DE102007021844B4 - Data-energy hybrid cable for use in MRI - Google Patents

Data-energy hybrid cable for use in MRI

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DE102007021844B4 DE200710021844 DE102007021844A DE102007021844B4 DE 102007021844 B4 DE102007021844 B4 DE 102007021844B4 DE 200710021844 DE200710021844 DE 200710021844 DE 102007021844 A DE102007021844 A DE 102007021844A DE 102007021844 B4 DE102007021844 B4 DE 102007021844B4
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Abstract

Opto-elektrisches Hybridkabel für die Anwendung in der Magnetresonanzbildgebung zur Durchdringung eines hochfrequent abgeschirmten Raums, bestehend aus mindestens zwei elektrisch abgeschirmten Gleichspannungsleitungen, mehreren paarweise angeordneten potentialfreien Lichtwellenleitern, einer arretierbaren, lösbaren Schraub- oder Steckverbindung, die das opto-elektrische Hybridkabel abschließt, und mehreren elektrischen Filtern, die mit den mindestens zwei elektrisch abgeschirmten Gleichspannungsleitungen elektrisch über eine Reihen- oder Parallelschaltung verbunden sind. Opto-electric hybrid cable for use in magnetic resonance imaging for the penetration of a high-frequency shielded room, consisting of at least two electrically shielded dc voltage lines, a plurality of pairs of potential-free optical waveguides, a lockable, releasable screw or plug connection, which closes off the opto-electrical hybrid cable, and a plurality of electrical filters, which are connected to the at least two electrically shielded DC lines electrically connected through a series or parallel connection.

Description

  • Bei der Erfindung handelt es sich um eine opto-elektrische Hybridleitung für die Anwendung in hochfrequent abgeschirmten Räumen insbesondere bei der Magnet-Resonanz-Tomographischen (MRT) Bildgebung. In the invention, it is an opto-electric hybrid cable for use in high-frequency-shielded rooms, in particular in the magnetic resonance tomography (MRT) imaging. Die Hybridleitung besteht dabei aus potentialfreien Lichtwellenleitern und spannungs- oder stromführenden-, aber elektrisch abgeschirmten und gefilterten Gleichspannungsversorgungsleitungen, bei der alle Leitungen und Filterelemente in einem gemeinsamen Kabel untergebracht sind und die über entsprechende Kuppel-, Steck- oder Schraubverschlüsse verfügt, welche eine einfache Kupplung der Leitung mit anderen Leitungen oder Elementen erlauben. The hybrid cable consists of floating light waveguides and voltage or stromführenden- but electrically shielded and filtered DC power supply lines, in which all the lines and filter elements are accommodated in a common cable and has appropriate dome, plug-in or screw caps which have a simple coupling allow the cable with other cables or elements.
  • Stand der Technik State of the art
  • Die Magnetresonanztomographie (MRT) nutzt einen starken Magneten ( Magnetic resonance imaging (MRI) uses a powerful magnet ( 1 1 ) mit horizontalem oder vertikalem Magnetfeld in Kombination mit dynamischen Magnetfeldern in den drei Bildgebungsebenen und hochfrequenten Stimulationspulsen zur diagnostischen Bildgebung von Patienten und Objekten. ) With horizontal or vertical magnetic field in combination with dynamic magnetic fields in the three imaging planes and high frequency stimulation pulses for diagnostic imaging of patients and objects.
  • Die Arbeitsfrequenz des MRT Systems liegt dabei abhängig von der Magnetfeldstärke (0,064 T bis 7 T für Ganzkörpersysteme) und dem für die MRT Bildgebung verwendeten Nukleus (in der Regel Wasserstoff) zwischen 2 MHz und 500 MHz. The operating frequency of the MRI system is dependent on the magnetic field strength (0.064 T to 7 T for whole-body systems) and the nucleus used for the MRI imaging (usually hydrogen) is between 2 MHz and 500 MHz.
  • In diesem Frequenzbereich liegt zum Beispiel der UKW Radioempfang. In this frequency range, for example, the FM radio reception. Um diese externen Störquellen auf die vom MRT generierte Signalinformation des menschlichen oder tierischen Körpers bzw. des Objekts möglichst klein zu halten, wird das gesamte MRT System in der Regel von einem abgeschirmten und elektrisch isolierten Raum umgeben ( In order to keep these external sources of interference to the MRI signal generated by the information of the human or animal body or of the object as small as possible, the entire MRI system (usually surrounded by a shielded and electrically insulated space 5 5 ). ).
  • Durch die Verwendung von Kupfer oder anderen Leitern als Abschirmmaterial erhält man in der Regel elektrische Dämpfungswerte von –100 dB oder mehr. By using copper or other conductors as shielding obtained electrical attenuation values ​​of -100 dB or more generally.
  • Signalleitungen oder sonstige Leitungen (z. B. Luft oder Wasser bzw. medizinische Gase) müssen vor Eintritt in den abgeschirmten Raum elektrisch gefiltert werden. Signal lines or other lines (eg., Air or water or medical gases) must be electrically filtered before entering the shielded room.
  • Dies erreicht man ua durch die Verwendung von Low-Pass-Filtern ( This is achieved inter alia through the use of low-pass filters ( 6 6 ) bzw. High-Pass-Filtern bzw. Band-Pass-Filtern oder durch so genannte Waveguides ( ) Or high-pass filters or band-pass filtering, or (by so-called Wave Guides 7 7 ), das sind Hohlleiter, deren Längen-Durchmesserverhältnis eine Auslöschung der elektrischen Signale zur Folge hat. ), Which are hollow conductors whose length to diameter ratio has an extinction of said electrical signals result.
  • Im Falle einer Durchführung elektrischer Energie- oder Datenleitungen benutzt man abhängig von der Arbeitsfrequenz des MRT Systems und der Frequenz des einzubringenden Signals einen Low-Pass-Filter (LPF), der nur Signale mit Frequenzen bis zu einer bestimmten Maximalfrequenz passieren lässt (f c In the case of performing electric power or data lines to use depending on the operating frequency of the MRI system and the frequency of the introduced signal includes a low-pass filter (LPF) that allows only signals with frequencies up to a certain maximum frequency (f c 2 2 ). ). Bei einem High-Pass-Filter (HPF) würden nur Signale ab einer bestimmten Frequenz passieren können und bei einem Band-Pass-Filter (BPF) nur Signale zwischen einer Frequenz f 1 und einer Frequenz f 2 . In a high-pass filter (HPF) only signals would be able to pass from a specific frequency and a band-pass filter (BPF) only signals between a frequency f 1 and frequency f 2.
  • Ist das im Raum gewünschte Signal also niederfrequent, würde man immer einen LPF wählen. If the signal is desired in the room so low frequency, one would always choose an LPF. Sind die Frequenzen allerdings sehr hoch und gleichzeitig viel höher als die Arbeitsfrequenz des MRT Systems, würde man einen HPF wählen. If the frequencies are, however, very high and at the same time much higher than the operating frequency of the MRI system, one would choose an HPF.
  • Die Nutzung des entsprechenden Filters ist also der Anwendung angepasst und soll auch für diese Patentanmeldung entsprechend synonym verwendet werden. So the use of the corresponding filter is adapted to the application and should be used for this application in accordance interchangeably. Wenn wir die Bezeichnung LPF verwenden, kann genauso gut anstelle des LPF ein HPF oder ein BPF verwendet werden. When we use the term LPF, can equally well be used instead of the LPF HPF or a BPF.
  • Im Falle einer Durchführung durch einen Hohlleiter muss das signalführende Kabel abgeschirmt sein oder vorzugsweise aus einem potentialfreien Leiter wie z. In the case of implementation by a waveguide, the signal-carrying cable must be screened or preferably of a floating conductor such. B. einer Glasfaser bestehen. B. consist of a glass fiber.
  • Ist dies nicht der Fall kann das Kabel – von außerhalb der Kabine ( this is not the case, the cable - of (outside the cabin 5 5 ) kommend – als Antenne wirken und entsprechende Informationen in die Kabine bringen. ) Coming - act as an antenna and bring relevant information into the cabin. Umgekehrt können sich die hochfrequenten Signale des MRT Systems den eigentlichen Signalen überlagern und damit zu Falschinformationen führen. Conversely, the high-frequency signals from the MRI system can be superimposed on the actual signals and thus lead to false information. Zudem besteht die Gefahr von induzierten Strömen durch die dynamischen Magnetfelder und der hochfrequenten Strahlung und damit die Gefahr der Erwärmung. In addition, there is the risk of induced currents by the dynamic magnetic fields, and the high-frequency radiation, and thus the risk of heating. Bei Berührung durch einen Patienten kann es damit unter Umständen zu Verbrennungen kommen. After contact with a patient may thus come under some circumstances burns.
  • Glasfaserkabel werden zur stromlosen Signalübertragung eingesetzt, z. Fiber optic cables are used for the electroless signal transmission, z. B. bei Leistungselektronik- und Hochspannungs-Anlagen, aber auch in der Medizintechnik und zur Übertragung von Patientendaten und zur galvanisch getrennten Netzwerkanbindung von medizinischen Geräten (z. B. digitales Röntgengerät). Example, in power electronics and high-voltage installations, but also in medical technology and for transmission of patient data and for galvanically isolated network connection of medical equipment (eg. As digital x-ray device). Eine weitere Anwendung ist die Messtechnik, bei der die auszuwertende Strahlung zwischen einem Messkopf und der Auswerteelektronik mit einem LWL übertragen wird. Another application is the measuring technique in which the radiation to be evaluated between a measuring head and the evaluation unit with an optical fiber is transmitted. Man kann dadurch unter Extrembedingungen messen, die die Elektronik nicht aushalten würde, wenn sie ohne die räumliche Trennung durch den LWL mit dem Messobjekt in Berührung käme oder in Umgebungen, bei denen extrem große Störfelder vorhanden sind, deren Signale sich bei Kupferleitungen mit den Signalen der normalen Datenübertragung überlagern können und damit zu falschen Ergebnissen führen können. One can thus measure under extreme conditions which would not withstand the electronics when it came or without spatial separation through the optical fiber to the measurement object in contact in environments where extremely large interference fields are present, the signals of the at copper lines with the signals can overlap normal data transmission and can therefore lead to incorrect results. Glasfasern können auch als Sensoren verwendet werden. Glass fibers can be used as sensors.
  • In der diagnostischen und therapeutischen Bildgebung mit MRT Systemen werden zunehmend mehr und anspruchsvollere elektrische Zubehörsysteme ( In diagnostic and therapeutic imaging with MRI systems more and more sophisticated electrical accessories systems are increasingly ( 3 3 ) in der abgeschirmten Kabine ( ) (In the screened cabin 5 5 ) und im direkten Umfeld des Magnetsystems ( ) And (in the immediate vicinity of the magnet system 1 1 ) verwendet bzw. direkt am Patienten ( ) Or used (directly on the patient 2 2 ), der sich im Magnet ( ), Which (in the magnetic 1 1 ) befindet. ) Is located. Die entsprechenden Probleme, die damit verbunden sind, wurden bereits erläutert. The relevant problems that are associated with it, have already been explained.
  • In der japanischen Anmeldung In Japanese Application JP 04 102 444 A JP 04102444 A (Pulse Wave Detector for MRI System) wurde bereits ein System verwendet, welches außerhalb des magnetischen Feldes eines MRT Systems über einen photoelektrischen Wandler ein optisches Signal zur Daten- bzw. Signalübertragung verwendet. (Pulse Wave Detector for MRI system), a system has been used which uses outside the magnetic field of an MRI system via a photoelectric conversion to an optical signal for data or signal transmission. Dabei handelte es sich allerdings um keine Spannungs- bzw. Energieleitungen bzw. elektrische Steuerleitungen, sondern es wurde ausschliesslich zur Datenübertragung verwendet und nicht wie in der Erfindung dargestellt als gleichzeitige Kombination von Daten- und Energieleitungen. However, while it was no voltage or power lines or electrical control lines, but it was used exclusively for data transfer and not shown in the invention as a simultaneous combination of data and power cables. Die Anwendungsbeschreibung in dieser Schrift eignet sich auch nicht für den Anschluß und die Verwendung von Fremdsystemen ( The application described in this document also is not suitable for the connection and the use of third-party systems ( 3 3 ) im abgeschirmten Raum ( ) (In the shielded room 5 5 ). ).
  • Aus der From the WO 2007/039 842 A2 WO 2007/039 842 A2 (MR coil with fiber optical connection) ist ein System- bekannt, welches die in einem MRT erzeugten Signalinformationen mit Hilfe eines Konverters in optische Signale umwandelt, die dann ohne weitere Leitungsverluste und durch den MRT hervorgerufene Störungen aus dem abgeschirmten Raum herausgeführt werden können. (MR coil with fiber optical connection) discloses a system which converts the signal information generated in an MRI with the aid of a converter to optical signals, which can then be led out without additional line losses and by the MRT caused interference from the screened space. Eine Spannungsversorgung findet nicht statt. A power supply does not take place. Zudem ist diese Anwendungsbeschreibung in der aufgezeigten Form nur möglich für kleine und kleinste Signale und lässt in dieser Form auch keine gefilterte Energieversorgung des im Raum ( In addition, this application is the description (in the form indicated only possible for small and very small signals and can in this way also not filtered power in space 5 5 ) angeschlossenen Systems ( ) Connected system ( 3 3 ) zu. ) To.
  • Von der Of the US 5,323,776 US 5,323,776 (MRI compatible pulse oximetry system) ist bekannt, dass entsprechende elektrische Filter sowohl störende und/oder nicht-erwünschte Signale daran hindern vom abgeschirmten Raum nach draußen zu gelangen bzw. in umgekehrter Richtung Signale von außen in den abgeschirmten Raum gelangen und in der (MRI compatible pulse oximetry system) it is known that corresponding electrical filter both prevent unwanted and / or non-desired signals thereto to arrive or from the shielded room to the outside enter in the reverse direction signals from outside the shielded space and in the US 2005/0 203 378 A1 US 2005/0 203 378 A1 (Optical MRI Catheter System) werden die optischen Signale zur Spannungsversorgung verwendet, indem die Signale im abgeschirmten Raum entsprechend wieder in elektrische Energie umgewandelt werden. (Optical Catheter System MRI), the optical signals for the power supply used by the signals in the shielded space are converted back into electrical energy accordingly. In der aufgezeigten Form und der Anwendungsbeschreibung ist dieser Technologieansatz nur durchführbar für kleine und kleinste Signale und lässt in dieser Form auch keine gefilterte Energieversorgung des im Raum ( In the outlined form and the application description of this technology approach is only feasible for small and very small signals and can in this way also not filtered energy supply (in space 5 5 ) angeschlossenen Systems ( ) Connected system ( 3 3 ) zu. ) To.
  • In der In the JP 2000-262 467 A JP 2000-262 467 A handelt es sich um ein Endoskopie-System, das mit einer Vielzahl von Kabeln versehen ist, ua mit optischen und elektrisch leitenden Verbindungen. If it is an endoscopic system which is provided with a plurality of cables, including optical and electrically conductive connections. Es geht nicht um eine elektrisch abgeschirmte Verbindung mit entsprechenden Verbindungen durch einen abgeschirmten Raum, bei dem die Signale im Kabel und der Steckverbindung gefiltert werden, die Steckverbindung eine optoelektrische Wandlung beinhalten kann und die optische Leitung paarweise angeordnet ist. It is not an electrically shielded connection to corresponding compounds by a shielded space, in which the signals in the cable and connector are filtered, the connector may comprise an opto-electrical conversion and the optical cable is arranged in pairs.
  • Bei der In the DE 101 58 821 A1 DE 101 58 821 A1 handelt es sich um ein Kabelsystem mit einem optischen Kern, der von elektrischen Leitern als Abschirmung umgeben ist. If it is a cable system comprising an optical core surrounded by electrical conductors as a shield. Diese Leiter können auch für die Daten- und Stromversorgung eingesetzt werden, aber auch hier geht es nicht um ein Kabel mit entsprechenden Verbindungen durch einen abgeschirmten Raum, bei dem die Signale im Kabel und der Steckverbindung gefiltert werden, die Steckverbindung eine optoelektrische Wandlung beinhalten kann und bei der die optische Leitung paarweise angeordnet ist. These conductors may also be used for data and power supply, but also here it is not about a cable with the corresponding compounds by a shielded space, in which the signals in the cable and connector are filtered, the connector may comprise an opto-electrical conversion and wherein the optical cable is arranged in pairs.
  • Die The WO 2007/084 442 A2 WO 2007/084 442 A2 beschreibt ein System von lokalen Spulen innerhalb eines abgeschirmten Raums, bei dem die einzelnen Spulen mit Hilfe von Glasfaserkabeln miteinander verbunden werden, um Datenverluste zu vermeiden. describes a system of local coils within a shielded space, in which the individual coils with the aid of fiber optic cables are connected to each other to avoid data loss. Dazu werden die elektrischen Signale lokal (im abgeschirmten Raum) in optische Signale umgewandelt. For this purpose, the electrical signals locally (in the shielded room) are converted into optical signals. Es werden keine gefilterten Kabel mit speziellen Steckverbindungen bestehend aus optischen und elektrischen leitenden Kabeln aus dem abgeschirmten Raum herausgeführt. There are led out with special plug connections consisting of optical and electrical conductive cables of the shielded space not filtered cable.
  • Die The DE 196 39 921 A1 DE 196 39 921 A1 beschreibt ein Endoskopiesystem innerhalb eines abgeschirmten Raums, bei dem Bildinformationen der Endoskopiekamera durch den abgeschirmten Raum herausgeführt werden. describes an endoscopy system within a shielded space, are led out through the shielded space in the image information of the endoscopic camera. Bei dieser Anordnung sind jeweils spezielle hochfrequentdichte Durchlässe Voraussetzung. In this arrangement, each special hochfrequentdichte passages are required. Ferner werden die optischen Kabel nicht paarweise angeordnet, eine optoelektrische Wandlung und ein elektrischen Filter integriert im Kabelsystem sind nicht vorgesehen. Further, the optical cables are not arranged in pairs, an opto-electrical conversion and electrical filter system integrated in the cable are not provided.
  • Insoweit unterscheidet sich die in dieser Schrift aufgeführte Erfindung deutlich vom gegenwärtig bekannten Stand der Technik. In that regard, the invention listed in this document differs significantly from the presently known prior art.
  • Aufgabenstellung task
  • Ideal wäre die Verbindung von Gleichspannungsleitungen (Energieleitungen) ( Ideal connection from DC cables (power lines) would ( 12 12 ) ( () 13 13 ) zur Versorgung der im Raum ( ) To supply the (in space 5 5 ) benutzten Systeme ( ) Used systems ( 3 3 ), bei der die entsprechenden induzierten Spannungen und Signale leicht durch entsprechende integrierte elektrische Filter beseitigt werden können und zwar in Kombination mit einem oder mehreren Lichtwellenleitern ( (), Wherein the respective induced voltages and signals can be easily eliminated by appropriate integrated electrical filter, in combination with one or more optical fibers 11 11 ) zur Übertragung der getakteten Signaldaten. ) For the transmission of the clocked data signal. Diese Leitungen sollten alle in einem einzigen Kabel untergebracht sein, mit Kupplungsverbindungen, die eine einfache Verbindung erlauben und u. These lines should all be accommodated in a single cable, with coupling connections that allow easy connection and u. U. eine opto-elektrische bzw. elektrisch-optische Wandlung beinhalten. U. include an opto-electrical and electrical-optical conversion.
  • Lösung der Aufgabe Solution of the problem
  • Wir schlagen ein Kabel ( We propose a cable ( 10 10 ) vor, welches über einen Spezialverschluss (Schraubverbindung, Steckverbindung, ( ) In front of which (via a special locking screw connection, plug connection, ( 8a 8a ), ( ), ( 8b 8b ), ( ), ( 8 8th )) an die entsprechenden Durchführungen oder Endsysteme ( )) (In the corresponding ducts or end systems 3 3 ) ( () 9 9 ) angeschlossen werden kann und sowohl Versorgungsspannungsleitungen (Kupfer oder anderer Leiter, ( ) Can be connected and both supply voltage lines (copper or other conductor, ( 12 12 ), ( ), ( 13 13 )) mit Datenleitungen in Form von Lichtwellenleitern ( )) (With the data lines in the form of optical fibers 11 11 ) kombiniert. ) Combined. Die Versorgungsspannung ( The supply voltage ( 12 12 ) ( () 13 13 ) wird über ein geschirmtes Koaxialkabel geleitet, um das herum eine jeweilige Anzahl von Lichtwellenleitern ( ) Is passed through a shielded coaxial cable, around which a respective number of light waveguides ( 11 11 ) liegt. ) lies. Dieser Kabelbaum ist ummantelt, so dass für den Anwender lediglich ein diskretes Kabel entsteht. This harness is coated so that only creates a discrete cable for the user. Durch die Benutzung einer reinen Gleichspannung zur Versorgung können induzierte Spannungen sehr einfach durch elektrische Filter (LPF, HPF, BPF, ( By using a pure DC voltage to supply induced voltages can easily by electrical filter (LPF, HPF, BPF ( 6 6 )) eliminiert werden. )) Are eliminated.
  • Die Lichtwellenleiter sind in einem hohen Magnetfeld unanfällig gegenüber Störungen. The optical fibers are not prone to disturbances in a high magnetic field. Mit Hilfe der Lichtwellenleiter ( (Using the light waveguide 11 11 ) kann am Zielbaustein ( ) Can (at the destination block 3 3 ) ein getakteter Impuls erzeugt werden. ) A clocked pulse to be generated. Durch die Kombination mehrerer Lichtwellenleiter ( By combining several optical waveguides ( 11 11 ) in einem Kabel ( ) (In a cable 10 10 ) ist eine Verpolung ausgeschlossen. ) Is excluded polarity reversal. Das Koaxialkabel mit den Versorgungsleitungen ( The coaxial cable to the supply lines ( 12 12 ) ( () 13 13 ) ist von einer Anzahl von Lichtwellenleitern ( ) Is (from a number of optical fibers 11 11 ) umgeben. ) surround. An jedem Ende befindet sich ein Stecker ( a connector located at each end ( 8a 8a ) ( () 8b 8b ) ( () 8 8th ), mit dem eine Verbindung mit z. ), With a compound having z. B. einem Filter oder den Baugruppen eingegangen werden kann. a filter or the module can be entered as. Der Filter selber kann allerdings auch in das Kabel ( The Filter can, however, (in the cable 10 10 ) integriert sein. ) Be integrated. Der Stecker besitzt eine Arretierung, wodurch eine Verpolung ausgeschlossen wird. The plug has a detent, whereby a polarity reversal is ruled out. Sollte ein externer Filter ( If an external filter ( 6 6 ) verwendet werden, so ist der Filter so dimensioniert, dass die HF-Kabine abgeschirmt wird. are used), the filter is so dimensioned that the RF cabin is shielded. Der Filter besitzt eine handliche Größe, mit der er z. The filter has a handy size with which he z. B. durch einen Waveguide ( B. (by a waveguide 7 7 ) gelegt werden kann. ) Can be placed. Die Lichtwellenleiter werden um den Tiefpassfilter geführt. The optical waveguides are guided to the low-pass filter.
  • Der Stecker ( The plug ( 8a 8a ) ( () 8b 8b ) ( () 8 8th ) kann für jeden Lichtwellenleiter ein Sende-/Empfangsmodul beinhalten, der die optischen Signale in elektrische Impulse überträgt oder andersrum. ) May include a transmit / receive module which transmits the optical signals into electrical signals or vice versa for each optical waveguide. Dies kann notwendig sein beim direkten Anschluss an die Endgeräte ( This may be necessary in direct connection to the terminal ( 3 3 ) ( () 9 9 ). ). Bei der Durchführung durch die Kabine ( When carrying through the cabin ( 5 5 ) bzw. bei der Kopplung von Lichtwellenleiter auf Lichtwellenleiter ist dies nicht unbedingt notwendig. ) Or in the coupling of optical fibers to optical waveguides this is not absolutely necessary. In diesem Fall ist die Kupplungsverbindung ( In this case, the clutch connection ( 8a 8a ) auf ( ) on ( 8b 8b ) sowohl für die LWL optisch durchlässig als auch elektrisch leitend für die Versorgungsleitung. ) For both the optical fiber optically transparent and electrically conductive for the supply line. Zusätzlich ist es möglich, an der Endgerätkupplung das Empfangsmodul mit dem benachbarten Sendemodul zu koppeln, so dass die erhaltene Information sofort wieder zurückgeschickt wird. In addition, it is possible to couple to the terminal coupling the receiver module to the adjacent transmission module, so that the information obtained is immediately sent back. Dadurch kann, zur Sicherheitskontrolle der Datenleitung, im Steuerelement ein Vergleich der gesendeten und empfangenen Daten durchgeführt werden. Thereby, the security control of the data line, in the control, a comparison of the transmitted and received data is performed.
  • Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 1 1
    MRT-Magnetsystem MRI magnet system
    2 2
    Patient oder Objekt im MRT Patient or object in the MRI
    3 3
    Endgerät im oder im Umfeld des MRT Magnetsystems Terminal is in or around the MRI magnet system
    4 4
    Spannungs- und Datenverbindung Power and data connection
    5 5
    Abgeschirmte Hochfrequenzkabine um den MRT Magneten ( Shielded high-frequency cabin to the MRI magnet ( 5 5 ) )
    6 6
    Elektrischer Filter (Low-Pass-Filter LPF, Hoch-Pass-Filter HPF, Band-Pass-Filter BPF) An electric filter (low-pass filter LPF, high-pass filter HPF, band-pass filter BPF)
    7 7
    Hohlleiter- oder Waveguidedurchführung Waveguide Waveguide or implementing
    8 8th
    Steck- oder Schraubverbindung mit oder ohne integrierten Filter ( Plug or screw with or without integrated filter ( 6 6 )–( ) - ( 8a 8a ) männlicher Teil der Steck- oder Schraubverbindung, ( ) Male part of the plug or screw, ( 8b 8b ) weiblicher Teil der Steck- oder Schraubverbindung ) Female portion of the plug or screw
    9 9
    Endgerät bzw. Steuergerät außerhalb der abgeschirmten Kabine ( Terminal or control device outside the screened enclosure ( 5 5 ) )
    10 10
    Abgeschirmtes ( shielded ( 14 14 ) Gesamtkabel bestehend aus Versorgungsleitungen ( ) Total cable consisting (from supply lines 12 12 ) ( () 13 13 ) und Lichtwellenleitern ( (), And optical waveguides 11 11 ) )
    11 11
    Lichtwellenleiter optical fiber
    12 12
    Versorgungsleitung supply line
    13 13
    Versorgungsleitung supply line
    14 14
    Abschirmung des Gesamtkabels ( Shielding of the total cable ( 10 10 ) )
  • 1 1 zeigt die Installation eines Endgeräts ( shows the installation of a terminal ( 3 3 ) innerhalb oder im Umfeld eines MRT Magnetsystems ( ) Within or in the environment of an MRI magnet system ( 1 1 ) und eines Patienten oder Objekts ( ), And a patient or object ( 2 2 ), die sich in einem hochfrequent abgeschirmten Raum ( ) Extending (in a high-frequency shielded room 5 5 ) befinden und welches über elektrisch gefilterte ( ) And which are located over electrically filtered ( 6 6 ) Daten- und Versorgungsleitungen indirekt ( ) Data and supply lines indirectly ( 8 8th ) oder direkt ( ) Or directly ( 7 7 ) mit einem außerhalb der abgeschirmten Kabine ( ) (With a shielded outside the cabin 5 5 ) platzierten Steuer- oder sonstigem Endgerät ( ) Placed or other control terminal ( 9 9 ) verbunden ist. ) connected is.
  • 2 2 zeigt das Prinzip eines Low-Pass-Filters (LPF). shows the principle of a low-pass filter (LPF).
  • 3 3 zeigt das Prinzip der Gesamtleitung ( shows the principle of the total line ( 10 10 ), bestehend aus abgeschirmten ( ), Consisting of screened ( 14 14 ) Versorgungsleitungen und Lichtwellenleitern. ) Supply lines and optical fibers.
  • 4 4 zeigt den Querschnitt im Schnitt AA' der shows the cross section in section AA 'of the 3 3 mit LWL ( (With FO 11 11 ) in paarweiser Anordnung um die Versorgungsleitungen ( ) In a paired arrangement (to the supply lines 12 12 ) ( () 13 13 ) in einem abgeschirmten Gesamtkabel ( ) (In a shielded cable total 10 10 ). ).
  • 5 5 zeigt den Kupplungsverschluss (oder Schraubverschluss oder Steckverschluss), der sicherstellt, dass eine entsprechende optische Kopplung der LWL ( shows the coupling lock (or screw or plug-in lock), which ensures that a corresponding optical coupling of the optical fiber ( 11 11 ) erfolgt und eine elektrisch leitende Verbindung der Versorgungsleitungen ( ) Is carried out and (an electrically conductive connection of the supply lines 12 12 ) ( () 13 13 ). ). Integriert dargestellt ist der elektrische Filter ( shown integrated electrical filter ( 6 6 ) der Versorgungsleitungen. ) Of the supply lines.
  • In In 6 6 ist noch einmal das Gesamtprinzip dargestellt. once again shows the overall principle. Die Lichtwellenleiter werden über den Kupplungsanschluss direkt an einen entsprechenden Wandler angeschlossen, der die optische Information in elektrische Information umwandelt. The optical fibers are connected via the coupling connection directly to the appropriate converter, which converts the optical information into electric information. Dieser Wandler könnte sich auch in dem Kupplungsanschluss ( This converter could (also in the coupling connection 8 8th ) befinden. ) are located. Die Versorgungsspannung eines im abgeschirmten Raum befindlichen Systems ( The supply voltage a system under shielded room ( 3 3 ) wird über eine AC/DC Wandlung im System ( ) Is (an AC / DC conversion in the system 9 9 ) erzeugt und dann an die Versorgungsleitungen ( ) Is generated, and then (to the supply lines 12 12 ) und ( ) and ( 13 13 ) weitergegeben. ) Passed.
  • 7 7 zeigt die Erfindung in der Gesamtheit. shows the invention in its entirety. Von einem Endgerät ( (From a terminal 9 9 ) werden sowohl Versorgungsspannungen ( ) (Both supply voltages 12 12 ) ( () 13 13 ) an abgeschirmte Kupferleitungen, als auch Dateninformationen in Form von optischen Signalen an LWL weitergegeben, gebündelt über einen Kupplungsausgang und den entsprechenden Kupplungseingang an ein gebündeltes und abgeschirmtes Kabel aus LWL und Versorgungsleitungen ( ) Passed to shielded copper wires, and data information in the form of optical signals on optical fiber, bundled via a clutch output and the clutch input corresponding to a bundled and shielded cable and fiber optic supply lines ( 10 10 ) übertragen. ) transfer. Ein im Kabel ( (In the cable 10 10 ) integrierter elektrischer Filter ( ) Integrated electrical filters ( 6 6 ) filtert die hochfrequenten Signale, bevor diese durch die abgeschirmte Kabine ( ) Filters the high frequency signals before (by the shielded cabin 5 5 ) in den MRT Raum eintreten. enter) into the MRI room. Dabei kann die Durchführung durch die Wand des abgeschirmten Raums entweder über eine Kombination von Kupplungen erfolgen, bei denen jeweils die optischen Kanäle aufeinander abgestimmt sind (durch genaue Übereinstimmung und entsprechende Arretierung der Kupplungsstücke) und die elektrischen Versorgungsleitungen eine leitende Verbindung haben. In this case, implementation may be through the wall of the shielded room either through a combination of couplings, have (by exact match and corresponding locking of the coupling elements) and the electrical supply lines, a conductive connection in each of which the optical channels are matched. Alternativ kann in dem Wanddurchführungsstück auch ein entsprechender elektrischer Filter eingebaut sein. Alternatively, in the wall lead-through, an appropriate electrical filter may be installed. Im unteren Bild ist eine Variante gezeigt, bei der das Kabel ( In the picture below, a variant is shown in which (the cable 10 10 ) mit den integrierten elektrischen Filtern ( ) (With the integrated electrical filters 6 6 ) durch einen Hohlleiter ( ) (By a waveguide 7 7 ) direkt vom Endgerät ( ) (Directly from the terminal 9 9 ) zum Endgerät ( ) (To the terminal 3 3 ) geführt wird. ) to be led.

Claims (6)

  1. Opto-elektrisches Hybridkabel für die Anwendung in der Magnetresonanzbildgebung zur Durchdringung eines hochfrequent abgeschirmten Raums, bestehend aus mindestens zwei elektrisch abgeschirmten Gleichspannungsleitungen, mehreren paarweise angeordneten potentialfreien Lichtwellenleitern, einer arretierbaren, lösbaren Schraub- oder Steckverbindung, die das opto-elektrische Hybridkabel abschließt, und mehreren elektrischen Filtern, die mit den mindestens zwei elektrisch abgeschirmten Gleichspannungsleitungen elektrisch über eine Reihen- oder Parallelschaltung verbunden sind. Opto-electric hybrid cable for use in magnetic resonance imaging for the penetration of a high-frequency shielded room, consisting of at least two electrically shielded dc voltage lines, a plurality of pairs of potential-free optical waveguides, a lockable, releasable screw or plug connection, which closes off the opto-electrical hybrid cable, and a plurality of electrical filters, which are connected to the at least two electrically shielded DC lines electrically connected through a series or parallel connection.
  2. Opto-elektrisches Hybridkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Filter abhängig vom Einsatzgebiet des opto-elektrischen Hybridkabels als Low-Pass-Filter (LPF), Hoch-Pass-Filter (HPF) oder Band-Pass-Filter (BPF) ausgestaltet sind. Opto-electric hybrid cable according to claim 1, characterized in that the electrical filter depending on the field of application of the opto-electric hybrid cable as a low-pass filter (LPF), high-pass filter (HPF) or band-pass filter (BPF) are configured.
  3. Opto-elektrisches Hybridkabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Filter aus diskreten Bauteilen aufgebaut sind oder durch zusätzliche Abschirmelemente auf oder in dem opto-elektrischen Hybridkabel realisiert werden. Opto-electric hybrid cable according to claim 1 or 2, characterized in that the electrical filters are constructed from discrete components or be realized by additional shielding on or in the opto-electric hybrid cable.
  4. Opto-elektrisches Hybridkabel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verpolung der Schraub- oder Steckverbindung durch eine eindeutige Kombination mehrerer paarweise angeordneter potentialfreier Lichtwellenleiter ausgeschlossen ist. Opto-electric hybrid cable according to one of the preceding claims, characterized in that a polarity reversal of the screw or plug connection is excluded by a unique combination of a plurality of paired floating optical waveguide.
  5. Opto-elektrisches Hybridkabel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die arretierbare, lösbare Schraub- oder Steckverbindung je ein Verbindungselement für jeden einzelnen Lichtwellenleiter aufweist, wobei jedes Verbindungselement ein Sende-/Empfangsmodul beinhaltet, das optische Signale in elektrische Signale wandelt und umgekehrt. Opto-electric hybrid cable according to one of the preceding claims, characterized in that the lockable, releasable screw or plug connection comprising a respective connecting element for each light waveguide, each connecting member includes a transmit / receive module, the optical signals into electrical signals and vice versa ,
  6. Opto-elektrisches Hybridkabel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das opto-elektrische Hybridkabel mit einem Durchführungsstück verbindbar ist, wobei das Durchführungsstück einen optischen Durchgang für die Lichtwellenleiter sowie einen elektrischen Durchgang für die Gleichspannungsleitungen durch eine Wand des hochfrequent abgeschirmten Raumes hindurch ermöglicht. Opto-electric hybrid cable according to one of the preceding claims, characterized in that the opto-electric hybrid cable is connected to a lead-through, said lead-through allows an optical passage for the optical waveguide and an electrical passage for the DC lines through a wall of the high-frequency-shielded space through ,
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