KR20140049946A

KR20140049946A - 자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비의 모니터링

Info

Publication number: KR20140049946A
Application number: KR1020130124123A
Authority: KR
Inventors: 올라프 베렌트; 파스칼 뮈리히; 폴커 슈네터; 크리스티안 뷘쉬
Original assignee: 지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2014-04-28
Also published as: CN103777159B; DE102012219025B4; CN103777159A; US9100111B2; DE102012219025A1; US20140113577A1

Abstract

복수의 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)을 갖는 전송 안테나 시스템(15)을 이용하여 자기 공명 토모그래피 시스템(1)의 고주파 전송 설비(10)를 모니터링하기 위한 방법이 본 명세서에 기술되며, 기준 전송 신호(RS)는 상이한 시간 포인트들에서 각각 상기 전송 안테나 시스템(15)의 상이한 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 상에서 출력되고, 상기 기준 전송 신호(RS)에 의해 유도된 기준 측정 신호(RM₁, RM₂, ..., RM_n)는 상기 전송 채널(K₁, K₂, ..., K_n)에 할당된 측정 설비(30₁, 30₂, ..., 30_n)를 이용하여 다른 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 중 적어도 하나 상에서 측정된다. 그 다음으로, 상기 기준 측정 신호(RM₁, RM₂, ..., RM_n)에 기초하여 위상 편차 표시자 값(PAI)이 결정되며, 상기 위상 편차 표시자 값(PAI)은, 해당하는(in question) 상기 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)의 측정 설비들(30₁, 30₂, ..., 30_n) 사이의 상대적 위상 편차를 나타낸다. 또한, 이를 위해 이용될 수 있는 고주파 모니터링 설비(100)를 위한 위상 편차 모니터링 유닛(240), 이러한 위상 편차 모니터링 유닛(240)을 갖는 고주파 모니터링 설비(100), 이러한 고주파 모니터링 설비(100)를 갖는 고주파 전송 설비(10), 및 이러한 고주파 전송 설비(10)를 갖는 자기 공명 토모그래피 시스템(1)이 기술된다.

Description

자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비의 모니터링 {MONITORING OF A HIGH-FREQUENCY TRANSMIT FACILITY OF A MAGNETIC RESONANCE TOMOGRAPHY SYSTEM}

본 발명은 복수의 전송 채널들을 갖는 전송 안테나 시스템을 이용하여 자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비를 모니터링하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 설비를 위한 고주파 모니터링 설비를 위한 위상 편차 모니터링 유닛, 고주파 전송 설비를 위한 고주파 모니터링 설비, 이러한 고주파 모니터링 설비를 갖는 고주파 전송 설비, 및 이러한 고주파 전송 설비를 갖는 자기 공명 토모그래피 시스템에 관한 것이다.

자기 공명 토모그래피 시스템을 이용하여, 아래에서 환자로 지칭되는 검사 대상을 이미징하는 것은 본질적으로 3개의 단계들로 동작되며: 우선, 이미징될 몸체 구역의 구역 내에서, 강력하고, 안정적이며, 균질한 자기장(이른바 B₀ 필드), 그리고 그러므로 양성자들의 자화(양성자 스핀)의 안정된 정렬이 해당하는(in question) 몸체 구역 내에서 발생된다. 그 다음으로, 이러한 안정된 정렬은 전자기 고주파 에너지를 공급함으로써, 즉 고주파 펄스들(이른바 B₁ 필드)을 방출함으로써 변화된다. 그 다음으로, 이러한 에너지 자극(stimulation)은 다시 종결되고, 몸체 내에서 생성된 핵 공명 신호들은, 그에 따라 이러한 몸체 구역 내의 조직에 관한 정보를 획득하기 위해, 적합한 수신 코일들의 도움으로 측정된다. 그러므로, 자기 공명 토모그래피 시스템은, 각각이 현대의 그리고 복잡한 기술들의 이용을 요구하는 복수의 상호작용 컴포넌트들을 포함한다. 본 발명이 또한 관련되는, 자기 공명 토모그래피 시스템의 중심적인 엘리먼트는 고주파 전송 설비이고, 이는 특히, 몸체 구역 내로 방사될 고주파 펄스들을 발생시키는 것을 담당한다. 고주파 전송 설비의 고주파 전력 증폭기에 의해 방출되는 고주파 펄스들은, 이러한 프로세스에서 전송 안테나 시스템으로 전도되고, 상기 전송 안테나 시스템을 이용하여, 고주파 펄스들이 몸체 구역 내로 방사된다.

자기 공명 토모그래피 시스템들이 개발되고 확립됨에 따라, 환자 안전을 보장하기 위해, 인간 몸체 내로의 최대 고주파 방사를 조절하는 제한 값들이 설정되어 왔다. 이를 위한 통상의 제한 값은 최대 허용가능 SAR 값(SAR = Specific Absorption Rate)이다. 예를 들어, 6분에 걸쳐 평균된 시간 윈도우 내에 환자에 의해 흡수되는 전력이 값 4 W/kg을 초과하지 않아야 하는, 이른바 전체 몸체 SAR이 요구된다. 고주파 전력을 측정하기 위해 이용될 수 있는 측정 설비들이 자기 공명 시스템들에 제공된다. 방향성 커플러들은 일반적으로 이러한 목적을 위해 안테나 시스템으로의 공급 라인들에서 이용된다. 그 다음으로, 이들은, 통상적으로, 방출되는 고주파 펄스들의 전력을 전압 값들의 형태로 나타내는 신호들을 디커플링한다. 그 다음으로, 측정된 값들은 그로부터 적합한 제어 값들을 획득하기 위해 프로세싱될 수 있다. 이들 제어 값들이 제한 값들을 초과한다면, 고주파 전송 설비의 기능이 제한될 수 있다; 예를 들어 방출되는 전력이 감소될 수 있거나, 측정이 완전히 중단될 수 있거나, 또는 어떠한 의심이라도 존재하는 경우 환자 안전이 항상 보장될 수 있도록 다른 조치들이 취해질 수 있다.

시중에서 현재 이용가능한 대부분의 자기 공명 토모그래피 시스템들은 단지 하나의 전송 채널만을 포함한다. 외부로 향하는 HF 펄스들의 상술된 모니터링을 위해 이용되는 측정 설비들의 시간적 안정성 및 진폭 정확도는 광범위한 설계 개념에 의해 이미 보장되고 있다. 그러나 그 동안에, 다중채널 전송 아키텍처들을 갖는 증가하는 수의 자기 공명 토모그래피 시스템들이 쓰이게 되었다. 복수의 전송 채널들을 갖는 이러한 전송 안테나 시스템들에서, 고주파 펄스들은 개개의 전송 채널들을 통해 서로 독립적으로 방출될 수 있어서, 방출 후에 서로의 위에 놓이고, 따라서 정밀하게 규정된 B₁ 필드를 발생시킨다. 본 명세서에서, B₁ 필드 자화의 발생은, 개개의 전송 채널들에 의해 발생된 펄스 시퀀스들의 올바른 부가에 기초한다. 그러므로, B₁ 필드 분포는 더이상 개개의 채널들 상의 펄스들의 진폭들만이 아니라 또한 그들의 상대적 위상들의 함수이다.

그러므로, DE　10 2008 063 630　B4호에서, 자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비를 모니터링하기 위한 방법이 기술되며, 상기 방법에서, 개개의 전송 채널들 상의 고주파 전압 진폭들이 정기적으로 결정되고, 그 다음으로 전송 안테나 시스템의 스캐터 파라미터 매트릭스(scatter parameter matrix)를 고려하여 제어 값들이 각각 형성되고, 그리고 이러한 제어 값이 미리결정된 제한 제어 값에 도달하거나 또는 초과하는 경우에 고주파 전송 설비의 기능이 제한된다. 원칙적으로 이러한 방법은 아주 잘 기능한다. 그러나, 여기서, 시스템의 개개의 컴포넌트들, 특히 해당하는 전송 채널들의 측정 설비들이 올바르게 동작한다는 것이 항상 보장될 필요가 있으며, 이제 진폭들이 절대 정확도(absolute accuracy)로 측정되는 것뿐만 아니라, 전송 채널들에 할당된 개개의 측정 설비들 사이의 임의의 위상 변위들이 정확하게 알려지며 변화하지 않는다는 것이 중요하다. 이를 위해, 광범위한 캘리브레이션 루틴들이 원칙적으로 수행될 수 있거나, 또는 측정 설비 또는 그와 연관된 컴포넌트들이, 서비스 엔지니어에 의해 검사될 수 있거나, 또는 심지어 규정된 사이클 내에 대체되어 팩토리 캘리브레이션에 제출될 수 있다.

본 발명의 목적은, 자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비를 모니터링하기 위해 이용되는 측정 설비들을 검사하는 단순한 방식을 생성하는 것이며, 상기 방법을 이용하여, 특히, 중대한 지출(major outlay) 없이 서로에 관하여 개개의 전송 채널들에 할당된 측정 설비들의 상대적 위상들을 검사하는 것이 또한 가능하다.

이러한 목적은 청구항 제1항에 청구된 바와 같은 방법에 의해, 그리고 청구항 제 11항에 청구된 바와 같은 위상 편차 모니터링 유닛 및 청구항 제12항에 청구된 바와 같은 고주파 모니터링 설비에 의해 달성된다.

본 발명의 방법을 이용하여, 기준 전송 신호가, 상이한 시간 포인트들에서 각각 전송 안테나 시스템의 상이한 전송 채널들 상에서 교대로 출력되고, 기준 전송 신호에 의해 유도된 기준 측정 신호가, 전송 채널에 각각 할당된 측정 설비를 이용하여 다른 전송 채널들 중 적어도 하나 상에서 각각 측정되며, 상기 측정 설비는 예를 들어, 상술된 방향성 커플러를 포함한다. 기준 측정 신호는 또한 바람직하게, 측정 설비의 도움으로, 기준 전송 신호를 출력할 때 검출되고, 상기 측정 설비는 출력하는 전송 채널에 할당된다. 그 다음으로, 해당하는 전송 채널들의 각각의 측정 설비들 사이의 상대적 위상 편차를 표시하는 위상 편차 표시자 값은 기준 측정 신호들에 기초하여 결정된다.

이러한 위상 편차 표시자 값은, 규정된 변수, 예를 들어 타임 오프셋 또는 위상각의 절대값일 수 있다. 그러나, 가장 간단한 경우에서, 이는 또한 단지, 예를 들어 관련된 또는 현저한 위상 편차가 존재하는지의 여부를 보여주는 불 값(Boolean value)(예를 들어, 0 또는 1 또는 "예(yes)" 또는 "아니오(no)")일 수 있다. 기준 전송 신호는 임의의 신호일 수 있다. 각각 다른 전송 채널들 상에 충분한 기준 측정 신호를 또한 간단히 유도할 수 있어야 한다. 동일한 기준 전송 신호는 바람직하게, 대응하는 시간적 오프셋을 갖는 전송 채널들 각각 상에서 각각 방출된다.

이러한 방법을 이용하여, 단순한 방식으로 임의의 시간에서 서로에 관하여 2개의 측정 설비들의 상대적 위상 편차를 결정하는 것이 가능하여서, 그 다음으로 환자 안전을 유지하기 위한 적합한 조치들이, 추가의 모니터링 방법의 부분으로서 예를 들어 측정을 중단시키는 등으로서 실시될 수 있다. 이를 위한 상이한 옵션들은 아래에서 더욱 상세하게 기술된다.

복수의 전송 채널들을 갖는 전송 안테나 시스템을 갖는 이러한 고주파 전송 설비를 위해 자기 공명 토모그래피 시스템 내에서 이용될 수 있는, 이러한 방법을 수행하기 위한 본 발명의 고주파 모니터링 설비는 아래의 컴포넌트들을 포함한다:

상이한 시간 포인트들에서 각각 전송 안테나 시스템의 상이한 전송 채널들 상에서 기준 신호의 출력을 프롬프트하도록 구성되는 트리거 인터페이스.

전송 채널들 중 다른 전송 채널 상에서 각각 출력되는 기준 전송 신호에 의해 각각의 전송 채널에서 유도되는 기준 측정 신호들을 검출하기 위해, 전송 채널들에 할당된 측정 설비 및/또는 측정 인터페이스 ― 상기 전송 채널들은 바람직하게 이러한 측정 설비들과 통신함―.

마지막으로, 고주파 모니터링 설비는, 기준 측정 신호들에 기초하여 위상 편차 표시자 값을 결정하도록 구성되는, 위상 편차 모니터링 유닛을 필요로 하며, 상기 위상 편차 표시자 값은 해당하는 전송 설비들 사이의 측정 설비들 사이의 상대적 위상 편차를 표시한다.

이러한 위상 편차 모니터링 유닛은 또한, 기존의 고주파 모니터링 설비를 개장(retrofit)하기 위해 독립형 컴포넌트로서 구성될 수 있어서, 상기 기존의 고주파 모니터링 설비가 본 발명의 방식으로 동작할 수 있다.

이러한 위상 편차 모니터링 유닛은 기준 측정 신호들 및/또는 그에 기초하는 기준 값들을 검출하기 위한 적합한 인터페이스를 필요로 한다. 본 명세서에서, 기준 측정 신호들은 다시, 각각 전송 채널들 중 다른 전송 채널 상에서 상이한 시간 포인트들에서 출력된 기준 전송 신호에 의해 유도된, (각각의 전송 채널들에 할당된) 상술된 측정 설비들에 의해 측정된 신호들이다. 예를 들어, 기준 값들은, 이미 적합하게 서로 (또는 예를 들어, 진폭 및 위상을 나타내는 복소수의 형태로, 기준 진폭 및/또는 기준 위상 값과) 상관되는 등등의 적합한 방식으로 추가로 프로세싱되는 기준 측정 신호들일 수 있다. 이러한 기준 값들의 통상의 예는, 아래에서 더욱 상세하게 기술되는, 이른바 스캐터 매트릭스(scatter matrix)의 매트릭스 엘리먼트일 것이다.

그 다음으로, 이러한 위상 편차 모니터링 유닛이 구성되어서, 상기 위상 편차 모니터링 유닛은 (직접적으로 또는 간접적으로, 기준 측정 신호들에 기초하는 기준 값들의 도움으로) 기준 측정 신호들에 기초하여 위상 편차 표시자 값을 결정하며, 상기 위상 편차 표시자 값은 해당하는 전송 채널들의 측정 설비들 사이의 상대적 위상 편차를 나타낸다.

본 발명의 고주파 전송 설비는, 예를 들어, 전송 안테나 시스템의 개개의 전송 채널들로의 대응하는 라인들뿐만 아니라 펄스 발생 시스템에 의해 각각 발생된 고주파 펄스들을 수용하고 이들을 요구되는 전력으로 증폭시키는 다수의 고주파 전력 증폭기들을 이용하여, 통상의 방식으로 구성될 수 있다. 상기 고주파 전송 설비는 또한, 상술된 본 발명의 고주파 모니터링 설비를 갖는다.

다른 표준 컴포넌트들, 이를 테면 기본 필드 자석, 다수의 개개의 그레디언트(gradient) 코일들을 갖는 그레디언트 자석 시스템, 그리고 몇몇 경우들에서 적합한 안테나들을 갖는 부가적인 고주파 수신 설비들에 부가하여, 본 발명의 자기 공명 토모그래피 시스템은 또한, 이러한 고주파 모니터링 설비 및 복수의 전송 채널들을 갖는 전송 안테나 시스템을 갖는 본 발명의 고주파 전송 설비를 갖는다.

상기 고주파 전송 설비, 그리고 특히 고주파 모니터링 설비는 또한, 적어도 부분적으로, 적합한 컴퓨터 유닛들 상에서 소프트웨어 모듈들의 형태로 구현될 수 있다. 이는 특히, 측정된 신호들, 그리고 선택적으로 아날로그 방식으로 사전프로세싱되고 디지털화된 신호들을 추가로 프로세싱하는 컴포넌트들에 적용된다.

이는 특히, 원칙적으로, 전체적으로 또는 부분적으로, 적합한 컴퓨터 유닛 상에 소프트웨어의 형태로 구현될 수 있는 위상 편차 모니터링 유닛에 적용된다. 이러한 정도로, 본 발명은 또한, 프로그램이 고주파 전송 설비 내에서 실행될 때, 본 발명의 방법의 모든 단계들을 실행하기 위해, 적합한 프로그램 코드 세그먼트들을 이용하여, 자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비, 특히 고주파 모니터링 설비의 메모리 내로 직접적으로 로딩될 수 있는 컴퓨터 프로그램에 의해 달성된다. 본 명세서에서, 단계들의 실행은, 이러한 목적을 위해 요구되는 하드웨어 컴포넌트들이 적합한 방식으로 활성화되어서, 추가의 프로세싱을 위해 요구되는 신호들을 수신하기 위한 원하는 측정들, 다시 말해 기준 전송 신호의 방출 및 기준 측정 신호들의 측정이 원하는 방식으로 수행된다는 것을 의미하는 것으로 이해된다.

뒤따르는 설명 및 종속 청구항들은 본 발명의 특히 유리한 실시예들 및 전개들을 포함한다. 본 명세서에서, 하나의 카테고리의 청구항들은 또한 유리하게, 상이한 카테고리의 종속 청구항들과 동일한 방식으로 전개될 수 있다. 특정 예시적인 실시예들과 관련하여 인용된 본 발명의 피처들은 또한, 추가의 예시적인 실시예들을 달성하기 위해 상이한 피처들과 상이한 방식으로 다시 결합될 수 있다.

원칙적으로, 단지 하나의 마이너(minor) 위상 편차가 검출되자마자 고주파 전송 설비를 이용하여 개입(intervention)이 발생할 수 있다. 그러나, 실제로는, 마이너 편차들이 정상적으로 용인될(tolerated) 수 있는 경우에, 마이너 편차들은 원칙적으로 배제되지 않아야 하는데, 그 이유는 추가의 모니터링 거동 또는 모니터링 신뢰도에 대한 상기 마이너 편차들의 영향은 관련이 없기 때문이다. 그러므로, 고주파 전송 설비를 모니터링할 때 그리고 전체적인 측정 동작 동안 불필요한 간섭을 회피하기 위해, 위상 편차 표시자는 바람직하게 위상 허용한계 값과 비교된다. 이를 위해, 위상 편차 모니터링 유닛은 바람직하게, 제한 값 모니터링 유닛을 갖거나 또는 상기 제한 값 모니터링 유닛에 커플링되며, 이는 미리결정된 위상 허용한계 값으로부터 위상 편차 표시자 값의 편차를 결정한다.

고주파 전송 설비의 제어는 또한 바람직하게 이러한 비교를 고려하여 발생한다. 예를 들어, 미리결정된 위상 허용한계 값이 초과되는 경우, 진행중인 또는 계류중인 자기 공명 측정의 실행이 바람직하게 단지 중지될 수 있다, 다시 말해 측정이 중단되거나 또는 방지된다.

대안적으로, 측정된 위상 편차에 기초하여, 미리결정된 위상 허용한계 값이 초과되는 경우, 자기 공명 측정에 대한 제어 파라미터를 정정하는 것이 또한 가능하다. 측정을 중지시키는 것은 일반적으로 가장 안전한 방식이며, 그리고 어떠한 의심이라도 존재하는 경우의 선택 방법이어야 한다. 그러나, 측정 설비의 특정한, 고정적 에러(constant error)가 위상 편차를 생성하는 전적으로 명백한 경우들에서, 측정 설비가 올바르게 측정하였고 위상 편차가 존재하지 않았던 것처럼 다시, 궁극적으로 상기 측정 설비로부터의 측정 신호들에 기초하는 제어 파라미터를 정정하는 것이 물론 가능하다.

원칙적으로, 위상 허용한계 값은 설정된 절대값일 수 있다. 다른 한편, 기준 측정 신호, 또는 몇몇 경우들에서는 심지어 기준 전송 신호가 더 작을수록, 예를 들어 SAR 제한 값들에 순응하기 위해 위상 편차가 상당히 작아진다. 그러므로, 위상 허용한계 값은 바람직하게, 기준 전송 신호 및/또는 기준 측정 신호의 고주파 전압 진폭의 함수로서 미리결정된다. 예를 들어, 위상 허용한계 값이, 낮은 고주파 전압 진폭들에 대해 증가되는 것이 따라서 보장될 수 있다, 다시 말해 따라서 매우 높은 기준 측정 신호들 또는 기준 전송 신호들을 가지기보다는 다소 더 큰 위상 편차가 허용가능하다.

상기 언급한 바와 같이, 원칙적으로 임의의 신호가 기준 전송 신호로서 이용될 수 있다. 기준 전송 신호의 (최대) 고주파 진폭은 바람직하게, 그것이 특정 테스트 제한 값을 초과하도록 선택된다. 이러한 테스트 제한 값은 예를 들어, 충분히 큰 기준 측정 신호들이 다른 채널들 상에서 항상 측정될 수 있다는 것을 보장하도록 설정된다. 고주파 전송 신호가, 후에 수행될 자기 공명 측정에 대응하도록, 기준 전송 신호가 규정되는 것이 특히 바람직하다. 이는, 테스트 또는 모니터링이 각각의 후속 측정에 적합하다는 것을 보장한다. 특히 바람직하게, 자기 공명 측정 동안 방출될 펄스 시퀀스로부터 고주파 펄스를, 특히 바람직하게 펄스 시퀀스 내에서 최대 높이를 갖는 고주파 펄스를 선택하는 것이 가능하다.

위상 편차 표시자 값은 특히 바람직하게, 스캐터 파라미터 매트릭스에 기초하여 결정된다. 이러한 스캐터 파라미터 매트릭스는 기준 측정 신호들에 기초하여 사전에 결정된다. DE 10 2008 063 630 B4호에 기술된 바와 같이, 이러한 스캐터 파라미터 매트릭스는 어쨌든 모니터링 방법의 부분으로서 측정되고, 추가의 모니터링을 위해 이용된다. 그러므로, 본 발명의 방법은, 거기서 수행되는 측정들이, 스캐터 파라미터 매트릭스를 결정하기 위해 즉각적으로 이용될 수 있으며, 표준 모니터링 방법을 넘어서는 어떠한 부가적인 측정 루틴들도 요구되지 않는다는 이점을 갖는다.

특정한 중요 조건들이 변경되는 경우, 예를 들어 환자의 변화가 존재하거나, 복와위(prone position)가 변경되거나, 측정을 위해 이용되는 코일들이 변경되거나, 또는 다른 여기 모드가 이용되는 경우(예를 들어, 원형으로부터 타원형 분극으로 또는 그 반대로 스위칭할 때), 스캐터 파라미터 매트릭스의 측정에 대응하는 조정들이 항상, 알려진 모니터링 방법에 대해 수행된다. 임의의 경우에서, 어쨌든 새로운 스캐터 파라미터 매트릭스가 공급되고, 이를 위해 기준 전송 신호들 및 다른 기준 측정 신호들의 도움으로 대응하는 측정들이 결정될 때, 그러므로 위상 편차 표시자 값은 또한, 본 발명의 방법의 부분으로서 단순한 방식으로 결정될 수 있다. 본 명세서에서, DE 10 2008 063 630 B4호에 따라, 예를 들어, 부하(load) 없이 측정되는 기준 스캐터 파라미터 매트릭스 및/또는 디바이스 내 검사 대상으로 측정되는 대상-특정 스캐터 파라미터 매트릭스를 이용하는 것이 가능하다.

상기에서 여러 번 언급된 바와 같이, 측정은, 각각의 채널 상에서 (안테나 시스템에) 도달하는(arriving) 웨이브 및 리턴되는(returning) 웨이브(즉, 안테나 시스템으로부터 수신되는 또는 반사되는 전자기 웨이브) 양측 모두를 검출하는 방향성 커플러의 도움으로 발생할 수 있다. 그 다음으로, 양측 방향들에서 측정된 복소수 전압 진폭들(즉, 위상 정보에 링크되는 전압 진폭들, 전압 진폭 및 위상 정보는 복소수의 도움으로 함께 인코딩됨)은, 각각의 측정 설비의 측정 수신기에 전달되고, 그 다음으로 상기 측정 수신기는 상기 값들을 적합한 형태로 추가로 프로세싱한다. 예를 들어, 상기 측정 수신기들은, 전송 채널 상에서 도달하는 방향 및 리턴되는 방향의 측정 값들을 프로세싱할 수 있어서, 고주파 신호들이 기저대역으로 변환되고, 상기 기저대역은 예를 들어, 약 0 ㎐의 주파수 범위 내에 놓이고, 10 ㎒의 대역폭을 갖는다. 기저대역으로의 이러한 변환은, 전압 진폭들의, 디지털 형태로의 보다 단순한 변환을 허용한다. 그러나, 적합한 디지털화가, 측정된 복소수 전압 진폭들의 고주파 범위 내에서 직접적으로 발생하는 것이 또한 가능하다. 스캐터 파라미터 매트릭스가 기준 전송 신호 및 후속하는 기준 측정 신호들의 측정에 기초하여 결정될 수 있는 방법이 DE 10 2008 063 630 B4호로부터 습득될 수 있어서, 이러한 목적을 위해 상기 문서에 대한 인용이 이루어질 수 있다.

스캐터 파라미터 매트릭스 대신에, 임피던스 매트릭스, 컨덕턴스 매트릭스, K 매트릭스 등이 대안적으로 이용될 수 있는데, 그 이유는 이들이 스캐터 파라미터 매트릭스로 변환될 수 있기 때문이다. 그러나, 스캐터 파라미터 매트릭스의 일 특정 이점은, 스캐터 파라미터 매트릭스가 역수 매트릭스여서, 상호 네트워크가 존재할 때이다 ― 이는 통상적으로, 자기 공명 토모그래피 시스템의 표준 고주파 전송 설비의 안테나와 같은 패시브 네트워크를 갖는 경우임 ―. 이러한 경우, 스캐터 파라미터 매트릭스의 매트릭스 엘리먼트는 바람직하게, 스캐터 파라미터 매트릭스의 주대각선(main diagonal)에 관하여 대칭적으로 배치된 스캐터 파라미터 매트릭스의 매트릭스 엘리먼트와 간단히 비교될 수 있다. 그 다음으로, 바람직하게 이러한 비교에 기초하여, 매트릭스 엘리먼트들이 할당되는 각각의 채널들에 대해 위상 편차 표시자 값을 결정하는 것이 가능하다.

이러한 스캐터 파라미터 매트릭스의 매트릭스 엘리먼트들은, 스캐터 진폭 및 스캐터 위상을 포함하는 복소 수치 값들이다. 그러므로, 스캐터 파라미터 매트릭스의 매트릭스 엘리먼트들의 비교는 상이한 방식들로 발생할 수 있다. 한편으로는, 하나의 바람직한 변형에서, 매트릭스 엘리먼트들의 복소수값들이 서로 비교될 수 있다. 그러나, 매트릭스 엘리먼트들의 복소수값들의 양들을 단순히 비교하는 것이 또한 가능하다. 위상 변위가 또한 이들 양들에 영향을 미쳐서, 이러한 비교는 위상 변위를 검출하기에 매우 적합하다. 마지막으로, 하나의 바람직한 변형에서, 단지, 매트릭스 엘리먼트들의 값들의 위상각들의 비교가 또한 발생할 수 있다. 모든 경우들에서, 비교는 예를 들어, 감산에 의해 수행될 수 있다. 0보다 큰 값이 획득되는 경우, 위상 변위가 존재한다. 대안적으로, 각각의 값들을 서로 나누는 것이 또한 가능하다. 그 다음으로, 위상 변위는, 값 1로부터의 편차에 의해 표시된다. 그러므로, 차이 또는 나눗셈에 기초하는 결정의 도움으로, 단순한 위상 표시자 편차 표시자 값들이 획득되며, 이는 특히 단순하게, 예를 들어 디지털적으로 평가될 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 모니터링 방법은 특히 단순화될 수 있다.

상기 언급한 바와 같이, 모니터링 방법은 바람직하게, 순환하는 간격(recurring interval)들로 반복된다. 이들 간격들은 하나 또는 그 초과의 규칙들에 기초할 수 있다; 다시 말해 모니터링 방법은 규칙들에 기초하여 실행될 수 있다. 예를 들어, 이들은 상기 기술된 바와 같이, 시간적 규칙들, 이용되는 고주파 전압 진폭들에 관한 규칙들, 또는 환자, 복와위, 자기 공명 측정을 위해 이용되는 안테나들, 여기 모드 등의 변화에 관한 규칙들일 수 있다. 이를 위해, 고주파 모니터링 설비는, 규정된 규칙들에 따라 모니터링 방법의 반복들을 시작하는 모니터링 트리거 인터페이스 등을 가질 수 있다.

본 발명은 예시적인 실시예들에 기초하여, 첨부 도면들을 참조하여 다시 한번 아래에서 기술된다.

도 1은 본 발명의 고주파 전송 설비의 예시적인 실시예를 갖는 자기 공명 토모그래피 시스템의 부분의 간단한 기본 예시를 도시하고,
도 2는 본 발명의 방법의 예시적인 실시예의 간략화된 흐름도를 도시한다.

본 발명의 자기 공명 토모그래피 시스템(1)은 여전히, 실제 자기 공명 측정들을 수행하기 위해 이용될 수 있는 이른바 스캐너, 및 스캐너의 컴포넌트들을 활성화시키는 연관된 제어 설비로 구성된다. 상기 스캐너는 환자 또는 검사 대상이 환자 침상 위에 위치될 수 있는, 일반적으로 환자 터널로 지칭되는 측정 공간을 갖는다. 예를 들어, 스캐너의 전송 안테나 시스템(15)은, 측정 공간 내에 거의 임의적인 전송 필드 분포를 구성할 수 있도록 하기 위해, 다수의 개별적으로 활성화가능한 전송 채널들을 갖는 전체 몸체 코일(15)을 포함할 수 있다. 이러한 전체 몸체 코일(15)은 도 1에 예시된다. 이는, 측정 공간 둘레의 원통형 표면 상에 서로 평행하게 배치되고, 서로 커플링되는, 다수의 (예를 들어, 8개의) 독립적으로 활성화가능한 컨덕터 로드(conductor rod)들을 갖는 버드케이지(birdcage) 코일로 알려져 있는 것이다. 그러나, 본 발명은 이러한 전송 안테나 시스템들로 제한되지 않는다. 특히 또한, 전송 안테나 시스템이 전체 몸체 코일에 의해 형성될 필요가 없다; 대신에 상기 전송 안테나 시스템은 복수의 이른바 로컬 코일들로 또한 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 로컬 코일들은, 상이한 전송 채널들을 갖는 헤드 코일 등일 수 있다.

스캐너는 또한 일반적으로, 원하는 자기장 그레디언트들을 3개의 공간 방향들에 각각 적용하기 위해 그레디언트 자석 시스템의 다수의 그레디언트 코일들뿐만 아니라, 원하는 강력한 기본 자기장을 측정 공간 내에 적용하기 위해 기본 필드 자석을 갖는 자석 시스템을 갖는다. 그러나, 이들 컴포넌트들은 더 큰 명료함을 위해 도 1에 도시되지 않는다.

스캐너는 시스템 제어기에 의해 일반적 방식으로 제어되고, 차례로 상기 시스템 제어기는 일반적으로 단자 등에 접속되고, 이를 통해 전체 자기 공명 토모그래피 시스템(1)이 오퍼레이터에 의해 동작될 수 있다. 이러한 시스템 제어기 중 고주파 전송 설비(10) 및 고주파 모니터링 설비(100)만이 본 명세서에 도시된다. 자기 공명 측정을 위한 적합한 고주파 펄스 시퀀스들은 이러한 고주파 전송 설비(10)를 통해 발생된다. 이는, 펄스 발생 시스템(40)에서 발생되고, 상기 펄스 발생 시스템(40) 내에서, 예를 들어, 상이한 채널들을 위한 디지털 고주파 펄스 시퀀스들이 먼저 발생되고, 그 다음으로 이들은 아날로그 작은 신호들로 변환되고, 개개의 전송 채널들 내로 공급된다. 그 다음으로, 이들 작은 신호들은, 도 1에 도시된 바와 같이, 최종적으로 이들 작은 신호들을 전체 몸체 코일(15)의 개개의 안테나 로드들 내로 공급하기 위해, 적합한 고주파 전력 증폭기들(PA₁, PA₂, ..., PA_n) 에 의해 증폭된다.

시스템 제어기의 추가의 컴포넌트들은, 고주파 신호들, 구체적으로는 측정 동안 검사 대상 내에서 생성된 자기 공명 신호들을 검출하고 그 다음으로 추가로 프로세싱하기 위해 이용되는 적합한 고주파 수신 설비이다. 그 다음으로, 고주파 공명 신호들의 이러한 측정은, 예를 들어, 전송 모드로부터 수신 모드로 스위칭할 수 있도록 하기 위해 스위칭 설비들을 각각 갖는 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)을 갖는 전체 몸체 코일(15)의 도움으로 발생할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로 개별 수신 안테나들, 예를 들어 로컬 코일들이 또한 제공될 수 있으며, 그 다음으로 이들은, 자기 공명 신호들을 수신하고 상기 자기 공명 신호들을 제어 설비의 수신 설비에 전달하기 위해 이용될 수 있다.

일반적인 방식으로 수신된 자기 공명 신호들(미가공(raw) 데이터)을 추가로 프로세싱하고, 그들로부터 원하는 이미지들을 재구성하기 위해, 재구성 설비가 또한 일반적으로 제어 설비 내에 존재한다.

본 명세서에서 이러한 자기 공명 토모그래피 시스템(1), 특히 시스템 제어기는 또한, 발생된 이미지들을 다른 스테이션들 등으로 전달하기 위해, 복수의 추가의 컴포넌트들, 예를 들어 네트워크로의 접속을 위한 인터페이스들을 가질 수 있다는 것이 유의되어야 한다. 그러나, 자기 공명 토모그래피 시스템들의 기본 구조가 당업자에게 알려져 있기 때문에, 명료함의 이유들을 위해, 이들 컴포넌트들을 도 1에 도시하거나 또는 이들을 추가로 설명하지 않는 것으로 결정되었다.

궁극적으로, 전력 제한 값들이, 측정 동안 방출된 고주파 신호들의 파워 및 측정 공간 내에서의 상기 고주파 신호들의 오버레잉에 의해, 특정 포인트들에서 초과되지 않는 것을 보장하기 위해 고주파 전송 설비(10)를 모니터링하도록 의도되는 고주파 모니터링 설비(100)에 있어서, 방향성 커플러들(31₁, 31₂, ..., 31_n)이, 개개의 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)로부터 전송 안테나 시스템(15)으로의 공급 라인들에 각각 배치된다. 각각의 전송 채널(K₁, K₂, ..., K_n)에 대해 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)에 도달하는 및 리턴되는 웨이브들의 복소수 진폭들(즉, 상기 언급된 바와 같은 진폭 및 위상)을 측정하기 위해, 이들 방향성 커플러들(31₁, 31₂, ..., 31_n)은 각각 연관된 측정 수신기들(32₁, 32₂, ..., 32_n)과 함께 적합한 측정 설비(30₁, 30₂, ..., 30_n)를 형성한다. 그 다음으로, 측정된 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)이 제어 컴퓨터(20)에 전달되고, 그에 따라 상기 제어 컴퓨터(20)는 상기 신호들을 평가한다.

이러한 제어 컴퓨터(20)는 예를 들어, 자기 공명 토모그래피 시스템(1)의 제어 설비 내의 소프트웨어 모듈 또는 마이크로제어기일 수 있다. 제어 컴퓨터(20)는 측정 인터페이스(210)를 통해 각각 측정 설비들(30₁, 30₂, ..., 30_n)로부터 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)을 수용하고, 이들을 추가로 프로세싱한다. 본 명세서에서, 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)은 예를 들어, 스캐터 파라미터 매트릭스(S)를 발생시키기 위해 스캐터 파라미터 매트릭스 결정 유닛(220)에서 우선 이용된다. 총 n개의 커넥터들을 갖는 전기 네트워크들은 일반적으로, 아래와 같이 복소수 스캐터 파라미터 매트릭스들(S)에 의해 기술될 수 있다:

개개의 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 상에서 교대로 기준 전송 신호(RS)를 방출함으로써, 그리고 이와 동시에, 이때 이러한 기준 신호(RS)가 방출되지 않게 하는 각각 다른 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 상에서 유도된 포워드 및 백워드 신호들의 전압들을 측정함으로써, 이러한 스캐터 파라미터 매트릭스가 상기 언급된 바와 같이 결정될 수 있다. 따라서 본 명세서에서, 측정된 이들 신호들은 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)로 지칭된다.

이는 도 2에서 흐름도의 형태로 다시 예시된다. 제 1 방법 단계(V_A)에서, 기준 전송 신호(RS)가 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 중 제 1 채널 상에서 방출된다. 추가의 단계(V_B)에서, 각각의 다른 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 상에서 측정이 발생한다. 다른 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 상에서 유도된 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)과 사실상 동시에, 기준 측정 신호(RM₁, RM₂, ..., RM_n)로서 기준 전송 신호(RS)의 복소수 전압 진폭이 또한 측정된다. 이는, 비-전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 상에서 유도된 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)이 물론 더 늦게 도착하지만, 상기 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)로의 또는 상기 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)에서의 지연들 시간들이, 전송된 기준 전송 신호(RS) 또는 유도된 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)의 길이보다 훨씬 더 짧다는 것을 의미하며, 이는 해당하는 시간 범위에 걸친 측정이 원칙적으로 정적이게, 다시 말해 사실상 동시적이게 만든다. 그 다음으로 본 명세서에서 결정된 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)은 단계(V_C)에서 수집되며, 가능한 한 스캐터 파라미터 매트릭스(S) 또는 스캐터 파라미터 매트릭스(S)의 개개의 매트릭스 엘리먼트들은 예를 들어, 이용가능한 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)을 이용하여 결정된다. 그 다음으로, 방법 단계들(V_A, V_B, V_C)은 점진적으로, 모든 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)에 대해 반복된다, 다시 말해 기준 전송 신호(RS)가 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 각각 상에서 번갈아 방출되며, 이때 동일한 기준 전송 신호(RS), 예를 들어 단순한 방형파 신호가 바람직하게는 항상 이용된다. 이를 위해, 스캐터 파라미터 매트릭스 결정 유닛(220)은, 각각의 전송 채널(K₁, K₂, ..., K_n) 상에서 원하는 기준 전송 신호(RS)를 방출하도록 트리거 신호(TS)에 의해 펄스 발생 시스템(40)에게 프롬프트된다는 것을 예를 들어, 트리거 인터페이스(260)(도 1 참조)를 통해 보장할 수 있다.

스캐터 파라미터 매트릭스(S)의 계산은 아래에서 기술되며, 여기서, 도달하는 및 리턴되는 웨이브 변수들 또는 복소수 전압 진폭들로부터 스캐터 파라미터 매트릭스가 결정될 수 있는 방법이 설명된다.

스캐터 파라미터 매트릭스(S)의 엘리먼트들은, 채널(K₁, K₂, ..., K_n) 내에 도달하는 웨이브 변수들(a₁, ..., a_i, ..., a_k, ..., a_n)을, 상기 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)에서 리턴되는 웨이브 변수들(b₁, ..., b_i, ..., b_k, ..., b_n)에 링크시킨다. 본 명세서에서, 도달하는 웨이브 변수들(a₁, ..., a_i, ..., a_k, ..., a_n)은 벡터 A의 엘리먼트들이고, 리턴되는 웨이브 변수들(b₁, ..., b_i, ..., b_k, ..., b_n)은 벡터 B의 엘리먼트들이며, 이에 대해 다음이 적용된다:

이는, 예를 들어 아래와 같은 개개의 스캐터 파라미터들(s_ij 및 s_ik), 즉 스캐터 파라미터 매트릭스(S)의 매트릭스 엘리먼트들을 제공한다:

측정의 도움으로 스캐터 파라미터 매트릭스(S)를 결정하기 위해, HF 기준 전송 신호(RS)가 개개의 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 각각 상에서 번갈아 전송되고, 상기 프로세스에서, 도달하는 및 리턴되는 HF 웨이브들의 복소수 전압 진폭들(U_arr, U_ret)은 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 각각 상에서 개별적으로 측정된다.

도달하는 HF 웨이브 변수(a_i)는 아래와 같이 복소수 측정된 진폭(U_arr)으로부터 획득된다:

여기서, Z₀은 각각의 채널(K₁, K₂, ..., K_n)의 이른바 기준 또는 매칭 임피던스, 다시 말해 교류 전류 임피던스이며, 이는 일반적으로 50Ω이다. 리턴되는 HF 웨이브(b_i)는 아래와 같이 복소수 측정된 진폭(U_ret)으로부터 획득된다:

따라서, 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)로부터 벡터들 A 및 B의 엘리먼트들을 계산하고, 그러므로 궁극적으로, 적합한 매트릭스 연산들에 의해 스캐터 파라미터 매트릭스(S) 그 자체를 계산하는 것이 가능하다.

이러한 프로세스에서, 다른 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 중 하나 또는 그 초과의 채널들은 스캐터 파라미터 매트릭스(S)를 결정하기 위해 측정하는 동안 수신을 위해 (예를 들어, 적합한 스위치가능 임피던스를 이용하여) 폐쇄(close) 될 수 있다. 이는 스캐터 파라미터 매트릭스(S)의 단순한 계산을 허용한다.

그러나, 모든 다른 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)은 바람직하게, 기준 전송 신호(RS)의 방출 동안 수신할 준비가 되어 있고, 기준 측정 신호(RM₁, RM₂, ..., RM_n)는 각각 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 각각에서 검출되어서, 부가적인 스위칭 설비(즉, 예를 들어 스위치가능 임피던스)가 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)을 차단(close off)할 필요가 없다. 그 다음으로, 스캐터 파라미터 매트릭스(S)를 결정하기 위해 수행하기에 조금 더 어려운 매트릭스 문제에 대한 솔루션을 계산하는 것만이 필요하다.

그 다음으로, 스캐터 파라미터 매트릭스(S)는 도 1에 예시된 바와 같이, 예를 들어 계산 유닛(230)에 전달될 수 있고, 상기 계산 유닛(230)은, 이러한 스캐터 파라미터 매트릭스(S)에 기초하여 고주파 전송 설비(10)를 모니터링하기 위한 제어 신호들(KS)을 결정하고, 그리고 그 다음으로 예를 들어, 상기 제어 신호(KS)를 통해 고주파 전력 증폭기들(PA₁, PA₂, ..., PA_n)을 활성화시키고, 그리고 특정 제한 값들이 초과되는 위험이 존재한다면, 예를 들어 그들의 전력을 감소시키거나 또는 완전히 억제한다. 이러한 계산 유닛(230)의 동작의 모드는 또한 DE 10 2008 063 630 B4호에 기술되어 있다.

그러나, 부가적으로 본 발명에 따르면, 위상 편차 표시자 값(PAI)은 이제, 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)에 기초하여, 또는 간접적으로 상기 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)에 기초하여, 구체적으로는 상기 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)로부터 생성된 스캐터 파라미터 매트릭스(S)에 기초하여 생성된다. 이는 방법 단계(V_D)에서 발생한다. 이를 위해, 계산 유닛(230)은 또한, 대응하는 인터페이스(241)를 통해 스캐터 파라미터 매트릭스(S)를 수용할 수 있는 위상 편차 모니터링 유닛(240)을 갖는다. 전체적으로 계산 유닛(230) 같이, 자신의 인터페이스(241)를 갖는 이러한 위상 편차 모니터링 유닛(240), 및 스캐터 파라미터 매트릭스 결정 유닛(220)은 바람직하게, 제어 컴퓨터 상에서 소프트웨어의 형태로 구현된다.

위상 편차 모니터링 유닛(240)은, 스캐터 파라미터 매트릭스(S)에 기초하여, 하나의 전송 채널(K₁, K₂, ..., K_n)의 측정 설비(30₁, 30₂, ..., 30_n)와 다른 전송 채널(K₁, K₂, ..., K_n)의 측정 설비(30₁, 30₂, ..., 30_n) 사이에 위상 편차가 존재하는지를 결정한다. 본 명세서에서, 예시된 몸체 코일(15)과 같은, 상호(reciprocal) 네트워크들은, 스캐터 파라미터 매트릭스의 매트릭스 엘리먼트들이 주대각선에 대해 대칭적으로 동일하다는, 다시 말해 정상 상태들에서, 모든 i, j = 1, ..., n에 대해, S_ij = S_ji가 상기 도시된 매트릭스(S)의 엘리먼트들에 적용된다(여기서, n은 측정 설비들의 수 또는 전송 채널들의 수임)는 특징을 갖는다는 사실이 이용된다. 다시 말해: 스캐터 파라미터 매트릭스는 대칭적이고, 이는 또한, 스캐터 파라미터 매트릭스(S)가 그의 전치된 매트릭스(S^T)와 또한 동일하다는 것을 의미한다. 스캐터 파라미터 매트릭스(S)의 상호성(reciprocity)의 이러한 특징은 이제, 측정 설비들의 장기간 안정성을 검사하기 위해 유리하게 이용될 수 있다.

이를 위해, 주대각선에 대해 대칭적으로 놓여 있는 매트릭스 엘리먼트들의 동일성(identicalness)을 검사하는 것만이 필요로 된다. 그러므로, 가장 단순한 경우로, 예를 들어 단지 2개의 전송 채널들을 갖는 전송 안테나 시스템이 검사된다면, 단순히, 매트릭스 엘리먼트(S₁₂)가 매트릭스 엘리먼트(S₂₁)와 동일한지가 모니터링되어야 한다. 4개-채널 고주파 전송 설비의 경우에서, S₁₂를 S₂₁에 대해, S₁₃을 S₃₁에 대해, S₂₃을 S₃₂에 대해, S₁₄를 S₄₁에 대해, S₂₄를 S₄₂에 대해, 그리고 S₃₄를 S₄₃에 대해 검사할 필요가 있을 것이다.

본 명세서에서, 동일성 검사가 상이한 방식들로 발생할 수 있다:

한편으로는, 매트릭스 엘리먼트들의 복소수값들의 완전한(complete) 벡터들의 동일성이 검사될 수 있다. 예를 들어, 매트릭스 엘리먼트들(S_ij 및 S_ji) 사이의 벡터적인 차이가 각각의 경우에서, 규정된 제한 값보다 더 작은지가 단순히 검사될 수 있다.

대안적으로, 검사는 또한 단순히, 복소수 매트릭스 엘리먼트들(S_ij 및 S_ji)의 양(amount)들의 동일성에 대해 수행될 수 있다.

그러나, 유사하게, 검사는 또한, 매트릭스 엘리먼트들(S_ij 및 S_ji)의 위상각들의 동일성에 대해 수행될 수 있다.

동일성을 검사하기 위해, 상술된 값들, 즉 벡터들, 양들 또는 심지어 위상각들이 서로로부터 감해질 수 있다.

대안적으로, 상술된 값들은 또한, 비교를 위해 서로 나눠질 수 있다.

본 명세서에서, 매트릭스 엘리먼트들(S_ij 및 S_ji) 사이의 차이 또는 상기 매트릭스 엘리먼트들(S_ij 및 S_ji)의 몫(quotient)은 예를 들어, 위상 편차 표시자 값(PAI)이다. 그러므로, 차이가 형성되는 경우, 어떠한 위상 편차도 존재하지 않을 때, 0의 구역 내의 또는 0의 위상 편차 표시자 값(PAI)이 바람직하게 초래되고, 그리고 몫이 형성되는 경우, 1의 구역 내의 또는 1의 위상 편차 표시자 값(PAI)이 초래된다. 이러한 위상 편차 표시자 값(PAI)은 각각의 경우에서, 제한 값, 위상 허용한계 값(PTW)과 비교될 수 있다. 이러한 제한 값 또는 위상 허용한계 값(PTW)과의 비교는 또한, 예를 들어 방법 단계(V_D)에서 발생할 수 있고, 본 명세서에서는 제한 값(PTW)이 외부에서 미리결정되는 것으로 도시된다.

이는 또한, 도 1에서 예시적으로 예시된다. 위상 허용한계 값(PTW)은 예를 들어 메모리 내에 영구적으로 저장될 수 있거나, 또는 계산 규칙에 의해 자동적으로 미리결정될 수 있다. 제한 값 또는 위상 허용한계 값(PTW)은 또한, 미리결정되는 특정 규칙들을 이용하여, 측정 설비들에서 예상되는 측정 전압들의 함수로서 선택될 수 있다. 예상된 측정 전압들은, 예를 들어 후에 수행될 자기 공명 검사를 위해 제어 프로토콜로부터 유도되거나 또는 결정될 수 있다. 따라서, 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)의 낮은 진폭들, 다시 말해 측정 설비들에서의 측정 전압들을 이용하여, 측정 설비들(30₁, 30₂, ..., 30_n)의 제한된 동적 범위로 인해 몇몇 경우들에서 진폭이 감소함에 따라 증가하는 측정 에러들을 고려하기 위해, 위상 허용한계 값(PTW)이 약간 증가될 수 있다. 이는 가능한데, 그 이유는 전력이 감소함에 따라(이는 감소하는 측정 전압들을 초래함), 환자에 대한 위험이 또한 지속적으로 감소되고, 그러므로 더 큰 허용한계 값들이 허용가능하다.

도 1의 예시적인 실시예에 따라, 위상 허용한계 값(PTW)과, 결정된 위상 편차 표시자 값(PAI)의 비교는 별개의 제한 값 모니터링 유닛(250)에서 발생한다. 그 다음으로, 이러한 제한 값 모니터링 유닛(250)은 예를 들어, 위상 허용한계 값(PTW)이 위상 편차 표시자 값(PAI)에 의해 초과될 때, 대응하는 경고값을 출력한다. 그 다음으로, 이러한 신호는 제어 컴퓨터(20) 또는 계산 유닛(230)에 의해 추가로 프로세싱되거나 또는 대응하는 제어 신호들(KS)이 전력 증폭기들(PA₁, PA₂, ..., PA_n)에 출력되게 하고, 이는 극한의 경우에서, 진행중인 측정을 간단히 중단시키거나, 또는 에러가 제거될 때까지 추가의 측정이 수행되는 것을 방지한다. 동시에, 대응하는 경고 신호가 오퍼레이터에게 출력될 수 있어서, 상기 오퍼레이터에게 에러가 알려진다. 위상 편차 모니터링 유닛(240) 및 제한 값 모니터링 유닛(250)은 또한 공통의 유닛으로서 구성될 수 있다.

추가의 방법 단계(V_E)에서, 진행중인 측정들에서의 이러한 개입(intervention)은 선택적인 방법 블록으로서 도시된다. 유사하게, 방법 단계(V_A)까지 지시하는 좌측 상의 파선 화살표는, 모니터링이 시간적으로 순환하는 간격(recurring interval)들로 발생하거나, 또는 예를 들어 새로운, 상이한 환자 또는 새로운, 상이한 몸체 부분이 이미징될 때, 또는 안테나들 또는 전송 모드가 변경될 때 등의 특정 이벤트들에 대해 반복된다는 것을 상징적으로 표시한다.

상기 예시적인 실시예가 도시됨에 따라, 본 발명은, 충분히 짧은 시간 간격들로 위상 변위에 관하여, 중대한 지출 없이 고주파 전송 설비의 안전-관련 측정 설비들을 또한 검사하는 매우 단순한 방식을 제공하고, 이에 의해 고주파 전송 설비를 모니터링하는 것에 관하여 안전성을 추가로 개선한다.

마지막으로, 상세하게 기술된 바와 같은 상기 방법, 그리고 예시된 고주파 전송 설비 또는 고주파 모니터링 설비는, 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 광범위하게 다양한 방식들로 당업자에 의해 수정될 수 있는 예시적인 실시예들이라는 것이 다시 유의되어야 한다. 본 발명이 의료 분야의 자기 공명 토모그래피 시스템을 참조하여 상술되었지만, 본 발명은 또한, 과학 및/또는 산업에서 이용되는 자기 공명 토모그래피 시스템들에서 이용될 수 있다. 완성도를 위해, 부정 관사 "하나의('a)"의 이용이, 해당하는 피처들이 다중 방식으로 존재할 수 없다는 것을 의미하지는 않는다는 것이 또한 유의되어야 한다. 또한, 용어 "유닛" 또는 "모듈"은, 이들이 몇몇 경우들에서 또한 공간적으로 분산될 수 있는 다수의 컴포넌트들로 구성될 수 없다는 것을 의미하지는 않는다.

1 : 자기 공명 토모그래피 시스템
10 : 고주파 전송 설비
15 : 전송 안테나 시스템/전체 몸체 코일
20 : 제어 컴퓨터
30₁, 30₂, ..., 30_n : 측정 설비
31₁, 31₂, ..., 31_n : 방향성 커플러
32₁, 32₂, ..., 32_n : 측정 수신기
40 : 펄스 발생 시스템
100 : 고주파 모니터링 설비
210 : 측정 인터페이스
220 : 스캐터 파라미터 매트릭스 결정 유닛
230 : 계산 유닛
240 : 위상 편차 모니터링 유닛
241 : 인터페이스
250 : 제한 값 모니터링 유닛
260 : 트리거 인터페이스
K₁, K₂, ..., K_n : 전송 채널
KS : 제어 신호
PA₁, PA₂, ..., PA_n : 고주파 전력 증폭기
PAI : 위상 편차 표시자 값
PTW : 위상 허용한계 값
RS : 기준 전송 신호
RM₁, RM₂, ..., RM_n : 기준 측정 신호들
S : 스캐터 파라미터 매트릭스
TS : 트리거 신호
V_A, ..., V_E : 방법 단계들

Claims

복수의 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)을 갖는 전송 안테나 시스템(15)을 이용하여 자기 공명 토모그래피 시스템(1)의 고주파 전송 설비(10)를 모니터링하기 위한 방법으로서,
기준 전송 신호(RS)는 상이한 시간 포인트들에서 각각 상기 전송 안테나 시스템(15)의 상이한 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 상에서 출력되고, 상기 기준 전송 신호(RS)에 의해 유도된 기준 측정 신호(RM₁, RM₂, ..., RM_n)는 상기 전송 채널(K₁, K₂, ..., K_n)에 할당된 측정 설비(30₁, 30₂, ..., 30_n)를 이용하여 다른 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 중 적어도 하나 상에서 측정되고, 그리고
위상 편차 표시자 값(PAI)은 상기 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)에 기초하여 결정되고, 상기 위상 편차 표시자 값(PAI)은, 해당하는(in question) 상기 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)의 측정 설비들(30₁, 30₂, ..., 30_n) 사이의 상대적 위상 편차를 나타내는,
자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비를 모니터링하기 위한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 위상 편차 표시자 값(PAI)은 위상 허용한계 값(PTW)과 비교되고,
상기 고주파 전송 설비(10)의 제어는 바람직하게 상기 비교를 고려하여 발생하는,
자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비를 모니터링하기 위한 방법.
제 2 항에 있어서,
미리결정된 위상 허용한계 값(PTW)이 초과될 때, 자기 공명 측정의 실행이 중지되거나, 또는
상기 미리결정된 위상 허용한계 값(PTW)이 초과될 때, 자기 공명 측정을 위한 제어 파라미터는, 측정된 위상 편차에 기초하여 정정되는,
자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비를 모니터링하기 위한 방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 위상 허용한계 값(PTW)은 상기 기준 전송 신호(RS) 및/또는 상기 기준 측정 신호(RM₁, RM₂, ..., RM_n)의 고주파 전압 진폭의 함수로서 미리결정되는,
자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비를 모니터링하기 위한 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기준 전송 신호(RS)의 고주파 진폭은, 상기 고주파 진폭이 테스트 제한 값을 초과하도록 선택되는,
자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비를 모니터링하기 위한 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기준 신호(RS)는, 후에 수행될 자기 공명 측정의 전송 신호에 상기 기준 신호(RS)가 대응하도록 규정되는,
자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비를 모니터링하기 위한 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상 편차 표시자 값(PAI)은 스캐터(scatter) 파라미터 매트릭스(S)에 기초하여 결정되는,
자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비를 모니터링하기 위한 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 스캐터 파라미터 매트릭스(S)의 매트릭스 엘리먼트는, 상기 스캐터 파라미터 매트릭스(S)의 주대각선(main diagonal)에 관하여 대칭적으로 배치된 상기 스캐터 파라미터 매트릭스(S)의 매트릭스 엘리먼트와 비교되고,
위상 편차 표시자 값(PAI)은 바람직하게, 상기 비교에 기초하여 결정되는,
자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비를 모니터링하기 위한 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 스캐터 파라미터 매트릭스(S)의 매트릭스 엘리먼트들의 비교는,
상기 매트릭스 엘리먼트들의 복소수값들의 비교,
상기 매트릭스 엘리먼트들의 값들의 양들의 비교,
상기 매트릭스 엘리먼트들의 값들의 위상각들의 비교
중 적어도 하나를 포함하는,
자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비를 모니터링하기 위한 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모니터링 방법은 순환하는 간격(recurring interval)들로 반복되는,
자기 공명 토모그래피 시스템의 고주파 전송 설비를 모니터링하기 위한 방법.
복수의 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)을 갖는 전송 안테나 시스템(15)을 갖는 자기 공명 토모그래피 시스템(1)의 고주파 전송 설비(10)를 위한 고주파 모니터링 설비(100)를 위한 위상 편차 모니터링 유닛(240)으로서,
상기 위상 편차 모니터링 유닛(240)은 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n) 및/또는 상기 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)에 기초하는 기준 값들을 검출하기 위한 인터페이스(241)를 포함하고,
상기 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)은, 상기 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)에 각각 할당된 측정 설비들(200₁, 200₂, ..., 200_n)에 의해 측정되고, 각각 다른 전송 채널(K₁, K₂, ..., K_n) 상에서 상이한 시간 포인트들에서 출력된 기준 전송 신호(RS)에 의해 유도되고, 그리고
상기 위상 편차 모니터링 유닛(240)은 상기 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)에 기초하여 위상 편차 표시자 값(PAI)을 결정하도록 구성되고, 상기 위상 편차 표시자 값(PAI)은 해당하는 상기 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)의 측정 설비들(30₁, 30₂, ..., 30_n) 사이의 상대적 위상 편차를 나타내는,
위상 편차 모니터링 유닛.
복수의 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)을 갖는 전송 안테나 시스템(15)을 갖는 자기 공명 토모그래피 시스템(1)의 고주파 전송 설비(10)를 위한 고주파 모니터링 설비(100)로서,
상기 고주파 모니터링 설비(100)는,
상이한 시간 포인트들에서 각각 상기 전송 안테나 시스템(15)의 상이한 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 상에서 기준 전송 신호(RS)의 출력을 프롬프트하도록 구성되는 트리거 인터페이스(260),
각각의 경우에서 상기 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n) 중 다른 전송 채널 상에서 출력되는 상기 기준 전송 신호(RS)에 의해 상기 각각의 전송 채널(K₁, K₂, ..., K_n)에서 유도되는 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)을 검출하기 위한 측정 인터페이스(210) 및/또는 상기 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)에 할당된 측정 설비들(30₁, 30₂, ..., 30_n),
상기 기준 측정 신호들(RM₁, RM₂, ..., RM_n)에 기초하여 위상 편차 표시자 값(PAI)을 결정하도록 구성되는 위상 편차 모니터링 유닛(240) ― 상기 위상 편차 표시자 값(PAI)은 해당하는 상기 전송 채널들(K₁, K₂, ..., K_n)의 상기 측정 설비들(30₁, 30₂, ..., 30_n) 사이의 상대적 위상 편차를 표시함 ―
을 포함하는,
고주파 모니터링 설비.
제 12 항에 따른 고주파 모니터링 설비(100)를 갖는 고주파 전송 설비(10).
제 13 항에 따른 고주파 전송 설비(10)를 갖는 자기 공명 토모그래피 시스템(1).
컴퓨터 프로그램으로서,
상기 컴퓨터 프로그램은, 상기 프로그램이 고주파 전송 설비(10) 내에서 실행될 때, 청구항 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 방법의 모든 단계들을 실행하기 위해, 프로그램 세그먼트들을 이용하여 자기 공명 토모그래피 시스템(1)의 고주파 전송 설비(10)의 메모리 내로 직접적으로 로딩될 수 있는,
컴퓨터 프로그램.