ＮＭＲ／ＭＲＩ実験におけるノイズレベルを低減するための、傾斜磁場発生システム及び方法
【課題】NMR及びMRIシステムのノイズレベル低減
【解決手段】傾斜磁場発生システムは、傾斜コイルと、電力供給手段とを備える。電力供給手段は、傾斜コイルのために変換器／増幅器モジュールを備え、前記モジュールは、パルスプログラムに従って適合型傾斜データ発生器によりワードストリームとして提供されるデジタル傾斜データのパルス列を供給される。傾斜発生システム（１）は、前記電力供給手段（３）がさらに自動ブランキングシステム（８）を備え、自動ブランキングシステム（８）が、［変換器（４）／増幅器（５）］モジュール（６）に送信された傾斜データワードをスキャンし、感知された値に従って、前記コイル（２）に電流が供給されていないときに、傾斜コイル（２）に接続されている前記モジュール（６）における各増幅器（５）の電力段を無効にするために前記モジュール（６）に付与されるべきブランキング信号を選択的に配信する。
【解決手段】傾斜磁場発生システムは、傾斜コイルと、電力供給手段とを備える。電力供給手段は、傾斜コイルのために変換器／増幅器モジュールを備え、前記モジュールは、パルスプログラムに従って適合型傾斜データ発生器によりワードストリームとして提供されるデジタル傾斜データのパルス列を供給される。傾斜発生システム（１）は、前記電力供給手段（３）がさらに自動ブランキングシステム（８）を備え、自動ブランキングシステム（８）が、［変換器（４）／増幅器（５）］モジュール（６）に送信された傾斜データワードをスキャンし、感知された値に従って、前記コイル（２）に電流が供給されていないときに、傾斜コイル（２）に接続されている前記モジュール（６）における各増幅器（５）の電力段を無効にするために前記モジュール（６）に付与されるべきブランキング信号を選択的に配信する。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ＭＲＩ及びＮＭＲシステム、機器、作業方法の分野に関連し、具体的には、ノイズレベルを低減することによって取得の品質を向上させることを可能にする改良に関する。
【０００２】
本発明は、より具体的には、傾斜磁場発生システムと、少なくとも１つのそのような傾斜発生システムを備えるＮＭＲまたはＭＲＩシステムと、ＮＭＲ／ＭＲＩ実験において、特にＮＭＲ／ＭＲＩシステムにおける取得段階の間に、ノイズレベルを低減するための方法とに関する。
【０００３】
一般的に、傾斜システムは、３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚで構成されており、３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚで構成されているということは、システムが、３つの異なるコイル上で３つの異なる傾斜パルスを同時に供給できることを意味している。任意の軸に対する傾斜供給路は、傾斜チャネルとも呼ばれる。
【０００４】
傾斜コイルに給電する電源の残存ノイズレベルは、不自然な結果、またはその他の有害な信号をもたらすので、特に高解像度実験が含まれる場合には、誤った測定またはゆがんだ画像の原因となることが知られている。
【０００５】
解決法の第１の形態は、外部ハードウェア切替手段に基づくものであり、外部ハードウェア切替手段は、作動されると、傾斜コイルを、傾斜コイル電源から、具体的には、供給電力増幅器の出力段から、遮断する。このようなハードウェアスイッチの一例は、ＥＰ ０ ５９８ ６７０に開示されている。
【０００６】
解決法の第２の形態は、デジタル制御される電力供給手段に関連して提案されており、パルスプログラムが各ＮＭＲ実験特有のパルス列を規定する。
デジタル傾斜パルス発生器は、プログラムされたパルスを、ワードストリームの形式で、システム全体で同期したデジタル傾斜データパルスに変換する。その後、データ発信器が、連続するワードから各チャネルのためのデータを抽出して、抽出したデータをそのチャネルのバイポーラデジタル／アナログ電圧変換器に送信する。
【０００７】
最終的に、相互コンダクタンス増幅器として見なされ得ると共に、関連する変換器と共にモジュールを構成する傾斜増幅器が、電流を特定の軸コイルに供給する。傾斜コイルにおける基準電流（０Ａ）には、通常、０Ｖ（すなわち、デジタルミッドスケール）の増幅器入力が与えられる。
【０００８】
このようなデジタル制御される電力供給手段を実装する際には、変換され、プログラムされたパルスに対応するワードストリームの適切なワードにブランキング信号コードを組み込むことができ、前記ブランキング信号によって、関係する増幅器の出力を無効化できる。
【０００９】
デジタル傾斜データ発生器により配信される傾斜データワードは、通常、少なくとも以下の４つのフィールドを備える：
−デジタル／アナログ変換器により変換される傾斜データを含むデータフィールド。従来通り、データ表現は、通常、バイポーラであり、ミッドスケール（ゼロ）値が基準値である。
−そのデータを対象とする傾斜チャネルのアドレスを含むチャネルアドレスフィールド。
−（データ及びアドレスフィールドが有効であることを知らせるために使用される）ストローブフラグ。
−次回傾斜順フラグ。
【００１０】
さらに、これらの傾斜データワードは、３つの異なるタイプから構成され得る。すなわち、
−有効なデータワード：これらのワードについては、データ、アドレス、及びストローブフラグが有効であり、次回傾斜順フラグが無効化される。このワードが受信されると、データは、特定の傾斜チャネルにラッチされる。
−次回傾斜順ワード：これらのワードについては、次回傾斜順フラグが立てられ、データ、アドレス、及びストローブフラグが破棄される。このワードが受信されると、各傾斜チャネルの最後にラッチされたデータが変換器に送信される。
−スタッフィングワード：これらのワードについては、ストローブフラグ及び次回傾斜順フラグは立てられない。このような種類のワードは、傾斜出力に何ら影響を持たず破棄されなければならない。
【００１１】
ワードが同期して送信されるので、一定の基準クロック信号がデータラインと共に送信されることに注目すべきである。通常、パルス発生器は、他の２つのワードタイプよりもはるかに多くのスタッフィングワードを送信する。パルス発生器が他の２つのワードタイプよりもはるかに多くのスタッフィングワードを送信するということは、ワード速度自体を、実際の傾斜データ速度よりもはるかに高速にできることを意味する。
【００１２】
第２の形式の解決法を適用する場合、所定のチャネルへの増幅器の入力が０ボルト（あるいは、接続された傾斜コイルに電流が供給されないということをもたらす値）に設定されたときに、ブランキング信号が有効化されなければならない。
【００１３】
それにも関わらず、ブランキング信号を切り替える際には、いくつかのハードウェアに関係する制約を順守しなければならない（［傾斜データ／ブランキング信号］タイミングチャートを示す図１を参照）：
−増幅器の出力段の作動遅延により、傾斜データが空値から非空値になる（すなわち、傾斜供給が有効化される）際、傾斜データが非空値になる前に、ブランキング信号は、所定の遅れ（図１のＴ1）を伴って無効化されなければならない。
−増幅器の周波数応答によって導入される時定数及び負荷（傾斜コイル）により、傾斜データが非空値から空値に切り替わる（すなわち、傾斜供給が無効化される）際、データが空値になった後に、ブランキング信号は、所定の遅れ（図１のＴ2）を伴って有効化されなければならない。
【００１４】
上述した２つの点の結果として、Ｔ1及びＴ2の合計より長く持続しない“データが空値”の列の場合には、ブランキング信号を有効にしてはならない。Ｔ1及びＴ2は、通常、全ての傾斜チャネルについて同じ値を有するものの、傾斜チャネルのハードウェアに依存する。
【００１５】
本発明は、異なる実験及び／または傾斜発生システムの各々についてのあらゆる追加的なハードウェア切替手段とあらゆる面倒な特定のプログラミングとを何ら必要とせずに、特にＮＭＲシステムにおける取得段階の間に、ＮＭＲ／ＭＲＩ実験におけるノイズレベルを効率的かつ確実に低減することが可能な、改良された傾斜磁場発生システム及び対応する方法を主に考慮する。
【００１６】
本発明の１つの局面によれば、好ましくは、空間参照系の３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚに従って配置された、少なくとも１セットの傾斜コイルと、前記傾斜コイルのための制御された電力供給手段であって、前記電力供給手段は、各傾斜コイルのための変換器／増幅器モジュールを備え、前記モジュールは、パルスプログラムに従って適合型傾斜データ発生器によりワードストリームとして提供されるデジタル傾斜データのパルス列を供給される、制御された電力供給手段とを備え、傾斜コイル及び変換器／増幅器モジュールの各配置により、傾斜チャネルが形成された、ＮＭＲシステムのための傾斜磁場発生システムであって、前記制御された電力供給手段が、さらに、［変換器／増幅器］モジュールに送信された傾斜データワードをスキャンし、感知された値に従って、前記コイルに電流が供給されていないときに、前記傾斜コイルに接続されている各増幅器の電力段を無効化するために前記モジュールに付与されるべきブランキング信号を選択的に出力または配信する自動ブランキングシステムを備えることを特徴とする傾斜発生システムが開示されている。
【００１７】
本発明に係るシステムのさらなる可能な特徴は請求項２〜７に開示されている。
本発明の別の局面によれば、特に、好ましくは空間参照系の３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚに従って配置された、少なくとも１セットの傾斜コイルと、前記傾斜コイルのための制御された電力供給手段とで主に構成される少なくとも１つの傾斜磁場発生システムを備え、前記電力供給手段が、各傾斜コイルについて、変換器／増幅器モジュールを備え、前記モジュールには、パルスプログラムに従って適合型発生器によりワードストリームとして提供されるデジタル傾斜データのパルス列が供給され、傾斜コイル及び変換器／増幅器モジュールの各配置が、傾斜チャネルを形成するＮＭＲまたはＭＲＩシステムにおける取得段階の間に、ＮＭＲ／ＭＲＩ実験におけるノイズレベルを低減するための方法であって、該方法が主に、前記［変換器／増幅器］モジュールに送信されたデジタル傾斜データをスキャンし、感知された値に従って、前記コイルに電流が供給されていないときに、それぞれに関連付けされた傾斜コイルに接続された前記モジュールにおける増幅器の各々の電力段を無効にするための前記モジュールに付与されるべきブランキング信号を選択的に出力するために、前記制御された電力供給手段の一部を形成する自動ブランキングシステムを用いることにあることを特徴とする方法も開示されている。
【００１８】
本発明の方法のさらなる可能な特徴は請求項１０に開示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】傾斜データ／ブランキング信号のタイミングチャートを示している。
【図２】３軸傾斜発生システムの場合における、本発明に係る傾斜磁場発生システムの実施形態のブロック図である。
【図３】本発明に係る自動ブランキング発生器の実施形態の部分ブロック図であって、図１に表したシステムの一部である。
【図４】図３における自動ブランキングシステムのブランキング遅延発生器の一方を形成する有限状態機械の機能図である。
【図５】図３における自動ブランキングシステムのブランキング遅延発生器の他方を形成するカウンタの機能図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、本発明の非制限的な例として挙げられる、本発明の実施例の以下の説明及び図面によって、よりよく理解されるであろう。
図２は、好ましくは空間参照系の３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚに従って配置された、少なくとも１セットの傾斜コイル２と、前記傾斜コイル２のための制御された電力供給手段３とを備えるＮＭＲシステムのための傾斜磁場発生システム１を示す。
【００２１】
前記電力供給手段３は、各傾斜コイル２のための［変換器４／増幅器５］モジュール６を備え、前記モジュール６は、パルスプログラムに従って適合型傾斜データ発生器７によりワードストリームとして供給されるデジタル傾斜データのパルス列を供給され、傾斜コイル２及び関連づけられた［変換器／増幅器］モジュール６の各配置により、傾斜チャネルが形成されている。
【００２２】
本発明によれば、前記傾斜発生システム１の電力供給手段３は、また、［変換器４／増幅器５］モジュール６に送信される傾斜データワードをスキャンし、感知された値に従って、傾斜コイル２に電流が供給されていないときに、傾斜コイル２に接続されている各増幅器５の電力段を無効にするために前記モジュール６に付与されるべきブランキング信号を選択的に発生させる自動ブランキングシステム８を備える。したがって、本発明の配置を適用することにより、追加的なハードウェア切替手段は要求されず、特定のプログラミングも不要である一方で、傾斜信号がコイル２に付与されなくても確実かつ効率的にノイズが低減される。
【００２３】
本発明は、ここでは３次元傾斜発生システムとの関連でより具体的に説明されているが、他のタイプの傾斜発生システムとの関連で実施可能でもあることは容易に理解される。
好適には、自動ブランキングシステム８は、［変換器／増幅器］モジュール６への連続した傾斜データワードの送信を遅延させるための手段９と、遅延されたデータワードの値を感知して評価するための手段１０と、連続的に感知された値の評価結果に従って、対応する傾斜チャネルの［変換器／増幅器］モジュール６の増幅器５に付与されるべきブランキング信号を、時間を制御して及び／または遅延させて、選択的に配信するための手段１１とで主に構成される。
【００２４】
図２に示すように、自動ブランキングシステム８は、傾斜コイル２の電力供給手段３内部に組み込まれる。自動ブランキングシステム８は、傾斜データを変更しないものの、傾斜データを感知して遅延させる。
【００２５】
手段１０及び１１をまとめて考えると、機能的集合としての条件付きブランキング発生器９’が提供される。
本発明に係る自動ブランキングシステム８について様々な実施形態及び実装形態が可能である。
【００２６】
第１の代替例によれば、ブランキングシステム８は、異なる傾斜チャネルの各々について手段９，１０，１１の各々のある特定のセットを組み込むことで（同じ数だけの基本ブランキングシステムを形成して）、多数の構成を有することができる。したがって、所定の傾斜チャネルに関連付けられた各基本ブランキングシステムは、そのチャネルを対象とした傾斜データワードのみを識別し、前記チャネルの増幅器専用のブランキング信号を発行する。
【００２７】
第２の、そして好ましい代替例によれば、自動ブランキングシステム８は、あらゆる傾斜チャネルについての傾斜データを組み込んだ単一ワードストリームのための単一遅延手段９と、関連付けされた傾斜チャネルの増幅器のための特定の条件付きブランキング信号を発行可能な、各傾斜チャネルのための手段１０及び１１の特定セットとを備えるものとして検討されている。
【００２８】
したがって、この第２の代替実施形態に関連して、本発明に係る傾斜発生システム１は、さらに、単一パルスプログラムに従って傾斜データ発生器７により提供され、自動ブランキングシステム８によって感知されるデジタル傾斜データワードの単一ストリームが、各傾斜コイル２のための傾斜制御データを組み込むことと、各傾斜コイル２のためのデータワードを抽出し、抽出したデータワードを対応する関連付けされた［変換器／増幅器］モジュール６に配信するデータ発信モジュール１２が設けられていることと、自動ブランキングシステム８が、考慮された傾斜コイル２を対象とする連続したデータワードの感知された値に従って、各モジュール６の増幅器５に特定のブランキング信号を選択的に発生することとを特徴とする。
【００２９】
自動ブランキングシステム８が、発生器７及び／またはデータ発信器１２と同様に、少なくとも部分的にハードウェアであってもよいことにも気付かれ得る。
それにもかかわらず、図３に示すように、自動ブランキングシステム８が、基本クロックに従って動作するハードウェアシステムで完全に、またはほぼ完全に、好適に構成される。
【００３０】
その場合、システム８は、一方でシフトレジスタまたはＦＩＦＯスタックなどの（ハードウェア）傾斜データワード／ストリーム遅延手段９を備え、他方で、各傾斜チャネルについて、ｉ）考慮された傾斜チャネルを対象とした連続する傾斜データワードの、特定の、または所定のフィールドの値を感知して、関連する［変換器／増幅器］モジュール６に転送された次のデータワードが、関連付けされた傾斜コイル（２）に電流が供給されない結果をもたらすかどうかを判定するように構成されるハードウェア感知・評価手段１０と、ｉｉ）前述した検知・評価手段１０により提供される連続した値により、アクティブ／非アクティブ状態が判定されるブランキング信号のためのハードウェア遅延・条件付配信手段１１とを備える。
【００３１】
モジュール６の一定の制約を考慮するため、感知・評価手段１０は、遅延手段９の入力で傾斜データワードストリームを感知し、前記遅延手段９によって生じたタイムラグは、考慮された傾斜チャネルの［変換器／増幅器］モジュール６における増幅器５の電力段の有効化タイムラグＴ1について設定される。
【００３２】
同様に、考慮された傾斜コイル２に電流が供給されていないことに対応する第１の傾斜データワードの感知と、ブランキング信号の切替との間で、各傾斜チャネルについて、自動ブランキングシステム８のブランキング信号配信手段１１によって生じたタイムラグは、増幅器５の周波数応答と、考慮された傾斜コイル２の電気的特性とに応じて、考慮された［変換器／増幅器］モジュール６における増幅器５の電力段の有効化タイムラグＴ1と、前記傾斜チャネルの無効化タイムラグＴ2との合計に関連して設定される。
【００３３】
本発明の別の特徴によれば、図４及び５にも図示されるように、各傾斜チャネルのためのブランキング信号配信手段１１は、有限状態機械１３及びカウンタ１４の機能的集合として実装され、カウンタ１４は、前記機械１３により駆動され、機械１３及びカウンタ１４の双方は、傾斜データワードストリーム遅延手段９の入力でワードストリームクロックと同期している。
【００３４】
以下に、３つの傾斜チャネルＸ，Ｙ，Ｚの場合における非制限的な例としての、自動ブランキングシステム８の１つの可能な実施形態を図面の図３〜５に関連させてより正確に説明する。
【００３５】
図３に示すように、システム８は、ユニークワード遅延手段９（例えばシフトレジスタ）と、各傾斜チャネル用に１つづつある、３つの条件付きブランキング発生器９’（図３には１つを示すだけで、残りは同様の構造である）とで構成される。
【００３６】
シフトレジスタ９は、遅延ラインとして使用されることで、一定数の基本クロックサイクルによりワード入力ストリームに対してワード出力ストリームを遅延させることができる。この数は、レジスタを構成している段数により決定される。
【００３７】
シフトレジスタ９の段数は、以下のように算出される。
−Ｔ1は図１上のように定義されている
−Ｔ1は同期クロック期間Ｔに比例する：Ｔ1＝ｎ1Ｔ
したがって、段数は：ｎ1＋２
シフトレジスタ９をワードストリームに挿入することにより、ワード列は変更されず、ストリームは遅延されるのみである。
【００３８】
条件付きブランキング発生器９’の各々は、シフトレジスタ９の入力でワードストリームを感知し、特定の傾斜チャネルを対象とするデータワードコンテンツについてのブランキング信号を発生する。
【００３９】
前述した感知・評価手段に対応するサブパーツ１０は、フラグを生成するデータ値検出器として機能する。このフラグは、所定の傾斜チャネルのためにシフトレジスタ９に格納された最後のデータ値に依存する。データ値が空値の場合、ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬフラグが立てられる。それ以外の場合、フラグは下げられている。
【００４０】
シフトレジスタ９の入力ワードクロックと同期されたラッチ１５は、入力ワードデータゼロ検出結果を格納する。ラッチ１５は、特定のチャネルを対象とするデータワードがシフトレジスタにロードされると有効になる。言い換えれば、ラッチ１５は、入力ワードのストローブフラグが立てられ、アドレスが特定の傾斜チャネルアドレスと等しいときに有効になる。
【００４１】
結果として、ラッチ１５の出力信号は、特定の傾斜チャネルを対象とするシフトレジスタ９に格納された最後のデータワードがゼロに等しいときに立てられるフラグ（ＮＥＸＴ＿ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬ、図３参照）である。
【００４２】
（同様に入力ワードクロックと同期されている）ラッチ１６が有効になると、ＮＥＸＴ＿ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬの状態がＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬ状態へ伝搬される。ラッチ１６は、次回傾斜順ワードがシフトレジスタ９に格納されると有効になる。
【００４３】
結果として、ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬフラグは、各傾斜のための最後のラッチされたデータが考慮されてシフトレジスタ９出力で変換器４に送信されることを知らせる次回傾斜順の受信と同期される。
【００４４】
サブパーツ１１は、前述した選択配信・遅延手段に対応し、ブランキング遅延発生器として機能する。このパーツは、有限状態機械１３（図４参照）とカウンタ１４（図５参照）として実装される。これら２つのパーツはまた、シフトレジスタ９の入力ワードクロックと同期されている。
【００４５】
状態機械１３の遷移は、２つのフラグの状態により決定される：
−ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬ：このフラグは、特定の傾斜チャネル（前の説明を参照）のための最後の傾斜データの値がゼロに等しいときに設定される。
【００４６】
−ＣＯＵＮＴ＿ＤＯＮＥ：このフラグは条件付きブランキング発生器９’の遅延カウンタ１４が特定の値に到達すると設定される。
状態機械１３は、以下のように動作する：
−始動時にはＩＤＬＥ状態がアクティブである。最初のクロックサイクルの後、ＷＡＩＴ＿ＮＯ＿ＮＵＬＬ状態がアクティブである。
【００４７】
−特定チャネルのための最後の傾斜データがゼロに等しい（すなわち、ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬ＝１である）限り、ＷＡＩＴ＿ＮＯ＿ＮＵＬＬ状態はアクティブのままである（したがって、ブランキングは有効である−表１参照）。特定チャネルのための最後の傾斜データがゼロでなくなると、ＷＡＩＴ＿ＮＵＬＬ状態がアクティブになる。
【００４８】
−特定チャネルのための最後の傾斜データがゼロでない（すなわち、ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬ＝０である）限り、ＷＡＩＴ＿ＮＵＬＬ状態はアクティブのままである（したがって、ブランキングは無効である−表１参照）。特定チャネルのための最後の傾斜データがゼロに等しくなると、ＣＯＵＮＴ状態がアクティブになる。
【００４９】
−カウンタ１４が当該カウンタ１４の計数限度に到達していない限り、ＣＯＵＮＴ状態はアクティブのままである（したがって、ブランキングは無効であり、カウンタは有効である−表１参照）。
【００５０】
カウントの間に、特定チャネルのための最後の傾斜データがゼロでなくなる（すなわち、ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬ＝０）と、ＷＡＩＴ＿ＮＵＬＬ状態はアクティブになる。カウンタが計数限度に到達する（ＣＯＵＮＴ＿ＤＯＮＥ＝１）と、ＷＡＩＴ＿ＮＯ＿ＮＵＬＬ状態がアクティブになる。
【００５１】
カウンタ１４は、ブランキング信号が有効でなくてはならないときにブランキング信号を遅延させるのに使用される。
カウンタは、状態機械１３により駆動されるＣＯＵＮＴＥＲ＿ＥＮＡＢＬＥ信号で有効になる。カウンタ１４が無効になると、カウンタ１４のカウント値はリセットされる。カウンタの値がカウンタの計数限度に到達すると、ＣＯＵＮＴ＿ＤＯＮＥフラグが立てられる。
【００５２】
計数限度は、以下のように定義される。
−Ｔ1及びＴ2は図１上で定義されている
−Ｔ1及びＴ2は同期クロック期間Ｔに比例する：Ｔ1＝ｎ1Ｔ及びＴ2＝ｎ2Ｔ。
【００５３】
よって、計数限度は次のように定義される：Ｌｉｍ＝ｎ１＋ｎ２−１。
以下の表１は、前述したように、状態機械１３の出力を要約したものである。
【００５４】
【表１】
本発明はまた、少なくとも１つの傾斜磁場発生システムを備えるＮＭＲまたはＭＲＩシステムであって、前記少なくとも１つの傾斜発生システムが、先に本願に記載されたようなシステム１に存することを特徴とする、ＮＭＲまたはＭＲＩシステムに関する。
【００５５】
さらに、本発明は、少なくとも１つの傾斜磁場発生システムを備えるＮＭＲまたはＭＲＩシステムにおける特に獲得段階の間に、ＮＭＲ／ＭＲＩ実験におけるノイズレベルを低減するための方法も含む。
【００５６】
このような傾斜発生システム１は、通常、例えば図２に示されているように、好ましくは空間参照系の３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚに従って配置された、少なくとも１セットの傾斜コイルと、前記傾斜コイルのための制御された電力供給手段とで主に構成されている。前記電力供給手段３は、各傾斜コイルのために、［変換器４／増幅器５］モジュール６を備え、前記モジュール６は、パルスプログラムに従って適合型発生器７によりワードストリームとして提供されるデジタル傾斜データのパルス列を供給され、傾斜コイル及び変換器／増幅器モジュールの各配置は、傾斜チャネルを形成する。
【００５７】
前記方法の特徴は、主に、［変換器４／増幅器５］モジュール６に送信されたデジタル傾斜データを感知して、感知された値に従って、前記コイル２に電流が供給されていないときに、それぞれに関連付けされた傾斜コイル２に接続されている前記モジュール６の各増幅器５における電力段を無効にするためのモジュール６に付与されるべきブランキング信号を選択的に発生させるために、制御された電力供給手段３の一部を形成する自動ブランキングシステム８を用いることにある。
【００５８】
より具体的には、前記方法は、自動ブランキングシステム８を用いて、以下の工程を実行することにあってもよい：
−［変換器／増幅器］モジュール６への連続した傾斜データワードあるいはワードストリームの送信を遅延させる工程；
−前述のデータワードの値を感知及び評価する工程；
−感知された値の評価結果に従って、ブランキング信号を、時間制御して、または遅延させて、選択的に配信する工程；
−対応する空値の傾斜データと同期させると共に、前記チャネルにおける増幅器５の応答タイムラグＴ1，Ｔ2を考慮して、対応する傾斜チャネルの［変換器／増幅器］モジュール６の増幅器５に、関連するブランキング信号を付与する工程。
【００５９】
本発明によれば、ノイズ低減方法を実行するために使用されるブランキングシステムは、先に本願で記載された自動ブランキングシステム８にある。
本発明は、当然ながら、本願に記載及び提示された好ましい実施形態に限定されず、本発明の範囲から逸脱しない限り、変更したり均等物を使用することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ＭＲＩ及びＮＭＲシステム、機器、作業方法の分野に関連し、具体的には、ノイズレベルを低減することによって取得の品質を向上させることを可能にする改良に関する。
【０００２】
本発明は、より具体的には、傾斜磁場発生システムと、少なくとも１つのそのような傾斜発生システムを備えるＮＭＲまたはＭＲＩシステムと、ＮＭＲ／ＭＲＩ実験において、特にＮＭＲ／ＭＲＩシステムにおける取得段階の間に、ノイズレベルを低減するための方法とに関する。
【０００３】
一般的に、傾斜システムは、３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚで構成されており、３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚで構成されているということは、システムが、３つの異なるコイル上で３つの異なる傾斜パルスを同時に供給できることを意味している。任意の軸に対する傾斜供給路は、傾斜チャネルとも呼ばれる。
【０００４】
傾斜コイルに給電する電源の残存ノイズレベルは、不自然な結果、またはその他の有害な信号をもたらすので、特に高解像度実験が含まれる場合には、誤った測定またはゆがんだ画像の原因となることが知られている。
【０００５】
解決法の第１の形態は、外部ハードウェア切替手段に基づくものであり、外部ハードウェア切替手段は、作動されると、傾斜コイルを、傾斜コイル電源から、具体的には、供給電力増幅器の出力段から、遮断する。このようなハードウェアスイッチの一例は、ＥＰ ０ ５９８ ６７０に開示されている。
【０００６】
解決法の第２の形態は、デジタル制御される電力供給手段に関連して提案されており、パルスプログラムが各ＮＭＲ実験特有のパルス列を規定する。
デジタル傾斜パルス発生器は、プログラムされたパルスを、ワードストリームの形式で、システム全体で同期したデジタル傾斜データパルスに変換する。その後、データ発信器が、連続するワードから各チャネルのためのデータを抽出して、抽出したデータをそのチャネルのバイポーラデジタル／アナログ電圧変換器に送信する。
【０００７】
最終的に、相互コンダクタンス増幅器として見なされ得ると共に、関連する変換器と共にモジュールを構成する傾斜増幅器が、電流を特定の軸コイルに供給する。傾斜コイルにおける基準電流（０Ａ）には、通常、０Ｖ（すなわち、デジタルミッドスケール）の増幅器入力が与えられる。
【０００８】
このようなデジタル制御される電力供給手段を実装する際には、変換され、プログラムされたパルスに対応するワードストリームの適切なワードにブランキング信号コードを組み込むことができ、前記ブランキング信号によって、関係する増幅器の出力を無効化できる。
【０００９】
デジタル傾斜データ発生器により配信される傾斜データワードは、通常、少なくとも以下の４つのフィールドを備える：
−デジタル／アナログ変換器により変換される傾斜データを含むデータフィールド。従来通り、データ表現は、通常、バイポーラであり、ミッドスケール（ゼロ）値が基準値である。
−そのデータを対象とする傾斜チャネルのアドレスを含むチャネルアドレスフィールド。
−（データ及びアドレスフィールドが有効であることを知らせるために使用される）ストローブフラグ。
−次回傾斜順フラグ。
【００１０】
さらに、これらの傾斜データワードは、３つの異なるタイプから構成され得る。すなわち、
−有効なデータワード：これらのワードについては、データ、アドレス、及びストローブフラグが有効であり、次回傾斜順フラグが無効化される。このワードが受信されると、データは、特定の傾斜チャネルにラッチされる。
−次回傾斜順ワード：これらのワードについては、次回傾斜順フラグが立てられ、データ、アドレス、及びストローブフラグが破棄される。このワードが受信されると、各傾斜チャネルの最後にラッチされたデータが変換器に送信される。
−スタッフィングワード：これらのワードについては、ストローブフラグ及び次回傾斜順フラグは立てられない。このような種類のワードは、傾斜出力に何ら影響を持たず破棄されなければならない。
【００１１】
ワードが同期して送信されるので、一定の基準クロック信号がデータラインと共に送信されることに注目すべきである。通常、パルス発生器は、他の２つのワードタイプよりもはるかに多くのスタッフィングワードを送信する。パルス発生器が他の２つのワードタイプよりもはるかに多くのスタッフィングワードを送信するということは、ワード速度自体を、実際の傾斜データ速度よりもはるかに高速にできることを意味する。
【００１２】
第２の形式の解決法を適用する場合、所定のチャネルへの増幅器の入力が０ボルト（あるいは、接続された傾斜コイルに電流が供給されないということをもたらす値）に設定されたときに、ブランキング信号が有効化されなければならない。
【００１３】
それにも関わらず、ブランキング信号を切り替える際には、いくつかのハードウェアに関係する制約を順守しなければならない（［傾斜データ／ブランキング信号］タイミングチャートを示す図１を参照）：
−増幅器の出力段の作動遅延により、傾斜データが空値から非空値になる（すなわち、傾斜供給が有効化される）際、傾斜データが非空値になる前に、ブランキング信号は、所定の遅れ（図１のＴ1）を伴って無効化されなければならない。
−増幅器の周波数応答によって導入される時定数及び負荷（傾斜コイル）により、傾斜データが非空値から空値に切り替わる（すなわち、傾斜供給が無効化される）際、データが空値になった後に、ブランキング信号は、所定の遅れ（図１のＴ2）を伴って有効化されなければならない。
【００１４】
上述した２つの点の結果として、Ｔ1及びＴ2の合計より長く持続しない“データが空値”の列の場合には、ブランキング信号を有効にしてはならない。Ｔ1及びＴ2は、通常、全ての傾斜チャネルについて同じ値を有するものの、傾斜チャネルのハードウェアに依存する。
【００１５】
本発明は、異なる実験及び／または傾斜発生システムの各々についてのあらゆる追加的なハードウェア切替手段とあらゆる面倒な特定のプログラミングとを何ら必要とせずに、特にＮＭＲシステムにおける取得段階の間に、ＮＭＲ／ＭＲＩ実験におけるノイズレベルを効率的かつ確実に低減することが可能な、改良された傾斜磁場発生システム及び対応する方法を主に考慮する。
【００１６】
本発明の１つの局面によれば、好ましくは、空間参照系の３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚに従って配置された、少なくとも１セットの傾斜コイルと、前記傾斜コイルのための制御された電力供給手段であって、前記電力供給手段は、各傾斜コイルのための変換器／増幅器モジュールを備え、前記モジュールは、パルスプログラムに従って適合型傾斜データ発生器によりワードストリームとして提供されるデジタル傾斜データのパルス列を供給される、制御された電力供給手段とを備え、傾斜コイル及び変換器／増幅器モジュールの各配置により、傾斜チャネルが形成された、ＮＭＲシステムのための傾斜磁場発生システムであって、前記制御された電力供給手段が、さらに、［変換器／増幅器］モジュールに送信された傾斜データワードをスキャンし、感知された値に従って、前記コイルに電流が供給されていないときに、前記傾斜コイルに接続されている各増幅器の電力段を無効化するために前記モジュールに付与されるべきブランキング信号を選択的に出力または配信する自動ブランキングシステムを備えることを特徴とする傾斜発生システムが開示されている。
【００１７】
本発明に係るシステムのさらなる可能な特徴は請求項２〜７に開示されている。
本発明の別の局面によれば、特に、好ましくは空間参照系の３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚに従って配置された、少なくとも１セットの傾斜コイルと、前記傾斜コイルのための制御された電力供給手段とで主に構成される少なくとも１つの傾斜磁場発生システムを備え、前記電力供給手段が、各傾斜コイルについて、変換器／増幅器モジュールを備え、前記モジュールには、パルスプログラムに従って適合型発生器によりワードストリームとして提供されるデジタル傾斜データのパルス列が供給され、傾斜コイル及び変換器／増幅器モジュールの各配置が、傾斜チャネルを形成するＮＭＲまたはＭＲＩシステムにおける取得段階の間に、ＮＭＲ／ＭＲＩ実験におけるノイズレベルを低減するための方法であって、該方法が主に、前記［変換器／増幅器］モジュールに送信されたデジタル傾斜データをスキャンし、感知された値に従って、前記コイルに電流が供給されていないときに、それぞれに関連付けされた傾斜コイルに接続された前記モジュールにおける増幅器の各々の電力段を無効にするための前記モジュールに付与されるべきブランキング信号を選択的に出力するために、前記制御された電力供給手段の一部を形成する自動ブランキングシステムを用いることにあることを特徴とする方法も開示されている。
【００１８】
本発明の方法のさらなる可能な特徴は請求項１０に開示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】傾斜データ／ブランキング信号のタイミングチャートを示している。
【図２】３軸傾斜発生システムの場合における、本発明に係る傾斜磁場発生システムの実施形態のブロック図である。
【図３】本発明に係る自動ブランキング発生器の実施形態の部分ブロック図であって、図１に表したシステムの一部である。
【図４】図３における自動ブランキングシステムのブランキング遅延発生器の一方を形成する有限状態機械の機能図である。
【図５】図３における自動ブランキングシステムのブランキング遅延発生器の他方を形成するカウンタの機能図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、本発明の非制限的な例として挙げられる、本発明の実施例の以下の説明及び図面によって、よりよく理解されるであろう。
図２は、好ましくは空間参照系の３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚに従って配置された、少なくとも１セットの傾斜コイル２と、前記傾斜コイル２のための制御された電力供給手段３とを備えるＮＭＲシステムのための傾斜磁場発生システム１を示す。
【００２１】
前記電力供給手段３は、各傾斜コイル２のための［変換器４／増幅器５］モジュール６を備え、前記モジュール６は、パルスプログラムに従って適合型傾斜データ発生器７によりワードストリームとして供給されるデジタル傾斜データのパルス列を供給され、傾斜コイル２及び関連づけられた［変換器／増幅器］モジュール６の各配置により、傾斜チャネルが形成されている。
【００２２】
本発明によれば、前記傾斜発生システム１の電力供給手段３は、また、［変換器４／増幅器５］モジュール６に送信される傾斜データワードをスキャンし、感知された値に従って、傾斜コイル２に電流が供給されていないときに、傾斜コイル２に接続されている各増幅器５の電力段を無効にするために前記モジュール６に付与されるべきブランキング信号を選択的に発生させる自動ブランキングシステム８を備える。したがって、本発明の配置を適用することにより、追加的なハードウェア切替手段は要求されず、特定のプログラミングも不要である一方で、傾斜信号がコイル２に付与されなくても確実かつ効率的にノイズが低減される。
【００２３】
本発明は、ここでは３次元傾斜発生システムとの関連でより具体的に説明されているが、他のタイプの傾斜発生システムとの関連で実施可能でもあることは容易に理解される。
好適には、自動ブランキングシステム８は、［変換器／増幅器］モジュール６への連続した傾斜データワードの送信を遅延させるための手段９と、遅延されたデータワードの値を感知して評価するための手段１０と、連続的に感知された値の評価結果に従って、対応する傾斜チャネルの［変換器／増幅器］モジュール６の増幅器５に付与されるべきブランキング信号を、時間を制御して及び／または遅延させて、選択的に配信するための手段１１とで主に構成される。
【００２４】
図２に示すように、自動ブランキングシステム８は、傾斜コイル２の電力供給手段３内部に組み込まれる。自動ブランキングシステム８は、傾斜データを変更しないものの、傾斜データを感知して遅延させる。
【００２５】
手段１０及び１１をまとめて考えると、機能的集合としての条件付きブランキング発生器９’が提供される。
本発明に係る自動ブランキングシステム８について様々な実施形態及び実装形態が可能である。
【００２６】
第１の代替例によれば、ブランキングシステム８は、異なる傾斜チャネルの各々について手段９，１０，１１の各々のある特定のセットを組み込むことで（同じ数だけの基本ブランキングシステムを形成して）、多数の構成を有することができる。したがって、所定の傾斜チャネルに関連付けられた各基本ブランキングシステムは、そのチャネルを対象とした傾斜データワードのみを識別し、前記チャネルの増幅器専用のブランキング信号を発行する。
【００２７】
第２の、そして好ましい代替例によれば、自動ブランキングシステム８は、あらゆる傾斜チャネルについての傾斜データを組み込んだ単一ワードストリームのための単一遅延手段９と、関連付けされた傾斜チャネルの増幅器のための特定の条件付きブランキング信号を発行可能な、各傾斜チャネルのための手段１０及び１１の特定セットとを備えるものとして検討されている。
【００２８】
したがって、この第２の代替実施形態に関連して、本発明に係る傾斜発生システム１は、さらに、単一パルスプログラムに従って傾斜データ発生器７により提供され、自動ブランキングシステム８によって感知されるデジタル傾斜データワードの単一ストリームが、各傾斜コイル２のための傾斜制御データを組み込むことと、各傾斜コイル２のためのデータワードを抽出し、抽出したデータワードを対応する関連付けされた［変換器／増幅器］モジュール６に配信するデータ発信モジュール１２が設けられていることと、自動ブランキングシステム８が、考慮された傾斜コイル２を対象とする連続したデータワードの感知された値に従って、各モジュール６の増幅器５に特定のブランキング信号を選択的に発生することとを特徴とする。
【００２９】
自動ブランキングシステム８が、発生器７及び／またはデータ発信器１２と同様に、少なくとも部分的にハードウェアであってもよいことにも気付かれ得る。
それにもかかわらず、図３に示すように、自動ブランキングシステム８が、基本クロックに従って動作するハードウェアシステムで完全に、またはほぼ完全に、好適に構成される。
【００３０】
その場合、システム８は、一方でシフトレジスタまたはＦＩＦＯスタックなどの（ハードウェア）傾斜データワード／ストリーム遅延手段９を備え、他方で、各傾斜チャネルについて、ｉ）考慮された傾斜チャネルを対象とした連続する傾斜データワードの、特定の、または所定のフィールドの値を感知して、関連する［変換器／増幅器］モジュール６に転送された次のデータワードが、関連付けされた傾斜コイル（２）に電流が供給されない結果をもたらすかどうかを判定するように構成されるハードウェア感知・評価手段１０と、ｉｉ）前述した検知・評価手段１０により提供される連続した値により、アクティブ／非アクティブ状態が判定されるブランキング信号のためのハードウェア遅延・条件付配信手段１１とを備える。
【００３１】
モジュール６の一定の制約を考慮するため、感知・評価手段１０は、遅延手段９の入力で傾斜データワードストリームを感知し、前記遅延手段９によって生じたタイムラグは、考慮された傾斜チャネルの［変換器／増幅器］モジュール６における増幅器５の電力段の有効化タイムラグＴ1について設定される。
【００３２】
同様に、考慮された傾斜コイル２に電流が供給されていないことに対応する第１の傾斜データワードの感知と、ブランキング信号の切替との間で、各傾斜チャネルについて、自動ブランキングシステム８のブランキング信号配信手段１１によって生じたタイムラグは、増幅器５の周波数応答と、考慮された傾斜コイル２の電気的特性とに応じて、考慮された［変換器／増幅器］モジュール６における増幅器５の電力段の有効化タイムラグＴ1と、前記傾斜チャネルの無効化タイムラグＴ2との合計に関連して設定される。
【００３３】
本発明の別の特徴によれば、図４及び５にも図示されるように、各傾斜チャネルのためのブランキング信号配信手段１１は、有限状態機械１３及びカウンタ１４の機能的集合として実装され、カウンタ１４は、前記機械１３により駆動され、機械１３及びカウンタ１４の双方は、傾斜データワードストリーム遅延手段９の入力でワードストリームクロックと同期している。
【００３４】
以下に、３つの傾斜チャネルＸ，Ｙ，Ｚの場合における非制限的な例としての、自動ブランキングシステム８の１つの可能な実施形態を図面の図３〜５に関連させてより正確に説明する。
【００３５】
図３に示すように、システム８は、ユニークワード遅延手段９（例えばシフトレジスタ）と、各傾斜チャネル用に１つづつある、３つの条件付きブランキング発生器９’（図３には１つを示すだけで、残りは同様の構造である）とで構成される。
【００３６】
シフトレジスタ９は、遅延ラインとして使用されることで、一定数の基本クロックサイクルによりワード入力ストリームに対してワード出力ストリームを遅延させることができる。この数は、レジスタを構成している段数により決定される。
【００３７】
シフトレジスタ９の段数は、以下のように算出される。
−Ｔ1は図１上のように定義されている
−Ｔ1は同期クロック期間Ｔに比例する：Ｔ1＝ｎ1Ｔ
したがって、段数は：ｎ1＋２
シフトレジスタ９をワードストリームに挿入することにより、ワード列は変更されず、ストリームは遅延されるのみである。
【００３８】
条件付きブランキング発生器９’の各々は、シフトレジスタ９の入力でワードストリームを感知し、特定の傾斜チャネルを対象とするデータワードコンテンツについてのブランキング信号を発生する。
【００３９】
前述した感知・評価手段に対応するサブパーツ１０は、フラグを生成するデータ値検出器として機能する。このフラグは、所定の傾斜チャネルのためにシフトレジスタ９に格納された最後のデータ値に依存する。データ値が空値の場合、ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬフラグが立てられる。それ以外の場合、フラグは下げられている。
【００４０】
シフトレジスタ９の入力ワードクロックと同期されたラッチ１５は、入力ワードデータゼロ検出結果を格納する。ラッチ１５は、特定のチャネルを対象とするデータワードがシフトレジスタにロードされると有効になる。言い換えれば、ラッチ１５は、入力ワードのストローブフラグが立てられ、アドレスが特定の傾斜チャネルアドレスと等しいときに有効になる。
【００４１】
結果として、ラッチ１５の出力信号は、特定の傾斜チャネルを対象とするシフトレジスタ９に格納された最後のデータワードがゼロに等しいときに立てられるフラグ（ＮＥＸＴ＿ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬ、図３参照）である。
【００４２】
（同様に入力ワードクロックと同期されている）ラッチ１６が有効になると、ＮＥＸＴ＿ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬの状態がＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬ状態へ伝搬される。ラッチ１６は、次回傾斜順ワードがシフトレジスタ９に格納されると有効になる。
【００４３】
結果として、ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬフラグは、各傾斜のための最後のラッチされたデータが考慮されてシフトレジスタ９出力で変換器４に送信されることを知らせる次回傾斜順の受信と同期される。
【００４４】
サブパーツ１１は、前述した選択配信・遅延手段に対応し、ブランキング遅延発生器として機能する。このパーツは、有限状態機械１３（図４参照）とカウンタ１４（図５参照）として実装される。これら２つのパーツはまた、シフトレジスタ９の入力ワードクロックと同期されている。
【００４５】
状態機械１３の遷移は、２つのフラグの状態により決定される：
−ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬ：このフラグは、特定の傾斜チャネル（前の説明を参照）のための最後の傾斜データの値がゼロに等しいときに設定される。
【００４６】
−ＣＯＵＮＴ＿ＤＯＮＥ：このフラグは条件付きブランキング発生器９’の遅延カウンタ１４が特定の値に到達すると設定される。
状態機械１３は、以下のように動作する：
−始動時にはＩＤＬＥ状態がアクティブである。最初のクロックサイクルの後、ＷＡＩＴ＿ＮＯ＿ＮＵＬＬ状態がアクティブである。
【００４７】
−特定チャネルのための最後の傾斜データがゼロに等しい（すなわち、ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬ＝１である）限り、ＷＡＩＴ＿ＮＯ＿ＮＵＬＬ状態はアクティブのままである（したがって、ブランキングは有効である−表１参照）。特定チャネルのための最後の傾斜データがゼロでなくなると、ＷＡＩＴ＿ＮＵＬＬ状態がアクティブになる。
【００４８】
−特定チャネルのための最後の傾斜データがゼロでない（すなわち、ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬ＝０である）限り、ＷＡＩＴ＿ＮＵＬＬ状態はアクティブのままである（したがって、ブランキングは無効である−表１参照）。特定チャネルのための最後の傾斜データがゼロに等しくなると、ＣＯＵＮＴ状態がアクティブになる。
【００４９】
−カウンタ１４が当該カウンタ１４の計数限度に到達していない限り、ＣＯＵＮＴ状態はアクティブのままである（したがって、ブランキングは無効であり、カウンタは有効である−表１参照）。
【００５０】
カウントの間に、特定チャネルのための最後の傾斜データがゼロでなくなる（すなわち、ＶＡＬ＿ＩＳ＿ＮＵＬＬ＝０）と、ＷＡＩＴ＿ＮＵＬＬ状態はアクティブになる。カウンタが計数限度に到達する（ＣＯＵＮＴ＿ＤＯＮＥ＝１）と、ＷＡＩＴ＿ＮＯ＿ＮＵＬＬ状態がアクティブになる。
【００５１】
カウンタ１４は、ブランキング信号が有効でなくてはならないときにブランキング信号を遅延させるのに使用される。
カウンタは、状態機械１３により駆動されるＣＯＵＮＴＥＲ＿ＥＮＡＢＬＥ信号で有効になる。カウンタ１４が無効になると、カウンタ１４のカウント値はリセットされる。カウンタの値がカウンタの計数限度に到達すると、ＣＯＵＮＴ＿ＤＯＮＥフラグが立てられる。
【００５２】
計数限度は、以下のように定義される。
−Ｔ1及びＴ2は図１上で定義されている
−Ｔ1及びＴ2は同期クロック期間Ｔに比例する：Ｔ1＝ｎ1Ｔ及びＴ2＝ｎ2Ｔ。
【００５３】
よって、計数限度は次のように定義される：Ｌｉｍ＝ｎ１＋ｎ２−１。
以下の表１は、前述したように、状態機械１３の出力を要約したものである。
【００５４】
【表１】
本発明はまた、少なくとも１つの傾斜磁場発生システムを備えるＮＭＲまたはＭＲＩシステムであって、前記少なくとも１つの傾斜発生システムが、先に本願に記載されたようなシステム１に存することを特徴とする、ＮＭＲまたはＭＲＩシステムに関する。
【００５５】
さらに、本発明は、少なくとも１つの傾斜磁場発生システムを備えるＮＭＲまたはＭＲＩシステムにおける特に獲得段階の間に、ＮＭＲ／ＭＲＩ実験におけるノイズレベルを低減するための方法も含む。
【００５６】
このような傾斜発生システム１は、通常、例えば図２に示されているように、好ましくは空間参照系の３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚに従って配置された、少なくとも１セットの傾斜コイルと、前記傾斜コイルのための制御された電力供給手段とで主に構成されている。前記電力供給手段３は、各傾斜コイルのために、［変換器４／増幅器５］モジュール６を備え、前記モジュール６は、パルスプログラムに従って適合型発生器７によりワードストリームとして提供されるデジタル傾斜データのパルス列を供給され、傾斜コイル及び変換器／増幅器モジュールの各配置は、傾斜チャネルを形成する。
【００５７】
前記方法の特徴は、主に、［変換器４／増幅器５］モジュール６に送信されたデジタル傾斜データを感知して、感知された値に従って、前記コイル２に電流が供給されていないときに、それぞれに関連付けされた傾斜コイル２に接続されている前記モジュール６の各増幅器５における電力段を無効にするためのモジュール６に付与されるべきブランキング信号を選択的に発生させるために、制御された電力供給手段３の一部を形成する自動ブランキングシステム８を用いることにある。
【００５８】
より具体的には、前記方法は、自動ブランキングシステム８を用いて、以下の工程を実行することにあってもよい：
−［変換器／増幅器］モジュール６への連続した傾斜データワードあるいはワードストリームの送信を遅延させる工程；
−前述のデータワードの値を感知及び評価する工程；
−感知された値の評価結果に従って、ブランキング信号を、時間制御して、または遅延させて、選択的に配信する工程；
−対応する空値の傾斜データと同期させると共に、前記チャネルにおける増幅器５の応答タイムラグＴ1，Ｔ2を考慮して、対応する傾斜チャネルの［変換器／増幅器］モジュール６の増幅器５に、関連するブランキング信号を付与する工程。
【００５９】
本発明によれば、ノイズ低減方法を実行するために使用されるブランキングシステムは、先に本願で記載された自動ブランキングシステム８にある。
本発明は、当然ながら、本願に記載及び提示された好ましい実施形態に限定されず、本発明の範囲から逸脱しない限り、変更したり均等物を使用することが可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＭＲ／ＭＲＩシステムのための傾斜磁場発生システムであって、好ましくは空間参照系の３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚに従って配置された、少なくとも１セットの傾斜コイルと、前記傾斜コイルのための制御された電力供給手段とを備え、前記電力供給手段は、各傾斜コイルのために、変換器／増幅器モジュールを備え、前記モジュールは、パルスプログラムに従って適合型傾斜データ発生器によりワードストリームとして提供されるデジタル傾斜データのパルス列を供給され、傾斜コイル及び変換器／増幅器モジュールの各配置は、傾斜チャネルを形成する、傾斜発生システム（１）であって、
前記制御された電力供給手段（３）は、［変換器（４）／増幅器（５）］モジュール（６）に送信された前記傾斜データワードをスキャンし、感知された値に従って、前記コイル（２）に電流が供給されていないときに、前記傾斜コイル（２）に接続された前記モジュール（６）における増幅器（５）の各々の電力段を無効にするために、前記モジュール（６）に付与されるべきブランキング信号を選択的に発生させる自動ブランキングシステム（８）をさらに備えることを特徴とする傾斜磁場発生システム。
【請求項２】
請求項１に記載の傾斜磁場発生システムであって、
前記自動ブランキングシステム（８）は、［変換器／増幅器］モジュール（６）への前記連続した傾斜データワードの送信を遅延させるための手段（９）と、遅延されたデータワードの値を感知及び評価するための手段（１０）と、連続的に感知された値の評価結果に従って、前記対応する傾斜チャネルの［変換器／増幅器］モジュール（６）における前記増幅器（５）に付与されるべきブランキング信号を、時間制御して、及び／または遅延させて、選択的に配信する手段（１１）と
で主に構成されていることを特徴とする傾斜磁場発生システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の傾斜磁場発生システムであって、
単一パルスプログラムに従って前記傾斜データ発生器によって供給され、前記自動ブランキングシステム（８）によって感知される前記単一ストリームのデジタル傾斜データワードは、各傾斜コイル（２）のための傾斜制御データを含み、
各傾斜コイル（２）のためのデータワードを抽出して、対応する関連付けされた［変換器／増幅器］モジュール（６）に配信するデータ発信モジュール（１２）が設けられ、
前記自動ブランキングシステム（８）は、考慮された傾斜コイル（２）を対象とした感知された連続するデータワードの値に従って、各モジュール（６）における前記増幅器（５）への特定のブランキング信号を選択的に発生する
ことを特徴とする傾斜磁場発生システム。
【請求項４】
請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の傾斜磁場発生システムであって、
前記自動ブランキングシステム（８）は、基準クロックと同期されたハードウェアシステムで構成され、該ハードウェアシステムは、一方で、シフトレジスタまたはＦＩＦＯスタックなどの傾斜データワード／ストリーム遅延手段（９）を備え、他方で、各傾斜チャネルについて、ｉ）考慮された傾斜チャネルを対象とした連続する傾斜データワードにおける特定のフィールドの値を感知して、関係する［変換器／増幅器］モジュール（６）に転送された次のデータワードが、関連付けされた傾斜コイル（２）に電流が供給されない結果をもたらすことになるのかを判断するように構成された、感知・評価手段（１０）と、ｉｉ）前述の感知・評価手段（１０）により提供される前記連続する値によってアクティブ／非アクティブ状態が判定されるブランキング信号のための遅延・条件付き配信手段（１１）とを備える
ことを特徴とする傾斜磁場発生システム。
【請求項５】
請求項２及び請求項４のうちのいずれか１項に記載の傾斜磁場発生システムであって、
前記感知・評価手段（１０）は、前記遅延手段（９）の入力で前記傾斜データワードストリームを感知し、前記遅延手段（９）により生じるタイムラグは、前記考慮された傾斜チャネルの前記［変換器／増幅器］モジュール（６）における前記増幅器（５）の前記電力段の有効化タイムラグ（Ｔ1）に関連して設定される
ことを特徴とする傾斜磁場発生システム。
【請求項６】
請求項２，４，５のうちのいずれか１項に記載の傾斜磁場発生システムであって、
考慮された傾斜コイル（２）に電流が供給されていないことに対応する第１の傾斜データワードの感知とブランキング信号の発生との間で、前記自動ブランキングシステム（８）の前記ブランキング信号配信手段（１１）によって、各傾斜チャネルについて生じた前記タイムラグは、前記増幅器（５）の周波数応答と、前記考慮された傾斜コイル（２）の電気的特性とに応じて、前記考慮された［変換器／増幅器］モジュール（６）における前記増幅器（５）の前記電力段の有効化タイムラグ（Ｔ１）と前記傾斜チャネルの無効化タイムラグ（Ｔ２）との合計に関連して設定される
ことを特徴とする傾斜磁場発生システム。
【請求項７】
請求項２または４〜６のうちのいずれか１項に記載の傾斜磁場発生システムであって、
各傾斜チャネルのための前記ブランキング信号配信手段（１１）は、有限状態機械（１３）及びカウンタ（１４）の機能的集合として実現され、
前記カウンタ（１４）は、前記機械（１３）によって駆動され、
機械（１３）及びカウンタ（１４）の双方は、前記傾斜データワードストリーム遅延手段（９）の入力で前記ワードストリームクロックと同期されている
ことを特徴とする傾斜磁場発生システム。
【請求項８】
少なくとも１つの傾斜磁場発生システムを備える、ＮＭＲまたはＭＲＩシステムであって、
前記少なくとも１つの傾斜発生システムは、請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載のシステム（１）にある
ことを特徴とするＮＭＲまたはＭＲＩシステム。
【請求項９】
特に、好ましくは空間参照系の３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚに従って配置された、少なくとも１セットの傾斜コイルと、前記傾斜コイルのための制御された電力供給手段とで主に構成される少なくとも１つの傾斜磁場発生システムを備え、前記電力供給手段が、各傾斜コイルのための変換器／増幅器モジュールを備え、前記モジュールには、パルスプログラムに従って適合型発生器によりワードストリームとして提供されるデジタル傾斜データのパルス列が供給され、傾斜コイル及び変換器／増幅器モジュールの各配置が、傾斜チャネルを形成するＮＭＲまたはＭＲＩシステムにおける取得段階の間に、ＮＭＲ／ＭＲＩ実験におけるノイズレベルを低減するための方法であって、
該方法は、主に、［変換器（４）／増幅器（５）］モジュール（６）に送信される前記デジタル傾斜データをスキャンし、感知された値に従って、前記コイル（２）に電流が供給されていないときに、それぞれに関連付けされた傾斜コイル（２）に接続された前記モジュール（６）における増幅器（５）の各々の電力段を無効にするための、前記モジュール（６）に付与されるべきブランキング信号を選択的に発生させるために、前記制御された電力供給手段（３）の一部を形成する自動ブランキングシステム（８）を用いることにある
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、
該方法は、前記自動ブランキングシステム（８）を用いて、以下の工程：
−前記［変換器／増幅器］モジュール（６）への前記連続した傾斜データワードあるいはワードストリームの送信を遅延させる工程と、
−前述のデータワードの値を感知及び評価する工程と、
−感知された値の評価結果に従って、ブランキング信号を、時間制御して、または遅延させて、選択的に配信する工程と、
−対応する空値の傾斜データと同期させると共に、前記チャネルの前記増幅器（５）の応答タイムラグ（Ｔ1，Ｔ2）を考慮して、対応する傾斜チャネルの前記［変換器／増幅器］モジュール（６）における前記増幅器（５）に、関連するブランキング信号を付与する工程と
を実行することにある
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の方法であって、
前記自動ブランキングシステム（８）は、請求項２〜７のうちのいずれか１項に記載の自動ブランキングシステムにある
ことを特徴とする方法。
【請求項１】
ＮＭＲ／ＭＲＩシステムのための傾斜磁場発生システムであって、好ましくは空間参照系の３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚに従って配置された、少なくとも１セットの傾斜コイルと、前記傾斜コイルのための制御された電力供給手段とを備え、前記電力供給手段は、各傾斜コイルのために、変換器／増幅器モジュールを備え、前記モジュールは、パルスプログラムに従って適合型傾斜データ発生器によりワードストリームとして提供されるデジタル傾斜データのパルス列を供給され、傾斜コイル及び変換器／増幅器モジュールの各配置は、傾斜チャネルを形成する、傾斜発生システム（１）であって、
前記制御された電力供給手段（３）は、［変換器（４）／増幅器（５）］モジュール（６）に送信された前記傾斜データワードをスキャンし、感知された値に従って、前記コイル（２）に電流が供給されていないときに、前記傾斜コイル（２）に接続された前記モジュール（６）における増幅器（５）の各々の電力段を無効にするために、前記モジュール（６）に付与されるべきブランキング信号を選択的に発生させる自動ブランキングシステム（８）をさらに備えることを特徴とする傾斜磁場発生システム。
【請求項２】
請求項１に記載の傾斜磁場発生システムであって、
前記自動ブランキングシステム（８）は、［変換器／増幅器］モジュール（６）への前記連続した傾斜データワードの送信を遅延させるための手段（９）と、遅延されたデータワードの値を感知及び評価するための手段（１０）と、連続的に感知された値の評価結果に従って、前記対応する傾斜チャネルの［変換器／増幅器］モジュール（６）における前記増幅器（５）に付与されるべきブランキング信号を、時間制御して、及び／または遅延させて、選択的に配信する手段（１１）と
で主に構成されていることを特徴とする傾斜磁場発生システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の傾斜磁場発生システムであって、
単一パルスプログラムに従って前記傾斜データ発生器によって供給され、前記自動ブランキングシステム（８）によって感知される前記単一ストリームのデジタル傾斜データワードは、各傾斜コイル（２）のための傾斜制御データを含み、
各傾斜コイル（２）のためのデータワードを抽出して、対応する関連付けされた［変換器／増幅器］モジュール（６）に配信するデータ発信モジュール（１２）が設けられ、
前記自動ブランキングシステム（８）は、考慮された傾斜コイル（２）を対象とした感知された連続するデータワードの値に従って、各モジュール（６）における前記増幅器（５）への特定のブランキング信号を選択的に発生する
ことを特徴とする傾斜磁場発生システム。
【請求項４】
請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の傾斜磁場発生システムであって、
前記自動ブランキングシステム（８）は、基準クロックと同期されたハードウェアシステムで構成され、該ハードウェアシステムは、一方で、シフトレジスタまたはＦＩＦＯスタックなどの傾斜データワード／ストリーム遅延手段（９）を備え、他方で、各傾斜チャネルについて、ｉ）考慮された傾斜チャネルを対象とした連続する傾斜データワードにおける特定のフィールドの値を感知して、関係する［変換器／増幅器］モジュール（６）に転送された次のデータワードが、関連付けされた傾斜コイル（２）に電流が供給されない結果をもたらすことになるのかを判断するように構成された、感知・評価手段（１０）と、ｉｉ）前述の感知・評価手段（１０）により提供される前記連続する値によってアクティブ／非アクティブ状態が判定されるブランキング信号のための遅延・条件付き配信手段（１１）とを備える
ことを特徴とする傾斜磁場発生システム。
【請求項５】
請求項２及び請求項４のうちのいずれか１項に記載の傾斜磁場発生システムであって、
前記感知・評価手段（１０）は、前記遅延手段（９）の入力で前記傾斜データワードストリームを感知し、前記遅延手段（９）により生じるタイムラグは、前記考慮された傾斜チャネルの前記［変換器／増幅器］モジュール（６）における前記増幅器（５）の前記電力段の有効化タイムラグ（Ｔ1）に関連して設定される
ことを特徴とする傾斜磁場発生システム。
【請求項６】
請求項２，４，５のうちのいずれか１項に記載の傾斜磁場発生システムであって、
考慮された傾斜コイル（２）に電流が供給されていないことに対応する第１の傾斜データワードの感知とブランキング信号の発生との間で、前記自動ブランキングシステム（８）の前記ブランキング信号配信手段（１１）によって、各傾斜チャネルについて生じた前記タイムラグは、前記増幅器（５）の周波数応答と、前記考慮された傾斜コイル（２）の電気的特性とに応じて、前記考慮された［変換器／増幅器］モジュール（６）における前記増幅器（５）の前記電力段の有効化タイムラグ（Ｔ１）と前記傾斜チャネルの無効化タイムラグ（Ｔ２）との合計に関連して設定される
ことを特徴とする傾斜磁場発生システム。
【請求項７】
請求項２または４〜６のうちのいずれか１項に記載の傾斜磁場発生システムであって、
各傾斜チャネルのための前記ブランキング信号配信手段（１１）は、有限状態機械（１３）及びカウンタ（１４）の機能的集合として実現され、
前記カウンタ（１４）は、前記機械（１３）によって駆動され、
機械（１３）及びカウンタ（１４）の双方は、前記傾斜データワードストリーム遅延手段（９）の入力で前記ワードストリームクロックと同期されている
ことを特徴とする傾斜磁場発生システム。
【請求項８】
少なくとも１つの傾斜磁場発生システムを備える、ＮＭＲまたはＭＲＩシステムであって、
前記少なくとも１つの傾斜発生システムは、請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載のシステム（１）にある
ことを特徴とするＮＭＲまたはＭＲＩシステム。
【請求項９】
特に、好ましくは空間参照系の３つの軸Ｘ，Ｙ，Ｚに従って配置された、少なくとも１セットの傾斜コイルと、前記傾斜コイルのための制御された電力供給手段とで主に構成される少なくとも１つの傾斜磁場発生システムを備え、前記電力供給手段が、各傾斜コイルのための変換器／増幅器モジュールを備え、前記モジュールには、パルスプログラムに従って適合型発生器によりワードストリームとして提供されるデジタル傾斜データのパルス列が供給され、傾斜コイル及び変換器／増幅器モジュールの各配置が、傾斜チャネルを形成するＮＭＲまたはＭＲＩシステムにおける取得段階の間に、ＮＭＲ／ＭＲＩ実験におけるノイズレベルを低減するための方法であって、
該方法は、主に、［変換器（４）／増幅器（５）］モジュール（６）に送信される前記デジタル傾斜データをスキャンし、感知された値に従って、前記コイル（２）に電流が供給されていないときに、それぞれに関連付けされた傾斜コイル（２）に接続された前記モジュール（６）における増幅器（５）の各々の電力段を無効にするための、前記モジュール（６）に付与されるべきブランキング信号を選択的に発生させるために、前記制御された電力供給手段（３）の一部を形成する自動ブランキングシステム（８）を用いることにある
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、
該方法は、前記自動ブランキングシステム（８）を用いて、以下の工程：
−前記［変換器／増幅器］モジュール（６）への前記連続した傾斜データワードあるいはワードストリームの送信を遅延させる工程と、
−前述のデータワードの値を感知及び評価する工程と、
−感知された値の評価結果に従って、ブランキング信号を、時間制御して、または遅延させて、選択的に配信する工程と、
−対応する空値の傾斜データと同期させると共に、前記チャネルの前記増幅器（５）の応答タイムラグ（Ｔ1，Ｔ2）を考慮して、対応する傾斜チャネルの前記［変換器／増幅器］モジュール（６）における前記増幅器（５）に、関連するブランキング信号を付与する工程と
を実行することにある
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の方法であって、
前記自動ブランキングシステム（８）は、請求項２〜７のうちのいずれか１項に記載の自動ブランキングシステムにある
ことを特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２１０６１９（Ｐ２０１０−２１０６１９Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−４０７８５（Ｐ２０１０−４０７８５）
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（５０２０２６２４１）ブリユケール・ビオスパン (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４０７８５（Ｐ２０１０−４０７８５）
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（５０２０２６２４１）ブリユケール・ビオスパン (7)
【Ｆターム（参考）】
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