DE102014206311B3

DE102014206311B3 - Empfangssystem für Lokalspulen eines Magnetresonanztomographiesystems

Info

Publication number: DE102014206311B3
Application number: DE102014206311.6A
Authority: DE
Inventors: Jan Bollenbeck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2015-10-08
Anticipated expiration: 2034-04-03
Also published as: US10048342B2; US20150285887A1; CN104977551B; KR20150114915A; CN104977551A

Abstract

Die Erfindung bet–rifft eine Vorrichtung (117) für ein Empfangssystem, insbesondere Magnetresonanztomographiesystem-Empfangssignal-Weiterbearbeitungs-Einrichtung (117), zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen von Lokalspulen (106a, 106b) zu einer (119) Bildverarbeitungseinheit eines Magnetresonanztomographiesystems (101), wobei die Vorrichtung (117) umfasst: – einen Analog-Empfänger (1) zum Empfang und zur Verarbeitung analoger Signale der Lokalspulen (106a, 106b), welcher dazu ausgebildet ist, analoge Signale mit voneinander abweichenden Einzel-Frequenzbändern und/oder Frequenzbänder-Paaren direkt abzutasten, zu unterscheiden und voneinander abweichend zu verarbeiten, und – einen A/D-Wandler (2) zur Wandlung der verarbeiteten analogen Signale der Lokalspulen (106a, 106b) in digitale Signale, und – einen digitalen Signalprozessor (14) zur Weiterverarbeitung der digitalen Signale, beinhaltend eine Weaver-Einheit (33) und eine nachgeschaltete Dezimations-Filter-Einheit (34). Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren für ein Empfangssystem zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen von Lokalspulen zu einer Bildverarbeitungseinheit eines Magnetresonanztomographiesystems (MRT). Die Erfindung betrifft weiterhin ein Magnetresonanztomographiesystem mit diesem Empfangssystem sowie eine Weiterbearbeitungseinrichtung für die Empfangssignale.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für ein Empfangssystem zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen von Lokalspulen zu einer Bildverarbeitungseinheit eines Magnetresonanztomographiesystems (MRT). Die Erfindung betrifft weiterhin ein Magnetresonanztomographiesystem mit diesem Empfangssystem sowie eine Weiterbearbeitungseinrichtung für die Empfangssignale.
Im Folgenden werden die beiden Begriffe Magnetresonanztomographiesystem und Magnetresonanztomographiegerät synonym benutzt.
Magnetresonanztomographiegeräte empfangen gleichzeitig eine Vielzahl von Magnetresonanzsignalen über Lokalantennen, die an den Patienten angelegt werden, welche Bestandteil einer Anzahl von Lokalspulen sind. Die damit empfangenen analogen Magnetresonanzsignale werden insbesondere vorverstärkt einem Empfangssystem zugeführt, dort analog weiterverarbeitet, digitalisiert und als Rohdaten zur Rekonstruktion von Bilddaten an eine Bildrekonstruktionseinheit weitergeleitet.
Grundsätzliches Problem dabei ist, dass Lokalspulen neuerer Generation nicht mit den Empfangssystemen von MRTs älterer Generation kompatibel sind und ebenso auch umgekehrt.
In der Patentschrift DE 10 2008 023 467 B4 wird eine Anordnung zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen beschrieben, bei der die einzelnen Empfangssignale der Lokalantennen der Lokalspulen zunächst paarweise in eigene Zwischenfrequenzbänder umgesetzt und anschließend in einem 2:1 Frequenz-Multiplex-Verfahren (Frequency Division Multiplex, FDM) paarweise über eine gemeinsame Leitung übertragen werden. Dabei sind die beiden Zwischenfrequenzbänder spiegelsymmetrisch zu einer Abtastrate einer nachfolgenden Analog/Digital-Wandlung angeordnet. Hierdurch erscheinen die beiden Bänder nach der Abtastung an gleicher Position im Basisband. Zum Beispiel wird bei Lokalspulen neuerer Generation (Tim4G 1,5 T-Systeme) das Empfangssignal von 63,6 MHz mit Lokaloszillator-Signalen mit Frequenzen von 55 MHz und 75 MHz auf Zwischenfrequenzbänder um 8,6 MHz und 11,4 MHz umgesetzt. Die Bandbreite des Empfangssignals kann hierbei bis zu ±500 kHz betragen. Nach spektraler Trennung und anschließender Abtastung mit jeweils 10 MS/s erscheinen beide Signale jeweils lagerichtig auf einer zweiten (digitalen) Zwischenfrequenz von 1,4 MHz. Die Empfangspfade der Tim4G-Systeme basieren z. B. auf der in der Patentschrift DE 10 2008 023 467 B4 in 3 und 4 gezeigten Architektur. Die resultierenden 1,4 MHz Basisbandsignale werden mit einer Datenrate von 10 MS/s an die digitale Signalverarbeitung übergeben.
In Scott, G.; Conolly, S. S.; Macovski, A.: Polyphase techniques for low cost MRI receivers. In: Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine 6^th, 1998, wird eine sogenannte Weaver-Architektur zur Filterung von Magnetresonanzsignalen beschrieben. Eine konkrete Implementierung dieser Technologie in ein Magnetresonanztomographiesystem wird dort jedoch nicht näher erläutert.
Die „Tim-LC-Schnittstelle” führt jeweils ein MR-Empfangssignal pro Koaxial-Steckverbinder in der HF-Ebene (bei 1,5 T Systemen 63,6 MHz), während die „Tim4G-LC-Schnittstelle” pro Koaxial-Steckverbinder zwei MR-Signale im Frequenz-Multiplex in einer Zwischenfrequenzebene führt (bei 1,5 T-Systemen 8,6 MHz und 11,4 MHz; siehe hierzu Patentschrift DE 10 2008 023 467 B4 ).
Weitere Eigenschaften von „Tim-Lokalspulen” älterer Generation und „Tim4G-Lokalspulen” neuerer Generation sind:
TiM:

– Lokalspulen-Signal-Übertragung auf der MR-Frequenz (HF-Übertragung)
– 8 Lokalspulen-Signale pro Lokalspulen-Stecker

TiM4G:

– Frequenzumsetzung des Lokalspulen-Signals innerhalb der Lokalspule und Lokalspulen-Signal-Übertragung auf zwei Zwischenfrequenzen (2:1 Frequenz-Multiplex symmetrisch zu 10 MHz. Z. B. bei 1,5 T auf 8,6 MHz und 11,4 MHz, also 10 MHz +– 1,4 MHz)
– 24 Lokalspulen-Signale pro Lokalspulen-Stecker.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Empfangssystem für Lokalspulen eines Magnetresonanztomographiegeräts zur Übertragung von empfangenen Magnetresonanzsignalen anzugeben, bei dem Lokalspulen älterer und neuerer Generation an Empfangssystemen von MRTs sowohl älterer als auch neuerer Generation eingesetzt werden können.
Insbesondere soll eine wahlweise Nutzung von „Tim-Lokalspulen” älterer Generation und „Tim4G-Lokalspulen” neuerer Generation sowohl an Empfangssystemen von MRTs sowohl älterer als auch neuerer Generation ermöglicht werden.
Die gestellte Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß des Patentanspruches 1, sowie durch das Verfahren gemäß des Patentanspruches 14, sowie durch das Magnetresonanztomographiesystem (MRT) gemäß des Patentanspruches 15 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung für ein Empfangssystem zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen von Lokalspulen zu einer Bildverarbeitungseinheit eines Magnetresonanztomographiesystems umfasst:

– einen Analog-Empfänger zum Empfang und zur Verarbeitung analoger Signale der Lokalspulen, welcher dazu ausgebildet ist, analoge Signale mit voneinander abweichenden Einzel-Frequenzbändern und/oder Frequenzbänder-Paaren direkt abzutasten, zu unterscheiden und voneinander abweichend zu verarbeiten, insbesondere ohne Änderung der Frequenzen und/oder ohne spektrale Trennung der Frequenzbänder-Paare, und
– einen A/D-Wandler zur Wandlung der verarbeiteten analogen Signale der Lokalspulen in digitale Signale, und
– einen digitalen Signalprozessor (DSP) zur Weiterverarbeitung der digitalen Signale, beinhaltend eine Weaver-Einheit und eine nachgeschaltete Dezimations-Filter-Einheit.

Der Begriff „Weaver-Einheit” oder „Weaver-Architektur” beschreibt in diesem Zusammenhang einen sog. „Image-Reject-Receiver”, benannt nach Donald K. Weaver. Dieser hat seine Idee bereits in den 1950er Jahren veröffentlicht. Ein Image-Reject-Receiver besitzt die Eigenschaft, das bei der Frequenzumsetzung (Mischung) störende Spiegelfrequenz-Band zu unterdrücken. Eine vorgeschaltete Filterung (Spiegelfrequenz-Filter) ist nicht erforderlich.
Die „Weaver-Architektur” kann als Weiterentwicklung der sog. „Hartley Architektur” betrachtet werden, in welcher das Eingangssignal in einem 90-Quadratur-Mischer in der Frequenzlage umgesetzt und gefiltert wird. Eine Mischung mit Sinus- und Cosinus-Signal bewirkt, dass die beiden Mischprodukte einen Phasenversatz von 90° zueinander aufweisen. Anschließend wird die Signalphase in einem der beiden Zweige zusätzlich um 90° geschoben. Hierdurch entstehen zwei Signale, die für das Nutz-Band gleiche Phasenlage und für das Spiegel-Band entgegengesetzte Phase aufweisen. Bei der anschließenden Signal-Addition löschen sich die Signalanteile des Spiegel-Bandes aus. Durch Austausch der Addition durch eine Subtraktion tauscht sich Spiegel- gegen Nutz-Band aus (Empfangsband-Umschaltung).
In der Weaver-Architektur wird der 90°-Phasenschieber durch einen weiteren Quadratur-Mischer ersetzt. Dies ist vorteilhaft, da die Realisierung eines breitbandigen Phasenschiebers aufwändig ist (z. B. sog. „Hilbert-Filter”).
Bei geeigneter Auslegung des Frequenzplanes werden in einer (digitalen) Anordnung der Weaver-Architektur keine „echten” Multiplizierer benötigt. Es werden lediglich Vorzeichen gewechselt. Die Weaver Architektur eignet sich daher besonders für eine digitale Implementierung.
Der DSP hat im Wesentlichen die Aufgabe die zwei FDM-Kanäle voneinander zu trennen (im Tim4G-Modus) sowie die Datenrate der vom ADC kommenden Daten von z. B. 80 MS/s auf z. B. 10 MS/s zu reduzieren („Downsampling”). Hierbei wird das Eingangssignal in eine niedrige Frequenzlage umgesetzt. Der Einsatz einer Weaver-Architektur ermöglicht hierbei eine Realisierung mit vergleichsweise geringem Filter-Aufwand.
Im Gegensatz hierzu ergäben sich bei einer spektralen Trennung der beiden FDM-Kanäle durch klassische Filterung sehr hohe Anforderungen an die Trenn-Filter, z. B.:

Aus der Bedingung SR ≥ 2 × Fmax (Nyquist-Shannon-Abtasttheorem für Tiefpass-Signale) folgt, dass das Trennfilter mit einer Datenrate größer
2 × Fmax = 2 × (11,4 MHz + 0,5 MHz) = 23,8 MS/s arbeiten muss. Um die Anforderung an den Dezimations-Filter-Übergangsbereich (Nutz/Sperrband) realisierbar zu halten, sollte das Frequenzband des Signals jedoch einen hinreichenden spektralen Abstand zu den Grenzen des jeweiligen Nyquist-Bandes aufweisen. Aus praktischen Gründen wird man daher eine Datenrate von 30 MS/s bzw. 40 MS/s wählen.
Der Übergangsbereich des Trennfilters Nutzband/Sperrband erstreckt sich von (8,6 MHz + 0,5 MHz) bis (11,4 MHz – 0,5 MHz), also lediglich von 9,1 MHz bis 10,9 MHz, bzw. lediglich über 1,8 MHz. Diese Größe in Relation zur vorliegenden Datenrate hat einen entscheidenden Einfluss auf den erforderlichen Aufwand bei der Realisierung des Trennfilters (Filter Ordnung).
Eine weitere wichtige Stellgröße, um den Aufwand bei der Realisierung eines Filters zu bestimmen, ist die sogenannte Welligkeit (ripple) im Frequenzgang im Bereich des Durchlassbandes. Übliche Anforderungen, um ein Signal nicht zu stark zu verfälschen, lassen Abweichungen der Signaldämpfung im Durchlassband (Passband) maximal bis hin zu einem Dezibel (also +– 0,5 dB) zu. Nachdem, wie bereits beschrieben, die beiden zu trennenden Frequenzbänder (bzw. Kanäle) spektral sehr dicht benachbart liegen, ergeben sich enorme Anforderungen, wenn eine niedrige Welligkeit im Passband und ein Dämpfung von mindestens – 40 dB im Sperrband gleichzeitig realisiert werden soll. Die aufgeführten Anforderungen lassen sich nur durch digitale Filter hoher Ordnung (z. B. FIR-Filter hoher Ordnung; FIR: Filter mit endlicher Impulsantwort) realisieren. Es ist somit ein aufwendiges Filter mit einer großen Anzahl an Addierern, Subtrahieren (in cascaded integrate comb-Filter (CIC-Filtern)) und Multiplizierern (in der allgemeinen Form von FIR-Filtern) nötig. Unter Berücksichtigung der verfügbaren FGPA-Ressourcen und vor allem des Energieverbrauchs sind hier schnell Grenzen der Realisierbarkeit erreicht. Hierzu kommt, dass im Hinblick auf die Emission von Störsignalen eine möglichst geringe Anzahl von digitalen Operationen nahe der Magnetresonanz-Empfangsantennen der Empfangsspule anzustreben ist.
In der gezeigten Ausführung wird das ADC-Signal in eine Zwischenfrequenzlage bei 1,4 MHz umgesetzt. Diese Zwischenfrequenz sowie die Frequenzlage (Gleich- oder Kehrlage) sind für beide Betriebsarten (Tim4G oder Tim) identisch. Die Umsetzung erfolgt nach:
TiM: 63,6 MHz ± 500 kHz bei 80 MS/s => 1,4 MHz ± 500 kHz bei 10 MS/s
TiM4G ZF1: 8,6 MHz ± 500 kHz bei 80 MS/s => 1,4 MHz ± 500 kHz bei 10 MS/s;
TiM4G ZF2: 11,4 MHz ± 500 kHz bei 80 MS/s => 1,4 MHz ± 500 kHz bei 10 MS/s
Die Frequenzbänder liegen z. B. bei 63,6 MHz ± 500 kHz für sog. TiM-Lokalspulen im TiM-Modus der Vorrichtung und die Frequenzbänder-Paare bei z. B. 8,6 MHz und 11,4 MHz ± 500 kHz für sog. TiM4G-Lokalspulen im TiM4G-Modus der Vorrichtung.
Der A/D-Wandler des Analog-Empfängers zur Wandlung der verarbeiteten analogen Signale der Lokalspulen in digitale Signale arbeitet unter der Abtastfrequenz/Taktrate von z. B. 80 MS/s.
Hierbei kann der digitale Signalprozessor die digitalen Signale mit einer reduzierten Abtastfrequenz/Taktrate von z. B. 40, 20 oder 10 MS/s abtasten und die Eingangssignal-Frequenzbänder in ein Zwischen-Frequenzband von z. B. 1,4 MHz bzw. Zwischen-Frequenzband-Paar von z. B. 1,4 MHz umsetzen.
Die vorliegende Erfindung weist eine Empfänger-Architektur (analoge Signalverarbeitung und DSP) auf, die eine Verarbeitung von Tim4G-Empfangssignalen (ZF-Frequenzmultiplex-Signal) und Tim-Empfangssignalen (HF-Signal, MR-Frequenz) ermöglicht. Durch eine geschickte Kombination einer „Weaver-Architektur” mit Dezimations-Filtern und FS/4- bzw. FS/2-Frequenzumsetzung ergibt sich ein sehr FPGA-Ressourcen- und Leistungs-Effizientes Empfangssystem.
Vorteile:

– Die Architektur bedient beide Betriebsmodi (Tim4G und Tim). Es ist lediglich die spezifische Parametrisierung eines Filters und eines 1, –1, 1, –1 Oszillators zur Frequenzumsetzung erforderlich.
– Tim4G- und Tim-Signale erscheinen am Ausgang des DSPs in identischer Frequenzlage (hier 1,4 MHz bei 10 MS/s). Die nachfolgende Verarbeitung muss nicht zwischen den Modi unterscheiden.
– Die Auswahl des Betriebsmodus kann entweder über Software oder über ein 1 Bit-Steuersignal erfolgen.
– Es werden keine echten NCOs (Numeric Controlled Oscillator) benötigt. Es wird lediglich mit 0, 1, –1, 0 (FS/4-Frequenzumsetzung) bzw. 1, –1, 1, –1 (FS/2-Frequenzumsetzung) Folgen „multipliziert”.

Es ergeben sich insbesondere im Tim4G-Modus leicht zu erfüllende Filteranforderungen.
Für die Bereitstellung einer derartigen Multi-Mode-LC-Schnittstelle ist ein geeigneter Multi-Mode Empfänger zur entsprechenden Signalverarbeitung erforderlich.
Dieser hat die Aufgabe, die LC-Empfangssignale nach analoger Vorverarbeitung Analog/Digital zu wandeln und anschließend derart weiter zu verarbeiten, dass die Empfänger-Ausgangsdaten in einem effizienten Datenformat an die weitere Signalverarbeitung übergeben werden können. Hierbei ist das Datenformat der Ausgangsdaten unabhängig vom gerade gewählten Betriebsmodus (Tim- oder Tim4G-Modus). „Effizientes Datenformat” der Ausgangsdaten des A/D-Wandlers heißt in diesem Zusammenhang, dass möglichst wenig redundante Information mit übertragen wird, d. h., das Verhältnis von Signal-Bandbreite zu Nyquist-Bandbreite (bzw. FS/2) soll möglichst nahe an 1 sein.
Weiterhin schützt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung für Empfangssystem zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen von Lokalspulen zu einer Bildverarbeitungseinheit eines Magnetresonanztomographiesystems, wobei

– analoge Signale der Lokalspulen mit zumindest zwei voneinander abweichenden Frequenzbändern und/oder Frequenzbänder-Paaren direkt abgetastet, unterschieden und voneinander abweichend verarbeitet werden, ohne die Frequenz-Lagen zu ändern und/oder ohne die Frequenzbänder-Paare spektral zu trennen, und
– die verarbeiteten analogen Signale der Lokalspulen in digitale Signale gewandelt werden, und
– die Frequenzbänder der Frequenzband-Paare voneinander getrennt und diese sowie die Einzel-Frequenzbänder in der Frequenz umgesetzt und die Datenrate reduziert werden.

Hierbei können die digitalen Signale mit einer reduzierten Abtastfrequenz/Taktrate von z. B. 40, 20 oder 10 MS/s abgetastet und in ein Zwischen-Frequenzband von z. B. 1,4 MHz bzw. Zwischen-Frequenzband-Paar von z. B. 1,4 MHz umgesetzt werden.
Schließlich schützt die vorliegende Erfindung auch ein Magnetresonanztomographiesystem oder -gerät, umfassend die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder arbeitend nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Anspruch 14.
Ein Großteil der zuvor genannten Komponenten der Vorrichtung, insbesondere die Detektionseinheit, eine Bereitstellungseinheit, eine Ermittlungseinheit, eine Bestimmungseinheit und/oder Signalgenerierungseinheit können ganz oder teilweise in Form von Softwaremodulen in einem Prozessor einer entsprechenden Steuereinrichtung eines Magnetresonanztomographen realisiert werden. Dies ist insoweit vorteilhaft, da durch eine Softwareinstallation auch bereits vorhandene Steuereinrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nachgerüstet werden können. Die Erfindung umfasst daher auch ein Computerprogrammprodukt, welches direkt in einem Prozessor einer programmierbaren Steuereinrichtung eines Magnetresonanztomographen ladbar ist mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Computerprogramm in der Steuereinrichtung ausgeführt wird.
Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung. Dabei kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung bzw. die erfindungsgemäße medizintechnische bildgebende Anlage auch analog zu den abhängigen Verfahrensansprüchen weitergebildet sein.
Der Analog-Empfänger der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist einen Eingangs-Diplexer mit Hochpass-Pfad und Tiefpass-Pfad auf.
In den Hochpass-Pfad des Eingangs-Diplexers ist ein Wechselschalter zur Rückspeisung einer Lokaloszillatorfrequenz in den Eingangs-Diplexer und weiter in die Lokalspulen angeordnet.
Stromabwärts (d. h. in signalleitend in Richtung A/D-Wandler) des Wechselschalters schließt sich ein Bandpasspfad an, in dem ein Verstärker und ein Bandpass-Filter angeordnet sind.
Stromabwärts (d. h. in signalleitend in Richtung A/D-Wandler) des Tiefpass-Pfads des Eingangs-Diplexers schließt sich ein Tiefpasspfad an, in dem ein Verstärker und ein Tiefpass-Filter angeordnet sind.
Hierbei sind die Signalausgänge der Filter (Bandpass-Filter des Bandpasspfads, Tiefpass-Filter des Tiefpasspfads) über einen gemeinsamen Summenpunkt mit einem Eingang des A/D-Wandlers signalleitend verbunden. An diesem Summenpunkt stehen dann z. B. das Einzel-Frequenzband der TiM-Spule von 63,6 MHz oder das Zwischenfrequenzband-Paar ZF der TiM4G-Spule von 8,6 und 11,4 MHz an, die dann auch am Eingang des A/D-Wandlers zur Digitalisierung anstehen.
Der A/D-Wandler wandelt auf bekannte Art und Weise die analogen Signale des Einzel-Frequenzbands der TiM-Spule von 63,6 MHz oder das Zwischenfrequenzband-Paar ZF der TiM4G-Spule von 8,6 MHz und 11,4 MHz in digitale Signale des Einzel-Frequenzbands HF der TiM-Spule von 16,4 MHz (frequenzlagen-umgesetzt) oder das Zwischenfrequenzband-Paar ZF der TiM4G-Spule von 8,6 und 11,4 MHz (frequenzlagen-belassen) um.
Weiterhin weist der A/D-Wandler optional eine Dezimations-Filter-Einheit auf, die dazu ausgebildet ist, die Datenrate des Ausgangssignals von z. B. 80 MS/s auf z. B. 40 MS/s zu dezimieren.
Der digitale Signalprozessor DSP ist dazu ausgebildet, die Frequenzbänder der Frequenzband-Paare voneinander zu trennen und diese sowie die Einzel-Frequenzbänder spektral umzusetzen und die Datenrate zu reduzieren. So kann z. B. die Datenrate durch den digitalen Signalprozessor von 40 MS/s auf 10 MHz reduziert werden. So kann entweder die Frequenzlage des digitalen Signals des Einzel-Frequenzbands HF der TiM-Spule von 16,4 MHz auf 1,4 MHz umgesetzt werden oder die Frequenzlage des digitalen Signals des Zwischenfrequenzband-Paares ZF der TiM4G-Spule von 8,6 MHz/11,4 MHz auf jeweils 1,4 MHz umgesetzt werden.
Die Weaver-Einheit des digitalen Signalprozessors weist zwei Weaver-Signalpfade auf, in denen sich jeweils ein erster 90°-Quadratur-Mischer, ein nachgeschalteter Frequenzfilter, ein nachgeschalteter Dezimationsbaustein und ein nachgeschalteter zweiter 90°-Quadratur-Mischer befinden.
Hierbei sind die 90°-Quadratur-Mischer dazu ausgebildet, dass die digitalen Signale der Einzel-Frequenzbänder und/oder der Frequenzband-Paare jeweils mit einem Oszillatorsignal gemischt werden, dessen Frequenz einem Viertel der jeweiligen Mischer-Taktrate entspricht.
Die Frequenzfilter sind dabei als, je nach Lokalspulentyp (TiM, TiM4G), umschaltbare Tiefpassfilter (für TiM4G) und Bandpassfilter (für TiM) ausgebildet, so dass die Frequenzfilter für die TiM4G-Lokalspule im TiM4G-Modus mit Frequenzband-Paaren als Tiefpassfilter und für die TiM-Lokalspule im TiM-Modus mit den Einzel-Frequenzbändern als Bandpassfilter ausgebildet sind. Das Bandpassfilter der TiM Konfiguration besteht vorteilhaft aus einer Kaskade von Tiefpassfilter und Hochpassfilter. Das Tiefpassfilter dient hierbei als Dezimationsfilter, während das Hochpassfilter als Spiegel-Filter für die nachfolgende Mischung im zweiten 90°-Quadratur-Mischer fungiert. Dieses Hochpassfilter kann somit nach der Dezimationsstufe angeordnet werden und arbeitet mit der reduzierten Taktrate von 20 MS/s.
Die der Weaver-Einheit nachgeschaltete Dezimations-Filter-Einheit DFE des digitalen Signalprozessors weist zwei DFE-Signalpfade der Dezimations-Filter-Einheit auf, in denen sich jeweils ein Frequenzfilter, ein nachgeschalteter Dezimationsbaustein und ein nachgeschalteter Mischer befinden.
Die zwei DFE-Signalpfade der Dezimations-Filter-Einheit sind dazu ausgebildet, in einen der DFE-Signalpfade die addierten digitalen Signale der beiden Weaver-Quadratur-Signalpfade und in den anderen der DFE-Signalpfade die subtrahierten digitalen Signale der beiden Weaver-Quadratur-Signalpfade einzuspeisen.
Die Frequenzfilter der Dezimations-Filter-Einheit sind als Tiefpassfilter ausgebildet.
Die Mischer der Dezimations-Filter-Einheit sind dazu ausgebildet, die Frequenzlagen der digitalen Signal-Paare (TiM4G) umzusetzen (FS/2 Umsetzung) und die Frequenzlage des digitalen Signals (TiM) beizubehalten.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lokalspulen-Analog-Empfängers mit A/D-Wandler,
2 eine schematische Darstellung des A/D-Wandlers gemäß 1 mit einem erfindungsgemäßen digitalen Signalverarbeitungs-Prozessor (DSP).
3 eine schematische Darstellung eines Magnetresonanztomographiegeräts enthaltend ein erfindungsgemäßes Empfangssystem zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen von Lokalspulen gemäß den 1 und 2.
1 zeigt einen erfindungsgemäßen Lokalspulen-Analog-Empfänger 1 mit AD-Wandler 2 als Teil des erfindungsgemäßen Empfangssystems 117 zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen von Lokalspulen 106a, 106b (LC) eines Magnetresonanztomographiegeräts (MRT) 101.
Die nachfolgend vorgestellte 1,5 T Empfängerarchitektur basiert auf einer Direkt-Abtastung der Schnittstellensignale der Lokalspule LC mit einer Abtastrate von 80 MS/s (Mega Samples pro Sekunde) und ermöglicht wahlweise die Verarbeitung von Tim-Schnittstellensignalen älterer Generation oder Tim4G-Schnittstellensignalen neuerer Generation.
Im Tim4G-Modus wird das 2:1 FDM(Frequenzmultiplex-)Zwischenfrequenz-Signal(ZF-Signal) über den Eingangs-Diplexer 3 in den unteren Tiefpass-Empfängerpfad 4 eingekoppelt. Die erforderlichen Lokaloszillator-Signale (LO-Signale) von 55 MHz und 75 MHz werden mittels Wechselschalter 5 über den Hochpass-Pfad 6 des Diplexers 3 in das Zuleitungskabel in Richtung Lokalspule 106a, 106b (LC) eingekoppelt. Das 2:1 FDM-ZF-Signal wird vor der Abtastung mit 80 MS/s (Nyquist-Abtastung) nicht spektral getrennt. Im Tim-Modus wird das 63,6 MHz HF-Signal über den Hochpass-Pfad 6 des Eingangs-Diplexers 3 in den oberen Bandpass-Empfängerpfad 7 eingekoppelt und nach Verstärkung durch den Verstärker 8 und Filterung mittels Bandpass-Filter 9 ebenfalls mit 80 MS/s abgetastet (Bandpass-Unterabtastung). Um die Anforderungen an die als Anti-Aliasfilter wirkenden Filter 9, 11 möglichst gering zu halten, wird der Verstärker 8 im jeweils nicht aktiven Empfänger-Pfad 7, 12 abgeschaltet. Durch diese Maßnahme wird verhindert, dass Rauschen aus diesem Pfad an den Eingang 10 des A/D-Wandlers 2 (ADC) über den Summenpunkt 13 gelangt und durch Rausch-Einfaltung (Aliasing) das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) des Empfangssignals verringert.
Das mit 63,6 MHz bezeichnete Bandpass-Filter 9 stellt das Anti-Alias-Filter für den TiM Pfad 7 dar. Das mit 15 MHz bezeichnete Tiefpass-Filter 11 stellt das Anti-Alias-Filter für den TiM4G Pfad 12 dar. Beide Filter 9, 11 leiten ihre Signale an den Summenpunkt 13 weiter, welcher signalleitend mit dem Eingang 10 des ADC verbunden ist. Die Aufgabe des Anti-Alias-Filters 9, 11 besteht darin, das vom ADC verarbeitete Analog-Signal spektral auf ein Nyquist-Band der Abtastung zu beschränken. Das Filter 9, 11 muss sämtliche Alias-Frequenzbänder der Abtastung ausreichend unterdrücken (z. B. um jeweils 40 dB).
Die Lage der ZF-Bänder (TiM4G), des MR-HF-Bandes (TiM), sowie der relevanten Alias-Bänder der Abtastung mit 80 MS/s, und die Art und Weise, wie das TiM HF-Band (bei 63,6 MHz) durch Bandpass-Unterabtastung in das erste Nyquist-Band (16,4 MHz) gefaltet wird, entsprechen der DE 10 2008 023 467 B4 .
2 zeigt eine schematische Darstellung des A/D-Wandlers 2 gemäß 1, an den ein erfindungsgemäßer digitaler Signalverarbeitungs-Prozessors (DSP) angeschlossen ist, als Teil des erfindungsgemäßen Empfangssystems 117 zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen von Lokalspulen 106a, 106b (LC) eines Magnetresonanztomographiegeräts 101 (MRT).
Der A/D-Wandler 2 ganz links in 2 entspricht hierbei dem A/D-Wandler 2 ganz rechts in 1. Die Ausgangssignale des Lokalspulen-Analog-Empfängers 1, die in den nachgeschalteten A/D-Wandler 2 der 1 über den Eingang 10 eingeleitet werden, entsprechen daher den Eingangssignalen des A/D-Wandlers nach 2, welcher dem digitalen Signalverarbeitungs-Prozessor 14 (DSP) vorgeschaltet ist. Mit anderen Worten verbindet der A/D-Wandler 2 (rechts in 1 und links in 2 zu sehen) den Lokalspulen-Analog-Empfänger 1 der 1 mit dem digitalen Signalverarbeitungs-Prozessor 14 (DSP) der 2. Die Schaltung 1 der 1 ist somit der Schaltung 14 der 2 vorgeschaltet, wobei der A/D-Wandler 2 in den 1 und 2 ein gemeinsamer A/D-Wandler 2 ist.
Das Blockschaltbild zeigt einen sehr effizienten, auf einer sog. „Weaver-Architektur” basierenden, digitalen Signalverarbeitungs-Prozessor 14 (DSP). Die dargestellte Auslegung ermöglicht die Verarbeitung sowohl von Tim4G-Empfangssignalen auf den Zwischenfrequenzen ZF (ZF = 8,6 MHz und 11,4 MHz), als auch von Tim-Empfangssignalen auf der Hochfrequenz RF (RF = 63,6 MHz).
Der DSP hat im Wesentlichen die Aufgabe die zwei FDM-Kanäle voneinander zu trennen (im Tim4G-Modus) sowie die Datenrate der vom ADC kommenden Daten zu reduzieren („Downsampling”).
Für die diesem DSP-Block 14 folgende Datenverarbeitung ist es nicht erforderlich, dass dem System die Art der aktuell aktiven LC-Schnittstelle 15 bekannt ist (Tim oder Tim4G). Insbesondere kann die Datenrate ohne weitere Vorverarbeitung auf 5 MS/s reduziert werden.
In dem gezeigten Blockschaltbild des DSP 14 befindet sich die erste Dezimations-Stufe 17, 18 im ADC-Baustein 2 (hier z. B. ADS5263 von Texas Instruments). Hierdurch wird das FPGA (Field Programmable Gate Array) des DSP 14 entlastet.
Die zweite Dezimationsstufe ist Teil der „Weaver-Architektur” und ermöglicht für den ersten 19 und auch für den zweiten NCO (Numerically Controlled Oscillator) 20 eine einfache 1, –1, 1, –1 Realisierung (FS/4-Frequenzumsetzung).
Zu FS/2 bzw. FS/4-Frequenzumsetzung: Wesentlich ist, dass sich für bestimmte Frequenzverhältnisse „Oszillator-Frequenz zu Abtastfrequenz” (FS/2 und FS/4) die erforderlichen Multiplikationen auf eine Manipulation des Vorzeichens reduziert (oder Null-Setzen).

Die sich in der digitalen Signalverarbeitung ergebenen Frequenzlagen sind in 2 wie folgt im MHz angegeben.

	ADC 2 Eingang 10 in MHz	DSP 14 Eingang 30 in MHz	Mischer 21 Ausgang in MHz	Mischer 24 Eingang in MHz	Mischer 24 Ausgang in MHz	Filter 27 Ausgang in MHz	Mischer 29 Ausgang in MHz
LC: Tim 63,6 MHz	63,6	16,4	Pfad31: 13,6 Pfad32: 6,4	6,4	Pfad31: 8,6 Pfad32: 1,4	Pfad35 und 36: 1,4	Pfad35 und 36: 1,4
LC: Tim4G 11,4 MHz	11,4	11,4	Pfad31: 18,6 Pfad32: 1,4	1,4	Pfad31: 6,4 Pfad32: 3,6	Pfad35 und 36: 3,6	Pfad35 und 36: 1,4
LC: Tim4G 8,6 MHz	8,6	8,6	Pfad31: 18,6 Pfad32: 1,4	1,4	Pfad31: 6,4 Pfad32: 3,6	Pfad35 und 36: 3,6	Pfad35 und 36: 1,4

Im Tim-Modus werden die Filter 22 hinter den ersten Mischern 21 als Bandpass-Filter betrieben. So wird Rauschen bei 3,6 MHz unterdrückt, das durch die nachfolgende Mischung der zweiten Mischer 24 mit FS/4 (5 MHz) auf 1,4 MHz umgesetzt und zu einer SNR-Verringerung des Empfangssignals führen würde. Im Tim4G-Modus reicht eine Tiefpassfilterung aus, um die sich aus der folgenden Dezimation in den Dezimationsbausteinen 23 ergebenden Anforderungen zu erfüllen.
Die Auswahl des Betriebsmodus kann entweder über Software oder über ein 1 Bit-Steuersignal erfolgen. Die Umschaltung zwischen dem Tim-Modus und dem Tim4G-Modus erfolgt über den Schalter 37, der die Filter 22 zwischen Bandpass-Filter und Tiefpass-Filterung umschaltet.
Die Schaltung 14 der 2 entspricht im Wesentlichen einer aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannten Weaver Architektur bis hinter die Addierer- 25 bzw. Subtrahierer-Stufen 26.
Im Folgenden werden die Funktionen der Schaltung nach 2 näher beschrieben, gemäß dem Signalfluss von links nach rechts:
Die Mischer 21 sind als Kreis mit Kreuz dargestellt. Die Filter 22 schließen sich jeweils unmittelbar an und sind zweigeteilt mit Dezimationsbausteinen 23 als Dezimations-Filter (Pfeil nach unten) dargestellt.

1) Analog-Digital-Wandlung mit 80 MS/s mittels A/D-Baustein 16 des A/D-Wandlers 2.
2) Dezimation auf 40 MS/s (Dezimations-Filter 17, 18 hier im ADC-Wandler 2 integriert, dargestellt durch Tiefpass-Filter 17 und Dezimations-Baustein 18 (Dezimation durch zwei)). Die beiden ZF-Signale des TiM4G Modus verbleiben bei 8,6 MHz und 11, 4 MHz. Die Frequenzlage des TiM HF-Signals wird durch die Abtastung mit 80 MS/s von 63,6 MHz auf 16,4 MHz umgesetzt.
3) Aufteilen des Ausgangs 30 des A/D-Wandlers 2 in zwei Signalpfade 31, 32 des DSP 14.
4) Mischung mit um 90° versetzten Oszillator-Signalen mittels Quadratur-Mischer 21. Hierdurch wird ein Phasenversatz der beiden Teilsignale von 90° zueinander erzeugt. Da die gewählte Oszillator-Frequenz des Oszillators 19 dem Viertel der Takt-Frequenz entspricht, lässt sich das Cosinus-Signal mit der Frequenz FS/4 einfach durch eine 1, 0, –1, 0... Folge erzeugen. Das um 90° versetzte Sinus-Signal mit der Frequenz FS/4 lässt sich dementsprechend durch eine 0, 1, 0, –1... Folge erzeugen. Die Mischung der Frequenzen der Signale im Mischer 21 reduziert sich hierdurch auf sehr einfache Vorzeichen-Operationen. Die beiden TiM4G ZF-Signale liegen spektral symmetrisch zu der 10 MHz Oszillator-Frequenz des Oszillators 19. Nach der Mischung im Mischer 21 erscheinen diese Signale daher beide bei 1,4 MHz (11,4 MHz – 10 MHz = 1,4 MHz und 10 MHz – 8,6 MHz = 1,4 MHz). Das 8,6 MHz Signal kann man sich also als Spiegelfrequenz-Signal bei 11,4 MHz Signal-Empfang und das 11,4 MHz Signal als Spiegelfrequenz-Signal bei 8,6 MHz Signal-Empfang vorstellen. Die Trennung der beiden Komponenten erfolgt über die „Weaver-Architektur” der Weaver-Einheit 33 des DSP 14.
5) Tiefpass-Filterung mittels Filter 22 und Dezimation mittels Dezimationsbaustein 23 von 40 MS/s auf 20 MS/s (TiM4G-Modus), bzw. Bandpass-Filterung mittels Filter 22 und Dezimation mittels Dezimationsbaustein 23 von 40 MS/s auf 20 MS/s (TiM-Modus). Im TIM-Modus erscheint das Empfangssignal nach der ersten Mischung mittels Mischer 21 auf 6,4 MHz. Die Spiegelfrequenz der nachfolgenden Mischung mittels Mischer 24 mit 5 MHz liegt bei 3,6 MHz (ZF = |5 MHz +– F-Signal| => Empfangssignalfrequenz = 6,4 MHz, Spiegelfrequenz = 3,6 MHz) und muss durch das BP-Filter 22 unterdrückt werden. Die Frequenzgrenze des oberen Sperrbandes wird durch die Anforderung, das Alias-Frequenzband der Dezimation mittels Dezimationsbaustein 23 von 40 MS/s auf 20 MS/s zu unterdrücken bestimmt (bei 13,6 MHz – 500 kHz). Das BP-Filter 22 der Tim4G Konfiguration besteht vorteilhaft aus einer Kaskade von Tiefpassfilter und Hochpassfilter. Das Tiefpassfilter dient hierbei als Dezimationsfilter, während das Hochpassfilter als Spiegel-Filter für die nachfolgende Mischung im zweiten 90°-Quadratur-Mischer fungiert. Dieses Hochpassfilter kann somit nach der Dezimationsstufe angeordnet werden und arbeitet mit der reduzierten Taktrate von 20 MS/s. Im Tim4G Modus liegt das Spiegelfrequenzband oberhalb der Oszillatorfrequenz des Oszillators 19 von 5 MHz. Das TP-Filter 22 unterdrückt hier Signale auf der Spiegel- und der Alias-Frequenz.
6) Mischung mit um 90° versetzten Oszillator-Signalen mittels Quadratur-Mischer 24. Hierdurch wird ein zusätzlicher Phasenversatz der beiden Teilsignale von 90° zueinander erzeugt.
7) Durch Addition der beiden Teilsignale im Addierbaustein 25 wird im Tim4G Modus das aus dem 8,6 MHz Signal erzeugte 3,6 MHz ZF-Signal ausgeleitet; durch Subtraktion der beiden Teilsignale im Subtrahierbaustein 26 wird im Tim4G Modus das aus dem 11,4 MHz Signal erzeugte 3,6 MHz ZF-Signal ausgeleitet und im TiM-Modus das aus dem 16,4 MHz Signal erzeugte 1,4 MHz ZF-Signal.
8) Es schließt sich jeweils eine Dezimationsfilter-Einheit 34 (20 MS/s nach 10 MS/s) mit einem Tiefpassfilter 27 und einem Dezimationsbaustein 28 sowie einem Mischer 29 an.
9) Im Tim4G Modus werden die beiden ZF-Signale mittels FS/2 Umsetzung jeweils von 3,6 MHz auf 1,4 MHz umgesetzt. Im TiM-Modus wird das Signal einfach durchgereicht (Multiplikation mit 1, 1, 1, ...), da es bereits auf 1,4 MHz liegt. Das Wort „Static” in 2 bedeutet also, dass im TiM-Modus der letzte Mischer 29 entweder als Umpoler (1, –1, 1, –1...) oder statisch, also nur „1” betrieben wird. Die Auswahl des Betriebsmodus kann entweder über Software oder über ein 1 Bit-Steuersignal erfolgen. Die Umschaltung zwischen dem Tim-Modus und dem Tim4G-Modus erfolgt über den Schalter 38, der die Mischer 29 zwischen einem Umpolbetrieb oder einem statischen Betrieb umschaltet.

3 zeigt nun eine schematische Darstellung eines Magnetresonanztomographiegeräts enthaltend ein erfindungsgemäßes Empfangssystem zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen von Lokalspulen gemäß den 1 und 2.
Es ist dargestellt ein in einem geschirmten Raum oder Faraday-Käfig F befindliches bildgebendes Magnetresonanzgerät MRT 101 mit einer Ganzkörperspule 102 mit einem hier röhrenförmigen Raum 103 in welchen eine Patientenliege 104 mit einem Körper z. B. eines Untersuchungsobjektes (z. B. eines Patienten) 105 (mit oder ohne auch kurz als Lokalspule bezeichnete Lokalspulenanordnung 106a; 106b) in Richtung des Pfeils z gefahren werden kann, um durch ein bildgebendes Verfahren Aufnahmen des Patienten 105 zu generieren. Auf dem Patienten sind hier zwei Lokalspulenanordnungen 106a; 106b (eine Kopfspule 106a und eine Brustkorbspule 106b) angeordnet, mit welchen jeweils in einem lokalen Bereich (auch field of view oder FOV genannt) des MRT Aufnahmen von einem Teilbereich des Körpers 105 im FOV generiert werden können. Signale HF der Lokalspulenanordnung 106a; 106b können von einer z. B. über Koaxialkabel coax1, coax2 an die Lokalspulenanordnung 106a; 106b anschließbaren Auswerteeinrichtung (168, 115, 117, 119, 120, 121 usw.) des MRT 101 ausgewertet (z. B. in Bilder umgesetzt, gespeichert oder angezeigt) werden.
Um mit einem Magnetresonanzgerät MRT 101 einen Körper 105 (ein Untersuchungsobjekt oder einen Patienten) mittels einer Magnet-Resonanz-Bildgebung zu untersuchen, wird dieser verschiedenen, in ihrer zeitlichen und räumlichen Charakteristik genauestens aufeinander abgestimmten Magnetfelder ausgesetzt. Ein starker Magnet (oft ein Kryomagnet 107) in einer Messkabine mit einer hier tunnelförmigen Öffnung 103, erzeugt ein statisches starkes Hauptmagnetfeld B₀, das z. B. 0,2 Tesla bis 3 Tesla oder auch mehr beträgt. Ein zu untersuchender Körper 105 wird auf einer Patientenliege 104 gelagert in einen im Betrachtungsbereich FoV („field of view”) etwa homogenen Bereich des Hauptmagnetfeldes B0 gefahren. Eine Anregung der Kernspins von Atomkernen des Körpers 105 erfolgt über magnetische Hochfrequenz-Anregungspulse B1 (x, y, z, t) einer Frequenz HF-F, die über eine hier als mehrteilige Körperspule 108a, b, c sehr vereinfacht dargestellte Hochfrequenzantenne (und/oder ggf. eine Lokalspulenanordnung) eingestrahlt werden. Hochfrequenz-Anregungspulse werden z. B. von einer Pulserzeugungseinheit 109 erzeugt, die von einer Pulssequenz-Steuerungseinheit 110 gesteuert wird. Nach einer Verstärkung durch einen Hochfrequenzverstärker 111 werden sie zur Hochfrequenzantenne 108a, b, c geleitet. Das hier gezeigte Hochfrequenzsystem ist lediglich schematisch angedeutet. Oft werden mehr als eine Pulserzeugungseinheit 109, mehr als ein Hochfrequenzverstärker 111 und mehrere Hochfrequenzantennen 108a, b, c in einem Magnet-Resonanz-Gerät 101 eingesetzt.
Weiterhin verfügt das Magnet-Resonanz-Gerät 101 über Gradientenspulen 112x, 112y, 112z, mit denen bei einer Messung magnetische Gradientenfelder B_G(x, y, z, t) zur selektiven Schichtanregung und zur Ortskodierung des Messsignals HF eingestrahlt werden. Die Gradientenspulen 112x, 112y, 112z werden von einer Gradientenspulen-Steuerungseinheit 114 (und ggf. über Verstärker Vx, Vy, Vz) gesteuert, die ebenso wie die Pulserzeugungseinheit 109 mit der Pulssequenz-Steuerungseinheit 110 in Verbindung steht.
Von den angeregten Kernspins (der Atomkerne im Untersuchungsobjekt) ausgesendete Signale HF werden von der Körperspule 108 und/oder mindestens einer Lokalspulenanordnung 106a; 106b empfangen, durch zugeordnete Hochfrequenzvorverstärker 116; 115 verstärkt und von einer Magnetresonanztomographiesystem-Empfangsignal-Weiterbearbeitungs-Einrichtung 117 weiterverarbeitet und digitalisiert. Die aufgezeichneten Messdaten werden digitalisiert und als komplexe Zahlenwerte in einer k-Raum-Matrix abgelegt. Aus der mit Werten belegten k-Raum-Matrix ist mittels einer mehrdimensionalen Fourier-Transformation ein zugehöriges MR-Bild rekonstruierbar.
Für eine Lokalspule, die sowohl im Sende- als auch im Empfangsmodus betrieben werden kann, wie z. B. die Körperspule 108a, b, c oder eine Lokalspule 106a; 106b, erfolgt die Signalweiterleitung über eine vorgeschaltete Sende-Empfangs-Weiche 118.
Eine Bildverarbeitungseinheit 119 erzeugt aus den Messdaten ein Bild, das über eine Bedienkonsole 120 einem Anwender dargestellt und/oder in einer Speichereinheit 121 gespeichert wird. Eine zentrale Rechnereinheit 122 steuert die einzelnen Anlagekomponenten.
In der MR-Tomographie werden Bilder mit hohem Signal/Rauschverhältnis (SNR) heute in der Regel mit so genannten Lokalspulenanordnungen (Coils, Local Coils) aufgenommen. Dies sind Antennensysteme, die in unmittelbarer Nähe auf (anterior) oder unter (posterior), oder an oder in dem Körper 105 angebracht werden. Bei einer MR-Messung induzieren die angeregten Kerne in den einzelnen Antennen der Lokalspule eine Spannung, die dann mit einem rauscharmen Vorverstärker (z. B. LNA, Preamp) verstärkt und schließlich an die Empfangselektronik weitergeleitet wird. Zur Verbesserung des Signal/Rauschverhältnisses auch bei hochaufgelösten Bildern werden sogenannte Hochfeldanlagen eingesetzt (1.5T–12T oder mehr). Wenn an ein MR-Empfangssystem mehr Einzelantennen angeschlossen werden können, als Empfänger vorhanden sind, wird zwischen Empfangsantennen und Empfänger z. B. eine Schaltmatrix (auch RCCS genannt) eingebaut. Diese routet die momentan aktiven Empfangskanäle (meist die, die gerade im Field of View des Magneten liegen) auf die vorhandenen Empfänger. Dadurch ist es möglich, mehr Lokalspulenelemente anzuschließen, als Empfänger vorhanden sind, da bei einer Ganzkörperabdeckung nur die Lokalspulen ausgelesen werden müssen, die sich im FoV (Field of View) bzw. im Homogenitätsvolumen des Magneten befinden.
Als Lokalspulenanordnung 106a; 106b wird z. B. allgemein ein Antennensystem bezeichnet, das z. B. aus einem oder als Array-Spule aus mehreren Antennenelementen (insb. Lokalspulenelementen) bestehen kann. Diese einzelnen Antennenelemente sind z. B. als Loopantennen (Loops), Butterfly, Flexspulen oder Sattelspulen ausgeführt. Eine Lokalspulenanordnung umfasst z. B. Lokalspulenelemente, einen Vorverstärker, weitere Elektronik (Mantelwellensperren etc.), ein Gehäuse, Auflagen und meistens ein Kabel mit Stecker, durch den sie an die MRT-Anlage angeschlossen wird. Ein anlagenseitig angebrachte Empfänger 117 filtert und digitalisiert ein von einer Lokalspule 106a; 106b empfangenes Signal HF und übergibt die Daten einer digitalen Signalverarbeitungseinrichtung die aus den durch eine Messung gewonnenen Daten meist ein Bild oder ein Spektrum ableitet und dem Nutzer z. B. zur nachfolgenden Diagnose durch ihn und/oder Speicherung zur Verfügung stellt.
Zum Betrieb von Lokalspulen 106a; 106b (wie z. B. der Brustkorbspule 106a und der Kopfspule 106b in 2) an MRT-Systemen 101 sind verschiedene Architekturen zur Übertragung (aus einem Patienten 105 während einer bildgebenden MRT-Messung empfangener) Signale HF von einer Lokalspule 106a; 106b als (vorverarbeitetes Signal oder nicht-vorverarbeitetes Signal, HF-a, HF-b) zu einem MRT-System 101 zumindest intern bekannt. Unterschieden wird dabei z. B. die Kodierung (insbesondere analog/digital) der in Signalen HF-a, HF-b übertragenen Information sowie die Übertragungsart der Signale HF-a, HF-b (insbesondere elektrisch/optisch). In heutigen MRT-Systemen 101 verschiedener Anbieter einschließlich der Anmelderin kommen nach zumindest internem Kenntnisstand analog-elektrische Systeme und digital-optische Verfahren zur Übertragung zum Einsatz und bei zumindest intern bekannten analogen und digitalen Systemen lässt sich zusätzlich noch unterscheiden, ob die Information bei der Originalfrequenz (der von einer Lokalspule empfangenen Signale HF) übertragen wird, oder (analog oder digital) bei einer Zwischenfrequenz.
Hinsichtlich zumindest intern unter der Bezeichnung „TIM4G” bekannter (und/oder TmM Typ) Vorrichtungen wurden in DE 10 2008 023 467 B4 Vorrichtungen und Verfahren zur Konvertierung des HF-Signals HF der MR-Empfangsantenne auf eine Zwischenfrequenz ZF beschrieben, die vielfältige Vorteile bieten können. Um zumindest intern bekannte ToM (ein ToM-Lokalspulen-Typ könnte z. B. ein Lokalspulen-Typ ohne Mischung in einen Zwischenfrequenzbereich sein und/oder z. B. ein TIM System) Lokalspulen 106a, welche (106a) z. B. RX-(Empfangs-)Signale HF auf der Hochfrequenz eines MRT-Systems 101 (= Larmorfrequenz eines MRT-Systems 101) an ein MRT-System 101 übertragen, auch an neue zumindest intern bekannte TmM (ein TmM-Lokalspulen-Typ könnte z. B. ein Lokalspulen-Typ mit einer Mischung in einen Zwischenfrequenzbereich sein und/oder ein TIM4G System) Lokalspulen 106b und/oder Systeme (mit z. B. Konvertierung des HF-Signals HF der MR-Lokalspule 106b auf eine Zwischenfrequenz) und/oder weitere andere Systeme anschließen zu können, wurden Adapter-Lösungen entwickelt, welche sowohl die mechanische Kompatibilität herstellen (verschiedene Stecksysteme) als auch die Konvertierung des HF-Signals HF auf eine Zwischenfrequenz ZF übernehmen. Ein solcher Adapter ermöglicht also eine Rückwärtskompatibilität der Lokalspulenschnittstelle.
Auch kann eine mechanische Kompatibilität verschiedener Typen ToM, TmM ToM Lokalspulen 106a; 106b durch Umrüstung der Stecker (z. B. Umrüstung der für Lokalspulen verschiedenen Lokalspulentyps (CoTy) verwendeten Stecker (wie ToM Stecker auf TmM Stecker) realisiert werden.
Ein Aspekt erfindungsgemäßer Ausgestaltungen ist die Kompatibilität der Übertragungstechniken für unterschiedliche Lokalspulentypen wie (beispielsweise) ToM (ein ToM-Lokalspulen-Typ kann z. B. ein Lokalspulen-Typ ohne Mischung in einem Zwischenfrequenzbereich sein), TmM (ein TmM-Lokalspulen-Typ kann z. B. ein Lokalspulen-Typ mit einer Mischung in einem Zwischenfrequenzbereich sein) oder beliebige andere. Dazu können zweckmäßig z. B. folgende Merkmale vorhanden sein:

1. Ein Empfangssystem (auch RX System genannt, z. B. die Magnetresonanztomographiesystem-Empfangsignal-Weiterbearbeitungs-Einrichtung 117) des MRT 101 erhält (z. B. per Kabel 168) von mindestens einer Lokalspule 106a, 106b eine Information (z. B. „ToM” oder „TmM” oder andere) über den angeschlossenen Lokalspulentyp (ToM, TmM, etc.), worauf vom MRT 101, 117 (während einer Bildgebung mit dem MRT 101 aus dem Patienten 105) empfangene und weitergeleitete Signale (z. B. HF-a von einer Lokalspule 106a des Typs ToM und/oder Signale HF-b von einer Lokalspule 106b des Typs TmM und/oder andere) je nach Lokalspulentyp und damit ggf. Signaltyp (HF-Übertragung/ZF-Zwischenfrequenz-Übertragung etc. der Signale HF-a, HF-b) erforderlichenfalls unterschiedlich weiterverarbeitet (117) werden.

Typische Einstellungen, die unter Umständen im MRT 101, 117 (insbesondere in einem Hochfrequenzsignale HF-a, HF-b weiterverarbeitenden Modul FPGA) in Abhängigkeit von der Information ToM, TmM über den Lokalspulentyp (z. B. ToM, TmM oder andere) eingestellt werden können sind z. B.:

– Einstellungen der analogen Nachverarbeitung der Signale HF-a, HF-b außerhalb der Lokalspule, also im MR-System 117, 101,
– Einstellungen von Filtern (zuschalten, umschalten, wegschalten, verstimmen) im MRT-System 101, 117,
– Zu-/Abschalten von Lokaloszillatorsignalen z. B. zur Umsetzung von auf Zwischenfrequenzen ZF übertragenen Signalen HF-a, HF-b (gemäß z. B. DE 10 2008 023 467 B4 auf andere Frequenzen,
– Einstellungen von Verstärkungen oder Dämpfungen zum Gain-Ausgleich zwischen zwei Konzepten,
– Einstellungen von analogen Kompressionseigenschaften,
– Einstellungen eines analogen Multiplexers (z. B. hinsichtlich einer Multiplexfrequenz) insbesondere wenn von einer Lokalspule 106a Signale HF-a im Frequenzmultiplex zu einer Einrichtung (wie z. B. 168 und/oder 167 und/oder 117) des MRT 101 übertragen werden,
– Einstellungen der Samplerate eines Analog-Digital-Wandlers ADS,
– Einstellungen der digitalen Nachverarbeitung (nach Digitalisierung) von Signalen HF-a, HF-b wie insbesondere:
– eine Expansion im Falle einer vorangehenden analogen Kompression,
– eine Frequenzumsetzung durch Mischung mit einem NCO Signal (Numeric Controlled Oscillator)
– eine Dezimation,
– eine Änderung der Frequenzlage eines digitalen ZF-Signals HF-b (aus einer Gleichlage oder Kehrlage).

Die Information (hier mit den Bezugszeichen „ToM”, „TmM” bezeichnet) etc. darüber, welcher Lokalspulentyp (wie z. B. ToM, TmM oder andere) vorliegt, kann z. B. über einen analogen Code oder einen digitalen Code, der in der Lokalspule 106a; 106b realisiert oder gespeichert ist, an eine Einrichtung (wie z. B. 168 und/oder 167 und/oder 117) des MRT-Systems 101 transportiert werden, und/oder in einer Datei im MRT-System 101 (insbesondere in einer Magnetresonanztomographiesystem-Empfangsignal-Weiterbearbeitungs-Einrichtung 117) gespeichert sein, auf die eine Information in der Lokalspule 106a; 106b verweist. Neben analogen und digitalen Kodiermöglichkeiten besteht auch die Möglichkeit der Kodierung über Kurzschlussstecker, RFIDs oder andere Varianten an einem Interface (L-S1, L-S2). In Abhängigkeit von sog. Lokalspulencodes (oder von einem File, auf welches ein Code verweist) kann das MRT-System 101, 117 erkennen, um welchen Lokalspulentyp (ToM, TmM, etc.) es sich handelt, und dann entscheiden, welcher der z. B. oben genannten Parameter (insbesondere hinsichtlich der Weiterbearbeitung (ADC, FPGA, VE, FI, MI) der Signale HF-a, HF-b im MRT 101, 117) wie eingestellt wird. Dabei ist auch die Unterscheidung von mehr als zwei Lokalspulentypen ToM, TmM etc. möglich.

2. Im Falle der Kombination einer HF-Architektur mit einer ZF-Architektur (also z. B. in 1 einer Übertragung von Signalen HF-a auf der HF-Frequenz von z. B. 63 MHz des MRT 101, 108a–c und einer Übertragung von Signalen HF-b auf einer oder mehreren von der HF-Frequenz des MRT 101, 108a–c verschiedenen Zwischenfrequenzen ZF von z. B. 8 Mhz und 12 MHz) kann ein Empfänger, der beide Frequenzbänder verarbeiten kann, ein Empfangssystem sein, das sowohl als ein Direktempfänger, als Superheterodyn-, als Doppelsuperheterodyn- oder als Mehrfachsuperheterodynempfängersystem ausgelegt sein kann.

Ein Aspekt ist dabei die Verfügbarkeit der Information (ToM, TmM etc.) über den Lokalspulentyp einer an das MRT 101, 117 angeschlossenen Lokalspule 106a, 106b etc., und die Fähigkeit eines Empfängers (z. B. der Magnetresonanztomographiesystem-Empfangsignal-Weiterbearbeitungs-Einrichtung 117) mit verschiedenen Frequenzbändern, Frequenzlagen (Kehrlage, Gleichlage) und verschiedenen Amplituden umzugehen. Es besteht auch die Möglichkeit in derselben Messung (also gleichzeitig) Lokalspulen 106a; 106b verschiedenen Lokalspulentyps ToM, TmM zu verwenden. Ein DS-Receiver wie in 1 kann z. B. auch Signale HF-a, HF-b von Lokalspulen verschiedenen Lokalspulentyps ToM, TmM während derselben bildgebenden MRT-Messung bearbeiten.
Zusätzliche mögliche Ausführungsdetails können sein:
Auch die Infrastruktur, welche von den verschiedenen Lokalspulentypen ToM, TmM benötigt wird, kann/soll an der Lokalspulenschnittstelle (L-S) verfügbar sein. Benötigt z. B. die Elektronik einer Lokalspule eines Lokalspulentyps (ToM) 10 V als Versorgung für ihre Elektronik, aber die Elektronik einer Lokalspule eines weiteren Lokalspulentyps (TmM) 3 V, so können beide Spannungen parallel (z. B. an mindestens einem Interface am MRT 117, 101) verfügbar gemacht werden oder in Abhängigkeit vom Lokalspulentyp (ToM, TmM etc.) entsprechend eingestellt werden.
Setzt die Erkennung eines Lokalspulentyps ToM, TmM selbst das Vorhandensein einer Spannung voraus, kann diese evtl. als Hilfsspannung immer bereitgestellt werden und die eigentliche Elektronikbetriebsspannung danach zugeschaltet werden.
Falls Verstimmschaltungen in den verschiedenen Lokalspulentypen (ToM, TmM etc.) verschiedene Anforderungen an das MRT-System haben (z. B. hinsichtlich Strom/Spannung/Umschaltgeschwindigkeit) kann dies ebenfalls als Information hinterlegt sein (z. B. in einem sogenannten coilfile oder coilcode) und das MRT-System kann entsprechend reagieren.
Ein Vorteil kann in einer Auslegung eines MR-Empfangssystems und Steuerungssystems bestehen, die eine Multi-Mode Lokalspulenschnittstelle bereitstellt, die zu unterschiedlichen Lokalspulen-Signal-Übertragungsverfahren kompatibel ist. Dies kann eine Rückwärtskompatibilität zu ”alten” Lokalspulen 106a; 106b auch ohne die Verwendung von zusätzlichen Adaptersteckern erlauben, für die evtl. auch kein Platz auf einer Patientenliege vorhanden sein kann, oder die Nachteile beim Workflow und Kosten aufweisen können.
Es können erfindungsgemäß z. B. Systeme („ToM”) mit einer HF-Lamorfrequenzübertragung und/oder bei denen die aktive Lokalspulenelektronik nur aus einem LNA besteht,
mit Systemen („TmM”) mit einer Zwischenfrequenz(ZF)-Übertragung mit Frequenzmultiplex FDM, (aktiver) Lokalspulenelektronik bestehend aus LNA, Mischer und FDM-Combinern etc. an einem MRT einsetzbar sein.
Eine Weiterbearbeitung von (aus einem Untersuchungsobjekt mit einer Lokalspule empfangenen) Signalen auf der Empfangsseite (auch RX Seite genannt), die in Abhängigkeit vom Spulentyp ToM, TmM aktiviert werden kann, kann z. B. die Entscheidung über eine Verarbeitung von Signalen mit einem Analog-Digital-Wandler ADC und/oder einem FPGA und/oder analogen Komponenten wie z. B. einer Vorverstärkung (und/oder Verstärkung) VE, einer Filterung FI und/oder einer Mischung MI umfassen.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei dem dargestellten Magnetresonanztomographiesystem lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein” bzw. „eine” nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriff „Einheit” und „Modul” nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.
Bezugszeichenliste

1: Lokalspulen-Analog-Empfänger
2: AD-Wandler
3: Eingangs-Diplexer
4: Tiefpass-Empfängerpfad von 3
5: Wechselschalter
6: Hochpass-Pfad von 3
7: Bandpass-Empfängerpfad an 5
8: Verstärker
9: Bandpass-Filter
10: Eingang von 2
11: Tiefpass-Filter
12: Empfänger-Pfad an 4
13: Summenpunkt
14: digitaler Signalverarbeitungs-Prozessor (DSP)
15: LC-Schnittstelle
16: A/D-Baustein von 2
17: Tiefpassfilter von 2
18: Dezimationsbaustein von 2
19: erster Oszillator (NCO) von 33
20: zweiter Oszillator (NCO) von 33
21: erste Mischer
22: Filter
23: Dezimationsbausteine
24: zweite Mischer
25: Addierer-Stufe
26: Subtrahierer-Stufe
27: Tiefpassfilter
28: Dezimationsbaustein
29: Mischer
30: Ausgang von 2
31: Weaver-Signalpfad
32: Weaver-Signalpfad
33: Weaver-Einheit
34: Dezimationsfilter-Einheit DFE
35: DFE-Signalpfad von 34
36: DFE-Signalpfad von 34
37: Schalter Betriebsmodus für 22
38: Schalter Betriebsmodus für 29
101: Magnetresonanztomographiesystem oder -gerät (MRT)
102: Ganzkörperspule
103: röhrenförmiger Raum (Patiententunnel)
104: Patientenliege
105: Körper z. B. eines Untersuchungsobjektes (z. B. eines Patienten)
106a, 106b: Lokalspulen (LC)
107: starker Magnet
108a, b, c: mehrteilige Körperspule
109: Pulserzeugungseinheit
110: Pulssequenz-Steuerungseinheit
111: Hochfrequenzverstärker
112x, 112y, 112z: Gradientenspulen
114: Gradientenspulen-Steuerungseinheit
115: Auswerteeinrichtung
116: Hochfrequenzvorverstärker
117: Empfangssystems (Magnetresonanztomographiesystem-Empfangsignal-Weiterbearbeitungs-Einrichtung)
118: Sende-Empfangs-Weiche
119: Bildverarbeitungseinheit
120: Bedienkonsole
121: Speichereinheit
122: zentrale Rechnereinheit
167: Funk
168: Empfänger
ADC: Analog-Digital-Wandler
FS: Abtast-Frequenz (oder besser Taktrate)
BP: Bandpass-Filter
LP: Tiefpass-Filter
MS/s: Einheit der Taktrate, Mega-Samples per Second
Static: letzter Mischer als Umpoler oder statisch
FPGA: Field Programmable Gate Array
F: Faraday-Käfig
coax1, coax2: Koaxialkabel
B₀: Hauptmagnetfeld
BG(x, y, z, t): magnetische Gradientenfelder
FOV: Betrachtungsbereich
B1(x, y, z, t): magnetische Hochfrequenz-Anregungspulse
V_x, V_y, V_z: Verstärker
HF-a, HF-b: Signale
TmM: TmM-Lokalspule
ToM: ToM-Lokalspule

Claims

Vorrichtung (117) für Empfangssystem zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen von Lokalspulen (106a, 106b) zu einer Bildverarbeitungseinheit (119) eines Magnetresonanztomographiesystems (101), wobei die Vorrichtung (117) umfasst: – einen Analog-Empfänger (1) zum Empfang und zur Verarbeitung analoger Signale der Lokalspulen (106a, 106b), welcher dazu ausgebildet ist, analoge Signale mit voneinander abweichenden Einzel-Frequenzbändern und/oder Frequenzbänder-Paaren direkt abzutasten, zu unterscheiden und voneinander abweichend zu verarbeiten, und – einen A/D-Wandler (2) zur Wandlung der verarbeiteten analogen Signale der Lokalspulen (106a, 106b) in digitale Signale, und – einen digitalen Signalprozessor (14) zur Weiterverarbeitung der digitalen Signale, beinhaltend eine Weaver-Einheit (33) und eine nachgeschaltete Dezimations-Filter-Einheit (34).
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Analog-Empfänger (1) einen Eingangs-Diplexer (3) mit Hochpass-Pfad (6) und Tiefpass-Pfad (4) aufweist, – wobei in den Hochpass-Pfad (6) des Eingangs-Diplexers (3) ein Wechselschalter (5) zur Rückspeisung einer Lokaloszillatorfrequenz in den Eingangs-Diplexer (3) und weiter in die Lokalspulen (106a, 106b) angeordnet ist, – wobei sich stromabwärts des Wechselschalters (5) ein Bandpasspfad (7) anschließt, in dem ein Verstärker (8) und ein Bandpass-Filter (9) angeordnet sind, – wobei sich stromabwärts des Tiefpass-Pfads (4) des Eingangs-Diplexers (3) ein Tiefpasspfad (12) anschließt, in dem ein Verstärker (8) und ein Tiefpass-Filter (11) angeordnet sind, – wobei Signalausgänge der Filter (9, 11) über einen gemeinsamen Summenpunkt (13) mit einem Eingang (10) des A/D-Wandlers (2) signalleitend verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der A/D-Wandler (2) eine Dezimations-Filter-Einheit, bestehend aus einem Tiefpassfilter (17) und einem Dezimator (18), aufweist, der dazu ausgebildet ist, das durch die Abtastung mit 80 MS/s umgesetzte Frequenzband und/oder das frequenzbelassene Frequenzband-Paar der digitalen Signale mit einer reduzierten Datenrate auszugeben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der digitale Signalprozessor (14) dazu ausgebildet ist, die Frequenzbänder der Frequenzband-Paare voneinander zu trennen und diese sowie die Einzel-Frequenzbänder in der Frequenzlage umzusetzen und die Datenrate zu reduzieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Weaver-Einheit des digitalen Signalprozessors (14) zwei Weaver-Signalpfade (31, 32) aufweist, in denen sich jeweils ein erster 90°-Quadratur-Mischer (21), ein nachgeschalteter Frequenzfilter (22), ein nachgeschalteter Dezimationsbaustein (23) und ein nachgeschalteter zweiter 90°-Quadratur-Mischer (24) befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die 90°-Quadratur-Mischer (21, 24) dazu ausgebildet sind, dass die digitalen Signale der Einzel-Frequenzbänder und/oder der Frequenzband-Paare mit einer Oszillatorfrequenz gemischt werden, welche einem Viertel der Mischer-Taktrate entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Frequenzfilter (22) als, je nach Lokalspulentyp (TiM, TiM4G), umschaltbare Tiefpassfilter (für TiM4G) und Bandpassfilter (für TiM) ausgebildet sind. Das Bandpassfilter der TiM Konfiguration besteht aus einer Kaskade von Tiefpassfilter und Hochpassfilter. Das Tiefpassfilter ist als Dezimationsfilter ausgelegt. Das Hochpassfilter ist nach der Dezimationsstufe angeordnet und arbeitet mit der reduzierten Taktrate von 20 MS/s.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die der Weaver-Einheit (33) nachgeschaltete Dezimations-Filter-Einheit (34) des digitalen Signalprozessors (14) zwei DFE-Signalpfade (35, 36) der Dezimations-Filter-Einheit (34) aufweist, in denen sich jeweils ein Frequenzfilter (27), ein nachgeschalteter Dezimationsbaustein (28) und ein nachgeschalteter Mischer (29) befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die zwei Weaver-Signalpfade (31, 32) dazu ausgebildet sind, aus einem der Weaver-Signalpfade (31, 32) die addierten digitalen Signale der beiden Weaver-Signalpfade (31, 32) und in den anderen der Weaver-Signalpfade (31, 32) die subtrahierten digitalen Signale der beiden Weaver-Signalpfade (31, 32) in jeweils einen der DFE-Signalpfade (35, 36) auszuleiten.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die zwei DFE-Signalpfade (35, 36) dazu ausgebildet sind, in einen der DFE-Signalpfade (35, 36) die addierten digitalen Signale der beiden Weaver-Signalpfade (31, 32) und in den anderen der DFE-Signalpfade (35, 36) die subtrahierten digitalen Signale der beiden Weaver-Signalpfade (31, 32) einzuspeisen.
Vorrichtung nach einem der Anspruche 8 bis 10, wobei die zwei Weaver-Signalpfade (31, 32) dazu ausgebildet sind, das in die Weaver-Einheit (33) eintretende Frequenzband-Paar aufzutrennen und die Einzelsignale aus jeweils dem ersten und zweiten Weaver-Signalpfad (31, 32) auszuleiten und in jeweils den ersten oder zweiten DFE-Signalpfad (35, 36) einzuleiten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Frequenzfilter (27) der Dezimations-Filter-Einheit (34) als Tiefpassfilter ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Mischer (29) der Dezimations-Filter-Einheit (34) dazu ausgebildet sind, die Frequenz-Lagen der Signale der Frequenzband-Paare (TiM4G) umzusetzen und die Frequenzlage des Frequenzbandes (TiM) beizubehalten.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (117) für ein Empfangssystem zur Übertragung von Magnetresonanzsignalen von Lokalspulen (106a, 106b) zu einer Bildverarbeitungseinheit (119) eines Magnetresonanztomographiesystems (101), wobei – analoge Signale der Lokalspulen (106a, 106b) mit zumindest zwei voneinander abweichenden Frequenzbändern und/oder Frequenzbänder-Paaren direkt abgetastet, unterschieden und voneinander abweichend verarbeitet werden, und – die verarbeiteten analogen Signale der Lokalspulen (106a, 106b) in digitale Signale gewandelt werden, und – die Frequenzbänder der Frequenzband-Paare voneinander getrennt und diese sowie die Einzel-Frequenzbänder in der Frequenzlage umgesetzt und deren Datenraten reduziert werden.
Magnetresonanztomographiesystem (101), umfassend die Vorrichtung (117) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder arbeitend nach dem Verfahren gemäß Anspruch 14.