerlesbaren Speichermediums. Ein Computerhauptspeicher ist ein beliebiger Hauptspeicher, der für einen Prozessor direkt zugänglich ist. „Computerdatenspeicher“ oder „Datenspeicher“ ist ein weiteres Beispiel eines computerlesbaren Speichermediums. Ein Computerdatenspeicher ist ein beliebiges nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium. In einigen Ausführungsformen kann eine Computerspeicherung auch ein Computerspeicher sein oder umgekehrt.
  • Ein „Prozessor“, wie hierin verwendet, beinhaltet eine elektronische Komponente, die in der Lage ist, ein Programm oder eine maschinenausführbare Anweisung oder einen computerausführbaren Code auszuführen. Bezugnahmen auf die Rechenvorrichtung, die „einen Prozessor“ umfasst, sollten so interpretiert werden, dass sie möglicherweise mehr als einen Prozessor oder Verarbeitungskern enthalten. Der Prozessor kann zum Beispiel ein Mehrkernprozessor sein. Ein Prozessor kann sich auch auf eine Sammlung von Prozessoren in einem einzelnen Computersystem oder unter mehreren Computersystemen verteilt beziehen. Der Begriff Rechenvorrichtung sollte auch so interpretiert werden, dass er sich möglicherweise auf eine Sammlung oder ein Netzwerk von Rechenvorrichtungen, jeweils einen Prozessor oder Prozessoren umfassend, bezieht. Der computerausführbare Code kann durch mehrere Prozessoren ausgeführt werden, die sich innerhalb der gleichen Rechenvorrichtung befinden können oder die sogar über mehrere Rechenvorrichtungen verteilt sein können.
  • Ein computerausführbarer Code kann maschinenausführbare Anweisungen oder ein Programm, das veranlasst, dass der Prozessor einen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung durchführt, umfassen. Ein computerausführbarer Code zum Ausführen von Operationen für Aspekte der vorliegenden Erfindung kann in einer beliebigen Kombination von einer oder mehreren Programmiersprachen, einschließlich einer objektorientierten Programmiersprache, wie beispielsweise Java, Smalltalk, C++ oder Ähnliche, und herkömmlicher prozeduraler Programmiersprachen, wie beispielsweise der Programmiersprache C oder ähnlicher Programmiersprachen geschrieben und in maschinenausführbare Anweisungen kompiliert werden. In manchen Fällen kann der computerausführbare Code in der Form einer übergeordneten Sprache oder in einer vorkompilierten Form vorliegen und in Verbindung mit einem Interpreter verwendet werden, der die maschinenausführbaren Anweisungen im laufenden Betrieb erzeugt.
  • Der computerausführbare Code kann vollständig auf dem Computer des Benutzers, teilweise auf dem Computer des Benutzers, als eigenständiges Softwarepaket, teilweise auf dem Computer des Benutzers und teilweise auf einem entfernten Computer oder vollständig auf dem entfernten Computer oder Server ausgeführt werden. In dem letzteren Szenario kann der entfernte Computer mit dem Computer des Benutzers über jede Art von Netzwerk, einschließlich eines lokalen Netzwerks (LAN) oder eines Weitverkehrsnetzwerks (WAN) verbunden sein, oder die Verbindung kann zu einem externen Computer (z. B. über das Internet unter Verwendung eines Internetdienstanbieters) hergestellt werden.
  • Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf Flussdiagrammdarstellungen und/oder Blockdiagramme von Verfahren, einer Einrichtung (Systeme) und Computerprogrammprodukten gemäß den Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block oder ein Bereich der Blöcke des Flussdiagramms, der Veranschaulichungen und/oder der Blockdiagramme durch Computerprogrammanweisungen in Form von einem computerausführbaren Code, falls zutreffend, implementiert werden kann. Es versteht sich ferner, dass, wenn sie sich nicht gegenseitig ausschließen, Kombinationen von Blöcken in den verschiedenen Flussdiagrammen, Veranschaulichungen und/oder Blockdiagrammen kombiniert werden können. Diese Computerprogrammanweisungen können einem Prozessor eines Universalcomputers, Spezialcomputers, oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungseinrichtung zur Herstellung einer Maschine bereitgestellt werden, so dass die Anweisungen, die über den Prozessor des Computers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt werden, Mittel zum Implementieren der Funktionen/Handlungen, die in dem Block oder den Blöcken des Flussdiagramms und/oder des Blockdiagramms angegeben sind, erzeugen.
  • Diese Computerprogrammanweisungen können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungseinrichtung oder andere Vorrichtungen anweisen kann, auf eine bestimmte Weise zu funktionieren, so dass die in dem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsartikel erzeugen, einschließlich Anweisungen, die die Funktion/Aktion implementieren, die in dem Block oder den Blöcken des Flussdiagramms und/oder des Blockdiagramms angegeben sind.
  • Die Computerprogrammanweisungen können auch auf einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungseinrichtung oder andere Vorrichtungen geladen werden, um zu bewirken, dass eine Reihe von Betriebsschritten auf dem Computer, der anderen programmierbaren Datenverarbeitungseinrichtung oder den anderen Vorrichtungen durchgeführt werden, um einen computerimplementierten Prozess zu erzeugen, so dass die Anweisungen, die auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Einrichtung ausgeführt werden, Prozesse zum Implementieren der Funktionen/Aktionen bereitstellen, die in dem Block oder den Blöcken des Flussdiagramms und/oder des Blockdiagramms angegeben sind.
  • Eine „Benutzeroberfläche“, wie hierin verwendet, ist eine Schnittstelle, die es einem Benutzer oder Bediener ermöglicht, mit einem Computer oder Computersystem zu interagieren. Eine „Benutzerschnittstelle“ kann auch als eine „menschliche Schnittstellenvorrichtung“ bezeichnet werden. Eine Benutzerschnittstelle kann dem Bediener Informationen oder Daten bereitstellen und/oder Informationen oder Daten vom Bediener empfangen. Eine Benutzeroberfläche kann eine Eingabe von einem Bediener ermöglichen, die durch den Computer empfangen werden soll, und kann dem Benutzer eine Ausgabe von dem Computer bereitstellen. Mit anderen Worten kann es die Benutzerschnittstelle einem Bediener ermöglichen, einen Computer zu steuern oder zu bedienen, und die Schnittstelle kann es dem Computer ermöglichen, die Wirkungen der Steuerung oder Bedienung des Bedieners anzuzeigen. Die Anzeige von Daten oder Informationen auf einem Bildschirm oder einer graphischen Benutzerschnittstelle ist ein Beispiel eines Bereitstellens von Informationen an einen Bediener. Das Empfangen von Daten durch eine Tastatur, Maus, Trackball, Touchpad, Zeigestock, Graphik-Tablet, Joystick, Gamepad, Webcam, Headset, Pedale, drahtgebundener Handschuh, Fernbedienung und Beschleunigungsmesser sind alle Beispiele für Benutzerschnittstellenkomponenten, die das Empfangen von Informationen oder Daten von einem Bediener ermöglichen.
  • Eine „Hardwareschnittstelle“, wie hierin verwendet, beinhaltet eine Schnittstelle, die es dem Prozessor eines Computersystems ermöglicht, mit einer externen Rechenvorrichtung und/oder -einrichtung zu interagieren und/oder diese zu steuern. Eine Hardwareschnittstelle kann es einem Prozessor ermöglichen, Steuersignale oder Anweisungen an eine externe Rechenvorrichtung und/oder -einrichtung zu senden. Eine Hardwareschnittstelle kann es einem Prozessor auch ermöglichen, Daten mit einer externen Rechenvorrichtung und/oder -einrichtung auszutauschen. Beispiele einer Hardwareschnittstelle schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf: einen universellen seriellen Bus, einen IEEE-1394-Anschluss, einen parallelen Anschluss, einen IEEE-1284-Anschluss, einen seriellen Anschluss, einen RS-232-Anschluss, einen IEEE-488-Anschluss, eine Bluetooth-Verbindung, eine drahtlose lokale Netzwerkverbindung, eine TCP/IP-Verbindung, eine Ethernet-Verbindung, eine Steuerspannungsschnittstelle, eine MIDI-Schnittstelle, eine analoge Eingabeschnittstelle und eine digitale Eingabeschnittstelle.
  • Eine „Anzeige“ oder „Anzeigevorrichtung“, wie hierin verwendet, beinhaltet eine Ausgabevorrichtung oder eine Benutzerschnittstelle, die zum Anzeigen von Bildern oder Daten angepasst ist. Eine Anzeige kann visuelle, Audio- und oder taktile Daten ausgeben. Beispiele einer Anzeige schließen ein, sind jedoch nicht beschränkt auf: einen Computermonitor, einen Fernsehschirm, einen Touchscreen, eine taktile elektronische Anzeige, einen Braille-Bildschirm,
    eine Kathodenstrahlröhre (CRT), eine Speicherröhre, eine bistabile Anzeige, ein elektronisches Papier, eine Vektoranzeige, einen Flachbildschirm, eine Vakuumfluoreszenzanzeige (VF), eine Anzeige lichtemittierender Dioden (LED-Anzeige), eine Elektrolumineszenzanzeige (ELD), eine Plasmabildschirmanzeige (PDP), eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Anzeige organischer lichtemittierender Dioden (OLED), einen Projektor und eine an einem Kopf angebrachte Anzeige.
  • Medizinische Bilddaten sind hierin als zwei-oder dreidimensionale Daten definiert, die unter Verwendung eines medizinischen Bildgebungsscanners erfasst wurden. Ein medizinischer Bildgebungsscanner ist hierin als eine Einrichtung definiert, die zum Erfassen von Informationen über die physische Struktur eines Patienten und Konstruktsätzen von zweidimensionalen oder dreidimensionalen medizinischen Bilddaten angepasst ist. Medizinische Bilddaten können verwendet werden, um Visualisierungen zu erstellen, die für die Diagnose durch einen Arzt nützlich sind. Diese Visualisierung kann unter Verwendung eines Computers durchgeführt werden.
  • Magnetresonanz(MR)-Daten sind hierin als die aufgezeichneten Messungen von Hochfrequenzsignalen definiert, die von Atomspins unter Verwendung der Antenne einer Magnetresonanzeinrichtung während eines Magnetresonanz-Bildgebungsscans emittiert werden. Magnetresonanzdaten sind ein Beispiel für medizinische Bildgebungsdaten. Ein Magnetresonanzbild (MRI) oder MR-Bild wird hierin als die rekonstruierte zwei- oder dreidimensionale Visualisierung von anatomischen Daten definiert, die innerhalb der Magnetresonanzbilddaten enthalten sind. Diese Visualisierung kann unter Verwendung eines Computers durchgeführt werden.
  • Figurenliste
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung nur beispielhaft und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei:
    • 1 ein Beispiel eines medizinischen Systems veranschaulicht;
    • 2 ein Flussdiagramm zeigt, das ein Verfahren zum Betreiben des medizinischen Systems von 1 veranschaulicht;
    • 3 ein weiteres Beispiel eines medizinischen Systems veranschaulicht;
    • 4 ein Flussdiagramm zeigt, das ein Verfahren zum Betreiben des medizinischen Systems von 3 veranschaulicht;
    • 5 ein weiteres Beispiel eines medizinischen Systems veranschaulicht;
    • 6 ein Flussdiagramm zeigt, das ein Verfahren zum Betreiben des medizinischen Systems von 5 veranschaulicht;
    • 7 ein weiteres Beispiel eines medizinischen Systems veranschaulicht;
    • 8 ein Flussdiagramm zeigt, das ein Verfahren zum Betreiben des medizinischen Systems von 5 veranschaulicht;
    • 9 ein Beispiel für Mehrkanal-Pilottondaten zeigt;
    • 10 ein Beispiel eines Bewegungszustands zeigt, der aus den Mehrkanal-Pilottondaten von 9 abgeleitet ist;
    • 11 ein Beispiel einer kombinierten MRT- und Pilottonspule veranschaulicht;
    • 12 ein Beispiel eines Software-Systems für ein medizinisches System veranschaulicht; und
    • 13 ein weiteres Beispiel eines Software-Systems für ein medizinisches System veranschaulicht.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Gleich nummerierte Elemente in diesen Figuren sind entweder äquivalente Elemente oder führen die gleiche Funktion durch. Elemente, die zuvor erörtert wurden, werden in späteren Figuren nicht unbedingt erörtert, wenn die Funktion äquivalent ist.
  • 1 veranschaulicht ein Beispiel eines medizinischen Systems 100. Das medizinische System 100 wird als ein Subjekts 102 untersuchend angezeigt. Das Subjekt 102 ist als auf einem Subjektträger 104 ruhend gezeigt. Der Subjektträger 104 ist optional. Das medizinische System 100 umfasst ein Pilottonsystem 106. Das Pilottonsystem weist ein Hochfrequenzsystem 108 mit mehreren Sendekanälen 110 und mehreren Empfangskanälen 112 auf. Die mehreren Sendekanäle 110 sind mit mehreren Sendespulen 114 verbunden. Die mehreren Empfangskanäle 112 sind mit mehreren Empfangsspulen 116 verbunden. Das medizinische System 100 ist ferner so gezeigt, dass es einen Computer 120 umfasst, der einen Prozessor 122 enthält. Der Prozessor 122 soll einen oder mehrere Prozessoren darstellen.
  • Der Prozessor 122 kann zum Beispiel mehrere Verarbeitungskerne sowie Prozessoren 122 darstellen, die auf mehrere Computersysteme verteilt sind. Der Prozessor 122 ist mit einer Hardware-Schnittstelle 124 verbunden, die es dem Prozessor 122 ermöglicht, andere Komponenten des medizinischen Systems 100 zu steuern. Die Hardware-Schnittstelle 124 kann zum Beispiel auch als Netzwerkschnittstelle fungieren und es dem Prozessor 122 ermöglichen, mit anderen Prozessoren und/oder Computersystemen zu kommunizieren. Der Computer 120 ist ferner so gezeigt, dass er eine optionale Benutzerschnittstelle 126 enthält, die zum Beispiel von einem Bediener verwendet werden kann, um das medizinische System 100 zu steuern. Der Computer 120 ist ferner so gezeigt, dass er einen Speicher 128 enthält.
  • Der Speicher 128 kann jede Kombination von Speicher sein, die für den Prozessor 122 zugänglich ist. Dies kann solche Dinge wie einen Hauptspeicher, Cache-Speicher und auch nichtflüchtigen Speicher, wie Flash-RAM, Festplatten oder andere Datenspeichervorrichtungen, einschließen. In manchen Beispielen kann der Speicher 128 als ein nichttransitorisches computerlesbares Medium betrachtet werden.
  • Der Speicher 128 ist als maschinenausführbare Anweisungen 130 enthaltend gezeigt. Die maschinenausführbaren Anweisungen 130 ermöglichen es dem Prozessor 122, den Betrieb und die Funktion des medizinischen Systems 100 zu steuern. Die maschinenausführbaren Anweisungen 130 können dem Prozessor 122 zum Beispiel auch ermöglichen, verschiedene Datenanalyse- und Bildverarbeitungstechniken durchzuführen. Der Speicher 128 ist ferner so gezeigt, dass er spezifische Pilottonsignale 132 enthält, die für jeden der mehreren Sendekanäle 110 konstruiert wurden. Das spezifische Pilottonsignal 132 kann zum Beispiel über den Prozessor 122 an das Hochfrequenzsystem 108 zum Senden übertragen werden. Der Speicher 128 ist ferner als gemessene Mehrkanal-Pilottondaten 134 enthaltend gezeigt. Die Mehrkanal-Pilottondaten 134 sind die digitalisierten Daten, die von den mehreren Empfangskanälen 112 aufgezeichnet werden. Die Sendekanäle senden die spezifischen Pilottonsignale 132 und dies führt dazu, dass die Empfangskanäle einen Bereich dieser Signale empfangen. Dies sind die Mehrkanal-Pilottondaten 134.
  • Die Kombination der spezifischen Pilottonsignale 132 führt zu Mehrkanal-Pilottonsignalen, die gemeinsam gesendet werden. Der Speicher 128 ist ferner so gezeigt, dass er einen Bewegungszustand 136 enthält, der unter Verwendung der Mehrkanal-Pilottondaten 134 und der spezifischen Pilottonsignale 132 oder der Mehrkanal-Pilottonsignale berechnet wurde. Der Bewegungszustand 136 kann unter Verwendung einer Vielfalt verschiedener Modelle für Signalverarbeitungstechniken berechnet werden. Als ein Beispiel ist der Speicher 128 so gezeigt, dass er ein rekurrentes neuronales Netz 138 enthält. Das rekurrente neuronale Netz 138 empfängt die spezifischen Pilottonsignale 132, und die Mehrkanal-Pilottondaten 134 werden eingegeben, und gibt dann den Bewegungszustand 136 aus.
  • In einem Beispiel von 1 sind die Komponenten des Pilottonsystems auch in den Subjektträger integriert. Zum Beispiel könnte das Pilottonsystem vollständig in dem Subjektträger enthalten sein. Dies könnte zum Beispiel die Hinzufügung eines Pilottonsystems zu einem medizinischen Bildgebungssystem, wie einem MRT- oder einem Röntgensystem, durch die Verwendung des Subjektträgers ermöglichen. Der Subjektträger könnte auch für verschiedene Bildgebungstechniken, wie Magnetresonanzbildgebung, verwendet werden. Ein einziger Subjektträger könnte zu verschiedenen Bildgebungssystemen sowie zu verschiedenen Arten von Bildgebungssystemen bewegt werden.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben des medizinischen Systems 100 von 1 veranschaulicht. Zunächst werden in Schritt 200 die Mehrkanal-Pilottonsignale 132 gesendet, indem zumindest ein Bereich der mehreren Sendekanäle 110 gesteuert wird. Die Mehrkanal-Pilottonsignale sind die einzelnen spezifischen Pilottonsignale 132 zusammen. Als Nächstes werden in Schritt 202 die Mehrkanal-Pilottondaten 134 durch Steuern zumindest eines Teils der mehreren Empfangskanäle 112 erfasst.
  • Schließlich wird in Schritt 204 der Bewegungszustand 136 des Subjekts 102 unter Verwendung der Mehrkanal-Pilottondaten 134 bestimmt. Im Falle des rekurrenten neuronalen Netzes 138 würden wahrscheinlich sowohl die Mehrkanal-Pilottondaten 134 als auch die einzelnen spezifischen Pilottonsignale 132 eingegeben werden. In anderen Fällen kann der Bewegungszustand 136 allein aus den Mehrkanal-Pilottondaten 134 ermittelt werden. Zum Beispiel kann die periodische Atmung oder Herzbewegung eines Subjekts 102 bewirken, dass die Mehrkanal-Pilottondaten 134 eine Frequenzkomponente aufweisen, die gleich oder ungefähr gleich der Herzfrequenz und/oder Atemfrequenz ist. Die Herz- und/oder Atembewegung kann daher allein durch die Mehrkanal-Pilottondaten 134 bestimmt werden.
  • 3 veranschaulicht ein weiteres Beispiel eines medizinischen Systems 300. Das medizinische System 300 in 3 ähnelt dem medizinischen System 100 von 1 mit der Ausnahme, dass das medizinische System 300 zusätzlich ein tomographisches Bildgebungssystem 302 umfasst. Das tomographische Bildgebungssystem kann zum Beispiel ein Positronenemissionstomographiesystem, ein Einzelphotonenemissionstomographiesystem oder ein Röntgencomputertomographiesystem sein. In diesem Beispiel weist das tomographische Bildgebungssystem 302 eine zylindrische Symmetrie auf; dies ist jedoch nicht erforderlich. Der Subjektträger 104 wird so gezeigt, dass er einen Bereich des Subjekts 102 innerhalb einer Bildgebungszone 304 trägt. Die Bildgebungszone 304 ist ein Ort im Raum, an dem das tomographische Bildgebungssystem 302 in der Lage ist, tomographische Bildgebungsdaten 312 zu erfassen.
  • Der Speicher 128 ist ferner so gezeigt, dass er Steuerbefehle 310 enthält, die es dem Prozessor 122 ermöglichen, das tomographische Bildgebungssystem 302 zu steuern, um tomographische Daten 312 zu erfassen. Der Speicher 128 ist ferner so gezeigt, dass er tomographische Bildgebungsdaten 312 enthält, die durch Steuern des tomographischen Bildgebungssystems 302 mit den Steuerbefehlen 310 erfasst wurden. Der Speicher 128 ist ferner so gezeigt, dass er ein tomographisches medizinisches Bild 314 enthält, das aus den tomographischen Bildgebungsdaten 312 rekonstruiert wurde. Die Mehrkanal-Pilottondaten 134 können zum Beispiel gleichzeitig mit den tomographischen Bildgebungsdaten 312 erfasst werden. Dies ermöglicht verschiedene Dinge, die verwendet werden können, um der Bewegung des Subjekts 102 Rechnung zu tragen. Zum Beispiel können die Mehrkanal-Pilottondaten 134 und der resultierende Bewegungszustand 136 verwendet werden, um die Erfassung der tomographischen Bildgebungsdaten 312 zu takten. In anderen Beispielen kann die Bewegung des Subjekts 102 detaillierter bestimmt werden, und der Bewegungszustand 136 kann während der Rekonstruktion des tomographischen medizinischen Bildes 314 verwendet werden.
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben des medizinischen Systems 300 von 3 veranschaulicht. Zunächst steuert der Prozessor 122 in Schritt 400 das tomographische Bildgebungssystem 302 mit dem Steuerbefehl 310. Gleichzeitig werden die Schritte 200, 202 und 204 durchgeführt, wie dies in 2 veranschaulicht wurde.
  • 5 veranschaulicht ein weiteres Beispiel eines medizinischen Systems 500. Das medizinische System in 5 ähnelt dem medizinischen System 300 in 3, außer dass das tomographische Bildgebungssystem speziell ein Magnetresonanz-Bildgebungssystem 502 ist.
  • Das Magnetresonanz-Bildgebungssystem 502 umfasst einen Magneten 504. Der Magnet 504 ist ein supraleitender Magnet zylindrischen Typs mit einer Durchgangsbohrung 506. Die Verwendung unterschiedlicher Arten von Magneten ist ebenfalls möglich; beispielsweise ist es auch möglich, sowohl einen geteilten zylindrischen Magneten als auch einen sogenannten offenen Magneten zu verwenden. Ein geteilter zylindrischer Magnet ist ähnlich einem standardmäßigen zylindrischen Magneten, außer dass der Kryostat in zwei Sektionen geteilt worden ist, um Zugang zu der Isoebene des Magneten zu ermöglichen, solche Magneten können beispielsweise in Verbindung mit einer Strahlentherapie mit geladenen Teilchen verwendet werden. Ein offener Magnet weist zwei Magnetsektionen auf, eine über der anderen mit einem Zwischenraum dazwischen, der groß genug ist um ein Subjekt aufzunehmen: die Anordnung des Bereichs der zwei Sektionen ist ähnlich der einer Helmholtzspule. Offene Magnete sind beliebt, weil das Subjekt weniger eingeschränkt ist. Innerhalb des Kryostaten des zylindrischen Magneten besteht eine Sammlung von supraleitenden Spulen.
  • Innerhalb der Bohrung 506 des zylindrischen Magneten 504 befindet sich eine Bildgebungszone 508, wo das Magnetfeld ausreichend stark und gleichförmig ist, um eine Magnetresonanz-Bildgebung durchzuführen. Eine Region von Interesse 509 ist innerhalb der Bildgebungszone 508 gezeigt. Die erfassten Magnetresonanzdaten werden üblicherweise für die Region von Interesse erfasst. Ein Subjekt 102 ist so gezeigt, dass es von einem Subjektträger 104 getragen wird, sodass sich zumindest ein Bereich des Subjekts 102 innerhalb der Bildgebungszone 508 und der Region von Interesse 509 befindet.
  • Innerhalb der Bohrung 506 des Magneten gibt es auch einen Satz von Magnetfeldgradientenspulen 510, die zur Erfassung von vorläufigen Magnetresonanzdaten verwendet werden, um magnetische Spins innerhalb der Bildgebungszone 508 des Magneten 504 räumlich zu codieren. Die Magnetfeldgradientenspulen 510 sind mit einer Stromversorgung 512 für Magnetfeldgradientenspulen verbunden. Die Magnetfeldgradientenspulen 510 sollen repräsentativ sein. Üblicherweise enthalten die Magnetfeldgradientenspulen 510 drei separate Sätze von Spulen zum räumlichen Codieren in drei orthogonalen Raumrichtungen. Eine Stromversorgung für Magnetfeldgradientenspulen liefert Strom an die Magnetfeldgradientenspulen. Der Strom, der an die Magnetfeldgradientenspulen 510 geliefert wird, wird in Abhängigkeit von der Zeit gesteuert und kann eine Rampenform aufweisen oder gepulst sein.
  • Innerhalb der Bohrung 506 des Magneten 504 befindet sich eine Magnetresonanz-Bildgebungsantenne 514. Die Magnetresonanz-Bildgebungsantenne 514 ist so gezeigt, dass sie die mehreren Sendespulen 114 und die mehreren Empfangsspulen 116 umfasst. Die Magnetresonanz-Bildgebungsantenne 514 umfasst auch eine Anzahl von Hochfrequenzspulen 516, die zum Durchführen der Magnetresonanz-Bildgebung verwendet werden. Das Hochfrequenzsystem 108 ist auch mit der Hochfrequenzspule 516 verbunden. Die in 5 gezeigte Anordnung ermöglicht die Erfassung von Magnetresonanz-Bildgebungsdaten gleichzeitig mit der Verwendung des Pilottonsystems. In anderen Beispielen können die Hochfrequenzspulen 516 auch als die mehreren Transceiver-Spulen 114 und/oder mehreren Empfangsspulen 116 fungieren.
  • Die Hochfrequenzspulen 516 können auch als ein Kanal oder eine Antenne bezeichnet werden. Die Magnetresonanzantenne 514 ist mit einem Hochfrequenzsystem 108 verbunden. Die Magnetresonanzantenne 514 und das Hochfrequenzsystem 108 können durch separate Sende- und Empfangsspulen und einen separaten Sender und Empfänger ersetzt werden. Es versteht sich, dass die Magnetresonanzantenne 514 und das Hochfrequenzsystem 108 stellvertretend sind. Die Magnetresonanzantenne 514 soll auch für eine dedizierte Sendeantenne und eine dedizierte Empfangsantenne stehen. Gleichermaßen kann das System 516 auch für einen separaten Sender und Empfänger stehen. Die Magnetresonanzantenne 514 kann auch mehrere Empfangs-/Sendeelemente aufweisen, und das Hochfrequenzsystem 108 kann mehrere Empfangs-/Sendekanäle aufweisen. Wenn zum Beispiel eine parallele Bildgebungstechnik wie SENSE durchgeführt wird, könnte das Hochfrequenzsystem 108 mehrere Spulenelemente aufweisen.
  • Das Hochfrequenzsystem 516 und die Gradientensteuerung 512 sind als mit der Hardware-Schnittstelle 124 des Computersystems 128 verbunden gezeigt. Der Speicher 128 ist so gezeigt, dass er anstelle von Steuerbefehlen Impulssequenzbefehle 530 enthält. Die Impulssequenzbefehle 530 sind Befehle oder Daten, die in solche Befehle umgewandelt werden können, die zum Steuern des Betriebs des Magnetresonanz-Bildgebungssystem 502 verwendet werden. Der Speicher 128 ist ferner so gezeigt, dass er Magnetresonanz-Bildgebungsdaten 532 enthält, die durch Steuern des Magnetresonanz-Bildgebungssystems mit den Impulssequenzbefehlen 530 erfasst wurden.
  • Der Speicher 128 ist ferner so gezeigt, dass er ein Magnetresonanzbild 534 enthält, das aus den Magnetresonanz-Bildgebungsdaten 532 rekonstruiert wurde. Wie bei dem medizinischen System 300 in 3 kann der Bewegungszustand 136 auf unterschiedliche Weise verwendet werden. Zum Beispiel kann der Bewegungszustand 136 verwendet werden, um die Erfassung der Magnetresonanz-Bildgebungsdaten 532 zu takten, sowie bei der Rekonstruktion des Magnetresonanzbildes 534 verwendet zu werden.
  • 6 veranschaulicht ein Verfahren zum Steuern des medizinischen Systems 500 von 5. Zuerst wird in Schritt 600 das Magnetresonanz-Bildgebungssystem 502 mit den Impulssequenzbefehlen 530 gesteuert, um die Magnetresonanz-Bildgebungsdaten 534 zu erfassen. Wenn Schritt 600 durchgeführt wird, werden die Schritte 200, 202 und 204 aus 2 gleichzeitig durchgeführt.
  • 7 veranschaulicht ein weiteres Beispiel eines medizinischen Systems 700. Das medizinische System in 7 ist dem von 5 ähnlich. Es gibt jedoch mehrere Änderungen. Die mehreren Sendespulen 114 können auch zumindest eine Sendespule 114' sein. Die mehreren Empfangsspulen können zumindest eine Empfangsspule 116' sein. Ebenso können die mehreren Empfangskanäle zumindest ein Empfangskanal 112' sein, und die mehreren Sendespulen können zumindest eine Sendespule 114' sein.
  • Der Speicher 128 kann ferner eine zeitabhängige Gradientenimpulsfrequenz 710 umfassen, die aus den Impulssequenzbefehlen 530 bestimmt wurde. Der Bewegungszustand 136 kann mit der zeitabhängigen Gradientenimpulsfrequenz 710 verglichen werden, um zu bestimmen, ob eine periphere Nervenstimulation in dem Subjekt 102 vorliegt. Korreliert der Bewegungszustand oberhalb eines bestimmten Grades oder oberhalb einer bestimmten Amplitude innerhalb desselben Frequenzbereichs wie die erkannte Bewegung, so kann es ein Warnsignal für periphere Nervenstimulation 712 geben, das erzeugt wird.
  • 8 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben des medizinischen Systems 700 von 7 veranschaulicht. Das Verfahren ist dem in 6 veranschaulichten Verfahren ähnlich. Zum Starten werden die Schritte 600, 200, 202, 204 wie in 6 ausgeführt. Nach Durchführen von Schritt 204 oder vor Durchführen von Schritt 800 wird die zeitabhängige Gradientenimpulsfrequenz 710 unter Verwendung der Impulssequenzbefehle 530 bestimmt. Als Nächstes wird in Schritt 802 eine Subjektbewegung mit einer Periodizität innerhalb eines vorbestimmten Bereichs oder eine Korrelation der zeitabhängigen Gradientenimpulsfrequenz unter Verwendung des Bewegungszustands 136 erkannt. Zum Beispiel kann der Bewegungszustand mit der zeitabhängigen Gradientenimpulsfrequenz 710 verglichen werden oder es kann zum Beispiel eine Korrelation vorliegen, die im laufenden Betrieb berechnet wird. Schließlich wird in Schritt 804 das Warnsignal für periphere Nervenstimulation 712 erzeugt, wenn die Subjektbewegung erkannt wird.
  • Manche Beispiele könnenein verteiltes Pilot-/Referenzsignal in der Spulenanordnung oder Antenne eines Magnetresonanz-Bildgebungssystems sein. Eine volldigitale Pilottonintegration in der Empfangsanordnung. Das optimale Pilotsignal wird durch eine Tx-Matrix und die Rx-Matrix ausgewählt. Einzelne Pilottöne können in der komplexen Frequenz-/Phasenmodulation unterschiedlich sein.
  • Für autonome Bildgebung kann dies eine EKG-freie Erkennung von Herzschlägen und Trennung und Quantifizierung der Kopf-Körperbewegung in Kombination mit kamerabasierten Verfahren ermöglichen.
  • Sowohl MRT- als auch CT-Scans können eine Reihe von Eingabeparametern und eine korrekte Scanvorbereitung erfordern. Abhängig von Körpergröße, Körpergewicht, Patientenposition und abzutastender Anatomie wird ein Protokoll gewählt und an den Patienten angepasst. Üblicherweise werden diese Daten manuell eingegeben. Physiologische Parameter (z. B. notwendig zum Auslösen von Scans) können unter Verwendung von dedizierten Sensoren gemessen werden. In jüngster Zeit hat sich gezeigt, dass aus Live-Videostreams einer den Patienten während des Scannens beobachtenden Kamera relevante Parameter abgeleitet werden können.
  • Während einer MRT-Prozedur ist der Patient mit Kleidung bedeckt und für die meisten Anwendungen mit Hochfrequenzspulen, wie Kopf- und/oder (vorderen) Oberflächenspulen, abgedeckt. Der Pilottonansatz kann als berührungsloser, elektromagnetischer Navigator verwendet werden, der eine Überwachung der Herz- und Atembewegung unabhängig von der Erfassung bietet.
  • Beispiele können eine oder mehrere der folgenden Vorteile aufweisen:
    • - EKG-freie Erkennung von Herzschlägen
    • - Trennung und Quantifizierung von Kopf -Körperbewegung
    • - Auslöser für Herz- und Atembewegung ableiten
    • - Anwendungen für die MR-LINAC-Strahlentherapie
  • Die analytische Optimierung von Dutzenden von Eingangs- und Ausgangsparametern von HF-Sensoren innerhalb des gegebenen Zeitrahmens ist kann unter Berücksichtigung der reinen Anzahl von Parametern und ihrer nichtlinearen (Verstärkungsfaktor, feste Parametergrenzen) Abhängigkeiten voneinander schwierig sein.
  • Kamerabasierte Bewegungserkennungssysteme leiden an Portionierungsproblemen in den engen Bohrungen der aktuellen MR- und CT-Scanner. Andererseits sind Einzelquell-/Empfängerpilottonsysteme nur zum Server einer Funktion geeignet. Patientenvielfalt und Parameteranforderungen machen es schwierig, das Einzelpilottonsystem zu optimieren.
  • Das Signal-Rausch-Verhältnis hängt von der Position der Pilottonantenne/-spule ab. In Experimenten wurde bestimmt, dass mehrere Kanäle zum Extrahieren verschiedener Arten und Richtungen der Kopfbewegung vorteilhaft sein können, es besteht ein Bedarf an Mehrfach-Pilottonquellen, die um den Kopf/das Subjekt verteilt sind. Die Verwendung mehrerer Kanäle kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale oder Vorteile bereitstellen:
    • - Quarzoszillator mit fester Frequenz
    • - Zusätzliche Komponente
    • - Lokalisierung eines Pilotsenders
    • - Eingeschränkte Anwendung für kardiale Erfassung/Atmung
    • - Arbeitsfluss: Extraschritt für Arbeitsfluss
    • - Akku muss wieder aufgeladen, ausgetauscht werden
    • - Optimales Reflexions- und Bewegungssignal hängt von der Frequenz ab
    • - Signal hängt von Bewegungskörper ab
    • - Die Auswahl der optimalen Frequenz ist wichtig
    • - Bewegung von Organen (Atmung)
    • - Bewegung von Körper und Extremitäten
  • Die Verwendung mehrerer Kanäle kann auch die Messung von einem oder mehreren der Folgenden ermöglichen:
    • - Elektrische Parameter (Permittivität und Belastung)
    • - Spulenbelastungszustand
  • Beispiele können ein verteiltes Pilot-/Referenzsignal in der Spulenanordnung bereitstellen. Eine volldigitale Pilottonintegration in der Empfangsanordnung. Dies kann zum Beispiel bereitstellen, dass ein optimales Pilotsignal durch die Tx-Matrix und die Rx-Matrix ausgewählt wird. Einzelne Pilottöne können in der komplexen Frequenz-Phasenmodulation unterschiedlich sein. Durch Filterung und Nachverarbeitung der Messdaten ist es möglich, verschiedene Bewegungsarten zu erfassen und zu unterscheiden und sogar eine Lokalisierung der Bewegung zu ermöglichen. Indem N Empfangsspulenelemente in Kombination mit M lokalen Sendern verwendet werden; erhalten wir gleichzeitig NxM Signale. Daraus lassen sich Bewegungsvektoren ableiten.
  • Durch einen volldigitalen lokalen Sender können die einzelnen Pilottöne durch Signalverarbeitung (z. B. über die Codemultiplextechnik CDMA) getrennt werden. Somit ist ein vollständiger paralleler Pilotton (Mehrkanal-Pilottonsignal) möglich, einschließlich der Rekonstruktion von Bildern mit niedriger Auflösung und der Anwendung für die Multiband-MRT.
  • 9 veranschaulicht ein Beispiel für Mehrkanal-Pilottondaten 134. Das in 134 gezeigte Diagramm zeigt eine Anzahl von Diagrammen einzelner Pilottonsignale, die gemessen wurden. Herzsignale und Atembewegung wird gut erfasst, hängt aber stark von dem individuellen Spulenkanal ab, wie stark das Herz- oder Atemsignal in jedem einzelnen ist.
  • Lokale Spulen können die schmalbandigen Signale empfangen, die außerhalb des Bildbandes liegen (Pilotton). Dabei liegt die Frequenz nahe der MR-Frequenz. Durch die Verwendung zusätzlicher HF-Kanäle werden breitbandige Empfangsantennen (oder eine andere Frequenz) in die MR-Spule integriert. Diese zusätzlichen HF-Kanäle empfangen bewegungsmodulierte (Amplitude & Phase) Signale auf ausgewählten Frequenzen, die für die Bewegungserkennung optimal sind.
  • Die Daten (Mehrkanal-Pilottondaten) können auch ein konvolutionales neuronales Netz oder ein rekurrentes neuronales Netz speisen. Ein rekurrentes neuronales Netz (RNN) ist eine Klasse künstlicher neuronaler Netze, bei denen Verbindungen zwischen Knoten einen gerichteten Graphen entlang einer Sequenz bilden. Dadurch kann es für einen zeitlichen Ablauf ein dynamisches zeitliches Verhalten zeigen. RNNs können im Gegensatz zu neuronalen Feedforward-Netzen ihren internen Zustand (Speicher) verwenden, um Sequenzen von Eingaben (hier unterschiedliche Frequenzen) zu verarbeiten. Dies macht sie für Aufgaben wie unsegmentierte, verbundene Bewegungserkennung oder Pilottonbewegungserkennung anwendbar.
  • 10 veranschaulicht ein Beispiel eines Bewegungszustands 136, der aus den Mehrkanal-Pilottonsignalen 134 in 9 bestimmt wurde. In diesem Diagramm ist ein synthetisiertes Herzsignal 1000 und ein synthetisiertes Atmungssignal 1002 gezeigt.
  • 11 veranschaulicht ein Beispiel eines kombinierten Magnetresonanz- und Pilottonspulensystems 1100. Die Antenne 1100 umfasst eine Anzahl von Spulenelementen 1102. Die Spulenelemente in dieser Figur fungieren sowohl als die Empfangsspule des Magnetresonanz-Bildgebungssystems als auch als die mehreren Empfangsspulen 116. Die Spulen sind mit einzelnen Hochfrequenzsystemen 108' verbunden. Für jeden Kanal gibt es in diesem Beispiel ein Hochfrequenzsystem 108'. Die Spulenelemente 1102 sind jeweils mit einer digitalen Empfangseinheit 1104 verbunden. Die digitale Empfangseinheit ist mit einer Steuerung 1110 verbunden, die in der Lage ist, mit dem Rest des Magnetresonanz-Bildgebungssystems über ein optisches Kommunikationssystem 1112 zu kommunizieren. Die Steuerung 1110 ist auch mit einem digitalen Pilottonsender 1106 verbunden. Der digitale Pilottonsender ist mit den einzelnen mehreren Sendespulen 114 verbunden. Die spezifischen Pilottonsignale werden auf den mehreren Sendespulen 114 gesendet. Die Pilottondaten werden dann durch die Spulen 1102 empfangen. Jeder digitale Pilot Tx kann eine lokale Antenne (Streifenleitung, Dielektrikum) aufweisen.
  • 11 zeigt ein verteiltes digitales Pilotton-Transceiver-Array. Jede Pilotantenne ist mit einer lokalen MRT-Spule entkoppelt, um eine maximale Entkopplung zu erhalten, um eine Sättigung des Vorverstärkers zu verhindern. Alternativ wird der Pilotton im MR-Vorverstärker gegenphasig eingekoppelt, um eine Sättigung zu verhindern. Die Vermeidung der Vorvestärkersättigung wird in dem analogen Bereich durchgeführt. Für die Multiband-MRT kann der Pilotton auf einzelnen Frequenzen gesendet und/oder codiert werden.
  • Der einzelne Sender kann eine höhere Frequenz als die MRT-Frequenz aufweisen. Das unterabgetastete Signal wird im Bildbereich zurückgefaltet und weiterverarbeitet.
  • 12 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben des medizinischen Systems 500 und 700 von 5 und 7 veranschaulicht. Zunächst wird in Schritt 1200 eine Patienten-Magnetresonanzsequenz ausgewählt/empfangen. Als Nächstes wird in Schritt 1202 eine Magnetresonanz-Bildgebungsspule ausgewählt. In Schritt 1204 werden die Referenz- und Pilotsignale definiert. Anschließend wird in Schritt 1204 eine Pilottonantenne ausgewählt, und es erfolgt eine Vorbereitungsphase. Wenn zum Beispiel die Pilottonantenne in eine Magnetresonanz-Bildgebungsantenne integriert ist, kann diese auf dem Subjekt platziert oder positioniert werden.
  • Anschließend werden in Schritt 1208 die Pilottonsignale gesendet und empfangen. Dies entspricht den Schritten 200 und 202. Anschließend erfolgt in Schritt 1210 eine Signalisierungsverarbeitung der Pilottondaten zum Ermitteln des Bewegungszustandes. Dies kann zum Beispiel unter Verwendung von Signalverarbeitung oder Verwendung von durch Tieflernen oder andere neuronale Netze durchgeführt werden. Dies kann Schritt 204 entsprechen. Nach Schritt 1210 können zwei unabhängige Schritte durchgeführt werden. In Schritt 1212 wird der Bewegungszustand verwendet, um die Magnetresonanz-Bildgebungssequenz auszulösen. Zum Beispiel kann die Magnetresonanz-Bildgebung bei einer bestimmten Atmungs- oder Herzphase ausgelöst werden. Nach Schritt 1210 kann auch Schritt 1214 durchgeführt werden. In diesem Schritt wird der Bewegungszustand zum Verarbeiten der Magnetresonanz-Bildgebungsdaten oder entweder zum Vorhersagen der Bewegung des Subjekts verwendet und kann entweder zum Korrigieren des Bilds danach oder zum Korrigieren der Erfassung in einem Vorhersagefaktor verwendet werden, um die Qualität zu verbessern.
  • Für den verteilten Pilotton kann das MRT-System den optimalen Ort von Sender und Empfänger für höchste Pilotsignalempfindlichkeit definieren, wie in 12 gezeigt. Gleichzeitig werden Pilottöne gesendet. Die Decodierung wird durch individuelle Modulation einzelner Sender durchgeführt.
  • Eine weitere Anwendung ist die Erkennung der peripheren Nervenstimulation während der Magnetresonanz-Bildgebung. Es ist möglich, die durch die Empfangsspulenanordnung erfassten Pilottonsignale zu verwenden und sie mit einem Gradientenwellenformsignal zum Erkennen und Auslösen von PNS-Erkennung zu korrelieren.
  • Die volle Matrix der Empfangsspule wird gemessen und mit der Gradientenwellenform korreliert, um PNS zu erkennen.
  • Wenn bestimmte Schwellen erreicht werden, wird die MR-Sequenz angepasst, um PNS zu reduzieren. Der Ablauf passt sich automatisch an patientenfreundliche Parameter an. Maßnahme: Ändern der Ausleserichtung, Ändern der Sequenz, Gradientenstärke, Repositionierung des Patienten. Die Daten (Mehrkanal-Pilottondaten) können auch ein konvolutionales neuronales Netz oder ein rekurrentes neuronales Netz speisen.
  • Starke Gradienten, die während MRT-Untersuchungen angewendet werden, können eine periphere Nervenstimulation auslösen, die zu einer Bewegung von Muskelfasern oder ganzen Muskeln führt.
  • Die PNS...
    • - Ist Unbehagen für den Patienten
    • - das Level ist patientenindividuell
    • - Grenzen sind global festgelegt, ohne Berücksichtigung der individuellen Empfindlichkeit für PNS
    • - kann nicht an Patienten mit Behinderung oder Sedierung kommuniziert werden. Es gibt keine quantitative Rückmeldung für den Bediener,
    • - kann durch kamerabasierte Verfahren nicht erkannt werden
    • - Kann MR-Artefakt aufgrund von Bewegung induzieren
    • - Kann zu einem unbeabsichtigten Scan führen, wenn der Patient die Bediener anruft.
  • PNS kann erkannt werden, indem die Pilottonsignale, die von der Empfangsspulenanordnung erfasst werden, zur PNS-Erkennung verwendet werden.
  • Im Allgemeinen wird erwartet, dass PNS-induzierte Effekte auf die Pilottonsignale niedriger sind als die von z. B. Atmung. Dadurch und zum Unterscheiden von anderen Bewegungen können die durch die Empfangsspule erfassten Pilottonsignale mit der Gradientenwellenform korreliert werden.
  • Wenn bestimmte Schwellen erreicht werden, wird die MR-Sequenz angepasst, um PNS zu reduzieren. Der Ablauf passt sich automatisch an patientenfreundliche Parameter an. Mögliche Maßnahmen sind Veränderung von
    • - Ändern der Ausleserichtung,
    • - Ändern der Reihenfolge,
    • - Gradientenstärke,
    • - Position/Pose des Patienten
  • Zusätzliche ergänzende Daten können auch verwendet werden, wie optische, Kamera-, Radar- und akustische Ultraschallerkennung.
  • Derzeitige MRT-Scanner weisen zu Kalibrierzwecken einen von der Sendekette der Körperspule unabhängigen leistungsarmen Sendepfad auf. Hier ist eine kleine Außerresonanzspule an dem HF-Schirm an der Körperspule befestigt. Die Sendeleistung für diese Spule wurde so eingestellt, dass HF-Signale in der gleichen Größenordnung liegen, wie sie vom Spinsystem stammen. Zum Empfang werden Standard-MRT-Spulen verwendet.
  • Pilottonmessungen können mit der MR-Sequenz verschachtelt oder zusammengeführt werden.
  • Versuche ergaben, dass mit diesem Aufbau ateminduzierte Bewegungen erkannt werden können. Weitere Versuche wurden durchgeführt, um die Empfindlichkeit des Aufbaus zu erhöhen.
  • Die obige 9 zeigt ein Beispiel für Pilottongrößensignale. Bei gleichzeitigem Beobachten der Phase der erfassten Signale können zusätzliche Informationen gewonnen werden. Die ideale Position der Außerresonanzspule wurde in Versuchen bestimmt, um ein empfindlichstes Ergebnis für Atmung und Herzbewegung bereitzustellen. In den angegebenen Experimenten war es der beste Aufbau, die Spule auf das Brustbein des Patienten zu platzieren. Die Erfassung des Pilottons unter Verwendung aller verfügbaren RX-Spulen ermöglicht eine (begrenzte) räumliche Empfindlichkeit.
  • Diese Erkenntnis kann zum Unterscheiden verschiedener Bewegungsarten verwendet werden.
  • Es ist wahrscheinlich, dass für die PNS-Erkennung eine andere Position besser geeignet ist, z. B. nahe der langen Muskeln des Patientenrückens.
  • Die Daten (Mehrkanal-Pilottondaten) können auch ein konvolutionales neuronales Netz oder ein rekurrentes neuronales Netz speisen. Ein rekurrentes neuronales Netz (RNN) ist eine Klasse künstlicher neuronaler Netze, bei denen Verbindungen zwischen Knoten einen gerichteten Graphen entlang einer Sequenz bilden. Dadurch kann es für einen zeitlichen Ablauf ein dynamisches zeitliches Verhalten zeigen. RNNs können im Gegensatz zu neuronalen Feedforward-Netzen ihren internen Zustand (Speicher) verwenden, um Sequenzen von Eingaben (hier unterschiedliche Frequenzen) zu verarbeiten. Dies macht sie für Aufgaben wie unsegmentierte, verbundene Bewegungserkennung oder Kamerabewegungserkennung anwendbar (siehe Figl3 unten).
  • 13 veranschaulicht einen Softwarealgorithmus und Funktionsbausteine eines Systems, das zum Beispiel in ein Magnetresonanz-Bildgebungssystem wie das in 7 veranschaulichte medizinische System 700 integriert sein kann. Block 1300 stellt das Pilottonsystem und die Hochfrequenz-Referenzspulenanordnung dar. Block 1302 stellt die Gradientenwellenform von den Impulssequenzbefehlen dar. Block 1304 stellt eine Softwarekomponente dar, die ein peripherer Nervenstimulationsdetektor und/oder -korrelator 1304 ist. Der Detektor oder Korrelator 1304 ist in der Lage, Informationen über die Gradientenwellenform 1302 und Informationen aus den Pilottondaten 1300 zu entnehmen, um zu erkennen, ob eine periphere Nervenstimulation vorliegt. Diese wird dann in die Steuerung 1306 eingespeist.
  • Zum Beispiel kann die Steuerung 1306 dem Prozessor 122 äquivalent sein. Diese Informationen könnten dann von der Steuerung weitergeleitet oder verarbeitet und einem neuronalen Netz 1308 zugeführt werden, das zum Beispiel dem neuronalen Netz 138 äquivalent sein kann. Die Steuerung 1306 kann eine Erkennung der peripheren Nervenstimulation verwenden, um zum Beispiel das Verhalten des Gradientenverstärkers 1310 zu verändern und gegebenenfalls sogar das Verhalten zu verändern oder die Imulssequenzbefehle 530 zu ändern. Diese Daten können auch einem peripheren Nervenstimulationsmonitor 1314 bereitgestellt werden. Dies kann zum Beispiel über die Benutzerschnittstelle 126 bereitgestellt werden.
  • Das folgende in 13 veranschaulichte Schema zeigt, wie die Pilottondaten verarbeitet und verwendet werden sollen.
    • - In einem ersten Schritt werden die Pilottondaten mit den Gradientenwellenformen korreliert. Abhängig vom Grad der Signalkorrelation entscheidet die Steuerung: Korrelation unterhalb erster Schwelle = keine niedrige PNS: Ablauf der Sequenz wie geplant
    • - Korrelation unter zweiter Schwelle = beträchtliche PNS: Sequenz anpassen
    • - Korrelation oberhalb zweiter Schwelle = PNS an Schmerzgrenze oder zu erwartende erhebliche Bildartefakte: Scan durch Gradientenverstärkerverriegelung beenden
  • Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, sind eine derartige Darstellung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht einschränkend zu betrachten; die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt.
  • Weitere Variationen der offenbarten Ausführungsformen können von einem Fachmann, der die beanspruchte Erfindung umsetzt, durch ein Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beiliegenden Ansprüche verstanden und bewirkt werden. In den Patentansprüchen schließt das Wort „umfassen“ andere Elemente oder Schritte nicht aus, und der unbestimmte Artikel „ein“, „eine“ oder „eines“ schließt eine Vielzahl nicht aus. Ein einzelner Prozessor oder eine andere Einheit kann die Funktionen mehrerer in den Ansprüchen angegebener Punkte erfüllen. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in voneinander verschiedenen abhängigen Ansprüchen angegeben sind, gibt nicht an, dass eine Kombination dieser gemessen nicht vorteilhaft verwendet werden kann. Ein Computerprogramm kann auf einem geeigneten Medium, wie einem optischen Speichermedium oder einem Festkörpermedium, das zusammen mit oder als Bereich anderer Hardware geliefert wird, gespeichert/verteilt werden, kann jedoch auch in anderen Formen verteilt werden, wie über das Internet oder andere drahtgebundene oder drahtlose Telekommunikationssysteme. Jegliche Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen des Schutzumfangs auszulegen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    medizinisches System
    102
    Subjekt
    104
    Subjektträger
    106
    Pilottonsystem
    108
    Hochfrequenzsystem
    108'
    individuelles Hochfrequenzsystem
    110
    mehrere Sendekanäle
    110'
    zumindest ein Sendekanal
    112
    mehrere Empfangskanäle
    112'
    zumindest ein Empfangskanal
    114
    mehrere Sendespulen
    114'
    zumindest eine Sendespule
    116
    mehrere Empfangsspulen
    116'
    zumindest eine Empfangsspule
    120
    Computer
    122
    Prozessor
    124
    Hardware-Schnittstelle
    126
    Benutzerschnittstelle
    128
    Speicher
    130
    maschinenausführbare Anweisungen
    132
    spezifische Pilottonsignale
    132'
    ein oder mehrere Pilottonsignale
    134
    Mehrkanal-Pilottondaten
    134'
    Pilottondaten
    136
    Bewegungszustand
    138
    rekurrentes neuronales Netz
    200
    Mehrkanal-Pilottonsignale senden, indem zumindest ein Bereich der mehreren Sendekanäle gesteuert wird, um die spezifischen Pilottonsignale zu senden
    202
    Mehrkanal-Pilottondaten erfassen, indem zumindest ein Bereich der mehreren Empfangskanäle gesteuert werden, um die Mehrkanal-Pilottondaten zu empfangen
    204
    Bestimmen eines Bewegungszustands des Subjekts unter Verwendung der Mehrkanal-Pilottondaten
    300
    medizinisches System
    302
    tomographisches Bildgebungssystem
    304
    Bildgebungszone
    310
    Steuerbefehle
    312
    tomographische Bildgebungsdaten
    314
    tomographisches medizinisches Bild
    400
    tomographische Bilddaten von einem Subjekt innerhalb einer Bildgebungszone empfangen
    500
    medizinisches Bildgebungssystem
    502
    Magnetresonanz-Bildgebungssystem
    504
    Magnet
    506
    Bohrung des Magneten
    508
    Bildgebungszone
    509
    Region von Interesse
    510
    Magnetfeldgradientenspulen
    512
    Stromversorgung für Magnetfeldgradientenspulen
    514
    Magnetresonanzantenne
    516
    Hochfrequenzspule
    530
    Impulssequenzbefehle
    532
    Magnetresonanz-Bildgebungsdaten
    534
    Magnetresonanzbild
    600
    Erfassen von Magnetresonanz-Bildgebungsdaten
    700
    medizinisches System
    710
    zeitabhängige Gradientenimpulsfrequenz
    712
    Warnsignal für periphere Nervenstimulation
    800
    Bestimmen einer aktuellen Gradientenimpulsfrequenz unter Verwendung der Impulssequenzbefehle
    802
    Erkennen einer Subjektbewegung mit einer Periodizität innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der aktuellen Gradientenimpulsfrequenz unter Verwendung der Pilottondaten
    804
    Bereitstellen eines Warnsignals für periphere Nervenstimulation, wenn die Subjektbewegung erfasst wird
    1000
    synthetisiertes Herzsignal
    1102
    synthetisiertes Atemsignal
    1100
    kombinierte MR- und Pilottonspule
    1102
    Spule
    1104
    Digitales Rx
    1106
    digitale Pilotton-Tx
    1108
    Antennenpilotton
    1110
    Steuerung
    1112
    optische Kommunikation
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 20150320342 A1 [0004]

Claims (15)

  1. Medizinisches System (100, 300, 500, 700), umfassend: - einen Speicher (128), der maschinenausführbare Anweisungen (130) speichert; - einen Prozessor (122), der zum Steuern des medizinischen Systems ausgebildet ist; und - ein Pilottonsystem (106); wobei das Pilottonsystem umfasst: - einHochfrequenzsystem (108), das mehrere Sendekanäle (110) und mehrere Empfangskanäle (112) umfasst, wobei die mehreren Sendekanäle für jedes Senden spezifischer Pilottonsignale (132) über mehrere Sendespulen (114) ausgebildet sind, wobei die mehreren Empfangskanäle zum Empfangen von Mehrkanal-Pilottondaten (134) über mehrere Empfangsspulen (116) ausgebildet sind; - wobei die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen den Prozessor veranlasst zum: - Übertragen (200) von Mehrkanal-Pilottonsignalen durch Steuern zumindest eines Teils der mehreren Sendekanäle, um die spezifischen Pilottonsignale zu senden; - Empfangen (202) der Mehrkanal-Pilottondaten (134) durch Steuern zumindest eines Teils der mehreren Empfangskanäle, um die Mehrkanal-Pilottondaten zu empfangen; und - Bestimmen (204) eines Bewegungszustands (136) des Subjekts unter Verwendung der Mehrkanal-Pilottondaten.
  2. Medizinisches System nach Anspruch 1, wobei das Hochfrequenzsystem zum Codieren jedes der spezifischen Pilottonsignale unter Verwendung eines der Folgenden ausgebildet ist: Frequenzcodierung, Phasencodierung, komplexes Modulieren, CDMA-Codierung und Kombinationen davon.
  3. Medizinisches System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Bewegungszustand eines der Folgenden ist: - Ort der Subjektbewegung; - ein Bewegungsvektor; - eine Subjektbewegungsklassifizierung; - ein Atemzustand; - ein Herzbewegungszustand; - ein Translationsvektor, der zumindest einen Bereich des Subjekts beschreibt; - eine Drehung, die zumindest einen Bereich des Subjekts beschreibt; und - Kombinationen davon.
  4. Medizinisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen den Prozessor veranlasst, den Bewegungszustand unter Verwendung eines der Folgenden zu bestimmen: - Verwenden eines rekurrenten neuronalen Netzes, das zum Empfangen der Mehrkanal-Pilottondaten und der spezifischen Pilottonsignale und zum Ausgeben des Bewegungszustands ausgebildet ist; - Erfassen eines Abstands zwischen dem Subjekt und jeder der mehreren Empfangsspulen; - Verwenden von digitalem Filtern; - Verwenden von Hauptkomponentenanalyse; und - Kombinationen davon.
  5. Medizinisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das medizinische System ferner ein Magnetresonanz-Bildgebungssystem (502) umfasst, wobei die individuellen Empfangskanäle (i) eine der mehreren Empfangsspulen (116), die als eine Magnetresonanz-Bildgebungsspule (1102) ausgebildet ist, und (ii) ein Hochfrequenzsystem (108), das eine der mehreren Pilotton-Sendespulen (114) einschließt, einschließen, wobei die Magnetresonanz-Bildgebungsspule (1102) von der Pilotton-Sendespule innerhalb des individuellen Empfängerkanals entkoppelt ist.
  6. Medizinisches System nach Anspruch 5, wobei das Hochfrequenzsystem einen digitalen Empfänger (1104), der mit der Magnetresonanz-Bildgebungsspule (1102) gekoppelt ist, und einen digitalen Pilottonsender (1106), der mit der Pilotton-Sendespule (114) gekoppelt ist, einschließt.
  7. Medizinisches System nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Magnetresonanz-Bildgebungssystem zum Erfassen von Magnetresonanz-Bildgebungsdaten innerhalb eines Bildgebungsfrequenzbereichs ausgebildet ist, wobei die mehreren Sendekanäle zum Senden der spezifischen Pilottonsignale außerhalb des Bildgebungsfrequenzbereichs ausgebildet sind.
  8. Medizinisches System nach Anspruch 7, wobei der Speicher ferner Impulssequenzbefehle enthält, die zum Steuern des Magnetresonanz-Bildgebungssystems ausgebildet sind, um Magnetresonanz-Bildgebungsdaten zu erfassen, wobei die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen ferner bewirkt, dass der Prozessor das Magnetresonanz-Bildgebungssystem mit den Impulssequenzbefehlen steuert, um die Magnetresonanz-Bildgebungsdaten zu erfassen, wobei die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt, dass der Prozessor während des Steuerns des Magnetresonanz-Bildgebungssystems mit den Impulssequenzbefehlen Folgendes durchführt: - Senden der Mehrkanal-Pilottonsignale; - Erfassen der Mehrkanal-Pilottondaten; - und Bestimmen des Bewegungszustands des Subjekts unter Verwendung der Mehrkanal-Pilottondaten.
  9. Medizinisches System nach Anspruch 8, wobei die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen den Prozessor ferner veranlasst zum: - Bestimmen einer aktuellen Gradientenimpulsfrequenz unter Verwendung der Impulssequenzbefehle; - Erfassen einer Subjektbewegung mit einer Periodizität innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der aktuellen Gradientenimpulsfrequenz unter Verwendung des Bewegungszustands; - Bereitstellen eines Warnsignals für periphere Nervenstimulation, wenn die Subjektbewegung erkannt wird.
  10. Medizinisches System nach Anspruch 9, wobei die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen den Prozessor ferner veranlasst, eines der Folgenden durchzuführen, wenn das Warnsignal für periphere Nervenstimulation bereitgestellt wird: - Auswählen alternativer Impulssequenzbefehle; - Modifizieren der Impulssequenzbefehle; und - Abbrechen der Ausführung der Impulssequenzbefehle.
  11. Medizinisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Pilottonsystem ferner die mehreren Sendespulen und die mehreren Empfangsspulen umfasst; wobei das medizinische System ferner ein tomographisches Bildgebungssystem (302) zum Erfassen (300) tomographischer Bildgebungsdaten von einem Subjekt innerhalb einer Bildgebungszone umfasst, wobei die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen ferner bewirkt, dass der Prozessor das tomographische Bildgebungssystem steuert, um die tomographischen Bildgebungsdaten zu erfassen; wobei die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen bewirkt, dass der Prozessor während des Steuerns des tomographischen Bildgebungssystems zum Erfassen der tomographischen Bildgebungsdaten Folgendes durchführt: - Senden der Mehrkanal-Pilottonsignale; - Erfassen der Mehrkanal-Pilottondaten; - und Bestimmen des Bewegungszustands des Subjekts unter Verwendung der Mehrkanal-Pilottondaten.
  12. Medizinisches System nach Anspruch 11, wobei die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen den Prozessor ferner veranlasst zum: - Rekonstruieren eines medizinischen Bildes (314) unter Verwendung der tomographischen Bildgebungsdaten (312); und - Korrigieren der Rekonstruktion des medizinischen Bildes unter Verwendung des Bewegungszustands des Subjekts.
  13. Medizinisches System nach Anspruch 11 oder 12, wobei das tomographische Bildgebungssystem eines der Folgenden ist: ein Positronenemissionstomographiesystem, ein Einzelphotonenemissionstomographiesystem und ein Röntgencomputertomographiesystem.
  14. Computerprogrammprodukt, das maschinenausführbare Anweisungen (130) zur Ausführung durch einen Prozessor (122) umfasst, der ein medizinisches System (100, 300, 500, 700) steuert, wobei das medizinische System ein Pilottonsystem (106) umfasst, wobei das Pilottonsystem ein Hochfrequenzsystem (108) umfasst, das mehrere Sendekanäle (114) und mehrere Empfangskanäle (112) umfasst, wobei die mehreren Sendekanäle jeweils zum Senden spezifischer Pilottonsignale (132) über mehrere Sendespulen (114) ausgebildet sind, wobei die mehreren Empfangskanäle zum Empfangen von Mehrkanal-Pilottondaten über mehrere Empfangsspulen (116) ausgebildet sind,wobei die Ausführung der maschinenausführbaren Anweisungen den Prozessor veranlasst zum: - Übertragen (200) von Mehrkanal-Pilottonsignalen durch Steuern zumindest eines Teils der mehreren Sendekanäle, um die spezifischen Pilottonsignale zu senden; - Erfassen (202) der Mehrkanal-Pilottondaten (134) durch Steuern zumindest eines Teils der mehreren Empfangskanäle, um die Mehrkanal-Pilottondaten zu empfangen; und - Bestimmen (204) eines Bewegungszustands (136) des Subjekts unter Verwendung der Mehrkanal-Pilottondaten.
  15. Verfahren zum Betreiben eines medizinischen Systems (100, 300, 500, 700), wobei das medizinische System ein Pilottonsystem (106) umfasst, wobei das Pilottonsystem ein Hochfrequenzsystem (108) umfasst, das mehrere Sendekanäle (114) und mehrere Empfangskanäle (112) umfasst, wobei die mehreren Sendekanäle jeweils zum Senden spezifischer Pilottonsignale über mehrere Sendespulen (114) ausgebildet sind, wobei die mehreren Empfangskanäle zum Empfangen von Mehrkanal-Pilottondaten über mehrere Empfangsspulen (116) ausgebildet sind, wobei das Verfahren umfasst: - Übertragen (200) von Mehrkanal-Pilottonsignalen durch Steuern zumindest eines Teils der mehreren Sendekanäle, um die spezifischen Pilottonsignale zu senden; - Erfassen (202) von Mehrkanal-Pilottondaten (134) durch Steuern zumindest eines Teils der mehreren Empfangskanäle, um die Mehrkanal-Pilottondaten zu empfangen; - Bestimmen (204) eines Bewegungszustands (136) des Subjekts unter Verwendung der Mehrkanal-Pilottondaten.
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