DE202012104517U1

DE202012104517U1 - System for a universal NMR / MRI console

Info

Publication number: DE202012104517U1
Application number: DE201220104517
Authority: DE
Original assignee: Aspect Imaging Ltd
Current assignee: Aspect Imaging Ltd
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2022-11-22

Abstract

Eine unabhängige Steuereinheit zum Nutzen von analogen Ausgangswerten der Steuerelektronik eines gepulsten Magnetresonanzquellspektrometers (”Quellspektrometer”), um Werte für Steuersignale eines gepulsten Magnetresonanzzielspektrometers (”Zielspektrometer”) bereitzustellen, wobei besagte unabhängige Steuereinheit umfasst: eine Mehrzahl p von Eingangskanälen, zum Entgegennehmen von analogen Eingangssignalen von besagtem Quellspektrometer; Signalmessmittel zum Messen von mit besagten analogen Eingangssignalen assoziierten Parametern; eine Mehrzahl q von Ausgangskanälen zum Leiten von Steuersignalen zu besagtem Zielspektrometer; Signalerzeugungsmittel zum Erzeugen von q unabhängigen Ausgangssignalen, wobei jedes von besagten unabhängigen Ausgangssignalen zu einem separaten Ausgangskanal geleitet wird; Signalwertspeichermittel zum Speichern von Werten von besagten analogen Eingangssignalen und besagten Ausgangssignalen; Vergleichsmittel zum Vergleichen einen gemessenen Wertes eines Eingangssignales mit einem gespeicherten Wert; und Berechnungsmittel zum Berechnen eines Wertes eines Ausgangssignals, der erforderlich ist, um ein vorbestimmtes analoges Ausgangssignal von besagtem Zielspektrometer zu erzeugen.An independent control unit for utilizing analog output values of the control electronics of a pulsed magnetic resonance source spectrometer (" Source Spectrometer ") to provide values for control signals of a pulsed magnetic resonance (MS) target spectrometer, said independent control unit comprising: a plurality p of input channels for accepting analog input signals from said source spectrometer; Signal measuring means for measuring parameters associated with said analog input signals; a plurality q of output channels for conducting control signals to said target spectrometer; Signal generating means for generating q independent output signals, each of said independent output signals being routed to a separate output channel; Signal value storing means for storing values of said analog input signals and said output signals; Comparing means for comparing a measured value of an input signal with a stored value; and calculating means for calculating a value of an output signal required to produce a predetermined analog output signal from said target spectrometer.

Description

Feld der ErfindungField of the invention

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Mittel und Verfahren zur Emulation des Controllers eines MRT-Spektrometers. Sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und ein System zur Überwachung der HF-Signale des Spektrometers und zur Reproduktion dieser Signals mit einem generischen MRT-Spektrometer-Controller.This invention relates generally to means and methods for emulating the controller of an MRI spectrometer. In particular, it relates to a method and system for monitoring the RF signals of the spectrometer and for reproducing this signal with a generic MRI spectrometer controller.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

NMR and MRT sind unter den am meisten benutzten spektroskopischen Techniken und finden Anwendung in Feldern, die von der chemischen Analyse zur midimidischen Bildgebung reichen. Ein Problem, dem sich der Nutzer von NMR/MRT-Systemen gegenüber sieht, ist die Inkompatibilität von Systemen, die von verschieddenen Herstellern hergestellt werden. Die Menge an HF-Leistung, die erforderlich ist, um eine gewünschte Änderung in der Magnetisierung einer Probe innerhalb eines NMR-Spektrometers zu bewirken, hängt von der Magnetfeldstärke und dem gyromagnetischen Verhältnis des untersuchten Kerns ab. Selbst im einfachsten Fall von zwei Systemen mit identischen Magneten und untersuchten Systemen, wo die HF-Pulse im Prinzip identisch sein sollten, kann man im Allgemeinen nicht einen Controller, der für das Instrument eines Herstellers vorgesehen ist, mit einem Magneten, der von einem anderen Hersteller bereitgestellt wurde, benutzen.NMR and MRI are among the most widely used spectroscopic techniques and are used in fields ranging from chemical analysis to midimide imaging. A problem faced by the user of NMR / MRI systems is the incompatibility of systems manufactured by various manufacturers. The amount of RF power required to effect a desired change in the magnetization of a sample within an NMR spectrometer depends on the magnetic field strength and the gyromagnetic ratio of the core under study. Even in the simplest case of two systems with identical magnets and systems under study, where the RF pulses should in principle be identical, it is generally not possible to have a controller intended for a manufacturer's instrument with one magnet from another Manufacturer was used.

Mehrere Vorrichtungen sind in der Technik bekannt, um ”universelle” HF-Quellen für Magnetresonanzsysteme bereitzustellen. Typische Vorrichtungen dieser Art sind beispielsweise in dem US-Patent Nr. 6,081,120 , der US-Patentanmeldung Nr. 2005/0043612 und der chinesischen Patentanmeldung Nr. CN200410099267 offenbart. Alle diese Vorrichtungen offenbaren Hardware um das HF-Signal zu erzeugen, das die Änderung in der Magnetisierung der Probe innerhalb des magnetischen Feldes des Instrumentes erregt.Several devices are known in the art to provide "universal" RF sources for magnetic resonance systems. Typical devices of this type are for example in the U.S. Patent No. 6,081,120 , US Patent Application No. 2005/0043612 and the Chinese Patent Application No. CN200410099267 disclosed. All of these devices disclose hardware to generate the RF signal that excites the change in the magnetization of the sample within the magnetic field of the instrument.

Keine dieser Vorrichtungen befasst sich mit dem Hauptgrund für diese Inkompatibilitäten, nämlich dass das digitale Signal, das von der Konsole zu den verschiedenen Signalgeneratoren gesendet wird (z. B. solche, die die Magnetisierungs-HF-Pulse, Gradientenfeldpulse usw. abgeben), um einen gewünschten analogen Output an das Spektrometer zu produzieren, von Hersteller zu Hersteller nicht einheitlich ist.Neither of these devices addresses the major cause of these incompatibilities, namely that the digital signal sent from the console to the various signal generators (eg, those that deliver the magnetizing RF pulses, gradient field pulses, etc.) producing a desired analog output to the spectrometer is not uniform from manufacturer to manufacturer.

Daher ist eine universelle Konsole für ein Magnetresonanzinstrument, die fähig wäre, einen Input an die Spektrometerelektronik bereitzustellen, die gewünschte analoge Outputs unabhängig vom Hersteller der Spektrometerhardware erzielt, ein lange bestehendes aber bisher nicht erfülltes Bedürfnis.Therefore, a universal console for a magnetic resonance instrument capable of providing input to the spectrometer electronics that achieves desired analog outputs independent of the manufacturer of the spectrometer hardware is a long-felt but unmet need.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die hierin offenbarte Erfindung ist dazu ausgestaltet, dieses Bedürfnis zu befriedigen. Sie stellt ein System zum Messen der Werte der analogen Output(s), die zu der Spektrometerhardware gesendet werden, wie Strom, Spannung und Pulslänge, zum Berechnen und Kalibrieren der digitalen Output(s) der Konsole, die benötigt werden, um jene Outputs zu reproduzieren, und zum Speichern der kalibrierten Werte zur Verwendung in nachfolgenden Anwendungen bereit.The invention disclosed herein is designed to meet this need. It provides a system for measuring the values of the analog output (s) sent to the spectrometer hardware, such as current, voltage and pulse length, to calculate and calibrate the digital outputs (s) of the console needed to those outputs reproduce and store the calibrated values for use in subsequent applications.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine unabhängige Steuereinheit zum Nutzen von analogen Ausgangswerten von der Steuerelektronik eines gepulsten Magnetresonanzquellspektrometers (”Quellspektrometer”), um Werte für Steuersignale für eine gepulstes Magnetresonanzzielspektrometer (”Zielspektrometer”) bereitzustellen, zu offenbaren, wobei besagte unabhängige Steuereinheit umfasst: eine Mehrzahl p von Eingangskanälen, zum Entgegennehmen von analogen Eingangssignalen von besagtem Quellspektrometer; Signalmessmittel zum Messen von mit besagten analogen Eingangssignalen assoziierten Parametern; eine Mehrzahl q von Ausgangskanälen zum Leiten von Steuersignalen zu besagtem Zielspektrometer; Signalerzeugungsmittel zum Erzeugen von q unabhängigen Ausgangssignalen, wobei jedes von besagten unabhängigen Ausgangssignalen zu einem separaten Ausgangskanal geleitet wird; Signalwertspeichermittel zum Speichern von Werten von besagten analogen Eingangssignalen und besagten Ausgangssignalen; Vergleichsmittel zum Vergleichen einen gemessenen Wertes eines Eingangssignales mit einem gespeicherten Wert; und Berechnungsmittel zum Berechnen eines Wertes eines Ausgangssignals, der erforderlich ist, um ein vorbestimmtes analoges Ausgangssignal von besagtem Zielspektrometer zu erzeugen.It is therefore an object of the present invention to disclose an independent control unit for utilizing analog output values from the control electronics of a pulsed magnetic resonance source spectrometer to provide values for control signals for a pulsed magnetic resonance target spectrometer ("target spectrometer") The control unit comprises: a plurality p of input channels for receiving analog input signals from said source spectrometer; Signal measuring means for measuring parameters associated with said analog input signals; a plurality q of output channels for conducting control signals to said target spectrometer; Signal generating means for generating q independent output signals, each of said independent output signals being routed to a separate output channel; Signal value storing means for storing values of said analog input signals and said output signals; Comparing means for comparing a measured value of an input signal with a stored value; and calculating means for calculating a value of an output signal required to produce a predetermined analog output signal from said target spectrometer.

Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, solch eine unabhängige Steuereinheit zu offenbaren, wobei besagte Signalerzeugungsmittel digitale Signalerzeugungsmittel zum Erzeugen von digitalen Signalen umfassen.It is a further object of this invention to disclose such an independent control unit, said signal generating means comprising digital signal generating means for generating digital signals.

Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, solch eine unabhängige Steuereinheit wie in irgendeinem des Obigen definiert zu offenbaren, weiter umfassend: eine Mehrzahl von Signalwertmessmitteln, charakterisiert durch Zeitauflösungen schneller als Zeitauflösungen von besagten Spektrometern, wobei besagte Signalmessmittel in Verbindung sind mit besagten Eingangskanälen, um Werte von Signalen in besagten Eingangskanälen zu messen; Schnellumschaltmitteln zum Umschalten von besagten Verbindungen zwischen Kanälen mit einer Rate schneller als die Zeitauflösung einer vorbestimmten Eingangsquelle; und Alarmierungsmittel zum Alarmieren eines Bedieners, wenn gemachte Messungen des Wertes eines vorbestimmten Kanals von zwei von den besagten Signalwertmessmitteln sich um eine vorbestimmte Größe unterscheiden. In bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung umfassen besagte Signalwertmessmittel A/D-Wandler.It is another object of this invention to disclose such an independent control unit as defined in any of the above, further comprising: a plurality of signal value measuring means characterized by time resolutions faster than time resolutions of said spectrometers, said signal measuring means being in communication with said input channels Measure values of signals in said input channels; Fast switching means for switching said connections between channels at a rate faster than the time resolution of a predetermined input source; and alerting means for alerting an operator when measurements taken of the value of a predetermined channel of two of said signal value measuring means differ by a predetermined amount. In preferred embodiments of the invention, said signal value measuring means comprise A / D converters.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschreiben werden, wobei:The invention will now be described with reference to the drawings, in which:

1 ein schematisches Diagramm zeigt, das das hierin offenbarte System und Verfahren illustriert; 1 Figure 12 is a schematic diagram illustrating the system and method disclosed herein;

2 grafisch die Korrelationen zwischen den Werte von digitalen Signalen, die zu der Steuerelektronik eines Zielspektrometers gesendet werden, und den analogen Signalen, die von der Steuerelektronik des Zielspektrometers erzeugt werden, zeigt; und 2 graphically shows the correlations between the values of digital signals sent to the control electronics of a target spectrometer and the analog signals generated by the control electronics of the target spectrometer; and

3 ein schematisches Diagramm eines hierin offenbarten Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt, das eine eingebaute Überwachung des Outputs der Steuervorrichtung einschließt. 3 Figure 12 shows a schematic diagram of an embodiment of the invention disclosed herein incorporating built-in monitoring of the output of the control device.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleDetailed Description of the Preferred Embodiments

In der nachfolgenden Beschreibung werden verschiedene Aspekte der Erfindung beschrieben werden. Zum Zwecke der Erläuterung sind spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verstehen der Erfindung bereitzustellen. Es wird einem Fachmann klar sein, dass es andere Ausführungsformen der Erfindung gibt, die in Einzelheiten abweichen, ohne die hauptsächliche Natur dieser zu beeinträchtigen. Daher ist die Erfindung nicht durch das beschränkt, was in der Zeichnung illustriert und in der Beschreibung beschrieben ist, sondern nur wie in den begleitenden Ansprüchen angegeben, wobei deren angemessener Umfang nur durch die breiteste Interpretation besagter Ansprüche bestimmt ist.In the following description, various aspects of the invention will be described. For purposes of explanation, specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that there are other embodiments of the invention which will vary in detail without adversely affecting the primary nature thereof. Therefore, the invention is not limited by what is illustrated in the drawings and described in the description, but only as indicated in the accompanying claims, the reasonable scope of which is determined only by the broadest interpretation of said claims.

Die hierin offenbarte Erfindung bezieht sich auf Systeme zum Steuern von gepulsten Magnetresonanzsystemen. Wie hierin benutzt, bezieht sich der Begriff ”gepulstes Magnetresonanzsystem” auf ein System zum Durchführen von Messungen unter Verwendung eines spektroskopischen Verfahrens, das auf Übergängen beruht, die in einem magnetischen Feld geschehen, und die das Bereitstellen von Energie gegenüber den untersuchten Spezies in gepulster Weise (im Gegensatz zu Dauerstrich) beinhalten. Nicht beschränkende Beispiele für gepulste Magnetresonanzsysteme, wie der Begriff hierin verstanden wird, umfassen Systeme für FT-NMR, MRT, FT-EPR und FT-NQR.The invention disclosed herein relates to systems for controlling pulsed magnetic resonance systems. As used herein, the term "pulsed magnetic resonance system" refers to a system for making measurements using a spectroscopic method based on transitions occurring in a magnetic field and providing energy to the species of interest in a pulsed manner (as opposed to CW). Nonlimiting examples of pulsed magnetic resonance systems, as the term is understood herein, include systems for FT-NMR, MRI, FT-EPR and FT-NQR.

Wie hierin im Bezug auf Signalmessungen benutzt, wird der Begriff ”Wert” dazu benutzt, um die numerische(n) Menge oder Mengen einer ausreichenden Zahl von Parameter, um eine Reproduktion des Signals zu ermöglichen, zu bezeichnen. Während daher in einigen Fällen ein einziger Parameter (Spannung, Strom, Zeit, usw.) ausreichend sein mag, um den ”Wert” des Signals zu bestimmen, kann es in anderen nötig sein, die Werte mehrerer Parameter zu bestimmen, um den ”Wert” eines Signals zu bestimmen. Ein nicht beschränkendes Beispiel eines Falles, bei dem der ”Wert” eines Signals mehr als eine Zahl umfassen könnte, ist der ”Wert” eines Vektors, der notwendigerweise die Bestimmung von zumindest zwei Parameter umfasst. Ein anderes nicht beschränkendes Beispiel eines solchen Multiparameter-”Wertes” wäre ein Fall, bei dem die interessierende Zahl der integrierte Wert eines Signals ist, wobei die tatsächliche Bestimmung des ”Wertes” des Signals die Bestimmung von zumindest zwei Parametern beinhalten wird, z. B. die Intensität des Signals und seine Dauer, da beide dieser Größen notwendig sein werden, um das ursprüngliche Signal zu reproduzieren; und falls sich die Signalintensität während der Messung ändert, würde der ”Wert” aus einer Mehrzahl von Zahlenpaaren bestehen, nämlich der Intensität und der relativen Zeit, zu der die Intensität gemessen wurde. Da Verfahren der Signalmessung und die signifikanten Parameter, die notwendig sind, um ein gegebenes Signal zu reproduzieren, im Stand der Technik wohl bekannt sind, wird, um die Diskussion zu vereinfachen, der Begriff ”Wert” durchgehend in dem in diesem Absatz definierten generischen Sinne benutzt, wobei der Fachmann fähig ist, aus dem Kontext die tatsächliche Zahl von Parametern zu bestimmen, die von einem speziellen ”Wert” repräsentiert werden.As used herein with reference to signal measurements, the term "value" is used to refer to the numerical quantity or quantities of a sufficient number of parameters to enable reproduction of the signal. Thus, while in some cases a single parameter (voltage, current, time, etc.) may be sufficient to determine the "value" of the signal, in others it may be necessary to determine the values of several parameters to determine the "value" "To determine a signal. A non-limiting example of a case where the "value" of a signal might include more than one number is the "value" of a vector, which necessarily includes the determination of at least two parameters. Another non-limiting example of such a multiparameter "value" would be a case where the number of interest is the integrated value of a signal, where the actual determination of the "value" of the signal will involve the determination of at least two parameters, e.g. The intensity of the signal and its duration, since both of these magnitudes will be necessary to reproduce the original signal; and if the signal intensity changes during the measurement, the "value" would consist of a plurality of pairs of numbers, namely the intensity and the relative time at which the intensity was measured. Because methods of signal measurement and the significant parameters necessary to reproduce a given signal are well known in the art, to simplify the discussion, the term "value" will be used throughout in the generic sense defined in this paragraph the skilled person is able to determine from the context the actual number of parameters represented by a particular "value".

Wie hierin in Bezug auf Signalmessungen benutzt, bezieht sich der Begriff ”schnell” im Allgemeinen auf eine Vorrichtung mit einer Zeitauflösung ausreichend schneller als die anderen Vorrichtungen, mit der sie verbunden ist, so dass ein Signal, das von der anderen Vorrichtung ausgeht, sich zwischen aufeinander folgenden Messungen des Signals nicht signifikant verändert haben wird.As used herein with respect to signal measurements, the term "fast" generally refers to a device having a time resolution sufficiently faster than the other devices to which it is connected such that a signal originating from the other device intervenes consecutive measurements of the signal will not have changed significantly.

Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff ”Steuerelektronik” auf die Systeme, die benutzt werden, um Steuersignale (normalerweise digitale Signale) von einer Steuereinheit (z. B. dem Computer oder der Konsole, die mit dem Spektrometer verbunden ist) zu empfangen, und um diese Signale in einen analogen Output (z. B. HF-Pulse), der dem Spektrometer bereitgestellt wird, zu transformieren. Nicht beschränkende Beispiele von Komponenten, die von dem Begriff umfasst werden, schließen HF-Generatoren und D/A-Konverter, die ein digitales Steuersignal in ein analoges Signal konvertieren, um die Werte von analogen Outputs festzusetzen, die an das Spektrometer weitergegeben werden, ein.As used herein, the term "control electronics" refers to the systems used to receive control signals (usually digital signals) from a control unit (eg, the computer or console connected to the spectrometer), and to transform these signals to an analog output (eg, RF pulses) provided to the spectrometer. Not Constraining examples of components encompassed by the term include RF generators and D / A converters that convert a digital control signal to an analog signal to set the values of analog outputs that are passed to the spectrometer.

Wie hierin benutzt, können sich die Begriffe ”verbinden” und ”Verbindung”, abhängig vom Kontext, auf Datenverbindungen, elektrische Verbindungen oder physische Verbindungen beziehen. Es wird für einen Fachmann klar sein, in welchem Sinne die Begriffe in einem gegebenen Kontext gemeint sind.As used herein, the terms "connect" and "connect" may refer to data connections, electrical connections, or physical connections, depending on the context. It will be clear to a person skilled in the art in what sense the terms in a given context are meant.

Es wird nun auf 1 Bezug genommen, die schematisch ein typisches Ausführungsbeispiel des hierin offenbarten Verfahrens und Systems illustriert. Das System beinhaltet eine unabhängige Steuereinheit 100, die p Eingangskanäle 110 aufweist, die fähig sind, analoge Eingangssignale entgegen zu nehmen, q Ausgangskanäle 150 zur Übertragung von Steuersignalen, und eine Verarbeitungseinheit 130, die mit den Eingangskanälen über Verbindungsmittel 120 und mit den Ausgangskanälen über Verbindungsmittel 140 verbunden ist. In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die Zahl der Eingangs- und Ausgangskanäle zumindest gleich der Zahl der Ausgangs- und Eingangskanäle des gepulsten Magnetresonanzspektrometers, mit dem es als Schnittstelle zu verbinden ist, wie unten im Detail beschrieben.It will be up now 1 Reference is made schematically illustrating a typical embodiment of the method and system disclosed herein. The system includes an independent control unit 100 , the p input channels 110 capable of accepting analog input signals, q output channels 150 for transmitting control signals, and a processing unit 130 connected to the input channels via connecting means 120 and with the output channels via connecting means 140 connected is. In preferred embodiments, the number of input and output channels is at least equal to the number of output and input channels of the pulsed magnetic resonance spectrometer to which it is to be interfaced, as described in detail below.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Verarbeitungseinheit Messmittel zum Messen von Signalen, die von den Eingangskanälen empfangen wurden, Signalerzeugungsmittel zum Bereitstellen von Steuersignalen an die Ausgangskanäle, und Speichermittel zum Speichern von Werten von gemessenen Eingangsparametern. Jedwede Mittel aus dem Stand der Technik zum Messen, Speichern und Erzeugen von Signalen können benutzt werden. In bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die Zeitauflösung der Messmittel und der Signalerzeugungsmittel schneller als die des gepulsten Magnetresonanzspektrometers, mit dem es als Schnittstelle zu verbinden ist, wie unten im Detail beschrieben. In noch mehr bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die Zeitauflösung der Verarbeitungseinheit schneller als 1 ms. In noch mehr bevorzugten Ausführungsbeispielen ist die Zeitauflösung der Verarbeitungseinheit in der Größenordnung von ns. Während in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die gesamte Signalverarbeitung innerhalb der Steuereinheit vorgenommen wird, können in anderen Ausführungsbeispielen irgendeine oder alle der Komponenten als separate Module oder Einheiten vorhanden sein, die innerhalb oder außerhalb der unabhängigen Steuereinheit selbst angeordnet sind.In the embodiment shown, the processing unit comprises measuring means for measuring signals received from the input channels, signal generating means for providing control signals to the output channels, and storage means for storing values of measured input parameters. Any means of the prior art for measuring, storing and generating signals may be used. In preferred embodiments of the invention, the time resolution of the measuring means and the signal generating means is faster than that of the pulsed magnetic resonance spectrometer with which it is to be interfaced, as described in detail below. In even more preferred embodiments, the time resolution of the processing unit is faster than 1 ms. In even more preferred embodiments, the time resolution of the processing unit is on the order of ns. While in the embodiment shown all the signal processing is done within the control unit, in other embodiments, any or all of the components may be present as separate modules or units located inside or outside the independent control unit itself.

In bevorzugten Ausführungsbeispielen umfasst die unabhängige Steuereinheit auch externe Steuer- und Schnittstellenmittel (z. B. einen Computerschnittstelle oder -konsole) zum Bereitstellen einer Bedienerschnittstelle und zum Bereitstellen eines bequemeren Mittels zur Eingabe gewünschter Befehle, zum Lesen von Ergebnissen von Messungen usw.In preferred embodiments, the independent control unit also includes external control and interface means (eg, a computer interface or console) for providing an operator interface and providing a more convenient means for inputting desired commands, reading results of measurements, and so on.

Es wird nun auf 1A Bezug genommen, die die Verwendung der unabhängigen Steuereinheit in der ersten Stufe des hierin offenbarten Verfahrens illustriert. Die unabhängige Steuereinheit 100 ist als Schnittstelle mit der Steuerelektronik eines gepulsten Magnetresonanzspektrometers 200 (nachfolgend das ”Quellspektrometer”) verbunden. Das Quellspektrometer umfasst eine Konsole oder Steuereinheit 210 und die Steuerelektronik 220; das Spektrometer selbst ist in der Figur nicht gezeigt, da das hierin offenbarte Verfahren nicht auf Verbindungen zu dem Spektrometer selbst beruht. Die Steuerelektronik umfasst unter anderem eine Mehrzahl ms von Eingangskanälen 230 und eine Mehrzahl ns von analogen Ausgangskanälen 240. Eine beliebige vorbestimmte Pulssequenz wird ausgewählt und die geeigneten Befehle zum Erzeugen der Pulssequenz werden gemäß der Befehlssprache und des von dem Hersteller des Quellspektrometers bereitgestellten Interfaces eingegeben. Die Steuersignale 250 (im Allgemeinen werden diese digitale Signale sein) zum Befehligen der Steuerelektronik werden dann an die Eingangskanäle 230 weitergegeben. Die Steuersignale werden dann (im Allgemeinen über einen D/A-Wandler) an die Steuerelektronik weitergegeben und die resultierenden analogen Signale (gemäß der Befehlssprache und des von dem Hersteller des Quellspektrometers bereitgestellten Interfaces) 260, die normalerweise an das Spektrometer weitergegeben werden würden, werden von Ausgangskanälen 240 weitergeleitet. Nicht beschränkende Beispiele von typischen analogen Ausgangssignalen schließen HF-Pulse zu der Probenspule ein, die die Veränderung in der Probenmagnetisierung bereitstellen, Gradientenpulse an die Gradientenspulen usw.It will be up now 1A Reference is made illustrating the use of the independent control unit in the first stage of the method disclosed herein. The independent control unit 100 is as an interface with the control electronics of a pulsed magnetic resonance spectrometer 200 (hereinafter the "source spectrometer"). The source spectrometer includes a console or control unit 210 and the control electronics 220 ; the spectrometer itself is not shown in the figure because the method disclosed herein does not rely on connections to the spectrometer itself. The control electronics include, among other things, a plurality ms of input channels 230 and a plurality ns of analog output channels 240 , Any predetermined pulse sequence is selected and the appropriate instructions for generating the pulse sequence are input in accordance with the command language and the interface provided by the manufacturer of the source spectrometer. The control signals 250 (generally these will be digital signals) to command the control electronics will then be to the input channels 230 passed. The control signals are then passed (generally via a D / A converter) to the control electronics and the resulting analog signals (according to the command language and the interface provided by the manufacturer of the source spectrometer) 260 that would normally be passed to the spectrometer are from output channels 240 forwarded. Non-limiting examples of typical analog output signals include RF pulses to the sample coil that provide the change in sample magnetization, gradient pulses to the gradient coils, etc.

Statt der Weiterleitung der Signale an die Spektrometereinheit werden jedoch gemäß des hierin offenbarten Verfahrens die Signale an die Eingangskanäle 110 der unabhängigen Steuereinheit 100 weitergegeben. Diese Signale werden dann an die Verarbeitungseinheit 130 weitergegeben, wo die Werte der Signale gemessen und gespeichert werden. Wie oben erläutert, hängen die genauen Parameter, die notwendig sind, den Wert eines speziellen Signals festzulegen, von dem speziellen Signal ab, aber nicht beschränkende Beispiele der Arten der gemessenen Parameter schließen Spannung, Strom, Pulsdauer, Totzeit zwischen Pulsen usw. ein. Wie oben diskutiert, ist die Zeitauflösung der Komponenten der unabhängigen Steuereinheit in bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung schneller als die der entsprechenden Komponenten der Quellspektrometersteuerelektronik.Instead of forwarding the signals to the spectrometer unit, however, according to the method disclosed herein, the signals to the input channels 110 the independent control unit 100 passed. These signals are then sent to the processing unit 130 where the values of the signals are measured and stored. As explained above, the precise parameters necessary to set the value of a particular signal depend on the particular signal, but nonlimiting examples of the types of measured parameters include voltage, current, pulse duration, dead time between pulses, etc. As discussed above, in preferred embodiments of the invention, the time resolution of the components of the independent control unit is faster than that of the corresponding components of the source spectrometer control electronics.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Verarbeitungseinheit einen schnellen A/D-Wandler umfassen (in bevorzugten Ausführungsbeispielen mit einer Digitalisierungsrate von mindestens 100 MHz), wobei das analoge Signal 260 digitalisiert wird, nach dem es über die Verbindungsmittel 120 an die Verarbeitungseinheit weitergegeben wurde. In einigen Ausführungsbeispielen kann der A/D-Wandler Teil der Messmittel sein, d. h. das Signal wird wie in einem digitalen Oszilloskop oder einem ähnlichen Gerät vor seiner Messung digitalisiert. Die gemessenen Werte des Eingangssignal werden dann gespeichert. In some embodiments of the invention, the processing unit may comprise a fast A / D converter (in preferred embodiments with a digitization rate of at least 100 MHz), the analog signal 260 is digitized, after which it has the connection means 120 has been passed to the processing unit. In some embodiments, the A / D converter may be part of the measuring means, ie, the signal is digitized as in a digital oscilloscope or similar device prior to its measurement. The measured values of the input signal are then stored.

Es wird nun auf 1B Bezug genommen, die schematisch die Verwendung der unabhängigen Steuereinheit 100 in nachfolgenden Schriften des hierin offenbarten Verfahrens illustriert. Ausgangskanäle 150 der unabhängigen Steuereinheit sind mit den Eingangskanälen der Steuerelektronik 320 eines zweiten gepulsten Magnetresonanzspektrometers 300 (nachfolgend das ”Zielspektrometer”) verbunden. Da das Verfahren nur die Steuerelektronik involviert, sind die Steuerkonsole und das Spektrometer selbst in der Figur nicht gezeigt.It will be up now 1B Reference is made schematically to the use of the independent control unit 100 in subsequent papers of the method disclosed herein. Outputs 150 the independent control unit are connected to the input channels of the control electronics 320 a second pulsed magnetic resonance spectrometer 300 (hereinafter the "target spectrometer"). Since the method involves only the control electronics, the control console and the spectrometer itself are not shown in the figure.

Die Steuereinheit 130 sendet Steuersignale an die Ausgangskanäle 150, was Ausgangssteuersignale 160 erzeugt. Diese Steuersignale werden im Allgemeinen digitale Signale sein. In der ersten Stufe des hierin offenbarten Verfahrens können die anfänglichen Werte dieser Steuersignale irgendeinen beliebigen Wert haben. In einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung können die anfänglichen Werte der Steuersignale von dem Nutzer über das oben beschriebene Interface festgelegt werden oder sie können auf der Basis einer gespeicherten Tabelle von Werten abgeschätzt werden. Die Ausgangssteuersignale werden dann an die entsprechenden Eingangskanäle 330 des Zielspektrometers weitergegeben. Man beachte, dass ein Steuersignal entsprechend zu jedem Signal, das von der Konsole des Quellspektrometers erzeugt würde, gibt. Als nicht beschränkendes Beispiel, falls das digitale Steuersignal des Magnetisierungspulses von der Konsole des Zielspektrometers zu dem Eingangskanal 3301 übertragen würde, und das für einen speziellen Gradientenpuls zu dem Eingangskanal 3302, dann werden die Ausgangskanäle der unabhängigen Steuereinheit mit den Eingangskanälen 330 derart verbunden, dass das gleiche Steuersignal an jeden Kanal weitergegeben wird. Wie im Fall des Quellspektrometers, werden Steuersignale 160 innerhalb der Steuerelektronik des Zielspektrometers zu den geeigneten Signalerzeugern weitergegeben, die letztlich analoge Ausgangssignale erzeugen, die über Ausgangskanäle 340 weitergeleitet werden.The control unit 130 sends control signals to the output channels 150 what output control signals 160 generated. These control signals will generally be digital signals. In the first stage of the method disclosed herein, the initial values of these control signals may have any value. In some embodiments of the invention, the initial values of the control signals may be set by the user via the interface described above, or may be estimated based on a stored table of values. The output control signals are then applied to the corresponding input channels 330 of the target spectrometer passed. Note that there is a control signal corresponding to each signal that would be generated by the console of the source spectrometer. As a non-limiting example, if the digital control signal of the magnetization pulse from the console of the target spectrometer to the input channel 3301 and that for a particular gradient pulse to the input channel 3302 , then the output channels of the independent control unit with the input channels 330 connected such that the same control signal is passed to each channel. As in the case of the source spectrometer, control signals become 160 passed within the control electronics of the target spectrometer to the appropriate signal generators, which ultimately produce analog output signals via output channels 340 to get redirected.

In dieser Stufe des hierin offenbarten Verfahrens werden statt eines Verbindens der Ausgangskanäle 240 mit dem Spektrometer selbst diese mit den Eingangskanälen 110 der unabhängigen Steuereinheit verbunden; in jedem Fall wird ein spezielles Ausgangsignal von dem Zielspektrometer mit dem selben Eingangskanal 110 verbunden, der das entsprechende Signal von dem Quellspektrometer empfing. Die analogen Ausgangssignale, die von Ausgangskanälen 340 des Zielspektrometers weitergeleitet werden, werden dann mit den gespeicherten Werten der entsprechenden Signale verglichen, die von den Ausgangskanälen 240 des Quellspektrometers erhalten wurden.In this stage of the method disclosed herein, instead of connecting the output channels 240 with the spectrometer itself this with the input channels 110 the independent control unit connected; in any case, a particular output signal from the target spectrometer will be with the same input channel 110 which received the corresponding signal from the source spectrometer. The analog output signals from the output channels 340 of the target spectrometer are then compared to the stored values of the corresponding signals from the output channels 240 of the source spectrometer.

In dem einfachsten Fall, bei dem die Magnete des Quell- und Zielspektrometers identische Feldstärken haben, müssen die analogen Signale an das Spektrometer identisch sein, um die identischen experimentellen Bedingungen herzustellen (d. h. die gleiche Veränderung in der Probenmagnetisierung, die gleichen Feldgradienten usw.). Falls die analogen Signale, die von der Steuerelektronik des Zielspektrometers als Reaktion auf die digitalen Steuersignale, die von der unabhängigen Steuereinheit übertragen werden, erzeugt werden, nicht innerhalb vorgegebener Toleranzen identisch sind, dann modifiziert die Verarbeitungseinheit das übertragene digitale Steuersignal, misst die analogen Ausgangssignale von Ausgangskanälen 340, und vergleicht die resultierenden Werte mit den gespeicherten Werten der analogen Signale, die von den Ausgangskanälen 240 erhalten wurden. Diese Schritte werden dann iterativ wiederholt, bis die analogen Ausgangssignale, die von den Ausgangskanälen 340 erhalten werden, innerhalb der vorbestimmten Toleranz der gespeicherten Werte der analogen Signale sind, die von den Ausgangskanälen 240 erhalten wurden. Sobald die Zielwerte der Ausgangssignale des Zielspektrometers erhalten worden sind, werden die entsprechenden digitalen Steuersignale von der Verarbeitungseinheit 130 gespeichert. An diesem Punkt können die Ausgangskanäle der Steuerelektronik 320 wieder mit der Spektrometereinheit des Zielspektrometers verbunden werden, und die unabhängige Steuereinheit kann dann als Konsole benutzt werden, um das Zielspektrometer 300 zu steuern.In the simplest case where the magnets of the source and target spectrometers have identical field strengths, the analog signals to the spectrometer must be identical to produce the identical experimental conditions (ie the same change in sample magnetization, the same field gradients, etc.). If the analog signals generated by the control electronics of the target spectrometer in response to the digital control signals transmitted by the independent control unit are not identical within predetermined tolerances, then the processing unit modifies the transmitted digital control signal, measures the analog output signals from output channels 340 , and compares the resulting values with the stored values of the analog signals coming from the output channels 240 were obtained. These steps are then repeated iteratively until the analog output signals from the output channels 340 are within the predetermined tolerance of the stored values of the analog signals that are from the output channels 240 were obtained. Once the target values of the output signals of the target spectrometer have been obtained, the corresponding digital control signals are received by the processing unit 130 saved. At this point, the output channels of the control electronics 320 be reconnected to the spectrometer unit of the target spectrometer, and the independent control unit can then be used as a console to the target spectrometer 300 to control.

In dem komplizierteren Fall, bei dem die Magnete von Quell- und Zielspektrometer nicht die gleichen sind, werden die analogen Signale nicht identisch sein. Verfahren zur Berechnung der notwenigen Veränderungen der Pulse sind jedoch im Stand der Technik wohl bekannt. Daher umfasst in bevorzugten Ausführungsformen die Steuereinheit 130 auch Mittel zum Eingeben der relativen magnetischen Feldstärken von Quell- und Zielspektrometern (z. B. als Unterprogramm in einem Steuerprogramm, über eine Eingabe von einem Benutzerinterface, usw.), sowie Mittel zum Berechnen der Veränderungen, die gegenüber einem spezifischen Puls notwendig sind, wobei der bekannte Unterschied in den magnetischen Feldstärken berücksichtigt wird. Die Berechnungsmittel können jedwede im Stand der Technik bekannte Mittel umfassen, wie eine Software zum Ausführen der Berechnungen, eine Umsetzungstabelle, usw.In the more complicated case where the magnets of source and target spectrometers are not the same, the analog signals will not be identical. However, methods for calculating the necessary changes in the pulses are well known in the art. Therefore, in preferred embodiments, the control unit comprises 130 also means for inputting the relative magnetic field strengths of source and target spectrometers (eg as a subroutine in a control program, via an input from a user interface, etc.), as well as means for calculating the changes that are necessary to a specific pulse, the known difference in the magnetic Field strengths is taken into account. The computing means may comprise any means known in the art, such as software for performing the calculations, a translation table, etc.

Auf diese Weise kann eine Bibliothek von Pulssequenzen für das Zielspektrometer 300 basierend auf Pulssequenzen für das Quellspektrometer aufgebaut werden. Durch Verwendung dieses Verfahrens kann diese Bibliothek auch dann aufgebaut werden, wenn die beiden Spektrometer von verschiedenen Herstellern produziert werden, da die unabhängige Steuereinheit den analogen Output des Quellspektrometers 200 unabhängig von den Befehlen, die die Steuerkonsole des Quellspektrometers sendet, misst, und als Steuerkonsole für das Zielspektrometer 300 unabhängig von der Steuersoftware, die von dem Hersteller des Zielspektrometers bereitgestellt wird, benutzt wird.In this way, a library of pulse sequences for the target spectrometer 300 be constructed based on pulse sequences for the source spectrometer. By using this method, this library can be constructed even if the two spectrometers are produced by different manufacturers, since the independent control unit controls the analog output of the source spectrometer 200 regardless of the commands sent by the control console of the source spectrometer, and as the control console for the target spectrometer 300 regardless of the control software provided by the manufacturer of the target spectrometer.

In einem anderen Ausführungsbeispiel des hierin offenbarten Verfahrens ist sie dazu eingerichtet, jedwedes beliebiges Ausgangssignal zu erzeugen. Die Ausführungsbeispiele des oben beschriebenen Verfahrens ermöglichen es einem Nutzer des Zielspektrometers 300, einen speziellen Puls oder eine Sequenz von Pulsen zu erzeugen, die für das Quellspektrometer 200 entwickelt wurde. Um das Verfahren zu erweitern um das Erzeugen von jedwedem beliebigem analogen Ausgangssignal zu ermöglichen, wird das obige Verfahren für eine Mehrzahl von verschiedenen Pulsen oder Pulssequenzen (z. B. Pulse mit verschiedenen Längen, Pulse, die verschiedene Magnetisierungsveränderungen oder Gradienten erzeugen, usw.) verwendet. Für jeden Puls oder Pulssequenz ist das Ausgangssignal und das digitale Steuersignal, das erforderlich ist, um dieses Ausgangssignal zu erzeugen, gespeichert. Es wird dann eine Korrelation zwischen dem von der Verarbeitungseinheit 130 bereitgestellten digitalen Eingangssignal und dem vom den Zielspektrometer 300 erzeugten analogen Ausgangssignal berechnet. Es wird nun auf 2 Bezug genommen, die eine typische Korrelation zeigt. Der Wert des analogen Ausgangssignals ist aufgetragen als Funktion des digitalen Steuersignals, das verwendet wird, um dieses Ausgangssignal zu erzeugen. Die Kreise stellen die Werte für das Quellspektrometer 200 dar und werden lediglich zur Illustration gezeigt, da diese Werte im Allgemeinen dem Bediener nicht bekannt sein werden. Die Dreiecke stellen die Werte für die unabhängige Steuereinheit dar, die im Allgemeinen von denen des Quellspektrometers verschieden sein werden (wie auch die des Zielspektrometers, wie oben erläutert bezüglich des Ursprungs der Inkompatibilitäten zwischen den beiden Spektrometern). Sobald diese Korrelation für die unabhängige Steuereinheit geschaffen ist, ist es für die unabhängige Steuereinheit möglich, jedweden beliebigen Ausgangspuls nur unter Heranziehung der Gleichung des Fits der Daten (die Linie, die durch die Dreiecke in der Figur verläuft) zu erzeugen.In another embodiment of the method disclosed herein, it is configured to generate any arbitrary output signal. The embodiments of the method described above enable a user of the target spectrometer 300 to generate a special pulse or a sequence of pulses that is appropriate for the source spectrometer 200 was developed. In order to extend the method to allow the generation of any arbitrary analog output signal, the above method is used for a plurality of different pulses or pulse sequences (eg, pulses of different lengths, pulses that produce different magnetization changes or gradients, etc.). used. For each pulse or pulse sequence, the output signal and the digital control signal required to generate that output signal are stored. There will then be a correlation between that of the processing unit 130 provided digital input signal and that of the target spectrometer 300 calculated analog output signal calculated. It will be up now 2 Reference is made showing a typical correlation. The value of the analog output signal is plotted as a function of the digital control signal used to produce this output signal. The circles represent the values for the source spectrometer 200 and are shown for illustration only, as these values will generally be unknown to the operator. The triangles represent the values for the independent control unit, which will generally be different from those of the source spectrometer (as well as those of the target spectrometer, as explained above for the origin of the incompatibilities between the two spectrometers). Once this correlation is established for the independent control unit, it is possible for the independent control unit to generate any arbitrary output pulse using only the equation of the fit of the data (the line passing through the triangles in the figure).

Es wird nun auf 3 Bezug genommen, die schematisch ein Ausführungsbeispiel der unabhängigen Steuereinheit illustriert, die redundante Selbstprüfungsmittel aufweist, um zu bestimmen, dass die A/D-Wandler 170 innerhalb der Verarbeitungseinheit ordnungsgemäß arbeiten. In Ausführungsbeispielen, bei denen die unabhängige Steuereinheit diese redundanten Selbstprüfungsmittel aufweist, sind die schnellen A/D-Wandler (in alternativen Ausführungsbeispielen können jedwede andere geeignet schnelle Signalmessmittel benutzt werden) umschaltbar mit den Eingangskanälen verbunden. Da die schnellen A/D-Wandler eine Zeitauflösung signifikant schneller als die der Eingangssignalquellen haben, wird sich das Eingangssignal zwischen aufeinander folgenden Messungen durch die verschieddenen A/D-Wandler nicht signifikant verändert haben. Eine nicht beschränkende schematische Anordnung, die vier solcher Messmittel zeigt, ist in 3A gezeigt. Jedes der Signalmessmittel misst (und, im Fall von A/D-Wandlern, digitalisiert) den Wert des analogen Inputs in einen jeweiligen Eingangskanal. In bevorzugten Ausführungsbeispielen werden die gemessenen Werte dann gespeichert.It will be up now 3 Reference is made schematically illustrating an embodiment of the independent control unit having redundant self-checking means for determining that the A / D converters 170 work properly within the processing unit. In embodiments where the independent controller has these redundant self-test means, the fast A / D converters (in alternative embodiments, any other suitable fast signal-measuring means may be used) are switchably connected to the input channels. Since the fast A / D converters have a time resolution significantly faster than that of the input signal sources, the input signal between successive measurements by the different A / D converters will not have changed significantly. A non-limiting schematic arrangement showing four such measuring means is shown in FIG 3A shown. Each of the signal measuring means measures (and, in the case of A / D converters, digitizes) the value of the analogue input to a respective input channel. In preferred embodiments, the measured values are then stored.

Die Signalmessmittel werden dann sequentiell unter den Kanälen umgeschaltet; der erste Schritt in einem solchen Umschaltprozess ist in 3B gezeigt. Die Umschaltung erfolgt schneller als die Zeitauflösung der Input-Vorrichtung (z. B. des Quellspektrometers), so dass die Werte der analogen Signale, die von den den Eingangskanälen erhalten werden, sich zwischen aufeinanderfolgenden Messungen nicht signifikant verändert haben werden. Der Schritt des Umschaltens der Messmittel unter den Eingangskanälen wird wiederholt, bis jedes der Messmittel den Wert des von jedem der Eingangskanäle erhaltenen Signals gemessen hat. Falls der Wert in einem Kanal, der von einem der Messmittel (z. B. einem der eingebauten A/D-Wandler) gemessen wurde, außerhalb einer vorbestimmten Toleranz der Werte ist, die von den verbleibenden Messmitteln berichtet werden, dann zeigt dieses Ergebnis ein Problem mit einem der A/D-Wandler an. Im Fall eines solchen Versagens wird der Bediener alarmiert.The signal measuring means are then switched sequentially among the channels; the first step in such a switching process is in 3B shown. Switching is faster than the time resolution of the input device (eg, the source spectrometer) so that the values of the analog signals received from the input channels will not have changed significantly between successive measurements. The step of switching the measuring means among the input channels is repeated until each of the measuring means has measured the value of the signal received from each of the input channels. If the value in a channel measured by one of the measuring means (eg one of the built-in A / D converters) is outside a predetermined tolerance of the values reported by the remaining measuring means, then this result will be displayed Problem with one of the A / D converters. In case of such a failure, the operator is alerted.

Ausführungsbeispiele, die diese redundanten Selbstprüfungsmittel aufweisen, stellen daher eine zusätzliche Sicherung zum Testen, dass die unabhängige Steuereinheit ordnungsgemäß arbeitet, in Echtzeit bereit. Da die Bestimmung des Status der unabhängigen Steuereinheit während des Verlaufs einer spektralen Messung geschieht, kann das System eine Störung oder ein zeitweiliges Versagen durch Wiederholung der Messung, die zur Zeit des Versagens gemacht wurde, kommensieren. Dies kann besonders bei Techniken wie MRT oder mehrdimensionalen NMR-Spektroskopien nützlich sein, bei den die Datenakkumulation Minuten bis Tage dauern kann. Falls es zum Beispiel bekannt ist, dass das Versagen während einer Messung eines bestimmten Voxels geschah, kann dieses bestimmte Voxel erneut untersucht werden, ohne die Messung zu unterbrechen. Dieses Verfahren steht im Gegensatz zu anderen, im Stand der Technik bekannten Systemen, bei den das Versagen nicht bekannt wäre, bis der gesamte Datensatz gesammelt und der Fehler gefunden worden ist. Es kann auch helfen, die Zahl von falschen Positiven bei MRT-Techniken zu begrenzen, bei denen ein fälschliches Signal, das von einem Messfehler wegen eines Geräteversagens ausging, als reales Signal fehlinterpretiert wird.Embodiments incorporating these redundant self-checking means therefore provide an additional assurance in real time for testing that the independent control unit is operating properly. Since the determination of the status of the independent control unit occurs during the course of a spectral measurement, the system may experience a failure or a temporary failure by repeating the measurement made at the time of the failure. This can be especially the case with techniques like MRI or useful in multidimensional NMR spectroscopy, where data accumulation can take from minutes to days. For example, if it is known that the failure occurred during a measurement of a particular voxel, that particular voxel may be re-examined without interrupting the measurement. This method is in contrast to other systems known in the art in which failure would be unknown until the entire data set has been collected and the error found. It may also help limit the number of false positives in MRI techniques where a false signal resulting from a measurement error due to a device failure is misinterpreted as a real signal.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 6081120 [0003]
CN 200410099267 [0003]

Claims

An independent control unit for using analog output values of the control electronics of a pulsed magnetic resonance source spectrometer ("source spectrometer") to provide values for control signals of a pulsed magnetic resonance target spectrometer ("target spectrometer"), said independent control unit comprising: a plurality p of input channels for receiving analog input signals from said source spectrometer; Signal measuring means for measuring parameters associated with said analog input signals; a plurality q of output channels for conducting control signals to said target spectrometer; Signal generating means for generating q independent output signals, each of said independent output signals being routed to a separate output channel; Signal value storing means for storing values of said analog input signals and said output signals; Comparing means for comparing a measured value of an input signal with a stored value; and Calculating means for calculating a value of an output signal required to produce a predetermined analog output signal from said target spectrometer.

The independent control unit according to claim 1, wherein said signal generating means comprises digital signal generating means for generating digital signals.

The independent control unit of claim 1, further comprising: a plurality of signal value measuring means characterized by time resolutions faster than time resolutions of said spectrometers, said signal measuring means being in communication with said input channels to measure values of signals in said input channels; Fast switching means for switching said connections between channels at a rate faster than the time resolution of a predetermined input source; Storage means for storing values measured by said signal measuring means; and alerting means for alerting an operator when measurements taken of the value of a predetermined channel of two of said signal value measuring means differ by a predetermined amount.

The independent control unit according to claim 3, wherein said signal value measuring means comprise A / D converters.