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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Empfangseinrichtung. Daneben betrifft die Erfindung eine Wechseleinrichtung zum Wechseln einer Energiespeichereinrichtung einer Empfangseinrichtung und eine Empfangseinrichtung.
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Im Bereich der Magnetresonanztomographie, insbesondere im Rahmen der medizinischen Bildgebung, werden häufig Lokalspulen genutzt, die aufgrund der Magnetresonanz eines Untersuchungsobjekts, beispielsweise eines Patienten, abgestrahlte Strahlung lokal erfassen. Hierbei ist es bislang üblich, solche Lokalspulen über Kabel mit den weiteren Komponenten des Magnetresonanztomographen zu verbinden, wobei die Kabel beispielsweise an entsprechende Anschlüsse an eine Patientenliege angeschlossen werden können. Eine solche Verkabelung ist einerseits erforderlich, um die empfangenen Messsignale bzw. aus diesen abgeleitete Messdaten an weitere Komponenten bereitzustellen, und andererseits, um Komponenten der Lokalspule, beispielsweise Verstärker oder Komponenten zur Schwingkreisstimmung, zu steuern.
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Die erforderliche Verkabelung ist jedoch aus mehreren Gründen nachteilig. So kann die Nutzung von metallischen Leitern im Untersuchungsbereich die Homogenität der Feldverteilung stören und somit die Messqualität beeinflussen. Auch resultiert aus der erforderlichen Verkabelung ein relativ hoher Arbeitsaufwand zur Vorbereitung des Untersuchungsobjekts für die Untersuchung und entsprechende Kabel können beispielswiese störend auf einen untersuchten Patienten wirken.
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Es ist daher wünschenswert, entsprechende Lokalspulen oder auch andere, insbesondere im Bereich der medizinischen Bildgebung, genutzte Empfangseinrichtungen, wie beispielsweise Ultraschallempfänger, kabellos nutzen zu können.
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Hierzu wäre es einerseits erforderlich, die Kommunikation zwischen der Empfangseinrichtung und weiteren Komponenten drahtlos durchzuführen. Hierzu sind im Stand der Technik bereits vielfältige Ansätze bekannt. Beispielsweise kann eine funkbasierte Kommunikation oder auch eine optische Kommunikation über gerichtet abgestrahltes Licht erfolgen.
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Andererseits ist es jedoch erforderlich, Komponenten der Empfangseinrichtung, beispielsweise Signalverstärker und/oder Kommunikationseinrichtungen zur Kommunikation mit weiteren Komponenten, mit Energie zu versorgen. Die einfachste Lösung hierfür wäre es, in der Empfangseinrichtung integrierte Batterien bzw. wiederaufladbare Akkumulatoren, beispielsweise Lithiumionenakkumulatoren, zur Energieversorgung zu nutzen.
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Hierbei hat sich in Vorversuchen herausgestellt, dass es bei Nutzung von akzeptablen Batteriegrößen und -gewichten typischerweise nach ein bis zwei Stunden Betriebszeit erforderlich wäre, die Batterie erneut zu laden. Da es jedoch beispielsweise in Magnetresonanztomographen typischerweise gewünscht ist, Untersuchungen in enger zeitlicher Abfolge durchzuführen, um eine optimale Gerätauslastung zu erreichen, ist ein hinreichendes Laden einer solchen Batterie zwischen Untersuchungen in der Regel nicht möglich, so dass entweder längere Untersuchungsabstände genutzt werden müssten oder für aufeinanderfolgende Untersuchungen unterschiedliche Lokalspulen genutzt werden müssten, um hinreichende Ladezeiten zu ermöglichen, wodurch jedoch erhebliche Zusatzkosten entstehen.
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Prinzipiell wäre es auch möglich, Komponenten einer solchen Empfangseinrichtung drahtlos durch eine induktive Energieübertragung zu versorgen. Zumindest im Bereich der Magnetresonanztomographie ist dies jedoch allenfalls mit erheblichem technischem Aufwand möglich, da einerseits im Betriebsbereich der Empfangseinrichtung sehr starke magnetische Felder auftreten und andererseits Magnetresonanzmessungen sehr empfindlich auf Störungen des Magnetfelds reagieren. Als Stand der Technik sind noch die
EP 3 423 853 B1 und die
US 9 187 004 B1 zu nennen.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Ansatz zur Energieversorgung einer Empfangseinrichtung anzugeben, die insbesondere für drahtlos betriebene Empfangseinrichtungen im Bereich der medizinischen Bildgebung und speziell im Bereich der Magnetresonanztomographie nutzbar sein soll.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Betrieb einer Empfangseinrichtung gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:
- - Empfangen von Messsignalen durch die Empfangseinrichtung, während die Empfangseinrichtung an einer Empfangsposition angeordnet ist, wobei wenigstens eine Komponente der Empfangseinrichtung durch eine an oder in der Empfangseinrichtung gehalterte elektrische Energiespeichereinrichtung versorgt wird,
- - Anordnen der Empfangseinrichtung an einer von der Empfangsposition beabstandeten Lagerposition,
- - automatisches Trennen der Energiespeichereinrichtung von der Empfangseinrichtung und Haltern einer weiteren Energiespeichereinrichtung an oder in der Empfangseinrichtung durch eine Wechseleinrichtung, während sich die Empfangseinrichtung in der Lagerposition befindet,
- - Anordnen der Empfangseinrichtung an der oder einer weiteren von der Lagerposition beabstandeten Empfangsposition,
- - Empfangen von weiteren Messsignalen durch die Empfangseinrichtung, während die Empfangseinrichtung an der oder der weiteren Empfangsposition angeordnet ist, wobei die Komponente der Empfangseinrichtung durch die weitere elektrische Energiespeichereinrichtung versorgt wird.
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Es wird somit vorgeschlagen, zwischen zwei Untersuchungen bzw. Empfangsvorgängen von Messsignalen die in der Empfangseinrichtung integrierte Energiespeichereinrichtung durch eine weitere Energiespeichereinrichtung auszutauschen, statt ein Laden im eingebauten Zustand durchzuführen. Hierbei wurde erkannt, dass ein solcher Austausch mit geringem technischem Aufwand automatisiert werden kann, wenn die Empfangseinrichtung, also beispielsweise eine Lokalspule eines Magnetresonanztomographen, zwischen den Untersuchungen vorübergehend an einer definierten Lagerposition abgelegt wird, also beispielsweise an einer bestimmten Stelle aufgehängt oder auf einer bestimmten Fläche abgelegt wird.
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Es kann, beispielsweise durch eine geeignete mechanische Führung der Empfangseinrichtung im Bereich der Lagerposition, eine Kombination von Vorsprüngen und Ausnehmungen und/oder durch ein Ansaugen durch Unterdruck erreicht werden, dass die Empfangseinrichtung mit hoher Genauigkeit bezüglich eines Aktors der Wechseleinrichtung positioniert werden kann, wodurch der Wechsel der Energiespeichereinrichtung beispielsweise, wie später noch genauer erläutert werden wird, durch einen einfachen linear bewegten Aktor erfolgen kann.
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Nach dem Empfangen der weiteren Messsignale kann die Empfangseinrichtung erneut an der Lagerposition positioniert werden, wodurch beispielsweise ein automatischer Rückwechsel zur ursprünglich genutzten Energiespeichereinrichtung erfolgen kann. Alternativ können auch mehr als zwei Energiespeichereinrichtungen nach einer jeweiligen Messung zyklisch durchgewechselt werden. Hierbei ist es insbesondere möglich, dass die aus der Empfangseinrichtung entnommene Energiespeichereinrichtung in der Wechseleinrichtung geladen wird, so dass sie zu einem späteren Zeitpunkt automatisiert wieder in die Empfangseinrichtung eingesetzt werden kann, um Energie für eine spätere Untersuchung bereitzustellen.
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Die Energiespeichereinrichtung kann eine Batterie bzw. ein Akkumulator, beispielsweise ein Lithiumionenakkumulator, sein. Es kann beispielsweise eine rechteckige Energiespeichereinrichtung genutzt werden, insbesondere eine relativ flachbauende, rechteckige Energiespeichereinrichtung. Kanten bzw. Ecken der Energiespeichereinrichtung können vorzugsweise abgerundet sein, um bei einem automatischen Ein- bzw. Ausschieben in einen bzw. aus einem Aufnahmeraum der Empfangseinrichtung, das, wie später noch genauer erläutert wird, zum automatischen Wechsel der Energiespeichereinrichtung genutzt werden kann, ein Verhaken zu verhindern.
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Der Empfang der und/oder der weiteren Messsignale kann jeweils im Rahmen einer medizinischen Bildgebung erfolgen. Ergänzend oder alternativ kann als die Empfangseinrichtung eine Lokalspule eines Magnetresonanztomographen verwendet werden. Ein anderes Beispiel für eine Empfangseinrichtung, die im Rahmen einer medizinischen Bildgebung Messsignale empfängt, wäre beispielsweise ein Ultraschalldetektor. Wie bereits eingangs erläutert wurde, können im Rahmen der medizinischen Bildgebung bzw. insbesondere bei der Magnetresonanztomographie kabelgebundene Verbindungen besonders störend sein und somit kann dort der erfindungsgemäß vorgesehene automatische Austausch von Energiespeichereinrichtungen besonders vorteilhaft sein.
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Eine als Lokalspule ausgebildete Empfangseinrichtung kann beispielsweise im Rahmen einer Magnetresonanzmessung hochfrequente Messsignale empfangen und diese unmittelbar oder insbesondere nach einer Umsetzung auf eine Zwischenfrequenz bzw. nach einer Digitalisierung und/oder Weiterverarbeitung drahtlos an eine Datenverarbeitungseinrichtung übertragen, wobei insbesondere Messsignale bzw. aus diesen ermittelte Informationen von mehreren Lokalspulen an die Datenverarbeitungseinrichtung bereitgestellt werden können. Die Empfangseinrichtung kann empfangene bzw. ermittelte Daten unmittelbar an die Datenverarbeitungseinrichtung weiterleiten oder auch vorübergehend zwischenspeichern, beispielsweise um ein geeignetes Zeitintervall für eine funkbasierte Datenübertragung abzuwarten.
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Die Empfangseinrichtung kann in der Lagerposition angeordnet werden, indem sie an der Wechseleinrichtung angeordnet und/oder zumindest teilweise in einen Freiraum der Wechseleinrichtung eingeführt wird, wobei einerseits durch einen Aktor der Wechseleinrichtung die Energiespeichereinrichtung von der Empfangseinrichtung getrennt und zu einer ersten Ladeschnittstelle der Wechseleinrichtung verbracht wird, an der die Energiespeichereinrichtung vor und/oder während und/oder nach dem Empfangen der weiteren Messsignale geladen wird, und/oder wobei andererseits die weitere Energiespeichereinrichtung durch den oder einen weiteren Aktor der Wechseleinrichtung von der ersten oder einer zweiten Ladeschnittstelle, an der sie vorangehend durch die Wechseleinrichtung geladen wurde, getrennt und an oder in der Empfangseinrichtung gehaltert wird. Hierdurch kann die entnommene Energiespeichereinrichtung in der Wechseleinrichtung wieder aufgeladen werden und bei einem späteren Wechsel der Energiespeichereinrichtung nach dem Laden wiederum in die Empfangseinrichtung eingesetzt werden.
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Prinzipiell wäre es auch möglich, die aktuell in der Empfangseinrichtung befindliche Energiespeichereinrichtung zu laden, während die Empfangseinrichtung in der Lagerposition angeordnet ist. Da hierzu jedoch gesonderte Ladekontakte erforderlich wären, die im Betrieb der Empfangseinrichtung geschützt sein sollten, um ein Kurzschließen, beispielsweise durch Spritzwasser oder Desinfektionsmittel, zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, ausschließlich Energiespeichereinrichtungen zu laden, die mit einer jeweiligen Ladeschnittstelle verbunden sind. Wie später noch genauer erläutert werden wird, können Ladekontakte, über die die jeweilige Energiespeichereinrichtung mit der Ladeschnittstelle verbunden wird, so angeordnet werden, dass sie beim Betrieb der Empfangseinrichtung mit geringem Aufwand vor äußeren Einflüssen geschützt werden können.
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Die Wechseleinrichtung kann beispielsweise durch eine medizinische Bildgebungseinrichtung bereitgestellt werden, in der die Empfangseinrichtung genutzt wird. Beispielsweise kann die Lagerposition bzw. der Freiraum am Gehäuse eines Magnetresonanztomographen vorgesehen sein. Alternativ kann es in einigen Fällen auch vorteilhaft sein, die Wechseleinrichtung von im Rahmen der medizinischen Bildgebung genutzten Komponenten zu trennen und beispielsweise an einer Wand eines Untersuchungsraums zu montieren oder Ähnliches.
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Die Energiespeichereinrichtung kann in oder an der Empfangseinrichtung an einer Halteposition gehaltert werden, wobei durch den Aktor die weitere Energiespeichereinrichtung entlang eines Verschiebepfads, der durch die Wechseleinrichtung oder gemeinsam durch die Wechseleinrichtung und die in der Lagerposition angeordnete Empfangseinrichtung vorgegeben ist, von der zweiten Ladeschnittstelle in die Halteposition verschoben wird, wodurch die Energiespeichereinrichtung durch die weitere Energiespeichereinrichtung oder wenigstens eine auf dem Verschiebepfad zwischen der Energiespeichereinrichtung und der weiteren Energiespeichereinrichtung angeordnete Zwischenkomponente aus der Halteposition heraus und entlang einem durch die Wechseleinrichtung oder gemeinsam durch die Wechseleinrichtung und die in der Lagerposition angeordnete Empfangseinrichtung vorgegebenen weiteren Verschiebepfad zu der ersten Ladeschnittstelle verschoben wird.
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Der Verschiebepfad kann insbesondere geradlinig sein. Durch geeignete Führungsmittel der Wechseleinrichtung bzw. der Energiespeichereinrichtung kann es jedoch auch möglich sein, gekrümmte Bewegungspfade vorzugeben, beispielsweise indem gekrümmte Führungsschienen oder Ähnliches genutzt werden.
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Durch die Vorgabe des Verschiebepfads kann es ausreichen, wenn der Aktor eine gewisse Schubkraft auf die weitere Energiespeichereinrichtung ausübt, um den Wechsel der Energiespeichereinrichtung durchzuführen. Hierbei kann der Aktor direkt oder über ein Verschiebeelement der Wechseleinrichtung auf die weitere Energiespeichereinrichtung einwirken. Es kann jedoch auch möglich sein, dass zwischen dem Aktor bzw. dem Verschiebeelement und der weiteren Energiespeichereinrichtung eine Zwischenkomponente angeordnet ist, so dass die Schubkraft indirekt auf die weitere Energiespeichereinrichtung übertragen wird.
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Bei der Zwischenkomponente oder den Zwischenkomponenten, die zwischen der Energiespeichereinrichtung und der weiteren Energiespeichereinrichtung bzw. zwischen der weiteren Energiespeichereinrichtung und dem Aktor bzw. dem Schiebeelement angeordnet sind, kann es sich insbesondere ebenfalls um Energiespeichereinrichtungen handeln. Somit kann insbesondere ein Stapel aus mehreren Energiespeichereinrichtungen entlang einem Verschiebeweg, der durch den und den weiteren Verschiebepfad gebildet wird, hin und her geschoben werden, so dass wahlfrei eine der Energiespeichereinrichtungen in die Halteposition verbracht wird und die anderen Energiespeichereinrichtungen insbesondere jeweils an einer Ladeschnittstelle der Wechseleinrichtung angeordnet werden. Dies ermöglicht es, die gleiche Aktorik zum Durchwechseln mehrerer Energiespeichereinrichtungen zu nutzen.
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Beispielsweise kann eine Steuereinrichtung der Wechseleinrichtung jeweils erfassen, welche der Energiespeichereinrichtungen den höchsten Ladezustand aufweist, und diese Energiespeichereinrichtung kann jeweils in die Empfangseinrichtung eingesetzt werden. Alternativ wäre es beispielsweise auch möglich, jeweils jene Energiespeichereinrichtung in die Empfangseinrichtung einzusetzen, die sich bereits am längsten in der Wechseleinrichtung befindet, womit mehrere Energiespeichereinrichtungen zyklisch durchgewechselt werden.
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Ein durch den Aktor bewegtes Schiebeelement kann als eine Art Stempel wirken, der, wie obig erläutert, den Stapel der Energiespeicherelemente entlang dem Verschiebeweg verschieben kann. Um eine Verschiebung in beide Richtungen zu ermöglichen, können prinzipiell separate Aktoren und Verschiebeelemente bzw. Stempel genutzt werden. Eine einfache Ausgestaltung mit einem einzigen Aktor und Schiebeelement, die eine Verschiebung in beide Richtungen ermöglicht, wird später noch erläutert.
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Es wird zudem eine Wechseleinrichtung offenbart, die dazu eingerichtet ist, bei Anordnung einer Empfangseinrichtung an einer Lagerposition unmittelbar oder nach einer Bedienhandlung eines Benutzers automatisch eine Energiespeichereinrichtung von der Empfangseinrichtung zu trennen und eine weitere Energiespeichereinrichtung an oder in der Empfangseinrichtung zu haltern.
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Eine erfindungsgemäße Wechseleinrichtung zum Wechseln einer Energiespeichereinrichtung einer Empfangseinrichtung umfasst eine Steuereinrichtung, wenigstens einen Aktor und eine Ladeschnittstelle oder mehrere Ladeschnittstellen zum Laden einer jeweiligen an der jeweiligen Ladeschnittstelle angeordneten Energiespeichereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, bei Erfüllung einer Wechselbedingungen den Aktor anzusteuern, um einerseits eine Energiespeichereinrichtung von einer an einer Lagerposition angeordneten Empfangseinrichtung zu trennen und an die Ladeschnittstelle oder eine der Ladeschnittstellen zu verbringen und andererseits eine weitere Energiespeichereinrichtung, die an der Ladeschnittstelle oder einer weiteren der Ladeschnittstellen angeordnet ist, von dieser zu trennen und an oder in der Empfangseinrichtung zu haltern.
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Die Erfüllung der Wechselbedingung kann insbesondere davon abhängen, ob eine Anordnung der Empfangseinrichtung an der Lagerposition, beispielsweise durch Herabdrücken eines Tasters, Schließen eines Kontakts oder über einen kapazitiven oder induktiven Sensor, erkannt wurde. Optional kann die Wechselbedingung auch nur dann erfüllbar sein, wenn eine Zusatzbedingung erfüllt ist, deren Erfüllung beispielsweise von der Erfassung einer Bedieneingabe eines Nutzers und/oder von einem Ladezustand wenigstens einer in der Wechseleinrichtung vorhandenen Energiespeichereinrichtungen abhängen kann.
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Die Steuereinrichtung kann zudem dazu eingerichtet sein, den Betrieb der Ladeschnittstellen der Wechseleinrichtung zu steuern, also beispielsweise in Abhängigkeit des Ladezustands einer an einer jeweiligen Ladeschnittstelle angeschlossenen Energiespeichereinrichtung eine Ladespannung oder einen Ladestrom vorzugeben. Alternativ wäre es beispielsweise möglich, an Ladekontakten aller Ladeschnittstellen konstante Spannungen bereitzustellen oder die Ladung an den einzelnen Ladeschnittstellen separat voneinander zu steuern, beispielsweise durch eine lokale, der jeweiligen Ladeschnittstelle zugeordnete Ladesteuereinrichtung.
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Um zu erreichen, dass die Empfangseinrichtung mit geringem Aufwand positionsgenau bezüglich der Wechseleinrichtung positioniert werden kann, können beispielsweise gegengleich ausgebildete Abschnitte von Wechseleinrichtung und Empfangseinrichtung, also beispielsweise Zentrierstifte an der Empfangseinrichtung und gegengleiche Vertiefungen an der Wechseleinrichtung oder umgekehrt, vorgesehen werden. Eine Halterung der Empfangseinrichtung an der Lagerposition kann beispielsweise durch wenigsten einen Clip, wenigstens einen Haken, einen durch wechseleinrichtungsseitig vorgesehene Düsen erzeugten Unterdruck oder Ähnliches erreicht werden.
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Die Wechseleinrichtung kann einen Freiraum aufweisen, der dazu dient, die an der Empfangseinrichtung gehalterte Energiespeichereinrichtung und/oder einen die Energiespeichereinrichtung tragenden Abschnitt der Empfangseinrichtung aufzunehmen, wenn die Empfangseinrichtung in der Lagerposition angeordnet ist, wobei eine erste Ladeschnittstelle oder mehrere erste Ladeschnittstellen auf einer ersten Seite des Freiraums angeordnet ist oder sind und wobei eine zweite Ladeschnittstelle oder mehrere zweite Ladeschnittstellen auf einer der ersten Seite gegenüber liegenden zweiten Seite des Freiraums angeordnet ist oder sind, wobei ein durch den Aktor zwischen einer ersten und zweiten Schiebestellung verschiebbares Schiebeelement der Wechseleinrichtung den Freiraum klammerartig derart umgreift, dass in der ersten Schiebestellung ein erstes freies Ende des Schiebeelements in den Bereich der ersten Ladeschnittstelle oder einer der ersten Ladeschnittstellen eingreift und in der zweiten Schiebestellung ein zweites freies Ende des Schiebeelements in den Bereich der zweiten Ladeschnittstelle oder einer der zweiten Ladeschnittstellen eingreift.
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Insbesondere kann sich in der ersten Schiebestellung das erste freie Ende des Schiebeelements außerhalb des Bereichs der ersten Ladeschnittstelle bzw. der ersten Ladeschnittstellen befinden und in der zweiten Schiebestellung kann sich das zweite freie Ende des Schiebeelements außerhalb des Bereichs der zweiten Ladeschnittstelle bzw. der zweiten Ladeschnittstellen befinden. Der Bereich der jeweiligen Ladeschnittstelle ist insbesondere jener Bereich, der bei Nutzung der jeweiligen Ladeschnittstelle durch das dort angeordnete Energiespeicherelement belegt ist. Dringt somit das zweite freie Ende des Schiebeelements beim Verschieben des Schiebeelements von der ersten in die zweite Schiebestellung in den Bereich der zweiten Ladeschnittstelle bzw. einer der zweiten Ladeschnittstellen ein, wird hierdurch ein dort befindliches Energiespeicherelement in Richtung des Freiraums verschoben. Umgekehrt kann bei einer Verschiebung des Schiebeelements von der zweiten in die erste Schiebestellung ein im Bereich der ersten Ladeschnittstelle, in den das erste freie Ende hierbei eindringt, angeordnetes Energiespeicherelement in Richtung des Freiraums geschoben werden.
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Insbesondere kann im Bereich zwischen den freien Enden des Schiebeelements nach dem Anordnen der Empfangseinrichtung an der Lagerposition ein Stapel von Energiespeicherelementen angeordnet sein, der durch das Verschieben des Schiebeelements zwischen verschiedenen Schiebestellungen hin und her geschoben werden kann, so dass wahlfrei ein beliebiges der Energiespeicherelemente in den Freiraum und somit in die Halteposition geführt und dort in oder an der Empfangseinrichtung gehaltert werden kann. Die verbleibenden Energiespeicherelemente können hierbei jeweils an Ladeschnittstellen zum Ruhen kommen, so dass ihre Ladung aufrechterhalten werden kann bzw. sie geladen werden können, beispielsweise während die Empfangseinrichtung wieder abgenommen wird, um weitere Messsignale zu erfassen.
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Die Wechseleinrichtung kann einerseits Führungsmittel umfassen, um die weitere Energiespeichereinrichtung entlang eines vorgegebenen Verschiebepfads von einer ersten der Ladeschnittstellen in eine Halteposition, in der die Energiespeichereinrichtung in oder an der Empfangseinrichtung angeordnet ist, zu führen. Ergänzend oder alternativ kann die Wechseleinrichtung Führungsmittel umfassen, um die Energiespeichereinrichtung entlang eines weiteren vorgegebenen Verschiebepfads von der Halteposition zu einer zweiten der Ladeschnittstellen zu führen. Die Führungsmittel können insbesondere so ausgebildet und angeordnet sein, dass die Verschiebepfade geradlinig sind. Alternativ ist wie obig erläutert auch eine leichte Krümmung der Verschiebepfade bzw. des durch die Verschiebepfade gemeinsam gebildeten Verschiebewegs möglich.
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Durch die Nutzung geeigneter Führungsmittel kann eine sehr einfach Aktorik zur Bewegung der Energiespeichereinrichtungen genutzt werden, so dass es beispielsweise ausreichend sein kann, einen Druck auf die von dem Freiraum abgewandte Seite einer Energiespeichereinrichtung auszuüben, um sie in die Halteposition zu verbringen und zugleich die bislang dort befindliche Energiespeichereinrichtung an eine Ladeschnittstelle zu verlagern.
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Die jeweilige Ladeschnittstelle kann so angeordnet und eingerichtet sein, dass Ladekontakte der Ladeschnittstelle Ladekontakte einer jeweiligen Energiespeichereinrichtung kontaktieren, wenn diese Energiespeichereinrichtung entlang dem oder dem weiteren Verschiebepfad in eine vorgegebene Kontaktposition verschoben wird. Beispielsweise können energiespeichereinrichtungsseitig Kontaktflächen vorgesehen sein, auf denen beim Erreichen der Kontaktposition Federkontakte der jeweiligen Ladeschnittstelle zum Liegen kommen oder umgekehrt. Hierdurch wird eine Kontaktierung der aktuell nicht in der Empfangseinrichtung genutzten Energiespeichereinrichtung bzw. Energiespeichereinrichtungen automatisch und mit geringem Aufwand erreicht.
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Die Ladekontakte der jeweiligen Ladeschnittstelle können dazu eingerichtet sein, Ladekontakte an einer Seitenwand oder mehreren Seitenwänden der Energiespeichereinrichtung zu kontaktieren, die in einem Winkel von weniger als 30° oder weniger als 10° zu dem jeweiligen Verschiebepfad steht oder stehen.
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Durch Anordnung der Ladekontakte der Energiespeichereinrichtung an einer Seitenwand, die im Wesentlichen parallel zum Verschiebepfad steht, können mehrere Vorteile erreicht werden. Einerseits kann die Seitenwand des Energiespeicherelements, an der die Ladekontakte angeordnet sind, bei einem Einschieben in eine Durchbrechung bzw. Ausnehmung die Empfangseinrichtung von einer Seitenwand der Empfangseinrichtung abgedeckt sein, über die auch die Kontaktierung erfolgen kann. Hierdurch wird ein Berührschutz ermöglicht und es kann, beispielsweise durch umlaufende Dichtungen, wie später noch an einem Beispiel erläutert werden wird, mit geringem Aufwand eine gewisse Fluiddichtigkeit des Kontakts erreicht werden.
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Andererseits ermöglicht es die seitliche Kontaktierung der jeweiligen Energiespeichereinrichtung auch, die jeweilige Energiespeichereinrichtung beispielsweise durch eine erste Ladeschnittstelle, die unmittelbar zu dem Freiraum benachbart ist, hindurch zu schieben und erst in einer weiter von dem Freiraum beabstandeten Ladeeinrichtung zu laden. Dies kann beispielsweise zweckmäßig sein, wenn insgesamt drei Energiespeichereinrichtungen genutzt werden sollen, die zyklisch durchgetauscht werden sollen.
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Beispielsweise können in diesem Fall anfangs beide in der Wechseleinrichtung angeordnete Energiespeichereinrichtungen an Ladeschnittstellen links des Freiraums angeordnet sein. Bei einem ersten Wechsel kann der nach dem Anordnen der Empfangseinrichtung an der Lagerposition resultierende Stapel aus drei Energiespeichereinrichtungen um eine Position nach rechts verschoben werden, so dass die bislang durch die Empfangseinrichtung genutzte Energiespeichereinrichtung nun die Ladeschnittstelle unmittelbar rechts des Freiraums belegt. Nach einem Entfernen der Empfangseinrichtung von der Lagerposition verbleiben somit Energiespeichereinrichtungen an den Ladeschnittstellen unmittelbar links und rechts des Freiraums.
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Bei einem folgenden Wechsel der genutzten Energiespeichereinrichtungen kann der nach dem Anordnen der Empfangseinrichtung an der Lagerposition resultierende Stapel von Energiespeichereinrichtungen wiederum um einen Schritt nach rechts verschoben werden, so dass die bislang noch nicht in der Empfangseinrichtung genutzte Energiespeichereinrichtung dort angeordnet ist und die beiden Ladeschnittstellen rechts des Freiraums belegt sind, wobei beide Ladeschnittstellen links des Freiraums frei bleiben.
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Später kann ein erneuter Wechsel der genutzten Energiespeichereinrichtung dadurch erfolgen, dass nach Anordnung der Empfangseinrichtung an der Lagerposition der Stapel aus Energiespeichereinrichtungen zwei Schritte nach links verschoben wird, so dass letztlich wieder die anfängliche Anordnung der Energiespeichereinrichtungen resultiert.
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Werden beide Ladekontakte der Energiespeichereinrichtung an der gleichen Seitenwand der Energiespeichereinrichtung angeordnet, können sie in Richtung senkrecht zum Verschiebepfad zueinander versetzt sein, um sicherzustellen, dass ein jeweiliger Ladekontakt nur mit dem Ladekontakt der Wechseleinrichtung mit korrekter Polarität verbunden werden kann.
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Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, bei Erfüllung der Wechselbedingung vor der Ansteuerung des Aktors einen weiteren Aktor anzusteuern, um die Empfangseinrichtung an der Lagerposition zu verriegeln. Ergänzend oder alternativ kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, nach dem Haltern der weiteren Energiespeichereinrichtung an der Empfangseinrichtung den weiteren oder einen weiteren Aktor anzusteuern, um die oder eine Verriegelung der Empfangseinrichtung an der Lagerposition aufzuheben.
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Wird die Empfangseinrichtung während eines Wechsels der Energiespeichereinrichtung von der Wechseleinrichtung entfernt, kann dies zu einem undefinierten Zustand bzw. zu einer Verkantung der Energiespeichereinrichtungen führen. Um dies zu vermeiden, kann es zweckmäßig sein, eine Abnahme der Empfangseinrichtung von der Wechseleinrichtung erst nach Abschluss des Wechsels zuzulassen. Dies kann dadurch erfolgen, dass bei Erfüllung der Wechselbedingung aktiv durch einen Aktor eine Verriegelung durchgeführt wird, die anschließend wieder aufgehoben werden kann. Alternativ wäre es beispielsweise möglich, dass beim Anordnen der Empfangseinrichtung an der Wechseleinrichtung automatisch eine mechanische Verriegelung, z.B. durch einen Schnapper oder einen Rasthaken, erfolgt, die anschließend durch einen Aktor wieder aufgehoben werden kann.
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Die Erfindung betrifft zudem eine Empfangseinrichtung zum Empfang von Messsignalen, insbesondere eine Lokalspule eines Magnetresonanztomographen, die dazu eingerichtet ist, einerseits in dem erfindungsgemäßen Verfahren als die Empfangseinrichtung verwendet zu werden und/oder andererseits mit der erfindungsgemäßen Wechseleinrichtung zusammenzuwirken, um eine an der Empfangseinrichtung angeordnete Energiespeichereinrichtung, die zur Stromversorgung wenigstens eine Komponente der Empfangseinrichtung im Rahmen des Empfangs von Messsignalen dient, nach Anordnung der Empfangseinrichtung an einer Lagerposition bezüglich der Wechseleinrichtung automatisch durch eine weitere Energiespeichereinrichtung zu ersetzen. Insbesondere kann durch geeignete Ausgestaltung einer Durchbrechung oder Ausnehmung der Empfangseinrichtung, die die Energiespeichereinrichtung aufnimmt, bzw. einer Führung, an der die Energiespeichereinrichtung gehaltert ist, erreicht werden, dass die obig beschriebenen Ansätze zum Wechseln der Energiespeichereinrichtung umgesetzt werden können.
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Eine Steuereinrichtung der Empfangseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, bei Erfüllung einer Hinweisbedingung eine Ausgabeeinrichtung der Empfangseinrichtung anzusteuern, um ein akustisches und/oder ein optisches Hinweissignal auszugeben, wobei die Erfüllung der Hinweisbedingung einerseits von einer ermittelten Position der Empfangseinrichtung abhängt und/oder andererseits davon abhängt, ob sich die Empfangseinrichtung an der Lagerposition befindet.
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Hierdurch wird insbesondere ermöglicht, dass Benutzer einen Hinweis erhalten, wenn sie die Empfangseinrichtung nach einer Messsignalerfassung an einer anderen Position ablegen als an der Lagerposition. Somit kann sichergestellt werden, dass ein Benutzer einen Hinweis erhält, wenn kein Wechsel der Energiespeichereinrichtung möglich ist, weil die Empfangseinrichtung nicht korrekt abgelegt wird.
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Um unnötige Warnungen zu vermeiden, kann die Erfüllung der Hinweisbedingung insbesondere von wenigstens einer Zusatzbedingung abhängen. Beispielsweise kann die Hinweisbedingung nur nach Erfüllung einer Auslösebedingung, insbesondere nach Verstreichen einer gewissen Zeit nach Erfüllung der Auslösebedingung, erfüllbar sein.
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Die Auslösebedingung kann beispielsweise dann erfüllt sein, wenn die Empfangseinrichtung aus einer genutzten Erfassungsposition bzw. einem Bereich der zweckmäßigen Erfassungspositionen entfernt wird, beispielsweise wenn sie sich nicht länger im Bereich einer Patientenliege oder im Messbereich einer Magnetresonanzeinrichtung befindet.
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Die Auslösebedingung kann ergänzend oder alternativ vom Empfang bestimmter Steuersignale abhängen. Beispielsweise kann eine Zentraleinrichtung bzw. Datenverarbeitungseinrichtung einer medizinischen Untersuchungseinrichtung der Empfangseinrichtung mitteilen, dass eine bestimmte Untersuchung abgeschlossen ist und es kann eine Hinweisgabe nach einer bestimmten Zeit nach Empfang dieser Nachricht erfolgen, wenn sich die Empfangseinrichtung nicht an der Lagerposition befindet.
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Die Empfangseinrichtung kann Führungsmittel aufweisen, die dazu eingerichtet sind, einerseits die Energiespeichereinrichtung während der Nutzung der Empfangseinrichtung zum Empfang der Messsignale an einer Halteposition bezüglich der Empfangseinrichtung zu haltern und/oder andererseits nach der Anordnung der Empfangseinrichtung an der Lagerposition gemeinsam mit Führungsmitteln der Wechseleinrichtung einen Verschiebepfad zwischen Halteposition und wenigstens einer Ladeschnittstelle der Wechseleinrichtung vorzugeben. Insbesondere erstreckt sich der Verschiebepfad bzw. ein aus den obig erläuterten beiden Verschiebepfaden gebildeter Verschiebeweg zu Ladeeinrichtungen auf unterschiedlichen Seiten des Freiraums, der den die Energiespeichereinrichtung tragenden Abschnitt der Empfangseinrichtung aufnimmt. Die Führungsmittel können beispielsweise durch eine geeignet geformte Durchbrechung oder Ausnehmung gebildet sein. Ergänzend oder alternativ können jedoch Führungsschienen oder Ähnliches zur Führung genutzt werden.
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Die Empfangseinrichtung kann eine Durchbrechung aufweisen, in der die Energiespeichereinrichtung derart aufgenommen oder aufnehmbar ist, dass ein Zwischenraum zwischen der Innenwand der Durchbrechung und der Seitenwand der Energiespeichereinrichtung durch ein umlaufendes Dichtmittel abgedichtet ist. Insbesondere können an beiden Enden einer Durchbrechung umlaufende Dichtmittel vorgesehen sein und die elektrische Kontaktierung der Energiespeichereinrichtung durch die Empfangseinrichtung kann im Bereich zwischen diesen Dichtmitteln erfolgen. Ein umlaufendes Dichtmittel kann beispielsweise durch einen Dichtring gebildet sein.
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Durch Nutzung des Dichtmittels kann einerseits eine kraftschlüssige Halterung der Energiespeichereinrichtung an der Empfangseinrichtung erreicht werden. Andererseits kann eine gewisse Fluiddichtigkeit, beispielsweise ein Spritzwasserschutz, erreicht werden, um beispielsweise eine Kurzschlussgefahr durch Desinfektionsmittel zu vermeiden.
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Die Empfangseinrichtung kann eine Verriegelungseinrichtung umfassen, durch die die Energiespeichereinrichtung in oder an der Empfangseinrichtung verriegelbar ist. Während es prinzipiell möglich ist, die Energiespeichereinrichtung rein kraftschlüssig an der Empfangseinrichtung zu haltern, wird durch eine zusätzliche Verriegelung eine robustere Kontaktierung und eine bessere Verliersicherheit erreicht.
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Eine Entriegelung der Verriegelungseinrichtung, insbesondere um den Wechsel der Energiespeichereinrichtung durch die Wechseleinrichtung zu ermöglichen, kann durch einen empfangseinrichtungsseitigen Aktor erfolgen. Hierzu kann beispielsweise eine wechseleinrichtungsseitige Steuereinrichtung mit einer empfangseinrichtungsseitigen Steuereinrichtung kommunizieren, um eine Entriegelung auszulösen oder die Empfangseinrichtung selbst kann eine Anordnung an der Lagerposition erkennen und die Entriegelung freigeben.
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Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, empfangseinrichtungsseitig eine rein mechanische Verriegelung zu nutzen, die insbesondere nach einem Anordnen der Empfangseinrichtung an der Lagerposition durch eine wechseleinrichtungsseitige Aktorik oder durch eine geeignete Formgebung der Wechseleinrichtung entriegelt werden kann. Beispielsweise kann durch einen Aktor der Wechseleinrichtung oder einen geeignet angeordneten Vorsprung oder Ähnliches ein Schnapphaken, der die Energiespeichereinrichtung an der Empfangseinrichtung verriegelt, geöffnet werden.
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Es wird zudem ein System offenbart, das die erfindungsgemäße Empfangseinrichtung und die erfindungsgemäße Wechseleinrichtung umfasst. Optional kann das System zusätzlich eine Untersuchungsvorrichtung umfassen, die mit der Empfangseinrichtung zusammenwirkt. Beispielsweise kann die Untersuchungseinrichtung ein Magnetresonanztomograph sein, der mit einer als Lokalspule ausgebildeten Empfangseinrichtung zusammenwirkt. Die Wechseleinrichtung kann als Teil der Untersuchungsvorrichtung ausgebildet sein oder auch separat von dieser ausgebildet sein. Das System umfasst vorzugsweise zusätzlich die Energiespeichereinrichtung und die weitere Energiespeichereinrichtung und optional wenigstens eine weitere Energiespeichereinrichtung als Zwischenkomponente bzw. als Komponente, die zwischen dem jeweiligen freien Ende eines Schiebeelements und der bzw. der weiteren Energiespeichereinrichtung angeordnet ist.
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Allgemein wird auch ein Empfangssystem mit einer Empfangseinrichtung und einer Wechseleinrichtung offenbart, wobei die Empfangseinrichtung dazu eingerichtet ist, Messsignale zu empfangen, während wenigstens eine Komponente der Empfangseinrichtung durch eine an oder in der Empfangseinrichtung gehalterte elektrische Energiespeichereinrichtung versorgt wird, wobei die Wechseleinrichtung dazu eingerichtet ist, bei einer Anordnung der Empfangseinrichtung an einer Lagerposition unmittelbar oder nach einer Bedienhandlung eines Benutzers automatisch die Energiespeichereinrichtung von der Empfangseinrichtung zu trennen und eine weitere Energiespeichereinrichtung an oder in der Empfangseinrichtung zu haltern. Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten für ein solches Empfangssystem bzw. für die Empfangseinrichtung und die Wechseleinrichtung wurden bereits obig im Detail erläutert.
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Zum erfindungsgemäßen Verfahren erläuterte Merkmale können mit den dort genannten Vorteilen auf die erfindungsgemäße Empfangseinrichtung bzw. die erfindungsgemäße Wechseleinrichtung übertragen werden und umgekehrt. Das offenbarte Empfangssystem kann insbesondere eine erfindungsgemäße Empfangseinrichtung und/oder eine erfindungsgemäße Wechseleinrichtung umfassen und/oder zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet sein.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:
- 1 ein Empfangssystem, das ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung sowie einer erfindungsgemäßen Wechseleinrichtung umfasst und durch das ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführbar ist,
- 2 eine Detailansicht des in 1 gezeigten Empfangssystems,
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Erfahrens, und
- 4 eine Detailansicht eines Empfangssystems, das ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung und ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wechseleinrichtung umfasst.
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1 zeigt einen Magnetresonanztomographen 3, in dem als Empfangseinrichtung 1 zum Empfang von Messsignalen eine Lokalspule 2 verwendet wird. Bei den Messsignalen handelt es sich um hochfrequente elektromagnetische Strahlung, die vom Untersuchungsobjekt 4, im Beispiel von einem Patienten, aufgrund einer Anregung durch Hochfrequenzsignale des Magnetresonanztomographen 3 abgestrahlt wird. Magnetresonanztomographen 3 sind im Stand der Technik wohlbekannt, weshalb diesbezüglich in 1 keine Details dargestellt sind.
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Die Empfangseinrichtung 1 umfasst Komponenten 6, die über die Antenne 5 empfangene Messsignale digitalisieren und vorverarbeiten und die hieraus resultierenden Ergebnisdaten drahtlos an eine Datenverarbeitungseinrichtung 7 des Magnetresonanztomographen 3 übertragen. Hierbei werden die Komponenten 6 während einer Untersuchung durch die Energiespeichereinrichtung 10 bestromt, wodurch die Empfangseinrichtung 1 vollständig kabellos betrieben werden kann.
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Hierbei würde jedoch bei einer fest eingebauten Energiespeichereinrichtung 10 der Nachteil resultieren, dass eine Energiespeichereinrichtung 10, die aufgrund ihres Gewichts und ihrer Abmessungen gut in eine Lokalspule 2 integrierbar ist, typischerweise nur ausreichend Energie zum Betrieb der Komponenten 6 für ein bis zwei Stunden bereitstellen kann. Dies reicht zwar für den Abschluss einer Untersuchung an einem einzelnen Untersuchungsobjekt 4. Zwischen Untersuchungen verschiedener Untersuchungsobjekte 4 wäre jedoch eine längere Nichtbenutzung der Empfangseinrichtung 1 notwendig, da die Energiespeichereinrichtung 10 zwischen den Untersuchungen geladen werden müsste. Da häufig eine enge Taktung von Untersuchungen verschiedener Untersuchungsobjekte 4 gewünscht ist, müssten daher für aufeinanderfolgende Untersuchungen mehrere separate Empfangseinrichtungen 1 bereitgestellt werden, wodurch zusätzliche Kosten entstehen und die Handhabung der Magnetresonanzeinrichtung 3 komplexer wird.
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Daher wird in der in 1 gezeigten Anordnung ein anderer Ansatz genutzt, bei dem die Empfangseinrichtung 1 zwischen den Untersuchungen vorübergehend an einer Lagerposition 11 abgelegt wird, an der automatisch ein Wechsel der Energiespeichereinrichtung 10 durch eine Wechseleinrichtung 14 erfolgt. Dies wird im Folgenden mit zusätzlichem Bezug auf die Detailansicht der Wechseleinrichtung 14 und der Empfangseinrichtung 1 in 2 und auf das Ablaufdiagramm in 3 näher erläutert.
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In Schritt S1 werden zunächst Messsignale 8 durch die Empfangseinrichtung 1 erfasst, während sich die Empfangseinrichtung 1 an der Empfangsposition 9 befindet, wobei die Komponenten 6 der Empfangseinrichtung durch die Energiespeichereinrichtung 10 versorgt werden.
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Nach Abschluss der Untersuchung des Untersuchungsobjekts 4 wird die Empfangseinrichtung 1 in Schritt S2 vom Untersuchungsobjekt 4 abgenommen und vorübergehend an der Lagerposition 11 angeordnet, wobei sich im Beispiel jener Abschnitt 12, der die Energiespeichereinrichtung 10 umfasst, in einen Freiraum 13 der Wechseleinrichtung 14 hinein erstreckt, wie in 1 gestrichelt dargestellt ist.
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Das Anordnen der Empfangseinrichtung 1 an der Lagerposition 11 wird durch eine Steuereinrichtung 22 der Wechseleinrichtung 14, beispielsweise mithilfe eines nicht gezeigten Schaltkontakts oder eines nicht gezeigten Näherungssensors, erkannt, so dass in diesem Fall eine durch die Steuereinrichtung 22 ausgewertete Wechselbedingung 43 erfüllt sein kann.
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Wie bereits im allgemeinen Teil erläutert wurde, kann die Erfüllung der Wechselbedingung 43 noch von weiteren Faktoren, beispielsweise von einem Ladezustand der bereits in der Wechseleinrichtung 14 vorhandenen weiteren Energiespeichereinrichtung 18, abhängig sein.
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Optional kann bei Erfüllung der Wechselbedingung 43 zunächst ein Aktor 44 angesteuert werden, um die Empfangseinrichtung 1 an der Wechseleinrichtung 14 zu verriegeln, wie in 2 schematisch durch den Riegel 45 dargestellt ist. Diese Verriegelung kann aufgehoben werden, nachdem ein Austausch der Energiespeichereinrichtung 10 abgeschlossen ist.
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Um sicherzustellen, dass die Empfangseinrichtung 1 zwischen den verschiedenen Untersuchungen an der Lagerposition 11 abgelegt wird und somit ein Wechsel der Energiespeichereinrichtung 10 möglich ist, kann eine Steuereinrichtung 46 der Empfangseinrichtung 1 dazu eingerichtet sein, bei Erfüllung einer Hinweisbedingung eine Ausgabeeinrichtung 47 der Empfangseinrichtung anzusteuern, um ein akustisches und/oder ein optisches Hinweissignal auszugeben. Die Hinweisbedingung kann von der aktuellen Position der Empfangseinrichtung abhängen, insbesondere davon, ob sich die Empfangseinrichtung 1 an der Lagerposition 11 befindet. Beispielsweise kann dann, wenn erkannt wird, dass eine Untersuchung abgeschlossen wurde, beispielsweise auf Basis eines empfangenen Signals von der Datenverarbeitungseinrichtung 7, oder nach Entfernung der Empfangseinrichtung 1 von der Empfangsposition 9 ein Timer gestartet werden und die Hinweisbedingung kann dann erfüllt sein, wenn durch diesen ein Grenzwert überschritten wird, bevor die Empfangseinrichtung 1 an der Lagerposition 11 angeordnet wird. Die Gabe des optischen bzw. akustischen Hinweises kann so lange fortgesetzt oder in bestimmten Abständen wiederholt werden, bis eine Anordnung an der Lagerposition erfolgt.
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Nach Erfüllung der Wechselbedingung 43 und der optionalen Verriegelung der Empfangseinrichtung 1 an der Wechseleinrichtung 14 kann in Schritt S3 durch die Wechseleinrichtung 14 automatisch die Energiespeichereinrichtung 10 von der Empfangseinrichtung 1 getrennt und stattdessen eine Energiespeichereinrichtung 18 an der Halteposition 20 innerhalb der Empfangseinrichtung 1 angeordnet werden. Eine mögliche Ausgestaltung der Empfangseinrichtung 1 und der Wechseleinrichtung 14, die dies mit geringem technischem Aufwand ermöglicht, wird im Folgenden mit Bezug auf 2 näher erläutert.
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Der Abschnitt 12 der Empfangseinrichtung 1, der in den Freiraum 13 der Wechseleinrichtung 14 eingreift, weist eine Durchbrechung 50 auf, in der die Energiespeichereinrichtung 10 gehaltert ist. Im Beispiel erfolgt eine kraftschlüssige Halterung dadurch, dass zwischen den Seitenwänden 51 der Durchbrechung 50 und den Seitenwänden 42 der Energiespeichereinrichtung 10 an beiden Enden der Durchbrechung 50 umlaufende Dichtmittel 52 angeordnet sind. Neben einer kraftschlüssigen Halterung der Energiespeichereinrichtung 20 sorgen die Dichtmitte 52 dafür, dass die Ladekontakte 39, 40 der Energiespeichereinrichtung 10, über die auch die Komponenten 6 der Empfangseinrichtung 1 versorgt werden, bis zu einem gewissen Grad fluiddicht innerhalb der Durchbrechung 50 verkapselt sind, so dass zumindest ein Spritzwasserschutz bzw. ein Schutz vor Desinfektionsmittel resultiert.
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Auf beiden Seiten des Freiraums 13 ist jeweils eine Ladeschnittstelle 17, 19 zum Laden einer jeweiligen an der Ladeschnittstelle 17, 19 angeordneten Energiespeichereinrichtung 10, 18 vorgesehen, wobei in der in 2 gezeigten Situation der Bereich 28 einer ersten Ladeschnittstelle 17 frei ist und der Bereich 29 der zweiten Ladeschnittstelle 19 durch eine weitere Energiespeichereinrichtung 18 belegt ist.
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Steuert in der gezeigten Situation die Steuereinrichtung 22 der Wechseleinrichtung 14 den Aktor 16 an, um ein Schiebeelement 25, das den Freiraum 13 klammerartig umgreift, von der in 2 gezeigten ersten Schiebestellung 23, wie schematisch durch den Pfeil 21 dargestellt ist, in eine zweite Schiebestellung 24 zu verschieben, so greift hierdurch das freie Ende 27 des Schiebeelements 25 in den bislang durch die weitere Energiespeichereinrichtung 18 belegten Bereich 29 der Ladeschnittstelle 19 ein, wodurch die Energiespeichereinrichtung 18 aus dem Bereich 29 herausgeschoben wird. Zugleich wird durch die Verschiebung des Schiebeelements 25 das freie Ende 26 des Schiebeelements 25 aus dem Bereich 28 der Ladeschnittstelle 17 herausgezogen, so dass dieser Bereich 28 frei ist und das Energiespeicherelement 10 dorthin verbracht werden kann.
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Durch Führungsmittel 30, 31 der Wechseleinrichtung 14 wird gemeinsam mit den Führungsmitteln 48, 49 der Empfangseinrichtung 1 ein Verschiebepfad für die Energiespeichereinrichtung 18 vorgegeben, der vom Bereich 29 der Ladeschnittstelle 19 zu der Halteposition 20 führt, wodurch die Energiespeichereinrichtung 10 bei einer Verschiebung der Energiespeichereinrichtung 18 aus der Halteposition 20 herausgedrückt wird. Da zugleich durch die Führungsmittel 30, 32 der Wechseleinrichtung 14 und die Führungsmittel 48, 49 ein Verschiebepfad von der Halteposition 20 zu dem Bereich 28 der Ladeschnittstelle 17 vorgegeben wird, wird die aus der Halteposition 20 herausgeschobene Energiespeichereinrichtung 10 in den Bereich 29 geschoben.
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Hierbei sind die Ladekontakte 37 bis 40 der beiden Energiespeicherelemente 10, 18 jeweils an einer Seitenwand 41, 42 des jeweiligen Energiespeicherelements 10, 18 angeordnet, die im Wesentlichen parallel zu den erläuterten Verschiebepfaden verläuft. Diese Ladekontakte 37 bis 40 und die Ladekontakte 33 bis 36 der Ladeschnittstellen 17, 19 sind jeweils so angeordnet, dass eine automatische Kontaktierung erfolgt, wenn die jeweilige Energiespeichereinrichtung 10, 18 entlang dem jeweiligen Verschiebepfad in eine für die jeweilige Ladeschnittstelle 17, 19 vorgegebene Kontaktposition verschoben wird. Hierdurch wird die Energiespeichereinrichtung 10 durch das Verschieben in den Bereich 28 automatisch durch die Ladeschnittstelle 17 kontaktiert und kann durch die Wechseleinrichtung 14 erneut geladen werden. Die Energiespeichereinrichtung 18 kontaktiert hingegen nach dem Verschieben automatisch die Empfangseinrichtung 1 und kann somit die Komponenten 6 bestromen.
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Nach dem Abschluss des Austausches der Energiespeichereinrichtung 10 durch die Energiespeichereinrichtung 18 und, falls wie vorangehend erläutert eine Verriegelung erfolgte, nach Ansteuern des Aktors 44 zur Entriegelung der Verbindung zwischen Empfangseinrichtung 1 und Wechseleinrichtung 14, kann die Empfangseinrichtung 1 in Schritt S4 erneut an der Empfangsposition 9 oder auch an einer anderen Empfangsposition angeordnet werden, um in Schritt S5 weitere Messsignale 15 zu empfangen, wobei die Komponenten 6 hierbei durch die nun in der Empfangseinrichtung 1 gehalterte Energiespeichereinrichtung 18 bestromt werden.
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Während der Erfassung dieser weiteren Messsignale 15 bzw. der Untersuchung, innerhalb der diese Messsignalerfassung erfolgt, kann in der Wechseleinrichtung 14 die Energiespeichereinrichtung 10 über die Ladeschnittstelle 17 geladen werden. Ist die entsprechende Untersuchung abgeschlossen, kann das vorangehend beschriebene Vorgehen wiederholt werden, um die Energiespeichereinrichtung 18 durch die Energiespeichereinrichtung 10 auszutauschen. Im Gegensatz zur vorangehenden Beschreibung wird hierbei jedoch das Schiebeelement 25 entgegen der Richtung des Pfeils 21 von der Schiebestellung 24 in die Schiebestellung 23 verschoben, um die in 2 dargestellte Anordnung wieder herzustellen.
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4 zeigt eine etwas abgewandelte Ausgestaltung sowohl der Empfangseinrichtung 1 als auch der Wechseleinrichtung 14. Die Empfangseinrichtung 1 umfasst hierbei eine Verriegelungseinrichtung 57, durch die die Energiespeichereinrichtung 10 bzw. nach dem Wechsel der der Energiespeichereinrichtungen 10, 18 die Energiespeichereinrichtung 18 an der Empfangseinrichtung 1 verriegelbar ist. Diese kann beispielsweise durch einen nicht gezeigten Aktor der Empfangseinrichtung 1 betätigt werden oder die Verriegelung kann mechanisch durch entsprechende Mittel der Wechseleinrichtung 14 oder einen nicht gezeigten Aktor der Wechseleinrichtung 14 aufgehoben werden.
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Bezüglich der Wechseleinrichtung 14 werden einerseits statt eines einzigen Aktors 16 mit einem klammerartigen Schiebeelement 25 zwei separate Aktoren 16, 53 genutzt, die separate Schiebeelemente 55, 56 verschieben. Um die Energiespeichereinrichtungen 10, 18 und die Zwischenkomponente 54, die im Beispiel ebenfalls eine Energiespeichereinrichtung ist, nach rechts zu verschieben, kann der Aktor 16 das Schiebeelement 55 nach rechts schieben und das Schiebeelement 56 kann beispielsweise frei durch den Aktor 53 gleiten. Um zu einem späteren Zeitpunkt die Energiespeichereinrichtungen 10, 18 bzw. die Zwischenkomponente 54 wieder nach links zu verschieben, kann umgekehrt der Aktor 53 das Schiebeelement 56 nach links schieben und das Schiebeelement 55 kann frei durch den Aktor 16 gleiten.
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Als weiteren Unterschied weist die Wechseleinrichtung 14 in dem in 4 gezeigten Beispiel insgesamt vier Ladeschnittstellen 17, 19 auf, wobei zwei der Ladeschnittstellen 17 rechts des Freiraums 13 und zwei der Schnittstellen 19 links des Freiraums 13 angeordnet sind. Soll beispielsweise die Energiespeichereinrichtung 18 an der Empfangseinrichtung 1 gehaltert werden, können die Energiespeichereinrichtung 10 und die Zwischenkomponente 54 in die Bereiche der rechten beiden Ladeschnittstellen 17 verschoben werden und können somit durch die Ladeschnittstellen 17 geladen werden. Somit wird es auf technisch sehr einfache Weise ermöglicht, dass drei Energiespeichereinrichtungen zyklisch getauscht werden können.
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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.
