DE102011006578A1

DE102011006578A1 - Method for transmission of magnetic resonance receiving signals from multiple receiving antenna elements to magnetic resonance-signal processing device, involves sampling magnetic resonance receiving signals

Info

Publication number: DE102011006578A1
Application number: DE102011006578A
Authority: DE
Inventors: Jan Bollenbeck; Markus Vester
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-10-04

Abstract

The method involves sampling magnetic resonance receiving signals (A) and converting magnetic resonance receiving signals into digital magnetic resonance data words. The digital magnetic resonance data words are coded, where coding is controlled by the signal level of the digital magnetic resonance data words such that the coded magnetic resonance data words have larger word width in higher magnetic resonance signal level than lower signal level. The coded magnetic resonance data words are transmitted by multiple transmission links (7) at a magnetic resonance signal processing device (6). An independent claim is included for a transmission device for transmission of magnetic resonance receiving signals from multiple receiving antenna elements to a magnetic resonance-signal processing device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ubertragung von Magnetresonanz(MR)-Empfangssignalen einer Anzahl an Empfangsantennenelementen zu einer MR-Signalverarbeitungseinrichtung. Die Erfindung betrifft außerdem eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung von MR-Empfangssignalen einer Anzahl an Empfangsantennenelementen zu einer MR-Signalverarbeitungseinrichtung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine MR-Lokalspule mit einer Anzahl an Empfangsantennenelementen und einer derartigen Übertragungseinrichtung sowie ein MR-System zur Erzeugung von MR-Aufnahmen eines Untersuchungsbereichs eines Untersuchungsobjekts mit einer Anzahl an Empfangsantennenelementen und einer derartigen Übertragungseinrichtung.The invention relates to a method for transmitting magnetic resonance (MR) reception signals of a number of receiving antenna elements to an MR signal processing device. The invention also relates to a transmission device for transmitting MR reception signals of a number of reception antenna elements to an MR signal processing device. In addition, the invention relates to an MR local coil with a number of receiving antenna elements and such a transmission device and to an MR system for generating MR images of an examination region of an examination subject having a number of receiving antenna elements and such a transmission device.

Bildgebende Systeme der Medizintechnik nehmen heute eine bedeutende Rolle bei der Untersuchung von Patienten ein. Die von den bildgebenden Systemen erzeugten Darstellungen der inneren Organe und Strukturen des Patienten werden zur Diagnose von Krankheitsursachen, zur Planung von Operationen, bei der Durchführung von Operationen oder auch zur Vorbereitung von therapeutischen Maßnahmen angewandt. Beispiele für solche bildgebenden Systeme sind Ultraschallsysteme, Röntgen-Computertomographie(CT)-Systeme, Positronen-Emissionstomographie(PET)-Systeme, Single-Photon-Emissionstomographie(SPECT)-Systeme oder Magnetresonanzsysteme (MR-Systeme).Medical imaging systems today play an important role in the examination of patients. The images of the internal organs and structures of the patient produced by the imaging systems are used to diagnose causes of disease, to plan operations, to carry out operations or to prepare therapeutic measures. Examples of such imaging systems are ultrasound systems, X-ray computed tomography (CT) systems, positron emission tomography (PET) systems, single photon emission tomography (SPECT) systems or magnetic resonance systems (MR systems).

Bei den letztgenannten MR-Systemen werden bei einer MR-Untersuchung zum Empfang der MR-Empfangssignale des Untersuchungsobjekts meist sogenannte Lokalspulen (”local coils”) eingesetzt. Bei diesen Lokalspulen handelt es sich um Empfangsantennen-Baugruppen, welche zumindest ein Empfangsantennenelement, meist in Form von Leiterschleifen, enthalten. Diese Lokalspulen werden bei der Untersuchung relativ nah an der Körperoberfläche möglichst direkt an dem zu untersuchenden Organ bzw. Körperteil des Patienten angeordnet. Die Empfangsantennenelemente sind häufig als Spule ausgeführt. Im Gegensatz zu größeren, entfernter vom Patienten angeordneten Antennen, haben die Lokalspulen den Vorteil, dass sie näher an den interessierenden Bereichen angeordnet sind. Dadurch wird der durch die elektrischen Verluste in den Antennen selbst und innerhalb des Körpers des Patienten verursachte Rauschanteil reduziert, was dazu führt, dass das sogenannte Signal-Rausch-Verhältnis einer Lokalspule prinzipiell besser ist als das einer entfernteren Antenne. Nachteilig ist jedoch, dass ein einzelnes Empfangsantennenelement nur in der Lage ist, ein effektives Bild innerhalb einer bestimmten räumlichen Ausdehnung zu erzeugen, welche in der Größenordnung des Durchmessers der Leiterschleife der Antenne bzw. Spule liegt.In the case of the latter MR systems, so-called local coils are usually used in an MR examination to receive the MR received signals of the examination object. These local coils are receiving antenna modules, which contain at least one receiving antenna element, usually in the form of conductor loops. During the examination, these local coils are arranged, as close as possible to the body surface, as directly as possible to the organ or body part of the patient to be examined. The receiving antenna elements are often designed as a coil. In contrast to larger, more distant antennas arranged by the patient, the local coils have the advantage that they are arranged closer to the areas of interest. This reduces the noise caused by the electrical losses in the antennas themselves and within the body of the patient, with the result that the so-called signal-to-noise ratio of a local coil is, in principle, better than that of a more remote antenna. A disadvantage, however, is that a single receiving antenna element is only able to produce an effective image within a certain spatial extent, which is of the order of the diameter of the conductor loop of the antenna or coil.

Daher sind die Einsatzmöglichkeiten für solche einzelnen Empfangsantennenelemente wegen des eingeschränkten Beobachtungsbereichs sehr begrenzt. Der Beobachtungsbereich lässt sich zwar durch Vergrößerung des Durchmessers der Leiterschleife des Empfangsantennenelements erweitern. Mit der Vergrößerung der Leiterschleife ist aber gleichzeitig auch wieder ein Vergrößerung des durch elektrische Verluste im Körper des Patienten hervorgerufenen Anteils am Signalrauschen verbunden. Ein heute praktizierter Ansatz, den Beobachtungsbereich zu vergrößern, ohne dabei im gleichen Maße die Auflösung zu verringern, besteht darin, mehrere benachbart zueinander angeordnete einzelne Empfangsantennenelemente bzw. mehrere Lokalspulen zu verwenden, d. h. ein ganzes Feld von Antennenelementen (z. B. ein Antennenarray) einzusetzen, die gemeinsam eine große Oberflächenantenne bilden.Therefore, the possible uses for such individual receiving antenna elements are very limited because of the limited observation range. Although the observation range can be expanded by increasing the diameter of the conductor loop of the receiving antenna element. With the enlargement of the conductor loop but at the same time an increase in the caused by electrical losses in the body of the patient portion of the signal noise is also connected. An approach practiced today of enlarging the observation area without, to the same extent, reducing the resolution is to use a plurality of adjacent receive antenna elements or a plurality of local coils arranged adjacent to one another, ie. H. a whole array of antenna elements (eg, an antenna array) are used, which together form a large surface antenna.

Die von den Empfangsantennenelementen empfangenen MR-Empfangssignale werden in der Regel noch in der Lokalspule vorverstarkt und aus dem zentralen Bereich der Magnetresonanzanlage uber Kabel ausgeleitet und einem geschirmten Empfänger einer MR-Signalverarbeitungseinrichtung zugeführt. In dieser werden dann die empfangenen Daten digitalisiert und für die Bildgebungen weiterverarbeitet. Mit der steigenden Anzahl an Empfangsantennenelementen ergibt sich folglich auch ein erhöhter Bedarf an Kabeln fur die Übertragung der Empfangssignale. Eine Vielzahl an Kabeln verlangsamt jedoch das Anbringen der Lokalspulen am Untersuchungsobjekt, woraus höhere Behandlungszeiten und damit Behandlungskosten resultieren. Darüber hinaus muss davon ausgegangen werden, dass eine Vielzahl der Patienten eine hohe Anzahl an Kabeln als störend empfindet. Außerdem ist der Untersuchungsraum innerhalb einer MR-Anlage begrenzt, was den Einsatz einer Vielzahl an Kabeln begrenzt, insbesondere wenn der Patient auf einer zugehörigen Liegeeinrichtung bewegt wird. Die vorgenannten Einschränkungen gelten insbesondere dann, wenn analoge Antwortsignale von den Empfangsantennenelemente übertragen werden, da hier oft abgeschirmte (koaxiale) Kabel verwendet werden müssen, die einen großen Querschnitt aufweisen, ein hohes Gewicht haben und kostenaufwändig sind.The received MR receiving signals from the receiving antenna elements are usually vorverstarkt still in the local coil and discharged from the central region of the magnetic resonance system via cable and fed to a shielded receiver of an MR signal processing device. In this, the received data are then digitized and further processed for the imaging. Consequently, with the increasing number of receiving antenna elements, there is also an increased need for cables for the transmission of the received signals. However, a large number of cables slows down the attachment of the local coils on the examination subject, resulting in higher treatment times and thus treatment costs. In addition, it must be assumed that a large number of patients find a high number of cables disturbing. In addition, the examination space is limited within an MR system, which limits the use of a plurality of cables, in particular when the patient is moved on an associated lying device. The aforementioned limitations apply in particular when analogue response signals are transmitted by the receiving antenna elements, since often shielded (coaxial) cables have to be used which have a large cross-section, are heavy-weighted and are expensive.

In der WO 2006/048816 A1 wird eine Einrichtung beschrieben, mit der die Empfangssignale mehrerer Empfangsantennenelemente drahtlos übertragen werden. Weiterhin wird in der DE 10 2007 001 299 A1 eine Einrichtung benannt, bei der die analogen Empfangssignale eines Empfangsantennenelements mit Hilfe eines Delta-Sigma-Modulators in einen 1-Bit Datenstrom gewandelt werden, um die Wärmeentwicklung im Bereich der Lokalspulen zu reduzieren. In beiden Einrichtungen wird jedoch nicht die Menge der von den Empfangsantennenelementen erzeugten Antwortdaten reduziert. Der wünschenswerte Einsatz einer größeren Zahl an Empfangsantennenelementen stellt damit ein zunehmendes Problem dar.In the WO 2006/048816 A1 a device is described with which the received signals of a plurality of receiving antenna elements are transmitted wirelessly. Furthermore, in the DE 10 2007 001 299 A1 a Named device in which the analog received signals of a receiving antenna element using a delta-sigma modulator are converted into a 1-bit data stream to reduce the heat generation in the local coil. However, in both devices, the amount of response data generated by the receiving antenna elements is not reduced. The desirable use of a larger number of receive antenna elements thus represents an increasing problem.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine Einrichtung zur Übertragung von MR-Empfangssignalen von Empfangsantennenelementen zu einer MR-Signalverarbeitungseinrichtung anzugeben, welche die oben genannte Problematik wesentlich reduzieren und welche sich leicht durch eine einfache Erganzung bestehender MR-Systeme anwenden lassen.It is therefore the object of the present invention to specify an improved method and a device for transmitting MR received signals from receiving antenna elements to an MR signal processing device, which substantially reduce the above-mentioned problems and which are easily applied by simply supplementing existing MR systems to let.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Übertragung von MR-Empfangssignalen nach Anspruch 1, eine Ubertragungseinrichtung zur Übertragung von MR-Empfangssignalen nach Anspruch 12, eine MR-Lokalspule nach Anspruch 15 und ein MR-System nach Anspruch 16 gelöst.This object is achieved by a method for transmitting MR received signals according to claim 1, a transmission device for transmitting MR received signals according to claim 12, an MR local coil according to claim 15 and an MR system according to claim 16.

Ein erfindungsgemaßes Verfahren zur Übertragung von MR-Empfangssignalen einer Anzahl an Empfangsantennenelementen zu einer MR-Signalverarbeitungseinrichtung umfasst einen Verfahrensschritt mit einer Abtastung der analogen MR-Empfangssignale und mit einer Umwandlung der analogen MR-Empfangssignale in digitale MR-Datenworte. Eine Anzahl steht hier und im Folgenden für eine positive, natürliche Zahl größer als Null. Unter Abtastung wird die Bestimmung des Pegels des analogen MR-Empfangssignals zu verschiedenen Zeitpunkten verstanden.An inventive method for transmitting MR received signals of a number of receiving antenna elements to an MR signal processing device comprises a method step with a sampling of the analog MR received signals and with a conversion of the analog MR received signals into digital MR data words. A number here and in the following stands for a positive, natural number greater than zero. Scanning is the determination of the level of the analog MR received signal at different times.

Da die Frequenzbandbreite der zu übertragenden MR-Empfangssignale von der maximalen Gradientenstärke und der Größe des Patienten bzw. des Untersuchungsobjektes abhängt, wird die Rate der Abtastung in Abhängigkeit von diesen Parametern gewahlt. Bei üblichen MR-Untersuchungen liegt die Frequenzbandbreite der MR-Empfangssignale in der Größenordnung von 1 MHz. Entsprechend würde nach dem, den Experten des Fachgebiets bekannten Abtast-Theorem nach Nyquist und Shannon eine gleichmaßige Abtastrate in der Größenordnung von 2 MS/s, d. h. 2 Millionen Abtastungen (Samples) pro Sekunde, genügen. Zur Vereinfachung der technischen Anforderung an Vorfilter, welche eine Verminderung des Signal zu Rausch Verhältnisses aufgrund von Rauscheinfaltung verhindern, sind jedoch Abtastraten von beispielsweise 10 MS/s sinnvoll. Bei der Umwandlung der abgetasteten MR-Empfangssignale in digitale MR-Datenworte wird die Dynamik der MR-Empfangssignale berücksichtigt. Diese kann von dem thermischen Rauschflur des Untersuchungsobjektes in der Großenordnung von –174 dBm/Hz (abgeleitet von einer Rauschleistung pro Bandbreite) bis zu einem maximalen Pegel in der Größenordnung von –20 dBm (abgeleitet von einer Signalleistung in mW), wie sie typischerweise bei MR-Systemen im 3 Tesla-Bereich auftreten, reichen. Damit bei der Umwandlung in diskrete digitale Werte der Rundungsfehler der Diskretisierung keinen störenden Rauschbeitrag liefert, wird beispielsweise bei einer Abtastrate von 10 MS/s eine Wortbreite in der Größenordnung von 18 Bit und darüber für die digitalen MR-Datenworte gewählt.Since the frequency bandwidth of the MR received signals to be transmitted depends on the maximum gradient strength and the size of the patient or the examination subject, the rate of the scan is chosen as a function of these parameters. In conventional MR examinations, the frequency bandwidth of the MR received signals is of the order of 1 MHz. Accordingly, according to Nyquist and Shannon's sampling theorem known to those skilled in the art, a uniform sampling rate on the order of 2 MS / s, that is to say, would be required. H. 2 million samples (samples) per second, are enough. However, to simplify the technical requirements for pre-filters, which prevent a reduction of the signal-to-noise ratio due to noise folding, sampling rates of, for example, 10 MS / s are expedient. In the conversion of the sampled MR received signals into digital MR data words, the dynamics of the MR received signals are taken into account. This can range from the thermal noise floor of the object under investigation on the order of magnitude of -174 dBm / Hz (derived from a noise power per bandwidth) to a maximum level on the order of -20 dBm (derived from a signal power in mW) typically used in MR systems in the 3 Tesla range will suffice. So that the rounding error of the discretization does not produce a disturbing noise contribution when converted into discrete digital values, a word width of the order of 18 bits and more is selected for the digital MR data words, for example at a sampling rate of 10 MS / s.

In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens findet eine Bestimmung eines Signalpegels der digitalen MR-Datenworte statt, d. h. dieser Verfahrensschritt bestimmt anhand der digitalen MR-Datenworte, welche Größenordnung der Signalpegel des dem jeweiligen Datenwort zugrunde liegende analoge MR-Empfangssignals bei der jeweiligen Abtastung hatte. Die Diskretisierung des Signalpegels ist dabei nicht vorgegeben. So ist es einerseits denkbar, dass die Signalpegel der digitalen MR-Datenworte nur durch ein einzelnes Bit in digitaler Form dargestellt werden, welches entsprechend die Signalpegel in hohe und in niedrige Signalpegel unterteilt, wobei der Grenzwert zur Separierung zwischen hohen und niedrigen Signalpegeln beliebig definierbar ist. Andererseits können für die Repräsentation des Signalpegels aber auch mehrwertige Bit-Darstellungen gewählt werden, um beispielsweise zwischen niedrigen, mittleren, hohen und sehr hohen Signalpegeln unterscheiden zu können. Beispielsweise wird ein niedriger Signalpegel bei Datenworten angenommen, wenn deren korrespondierender Abtastwert des analogen Empfangssignals eines Empfangsantennenelements unter ca. –48 dBFS (–48 dB unter Full-Scale) liegt. Entsprechend wird beispielsweise ein mittlerer Signalpegel bei unter ca. –36 dBFS, ein hoher Signalpegel bei unter ca. –24 dBFS und ein sehr hoher Signalpegel uber ca. –24 dBFS bestimmt.In a further step of the method according to the invention, a determination of a signal level of the digital MR data words takes place, i. H. Based on the digital MR data words, this method step determines which order of magnitude the signal level of the analog MR received signal on which the respective data word was based had on the respective scan. The discretization of the signal level is not specified. Thus, on the one hand, it is conceivable that the signal levels of the digital MR data words are only represented by a single bit in digital form, which subdivides the signal levels into high and low signal levels, whereby the limit value for separating between high and low signal levels can be arbitrarily defined , On the other hand, multi-valued bit representations can also be selected for the representation of the signal level in order to be able to distinguish, for example, between low, medium, high and very high signal levels. For example, a low signal level is assumed for data words if their corresponding sample value of the analog receive signal of a receive antenna element is below approximately -48 dBFS (-48 dB below full-scale). Accordingly, for example, a mean signal level below about -36 dBFS, a high signal level below about -24 dBFS, and a very high signal level above about -24 dBFS are determined.

Weiterhin wird durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Schritt angegeben, bei dem eine Kodierung der digitalen MR-Datenworte stattfindet, wobei die Kodierung durch den Signalpegel eines digitalen MR-Datenwortes derart gesteuert wird, dass die kodierten MR-Datenworte bei höheren Signalpegeln, eine größere Wortbreite aufweisen als bei niedrigeren Signalpegeln. Dies ist vorteilhaft, da typische zeitliche Verläufe von MR-Empfangssignalen eine systematische Eigenschaft aufweisen: In einem großen Teil des zeitlichen Verlaufs treten nur niedrigere Signalpegel in der Größenordnung des thermischen Rauschflurs auf. Entsprechend führt dieser erfindungsgemaße Verfahrensschritt zu einer wesentlichen Reduktion der durchschnittlichen Wortbreiten der kodierten MR-Datenworte. Die MR-Datenworte bei niedrigen Signalpegeln werden jedoch erfindungsgemäß nicht vollständig verworfen bzw. auf Null gesetzt, da diese bei der späteren Bildrekonstruktion aus den MR-Datenworten durch die Mittelungswirkung der üblicherweise eingesetzten Fouriertransformation aus dem Rauschen hervorgehoben werden. Da es aber nur wesentlich ist, dass die spektrale Dichte des Diskretisierungsrauschens gegenüber dem thermischen Rauschflur vernachlässigbar ist, ist es meistens ausreichend fur die kodierten MR-Datenworten zu den Zeitpunkten niedriger Signalpegel eine Wortbreite von wenigen Bits zu verwenden. Anstelle der vorstehend genannten Wortbreite von 18 Bit sind für diese MR-Datenworte Wortbreiten in der Größenordnung von vier Bit mit der Auflösung des Ursprungsdatenwortes ausreichend, wodurch sich die durch die Erfindung angestrebte wesentliche Reduktion der von den Empfangsantennenelementen erzeugten Datenmenge ergibt. Dies gilt insbesondere deshalb, da häufig nur in einem kleinen Teil der Empfangszeit der Empfangsantennenelemente ein höherer Signalpegel auftritt, und zwar in der Nahe des dem Experten des Fachgebietes bekannten sog. k-Raum-Zentrums, bei dem die Spin-Signale im angeregten Volumen sich in Phase befinden. In diesen Zeitabschnitten höherer Signalpegel kann dann eine große oder auch maximale Wortbreite bei der Kodierung verwendet werden, um die digitalen MR-Datenworte verlustfrei übertragen zu können.Furthermore, the method according to the invention specifies a step in which the coding of the digital MR data words takes place, wherein the coding is controlled by the signal level of a digital MR data word in such a way that the coded MR data words have a larger word width at higher signal levels as at lower signal levels. This is advantageous since typical time profiles of MR received signals have a systematic characteristic: in a large part of the time course, only lower signal levels in the order of magnitude of the thermal noise floor occur. Correspondingly leads this method step according to the invention leads to a substantial reduction of the average word widths of the coded MR data words. However, according to the invention, the MR data words at low signal levels are not completely rejected or set to zero, since they are emphasized from the noise during the later image reconstruction from the MR data words by the averaging effect of the Fourier transformation normally used. However, since it is only essential that the spectral density of the discretization noise be negligible relative to the thermal noise floor, it is usually sufficient to use a word width of a few bits for the coded MR data words at the times of low signal levels. Instead of the above-mentioned word width of 18 bits, word widths of the order of four bits are sufficient for these MR data words with the resolution of the original data word, which results in the substantial reduction of the data quantity generated by the receiving antenna elements. This is particularly true because often only in a small part of the reception time of the receiving antenna elements, a higher signal level occurs, and in the vicinity of the so-called k-space center known to the expert of the art, in which the spin signals in the excited volume in phase. In these periods of higher signal levels, a large or even maximum word width can then be used in the coding in order to be able to transmit the digital MR data words lossless.

Die kodierten MR-Daten werden in einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens über eine Anzahl an Übertragungsstrecken an die MR-Signalverarbeitungseinrichtung übertragen. Da während der Kodierung der MR-Datenworte die vorstehend beschriebene, erfindungsgemaße Optimierung der Wortbreite erfolgt, kann die Übertragung der kodierten MR-Datenworte in vorteilhafter Weise erfolgen. So kann beispielsweise auf Übertragungsverfahren zurückgegriffen werden, die kostengünstig sind, da aufgrund der reduzierten durchschnittlichen Datenwortbreite für die Übertragung nur eine geringere durchschnittliche Datenrate notwendig ist. Darüber hinaus könnte bei einer reduzierten Datenrate die Anzahl der Ubertragungsstrecken reduziert werden, was insbesondere dann von besonderem Vorteil ist, wenn eine große Zahl an MR-Empfangssignalen, beispielsweise die MR-Empfangssignale von 128 Empfangsantennenelementen, übertragen werden muss. Umgekehrt konnte bei einem MR-System mit einer vorgegebenen Anzahl an Übertragungsstrecken mit dem erfindungsgemaßen Verfahren die Anzahl der nutzbaren Empfangsantennenelemente in vorteilhafter Weise erhöht werden. Die Übertragungsstrecken können dabei drahtlos, beispielsweise als Funkstrecken, optische Übertragungsstrecken oder Ähnliches, ausgebildet sein. Es kann sich aber auch um Übertragungskabel handeln, wobei sowohl die bisher üblichen Übertragungskabel als auch andere Kabel wie beispielsweise Lichtwellenleiter etc. eingesetzt werden können.The coded MR data are transmitted in a further step of the method according to the invention over a number of transmission links to the MR signal processing device. Since the above-described inventive optimization of the word width is carried out during the coding of the MR data words, the transmission of the coded MR data words can take place in an advantageous manner. For example, use can be made of transmission methods that are cost-effective, since, due to the reduced average data word width, only a lower average data rate is necessary for the transmission. In addition, at a reduced data rate, the number of transmission links could be reduced, which is particularly advantageous when a large number of MR received signals, for example, the MR received signals of 128 receiving antenna elements, must be transmitted. Conversely, in an MR system with a predetermined number of transmission links with the inventive method, the number of usable receiving antenna elements could be increased in an advantageous manner. The transmission links can thereby be wireless, for example as radio links, optical transmission links or the like. But it can also be transmission cables, both the usual transmission cables and other cables such as optical fibers, etc. can be used.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Übertragung von MR-Empfangssignalen ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass alle Verfahrensschritte ohne weitere Einstellungen, Parameter oder manuelle Eingriffe ausgeführt werden können, d. h. dass in vorteilhafter Weise eine vollständig automatisierte Ausfuhrung des Verfahrens moglich ist.The method according to the invention for the transmission of MR received signals is further characterized in that all method steps can be carried out without further settings, parameters or manual interventions, ie. H. that advantageously a completely automated execution of the method is possible.

Die erfindungsgemäße Übertragungseinrichtung zur Ubertragung von MR-Empfangssignalen einer Anzahl an Empfangsantennenelementen zu einer MR-Signalverarbeitungseinrichtung, umfasst u. a. eine Anzahl an Analog-Digital-Wandlern zur Abtastung der MR-Empfangssignale und Umwandlung der MR-Empfangssignale in digitale MR-Datenworte. Die Analog-Digital-Wandler können dabei beispielsweise nach dem Delta-Sigma-Verfahren, dem Flash-Verfahren, dem Pipeline-Verfahren oder nach einem anderen Wandler-Verfahren ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Analog-Digital-Wandler in räumlicher Nahe der Empfangsantennenelemente angeordnet, wodurch sich eine Anbindung der Lokalspulen über eine digitale Datenübertragung realisieren lässt. Einem Analog-Digital-Wandler kann ein Empfangsantennenelement, aber auch mehrere Empfangsantennenelemente zugeordnet sein. Bevorzugt wird einem Analog-Digital-Wandler eine analoge Signalverarbeitungseinrichtung vorgeschaltet, welche die MR-Empfangssignale der Empfangsantennenelemente verarbeitet, d. h. beispielsweise die Empfangssignale verstärkt oder eine Hochpass-, Tiefpass oder Bandpass-Filterung der Empfangssignale ausführt.The transmission device according to the invention for the transmission of MR received signals of a number of receiving antenna elements to an MR signal processing device, comprises u. a. a number of analog-to-digital converters for sampling the MR received signals and converting the MR received signals into digital MR data words. The analog-to-digital converters can be designed, for example, according to the delta-sigma method, the flash method, the pipeline method or according to another converter method. Preferably, the analog-to-digital converter is arranged in spatial proximity of the receiving antenna elements, whereby a connection of the local coils can be realized via a digital data transmission. An analog-to-digital converter may be assigned a receive antenna element, but also a plurality of receive antenna elements. Preferably, an analog-digital converter is preceded by an analog signal processing device which processes the MR received signals of the receiving antenna elements, ie. H. for example, amplifies the received signals or performs a high-pass, low-pass or band-pass filtering of the received signals.

Weiterhin benötigt die erfindungsgemäße Übertragungseinrichtung eine Anzahl an Pegeldetektoren zur Bestimmung eines Signalpegels der digitalen MR-Datenworte entsprechend dem genannten Verfahrensschritt zur Bestimmung des Signalpegels. Ein Pegeldetektor kann hierbei einem oder auch mehreren Empfangsantennenelementen zugeordnet sein. Darüber hinaus umfasst die erfindungsgemäße Übertragungseinrichtung eine Anzahl an Datenkodierern zur Kodierung der digitalen MR-Datenworte, wobei entsprechend dem erfindungsgemaßen Verfahrensschritt die Kodierung durch den Signalpegel eines digitalen MR-Datenwortes derart gesteuert wird, dass die kodierten MR-Datenworte bei höheren Signalpegeln eine größere Wortbreite aufweisen als bei niedrigeren Signalpegeln.Furthermore, the transmission device according to the invention requires a number of level detectors for determining a signal level of the digital MR data words corresponding to said method step for determining the signal level. A level detector may in this case be assigned to one or more receiving antenna elements. In addition, the inventive transmission device comprises a number of data encoders for encoding the digital MR data words, wherein according to the inventive method step, the coding is controlled by the signal level of a digital MR data word such that the coded MR data words have a larger word width at higher signal levels as at lower signal levels.

Außerdem umfasst die erfindungsgemäße Übertragungseinrichtung eine Anzahl an Übertragungsschnittstellen zur Übertragung der kodierten MR-Datenworte an die MR-Signalverarbeitungseinrichtung. Eine Übertragungsschnittstelle kann dabei beispielsweise eine Anzahl an Steckerelementen umfassen, die für eine Anbindung an eine drahtgebundene Übertragungsstrecke ausgebildet sind. Des Weiteren kann die Übertragungsschnittstelle beispielsweise eine Anzahl an Antennenelementen für eine drahtlose Übertragung umfassen, oder auch eine Anzahl an lichtemittierenden Senderelementen für eine optische Übertragung der kodierten MR-Datenworte. Die Anzahl der notwendigen Ubertragungsschnittstellen bzw. die notwendige technische Komplexität der Anzahl an Übertragungsschnittstellen wird durch die Erfindung vorteilhaft reduziert, da durch die signalpegelgesteuerte Kodierung der MR-Datenworte eine Verringerung der durchschnittlichen Datenrate bei der Übertragung erzielbar ist. In addition, the transmission device according to the invention comprises a number of transmission interfaces for transmitting the coded MR data words to the MR signal processing device. In this case, a transmission interface can comprise, for example, a number of plug elements which are designed for connection to a wired transmission path. Furthermore, the transmission interface can comprise, for example, a number of antenna elements for a wireless transmission, or else a number of light-emitting transmitter elements for an optical transmission of the coded MR data words. The number of necessary transmission interfaces or the necessary technical complexity of the number of transmission interfaces is advantageously reduced by the invention, since a reduction of the average data rate during transmission can be achieved by the signal-level-controlled coding of the MR data words.

Eine MR-Lokalspule gemaß der Erfindung umfasst die genannte Ubertragungseinrichtung und eine Anzahl an Empfangsantennenelementen. Bevorzugt umfasst die MR-Lokalspule weiterhin eine Anzahl an analogen Signalverarbeitungseinrichtungen, welche die MR-Empfangssignale der Anzahl der Empfangsantennenelemente verarbeiten, d. h. beispielsweise die Empfangssignale verstärken oder eine Hochpass-, Tiefpass oder Bandpass-Filterung der Empfangssignale ausführen. Besonders bevorzugt umfasst die MR-Lokalspule eine Vielzahl an Empfangsantennenelementen, die in einer Form ähnlich einer zweidimensionalen Matrix als sog. Antennen-Array angeordnet sind. Eine derartige MR-Lokalspule ist besonders vorteilhaft, da durch die Zusammenfassung vieler Empfangsantennenelemente in einer einzelnen Lokalspule einerseits das Anbringen am Untersuchungsobjekt vereinfacht wird. Andererseits bewirkt die erfindungsgemäße Digitalisierung und Kodierung der Empfangssignale, dass für die Übertragung dieser Signale an die MR-Signalverarbeitungseinrichtung kein übermäßiger Aufwand bei der technischen Umsetzung der Übertragung entsteht.An MR local coil according to the invention comprises said transmission means and a number of receiving antenna elements. Preferably, the MR local coil further comprises a number of analog signal processing means which process the MR received signals of the number of receiving antenna elements, i. H. For example, amplify the received signals or perform a high-pass, low-pass or band-pass filtering of the received signals. Particularly preferably, the MR local coil comprises a plurality of receiving antenna elements, which are arranged in a form similar to a two-dimensional matrix as a so-called antenna array. Such an MR local coil is particularly advantageous because, on the one hand, the attachment to the examination subject is simplified by the combination of many receiving antenna elements in a single local coil. On the other hand, the digitization and coding of the received signals according to the invention causes no excessive expense in the technical implementation of the transmission for the transmission of these signals to the MR signal processing device.

Ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzsystem benötigt neben den üblichen Komponenten eines herkömmlichen Magnetresonanzsystems eine erfindungsgemäß aufgebaute Übertragungseinrichtung, wobei es ohne weiteres moglich ist, herkömmliche Magnetresonanzsysteme durch Verwendung der erfindungsgemäßen Ubertragungseinrichtung, insbesondere von erfindungsgemäßen Lokalspulen, sowie durch die Anpassung einer vorhandenen MR-Signalverarbeitungseinrichtung nachzurüsten. In vielen Fallen würde eine derartige Anpassung der MR-Signalverarbeitungseinrichtung lediglich Anpassungen von Programmcode-Mitteln betreffen.A magnetic resonance system according to the invention requires, in addition to the usual components of a conventional magnetic resonance system, a transmission device constructed according to the invention, wherein it is readily possible to retrofit conventional magnetic resonance systems by using the inventive transmission device, in particular local coils according to the invention, and by adapting an existing MR signal processing device. In many cases, such an adaptation of the MR signal processing device would only concern adaptations of program code means.

Die abhängigen Ansprüche enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung, wobei eine erfindungsgemäße Übertragungseinrichtung, eine erfindungsgemäße MR-Lokalspule oder ein erfindungsgemäßes MR-System analog zu den abhängigen Ansprüchen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Übertragung von MR-Empfangssignalen weitergebildet sein können.The dependent claims each contain particularly advantageous embodiments and further developments of the invention, wherein a transmission device according to the invention, an MR local coil according to the invention or an MR system according to the invention can be developed analogously to the dependent claims of the method according to the invention for the transmission of MR received signals.

Vorzugsweise wird die Kodierung der digitalen MR-Datenworte und/oder die Übertragung der kodierten MR-Datenworte derart gesteuert, dass die Übertragung der kodierten MR-Datenworte eine maximale Wortbreite aufweist, die kleiner ist als die maximale Wortbreite der unkodierten MR-Datenworte. Durch Ausnutzung der oben beschriebenen Eigenschaft des MR-Signals, dass nur in einem kleinen Teil der Empfangszeit ein großer Signalpegel vorliegt, können bei großer Wortbreite z. B. die vier niederwertigsten Bits verworfen werden, ohne das Signal-zu-Rausch-Verhältnis merklich zu verschlechtern. Hierdurch lässt sich die maximal auftretende Wortbreite in den kodierten Daten reduzieren.Preferably, the coding of the digital MR data words and / or the transmission of the coded MR data words is controlled such that the transmission of the coded MR data words has a maximum word width that is smaller than the maximum word width of the unencoded MR data words. By utilizing the above-described property of the MR signal, that a large signal level is present only in a small part of the reception time, z. For example, the four least significant bits may be discarded without appreciably degrading the signal-to-noise ratio. As a result, the maximum occurring word width in the encoded data can be reduced.

Bei einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemaßen Verfahrens wird die Kodierung der digitalen MR-Datenworte und/oder die Übertragung der kodierten MR-Datenworte derart gesteuert, dass die Übertragung der kodierten MR-Datenworte eine im Wesentlichen konstante Datenrate aufweist. Da Übertragungsstrecken im allgemeinen, unabhangig von ihrer Ausgestaltung, eine maximale Übertragungsrate aufweisen, ermöglicht diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens eine verbesserte Ausnutzung der Übertragungsstrecke. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das erfindungsgemäße Verfahren in einem vorhandenem MR-System eingesetzt wird, welches bereits über eine Übertragungsstrecke, also beispielsweise über Kabelverbindungen, über drahtlose Schnittstellen oder über optische Verbindungen verfugt. Mit einer konstanten Datenrate, die am Maximum oder in der Nahe des Maximums der möglichen Ubertragungsrate der Ubertragungsstrecke liegt, lassen sich im Durchschnitt mehr kodierte MR-Datenworte übertragen als bei einer Datenrate, die über ihren zeitlichen Verlauf stark variiert. Folglich wird es mit dem erfindungsgemaßen Verfahren dann oft möglich sein, die Anzahl der MR-Empfangssignale, die über eine gegebene Ubertragungsstrecke übertragen werden können, in vorteilhafter Weise zu erhöhen. Zusammengefasst verbessert diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens die Ubertragung von MR-Empfangssignalen also in zweierlei Hinsicht. Zum einen werden durch die oben beschriebene Kodierung der digitalen MR-Datenworte unnötige Datenbits in den kodierten MR-Datenworten vermieden. Zum anderen wird die Übertragungsstrecke durch eine im Wesentlichen konstante Datenrate vorteilhaft genutzt.In a particularly preferred variant of the inventive method, the coding of the digital MR data words and / or the transmission of the coded MR data words is controlled such that the transmission of the coded MR data words has a substantially constant data rate. Since transmission paths in general, regardless of their design, have a maximum transmission rate, this variant of the method according to the invention enables improved utilization of the transmission path. This is particularly advantageous if the method according to the invention is used in an existing MR system which already has a transmission path, that is, for example via cable connections, via wireless interfaces or via optical connections. With a constant data rate which is at the maximum or near the maximum of the possible transmission rate of the transmission link, on average more coded MR data words can be transmitted than at a data rate which varies greatly over its time course. Consequently, with the method according to the invention, it will then often be possible to advantageously increase the number of MR received signals that can be transmitted over a given transmission link. In summary, this variant of the method according to the invention thus improves the transmission of MR received signals in two respects. On the one hand, the above-described coding of the digital MR data words avoids unnecessary data bits in the coded MR data words. On the other hand, the transmission path is advantageously used by a substantially constant data rate.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die kodierten MR-Datenworte vor der Übertragung zwischengespeichert. Eine derartige Zwischenspeicherung ermöglicht es, u. a. kodierte MR-Datenworte mit großer Wortbreite über eine Übertragungsstrecke zu übertragen, die über eine geringere Wortbreite verfügt, indem die kodierten MR-Datenworte vor der Übertragung mit Hilfe der Zwischenspeicherung serialisiert werden. Beispielsweise kann ein kodiertes MR-Datenwort mit einer Wortbreite von 16 Bit zwischengespeichert werden und anschließend seriell durch zwei Datenwort-Hälften mit jeweils einer Wortbreite von acht Bit über die Übertragungsstrecke, deren maximale Wortbreite weniger als 16 Bit beträgt, übertragen werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemaßen Verfahrens erfolgt deshalb die Zwischenspeicherung der kodierten MR-Datenworte derart, dass die Zwischenspeicherung durch den Signalpegel der digitalen MR-Datenworte gesteuert wird. In a further embodiment of the method according to the invention, the coded MR data words are buffered before transmission. Such an intermediate storage makes it possible, inter alia, to transmit coded MR data words with a large word length over a transmission path which has a smaller word width by serializing the coded MR data words with the aid of the intermediate storage before the transmission. For example, a coded MR data word with a word width of 16 bits can be buffered and then transmitted serially through two data word halves, each having a word width of eight bits over the transmission path whose maximum word length is less than 16 bits. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, therefore, the intermediate storage of the coded MR data words takes place such that the intermediate storage is controlled by the signal level of the digital MR data words.

In entsprechender Weise konnen diese Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens dazu genutzt werden, eine zeitweise auftretende hohe Datenrate von kodierten MR-Datenworten vor der Übertragung zu reduzieren. D. h., dass in diesem Fall ein Teil der kodierten MR-Datenworte zwischengespeichert und erst dann uber die Ubertragungsstrecke übertragen wird, wenn keine weiteren kodierten MR-Datenworte oder nur kodierte MR-Datenworte mit geringerer Wortbreite zur Übertragung anstehen.In a corresponding manner, these embodiments of the method according to the invention can be used to reduce a temporally occurring high data rate of coded MR data words before the transmission. In other words, in this case a part of the coded MR data words is temporarily stored and only transmitted via the transmission link if no further coded MR data words or only coded MR data words with a smaller word width are pending transmission.

Besonders bevorzugt erfolgt die Zwischenspeicherung dabei nach dem sog. Warteschlangenverfahren, welches dem Experten des Fachgebietes auch als sog. FIFO(First In First Out)-Verfahren bekannt ist. Ein derartiges Verfahren bewirkt, dass die kodierten MR-Datenworte entsprechend dem zeitlichen Verlauf der MR-Empfangssignale über die Übertragungsstrecke übertragen werden, wodurch sich u. a. auch die weitere Verarbeitung der übertragenen MR-Datenworte in der MR-Signalverarbeitungseinrichtung vereinfacht.Particularly preferably, the intermediate storage takes place according to the so-called queuing method, which is known to the expert in the field as so-called FIFO (First In First Out) method. Such a method causes the coded MR data words are transmitted over the transmission path according to the time course of the MR received signals, which u. a. also simplifies the further processing of the transmitted MR data words in the MR signal processing device.

Durch eine geeignete Steuerung der Zwischenspeicherung, insbesondere bei einer Steuerung durch den Signalpegel der digitalen MR-Datenworte, kann also in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass die Übertragung der kodierten MR-Datenworte eine im Wesentlichen konstante und, im Vergleich zur Ursprungsdatenrate, deutlich reduzierte Datenrate aufweist, wodurch sich gegebene Übertragungsstrecken besser nutzen lassen. Eine möglichst gleichmäßige Auslastung einer Übertragungsstrecke durch Datenwort-Übertragungen hat auch den besonderen Vorteil, dass zu erwarten ist, dass hierdurch weniger nachteilige Störungen der Empfangsantennenelemente auftreten als bei einer stark wechselnden Auslastung der Übertragungsstrecke durch Datenworte. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Übertragungsstrecke drahtlos ausgebildet ist, trifft aber auch bei anderen Übertragungsverfahren, beispielsweise drahtgebundenen oder optischen Verfahren zu. In einer bevorzugten Ausführungsform werden deshalb über die Ubertragungsstrecke, zumindest zeitweise, Füllmuster-Datenworte übertragen, wodurch eine gleichmäßigere Auslastung der Übertragungsstrecke mit den genannten Vorteilen erreicht werden kann. Derartige Füllmuster-Datenworte können gleichmaßige digitale Muster, wie beispielsweise eine Reihe oder Anzahl an Nullen, Einsen oder alternierende Abfolgen von Nullen und Einsen umfassen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemaßen Verfahrens werden Füllmuster-Datenworte verwendet, die Zufallszahlen entsprechen oder von Zufallszahlen abgeleitet sind. Dadurch kann in vorteilhafter Weise vermieden werden, dass periodisch auftretende Datenmuster in den Datenworten bei der Übertragung entstehen, welche sonst als sog. kohärente Störungen auf die Empfangsantennenelemente wirken könnten. Dem Experten des Fachgebietes ist selbstverstandlich bekannt, dass technisch erzeugte Zufallszahlen keine idealen Zufallszahlen im mathematischen Sinne sind. Oft werden derartige Zufallszahlen deshalb auch als Pseudo-Zufallszahlen (”Pseudo-Random-Number”, PRN) bezeichnet. Bei geeigneter Erzeugung und Anwendung der Zufallszahlen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bleiben die genannten Vorteile der Füllmuster-Datenworte jedoch erhalten.By means of a suitable control of the intermediate storage, in particular in the case of a control by the signal level of the digital MR data words, it can therefore be achieved in an advantageous manner that the transmission of the coded MR data words has a substantially constant and significantly reduced data rate compared to the original data rate which allows better use of given transmission links. The most uniform possible utilization of a transmission path through data word transmissions also has the particular advantage that it is to be expected that this will result in less disadvantageous interference of the receiving antenna elements than in the case of strongly varying utilization of the transmission path by data words. This applies in particular when the transmission path is wireless, but also applies to other transmission methods, for example wired or optical methods. In a preferred embodiment, therefore, filling pattern data words are transmitted over the transmission link, at least temporarily, so that a more uniform utilization of the transmission link with the stated advantages can be achieved. Such fill pattern data words may include uniform digital patterns, such as a series or number of zeros, ones, or alternating sequences of zeros and ones. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, fill pattern data words which correspond to random numbers or are derived from random numbers are used. As a result, it can be advantageously avoided that periodically occurring data patterns arise in the data words during transmission, which otherwise could act as so-called coherent disturbances on the receiving antenna elements. The expert in the field is of course aware that technically generated random numbers are not ideal random numbers in the mathematical sense. Often, such random numbers are therefore also referred to as pseudo-random numbers ("pseudo-random number", PRN). With suitable generation and application of the random numbers in the context of the method according to the invention, however, the stated advantages of the filling pattern data words are retained.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Steuerworte erzeugt, welche neben den kodierten MR-Datenworten über die Anzahl an Übertragungsstrecken übertragen werden, wobei die Steuerworte in Abhängigkeit von den Signalpegeln der digitalen MR-Datenworte erzeugt werden. Diese Steuerworte unterstützen die weitere Verarbeitung der übertragenen MR-Datenworte in der MR-Signalverarbeitungseinrichtung. D. h., dass die Steuerworte durch die MR-Signalverarbeitungseinrichtung gelesen werden, um die dem Steuerwort vorangestellten oder nachfolgenden MR-Datenworte in geeigneter Weise zu verarbeiten. Ein Steuerwort kann dabei Daten enthalten, die beispielsweise die Wortbreite der kodierten MR-Datenworte beschreiben oder angeben, von welchem Empfangsantennenelement ein kodiertes MR-Datenwort oder eine Gruppe an kodierten MR-Datenworten stammt. Die Steuerworte ermöglichen also eine vorteilhafte flexible Nutzung der Übertragungsstrecke, da keine Festlegung auf eine bestimmte Wortbreite oder ein bestimmtes Empfangsantennenelement erfolgen muss.In a further embodiment of the method according to the invention control words are generated, which are transmitted in addition to the coded MR data words on the number of transmission links, wherein the control words are generated in dependence on the signal levels of the digital MR data words. These control words support the further processing of the transmitted MR data words in the MR signal processing device. In other words, the control words are read by the MR signal processing device in order to appropriately process the MR data words preceding or following the control word. A control word may contain data describing, for example, the word width of the coded MR data words or indicating from which receive antenna element a coded MR data word or a group of coded MR data words originates. The control words thus enable an advantageous flexible use of the transmission path, since it is not necessary to determine a specific word width or a specific receive antenna element.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bei der Kodierung der digitalen MR-Datenworte eine Anzahl an zusätzlichen Datenlängenbits erzeugt, welche die Signalpegel der digitalen MR-Datenworte beschreiben. Diese zusätzlichen Datenlängenbits verlängern zwar zunächst ein MR-Datenwort. Gleichzeitig kann aber das ursprungliche Datenwort immer dann verkürzt werden, wenn für die Darstellung der Daten im Datenwort nicht die maximale Wortbreite des Datenwortes benötigt wird. Im zeitlichen Verlauf mit einem Wechsel an kürzeren und längeren MR-Datenworten kann sich damit eine insgesamt vorteilhaft reduzierte durchschnittliche Datenrate ergeben. Werden beispielsweise fur die Darstellung der Wortbreite von 1 bis 18 Bits in Zweierschritten drei zusätzliche Datenlängenbits verwendet: Wortbreite des MR-Datenwortes Datenlängenbits dezimal binär 0–1 000 2–3 001 4–5 010 17–18 111 dann resultieren für einige beispielhafte MR-Datenworte mit einer konstanten Wortbreite von 18 Bits die nachstehenden Kodierungen mit variabler Wortbreite: MR-Datenwort dezimal binär-komplement unkodiert binar kodiert 1 00 0000 0000 0000 0001 000 01 –1 11 1111 1111 1111 1111 000 11 0 00 0000 0000 0000 0000 000 00 65 00 0000 0000 0100 0001 011 0100 0001 In a particularly preferred embodiment of the inventive method, a number of additional data length bits are generated in the encoding of the digital MR data words, which the Describe signal levels of digital MR data words. Although these additional data length bits initially extend an MR data word. At the same time, however, the original data word can always be shortened if the maximum word width of the data word is not required for displaying the data in the data word. In the course of time with a change to shorter and longer MR data words, this can result in an overall advantageously reduced average data rate. For example, for the representation of the word width of 1 to 18 bits in two steps, three additional data length bits are used: Word width of the MR data word Datenlängenbits decimal binary 0-1 000 2-3 001 4-5 010 17-18 111 then, for some exemplary MR data words having a constant word width of 18 bits, the following variable word length codings result: MR data word decimal binary-complement uncoded binary encoded 1 00 0000 0000 0000 0001 000 01 -1 11 1111 1111 1111 1111 000 11 0 00 0000 0000 0000 0000 000 00 65 00 0000 0000 0100 0001 011 0100 0001

Die in der obigen Darstellung ersten drei Bits der binären Kodierung geben dabei die Lange des Datenwortes an, codiert als Anzahl der folgenden Zwei-Bit-Gruppen minus eins. Die nachfolgenden Bits geben die Daten des MR-Datenwortes wieder.The first three bits of the binary coding in the above diagram indicate the length of the data word encoded as the number of the following two-bit groups minus one. The following bits represent the data of the MR data word.

Es ist ersichtlich, dass eine derartige Kodierung immer dann eine, häufig deutliche Reduzierung der Datenrate bewirken kann, wenn häufiger kodierte MR-Datenworte übertragen werden, deren zugrunde liegende Wortbreite der digitalen MR-Datenworte eher gering ist. Da bei einer typischen MR-Bildgebung von den Empfangsantennenelementen überwiegend Signale mit geringer Amplitude erzeugt werden, ist eine derartige Kodierung mit einigen zusätzlichen Datenlängenbits besonders vorteilhaft. In einer besonderen Ausgestaltung dieser Ausfuhrungsform der Erfindung kann die Anzahl der zusätzlichen Datenlängenbits derart gewählt werden, dass sich für ein gegebenes MR-System bzw. gegebene Empfangsantennenelemente eine möglichst optimale Reduktion der zeitlich gemittelten Wortbreite der kodierten MR-Datenworte ergibt.It can be seen that such a coding can always cause a, often significant reduction in the data rate, if more frequently coded MR data words are transmitted whose underlying word width of the digital MR data words is rather low. Since predominantly low-amplitude signals are generated by the receive antenna elements in typical MR imaging, such encoding with some additional data length bits is particularly advantageous. In a particular embodiment of this embodiment of the invention, the number of additional data length bits can be chosen such that the best possible reduction of the time-average word length of the coded MR data words results for a given MR system or given receive antenna elements.

Da die analogen MR-Empfangssignale der Empfangsantennenelemente auch negative Signalwerte annehmen können, werden die digitalen MR-Datenworte so ausgestaltet, dass diese auch vorzeichenbehaftete Werte darstellen können. Besonders bevorzugt werden bei der Umwandlung der MR-Empfangssignale die digitalen MR-Datenworte im sog. Zweierkomplement-Format erzeugt. Dieses Format wurde auch bei der Darstellung des Signalwertes ”–1” in obigem Beispiel zugrunde gelegt.Since the analog MR received signals of the receiving antenna elements can also assume negative signal values, the digital MR data words are designed so that they can also represent signed values. In the conversion of the MR received signals, the digital MR data words are particularly preferably generated in the so-called two's complement format. This format was also used in the representation of the signal value "-1" in the example above.

Darüber hinaus ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens moglich, dass die digitalen MR-Datenworte eines MR-Empfangssignals als sog. komplexe MR-Datenworte ausgebildet sind. D. h, dass diese MR-Datenworte sowohl einen Realteil als auch einen Imaginärteil umfassen.Moreover, in the context of the method according to the invention, it is possible for the digital MR data words of an MR received signal to be designed as so-called complex MR data words. That is, these MR data words include both a real part and an imaginary part.

In einer weiteren besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die von mindestens zwei Empfangsantennenelementen stammenden, kodierten MR-Datenworte über eine gemeinsame Übertragungsstrecke übertragen. Dadurch reduziert sich in vorteilhafter Weise die Anzahl an notwendigen Übertragungsstrecken bzw. vergrößert sich die Anzahl an Empfangsantennenelementen, die über eine gegebene Anzahl an Ubertragungsstrecken genutzt werden konnen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist für eine derartige mehrfache Nutzung der Ubertragungsstrecken besonders geeignet, da es verschiedene Verfahrensschritte und Ausführungsformen angibt, die die Datenrate während der Übertragung reduzieren können, beispielsweise die genannten Kodierungs- oder Zwischenspeicherungsschritte.In a further particularly preferred variant of the method according to the invention, the coded MR data words originating from at least two receiving antenna elements are transmitted via a common transmission path. This advantageously reduces the number of necessary transmission links or increases the number of receiving antenna elements that can be used over a given number of transmission links. The method according to the invention is particularly suitable for such multiple use of the transmission links since it specifies various method steps and embodiments which can reduce the data rate during the transmission, for example the mentioned coding or buffering steps.

Eine besondere Ausgestaltung der Übertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinrichtung eine Anzahl an Zwischenspeichern umfasst, welche die MR-Datenworte nach der Kodierung und vor der Übertragung zwischenspeichern. Ein derartiger Zwischenspeicher kann dabei über einen oder mehrere Eingänge zum Einlesen eines kodierten MR-Datenwortes verfügen sowie einen oder mehrere Ausgange zum Auslesen eine zwischengespeicherten, kodierten MR-Datenwortes aufweisen. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass der Zwischenspeicher eine oder mehrere sog. bi-direktionale Schnittstellen umfasst, über die sowohl kodierte MR-Datenworte eingelesen als auch ausgelesen werden. Bevorzugt ist der Zwischenspeicher dadurch gekennzeichnet, dass er Schnittstellen umfasst, bei denen sich die Datenrate beim Auslesen eines kodierten MR-Datenwortes aus dem Zwischenspeicher von der Datenrate beim Einlesen eines kodierten MR-Datenwortes in den Zwischenspeicher zumindest zeitweise unterscheiden kann. Besonders bevorzugt ist die Datenrate beim Auslesen eines kodierten MR-Datenwortes aus dem Zwischenspeicher zumindest zeitweise höher, bevorzugt doppelt so hoch wie die Datenrate beim Einlesen eines kodierten MR-Datenwortes in den Zwischenspeicher. Ein derartiger Zwischenspeicher kann dabei Schalteinrichtungen umfassen, die ein Umschalten der Datenrate beim Einlesen bzw. Auslesen der kodierten MR-Datenrate ermöglichen. Im Besonderen kann der Zwischenspeicher so ausgestaltet sein, dass zwischen einer einfachen Datenrate (Single Data Rate, SDR) und einer doppelten Datenrate (Double Data Rate, DDR) beim Ein- und/oder Auslesen der MR-Datenworte geschaltet werden kann. Besonders bevorzugt wird eine derartige Schalteinrichtung dabei durch ein Steuersignal gesteuert, welches eine Abhängigkeit vom Signalpegel der digitalen MR-Datenworte aufweist. Darüber hinaus kann ein Zwischenspeicher der erfindungsgemäßen Übertragungseinrichtung als FIFO-Speicher ausgestaltet sein. Die Größe des Zwischenspeichers, bzw. dessen sog. Speichertiefe, wird bevorzugt so gewählt, dass die Maxima der MR-Empfangssignale uber die Übertragungsstrecke übertragbar sind. Größere Zwischenspeicher ermöglichen dabei eine Zwischenspeicherung von kodierten MR-Datenworten über einen längeren Zeitraum, so dass sich durch die zeitliche Mittelung eine geringere durchschnittliche Datenrate fur die Übertragung ergeben kann. A special embodiment of the transmission device is characterized in that the transmission device comprises a number of latches which buffer the MR data words after encoding and before transmission. Such a buffer can have one or more inputs for reading in a coded MR data word and have one or more outputs for reading out a buffered, coded MR data word. Alternatively or additionally, it is possible for the buffer to comprise one or more so-called bi-directional interfaces via which coded MR data words are read in as well as read out. Preferably, the buffer is characterized in that it comprises interfaces in which the data rate when reading a coded MR data word from the buffer of the data rate when reading a coded MR data word in the buffer may differ at least temporarily. Particularly preferably, the data rate when reading a coded MR data word from the buffer is at least temporarily higher, preferably twice as high as the data rate when reading a coded MR data word in the buffer. In this case, such a buffer can include switching devices which enable a switching of the data rate during the reading in or reading out of the coded MR data rate. In particular, the buffer can be designed so that it is possible to switch between a simple data rate (single data rate, SDR) and a double data rate (double data rate, DDR) when reading in and / or reading out the MR data words. Such a switching device is particularly preferably controlled by a control signal which has a dependence on the signal level of the digital MR data words. In addition, a buffer of the transmission device according to the invention can be configured as a FIFO memory. The size of the intermediate memory, or its so-called memory depth, is preferably chosen so that the maxima of the MR received signals can be transmitted via the transmission path. Larger latches allow caching of coded MR data words over a longer period of time, so that the temporal averaging can result in a lower average data rate for the transmission.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Übertragungseinrichtung umfasst einen Paketgenerator (”Data Framer”), welcher die kodierten MR-Datenworte von mindestens zwei Empfangsantennenelementen derart in Datenpaketen zusammenfasst, dass diese über eine Übertragungsstrecke übertragbar sind. Ein Datenpaket ist dabei allgemein als eine Gruppierung von Datenbits zu verstehen. Erfindungsgemäß kann ein derartiges Datenpaket Datenbits von mehreren kodierten MR-Datenworten umfassen, insbesondere von MR-Datenworten, die von verschiedenen MR-Empfangssignalen stammen. Die Datenpakete müssen dabei nicht notwendigerweise alle Datenbits eines MR-Datenwortes umfassen. Umgekehrt ist es denkbar, und im Sinne einer optimierten Übertragung auch wünschenswert, dass ein Datenpaket eine größere Anzahl an MR-Datenworten umfasst, beispielsweise 16 kodierte MR-Datenworte eines ersten MR-Empfangssignals und 16 kodierte MR-Datenworte eines zweiten MR-Empfangssignals.Another preferred embodiment of the transmission device according to the invention comprises a packet generator ("Data Framer"), which summarizes the coded MR data words of at least two receiving antenna elements in data packets such that they can be transmitted over a transmission path. A data packet is generally to be understood as a grouping of data bits. According to the invention, such a data packet may comprise data bits of a plurality of coded MR data words, in particular of MR data words originating from different MR received signals. The data packets do not necessarily have to include all the data bits of an MR data word. Conversely, it is conceivable, and in terms of optimized transmission, also desirable that a data packet comprises a larger number of MR data words, for example 16 coded MR data words of a first MR received signal and 16 coded MR data words of a second MR received signal.

Eine technische Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Ubertragungseinrichtung kann dabei auf verschiedenste Arten und Weisen erfolgen. Insbesondere ist es denkbar, dass eine Umsetzung zumindest teilweise mit Hilfe elektrischer Schaltkreise oder uber programmierbare Schaltkreise, wie Field Programmable Gate Arrays (FPGA), erfolgt. Darüber kann ein Computerprogrammprodukt, welches direkt in einen Speicher eines programmierbaren MR-Systems ladbar ist, das erfindungsgemäße Verfahren zumindest teilweise durch Programmcode-Mittel ausführen, wenn das Programm im MR-System ausgeführt wird.A technical implementation of the method according to the invention and the transmission device according to the invention can be carried out in various ways and ways. In particular, it is conceivable that an implementation takes place at least partially with the aid of electrical circuits or via programmable circuits, such as Field Programmable Gate Arrays (FPGA). In addition, a computer program product, which can be loaded directly into a memory of a programmable MR system, execute the inventive method at least partially by program code means when the program is executed in the MR system.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefugten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal naher erläutert. Dabei werden gleichartige Komponenten mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Für Signale werden Buchstaben oder Kombinationen von Buchstaben und Ziffern verwendet. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the attached figures using exemplary embodiments. In this case, like components are denoted by the same reference numerals. For signals, letters or combinations of letters and numbers are used. Show it:

1 ein von einem MR-System erzeugtes Bild eines menschlichen Kopfes, 1 an image of a human head generated by an MR system,

2 ein Magnitudenbild der Rohdaten im Zeitbereich bei der Aufnahme des menschlichen Kopfes aus 1, 2 a magnitude image of the raw data in the time domain in the recording of the human head 1 .

3 den logarithmischen Pegel der MR-Empfangssignale bei der Aufnahme des menschlichen Kopfes aus 1, 3 the logarithmic level of the received MR signals when recording the human head 1 .

4 ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemaßen Übertragungseinrichtung, 4 FIG. 2 shows a schematic block diagram of a first embodiment of a transmission device according to the invention, FIG.

5 ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Übertragungseinrichtung, 5 FIG. 2 shows a schematic block diagram of a second embodiment of a transmission device according to the invention, FIG.

6 ein Beispiel für ein MR-Empfangssignal, 6 an example of an MR received signal,

7 abgetastete analoge Signalwerte für das MR-Empfangssignal aus 6, 7 sampled analog signal values for the MR received signal 6 .

8 ein digitales MR-Datenwortsignal für das MR-Empfangssignal aus 6, 8th a digital MR data word signal for the MR received signal 6 .

9 ein kodiertes MR-Datenwortsignal für das MR-Empfangssignal aus 6, 9 an encoded MR data word signal for the MR received signal 6 .

10 ein Zwischenspeicher-Datenwortsignal für das MR-Empfangssignal aus 6, 10 a latch data word signal for the MR received signal 6 .

11 ein erstes Beispiel für ein kodiertes MR-Datenwortsignal eines ersten Empfangsantennenelements, 11 a first example of an encoded MR data word signal of a first receiving antenna element,

12 ein zweites Beispiel für ein kodiertes MR-Datenwortsignal eines zweiten Empfangsantennenelements, 12 A second example of an encoded MR data word signal of a second receiving antenna element,

13 ein Beispiel für ein Datenpaketsignal. 13 an example of a data packet signal.

1 gibt ein von einem MR-System erzeugtes Bild eines menschlichen Kopfes in sagittaler Schnittebenendarstellung wieder. Das dem Bild der 1 zugrunde liegende Magnitudenbild Rohdaten im Zeitbereich, d. h. im k-Raum (Ortsfrequenzraum), bei der Aufnahme des menschlichen Kopfes wird in 2 gezeigt. Die Darstellung in 1 wird dabei mit Hilfe einer zweidimensionalen Fouriertransformation der genannten Rohdaten erzeugt. Weiterhin werden in 3 die zur 2 korrespondierenden logarithmischen Pegel der MR-Empfangssignale A, A1, A2 (d. h. der Rohdaten) wiedergegeben. Die Signale der einzelnen Zeilen des k-Raums werden dabei übereinander geschrieben dargestellt. 1 represents an MR system generated image of a human head in sagittal sectional plane representation. The picture of the 1 underlying magnitude image Raw data in the time domain, ie in k-space (spatial frequency space), when recording the human head is in 2 shown. The representation in 1 is generated with the aid of a two-dimensional Fourier transformation of the aforementioned raw data. Continue to be in 3 the to 2 corresponding logarithmic level of the MR received signals A, A1, A2 (ie the raw data) reproduced. The signals of the individual lines of the k-space are written on top of each other.

Eine Darstellung gemäß 3 eignet sich insbesondere dazu, einen erfindungsgemäß eingesetzten Datenkodierer 10 bzw. einen erfindungsgemäß eingesetzten erfindungsgemäßen Zwischenspeicher 12 zu konfigurieren (siehe 4 und 5). Wird beispielsweise nachstehende Einteilung der Signalpegel in vier Gruppen für den Datenkodierer 10 vorgenommen, dann lässt sich der 3 näherungsweise die Häufigkeit des Auftretens dieser Signalpegel entnehmen. Relativer Signalpegel Datenlängenbits Auftrittshäufigkeit > –24 dB 11 9% > –36 dB/< –24 dB 10 13% > –48 dB/< –36 dB 01 14% < –48 dB 00 64% A representation according to 3 is particularly suitable for a data encoder used according to the invention 10 or a buffer according to the invention used according to the invention 12 to configure (see 4 and 5 ). For example, the following classification of signal levels into four groups for the data encoder 10 made, then can the 3 approximately the frequency of occurrence of these signal levels. Relative signal level Datenlängenbits frequency of occurrence > -24 dB 11 9% > -36 dB / <-24 dB 10 13% > -48 dB / <-36 dB 01 14% <-48 dB 00 64%

Diese Auftrittshäufigkeiten können dann in einfacher Weise mit den Datenwortbreiten der jeweiligen Signalpegel-Intervalle multipliziert und anschließend aufsummiert werden, wodurch sich ein Wert für die zeitlich gemittelte Breite eines kodierten MR-Datenwortes auf einem kodierten MR-Datenwortsignal K, K1, K2 ergibt. Wahlt man beispielsweise die nachstehenden Wortbreiten fur die oben beschriebenen vier Signalpegel-Intervalle (der Bezeichner ”X” steht dabei entweder für eine binäre ”0” oder eine binäre ”1”): Datenlängenbits Datenwort Summe Wortbreite binär binär dezimal 11 XXXX XXXX 10 10 XX XXXX 8 01 XXXX 6 00 XX 4 dann berechnet sich die zeitlich gemittelte Wortbreite eines kodierten MR-Datenwortes wie folgt: 10·0,09 + 8·0,13 + 6·0,14 + 4·0,64 = 5,34. These frequencies of occurrence can then be simply multiplied by the data word widths of the respective signal level intervals and then summed up, resulting in a value for the time-average width of a coded MR data word on an encoded MR data word signal K, K1, K2. For example, if one chooses the following word widths for the four signal level intervals described above (the identifier "X" stands for either a binary "0" or a binary "1"): Datenlängenbits data word Sum word width binary binary decimal 11 XXXX XXXX 10 10 XX XXXX 8th 01 XXXX 6 00 XX 4 then the time averaged word width of a coded MR data word is calculated as follows: 10 x 0.09 + 8 x 0.13 + 6 x 0.14 + 4 x 0.64 = 5.34.

Trotz der Einführung von zwei zusätzlichen Datenlängenbits beträgt die zeitlich gemittelte durchschnittliche Wortbreite dann nur noch 5,34 Bits. D. h. gegenüber einer konstanten Darstellung der digitalen MR-Datenworte mit acht Bits würde durch das erfindungsgemaße Verfahren mit den kodierten MR-Datenworten eine signifikante Reduktion um 33% erzielt. Eine derartige Reduktion kann entsprechend der Erfindung genutzt werden, um beispielsweise die technischen Anforderungen an eine Übertragungsstrecke 7 zu reduzieren oder die Anzahl der über eine Übertragungsstrecke 7 übertragbaren MR-Empfangssignale A, A1, A2 zu erhöhen, d. h. dass es ggf. auch moglich wird, ein bestehendes MR-System mit einer Übertragungsstrecke 7 mit zusätzlichen Empfangsantennenelemente E, E1, E2 auszustatten.Despite the introduction of two additional data length bits, the time averaged average word width is then only 5.34 bits. Ie. Compared with a constant representation of the digital MR data words with eight bits, a significant reduction by 33% would be achieved by the method according to the invention with the coded MR data words. Such a reduction can be used according to the invention, for example, the technical requirements of a transmission line 7 to reduce or the number of over a transmission link 7 transferable MR received signals A, A1, A2 to increase, that is possibly also possible, an existing MR system with a transmission path 7 equipped with additional receiving antenna elements E, E1, E2.

In dem Ausfuhrungsbeispiel gemaß 4 umfasst die erfindungsgemäße Ubertragungseinrichtung 21 einen Analog-Digital-Wandler 8 dem eingangsseitig ein MR-Empfangssignal A zugeführt wird. Der Analog-Digital-Wandler 8 kann hierbei beispielsweise nach dem Delta-Sigma-Verfahren, dem Flash-Verfahren, dem Pipeline-Verfahren oder nach einem anderen Wandler-Verfahren ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Analog-Digital-Wandler 8 in räumlicher Nähe des Empfangsantennenelements E angeordnet, wodurch sich eine Anbindung der Lokalspulen über eine digitale Datenübertragung realisieren lässt. Das MR-Empfangssignal A kann dabei entweder direkt von einem Empfangsantennenelement E abgegriffen werden, oder zuerst, wie in 4 gezeigt, eine analoge Signalverarbeitungseinrichtung 14 durchlaufen, welche die Empfangssignale des Empfangsantennenelements E verarbeitet, d. h. beispielsweise die Empfangssignale verstarkt oder eine Hochpass-, Tiefpass oder Bandpass-Filterung der Empfangssignale ausführt. In einer besonderen Variante der Erfindung können das Empfangsantennenelement E, die analoge Signalverarbeitungseinrichtung 14 und die erfindungsgemäße Übertragungseinrichtung 21 auch in einem gemeinsamen Modul, der Lokalspule 22, angeordnet sein.According to the exemplary embodiment 4 comprises the transmission device according to the invention 21 an analog-to-digital converter 8th the input side, an MR received signal A is supplied. The analog-to-digital converter 8th This may be formed, for example, according to the delta-sigma method, the flash method, the pipeline method or according to another converter method. Preferred is the analog-to-digital converter 8th arranged in spatial proximity of the receiving antenna element E, whereby a connection of the local coils can be realized via a digital data transmission. The MR received signal A can be tapped either directly from a receiving antenna element E, or first, as in 4 shown, an analog signal processing device 14 through which processes the received signals of the receiving antenna element E, ie, for example, amplifies the received signals or performs a high-pass, low-pass or band-pass filtering of the received signals. In a particular variant of the invention, the receiving antenna element E, the analog signal processing device 14 and the transmission device according to the invention 21 also in a common module, the local coil 22 be arranged.

Durch den Analog-Digital-Wandler 8 werden durch Abtastung des MR-Empfangssignals A und anschließender Diskretisierung digitale MR-Datenworte erzeugt, welche über ein digitales MR-Datenwortsignal D an den Pegeldetektor 9 und den Datenkodierer 10 übertragen werden. Die digitalen MR-Datenworte haben hierbei eine konstante Wortbreite, beispielsweise 18 Bits. Über den Pegeldetektor 9 wird für die digitalen MR-Datenworte ein Signalpegel bestimmt, welcher uber das Signalpegelsignal P an die Datensteuerung 15 ausgegeben wird. Der Signalpegel kann dabei beispielsweise als digitales Datenwort dargestellt sein. So ist es denkbar, dass die Signalpegel der digitalen MR-Datenworte nur durch ein einzelnes Bit in digitaler Form dargestellt werden, welches entsprechend die Signalpegel in hohe und niedrige Signalpegel unterteilt, wobei der Grenzwert zur Separierung zwischen hohen und niedrigen Signalpegeln beliebig definierbar ist. Es können aber auch für die Reprasentation des Signalpegels mehrwertige Bit-Darstellungen gewählt werden, um beispielsweise zwischen niedrigen, mittleren, hohen und sehr hohen Signalpegeln unterscheiden zu können. Auch sind Einteilungen im Rahmen der Erfindung denkbar, die über mehr als vier Stufen verfugen.Through the analog-to-digital converter 8th By sampling the MR received signal A and subsequent discretization digital MR data words are generated, which via a digital MR data word signal D to the level detector 9 and the data encoder 10 be transmitted. The digital MR data words have a constant word width, for example 18 bits. About the level detector 9 For the digital MR data words, a signal level is determined, which is transmitted via the signal level signal P to the data controller 15 is issued. The signal level can be represented for example as a digital data word. Thus, it is conceivable that the signal levels of the digital MR data words are represented only by a single bit in digital form, which subdivides the signal levels in high and low signal levels, the limit for separating between high and low signal levels is arbitrarily defined. However, multi-value bit representations can also be selected for the representation of the signal level in order to be able to distinguish, for example, between low, medium, high and very high signal levels. Also, divisions within the scope of the invention are conceivable, which have more than four stages.

Mit Hilfe des Signalpegelsignals P steuert die Datensteuerung 15 über das Datenkodierer-Steuersignal KS, das Zwischenspeicher-Steuersignal ZS, das Paketgenerator-Steuersignal PS und das Steuerwortgenerator-Steuersignal SWS den Datenkodierer 10, den Zwischenspeicher 12, den Paketgenerator 13 und den Steuerwortgenerator 16. Dabei muss die Datensteuerung 15 nicht notwendigerweise als separate Komponente ausgeführt sein. Vielmehr kann sie ganz oder teilweise Bestandteil der gesteuerten Komponenten sein. Über das Datenkodierer-Steuersignal KS beeinflusst die Datensteuerung 15 die Kodierung der digitalen MR-Datenworte auf dem digitalen MR-Datenwortsignal D. Entsprechend der Erfindung wird dabei die Kodierung durch den Signalpegel eines digitalen MR-Datenwortes derart gesteuert, dass die kodierten MR-Datenworte bei höheren Signalpegeln eine größere Wortbreite aufweisen als bei niedrigeren Signalpegeln. Der Datenkodierer 10 gibt entsprechend kodierte MR-Datenworte auf dem kodierten MR-Datenwortsignal K an den Zwischenspeicher 12 weiter.With the help of the signal level signal P controls the data control 15 via the data encoder control signal KS, the latch control signal ZS, the packet generator control signal PS and the control word generator control signal SWS the data encoder 10 , the cache 12 , the package generator 13 and the control word generator 16 , There must be data control 15 not necessarily be executed as a separate component. Rather, it may be wholly or partially part of the controlled components. The data controller is influenced by the data encoder control signal KS 15 the encoding of the digital MR data words on the digital MR data word signal D. According to the invention, the coding is controlled by the signal level of a digital MR data word such that the coded MR data words have a larger word width at higher signal levels than at lower signal levels , The data encoder 10 are correspondingly coded MR data words on the coded MR data word signal K to the buffer 12 further.

Weiterhin beeinflusst die Datensteuerung 15 das Einlesen der kodierten MR-Datenworte auf dem kodierten MR-Datenwortsignal K in den Zwischenspeicher 12. Insbesondere kann dabei beim Einlesen der kodierten MR-Datenworte in den Zwischenspeicher 12 die Datenrate des Einlesevorganges in Abhängigkeit von dem Signalpegel der digitalen MR-Datenworte gesteuert werden. Die im Zwischenspeicher 12 gespeicherten kodierten MR-Datenworte werden aus dem Zwischenspeicher 12 ausgelesen und über ein Zwischenspeicher-Datenwortsignal Z an den Paketgenerator 13 weitergeleitet. Auch dieser Auslesevorgang wird durch die Datensteuerung 15 gesteuert. Wiederum ist es denkbar, dass im Rahmen der Erfindung die Datenrate des Auslesevorganges in Abhängigkeit von dem Signalpegel der digitalen MR-Datenworte gesteuert wird. Beispielsweise kann dadurch für bestimmte Signalpegel bewirkt werden, dass beim Einlesen der kodierten MR-Datenworte auf dem kodierten MR-Datenwortsignal K eine andere Datenrate verwendet als beim Auslesen der kodierten MR-Datenworte auf das Zwischenspeicher-Datenwortsignal Z wird. Bevorzugt kann beim Auslesen der kodierten MR-Datenworte eine höhere Datenrate als beim Einlesen angewandt werden, zumindest zeitweise und bevorzugt dann, wenn durch das Signalpegelsignal P ein eher niedriger Signalpegel angezeigt wird.Furthermore, the data control affects 15 the reading of the coded MR data words on the coded MR data word signal K in the buffer 12 , In particular, this can be done when reading the coded MR data words in the buffer 12 the data rate of the read in response to the signal level of the digital MR data words are controlled. The in the cache 12 stored coded MR data words are from the buffer 12 read out and a latch data word signal Z to the packet generator 13 forwarded. This readout process is also controlled by the data control 15 controlled. Again, it is conceivable that in the context of the invention the data rate of the read-out process is controlled as a function of the signal level of the digital MR data words. For example, this can be effected for certain signal levels that when reading the coded MR data words on the coded MR data word signal K uses a different data rate than when reading the coded MR data words on the latch data word signal Z is. When reading the coded MR data words, a higher data rate may preferably be used than during read-in, at least temporarily and preferably when a rather low signal level is indicated by the signal level signal P.

Zusätzlich steuert die Datensteuerung 15 über das Steuerwort-Steuersignal SWS den Steuerwortgenerator 16. Ein Steuerwort StW kann dabei Daten enthalten, die beispielsweise die Wortbreite der kodierten MR-Datenworte beschreiben oder angeben, von welchem Empfangsantennenelement E, E1, E2 ein kodiertes MR-Datenwort oder eine Gruppe an kodierten MR-Datenworten stammt. Die Steuerworte StW ermöglichen also eine vorteilhafte flexible Nutzung einer Übertragungsstrecke 7, da keine Festlegung auf eine bestimmte Wortbreite oder ein bestimmtes Empfangsantennenelement E, E1, E2 erfolgen muss. Die durch den Steuerwortgenerator 16 erzeugten Steuerworte StW werden über das Steuerwortsignal SW an den Paketgenerator 13 weitergeleitet.In addition, the data control controls 15 via the control word control signal SWS the control word generator 16 , A control word StW may contain data describing, for example, the word width of the coded MR data words or indicating from which receive antenna element E, E1, E2 an encoded MR data word or a group of coded MR data words originates. The control words StW thus allow an advantageous flexible use of a transmission path 7 since no definition has to be made for a specific word width or a specific receive antenna element E, E1, E2. The by the control word generator 16 generated control words StW are the control word signal SW to the packet generator 13 forwarded.

Als weitere Komponente weist die erfindungsgemäße Übertragungseinrichtung 21 noch einen Füllmustergenerator 17 auf, welcher spezielle Füllmuster-Datenworte FW erzeugt und über ein Füllmuster-Datenwortsignal FM an den Paketgenerator 13 weiterleitet. Derartige Füllmuster-Datenworte FW können gleichmäßige digitale Muster, wie beispielsweise eine Anzahl oder Reihe von Nullen, Einsen oder alternierende Abfolgen von Nullen und Einsen umfassen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Füllmuster-Datenworte FW verwendet, die Zufallszahlen bzw. Pseudozufallszahlen entsprechen oder von Zufallszahlen bzw. Pseudozufallszahlen abgeleitet sind.As a further component, the transmission device according to the invention 21 another fill pattern generator 17 which generates special fill pattern data words FW and to the packet generator via a fill pattern data word signal FM 13 forwards. Such fill pattern data words FW may include uniform digital patterns, such as a number or series of zeros, ones, or alternating sequences of zeros and ones. In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, fill pattern data words FW which correspond to random numbers or pseudo-random numbers or are derived from random numbers or pseudo-random numbers are used.

Die Datensteuerung 15 steuert schließlich noch mit Hilfe des Paketgenerator-Steuersignals PD den Paketgenerator 13. Der Paketgenerator 13 erzeugt dabei Datenpakete aus den Daten, die auf dem Zwischenspeicher-Datenwortsignal Z, dem Steuerwortsignal SW und dem Fullmuster-Datenwortsignal FM eingehen. Die vom Paketgenerator 13 erzeugten Datenpakete werden über ein Datenpaketsignal DP an eine Übertragungsschnittstelle 11 weitergeleitet. Bevorzugt kann der Paketgenerator 13 Datenpakete mit einer konstanten Länge erzeugen. Als Länge ist dabei die Anzahl der Datenworte in einem einzelnen Datenpaket zu verstehen. Ebenfalls kann der Paketgenerator 13 so ausgestaltet sein, dass die Datenpakete mit einer konstanten Datenrate an die Ubertragungsschnittstelle 11 übertragen werden. Um diese speziellen Varianten der Übertragungseinrichtung 21 umzusetzen, werden gegebenenfalls, wenn keine ausreichende Anzahl an kodierten MR-Datenworten verfügbar ist, Füllmuster-Datenworte FW durch den Paketgenerator 13 in die Datenpakete eingefügt.The data control 15 Finally, it controls the packet generator with the aid of the packet generator control signal PD 13 , The package generator 13 thereby generates data packets from the data received on the latch data word signal Z, the control word signal SW and the full pattern data word signal FM. The from the package generator 13 generated data packets are sent via a data packet signal DP to a transmission interface 11 forwarded. Preferably, the packet generator 13 Generate data packets with a constant length. The length is to be understood as the number of data words in a single data packet. Likewise, the packet generator 13 be configured so that the data packets at a constant data rate to the transmission interface 11 be transmitted. To these special variants of the transmission device 21 if necessary, if there is not a sufficient number of coded MR data words available, fill pattern data words FW are generated by the packet generator 13 inserted into the data packets.

Die Übertragungsschnittstelle 11 leitet die Datenpakete des Paketgenerators 13 über eine Ubertragungsstrecke 7 weiter an eine MR-Signalverarbeitungseinrichtung 3. Eine Übertragungsschnittstelle 11 kann dabei verschiedene Ausgestaltungen annehmen, um beispielsweise eine drahtgebundene, eine optische oder eine drahtlose Übertragung zu ermöglichen. Entsprechend kann es sich bei der Ubertragungsstrecke 7 um eine Anzahl an Kabeln, eine Anzahl an Lichtwellenleitern oder im Fall der drahtlosen Übertragung um den Raum zwischen der Ubertragungsschnittstelle 11 und der MR-Signalverarbeitungseinrichtung 6 handeln.The transmission interface 11 routes the data packets of the packet generator 13 over a transmission link 7 on to an MR signal processing device 3 , A transmission interface 11 In this case, it can take on different configurations in order to enable, for example, a wired, an optical or a wireless transmission. Accordingly, it may be at the Ubertragungsstrecke 7 by a number of cables, a number of optical fibers or in the case of wireless transmission around the space between the transmission interface 11 and the MR signal processing device 6 act.

Die MR-Signalverarbeitungseinrichtung 6 umfasst einen Empfänger 18, der so ausgestaltet ist, dass er die von der Übertragungsstrecke 11 übertragenen Datenpakete empfangen kann. Dem Empfänger 18 ist ein Dekodierer 19 nachgeschaltet, welcher die empfangenen Datenpakete dekodiert. Dabei können beispielsweise die vom Paketgenerator 13 eingefugten Steuerworte StW und Fullmuster-Datenworte FW aus den Datenpaketen entfernt werden. Darüber hinaus kann der Dekodierer 19 gegebenenfalls die übertragenen kodierten MR-Datenworte so dekodieren, dass wieder die ursprünglichen digitalen MR-Datenworte mit konstanter, d. h. vom Signalpegel unabhängiger Wortbreite resultieren. Insbesondere bei einer Darstellung der digitalen MR-Datenworte im Zweierkomplement kann der Dekodierer 19 dazu eingesetzt werden, die fehlenden führenden Bits in den kodierten MR-Datenworten durch Wiederholung des Vorzeichenbits wiederherzustellen.The MR signal processing device 6 includes a receiver 18 which is designed to be that of the transmission line 11 can receive transmitted data packets. The receiver 18 is a decoder 19 downstream, which decodes the received data packets. In this case, for example, the package generator 13 inserted control words StW and full pattern data words FW are removed from the data packets. In addition, the decoder can 19 if necessary, decode the transmitted coded MR data words in such a way that the original digital MR data words again result in a constant word width, that is to say independent of the signal level. In particular, in a representation of the digital MR data words in two's complement, the decoder 19 be used to recover the missing leading bits in the coded MR data words by repeating the sign bit.

Um eine derartige Dekodierung zu steuern, kann der Dekodierer 19 die in den Datenlängenbits und/oder Steuerworten StW enthaltenen Informationen über die Datenpakete heranziehen. Die so vom Dekodierer 19 dekodierten Datenpakete werden an eine MR-Bildgebungseinrichtung 20, welche über Fouriertransformationen und/oder andere bildverarbeitende Operationen Bilddaten des Untersuchungsobjekts erzeugt.To control such decoding, the decoder may 19 the information contained in the data length bits and / or control words StW about the data packets. The so from the decoder 19 decoded data packets are sent to an MR imaging device 20 which generates image data of the examination object via Fourier transformations and / or other image processing operations.

Die MR-Signalverarbeitungseinrichtung 6 muss sich nicht notwendigerweise in räumlicher Nähe zur erfindungsgemaßen Übertragungseinrichtung 21 befinden. In vielen Fällen wird die MR-Signalverarbeitungseinrichtung 6 und insbesondere die MR-Bildgebungseinrichtung 20 in einem anderen Raum bzw. weiter entfernt von der Übertragungseinrichtung 21 angeordnet sein.The MR signal processing device 6 does not necessarily have to be in spatial proximity to the transmission device according to the invention 21 are located. In many cases, the MR signal processing device 6 and in particular the MR imaging device 20 in another room or farther away from the transmission facility 21 be arranged.

In 5 wird ein schematisches Blockschaltbild eines zweiten Ausfuhrungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Übertragungseinrichtung 21 gezeigt. Die den Einrichtungen der 4 entsprechenden Einrichtungen tragen die gleichen Bezugszeichen. Bei Signalen werden die gleichen Anfangsbuchstaben wie in 4 verwendet. Im Gegensatz zu 4 zeigt 5 nun eine erfindungsgemäße Übertragungseinrichtung 21, mit der die MR-Empfangssignale A1, A2 von zwei Empfangsantennenelementen E1, E2 über eine gemeinsame Übertragungsstrecke 7 an eine MR-Signalverarbeitungseinrichtung 6 übertragen werden. Die Übertragungseinrichtung 21 umfasst dabei, separat für jedes der MR-Empfangssignale A1, A2 jeweils einen Analog-Digital-Wandler 8, einen Pegelgenerator 9, einen Datenkodierer 10 und einen Zwischenspeicher 12, wohingegen die Datensteuerung 15, der Steuerwortgenerator 16, der Füllmustergenerator 17, der Paketgenerator 13 und die Übertragungsschnittstelle 11 für die Übertragung beider MR-Empfangssignale A1, A2 gemeinsam genutzt wird. Der wesentliche Unterschied zu 4 besteht darin, dass der Paketgenerator 13 Datenpakete generiert, die die MR-Empfangssignale A1, A2 verschiedener Empfangsantennenelemente E1, E2 repräsentieren. Entsprechend erzeugt der Steuerwortgenerator 16 Steuerworte StW auf dem Steuerwortsignal SW, welche u. a. anzeigen, welche Datenworte innerhalb eines Datenpaketes welchem Empfangsantennenelement E1, E2 zuzuordnen sind. Der Dekodierer 19 auf der Seite der MR-Signalverarbeitungseinrichtung 6 ist hier nun so ausgestaltet, dass er mit Hilfe dieser Steuerworte StW die Datenpakete getrennt nach Empfangsantennenelementen E1, E2 dekodieren und an die MR-Bildgebungseinrichtung 20 weiterleiten kann. Eine derartige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ubertragungseinrichtung 21 mit einer mehrfachen Nutzung einer Übertragungsstrecke 7 ist nicht auf zwei Empfangsantennenelemente E1, E2 begrenzt, sondern lässt sich in einfacher Weise auf mehr als zwei Empfangsantennenelemente E1, E2 erweitern. In 5 is a schematic block diagram of a second exemplary embodiment of a transmission device according to the invention 21 shown. The facilities of the 4 corresponding devices bear the same reference numerals. For signals, the same initial letters as in 4 used. In contrast to 4 shows 5 now a transmission device according to the invention 21 , with which the MR received signals A1, A2 of two receiving antenna elements E1, E2 via a common transmission path 7 to an MR signal processing device 6 be transmitted. The transmission device 21 comprises, in each case separately for each of the MR received signals A1, A2 an analog-to-digital converter 8th , a level generator 9 , a data encoder 10 and a cache 12 whereas the data control 15 , the control word generator 16 , the fill pattern generator 17 , the packet generator 13 and the transmission interface 11 is shared for the transmission of both MR received signals A1, A2. The main difference too 4 is that the packet generator 13 Generates data packets representing the MR received signals A1, A2 of different receiving antenna elements E1, E2. The control word generator generates accordingly 16 Control words StW on the control word signal SW, which indicate, inter alia, which data words within a data packet to which receive antenna element E1, E2 are assigned. The decoder 19 on the side of the MR signal processing device 6 is now configured so that it decodes the data packets separated by receive antenna elements E1, E2 with the help of these control words StW and to the MR imaging device 20 can forward. Such an embodiment of the transmission device according to the invention 21 with a multiple use of a transmission link 7 is not limited to two receiving antenna elements E1, E2, but can be easily extended to more than two receiving antenna elements E1, E2.

6 stellt ein schematisches Beispiel für ein typisches MR-Empfangssignal A eines Empfangsantennenelements E über der Zeit t dar. Es ist ersichtlich, dass nur in einem begrenzten Zeitraum großere Signalamplituden auftreten. 6 FIG. 12 illustrates a schematic example of a typical MR receive signal A of a receive antenna element E over time t. It will be appreciated that larger signal amplitudes occur only in a limited amount of time.

Die 7 zeigt analoge Signalwerte für das MR-Empfangssignal A aus 6, die sich durch eine Abtastung des MR-Empfangssignals A ergeben. Dabei können sowohl positive als auch negative Abtastwerte auftreten.The 7 shows analog signal values for the MR received signal A. 6 which result from a sampling of the MR received signal A. Both positive and negative samples can occur.

In 8 wird ein digitales MR-Datenwortsignal D mit digitalen MR-Datenworten wiedergegeben, welche sich aus einer Digitalisierung der Abtastwerte aus 7 ableiten. Für die Digitalisierung werden hier 18 Bits pro Datenwort verwendet und eine Zweierkomplement-Darstellung für das Vorzeichen gewahlt. Folglich konnen auch digitale MR-Datenworte mit geringen Unterschieden in den Amplituden der zugehörigen Abtastwerte große Unterschiede in der digitalen MR-Datenwort-Darstellung aufweisen.In 8th a digital MR data word signal D is reproduced with digital MR data words resulting from a digitization of the samples 7 derived. For digitization, 18 bits per data word are used here and a two's complement representation for the sign is selected. Consequently, even digital MR data words with small differences in the amplitudes of the associated samples may have large differences in MR digital data word representation.

Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrensschrittes der Kodierung ergeben sich kodierte MR-Datenworte auf einem kodierten MR-Datenwortsignal K, welches in 9 gezeigt wird. Entsprechend dem oben gezeigten Beispiel werden für die Kodierung drei Datenlängenbits zur Beschreibung des Signalpegels des jeweils zugrunde liegenden digitalen MR-Datenwortes verwendet. Diese drei Datenlängenbits befinden sich hier am Anfang eines Datenwortes, d. h. auf der linken Seite der Datenworte in 9. Ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, ist es auch denkbar, dass die Datenlängenbits an anderen Positionen im jeweiligen kodierten MR-Datenwort angeordnet sind.Using the method step of the coding according to the invention, coded MR data words result on a coded MR data word signal K, which in 9 will be shown. According to the example shown above, three data length bits are used for the coding for the description of the signal level of the respectively underlying digital MR data word. These three data length bits are located here at the beginning of a data word, ie on the left side of the data words in 9 , Without departing from the scope of the invention, it is also conceivable that the data length bits are arranged at other positions in the respective coded MR data word.

Mit Hilfe eines Zwischenspeichers 12, welcher beim Einlesen von kodierten MR-Datenworten höhere Datenraten als beim Auslesen der Datenworte anwendet, kann nun die Datenrate der kodierten MR-Datenworte reduziert werden. Dies ist in 10 gezeigt, welche ein Zwischenspeicher-Datenwortsignal Z für das kodierte MR-Datenwortsignal K aus 9 angibt. Die Datenrate beim Auslesen der Datenworte aus dem Zwischenspeicher 12 ist dabei halb so groß wie beim Einlesen der kodierten Datenworte. Entsprechend resultiert eine vorteilhafte, weitgehend gleichmäßige Nutzung der Übertragungsstrecke 7 bei geringer Datenrate. Etwaige Lücken zwischen den Datenworten ließen sich durch entsprechende Füllmuster-Datenworte FW ausgleichen.With the help of a cache 12 which applies higher data rates when reading coded MR data words than when reading out the data words, the data rate of the coded MR data words can now be reduced. This is in 10 which outputs a latch data word signal Z for the coded MR data word signal K 9 indicates. The data rate when reading the data words from the cache 12 is half the size of the encoded data words. Accordingly results in a beneficial, largely uniform use of the transmission path 7 at low data rate. Any gaps between the data words could be compensated by corresponding filling pattern data words FW.

Im Gegensatz zu 9, bei der die kodierten MR-Datenworte seriell übertragen werden, ist in 11 nun eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der die kodierten MR-Datenworte eines ersten Empfangsantennenelements E1 parallel uber ein kodiertes MR-Datenwortsignal K1 übertragen werden (in den 11 bis 13 ist jeweils die Wortbreite W über der Zeit t aufgetragen). Dabei treten in einem Intervall 1b Datenworte mit einer Wortbreite W auf, die viermal höher ist als die Wortbreite W in den anderen Intervallen 1a, 1c, 1d und 1e. 12 zeigt ein ähnliches kodiertes MR-Datenwortsignal K2 eines zweiten Empfangsantennenelements E2. Es entspricht der Eigenschaft typischer MR-Systeme, dass die maximalen Signalpegel der MR-Empfangssignale A1, A2 mehrerer Empfangsantennenelemente E1, E2 näherungsweise gleichzeitig die hochsten Signalpegel aufweisen. Folglich treten die beiden Intervalle großer Datenwortbreiten – Intervall 1b in 11, Intervall 2b in 12 – nahezu zeitgleich auf.In contrast to 9 , in which the coded MR data words are transmitted serially, is in 11 now shows an embodiment of the invention, in which the coded MR data words of a first receiving antenna element E1 are transmitted in parallel via an encoded MR data word signal K1 (in the 11 to 13 in each case the word width W is plotted over the time t). Doing this occur in an interval 1b Data words with a word width W, which is four times higher than the word width W in the other intervals 1a . 1c . 1d and 1e , 12 shows a similar coded MR data word signal K2 of a second receiving antenna element E2. It corresponds to the property of typical MR systems that the maximum signal levels of the MR received signals A1, A2 of several receiving antenna elements E1, E2 approximately simultaneously have the highest signal level. Consequently, the two intervals occur large data word intervals - interval 1b in 11 , Interval 2 B in 12 - almost at the same time.

Über eine erfindungsgemäße Datensteuerung 15 und einen erfindungsgemäßen Zwischenspeicher 12 können nun die Intervalle mit großen Datenwortbreiten so zwischengespeichert, d. h. verzogert werden, dass diese nicht mehr zeitgleich auftreten und damit auch nicht mehr zeitgleich über die Übertragungsstrecke 7 übertragen werden müssen. Dieses erfindungsgemäße Verfahren wird in 13 anhand des Datenpaketsignals DP erläutert. Das Datenpaketsignal DP überträgt hier sowohl Datenworte des kodierten MR-Datenwortsignals K1 als auch Datenworte des kodierten MR-Datenwortsignals K2. Falls hier Datenworte hoher Wortbreite auftreten, werden die Datenworte eines der beiden kodierten MR-Datenwortsignale K1, K2 länger in einem der Zwischenspeicher 12 zwischengespeichert als das andere kodierte MR-Datenwortsignal K1, K2. In dem hier dargestellten Beispiel erfahren die Datenworte des kodierten MR-Datenwortsignals K1 eine längere Zwischenspeicherung. In der gezeigten Darstellung fließen die Daten von rechts nach links.About a data control according to the invention 15 and a cache according to the invention 12 Now the intervals with large data word widths can be buffered, ie delayed, so that they no longer occur at the same time and thus no longer simultaneously over the transmission path 7 must be transferred. This inventive method is described in 13 explained with reference to the data packet signal DP. The data packet signal DP here transmits both data words of the coded MR data word signal K1 and data words of the coded MR data word signal K2. If data words of high word width occur here, the data words of one of the two coded MR data word signals K1, K2 become longer in one of the latches 12 latched as the other coded MR data word signal K1, K2. In the example shown here, the data words of the coded MR data word signal K1 undergo a longer intermediate storage. In the illustration shown, the data flows from right to left.

Umgekehrt zeigt die 13, dass durch eine Datensteuerung 15 und die Zwischenspeicher 12 auch mehrere Datenworte parallel, d. h. zeitgleich übertragen werden können, falls ihre Wortbreite ausreichend niedrig ist. Beispielsweise werden hier die vier Intervalle 2c, 1c, 2d und 1d mit Datenworten der beiden kodierten MR-Datenwortsignale K1 und K2 zeitgleich ubertragen. Durch diese, von den Signalpegeln der MR-Empfangssignale A1, A2 abhängige zeitweise ”Serialisierung” und ”Parallelisierung” gelingt es, über eine Übertragungsstrecke 7 zwei kodierte MR-Datenwortsignale K1 und K2 zu übertragen, auch wenn die Übertragungsstrecke 7 eine maximale Datenrate aufweist, die der maximalen Datenrate eines kodierten MR-Datenwortsignals K1, K2 entspricht.Conversely, the shows 13 that through a data control 15 and the buffers 12 Also, multiple data words in parallel, that can be transmitted at the same time, if their word width is sufficiently low. For example, here are the four intervals 2c . 1c . 2d and 1d transmitted simultaneously with data words of the two coded MR data word signals K1 and K2. By this, from the signal levels of the MR received signals A1, A2 dependent temporary "serialization" and "parallelization" succeeds, over a transmission link 7 to transmit two coded MR data word signals K1 and K2, even if the transmission path 7 has a maximum data rate that corresponds to the maximum data rate of a coded MR data word signal K1, K2.

Ergänzend zeigt 13 noch die Steuerworte StW, die durch den Steuerwortgenerator 16 erzeugt und durch den Paketgenerator 13 in das Datenpaketsignal DP eingefügt werden. Die Steuerworte StW finden sich hierbei immer am Anfang eines Datenpakets und dienen der nachfolgenden Dekodierung der Datenpakete im Dekodierer 19 der MR-Signalverarbeitungseinrichtung 6. Außerdem werden in 13 noch Füllmuster-Datenworte FW dargestellt, welche durch eine Füllmustergenerator 17 erzeugt und durch den Paketgenerator 13 in das Datenpaketsignal DP eingefügt werden. Diese Füllmuster-Datenworte FW sorgen dafür, dass auf dem Datenpaketsignal DP letzlich immer Datenworte mit der maximalen Wortbreite übertragen werden, so dass störende Rückwirkungen auf die Empfangsantennenelemente E1, E2, wie sie bei stark schwankenden Datenwortbreiten auftreten können, vorteilhaft vermieden werden. Die Steuerworte StW tragen hierbei wieder Informationen, mit denen der Dekodierer 19 die Füllmuster-Datenworte FW auf Seiten der MR-Signalverarbeitungseinrichtung 6 entfernen kann.Complementary shows 13 nor the control words StW, by the control word generator 16 generated and by the packet generator 13 be inserted in the data packet signal DP. The control words StW are always found at the beginning of a data packet and are used for the subsequent decoding of the data packets in the decoder 19 the MR signal processing device 6 , In addition, in 13 still filling pattern data words FW represented by a Füllmustergenerator 17 generated and by the packet generator 13 be inserted in the data packet signal DP. These filling pattern data words FW ensure that data words with the maximum word width are always transmitted on the data packet signal DP, so that disturbing repercussions on the receiving antenna elements E1, E2, as can occur with strongly fluctuating data word widths, are advantageously avoided. The control words StW again carry information with which the decoder 19 the filling pattern data words FW on the side of the MR signal processing device 6 can remove.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren und Ubertragungseinrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden konnen, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise ist es denkbar, dass die in 5 separat für jedes der MR-Empfangssignale ausgeführten Analog-Digital-Wandler, Pegeldetektoren, Datenkodierer und Zwischenspeicher in einer weiteren Ausführungsformen der Erfindung auch durch mehr als ein MR-Empfangssignal genutzt werden. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein” bzw. „eine” nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein konnen. Ebenso schließt der Begriff „Einheit” bzw. „Modul” nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können. Das gleiche gilt auch für die MR-Lokalspule, deren Komponenten ebenfalls räumlich voneinander getrennt in unterschiedlichen Gehausen angeordnet sein können.It is finally pointed out once again that the methods and transmission devices described in detail above are merely exemplary embodiments which can be modified by the person skilled in various ways without departing from the scope of the invention. For example, it is conceivable that the in 5 in a further embodiment of the invention, analog-to-digital converters, level detectors, data encoders and latches configured separately for each of the MR receive signals are also used by more than one MR receive signal. For the sake of completeness, it is also pointed out that the use of the indefinite articles does not exclude "a" or "an" that the characteristics in question can also be present multiple times. Similarly, the term "unit" or "module" does not exclude that it consists of several components, which may also be spatially distributed. The same applies to the MR local coil, whose components can also be arranged spatially separated from each other in different Gehausen.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

66: MR-SignalverarbeitungseinrichtungMR signal processing device
77: Übertragungsstrecketransmission path
88th: Analog-Digital-WandlerAnalog to digital converter
99: Pegeldetektorlevel detector
1010: Datenkodiererdata encoder
1111: ÜbertragungsschnittstelleTransmission interface
1212: Zwischenspeichercache
1313: Paketgeneratorpacket generator
1414: analoge Signalverarbeitungseinrichtunganalog signal processing device
1515: Datensteuerungdata control
1616: SteuerwortgeneratorControl word generator
17 17: FüllmustergeneratorFüllmustergenerator
1818: Empfängerreceiver
1919: Dekodiererdecoder
2020: MR-BildgebungseinrichtungMR imaging device
2121: Übertragungseinrichtungtransmission equipment
2222: MR-LokalspuleMR local coil
A, A1, A2A, A1, A2: MR-AntwortsignalMR response signal
D, D1, D2D, D1, D2: digitales MR-Datenwortsignaldigital MR data word signal
DPDP: DatenpaketsignalData packet signal
E, E1, E2E, E1, E2: EmpfangsantennenelementReceiving antenna element
FMFM: Füllmuster-DatenwortsignalFill pattern data word signal
FWFW: Füllmuster-DatenwortFill pattern data word
K, K1, K2K, K1, K2: kodiertes MR-Datenwortsignalcoded MR data word signal
KS, KS1, KS2KS, KS1, KS2: Datenkodierer-SteuersignalData encoder control signal
P, P1, P2P, P1, P2: SignalpegelsignalSignal level Signal
PSPS: Paketgenerator-SteuersignalPacket generator control signal
StWCT: Steuerwortcontrol word
SWSW: SteuerwortsignalControl word signal
SWSSWS: Steuerwortgenerator-SteuersignalControl word generator control signal
Z, Z2, Z3Z, Z2, Z3: Zwischenspeicher-DatenwortsignalCache data word signal
ZS, ZS1, ZS2ZS, ZS1, ZS2: Zwischenspeicher-SteuersignalLatch control signal
tt: ZeitTime
WW: Wortbreiteword length
1a bis 1e, 2a bis 2e1a to 1e, 2a to 2e: Intervalleintervals

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2006/048816 A1 [0006]
DE 102007001299 A1 [0006]

Claims

Method for transmitting MR received signals (A, A1, A2) of a number of receiving antenna elements (E, E1, E2) to an MR signal processing device ( 6 ), comprising the following method steps: - scanning of the MR received signals (A, A1, A2) and conversion of the MR received signals (A, A1, A2) into digital MR data words, - determination of a signal level of the digital MR data words, - coding the digital MR data words, wherein the coding is controlled by the signal level of a digital MR data word such that the coded MR data words have a larger word width at higher signal levels than at lower signal levels, - transmitting the coded MR data words over a number Transmission lines ( 7 ) to the MR signal processing device ( 6 ).

A method according to claim 1, characterized in that the coding of the digital MR data words and / or the transmission of the coded MR data words is controlled such that the transmission of the coded MR data words has a maximum word width which is smaller than the maximum word width the uncoded MR data words.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the coding of the digital MR data words and / or the transmission of the coded MR data words is controlled such that the transmission of the coded MR data words has a substantially constant data rate.

Method according to claim 1 to 3, characterized in that the MR data words are buffered after the coding and before the transmission.

A method according to claim 4, characterized in that the intermediate storage of the coded MR data words is controlled by the signal level of the digital MR data words.

A method according to claim 4 or 5, characterized in that the intermediate storage takes place according to a queuing method.

Method according to one of claims 3 to 6, characterized in that the intermediate storage of the MR data words is controlled such that the transmission of the coded MR data words has a substantially constant data rate.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that over the number of transmission links ( 7 ), at least temporarily, filling pattern data words (FW) are transmitted, preferably filling pattern data words (FW), which comprise random numbers.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that control words (StW) are generated, which in addition to the coded MR data words on the number of transmission links ( 7 ), wherein the control words (StW) are generated in dependence on the signal levels of the digital MR data words.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the encoding of the digital MR data words, a number of data length bits are generated which describe the signal levels of the digital MR data words.

Method according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the coded MR data words originating from at least two receiving antenna elements (E, E1, E2) are transmitted over a transmission path ( 7 ) be transmitted.

Transmission device ( 21 ) for the transmission of MR received signals (A, A1, A2) of a number of receiving antenna elements (E, E1, E2) to an MR signal processing device ( 6 ), comprising: - a number of analog-to-digital converters ( 8th ) for scanning the MR received signals (A, A1, A2) and converting the MR received signals (A, A1, A2) into digital MR data words, - a number of level detectors ( 9 ) for determining a signal level of the digital MR data words, A number of data encoders ( 10 ) for encoding the digital MR data words, the coding being controlled by the signal level of a digital MR data word in such a way that the coded MR data words have a larger word width at higher signal levels than at lower signal levels, - a number of transmission interfaces ( 11 ) for transmitting the coded MR data words to the MR signal processing device ( 6 ).

Transmission device ( 21 ) according to claim 12, characterized in that the transmission device ( 21 ) a number of buffers ( 12 ) which buffer the MR data words after encoding and before transmission.

Transmission device ( 21 ) according to claim 12 or 13, characterized in that the transmission device ( 21 ) a packet generator ( 13 ), which summarizes the coded MR data words of at least two receiving antenna elements (E, E1, E2) in data packets in such a way that they are transmitted over a transmission path ( 7 ) are transferable.

MR local coil ( 22 ) with a number of receiving antenna elements (E, E1, E2) and a transmission device ( 21 ) according to any one of claims 12 to 14.

MR system for generating MR images of an examination region of an examination object with a number of reception antenna elements (E, E1, E2) and a transmission device ( 21 ) according to one of claims 12 to 14, in particular with a number of MR local coils ( 22 ) according to claim 15.