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Die Erfindung betrifft eine Magnetresonanzeinrichtung, aufweisend mehrere Komponenten, die wenigstens eine mit den übrigen Komponenten kommunizierende Master-Komponente umfassen, wobei wenigstens eine erste, nicht der Master-Komponente entsprechende Komponente der Komponenten in einem Normalbetriebsmodus elektromagnetische Störsignale aussendet, die den Bildaufnahmebetrieb der Magnetresonanzeinrichtung in wenigstens einem Störzeitraum stören, und die restlichen Komponenten eine Gruppe von zweiten Komponenten bilden, wobei die wenigstens eine erste Komponente in einem Normalbetriebsmodus und in einem die elektromagnetischen Störsignale vermeidenden Schlafbetriebsmodus betreibbar ist und alle Komponenten durch ein serielles Bussystem mit der Master-Komponente über wenigstens einen durch eine Leitungsverbindung realisierten Kommunikationsstrang verbunden sind, wobei eine im Schlafbetriebsmodus befindliche erste Komponente bei Erhalt einer Kommunikationsnachricht über das Bussystem wenigstens zeitweise in den Normalbetriebsmodus versetzt wird. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Magnetresonanzeinrichtung.
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Magnetresonanzeinrichtungen sind im Stand der Technik bereits weithin bekannt und werden häufig zur medizinischen Bildgebung eingesetzt. Zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten werden äußerst schwache Magnetresonanzsignale durch Hochfrequenzspulenanordnungen der Magnetresonanzeinrichtung empfangen und in der Folge verarbeitet. Aus diesem Grund ist der Bildaufnahmebetrieb äußerst empfindlich gegenüber Störsignalen, wie sie von anderen Komponenten der Magnetresonanzeinrichtung, die auch Zusatzgeräte umfassen können, ausgehen können. Existieren beispielsweise freilaufende Taktsignale von Prozessoren von Komponenten, die sich in der Nähe der Empfangseinrichtung der Magnetresonanzeinrichtung befinden, können diese zu einer Störung des Bildaufnahmebetriebs führen, die sich in den entstehenden Magnetresonanzbildern als Artefakte, beispielsweise Streifen oder Punkte, äußern können.
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Um derartige Probleme zu vermeiden, ist es bekannt, derartige Komponenten, die den Bildaufnahmebetrieb stören können, zumindest in dem Störzeitraum in einen Schlafbetriebsmodus zu versetzen, in dem komponentenseitig geeignete Betriebsparameter gewählt werden, um das Aussenden von Störsignalen zu unterbinden, wobei durch die Veränderung der Betriebsparameter getroffene Maßnahmen beispielsweise die Deaktivierung eines Taktgebers oder dergleichen umfassen können. Ist das Schalten in einen störungsbefreiten oder störungsreduzierten Schlafbetriebsmodus nicht möglich, muss eine meist aufwändige und teure Schirmmaßnahme implementiert werden, um einen ungestörten Bildaufnahmebetrieb sicherzustellen.
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Zur Kommunikation in Magnetresonanzsystemen werden häufig serielle Bussysteme eingesetzt, die wenigstens eine Master-Komponente umfassen, von der aus sich wenigstens ein Kommunikationsstrang des Bussystems erstreckt, an den die übrigen Komponenten, die in dem seriellen Bussystem kommunizieren sollen, angeschlossen sind. Was die im Folgenden als erste Komponenten bezeichneten Komponenten angeht, die eine potentielle Störung des Bildaufnahmebetriebs verursachen können und in einem Schlafbetriebsmodus und in einem Normalbetriebsmodus betreibbar sind, ist die Implementierung für das „Aufwecken“ aus dem Schlafbetriebsmodus üblicherweise ein zweistufiger Prozess. Zunächst erfolgt ein physikalisches Aufwecken, indem eine beliebige Kommunikationsnachricht über das serielle Bussystem gesendet wird. Allein durch diese Busaktivität wird die im Schlafbetriebsmodus befindliche erste Komponente zumindest zeitweise in den Normalbetriebsmodus versetzt, indem beispielsweise ein deaktivierter Taktgeber wieder aktiviert wird. Die zum „Aufwecken“ führende Kommunikationsnachricht wird von der ersten Komponente zu diesem Zeitpunkt noch nicht verstanden, weshalb in einem zweiten Prozessschritt ein logisches Aufwecken erfolgt, indem eine spezielle weitere Kommunikationsnachricht, nämlich ein Aufwecksignal, über das serielle Bussystem an die ersten Komponenten gesendet wird, die diese dauerhaft in den logischen Wach-Zustand, also den Normalbetriebsmodus, verbringen. Wird das Aufwecksignal nicht oder nicht rechtzeitig empfangen, fällt die erste Komponente nach einer vordefinierten Zeitspanne wieder in den Schlafbetriebsmodus zurück.
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Wird ein gemeinsames serielles Bussystem für sowohl Schlafals auch immer wache Komponenten (im Folgenden als zweite Komponenten bezeichnet) verwendet, so werden die im Schlafbetriebsmodus befindlichen ersten Komponenten durch jede Busaktivität der zweiten Komponenten, die sich dauerhaft im Normalbetriebsmodus befinden, kurz in den Normalbetriebsmodus versetzt werden. Zwar fallen sie in der Regel wieder automatisch nach der Zeitspanne in den Schlafbetriebsmodus zurück, aber die kurze Zeit im Normalbetriebsmodus kann bereits ausreichen, um Störungen auszusenden und auf den Bildaufnahmebetrieb Einfluss zu nehmen, bis hin zu einer Unbrauchbarkeit der gesamten Magnetresonanzmessung.
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Konsequenterweise wurde im Stand der Technik vorgeschlagen, für die ersten Komponenten und die zweiten Komponenten jeweils einen unterschiedlichen seriellen Bus zu verwenden, an den diese angeschlossen werden. Hierdurch entstehen jedoch zusätzliche Kosten und zusätzlicher Aufwand, insbesondere durch zusätzliche Hardware, beispielsweise Kabel, Steckverbinder oder dergleichen.
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Aus der Druckschrift D1 (
DE 197 22 221 C2 ) ist bekannt, dass elektrische Steuerleitungen zu in der Hochfrequenzkabine befindlichen Komponenten EMV-Probleme beim Betrieb eines Magnetresonanztomographen verursachen. Um diese Probleme zu vermeiden, wird eine elektrische Anlage vorgeschlagen, bei welcher der elektrische Bus außerhalb der Hochfrequenzkabine über eine elektro-optische Schnittstelle auf einen optischen Bus umgesetzt wird. Die Steuersignale werden somit über Lichtleiter in die Hochfrequenzkabine eingeleitet, sodass EMV-Probleme durch elektrische Bus-Abschnitte vermieden werden.
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Aus der Druckschrift D2 (
DE 197 32 120 A1 ) ist bekannt, dass elektro-medizinische Geräte elektromagnetische Störstrahlung verursachen, welche in räumlicher Nähe zu sensitiver Messtechnik negative Auswirkungen auf die Messergebnisse besitzen. Um diese zu vermeiden, werden ein Verfahren und eine Anordnung vorgeschlagen, mit denen die Netzverbindung der störenden Geräte während der Zeiträume der Datenerfassung vollständig unterbrochen werden kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach implementierbare, aufwandsarme Realisierung der Kommunikation zwischen Komponenten der Magnetresonanzeinrichtung über ein serielles Bussystem zu schaffen, die sowohl erste, potentiell störende Komponenten als auch nicht den ersten Komponenten entsprechende zweite Komponenten umfassen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Magnetresonanzeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Komponenten entlang des wenigstens einen Kommunikationsstrangs jeweils derart angeordnet sind, dass alle ersten Komponenten am von der Master-Komponente entfernten Ende des Kommunikationsstranges als wenigstens einer zweiten Komponente unmittelbar nachgeschaltetes, ausschließlich erste Komponenten enthaltendes Bussegment vorgesehen sind und wenigstens die zweite Komponente jedes Kommunikationsstrangs, die dem Bussegment unmittelbar benachbart in dem Kommunikationsstrang vorgesehen ist, eine Schalteinheit für eine wenigstens der Kommunikationsrichtung zu dem Bussegment zugeordnete Kommunikationsleitung der Leitungsverbindung und eine Steuereinheit aufweist, wobei die Steuereinheit bei Erhalt eines einen aktiven Schlafbetriebsmodus der ersten Komponente anzeigenden Sperrsignals zum Ansteuern der Schalteinheit zum Unterbinden der Kommunikationsweiterleitung zu dem Bussegment und bei Empfang eines Freischaltsignals zum Ansteuern der Schalteinheit zum Freigeben der Kommunikationsweiterleitung zu dem Bussegment ausgebildet ist.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird mithin vorgeschlagen, ein gemeinsames, serielles Bussystem für sowohl die ersten Komponenten als auch die zweiten Komponenten vorzusehen. Das serielle Bussystem weist wenigstens einen von einer Master-Komponente, die bezüglich der Kommunikation in dem seriellen Bussystem als Master wirken kann, ausgehenden Kommunikationsstrang auf. Nachdem die ersten Komponenten im Schlafbetriebsmodus dazu ausgebildet sind, bei Erhalt einer (beliebigen) Kommunikationsnachricht über das serielle Bussystem wenigstens zeitweise in den Normalbetriebsmodus versetzt zu werden, mithin bei Kommunikationsaktivität wenigstens kurzzeitig erwachen, wird, um Störungen des Bildaufnahmebetriebs dennoch zu vermeiden, vorgeschlagen, die Anordnung der Komponenten entlang des wenigstens einen Kommunikationsstrangs so zu wählen, dass alle ersten Komponenten ohne zweite Komponenten in einem Bussegment an dem von der Master-Komponente entfernten Ende des Kommunikationsstrangs vorgesehen sind. Um dann, wenn sich die ersten Komponenten im Schlafbetriebsmodus befinden, insbesondere also im Störzeitraum, sicherzustellen, dass keine Kommunikationsaktivität die ersten Komponenten kurzzeitig aufweckt, wird ferner vorgeschlagen, wenigstens die dem Bussegment mit den ersten Komponenten benachbarte zweite Komponente derart weiterzubilden, dass dieser eine Schalteinheit hinzugefügt wird, die für eine wenigstens der Kommunikationsrichtung zu dem Bussegment zugeordnete Kommunikationsleitung der Leitungsverbindung die Kommunikationsweiterleitung zu dem Bussegment bedarfsweise sperren kann, so dass das physikalische Auftreten von Aktivität auf dem Kommunikationsstrang im Bussegment verhindert werden kann. Dies kann als physikalische Trennung der ersten Komponenten von den zweiten Komponenten auf Signalebene verstanden werden.
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Wenigstens die dem Bussegment unmittelbar benachbart in dem Kommunikationsstrang vorgesehene zweite Komponente weist ferner eine Steuereinheit auf, die zum Ansteuern der Schalteinheit zum Sperren bzw. Freigeben der Kommunikationsweiterleitung zu dem Bussegment ausgebildet ist. Hierzu können beispielsweise entsprechende Sperr- und Freigabesignale als Kommunikationsnachrichten über das serielle Bussystem, insbesondere von der Master-Komponente, ausgesendet werden. Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass die Master-Komponente selbst eine zweite Komponente bildet und, falls in einem von ihr ausgehenden Kommunikationsstrang ansonsten nur erste Komponenten vorgesehen sind, ebenso als dem Bussegment unmittelbar benachbarte zweite Komponente wirken kann, mithin selbst eine entsprechende Schalteinheit und eine entsprechend ausgebildete Steuereinheit aufweisen kann.
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In der Summe wird erreicht, dass sowohl erste Komponenten („Schlaf-Komponenten“) als auch zweite Komponenten („Wach-Komponenten“) am selben seriellen Bussystem betrieben werden können, indem die ersten Komponenten in Bussegmente, die auch als Schlaf-Segmente bezeichnet werden können, zusammengefasst werden und an den Enden der Kommunikationsstränge gebündelt werden. Dabei sind im Übrigen unterschiedliche Topologien des seriellen Bussystems denkbar, beispielsweise eine Linientopologie mit einem einzigen Kommunikationsstrang, eine Sterntopologie mit mehreren gleich langen, von der Master-Komponente ausgehenden Kommunikationssträngen oder auch Kombinationen hiervon, welche bei welchen sich ursprünglich lineare Kommunikationsstränge nochmals aufspalten.
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Für jeden vorgesehenen Kommunikationsstrang übernimmt mithin die zweite Komponente, der unmittelbar ein Bussegment mit ersten Komponenten (Schlaf-Segment) folgt, die Aufgabe, wenigstens die Kommunikationsrichtung zu dem entsprechenden Bussegment zu schalten.
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Zusammenfassend schlägt die vorliegende Erfindung mithin vor, in einem zusätzlichen Schritt hinsichtlich der Aktivierung bzw. Deaktivierung des Schlafbetriebsmodus auf der Ebene der physikalischen Signale in dem seriellen Bussystem einzugreifen und dadurch zu garantieren, dass das Bussegment mit den ersten Komponenten physikalisch vom Rest des Kommunikationsstrangs getrennt wird und nicht mehr durch Aktivität am Wachsegment des Kommunikationsstrangs, das die zweiten Komponenten umfasst, beeinträchtigt wird. Hierdurch wird eine Vielzahl von Vorteilen erreicht.
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Zunächst können Kosten und Aufwand für die Realisierung zusätzlicher serieller Bussysteme allein für die ersten Komponenten eingespart werden. Dies betrifft sowohl die Verkabelung als auch die Master-Komponente. Im Einzelfall können hohe Kosten und hoher Aufwand entstehen, wenn nur durch die notwendige Trennung von Schlaf- und Wachkomponenten bedingt teurere Ersatzlösungen implementiert werden müssen.
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Die vorliegende Erfindung kann zudem besonders einfach implementiert werden, nachdem nur minimale Modifikationen an wenigstens den dem Bussegment benachbarten zweiten Komponenten vorgenommen werden müssen. Eine weitere Verbesserung ergibt sich durch die Vereinfachung der Systemtopologie. Dabei eignet sich die Lösung prinzipiell für alle denkbaren seriellen Bussysteme, inklusive solcher mit differentieller und optischer Signalübertragung.
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Mit besonderem Vorteil kann die Leitungsverbindung zwei jeweils einer Kommunikationsrichtung zugeordnete Kommunikationsleitungen aufweisen, wobei die Unterbrechung der Kommunikationsweiterleitung nur die Richtung zu dem Bussegment hin betrifft. In seriellen Bussystemen werden prinzipiell die Signalarten „Rx“ (Sendesignal) und „Tx“ (Empfangssignal) verwendet. Hierzu gibt es ausgehend von der Master-Komponente eine Hin-Kommunikationsleitung (für Tx) und eine Rück-Kommunikationsleitung (Rx). Während es für serielle Busse insgesamt gängig ist, eine Logikeinrichtung zu verwenden, um Signale aus den Kommunikationsleitungen abzuzweigen, ist es für serielle Bussysteme mit differentieller Signalübertragung, beispielsweise CAN-Bus, MOD-Bus und dergleichen, bekannt, innerhalb der Komponente einen separaten Treiberbaustein zu verwenden, um nichtdifferentielle Empfangssignale aus dem differentiellen Empfangssignal abzuleiten bzw. differentielle Sendesignale aus den nichtdifferentiellen Sendesignalen zu erzeugen, welche dann auf die entsprechende Kommunikationsleitung gegeben werden.
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Eine Ausgestaltung, in der nur die Kommunikationsweiterleitung zu dem Bussegment hin unterbrochen wird, nicht aber die Kommunikationsleitung von dem Bussegment in Richtung zu der Master-Komponente hin, hat einen besonders großen Vorteil in Magnetresonanzeinrichtungen, in denen wenigstens ein Teil der ersten Komponenten zum Wechsel von dem Schlafbetriebsmodus in den Normalbetriebsmodus auch aufgrund eines externen, außerhalb des seriellen Bussystems empfangenen und/oder internen Wechselsignals ausgebildet ist. Mit anderen Worten existiert noch eine zweite Aufwach-Möglichkeit für die ersten Komponenten, die von der jeweiligen ersten Komponente selbst auf Basis interner oder externer Wechselsignale initiiert wird. Nachdem diese weitere Aufweckmöglichkeit für viele Magnetresonanzeinrichtungen wesentlich ist, ist es zweckmäßig, diese auch in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung beizubehalten, was durch die Sperrung der Kommunikationsweiterleitung nur in Hin-Richtung, nicht aber in Rück-Richtung erreicht wird. Auf diese Weise wird es den ersten Komponenten, die in den Normalbetriebsmodus aufgrund des Wechselsignals, das unabhängig von dem seriellen Bussystem ist, gewechselt sind, ermöglicht, diesen Zustandswechsel, insbesondere an die Master-Komponente, zu melden.
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So sieht eine entsprechende Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vor, dass die Master-Komponente bei Erhalt eines ein außerhalb des seriellen Bussystems ausgelöstes Umschalten in den Normalbetriebsmodus anzeigenden Umschaltsignals von einer ersten Komponente über die nicht unterbrochene Kommunikationsleitung zumindest bei Erfüllung eines Relevanzkriteriums durch das Umschaltsignal zum Aussenden eines Freischaltsignals ausgebildet ist. Es kann mithin optional auch eine Relevanzbedingung überprüft werden, beispielsweise, wenn das Umschaltsignal als Kommunikationsnachricht eine Information darüber enthält, aus welchem Grund bzw. für wie lange der Normalbetriebsmodus aktiviert wurde, so dass insbesondere dann, wenn sich kein Kommunikationsbedarf über das serielle Bussystem ergibt bzw. die Aktivierung des Normalbetriebsmodus nur kurzzeitig ist, ein Freischaltsignal auch unterdrückt werden kann.
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Zweckmäßigerweise kann die Master-Komponente zur Erzeugung des Sperrsignals und des Freischaltsignals an die dem Bussegment unmittelbar vorgeschaltete zweite Komponente adressiert ausgebildet sein. Das bedeutet, die entsprechenden zweiten Komponenten können unmittelbar angesprochen werden, so dass die entsprechende Kommunikationsnachricht, insbesondere innerhalb der Steuereinheit, als eine Maßnahme durch die entsprechende zweite Komponente erfordernd interpretiert werden kann.
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In konkreter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann ein mehrschrittiges Vorgehen hinsichtlich der Aktivierung des Schlafbetriebsmodus sowie des Normalbetriebsmodus der ersten Komponenten vorgesehen sein. Zweckmäßigerweise kann die Master-Komponente zum Aktivieren des Schlafbetriebsmodus für alle ersten Komponenten durch Aussenden wenigstens eines den Schlafbetriebsmodus aktivierenden Schlafsignals an alle ersten Komponenten gefolgt von dem Sperrsignal und/oder zum Aktivieren des Normalbetriebsmodus durch Aussenden des Freischaltsignals gefolgt von wenigstens einem den Normalbetriebsmodus aktivierenden Aufwecksignal an alle ersten Komponenten ausgebildet sein. Das bedeutet, im Fall des zu aktivierenden Schlafbetriebsmodus wird zunächst der Schlafbetriebsmodus über wenigstens eine entsprechende Kommunikationsnachricht aktiviert und unmittelbar danach durch das Sperrsignal mittels der unmittelbar benachbarten zweiten Komponente die Weiterleitung von Kommunikationssignalen an das Bussegment unterbunden. Im umgekehrten Fall muss zunächst das erste Bussegment für die Master-Komponente wieder erreichbar sein, so dass zunächst das Freischaltsignal gesendet wird, wonach dann nach dem erfolgten Freischalten der Kommunikationsweiterleitung an das Bussegment die ersten Komponenten entsprechend in den Normalbetriebsmodus versetzt werden können.
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Das Aufwecken der ersten Komponenten, ggf. aber auch das „Einschlafen“, erfolgt dabei auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung zweckmäßigerweise in einem zweistufigen Prozess. So kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit zusätzlich zu einem den jeweils gewünschten Betriebsmodus abschließend aktivierenden Schlafsignal und/oder Aufwecksignal zur Erzeugung wenigstens eines Vorbereitungssignals als weiteres Schlafsignal bzw. Aufwecksignal ausgebildet ist. Wie bereits erwähnt wurde, kann jegliche Kommunikationsaktivität auf dem seriellen Bussystem zu einem kurzzeitigen Aktivieren des Normalbetriebsmodus seitens der ersten Komponenten führen, ohne dass jedoch die Kommunikationsaktivität, die hierzu geführt hat, analysiert wird. Mithin wird ein zweites, tatsächliches Aufwecksignal, das von den ersten Komponenten verstanden wird, nachgesendet. Auch bezüglich des Aktivierens des Schlafbetriebsmodus kann zunächst eine vorbereitende Kommunikationsnachricht, beispielsweise konkret ein Vorbereitungssignal, genutzt werden, damit die entsprechenden ersten Komponenten den Schlafbetriebsmodus vorbereiten können, beispielsweise durch Abspeichern von Betriebsparametern oder dergleichen.
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Mit besonderem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Kommunikationsleitungen zur optischen Signalübertragung ausgebildet sind. Auch bei einem solchen optischen, seriellen Bussystem kann die vorliegende Erfindung mithin umgesetzt werden, nachdem üblicherweise für die von der Leitungsverbindung, vorliegend umfassend wenigstens eine optische Kommunikationsleitung, eingehenden Kommunikationssignale durch die Komponenten Optokoppler genutzt werden, um eingehende Lichtsignale zur Verarbeitung in elektromagnetische Signale umzuwandeln. Über eine entsprechende Logikeinrichtung, die Signale zur Verarbeitung in der Komponente, beispielsweise durch die Steuereinheit, abzweigt, kann auch die Schalteinheit realisiert werden, die dann beispielsweise die Ansteuerung des entsprechenden, ausgehenden Optokopplers unterdrückt und so physikalisch die Kommunikationsweiterleitung an das Bussegment mit den ersten Komponenten unterdrückt.
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Auch allgemein kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft sein, wenn wenigstens die dem Bussegment vorgeschaltete zweite Komponente eine in die Leitungsverbindung geschaltete Logikeinrichtung zum Ein- und Auskoppeln von Nachrichten von der und an die Komponente aufweist, wobei die Logikeinrichtung die Schalteinheit und/oder die Steuereinheit umfasst. Dabei ist es besonders bevorzugt, die Schalteinheit als einen Teil der Logikeinrichtung zu realisieren, da die ohnehin einfache Struktur um eine weitere, einfache Struktur ergänzt werden kann. Dabei kann die Schalteinheit in einer einfachen Realisierung beispielsweise als ein AND-Gatter und/oder ein NAND-Gatter realisiert werden, wobei selbstverständlich auch andere Ausgestaltungen bis hin zu einem galvanisch trennenden Schalter grundsätzlich denkbar sind. Grundsätzlich ist es zudem denkbar, auch die Steuereinheit als Teil der Logikeinrichtung vorzusehen, wobei es jedoch bevorzugt ist, als Steuereinheit die grundsätzlich vorhandene Interpretationseinheit für Kommunikationsnachrichten heranzuziehen.
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Zweckmäßigerweise kann die Logikeinrichtung zur Realisierung der Steuereinheit und/oder der Schalteinheit einen programmierbaren Logikbaustein aufweisen. Während, wie bereits erwähnt, eine diskrete Realisierung, auch der Logikeinrichtung an sich, denkbar ist, können programmierbare Logikbausteine im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders nützlich sein, insbesondere, um beispielsweise eine Sperr- und Freischaltfunktionalität grundsätzlich aktivieren zu können. Denkbare programmierbare Logikbausteine umfassen beispielsweise einen FPGA und/oder einen CPLD.
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Neben der Magnetresonanzeinrichtung betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Magnetresonanzeinrichtung, welches sich dadurch auszeichnet, dass die Steuereinheit bei Erhalt eines einen aktiven Schlafbetriebsmodus der ersten Komponenten anzeigenden Sperrsignals die Schalteinheit zum Unterbinden der Kommunikationsweiterleitung zu dem Bussegment ansteuert und bei Empfang eines Freischaltsignals die Schalteinheit zum Freigeben der Kommunikationsweiterleitung zu dem Bussegment ansteuert. Sämtliche Ausführungen bezüglich der erfindungsgemäßen Magnetresonanzeinrichtung lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen, so dass auch mit diesem die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
- 1 eine erste Ausgestaltung eines seriellen Busses in einer Magnetresonanzeinrichtung,
- 2 eine erste alternative Topologie des seriellen Bussystems,
- 3 eine zweite alternative Topologie des seriellen Bussystems,
- 4 den Aufbau der Busschnittstelle einer einem Bussegment von ersten Komponenten benachbarten zweiten Komponente,
- 5 Nachrichten zur Aktivierung bzw. Deaktivierung eines Schlafbetriebsmodus, und
- 6 Nachrichten bei einer externen bzw. internen Aktivierung des Normalbetriebsmodus.
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1 zeigt eine erste mögliche Topologie eines seriellen Bussystems innerhalb einer hier nur angedeuteten Magnetresonanzeinrichtung 1. Innerhalb des seriellen Bussystems, bei welchem es sich auch um ein differentielles serielles Bussystem oder ein optisches serielles Bussystem handeln kann, sind in der vorliegenden linearen Topologie entlang eines einzigen Kommunikationsstrangs 2 vorliegend beispielhaft fünf Komponenten 3, 4, 5 durch entsprechende Leitungsverbindungen verbunden.
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Bei den Komponenten 5 handelt es sich um erste Komponenten 5, die in einem Normalbetriebsmodus, beispielsweise aufgrund eines freilaufenden Taktgebers, Störungen im Bildaufnahmebetrieb auslösen können. Daher sind die ersten Komponenten 5 in einem Normalbetriebsmodus sowie in einem Schlafbetriebsmodus, in dem beispielsweise der Taktgeber deaktiviert ist, betreibbar. Dieser Schlafbetriebsmodus soll wenigstens während des Störzeitraums im Bildaufnahmebetrieb eingenommen werden.
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Die übrigen Komponenten 3, 4 bilden zweite Komponenten 4, wobei es sich bei der Komponente 3 um eine die Kommunikation in dem seriellen Bussystem insgesamt steuernde Master-Komponente 3 handelt. Ersichtlich werden sowohl die ersten Komponenten 5 als auch die zweiten Komponenten 4 in demselben seriellen Bussystem betrieben, was durch das Vorsehen von zwei unterschiedlichen Maßnahmen ermöglicht wird.
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Zum einen sind die Komponenten 4, 5 entlang des Kommunikationsstrangs 2 in ihrer Reihenfolge so angeordnet, dass alle ersten Komponenten 5 ein Bussegment 6, das auch als Schlaf-segment bezeichnet werden kann, bildend an dem von der Master-Komponente 3 entfernten Ende des Kommunikationsstrangs 2 gesammelt sind. Das Bussegment 6 enthält also keine zweite Komponente 4. Entsprechend bilden die zweiten Komponenten 4 ein weiteres Bussegment 7, das auch als Wachsegment bezeichnet werden kann.
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Die zweite Komponente 4, die dem Bussegment 6 unmittelbar benachbart ist, weist, vorliegend in ihrer Busschnittstelle, eine Schalteinheit 8 auf, die zur Unterbrechung der Kommunikationsweiterleitung an das Bussegment 6 auf der Ebene der physikalischen Signale ausgebildet ist. Die Schalteinheit 8 wird angesteuert von einer Steuereinheit 9, die bei Erhalt eines an die entsprechende zweite Komponente 4 gerichteten Sperrsignals von der Master-Komponente 3 die Schalteinheit 8 zur Unterbrechung der Kommunikationsweiterleitung ansteuert, und bei Erhalt eines an die entsprechende Komponente 4 gerichteten Freischaltsignals von der Master-Komponente 3 zur Ansteuerung der Schalteinheit 8 zur Wiederherstellung der Kommunikationsweiterleitung an das Bussegment 6 ausgebildet ist.
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Dabei sind auch andere Topologien des seriellen Bussystems als in 1 dargestellt denkbar, wie beispielhaft durch die 2 und 3 angedeutet wird. 2 zeigt eine mögliche Ausgestaltung einer Sterntopologie mit zwei Kommunikationssträngen 2, wobei vorliegend die Master-Komponente 3, 4 die Schalteinheit 8 und die Steuereinheit 9 aufweist. Im Beispiel der 3 ist eine kombinierte Linien-Stern-Topologie vorgesehen, die drei Kommunikationsstränge 2, 2a und 2b aufweist, so dass im Übrigen auch mehrere Bussegmente 6 entstehen können.
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4 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer Busschnittstelle 10 einer einem Bussegment 6 benachbarten zweiten Komponente 4 genauer. Gezeigt ist zunächst, dass die Leitungsverbindung 11 des Kommunikationsstrangs 2 vorliegend zwei Kommunikationsleitungen 12, 13 aufweist, wobei die Kommunikationsleitung 12 der Kommunikationsrichtung von der Master-Komponente 3 weg zu dem Bussegment 6 hin zugeordnet ist (Tx), die Kommunikationsleitung 13 der umgekehrten Richtung, also zur Master-Komponente 3 hin (Rx).
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Die Schalteinheit 8 ist dabei ersichtlich als Teil einer Logikeinrichtung 14 realisiert, über die, vgl. Pfeile 15, 16, Signale bzw. Kommunikationsnachrichten in einer verarbeitbaren Form an den Controller 17, der hier auch als Steuereinheit 9 wirkt, weitergeleitet werden bzw. Ausgangssignale, die auf den Bus zu legen sind, entsprechend in die Leitungsverbindung 11 eingespeist werden können.
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Wie aus 4 ersichtlich ist, bezieht sich die Schalteinheit 8 lediglich auf die Tx-Kommunikationsleitung 12, mithin die Kommunikationsrichtung zu dem Bussegment 6 hin. Zur Master-Komponente 3 gerichtete Signale aus dem Bussegment 6 werden auch bei Unterbrechung der Kommunikationsweiterleitung zu dem Bussystem 6 von dem Bussystem 6 weiter zu den zweiten Komponenten 4 weitergeleitet.
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Auf diese Weise kann eine durch ein von dem seriellen Bussystem unabhängiges, externes oder internes Wechselsignal aufgeweckte erste Komponente 5 dies mitteilen.
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Während die Schalteinheit 8 prinzipiell als Ergänzung eines einfachen, diskreten Logikbausteins, beispielsweise eines AND-Bausteins, ergänzt werden kann, ist vorliegend vorgesehen, die Logikeinrichtung 14 an sich als programmierbaren Logikbaustein, insbesondere als FPGA oder CPLD, auszubilden.
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Die Steuereinheit 9, hier in Form des Controllers 17, steuert gemäß dem Pfeil 18 die Schalteinheit 8 zur Unterbrechung oder Wiederherstellung der Kommunikationsweiterleitung zu dem Bussegment 6 an. Dabei wird, wie bereits erwähnt, die Kommunikationsweiterleitung unterbrochen, wenn ein Sperrsignal als Kommunikationsnachricht erhalten wird, und die Kommunikationsweiterleitung wieder hergestellt, wenn ein Freischaltsignal als Kommunikationsnachricht erhalten wird.
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5 zeigt die entsprechenden Kommunikationsnachrichten beim Aktivieren des Schlafbetriebsmodus bzw. beim Deaktivieren des Schlafbetriebsmodus im Beispiel der Topologie gemäß 1 nochmals genauer.
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Zum Aktivieren des Schlafbetriebsmodus werden zunächst von der Master-Komponente 3 Vorbereitungssignale 19, 20 an die ersten Komponenten 5 gesendet, so dass der Schlafbetriebsmodus vorbereitet werden kann. Mittels eines Schlafsignals 21 der Master-Komponente 3 wird dann der Schlafbetriebsmodus in den ersten Komponenten 5 endgültig aktiviert.
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Nach dem Schlafsignal 21 wird dann das Sperrsignal 22 an die dem Bussegment 6 unmittelbar vorgeschaltete zweite Komponente 4 gesendet, dort mittels der Steuereinheit 9 interpretiert und zum Ansteuern der Schalteinheit 8 derart verwendet, dass die Kommunikationsweiterleitung in das Bussegment 6 unterbrochen wird.
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Soll der Normalbetriebsmodus wieder aktiviert werden, wird zunächst das Freischaltsignal 23 an die dem Bussegment 6 unmittelbar vorgeschaltete zweite Komponente 4 gesendet, so dass die Steuereinheit 9 die Schalteinheit 8 zur Freigabe der Kommunikationsweiterleitung in das Bussegment 6 ansteuert. Dann kann ein erstes, beliebiges, Busaktivität erzeugendes Aufwecksignal 24 über die erste Kommunikationsleitung 12 auch an die ersten Komponenten 5 weitergegeben werden, welche eine Busaktivität feststellen und - zunächst temporär - den Normalbetriebsmodus aktivieren. Innerhalb der Zeitspanne, für die der Normalbetriebsmodus der ersten Komponenten 5 temporär aktiviert wurde, werden nun die endgültigen Aufwecksignale 25 an die ersten Komponenten 5 übermittelt, so dass der Normalbetriebsmodus dauerhaft aktiviert wird.
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Im Fall der 6 wurden die Normalbetriebsmodi der ersten Komponenten 5 extern zum seriellen Bussystem wieder aktiviert, so dass diese aufgrund der nicht unterbrochenen Kommunikationsweiterleitung entlang der Kommunikationsleitung 13 ein Umschaltsignal 26 an die Master-Komponente 3 senden, welche entsprechend mit einem Freischaltsignal 23 an die dem Bussegment 6 unmittelbar vorgeschaltete zweite Komponente 4 reagieren kann.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
