KR20160038796A - 복수의 서브시스템들을 포함하는 의료 이미징 검사 디바이스의 동작 - Google Patents
복수의 서브시스템들을 포함하는 의료 이미징 검사 디바이스의 동작 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160038796A KR20160038796A KR1020150135735A KR20150135735A KR20160038796A KR 20160038796 A KR20160038796 A KR 20160038796A KR 1020150135735 A KR1020150135735 A KR 1020150135735A KR 20150135735 A KR20150135735 A KR 20150135735A KR 20160038796 A KR20160038796 A KR 20160038796A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- control
- scan
- sequence
- medical imaging
- inspection device
- Prior art date
Links
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 55
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 32
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 21
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 13
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 10
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 19
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 4
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000000819 phase cycle Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
-
- 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
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/543—Control of the operation of the MR system, e.g. setting of acquisition parameters prior to or during MR data acquisition, dynamic shimming, use of one or more scout images for scan plane prescription
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
- A61B6/545—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving automatic set-up of acquisition parameters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/54—Control of the diagnostic device
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/58—Testing, adjusting or calibrating the diagnostic device
-
- 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
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/387—Compensation of inhomogeneities
- G01R33/3875—Compensation of inhomogeneities using correction coil assemblies, e.g. active shimming
-
- 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
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/483—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
- G01R33/4833—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective excitation of the volume of interest, e.g. selecting non-orthogonal or inclined slices
- G01R33/4835—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective excitation of the volume of interest, e.g. selecting non-orthogonal or inclined slices of multiple slices
-
- 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
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/483—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
- G01R33/4838—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective suppression or saturation of MR signals
-
- 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
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
- G01R33/5607—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reducing the NMR signal of a particular spin species, e.g. of a chemical species for fat suppression, or of a moving spin species for black-blood imaging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Pulmonology (AREA)
Abstract
복수의 서브시스템들을 포함하는 의료 이미징 검사 디바이스의 동작
복수의 서브시스템들, 및 스캔 시퀀스를 수행하기 위하여 조정된 방식으로 서브시스템들을 제어하는 제어 디바이스를 포함하는 의료 이미징 검사 디바이스의 동작을 위한 방법이 설명되며, 방법은,
- 수행될 스캔에 할당된 제어 프로토콜을 제어 디바이스에 전송하는 단계,
- 제어 프로토콜에 속하는 스캔 시퀀스의 상이한 기능 서브시퀀스들을 정의하는, 제어 프로토콜에 대한 관련성의 시퀀스 제어 데이터를 결정하는 단계,
- 상이한 유효 볼륨들을 각각의 기능 서브시퀀스에 할당하는 단계,
결정된 관련 시퀀스 제어 데이터 및 연관된 유효 볼륨들에 결정적인, 의료 이미징 검사 디바이스의 현재 대기 조건들을 결정하는 단계,
- 결정된 시퀀스 제어 데이터, 유효 볼륨들 및 결정된 현재 대기 조건들에 기초하여, 스캔 시퀀스에 대한 제어 신호들을 계산 및 저장하는 단계 ―따라서, 스캔 시퀀스의 기능 서브시퀀스들은 적어도, 그 연관된 유효 볼륨의 하위구역에 대하여 로컬로 최적화됨―, 및
- 제어 프로토콜에 따라, 저장된 제어 신호들을 사용하여, 스캔을 시작하는 단계
를 포함하고,
스캔에서 사용되는 제어 신호들(ST)은 스캔 동안 결정되는 대기 조건들의 변화들에 적응된다.
복수의 서브시스템들, 및 스캔 시퀀스를 수행하기 위하여 조정된 방식으로 서브시스템들을 제어하는 제어 디바이스를 포함하는 의료 이미징 검사 디바이스의 동작을 위한 방법이 설명되며, 방법은,
- 수행될 스캔에 할당된 제어 프로토콜을 제어 디바이스에 전송하는 단계,
- 제어 프로토콜에 속하는 스캔 시퀀스의 상이한 기능 서브시퀀스들을 정의하는, 제어 프로토콜에 대한 관련성의 시퀀스 제어 데이터를 결정하는 단계,
- 상이한 유효 볼륨들을 각각의 기능 서브시퀀스에 할당하는 단계,
결정된 관련 시퀀스 제어 데이터 및 연관된 유효 볼륨들에 결정적인, 의료 이미징 검사 디바이스의 현재 대기 조건들을 결정하는 단계,
- 결정된 시퀀스 제어 데이터, 유효 볼륨들 및 결정된 현재 대기 조건들에 기초하여, 스캔 시퀀스에 대한 제어 신호들을 계산 및 저장하는 단계 ―따라서, 스캔 시퀀스의 기능 서브시퀀스들은 적어도, 그 연관된 유효 볼륨의 하위구역에 대하여 로컬로 최적화됨―, 및
- 제어 프로토콜에 따라, 저장된 제어 신호들을 사용하여, 스캔을 시작하는 단계
를 포함하고,
스캔에서 사용되는 제어 신호들(ST)은 스캔 동안 결정되는 대기 조건들의 변화들에 적응된다.
Description
본 발명은 복수의 서브시스템(subsystem)들을 포함하는 의료 이미징 검사 디바이스(medical imaging examination device)의 동작, 대응하는 의료 이미징 검사 디바이스, 연관된 컴퓨터 프로그램(computer program) 및 연관된 전자식으로 판독 가능한 데이터 캐리어(electronically readable data carrier)에 관한 것이다.
의료 이미징 검사 디바이스들, 예컨대, 자기 공명 디바이스(magnetic resonance device)들 또는 컴퓨터 단층촬영 디바이스(computed tomography device)들은 많은 수의 기술적 서브시스템(technical subsystem)들을 갖는 복잡한 시스템(system)들이다. 이들은, 예컨대 자기 공명 디바이스에서, 메인 필드 자석 시스템(main field magnet system), 그래디언트 시스템(gradient system), 심 시스템(shim system), 및 고주파수 송신 시스템(high frequency transmission system)뿐만 아니라 고주파수 수신 시스템(high frequency receiving system)을 포함한다.
자기 공명 디바이스를 이용하여 검사 대상으로부터 이미지(image)들 또는 분광 데이터(spectroscopic data)를 생성하기 위하여, 검사 대상의 핵 스핀(nuclear spin)들이 자신들을 메인 자기장(main magnetic field)을 따라서 정렬시키도록, 메인 필드 자석 시스템에 의해 0.2 테슬라(tesla) 내지 7 테슬라 또는 그 초과의 필드 강도(field strength)들로 생성되는 강력하고 균질한 메인 자기장(B0 필드(field)로서 또한 알려짐)에 검사 대상이 포지셔닝(positioning)된다. 핵 스핀 공명(nuclear spin resonance)을 트리거링(triggering)하기 위하여, 고주파수 송신 시스템의 적절한 안테나 디바이스(antenna device)들을 이용하여 고주파수 신호들(HF 펄스(pulse)들)이 검사 대상에 방사되고, 따라서 이 고주파수 필드(high-frequency field)에 의해 공명하게 자극되는 특정 원자들의 핵 스핀이 메인 자기장의 자기장 라인(magnetic field line)들에 대해 특정한 플립 각도(flip angle)까지 기울어진다. 트리거링되는 핵 스핀 공명, 즉, 핵 스핀의 세차(precession) 동안에 방출되는 고주파수 신호들(또한, "자기 공명 신호들")이 고주파수 수신 시스템에 의하여 스캐닝(scaning)되고, 통상적으로 디지털화(digitizing)되며, 그리고 보통, "k-공간 데이터(space data)"로서 "k-공간 매트릭스(space matrix)"에 복소수 값들(공간 레퍼런스(spatial reference)가 제공되는 경우)로서 저장된다. 예컨대, 단일-복셀 분광학 스캔(single-voxel spectroscopy scan)들(공간 레퍼런스가 없음)에서는, 디지털화된 데이터(data)가 "FID 데이터"로서 또한 알려진 복잡한 시간 신호들로서 저장된다. k-공간 데이터 또는 FID 데이터에 기초하여, MR 이미지들이 재구성될 수 있거나 또는 분광 데이터가 결정될 수 있다. 스캔 데이터(scan data)를 인코딩(encoding)하는 포지션(position)에 대해, 신속하게 스위칭(switching)되는 자기 그래디언트 필드(magnetic gradient field)들이 그래디언트 시스템에 의하여 메인 자기장에 오버레이(overlay)된다. 심 시스템은 자기장들을 균질화하도록 의도된다.
이들 기술적 모듈(technical module)들 전부는 제어 시스템(control system)에 의해 조정된 방식으로 적절하게 다루어져야 한다. 특정한 이미징 프로세스(imaging process)를 위해 필요한 개별 서브시스템(subsystem)들의 조절 및 스위칭이 각각의 경우 제어 시스템에 의해 적시에 착수되어야 한다. 통상적으로, 이미징 시퀀스(imaging sequence) 내에서 이미징(imaging)될 볼륨(volume)은 서브볼륨(subvolume)들로 레코딩(recording)되는데, 예컨대, 2-D 이미징에서는 복수의 슬라이스(slice)들로 레코딩되거나, 또는 3-D 이미징에서는 복수의 "슬래브(slab)들"로 레코딩된다. 이후, 이러한 방식으로 레코딩된 서브볼륨들이 전체 볼륨으로 어셈블링(assembling)된다. 서브볼륨들의 추가적인 정의는 "관심대상 구역들"(ROI:regions of interest) 또는 "관심대상 볼륨들"(VOI:volumes of interest)에 의해 제공될 수 있고, 이들은 예컨대 오퍼레이터(operator)에 의해 정의된다. 또한, 예컨대, 자기 공명 시스템(magnetic resonance system)들에서는, 국소 포화 구역들 또는 국소 준비를 결정하거나 또는 펄스들을 라벨링(labeling)할 때, 부가적인 서브볼륨들이 생긴다.
위에서 언급된 바와 같이, 통상적으로 "스캔 프로토콜(scan protocol)"에 기초하여, 조정된 제어를 위해 시퀀스 제어 데이터(sequence control data)가 제어 디바이스(control device)에 송신된다. 이 시퀀스 제어 데이터는 전체 스캔 시퀀스(scan sequence)의 상이한 기능적 서브시퀀스(functional subsequence)들을 정의한다. 예컨대, 자기 공명 레코딩(magnetic resonance recording)에서는, 제1 서브시퀀스(subsequence)는 특정한 구역에서 국소적으로 포화를 달성하기 위한 펄스 시퀀스(pulse sequence)일 수 있다. 예컨대, 추가적인 서브시퀀스들은 특정한 준비 펄스(preparation pulse)들을 포함할 수 있고, 또 추가적인 서브시퀀스들은 연속적 여기를 위해 그리고 상이한 슬라이스들 또는 슬래브들에서의 자기 공명 신호들을 수신하기 위해 제공된다.
MR 기술에 기초한 통상적인 방법들, 예컨대 단층촬영 이미징(MRT - magnetic resonance tomography) 또는 분광학(MRS - magnetic resonance spectroscopy)은 레코딩되는 데이터의 최선의 가능한 품질을 보장하기 위하여 "양성(benign)"의 주위 물리적 조건들을 요구한다. 예컨대, 이는 공간 균질성, 시간 안정성, 그리고 관련 자기장들 및 고주파수 필드들, 즉, 메인 자기장(B0)과 그래디언트(gradient) 및 고주파수 필드들(B1)의 절대적 정확성에 관련된다.
종래에, 이상적인 주위 조건들로부터의 편차들은, 예컨대, 특히 맴돌이 전류-유도 동적 필드 중단(eddy current-induced dynamic field disruption)들 또는 그래디언트 감도(gradient sensitivity)들에 대한 "튠-업(tune-up)들"로서 알려진 시스템-특정 설정(system-specific setting)들에 의해, 또는 특히 고주파수 필드의 공간 변동들 또는 감수성-관련 정적 필드 중단(susceptibility-related static field disruption)들에 관련된 검사 대상-특정 설정들에 의하여, 적어도 부분적으로 보상될 수 있다. 그러나, 스캔(scan)의 시작 전에 특정된 보상 설정들은 종래에, 전체 스캔에 걸쳐 유효한 상태로 유지된다("정적" 조절).
완전히 보상될 수 없는 공간적으로 가변적인 주위 조건들에 대해, 이는 데이터 품질(data quality)에 대한 타협을 수반한다.
De Graaf 등은, "Dynamic Shim Updating (DSU) for Multi-Slice Signal Acquisition"(Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 10, 536쪽, 2002년)에서, 기능적 멀티-슬라이스 MR 이미징(functional multi-slice MR imaging)에서의 B0 심(shim)에 대한 필드 코일(field coil)들의 심 전류(shim current)들의 가장 기본적인 형태의 동적 조절을 설명한다. 이 목적을 위해, 원하는 이미징 시퀀스(imaging sequence)의 대응하는 파라미터(parameter)들(예컨대, 슬라이스 포지션(slice position)들 및 방향들)에 정확하게 매칭(matching)되어야 하는 일차 또는 그보다 고차의 공간 필드 변경들(spatial field changes of first or higher orders)을 결정하기 위한 견고한 필드 결정 시퀀스(field determination sequence)가 생성된다. 필드 결정 시퀀스는, 필드 결정을 위해 필요한 데이터를 레코딩하고 이 데이터를 분석하여, 이미징 시퀀스를 이용하여 스캔될 각각의 슬라이스에 대해, 이 데이터로부터 (일차 또는 그보다 고차의) 최적화된 심 전류들을 계산한다. 후속하여, 이미징 시퀀스는 최적화된 심 전류들로 시작된다. 여기서는, 사용자가 이미징 시퀀스와 필드 결정 시퀀스 사이의 일관성에 대해 아주 면밀히 주시할 필요가 있는데, 그 이유는 그렇지 않으면, 비일관성들이 이미지 품질(image quality)의 악화를 유도할 수 있기 때문이다. 그러므로, 각각의 이미징 시퀀스 및 이러한 시퀀스의 각각의 변경을 위해서는, 이미징 시퀀스를 이용한 스캔 전에 새로운 필드 결정 시퀀스가 생성 및 수행되어야 한다. 그러므로, 이들 방법들은 사용자가 다른 조절들, 예컨대 정적 조절들과 결합시키기에는 매우 복잡하고 어려운데, 그 이유는 상이한 파라미터(parameter)들 사이의 상호작용들이 고려될 수 없거나 또는 제한적인 정도로만 고려될 수 있기 때문이다. 정적으로 조절되는 파라미터들이 변경되는 경우, 이는 심 전류(shim current)들의 최적 동적 설정(dynamic setting)들 및 새로운 필드 결정 시퀀스(field determination sequence)에 대한 영향들을 가질 수 있고, 최적화된 심 전류들의 계산이 수행되어야만 할 것이다. 또한, 여기에서 최적화는 이미징 시퀀스의 슬라이스들로 제한된다. 더 작은 볼륨들, 예컨대, 국소 포화 볼륨(regional saturation volume)들은 여기서 고려되지 않는다.
또한, DE 10 2009 020 661 B4에서는, 예컨대 자기 공명 기술 내의 스캔 시퀀스(scan sequence)의 파라미터들이 스캔 시퀀스의 실행 시간에 적응되도록 하는 방법이 설명된다. 또한, 거기에서는, 상이한 기능적 서브시퀀스들이 통상적으로 상이한 유효 볼륨(effective volume)들과 연관됨이 설명된다. 즉, 각각의 서브시퀀스에 대해, 전체 스캔 볼륨(scan volume)의 상이한 서브볼륨이 관련된다. 그러나, 실행 시간에서의 파라미터들의 결정 때문에, 이미 실행중인 스캔 시퀀스로 인해 제한되는 이용 가능한 시간에서는, 어떠한 유용한 파라미터들도 결정될 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우에, 스캔이 전체로서 중단될 수 있거나, 또는 차선의 정적 파라미터(static parameter)들이 활용될 수 있거나 중 어느 한 쪽이다.
또한, 주위 조건들의 변경들을 검출하고, 그리고 후향적으로, 즉, 변경들의 영향들을 후속 정정하여, 또는 전향적으로, 즉, 예컨대 데이터 레코딩(data recording)의 파라미터들을 추적함으로써, 스캔 데이터에 대한 변경들의 영향들을 고려하는 기술들은 이미 알려져 있다. 예컨대, 에코 평면 이미징(EPI:echo planar imaging)은, 위상 인코딩 방향(phase encoding direction)으로 (대략 10 ㎐/픽셀(pixel)의) 매우 작은 픽셀 대역폭(pixel bandwidth)으로 인해, 심지어 작은 메인 자기장 변경들에 대해서도 극심한 이미지 변위(image displacement)들로 반응하는 본질적으로 매우 민감한 방법이다. 이와 관련하여, 예컨대, DE 10330926 A1로부터는, EPI 시계열의 레코딩(recording) 동안 메인 자기장을 측정하고 이후 이미지 데이터(image data)에 대한 영향(변위)을 후향적으로 반전시키는 것이 알려져 있다. Benner 등에 의한 논문 "Real-Time RF Pulse Adjustment for B0 Drift Correction"(Magn. Reson. Med. 56:206 (2006년))으로부터, 메인 자기장 변경을 또한 측정하고 이에 따라 MR 스캔의 HF 중심 주파수를 조절하는 전향적 방법이 알려져 있다. 전향적 방법들이 보통 선호되는데, 그 이유는 후향적 방법들은 이미지에 관련된 영향들 중 일부만을 정정할 수 있기 때문인데, 예컨대, 화학-선택적 지방 억제의 일정한 효율성은 전향적으로만 달성될 수 있다.
그러나, 앞서 알려진 기술들은 언제나, 주위 조건들의 변경들에 대해 전역적 반응만을 허용하고, 그러므로 국소적 타협들을 만들도록 강요된다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 복수의 서브시스템들 및 스캔 시퀀스를 수행하기 위하여 조정된 방식으로 이 서브시스템들을 제어하는 제어 디바이스(control device)를 포함하는 의료 이미징 검사 디바이스의 동작을 위한 방법, 의료 이미징 검사 디바이스, 연관된 컴퓨터 프로그램 물건(computer program product) 및 전자식으로 판독 가능한 데이터 캐리어(data carrier)를 제공하는 것이고, 이는 유연한 기존의 주위 조건들에 대한 시퀀스 제어 데이터(sequence control data)의 신뢰성 있는 적응(조절)을 사용자-친화적이고 시간-최적화된 방식으로 가능하게 하고, 그리고 종래 방법들의 전술된 단점들을 극복한다.
본 발명은, 그 중에서도, 신호 여기 및 데이터 수신(data reception)에 관련된 검사 대상의 볼륨이 스캔 동안 변경되는 스캔들에 대해, 현재 관련된 볼륨들에 대한 보상 설정들의 동적 최적화에 의하여 데이터(data)의 품질이 크게 개선될 수 있다는 개념에 기초한다. 이는, 예컨대, 이차원 멀티-슬라이스 이미징, 멀티-복셀 분광학(two-dimensional multi-slice imaging, multi-voxel spectroscopy)(예컨대, 연속적인 국소화된 여기와 함께)에, 또는 다양한 자화 준비들(예컨대, 지방 억제, 국소 포화, 역전, 마킹(marking)들 등)의 사용에 적용된다. 또한, 물리적 주위 조건들이 진행중인 스캔 동안 또한 변경되는 상황들이 존재한다. 이 변경이 일어날 수 있는 원인들은 예컨대 열적 영향들을 포함하지만, 검사 대상의 변경들, 예컨대 길이 변경들을 또한 포함한다.
이 목적은, 청구항 제1항에 따라, 복수의 서브시스템들 및 스캔 시퀀스를 수행하기 위하여 조정된 방식으로 이 서브시스템들을 제어하는 제어 디바이스를 포함하는 의료 이미징 검사 디바이스의 동작을 위한 방법들, 청구항 제10항에 따른 의료 이미징 검사 디바이스, 청구항 제12항에 따른 컴퓨터 프로그램 물건 및 청구항 제13항에 따른 전자식으로 판독 가능한 데이터 캐리어에 의하여 달성된다.
복수의 서브시스템들 및 스캔 시퀀스를 수행하기 위하여 조정된 방식으로 이 서브시스템들을 제어하는 제어 디바이스를 포함하는 의료 이미징 검사 디바이스의 동작을 위한 본 발명에 따른 방법은:
- 수행될 스캔에 할당된 제어 프로토콜(control protocol)을 제어 디바이스에 전송하는 단계,
- 제어 프로토콜에 속하는 스캔 시퀀스의 상이한 기능적 서브시퀀스들을 정의하는, 제어 프로토콜에 관련되는 시퀀스 제어 데이터(sequence control data)를 결정하는 단계,
- 상이한 유효 볼륨(effective volume)들을 각각의 기능적 서브시퀀스에 할당하는 단계,
- 결정된 관련 시퀀스 제어 데이터 및 연관된 유효 볼륨들에 결정적인, 의료 이미징 검사 디바이스의 현재 주위 조건들을 결정하는 단계,
- 결정된 시퀀스 제어 데이터, 유효 볼륨들 및 결정된 현재 주위 조건들에 기초하여, 스캔 시퀀스에 대한 제어 신호들을 계산 및 저장하는 단계 ―이에 따라서, 스캔 시퀀스의 기능적 서브시퀀스들은 적어도, 자신의 연관된 유효 볼륨의 하위구역에 대하여 국소적으로 최적화됨―, 및
- 제어 프로토콜에 따라, 저장된 제어 신호들을 사용하여, 스캔을 시작하는 단계를 포함하고, 스캔에서 사용되는 제어 신호들(ST)은 스캔 동안 결정되는 주위 조건들의 변경들에 적응된다.
본 발명에 따른 방법, 및 심지어 실제 스캔(actual scan) 전에, 제어 신호들에 대한 그의 중앙 결정에 의하여, 일상적인 임상 실험에서를 비롯해, 제어 신호들의 동적 조절 및 이에 따른 최적화를 신뢰성 있게, 사용자-친화적인 방식으로, 그리고 시간-최적화된 식으로 사용하는 것이 가능해진다. 본원에서는, 타겟팅(targeting)된 방식으로 검사 대상의 관심 있는 볼륨의 하위구역들로의 제한이 가능하고, 이는 검사 결과들의 계산 시간 및 품질에 대한 긍정적인 효과를 갖는다. 개개의 관련 시퀀스 제어 데이터에 대한 제한 및 결정에 의하여 그리고 최적화된 제어 신호들을 이용 가능하게 만듦으로써, 데이터 흐름(data flow)이 최적화되고, 이에 따라 기존의 작업흐름들에 쉽게 통합될 수 있다. 이로써 제어 신호들을 적응시키기 위한 개선되는 가능성들에 의하여, 특히, 심지어 비교적 극심한 드리프트 영향(drift effect)들을 갖는 덜 비싼 하드웨어(hardware)를, 사용되는 의료 이미징 검사 디바이스들에 설치하고, 이로써 이들 디바이스들을 더욱 경제적으로 제조하는 것이 또한 가능한데, 그 이유는 본 방법을 이용하여, 하드웨어로 인한 임의의 차선의 주위 조건들이 보상될 수 있기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따른 방법을 이용하여, 제어 프로토콜을 통한 검사 대상으로부터의 데이터의 스캔의 기술적 시퀀스(technical sequence)로의, 최적화된 제어 신호들을 결정하기 위해 쓰이는 스캔들, 평가들 및 사용들의 최적화된 통합이 제공된다.
본원에서는, 종래 기술에서와 같이, 상이한 스캔 프로토콜들의 일관성, 예컨대, 주위 조건들을 결정하기 위한 그리고 실제 스캔으로부터 나오는 조절 스캔(adjustment scan)들을 위한 프로토콜(protocol)들의 일관성을 사용자가 보장할 필요가 없다. 그보다는, 확립되는 조절 스캔들이, 사용자가 이 조절 스캔들을 먼저 파라미터화(parameterizing)할 필요 없이, 사용될 수 있다.
예컨대, 의료 검사 디바이스(medical examination device)의 하드웨어 컴포넌트(hardware component)들의 가열과 같은 열적 영향들의 결과로서 평균 메인 자기장(B0)에서의 또는 메인 자기장 균질성에서의 드리프트(drift) 또는 평균 HF 필드 진폭(field amplitude) 또는 HF 필드 균질성(field homogeneity)(B1 균질성)에서의 드리프트로 인해 발생할 수 있거나, 또는 검사 대상의 길이 변경들 또는 다른 움직임들로 인한, 평균 메인 자기장(B0) 또는 메인 자기장 균질성에서의 다른 변경들 또는 평균 HF 필드 진폭 또는 HF 필드 균질성(B1 균질성)에서의 다른 변경들로 인해 발생할 수 있는 추가적인 품질 타협들이, 스캔 동안 주위 조건들의 변경들을 결정함으로써 현재 주위 조건들의 본 발명에 따른 모니터링(monitoring) 및 주위 조건들의 이러한 결정된 변경들에 대한 제어 신호들의 동적 적응에 의하여 방지될 수 있다. 따라서, 스캔 데이터의 일정한 우수한 품질 및 이에 따라 예컨대 이미지 또는 이미지로부터 획득되는 분광 데이터의 일정한 우수한 품질이, 심지어 예컨대 기술적 기점의 드리프트 영향들의 경우에도, 보장될 수 있다.
스캔 시퀀스의 기능적 서브시퀀스들이 적어도 자신들의 연관된 유효 볼륨의 하위구역, 즉 최적화 볼륨(optimization volume)에 대하여 국소적으로 최적화되도록 하기 위해 전술된 유효 볼륨들에 기초하여, 주위 조건들의 변경에 의해 첫째로 영향받고, 그리고 국소 변경에 의해 영향받는 최적화 볼륨에 둘째로 관련되는 제어 신호들에 대해서만 주위 조건들에 대한 국소 변경들에 대해, 제어 신호들이 계산되기 때문에, 적응이 매우 유연성 있게 수행될 수 있다. 특히, 본원에서는, 저장된 제어 신호들 중에서, 각각의 경우, 근본적으로는 주위 조건들의 변경들의 타입(type) 및 제어 신호들의 연관된 타입으로 인해 주위 조건들의 결정된 변경들에 의해 영향받지만, 특히 공간적으로 또한 영향받는 제어 신호들만이, 자동으로 적응될 수 있다.
복수의 서브시스템들을 갖는 본 발명에 따른 의료 이미징 검사 디바이스는 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 제어 디바이스를 포함하고, 이 제어 디바이스는 시퀀스 제어 데이터에 기초하여 스캔 시퀀스를 수행하기 위해 조정된 방식으로 서브시스템들을 제어하도록 구성되며, 시퀀스 제어 데이터는 상이한 유효 볼륨들과 연관되는, 스캔 시퀀스의 다양한 기능적 서브시퀀스들을 정의한다.
본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램은, 상기 프로그램(program)이 제어 디바이스 상에서 실행될 때 본 발명에 따른 방법을 이 제어 디바이스 상에 구현한다.
본 발명에 따른 전자식으로 판독 가능한 데이터 캐리어는 이 데이터 캐리어 상에 저장된 전자식으로 판독 가능한 제어 정보를 포함하고, 이 제어 정보는 본 발명에 따른 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 포함하고, 그리고 의료 이미징 검사 디바이스의 제어 디바이스에서의 데이터 캐리어의 사용으로 제어 정보의 상기 항목들이 본 발명에 따른 방법을 수행하도록 구성된다.
이에 따라, 방법에 관련되어 제시되는 장점들 및 세부사항들은 의료 이미징 검사 디바이스, 컴퓨터 프로그램 물건 및 전자식으로 판독 가능한 데이터 캐리어에 적용된다.
본 발명의 추가적인 장점들 및 세부사항들은 예시적 실시예들의 하기의 설명에서 개시되고 도면들에서 예시된다. 제공되는 예들은 제한들을 나타내지 않는다. 도면들에서:
도 1은 자기 공명 디바이스(magnetic resonance device) 형태의, 그 자체가 알려진 의료 이미징 검사 디바이스의 예시적 실시예의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 3은 복수의 서브시퀀스들 및 그들의 연관된 유효 볼륨들을 갖는 스캔 시퀀스의 매우 단순화된 예시적 실시예이며, 제1 유효 볼륨에 대한 제1 서브시퀀스에 대해 최적화되는, 개별 서브시스템들에 대한 파라미터들이 표현된다.
도 4는 도 3에서와 같은 개별 서브시퀀스들 및 연관된 유효 볼륨들을 갖는 스캔 시퀀스이지만, 제2 유효 볼륨에 대한 제2 서브시퀀스에 대해 최적화되는, 서브시스템들의 파라미터들이 표현된다.
도 5는 도 3에서와 같은 개별 서브시퀀스들 및 연관된 유효 볼륨들을 갖는 스캔 시퀀스이지만, 제3 유효 볼륨에 대해 최적화되는, 서브시스템들의 파라미터들이 표현된다.
도 1은 자기 공명 디바이스(magnetic resonance device) 형태의, 그 자체가 알려진 의료 이미징 검사 디바이스의 예시적 실시예의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 3은 복수의 서브시퀀스들 및 그들의 연관된 유효 볼륨들을 갖는 스캔 시퀀스의 매우 단순화된 예시적 실시예이며, 제1 유효 볼륨에 대한 제1 서브시퀀스에 대해 최적화되는, 개별 서브시스템들에 대한 파라미터들이 표현된다.
도 4는 도 3에서와 같은 개별 서브시퀀스들 및 연관된 유효 볼륨들을 갖는 스캔 시퀀스이지만, 제2 유효 볼륨에 대한 제2 서브시퀀스에 대해 최적화되는, 서브시스템들의 파라미터들이 표현된다.
도 5는 도 3에서와 같은 개별 서브시퀀스들 및 연관된 유효 볼륨들을 갖는 스캔 시퀀스이지만, 제3 유효 볼륨에 대해 최적화되는, 서브시스템들의 파라미터들이 표현된다.
도 1에서는, 여기서 자기 공명 디바이스(1) 형태의 의료 이미징 검사 디바이스가 대강의 개략적인 형태로 도시된다. 자기 공명 디바이스(1)는, 첫째로, 검사 공간(3) 또는 환자 터널(patient tunnel)이 그 안에 위치되어 있는 실제 자기 공명 스캐너(magnetic resonance scanner)(2)를 포함한다. 테이블 유닛(table unit)(9)이 이 환자 터널(3) 안으로 다양한 포지션(position)들로 이동될 수 있고, 따라서 검사 대상, 예컨대, 이 테이블 유닛(9) 상에 누운 환자(P) 또는 테스트 피험자(test subject)는, 자기 공명 스캐너(2) 안에 배열된 자기 시스템(magnetic system) 및 고주파수 시스템(high frequency system)에 대해 자기 공명 스캐너(2) 내의 특정한 포지션에 검사 동안 배치될 수 있고, 그리고 또한 스캔 동안 상이한 포지션들 사이에서 변위 가능하다. 이 점에서, 자기 공명 스캐너(2)의 정확한 구성은 필수적이지 않음이 언급되어야 한다. 따라서, 예컨대, 통상적인 환자 터널을 갖는 원통형 시스템(system)이 사용될 수 있지만, 일 측에서 열리는 C-아암-형상의 자기 공명 디바이스(C-arm-shaped magnetic resonance device)가 또한 사용될 수 있다.
자기 공명 스캐너(2)의 필수적 컴포넌트(component)들은 메인 필드 자석(main field magnet)(4), 다수의 심 코일(shim coil)들(5) 및 자기장 그래디언트 코일(magnetic field gradient coil)들(6), 뿐만 아니라 전신 고주파수 코일(whole-body high frequency coil)(7)이다. 검사 대상에서 유도되는 자기 공명 신호들의 수신은 전신 코일(whole body coil)(7)에 의하여 이루어질 수 있고, 이 전신 코일(7)을 이용하여, 통상적으로, 자기 공명 신호들을 유도하기 위한 고주파수 신호들이 또한 방출된다. 그러나, 예컨대, 환자 상에 또는 환자 아래에 배치되는 로컬 코일(local coil)들(8)을 이용하여 이들 신호들을 수신하는 것이 또한 가능하다. 원칙적으로, 이들 컴포넌트들 전부는 당업자에 알려져 있고, 그러므로 도 1에서는 매우 개략적으로만 도시된다.
개별 컴포넌트들은 제어 디바이스(10)에 의해 제어되고, 이 제어 디바이스(10)는 여기서 결합된 블록(block)의 형태로 도시된다. 이 제어 디바이스(10)는 제어 컴퓨터(control computer)일 수 있고, 이 제어 컴퓨터는, 아마도 또한 공간적으로 분리되고 그리고 적절한 케이블(cable)들 등에 의하여 서로 연결되는 복수의 개별 컴퓨터(computer)들로 또한 이루어질 수 있다. 이 제어 디바이스(10)는 단말 인터페이스(terminal interface)(12)에 의하여 단말(25)에 연결되고, 이 단말(25)을 통해, 오퍼레이터(operator)가 전체 시스템(system)(1)을 제어할 수 있다. 단말 인터페이스(12)는 특히, 단말(25)의 입력 디바이스(input device)들, 예컨대 마우스(mouse) 및/또는 키보드(keyboard) 그리고 디스플레이 디바이스(display device)들, 예컨대 스크린(screen) 또는 모니터(monitor)의 제어 디바이스(10)에 대한 임의의 연결부로서 이해되어야 한다.
이 제어 디바이스(10)는, 그 중에서도, 예컨대 메인 필드 자석(main field magnet)의 냉각을 모니터링(monitoring)하는 메인 자기장 제어 장치(main magnetic field control apparatus)(14), 심 코일 제어 장치(shim coil control apparatus)(15) 및 그래디언트 코일 제어 장치(gradient coil control apparatus)(16)를 갖는다. 전신 코일(7)은 고주파수 송/수신 유닛(high frequency transmission/receiving unit)(17)에 의하여 제어 및 판독된다. 고주파수 송/수신 유닛(17)은, 예컨대, 고주파수 펄스(high-frequency pulse)들의 증폭 및 쉐이핑(shaping)을 위한 고주파수 펄스 증폭기(high-frequency pulse amplifier), 그리고 고주파수 펄스들의 주파수 및 위상 포지션(phase position)이 자극될 수 있도록 하는 NCO를 포함한다. 추가적인 고주파수 수신 유닛(high-frequency receiving unit)(18)에 의하여, 임의의 로컬 코일들(8)이 판독된다. 이 고주파수 수신 유닛(18)은, 예컨대, 이용 가능한 복수의 로컬 코일들로부터 관련 로컬 코일을 선택하기 위한 코일 선택 유닛(coil selection unit), 그리고 주파수 및 위상 포지션을 설정하기 위한 NCO를 포함할 수 있다. 환자 테이블 제어 유닛(patient table control unit)(19)이 테이블 유닛(9)을 제어하기 위해 제공된다.
메인 필드 자석(4)은 자신의 제어 장치(14)와 함께 메인 자기장 시스템(main magnetic field system)(4, 14)을 형성하고, 심 코일(shim coil)들(5)은 연관된 제어 장치(15)와 함께 심 시스템(shim system)(5, 15)을 형성하고, 자기장 그래디언트 코일(magnetic field gradient coil)들(6)은 연관된 제어 장치(16)와 그래디언트 시스템(gradient system)(6, 16)을 형성하고, 고주파수 코일(high-frequency coil)들(7)은 자신들의 고주파수 송/수신 유닛(17)과 함께 고주파수 송/수신 시스템(high frequency transmission/receiving system)(7, 17)을 형성하고, 그리고 로컬 코일들(8)은 자신들의 고주파수 수신 유닛(18)과 함께 추가적인 고주파수 수신 시스템(high-frequency receiving system)(8, 18)을 형성한다.
제어 장치들(14, 15, 16, 19)과 고주파수 송신 및/또는 수신 유닛들(high-frequency transmitting and/or receiving units)(17, 18) 전부는 중앙 제어 유닛(central control unit)(20)에 의해 조정된 방식으로 제어되어, 스캔의 실행을 위해 요구되는 고주파수 펄스들, 메인 자기장(main magnetic field)들 및 그래디언트 필드(gradient field)들이 동기화되어 출력되고, 심 코일들이 정확하게 설정되며, 테이블 유닛(9)이 정확한 포지션에 있게 된다. 또한, 관련 시점에서, 로컬 코일들(8)에서의 신호들이 고주파수 수신 유닛(18)에 의하여 판독되고 전신 코일(7)에서의 임의의 신호들이 고주파수 송/수신 유닛(17)에 의하여 판독되며 대응하게 추가로 프로세싱(processing)됨이 보장되어야 한다.
이후, 이러한 방식으로 취득된 신호들 또는 로우 데이터(raw data)(RD)는 이미지 재구성 유닛(image reconstruction unit)(13)에 전달되고, 이 이미지 재구성 유닛(13)에서, 원하는 자기 공명 이미지 데이터(magnetic resonance image data) 또는 분광 데이터(spectroscopy data)(BD)가 재구성되어, 이후, 그들이 단말(25)의 스크린 상에 출력되거나 또는 그들이 메모리 유닛(memory unit)(11)에 저장된다.
이 점에서, 이러한 타입의 자기 공명 스캐너(2) 및 연관된 제어 디바이스(control device)(10)가 또한, 여기서 상세히 논의되지 않을 복수의 추가적인 컴포넌트들을 갖거나 또는 가질 수 있음이 명확히 진술되어야 한다. 특히, 예컨대, 검사 디바이스(examination device)(1)는 또한 적절한 인터페이스(interface)를 통해 네트워크(network), 예컨대 라디오로지컬 정보 시스템(RIS:radiological information system)에 커플링(coupling)되어, 이로써 디바이스(device)(1)에서 사용될 수 있는 제어 프로토콜(control protocol)들을 수신하거나, 또는 예컨대 디바이스(1)에 의해 생성되는 자기 공명 이미지(magnetic resonance image)들을 송신하여, 이 자기 공명 이미지들을 외부 대용량 스토리지 유닛(external mass storage unit)들에 저장하거나 또는 이 자기 공명 이미지들을 진단 스테이션(diagnostic station)들 또는 프린터(printer)들에 전송하는 등을 할 수 있다.
여기서, 중앙 제어 유닛(20)에 의한 개별 제어 장치들(14, 15, 16, 19) 및 고주파수 송신 및/또는 수신 유닛들(18, 17)에 대한 제어 신호들의 생성은 제어 디바이스(10)의 프로세서(processor) 상에서 소프트웨어(software)의 형태로 구현되는 제어 신호 생성 모듈(control signal generating module)(21)을 통해 수행되고, 이 제어 신호 생성 모듈(21)은 전체 스캔 시퀀스의 상이한 서브시퀀스(subsequence)들을 정의하는 시퀀스 제어 데이터(sequence control data)(SD)에 기초하여 제어 신호(control signal)들(ST)을 생성한다. 복수의 서브시퀀스들로 이루어진 스캔 시퀀스의 예가 하기에서 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명될 것이다. 이 시퀀스 제어 데이터(SD)는 통상적으로, 수행될 스캔의 스캔 프로토콜(scan protocol)을 특징짓는 제어 프로토콜(control protocol)들(SP) 내에서 설정되고, 디바이스(1)에 대해 메모리 유닛(11)에 저장될 수 있다. 이러한 타입의 제어 프로토콜(SP)은 특정 스캔 시퀀스의 원활한 실행을 위해 필요한 제어 데이터(control data) 전부를 포함한다. 오퍼레이터는, 단말(25)을 통해 적절한 사용자 인터페이스(user interface)에 의하여, 수행될 스캔에 대한 이러한 타입의 프로토콜(protocol)(SP)을 선택할 수 있고, 이후, 이 제어 프로토콜(SP)에 기초하여 스캔이 완전히 자동으로 수행되게 할 수 있다. 그러나, 오퍼레이터가 제어 프로토콜(SP)을 호출하고 특정 스캔들을 수행하기 위해 이 제어 프로토콜(SP)을 수정하는 것이 또한 가능하다. 또한, 다른 컴퓨터(computer)들 상의 추가적인 네트워크 인터페이스(network interface)(미도시)를 통해, 특히 자기 공명 시스템(magnetic resonance system)의 제조업자로부터의, 또는 제어 프로토콜들의 개발에 수반되는 전문가 서비스 제공자(service provider)들에 의해 이용 가능하게 되는 제어 프로토콜들(SP)을 선택하는 것이 가능하다.
위에서 상세히 이미 설명된 바와 같이, 개별 서브시스템들이 특정 서브시퀀스 또는 이 특정 서브시퀀스의 특정 부분을 위해 필수적인 유효 볼륨에 최적화되도록, 이 개별 서브시스템들이 특정 서브시퀀스에 대해 제어되는 경우, 최선의 가능한 이미지 품질을 달성하는데 유용하다. 이는, 종래에는, 제어 프로토콜의 개발자가 어느 유효 볼륨이 어느 서브시퀀스에 관련되는지를 사전에 고려하고 이후 이에 따라 제어 프로토콜에서 서브시스템들에 대한 파라미터들 또는 시퀀스 제어 데이터를 수정하고, 따라서 서브시퀀스를 이용하여, 정의된 유효 볼륨에서 최적화가 달성되는 점에서 달성되었다.
또한, 본원에 설명되는 방법은 컴퓨터 프로그램의 형태로 존재할 수 있고, 이 컴퓨터 프로그램은, 이 컴퓨터 프로그램이 제어 디바이스(10) 상에서 수행될 때 방법을 제어 디바이스(10) 상에 구현한다. 또한, 전자식으로 판독 가능한 제어 정보가 저장되어 있는 전자식으로 판독 가능한 데이터 캐리어(26)가 제공될 수 있고, 상기 제어 정보는, 이 제어 정보 상에 기록된 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 포함하고, 그리고 의료 이미징 검사 디바이스(1)의 제어 디바이스(10)에서의 데이터 캐리어(26)의 사용으로 상기 제어 정보가 설명되는 바와 같은 방법을 수행하도록 구성되어 있다.
도 2는 복수의 서브시스템들 및 스캔 시퀀스를 수행하기 위하여 조정된 방식으로 이 서브시스템들을 제어하는 제어 디바이스(10)를 갖는 의료 이미징 검사 디바이스의 동작을 위한 본 발명에 따른 방법의 시퀀스(sequence)를 도시한다.
이 목적을 위해, 환자(P) 또는 다른 검사 대상 상에서 수행될 스캔의 시작 전에, 첫째로, 단계 101에서, 수행될 스캔에 할당된 제어 프로토콜이 의료 이미징 검사 디바이스(1)의 제어 디바이스(10)에 전달된다. 이 목적을 위해, 위에서 설명된 바와 같이, 입력들이 사용자에 의해 의료 이미징 검사 디바이스(1)의 단말(25)에서 이루어질 수 있는데, 예컨대, 특정 제어 프로토콜이 선택될 수 있고 그리고/또는 현재 의도들에 따라 조절될 수 있다.
추가적인 단계 103에서, 제어 프로토콜에 속하는 스캔 시퀀스의 상이한 기능적 서브시퀀스들을 정의하는, 전달된 제어 프로토콜에 관련되는 시퀀스 제어 데이터(SD)가 결정되어 메모리 유닛(11)에 저장된다. 예컨대, 시퀀스 타입(sequence type), 추가적인 스캔 파라미터(scan parameter)들 및 검사될 몸 구역을 특정하는 원하는 스캔의 타입에 따라, 요컨대, 제어 프로토콜이 예컨대, 동적 적응을 위한 시퀀스 제어 데이터의 상이한 선택에 유용할 수 있다. 예컨대, 스캔이 B1 필드에서의 변동들에 비교적 둔감해질 경우, 후속 스캔의 시퀀스를 단순화시키기 위하여, 대응하는 시퀀스 제어 데이터(SD), 예컨대, 플립 각도 설정에 대한 송신기 스케일링(transmitter scaling) 또는 B1 심 설정(shim setting)들이 정적으로 설정될 시퀀스 제어 데이터(SD)로서 배열(단계 103.1)되는 반면에, 예컨대 B0 필드에 관련되는 다른 시퀀스 제어 데이터는 동적으로 적응될 시퀀스 제어 데이터(SD)로서 배열(단계 103.2)된다. 이러한 방식으로, 방법의 견고성이 개선될 수 있고, 주위 조건들을 결정하기 위해 수행될 스캔들의 범위가 감소될 수 있다.
또한, 단계 105에서, 상이한 유효 볼륨들(WV)이 각각의 기능적 서브시퀀스에 할당되고 저장된다. 이는, 제어 프로토콜에 기초하여 특히 자동으로 수행될 수 있다. 예컨대, 원하는 멀티-슬라이스 스캔(multi-slice scan)을 위해, 레코딩될 각각의 슬라이스(slice)가 이러한 타입의 볼륨을 정의할 수 있다. 다른 예는 제어 프로토콜에 의해 미리-결정되는 국소 포화 볼륨(regional saturation volume)이다. 따라서, 제어 프로토콜의 설정 직후에, 스캔 시퀀스 동안 관련되는 개개의 유효 볼륨들(WV) 전부의 목록이 생성 및 저장될 수 있다. 이는 이후에 하기에서 도 3 내지 도 5에 관련하여 논의될 것이다.
또한, 본원에서는, 제어 프로토콜에 의하여 선택된 이미징 시퀀스에 기초하여, 유효 볼륨들(WV)의 이러한 목록에 대한 변경들 또는 개선들이 자동으로 이루어지는 것이 가능하다. 이는, MR 물리학의 이유들로, 예컨대 아티팩트(artifact)들, 예컨대 자화 역전 기술들을 사용할 때의 "유입" 또는 국소 포화의 경우들에서의 "화학 시프트 아티팩트(chemical shift artifact)들"을 회피하기 위해, 사용자에 의해 제어 프로토콜의 형태로 제공되는 파라미터들의 이러한 정정들이 필요한 경우들에서 특히 고려 가능하다. 또한, 본원에서는, 제어 프로토콜에 의해 선택되는 스캔 시퀀스가 내부적으로, 즉, 사용자에 의해 조작 가능한 연관된 파라미터 없이, 스핀 시스템(spin system)의 특수 조작들을 위한 추가적인 볼륨들을 요구하고 이에 따라 이들이 유효 볼륨들(WV)로서 레코딩됨이 고려 가능하다.
또한, 최적화 볼륨들에 대한 직접적인 조작이 또는 심지어 간접적인 조작만이 사용자에 의해 제공될 수 있다. 예컨대, 사용자는 예컨대 관심 대상인 해부학적 구역을 포함하는 볼륨을 최적화 볼륨(예컨대, "관심 대상 볼륨")으로서 특정할 수 있다. 이후, 개개의 유효 볼륨들(WV)은 각각, 적용 가능한 최적화 볼륨과 자체가 겹쳐지는 하위구역으로 제한될 수 있다. 따라서, 멀티-슬라이스 스캔(multi-slice scan)들에서 슬라이스들의 경우에서와 같이, 본 발명에 따른 방법은, 유효 볼륨의 임의의 원하는 하위구역들에 대한 최적화를 가능하게 하고, 예컨대, 스캔에 의해 미리-결정되는 유효 볼륨들로 제한되지 않는다.
단계 107에서, 결정된 관련 시퀀스 제어 데이터(SD) 및 연관된 유효 볼륨들(WV)에 결정적인, 의료 이미징 디바이스(medical imaging device)(1)의 현재 주위 조건들(U)이 결정된다. 본원에서는, 연관된 유효 볼륨들(WV), 그리고 결정된 요구되는 제어 시퀀스 데이터(SD) 및 특히, 이들의, 정적으로 레코딩(103.1)될 시퀀스 제어 데이터 및 동적으로 적응(103.2)될 시퀀스 제어 데이터로의 분할이 사용될 수 있다. 결정된 시퀀스 제어 데이터(SD)의 분할은 어느 물리적 주위 조건들(U)에 대해 전역 값이 충분한지(정적으로 적용 가능한 시퀀스 제어 데이터의 경우), 그리고 국소 값(local value)들이 주위 조건들(U)에 대해 요구될 때(동적으로 적응되어야 하는 시퀀스 제어 데이터의 경우)를 정의한다. 전역 값들에 대해서는, 일반적으로, 의료 이미징 검사 디바이스(1)를 이용한, 신속하게 실행 가능한 조절 스캔이 충분하다. 국소 값들에 대해서는, 몇몇 상황들 하에서, 더욱 광범위한 조절 스캔들이 요구된다. 예컨대, 각각의 관련 유효 볼륨(WV) 또는 유효 볼륨의 관련 하위구역에 대한 연속적 조절 스캔들에 의해, 주위 조건들(U)의 국소 값들이 결정될 수 있다. 이 방법론은, 그것이 시간-소모적이더라도, 단순하고 확립된 방법을 표현하며, 시퀀스 제어 데이터가 변경되는 경우에는 반복되어야 한다. 그러나, 개개의 제어 프로토콜에 관련된 시퀀스 제어 데이터만을 위한 조절 스캔들로의 제한으로 인해, 수행될 조절 스캔들의 수 및 이에 따른 노력이 추가로 제한된다. 대안적으로, 예컨대 고유한 노력으로, 물리적 주위 조건들(U)의 지도들이 레코딩되고, 이후, 이 지도들은 임의의 원하는 시퀀스 제어 데이터(SD)에 대한 데이터베이스(database)로서의 역할을 할 수 있다. 예컨대, 이 목적을 위해, B0 필드 분포(field distribution)의 지도들 및/또는 B1 필드 분포의 지도들이 레코딩되는데, B1 필드 분포의 지도들은, 요구된다면, 복수의 송신 엘리먼트(transmitting element)들을 포함하는 송신 시스템(transmitting system)의 복수의 엘리먼트(element)들 또는 심지어 엘리먼트들 전부에 대해 레코딩된다. 본원에서는, 양쪽 경우들 모두에서, 확립된 조절 스캔들이 사용된다. 더 이른 조절 스캔들로부터 관련 유효 볼륨들(WV) 또는 유효 볼륨들의 관련 하위구역들에 대해 주위 조건 데이터가 이용 가능한 경우, 갱신된 조절 스캔들 없이, 이들은 계속해서 사용될 수 있다. 따라서, 복수의 스캔들 동안, 예컨대, 특정한 관련 유효 볼륨들(WV) 또는 유효 볼륨들의 관련 하위구역들에 대해 앞서 결정된 주위 조건들처럼, 조절 데이터는 일단 레코딩되었다면 사용 가능하다.
제어 유닛(control unit)(10)에서는, 단계 109에서, 스캔 시퀀스에 대한 제어 신호들(ST)이 결정된 시퀀스 제어 데이터(SD), 연관된 유효 볼륨들(WV) 및 결정된 필수적 현재 주위 조건들(U)에 기초하여 계산되고, 그리고 메모리 유닛(11)에 저장된다. 본원에서는, 스캔 시퀀스의 기능적 서브시퀀스들이 적어도 이 기능적 서브시퀀스들의 연관된 유효 볼륨(WV)의 하위구역에 대하여, 예컨대, 최적화 볼륨을 갖는, 개개의 유효 볼륨의 슬라이스 구역(slice region)에 대하여 국소적으로 최적화되도록 계산이 이루어진다.
제어 신호들(ST)의 계산에는, 빠르면 이 단계에 중앙 사이트(site)에서 임의의 결함들을 결정하고 이에 따라 이 결함들을 잡을 수 있기 위하여, 개연성 체크(plausibility check)(PP)가 또한 포함될 수 있다. 예컨대, 개연성 체크(PP)는, 상이한 유효 볼륨들(WV)이 서로 관련되어 제어 신호들(ST)이 계산되게 할 수 있다. 이러한 상황에서, 특히, 상이한 시퀀스 제어 데이터 사이, 예컨대, 그래디언트 비-선형성(gradient non-linearity)들, HF 중심 주파수들 그리고 심 전류(shim current)들 사이의 상호작용들이 고려될 수 있다. 특히, 스캔 프로토콜을 고려하여 스캔의 시작 전에 전체 스캔에 대한 제어 신호들(ST)의 계산이 수행되기 때문에, 평균 값들, 특히 SAR 값들 및 자극 포텐셜(stimulation potential)들이 여기서 고려될 수 있다.
그러나, 부가하여 또는 대안적으로, 상이한 유효 볼륨들(WV) 또는 그들의 원하는 하위구역들에 대해 계산된 제어 신호들(ST)이 서로와 관련하여 임의의 잘못 계산된 제어 신호들을 정정할 수 있게 될 수 있다. 이 목적을 위해, 예컨대, 실제 물리적 주위 조건들이 통상적으로 적당한(moderate) 공간 변동만을 갖고 이는 또한 최적화된 계산된 제어 신호들에 적용되어야 함이 고려될 수 있다. 이 경우가 아니라면, 이는 계산의 기저가 되는 연관된 측정된 주위 조건 데이터(ambient condition data)의 품질의 부족이 있을 수 있다. 결함 기초로 계산된 이러한 제어 신호들(ST)이 개연성 체크(PP)에서 발견될 수 있고, 예컨대, 인접한 유효 볼륨들(WV)의 대응하는 제어 신호들(ST)로부터 보간되는 정정된 제어 신호들로 교체될 수 있다.
또한 또는 대안적으로, 개연성 체크(PP)는 시퀀스 제어 데이터(SD)에 대해 고수되어야 할 임계치 값들을 커버(cover)할 수 있고, 예컨대, 이 임계치 값들은, 예컨대 기술적 이유들로, 개개의 시퀀스 제어 데이터(SD), 예컨대 그래디언트 전류(gradient current)들(그래디언트 코일(gradient coil)들에서의 허용 가능한 최대 또는 평균 전류) 및 이에 따른 일차 심 전류(first-order shim current)들(그래디언트 코일들에서의 허용 가능한 평균 오프셋 전류(offset current)) 그리고 그보다 고차의 심 전류들(shim currents of higher order)(심 코일(shim coil)들에서의 허용 가능한 평균 전류), 슬루 레이트(slew rate)들, HF 송신 및 수신 시스템(transmission and receiving system)의 예컨대 HF 중심 주파수들에 대한 최대 오프셋 주파수(maximum offset frequency)들 등에 대해, 의료 이미징 검사 디바이스(1)에 의해 미리-결정된 제한치들이 초과되지 않음을 보장한다.
이러한 타입의 시스템-관련 임계치 값(system-related threshold value)들 이외에, 특히 멀티-채널 송신 시스템(multi-channel transmission system)들에서는, 예컨대 스캔에 의해 적용되는 SAR 로딩(loading), 예컨대 허용 가능한 최대 또는 평균 HF 송신 전력을 제한하는 안전-관련 임계치 값들이 또한 제공될 수 있다.
또한 또는 이에 대안으로서, 예컨대, 최적화에 의하여, 제어 프로토콜에서 본래 미리-결정된 값들로부터 품질을 손상시키는 방식으로는 제어 신호가 벗어나지 않음을 보장하는 품질-관련 임계치 값들이 제공될 수 있다. 예컨대, 최적화로 인해, 본래 의도된 HF 중심 주파수로부터 부적절하게 심각한 방식으로 벗어나는 HF 중심 주파수는, 검사 대상의 스캐닝(scanning)된 슬라이스 또는 스캐닝된 추출물이 변위되고 이에 따라 검사 대상의 원하는 구역이 스캐닝되지 않음을 유도할 수 있다(예컨대, 환자(P)의 다른 해부구조(anatomy) 또는 변위된 해부구조가 이미징된다).
사용되는 시퀀스의 배타적으로 정적인 적응을 이용한 스캔의 경우(이에 따라, 서브시퀀스들이 최적화되는 단 한 개의 유효 볼륨만이 존재함), 통상적으로, 변위된 스캔들에 대해, 요구된다면, 정정된 값들로 갱신된 스캐닝이 수행될 수 있도록, 결과들에 대한 집중적 체킹(intensive checking)을 위한 충분한 시간이 유지된다.
자신들의 복수의 유효 볼륨들을 갖는 시퀀스 제어 데이터의 동적 적응을 이용한 스캔들의 경우, 모든 유효 볼륨들에 대한 이러한 갱신된 스캔은 대부분, 시간 면에서 너무 비쌀 것이다. 그러므로, 이를 방지하기 위하여, 품질-관련 임계치 값들로서, 예컨대, 제어 프로토콜에서 본래 제공되는 값으로부터의, 최적화에 의해 보정되고 제어 신호에 포함되는 시퀀스 제어 데이터의 최대 편차들이 제공될 수 있다.
또는, 품질-관련 임계치 값으로서, 본 발명에 따라 동적으로 계산되는 파라미터의 허용 가능한 최대 편차가 대응하는 정적 파라미터에 의해 정의될 수 있다. 본원에서는, 예컨대, HF 중심 주파수의 동적 변동이 스캐닝될 검사 대상의 구역 크기의 예컨대 10% 미만, 특히 5% 미만의, 스캐닝될 검사 대상의 구역 크기에 대한 스캔 볼륨(scan volume)의 작은 변위들로 제한될 수 있다. 본원에서는, 변위에 대한 임계치가 HF 중심 주파수의 변동에 의해 또한 픽셀(pixel)들로, 예컨대 "10개 픽셀들 이하"로 또는 길이 단위로, 예컨대 "5 밀리미터(millimeter) 이하"로 제공될 수 있다.
따라서, 예컨대, 단계 103으로부터 동적으로 설정될 시퀀스 제어 데이터, 단계 105로부터의 연관된 유효 볼륨들 및 단계 107로부터의 결정된 주위 조건들 전부를 제어 유닛(control unit)(10)에 송신하고, 이 제어 유닛(10)이, 단계 109에서 선택된 스캔에 속하는 스캔 시퀀스를 고려하여, 시스템 제어 데이터(system control data)를 결정하는 것이 고려 가능하다. 본원에서는, 예컨대, 개연성 체크(PP)에서의 볼륨-특정 심 오프셋 전류(volume-specific shim offset current) 및/또는 HF 펄스들의 시간 시퀀스(temporal sequence)를 고려하여, 개연성 체크(PP)에서의 HF 송신 시스템(transmission system)의 HF 전력 분포들 및/또는 볼륨-특정 송신기 스케일링 팩터(volume-specific transmitter scaling factor)들을 고려하여, 스위칭(switching)될 그래디언트 펄스(gradient pulse)들의 시간 시퀀스가 계산될 수 있다. 본원에서는, 심지어 대표적인 부분에 대한 계산, 예컨대 스캔 시퀀스의 반복이 충분할 수 있다. 하드웨어-제어-시퀀스 제어 데이터(hardware-control-sequence control data)의 시간적 연속으로부터, 관련 변수들의 평균 값들, 예컨대, 그래디언트 전류(gradient current)들에 의해 유발되는 평균 열적 부하 또는 평균 HF 전력이 결정될 수 있다. HF-특정 시퀀스 제어 데이터의 시간적 연속으로부터, 아마도 알려진 모델(model)들을 사용하여, 검사 대상에 입력되는 예상 에너지(prognosticized energy)가 결정될 수 있다. 그래디언트-특정 시퀀스 제어 데이터(gradient-specific sequence control data)의 시간적 연속으로부터, 알려진 모델들을 사용하여, 예측 자극 포텐셜(predicted stimulation potential)이 계산될 수 있다. 생리적 트리거링(physiological triggering)을 이용한 스캔들 동안, 예컨대 최악의 경우 시나리오(scenario)에 대해, 적어도 추정되는 값들이 또한 결정될 수 있다. 단순한 평균 값들 이외에, 더욱 복잡한 변수들, 예컨대 DE 10 2007 036564 B4에서 설명된 바와 같은 어카운트 모델(account model)들이 또한 고려될 수 있다.
품질-관련 임계치 값이 개연성 체크(PP) 동안 초과되는 것으로 발견되는 경우, 예컨대, 품질-관련 임계치 값 자체 또는 정적 값 중 어느 한 쪽이 정정된 값으로서 사용될 수 있거나, 또는 스캔 일시중지(scan pause)들이 스캔 시퀀스에 도입될 수 있는데, 이는 예컨대 반복 시간(TR)을 연장하고 그래서 예컨대 초과된 임계치 값에 의해 영향받는 변수들을 감소시킨다. 또한, 예컨대, SAR-관련 변수들을 감소시키고 이러한 방식으로 관련 임계치 값에 의해 미리-결정된 제한치 구역 내로 다시 리턴(return)시키기 위하여, 도달될 플립 각도를 감소시키는 것 그리고/또는 (예컨대, HF 펄스 지속기간(pulse duration)을 연장함으로써 또는 "낮은 SAR" 또는 벌스 펄스(verse pulse)들을 사용함으로써) HF 펄스 타입(pulse type)들을 조절하는 것이 고려 가능하다. 유사하게, 예컨대, 시뮬레이션 제한치-관련 시퀀스 제어 데이터(simulation limit-relevant sequence control data)의 값들을 감소시키고 그들을 개개의 임계치 값들에 의해 미리-결정된 제한치들 내로 다시 가져오기 위하여, 최소 그래디언트 상승 시간(minimum gradient rise time)이 증가될 수 있거나, 또는 선택된 이미지 부분(image portion)(FOV)이 확대될 수 있거나, 또는 스캔의 매트릭스 크기(matrix size)가 감소될 수 있다.
정정될 이러한 값의 정적 값의 직접적인 사용 대신에, 문제의 계산된 값은, 이 값이 연관된 임계치 값에 의해 설정된 제한치들 내에 있을 때까지, 예컨대 단계들에서, 정적 값으로 또한 근사화될 수 있다. 부가하여 또는 대안적으로, 사용자는 또한 품질-관련 임계치 값의 초과에 관하여 그리고 요구된다면 그 결과로 이루어진 변경들에 관하여 단말(25)을 통해 통보받을 수 있다. SAR-관련 경우들에서는, 사용자에 의한 확인 후에, 다른 SAR 제어 모드(control mode) 또는 자극 제어 모드(stimulation control mode)로의 변경이 착수된다. 이로써, 임계치 값들을 초과하는 이러한 경우들에 대한 반응이 사용자에게 설명 가능하게 된다. 전술된 타입들의 임계치 값들은 원해질 때 상이한 시스템 제어 데이터(system control data)에 대해 결합될 수 있다.
따라서, 이러한 임계치 값들에 의하여, 유리하게, 시스템-관련 또는 피험자-관련 제한(system-related or subject-related limitation)들이 본 방법에 의해 다루어질 수 있다. 따라서, 시퀀스 제어 데이터의 계산 이후의 스캔에서는 스캔 인터럽션(scan interruption)들이 효과적으로 방지되는데, 그 이유는 기술적 또는 생리적 제한치들의 초과가 발생할 수 없는 동시에 의료 이미징 검사 디바이스의 효율성이 최적으로 활용될 수 있기 때문이다.
예컨대, 개연성 체크(PP)가 계산된 제어 신호들(ST)에서의 임의의 부족을 검출하는 경우, 사용자는 단말(25)를 통해 통지받을 수 있고, 요구된다면, 대안적 해결책들이 제공 및/또는 선택된다. 계산된 시퀀스 제어 데이터가 개연성 체크(PP) 동안 정정되는 경우, 정정된 값이 메모리 유닛(11)에 저장된다.
그럼에도 불구하고, 제어 유닛(control unit)(10)의 중앙 제어 유닛(central control unit)(20)은, 제어 신호 생성 모듈(21) 이외에, 제어 프로토콜(SP) 내에서 시퀀스 제어 데이터(SD)를 인식 및 판독하는 시퀀스 제어 데이터 결정 모듈(sequence control data determining module)(22)을 포함할 수 있다. 부가하여, 중앙 제어 유닛(20)은 바람직하게 포지션 데이터 결정 모듈(position data determination module)(23)을 포함하고, 이 포지션 데이터 결정 모듈(23)은 제어 프로토콜(SP)에서 유효 볼륨 포지션 데이터(effective volume position data)(PD)를 인식하며, 이로써 획득된 시퀀스 제어 데이터 및 포지션 데이터(position data)가 이후, 원하는 최적화를 달성하기 위하여, 적절한 방식으로 제어 신호 생성 모듈(21)에 의해 프로세싱(processing)된다. 원리적으로, 시퀀스 제어 데이터 결정 모듈(22) 및 포지션 데이터 결정 모듈(23)은 또한, 시퀀스 제어 데이터(SD) 및 유효 볼륨 포지션 데이터(PD)를 인식하고 그들을 제어 신호 생성 모듈(21)에 전달하는 결합 모듈(combined module)로서 구현될 수 있다. 또한, 시퀀스 제어 데이터 결정 모듈 및 포지션 데이터 결정 모듈은 제어 신호 생성 모듈(21)에 또한 통합될 수 있다. 그러나, 도 1에서는, 스캔 시퀀스의 개별 서브시퀀스들과 연관된 유효 볼륨들에 대한 최적화만이 중앙 제어 유닛(20)에서 완전히 자동으로 이루어짐을 명확하게 하기 위하여, 이들 모듈들의 별개의 표현이 선택되었다.
특히, 포지션 데이터 계산 디바이스(position data calculation device)(23)는 또한, 예컨대, 획득된 유효 볼륨 포지션 데이터(effective volume position data)(PD) 및 이전의 스카우트 스캔(scout scan)들에서 재구성 유닛(reconstruction unit)(13)을 이용하여 생성된 이미지 데이터(image data)(BD)에 기초하여, 이 포지션 데이터 계산 디바이스(23)가 개별 서브시퀀스들에 대한 제한된 최적화 볼륨을 결정하도록 구성될 수 있다.
이것이 유용할 때의 예가 또한, 도 1에서 환자 터널(3)의 환자(P)에 대해 개략적으로 도시된다. 여기서, 세 개의 상이한 슬라이스들이 도시되고, 이 세 개의 상이한 슬라이스들에 대해, 특정 서브시퀀스들이 스캔 시퀀스 내에서 수행되어야 한다. 이들 슬라이스들 각각은 상당히 특정한 유효 볼륨(WV1, WV2, WV3)을 갖는데, 그러나, 여기서는 이 볼륨의 일부만이 검사될 환자(P)의 부위를 실제로 포함한다. 환자의 몸 밖에 있는, 이 유효 볼륨(WV1, WV2, WV3)의 구역들은 어떠한 필수적 이미지 정보(image information)도 포함하지 않는다. 그러므로, 환자(P)의 몸과 겹치는, 유효 볼륨(WV1, WV2, WV3)의 하위구역만을 최적화 볼륨으로서 사용하는 것이 유용하다. 제3 슬라이스(WV3)의 경우, 이 최적화 볼륨(OV3)은 유효 볼륨(WV3)과 환자의 몸의 볼륨 사이 겹침으로서 생기는 전체 구역이다.
다른 두 개의 유효 볼륨들(WV1, WV2)에 기초하여, 추가적인 변형이 도시된다. 본원에서는, 특정 기관(O)이 환자(P)의 몸 안의 검사 대상(O)으로서 검사될 것임이 가정된다. 이 기관(O)은 특정 대상 볼륨(object volume)(OV)을 갖는다. 이 볼륨(OV)만이 관심 대상이기 때문에, 개개의 최적화 볼륨들(OV1, OV2)을 찾기 위하여, 유효 볼륨들(WV1, WV2)과 대상 볼륨(OV)의 겹침이 이미징된다. 예컨대, 혹시 유효 볼륨이 연관된 최적화 볼륨과 어떠한 겹침도 갖지 않는 경우가 생긴다면, 겹침의 형성이 생략될 수 있고, 그리고 고려되는 유효 볼륨만이 또는 최적화 볼륨과 어떠한 겹침도 갖지 않는 연관된 유효 볼륨에 대한 최적화 볼륨만이, 기초로서 취해질 새로운 최적화 볼륨으로서 추론될 수 있다. 이러한 타입의 경우는, 예컨대, 스캔을 위해 스캐닝될 슬라이스들의 커버리지(coverage)가 사용자에 의해 자극되는 VOI보다 더 크거나 또는 이미징될 기관보다 더 큰 경우에 생길 수 있다.
제어 프로토콜에 따라 실제 스캔이 이제 시작되면(단계 111), 제어 유닛(10)은 스캔을 위해 저장된 제어 신호들(ST)을 이용한다. 본원에서는, 각각의 경우, 아마도 개연성 체크(PP) 후에 조절된, 진행중인 스캔의 현재 유효 볼륨에 속하는 저장된 제어 신호(ST)가 메모리 유닛(11)으로부터 로딩되고, 그리고 스캔을 제어하는데 사용된다. 또한, 제어 신호들(ST)이 직접적으로 사용되는 것이 아니라, 사용되는 제어 신호들에 대한 기초로서의 역할만을 하는 것이 고려 가능하다.
예컨대, 스캔 동안, 스캔 시퀀스의 현재 유효 볼륨이 항상 결정될 수 있다. 현재 유효 볼륨에 대해, 사용될 제어 신호가 저장된 제어 신호들로부터 결정될 수 있다. 본원에서는, 특히, 저장된 제어 신호들 및 연관된 저장된 유효 볼륨들 및 유효 볼륨들에 따른 주위 조건들 및/또는 스캔 동안 존재하는 주위 조건들에 기초하여, 실제로 사용되는 제어 신호들이 보간됨이 고려 가능하다.
또한, 진행중인 스캔 동안, 단계 113에서, 주위 조건들(U')의 변경들이 결정된다. 이 목적을 위해, 임의의 변경들 U'을 식별하기 위하여, 예컨대 제어 디바이스(10)에서 현재 주위 조건들이 끊임없이 결정되고 단계 107에서 이미 결정된 주위 조건들(U)과 비교된다. 주위 조건들의 각각의 갱신된 측정은, 예컨대, 직접적으로 의료 이미징 검사 디바이스(1)에 의하여, 예컨대, 내비게이터 스캔(navigator scan)들의 도움으로, 또는 외부 센서(external sensor)들(1.1)에 의하여 다시 수행될 수 있고, 이 외부 센서들(1.1)은 주위 조건들의 측정을 위해 검사 디바이스의 스캔 볼륨(scan volume)에 배열되고, 그리고 예컨대 메인 자기장 및/또는 HF 필드를 측정할 수 있다. 본원에서는, 주위 조건들의 변경들의 결정이 의료 검사 디바이스(1)를 이용한 실제 스캔과 동시에, 즉, 병렬로 이루어질 수 있거나, 또는 상기 스캔과 인터리빙(interleaving)될 수 있다.
본원에서는, 특히, 평균 메인 자기장(B0)에 대한 변경들, 메인 자기장(B0)의 선형으로 변경 가능한 공간 분포에 대한 변경들, 적어도 하나의 고차의 메인 자기장의 공간 분포에 대한 변경들, 평균 HF 필드 진폭(field amplitude)에 대한 변경들, HF 필드의 선형으로 변경 가능한 공간 분포에 대한 변경들 및 적어도 하나의 고차의 HF 필드의 공간 분포에 대한 변경들의 그룹으로부터의 변경들이 검출된다.
주위 조건들(U')의 변경이 검출되는 경우, 이것은 메모리 유닛(11)에 저장되고, 그리고 스캔의 추가적인 과정에서 사용될 제어 신호들(ST)은 예컨대 결정된 바와 같은 주위 조건들에 대한 변경들에 따라 제어 디바이스(10)에서 적응된다(단계 115). 스캔이 종료될 때까지 또는 주위 조건들(U')의 변경이 다시 검출되고 저장된 제어 신호들(ST')이 다시 적응될 때까지, 적응된 제어 신호들(ST')이 진행중인 스캔에서 사용된다.
개별 최적화 볼륨들에 대해, 즉, 유효 볼륨들에 대해 그리고/또는 또한 단지 유효 볼륨들의 식별된 원하는 하위구역들에 대해 이루어지는 제어 신호들의 적응을 위해, 복수의 방법들이 고려된다:
모든 최적화 볼륨들에 대해 전역으로 적용되는 변경들의 경우, 변경에 의해 영향받고 메모리 유닛(11)에 저장되는 제어 신호들의 대응하는 값들은 전체에 걸쳐 그리고 동일한 방식으로 적응될 수 있다. 예컨대, 평균 메인 자기장(B0)이 변경되는 경우, 제어 신호들이 적응될 때, 사용될 HF 중심 주파수들에 대한 값들 전부가 모든 유효 볼륨들에 대해 평균 메인 자기장의 변경을 정정하는 값만큼 변위된다. 예컨대, 선형 필드 불균질성(linear field inhomogeneity)이 변경되는 경우, 필드 불균질성(field inhomogeneity)의 변경을 정정하기 위하여, 적응된 제어 신호들에서는, 사용될 심 오프셋(shim offset)에 대한 값들 전부가 모든 유효 볼륨들에 대해 동일한 방식으로 적응될 수 있다.
그러나, 설명된 방법을 이용하여, 제어 신호들을 적응시킬 때 오직 국소적으로 국소 변경들을 고려하는 것이 또한 가능하다. 따라서, 주위 조건들에 대한 공간적으로 더욱 복잡한 변경들이 검출되는 경우, 각각의 최적화 볼륨에 대해 개별적으로 최적화된 적응이 수행될 수 있다. 예컨대, 메인 자기장의 공간 분포의 고차의 변경이 결정되는 경우, 각각의 최적화 볼륨에 대해, HF 중심 주파수 및 심 오프셋들의 적응이 착수될 수 있고, 따라서 고차의 메인 자기장 변경이 국소적으로 보상될 뿐만 아니라 각각의 경우에서 가능하다.
또한, 스캔 동안 제어 신호들의 동적 적응에서는, 상이한 제어 신호들 사이의 종속성들이 고려될 수 있고, 따라서 주위 조건들의 변경에 의해 직접적으로 영향받고 적응되는 제어 신호에 종속되는 제어 신호들 전부가 또한 적응된다. 특정 최적화 볼륨에 대해 저장된 제어 신호(ST, ST')의 값의 동적 적응 동안, 암시적으로 또한, 제어 신호의 하나 또는 그 초과의 다른 값들이 적응되어야 하는 이러한 알려진 종속성들이 발생하는 경우, 이는 제어 디바이스(10)에서 자동으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 주위 조건들의 변경이 HF 필드의 공간 분포의 적응을 요구하는 경우, 제어 신호들(ST, ST')에서는, HF 전력 분포, 그리고 또한 HF 전력 분포에 종속되는 HF 진폭 스케일링(amplitude scaling)이 이에 따라 적응될 수 있다.
또한, 주위 조건들의 검출된 변경 후 제어 신호들(ST, ST')이 적응되는 시점은 임의적인 것이 아니라, 진행중인 스캔을 고려하여 제어되어, 특히, 제어 신호들의 적응이 취득되는 스캔 데이터에 대한 어떠한 부정적인 영향들도 갖지 않는 것이 유용할 수 있다. 무엇보다도, 주위 조건들의 변경들이 단계 113에서 의료 검사 디바이스(1)를 이용한 실제 스캔과 비동기식으로 검출되는 경우, 특히, 외부 센서들(1.1)을 이용하여 주위 조건들의 변경들의 결정이 이루어지는 경우, 진행중인 스캔에 대한 제어 신호들의 적응들의 이러한 동기화가 유용하다.
이는, 예컨대, 제어 디바이스(10)에 포함된 동기화 유닛(synchronization unit)(26)에 의하여 이루어질 수 있다. 특히, 동기화 유닛(26)은, 스캔이 변경된 제어 신호들(ST, ST')에 의해 악영향을 받지 않고, 제어 신호들(ST, ST')의 적응이 착수될 수 있을 때를 고려한다. 이는, 예컨대, 스캔의 파라미터들이 유용한 코히어런스(useful coherence)들의 전개 동안 변경된 경우일 것이다. 이에 대한 배경은, 파라미터들, 예컨대 HF 중심 주파수 또는 심 오프셋에 대한 변경들이 유용한 코히어런스들에 대한 직접적인 영향들을 갖는다는 것이다. 따라서, 예컨대, 디페이징 자기장 그래디언트(dephasing magnetic field gradient)의 영향은 대응하는 리페이징 자기장 그래디언트(rephasing magnetic field gradient)에 의하여, 그 사이에 예컨대 오프셋 심(offset shim)의 변경에 의한 메인 필드 균질성(main field homogeneity)의 변경이 이루어진 경우에는, 더 이상 보상될 수 없다. 본원에서, 유용한 코히어런스는 스캔에 의해 특정하게 조작되는 변수로서 이해되어야 하고, 요구된다면, 이 조작에 대한 "응답"이 측정되어야 한다. 이러한 유용한 코히어런스들은 사용되는 스캔 시퀀스에 기초하여 인식될 수 있고, 그리고 동기화 유닛(26)에 의한 제어 신호들의 적응은, 이 적응이 이미 존재하는 유용한 코히어런스 내에 포함되는 것이 아니라, 예컨대 유용한 코히어런스의 시작 전에 또는 종료 후에 포함되는 경우에만 허용될 수 있다. 이러한 방식으로, 어떠한 원치 않는 디페이징(dephasing) 또는 다른 결함들도 발생하지 않음이 보장된다.
이 목적을 위해, 동기화 유닛(26)은, 심지어 동적 스캔들에서도, 예컨대, EPI 시계열의 엘리먼트(element)의 레코딩(recording) 내에서는 제어 신호들의 어떠한 적응도 이루어지지 않아야 하는 기능적 이미징을 위해 이 EPI 시계열을 고려할 수 있다. 이 수단에 의해, 그렇지 않으면 예컨대 이 시계열의 이후 평가에서, 예컨대 활성화 패턴(activation pattern)들의 통계적 결정에서 비교적 극심한 오류들 및 변동들을 유도할, 이미지 대조 및 이미지 밝기 값들(image contrast and image brightness values)의 변경들이, 이 시계열의 엘리먼트 내에서의 제어 신호들(ST, ST')의 적응에 의해 방지될 수 있다. 이 타입의 스캔들을 이용하여, 예컨대, 스캐닝될 시계열의 엘리먼트의 시작 이전에만 또는 종료 이후에만, 동기화 유닛(26)은 제어 신호들(ST, ST')의 적응을 허용할 수 있다.
또한, 동기화 유닛(26)은 시간 필터(time filter)를 또한 포함할 수 있고, 이 시간 필터는, 단기 변동들이 주위 파라미터(ambient parameter)들에서 발생할 때 제어 신호들이 항상 적응되고 이에 따라 오실레이팅(oscillating)하는 것을 방지한다. 이 목적을 위해, 예컨대, 시간 상수가 미리-설정될 수 있고, 이 시간 상수에 대해, 저장된 제어 신호들(ST, ST')은 적어도, 적응이 허용되기 전에는 유효하게 유지되어야 한다. 부가하여 또는 대안적으로, 시간적으로 가변하는 결정된 주위 파라미터들 또는 그로부터 도출된 제어 신호들의 적응들은 필터레이션(filtration)을 겪을 수 있고, 이로써 단기 변동들의 영향이 보상된다.
따라서, 동기화 유닛(26)은 스캔으로 획득되는 스캔 데이터(scan data)의 일관성과, 변경된 주위 조건들에 대한 제어 신호들의 적응을 통한 스캔 데이터의 품질의 동시 최적화를 보장한다.
제어 신호들(ST, ST')이 의료 이미징 검사 디바이스(1)를 제어하고, 이로써 이 의료 이미징 검사 디바이스(1)는 로우 데이터(RD)를 생성하며, 이 로우 데이터(RD)는 다시, 메모리 유닛(11)에 저장되거나 또는 이미지 데이터 또는 분광 데이터로서 재구성되고, 요구된다면 디스플레이(display)될 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 다시, 실제이지만 매우 단순화된 스캔 시퀀스(MS)를 사용하여, 개별 서브시스템들을 특정 서브시퀀스와 연관된 유효 볼륨에 최적화시키기 위한 가능성들이 이제 설명될 것이다.
최상위 라인(uppermost line)에서는, 각각의 경우 개별 블록(block)들의 형태의 다양한 서브시퀀스들(TS1, TS2, ..., TS8)이 명명된다. 바닥 라인(bottom line)에서는, 스캔 시퀀스(MS)의 이들 서브시퀀스들(TS1, TS2, ..., TS8)과 연관된 유효 볼륨들(V1, V2, V3, V4)이 도시된다.
이것으로부터, 제1 서브시퀀스(TS1)가 제1 유효 볼륨(V1)과 연관되고 제2 서브시퀀스(TS2)가 제2 유효 볼륨(V2)과 연관됨이 명백하다. 공통 유효 볼륨(V3)은 서브시퀀스들(TS3, TS4, TS5)과 연관된다. 또한, 유효 볼륨(V4)이 서브시퀀스들(TS6, TS7, TS8)과 연관된다.
바닥 라인과 상위 라인(upper line) 사이에는, 개별 서브시퀀스들에 대한 별개의 시간 라인들 상에 각각, 서브시스템(subsystem)들에 의해 출력될 펄스들이 도시된다. 즉, 펄스들의 동기식 출력에 의하여 ―펄스들 각각은 서브시스템들에서의 대응하는 파라미터들의 설정 또는 블록들에 의해 마킹(marking)된 서브시퀀스들(TS1, TS2, ..., TS8) 아래에 도시됨―, 개별 서브시퀀스들(TS1, TS2, ..., TS8)이 수행된다. 최상단 두 번째 라인(second to top line)에서는, 고주파수 펄스 증폭기(RFPA)에 의해 출력될 고주파수 펄스 형태들 및 진폭들이 기호로 도시된다. 두 번째 라인(second line)에서는, 각각의 경우 설정될 NCO 위상이 기호화되는데, 곡선의 그래디언트가 주파수 크기를 기호화한다. 하기의 라인들에서는, 그래디언트 펄스들(Gx, Gy, Gz)이 도시되고, 마지막이지만 하나의 라인에서는, 선택된 수신 코일(receiving coil)을 판독하기 위한 아날로그/디지털 컨버터(analogue/digital converter)(ADC)가 제어되는 판독 윈도우(readout window)들이 도시된다. 간략성을 위해서, 여기서는 단일-채널 송신 시스템(single-channel transmitting system)이 표현된다. 멀티-채널 시스템(multi-channel system)들에서는, 예컨대, 모든 각각의 송신 엘리먼트(transmitting element)에 대해, B1 심을 구현하기 위하여, HF 펄스 시퀀스(진폭 및/또는 위상)가 상이하게 보일 수 있다.
여기서는, 국소 포화를 위해 스캔 시퀀스(MS)의 제1 서브시퀀스(TS1)가 제공되는데, 즉, 국소적으로 제한된 유효 볼륨(V1) 내의 핵들 전부가 포화된다. 이 목적을 위해, 초기에 디페이징(dephasing)을 위해, 짧고 집중적인 Gx 및 Gy 그래디언트들이 스위칭된다. 후속하여, NCO에 의해 출력되는 특정한 시간적으로 가변하는 위상 시퀀스(phase sequence)로 특정 형태 및 진폭의 고주파수 펄스가 방출되면서(상기 펄스의 상승은 고주파수 펄스의 주파수에 대응함), 동시에, 슬라이스 선택을 위해, 추가적인 Gy 그래디언트 펄스가 방출된다. 이 서브시퀀스는 디페이징을 위한 x-방향 및 y-방향으로의 추가적인 짧고 집중적인 그래디언트 펄스로 끝난다.
유효 볼륨(V1)에 대하여, 상이한 파라미터들이 제어 디바이스에 의해 자동으로 최적화될 수 있는데, 그 이유는 이 유효 볼륨(V1)이 알려져 있기 때문이다. 첫째로, 방출될 고주파수 펄스의 진폭(A), 및 동시에 또한 NCO에 의해 출력되는 주파수(F)가 최적화된다. 부가하여, 예컨대, 그래디언트 코일들(Gx, Gy)에 대한 심 오프셋 전류들(S)이 적절하게 설정되고, 맥스웰 정정(Maxwell correction)을 위한 동일하게 적절한 파라미터들(M)이 또한 전송될 수 있다. 도 3에서는, 개개의 유효 볼륨(V1)에 따라 국소적으로 최적화되는 파라미터들이 바닥 라인으로부터 그리고 제1 볼륨(V1)으로부터 시작해 화살표들로 도시된다.
제1 서브시퀀스(TS1)에 바로 인접하는 추가적인 서브시퀀스(TS2)는 화학적 포화, 예컨대, 지방 포화이다. 이는, NCO에 의해 미리결정된 특정 진폭 및 주파수로 고주파수 펄스를 방출함으로써 국소 포화와 아주 유사하게 이루어지는데, 도면에서는, 예로서, 주파수가 서브시퀀스(TS1)에서의 국소 포화에서보다 더 높다. 여기서 또한, 고주파수 펄스의 방출 전에 그리고 고주파수 펄스의 방출 후에, 각각의 경우, 디페이징 펄스(dephasing pulse)만이 Gx 및 Gy 그래디언트로 스위칭된다. (제1 서브시퀀스(TS1)에서와 같은) 슬라이스 선택을 위한 Gy 그래디언트의 방출은 이루어지지 않는데, 그 이유는 포화가 전역으로 이루어질 것인데, 즉, 유효 볼륨(V2)이 스캐닝 공간(scanning space)의 전체 볼륨이기 때문이다. 도 4는, 예컨대, 이 서브시퀀스(TS2)에서, 진폭(A) 및 주파수(F)가 현재 유효 볼륨(V2)에 대해 어떻게 최적화되는지를 도시한다.
이 화학적 포화(TS2) 이후, 로우 데이터의 실제 레코딩이 제1 슬라이스에 대해 세 개의 서브시퀀스들(TS3, TS4, TS5)에 의하여 이후 이루어지는데, 이 세 개의 서브시퀀스들(TS3, TS4, TS5)은 전부 관련 슬라이스에 대해 작용해야 한다.
이 슬라이스는 연관된 유효 볼륨(V3)을 결정한다. 본원에서는, 제1 서브시퀀스(TS3)가 유효 볼륨(V3)에서의 슬라이스 여기(slice excitation)를 위해 제공된다. 이는, Gz 슬라이스 그래디언트 펄스(slice gradient pulse) 및 후속하는 더 짧은, 네거티브 Gz 리페이징 펄스(negative Gz rephasing pulse)의 동시 방출과 함께, NCO에 의해 미리설정된 특정 진폭 및 주파수를 갖는 고주파수 펄스(HF)를 방출함으로써 달성된다. 다음 차례의 서브시퀀스(TS4)는 위상 인코딩(phase encoding)을 위해 제공된다. 이 목적을 위해, 단지, Gy 그래디언트 펄스가 스위칭된다. 후속하는 서브시퀀스(TS5)에서는, 유효 볼륨(V3)에서 생성되는 자기 공명 신호들의 판독이 이루어지는데, 여기서 초기에, 네거티브 Gx 그래디언트 펄스(negative Gx gradient pulse)가 디페이징을 위해 방출되고 후속하여 포지티브 Gx 그래디언트 펄스(positive Gx gradient pulse)가 리페이징(rephasing)을 위해 방출되며, 여기서 동시에, ADC가 판독을 위해 활성화된다. 그 이후, 이 슬라이스의 스캐닝이 종료된다. 최적화 가능한 파라미터들이 다시, 도 5에서 화살표들에 의하여 도시된다: 각각, 방출된 고주파수 펄스의 진폭(A), 고주파수 펄스의 출력에 대해 설정된 NCO의 위상 및 주파수(F), 그리고 다시, 심 오프셋에 대한 파라미터들(S) 그리고 그래디언트 펄스들(Gx, Gy, Gz)을 스위칭하는 것에 대한 맥스웰 정정 파라미터(Maxwell correction parameter)들(M). 실제로는, 맥스웰 정정 M은 통상적으로, 그래디언트들의 스위칭 동안에만 실제 사용된다. 그러나, 심 오프셋들은 통상적으로, 유효 볼륨(여기서, V3)의 효력 기간의 시작시 설정되고, 이후, 뒤를 잇는 유효 볼륨(여기서, V4)의 효력 기간의 시작 전까지, 고정된 상태로 유지된다. ADC에 대하여, 최적화가 수행될 수 있는데, ―상이한 판독 코일(readout coil)들(예컨대, 복수의 로컬 코일들)이 이용 가능하다면― 관련 유효 볼륨(V3)에 대해 최선의 코일 조합(coil combination)이 선택되고, 이는 코일 선택 파라미터(coil selection parameter)(C)에 의해 기호화된다.
볼륨(V3)의 데이터가 판독되도록 하는 서브시퀀스(TS5)에 후속하여, 서브시퀀스(TS6) 내에서 추가적인 슬라이스의 여기가 이루어질 수 있다. 이 추가적인 슬라이스는 여기서 유효 볼륨(V4)에 의해 표현된다. 제1 슬라이스, 즉, 유효 볼륨(V3)에 대해서와 동일한 방식으로, 또한 유효 볼륨(V4)에 대한 이미지 데이터를 결정하기 위하여, 위상 인코딩을 위한 서브시퀀스(TS7) 및 슬라이스를 판독하기 위한 추가적인 서브시퀀스(TS8)가 수행된다.
동일한 방식으로, 추가적인 슬라이스들이 판독될 수 있는데, 대응하는 서브시퀀스들이 반복되어야 함이 명확하다. 유사하게, 슬라이스들로부터의 스캐닝 사이를 비롯하여, 임의의 원하는 방식으로, 예컨대, 추가적인 포화 서브시퀀스들 또는 다른 특수 서브시퀀스들이 삽입되어, 혈액 또는 다른 유체들이 라벨링 또는 마킹될 수 있으며, 몸에서의 이들의 흐름이 이후에 결정될 것이다. 복수의 매우 다양한 가능한 서브시퀀스들 및 연관된 유효 볼륨들에 따라, 연관된 유효 볼륨들을 고려하여 개별 서브시퀀스들에 대해 상이한 서브시스템들의 파라미터들을 최적화하기 위한 가장 다양한 가능성들이 또한 생긴다.
마지막으로, 위에서 언급된 구성들이 단지 예시적인 실시예들이고, 본 발명의 개념으로부터 벗어남 없이, 기본 원리가 당업자에 의해 넓은 범위에 걸쳐 또한 가변될 수 있음이 다시 주목되어야 한다. 완전성을 위해, 불확정의 단수 표현의 사용이 관련 특징이 또한 복수로 존재하는 것을 배제하지 않음이 언급되어야 한다. 유사하게, 표현 "유닛(unit)"은 이것이, 아마도 또한 공간적으로 분산될 수 있는 복수의 컴포넌트들로 이루어짐을 배제하지 않는다.
Claims (13)
- 의료 이미징 검사 디바이스(medical imaging examination device)(1)의 동작을 위한 방법으로서,
상기 의료 이미징 검사 디바이스(1)는, 복수의 서브시스템(subsystem)들(4, 5, 6, 7, 8, 14, 15, 16, 17, 18), 및 스캔 시퀀스(scan sequence)를 수행하기 위하여 조정된 방식으로 상기 서브시스템들(4, 5, 6, 7, 8, 14, 15, 16, 17, 18)을 제어하는 제어 디바이스(control device)(10)를 포함하고, 상기 방법은,
수행될 스캔(scan)에 할당된 제어 프로토콜(control protocol)(SP)을 상기 제어 디바이스(10)에 전송하는 단계,
상기 제어 프로토콜(SP)에 속하는 스캔 시퀀스의 상이한 기능적 서브시퀀스(functional subsequence)들(TS1, TS2, TS3, TS4, TS5, TS6, TS7, TS8)을 정의하는, 상기 제어 프로토콜(SP)에 관련되는 시퀀스 제어 데이터(sequence control data)(SD)를 결정하는 단계,
상이한 유효 볼륨(effective volume)들(V1, V2, V3, V4, WV1, WV2, WV3)을 각각의 기능적 서브시퀀스(TS1, TS2, TS3, TS4, TS5, TS6, TS7, TS8)에 할당하는 단계,
결정된 관련 시퀀스 제어 데이터 및 연관된 유효 볼륨들(V1, V2, V3, V4, WV1, WV2, WV3)에 결정적인, 상기 의료 이미징 검사 디바이스의 현재 주위 조건들을 결정하는 단계,
결정된 시퀀스 제어 데이터, 상기 유효 볼륨들(V1, V2, V3, V4, WV1, WV2, WV3) 및 결정된 현재 주위 조건들에 기초하여, 상기 스캔 시퀀스에 대한 제어 신호들(ST)을 계산 및 저장하는 단계 ―이에 따라, 상기 스캔 시퀀스의 상기 기능적 서브시퀀스들(TS1, TS2, TS3, TS4, TS5, TS6, TS7, TS8)은 자신의 연관된 유효 볼륨(V1, V2, V3, V4, WV1, WV2, WV3)의 하위구역에 대하여 적어도 국소적으로 최적화됨―, 및
상기 제어 프로토콜(SP)에 따라, 저장된 제어 신호들(ST)을 사용하여, 스캔을 시작하는 단계
를 포함하고,
상기 스캔에서 사용되는 상기 제어 신호들(ST)은 상기 스캔 동안 결정되는 주위 조건들의 변경들에 적응되는,
의료 이미징 검사 디바이스(1)의 동작을 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 주위 조건들의 변경들의 결정은 상기 스캔과 동시에 이루어지거나, 또는 상기 스캔과 인터리빙(interleaving)되는,
의료 이미징 검사 디바이스(1)의 동작을 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
주위 파라미터(ambient parameter)들의 변경들은 상기 스캔 동안 상기 의료 이미징 검사 디바이스에 의하여 또는 외부 센서(external sensor)들에 의하여 결정되는,
의료 이미징 검사 디바이스(1)의 동작을 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저장된 제어 신호들(ST) 중에서, 각각의 경우, 상기 주위 조건들의 결정된 변경들에 의해 영향받는 저장된 제어 신호들(ST)만이 자동으로 적응되는,
의료 이미징 검사 디바이스(1)의 동작을 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상이한 제어 신호들 사이의 종속성들을 고려하여 제어 신호들이 적응되고, 이러한 상기 주위 조건들의 변경에 의해 직접적으로 영향받고 적응되는 제어 신호에 종속되어 영향받는 제어 신호들 전부가 또한 적응되는,
의료 이미징 검사 디바이스(1)의 동작을 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
동기화 유닛(synchronization unit)(26)에 의하여, 상기 주위 조건들의 결정된 변경 후 상기 제어 신호들(ST)이 적응되는 때가 제어되는,
의료 이미징 검사 디바이스(1)의 동작을 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 신호들(ST)의 계산은 개연성 체크(plausibility check)(PP)를 포함하는,
의료 이미징 검사 디바이스(1)의 동작을 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
기능적 서브시퀀스(TS1, TS2, TS3, TS4, TS5, TS6, TS7, TS8)의 국소 최적화는 연관된 유효 볼륨(WV1, WV2) 내에 놓인 최적화 볼륨(optimization volume)(OV1, OV2)에 대하여 수행되는,
의료 이미징 검사 디바이스(1)의 동작을 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
검사 대상(examination object)에 관한 대상 정보(object information)를 포함하는 대상 볼륨(object volume)과, 기능적 서브시퀀스와 연관된 유효 볼륨의 겹침(overlap)을 형성함으로써, 상기 기능적 서브시퀀스에 대한 최적화 볼륨이 결정되는,
의료 이미징 검사 디바이스(1)의 동작을 위한 방법. - 의료 이미징 검사 디바이스로서,
복수의 서브시스템들(4, 5, 6, 7, 8, 14, 15, 16, 17, 18) 및 제어 디바이스(10)를 포함하고,
상기 제어 디바이스(10)는 시퀀스 제어 데이터(SD)에 기초하여 스캔 시퀀스(MS)를 수행하기 위해 조정된 방식으로 상기 서브시스템들(4, 5, 6, 7, 8, 14, 15, 16, 17, 18)을 제어하도록 구성되며, 상기 시퀀스 제어 데이터(SD)는 상이한 유효 볼륨들(V 1, V2, V3, V4, WV1, WV2, WV3)과 연관되는, 상기 스캔 시퀀스(MS)의 상이한 기능적 서브시퀀스들(TS1, TS2, TS3, TS4, TS5, TS6, TS 7, TS8)을 정의하고, 상기 제어 디바이스(10)는 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성되는,
의료 이미징 검사 디바이스. - 제 10 항에 있어서,
상기 검사 디바이스(examination device)는 자기 공명 디바이스(magnetic resonance device)인,
의료 이미징 검사 디바이스. - 컴퓨터 프로그램(computer program)으로서,
상기 프로그램(program)이 제어 디바이스(10) 상에서 실행될 때 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 상기 제어 디바이스(10) 상에서 수행하는,
컴퓨터 프로그램. - 전자식으로 판독 가능한 데이터 캐리어(electronically readable data carrier)(26)로서,
상기 데이터 캐리어(data carrier) 상에 저장된 전자식으로 판독 가능한 제어 정보를 갖고, 상기 제어 정보는 제 12 항에 따른 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 포함하고, 그리고 의료 이미징 검사 디바이스(1)의 제어 디바이스(10)에서의 상기 데이터 캐리어(26)의 사용으로 상기 제어 정보가 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성되는,
전자식으로 판독 가능한 데이터 캐리어(26).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014219782.1A DE102014219782A1 (de) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | Betrieb eines bildgebenden medizinischen Untersuchungsgeräts mit einer Mehrzahl an Teilsystemen |
| DE102014219782.1 | 2014-09-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160038796A true KR20160038796A (ko) | 2016-04-07 |
Family
ID=55485781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150135735A KR20160038796A (ko) | 2014-09-30 | 2015-09-24 | 복수의 서브시스템들을 포함하는 의료 이미징 검사 디바이스의 동작 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10101425B2 (ko) |
| KR (1) | KR20160038796A (ko) |
| CN (1) | CN105455812A (ko) |
| DE (1) | DE102014219782A1 (ko) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014219784B4 (de) * | 2014-09-30 | 2016-06-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Betrieb eines bildgebenden medizinischen Untersuchungsgeräts mit einer Mehrzahl an Teilsystemen |
| DE102014219778B4 (de) * | 2014-09-30 | 2016-09-01 | Siemens Healthcare Gmbh | Betrieb eines bildgebenden medizinischen Untersuchungsgeräts mit einer Mehrzahl an Teilsystemen |
| DE102014219779B4 (de) * | 2014-09-30 | 2016-06-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Betrieb eines bildgebenden medizinischen Untersuchungsgeräts mit einer Mehrzahl an Teilsystemen |
| DE102014219782A1 (de) * | 2014-09-30 | 2016-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Betrieb eines bildgebenden medizinischen Untersuchungsgeräts mit einer Mehrzahl an Teilsystemen |
| DE102014219785A1 (de) * | 2014-09-30 | 2016-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Betrieb eines bildgebenden medizinischen Untersuchungsgeräts mit einer Mehrzahl an Teilsystemen |
| DE102015218847A1 (de) | 2015-09-30 | 2017-03-30 | Siemens Healthcare Gmbh | Korrektur von Magnetresonanzbilddaten |
| DE102015218852A1 (de) | 2015-09-30 | 2017-03-30 | Siemens Healthcare Gmbh | Verbessertes Verfahren zur Akquisition von Messdaten bei gleichzeitiger Manipulation räumlich getrennter Subvolumina |
| DE102015218850A1 (de) | 2015-09-30 | 2017-03-30 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zur Akquisition von Messdaten eines Untersuchungsobjekts mittels Magnetresonanz, Magnetresonanzanlage, Computerprogramm sowie elektronisch lesbarer Datenträger |
| DE102015225080A1 (de) | 2015-12-14 | 2017-06-14 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zum Betrieb eines bildgebenden medizinischen Untersuchungsgeräts mit einer Mehrzahl an Teilsystemen |
| DE102016203253A1 (de) | 2016-02-29 | 2017-08-31 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren und Magnetresonanzgerät zur Aufnahme eines Magnetresonanzdatensatzes und Datenträger |
| DE102019214359A1 (de) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zu einer adaptiven Ansteuerung eines Magnetresonanzgerätes |
| US11740309B2 (en) | 2021-02-02 | 2023-08-29 | Hyperfine Operations, Inc. | Systems and methods for dynamically extending magnetic resonance imaging of a subject |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10214736B4 (de) * | 2002-04-03 | 2005-03-31 | Siemens Ag | Verfahren zur Optimierung der k-Raum-Trajektorien bei der Ortskodierung eines Magnetresonanz-Tomographiegerätes und Gerät zur Durchführung des Verfahrens |
| DE10330926B4 (de) | 2003-07-08 | 2008-11-27 | Siemens Ag | Verfahren zur absoluten Korrektur von B0-Feld-Abweichungen in der Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebung |
| DE102004002009B4 (de) * | 2004-01-14 | 2006-07-06 | Siemens Ag | Verfahren zum Betrieb eines Magnetresonanzsystems, Magnetresonanzsystem und Computerprogrammprodukt |
| WO2005069032A1 (en) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Magnetic resonance imaging with real-time magnetic field mapping |
| WO2006132104A1 (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-14 | Hitachi Medical Corporation | 磁気共鳴イメージング方法および装置 |
| US7659720B2 (en) * | 2007-01-29 | 2010-02-09 | Toshiba Kk | Magnetic resonance imaging apparatus and method of setting slice-area/slice-volume orientation at each moved couch position |
| US7525313B2 (en) * | 2007-05-04 | 2009-04-28 | General Electric Company | System and method for multi-channel MR transmission |
| DE102007036564B4 (de) | 2007-08-03 | 2009-07-09 | Siemens Ag | Verfahren zur gewebespezifischen Optimierung von Bildgebungsparametern |
| DE102009004896B4 (de) * | 2009-01-16 | 2010-10-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetresonanzgerät und Verfahren zur Messung von Feldinhomogenitäten und Einstellung von Shim-Parametern |
| DE102009020000B4 (de) * | 2009-05-05 | 2020-03-12 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren und Steuereinrichtung zum Betrieb einer Magnetresonanzanlage |
| DE102009020661B4 (de) * | 2009-05-11 | 2012-09-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betrieb eines bildgebenden Systems sowie bildgebendes System und Computerprogrammprodukt |
| DE102009039772B4 (de) * | 2009-09-02 | 2012-04-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Korrektur von Verzerrungen in MR-Bilddaten bei der Diffusionsbildgebung |
| DE102010004514A1 (de) | 2010-01-13 | 2011-07-14 | Siemens Aktiengesellschaft, 80333 | Dynamische Nachführung der HF-Justage bei parallelem Senden |
| EP2506026A1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-03 | Universitätsklinikum Freiburg | Method of dynamically compensating for magnetic field heterogeneity in magnetic resonance imaging |
| DE102011080591A1 (de) * | 2011-08-08 | 2013-02-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Verarbeitung medizintechnischer Bilddaten |
| US10684337B2 (en) | 2013-01-25 | 2020-06-16 | Regents Of The University Of Minnesota | Multiband RF/MRI pulse design for multichannel transmitter |
| DE102013204310A1 (de) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Betriebsverfahren für einen Rechner zur Bestimmung einer optimierten Messsequenz für eine bildgebende medizintechnische Anlage |
| DE102014219778B4 (de) * | 2014-09-30 | 2016-09-01 | Siemens Healthcare Gmbh | Betrieb eines bildgebenden medizinischen Untersuchungsgeräts mit einer Mehrzahl an Teilsystemen |
| DE102014219785A1 (de) * | 2014-09-30 | 2016-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Betrieb eines bildgebenden medizinischen Untersuchungsgeräts mit einer Mehrzahl an Teilsystemen |
| DE102014219786A1 (de) * | 2014-09-30 | 2016-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Betrieb eines bildgebenden medizinischen Untersuchungsgeräts |
| DE102014219782A1 (de) * | 2014-09-30 | 2016-03-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Betrieb eines bildgebenden medizinischen Untersuchungsgeräts mit einer Mehrzahl an Teilsystemen |
| DE102014219779B4 (de) * | 2014-09-30 | 2016-06-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Betrieb eines bildgebenden medizinischen Untersuchungsgeräts mit einer Mehrzahl an Teilsystemen |
| DE102014219784B4 (de) * | 2014-09-30 | 2016-06-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Betrieb eines bildgebenden medizinischen Untersuchungsgeräts mit einer Mehrzahl an Teilsystemen |
-
2014
- 2014-09-30 DE DE102014219782.1A patent/DE102014219782A1/de not_active Ceased
-
2015
- 2015-09-24 KR KR1020150135735A patent/KR20160038796A/ko not_active Application Discontinuation
- 2015-09-30 CN CN201510642647.9A patent/CN105455812A/zh active Pending
- 2015-09-30 US US14/870,029 patent/US10101425B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20160091586A1 (en) | 2016-03-31 |
| US10101425B2 (en) | 2018-10-16 |
| CN105455812A (zh) | 2016-04-06 |
| DE102014219782A1 (de) | 2016-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20160038796A (ko) | 복수의 서브시스템들을 포함하는 의료 이미징 검사 디바이스의 동작 | |
| US10191131B2 (en) | Medical imaging apparatus having multiple subsystems, and operating method therefor | |
| US10241175B2 (en) | Medical imaging apparatus having multiple subsystems, and operating method therefor | |
| JP6320357B2 (ja) | 複数のサブシステムを含む医療用撮像検査デバイスの動作 | |
| US10168407B2 (en) | Medical imaging apparatus having multiple subsystems, and operating method therefor | |
| US10185008B2 (en) | Medical imaging examination apparatus and operating method | |
| JP5886024B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
| US10302724B2 (en) | Multi-slice gradient echo magnetic resonance imaging | |
| CN104379059A (zh) | 扫描协议调整设备、成像设备以及用于调整扫描协议的方法 | |
| US9846213B2 (en) | Optimization of the noise development of a 3D gradient echo sequence in a magnetic resonance system | |
| JP7292840B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
| US10288709B2 (en) | Medical imaging examination apparatus having multiple sub-systems and method for the operation thereof | |
| US10061001B2 (en) | Method and medical imaging apparatus of determining time windows in a scan sequence | |
| KR101844514B1 (ko) | 자기 공명 영상 장치 및 자기 공명 영상 획득 방법 | |
| US10444316B2 (en) | Reduction of eddy currents during flow encoded magnetic resonance imaging | |
| US10353042B2 (en) | MRI apparatus | |
| JP6377378B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
| US10634755B2 (en) | Method and apparatus for generating corrected magnetic resonance measurement data | |
| JP5366530B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
| JP2021183031A (ja) | 磁気共鳴撮像装置 | |
| US20150346308A1 (en) | Magnetic resonance tomography apparatus and method | |
| JPH08336506A (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
| JP2012000389A (ja) | 磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |