KR101605800B1 - 로컬 코일 시스템， 자기 공명 시스템 및 로컬 코일로부터의 신호들을 전송하기 위한 방법 - Google Patents
로컬 코일 시스템， 자기 공명 시스템 및 로컬 코일로부터의 신호들을 전송하기 위한 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101605800B1 KR101605800B1 KR1020120033960A KR20120033960A KR101605800B1 KR 101605800 B1 KR101605800 B1 KR 101605800B1 KR 1020120033960 A KR1020120033960 A KR 1020120033960A KR 20120033960 A KR20120033960 A KR 20120033960A KR 101605800 B1 KR101605800 B1 KR 101605800B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pseudo
- local coil
- signals
- random
- operable
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3692—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver involving signal transmission without using electrically conductive connections, e.g. wireless communication or optical communication of the MR signal or an auxiliary signal other than the MR signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
- G01R33/341—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR comprising surface coils
- G01R33/3415—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR comprising surface coils comprising arrays of sub-coils, i.e. phased-array coils with flexible receiver channels
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3621—NMR receivers or demodulators, e.g. preamplifiers, means for frequency modulation of the MR signal using a digital down converter, means for analog to digital conversion [ADC] or for filtering or processing of the MR signal such as bandpass filtering, resampling, decimation or interpolation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
Abstract
로컬 코일 시스템, 자기 공명 시스템 및 로컬 코일로부터의 신호들을 전송하기 위한 방법
본 발명은, MR 응답 신호들을 검출하기 위한 로컬 코일 및 신호들을 자기 공명 시스템에 무선으로 전송하기 위한 전송 설비를 갖는 상기 자기 공명 시스템을 위한 로컬 코일 시스템(100)을 개시한다. 이미징에서의 간섭들을 방지하기 위하여, 신호들을 의사 랜덤 방식으로 변경시키기 위해 구현되는 적어도 하나의 의사 랜덤 설비(108, 120, 124, 128, 132, 133, 138)가 제공된다. 게다가, 자기 공명 시스템의 로컬 코일(LC1, ..., LCn)의 전송 설비로부터 상기 자기 공명 시스템(10)의 수신기(32)로 응답 신호들을 표현하는 신호들을 전송하기 위한 방법이 설명되며, 이로써 신호들은 전송에 앞서 의사 랜덤 방식으로 변경되고 그리고 전송 이후에 다시 복조된다.
본 발명은, MR 응답 신호들을 검출하기 위한 로컬 코일 및 신호들을 자기 공명 시스템에 무선으로 전송하기 위한 전송 설비를 갖는 상기 자기 공명 시스템을 위한 로컬 코일 시스템(100)을 개시한다. 이미징에서의 간섭들을 방지하기 위하여, 신호들을 의사 랜덤 방식으로 변경시키기 위해 구현되는 적어도 하나의 의사 랜덤 설비(108, 120, 124, 128, 132, 133, 138)가 제공된다. 게다가, 자기 공명 시스템의 로컬 코일(LC1, ..., LCn)의 전송 설비로부터 상기 자기 공명 시스템(10)의 수신기(32)로 응답 신호들을 표현하는 신호들을 전송하기 위한 방법이 설명되며, 이로써 신호들은 전송에 앞서 의사 랜덤 방식으로 변경되고 그리고 전송 이후에 다시 복조된다.
Description
본 발명은 로컬 코일 시스템(local coil system)과, 감소된 간섭 신호들을 갖는 자기 공명 시스템(MR 시스템)에 관한 것으로, 특히 서로 무선으로 통신하는 로컬 코일 시스템 및 자기 공명 시스템에 관한 것이며, 여기서 이미징(imaging)의 간섭이 로컬 코일 시스템에서의 신호 프로세싱(processing)에 의해 그리고 무선 전송에 의해 감소된다. 본 발명은 추가로, 자기 공명 시스템의 로컬 코일의 전송 설비로부터 상기 자기 공명 시스템의 수신기로 MR 응답 신호들(자기 공명 응답 신호들)을 표현하는 신호들을 전송하기 위한 방법에 관한 것이다.
자기 공명 시스템은 단층촬영장치(tomograph)를 포함하고, 상기 단층촬영장치 내에서 환자가 원통형 측정 공간 내의 침상 상에 포지셔닝(positioning)된다. 단층촬영장치 내에서는 강한 자기장이 우세하고, 상기 단층촬영장치는 경사 코일(gradient coil)의 활성화 때문에 경사를 포함한다. 원자들의 핵 스핀(nuclear spin)이 상기 자기장을 통해 조정된다. 상기 원자들을 여기(excite)시키기 위한 자기 공명 고주파 펄스(magnetic resonance high frequency pulse)들을 출력하기 위하여, 전송 안테나 어레인지먼트(transmitting antenna arrangement), 일반적으로 전신 전송 안테나 어레인지먼트, 예컨대 버드케이지(birdcage) 안테나가 단층촬영장치 내에 배치된다.
자기 공명 검사 동안에, 핵 스핀의 완화(relaxation) 동안의 펄스들을 수신하기 위하여 자기 공명 응답 신호들을 수신하기 위한 로컬 코일들이 일반적으로 사용된다. 상이한 재료들은 상이한 완화 동작을 나타내고, 그래서 완화 동작 때문에 환자의 신체의 내부에 관한 결론들이 도출될 수 있다. 이들 로컬 코일들은 수신 안테나 모듈(antenna module)들이고, 상기 수신 안테나 모듈들은 적어도 하나의 수신 안테나 엘리먼트(element) ― 그러나 종종 여러 개의 수신 안테나 엘리먼트들임 ― 를 일반적으로 전도체 루프(conductor loop)들의 형태로 포함한다. 수신된 MR 응답 신호들은 일반적으로 여전히 로컬 코일 내에서 사전증폭되고 그리고 케이블(cable)들을 통해 자기 공명 시스템의 중심 구역 밖으로 라우팅되며(route) 그리고 MR 신호 프로세싱 설비의 스크리닝된 수신기(screened receiver)에 공급된다. 그 다음에, 수신된 데이터(data)는 디지털(digital)화되고 그리고 여기에서 추가로 프로세싱된다. 많은 검사들에 관하여, 환자의 신체의 전체 영역들을 커버(cover)하기 위하여, 복수 개의 이러한 로컬 코일들이 환자 상에 이미 배열된다.
자기 공명 시스템들의 동작 모드는 당업자에게 알려져 있고 그리고 예컨대 Imaging Systems for Medical Diagnostics(아르눌프 아펠트 저, 퍼블리시스 코포레이트 출판, ISBN 3-89578-226-2)에 설명된다.
로컬 코일들은 소위 로컬 코일 매트(mat) 내에 종종 배열되고, 상기 로컬 코일 매트는 환자 신체 위에 또는 아래에 위치된다. 부가하여, 헤드(head) 코일들, 넥(neck) 코일들 등과 같이, 특별히 몰딩된(molded) 로컬 코일 시스템들이 존재한다. 신호들은 로컬 코일들로부터 자기 공명 시스템의 평가 설비로 케이블들을 통해 현재 라우팅된다. 케이블들은 원해지지 않을 수 있는데, 그 이유는 케이블들이 환자 침상으로부터 평가 설비로 용이하게 라우팅(routing)될 수 없고, 직원에 의해 성가신 것으로 인식되며, 환자 침상이 환자 및 로컬 코일 매트와 함께 이동되고, 결과적으로 케이블들이 느슨하게 라우팅되어야 하기 때문이다.
로컬 코일들 및 자기 공명 시스템 사이의 신호들의 무선 디지털 전송을 위한 접근법들이 알려져 있다. 그럼에도 불구하고, 이 경우, 전자식 컴포넌트(component)들, 예컨대 아날로그(analog)-대-디지털 컨버터(converter)들, FPGA, 프로세서(processor)들, 변조기들이 신체 코일의 고주파 필드 내에 위치된다. 이들 컴포넌트들은, 자기 공명 시스템의 라머(Larmor) 주파수 범위에 속하는(fall in) 주파수 범위들로의 신호 부분들의 어떠한 방출도 막아야 한다. 라머 주파수 범위 내에서 직접적으로 생성되는 간섭 신호들 이외에, 상기 컴포넌트들은, 라머 주파수 범위 내에 개별적으로 놓이지 않는 여러 간섭 신호들의 상호 변조곱(intermodulation product)들을, 비록 상기 여러 간섭 신호들의 상호 변조곱들이 그렇게 하더라도 포함한다.
자기 공명 검사 동안에, 핵 스핀의 완화(relaxation) 동안의 펄스들을 수신하기 위하여 자기 공명 응답 신호들을 수신하기 위한 로컬 코일들이 일반적으로 사용된다. 상이한 재료들은 상이한 완화 동작을 나타내고, 그래서 완화 동작 때문에 환자의 신체의 내부에 관한 결론들이 도출될 수 있다. 이들 로컬 코일들은 수신 안테나 모듈(antenna module)들이고, 상기 수신 안테나 모듈들은 적어도 하나의 수신 안테나 엘리먼트(element) ― 그러나 종종 여러 개의 수신 안테나 엘리먼트들임 ― 를 일반적으로 전도체 루프(conductor loop)들의 형태로 포함한다. 수신된 MR 응답 신호들은 일반적으로 여전히 로컬 코일 내에서 사전증폭되고 그리고 케이블(cable)들을 통해 자기 공명 시스템의 중심 구역 밖으로 라우팅되며(route) 그리고 MR 신호 프로세싱 설비의 스크리닝된 수신기(screened receiver)에 공급된다. 그 다음에, 수신된 데이터(data)는 디지털(digital)화되고 그리고 여기에서 추가로 프로세싱된다. 많은 검사들에 관하여, 환자의 신체의 전체 영역들을 커버(cover)하기 위하여, 복수 개의 이러한 로컬 코일들이 환자 상에 이미 배열된다.
자기 공명 시스템들의 동작 모드는 당업자에게 알려져 있고 그리고 예컨대 Imaging Systems for Medical Diagnostics(아르눌프 아펠트 저, 퍼블리시스 코포레이트 출판, ISBN 3-89578-226-2)에 설명된다.
로컬 코일들은 소위 로컬 코일 매트(mat) 내에 종종 배열되고, 상기 로컬 코일 매트는 환자 신체 위에 또는 아래에 위치된다. 부가하여, 헤드(head) 코일들, 넥(neck) 코일들 등과 같이, 특별히 몰딩된(molded) 로컬 코일 시스템들이 존재한다. 신호들은 로컬 코일들로부터 자기 공명 시스템의 평가 설비로 케이블들을 통해 현재 라우팅된다. 케이블들은 원해지지 않을 수 있는데, 그 이유는 케이블들이 환자 침상으로부터 평가 설비로 용이하게 라우팅(routing)될 수 없고, 직원에 의해 성가신 것으로 인식되며, 환자 침상이 환자 및 로컬 코일 매트와 함께 이동되고, 결과적으로 케이블들이 느슨하게 라우팅되어야 하기 때문이다.
로컬 코일들 및 자기 공명 시스템 사이의 신호들의 무선 디지털 전송을 위한 접근법들이 알려져 있다. 그럼에도 불구하고, 이 경우, 전자식 컴포넌트(component)들, 예컨대 아날로그(analog)-대-디지털 컨버터(converter)들, FPGA, 프로세서(processor)들, 변조기들이 신체 코일의 고주파 필드 내에 위치된다. 이들 컴포넌트들은, 자기 공명 시스템의 라머(Larmor) 주파수 범위에 속하는(fall in) 주파수 범위들로의 신호 부분들의 어떠한 방출도 막아야 한다. 라머 주파수 범위 내에서 직접적으로 생성되는 간섭 신호들 이외에, 상기 컴포넌트들은, 라머 주파수 범위 내에 개별적으로 놓이지 않는 여러 간섭 신호들의 상호 변조곱(intermodulation product)들을, 비록 상기 여러 간섭 신호들의 상호 변조곱들이 그렇게 하더라도 포함한다.
본 발명의 목적은 로컬 코일 시스템, 자기 공명 시스템, 그리고 상기 로컬 코일 시스템 및 상기 자기 공명 시스템 사이의 무선 전송을 가능케 하는 전송 방법을 생성하는 것이고, 이로써 이미징에서의 간섭들이 크게 감소된다.
상기 목적은 청구항 제1항에 청구된 바와 같은 로컬 코일 시스템에 의해, 청구항 제11항에 청구된 바와 같은 자기 공명 시스템에 의해, 그리고 청구항 제13항에 청구된 바와 같은 방법에 의해 달성된다.
자기 공명 시스템을 위한 본 발명의 로컬 코일 시스템은, MR 응답 신호들을 검출하기 위한 적어도 하나의 로컬 코일과, 신호들을 전송하기 위한 적어도 하나의 전송 설비를 포함한다. 로컬 코일 시스템은 적어도 하나의 의사 랜덤(random) 설비를 포함하고, 상기 의사 랜덤 설비는 신호들을 의사 랜덤 방식으로 변경시키기 위해 구현된다. 의사 랜덤 설비는 특히, 신호들을 의사 랜덤 방식으로 일시적으로(temporally) 지연시키기 위해 그리고/또는 신호 정보를 의사 랜덤 방식으로 변경시키기 위해 구현될 수 있다.
그 결과, 이미징을 방해하는, 규칙적으로 반복되는(recurring) 신호 시퀀스들이 종래 기술에서와 같이 방지될 수 있다. 특히, 자기 공명 시스템의 라머 주파수 범위 내에 놓이는 주파수 범위들 내의 신호 부분들이 방지되어야 한다. 주기적인 이벤트들, 예컨대 규칙적으로 반복되는 트레이닝 시퀀스(training sequence)들 또는 프레임(frame) 시작 마커(marker)들이 여기서 특히 포함된다. 상기 주기적인 이벤트(event)들의 기간들은 라머 주파수와 직접적으로 상관되지 않는다. 저주파 세그먼트(segment)들, 예컨대 프론트 엔드(front end)에서의 결합들이 그럼에도 불구하고 종래 기술에서 가능하다. 이러한 타입(type)의 결합들은 종래 기술에 따라 자기 공명 이미지 내에 포인트 방해(point disturbance)들 또는 라인 방해(line disturbance)들을 야기할 수 있고, 이들은 이러한 타입의 이미징이 사용될 수 없게 한다. 이는, 신호들의 의사 랜덤 변경에 의해 방지된다.
데이터 전송을 위해 사용되지 않고 그리고 자기 공명 시스템 및 로컬 코일 시스템의 검사 공간 내에 위치되는 아날로그 회로들 및 디지털 회로들은, 모든 생성된 신호들, 예컨대 혼합된 프로세스들 및 디지털 클록(clock)들을 위한 고주파 진동들이 자기 공진 시스템 내의 모든 다른 주기적 프로세스들과 코히어런트(coherent)한 클록 신호의 코히어런트한 정수 주파수 분할(whole-number frequency division) 또는 주파수 곱셈(multiplication)에 의해 생성되도록 설계된다. 이러한 방식으로, 검사 공간 내에 있는 회로들에 의해 생성되는 모든 새롭게 생성된 신호들은 시스템 내에서 알려진 기본 클록 레이트(rate)의 배수가 되고, 상기 기본 클록 레이트는, 어떠한 신호 부분들도, 특히 또한 어떠한 고조파들 및 상호 변조곱들도 라머 주파수에서 생성되지 않도록 선택된다. 3T의 자기장을 이용하여, 라머 주파수는 대략 123.2 ㎒에 이른다. 공유된 기본 클록 레이트는 예컨대,
- ADC의 스캐닝 주파수가 상기 공유된 기본 클록 레이트와 동일하거나 또는 그 정수배이도록, 그리고
- 주파수 변환을 위해 사용되는 모든 로컬 오실레이터들이 그 정수배들이도록, 그리고
- 그 배수들 중 어느 것도 수신될 원자의 타입의 라머 주파수 범위에 놓이지 않도록,
선택될 수 있다. 그 다음에, 기본 클록 레이트는 1.5T 또는 3T의 자기장을 갖는 예컨대 2.5 ㎒에 이를 수 있다.
부가하여, 무선 디지털 신호 전송을 이용하여, 추가적인 주기적 프로세스들이 물리적 인터페이스(interface)들에서 발생하고, 상기 추가적인 주기적 프로세스들은 반드시 언급된 기본 클록 레이트의 배수로 발생할 필요가 없다. 규칙적으로 반복되는 신호 시퀀스들은, 예컨대 또한 FPGA 내의 내부 전압 레벨(level) ― 그 중, 최고 값 비트 0 또는 1은 NCO 주파수로 플립(flip)됨 ― 과 같이, 특히 간섭하는 주기적으로 반복되는 신호들로서 간주된다. 그러나, 전압 레벨들은 비교적 낮고(예컨대, 1.0 V 이하), 그럼에도 불구하고 이러한 낮은 전압 레벨은 심지어 문제가 될 수 있는데, 그 이유는 MRT가 매우 민감한 측정 디바이스(device)이기 때문이다.
게다가, 데이터의 디지털 전송을 위해 데이터 스트림(stream)에 삽입되는, 규칙적으로 반복되는 신호들이 나타난다. 예컨대, 채널(channel) 펄스 응답을 추정하기 위해 그리고 수신기-측 왜곡에 대하여, 프레임의 시작시, 일정한 트레이닝 시퀀스들이 디지털 데이터 스트림에 삽입되고, 상기 디지털 데이터 스트림은 MR 응답 신호를 전송한다. 프레임 시작 마커들, 즉 우수한 자기상관 특성들을 갖는 코드(code)들은 보통, 상기 프레임을 일시적으로 위치시킬 수 있기 위하여 그리고 프레임의 시작 및/또는 끝을 결정할 수 있기 위하여, 무선 디지털 신호 전송 경로 상에 존재한다. 게다가, 일정한 메타 정보, 예컨대 헤더 정보가 또한 디지털 데이터 스트림 내에 포함될 수 있고, 상기 일정한 메타 정보는 신호 전류의 구조를 정의한다. 이러한 타입의 메타 정보는 예컨대 수신된 신호들을 전송한 로컬 코일의 개수일 수 있다. 의사 랜덤 설비는, 주기성이 생략되고 그리고 이미징 및 이미징 레코딩에서의 간섭이 감소되도록, 이들 신호들을 의사 랜덤 방식으로 가변시킬 수 있다.
본 발명의 자기 공명 시스템은 앞서 설명된 로컬 코일 시스템, 전송 설비에 의해 전송된 신호들을 수신하기 위해 구현되는 수신기, 및 수신된 신호를 디코딩(decode)하기 위해 구현되는 디스크램블러(descrambler) 설비를 포함한다.
따라서, 자기 공명 시스템의 로컬 코일의 전송 설비로부터 상기 자기 공명 시스템의 수신기로 MR 응답 신호들을 표현하는 신호들을 전송하기 위한 본 발명의 방법을 이용하여, 상기 신호들은 전송에 앞서 의사 랜덤 방식으로 변경되고 그리고 전송 이후에 다시 디코딩된다.
추가 종속항들 및 후속하는 설명은 본 발명의 특히 유리한 개선예들 및 실시예들을 포함하고, 이로써 다른 청구항 카테고리(categoty)의 종속항들과 유사한 일 카테고리의 청구항들이 특히 또한 추가로 개발될 수 있다.
로컬 코일 시스템은 바람직하게 변조기를 포함할 수 있고, 상기 변조기는 비변조된 신호를 변조된 신호로 변조시키기 위해 구현된다. 그 다음에, 전송 설비는, 변조된 신호를 자기 공명 시스템의 수신기에 무선으로 전송하기 위해 구현된다. 의사 랜덤 설비는 제1 스크램블러(scramber) 설비를 포함하거나 또는 제1 스크램블러 설비에 의해 형성되고, 상기 제1 스크램블러 설비는 비변조된 신호가 변조기에 의해 변조되기 이전에 상기 비변조된 신호를 인코딩한다(encode). 변조기는 고주파 신호를 안테나에 출력하는 임의의 디지털 변조기일 수 있다. 디지털 변조기는 예컨대 쿼드러쳐 진폭 변조 또는 위상 시프트 키잉을 사용할 수 있다.
전송될, 디지털로 스캐닝된 MR 신호 및 메타(meta) 정보는 후속하여, 변조기의 업스트림(upstream)에서 의사 랜덤 이진 시퀀스로 변환된다. 이러한 프로세스는 또한 스크램블링으로서 지칭된다. 스크램블러의 구조는 당업자에게 알려져 있다. 스크램블러는 예컨대 선형 재생(linerly regerating) 시프트 레지스터(shift register)를 통해 구조화될 수 있다. 디지털 데이터 스트림은 스크램블러를 통해 코드 워드(word)를 이용하여 인코딩된다.
반복되는 비트 패턴(pattern)들에 관련되는 주기적 프로세스들이 후속하여 효과적으로 억제된다. 의사 랜덤 비트 시퀀스는 여기서 예컨대, 이러한 선형 재생 시프트 레지스터를 이용하여 생성될 수 있고, 상기 선형 재생 시프트 레지스터는 상대적으로 긴 기간을 포함한다. 이미지 생성 동안에 더욱 효율적인 방식으로 간섭들을 억제하기 위하여, 다른 랜덤 시퀀스 생성 설비들, 예컨대 소위 메르센 트위스터(Mersenne twister)가 또한 사용될 수 있고, 상기 메르센 트위스터는 시스템의 관점으로부터 볼 때 무한으로서 해석될 수 있는 매우 긴 기간을 갖는다.
위에서 언급된 바와 같이, 자기 공명 시스템 내의 수신기에서의 데이터 스트림은 복조 이후에 다시 디코딩되어야 한다. 이를 위해, 소위 싱크 워드(sync word)가 예컨대 사용될 수 있다.
로컬 코일 시스템은 아날로그-대-디지털 컨버터를 포함할 수 있고, 상기 아날로그-대-디지털 컨버터는 로컬 코일에 의해 검출된 MR 응답 신호를 디지털 신호로 변환시킨다. 아날로그-대-디지털 컨버터는 제2 스크램블러 설비를 포함할 수 있고, 상기 제2 스크램블러 설비는 의사 랜덤 설비를 포함하거나 또는 의사 랜덤 설비를 형성하고, 상기 의사 랜덤 설비는 디지털화된 신호가 아날로그-대-디지털 컨버터에 의해 출력되기 이전에 상기 디지털화된 신호를 인코딩하기 위해 구현된다. 제2 스크램블러 설비는 아날로그-대-디지털 컨버터와 동일한 칩(chip) 상에 구현될 수 있다. 제2 스크램블러 설비 및 아날로그-대-디지털 컨버터는 동일한 하우징 내에 위치될 수 있다. 그 결과, 주기적으로 발생하는 디지털 신호들은 시작(start)부터 방지된다. 제2 스크램블러 설비는 예컨대 아날로그-대-디지털 컨버터에 직접적으로 결합될 수 있다. 그러나, 제2 스크램블러 설비는 아날로그-대-디지털 컨버터와 통합되어 유사하게 구현될 수 있다. MR 응답 신호가 아날로그-대-디지털 컨버터를 통해 디지털 신호로 변환되기 이전에 상기 MR 응답 신호가 아날로그 증폭기에 의해 증폭될 수 있다는 것은 명백하다.
디지털 신호가 다른 컴포넌트, 예컨대 FPGA에 의해 추가로 프로세싱되기 이전에, 상기 디지털 신호는 의사 랜덤 신호로 변환된다.
의사 랜덤 설비는 채널 추정 설비 또는 프레임 시작 코드 생성 설비에 결합될 수 있다. 의사 랜덤 설비는 채널 추정 설비 및/또는 프레임 시작 코드 생성 설비에게 교번적인 트레이닝 시퀀스들, 상관 시퀀스들, 채널 추정 신호들 및/또는 프레임 시작 코드들을 출력하도록 명령하기 위해 셋업될 수 있다. 대안적으로 또는 부가하여, 의사 랜덤 설비는 채널 추정 설비 및/또는 프레임 시작 코드 생성 설비에게 트레이닝 시퀀스들, 상관 시퀀스들, 채널 추정 신호들 및/또는 프레임 시작 코드들을 의사 랜덤 시점들에서 출력하도록 명령하기 위해 셋업될 수 있다.
본 발명의 로컬 코일 시스템은 채널 추정 그리고 프레임 시작 마커 및/또는 프레임 시작 식별자를 위해 교번적인 트레이닝 시퀀스들 및 상관 시퀀스들을 사용한다. 트레이닝 시퀀스들 및 상관 시퀀스들은 의사 랜덤 방식으로 생성될 수 있거나, 또는 트레이닝 시퀀스들 및 상관 시퀀스들의 미리결정된 세트로부터 의사 랜덤 방식으로 선택될 수 있다.
각각 사용되는 트레이닝 시퀀스 및/또는 상관 시퀀스가 수신기 및/또는 디스크램블러 설비에 알려져야 한다는 것은 명백하다. 이를 위해, 수신기 및/또는 디스크램블러 설비는 의사 랜덤 설비를 또한 포함할 수 있고, 상기 의사 랜덤 설비는 동일한 의사 랜덤 트레이닝 시퀀스들, 상관 시퀀스들, 채널 추정 신호들 및/또는 프레임 시작 코드들을 생성한다. 게다가, 로컬 코일 시스템은, 트레이닝 시퀀스들, 상관 시퀀스들, 채널 추정 신호들 및/또는 프레임 시작 코드들이 수신되는 시점들에 관련된 정보의 아이템을 수신기에 전달할 수 있다. 예컨대, 전송기-측 의사 랜덤 설비는 수신기-측 의사 랜덤 설비에 전송되는 코드를 생성할 수 있고, 이로써 수신기-측 의사 랜덤 설비는 수신된 신호가 어떻게 디코딩될 것인지를 결정하고 그리고 특히, 어느 트레이닝 시퀀스, 어느 상관 시퀀스, 어느 채널 추정 신호 및/또는 어느 프레임 코드가 수신될 것인지를 결정한다. 게다가, 전송기-측 의사 랜덤 설비는, 다음 차례의 신호, 특히 다음 차례의 트레이닝 시퀀스, 다음 차례의 상관 시퀀스, 다음 차례의 채널 추정 신호 및/또는 다음 차례의 프레임 시작 코드가 전송되는 의사 랜덤 시점에 관해 수신기-측 의사 랜덤 설비에게 알려주는 코드를 전송할 수 있다.
트레이닝 시퀀스들 및 프레임 시작 시퀀스들을 위해 채널 상에 예약(reserve)된 시간 프레임들이 반드시 각각의 프레임에 앞서 반드시 제공될 필요는 없다. 대신에, 트레이닝 시퀀스들 및 프레임 시작 시퀀스들은 프레임에 앞서 의사 랜덤 방식으로 사용될 수 있다. 트레이닝 및 프레임 시작 시퀀스들은 단지, 부분적으로 남겨진 상태로 산발적으로 제공될 수 있거나 또는 프레임의 배수들에서 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 일정한 트레이닝 시퀀스들을 이용하여, 주기성이 또한 방지될 수 있다. 프레임 레이트는 전술된 MR 기본 클록 레이트의 배수로 결정될 수 있다.
전송 설비는 캐리어(carrier) 주파수 생성기를 포함할 수 있고, 상기 캐리어 주파수 생성기는, 의사 랜덤 설비가 캐리어 주파수 생성기의 캐리어 주파수를 의사 랜덤 방식으로 가변시키도록 그리고/또는 캐리어 주파수가 의사 랜덤 방식으로 변경되도록, 의사 랜덤 설비에 결합된다. 이와 함께, 신호 스프레딩이 캐리어 신호들의 의사 랜덤 시퀀스에 의해 달성된다. 캐리어 신호를 가변시키기 위하여, 전압-제어된 오실레이터(VCO)가 사용될 수 있다. 자기 공명 시스템 내의 수신기는 상대적으로 큰 대역폭을 가질 수 있고, 그래서 상기 자기 공명 시스템 내의 수신기는 로컬 코일 시스템에 의해 전송된 신호들 전부를 수신할 수 있다. 또한, 전송하기 위해 어느 시점에 어느 주파수가 사용되는지를 결정하는 정보의 아이템을 전송되는 데이터 스트림 내에 저장하는 것이 가능하다. 이러한 정보는, 대응하는 캐리어 주파수를 이용하여 신호들을 수신하기 위하여 수신기 측 상에서 평가될 수 있다.
의사 랜덤 설비, 제1 스크램블러 설비 및/또는 제2 스크램블러 설비는 바람직하게 자체-동기(self-synchronizing) 스크램블러 설비를 포함할 수 있거나 그리고/또는 상기 자체-동기 스크램블러 설비를 형성할 수 있다. 이들 스크램블러들은 또한 배수사의 스크램블러(multiplicative scrambler)들로서 지칭된다. 자체-동기 스크램블러를 이용하여, 외부 동기화 메커니즘들 및 동기화 워드들이 필요하지 않다. 그러므로, 시스템은 또한 클록 및/또는 동기화 없이 동작할 수 없다.
따라서, 자기 공명 시스템의 수신기의 디스크램블러 설비는 바람직하게, 상기 디스크램블러 설비가 자체-동기 스크램블러 설비에 의해 인코딩되는 신호를 디코딩하기 위해 구현된다. 디스크램블러 설비는 자체-동기 및/또는 배수사의 디스크램블러 설비일 수 있다.
의사 랜덤 설비는 그레이 카운터(grey counter)로서 구현될 수 있다. 이러한 타입의 카운터들은, 값 "1"을 더하거나 뺄 때, 단 하나의 비트(bit)가 자신의 상태를 대략(more or less) 랜덤하게 변경시키는 것을 특징으로 한다. 그 결과, 카운터의 비트들 전부는 자신들의 상태를 동일 클록을 이용하여 위상-시프트된 방식으로 변경시키고, 상기 동일 클록은 상기 동일 클록이 MR 기본 클록의 정수배이도록 선택될 수 있다.
또한, 카운터로서 고정된 워드 길이를 갖는 의사 난수 생성기를 사용하는 것이 가능하다. 일단 결정되는 각각의 난수를 결정된 수치 또는 카운터 값에 할당하는 것이 가능하다. 이러한 결정된 할당은 테이블(table) 내에 저장될 수 있다.
로컬 코일 시스템은 지연 설비를 포함할 수 있고, 상기 지연 설비는 적어도 하나의 제어 신호를 지연시키기 위해 구현된다. 지연 설비는, 적어도 하나의 제어 신호 및/또는 클록 신호를 의사 랜덤 방식으로 지연시키기 위하여, 의사 랜덤 설비에 의해 활성화된다. 저주파의 주기적으로 발생하는 제어 신호들은 후속하여, 주기성을 방지하기 위하여, 몇몇의 사이클들에 의한 각각의 발생을 이용하여 의사 랜덤 방식으로 지연될 수 있다. 이러한 실시예는, 의사 랜덤 지연 및/또는 의사 랜덤 지터(jitter)를 이용하여 로컬 코일 시스템 내에서의 데이터 프로세싱을 클록킹하기 위하여 복수 개의 제어 신호들이 클록킹되는 경우에 특히 유리하다. 데이터는 후속하여, 로컬 코일 시스템 내의 디지털 회로에 의해 불규칙적인 시간 시퀀스로 프로세싱되고, 그 결과로 주기성이 방지되거나 또는 적어도 상당히 감쇠된다. 표현 제어 신호들은 또한 클록 신호들을 포함한다.
로컬 코일 시스템은 공간 생성 설비를 포함할 수 있고, 상기 공간 생성 설비는 데이터 스트림 내에 공간들을 생성하기 위해 구현되고 그리고 상기 데이터 스트림 내에 의사 랜덤 공간들을 생성하기 위하여 의사 랜덤 설비에 의해 활성화된다. 로컬 코일 시스템으로부터 자기 공명 시스템으로의 디지털 전송 채널 상의 비트 레이트는, 상기 비트 레이트가 MR 기본 클록의 정수배가 되도록, 즉 상기 비트 레이트가 예컨대 2.5 ㎒의 정수배가 되도록 선택될 수 있다. 로컬 코일 시스템 및 자기 공명 시스템 사이의 디지털 전송 채널의 비트 레이트는 또한 바람직하게, 상기 디지털 전송 채널의 비트 레이트가 예상되는 로컬 코일 신호들을 전송하기 위한 최소로 요구되는 비트 레이트보다 더 높도록 선택된다. 로컬 코일 시스템으로부터 자기 공명 시스템으로의 전송 채널 상의 비트 레이트가 필요한 것보다 더 높다면, 이러한 채널 상에서 전송되는 데이터 스트림은 공간들을 포함할 수 있다. 공간 생성 설비를 통해, 데이터 스트림 내의 공간들이, 위에서 설명된 바와 같이, 의사 랜덤 방식으로 일시적으로 배열되고, 따라서 공간들의 주기성 및 MR 기본 클록의 그리드 외부의 주기성이 방지된다.
본 발명은 비-제한적인 예시적 실시예를 통해 아래에서 설명된다.
상기 목적은 청구항 제1항에 청구된 바와 같은 로컬 코일 시스템에 의해, 청구항 제11항에 청구된 바와 같은 자기 공명 시스템에 의해, 그리고 청구항 제13항에 청구된 바와 같은 방법에 의해 달성된다.
자기 공명 시스템을 위한 본 발명의 로컬 코일 시스템은, MR 응답 신호들을 검출하기 위한 적어도 하나의 로컬 코일과, 신호들을 전송하기 위한 적어도 하나의 전송 설비를 포함한다. 로컬 코일 시스템은 적어도 하나의 의사 랜덤(random) 설비를 포함하고, 상기 의사 랜덤 설비는 신호들을 의사 랜덤 방식으로 변경시키기 위해 구현된다. 의사 랜덤 설비는 특히, 신호들을 의사 랜덤 방식으로 일시적으로(temporally) 지연시키기 위해 그리고/또는 신호 정보를 의사 랜덤 방식으로 변경시키기 위해 구현될 수 있다.
그 결과, 이미징을 방해하는, 규칙적으로 반복되는(recurring) 신호 시퀀스들이 종래 기술에서와 같이 방지될 수 있다. 특히, 자기 공명 시스템의 라머 주파수 범위 내에 놓이는 주파수 범위들 내의 신호 부분들이 방지되어야 한다. 주기적인 이벤트들, 예컨대 규칙적으로 반복되는 트레이닝 시퀀스(training sequence)들 또는 프레임(frame) 시작 마커(marker)들이 여기서 특히 포함된다. 상기 주기적인 이벤트(event)들의 기간들은 라머 주파수와 직접적으로 상관되지 않는다. 저주파 세그먼트(segment)들, 예컨대 프론트 엔드(front end)에서의 결합들이 그럼에도 불구하고 종래 기술에서 가능하다. 이러한 타입(type)의 결합들은 종래 기술에 따라 자기 공명 이미지 내에 포인트 방해(point disturbance)들 또는 라인 방해(line disturbance)들을 야기할 수 있고, 이들은 이러한 타입의 이미징이 사용될 수 없게 한다. 이는, 신호들의 의사 랜덤 변경에 의해 방지된다.
데이터 전송을 위해 사용되지 않고 그리고 자기 공명 시스템 및 로컬 코일 시스템의 검사 공간 내에 위치되는 아날로그 회로들 및 디지털 회로들은, 모든 생성된 신호들, 예컨대 혼합된 프로세스들 및 디지털 클록(clock)들을 위한 고주파 진동들이 자기 공진 시스템 내의 모든 다른 주기적 프로세스들과 코히어런트(coherent)한 클록 신호의 코히어런트한 정수 주파수 분할(whole-number frequency division) 또는 주파수 곱셈(multiplication)에 의해 생성되도록 설계된다. 이러한 방식으로, 검사 공간 내에 있는 회로들에 의해 생성되는 모든 새롭게 생성된 신호들은 시스템 내에서 알려진 기본 클록 레이트(rate)의 배수가 되고, 상기 기본 클록 레이트는, 어떠한 신호 부분들도, 특히 또한 어떠한 고조파들 및 상호 변조곱들도 라머 주파수에서 생성되지 않도록 선택된다. 3T의 자기장을 이용하여, 라머 주파수는 대략 123.2 ㎒에 이른다. 공유된 기본 클록 레이트는 예컨대,
- ADC의 스캐닝 주파수가 상기 공유된 기본 클록 레이트와 동일하거나 또는 그 정수배이도록, 그리고
- 주파수 변환을 위해 사용되는 모든 로컬 오실레이터들이 그 정수배들이도록, 그리고
- 그 배수들 중 어느 것도 수신될 원자의 타입의 라머 주파수 범위에 놓이지 않도록,
선택될 수 있다. 그 다음에, 기본 클록 레이트는 1.5T 또는 3T의 자기장을 갖는 예컨대 2.5 ㎒에 이를 수 있다.
부가하여, 무선 디지털 신호 전송을 이용하여, 추가적인 주기적 프로세스들이 물리적 인터페이스(interface)들에서 발생하고, 상기 추가적인 주기적 프로세스들은 반드시 언급된 기본 클록 레이트의 배수로 발생할 필요가 없다. 규칙적으로 반복되는 신호 시퀀스들은, 예컨대 또한 FPGA 내의 내부 전압 레벨(level) ― 그 중, 최고 값 비트 0 또는 1은 NCO 주파수로 플립(flip)됨 ― 과 같이, 특히 간섭하는 주기적으로 반복되는 신호들로서 간주된다. 그러나, 전압 레벨들은 비교적 낮고(예컨대, 1.0 V 이하), 그럼에도 불구하고 이러한 낮은 전압 레벨은 심지어 문제가 될 수 있는데, 그 이유는 MRT가 매우 민감한 측정 디바이스(device)이기 때문이다.
게다가, 데이터의 디지털 전송을 위해 데이터 스트림(stream)에 삽입되는, 규칙적으로 반복되는 신호들이 나타난다. 예컨대, 채널(channel) 펄스 응답을 추정하기 위해 그리고 수신기-측 왜곡에 대하여, 프레임의 시작시, 일정한 트레이닝 시퀀스들이 디지털 데이터 스트림에 삽입되고, 상기 디지털 데이터 스트림은 MR 응답 신호를 전송한다. 프레임 시작 마커들, 즉 우수한 자기상관 특성들을 갖는 코드(code)들은 보통, 상기 프레임을 일시적으로 위치시킬 수 있기 위하여 그리고 프레임의 시작 및/또는 끝을 결정할 수 있기 위하여, 무선 디지털 신호 전송 경로 상에 존재한다. 게다가, 일정한 메타 정보, 예컨대 헤더 정보가 또한 디지털 데이터 스트림 내에 포함될 수 있고, 상기 일정한 메타 정보는 신호 전류의 구조를 정의한다. 이러한 타입의 메타 정보는 예컨대 수신된 신호들을 전송한 로컬 코일의 개수일 수 있다. 의사 랜덤 설비는, 주기성이 생략되고 그리고 이미징 및 이미징 레코딩에서의 간섭이 감소되도록, 이들 신호들을 의사 랜덤 방식으로 가변시킬 수 있다.
본 발명의 자기 공명 시스템은 앞서 설명된 로컬 코일 시스템, 전송 설비에 의해 전송된 신호들을 수신하기 위해 구현되는 수신기, 및 수신된 신호를 디코딩(decode)하기 위해 구현되는 디스크램블러(descrambler) 설비를 포함한다.
따라서, 자기 공명 시스템의 로컬 코일의 전송 설비로부터 상기 자기 공명 시스템의 수신기로 MR 응답 신호들을 표현하는 신호들을 전송하기 위한 본 발명의 방법을 이용하여, 상기 신호들은 전송에 앞서 의사 랜덤 방식으로 변경되고 그리고 전송 이후에 다시 디코딩된다.
추가 종속항들 및 후속하는 설명은 본 발명의 특히 유리한 개선예들 및 실시예들을 포함하고, 이로써 다른 청구항 카테고리(categoty)의 종속항들과 유사한 일 카테고리의 청구항들이 특히 또한 추가로 개발될 수 있다.
로컬 코일 시스템은 바람직하게 변조기를 포함할 수 있고, 상기 변조기는 비변조된 신호를 변조된 신호로 변조시키기 위해 구현된다. 그 다음에, 전송 설비는, 변조된 신호를 자기 공명 시스템의 수신기에 무선으로 전송하기 위해 구현된다. 의사 랜덤 설비는 제1 스크램블러(scramber) 설비를 포함하거나 또는 제1 스크램블러 설비에 의해 형성되고, 상기 제1 스크램블러 설비는 비변조된 신호가 변조기에 의해 변조되기 이전에 상기 비변조된 신호를 인코딩한다(encode). 변조기는 고주파 신호를 안테나에 출력하는 임의의 디지털 변조기일 수 있다. 디지털 변조기는 예컨대 쿼드러쳐 진폭 변조 또는 위상 시프트 키잉을 사용할 수 있다.
전송될, 디지털로 스캐닝된 MR 신호 및 메타(meta) 정보는 후속하여, 변조기의 업스트림(upstream)에서 의사 랜덤 이진 시퀀스로 변환된다. 이러한 프로세스는 또한 스크램블링으로서 지칭된다. 스크램블러의 구조는 당업자에게 알려져 있다. 스크램블러는 예컨대 선형 재생(linerly regerating) 시프트 레지스터(shift register)를 통해 구조화될 수 있다. 디지털 데이터 스트림은 스크램블러를 통해 코드 워드(word)를 이용하여 인코딩된다.
반복되는 비트 패턴(pattern)들에 관련되는 주기적 프로세스들이 후속하여 효과적으로 억제된다. 의사 랜덤 비트 시퀀스는 여기서 예컨대, 이러한 선형 재생 시프트 레지스터를 이용하여 생성될 수 있고, 상기 선형 재생 시프트 레지스터는 상대적으로 긴 기간을 포함한다. 이미지 생성 동안에 더욱 효율적인 방식으로 간섭들을 억제하기 위하여, 다른 랜덤 시퀀스 생성 설비들, 예컨대 소위 메르센 트위스터(Mersenne twister)가 또한 사용될 수 있고, 상기 메르센 트위스터는 시스템의 관점으로부터 볼 때 무한으로서 해석될 수 있는 매우 긴 기간을 갖는다.
위에서 언급된 바와 같이, 자기 공명 시스템 내의 수신기에서의 데이터 스트림은 복조 이후에 다시 디코딩되어야 한다. 이를 위해, 소위 싱크 워드(sync word)가 예컨대 사용될 수 있다.
로컬 코일 시스템은 아날로그-대-디지털 컨버터를 포함할 수 있고, 상기 아날로그-대-디지털 컨버터는 로컬 코일에 의해 검출된 MR 응답 신호를 디지털 신호로 변환시킨다. 아날로그-대-디지털 컨버터는 제2 스크램블러 설비를 포함할 수 있고, 상기 제2 스크램블러 설비는 의사 랜덤 설비를 포함하거나 또는 의사 랜덤 설비를 형성하고, 상기 의사 랜덤 설비는 디지털화된 신호가 아날로그-대-디지털 컨버터에 의해 출력되기 이전에 상기 디지털화된 신호를 인코딩하기 위해 구현된다. 제2 스크램블러 설비는 아날로그-대-디지털 컨버터와 동일한 칩(chip) 상에 구현될 수 있다. 제2 스크램블러 설비 및 아날로그-대-디지털 컨버터는 동일한 하우징 내에 위치될 수 있다. 그 결과, 주기적으로 발생하는 디지털 신호들은 시작(start)부터 방지된다. 제2 스크램블러 설비는 예컨대 아날로그-대-디지털 컨버터에 직접적으로 결합될 수 있다. 그러나, 제2 스크램블러 설비는 아날로그-대-디지털 컨버터와 통합되어 유사하게 구현될 수 있다. MR 응답 신호가 아날로그-대-디지털 컨버터를 통해 디지털 신호로 변환되기 이전에 상기 MR 응답 신호가 아날로그 증폭기에 의해 증폭될 수 있다는 것은 명백하다.
디지털 신호가 다른 컴포넌트, 예컨대 FPGA에 의해 추가로 프로세싱되기 이전에, 상기 디지털 신호는 의사 랜덤 신호로 변환된다.
의사 랜덤 설비는 채널 추정 설비 또는 프레임 시작 코드 생성 설비에 결합될 수 있다. 의사 랜덤 설비는 채널 추정 설비 및/또는 프레임 시작 코드 생성 설비에게 교번적인 트레이닝 시퀀스들, 상관 시퀀스들, 채널 추정 신호들 및/또는 프레임 시작 코드들을 출력하도록 명령하기 위해 셋업될 수 있다. 대안적으로 또는 부가하여, 의사 랜덤 설비는 채널 추정 설비 및/또는 프레임 시작 코드 생성 설비에게 트레이닝 시퀀스들, 상관 시퀀스들, 채널 추정 신호들 및/또는 프레임 시작 코드들을 의사 랜덤 시점들에서 출력하도록 명령하기 위해 셋업될 수 있다.
본 발명의 로컬 코일 시스템은 채널 추정 그리고 프레임 시작 마커 및/또는 프레임 시작 식별자를 위해 교번적인 트레이닝 시퀀스들 및 상관 시퀀스들을 사용한다. 트레이닝 시퀀스들 및 상관 시퀀스들은 의사 랜덤 방식으로 생성될 수 있거나, 또는 트레이닝 시퀀스들 및 상관 시퀀스들의 미리결정된 세트로부터 의사 랜덤 방식으로 선택될 수 있다.
각각 사용되는 트레이닝 시퀀스 및/또는 상관 시퀀스가 수신기 및/또는 디스크램블러 설비에 알려져야 한다는 것은 명백하다. 이를 위해, 수신기 및/또는 디스크램블러 설비는 의사 랜덤 설비를 또한 포함할 수 있고, 상기 의사 랜덤 설비는 동일한 의사 랜덤 트레이닝 시퀀스들, 상관 시퀀스들, 채널 추정 신호들 및/또는 프레임 시작 코드들을 생성한다. 게다가, 로컬 코일 시스템은, 트레이닝 시퀀스들, 상관 시퀀스들, 채널 추정 신호들 및/또는 프레임 시작 코드들이 수신되는 시점들에 관련된 정보의 아이템을 수신기에 전달할 수 있다. 예컨대, 전송기-측 의사 랜덤 설비는 수신기-측 의사 랜덤 설비에 전송되는 코드를 생성할 수 있고, 이로써 수신기-측 의사 랜덤 설비는 수신된 신호가 어떻게 디코딩될 것인지를 결정하고 그리고 특히, 어느 트레이닝 시퀀스, 어느 상관 시퀀스, 어느 채널 추정 신호 및/또는 어느 프레임 코드가 수신될 것인지를 결정한다. 게다가, 전송기-측 의사 랜덤 설비는, 다음 차례의 신호, 특히 다음 차례의 트레이닝 시퀀스, 다음 차례의 상관 시퀀스, 다음 차례의 채널 추정 신호 및/또는 다음 차례의 프레임 시작 코드가 전송되는 의사 랜덤 시점에 관해 수신기-측 의사 랜덤 설비에게 알려주는 코드를 전송할 수 있다.
트레이닝 시퀀스들 및 프레임 시작 시퀀스들을 위해 채널 상에 예약(reserve)된 시간 프레임들이 반드시 각각의 프레임에 앞서 반드시 제공될 필요는 없다. 대신에, 트레이닝 시퀀스들 및 프레임 시작 시퀀스들은 프레임에 앞서 의사 랜덤 방식으로 사용될 수 있다. 트레이닝 및 프레임 시작 시퀀스들은 단지, 부분적으로 남겨진 상태로 산발적으로 제공될 수 있거나 또는 프레임의 배수들에서 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 일정한 트레이닝 시퀀스들을 이용하여, 주기성이 또한 방지될 수 있다. 프레임 레이트는 전술된 MR 기본 클록 레이트의 배수로 결정될 수 있다.
전송 설비는 캐리어(carrier) 주파수 생성기를 포함할 수 있고, 상기 캐리어 주파수 생성기는, 의사 랜덤 설비가 캐리어 주파수 생성기의 캐리어 주파수를 의사 랜덤 방식으로 가변시키도록 그리고/또는 캐리어 주파수가 의사 랜덤 방식으로 변경되도록, 의사 랜덤 설비에 결합된다. 이와 함께, 신호 스프레딩이 캐리어 신호들의 의사 랜덤 시퀀스에 의해 달성된다. 캐리어 신호를 가변시키기 위하여, 전압-제어된 오실레이터(VCO)가 사용될 수 있다. 자기 공명 시스템 내의 수신기는 상대적으로 큰 대역폭을 가질 수 있고, 그래서 상기 자기 공명 시스템 내의 수신기는 로컬 코일 시스템에 의해 전송된 신호들 전부를 수신할 수 있다. 또한, 전송하기 위해 어느 시점에 어느 주파수가 사용되는지를 결정하는 정보의 아이템을 전송되는 데이터 스트림 내에 저장하는 것이 가능하다. 이러한 정보는, 대응하는 캐리어 주파수를 이용하여 신호들을 수신하기 위하여 수신기 측 상에서 평가될 수 있다.
의사 랜덤 설비, 제1 스크램블러 설비 및/또는 제2 스크램블러 설비는 바람직하게 자체-동기(self-synchronizing) 스크램블러 설비를 포함할 수 있거나 그리고/또는 상기 자체-동기 스크램블러 설비를 형성할 수 있다. 이들 스크램블러들은 또한 배수사의 스크램블러(multiplicative scrambler)들로서 지칭된다. 자체-동기 스크램블러를 이용하여, 외부 동기화 메커니즘들 및 동기화 워드들이 필요하지 않다. 그러므로, 시스템은 또한 클록 및/또는 동기화 없이 동작할 수 없다.
따라서, 자기 공명 시스템의 수신기의 디스크램블러 설비는 바람직하게, 상기 디스크램블러 설비가 자체-동기 스크램블러 설비에 의해 인코딩되는 신호를 디코딩하기 위해 구현된다. 디스크램블러 설비는 자체-동기 및/또는 배수사의 디스크램블러 설비일 수 있다.
의사 랜덤 설비는 그레이 카운터(grey counter)로서 구현될 수 있다. 이러한 타입의 카운터들은, 값 "1"을 더하거나 뺄 때, 단 하나의 비트(bit)가 자신의 상태를 대략(more or less) 랜덤하게 변경시키는 것을 특징으로 한다. 그 결과, 카운터의 비트들 전부는 자신들의 상태를 동일 클록을 이용하여 위상-시프트된 방식으로 변경시키고, 상기 동일 클록은 상기 동일 클록이 MR 기본 클록의 정수배이도록 선택될 수 있다.
또한, 카운터로서 고정된 워드 길이를 갖는 의사 난수 생성기를 사용하는 것이 가능하다. 일단 결정되는 각각의 난수를 결정된 수치 또는 카운터 값에 할당하는 것이 가능하다. 이러한 결정된 할당은 테이블(table) 내에 저장될 수 있다.
로컬 코일 시스템은 지연 설비를 포함할 수 있고, 상기 지연 설비는 적어도 하나의 제어 신호를 지연시키기 위해 구현된다. 지연 설비는, 적어도 하나의 제어 신호 및/또는 클록 신호를 의사 랜덤 방식으로 지연시키기 위하여, 의사 랜덤 설비에 의해 활성화된다. 저주파의 주기적으로 발생하는 제어 신호들은 후속하여, 주기성을 방지하기 위하여, 몇몇의 사이클들에 의한 각각의 발생을 이용하여 의사 랜덤 방식으로 지연될 수 있다. 이러한 실시예는, 의사 랜덤 지연 및/또는 의사 랜덤 지터(jitter)를 이용하여 로컬 코일 시스템 내에서의 데이터 프로세싱을 클록킹하기 위하여 복수 개의 제어 신호들이 클록킹되는 경우에 특히 유리하다. 데이터는 후속하여, 로컬 코일 시스템 내의 디지털 회로에 의해 불규칙적인 시간 시퀀스로 프로세싱되고, 그 결과로 주기성이 방지되거나 또는 적어도 상당히 감쇠된다. 표현 제어 신호들은 또한 클록 신호들을 포함한다.
로컬 코일 시스템은 공간 생성 설비를 포함할 수 있고, 상기 공간 생성 설비는 데이터 스트림 내에 공간들을 생성하기 위해 구현되고 그리고 상기 데이터 스트림 내에 의사 랜덤 공간들을 생성하기 위하여 의사 랜덤 설비에 의해 활성화된다. 로컬 코일 시스템으로부터 자기 공명 시스템으로의 디지털 전송 채널 상의 비트 레이트는, 상기 비트 레이트가 MR 기본 클록의 정수배가 되도록, 즉 상기 비트 레이트가 예컨대 2.5 ㎒의 정수배가 되도록 선택될 수 있다. 로컬 코일 시스템 및 자기 공명 시스템 사이의 디지털 전송 채널의 비트 레이트는 또한 바람직하게, 상기 디지털 전송 채널의 비트 레이트가 예상되는 로컬 코일 신호들을 전송하기 위한 최소로 요구되는 비트 레이트보다 더 높도록 선택된다. 로컬 코일 시스템으로부터 자기 공명 시스템으로의 전송 채널 상의 비트 레이트가 필요한 것보다 더 높다면, 이러한 채널 상에서 전송되는 데이터 스트림은 공간들을 포함할 수 있다. 공간 생성 설비를 통해, 데이터 스트림 내의 공간들이, 위에서 설명된 바와 같이, 의사 랜덤 방식으로 일시적으로 배열되고, 따라서 공간들의 주기성 및 MR 기본 클록의 그리드 외부의 주기성이 방지된다.
본 발명은 비-제한적인 예시적 실시예를 통해 아래에서 설명된다.
도 1은 본 발명의 MR 수신 시스템의 예시적 실시예를 갖는 계산된 단층촬영장치 시스템의 예시적 실시예의 개략도를 나타낸다.
도 2는 로컬 코일 시스템에 대한 본 발명의 회로 어레인지먼트의 블록도를 나타낸다.
도 3은 자기 공명 시스템의 수신기의 블록도를 나타낸다.
도 2는 로컬 코일 시스템에 대한 본 발명의 회로 어레인지먼트의 블록도를 나타낸다.
도 3은 자기 공명 시스템의 수신기의 블록도를 나타낸다.
도 1은 자기 공명 시스템(1)의 단순한 기본 블록도를 나타낸다. 이러한 자기 공명 시스템(1)의 핵심은 스캐너(2)로서 또한 알려진 종래의 단층촬영장치(2)이고, 여기서 환자(미도시)가 원통형 측정 공간(4) 내의 침상(5) 상에 포지셔닝된다. 자기 공명 고주파 펄스들을 방출하기 위하여, 전신 전송 안테나 어레인지먼트(3), 예컨대 버드케이지 안테나가 단층촬영장치(2) 내에서 발견된다.
도 1에 따른 예시적 실시예들에서, MR 수신 시스템(20)은 각각의 경우에 다수 개의 로컬 코일들(LC1, ..., LCn)을 갖는 로컬 코일 어레인지먼트(30) 및 전송 신호 수신 모듈(40)을 포함한다. 로컬 코일 어레인지먼트(30)는 각각의 경우에, 도 1에 도시된 바와 같이, 자기 공명 시스템(1)의 단층촬영장치(2) 및/또는 스캐너의 측정 공간(4) 내에 배열되고, 그에 반대로, 전송 신호 수신 모듈(40)은 자기 공명 시스템(1)의 연관된 제어 설비(6) 내에 로컬화된다.
제어 설비(6)의 일부분은 또한 MR 신호 프로세싱 설비이다. 그러나, 이 점에서, 시스템이 임의로 스케일러블(scalable)하다는 것이 명시적으로 참조된다, 즉 MR 신호 프로세싱 설비(11)의 임의의 개수의 물리적 입력부들이 MR 수신 시스템(20)의 대응하는 실시예와 함께 동작될 수 있다.
단층촬영장치(2)는 제어 설비(6)에 의해 활성화된다. 단말(15)(및/또는 오퍼레이터 콘솔(operator console))이 단말 인터페이스(13)를 통해 제어 설비(6)에 연결되고, 상기 단말 인터페이스(13)를 통해, 오퍼레이터가 제어 설비 및 그에 따라 단층촬영장치(2)를 동작시킬 수 있다. 제어 설비(6)는 단층촬영장치 제어 인터페이스(8) 및 이미지 취득 인터페이스(9)를 통해 단층촬영장치(2)에 연결된다. 적절한 제어 커맨드(command)들이 스캔 프로토콜(protocol)들에 기초하여 시퀀스 제어 유닛(unit)(10)을 경유해 단층촬영장치 제어 인터페이스(8)를 통해 단층촬영장치(2)에 출력되고, 그래서 원하는 펄스 시퀀스들, 즉 고주파 펄스 및 경사 펄스는, 원하는 자기장들을 생성하기 위하여 경사 코일들(미도시)에 대하여 방출되지 않는다. 원시 데이터(raw data)가 이미지 데이터 취득 인터페이스(9)를 통해 취득된다, 즉 수신된 MR 응답 신호들이 판독된다. 제어 설비(6)는 또한 대량(mass) 저장 디바이스(7)를 포함하고, 상기 대량 저장 디바이스(7) 내에는 예컨대 생성된 이미지 데이터가 저장될 수 있고 측정 프로토콜들이 저장될 수 있다.
통신 네트워크(17)에 대한 연결을 위해 추가 인터페이스(14)가 사용되고, 상기 통신 네트워크(network)(17)는 예컨대 이미지 통신 시스템(PACS:Picture Archiving and Communication System)에 연결되거나 또는 외부 데이터 저장을 위해 연결 가능성들을 제공한다.
제어 설비(6) 그리고 또한 단말(15) 둘 다는 또한 단층촬영장치(2)의 통합 일부분들일 수 있다. 게다가, 전체 자기 공명 시스템(1)은 또한, 향상된 명확성을 위해 도 1에는 그러나 도시되지 않는 모든 추가적인 종래의 컴포넌트들 및/또는 특징들을 포함한다.
다수 개의 로컬 코일들(LC1, ..., LCn)을 갖는 로컬 코일 어레인지먼트(30)가 자기 공명 신호들을 수신하기 위해 스캐너(2) 내에 발견되고, 상기 로컬 코일들은 차례로, 무선 인터페이스를 통해 이미지 취득 인터페이스(9)의 전송 신호 수신 모듈(40)에 연결된다. 수신된 신호들은 MR 신호 프로세싱 설비(11) 내에서 추가로 프로세싱되고 그리고 그 다음에 이미지 재구성 유닛(12)에 공급되며, 상기 이미지 재구성 유닛(12)은 그로부터 원하는 자기 공명 이미지들을 종래의 방식으로 재구성한다. 상기 원하는 자기 공명 이미지들은 예컨대 메모리(memory)(7) 내에 저장될 수 있거나, 또는 오퍼레이터 단말(15) 상에 적어도 부분적으로 출력될 수 있거나, 또는 네트워크(17)를 통해 진단용 스테이션(station) 또는 대량 저장 디바이스와 같은 다른 컴포넌트들에 전달될 수 있다.
에너지/명령 전송 설비(28)가 단층촬영장치 제어 인터페이스(8)에 연결되고, 상기 에너지/명령 전송 설비는 에너지 및 명령들을 무선으로 로컬 코일들(LC1, ..., LCn)에 전송한다. 로컬 코일 어레인지먼트(LC1, ..., LCn)는 에너지/명령 수신 설비(29)를 포함하고, 상기 에너지/명령 수신 설비(29)는 무선으로 전송된 에너지(energy) 및 무선으로 전송된 명령을 수신한다. 에너지 및 명령들은 로컬 코일 제어 설비(22)에 라우팅된다. 로컬 코일 제어 설비(22)는 로컬 코일들(LC1, ..., LCn)에 에너지를 공급하고 상기 로컬 코일들(LC1, ..., LCn)을 활성화시킨다. 로컬 코일들에 의해 수신되는 MR 신호들은 로컬 코일 제어 설비(22)로부터 로컬 코일 전송 설비(24)로 공급되고, 여기서 상기 MR 신호들은 로컬 코일 전송 안테나(26)를 통해 수신 안테나(32)에 전송된다. 수신 안테나(32)에 의해 수신된 신호들은 수신기(33)에 의해 프리프로세싱되고 그리고 전송 신호 수신 모듈(40)에 공급된다.
이제 도 2가 참조되며, 상기 도 2는 로컬 코일(LC1, ..., LCn)에 의해 취득된 MR 응답 신호의 무선 전송을 위한 회로 어레인지먼트(100)를 표시한다. 회로 어레인지먼트(100)의 개별 컴포넌트들이 이산 컴포넌트들 상에 임의로 분산될 수 있다는 것과 임의의 방식으로 집적 회로로서 또는 복수 개의 집적 회로들에 의해 구현될 수 있다는 것은 명백하다.
로컬 코일(LC1, ..., LCn)에 의해 출력된 신호들은, 상기 신호들이 아날로그-대-디지털 컨버터 컴포넌트(104)에 공급되기 이전에, 증폭기(102) 내에서 증폭될 수 있다. 아날로그-대-디지털 컨버터 컴포넌트는 아날로그-대-디지털 컨버터(106)를 포함하고, 상기 아날로그-대-디지털 컨버터(106)는 로컬 코일로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시킨다. 스크램블러(108)가 아날로그-대-디지털 컨버터에 연결되고, 상기 스크램블러(108)는 아날로그-대-디지털 컨버터(106)로부터의 디지털 신호를 의사 랜덤 시퀀스로 인코딩한다. 제1 스크램블러(108)는 바람직하게 자체-동기 및/또는 배수사의 스크램블러이다. 각각의 로컬 코일(LC1, ..., LCn)은 선택적 증폭기(102) 및 아날로그-대-디지털 컴포넌트(104)에 할당될 수 있다.
아날로그-대-디지털 컨버터 컴포넌트에 의해 출력된 신호가 제1 스크램블러(108)를 통해 의사 랜덤 시퀀스로 변환되었으므로, 이미징을 방해할 수 있는 어떠한 주기성도 방지된다.
디지털 신호는 신호 프로세싱 설비(110)에 공급되고, 상기 신호 프로세싱 설비(110)는 디지털 컴포넌트들(112, 114), 클록 생성 설비(116), 지연 설비(118) 및 그레이 카운터(122)를 포함한다. 디지털 컴포넌트들(112, 114)은 디지털 신호를 프로세싱한다. 디지털 컴포넌트들(112, 114)은 예컨대 FPGA에 의해 각각 구현될 수 있다. 클록 생성 설비(116)는 제어 클록을 사전특정할 수 있고, 상기 제어 클록은 디지털 컴포넌트들(112, 114) 및 그레이 카운터(122)의 동작 모드를 제어한다. 지연 설비(118)는 이들 제어 신호들, 예컨대 클록 신호들을 지연시키고, 상기 제어 신호들은 클록 생성 설비에 의해 의사 랜덤 방식으로 생성된다. 제어 신호들의 의사 랜덤 지연의 조치(measure)는 제1 의사 랜덤 설비(120)에 의해 생성되고, 상기 제1 의사 랜덤 설비(120)는 지연 설비(118)에 결합된다. 제1 의사 랜덤 설비(120)는, 여기에 도시된 것과 반대로, 신호 프로세싱 설비(110) 내에서 또한 발견될 수 있다. 제어 신호들, 예컨대 클록 신호들이 의사 랜덤 방식으로 지연되므로, 제어 신호들에 의해 주기적 간섭들이 방지되고 그리고 데이터 신호들, 예컨대 레지스터들의 콘텐트의 주기적 변경들에 의해 도출된 간섭들이 방지된다. 클록 생성 설비(116)는 자기 공명 시스템의 기본 클록의 정수배인 주파수를 갖는 클록 신호를 생성한다. 자기 공명 시스템의 클록은 예컨대 2.5 ㎒일 수 있다. 클록 생성 설비(116)는 회로 어레인지먼트의 컴포넌트들 전부에 제어 신호들 및/또는 클록 신호들을 제공할 수 있다. 지연 설비(118)는 회로 어레인지먼트(100)의 컴포넌트들 전부에 대하여 제어 신호들 및/또는 클록 신호들을 지연시킬 수 있다.
클록 신호들이 MR 기본 클록의 정수배이므로, 클록 신호들 및/또는 제어 신호들 때문에 이미징에서의 간섭들이 방지된다.
신호 프로세싱 설비(110)에 의해 출력된 신호는 제2 스크램블러(124)에 공급되고, 상기 제2 스크램블러(124)는 공급받은 신호를 의사 랜덤 시퀀스로 변환시킨다. 제2 스크램블러는 바람직하게 자체-동기 스크램블러, 예컨대 배수사의 스크램블러이고, 상기 제2 스크램블러는 본래 신호가 재현(reproduce)될 수 있도록 수신기-측 스크램블러와 동기화될 필요는 없다.
그러므로, 스크램블러는 선형 재생 시프트 레지스터를 통해 구조화될 수 있다. 그러나, 스크램블러의 구조는 당업자에 알려져 있고 그리고 그러므로 여기서 더 상세하게 설명되지 않는다.
앞서 언급된 바와 같이, MR 기본 클록의 배수인 비트 레이트가 제2 스크램블러(124)에 의해 출력되는 디지털 신호들을 전송하기 위해 사용될 것이다. 위에서 마찬가지로 언급된 바와 같이, 이러한 클록은 공유 클록 소스, 예컨대 클록 생성 설비(116)에 의해 생성될 수 있고 그리고 회로 어레인지먼트(100)의 컴포넌트들 전부에 의해 코히어런트하게 사용될 수 있다. 그러나, 포워드 정정 방법들을 이용하기 위하여, 이러한 클록은 프레임 레이트로서 부적절하다. MR 신호의 소스 비트 레이트는 120 ㎒(2.5 ㎒의 48배수)에 이를 수 있다. 로컬 코일 전송 안테나(26) 및 수신 안테나(32) 사이의 전송 채널 상의 비트 레이트는 예컨대 160 ㎒(2.5 ㎒의 64배수)에 이를 수 있다. 쿼드베일런트(quadvalent) 변조(예컨대 4-QAM)를 이용하여, 심볼(symbol) 레이트는 결과적으로 80 ㎒(2.5 ㎒의 32배수)에 이른다. 인코딩 설비(126)에서, MR 신호의 비트 레이트는 그러므로 120 ㎒로부터 160 ㎒의 전송 채널의 비트 레이트로 조정된다. 이를 위해, 공간들이 디지털 전송 채널에 의해 전송되는 데이터 스트림에 삽입될 것이다. 이들 공간들은 의사 랜덤 방식으로 공간 생성 설비(127)를 통해 생성된다. 공간 생성 설비(127)는 제2 의사 랜덤 설비(128)에 결합되고, 상기 제2 의사 랜덤 설비(128)는 공간들의 시점 및/또는 지속기간을 특정할 수 있다.
인코딩 설비(126)는 리드-솔로몬(Reed-Soloman) 코드를 사용할 수 있다. 20 ㎒(2.5 ㎒의 8배수) 심볼 레이트가 후속하여 생성된다. 리드-솔로몬 코드는, 상기 리드-솔로몬 코드가 디지털 채널을 통해 무선으로 전송되는 데이터 스트림 내에 공간들을 생성하도록 셋업될 수 있다. 공간들의 이러한 시점 및/또는 지속기간은 언급된 바와 같이 의사 랜덤 방식으로 가변할 수 있다. 이들 조치들은 또한 주기성들 때문에 이미징에서의 간섭들을 방지한다. 디지털 신호 전류는 그 다음에 채널 추정 설비(130)에 공급된다. 채널 추정 설비는 신호 시퀀스들, 트레이닝 시퀀스들 및/또는 상관 시퀀스들을 생성하고, 이들을 이용하여, 로컬 코일 전송 설비(24) 및 수신기 사이의 디지털 채널이 추정될 수 있다. 이들 신호들은 보통 주기적으로 출력된다. 채널 추정 설비(130)는 제3 의사 랜덤 설비(132)에 결합되고, 상기 제3 의사 랜덤 설비(132)는 채널을 추정하기 위해 채널 추정 설비에게 신호 시퀀스, 트레이닝 시퀀스 및/또는 상관 시퀀스를 랜덤하게 선택하도록 명령한다. 게다가, 제3 의사 랜덤 설비(132)는 채널 추정 설비(130)에게 상기 신호 시퀀스들, 트레이닝 시퀀스들 및/또는 상관 시퀀스들을 의사 랜덤 시점으로 출력하도록 명령한다. 이러한 실시예는 주기적으로 발생하는 신호들이 방지되는 것을 가능케 한다. 결과적으로, 이미징은 주기적으로 발생하는 신호들에 의해 방해받지 않는다.
제4 의사 랜덤 설비(133)에 결합되는 프레임 시작 코드 생성 설비(131)가 또한 신호 흐름 내에서 발견된다. 프레임 시작 코드 생성 설비는, 수신기가 새로운 프레임 및/또는 새로운 프레임 시리즈가 수신된다는 것을 식별할 수 있도록, 각각의 프레임에 앞서 또는 미리결정된 개수의 프레임들 이후에 시작 마커를 삽입한다. 제4 의사 랜덤 설비는, 상이한 프레임 시작 코드들이 의사 랜덤 방식으로 출력되도록 그리고/또는 프레임 시작 코드들이 의사 랜덤 시점으로 출력되도록 프레임 시작 코드 생성 설비를 제어한다. 이러한 실시예는 또한 신호들의 가능한 주기성을 방지하고, 그 결과 이미징의 간섭이 방지될 수 있다.
신호 전류는 마지막으로 변조기(134)에 공급되고, 상기 변조기(134)는 고주파 신호를 생성하며, 상기 고주파 신호는 로컬 코일 전송 안테나(26)에 의해 수신기(33)에 송신된다. 변조기(134)는 전압-제어된 오실레이터(VCO)(136)에 결합되고, 상기 전압-제어된 오실레이터(VCO)(136)는 전압의 함수로서 고주파 신호를 출력한다. 전압-제어된 오실레이터(136)에 의해 출력되는 고주파 신호는 캐리어 신호로서 사용된다. 전압-제어된 오실레이터(136)는 제5 의사 랜덤 설비(139)에 결합되고, 상기 제5 의사 랜덤 설비(139)는 의사 랜덤 전압 값들을 전압-제어된 오실레이터(136)에 출력한다. 전압-제어된 오실레이터(136)는 의사 랜덤 주파수를 갖는 고주파 신호들을 출력한다. 그러므로, 변조기(134)의 캐리어 주파수는 의사 랜덤 방식으로 변동(fluctuate)하는데, 그 이유는 변조기(134)가 의사 랜덤 고주파를 공급받기 때문이다. 이미징을 간섭할 수 있는 주기성이 또한 이러한 신호 스프레딩을 통해 방지될 수 있다.
도 3은 단층촬영장치 시스템을 위한 본 발명의 수신기(33)를 나타내며, 상기 수신기(33)는 회로 어레인지먼트(100)에 의해 인코딩된 신호를 수신할 수 있고 그리고 디코딩할 수 있다. 수신기(33)는 수신 안테나(32)에 결합되고, 상기 수신 안테나(32)는 디지털 고주파 신호를 수신한다. 디지털 고주파 신호는 복조기(202)에서 저주파 디지털 신호로 변환된다. 신호는 제1 디스크램블러(204)에서 디코딩된다. 제1 디스크램블러(204)에 결합되는 평가 설비(206) 내에서, 메타 정보 및 신호를 무선으로 전송하기 위해 필요했던 정보 전부가 제거된다. 제2 디스크램블러(208)가 제1 스크램블러(108)에 의해 인코딩되었던 본래 디지털 값들을 다시 생성한다. 결과적으로, 비록 주기적으로 반복되는 신호들이 대부분 방지되도록 신호가 로컬 코일 어레인지먼트(100) 내에서 준비되었더라도, 본래 MR 응답 신호 정보가 재현될 수 있다. 제1 디스크램블러(204) 및 제2 디스크램블러(208)는 바람직하게 자체-동기 디스크램블러들이다.
제시된 예가 나타내는 바와 같이, 로컬 코일 시스템 및 자기 공명 시스템이 본 발명을 이용하여 생성되고, 여기서 수신된 MR 신호들은 로컬 코일 시스템으로부터 자기 공명 시스템으로 무선으로 전송되고, 이로써 로컬 코일 시스템은, 이미징에서의 간섭이 방지되도록 하기 위해 주기적 신호 시퀀스들이 방지되도록 셋업된다.
후속하여, 앞서 설명된 상세한 방법 및 구조들이 예시적 실시예들이고, 그리고 본 발명의 범위가 청구항들에 의해 미리결정된다면 기본 원리가 또한 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 폭넓은 분야들 내에서 당업자에 의해 변할 수 있다는 것이 다시 한 번 참조된다. 완전성을 위해, 여기서, 부정관사 "일(one)"의 사용이 관련 특징들이 또한 복수들로 제시될 가능성을 배제하지 않는다는 것이 또한 참조된다. 마찬가지로, 용어 "유닛"이 배제되지 않으며, 그래서 상기 유닛은 필요하다면 또한 공간적으로 분산될 수 있는 여러 컴포넌트들로 구성된다.
도 1에 따른 예시적 실시예들에서, MR 수신 시스템(20)은 각각의 경우에 다수 개의 로컬 코일들(LC1, ..., LCn)을 갖는 로컬 코일 어레인지먼트(30) 및 전송 신호 수신 모듈(40)을 포함한다. 로컬 코일 어레인지먼트(30)는 각각의 경우에, 도 1에 도시된 바와 같이, 자기 공명 시스템(1)의 단층촬영장치(2) 및/또는 스캐너의 측정 공간(4) 내에 배열되고, 그에 반대로, 전송 신호 수신 모듈(40)은 자기 공명 시스템(1)의 연관된 제어 설비(6) 내에 로컬화된다.
제어 설비(6)의 일부분은 또한 MR 신호 프로세싱 설비이다. 그러나, 이 점에서, 시스템이 임의로 스케일러블(scalable)하다는 것이 명시적으로 참조된다, 즉 MR 신호 프로세싱 설비(11)의 임의의 개수의 물리적 입력부들이 MR 수신 시스템(20)의 대응하는 실시예와 함께 동작될 수 있다.
단층촬영장치(2)는 제어 설비(6)에 의해 활성화된다. 단말(15)(및/또는 오퍼레이터 콘솔(operator console))이 단말 인터페이스(13)를 통해 제어 설비(6)에 연결되고, 상기 단말 인터페이스(13)를 통해, 오퍼레이터가 제어 설비 및 그에 따라 단층촬영장치(2)를 동작시킬 수 있다. 제어 설비(6)는 단층촬영장치 제어 인터페이스(8) 및 이미지 취득 인터페이스(9)를 통해 단층촬영장치(2)에 연결된다. 적절한 제어 커맨드(command)들이 스캔 프로토콜(protocol)들에 기초하여 시퀀스 제어 유닛(unit)(10)을 경유해 단층촬영장치 제어 인터페이스(8)를 통해 단층촬영장치(2)에 출력되고, 그래서 원하는 펄스 시퀀스들, 즉 고주파 펄스 및 경사 펄스는, 원하는 자기장들을 생성하기 위하여 경사 코일들(미도시)에 대하여 방출되지 않는다. 원시 데이터(raw data)가 이미지 데이터 취득 인터페이스(9)를 통해 취득된다, 즉 수신된 MR 응답 신호들이 판독된다. 제어 설비(6)는 또한 대량(mass) 저장 디바이스(7)를 포함하고, 상기 대량 저장 디바이스(7) 내에는 예컨대 생성된 이미지 데이터가 저장될 수 있고 측정 프로토콜들이 저장될 수 있다.
통신 네트워크(17)에 대한 연결을 위해 추가 인터페이스(14)가 사용되고, 상기 통신 네트워크(network)(17)는 예컨대 이미지 통신 시스템(PACS:Picture Archiving and Communication System)에 연결되거나 또는 외부 데이터 저장을 위해 연결 가능성들을 제공한다.
제어 설비(6) 그리고 또한 단말(15) 둘 다는 또한 단층촬영장치(2)의 통합 일부분들일 수 있다. 게다가, 전체 자기 공명 시스템(1)은 또한, 향상된 명확성을 위해 도 1에는 그러나 도시되지 않는 모든 추가적인 종래의 컴포넌트들 및/또는 특징들을 포함한다.
다수 개의 로컬 코일들(LC1, ..., LCn)을 갖는 로컬 코일 어레인지먼트(30)가 자기 공명 신호들을 수신하기 위해 스캐너(2) 내에 발견되고, 상기 로컬 코일들은 차례로, 무선 인터페이스를 통해 이미지 취득 인터페이스(9)의 전송 신호 수신 모듈(40)에 연결된다. 수신된 신호들은 MR 신호 프로세싱 설비(11) 내에서 추가로 프로세싱되고 그리고 그 다음에 이미지 재구성 유닛(12)에 공급되며, 상기 이미지 재구성 유닛(12)은 그로부터 원하는 자기 공명 이미지들을 종래의 방식으로 재구성한다. 상기 원하는 자기 공명 이미지들은 예컨대 메모리(memory)(7) 내에 저장될 수 있거나, 또는 오퍼레이터 단말(15) 상에 적어도 부분적으로 출력될 수 있거나, 또는 네트워크(17)를 통해 진단용 스테이션(station) 또는 대량 저장 디바이스와 같은 다른 컴포넌트들에 전달될 수 있다.
에너지/명령 전송 설비(28)가 단층촬영장치 제어 인터페이스(8)에 연결되고, 상기 에너지/명령 전송 설비는 에너지 및 명령들을 무선으로 로컬 코일들(LC1, ..., LCn)에 전송한다. 로컬 코일 어레인지먼트(LC1, ..., LCn)는 에너지/명령 수신 설비(29)를 포함하고, 상기 에너지/명령 수신 설비(29)는 무선으로 전송된 에너지(energy) 및 무선으로 전송된 명령을 수신한다. 에너지 및 명령들은 로컬 코일 제어 설비(22)에 라우팅된다. 로컬 코일 제어 설비(22)는 로컬 코일들(LC1, ..., LCn)에 에너지를 공급하고 상기 로컬 코일들(LC1, ..., LCn)을 활성화시킨다. 로컬 코일들에 의해 수신되는 MR 신호들은 로컬 코일 제어 설비(22)로부터 로컬 코일 전송 설비(24)로 공급되고, 여기서 상기 MR 신호들은 로컬 코일 전송 안테나(26)를 통해 수신 안테나(32)에 전송된다. 수신 안테나(32)에 의해 수신된 신호들은 수신기(33)에 의해 프리프로세싱되고 그리고 전송 신호 수신 모듈(40)에 공급된다.
이제 도 2가 참조되며, 상기 도 2는 로컬 코일(LC1, ..., LCn)에 의해 취득된 MR 응답 신호의 무선 전송을 위한 회로 어레인지먼트(100)를 표시한다. 회로 어레인지먼트(100)의 개별 컴포넌트들이 이산 컴포넌트들 상에 임의로 분산될 수 있다는 것과 임의의 방식으로 집적 회로로서 또는 복수 개의 집적 회로들에 의해 구현될 수 있다는 것은 명백하다.
로컬 코일(LC1, ..., LCn)에 의해 출력된 신호들은, 상기 신호들이 아날로그-대-디지털 컨버터 컴포넌트(104)에 공급되기 이전에, 증폭기(102) 내에서 증폭될 수 있다. 아날로그-대-디지털 컨버터 컴포넌트는 아날로그-대-디지털 컨버터(106)를 포함하고, 상기 아날로그-대-디지털 컨버터(106)는 로컬 코일로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시킨다. 스크램블러(108)가 아날로그-대-디지털 컨버터에 연결되고, 상기 스크램블러(108)는 아날로그-대-디지털 컨버터(106)로부터의 디지털 신호를 의사 랜덤 시퀀스로 인코딩한다. 제1 스크램블러(108)는 바람직하게 자체-동기 및/또는 배수사의 스크램블러이다. 각각의 로컬 코일(LC1, ..., LCn)은 선택적 증폭기(102) 및 아날로그-대-디지털 컴포넌트(104)에 할당될 수 있다.
아날로그-대-디지털 컨버터 컴포넌트에 의해 출력된 신호가 제1 스크램블러(108)를 통해 의사 랜덤 시퀀스로 변환되었으므로, 이미징을 방해할 수 있는 어떠한 주기성도 방지된다.
디지털 신호는 신호 프로세싱 설비(110)에 공급되고, 상기 신호 프로세싱 설비(110)는 디지털 컴포넌트들(112, 114), 클록 생성 설비(116), 지연 설비(118) 및 그레이 카운터(122)를 포함한다. 디지털 컴포넌트들(112, 114)은 디지털 신호를 프로세싱한다. 디지털 컴포넌트들(112, 114)은 예컨대 FPGA에 의해 각각 구현될 수 있다. 클록 생성 설비(116)는 제어 클록을 사전특정할 수 있고, 상기 제어 클록은 디지털 컴포넌트들(112, 114) 및 그레이 카운터(122)의 동작 모드를 제어한다. 지연 설비(118)는 이들 제어 신호들, 예컨대 클록 신호들을 지연시키고, 상기 제어 신호들은 클록 생성 설비에 의해 의사 랜덤 방식으로 생성된다. 제어 신호들의 의사 랜덤 지연의 조치(measure)는 제1 의사 랜덤 설비(120)에 의해 생성되고, 상기 제1 의사 랜덤 설비(120)는 지연 설비(118)에 결합된다. 제1 의사 랜덤 설비(120)는, 여기에 도시된 것과 반대로, 신호 프로세싱 설비(110) 내에서 또한 발견될 수 있다. 제어 신호들, 예컨대 클록 신호들이 의사 랜덤 방식으로 지연되므로, 제어 신호들에 의해 주기적 간섭들이 방지되고 그리고 데이터 신호들, 예컨대 레지스터들의 콘텐트의 주기적 변경들에 의해 도출된 간섭들이 방지된다. 클록 생성 설비(116)는 자기 공명 시스템의 기본 클록의 정수배인 주파수를 갖는 클록 신호를 생성한다. 자기 공명 시스템의 클록은 예컨대 2.5 ㎒일 수 있다. 클록 생성 설비(116)는 회로 어레인지먼트의 컴포넌트들 전부에 제어 신호들 및/또는 클록 신호들을 제공할 수 있다. 지연 설비(118)는 회로 어레인지먼트(100)의 컴포넌트들 전부에 대하여 제어 신호들 및/또는 클록 신호들을 지연시킬 수 있다.
클록 신호들이 MR 기본 클록의 정수배이므로, 클록 신호들 및/또는 제어 신호들 때문에 이미징에서의 간섭들이 방지된다.
신호 프로세싱 설비(110)에 의해 출력된 신호는 제2 스크램블러(124)에 공급되고, 상기 제2 스크램블러(124)는 공급받은 신호를 의사 랜덤 시퀀스로 변환시킨다. 제2 스크램블러는 바람직하게 자체-동기 스크램블러, 예컨대 배수사의 스크램블러이고, 상기 제2 스크램블러는 본래 신호가 재현(reproduce)될 수 있도록 수신기-측 스크램블러와 동기화될 필요는 없다.
그러므로, 스크램블러는 선형 재생 시프트 레지스터를 통해 구조화될 수 있다. 그러나, 스크램블러의 구조는 당업자에 알려져 있고 그리고 그러므로 여기서 더 상세하게 설명되지 않는다.
앞서 언급된 바와 같이, MR 기본 클록의 배수인 비트 레이트가 제2 스크램블러(124)에 의해 출력되는 디지털 신호들을 전송하기 위해 사용될 것이다. 위에서 마찬가지로 언급된 바와 같이, 이러한 클록은 공유 클록 소스, 예컨대 클록 생성 설비(116)에 의해 생성될 수 있고 그리고 회로 어레인지먼트(100)의 컴포넌트들 전부에 의해 코히어런트하게 사용될 수 있다. 그러나, 포워드 정정 방법들을 이용하기 위하여, 이러한 클록은 프레임 레이트로서 부적절하다. MR 신호의 소스 비트 레이트는 120 ㎒(2.5 ㎒의 48배수)에 이를 수 있다. 로컬 코일 전송 안테나(26) 및 수신 안테나(32) 사이의 전송 채널 상의 비트 레이트는 예컨대 160 ㎒(2.5 ㎒의 64배수)에 이를 수 있다. 쿼드베일런트(quadvalent) 변조(예컨대 4-QAM)를 이용하여, 심볼(symbol) 레이트는 결과적으로 80 ㎒(2.5 ㎒의 32배수)에 이른다. 인코딩 설비(126)에서, MR 신호의 비트 레이트는 그러므로 120 ㎒로부터 160 ㎒의 전송 채널의 비트 레이트로 조정된다. 이를 위해, 공간들이 디지털 전송 채널에 의해 전송되는 데이터 스트림에 삽입될 것이다. 이들 공간들은 의사 랜덤 방식으로 공간 생성 설비(127)를 통해 생성된다. 공간 생성 설비(127)는 제2 의사 랜덤 설비(128)에 결합되고, 상기 제2 의사 랜덤 설비(128)는 공간들의 시점 및/또는 지속기간을 특정할 수 있다.
인코딩 설비(126)는 리드-솔로몬(Reed-Soloman) 코드를 사용할 수 있다. 20 ㎒(2.5 ㎒의 8배수) 심볼 레이트가 후속하여 생성된다. 리드-솔로몬 코드는, 상기 리드-솔로몬 코드가 디지털 채널을 통해 무선으로 전송되는 데이터 스트림 내에 공간들을 생성하도록 셋업될 수 있다. 공간들의 이러한 시점 및/또는 지속기간은 언급된 바와 같이 의사 랜덤 방식으로 가변할 수 있다. 이들 조치들은 또한 주기성들 때문에 이미징에서의 간섭들을 방지한다. 디지털 신호 전류는 그 다음에 채널 추정 설비(130)에 공급된다. 채널 추정 설비는 신호 시퀀스들, 트레이닝 시퀀스들 및/또는 상관 시퀀스들을 생성하고, 이들을 이용하여, 로컬 코일 전송 설비(24) 및 수신기 사이의 디지털 채널이 추정될 수 있다. 이들 신호들은 보통 주기적으로 출력된다. 채널 추정 설비(130)는 제3 의사 랜덤 설비(132)에 결합되고, 상기 제3 의사 랜덤 설비(132)는 채널을 추정하기 위해 채널 추정 설비에게 신호 시퀀스, 트레이닝 시퀀스 및/또는 상관 시퀀스를 랜덤하게 선택하도록 명령한다. 게다가, 제3 의사 랜덤 설비(132)는 채널 추정 설비(130)에게 상기 신호 시퀀스들, 트레이닝 시퀀스들 및/또는 상관 시퀀스들을 의사 랜덤 시점으로 출력하도록 명령한다. 이러한 실시예는 주기적으로 발생하는 신호들이 방지되는 것을 가능케 한다. 결과적으로, 이미징은 주기적으로 발생하는 신호들에 의해 방해받지 않는다.
제4 의사 랜덤 설비(133)에 결합되는 프레임 시작 코드 생성 설비(131)가 또한 신호 흐름 내에서 발견된다. 프레임 시작 코드 생성 설비는, 수신기가 새로운 프레임 및/또는 새로운 프레임 시리즈가 수신된다는 것을 식별할 수 있도록, 각각의 프레임에 앞서 또는 미리결정된 개수의 프레임들 이후에 시작 마커를 삽입한다. 제4 의사 랜덤 설비는, 상이한 프레임 시작 코드들이 의사 랜덤 방식으로 출력되도록 그리고/또는 프레임 시작 코드들이 의사 랜덤 시점으로 출력되도록 프레임 시작 코드 생성 설비를 제어한다. 이러한 실시예는 또한 신호들의 가능한 주기성을 방지하고, 그 결과 이미징의 간섭이 방지될 수 있다.
신호 전류는 마지막으로 변조기(134)에 공급되고, 상기 변조기(134)는 고주파 신호를 생성하며, 상기 고주파 신호는 로컬 코일 전송 안테나(26)에 의해 수신기(33)에 송신된다. 변조기(134)는 전압-제어된 오실레이터(VCO)(136)에 결합되고, 상기 전압-제어된 오실레이터(VCO)(136)는 전압의 함수로서 고주파 신호를 출력한다. 전압-제어된 오실레이터(136)에 의해 출력되는 고주파 신호는 캐리어 신호로서 사용된다. 전압-제어된 오실레이터(136)는 제5 의사 랜덤 설비(139)에 결합되고, 상기 제5 의사 랜덤 설비(139)는 의사 랜덤 전압 값들을 전압-제어된 오실레이터(136)에 출력한다. 전압-제어된 오실레이터(136)는 의사 랜덤 주파수를 갖는 고주파 신호들을 출력한다. 그러므로, 변조기(134)의 캐리어 주파수는 의사 랜덤 방식으로 변동(fluctuate)하는데, 그 이유는 변조기(134)가 의사 랜덤 고주파를 공급받기 때문이다. 이미징을 간섭할 수 있는 주기성이 또한 이러한 신호 스프레딩을 통해 방지될 수 있다.
도 3은 단층촬영장치 시스템을 위한 본 발명의 수신기(33)를 나타내며, 상기 수신기(33)는 회로 어레인지먼트(100)에 의해 인코딩된 신호를 수신할 수 있고 그리고 디코딩할 수 있다. 수신기(33)는 수신 안테나(32)에 결합되고, 상기 수신 안테나(32)는 디지털 고주파 신호를 수신한다. 디지털 고주파 신호는 복조기(202)에서 저주파 디지털 신호로 변환된다. 신호는 제1 디스크램블러(204)에서 디코딩된다. 제1 디스크램블러(204)에 결합되는 평가 설비(206) 내에서, 메타 정보 및 신호를 무선으로 전송하기 위해 필요했던 정보 전부가 제거된다. 제2 디스크램블러(208)가 제1 스크램블러(108)에 의해 인코딩되었던 본래 디지털 값들을 다시 생성한다. 결과적으로, 비록 주기적으로 반복되는 신호들이 대부분 방지되도록 신호가 로컬 코일 어레인지먼트(100) 내에서 준비되었더라도, 본래 MR 응답 신호 정보가 재현될 수 있다. 제1 디스크램블러(204) 및 제2 디스크램블러(208)는 바람직하게 자체-동기 디스크램블러들이다.
제시된 예가 나타내는 바와 같이, 로컬 코일 시스템 및 자기 공명 시스템이 본 발명을 이용하여 생성되고, 여기서 수신된 MR 신호들은 로컬 코일 시스템으로부터 자기 공명 시스템으로 무선으로 전송되고, 이로써 로컬 코일 시스템은, 이미징에서의 간섭이 방지되도록 하기 위해 주기적 신호 시퀀스들이 방지되도록 셋업된다.
후속하여, 앞서 설명된 상세한 방법 및 구조들이 예시적 실시예들이고, 그리고 본 발명의 범위가 청구항들에 의해 미리결정된다면 기본 원리가 또한 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 폭넓은 분야들 내에서 당업자에 의해 변할 수 있다는 것이 다시 한 번 참조된다. 완전성을 위해, 여기서, 부정관사 "일(one)"의 사용이 관련 특징들이 또한 복수들로 제시될 가능성을 배제하지 않는다는 것이 또한 참조된다. 마찬가지로, 용어 "유닛"이 배제되지 않으며, 그래서 상기 유닛은 필요하다면 또한 공간적으로 분산될 수 있는 여러 컴포넌트들로 구성된다.
1 자기 공명 시스템
2 단층촬영장치
3 전신 전송 안테나 어레인지먼트
4 측정 공간
5 침상
6 제어 설비
7 대량 저장 디바이스
8 단층촬영장치 제어 인터페이스
9 이미지 취득 인터페이스
10 시퀀스 제어 유닛
11 MR 신호 프로세싱 설비
13 단말 인터페이스
14 인터페이스
15 단말
17 통신 네트워크
20 MR 수신 시스템
22 로컬 코일 제어 설비
24 로컬 코일 전송 설비
26 로컬 코일 전송 안테나
28 에너지/명령 전송 설비
29 에너지/명령 수신 설비
30 로컬 코일 어레인지먼트
32 수신 안테나
33 수신기
40 전송 신호 수신 모듈
102 증폭기
104 아날로그-대-디지털 컨버터 컴포넌트
106 아날로그-대-디지털 컨버터
108 제1 스크램블러
110 신호 프로세싱 설비
112 디지털 컴포넌트
114 디지털 컴포넌트
116 클록 생성 설비
118 지연 설비
120 제1 의사 랜덤 설비
122 그레이 카운터
124 제2 스크램블러
126 인코딩 설비
127 공간 생성 설비
128 제2 의사 랜덤 설비
130 채널 추정 설비
131 프레임 시작 코드 생성 설비
132 제3 의사 랜덤 설비
133 제4 의사 랜덤 설비
134 변조기
136 오실레이터
138 제5 의사 랜덤 설비
202 복조기
204 제1 디스크램블러
206 평가 설비
208 제2 디스크램블러
LC1, ..., LCn 로컬 코일들
2 단층촬영장치
3 전신 전송 안테나 어레인지먼트
4 측정 공간
5 침상
6 제어 설비
7 대량 저장 디바이스
8 단층촬영장치 제어 인터페이스
9 이미지 취득 인터페이스
10 시퀀스 제어 유닛
11 MR 신호 프로세싱 설비
13 단말 인터페이스
14 인터페이스
15 단말
17 통신 네트워크
20 MR 수신 시스템
22 로컬 코일 제어 설비
24 로컬 코일 전송 설비
26 로컬 코일 전송 안테나
28 에너지/명령 전송 설비
29 에너지/명령 수신 설비
30 로컬 코일 어레인지먼트
32 수신 안테나
33 수신기
40 전송 신호 수신 모듈
102 증폭기
104 아날로그-대-디지털 컨버터 컴포넌트
106 아날로그-대-디지털 컨버터
108 제1 스크램블러
110 신호 프로세싱 설비
112 디지털 컴포넌트
114 디지털 컴포넌트
116 클록 생성 설비
118 지연 설비
120 제1 의사 랜덤 설비
122 그레이 카운터
124 제2 스크램블러
126 인코딩 설비
127 공간 생성 설비
128 제2 의사 랜덤 설비
130 채널 추정 설비
131 프레임 시작 코드 생성 설비
132 제3 의사 랜덤 설비
133 제4 의사 랜덤 설비
134 변조기
136 오실레이터
138 제5 의사 랜덤 설비
202 복조기
204 제1 디스크램블러
206 평가 설비
208 제2 디스크램블러
LC1, ..., LCn 로컬 코일들
Claims (18)
- 자기 공명(MR; magnetic resonance) 시스템(system)을 위한 로컬 코일(local coil) 시스템으로서,
MR 응답 신호들을 검출하기 위한 로컬 코일;
상기 검출된 MR 응답 신호들을 나타내는 신호들을 의사 랜덤(pseudo random) 방식으로 변경시키도록 동작 가능한 적어도 하나의 의사 랜덤 장치; 및
상기 변경된 신호들에 기초하여 신호들을 전송하도록 동작 가능한 전송기
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 의사 랜덤 장치는, 상기 검출된 MR 응답 신호들을 나타내는 신호들을 의사-랜덤하게 시간순으로(chronologically) 지연시키도록 구성되는,
로컬 코일 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 의사 랜덤 장치는, 신호 정보를 의사 랜덤 방식으로 변경시키도록 동작 가능한,
로컬 코일 시스템. - 제 1 항에 있어서,
비변조된 신호를 변조된 신호로 변조하도록 동작 가능한 변조기를 더 포함하고,
상기 전송기는 상기 자기 공명 시스템의 수신기에 무선으로 상기 변조된 신호를 전송하며,
상기 의사 랜덤 장치는, 상기 변조기에 의해 변조되기 이전에 상기 비변조된 신호를 인코딩(encode)하도록 동작 가능한 제1 스크램블러(scrambler)를 포함하는,
로컬 코일 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 로컬 코일에 의해서 검출되는 상기 MR 응답 신호들을 디지털(digital) 신호로 변환하도록 동작 가능한 아날로그(analog)-대-디지털 컨버터(converter)를 더 포함하고,
상기 아날로그-대-디지털 컨버터는, 상기 아날로그-대-디지털 컨버터에 의해 출력되기 이전에 상기 디지털 신호를 의사 랜덤하게 인코딩하도록 동작 가능한 제2 스크램블러를 포함하는,
로컬 코일 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 의사 랜덤 장치는 채널(channel) 추정기, 프레임 시작 코드(frame start code) 생성기, 또는 이들의 조합에 결합되고,
상기 의사 랜덤 장치는, 변화하는 트레이닝 시퀀스(changing training sequence)들, 상관 시퀀스들, 채널 추정 신호들, 프레임 시작 코드들 또는 이들의 조합들을 출력하도록 상기 채널 추정기, 상기 프레임 시작 코드 생성기 또는 이들의 조합에 지시하는,
로컬 코일 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 의사 랜덤 장치는 채널 추정기, 프레임 시작 코드 생성기, 또는 이들의 조합에 결합되고,
상기 의사 랜덤 장치는, 트레이닝 시퀀스들, 상관 시퀀스들, 채널 추정 신호들, 프레임 시작 코드들 또는 이들의 조합들을 의사 랜덤한 시점들에 출력하도록 상기 채널 추정기, 상기 프레임 시작 코드 생성기 또는 이들의 조합에 지시하는,
로컬 코일 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 전송기는, 상기 의사 랜덤 장치에 결합되는 캐리어(carrier) 주파수 생성기를 포함하고, 그에 따라 상기 의사 랜덤 장치는 캐리어 주파수 생성기의 캐리어 주파수를 의사 랜덤 방식으로 변화시키는,
로컬 코일 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 의사 랜덤 장치는 스크램블러를 포함하는,
로컬 코일 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 스크램블러는 자체-동기(self-synchronizing) 스크램블러를 포함하는,
로컬 코일 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 의사 랜덤 장치는 그레이 카운터(grey counter)를 포함하는,
로컬 코일 시스템. - 제 1 항에 있어서,
적어도 하나의 제어 신호를 지연시키도록 동작 가능한 지연 장치를 더 포함하고,
상기 지연 장치는, 의사 랜덤 방식으로 상기 적어도 하나의 지연 신호를 지연시키기 위해 상기 의사 랜덤 장치에 의해서 활성화되는,
로컬 코일 시스템. - 제 1 항에 있어서,
데이터 스트림(data stream)에서 공간들을 생성하도록 동작 가능한 공간 생성기를 더 포함하고,
상기 공간 생성기는, 상기 데이터 스트림에서 의사 랜덤 공간들을 생성하기 위해 상기 의사 랜덤 장치에 의해 활성화되는,
로컬 코일 시스템. - 제 2 항에 있어서,
비변조된 신호를 변조된 신호로 변조하도록 동작 가능한 변조기를 더 포함하고,
상기 전송기는 상기 자기 공명 시스템의 수신기에 무선으로 상기 변조된 신호를 전송하며,
상기 의사 랜덤 장치는, 상기 변조기에 의해 변조되기 이전에 상기 비변조된 신호를 인코딩하도록 동작 가능한 제1 스크램블러를 포함하는,
로컬 코일 시스템. - 제 13 항에 있어서,
상기 로컬 코일에 의해서 검출되는 상기 MR 응답 신호들을 디지털 신호로 변환하도록 동작 가능한 아날로그-대-디지털 컨버터를 더 포함하고,
상기 아날로그-대-디지털 컨버터는, 상기 아날로그-대-디지털 컨버터에 의해 출력되기 이전에 상기 디지털 신호를 의사 랜덤하게 인코딩하도록 동작 가능한 제2 스크램블러를 포함하는,
로컬 코일 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 전송기는, 상기 의사 랜덤 장치에 결합되는 캐리어 주파수 생성기를 포함하고, 그에 따라 상기 의사 랜덤 장치는 캐리어 주파수 생성기의 캐리어 주파수를 의사 랜덤 방식으로 변화시키는,
로컬 코일 시스템. - 로컬 코일 시스템을 포함하는 자기 공명 시스템으로서,
상기 로컬 코일 시스템은,
MR 응답 신호들을 검출하기 위한 로컬 코일;
상기 검출된 MR 응답 신호들을 나타내는 신호들을 의사 랜덤 방식으로 변경시키도록 동작 가능한 적어도 하나의 의사 랜덤 장치;
상기 변경된 신호들에 기초하여 신호들을 전송하도록 동작 가능한 전송기;
상기 전송기로부터 수신된 상기 신호들을 수신하도록 동작 가능한 수신기; 및
상기 수신된 신호들을 디코딩(decode)하도록 동작 가능한 적어도 하나의 디스크램블러(descrambler)
를 포함하고,
상기 적어도 하나의 의사 랜덤 장치는, 상기 검출된 MR 응답 신호들을 나타내는 신호들을 의사-랜덤하게 시간순으로 지연시키도록 구성되는,
자기 공명 시스템. - 제 16 항에 있어서,
상기 디스크램블러는 자체-동기 스크램블러에 의해 인코딩된 신호를 디코딩하도록 동작 가능한,
자기 공명 시스템. - 방법으로서,
자기 공명 시스템의 로컬 코일의 전송기로부터 상기 자기 공명 시스템의 수신기로 MR 응답 신호들을 나타내는 신호들을 전송하는 단계;
상기 전송 이전에 상기 신호들을 의사 랜덤 방식으로 변경시키는 단계 ― 상기 변경시키는 단계는, 상기 신호들을 의사-랜덤하게 시간순으로 지연시키는 단계를 포함함 ―; 및
상기 전송 이후에 상기 신호들을 디코딩하는 단계
를 포함하는,
방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102011006509.1A DE102011006509B4 (de) | 2011-03-31 | 2011-03-31 | Lokalspulensystem, Magnetresonanzsystem und Verfahren zur Übertragung von Signalen von einer Lokalspule |
| DE102011006509.1 | 2011-03-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120112274A KR20120112274A (ko) | 2012-10-11 |
| KR101605800B1 true KR101605800B1 (ko) | 2016-03-23 |
Family
ID=46844786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120033960A KR101605800B1 (ko) | 2011-03-31 | 2012-04-02 | 로컬 코일 시스템， 자기 공명 시스템 및 로컬 코일로부터의 신호들을 전송하기 위한 방법 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8994374B2 (ko) |
| KR (1) | KR101605800B1 (ko) |
| CN (1) | CN102736042B (ko) |
| DE (1) | DE102011006509B4 (ko) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI680649B (zh) * | 2018-08-30 | 2019-12-21 | 富達通科技股份有限公司 | 用於訊號處理電路之解碼方法及其訊號處理電路 |
| JP6100105B2 (ja) * | 2013-06-21 | 2017-03-22 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | 磁気共鳴イメージング装置 |
| DE102013225484B3 (de) * | 2013-12-10 | 2015-03-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Signalauswahl bei der Erfassung von Empfangssignalen für Empfangsantennen einer Anzahl von Lokalspulen eines Magnetresonanztomographiegerätes |
| JP6268402B2 (ja) * | 2014-07-24 | 2018-01-31 | 日本電子株式会社 | 磁気共鳴測定装置 |
| DE102014226676B3 (de) * | 2014-12-19 | 2016-04-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Architektur zur kaskadierten Signalauswahl und Signal-Konzentration und/oder Reduktion von digitalen Empfangsdaten durch Dezimation und Kanalvorauswahl |
| EP3388855B1 (de) * | 2017-04-12 | 2024-08-28 | Siemens Healthineers AG | Vorrichtung und verfahren zur rückgewinnung des zeitlichen bezuges in freilaufenden mr-empfangsketten |
| DE102017207631B4 (de) * | 2017-05-05 | 2019-06-06 | Siemens Healthcare Gmbh | Vorrichtung und Verfahren für eine asymmetrische Busschnittstelle einer Lokalspule |
| EP3441780A1 (de) * | 2017-08-09 | 2019-02-13 | Siemens Healthcare GmbH | Mantelwellensperrenfreie anschlussleitung und magnetresonanztomograph mit anschlussleitung |
| EP3480616A1 (de) * | 2017-11-06 | 2019-05-08 | Siemens Healthcare GmbH | Magnetresonanz-system und verfahren zum übertragen von steuerdaten an eine digitale steuereinrichtung eines magnetresonanz-systems |
| EP3717925A1 (en) * | 2017-11-27 | 2020-10-07 | Koninklijke Philips N.V. | Mesh networks in wireless mri rf coil |
| EP3611527B1 (de) * | 2018-08-16 | 2021-07-14 | Siemens Healthcare GmbH | Lokalspule und system zur drahtlosen energieübertragung |
| DE102018220351A1 (de) * | 2018-11-27 | 2020-05-28 | Siemens Healthcare Gmbh | Pilotton-Kennzeichnung |
| CN112014780B (zh) * | 2019-05-31 | 2023-06-27 | 西门子(深圳)磁共振有限公司 | 局部线圈及磁共振成像系统 |
| DE102019208583B4 (de) * | 2019-06-13 | 2023-01-26 | Siemens Healthcare Gmbh | Pilottonvorrichtung, Magnetresonanztomograph mit Pilottonvorrichtung und Verfahren zum Betrieb |
| EP3800479B1 (de) * | 2019-10-02 | 2023-03-22 | Siemens Healthcare GmbH | Magnetresonanztomograph mit einer leitung mit sensor zum erfassen leitungsgebundener störungen |
| CN112821895B (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-09 | 成都戎星科技有限公司 | 一种实现信号高误码率下的编码识别方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7333727B2 (en) * | 2001-07-27 | 2008-02-19 | Thales | Reconfigurable, multi-user communications network, with low latency time |
| US20100253331A1 (en) * | 2009-04-03 | 2010-10-07 | Case Western Reserve University | Dynamically selectively configuring wireless transmitter associated with mri detector coil |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2187977A1 (en) * | 1996-08-15 | 1998-02-15 | Howard Martin Sandler | System for reducing interference to electronic devices caused by discontinuous transmission radio transmitters |
| KR100807993B1 (ko) * | 1997-03-04 | 2008-03-06 | 콸콤 인코포레이티드 | 전송기가 분배된 다중 사용자 통신 시스템 |
| JP2002505596A (ja) * | 1997-05-23 | 2002-02-19 | トランサージカル，インコーポレイテッド | Ｍｒｉ誘導治療装置及び方法 |
| US6297637B1 (en) | 1998-12-29 | 2001-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | High-frequency receiver, particularly for a nuclear magnetic resonance apparatus |
| DE19911988C2 (de) | 1999-03-17 | 2003-07-31 | Siemens Ag | Medizinische Magnetresonanzanlage |
| JP4128957B2 (ja) * | 2001-09-18 | 2008-07-30 | 韓國電子通信研究院 | デジタル通信方法及びそのシステム |
| WO2006008665A1 (en) | 2004-07-15 | 2006-01-26 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Wireless mr receiving coil system |
| DE102005022551B4 (de) * | 2005-05-17 | 2010-02-11 | Siemens Ag | Verfahren zum Durchführen einer Magnetresonanzuntersuchung, Magnetresonanzgerät und Array zum Empfangen von Magnetresonanzsignalen |
| US8093900B2 (en) | 2006-05-25 | 2012-01-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Ultra wide band wireless radio transmission in MRI systems involving channel estimation |
| CN101688906B (zh) | 2007-06-19 | 2013-07-17 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 核磁共振成像射频接收器 |
| DE102007056223A1 (de) * | 2007-11-22 | 2009-05-28 | Siemens Ag | Anordnung zur Übertragung digitaler Signale bei einem Magnetresonanzgerät |
| JP6188268B2 (ja) | 2007-12-21 | 2017-08-30 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | ワイヤレス送受信ｍｒｉコイル |
| GB0820688D0 (en) * | 2008-11-12 | 2008-12-17 | Siemens Ag | Resolution improvement |
| DE102010013683B4 (de) * | 2010-04-01 | 2012-10-31 | Siemens Aktiengesellschaft | EMI Reduktion mit spezieller Codierung von Counter-Signalen |
-
2011
- 2011-03-31 DE DE102011006509.1A patent/DE102011006509B4/de active Active
-
2012
- 2012-03-28 US US13/432,437 patent/US8994374B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-03-31 CN CN201210093200.7A patent/CN102736042B/zh active Active
- 2012-04-02 KR KR1020120033960A patent/KR101605800B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7333727B2 (en) * | 2001-07-27 | 2008-02-19 | Thales | Reconfigurable, multi-user communications network, with low latency time |
| US20100253331A1 (en) * | 2009-04-03 | 2010-10-07 | Case Western Reserve University | Dynamically selectively configuring wireless transmitter associated with mri detector coil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102736042B (zh) | 2017-05-31 |
| KR20120112274A (ko) | 2012-10-11 |
| DE102011006509B4 (de) | 2016-05-12 |
| DE102011006509A1 (de) | 2012-10-04 |
| US8994374B2 (en) | 2015-03-31 |
| US20120249140A1 (en) | 2012-10-04 |
| CN102736042A (zh) | 2012-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101605800B1 (ko) | 로컬 코일 시스템， 자기 공명 시스템 및 로컬 코일로부터의 신호들을 전송하기 위한 방법 | |
| CN102830379B (zh) | 相位比较器 | |
| JP2010029644A (ja) | 磁気共鳴診断装置、磁気共鳴診断メインユニットおよびコイルユニット | |
| US7560933B2 (en) | MRI apparatus and RF pulse generating circuit | |
| US10288714B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and RF coil | |
| JP4564958B2 (ja) | ダイナミックゲインと無線受信コイルをもつ磁気共鳴画像受信回路 | |
| US9417300B2 (en) | Direct digital receiver with local free running clock | |
| JP5459669B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
| CN111214230B (zh) | 导频音标记 | |
| US10663543B2 (en) | Device and method for recovering a temporal reference in free-running MR receive chains | |
| US8049500B2 (en) | Dynamically selectively configuring wireless transmitter associated with MRI detector coil | |
| JP2008522651A (ja) | 磁気共鳴画像化スキャナにおける受信コイルを接続する方法及び装置 | |
| CN112083367B (zh) | 导频音设备、磁共振断层成像设备和运行方法 | |
| US9395426B2 (en) | Adaptive energy transfer to a local coil system | |
| US10794972B2 (en) | Device and method for an asymmetrical bus interface for a local coil | |
| JPS6243549A (ja) | 核磁気共鳴イメージング装置 | |
| US10725129B2 (en) | Method for operating a local coil, local coil, and a magnetic resonance scanner | |
| US9910112B2 (en) | Noise suppression for MRI signals directly sampled and digitized in imaging room | |
| US10191129B2 (en) | Operating a magnetic resonance tomograph | |
| JP5749317B2 (ja) | 磁気共鳴画像診断装置 | |
| US20120075126A1 (en) | Emi reduction with specific coding of counter signals | |
| JP2606488B2 (ja) | Ｍｒｉ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190212 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200210 Year of fee payment: 5 |