(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置が、前記ＭＲＩ装置のデジタイザクロックを画像装置のシステムクロックと同期させるための当該画像装置からの元の基準信号を無線で受信するステップであって、前記ＭＲＩ装置は、前記デジタイザクロックに基づいて画像データを含む画像信号を前記画像装置に伝送するために無線コイルを利用し、前記画像装置は、前記画像データを使用してＭＲＩ画像を生成し、前記元の基準信号は、前記システムクロックに基づいて生成され、前記無線コイルは、ＲＦコイル及び／又は傾斜磁場コイルである、ステップと、
前記ＭＲＩ装置が、前記元の基準信号を第１の基準信号及び第２の基準信号へと分割するステップと、
前記ＭＲＩ装置が、直交基準信号を生成するために前記第２の基準信号を移相するステップと、
前記ＭＲＩ装置が、前記第１の基準信号と前記直交基準信号との間の積を決定するステップと、
前記ＭＲＩ装置が、前記積に基づいて前記画像データの信頼性を示す指示を決定するステップであって、前記信頼性は、前記デジタイザクロックの位相雑音を表す、ステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記積がゼロであるときに、前記指示は、前記ＭＲＩ画像が前記画像データに基づいて正確に生成されることを示す第１の信頼度値である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記積がゼロを上回るが所定の閾値を下回るときに、前記指示は、前記第１の信頼度値を下回る第２の信頼度値である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記積が前記所定の閾値を上回るときに、前記指示は、前記第２の信頼度値を下回る第３の信頼度値である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記基準信号がチャネルを介して受信され、前記チャネル内では前記基準信号が前記画像装置から第１の形式で伝送され、且つ前記ＭＲＩ装置によって第２の形式で受信される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記分割するステップの前に、前記ＭＲＩ装置が、前記指示を決定するステップにおいて感度を高めるために前記基準信号の周波数を逓倍するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記積を決定するステップの前に、前記ＭＲＩ装置が、前記基準信号を減衰させるために前記逓倍された周波数を低域フィルタにかけるステップを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
デジタイザクロックと、
前記デジタイザクロックに基づいて画像データを含む画像信号を伝送するための無線コイルであって、ＲＦコイル及び／又は傾斜磁場コイルである、無線コイルと、
画像装置から元の基準信号を受信する受信機であって、前記元の基準信号は、前記画像装置のシステムクロックに基づいて生成され、前記デジタイザクロックは、前記元の基準信号に同期される、受信機と、
プロセッサであって、
前記元の基準信号を第１の基準信号及び第２の基準信号へと分割し、
直交基準信号を生成するために前記第２の基準信号を移相し、
前記第１の基準信号と前記直交基準信号との間の積を決定し、及び
前記積に基づいて前記画像データの信頼性を示す指示を決定し、前記信頼性は、前記デジタイザクロックの位相雑音を表す
プロセッサと
を含む、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置。
【請求項９】
前記プロセッサは更に、
前記積がゼロであるときに、前記指示は、前記ＭＲＩ画像が前記画像データに基づいて正確に生成されることを示す第１の信頼度値であるように、前記指示を決定する、請求項８に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１０】
前記プロセッサは更に、
前記積がゼロを上回るが所定の閾値を下回るときに、前記指示が前記第１の信頼度値を下回る第２の信頼度値であるように、前記指示を決定する、請求項９に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１１】
前記プロセッサは更に、
前記積が前記所定の閾値を上回るときに、前記指示が前記第２の信頼度値を下回る第３の信頼度値であるように、前記指示を決定する、請求項１０に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１２】
前記ＭＲＩ装置は、チャネルを介して前記基準信号を受信し、前記チャネル内では前記基準信号が前記画像装置から第１の形式で伝送され、且つ前記ＭＲＩ装置によって第２の形式で受信される、請求項８に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１３】
前記分割することの前に、前記ＭＲＩ装置が、前記指示を決定することにおいて感度を高めるために前記基準信号の周波数を逓倍することを更に含む、請求項８に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１４】
前記積を決定することの前に、前記ＭＲＩ装置が、前記基準信号を減衰させるために前記逓倍された周波数を低域フィルタにかけることを更に含む、請求項１３に記載のＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]  身体の内部構造を視覚化するために磁気共鳴撮像（ＭＲＩ：magnetic resonance imaging）装置が使用される。とりわけ、ＭＲＩは体内の原子の核を撮像するために核磁気共鳴（ＮＭＲ：nuclear magnetic resonance）の特性を利用する。従来のＭＲＩ装置は患者が横たわる引込可能な患者台を含む。患者がＭＲＩ装置内に入れられ、それにより大型で強力な磁石が、体内の一部の原子核の磁化を整列させるために使用される磁場を発生させ、この磁化の整列を系統的に変えるために高周波磁場が加えられる。これはスキャナによって検出可能な回転磁場を核に作り出させる。身体の走査領域の画像を構築するためにこの情報が記録される。
【０００２】
[0002]  ＭＲＩ装置は、走査を行う際の効率を改善するためにその動作面で変化している。とりわけＭＲＩ装置は、ケーブル接続の必要をなくす無線コイルを含み得る。ケーブルを接続／切断する必要がなくなるため、無線コイルは著しいワークフローの利益を可能にする。無線コイルの使用は典型的にはＭＲＩ装置のボアの大きさを狭めることを一切必要とせず、そのため従来の平均水準を上回るコイル密度の増加も実現され得る。しかし、任意の無線システムとほぼ同様の態様で、走査のために行われる計算を根本的に変え得る位相誤差等の様々な不意の効果を信号伝搬が受ける場合がある。一例では、計算が基づくシステムクロックに対してＭＲＩ装置のクロックが適切に同期していない場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0003]  従って、ＭＲＩ走査をより正確に行うために、ＭＲＩ装置のデジタイザクロックを決定し且つ／又は同期させることが望ましい。従って、走査が行われるための指示又はフィックス信号（fixed signal）を提供するシステムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0004]  例示的実施形態は、システム及び方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】[0005]  例示的実施形態による走査室用のシステムを示す。
【図２】[0006]  例示的実施形態による画像装置を示す。
【図３】[0007]  例示的実施形態によるＭＲＩ装置を示す。
【図４】[0008]  例示的実施形態による、ＭＲＩ装置のデジタイザクロックの不一致についての指示を生成するためのインジケータ装置を示す。
【図５】[0009]  例示的実施形態による、ＭＲＩ装置のデジタイザクロックを調節するための同期フローを示す。
【図６】[0010]  例示的実施形態による、ＭＲＩ装置のデジタイザクロックの不一致を示す方法を示す。
【図７】[0011]  例示的実施形態による、ＭＲＩ装置のデジタイザクロックを調節する方法を示す。
【図８】[0012]  例示的実施形態による、ＭＲＩ装置のデジタイザクロックを調節するための特定の同期フローを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
[0013]  例示的実施形態の以下の説明、及び同様の要素が同じ参照番号で示される関連する添付図面に関して例示的実施形態が更に理解され得る。例示的実施形態は、無線コイルを含むＭＲＩ装置を使用してＭＲＩ走査を行うシステム及び方法に関し、それらの実施形態ではＭＲＩ装置のデジタイザクロックがシステムクロックに基づいてまず解析される。とりわけ第１のメカニズムでは、デジタイザクロックの現在の条件に基づいてもたらされるＭＲＩ走査の信頼性に関する指示を提供するためにデジタイザクロックが解析され得る。第２のメカニズムでは、デジタイザクロックをシステムクロックと同期させるためのフィックス信号を提供するためにデジタイザクロックが解析され得る。ＭＲＩ手順、ＭＲＩ装置、無線機能、デジタイザクロック及びシステムクロック、指示、同期、並びに関連する方法が以下で更に詳細に説明される。
【０００７】
[0014]  図１は、例示的実施形態による走査室１００用のシステムを示す。走査室１００は、撮像が行われる必要がある患者のために使用される。例えば患者は、特定の身体部分にＭＲＩが行われることを必要とし得る。走査室１００は、患者台１１０、制御パネル１１５、及びＭＲＩコンポーネント１２０を有するＭＲＩ装置１０５、並びに画像装置１３０を含むオペレータ室１２５を含む。
【０００８】
[0015]  例示的実施形態によれば、ＭＲＩ装置１０５は患者台１１０上に横たわっている患者に対して走査を行うことができる。とりわけＭＲＩ装置１０５は、走査を行うためにＭＲＩコンポーネント１２０を利用することができる。患者は、制御パネル１１５上で受け付けられる入力によってＭＲＩ装置１０５のボア内に移動され得る。制御パネル１１５は、整列が行われるためにオペレータが患者台１１０を動かすことを可能にすることができ、患者台１１０はアイソセンタ（放射ビームの中心が通過する空間内の点）に移動される。
【０００９】
[0016]  ＭＲＩコンポーネント１２０は、磁石、傾斜磁場コイル、高周波（ＲＦ：radio frequency）コイル、ＲＦ検出器等の様々なコンポーネントを含み得る。磁石は、撮像手順のために撮像領域の周りに強い磁場を作り出す。この磁場は、核（例えば水分子の水素原子核）が磁場の方向と整列することを可能にする。傾斜磁場コイルは、磁場内の傾斜を様々な（例えばＸ、Ｙ、及びＺ）方向に作り出すために磁石内に配置され得る。ＲＦコイルは、スピンをパルスシーケンスによって選択される様々な角度（例えば９０°や１８０°等）回転させるのに必要な更なる磁場を作り出すために傾斜磁場コイル内に配置され得る。従って、適切な共鳴周波数で加えられる振動磁場からのエネルギを使用し、体内の励起水素原子によって放たれる高周波信号が検出され得る。画像の向きは傾斜磁場コイルを使用して磁石によって作り出される磁場を変えることによって制御され得、組織間のコントラストは励起核が平衡状態に戻る速度によって決定される。とりわけ、ＲＦ検出器はそれらのエネルギ測定を受信し、処理を行うためにそのデータを画像装置１３０に提供し、最終的に走査の画像を生成することができる。
【００１０】
[0017]  従来のＭＲＩ装置は、使用時に接続／再接続される傾斜磁場コイル及びＲＦコイルのためにケーブル接続を利用する。対照的に、例示的実施形態は無線コイルが使用されるＭＲＩ装置１０５を利用することに関する。とりわけ、傾斜磁場コイル及びＲＦコイルへのケーブル配線が無線リンクで置換され得る。かかる無線リンクの一例は、単一周波数の多重入出力（ＭＩＭＯ：Multiple Input Multiple Output）マイクロ波リンクであり得る。ＭＲＩ装置１０５のＭＲＩコンポーネント１２０は、コイルごとに周波数アップコンバータ及びＭＲＩ装置１０５のボア内にトランシーバのアレイを含み得る。とりわけ、ＭＲＩコンポーネント１２０は、ボア内に組み込まれるアンテナアレイにトランシーバが接続されるように構成され得る。ＭＲＩコンポーネント１２０は局部発振器を含むことができ、局部発振器は、コイル電子機器を照射するためにアンテナアレイを供給し得るトランシーバ内の信号を生成する。局部発振器からの信号は、コイルから受信されるマイクロ波信号を元の選択された磁気共鳴周波数に変換して戻すこともできる。かかる信号は、処理を行って走査の画像を生成するために画像装置１３０によって受信されるデータとしてパッケージ化され得る。
【００１１】
[0018]  ＭＲＩ装置１０５によって使用されるこの無線メカニズムに鑑みて、画像を生成するための処理を画像装置１３０が基づかせるデータを生成するために伝送される信号は、データの信頼性を変える様々な干渉及び他の効果を受ける。例えば、任意のデジタル受信機システムで見られるように、ＭＲＩ装置１０５のデジタイザクロック上の位相雑音は、再構築画像の質の低下及び／又は信頼性の低下に変わり得る。ＭＲＩ装置１０５内の無線コイルに特に関連して、デジタイザクロックはクロック信号を損なうリスクを伴って無線チャネル上で同期される。デジタイザクロックは、信号が伝搬されるベースラインを提供し、そのためデジタイザクロックがシステムクロックと同期していない場合、デジタイザクロックとシステムクロックとの間により高い不一致が存在するため、その結果生じるデータはより信頼できなくなることを当業者であれば理解されよう。従って、例示的実施形態は、以下でより詳細に説明される基準信号又は受信位相雑音インジケータ（ＲＰＮＩ：Received Phase Noise Indicator）を測定できるようにするハードウェア及び／又はソフトウェアコンポーネントをデジタル受信コイルに含めることにより、サービス品質を保証するためのメカニズムを提供する。以下でより明らかになるように、基準信号及びＲＰＮＩは機能面で無線システム内の受信信号強度インジケータと同様であり得るが、無線ＭＲＩ装置１０５にとってより限定的且つ固有であり得る。
【００１２】
[0019]  当業者であれば理解するように、ＭＲＩは、画像を再構築するためにプロトン（例えば水分子内の水素原子核）の周波数及び位相符号化を使用する撮像方法である。デジタイザクロックの同期が極めて関連し得る特定の実施例では、デジタイザクロック上の位相雑音が、とりわけ長い取得／走査中、符号化方法の性質により画像アーティファクトを引き起こす可能性がある。従って、デジタル化信号上の二乗平均平方根（ＲＭＳ：Root Mean Square）位相誤差を最小化するデジタイザクロックを有することが重要であり得る。例えば、デジタイザクロックによって引き起こされる画像の生データ内のＲＭＳ位相誤差が１度未満に設定される場合、ＲＭＳ時間ジッタは６４ＭＨｚで４４ピコ秒（ｐｓ：picosecond）未満に、１２８ＭＨｚで２２ｐｓ未満に好ましくは留まるべきである。上記のように、従来のＭＲＩ装置は配線又は光ファイバを使用して高度に安定したシステムクロックと同期されるデジタイザクロックを使用し得る。しかし、無線ＭＲＩ装置１０５ではデジタイザクロックの同期が無線で行われ、これは、とりわけ信号の純粋度及びその後の信頼性に関して上記の問題をもたらす。
【００１３】
[0020]  より詳細には、デジタイザクロックは、画像装置１３０からＭＲＩ装置１０５にパイロットトーンとして搬送波信号を伝送することによって同期され得る。例えば、パイロットトーンは基準信号又はＲＰＮＩとすることができる。ＭＲＩ装置１０５は、パイロットトーンを増幅する回路をＭＲＩコンポーネント１２０内に含むことができ、増幅されたパイロットトーンはその後フィルタにかけられ、位相ロックループ（ＰＬＬ：Phase-Locked-Loop）回路を同期させるために使用される。回復されるクロック信号の位相雑音Φｒ（ｔ）は、受信されるパイロット信号の位相雑音Φｐ（ｔ）とＰＬＬによって生成される位相雑音との組合せであり得る。チャネル内又はクロック回復回路（例えばＰＬＬ）内のいかなる障害も、回復されるクロックに位相雑音を加え得る。これらの障害の一部は、患者の運動（例えば干渉）又は無線パイロットトーンチャネルの歪みによって引き起こされ得る。他の障害は、クロック回復ユニット内のハードウェアの不良に起因し得る。デジタイザクロックの同期に関するこれらの問題の何れも、不十分且つ信頼できない画質及び潜在的なサービス呼／スキャナダウン時間の原因になり得る。芳しくない位相雑音性能を早期に検出することは、ＭＲＩ装置１０５の顧客満足度を改善するための早めの予防措置及び是正措置をもたらし得る。例えば、スキャナの作業員／オペレータは患者の運動を監視するように忠告される場合があり、又はフィールドサービスは画像が劣化する前のＲＰＮＩの低下に関して情報提供され得る。
【００１４】
[0021]  例示的実施形態によれば、画像装置１３０はＲＰＮＩを生成し、デジタイザクロックを同期させるためにそのＲＰＮＩをＭＲＩ装置１０５に伝送することができる。第１の態様では、ＭＲＩ装置１０５が、計算を行うことでデジタイザクロックの精度を決定するために基準信号を利用するメカニズムを含み得る。基準信号は、同期の基礎を形成するシステムクロックに基づく信号であり得る。この計算の結果は、ＭＲＩ装置１０５によって画像装置１３０に与えられるデータが、画像を生成するのに信頼できるかどうかを示す不一致であり得る。不一致に関する所定の閾値があり得、それらの閾値の１つを上回ると、画像の劣化が高過ぎ許容できないとき、ＭＲＩ装置１０５は走査を行うことができない場合がある。従って、この第１の態様は比較的短期のメカニズムに関し得る。第２の態様では、ＭＲＩ装置１０５が、例えば無線チャネル内の可変時間遅延による位相誤差を補償する、クロック信号のための位相オフセットを計算することによってＲＰＮＩを利用するメカニズムを含み得る。基準信号がまず変換され、伝送され、様々な時間遅延を受ける帰還信号として返され得、ＲＰＮＩを生成するためにその帰還信号が処理される。その後、画像装置１３０はデジタイザクロックを適切に同期させるクロック位相オフセットを計算することができる。従って、この第２の態様は、システムクロックと受信機クロックとの間の長期の位相安定性に関し得る。
【００１５】
[0022]  図２は、一例示的実施形態による図１の画像装置１３０を示す。上記のように、画像装置１３０はＭＲＩ装置１０５と無線で通信するように構成され得る。従って、画像装置１３０は受信機２２５及び送信機２３０を含み得る。但し、画像装置１３０は、受信機２２５及び送信機２３０の機能を提供するために複合トランシーバを含み得ることに留意すべきである。画像装置１３０はＭＲＩ装置１０５に近接している（例えば、何れも走査室１００内にある）ことが多いため、受信機２２５及び送信機２３０は短距離無線通信用とすることができる。但し、以下の実施例で説明されるように、受信機２２５及び送信機２３０は、ネットワーク等との長距離無線通信用に構成され得る。
【００１６】
[0023]  更に上記のように、画像装置１３０は、デジタイザクロックを同期させるためにＭＲＩ装置１０５によって使用されるＲＰＮＩを提供するように構成され得る。画像装置１３０は、プロセッサ２０５及びメモリ配列２１０を含む。プロセッサ２０５は、デジタイザクロックが同期される基礎を形成するシステムクロックを保つシステムクロックアプリケーション２３５を実行することができる。第１の態様では、システムクロックアプリケーション２３５がシステムクロックを単に安定的に保つように構成され得る。第２の態様では、システムクロックアプリケーション２３５が、システムクロックの同期を要求するために、無線通信可能な受信機２２５及び送信機２３０を利用するように構成され得る。何れの態様でも、同期機能のためにシステムクロックが保たれ、使用され得る。
【００１７】
[0024]  プロセッサ２０５は、同期アプリケーション２４０も実行することができる。同期アプリケーション２４０は、システムクロックアプリケーション２３５に基づいてＲＰＮＩを生成するための機能を含み得る。ＲＰＮＩは同期アプリケーション２４０によって生成され、送信機２３０によってＭＲＩ装置１０５に伝送され得る。以下で更に詳細に説明されるように、同期アプリケーション２４０は、システムクロックと受信機クロックとの間の長期の位相ドリフトを表すフィックスＲＰＮＩを更に生成することができる。フィックスＲＰＮＩは、基準信号及び基準信号の処理時にＭＲＩ装置１０５によって提供される帰還信号から決定される情報に基づき得る。メモリ配列２１０は、同期パラメータライブラリ２４５を含み得る。同期パラメータライブラリ２４５は、ＲＰＮＩを生成するために基準信号がフィックスされる予め計算されたパラメータを含み得る。例えば、同期パラメータライブラリ２４５は、決定される情報がＲＰＮＩを生成するのに必要な操作を提供するデータ表であり得る。同期パラメータライブラリ２４５は画像装置１３０内に予めプログラムされ得る。
【００１８】
[0025]  画像装置１３０は、表示装置２１５及び入力装置２２０も含み得る。例えば、プロセッサ２０５は、ＭＲＩ装置１０５から（受信機２２５によって）受信されるデータを利用する画像生成アプリケーションを実行して走査の画像を生成することもできる。これらの画像が表示装置２１５上に表示され得る。入力装置２２０は、生成される画像のために走査されるスライスを選択するためにＭＲＩコンポーネント１２０の動作を制御するための入力をオペレータから受け付けることができる。
【００１９】
[0026]  図３は、例示的実施形態による図１のＭＲＩ装置１０５を示す。上記のように、ＭＲＩ装置１０５は画像装置１３０と無線で通信するように構成され得る。従って、ＭＲＩ装置１０５は受信機３２５及び送信機３３０を含み得る。ＭＲＩ装置１０５は、受信機３２５及び送信機３３０の機能を提供するために複合トランシーバを含み得ることにここでも留意すべきである。受信機３２５及び送信機３３０は画像装置１３０との短距離無線通信用とすることができる。長距離通信を必要とする可能性は低いが、受信機３２５及び送信機３３０は長距離通信用に構成され得る。
【００２０】
[0027]  更に上記のように、ＭＲＩ装置１０５は、デジタイザクロックとシステムクロックとの間の位相オフセットを補償するために、画像装置１３０からＲＰＮＩを受信するように構成され得る。ＭＲＩ装置１０５は、プロセッサ３０５及びメモリ配列３１０を含む。プロセッサ３０５は、デジタイザクロックを保ち、従って無線傾斜磁場コイル及びＲＦコイル内で信号及び振動が制御される基礎を形成するデジタイザクロックアプリケーション３３５を実行することができる。従って、ＭＲＩ装置１０５がＲＰＮＩを受信すると、デジタイザクロックアプリケーション３３５はその情報を適用してデジタイザクロックとシステムクロックとの間の位相誤差を補正することができる。デジタイザクロックアプリケーション３３５は、ＲＰＮＩが受信され得るように、基準信号を処理することによる帰還信号を更に提供することができる。
【００２１】
[0028]  プロセッサ３０５は、インジケータアプリケーション３４５も実行することができる。インジケータアプリケーション３４５は、インジケータ装置３４０に関連して動作することができる。以下で更に詳細に説明されるように、インジケータ装置３４０は基準信号を受信し、デジタイザクロックとシステムクロックとの間の不一致を決定することができる。インジケータ装置３４０からの結果に応じて、インジケータアプリケーション３４５は、画像装置１３０上で画像を生成するために走査を行うことに由来するデータの信頼性に関する対応する指示を提供することができる。
【００２２】
[0029]  ＭＲＩ装置１０５は、ＭＲＩコンポーネント１２０、表示装置３１５、及び入力装置３２０も含み得る。例えば、患者台１１０上の患者をＭＲＩ装置１０５のボア内に移動する場合、制御パネル１１５は、アイソセンタと適切に整列させるための表示装置３１５及び入力装置３２０を含み得る。
【００２３】
[0030]  上記のように、基準信号を利用する最初の態様は比較的短期のメカニズムのためである。とりわけ、インジケータ装置３４０は基準信号を受信し、不一致情報をインジケータアプリケーション３４５に提供することができる。インジケータ装置３４０は例示に過ぎず、ＭＲＩ装置１０５は以下に記載の指示を提供するためのソフトウェアとハードウェアとの任意の組合せを含み得ることに留意すべきである。図４は、例示的実施形態による、ＭＲＩ装置のデジタイザクロックの不一致についての指示を生成するためのＭＲＩ装置１０５のインジケータ装置３４０を示す。
【００２４】
[0031]  位相雑音を検出する態様が多数あることを当業者であれば理解されよう。非常に広い周波数範囲にわたり最も高い位相雑音感度に備えて設計される無線システム内で位相雑音を測定するとき、位相雑音試験機器内に極めて高感度且つ正確な方法が実装され得る。上記のように、ＭＲＩ装置１０５内の無線コイルに関係する場合、無線システムの信号とＭＲＩ装置１０５等の無線ＭＲＩ装置の信号との間には幾つかの差がある。例えば、ＭＲＩ装置１０５内に無線コイルがあれば、単一の正弦波信号の位相雑音が関心対象になる。この信号はそれ自体が実際のアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ：analog digital converter）クロック信号であることさえ必要とされず、周波数の逓倍とすることもできる。即ち、周波数を逓倍するとき、位相雑音が積に対して直線的に増加する。例えば、１度のジッタを有する５０ＭＨｚの信号が１０倍に逓倍される場合、１０度のジッタを有する５００ＭＨｚの信号がもたらされる。従って、感度が高まることにより、クロック周波数の逓倍において位相雑音を測定するのが有利であることを当業者であれば理解されよう。
【００２５】
[0032]  インジケータ装置３４０は、この目的で構成されるコンポーネントを含み得る。とりわけインジケータ装置３４０は、信号をその信号自体の直交信号と掛けることによって不一致又は位相を検出することができる。デジタイザクロックはシステムクロックを完全に一致してたどるように設計され得るが、とりわけ長期間にわたって且つ／又は干渉（例えば患者が移動すること）によって生じる幾らかの不一致がある。デジタイザクロックがシステムクロックと完全に同期されてジッタがない場合、元の信号に対する直交信号の積がゼロになり、不一致がないことを示す。例えば振動を伴い、直交信号が純粋な余弦波であり２つの波が互いを打ち消し合うように純粋な正弦波が示される。しかし、不一致が存在する場合、直交信号が何らかの非ゼロ値をもたらすように正弦波が変えられる。
【００２６】
[0033]  これを実現するために、インジケータ装置３４０は、基準信号を受信する周波数逓倍器４０５を含む。周波数逓倍器４０５は例示に過ぎず、必須ではないことに留意すべきである。周波数逓倍器を含める理由については上記で論じた。その後、逓倍器４２０に送信される第１の信号及び移相器４１５に送信される第２の同一信号を生成するスプリッタ４１０に信号が送信される。直交信号に到達するために、移相器４１５は位相を９０度シフトすることができる。移相器４１５は直交信号を逓倍器４２０に送信する。逓倍後、結果が低域（ＬＰ：low pass）フィルタ４２５に送信され、それにより、検出器４３０が不一致値を出力するために逓倍周波数信号が減衰される。やはり信号と直交信号とが完全に直交する（即ちジッタがない）場合、積はゼロになる。しかし、基準信号上に何らかのジッタがある場合、そのジッタは受信される位相雑音を示す残差信号を引き起こす。
【００２７】
[0034]  ＭＲＩ装置１０５のインジケータアプリケーション３４５は、インジケータ装置３４０から残差信号を受信することができる。インジケータパラメータライブラリを参照し、インジケータアプリケーション３４５は走査を行うことによって得られるデータの信頼性を決定することができる。インジケータパラメータライブラリは、不一致が残差信号に対応する複数の範囲を定めることができる。ゼロから第１の値までの第１の範囲内では残差信号が十分些細であり、画像を生成するのにデータの信頼性が申し分のないものであり得る。第１の値から第２の値までの第２の範囲内では、画像の生成に影響を及ぼすのに残差信号が十分大きい可能性がある。かかるシナリオでは、インジケータアプリケーション３４５は、残差信号が第１の範囲内にあるときと比べてデータが信頼できない可能性があるという指示を表示装置２１５及び／又は３１５上に示すことができる。第２の値から最大値までの第３の範囲内では、画像の生成が信頼できないほど残差信号が十分不利であり得る。かかるシナリオでは、インジケータアプリケーション３４５は、データが信頼できない可能性があるという指示を表示装置２１５及び／又は３１５上に示すことができる。インジケータアプリケーション３４５は他の機能も実行することができる。例えば、インジケータアプリケーション３４５はＭＲＩ装置１０５を非活性化する信号を伝送することができる。別の実施例では、インジケータアプリケーション３４５は、不一致に対処するように技師に通知を伝送することができる。
【００２８】
[0035]  第１の態様の比較的短期のメカニズムは、様々な態様で利用され得ることに留意すべきである。例えば、この態様は位相雑音を決定する費用対効果が大きい態様を提供する。インジケータ装置３４０及び／又はインジケータアプリケーション３４５は、ＭＲＩ装置１０５内に組み込まれ得るか、又はモジュール式とし、且つＭＲＩ装置１０５に別々に接続され得る。従って第１の態様は、無線同期機能を依然として有さない無線コイルを使用してＭＲＩ装置内に容易に組み込まれ得る。第１の態様により、デジタイザクロックを同期させる必要性を残差信号が示すとき、有線接続が後で利用され得る。別の実施例では、第１の態様が以下に記載の第２の態様と組み合わせて利用され得る。
【００２９】
[0036]  上記のように、ＲＰＮＩを利用する第２の態様は比較的長期のメカニズムのためのものである。とりわけ、同期アプリケーション２４０は基準信号を伝送してＭＲＩ装置１０５から帰還信号を受信し、ＭＲＩ装置１０５のデジタイザクロックを画像装置１３０のシステムクロックと同期させるＲＰＮＩを決定することができる。画像装置１３０は例示に過ぎず、以下に記載の機能を提供するためにこのコンポーネント又は他の任意のコンポーネントが使用され得ることに留意すべきである。図５は、例示的実施形態による、ＭＲＩ装置１０５のデジタイザクロックを調節するための同期フロー５００を示す。同期フロー５００も例示に過ぎず、ＲＰＮＩを生成するための基準信号に対するフィックスを決定するための任意の操作が使用され得ることにも留意すべきである。例えば、この同期フローに関するより詳細な実施形態が図８に関して以下で説明される。
【００３０】
[0037]  同期フロー５００は、往復位相誤差補正を利用する。往復であり、画像装置１３０とＭＲＩ装置１０５との間のチャネル５０５にわたるいかなる可変位相誤差も基準信号の往復中に２回現れる。従って、画像装置１３０において往復信号の位相ドリフトを測定し、それを半分にすることは、ＭＲＩ装置１０５における位相ドリフトに関する情報を提供する。この情報は、ＭＲＩ装置１０５のデジタイザクロックがシステムクロックと同期していないことによる任意の位相誤差を補正するために、ＲＰＮＩを生成する際に後で使用され得る。
【００３１】
[0038]  画像装置１３０のシステムクロックアプリケーション２３５は周波数変換機能を含み得るのに対し、ＭＲＩ装置１０５のデジタイザクロックアプリケーション３３５は相対する周波数変換機能を含み得る。上記のように、ＭＲＩ装置１０５はＰＬＬを含むことができ、ＰＬＬは基準信号を利用して、分周もされ得る基準信号の周波数の逓倍を生成する。従って、周波数変換機能は、第１に基準信号を第１の値と掛けて第１の結果信号を得ること、及び第２に第１の結果を第２の値で割って第２の結果信号を得ることを含み得る。この第２の結果信号は、画像装置１３０の送信機２３０によって出力及び伝送され得る。第２の結果信号は、チャネル５０５を介して移動することができ、変更済みの第２の結果信号を得るためにチャネル５０５内で可変時間遅延が出力に組み込まれる。可変時間遅延は様々な成分を含み得る。例えば可変時間遅延は、チャネル５０５によって加えられる遅延、信号に加えられるドリフト誤差、その組合せ等を含み得る。
【００３２】
[0039]  デジタイザクロックの同期を試みるとき、受信される変更済みの第２の結果信号に対して、ＭＲＩ装置１０５が相対する周波数変換機能を実行することができる。従って、相対する周波数変換機能は、まず変更済みの第２の結果信号を第２の値と掛けて第３の結果信号を得ること、及び第３の結果信号を第１の値で割って第４の結果信号を得ることを含み得る。第４の結果信号は、デジタイザクロックを同期させるためにデジタイザクロックアプリケーションによって使用され得る。
【００３３】
[0040]  但し、例示的実施形態は、変更済みの第２の結果信号が更なる周波数変換操作を行われることを可能にし得る。具体的には、変更済みの第２の結果信号を第３の値と掛けて第５の結果信号を取得し、第４の値で割って第６の結果信号が得られる。第６の結果信号は、チャネル５０５を介して移動することができ、変更済みの第６の結果信号を得るためにチャネル５０５内で可変時間遅延がここでも出力に組み込まれる。このようにして、可変時間遅延が往復内で２回追加されている。
【００３４】
[0041]  画像装置１３０は、変更済みの第６の結果信号を処理して、デジタイザクロックがシステムクロックと同期されるためにＲＰＮＩに適用されるフィックスを決定することができる。即ち、フィックスはいかなるジッタや位相誤差等も除去することができる。とりわけ、結果として生じる可変時間遅延を半分にすることは、フィックスを決定するのに必要な情報を同期アプリケーション２４０に提供する。有線接続が使用できる場合、最初に伝送されたＲＰＮＩで十分であり得る。しかし、可変時間遅延を取り入れることにより、同期アプリケーション２４０は可変時間遅延を考慮に入れるＲＰＮＩを生成することができ、チャネル５０５内で可変時間遅延を受けた後でさえ、デジタイザクロックアプリケーション３３５は、ＲＰＮＩを利用してデジタイザクロックをシステムクロックと同期させることができる。
【００３５】
[0042]  特定の実施形態では、基準信号ｓｉｎ（ω０・ｔ）が周波数変換にかけられて画像装置１３０による出力信号
【数１】
0006636508.tif 000002
をもたらし得る。チャネル５０５を通過した後、ＭＲＩ装置１０５に受信信号
【数２】
0006636508.tif 000003
が与えられ得、可変時間遅延はチャネル遅延ｔｃ及びドリフト誤差Δｔを含む。ＭＲＩ装置１０５は、受信信号に対して更なる周波数変換操作を行ってＭＲＩ装置１０５による更なる出力信号
【数３】
0006636508.tif 000004
を生成することができる。チャネル５０５を通過した後、画像装置１３０には可変時間遅延が同じである更なる受信信号
【数４】
0006636508.tif 000005
が与えられ得る。ＭＲＩ装置１０５によって行われる更なる周波数変換操作に対して逆の周波数変換を行った後、出力信号
【数５】
0006636508.tif 000006
が得られる。この出力信号は、ＭＲＩ装置１０５に伝送されるＲＰＮＩ信号を生成するためにＲＰＮＩ信号に適用されるフィックスを決定するための基礎を提供し得る。上記のように、デジタイザクロックをシステムクロックと同期させる態様を決定するために、ＲＰＮＩ信号に対して相対する周波数変換操作が行われ得る。
【００３６】
[0043]  上記のように、図８は同期フィルタ及び付随コンポーネントに関する特定の実施形態である。とりわけ図８は、例示的実施形態による、ＭＲＩ装置１０５のデジタイザクロックを調節するための特定の同期フロー８００を示す。図５の同期フロー５００とほぼ同様に、同期フロー８００は往復位相誤差補正に関係する。即ち、ＭＲＩ装置１０５によって受信される信号が画像装置１３０から生成され、ＭＲＩ装置１０５はその信号を「処理」して帰還信号を生成することができる。帰還信号は、画像装置１３０からＭＲＩ装置１０５に伝送される任意の信号に適用される位相補正を決定するために画像装置１３０によって使用され得る。とりわけ、同期フロー５００に関して説明された上記のメカニズムが、ここでも同期フロー８００に関して利用され得る。
【００３７】
[0044]  図示のように、同期フロー８００はここでも画像装置１３０及びＭＲＩ装置１０５を含み得る。画像装置１３０、ＭＲＩ装置１０５、及び対応するコンポーネントについて上記で説明したが、同期フロー８００はこれらのコンポーネントを本明細書の特定の実施形態に関して再び説明する。従って画像装置１３０は、発振器（ＯＳＣ：oscillator）８０５、帯域通過フィルタ８１０、トランシーバ８１５、帯域停止フィルタ８２０、コスタスループ８２５、位相比較器８３０、及び結果として生じる位相補正値８３５を含み得る。ＭＲＩ装置１０５は、トランシーバ８４０、帯域通過フィルタ８４５、コスタスループ８５０、数値制御発振器（ＮＣＯ：numerically controlled oscillator）８５５、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ：digital to analog converter）８６０、及び帯域停止フィルタ８６５を含み得る。
【００３８】
[0045]  画像装置１３０及びＭＲＩ装置１０５のコンポーネントに関連する機能を当業者であれば理解されよう。例えば帯域通過フィルタは、所定の範囲内の周波数を通すが他の周波数を退ける装置であり得るのに対し、帯域停止フィルタはほぼ逆の機能を提供する。別の実施例では、コスタスループは、搬送波抑圧変調信号からの搬送波位相回復に使用される特定のＰＬＬベースの回路であり得る。更なる実施例では、ＮＣＯは（例えば正弦波）波形の同期的且つ離散時間型の離散値表現を作成するデジタル信号生成器であり得る。
【００３９】
[0046]  図示のように、ＯＳＣ８０５は、１０ＭＨｚ等の指定の周波数で信号を生成するように予め定められ得る。トランシーバ８１５がＭＲＩ装置１０５に伝送する前に、この１０ＭＨｚの信号が最初に帯域通過フィルタ８１０に供給され得る。従って、ＭＲＩ装置１０５のトランシーバ８４０は、画像装置１３０から信号を１０ＭＨｚで受信することができる。受信される１０ＭＨｚの信号は、コスタスループ８５０での処理前に帯域通過フィルタ８４５を通過し得る。処理されると、その信号がＮＣＯ８５５に供給され得る。ＮＣＯ８５５は、入力される１０ＭＨｚ信号の上下±１ＭＨｚとすることができる信号等、結果の信号を出力し得る。即ち、ＤＡＣ８６０は９ＭＨｚ及び１１ＭＨｚの信号を受信し得る。トランシーバ８４０によって再び画像装置１３０に伝送される前に、これらの信号が帯域停止フィルタ８６５に提供され得る。このようにして、トランシーバ８１５からトランシーバ８４０に、及び逆にトランシーバ８４０からトランシーバ８１５にチャネルを伝搬する両方の信号が１０ＭＨｚを中心とし、従って、何れの信号もその周波数の可変チャネル特性に対応する同じチャネル遅延を受ける。
【００４０】
[0047]  画像装置１３０がトランシーバ８１５によってＭＲＩ装置１０５から９ＭＨｚ及び１１ＭＨｚで帰還信号を受信すると、それらの信号は、コスタスループ８２５での処理前に、最初に帯域停止フィルタ８２０を通過し得る。位相比較器８３０は、コスタスループ８２５からの出力を受信できるだけでなく、位相補正値８３５を決定するための基準の役割を果たし得る発振器８０５からの元の信号も受信することができる。このようにして、デジタイザクロックをシステムクロックと同期させるために使用され得る位相補正値８３５が決定され得る。
【００４１】
[0048]  図６は、例示的実施形態による、ＭＲＩ装置１０５のデジタイザクロックの不一致を示す方法６００を示す。方法６００は、デジタイザクロック上に存在する現在の条件に基づいて走査を行うことによって得られるデータの信頼性の指示を生成するために比較的短期のメカニズムが提供される第１の態様に関する。方法６００は、ＭＲＩ装置１０５、インジケータ装置３４０、及びインジケータアプリケーション３４５に関して説明される。
【００４２】
[0049]  ステップ６０５で、ＭＲＩ装置１０５が基準信号を受信する。とりわけ、インジケータ装置３４０の周波数逓倍器４０５が受信機３２５によって基準信号を受信する。ステップ６１０で、周波数が逓倍された基準信号が２つの同一信号に分割され、第１の信号が逓倍器４２０に送信される。ステップ６１５で、第２の分割信号が移相器４１５に送信され、それにより位相が元の信号に対して直角にシフトされる。上記のように、移相器４１５はΠ／２＋Ｎ＊Π等の様々な値を有することができ、Ｎは正の整数であり、Ｎの値が大きいほど２つの信号間の時間遅延が長くなる。このようにして、位相雑音スペクトルの様々な部分が検査され得る。但し、２つの分割信号間に著しく長い位相遅延を発生させるのは困難であり得ることに留意すべきであり、とりわけ長期間（例えば数秒から数分）にわたって生じる位相ドリフトは異なるメカニズムを必要とし得る。そのような異なるメカニズムは、長期の位相ドリフトを探査することである場合があり、そのための方法が往復位相誤差補償として以下で更に詳細に解説されている。ステップ６２０で、元の信号及び直交信号が逓倍されるように直交信号も逓倍器に送信される。その後、出力がＬＰフィルタ４２５及び検出器４３０に送信され得る。
【００４３】
[0050]  ステップ６２５で、インジケータアプリケーション３４５が積を受信し、残差信号があるかどうかを判定する。上記のように、デジタイザクロックがシステムクロックと適切に同期されてジッタがない場合、積はゼロになる。従って、残差信号がない場合、インジケータアプリケーション３４５は方法６００をステップ６３０へと続け、ステップ６３０では、位相雑音がない指示が例えば表示装置２１５及び／又は３１５上に示される。かかる指示は、画像を生成するのに使用されるデータが非常に信頼できることを示し得る。
【００４４】
[0051]  ステップ６２５に戻り、残差信号があるとインジケータアプリケーション３４５が判定する場合、インジケータアプリケーション３４５は方法６００をステップ６３５へと続ける。ステップ６３５で、インジケータアプリケーション３４５は、残差信号がインジケータパラメータライブラリ３５０内に記憶され得る所定の閾値を上回るかどうかを判定する。残差信号が存在するが所定の閾値を下回る場合、インジケータアプリケーション３４５は方法６００をステップ６４０へと続ける。ステップ６４０で、インジケータアプリケーション３４５は、位相雑音があるが、画像を生成するために使用されるデータが依然として信頼できる許容限度内にあるという指示を提供する。しかし、残差信号が存在し、所定の閾値を上回る場合、インジケータアプリケーション３４５は方法６００をステップ６４５へと続ける。ステップ６４５で、インジケータアプリケーション３４５は、十分な位相雑音があり、画像を生成するために使用されるデータが信頼できないという指示を提供する。
【００４５】
[0052]  方法６００は更なるステップを含み得ることに留意すべきである。例えば上記のように、残差信号内の位相雑音の指示が所定の閾値を上回る場合、インジケータアプリケーション３４５は、ＭＲＩ装置１０５を非活性化することや技師に連絡すること等、その後の様々な措置を取ることができる。上記の別の実施例では、残差信号のための複数の閾値があり得る。
【００４６】
[0053]  図７は、例示的実施形態による、ＭＲＩ装置１０５のデジタイザクロックを調節する方法７００を示す。方法７００は、走査を行うことによって得られるデータが画像を生成する際に信頼できるように、デジタイザクロックをシステムクロックと同期させるフィックスＲＰＮＩ信号を生成するために比較的長期のメカニズムが提供される第２の態様に関する。方法７００は、ＭＲＩ装置１０５及び画像装置１３０に関して説明される。
【００４７】
[0054]  ステップ７０５で、画像装置１３０が、システムクロックアプリケーション２３５によって保たれるシステムクロックに基づいて基準信号を生成する。とりわけ、同期アプリケーション２４０が基準信号を生成することができる。ステップ７１０で、同期アプリケーション２４０が基準信号の周波数を変換する。上記のように、周波数変換操作は、ＰＬＬを使って行われるようにまず第１の係数を掛けて、次いで第２の係数で割ることを含み得る。ステップ７１５で、画像装置１３０が、変換済みの基準信号を送信機２３０によってＭＲＩ装置１０５に伝送する。
【００４８】
[0055]  伝送中、変換済みの基準信号がチャネル５０５内で可変時間遅延を受け得る。上記のように、かかる可変時間遅延はチャネル遅延やドリフト誤差等を含み得る。従って、変換済みの基準信号は第１の態様で伝送されているが、第２の態様で受信される可能性がある。従ってステップ７２０で、ＭＲＩ装置１０５が、可変時間遅延を受けた変換済みの基準信号を受信機３２５によって受信する。ステップ７２５で、ＭＲＩ装置１０５のデジタイザクロックアプリケーション３３５が遅延された変換済みの基準信号を変換する。上記のように、更なる周波数変換操作は、まず第３の係数を掛けて、次いで第４の係数で割ることを含み得る。ステップ７３０で、ＭＲＩ装置１０５が再変換済みの基準信号を送信機３３０によって画像装置１３０に伝送する。
【００４９】
[0056]  伝送中、再変換済みの基準信号がチャネル５０５内で可変時間遅延を再び受け得る。従って、再変換済みの基準信号は第１の態様で伝送されているが、第２の態様で受信される可能性がある。従ってステップ７３５で、画像装置１３０が、可変時間遅延を受けた再変換済みの基準信号を受信機２２５によって受信する。とりわけ、可変時間遅延は２回加えられている。ステップ７４０で、画像装置１３０が全ての変換に対して相対する周波数変換を行う。
【００５０】
[0057]  ステップ７４５で、画像装置１３０がループ上で伝送される基準信号からの不一致を決定する。とりわけ不一致は、受信される帰還信号に加えられる総可変時間遅延の半分に基づき得る。ステップ７５０で、ＭＲＩ装置１０５に伝送されるときに可変時間遅延が打ち消されるように、画像装置１３０が基準信号に適用されるフィックスを決定する。即ち、同期アプリケーション２４０がＲＰＮＩを生成する。ステップ７５５で、画像装置１３０がＲＰＮＩをＭＲＩ装置１０５に伝送する。ステップ７６０で、ＭＲＩ装置１０５は、チャネル５０５内で可変時間遅延を受けたＲＰＮＩを受信する。ＭＲＩ装置１０５から画像装置１３０にＭＲＩデータが伝送されるとき、画像装置が代わりにＲＰＮＩを使用し、実際のＭＲＩデータの位相オフセットを補正し得ることに留意すべきである。それでもなお、ＲＰＮＩはこの可変時間遅延のために構成される。従ってステップ７６５で、ＭＲＩ装置１０５のデジタイザクロックアプリケーション３３５がデジタイザクロックをシステムクロックと同期させる。
【００５１】
[0058]  例示的実施形態によれば、例示的実施形態のシステム及び方法は、画像装置からの基準信号を処理するために無線コイルを使用するＭＲＩ装置内のメカニズムを提供する。ＭＲＩ装置は基準信号を処理し、ジッタが含まれること等、システムクロックとデジタイザクロックとの間の不一致を決定することができる。この不一致は、画像を生成するために走査を行うことによって得られるデータの信頼性の指示を生成するための基礎として使用され得る。ＭＲＩ装置は、周波数変換によって基準信号を処理し、帰還信号を画像装置に提供することもできる。往復ループを使用し、画像装置からＭＲＩ装置までのチャネルの最初の通過及びＭＲＩ装置から画像装置までのチャネルのもう１回の通過によって可変時間遅延を２回受け、画像装置は決定される遅延に基づいて受信位相雑音インジケータ信号を生成することができ、それによりデジタイザクロックがシステムクロックと適切に同期され、位相整列され得る。このようにして、走査を行うことによって得られるデータが、画像を生成する際により高信頼になり得る。
【００５２】
[0059]  上記の例示的実施形態は、別個のソフトウェアモジュールとしてやハードウェアとソフトウェアとの組合せとして等を含む、任意の数の態様で実施され得ることを当業者であれば理解されよう。例えば、患者のモデルの生成は、コンパイル時にプロセッサ上で実行され得るコード行を含むプログラムであり得る。
【００５３】
[0060]  本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなしに、本発明における様々な修正形態がなされ得ることが当業者に明らかになる。従って、本発明は、本発明の修正形態及び改変形態が添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲に含まれるという条件で、かかる形態を範囲に含むことが意図される。
【図１】
0006636508.tif 000007
【図２】
0006636508.tif 000008
【図３】
0006636508.tif 000009
【図４】
0006636508.tif 000010
【図５】
0006636508.tif 000011
【図６】
0006636508.tif 000012
【図７】
0006636508.tif 000013
【図８】
0006636508.tif 000014