-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Signalauswahl bei der Erfassung von Empfangssignalen für Empfangsantennen einer Anzahl von Lokalspulen einer Empfangseinrichtung eines Magnetresonanztomographiegerätes (MRT).
-
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Lokalspule sowie ein Magnetresonanztomographiegerät, die mit der erfindungsgemäßen Signalauswahl betrieben werden.
-
Hierbei weist die Signalauswahleinrichtung eine Mehrzahl von Signaleingängen für den Empfang von Signalen der Empfangsantennen, sowie eine Mehrzahl von Signalausgängen für die Abgabe von veränderten Signalen der Empfangsantennen auf. Die Signalauswahleinrichtung dient zur Selektion oder Auswahl oder Reduktion von Empfangssignalen der Empfangsantennen und zur Weiterleitung an eine Bildverarbeitungseinrichtung. Die Signalauswahleinrichtung beinhaltet eine Mehrzahl von A/D-Wandlerbausteinen und eine Mehrzahl von Digital-Auswahlbausteinen sowie eine Steuereinheit. Die Steuereinheit kann dabei ausschließlich Aufgaben der Signalauswahleinrichtung übernehmen, zusätzlich aber auch andere Aufgaben übernehmen, wie z. B. die Steuerung der HF-Sender und der Ganzkörperspule etc., so dass die Steuereinheit physisch und/oder logisch teilweise auch außerhalb der Empfangseinrichtung angeordnet sein kann.
-
Die Empfangssignale der Empfangsantennen werden hierbei über eine Mehrzahl von Signaleingängen der Mehrzahl von A/D-Wandlerbausteinen in diese eingespeist, dort in digitale Datenströme verwandelt und über Signalausgänge der A/D-Wandlerbausteine den Digital-Auswahlbausteinen zugeführt.
-
In den Digital-Auswahlbausteinen erfolgt eine Selektion/Auswahl/Reduktion der für den aktuellen Datenerfassungsvorgang, d. h. ein sogenanntes „Readout”, ausgewählten logischen Datenströme über Metadaten aus der Steuereinheit.
-
Um MRT-Bilder mit einem bestmöglichen Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu erzeugen, müssen nach dem Stand der Technik Empfangsantennen eingesetzt werden, welche möglichst nahe an dem zu messenden Objekt (z. B. Patient oder Proband) platziert werden. Dies sind sogenannte Lokalspulen, welche meist als Empfangsspulen ausgebildet sind, aber zusätzlich auch Sendespulen sein können.
-
Eine Lokalspule ist für den Benutzer des MRT eine physikalische Einheit, die er auf, unter oder an dem Patienten positionieren kann. Diese besitzt ggfs. mehrere logische Untereinheiten, die Spulenelemente, die der Benutzer z. B. für die Messung einzeln an- oder abwählen kann. Ein Spulenelement wiederum fasst in der Regel mehrere Empfangsantennen zusammen, welche die individuellen MRT-Signale (die sogenannten „Rohdaten”) erzeugen, welche letztlich in die MRT-Bildgebung als einzelne und unabhängige Signale einfließen um daraus die Bilddaten zu rekonstruieren. Hierbei weist beispielsweise eine Lokalspule drei einzeln ansprechbare Spulenelemente auf, die je sechs ggfs. einzeln ansprechbare Empfangsantennen haben, so dass dann in diesem Beispiel eine Lokalspule 18 einzelne Empfangsantennen hätte.
-
Es ist vorteilhaft, eine Vielzahl derartiger Empfangsantennen zu haben, um z. B. schnellere MRT-Messungen mittels paralleler Bildgebungsverfahren zu ermöglichen. Je höher daher die Antennendichte der Empfangsantennen, also die Anzahl der Empfangsantennen der Lokalspule, desto höher die Bildqualität und/oder schneller die Rohdatenakquise. Die Problematik besteht darin, dass die vielen Empfangsantennen viele unabhängige Signale erzeugen, welche über viele Kabel übertragen und über viele A/D-Wandler (Analog-Digital-Wandler) digitalisiert werden müssen.
-
Das Problem bei Signalauswahleinrichtungen aus dem Stand der Technik ist, dass die Digital-Auswahlbausteine mindestens genauso viele Signaleingänge für logische Datenströme besitzen müssen, wie die A/D-Wandlerbausteine, auch dann, wenn in allen Datenerfassungs-Situationen immer nur eine Teilmenge davon selektiert wird. Dafür werden für die Digital-Auswahlbausteine entsprechend viele Bausteine benötigt.
-
In bisherigen MRT-Systemen wurde die Anzahl der logischen Signaleingänge der Digital-Auswahlbausteine stets gleich der logischen Anzahl der Signaleingänge der A/D-Wandlerbausteine gewählt. Wenn sich die Anzahl der Signaleingänge der Digital-Auswahlbausteine nicht beliebig erhöhen lässt, muss die Anzahl der A/D-Wandlerbausteine auf die Anzahl der Signaleingänge der Digital-Auswahlbausteine begrenzt werden. Durch Multiplexing kann sich die physikalische Anzahl von der logischen Anzahl unterscheiden. Das Multiplexing im analogen Bereich ist unabhängig von dem im digitalen Bereich und dynamisch pro tatsächlichem Kabel.
-
In
US 2009/0 174 498 A1 wird eine Verteilerschaltung auf Funkbasis beschrieben, welche Kanäle von Empfangsantennen eines MRT-Systems auswählt, über die Signale von den Empfangsantennen empfangen werden.
-
In
WO 2008/155703 A1 wird ein MRT-System mit einer Mehrzahl von Empfangseinrichtungen beschrieben, mit denen Signale von einer Mehrzahl von Empfangsantennen zusammengeführt und weitergeleitet werden können. Die Empfangseinrichtungen weisen auch digitale Empfangsbausteine zur Wandlung von analogen Signalen in digitale Signale auf. Durch eine kaskadenartige Anordnung der Empfangseinrichtungen kann eine große Anzahl von Eingangsdatenleitungen auf ein Masterdatenempfangssystem mit einer begrenzten Anzahl an Eingangskanälen geschaltet werden.
-
In MRT-Systemen kann es durchaus notwendig sein, dass die Anzahl der logischen Datenströme der A/D-Wandlerbausteine größer ist, als die Anzahl der logischen Datenströme, die mit einem aktuellen Datenerfassungsvorgang (Readout) gleichzeitig erfasst werden können.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Anzahl der Signaleingänge der Digital-Auswahlbausteine zu beschränken, die max. mit einem aktuellen Datenerfassungsvorgang (Readout) gleichzeitig erfasst werden können, um so die MRT-Bilderzeugung zu beschleunigen und die MRT-Bildqualität zu verbessern.
-
Zur Lösung der gestellten Aufgabe dienen die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung, wobei insbesondere auch die Ansprüche einer Kategorie analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können. Ebenso können Merkmale verschiedener Ausführungsvarianten kombiniert werden.
-
Erfindungsgemäß erfolgt nun bereits in den A/D-Wandlerbausteinen eine Selektion bzw. Auswahl und gegebenenfalls eine Reduktion der für den aktuellen Datenerfassungsvorgang, d. h. „Readout”, ausgewählten logischen Datenströme über Metadaten aus der Steuereinheit.
-
Vorteil dabei ist, dass damit die Anzahl der notwendigen digitalen Bausteine reduziert werden kann und damit nicht unerhebliche Herstellkosten eingespart werden können.
-
Die Datenübertragung von den A/D-Wandlerbausteinen auf die Digital-Auswahlbausteine soll also so organisiert werden, dass immer nur die für den aktuellen Datenerfassungsvorgang (Readout) relevanten logischen Datenstrom übertragen werden. Dann kann die Anzahl der Eingänge der Digital-Auswahlbausteine auf die Anzahl begrenzt werde, die maximal bei einem aktuellen Readout gleichzeitig erfasst werden können soll. Diese Zahl kann kleiner sein, als die Anzahl der logischen Datenströme der A/D-Wandlerbausteine.
-
Um dies zu erreichen, muss bereits in den A/D-Wandlerbausteinen eine Selektion der für den aktuellen Datenerfassungsvorgang ausgewählten logischen Datenströme erfolgen. Hierfür benötigen die A/D-Wandlerbausteine für jeden aktuellen Datenerfassungsvorgang entsprechende Metadaten von der Steuereinheit.
-
Unter Metadaten sind dabei Daten zu verstehen, die Informationen über die im aktuellen Readout akquirierten Rohdaten enthalten, wie z. B. Informationen über die genutzten Empfangsantennen, also die Selektion eines input-Kabels der Empfangsantennen in den A/D-Wandler anstatt bisher die Signale aller Empfangsantennen blind zu wandeln. Im Zusammenhang mit Multiplexing kommt es dann ferner zu Situationen, wo man von einem physikalischen Kabel mehrere Signale bekommt, von denen potentiell aber nur eine Teilmenge benötigt. Noch komplexer wird es bei der dynamischen Auswahlmöglichkeit verschiedener sich ausschließender Multiplex-Verfahren pro Kabel, davon ist nur genau eines aktiv und die anderen logischen Datenströme müssen ohne solche Meta-Daten auch zu den Digital-Auswahlbausteinen übertragen werden. Insbesondere können die Metadaten, Kanal-Selektions-Information enthalten, die z. B. besonders bevorzugt in Form einer Bitmaske vorliegen kann. Hierbei ist jedem Signaleingang (d. h. logischem Datenstrom) der A/D-Wandlerbausteine eine eindeutige Kanalnummer zugeordnet. Die Zählung erfolgt z. B. beginnend mit 1 lückenlos fortlaufend (1, 2, 3, ...). In der Kanal-Selektions-Bitmaske wird jeder Kanalnummer ein Bit zugeordnet. Ist dieses gesetzt, dann ist der Kanal für den aktuellen Datenerfassungsvorgang relevant und muss zu den Digital-Auswahlbausteinen übertragen werden, andernfalls nicht. Beispielsweise können drei logischen Datenströme über ein gemeinsames Kabel zum AD-Wandler gelangen. Entweder ist der erste logische Datenstrom alleine aktiv oder alternativ die anderen beiden Datenströme, während der naive AD-Wandler ohne Meta-Information immer alle drei Datenströme stur produzieren muss und dadurch eine unnötig hohe Anzahl an Digital-Auswahlbausteinen bedingen würde, die tatsächlich niemals genutzt würden.
-
Mit Hilfe der Erfindung kann die Anzahl der Eingänge der Digital-Auswahlbausteine kleiner gewählt werden, als die Anzahl der Eingänge der (logischen Datenströme) der A/D-Wandlerbausteine. Dadurch lassen sich bei vorgegebener Anzahl von Eingängen der Digital-Auswahlbausteine, MRT-Systemkonfigurationen mit höherer Anzahl von Eingängen der A/D-Wandlerbausteine einsetzen.
-
Insbesondere könnte damit bei einer besonders bevorzugten Variante auch die Anzahl der A/D-Wandlerbausteine größer als die Anzahl der Digital-Auswahlbausteine sein. So kann z. B. die Anzahl der A/D-Wandlerbausteine um bis zu 50% größer sein, als die Anzahl der Digital-Auswahlbausteine.
-
Eine weitere Frage ist, wie die Metadaten von der Steuereinheit zu den A/D-Wandlerbausteinen gelangen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die A/D-Wandlerbausteine und die Digital-Auswahlbausteine separate Metadateneingänge auf, über welche Metadaten von der Steuereinheit direkt eingegeben werden können. Hierdurch kann eine sehr einfache, kostengünstige, sichere und rasche Übergabe der Metadaten an die A/D-Wandlerbausteine und die Digital-Auswahlbausteine erfolgen, sodass die Bildverarbeitung schnell und mit hoher Qualität erfolgen kann. Insbesondere sind die Metadateneingänge beider Bausteine ähnlich oder identisch aufgebaut und übertragen auch ähnliche oder identische Metadaten.
-
Alternativ oder zusätzlich zur oben angegebenen Ausführungsform mit die separaten Metadateneingänge der A/D-Wandlerbausteine kann mindestens je ein Metadatenkanal (md4) zwischen den A/D-Wandlerbausteinen und den zugeordneten Digital-Auswahlbausteinen angeordnet sein, über welche die Metadaten von der Steuereinheit indirekt über die Digital-Auswahlbausteine in die A/D-Wandlerbausteine eingegeben werden können. Diese Metadatenkanäle sind insbesondere bidirektionale Datenkanäle, die in beiden Richtungen Daten leiten können, nämlich in der einen Richtung die Metadaten und in der anderen Richtung den digitalisierten Datenstrom von den Empfangsantennen. Natürlich können diese indirekten Metadatenkanäle zwischen den Digital-Auswahlbausteinen und den A/D-Wandlerbausteinen auch unidirektional sein und lediglich für die Übertragung der Metadaten von der Steuereinheit indirekt über die Digital-Auswahlbausteine in die A/D-Wandlerbausteine vorgesehen sein.
-
Bei einer Übertragung der Metadaten von der Steuereinheit an die A/D-Wandlerbausteine über die Digital-Auswahlbausteine ist die Signalauswahl transparent für die, d. h. unabhängig von den restlichen Systemkomponenten, insbesondere der Steuereinheit.
-
Für alle oben beschriebenen Varianten kann die Signalauswahleinrichtung eine oder mehrere Signalverteilungseinheiten aufweisen, die zwischen der Schnittstellenanordnung für Empfangsantennen und den A/D-Wandlerbausteinen signalleitend angeordnet ist, so dass die Empfangssignale der Empfangsantennen über die Signalverteilungseinheit auf die A/D-Wandlerbausteine gegeben werden, wobei die Signalverteilungseinheit Metadaten aus der Steuereinheit über einen Metadateneingang empfängt, zur Auswahl der Empfangssignale der Empfangsantennen und Verteilung auf die zugeordneten A/D-Wandlerbausteine.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann, insbesondere bei kleineren Systemen mit nur wenigen (z. B. bis zu 24) Empfangsantennen, auf eine separate Signalverteilungseinheit für die Signale der Empfangsantennen verzichtet werden und die Signalreduktion vollständig durch die A/D-Wandlerbausteine erfolgen. Ferner wird der Verzicht auf eine Signalverteilungseinheit auch für Systeme interessant, falls man ganz nahe am Vollausbau ist, sprich eine Schaltmatrix ähnlich viele aktive Ausgänge wie Eingänge hat und dadurch intern sehr aufwändig bzgl. der Anzahl an Schaltern wird.
-
Üblicherweise liegt die Schnittstellenanordnung der Empfangseinrichtung zwischen systemseitiger immobiler, d. h. fest im MRT-System installierter, Signalauswahleinrichtung und patientenseitiger mobiler Lokalspule. Alternativ kann aber auch die Signalauswahleinrichtung in der Lokalspule aufgenommen sein, so dass die Schnittstellenanordnung zwischen Lokalspule mit Signalauswahleinrichtung und Bildverarbeitungseinrichtung liegt. Alternativ können nur Teile der Signalauswahleinrichtung wie z. B. die Steuereinheit und/oder die Signalverteilungseinheit und/oder die A/D-Wandlerbausteine und/oder die Digital-Auswahlbausteine in der Lokalspule aufgenommen sein, so dass die Schnittstellenanordnung zwischen Lokalspule mit diesen Teilen der Signalauswahleinrichtung und der Bildverarbeitungseinrichtung liegt.
-
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll daher auch eine Lokalspule der Empfangseinrichtung geschützt werden, für den Empfang von MRT-Signalen, welche z. B. von einem Körper oder Körperteil eines Patienten ausgesendet werden, in Antwort auf Anregungssignale einer Ganzkörperspule des Magnetresonanztomographiegeräts (MRT), wobei die Lokalspule die erfindungsgemäße Signalauswahleinrichtung umfasst.
-
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll auch ein Magnetresonanztomographiegerät (MRT) geschützt werden, mit einer Empfangseinrichtung, welche zumindest eine erfindungsgemäße Signalauswahleinrichtung aufweist, wobei diese Empfangseinrichtung auch Teil einer dem MRT zugeordneten Lokalspule sein kann.
-
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll auch ein Verfahren zur Signalübertragung geschützt werden, unter Nutzung zumindest einer erfindungsgemäßen Signalauswahleinrichtung oder zumindest einer erfindungsgemäßen Lokalspule oder eines erfindungsgemäßen Magnetresonanztomographiegerätes (MRT).
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen bezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.
-
1 zeigt schematisch eine Signalauswahleinrichtung nach dem Stand der Technik innerhalb einer Empfangseinrichtung.
-
2 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Signalauswahleinrichtung innerhalb einer Empfangseinrichtung.
-
3 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Signalauswahleinrichtung innerhalb einer Empfangseinrichtung.
-
4 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Signalauswahleinrichtung innerhalb einer Empfangseinrichtung.
-
Die 1 bis 4 stellen jeweils Empfangsantennen (im Folgenden kurz Antennen) A1, A2, A3, A4, ..., An dar, welche mit der erfindungsgemäßen Signalauswahleinrichtung 3 gekoppelt sind, wobei die Antennen A1, A2 Teil einer Lokalspule 1 sind und die Lokalspule 1 zusammen mit der Signalauswahleinrichtung 3 als eine Empfangseinrichtung 2 betrachtet werden können. Die Lokalspule 1 kann noch eine Vielzahl weiterer üblicher (nicht dargestellter) Komponenten aufweisen, wie z. B. Vorverstärker, Schalterelemente bzw. Verstimm-Einrichtungen zum Deaktivieren und Aktivieren der Antennen A1, A2, A3, A4, ..., An.
-
1 zeigt eine Übersicht über den Empfangspfad einer Empfangseinrichtung 2 mit mindestens einer Lokalspule 1 innerhalb eines MRT-Systems.
-
Die Empfangseinrichtung 2 beinhaltet die (patientenseitige) Lokalspule 1 mit einer Mehrzahl von Empfangsantennen A1, A2, ... An und deren in den Figuren nicht näher dargestellten weiteren Komponenten wie z. B. Verstärker, Filter, etc., weiterhin eine (meist schon fest im System angeordnete) Signalverteilungseinheit 7, eine Steuereinheit 4, sowie eine Signalauswahleinrichtung 3. Die Steuereinheit 4 kann dabei ausschließlich Aufgaben der Signalauswahleinrichtung 3 übernehmen, zusätzlich aber auch andere Aufgaben übernehmen, wie z. B. die Steuerung der HF-Sender und der Ganzkörperspule etc., so dass die Steuereinheit 4 physisch und/oder logisch teilweise auch außerhalb der Empfangseinrichtung 2 angeordnet sein kann.
-
Die Signalauswahleinrichtung 3 wiederum beinhaltet eine Mehrzahl von A/D-Wandlerbausteinen 8 sowie eine Mehrzahl von Digital-Auswahlbausteinen 9, wobei hier die Anzahl der A/D-Wandlerbausteine 8 gleich der Anzahl der Digital-Auswahlbausteine 9 ist.
-
Eine Bildverarbeitungseinrichtung 6, welche aus den Daten der Signalauswahleinrichtung 3 dann MRT-Bilder berechnet und nachbearbeitet, sowie gegebenenfalls speichert und/oder optisch über ein Display ausgibt, ist mit der Empfangseinrichtung 2 gekoppelt.
-
Die Empfangsantennen A1, A2, ... An der Lokalspule 1 empfangen MRT-Signale, welche z. B. von einem Körper oder Körperteil eines Patienten ausgesendet werden, in Antwort auf Anregungssignale einer nicht dargestellten Ganzkörperspule eines MRT-Gerätes. Die Signalausgänge der Empfangsantennen A1, A2, ... An der Lokalspule 1 sind über eine Schnittstellenanordnung 5 (mit z. B. geeigneten Kabelverbindungen) mit Signaleingängen l1, l2, l3, ... ln der Signalverteilungseinheit 7 signalleitend verbunden, wobei auch mehrere Signalverteilungseinheiten 7 innerhalb dieser Lokalspule 1 oder mehrerer Lokalspulen 1 vorhanden sein können.
-
Diese Signalverteilungseinheit 7 dient dazu, eine Auswahl und Verteilung ihrer Eingangssignale, bzw. die Ausgangssignale der Empfangsantennen der Lokalspule (die Rohdaten), die über die Signaleingänge l1, l2, l3, ... ln in die Signalverteilungseinheit 7 gelangen, auf die Ausgangssignale, die über ihre Signalausgänge c1, c2, c3, ... cm ausgegeben werden, vorzunehmen. Die Anzahl der Signaleingänge l1, l2, l3, ... ln und die Anzahl der Signalausgänge c1, c2, c3, ... cm sind bevorzugt gleich, jedoch kann auch eine größere Anzahl von Eingangssignalen als von Ausgangssignalen vorhanden sein, oder aber umgekehrt.
-
Die konkrete Signalverteilung wird der Signalverteilungseinheit 7 von der Steuereinheit 4 über sogenannte Metadaten, d. h. Informationen über die Rohdaten, über einen dafür vorgesehenen Dateneingang md1 für Metadaten vorgegeben.
-
Jedes Ausgangssignal der Signalausgänge c1, c2, c3, ... cm der Signalverteilungseinheit 7 kann dabei die Signale von mehreren Empfangsspulenelementen gleichzeitig oder technisch bedingt auch exklusiv übertragen, z. B. per Frequenzmultiplex.
-
Die Signalausgänge c1, c2, c3, ... cm der Signalverteilungseinheit 7 sind mit den Signaleingängen e11-e1a1, e21-e2a2, e31-e3a3, ... ek1-ekak einer Mehrzahl von A/D-Wandlerbausteinen 8 der Signalauswahleinrichtung 3 signalleitend verbunden.
-
Aufgabe dieser A/D-Wandlerbausteine 8 ist es, aus ihrer Mehrzahl von Eingangssignalen die logischen Datenströme der einzelnen Empfangsantennen A1, A2, A3, ... An zu extrahieren und digitalisieren (d. h. Abtasten und Umwandlung in eine digitale Zahlenfolge) und in kontinuierliche Datenströme umzuwandeln.
-
Die Signalausgänge der A/D-Wandlerbausteine f11-f1d1, f21-f2d2, f31-f3d3, ... fk1-fkdk sind mit Signaleingängen ebenso vieler Digital-Auswahlbausteine 9 verbunden. Diese Digital-Auswahlbausteine 9 selektieren aus den logischen Datenströmen die Signale derjenigen Empfangsantennen A1, A2, A3, ... An, die für den aktuellen Datenerfassungsvorgang (Readout) ausgewählt sind. Die dazu notwendige Information erhalten die Digital-Auswahlbausteine 9 als Metadaten von der Steuereinheit 4 über einen dafür vorgesehenen Anschluss md2. Die Digital-Auswahlbausteine 9 fassen die selektierten Empfangssignale zu Dateneinheiten zusammen und übertragen sie als Datenpakete über die Signalausgänge g1, g2, g3, ... gk eines Übertragungskanals 5 an die Bildverarbeitungseinrichtung 6.
-
2 zeigt eine erfindungsgemäße Signalauswahleinrichtung 3, wobei die Steuereinheit 4 die Metadaten direkt an die A/D-Wandlerbausteine 8 überträgt, wozu die A/D-Wandlerbausteine 8 hierfür separate Metadateneingänge md3 aufweist. Die Steuereinheit 4 überträgt dann die ermittelten Metadaten sowohl an die Digital-Auswahlbausteine 9 als auch an die A/D-Wandlerbausteine 8. 2 zeigt also eine Signalselektion in den A/D-Wandlerbausteinen 8 mit direkter Ansteuerung durch die Steuereinheit 4. Dadurch, dass die Selektion der genutzten logischen Datenströme nun bereits in den A/D-Wandlerbausteinen 8 erfolgt, kann die Anzahl der Digital-Auswahlbausteine 9 in 2 geringer gewählt sein, als bei der herkömmlichen Vorgehensweise. In 2 ist die Anzahl der Digital-Auswahlbausteine 9 daher geringer als die Anzahl der A/D-Wandlerbausteine 8. In 1 ist die Anzahl der Digital-Auswahlbausteine 9 gleich der Anzahl der A/D-Wandlerbausteine 8. Ansonsten sind (bis auf die speziell ausgestalteten A/D-Wandlerbausteine 8) beide Ausführungen der 1 und 2 identisch.
-
In der Ausführung der 3 sind im Vergleich zur Ausführung der 1 lediglich zusätzlich weitere indirekte bidirektionale Metadatenkanäle md4 über die Digital-Auswahlbausteine 9 in die A/D-Wandlerbausteine 8 geschaffen, so dass die Anzahl der Digital-Auswahlbausteine 9 auch in 3 geringer ist, als die der 1. In 3 ist die Anzahl der Digital-Auswahlbausteine 9 daher ebenfalls geringer als die Anzahl der A/D-Wandlerbausteine 8. Bis auf die speziell ausgestalteten A/D-Wandlerbausteine 8 sowie die Digital-Auswahlbausteine 9 mit den bidirektionale Metadatenkanäle md4 zu den A/D-Wandlerbausteinen 8 sind beide Ausführungen der 1 und 3 identisch.
-
3 zeigt dabei eine vorteilhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einer bidirektionalen Verbindung in Form der Metadatenkanäle md4 zwischen den A/D-Wandlerbausteinen 8 und den zugeordneten Digital-Auswahlbausteinen 9. In diesem Fall reichen die Digital-Auswahlbausteine 9 einen Teil der Metadaten, welche die Digital-Auswahlbausteine 9 selbst aus der Steuereinheit 4 erhalten haben, über eine Kommunikationsverbindung in Form der Metadatenkanäle md4 an die A/D-Wandlerbausteine 8 weiter, ohne dass dafür das Mitwirken anderer Komponenten, insbesondere der Steuereinheit 4, notwendig ist. Deshalb ist das Verfahren in dieser Ausführung transparent für die Steuereinheit 4, d. h. unabhängig davon. Die Steuereinheit 4 muss daher in dieser Ausführung keine direkten Metadateneingänge in die A/D-Wandlerbausteine 8 aufweisen. 3 zeigt also eine Signalselektion in den A/D-Wandlerbausteinen 8 mit lokaler Ansteuerung durch die Digital-Auswahlbausteine 9 ohne Eingriff der Steuereinheit 4.
-
Natürlich können anstatt der bidirektionalen Metadatenkanäle md4 auch separate unidirektionale Metadatenkanäle vorhanden sein, über welche lediglich Metadaten aus den Digital-Auswahlbausteinen 9 in die A/D-Wandlerbausteine 8 übertragen werden können.
-
In der Ausführung nach 4 ist im Vergleich zur Ausführung der 3 lediglich die Signalverteilungseinheit 7 weggelassen. Ansonsten sind beide Ausführungen der 3 und 4 identisch. Das Weglassen der Signalverteilungseinheit 7 kann aber auch in der Ausführung nach 2 erfolgen.
-
4 zeigt dabei eine, insbesondere bei kleineren Systemen, weitere vorteilhafte Ausführung insbesondere für Systemkonfigurationen mit relativ wenigen Eingangssignalen der Empfangsantennen A1, A2, A3 ... An, bei der die Signalverteilungseinheit 7 entfallen kann. Die Signalauswahl erfolgt dann in den A/D-Wandlerbausteinen 8. In diesem Fall sind unter Umständen zusätzliche A/D-Wandlerbausteine 8 erforderlich, um alle Signale der Empfangsantennen A1, A2, A3 ... An zu erfassen. 4 zeigt also eine Signalselektion in den A/D-Wandlerbausteinen 8 mit lokaler Ansteuerung durch die Digital-Auswahlbausteine 9 ohne Eingriff der Steuereinheit 4, jedoch ohne separate Signalverteilungseinheit 7.
-
Natürlich können sämtliche Ausführungsformen der 2, 3 und 4 beliebig untereinander kombiniert werden. So können z. B. die Ausführungsformen der 2 und 3 kombiniert werden und damit die Metadateneingänge md1, md2, md3, sowie der bidirektionale Metadatenkanal md4 vorhanden sein, wobei dann die Metadaten für die A/D-Wandlerbausteine 8 beliebig direkt über den Metadateneingang md3 oder indirekt über den bidirektionalen Metadatenkanal md4 erfolgen kann. Auch kann in dieser Kombination der 2 und 3, aber auch in 2 selbst die Signalverteilungseinheit 7 entfallen, ähnlich der 4.
-
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den zuvor beschriebenen detaillierten Verfahren und Vorrichtungen um Ausführungsbeispiele handelt und dass das Grundprinzip auch in weiten Bereichen vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. 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 können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit” oder „Baustein” nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Lokalspule
- 2
- Empfangseinrichtung
- 3
- Signalauswahleinrichtung
- 4
- Steuereinheit
- 5
- Schnittstellenanordnung zwischen Lokalspule 1 und Signalauswahleinrichtung 3
- 6
- Bildverarbeitungseinrichtung
- 7
- Signalverteilungseinheit
- 8
- A/D-Wandlerbausteine
- 9
- Digital-Auswahlbausteine
- A1, A2, A3, ... An,
- Empfangsantennen der Lokalspule
- l1, l2, l3, ... ln,
- Signalausgänge der Empfangsantennen der Lokalspule bzw. Signaleingänge der Signalverteilungseinheit
- c1, c2, c3, ... cm,
- Signalausgänge der Signalverteilungseinheit
- e11-e1a1, e21-e2a2, e31-e3a3, ... ek1-ekak
- Signaleingänge für n A/D-Wandlerbausteine
- f11-f1d1, f21-f2d2, f31-f3d3, ... fkl-fkdk
- Signalausgänge der A/D-Wandlerbausteine bzw. Signaleingänge für Digital-Auswahlbausteine
- g1, g2, g3, ... gk
- Signalausgänge der Digital-Auswahlbausteine bzw. Signaleingänge der Bildverarbeitungseinrichtung
- md1
- Dateneingang für Metadaten in Signalverteilungseinheit
- md2
- Dateneingang für Metadaten in Digital-Auswahlbausteine
- md3
- Dateneingang für Metadaten in A/D-Wandlerbausteine
- md4
- bidirektionaler Datenkanal für Metadaten von Digital-Auswahlbausteinen in A/D-Wandlerbausteine
