(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
診断データを取得する取得部と、
前記診断データを通信リンクを介して送信し、制御情報を前記通信リンクを介して受信する通信部と、
前記通信リンクの利用可能なサービス品質に基づいて、前記診断データのデータレートを調整する適合部と
を有し、前記取得部及び／又は適合部は、前記制御情報に基づいて制御される、装置。
【請求項２】
前記取得部は、前記診断データを圧縮する処理を実行し、前記適合部は、圧縮率を調整する、請求項1記載の装置。
【請求項３】
前記適合部は前記取得部に対して、前記利用可能なサービス品質がある限界値を上回った場合、前記診断データを圧縮しない又はロスレス圧縮を実行するように指示を与え、前記利用可能なサービス品質が前記ある限界値以下であった場合、該ある限界値を上回る利用可能なサービス品質の場合よりも高い圧縮率によりロスレス圧縮を実行する又は前記診断データを非可逆圧縮する指示を与える、請求項1記載の装置。
【請求項４】
前記適合部は、前記取得部の取得レートを調整する、請求項1記載の装置。
【請求項５】
前記適合部は前記取得部に対して、少なくとも1つの診断データ取得ウィンドウを除外するように指示を与える、請求項1記載の装置。
【請求項６】
前記利用可能なサービス品質が第1の限界値以下であった場合、前記適合部は前記診断データの圧縮率を調整し、前記利用可能なサービス品質が第2の限界値以下であった場合、前記適合部は前記取得部の取得レートを調整する、請求項1記載の装置。
【請求項７】
当該装置が、前記診断データを保存し、充填率及び充填度を提供するデータバッファ部をさらに有し、
前記通信部は保存されている前記診断データを送信し、及び
前記適合部は、前記データバッファ部が提供した前記充填率及び充填度に基づいて、前記利用可能なサービス品質を決定する、請求項1記載の装置。
【請求項８】
当該装置は、
受信した制御情報を保存し、充填率及び充填度を提供する制御バッファ部と、
前記制御バッファ部が提供した前記充填率及び充填度に基づいて、前記利用可能なサービス品質を決定し、前記利用可能なサービス品質がバックアップ限界値未満であるか否かを判断し、該判断が肯定的であった場合、前記取得部を制御するバックアップ制御部と
を有し、前記取得部は、保存された前記制御情報に基づいて制御される、請求項1記載の装置。
【請求項９】
当該装置が、無線磁気共鳴画像診断コイルである、請求項1記載の装置。
【請求項１０】
請求項1−9の何れか1項に記載の少なくとも1つの装置と、
前記制御情報を少なくとも前記少なくとも1つの装置に送信し、前記少なくとも1つの装置から前記診断データを受信する制御装置と
を有するシステム。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記利用可能なサービス品質が第1の閾値以下であった場合、前記通信リンクを制限し、前記適合部は、前記利用可能なサービス品質が第2の閾値以下であった場合、前記データレートのローカルな低減を実行する、請求項10記載のシステム。
【請求項１２】
当該システムは磁気共鳴画像診断システムであり、前記制御装置は、前記診断データの将来的な取得送信サイクルを変えること及び前記磁気共鳴画像診断システムの磁場勾配コイルに提供される電流を変えることの内の少なくとも一方により、少なくとも1つの装置の取得レートを制御する、請求項10記載のシステム。
【請求項１３】
診断データを取得し、
前記診断データを通信リンクを介して送信し、
前記通信リンクの利用可能なサービス品質に基づいて、前記診断データのデータレートを制御するステップ
を有する方法
【請求項１４】
コンピュータにおいて実行される場合に、請求項13に記載の方法のステップを前記コンピュータに実行させるプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、利用可能な通信リンクのサービス品質に基づいてデータレートを適応的に制御する装置、システム、方法及びコンピュータプログラムに関連し、特に無線磁気共鳴（MRI）コイルとともに使用される技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、MRIシステムの様々な製造業者は、実際にコードレスである／無線MRIコイル（codeless／wireless  MRI  coils）を開発している。そのような無線MRIコイルに必要な条件は、（アナログコイルの場合における）アナログ磁気共鳴（MR）信号又は（ディジタルコイルの場合における）取得したMRデータが、高速の無線通信リンクによりMR診断システムに転送できなければならないことである。
【０００３】
無線通信リンクでは、通信リンクにおける遅延及び帯域幅に関する所定のサービス品質（QoS）を確保する必要がある。実際には、無線データ伝送のパフォーマンスは、データ伝送を行うのに使用される無線チャネルの実際の伝送応答等にかなり影響される。実際の伝送応答は、例えば患者の動きにより引き起こされるアンテナの移動等に起因して、比較的短時間の間に大きく変化するかもしれない。アンテナの動きは、無線周波数（RF）領域における反射や吸収を招き、無線チャネルの瞬時的な信号対雑音比（SNR）に影響を及ぼすおそれがある。したがってアンテナの動きは、少なくとも一時的に通信リンクを劣化させてしまう。さらに、他の機器（又は自身）からの雑音も、通信リンクを一時的に劣化させてしまうおそれがある。
【０００４】
MRIコイルの素子／チャネルの数が増えてくると、必要なMRデータレートも増えてくる。要求されるMRIデータレート及び要求される無線送信電力の散逸性（dissipation）を達成できることが、無線MRIシステムを実際に使用する前提条件となる。現在利用可能な無線技術の観点から見ると、今後少なくとも5ないし10年の間に、既存の無線通信技術は、MRIコイル内に適切に設けられる又は関連付けられることが可能なチャネル数に対する障害となってしまうことが、予想される。
【０００５】
現実の伝送技術が障害要因となってしまうならば、利用可能な（変化する）帯域幅及び遅延を最大限活用することが望ましい。これは、MR信号検出無損失圧縮（MR−signal−aware  lossless  compression）により行うことが可能であるが、損失（loss）が限られている圧縮によるものである。しかしながら、無線MRIシステムの処理を円滑に又はスムーズに行うには依然として十分でない。取得されるMRデータは、取得後できるだけ速やかにMRIコイルから除去されるべきである。なぜなら、MRデータを保存するには、MRIコイルにおける大量の電力消費及び大量のメモリを必要とするからである。さらに、現在利用可能な無線技術の場合、取得されるMRデータが単に失われただけで、通信リンクのパフォーマンスは、いくつかの時点において所定の最小閾値を下回ってしまうおそれがある。このような事態は、MRIの観点からは受け入れられない。そのような場合、MRIスキャンを中断する必要が生じるおそれさえ生じる。
【０００６】
無線MRIコイルを使用する場合において、解決すべき他の問題は、時間とともに変化する設定値に関し、MRIコイルのMR受信機に対するロバストな（robust）無線制御を行うことである。すなわち、MR受信機に制御情報を簡易に送信できるようにすることも、解決すべき課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第2006／048816号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、利用可能な通信リンクとともに改善されたパフォーマンスをもたらす適応データレート制御を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施例による装置は、
診断データを取得する取得部と、
前記診断データを通信リンクを介して送信し、制御情報を前記通信リンクを介して受信する通信部と、
前記通信リンクの利用可能なサービス品質に基づいて、前記診断データのデータレートを調整する適合部と
を有し、前記取得部及び／又は適合部は、前記制御情報に基づいて制御される、装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施例によるシステム例の基本構成を示す概略図。
【図２】一実施例による装置例を示す概略ブロック図。
【図３】一実施例による基本的なフィードバック経路の一例を示す概略ブロック図。
【図４】一実施例による方法例における基本的なステップを示すフローチャート。
【図５】一実施例によるソフトウェア実現手段を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上記の課題は請求項1による装置及び請求項13による方法により達成可能である。
【００１２】
本発明の第1形態によれば、装置が提供される。本装置は、診断データを取得する取得部と、診断データを通信リンクを介して送信し、制御情報を通信リンクを介して受信する通信部と、通信リンクに対して利用可能なサービス品質に基づいて、診断データのデータレートを合わせる適合部とを有し、前記取得部及び／又は適合部は、制御情報に基づいて制御される。これにより、所与の通信状態に対して可能な限り高いデータレートを達成できる。こうして、利用可能な通信リンクとともに、改善されたパフォーマンスを実現できる。すなわち、実際に利用可能なサービス品質に関し、データ伝送を最適化することができる。さらに、通信状態が悪い状態において、データ取得処理を中断する必要はない。さらに、例えば無線伝送媒体を介して制御情報を送信する中央制御部を用いることで、ある種のネットワークを介して、本装置、取得部及び／又は適合部を遠隔制御することも可能である。
【００１３】
本発明の第2形態において、取得部は、診断データを圧縮する処理を実行し、適合部は、圧縮率を調整又は制御する。より低いサービス品質の場合に、より高い圧縮率を選択することができ、その逆も可能である。これにより、あるサービス品質の場合にできるだけ多くの情報を送信することができる。第2形態は第1形態とともに組み合わせてもよい。
【００１４】
本発明の第3形態において、利用可能なサービス品質がある限界を上回った場合、診断データを圧縮しない又はロスレス圧縮（lossless  compression）を実行するように、適合部は取得部を指図し、利用可能なサービス品質がある限界に等しい又は下回った場合、そのある限界を上回る利用可能なサービス品質の場合よりも高い圧縮率とともにロスレス圧縮（可逆圧縮）を実行し、あるいは診断データを非可逆圧縮（lossy  compression）を行う。十分な伝送帯域幅が利用可能である場合、非可逆圧縮を回避することができる。一方、利用可能な送信帯域幅が少なかった場合に、送信は影響を受けない。第3形態は第1及び第2形態とともに組み合わせることができる。
【００１５】
本発明の第4形態において、適合部は、取得部の取得レートを調整する。少ない帯域幅しか利用可能でなかった場合、取得レートを下げることで、データスループットが減らされてもよい。これにより、連続的なデータ送信を保証することができる。第1形態は、上記の何れかの形態と組み合わせられてもよい。
【００１６】
本発明の第5形態において、少なくとも1つの診断データを取得ウィンドウに落とすように、適合部は取得部に指図する。診断データを取得ウィンドウに落とすことで、ある時間間隔（タイムインターバル）において、少ない診断データが取得される。その結果、データスループットを減少させることができ、伝送帯域幅が狭くなったにもかかわらず、連続的なデータ伝送をすることが可能になる。第5形態は、上記の何れかの形態と組み合わせられてもよい。
【００１７】
本発明の第6形態において、利用可能なサービス品質が第1の限界と等しい又はそれ未満であった場合、適合部は診断データの圧縮率を調整し、利用可能なサービス品質が第2の限界と等しい又はそれ未満であった場合、適合部は取得部の取得レートを調整する。すなわち、ローカルフィードバックを使用することが可能であり、利用可能な十分なサービス品質がそのような基準により達成できる限り、圧縮率を増やすことで、診断データのデータレートを減らす。最大の圧縮率であるにもかかわらず、利用可能なサービス品質が十分でなかった場合、グローバルフィードバック（global  feedback）を利用して、診断データの取得を低下させる及び／又は取得ウィンドウを設定し直し、データレートを低減させることができる。第6形態は、上記の何れかの形態と組み合わせられてもよい。
【００１８】
本発明の第7形態において、本装置は、診断データをバッファリング（保存）し、充填率及び充填度を提供するデータバッファ部を有し、通信部は保存されている診断データを送信し、適合部は、データバッファ部が提供した充填率及び充填度に基づいて、利用可能なサービス品質を決定する。診断データをバッファリングすることは、データを送信する際のある程度の柔軟性を可能にする。すなわち、各時間におけるデータ取得レートによらず、瞬時的に利用可能な帯域幅が広い場合、高い伝送レートによりデータを送信し、瞬時的に利用可能な帯域幅が狭い場合、低い伝送レートによりデータを送信してもよい。第7形態は、上記の何れかの形態と組み合わせられてもよい。
【００１９】
本発明の第8形態において、本装置は、受信した制御情報をバッファリング（保存）し、充填率及び充填度を提供する制御バッファ部と、制御バッファ部が提供した充填率及び充填度に基づいて、利用可能なサービス品質を決定し、利用可能なサービス品質がバックアップ限界未満であるか否かを判断し、判断が肯定的であった場合、取得部を制御するバックアップ制御部とを有し、取得部は、保存された制御情報に基づいて制御される。これにより、サービス品質が低くなり、遠隔制御部からの制御情報がある地点において欠落するような場合に、1つ以上の取得部又は受信部を制御することができる。第8形態は、上記の何れかの形態と組み合わせられてもよい。
【００２０】
本発明の第9形態において、本装置は無線磁気共鳴画像診断コイルである。したがって、本装置は、既存の無線磁気共鳴画像診断システムに容易に統合することができる。第9形態は、上記の何れかの形態と組み合わせられてもよい。
【００２１】
本発明の第10形態においては、システムが使用される。本システムは、上記の何れかの形態による少なくとも1つの装置と、制御情報を少なくとも1つの装置に送信し、少なくとも1つの装置から診断データを受信する制御装置とを有する。本装置は、少なくとも1つの装置及び制御装置間における診断データ及び制御情報に対する改善された通信を可能にする。一方、様々な通信状態の下において、診断データを制御装置に連続的に送信することを、保証することができる。他方、少なくとも1つの装置に対するロバストな（無線）遠隔制御も可能になる。
【００２２】
本発明の第11形態において、制御装置は、利用可能なサービス品質が第1の閾値に等しい又はそれ未満であった場合、通信リンクを制限し、適合部は、利用可能なサービス品質が第2の閾値に等しい又はそれ未満であった場合、データレートのローカルな低減を実行する。サービス品質がある最小条件を満たす場合、画像スループットが低かったとしても、画像品質を維持することができ、過剰な通信リンクの悪化の場合でさえ、減少した画像品質とともに、ローカルな又は自動的なデータレートの削減が行われる。したがって、データ取得処理を中断する必要はない。第11形態は、第10形態と組み合わせられてもよい。
【００２３】
本発明の第12形態において、本システムは磁気共鳴画像診断システムであり、制御装置は、診断データの将来的な取得送信サイクルを変えること及び磁気共鳴画像診断システムの磁場勾配コイル（magnetic  field  gradient  coil）に提供される電流を変えることの内の一方により、少なくとも1つの装置の取得レートを制御する。これは、取得レートを減少させることで将来的な帯域幅の要請を減らし、サービス品質の劣化によらず連続的なデータ伝送を可能にする異なる機能を提供する。第12形態は、第10形態又は第11形態と組み合わせられてもよい。
【００２４】
本発明の第13形態においては、方法が使用される。本方法は、診断データを取得し、診断データを通信リンクを介して送信し、通信リンクにおける利用可能なサービス品質に基づいて、診断データのデータレートを制御するステップを有する。したがって、所与の通信状態において可能な限り高いデータレートを達成することができる。こうして、利用可能な通信リンクとともに、改善されたパフォーマンスを実現できる。すなわち、実際に利用可能なサービス品質に関し、データ伝送を最適化することができる。さらに、通信状態が悪い状態において、データ取得処理を中断する必要はない。
【００２５】
本発明の第14形態においては、コンピュータプログラムが使用される。コンピュータプログラムは、コンピュータにおいて実行される場合に、第13形態による方法のステップをコンピュータに実行させるプログラムコード手段を有する。したがって、本形態は、第13形態による方法と同じ作用効果を奏することができる。
【００２６】
有利な変形例は従属請求項に規定されている。
【実施例１】
【００２７】
本発明に関する上記及び他の形態は、添付図面を参照しながら一例として示されている実施例により明らかになるであろう。
【００２８】
図1は、一実施例によるシステム例100の基本構成を示す概略図である。図1には、磁気共鳴画像処理（magnetic  resonance  imaging：MRI）システムが示されている。しかしながら、以下の説明は、例示的な又は具体例であり、限定的なものではないことが理解されるべきである。例えばx線システムのような他の種類の診断又は画像処理システムのような他の応用例が可能である。
【００２９】
MRIスキャナ110は、概して円筒形のスキャナボア（走査用の穴）114を規定するハウジング112を含み、スキャナボア114の内側には、人体又は動物のような画像診断対象が置かれる。メイン磁場コイル120が、ハウジング112の内側に設けられている。メイン磁場コイル120は、低温被覆物（cryoshrouding）122内に設けられた超伝導コイルでもよい。抵抗性のメイン磁石が使用されてもよい。ハウジング112は、磁場勾配コイル130を収容又は支持し、磁場勾配コイルは、スキャナボア114内の磁場の勾配を選択的に調整する。ハウジング112は、無線周波数（RF）コイルを収容又は支持し、RFコイルは、例えば、人体コイル、表面コイル又は他の局所的なコイル等であり、選択的に磁気共鳴を起こす（励起する）。ハウジング112は、スキャナボア114を規定する装飾用の内側ライナ（cosmetic  inner  liner）134を含んでもよい。
【００３０】
メイン磁場コイル120は、スキャナボア114の円筒軸にほぼ平行に向いたメイン磁場B0を生成する。制御装置140は、例えば、中央制御装置、MR制御装置又はMRコントローラであり、磁場勾配コントローラ142が磁場勾配コイル130を選択的に励磁するように指図し、RFコイル132に結合されたRF送信部144がRF励磁パルスを画像処理対象116に選択的に注入するように指図する。磁場勾配コイル130及びRFコイル132を選択的に操作することで、磁気共鳴が起こり、画像処理対象116内の関心領域の少なくとも一部分が空間的にエンコードされる。勾配コイル130を介して選択された磁場勾配を適用することで、選択されたk空間軌跡（k−space  trajectory）が生じ、k空間軌跡は、例えばカーテシアン軌跡（Cartesian  trajectory）、複数の半径軌跡（radial  trajectory）、螺旋軌跡等である。
【００３１】
画像処理データを捕捉する際、制御装置140は装置150を制御する。装置150は、RF受信コイルであり、例えば、無線MRIコイル又はそのようなコイルの配列である。装置150は、スキャナボア114の内側に設けられ、かつ画像処理対象に近接している又は接している。装置はバッテリにより給電されてもよいし、あるいは再充電可能なアキュムレータ（rechargeable  accumulator）により形成されていてもよい。図1には、1つの表面コイルが描かれているが、場合によっては、フェーズドアレイ又は他の構成により、複数の表面コイルが使用されてもよい。さらに、装置150は、表面コイルのそばにおいて他のローカルなコイルに組み込まれていてもよい（埋め込まれていてもよい）。例えば、装置150は、頭部を囲む頭部コイル、膝コイル等でもよい。
【００３２】
装置150は、共通基板又は支持体152を有し、その共通の基板にはRF受信アンテナ154が設けられている。図1には示されていないが、装置150は、制御装置140と無線通信するためのアンテナを含むことができる。あるいは、アンテナ154がそのような通信に使用されてもよい。アンテナ154は、RFによる励磁及び印加された磁場B0の組み合わせにより生成された磁気共鳴の周波数に同調し、少なくとも磁気共鳴（MR）周波数エンコーディング帯域幅にわたる帯域幅を有する。したがって、アンテナ154は、生成されたMR信号を検出することができる。電子回路又はエレクトロニクス156は、共通基板又は支持部152の上又は中に設けられる。エレクトロニクス156は、検出したMR信号の動的な圧縮及び他の信号処理を行うことができ、他の信号処理は、例えば、アナログ−トゥ−ディジタル変換、RF送信媒体又は赤外線送信媒体等のような無線伝送媒体又は有線伝送媒体への変換等を含む。実際には、少なくとも無線伝送媒体は不可逆性（lossy）のものである。さらに、エレクトロニクス156は、MRデータを生成し、かつ後述するような他の機能を有する。例えば、圧縮された信号が、装置150においてディジタル化され、圧縮に本来的に含まれている浮動小数点又は他のディジタルフォーマットにより、制御装置140に送信される。圧縮された信号は、その圧縮に関する情報とともに、制御装置140へ送信され、圧縮された信号は、送信された圧縮情報を用いて制御装置140において解凍（圧縮解除）される。
【００３３】
エレクトロニクス156は、エレクトロニクスモジュール内に設けられてもよい。図1には示されていないが、装置150は、保護ハウジング又はカバー内に設けられてもよいし、防水膜により封止されてもよいし、柔らかい詰め物（soft  padding）、保護用ストラップ（securing  straps）等を含んでもよいし、さらには化粧用、安全用、患者の快適さのためその他のために用意された手段を含んでもよい。
【００３４】
図1の装置150として例示されている表面コイルの場合、共通支持体152は概して平坦な基板であり、アンテナ154は例えば基板152上に形成された銅製の又は他の導電性のトレースであってもよい。エレクトロニクス156は、アンテナ154の何れかの導体の上又は中に設けられてもよい。アンテナ154が、環状、はしご状（rung）又は他の平坦でない素子により規定される場合（例えば、ヘッドコイル、膝コイル等）、エレクトロニクス156は、1つ以上のアンテナ素子に直接的に設けられるのに適しており、あるいは適切な付加的な支持構造により、一体構造としてそれらとともに取り付けられてもよい。
【００３５】
装置150は、アナログ又はディジタルの電気的又は光学的な信号を出力する。この信号は、無線又は有線の通信リンクにより、制御装置140に送信される。例えば、RF又は赤外線通信が使用されてもよい。図1では無線通信リンクが一例として示されている。装置150から送信された信号は、アンテナ、赤外線検出器又は他の制御装置140の受信素子（図1には示されていない）により受信される。
【００３６】
送信された信号は、制御装置140により受信され、（圧縮された形式で送信されていた場合）動的に解凍され、MR信号、MRサンプル又はMRデータを復元する。制御装置140は、その信号を復調し、MRデータを生成するさらなる処理を選択的に実行する。MRデータは、MRデータメモリ160に保存される。フーリエ変換形式の再構築アルゴリズム、フィルタリングされたバックプロジェクション形式の再構築アルゴリズム、又は他の適切な画像再構築アルゴリズムを使用して、MRデータは、再構築プロセッサ162により、画像表現に再構築される。再構築プロセッサ162により生成された1つ以上の再構築画像は、画像メモリ164に保存され、ユーザインターフェース166により表示され、不揮発性メモリに保存され、ローカルなイントラネット又はインターネットを介して送信され、閲覧され、保存され、及び他の処理がされる。ユーザインターフェース166は、放射線科医、MRIスキャナ110の技師その他の操作者が、制御装置140と通信し、MRIシーケンスを選択、修正及び実行することを可能にする。
【００３７】
説明されるMRIシステム100は、単なる一例にすぎない。様々な変形例が可能である。例えば、図1に示されるMRIスキャナ110は、水平ボアスキャナ（horizontal  bore  scanner）である。しかしながら、実際、如何なるタイプのMRIスキャナが使用されてもよく、例えば、垂直ボアスキャナ（vertical  bore  scanner）、開口マグネットスキャナ（open  magnet  scanner）等でもよいが、これらに限定されない。
【００３８】
図2は、一実施例による装置200の例を示す概略ブロック図である。装置200は、図1に示されている装置500に対応する。装置は、図1のアンテナ154に対応する第1アンテナ205、MR受信部のような取得部210、適合部215及び通信部220を有する。さらに、装置200は、先入れ先出し（FIFO）メモリのようなデータバッファ部225、FIFOメモリのような制御バッファ部230、バックアップ制御部235を含む。さらに、第2アンテナ240が用意されている。素子210ないし235は、図1のエレクトロニクス156に対応する。
【００３９】
第1アンテナ205は、MR信号を検出することができる。取得部210は、そのMR信号を処理し、検出したMR信号に基づいて、MRデータのような診断データを取得する。したがって、第1アンテナは、取得されるMRデータのソースである。取得部210によって行われる処理は、MR信号のディジタル化又はサンプリングの処理、取得したMRサンプルの圧縮の処理等を含む。取得した診断データは、通信部220により通信リンクを介して送信され、図2には示されていない制御装置により受信され、制御装置は図1に示されている制御装置140に対応する。第2アンテナは、診断データを送信するために使用される。あるいは、周波数分割多重接続（FDMA）又は時間分割多重接続（TDMA）方式等のような何らかの多重化処理を行うことで、診断データは第1アンテナ205（第2アンテナ240）から送信されてもよい。
【００４０】
取得されたデータは、通信部220による送信の前に、データバッファ部225に保存されてもよい。データバッファ部225は、充填率、充填レベル及び充填度を出力する。すなわち、データバッファ部225が診断データによりどの程度速やかに満たされるか、及びデータバッファ部225の何パーセントが既に満たされているかを示す充填率及び充填度を、データバッファ部225は提供する。
【００４１】
取得部210により実行される処理及びデータの取得は、適合部215により適合、調整又は制御される。特に、診断データを送信するのに使用される通信リンクにおいて利用可能なサービス品質に基づいて、診断データのデータレートは調整されてもよい。例えば、利用可能な瞬時的な帯域幅及び／又は通信リンクの遅延に依存して、データレートが調整されてもよい。適合部215は、データバッファ部225から提供される充填率及び充填度に基づいて、利用可能なサービス品質を判定してもよい。例えば、通信リンクの帯域幅が十分ではなく、又は通信リンクの遅延が増え、その結果、通常よりも長い間データがデータバッファ部225に保持される場合、データバッファ部225は通常よりも一杯であるので、高い充填度により、利用可能なサービス品質は低いことを示す。また、通信リンクの帯域幅の不足又は大きな遅延に起因して、通信部が通常と同程度には速やかにデータを送信できない場合、データバッファ部225は速やかに一杯になるので、高い充填率により、利用可能なサービス品質は低いことを示す。図2には図示されていないが、後述するように、制御バッファ部230が提供する充填率及び充填度に基づいて、取得部215が利用可能なサービス品質を決定してもよい。
【００４２】
通信リンクにおける利用可能なサービス品質が十分であった場合、特別な手当は必要ない。その場合、診断データについて一切圧縮が行われない、又は無損失（lossless）圧縮（ロスレス圧縮）が行われ、すなわち通常の処理が行われる。通信リンクにおける利用可能なサービス品質が低すぎた場合、すなわち不十分であった場合、診断データのデータレートを下げる別の方法が適用されてもよい。これらの方法は、同時に使用されてもよいし、別々に使用されてもよい。
【００４３】
第1の方法は、ローカルなフィードバックループを使用することで、圧縮率又は圧縮度を調整する。例えば、利用可能なサービス品質が低下した場合、圧縮率が増やされる。利用可能なサービス品質が所定の閾値又は限界値を上回っていた場合、圧縮を行わないこと又はロスレス圧縮を行うように、適合部215が取得部210に指示を与える。利用可能なサービス品質が所定の限界値に等しい又はそれ未満であった場合、診断データのデータレートを下げるのに相応しい圧縮、すなわち高いレベルの圧縮率によるロスレス圧縮又は不可逆（lossy）的な圧縮を行うように、適合部215が取得部210に指示を与える（これらの圧縮はデータレートを下げるものである。）。
【００４４】
例えば、利用可能なサービス品質が第1の限界値を上回っていた場合、取得部210は圧縮を一切行わず、利用可能なサービス品質が第1の限界値に等しい又はそれ未満であった場合、取得部210はロスレス圧縮又は可逆的な圧縮を行う。あるいは、利用可能なサービス品質が第1の限界値を上回っていた場合、取得部210は所定の圧縮率のロスレス圧縮を行い、利用可能なサービス品質が第1の限界値に等しい又はそれ未満であった場合、取得部210は、可逆的な圧縮を行う、又は所定の圧縮率より高い圧縮率のロスレス圧縮を行ってもよい。さらに、取得部210は、利用可能なサービス品質が第1の限界値を上回っていた場合、圧縮を一切行わず、利用可能なサービス品質が第1の限界値に等しい又はそれ未満であって第2の限界値を上回っていた場合、所定の圧縮率によりロスレス圧縮を行い、利用可能なサービス品質が第2の限界値に等しい又はそれ未満であった場合、所定の圧縮率より高い圧縮率のロスレス圧縮、又は不可逆的な圧縮を行ってもよい。あるいは、取得部210は、利用可能なサービス品質が第1の限界値を上回っていた場合、所定の圧縮率のロスレス圧縮を行い、利用可能なサービス品質が第1の限界値に等しい又はそれ未満であって第2の限界値を上回っていた場合、所定の圧縮率より高い圧縮率のロスレス圧縮を行い、利用可能なサービス品質が第2の限界値に等しい又はそれ未満であった場合、ロスレス圧縮、又は不可逆的な圧縮を行ってもよい。さらに、取得部210は、利用可能なサービス品質が第1の限界値を上回っていた場合、圧縮を一切行わず、利用可能なサービス品質が第1の限界値に等しい又はそれ未満であって第2の限界値を上回っていた場合、所定の圧縮率のロスレス圧縮を行い、利用可能なサービス品質が第2の限界値に等しい又はそれ未満であって第3の限界値を上回っていた場合、所定の圧縮率より高い圧縮率のロスレス圧縮を行い、利用可能なサービス品質が第3の限界値に等しい又はそれ未満であった場合、ロスレス圧縮を行ってもよい。
【００４５】
上述したように、利用可能なサービス品質に依存して、隣接する動作形態同士の間の各限界値とともに、複数の動作形態又は動作モードが存在する。高々4つの動作モード及び高々3つの限界値が、上記において説明された。しかしながら、これらは単なる一例にすぎない。より複雑な方法により、より多い数の動作モード及び対応するサービス品質の限界値が規定されてもよい。例えば、となり合う動作モード同士の間に各自の限界値を規定し、異なる圧縮率によるロスレス圧縮が行われる複数の動作モード、及び／又は異なる圧縮率による不可逆的な圧縮が行われる複数の動作モードを規定することが可能である。そのような追加的な動作モード及び限界値を規定することで、上述したロスレス圧縮の動作モード及び／又は不可逆的な圧縮の動作モードを、さらに細分（分割）してもよい。
【００４６】
第1の方法は、自動的に動作することが可能であり、すなわち、制御装置140のような遠隔装置による如何なる指示（命令）も必要とせずに、装置200においてローカルに適用可能である。これは、データレートをかなり低減することができる。診断データを取得部210からデータバッファ部225へ伝送する前に、診断データについて圧縮が行われる。診断データから最下位ビットを除去すること、サンプリングレートを平均化して減らすこと等により、不可逆的な圧縮を実行することができる。制御装置140には後に必要になる実際の圧縮率が通知され、例えば、圧縮された診断データとともに圧縮に関する情報を送信する際に必要になる。そして、補償のための診断データの再取得が行われる。そのような再取得は、制御装置140により指図され、取得部210により行われる。さらに、画像品質の閾値に合致していなかった場合、ユーザに通知される又は通知が行われる。例えば、何らかの警告メッセージ又は音が、ユーザインターフェース166から出力される。
【００４７】
第2の方法は、通信リンクの利用可能なサービス品質が低すぎた場合、すなわち通信リンクが、取得した診断データを時間どおりに（適切な速度で）転送できない場合、以後の診断データの取得送信サイクルを変更する。この場合、所定の期間内に取得される診断データの量（すなわち、取得レート）が低減され、取得した診断データを、利用可能なサービス品質により送信できるようにする。第2の方法は、例えば、最大の圧縮率でさえ利用可能なサービス品質が達成できないあった場合に使用されてもよい。例えば、複数の動作モード及び複数のサービス品質の限界値を利用する上記の形態の各々が、最低の動作モードの低品質側において、追加的な限界値とともに提供され、利用可能なサービス品質がこの追加的な限界値に等しい又はそれ未満であった場合に、第2の方法が使用されてもよい。第1の限界値しか存在しなかった場合、動作モードの第1の限界値より低い側において、追加的な第2の限界値が規定される。第1及び第2の限界値が存在していた場合、動作モードの第2の限界値より低い側において、追加的な第3の限界値が規定される。第1ないし第3の限界値が規定されていた場合、動作モードの第3の限界値より低い側において、追加的な第4の限界値が規定される。3つより多い数の限界値がすでに規定されていた場合、動作モードの最後の限界値より低い側において、追加的な限界値が規定される。
【００４８】
第1の選択肢の場合、診断データの取得レートは、例えば、診断データ取得ウィンドウを除外し、不足した診断データを後に選択的に再取得することで、低減される。すなわち、適合部215は、診断データ取得ウィンドウを落とすように取得部210に指示する。これは、ローカルに（例えば、適合部215により）行われる判断に応じて行われてもよいし、あるいは制御装置140からの対応する指示に応じて行われてもよい。こうして、将来的なデータ送信レートは、より少ない診断データを取得するようにしたことで低減される。この場合において、MR画像処理に必要なスピン状態制御（spin  state  control）を維持するべきである。すなわち、MRパルスシーケンスが続くことを保証するべきである。診断データ取得ウィンドウが落とされた場合、再試行又は繰り返されることは必要とされない。欠落した診断データ取得ウィンドウを取得し直す必要性は、現在の状態に依存する。肝臓や腎臓のような人体組織の詳細な診断が行われる場合、欠落した診断データ取得ウィンドウを取得し直す必要性がある。そうでなければ必要はない。欠落した診断データ取得ウィンドウを取得し直すか否かは、制御装置140により、すなわちグローバルフィードバックループを用いて決定される。
【００４９】
取得レートを下げる第2の方法は、磁場勾配及び／又は取得タイミングを調整することである。可能な1つの方法は、スピン状態制御を行いつつ、磁場勾配コイル130に与える電流を減らす又は少なくすることである。これは、磁場勾配コントローラ142をそのように動作させることによって達成できる。すなわち、制御装置140は、より少ない電流を磁場勾配コイル130に供給するように、磁場勾配コントローラ142に指示を与える。これは、画像処理対象116内の原子核の励起を低速化し、より長い取得サイクルをもたらす。その結果、一群の診断データを取得するのによりいっそう長い時間がかかるようになる。このようにして、取得の速度は低下し、取得レート又はデータレートが低くなる。
【００５０】
上記の2つの方法の内の双方又は一方を利用することで、すなわち現在及び／又は将来のデータストリームを低減又は少なくすることで、通信リンクおいて必要な帯域幅は、いかなる副次的な作用をもたらすことなく、スキャン（走査）に長い時間をかけることで減らされる。より深刻な状況において、第2の方法は、画像品質に関する劣化を緩やかにしつつ連続的な走査を可能にする。すなわち、処理手順（ワークフロー）の連続性を維持することができ、システム100又はMRIスキャナ110の処理を中断する必要がない。例えば、実際の圧縮率をユーザレベルに変換し、それをユーザインターフェース166において示すことで、劣化した画像品質に関する情報を通知することができる。通信リンクの利用可能なサービス品質が認められると、画像品質は再び向上する。
【００５１】
グローバルフィードバックループは、画像スループットが低い場合であっても画像品質が維持されるように、通信リンクを調整するために使用される。ローカルフィードバックループは、通信リンクが非常に劣化した場合にのみ使用される。言い換えれば、利用可能なサービス品質が、第1の限界値又は閾値に等しい又はそれ未満であるが、第2の限界値又は閾値を上回っていた場合、制御装置140は通信リンクを調整する。これは、例えば上記の第2の選択肢によりデータレートを下げることで、すなわち磁場勾配及び／又は取得タイミングを調整することで達成可能である。一方、利用可能なサービス品質が第2の閾値に等しい又はそれ未満であった場合、適合部215は、ローカルな又は自動的なデータレート低減法を実行する。これは、上記の第1の選択肢によりデータレートを下げることで、すなわち診断データ取得ウィンドウをドロップすることで達成可能である。
【００５２】
第1及び第2の方法の双方が使用される場合、利用可能なサービス品質が所定の閾値又は限界値に等しい又はそれ未満であった場合に、第1の方法が使用され、利用可能なサービス品質が別の閾値又は限界値に等しい又はそれ未満であった場合に、第2の方法が使用されてもよい。所定の限界値は、例えば第1の限界値であり、第1の限界値以上において通常の動作が実行される。別の限界値は、所定の限界値より小さく、第2の方法を適用することを引き起こす上記の追加的な限界値に対応する。すなわち、適合部215は、利用可能なサービス品質が所定の限界値以下であった場合、診断データについてある圧縮率又は圧縮度を調整し、利用可能なサービス品質が別の限界値以下であった場合、取得部210の取得レートを調整する。
【００５３】
例えば、別の限界値は、所定の限界値より小さくてもよい。利用可能なサービス品質が所定の限界値を上回っていた場合、サービス品質は十分である。この場合、特別な手当は不要である。したがって、診断データに関する圧縮は一切行われず、ロスレス圧縮も行われない。利用可能なサービス品質が所定の限界値以下であるが別の限界値を上回っていた場合、サービス品質は十分でない。この場合、高い圧縮率のロスレス圧縮又は不可逆的な圧縮が診断データに適用される。利用可能なサービス品質が十分な値である場合よりも高い圧縮率のロスレス圧縮又は不可逆的な圧縮が実行される。すなわち、第1の方法が適用可能である。利用可能なサービス品質が別の限界値以下であった場合、サービス品質は最大の圧縮率でさえ不十分である。この場合、第2の方法を利用して、取得を低速化し及び／又は取得ウィンドウをやり直す。例えば、取得部210は、利用可能なサービス品質が第1の限界値を上回っていた場合、圧縮を一切行わず、利用可能なサービス品質が第1の限界値以下であるが第2の限界値を上回っていた場合、ロスレス圧縮を行い、利用可能なサービス品質が第2の限界値以下であるが第3の限界値を上回っていた場合、フッ可逆的な圧縮を行い、利用可能なサービス品質が第3の限界値以下であった場合、診断データ取得ウィンドウを落とす。あるいは、利用可能なサービス品質が第3の限界値以下であった場合、磁場勾配及び／又は取得タイミングを調整することで、取得レートが下げられてもよい。さらに、他の形態も考えられる。例えば、所定の限界値より大きい別の限界値が使用されてもよい。
【００５４】
十分に利用可能なサービス品質が得られる限り、圧縮率を増加させることで、第1の方法にしたがってローカルフィードバックを使用し、診断データのデータレートを下げることが可能である。利用可能なサービス品質が最大の圧縮率でさえ十分でなかった場合、第2の方法によるグローバルフィードバックループを利用して、診断データの取得を低速化し及び／又は取得ウィンドウを再取得し、データレートを下げてもよい。
【００５５】
通信部220は、診断データを送信するだけでなく、第2アンテナ240又は第1アンテナ205を用いて制御情報を受信する。制御情報は、例えば、取得部210又は適合部215を制御するために使用される。制御情報は、制御装置140のような制御装置により送信され、制御に実際に使用される前に制御バッファ部230に保存される。制御バッファ部230は、充填率及び充填レベルを出力する。すなわち、制御バッファ部230がどの程度速やかに制御情報で一杯になるか、及び制御バッファ部の何パーセントが既に満たされているかを示す充填率及び充填度を、制御バッファ部230は提供する。
【００５６】
バックアップ制御部235は、通信が十分でなくなる前に行われていた取得サイクルにおける取得部210又は複数の取得部の処理を継続させる。すなわち、通信リンクのサービス品質が低下し、通信リンクを介した制御情報が一切受信できなくなった場合、バックアップ制御部235が制御を引き継ぐ。こうして、そのような場合であっても連続的な走査（スキャン）が保証される。バックアップ制御部235により実行される制御は、反復的な記述法（repetitive  scripting  method）により、通信が欠落する前に受信されていた制御バッファ部230内の制御情報により規定されるものである。例えば、以前のMRパルスシーケンスが反復されてもよい。このようにして、連続的な走査を行うことができる。制御バッファ部230を以後の制御データにより予め一杯にすることで、通信における少なくとも短い期間の切断に対処することができる。バックアップ制御部235による自律的な制御をMR診断システムに通知するため、その制御情報は、診断データに使用されたのと同じ経路により、MR診断システム（例えば、制御装置140）にフィードバックされる。
【００５７】
バックアップ制御部235は、制御バッファ部230が提供する充填率及び充填度に基づいて、通信リンクにおける利用可能なサービス品質又は帯域幅を判定する。図2には図示されていないが、これは、データバッファ部225が提供する充填率及び充填度に基づいて行うことができる。さらに、バックアップ制御部235は、充填率及び充填度に基づいて、通信リンクの利用可能なサービス品質がバックアップ閾値又は限界値未満であるか否かを判定又は判断し、その判定結果が肯定的であった場合又は否定的でなかった場合、取得部210及び／又は適合部215を制御する。すなわち、サービス品質が十分であった場合、制御部140のような中央制御部からの制御情報が、取得部210及び／又は適合部215の設定を決定するために使用され、サービス品質が十分でなかった場合、バックアップ制御部235から提供される情報が、それらの設定を決定するために使用される。バックアップ限界値は、第2の方法の使用を引き起こすために使用される上記の追加的な限界値に対応してもよいし、あるいはそれと異なっていてもよい。
【００５８】
バックアップ制御部235は、適合部215と通信し、以下の1）−3）の内の何れかを選択する：1）（非常に通信リンクが劣化している場合）診断データ取得ウィンドウを完全に除外（ドロップ）すること、2）（深刻ではない程度の通信リンクの劣化の場合）ロスレス圧縮／不可逆的な圧縮を行うこと、及び3）（通信リンクが劣化していない場合）通常の動作を行うこと。バックアップ制御部235が使用される場合において、通信リンクが、取得した診断データ及び／又は次の診断データ取得ウィンドウに関する制御データを時間どおりに転送できない場合、（過去の）診断データ取得ウィンドウを反復することができる。これは、磁場勾配及び／又は取得タイミングを調整せずにデータレートを低減できるようにし、これらは双方ともに、画像コンテンツ（画像の内容）を変更し、特に画像のコントラストを変更し、画像品質（SNR及び解像度）以外の診断値に影響を及ぼす。
【００５９】
図3は、一実施例による基本的なフィードバック経路300の一例を示す概略ブロック図である。素子310、325、330及び335は、図2に示される素子210、225、230及び235にそれぞれ対応する。すなわち、参照番号310は取得部又は受信部を示し、参照番号325及び330は「ラバーバンド（rubber  band）」として機能するデータ及び制御バッファ部を示し、参照番号335はバックアップ制御部又はある方法を示し、その方法は、サービス品質が悪くなり、中央制御部からの制御情報がある時点において欠如した場合に、1つ以上の取得部又は受信部を制御するためのものである。参照番号345は、実際の（有線の）不可逆的な（lossy）通信又は伝送媒体、すなわち通信リンクを示す。参照番号350は測定制御部、すなわちデータ取得システムを示し、データ取得システムは、不可逆的な通信媒体のデータ伝送においてさらに帯域幅の要請を減らす必要があった場合、MR診断結果のような測定を制御し、レートを下げる。この測定制御は、図1における制御装置140による動作に対応する。
【００６０】
参照番号355はローカルフィードバックループを示し、参照番号360はグローバルフィードバックループを示す。図3に示されているように、ローカルフィードバックループ355は、データバッファ部325からデータ取得部310へ延びる。ローカルフィードバックループ355において、データバッファ部325から提供された充填度及び充填率に基づいて、圧縮方法及び圧縮率が決定され、データ取得部310にフィードバックされてもよい。図3に示されているように、グローバルフィードバックループ360は、データバッファ部325から測定制御部350に延びる。これらのフィードバックループ双方は同時に使用可能であるので、図3において、グローバルフィードバックループは、ローカルフィードバックループと重複している。グローバルフィードバックループ360において、データ取得レートを少なくとも一時的に減らすための指標、尺度、測定値（measures）が、データバッファ部325から提供された充填度及び充填率に基づいて決定され、測定制御部350にフィードバックされ、以後の帯域幅の要求を減らす。
【００６１】
図4は、一実施例による方法例における基本的なステップを示すフローチャート400である。本方法は、診断データを取得するステップS410と、診断データを通信リンクを介して送信するステップS420と、通信リンクの利用可能なサービス品質に基づいて、診断データのデータレートを調整するステップS430とを有する。
【００６２】
図5は、一実施例によるソフトウェア実現手段を例示する。装置500は、シングルチップ又はチップモジュールに備わる処理ユニット（PU）510を有し、処理ユニットは、メモリ（MEM）520に保存されている制御プログラムのソフトウェアルーチンに基づいて制御を行う制御部を備えた如何なるプロセッサ又はコンピュータ装置でもよい。プログラムコード命令が、MEM520から取得（フェッチ）され、PU510の制御部にロードされ、図4を参照しながら説明したような処理ステップを実行する。ステップS410からS430までの処理ステップは、入力データDIに基づいて実行され、出力データDOを生成し、入力データDIは例えばMR信号のような信号に対応し、出力データDOは例えば主塔部の設定に対応する。
【００６３】
要するに、本発明は、データレート制御フィードバックループに関連し、データを送信するための通信リンクの実際の瞬時的な利用可能なサービス品質を評価し、その評価結果に基づいてデータレートを制御する。フィードバックは、例えば磁気共鳴画像診断コイルのような診断データを取得する装置にとってローカルなものと、通信リンクを介するものとの双方であり、時間とともに変化する通信リンクのパフォーマンスに少なくとも一時的に適合するようにデータレートを低減し、データレートが低い場合でも画像品質が緩慢にしか劣化しないようにすることができる。
【００６４】
以上本発明は図面及び詳細な説明により図示及び説明されてきたが、そのような図示及び説明は例示的な具体例によるものであり、限定的なものではない。本発明は説明した実施例に限定されない。例えば、説明した適応的なデータレート制御法は、無線MRIコイルを利用するMRIシステムに特に関連して説明されてきた。しかしながら、本発明は無線通信を利用する他の種類のシステムにも適用可能であり、例えばx線システムのような他の代替的な診断又は画像処理システムにも適用可能であることが、認められるであろう。他の技術分野及び有線通信における応用例を見出すことさえ可能である。
【００６５】
説明された実施例に対する変形例は、添付の特許請求の範囲、明細書及び図面から、本発明を実現する当業者により理解されるである。
【００６６】
特許請求の範囲において、「有する（comprising）」という用語は、他の要素や他のステップを排除するものではなく、「ある」又は「或る」とうい後は複数を排除するものではない。特許請求の範囲に記載されたいくつもの事項に関する機能を、1つのプロセッサや他の処理部が行ってもよい。ある特定の事項が異なる従属請求項においてそれぞれ引用されているということだけで、そのような事項の組み合わせが有用に行い得ないと解釈されてはならない。
【００６７】
本発明の特徴をプロセッサに実行させるコンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに一緒に又はその一部として提供された光学的なストレージ媒体又は半導体媒体のような適切な媒体に保存／分配されるが、インターネットその他の有線又は無線通信システム等のような他の形態に分散されていてもよい。本発明は例えばMRIシステム又は端お画像処理システムのような新しいシステムに関連して使用されてよいが、本発明の特徴を実行できるように既存のシステムをアップデート又はアップグレードする際に適用されてもよい。
【００６８】
コンピュータに関するコンピュータプログラムプロダクト（又はコンピュータプログラム）は、コンピュータプログラムプロダクトがコンピュータにおいて使用された場合に、図4に示すような処理ステップを実行するソフトウェアコード部分を含む。コンピュータプログラムプロダクトは、コンピュータ読取可能な媒体を含み、光ストレージ媒体又は半導体記憶媒体のようなその媒体にソフトウェアコード部分が保存される。
【００６９】
特許請求の範囲における如何なる参照番号も（仮にそれが存在する場合）、本発明の範囲を限定するように解釈してはならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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