KR20180124743A - 안테나 코일들을 검출하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비활성 이조 장치를 갖는 안테나 코일을 검출하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 장치는 송신기, 안테나, 진폭 계측기 및 제어기를 가진다. 제어기는 안테나를 통해 상이한 미리 결정된 진폭을 가지는 무선 주파수 신호들을 방출하도록 송신기를 작동시킨다. 제어기는 방출되는 신호의 함수로서 진폭 계측기를 이용하여 시험 진폭들을 취득하고, 미리 결정된 진폭들과 취득되는 시험 진폭들 사이의 시험 관계를 결정한다. 결정되는 시험 관계가 미리 결정된 기준 관계로부터 벗어나는 경우, 신호가 출력된다.

Description

안테나 코일들을 검출하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING ANTENNA COILS}

본 발명은 비활성 이조 장치(non-active detuning apparatus)를 갖는 안테나 코일(antenna coil)을 검출하기 위한 장치, 그리고, 또한, 방법에 관한 것이며, 또한, 이러한 종류의 장치를 가지는 자기 공명 단층 촬영 시스템에 관한 것이다. 장치는 송신기, 안테나, 진폭 계측기 및 제어기를 가진다. 제어기는 송신기가 안테나를 통해 상이한, 미리 결정된 진폭들을 가지는 무선 주파수 신호들을 방출하고, 방출되는 신호의 함수로서 진폭 계측기를 이용하여 시험 진폭들을 취득하도록 송신기를 작동시키도록 설계된다.

자기 공명 단층 촬영 시스템들은, 검사 대상을 매핑(map)하기 위해, 강한 외부 자기장을 이용하여 검사 대상의 핵 스핀들(nuclear spins)을 정렬하고, 교번 자기장에 의해 이 정렬에 관해 세차 운동(procession)하도록 핵 스핀들을 여기시키는 영상화 장치들이다. 이 세차 운동 또는 이러한 여기된 상태로부터 더 적은 에너지를 가지는 상태로의 스핀들의 복귀는 차례로, 응답으로서, 안테나들에 의해 수신되는 교번 자기장을 발생시킨다.

구배 자기장들의 도움으로, 공간적 인코딩(spatial encoding)이 신호들 상에서 부여되며, 이는 이후 체적 엘리먼트(volume element)에 대한 수신된 신호의 할당을 가능하게 한다. 수신된 신호는 이후 평가되고, 검사 대상의 3차원 영상화 표현이 제공된다. 신호를 수신하기 위해, 로컬 코일들(local coils)로 알려진 로컬 안테나들(local antennas)이 바람직하게 사용되는데, 이는 개선된 신호-대-잡음비를 달성하기 위해 검사 대상에 직접 배열된다.

수신을 위해, 로컬 코일들은 자기 공명 단층 촬영 시스템의 정적 자기장(B0)에서 Larmor 주파수, 바람직하게는 수소 핵들의 Larmor 주파수에서 공진하도록 설정된다. 그러나, 동일한 주파수에서의 핵 스핀들을 위한 여기 펄스 동안, 이들은 높은 유도 전압들 또는 전류들로 인한 파괴를 회피하기 위해 이조되어야 한다. 먼저, 이조는 제어 전류에 의해 전도성이 되는 PIN 다이오드들과 같은 능동 컴포넌트들(active components)에 의해 실행된다. 로컬 코일이 접속되지 않는 경우, 교차 다이오드들 또는 안전 퓨즈들과 같은 수동 보호 엘리먼트들이 제공된다. 그러나, 이러한 보호 메커니즘이 결함이 있는 경우, 이들의 주변에서의 로컬 코일의 공진 조건들은 여기 펄스 동안 과도한 필드 강도(field strength)들을 초래할 수 있는데, 이는 전체 제한 값들이 일반적으로 관측되고 있음에도 불구하고 검사받을 사람을 위험하게 할 가능성이 있다. 이는 특히, 예를 들어, 임플란트(implant)로 인한, 특별한 위험한 상황, 및 심지어 짧은 시간 기간 동안이라도 과도한 필드 강도 제한 값들이 환자를 위험하게 하는 경우에 그러하다.

모니터링 설비(monitoring facility)를 가지는 로컬 전송 코일(local transmit coil)은 예를 들어, 공보 제DE 10 2015 217 723 A1호에서 알려져 있다.

따라서, 자기 공명 단층 촬영 시스템에 의한 검사를, 특히 임플란트를 갖는 환자들에 대해 보다 안전하게 하는 것이 본 발명의 목적이다.

이러한 목적은 제1항에 청구된 본 발명의 장치에 의해서 뿐만 아니라 제8항에 청구된 자기 공명 단층 촬영 시스템 및 제9항에 청구된 방법에 의해 달성된다.

비활성 이조 장치를 갖는 안테나 코일을 검출하기 위한 본 발명의 장치는 송신기, 안테나, 진폭 계측기 및 제어기를 가진다. 바람직하게는, 송신기는 안테나 코일이 자기 공명 신호를 수신하도록 설계되는 Larmor 주파수의 주파수에서 무선 주파수를 방출하도록 설계된다. 안테나 코일은, 예를 들어, 로컬 코일 또는 바디 코일(body coil) 또는 이들의 엘리먼트(element)일 수도 있다.

여기서, 제어기는 안테나를 통해 상이한 미리 결정된 진폭들에서 무선 주파수 신호들을 방출하도록 송신기를 작동시키도록 설계된다. 이들은 바람직하게는 안테나의 유효 범위 내에 있는 공진 안테나 코일에서 예를 들어, 0.1V와 2V 사이, 0.2V와 1V 사이, 또는 0.4V와 0.8V 사이의 범위에서 전압이 발생하는 진폭들을 수반한다. 바람직하게는, 유도된 전압은 예를 들어, 다이오드, 제너 다이오드(Zener diode) 또는 PIN 다이오드와 같은 보호 엘리먼트의 특성 곡선의 비선형의 범위 내에 있는 전압을 수반한다.

제어기는 진폭 계측기와의 신호 접속을 가지고, 또한 방출되는 신호의 함수로서 시험 진폭들을 취득하기 위해 진폭 계측기를 사용하도록 설계된다. 시험 진폭들은, 예를 들어, 픽-업 코일(pick-up coil)에 의해 취득될 수 있는 것과 같은, 무선 주파수 신호들의 자기장 성분에 비례하는 진폭들을 수반할 수 있다. 진폭은 또한 예를 들어, 쌍극자에 의해 취득될 수 있는 전기장 강도의 함수일 수 있다. 또한 안테나의 공급선들에서의 전압들 및/또는 전류들의 진폭들이 유사하게 가능하다. 마지막으로, 예를 들어, 이차 함수를 가지는 출력과 같은, 비선형적으로 전류 또는 전압에 의존하는 신호들의 진폭들이 또한 가능하다. 마지막으로, 위상과 같은 다른 변수들이 진폭을 통해 제어기에 의해 취득되는 것이 또한 가능하다. 본 발명에 따르면, "방출되는 신호의 함수로서"는 그에 따라 이 문맥에서, 시험 진폭들이 예를 들어, 증폭, 감쇠, 필터링(filtering), 믹싱(mixing) 또는 정류와 같은, 무선 주파수 기술에서 수신할 때 통상적인 단계들에 의해 예를 들어, 유도에 의해, 실시간으로 또는 거의 실시간으로, 방출되는 신호에 의해 생성되는 입력 신호로부터 유도되는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 바람직하게는, 제어기는, 2개의 상이한, 미리 결정된 진폭의 함수로서 적어도 2개의 시험 진폭을 취득하도록 설계된다.

또한, 제어기는 미리 결정된 진폭들과 취득되는 시험 진폭들 사이의 시험 관계를 결정하도록 설계된다. 예를 들어, 제어기가 미리 결정된 진폭 및 취득되는 시험 진폭으로부터 값들 사이의 차이 또는 비율을 형성하는 것이 가능하다. 마찬가지로, 제어기가 추가적인 단계들에서 미리 또는 추후에 값들을 처리하는, 예를 들어, 멱함수 또는 그에 대한 로그(logarithm)를 적용하는 것이 가능하다.

마지막으로, 제어기는 형성되는 시험 관계를 미리 결정된 기준 관계와 비교하도록 설계된다. 예를 들어, 제어기는 필드 강도가 안테나에 적용되는 전압에 선형적으로 증가하는지를 점검할 수 있다. 이후, 보호 다이오드를 가지는 안테나 코일이 특정 필드 강도를 초과하여 보호 다이오드의 특성 곡선의 도통 영역 내로 들어가, 안테나 코일에 의해 흡수되는 출력의 결과로서, 안테나에서의 전압과 필드 강도 사이의 선형 상관이 더 이상 존재하지 않는 경우를 고려할 수 있다.

여기서, 제어기는, 미리 결정된 기준 관계로부터의 특정 시험 관계의 대응하는 편차가 검출될 때, 신호를 출력하도록 설계된다.

유리하게는, 본 발명의 장치는, 높은 무선 주파수 출력으로 인해 안테나 코일에 대한 가능한 손상이 발생하거나 환자가 위험해지기 이전에, 비활성화된 이조를 가지고 안테나 코일을 검출하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 자기 공명 단층 촬영 시스템 및 본 발명의 방법은 본 발명의 장치의 장점들을 공유한다.

추가적인 유리한 실시예들이 종속 청구항들에 특정된다.

본 발명의 장치의 하나의 가능한 실시예에서, 진폭 계측기는 지향성 커플러를 가진다. 지향성 커플러는 예를 들어, 검사 영역 내의 공진기의 결과로서 안테나의 변형되는 임피던스로 인해 변경하는, 안테나에 의해 반사되는 출력을 취득하기 위해, 송신기와 안테나 사이에 바람직하게 배열된다. 여기서, 이 실시예에서의 취득되는 시험 진폭들은 반사되는 출력에 대한 종속성을 가진다.

지향성 커플러는 유리하게는 선행적인 유용한 전송 전력의 사용 없이, 원치 않는 되돌아가는 무선 주파수 에너지를 사용하여 무선 주파수 복사의 견지에서 검사 영역에 관한 정보를 취득하기 위한 단순한 옵션(option)을 제공한다.

본 발명의 장치의 가능한 실시예에서, 미리 결정된 기준 관계는 선형 관계이다. 미리 결정된 관계는 예를 들어, 값 테이블들(value tables) 또는 계수들을 가지는 파라미터 세트(parameter set)로서, 제어기의 메모리에 바람직하게 저장된다. 선형 관계는 여기서, 미리 결정된 진폭과 시험 진폭 사이의 종속성이 y = ax + b 형태의 선형 방정식을 따르거나 또는 측정 부정확성들의 맥락에서 1%, 5%, 10% 또는 20%의 최댓값만큼만 이로부터 벗어난다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이는 또한, 값 0과는 상이한, 상수 값을 가지는 선형 관계의 특수한 경우를 포함한다.

전기장 및 자기장은, 예를 들어, 다이오드들로 인한 이조와 같은 비선형 엘리먼트들이 존재하지 않는 경우, 선형 원리들을 따른다. 선형 특성 곡선 및 이로부터의 편차들과 비교함으로써, 대응하는 안전 기술 및 그 적절한 기능의 가정이 유리하게 이루어질 수 있다.

본 발명의 장치의 하나의 가능한 실시예에서, 제어기는 진폭 계측기에 의해 취득되는 시험 진폭의 위상의 함수로서 시험 관계를 결정하도록 설계된다. 따라서, 예를 들어, 미리 결정된 진폭이 제어기의 드라이버 신호(driver signal)에 의해 미리 결정되는 송신기 출력단의 전압인 것이 가능하다. 진폭 계측기는 이후 또한 송신기 출력단과 안테나 사이의 전류를 시험 진폭으로서 취득할 수 있다. 저항성 거동을 가지는 안테나에서의 임피던스들에 대해, 전압과 전류 사이의 위상 또는 위상 관계는 여기서 일정하게 유지되는 반면, 공진 발진 회로와 같은 복소 저항기(complex resistor)에 의한 로딩(loading)은 위상 이동을 야기한다. 이 상황에서 복소 저항기 자체가, 공진 회로에서의 다이오드에 대한 경우와 같이, 비선형 방식인 전송 전력에 의존하는 경우, 예를 들어, 비선형 관계가 위상에 대해서도 발생한다.

유리하게는, 안테나 코일의 보호 장치는 높은 감도를 가지고 위상을 통해 검출될 수 있다.

본 발명의 장치의 하나의 가능한 실시예에서, 제어기는 안테나를 통해 방출되는 출력의 함수로서 시험 관계를 결정하도록 설계된다. 여기서, 진폭 계측기가 전류 및 전압을 취득하도록 설계되고, 전압과 전류의 곱을 통해 출력을 식별하는 것이 가능하다. 그러나, 본질적으로 일정한 임피던스를 가정하면, 2개 값 중 하나로부터 출력을 계산하는 것 역시 가능할 것이다. 이는, 측정된 값에 대한 변화들이 낮은 경우, 예를 들어, 5% 또는 10% 미만인 경우, 특히 가능하다. 이는 예를 들어, 안테나가 공급선의 임피던스에 대해 본질적으로 적응되고, 시험 진폭이 적응이 변경되는 경우에만 발생하는 반사된 출력인 경우 가능하다. 마지막으로, 원리상, 출력을 직접적으로, 예를 들어, 볼로미터 방식으로(bolometrically) 취득하는 것이 또한 가능하다.

출력은 전류와 전압 사이의 가능하게는 위치-종속적인 위상 위치와는 독립적으로 안테나 코일의 형태로 출력 싱크(output sink)를 취득할 수 있는 변수이다.

본 발명의 장치의 하나의 가능한 실시예에서, 장치, 바람직하게 제어기는, 출력 신호의 함수로서 송신기에 의한 무선 주파수의 방출을 중단하도록 설계된다.

유리하게는, 장치는 예를 들어, 비-접속 안테나 코일이 검사 영역 내에 배열되는 경우, 손상이 발생하기 이전에 송신기에 의한 무선 주파수 복사의 방출을 중단할 수 있다.

본 발명의 장치의 하나의 가능한 실시예에서, 상기 장치는 안테나를 통해 복수의 상이한 미리 결정된 모드를 방출하도록 설계된다. 예를 들어, 분배 행렬을 통해 송신기에 의해 상이하게 작동될 수 있는, 복수의 독립 전송 엘리먼트를 가지는 어레이가 안테나로서 고려될 수 있다. 송신기 내의 복수의 독립 전송 모듈이 또한 가능하다. 이러한 종류의 전송 어레이는 복수의 전송 엘리먼트를 가지는 바디 코일 내에 또는 복수의 코일 엘리먼트를 가지는 로컬 코일 내에 제공될 수 있다. 상이한 모드들이 상이한 분극을 가짐에 따라, 이 경우, 개별 모드들이 안테나 코일의 대응하는 정렬을 가지고, 안테나 코일을 여기시키지 않거나, 단지 소량 정도로만 여기시키는 것이 가능하다. 본 발명의 장치는 따라서, 이 실시예에서, 복수의 진폭 계측기에 의해 복수의 시험 진폭을 취득하고, 취득되는 시험 진폭들의 함수로서 하나 이상의 시험 관계를 결정하도록 설계된다. 복수의 진폭 계측기는, 취득될 입력들에 대해 여러 입력들을 가지는 멀티플렉서(multiplexer)를 가지는 개별 진폭 계측기를 의미하는 것으로 또한 이해되어야 한다.

유리하게는, 본 발명의 장치는 또한 상이한 모드들에 대한 시험 진폭들을 취득할 수 있고, 따라서 또한 안테나에 대해 상이한 배향들인 안테나 코일들을 검출할 수 있다.

본 발명의 자기 공명 단층 촬영 시스템의 하나의 가능한 실시예에서, 송신기는 핵 스핀들을 위한 여기 펄스를 생성하도록 설계된다. 특히, 송신기는, 예를 들어, 충분한 정도로 핵 스핀들을 여기시키기 위해, 1 킬로와트 초과의 필수 전송 전력을 가진다.

그 결과, 장치는, 송신기 및 안테나, 예를 들어, 바디 코일로 구성되는 자기 공명 단층 촬영 시스템의 이용가능한 인프라구조에 의해, 예를 들어, 로컬 코일들의 형태로, 비-접속 안테나 코일들을 검출할 수 있다.

본 발명의 방법의 하나의 가능한 실시예에서, 상기 방법은 안테나 코일의 이조 장치를 비활성화시키는 단계를 가진다. 예를 들어, 제어기는 안테나 코일 내의 PIN 다이오드 또는 또다른 스위칭 엘리먼트(switching element)에 대한 전력 공급을 중단시킬 수 있고, 따라서 이는 공진 회로를 더 이상 회로-단락(short-circuit)시키지 않는다. 이 경우, 안테나 코일은 송신기가 활성화될 때 무선 주파수 신호들의 관련 필드 강도를 가지는 영역 내에 위치된다. 여기서, 관련 필드 강도는 특히, 무선 주파수 필드의 필드 강도인 것으로 간주되는데, 이는 안테나 코일의 비감쇠 공진 회로에서, 0.5V 또는 1V 초과의 전압을 생성한다.

유리하게는, 본 발명의 장치를 이용하여, 방법에서, 비-접속 안테나 코일들을 검출하는 것 뿐만 아니라, 접속 안테나 코일에서 이조 설비의 기능을 점검하는 것이 또한 가능하다. 이는 특히, 외부 작동 없이 동작하는 퓨즈들 또는 교차 다이오드들과 같은 수동의 추가적인 보호 설비들에 대해 적용된다.

본 발명의 전술된 성질들, 특징들 및 장점들 및 이들이 달성되는 방식은, 도면들과 함께 더 상세히 설명되는, 예시적인 실시예들의 후속하는 기재와 함께 더 명료해지고 더 쉽게 이해가능해질 것이다.

도 1은 예시적인 본 발명의 장치를 가지는 본 발명의 자기 공명 단층 촬영 시스템의 개략적 표현을 도시한다.
도 2는 본 발명의 장치의 가능한 실시예의 개략적 표현을 도시한다.
도 3은 본 발명의 장치의 가능한 실시예의 개략적 표현을 도시한다.
도 4는 예시적인 본 발명의 방법에 대한 개략적 흐름도를 도시한다.

도 1은 본 발명의 자기 공명 단층 촬영 시스템(1)의 실시예의 개략적 표현을 도시한다.

자석 유닛(10)은 필드 자석(11)을 가지는데, 이는 캡처 영역 내의 샘플들 또는 환자들(40)의 핵 스핀들을 정렬하기 위한 정적 자기장(B0)을 생성한다. 캡처 영역은 자석 유닛(10)을 통해 길이 방향(2)으로 확장하는 환자 터널(16) 내에 배열된다. 일반적으로, 필드 자석(11)은 3T까지의, 또는 최근 디바이스들에서는 더 높은 자속 밀도를 가지는 자기장들을 제공할 수 있는 초전도 자석을 수반한다. 그러나, 더 낮은 필드 강도들에 대해, 영구 자석들 또는 일반-전도 코일들을 가지는 전자석들이 또한 사용될 수 있다.

또한, 자석 유닛(10)은 검사 체적 내에서 취득되는 영상화 영역들의 공간적 차별화를 위해 3개 공간 방향으로 가변 자기장들을 가지는 자기장(B0)을 중첩하도록 설계되는 구배 코일들(12)을 가진다. 구배 코일들(12)은 일반적으로는 검사 체적 내에서 서로 직교하는 필드들을 생성할 수 있는 일반-도통 와이어들(normal-conducting wires)로 만들어지는 코일들이다.

자석 유닛(10)은 마찬가지로 바디 코일(14)을 가지는데, 이는 신호선을 통해 공급되는 무선 주파수 신호를 검사 체적 내에 방사(release)하고, 환자에 의해 방출되는 공명 신호들을 수신하고 이를 신호선을 통해 출력하도록 설계된다. 바디 코일(14)은 그러나 바람직하게는 무선 주파수 신호의 수신을 위해 로컬 코일들(50)로 대체되며, 상기 로컬 코일들은 환자(40)에 가까운 환자 터널(16) 내에 배열된다. 그러나, 로컬 코일(50)이 전송 및 수신하도록 설계되는 것이 또한 가능하다.

제어 유닛(20)은 구배 코일들(12) 및 바디 코일(14)에 대한 다양한 신호들을 자석 유닛(10)에 공급하고, 수신되는 신호들을 평가한다.

따라서, 제어 유닛(20)은 공급선들에 의해 가변 전류들을 구배 코일들(12)에 제공하도록 설계되는 구배 제어부(21)를 가지는데, 상기 가변 전류들은 시간적 조정 기반으로(temporally coordinated basis) 검사 체적 내에 원하는 구배장들을 제공한다.

또한, 제어 유닛(20)은 미리 결정된 시간 특성, 진폭 및 스펙트럼 전력 분포를 가지는 무선 주파수 펄스를 생성하여 환자(40)에서 핵 스핀들의 자기 공명을 여기시키도록 설계되는 무선 주파수 유닛(22)을 가진다. 이 경우, 킬로와트 범위 내의 펄스 전력이 달성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 장치의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 2에서, 동일한 대상들이 도 1에서와 동일한 참조 부호들을 이용하여 지칭된다. 명료함의 이유로, 도 1로부터의 모든 대상들이 여기에 도시되지는 않는다.

무선 주파수 유닛(22)에서, 송신기(24)는 자기 공명 단층 촬영 시스템의 Larmor 주파수를 이용하여 여기 펄스들을 생성하기 위해 제공된다. 바람직하게는, 이는 필드 자석(11)의 자기장(B0) 내의 수소 핵들의 Larmor 주파수를 수반하지만, 다른 원소들의 핵들 역시 가능하다. 여기서, 송신기(24)는 신호 버스(26)를 통해 자기 공명 단층 촬영 시스템(1)의 제어기(23)에 의해 제어되고, 따라서 그것은, 안테나의 형태인 바디 코일(14)에 대한 신호 접속을 통해 전달되는, 미리 결정된 주파수, 위상, 스펙트럼 분포 및/또는 출력을 가지는 여기 펄스들을 생성할 수 있다. 이 경우, 제어기(23) 및 송신기(24)는 수 와트 내지 수 킬로와트까지 도달할 수 있는 넓은 범위 내에서 출력을 설정하도록 설계된다. 특히, 송신기(24)의 출력은, 환자 및 또한 비-접속 안테나 코일, 여기서는 로컬 코일(50)이 각자 위험해지거나 파괴되지 않는 범위로 감소될 수 있다.

송신기(24)와 바디 코일(14) 사이에, 송신기(24)의 출력 신호의 측정된 값을 취득할 수 있는 진폭 계측기(25)가 배열된다. 이는 예를 들어, 전압 및/또는 전류이다. 전류 및 전압이 취득되어 곱해지거나 출력이 그것의 효과에 의해 직접, 예를 들어 볼로미터 방식으로 취득됨으로써 진폭 계측기가 출력을 취득하는 것이 또한 가능하다.

도 3에서, 본 발명의 장치의 변형이 도시되는데, 여기서 송신기(24)가 서로 독립적으로 무선 주파수 신호들을 생성할 수 있는 복수의 전송 모듈을 가지며, 따라서 예를 들어, 독립적인 복사기 엘리먼트들을 가지는 바디 코일(14)이 사용되어 상이한 공간적 분포 및 분극을 가지는 상이한 모드들을 구현할 수 있다. 이러한 방식으로, 상이한 모드들은 또한 로컬 코일(50)을 여기시킬 수 있게 하며, 그것의 코일 권선은 가능하게는 제1 모드에 대해 직교로 정렬되고, 따라서 상기 모드를 이용하여 여기될 수 없다. 여기서, 복수의 진폭 계측기(25) 각각은 전송 모듈의 시험 진폭을 취득한다. 그러나, 단 하나의 진폭 계측기(25)만 제공되는 것이 또한 가능한데, 이는 멀티플렉서를 통해 상이한 전송 모듈들의 시험 진폭들을 제공받는다.

진폭 계측기(25)는, 예를 들어, 안테나에 의해 반사되는 출력의 취득을 가능하게 하는, 지향성 커플러들을 또한 가질 수 있다.

도 4에서, 본 발명의 방법의 가능한 실시예의 개략적 흐름도가 도시된다.

단계(S20)에서, 제어기(23)는, 송신기(24)에, 신호 버스(26)를 통해, 안테나, 예를 들어, 바디 코일(14)을 통해 상이한 미리 결정된 진폭을 가지는 무선 주파수 신호들을 방출하기 위한 명령을 제공한다. 여기서, 진폭들은, 안테나 코일들, 예를 들어, 로컬 코일(50) 및 특히 환자를 위험하게 하는 것이 배제되도록 선택된다. 예를 들어, 출력은 5, 10 또는 100 와트 미만이며, 따라서, 공진 비감쇠 안테나 코일에 유도되는 전압은 1 V, 2 V 또는 5 V 미만이다.

단계(S30)에서, 진폭 계측기(25)는 방출되는 신호의 함수로서 시험 진폭들을 취득한다. 도 3의 실시예에서, 이는, 예를 들어, 안테나로 이어지는 신호선에서의 전압일 수 있다. 그러나, 전압 및 전류가, 또는 지향성 커플러들에 의해, 안테나에 의해 반사되는 그리고/또는 안테나로 흐르는 출력이 진폭 계측기에 의해 취득되는 것이 또한 가능하다. 여기서, 진폭 계측기는 또한 예를 들어, 정류 또는 필터링과 같은 디지털 또는 아날로그 신호 처리에 의해 처리되는 신호들을 추가로 취득할 수 있으며, 상기 신호들은 송신기(24)에 의해 방출되는 신호에 의존하며, 출력 또는 심지어 그것의 위상에 관련된다. 취득되는 신호들의 핵심은, 이들이 환자 터널(16) 내의 무선 주파수 특징들에 관해 결론이 도출되도록 할 수 있거나, 이에 의해 영향을 받는다는 것이다.

단계들(S20 및 S30)은 바람직하게는 상이한 진폭들에서 반복된다. 예를 들어, 송신될 신호들의 낮은 미리 결정된 진폭이 시작되고, 단계적으로 예를 들어, 일정한 간격을 가지고 또는 심지어 지수적으로 진폭을 증가시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 안전하고 낮은 필드 강도들이 시작될 수 있다. 후속적으로 시험 신호에서의 선형적 증가와 비선형적 증가를 차별화하기 위해, 상이한 미리 결정된 진폭에서의 적어도 3번의 반복들이 필요하며, 여기서 0의 미리 결정된 진폭에서의 가능한 측정이 생략될 수 있다.

단계(S40)에서, 제어기(23)는 미리 결정된 진폭들과 취득되는 시험 진폭들 사이의 시험 관계를 바람직하게 결정한다. 그러나, 전용 아날로그 또는 디지털 신호 처리 유닛이 이 단계를 수행하는 것이 또한 가능하다. 가장 간단한 경우, 이러한 목적으로, 제어기(23)가 각자의 미리 결정된 진폭 및 연관된 시험 진폭으로부터 각각의 경우 비율을 형성하는 것이 가능하다. 비율은 이후 선형 관계에서의 증가를 나타낸다. Maxwell의 법칙으로 인해, 전기적 변수와 자기적 변수 사이에 예상되는 상관들은 우선 선형적이다. 예를 들어, 보호 다이오드들과 같은 비선형 엘리먼트들이 교류 전자기장들에 커플링되고(coupled), 유도되는 전압들이 상기 엘리먼트들의 특성 곡선들의 비선형 영역에 있는 경우에만, 상기 상관은 선형 관계에서 벗어난다.

단계(S50)에서, 예를 들어, 제어기(23)는 그것이 결정된 시험 관계의, 미리 결정된 기준 관계로부터의 이탈을 확인하는 경우 신호를 방출한다. 기준 관계는, 가장 간단한 경우, 미리 결정된 출력 진폭과 시험 진폭 사이에 예상되는 선형 상관을 반영하는 선형 관계이다. 그러나, 진폭 계측기(25)에서의 비선형성들이 기준 관계에서 이미 고려되고, 따라서 이것이 적어도 부분들에서는, 예를 들어, 포텐셜 또는 지수적 과정(potential or exponential course)을 따르는 것이 또한 가능할 수 있다. 이는, 예를 들어, 진폭 계측기(25)에서의 정류 다이오드의 거동에 의해 유도될 수 있다. 신호는 미리 결정된 관계가 상기 예상되는 거동으로부터 벗어나는 경우에만 생성된다. 바람직하게는, 신호는 송신기(24)에 의해 출력되는 무선 주파수의 추가적인 방출을 중단시키거나, 또는 적어도 그것을 감소시키는 역할을 하는데, 왜냐하면, 이 경우, 이조되지 않은 안테나 코일이 환자 터널 내에 위치한다는 의심이 존재하기 때문이다.

본 발명의 방법의 일 실시예에서의 가능한 단계(S10)에서, 제어기(23)는 로컬 코일(50)에서 공진 회로를 로컬 코일(50)의 코일 권선과 회로-단락시키는 PIN 다이오드의 공급 전압이 중단되는 것에 의해, 안테나 코일, 예를 들어, 로컬 코일(50)의 이조 설비를 비활성화시킨다. 로컬 코일(50)은 이후 바디 코일(14)을 통해 송신기(24)에 의해 복사되는 무선 주파수에 공진적으로 커플링되고, 무선 주파수 필드로부터 전력을 추출한다. 여기서, 로컬 코일(50) 내의, 예를 들어, 교차 다이오드들과 같은 수동 보호 메커니즘은, 무선 주파수 필드의 전력이 이들의 비선형적 특성 곡선으로 인해 증가함에 따라 로컬 코일(50)에서 너무 높은 전압들이 발생하는 것을 방지하며, 또한 무선 주파수 필드로부터 전력을 지수적으로 점점 더 많이 추출하며, 따라서 가장 간단한 경우, 미리 결정된 진폭과 시험 진폭 사이의 비선형 관계를 통해, 안테나 코일이 존재하며 수동 보호 메커니즘이 문제없이 기능하고 있음을 알도록 한다.

본 발명이 바람직한 예시적인 실시예를 이용하여 상세히 예시되고 기술되었지만, 본 발명은 주어진 예들에 의해 한정되는 것이 아니며 이로부터 유도된 다른 변형들이 본 발명의 보호 범위로부터의 이탈 없이 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 도출될 수 있다.

Claims (12)

1. 비활성 이조 장치를 갖는 안테나 코일을 검출하기 위한 장치로서,
   상기 장치는 송신기(24), 안테나, 진폭 계측기(25) 및 제어기(23)
   를 포함하고, 제어기(23)는 안테나를 통해 상이한 미리 결정된 진폭들을 가지는 무선 주파수 신호들을 방출하도록 송신기(24)를 작동시키고, 상기 방출되는 신호의 함수로서 진폭 계측기(25)를 이용하여 시험 진폭들을 취득하고, 상기 미리 결정된 진폭들과 상기 취득되는 시험 진폭들 사이의 시험 관계를 결정하고, 상기 결정된 시험 관계가 미리 결정된 기준 관계로부터 벗어나는 경우, 신호를 방출하도록 설계되는 장치.
2. 제1항에 있어서,
   진폭 계측기(25)는 지향성 커플러를 가지며, 반사되는 출력의 함수로서 상기 시험 진폭들을 취득하도록 설계되는 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   제어기(23)에서의 미리 결정된 기준 관계는 선형 관계인 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   제어기(23)는 진폭 계측기(25)에 의해 취득되는 시험 진폭의 위상의 함수로서 상기 시험 관계를 결정하도록 설계되는 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   제어기(23)는 상기 안테나를 통해 방출되는 출력의 함수로서 상기 시험 관계를 결정하도록 설계되는 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   제어기(23)는 상기 출력 신호의 함수로서 송신기(24)에 의한 무선 주파수의 방출을 중단시키도록 설계되는 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 장치는 상기 안테나를 통해 복수의 상이한 미리 결정된 모드를 방출하고, 복수의 진폭 계측기(25)에 의해 복수의 시험 진폭을 취득하고, 그리고 상기 취득되는 시험 진폭들의 함수로서 하나 이상의 시험 관계를 결정하도록 설계되는 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 청구되는 장치를 가지는 자기 공명 단층 촬영 시스템으로서,
   송신기(24)는 핵 스핀들을 위한 여기 펄스를 생성하도록 설계되는 시스템.
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 청구되는 장치를 이용하여 비활성 이조 장치를 갖는 안테나 코일을 검출하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
   송신기(24)가 안테나를 통해 상이한 미리 결정된 진폭을 가지는 무선 주파수 신호들을 방출하도록, 제어기(23)에 의해 송신기(24)를 작동하는 단계(S20);
   상기 방출되는 무선 주파수 신호들의 함수로서 진폭 계측기(25)를 이용하여 시험 진폭들을 취득하는 단계(S30);
   상기 미리 결정된 진폭들과 상기 취득되는 시험 진폭들 사이의 시험 관계를 결정하는 단계(S40);
   상기 결정된 시험 관계가 미리 결정된 기준 관계로부터 벗어나는 경우 신호를 방출하는 단계(S50)
   를 포함하는 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 방법은 안테나 코일의 이조 장치를 비활성화시키는 단계(S10)를 추가로 가지고, 상기 안테나 코일은 작동 단계(S20)에서 상기 무선 주파수 신호들의 관련 필드 강도를 가지는 영역 내에 배열되는 방법.
11. 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    상기 프로그램 제품이 제어기(23) 상에서 실행될 때 제9항 또는 제10항에서 청구되는 방법의 단계들을 모두 수행하기 위해 프로그램 코드 수단들을 가지는, 프로그래밍가능한 제어기(23)의 프로세서 내로 직접 로딩가능한 컴퓨터 프로그램 제품.
12. 컴퓨터-판독가능한 저장 매체로서,
    제8항에서 청구되는 자기 공명 단층 촬영 시스템(1)의 제어기(23) 내의 저장 매체를 사용할 때, 제9항 또는 제10항에서 청구되는 방법을 수행하도록 구성되는, 전자 판독 가능한 제어 정보를 저장하는 컴퓨터-판독가능한 저장 매체.

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