DE202018003431U1

DE202018003431U1 - Interface for high-frequency applications

Info

Publication number: DE202018003431U1
Application number: DE202018003431.2U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Healthcare GmbH
Current assignee: Siemens Healthineers Ag De
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2018-07-23
Publication date: 2018-08-21
Anticipated expiration: 2028-07-24
Also published as: CN211478630U

Abstract

Schnittstelle (20, 20', 20'', 20''') für Hochfrequenzanwendungen mit einem runden Gehäuse (21) und einer darin angeordneten Leiterplattenanordnung (22, 22", 22'''), die eine Mehrzahl von Leiterplatten (23) umfasst, welche in mehreren Ebenen (E1, E2, ..., E11) angeordnet sind.

An interface (20, 20 ', 20'',20''') for high-frequency applications comprising a round housing (21) and a printed circuit board assembly (22, 22 ", 22 ''') arranged therein which comprises a plurality of printed circuit boards (23) includes, which are arranged in several levels (E1, E2, ..., E11).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnittstelle für Hochfrequenzanwendungen, eine Lokalspulenanordnung sowie ein Magnetresonanzsystem.The invention relates to an interface for high-frequency applications, a local coil arrangement and a magnetic resonance system.

Die Magnetresonanz-Technik (im Folgenden auch kurz „MR“) ist eine bekannte Technik, mit der Bilder vom Inneren eines Untersuchungsobjektes erzeugt werden können. Vereinfacht ausgedrückt wird hierzu das Untersuchungsobjekt in einem MR-Gerät in einem vergleichsweise starken statischen, homogenen Grundmagnetfeld (Feldstärken von 0,2 Tesla bis 7 Tesla und mehr) positioniert, so dass sich dessen Kernspins entlang des Grundmagnetfeldes orientieren. Zum Auslösen von Kernspinresonanzen werden hochfrequente Anregungspulse in das Untersuchungsobjekt eingestrahlt, die ausgelösten Kernspinresonanzen gemessen und auf deren Basis MR-Bilder rekonstruiert.The magnetic resonance technique (also referred to below as "MR" for short) is a known technique with which images can be generated from the interior of an examination subject. In simple terms, for this purpose, the examination object is positioned in an MR apparatus in a comparatively strong static, homogeneous basic magnetic field (field strengths of 0.2 Tesla to 7 Tesla and more), so that its nuclear spins are oriented along the basic magnetic field. To trigger nuclear magnetic resonance, high-frequency excitation pulses are radiated into the examination subject, the triggered nuclear magnetic resonance is measured, and MR images are reconstructed on the basis of this.

Zur Ortskodierung der Messdaten werden mit dem Grundmagnetfeld schnell geschaltete magnetische Gradientenfelder überlagert. 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.For spatial coding of the measured data, fast magnetic gradient fields are superimposed with the basic magnetic field. The recorded measurement data are digitized and stored as complex numerical values in a k-space matrix. From the k-space matrix occupied with values, a corresponding MR image can be reconstructed by means of a multi-dimensional Fourier transformation.

Für eine verbesserte, ortsgenaue Anregung und Messung der Kernspinresonanzen werden Lokalspulen eingesetzt, die direkt auf einem zu untersuchenden Patienten um ein zu untersuchendes Gebiet, z. B. Knie, Kopf, Arm, Bauch etc., positioniert werden. Beispielhafte Lokalspulen sind in den Druckschriften US 20150355296 A1 , US 8947088 B2 , US 9194924 B2 , US 20150065852 A1 und US 20150057528 A1 beschrieben.For improved, localized excitation and measurement of nuclear magnetic resonance local coils are used, directly on a patient to be examined around a test area, z. B. knee, head, arm, abdomen, etc., are positioned. Exemplary local coils are in the documents US 20150355296 A1 . US 8947088 B2 . US 9194924 B2 . US 20150065852 A1 and US 20150057528 A1 described.

Oftmals werden die Lokalspulen lediglich mit passiver Elektronik ausgestattet. Die aktive Elektronik wird hingegen häufig in einer eigenen, von der Lokalspule abgesetzten Einheit, dem sog. „Flex-Coil-Interface“, als Schnittstelle zwischen der Lokalspule und dem Magnetresonanzgerät zusammengefasst.Often the local coils are only equipped with passive electronics. By contrast, the active electronics are often combined in their own unit, which is remote from the local coil, the so-called "flex-coil interface", as an interface between the local coil and the magnetic resonance apparatus.

Auf diese Weise wird die aktive Elektronik für unterschiedliche Lokalspulen, die an das Flex-Coil-Interface angeschlossen werden, gemeinsam genutzt und nicht in jede einzelne Lokalspule integriert. Dadurch können die Kosten für die Lokalspulen gering gehalten werden. Mittels der Reduktion der Elektronikkomponenten in der Lokalspule wird zugleich ihr Gewicht reduziert und ihre mechanische Flexibilität (als „Spulendecke“) gesteigert. Dadurch wird sowohl die Handhabbarkeit der Lokalspulen verbessert als auch der Patientenkomfort erhöht.In this way, the active electronics for different local coils, which are connected to the flex coil interface, shared and not integrated into each individual local coil. As a result, the costs for the local coils can be kept low. The reduction of the electronic components in the local coil also reduces their weight and increases their mechanical flexibility (as a "coil ceiling"). As a result, both the handling of the local coils is improved and the patient comfort is increased.

Die Schnittstelle zur Lokalspule bzw. das Flex-Coil-Interface verlagert zwar die Elektronik aus der Lokalspule heraus, erzeugt aber selbst eine weitere „Elektronikkiste“, die auf dem Patienten oder nahe am Patienten auf der Liege positioniert werden muss. Die heutigen Lösungen für die elektrische und mechanische Gestaltung des Flex-Coil-Interfaces sind große, sperrige und recht unästhetische Komponenten, die zudem schwer zu handhaben sind.Although the interface to the local coil or the flex coil interface shifts the electronics out of the local coil, it itself generates another "electronics box" that must be positioned on the patient or close to the patient on the couch. Today's solutions for the electrical and mechanical design of the flex-coil interface are large, bulky and rather unaesthetic components that are also difficult to handle.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine leichter handhabbare Schnittstelle für Hochfrequenzanwendungen anzugeben.It is an object of the present invention to provide a more manageable interface for high frequency applications.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schnittstelle für Hochfrequenzanwendungen gemäß Schutzanspruch 1, sowie Lokalspulenanordnung gemäß Schutzanspruch 13 und ein Magnetresonanzsystem gemäß Schutzanspruch 14 gelöst.This object is achieved by an interface for high-frequency applications according to protection claim 1, and local coil arrangement according to protection claim 13 and a magnetic resonance system according to protection claim 14.

Die eingangs genannte Schnittstelle für Hochfrequenzanwendungen weist ein rundes Gehäuse und eine darin angeordnete Leiterplattenanordnung auf. Letztere umfasst eine Mehrzahl von Leiterplatten, welche in mehreren Ebenen angeordnet sind.The interface for high-frequency applications mentioned above has a round housing and a printed circuit board arrangement arranged therein. The latter comprises a plurality of printed circuit boards, which are arranged in several levels.

Als Schnittstelle bzw. Interface wird im Rahmen der Erfindung ganz allgemein eine Einrichtung verstanden, mit deren Hilfe eine Verbindung zwischen zumindest zwei Einheiten bzw. Geräten hergestellt werden kann. Insbesondere weist sie Verbindungsmittel auf, die mit der jeweiligen Einheit kompatibel sind. Zudem weist sie bevorzugt Mittel auf, mit denen eine Ausgabe einer Einheit so konvertiert bzw. umgewandelt werden kann, dass eine andere Einheit damit bestimmungsgemäß arbeiten kann und umgekehrt. Vorliegend werden also bevorzugt elektrische Signale mithilfe von elektronischen Komponenten bzw. Elektronikbausteinen in der Schnittstelle konvertiert.In the context of the invention, an interface or interface is generally understood to mean a device with the aid of which a connection can be established between at least two units or devices. In particular, it has connection means which are compatible with the respective unit. In addition, it preferably has means by which an output of a unit can be converted or converted in such a way that another unit can work as intended and vice versa. In the present case, therefore, preferably electrical signals are converted by means of electronic components or electronic components in the interface.

Als Elektronikbausteine werden bevorzugt mitunter rauscharme Wandler bzw. Verstärker, also LNAs (low-noise amplifier), LNCs (low-noise converter), ADCs (analog-to-digital converter), sowie flüchtige und nichtflüchtige Speicherbausteine und dergleichen eingesetzt. Sie sind dabei bevorzugt auf den Leiterplatten angeordnet. Als Leiterplatte werden dabei insbesondere Platinen, PCBs (printed circuit boards) oder dergleichen verstanden.The preferred electronic components are low-noise converters or amplifiers, ie LNAs (low-noise amplifiers), LNCs (low-noise converters), ADCs (analog-to-digital converters), as well as volatile and nonvolatile memory components and the like. They are preferably arranged on the circuit boards. As a printed circuit board in particular boards, PCBs (printed circuit boards) or the like understood.

Die Leiterplatten sind, bevorzugt zu einer Leiterplattenanordnung elektrisch leitend miteinander verbunden und - vorzugsweise - vollständig, innerhalb des Gehäuses angeordnet. Sie werden somit vom Gehäuse vor mechanischen und anderen Einwirkungen aus der Umgebung, wie z. B. Feuchtigkeit etc., geschützt. Die Leiterplatten sind vorzugsweise mit dem Gehäuse verbunden, z. B. verschraubt, verklebt, formschlüssig eingesetzt oder dergleichen. Dabei bedeutet „Mehrzahl“ von Leiterplatten, dass die Leiterplattenanordnung von mindestens zwei Leiterplatten gebildet wird. Die Leiterplattenanordnung ist dabei bevorzugt in ihrer räumlichen Ausdehnung so ausgestaltet, dass sie zur Form des Gehäuses passt und sich vorteilhafterweise platzsparend darin unterbringen lässt.The circuit boards are, preferably connected to a circuit board assembly electrically conductive together and - preferably - completely, disposed within the housing. They are thus from the housing before mechanical and other effects from the environment, such. As moisture, etc., protected. The printed circuit boards are preferably connected to the housing, z. B. screwed, glued, inserted form-fitting or the like. Here, "plurality" of printed circuit boards means that the printed circuit board assembly is formed by at least two printed circuit boards. The printed circuit board assembly is preferably designed in its spatial extent so that it fits the shape of the housing and can advantageously accommodate space-saving therein.

Das Gehäuse ist eine runde, feste bzw. stabile Hülle, die bevorzugt im Wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet ist. Es kann beispielsweise einen kreisförmigen oder ovalen Querschnitt aufweisen. Bei einer passenden Ausgestaltung der Leiterplattenanordnung kann es auf diese Weise vorteilhaft kompakt und handlich gestaltet werden.The housing is a round, solid or stable shell, which is preferably designed substantially cylindrical. It may, for example, have a circular or oval cross-section. In a suitable embodiment of the circuit board assembly, it can be advantageously made compact and handy in this way.

Der Begriff Ebene wird im Rahmen der Erfindung im mathematischen Sinn als unbegrenzt ausgedehntes zweidimensionales Objekt verstanden. „Mehrere Ebenen“ bedeutet somit insbesondere zwei oder mehr unterschiedliche Ebenen, bevorzugt drei, vier oder fünf Ebenen. Die Ebenen unterscheiden sich dabei beispielsweise durch ihre Lage, insbesondere ihre Lage zueinander und/oder in Relation zum Gehäuse. Sie sind also beispielsweise beabstandet oder weisen unterschiedliche Winkelpositionen bzw. Ausrichtungen auf.The term level is understood in the context of the invention in the mathematical sense as an infinitely extended two-dimensional object. "Multiple levels" thus means in particular two or more different levels, preferably three, four or five levels. The levels differ, for example, by their position, in particular their position relative to one another and / or in relation to the housing. So they are for example spaced or have different angular positions or orientations.

Hochfrequenzanwendungen basieren auf Schaltungen von bzw. mit Wechselströmen, deren Frequenzen in einem Bereich oberhalb von 3 MHz liegen. Daher müssen bei der Auslegung der Schnittstelle besondere Anforderungen an die Elektronik beispielsweise bzgl. der Einkopplung von Störsignalen und dergleichen berücksichtig werden, wie später noch näher erläutert wird. Dies ist beispielsweise auch für den Betrieb einer Lokalspule eines MR-Systems erforderlich. Die erfindungsgemäße Schnittstelle dient somit bevorzugt zum Anschluss und/oder Betrieb für eine Lokalspule bzw. unterschiedliche, je nach Anwendung auswechselbare Lokalspulen.High frequency applications are based on circuits of alternating currents whose frequencies are in a range above 3 MHz. Therefore, in the design of the interface special requirements for the electronics, for example. With regard to the coupling of interference signals and the like must be considered, as will be explained later. This is also necessary, for example, for the operation of a local coil of an MR system. The interface according to the invention thus preferably serves for connection and / or operation for a local coil or different local coils which can be exchanged depending on the application.

Dementsprechend weist die eingangs genannte Lokalspulenanordnung eine erfindungsgemäße Schnittstelle und eine Lokalspule auf.Accordingly, the aforementioned local coil arrangement has an interface according to the invention and a local coil.

Das eingangs genannte Magnetresonanzsystem umfasst eine erfindungsgemäße Schnittstelle. Zudem fast es bevorzugt auch ein Magnetresonanzgerät und/oder eine Lokalspule, die mittels der erfindungsgemäßen Schnittstelle verbunden sind. Die grundsätzliche Ausgestaltung sowie der Betrieb eines MR-Geräts bzw. einer Lokalspule sind dem Fachmann bekannt, weswegen auf weitere diesbezügliche Erläuterungen verzichtet wird.The magnetic resonance system mentioned at the beginning comprises an interface according to the invention. In addition, a magnetic resonance device and / or a local coil, which are connected by means of the interface according to the invention, are also preferred. The basic design as well as the operation of an MR device or a local coil are known to the person skilled in the art, for which reason further explanation in this regard is dispensed with.

Eine erfindungsgemäße Schnittstelle wird im Rahmen der Erfindung also zur Verbindung einer Lokalspule mit einem Magnetresonanzgerät verwendet. Dabei ist die Schnittstelle zwischen der Lokalspule und dem Magnetresonanzgerät angeordnet und mit beiden verbunden. Durch dieses Zusammenwirken wird ein erfindungsgemäßes Magnetresonanzsystem gebildet.An interface according to the invention is thus used within the scope of the invention for connecting a local coil to a magnetic resonance apparatus. In this case, the interface between the local coil and the magnetic resonance device is arranged and connected to both. By this interaction, a magnetic resonance system according to the invention is formed.

Die erfindungsgemäße Schnittstelle lässt sich aufgrund ihrer Form und Kompaktheit besonders leicht handhaben und wirkt im Vergleich zu den bisherigen Flex-Coil-Interfaces ästhetisch ansprechender.The interface according to the invention is particularly easy to handle due to its shape and compactness and is aesthetically more attractive compared to the previous flex coil interfaces.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie und deren Beschreibung weitergebildet sein können und insbesondere auch einzelne Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele bzw. Varianten zu neuen Ausführungsbeispielen bzw. Varianten kombiniert werden können.Further particularly advantageous embodiments and developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description, wherein the independent claims of a claim category can also be developed analogous to the dependent claims of another claim category and their description and in particular also individual features of different embodiments or variants can be combined to new embodiments or variants.

Um die Schnittstelle möglichst kompakt zu gestalten, sollte die Leiterplattenanordnung möglichst platzsparend im Innenraum des Gehäuses verteilt sein. Daher sind bevorzugt zumindest zwei Leiterplatten, besonders bevorzugt beabstandet, in parallelen Ebenen angeordnet. Die Ebenen erstrecken sich beispielsweise in einer Längsrichtung, also z. B. in Richtung einer Zylinderachse des Gehäuses, und in einer beliebig wählbaren, dazu senkrechten Querrichtung, wobei die Ebenen einen Abstand zueinander aufweisen. Dabei wird die Breite der Leiterplatten in der Querrichtung bevorzugt so variiert, dass die Schichtung passend zu dem Querschnitt des Gehäuses ausgelegt ist. Dementsprechend sind z. B. die zentralen, näher an der Zylinderachse angeordneten Leiterplatten in der Querrichtung breiter als die vom Zentrum des Gehäuses entfernteren Leiterplatten ausgebildet.In order to make the interface as compact as possible, the circuit board assembly should be distributed as space-saving as possible in the interior of the housing. Therefore, preferably at least two printed circuit boards, particularly preferably spaced, arranged in parallel planes. The planes extend for example in a longitudinal direction, so z. B. in the direction of a cylinder axis of the housing, and in any arbitrary, perpendicular to the transverse direction, wherein the planes have a distance from one another. In this case, the width of the printed circuit boards in the transverse direction is preferably varied so that the layering is designed to match the cross section of the housing. Accordingly, z. B. the central, closer to the cylinder axis arranged printed circuit boards in the transverse direction wider than the more distant from the center of the housing printed circuit boards.

Alternativ oder zusätzlich sind vorzugsweise zumindest zwei, besonders bevorzugt drei, vier, fünf oder mehr, Leiterplatten in Ebenen mit einem Winkel zueinander angeordnet. D.h. die Leiterplatten bilden im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung des Gehäuses quasi ein Polygon, das in seinen Abmessungen an die Gehäusewand angepasst ist und sich somit in die runde Form des Gehäuses einfügt. Die beiden zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Leiterplattenanordnung können grundsätzlich auch kombiniert werden. Durch sie ist eine besonders platzsparende Nutzung des Gehäuseinnenraums möglich.Alternatively or additionally, preferably at least two, particularly preferably three, four, five or more, printed circuit boards are arranged in planes at an angle to one another. That The printed circuit boards form in cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the housing quasi a polygon, which is adapted in its dimensions to the housing wall and thus fits into the round shape of the housing. The two embodiments of the printed circuit board arrangement described above can in principle also be combined. Through them, a particularly space-saving use of the housing interior is possible.

Die Leiterplatten weisen bevorzugt Elektronikbausteine auf, die zur Gehäusewand hin angeordnet sind. D.h. die Elektronikbausteine sind vom Zentrum des Gehäuses weg, nach außen weisend angeordnet. Dadurch wird eine Konzentration der Elektronikbausteine zum Inneren des Gehäuses hin vermieden, was günstig für die Anordnung der Elektronikbausteine auf den Leiterplatten ist. Zudem wird dadurch die Wärmeableitung verbessert und so beispielsweise ein Hitzestau vermieden.The printed circuit boards preferably have electronic components which lead to the housing wall are arranged. This means that the electronic components are arranged away from the center of the housing, facing outwards. As a result, a concentration of the electronic components to the interior of the housing is avoided, which is favorable for the arrangement of the electronic components on the circuit boards. In addition, this improves the heat dissipation and thus, for example, prevents heat build-up.

Insbesondere komplexere Elektronikkomponenten, wie zum Beispiel LNAs, LNCs und/oder ADCs, sind dabei bevorzugt auf den Leiterplatten entflochten angeordnet. D.h. sie sind nicht als auf die jeweilige Leiterplatte separat aufgebrachte, erhabene und ggf. separat eingehäuste Schaltkreise ausgeführt, sondern befinden sich im Wesentlichen mit ihren Unterkomponenten in der Ebene der jeweiligen Leiterplatte. Dadurch kann der Platzbedarf einer Leiterplatte senkrecht zu ihrer Ebene vorteilhaft gering gehalten werden.In particular, more complex electronic components, such as LNAs, LNCs and / or ADCs, are preferably arranged on the circuit boards unbound. That they are not designed as raised to the respective printed circuit board, raised and possibly separately housed circuits, but are essentially with their sub-components in the plane of the respective circuit board. As a result, the space requirement of a printed circuit board perpendicular to its plane can be advantageously kept low.

Eine Schirmung des Gehäuses kann als einfache elektrostatische Schirmung beispielsweise in Form einer elektrisch leitenden Ummantelung ausgeführt sein. Bevorzugt umfasst eine erfindungsgemäße Schnittstelle alternativ oder zusätzlich eine Mantelwellensperranordnung. Die Mantelwellensperranordnung kann bei einem Koaxialkabel beispielsweise als vor dem Außenkabel eingebrachte hohe Induktivität oder als Anordnung von Sperrresonanzkreisen ausgeführt sein. Bei einem Koaxialkabel kann die Mantelwellensperranordnung auch beispielsweise auf dem Außenkabel erfolgen, indem dessen Außenmantel als Spule gewickelt ist und es mit einem Kondensator auf eine Sperrfrequenz der Lamorfrequenz gebracht wird, mit der die Spins um das Magnetfeld präzedieren. Die Mantelwellensperranordnung kann ganz oder teilweise auf einer der Leiterplatten entflochten sein. D. h. die Induktivität und/oder der Kondensator kann auf der Leiterplatte angeordnet sein.A shield of the housing can be designed as a simple electrostatic shielding, for example in the form of an electrically conductive sheath. Preferably, an interface according to the invention alternatively or additionally comprises a standing wave barrier arrangement. The standing wave blocking order can be implemented in a coaxial cable, for example, as introduced before the outside cable high inductance or as an arrangement of Sperrresonanzkreisen. In the case of a coaxial cable, the standing wave blocking order can also be made, for example, on the outer cable by winding its outer jacket as a coil and bringing it with a capacitor to a blocking frequency of the Lamor frequency with which the spins precess around the magnetic field. The standing wave blocking order can be completely or partially unbound on one of the printed circuit boards. Ie. the inductance and / or the capacitor can be arranged on the printed circuit board.

Durch die Mantelwellensperranordnung werden Einflüsse der starken elektromagnetischen Wechselfelder reduziert bzw. weitestgehend vermieden. D. h. durch die Mantelwellensperranordnung werden Einkopplungen von Antennen über das Zuführungskabel unterdrückt. Außerdem werden Wechselwirkungen mit dem Patienten, die ggf. zu einer Erwärmung oder sogar Verbrennungen führen können, reduziert bzw. vermieden.By the standing wave blocking order influences of the strong electromagnetic alternating fields are reduced or largely avoided. Ie. the standing wave blocking order suppresses couplings of antennas via the feed cable. In addition, interactions with the patient, which may possibly lead to heating or even burns, are reduced or avoided.

Das Gehäuse weist bei einer erfindungsgemäßen Schnittstelle bevorzugt einen Umfang von höchstens 20 cm, besonders bevorzugt 15 cm, ganz besonders bevorzugt 10 cm, in höchstem Maße bevorzugt höchstens 8 cm, auf. Diese Umfänge können üblicherweise von einer normal großen Hand vollständig bzw. zumindest zu etwa 70 % umgriffen werden, wodurch eine einfache Handhabung ermöglicht wird.In the case of an interface according to the invention, the housing preferably has a circumference of at most 20 cm, particularly preferably 15 cm, very particularly preferably 10 cm, most preferably at most 8 cm. These sizes can usually be encompassed by a normal sized hand completely or at least about 70%, which allows easy handling.

Vorzugsweise weist das Gehäuse eine Länge von höchstens 20 cm auf. Dadurch bietet es ausreichend Platz für die Unterbringung der aktiven Elektronikkomponenten und wird trotzdem nicht als zu sperrig empfunden.Preferably, the housing has a length of at most 20 cm. As a result, it offers sufficient space for accommodating the active electronic components and is nevertheless not perceived as too bulky.

Bei einer erfindungsgemäßen Schnittstelle weist das Gehäuse bevorzugt Griffmulden auf. Die Griffmulden bieten definierte Griffbereiche und können als Einbuchtungen an der Außenseite des Gehäuses ausgeführt sein. Sie erhöhen zusätzlich die Handhabbarkeit, indem sie haptisch und auch optisch eine günstige Griffposition vermitteln.In an interface according to the invention, the housing preferably has recessed grips. The recessed grips offer defined gripping areas and can be designed as indentations on the outside of the housing. In addition, they increase the handling by providing a favorable grip position both haptically and visually.

Schnittstelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse rutschfeste Bereiche und/oder optische Markierungen aufweist. Die rutschfesten Bereiche können auf dem Gehäuse beispielsweise in Form einer Oberflächenstrukturierung ausgebildet sein. Dies kann vorzugsweise in Griffbereichen mittels einer Aufrauhung der Oberfläche des Gehäuses und/oder mittels einer Gummierung oder ähnlichen Mitteln erfolgen. Als optische Markierungen können markante Farben, z. B. rot, grün und/oder blau, in den Griffbereichen dienen. Hierdurch wird eine zusätzliche Verbesserung der Handhabbarkeit erzielt.Interface according to one of the preceding claims, wherein the housing has non-slip areas and / or optical markings. The non-slip regions may be formed on the housing, for example in the form of a surface structuring. This can preferably be done in gripping areas by means of a roughening of the surface of the housing and / or by means of a rubber coating or similar means. As optical markers striking colors, z. B. red, green and / or blue, serve in the grip areas. As a result, an additional improvement of the handling is achieved.

Die Leiterplatten können grundsätzlich mithilfe von Kabeln oder einer im Wesentlichen unflexiblen, direkten Streckung untereinander verbunden sein. Bevorzugt ist jedoch zumindest ein Teil der Leiterplatten als Bereiche einer Starr-Flex-Platine ausgebildet. Eine „Starr-Flex-Platine“ ist eine Platine mit starren (unbiegsamen) und flexiblen (biegsamen) Bereichen. Es handelt sich also insbesondere um eine Verbindung ohne zusätzliche Kabel oder direkte Streckung untereinander. Vielmehr stellen die zuvor beschriebenen Leiterplatten die starren Bereiche der Starr-Flex-Platine dar, die jedoch gemeinsam, d.h. insbesondere einteilig, mit den flexiblen Bereichen der Starr-Flex-Platine gefertigt sind. Besonders bevorzugt ist somit die gesamte Leiterplattenanordnung als genau eine bzw. nur eine Starr-Flex-Platine ausgebildet.The printed circuit boards may in principle be interconnected by means of cables or a substantially inflexible, direct stretch. Preferably, however, at least some of the printed circuit boards are designed as regions of a rigid-flex printed circuit board. A "rigid flex board" is a board with rigid (inflexible) and flexible (bendable) areas. It is thus in particular a connection without additional cables or direct stretching between them. Rather, the printed circuit boards described above represent the rigid areas of the rigid-flex board, but they are common, i. in particular, one-piece, are made with the flexible areas of the rigid-flex board. The entire printed circuit board arrangement is thus particularly preferably designed as exactly one or only one rigid-flex printed circuit board.

Bevorzugt umfasst eine erfindungsgemäße Schnittstelle Verbindungsmittel, die so ausgebildet sind, dass die Schnittstelle direkt oder indirekt mit einer Lokalspule eines Magnetresonanzsystems verbunden werden kann. Die Verbindungsmittel können bei einer direkten Verbindung beispielsweise als Stecker ausgebildet sein, die besonders bevorzugt nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip wirken. Sie sind also als zu den abzuschließenden Komponenten komplementäre männliche bzw. weibliche direkte Steckkomponenten ausgeführt. Ein Vorteil der direkten Verbindung ist, dass die Schnittstelle ohne weitere Komponenten mit der Lokalspule verbunden ist. Dadurch wirken die Schnittstelle und die Lokalspule - auch ästhetisch - als Einheit und es können beispielsweise weitere Kabel eingespart werden können.An interface according to the invention preferably comprises connection means which are designed such that the interface can be connected directly or indirectly to a local coil of a magnetic resonance system. The connecting means may be formed in a direct connection, for example, as a plug, which act particularly preferably according to the key-lock principle. So they are designed as complementary to the components to be completed male or female direct plug components. An advantage of the direct The connection is that the interface is connected to the local coil without any additional components. As a result, the interface and the local coil - also aesthetically - act as a unit and it can, for example, more cables can be saved.

Bei einer indirekten Verbindung ist die Leiterplattenanordnung beispielsweise über ein Kabel mittels einer entsprechenden Steckverbindung mit der anzuschließenden Lokalspule verbunden. Durch den zusätzlichen Kabelabschnitt wird vorteilhafterweise die Flexibilität der Anordnung erhöht.In an indirect connection, the circuit board assembly is connected, for example via a cable by means of a corresponding connector with the local coil to be connected. The additional cable section advantageously increases the flexibility of the arrangement.

Bei einer erfindungsgemäßen Schnittstelle ist bevorzugt auf einer der Leiterplatten Programmcode zur Ansteuerung einer Lokalspule eines Magnetresonanzsystems hinterlegt. Dazu weist die Leiterplatten beispielsweise einen Speicherbaustein mit flüchtigem oder nicht flüchtigem digitalen Speicher auf, wie EPROM, EEPROM, Flash-Speicher oder dergleichen. Bei dem zur Ansteuerung dienenden Programmcode handelt es sich um den digitalen sog. „coil-code“. Mit dessen Hilfe können beispielsweise die Lokalspule oder auch die Schnittstelle selbst von einem im Betrieb angeschlossenen MR-Gerät detektiert bzw. identifiziert werden.In an interface according to the invention, program code for controlling a local coil of a magnetic resonance system is preferably stored on one of the printed circuit boards. For this purpose, the printed circuit boards, for example, a memory module with volatile or non-volatile digital memory, such as EPROM, EEPROM, flash memory or the like. The program code used for the control is the digital so-called "coil code". With its help, for example, the local coil or the interface itself can be detected or identified by an MR device connected in operation.

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 perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schnittstelle,
2 eine schematische perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schnittstelle,
3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schnittstelle,
4 eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schnittstelle,
5 eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schnittstelle,
6 ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Magnetresonanzsystems.

The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures with reference to embodiments. The same components are provided with identical reference numerals in the various figures. The figures are usually not to scale. Show it:

1 a schematic perspective view of an embodiment of an interface according to the invention,
2 a schematic perspective view of another embodiment of an interface according to the invention,
3 a schematic representation of a cross section of an embodiment of an interface according to the invention,
4 a schematic representation of a cross section of another embodiment of an interface according to the invention,
5 a schematic representation of a cross section of another embodiment of an interface according to the invention,
6 a schematic block diagram of an embodiment of a magnetic resonance system.

6 zeigt beispielhaft und grob schematisch ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen MR-Systems 50. Das MR-System 50 umfasst ein MR-Gerät 51, ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schnittstelle 20 sowie eine Lokalspule 53. Das MR-Gerät 51 ist mithilfe eines ersten Verbindungsmittels 27 mit der Schnittstelle 20 verbunden. Die Schnittstelle 20 ist wiederum mithilfe eines zweiten Verbindungsmittels 28, 28' mit der Lokalspule 53 verbunden. Über die Schnittstelle 20 wird somit eine Verbindung zwischen dem MR-Gerät 51 und der Lokalspule 53 hergestellt. Die Schnittstelle 20 und die damit verbundene Lokalspule 53 bilden ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lokalspulenanordnung 52. 6 shows by way of example and roughly schematically a block diagram of an embodiment of an MR system 50 according to the invention. The MR system 50 includes an MR device 51 , An embodiment of an interface according to the invention 20 as well as a local coil 53 , The MR device 51 is by means of a first means of connection 27 with the interface 20 connected. the interface 20 is in turn by means of a second connecting means 28, 28 'with the local coil 53 connected. About the interface 20 thus becomes a connection between the MR device 51 and the local coil 53 produced. The interface 20 and the associated local coil 53 form an exemplary embodiment of a local coil arrangement 52 according to the invention.

1 zeigt beispielhaft eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schnittstelle 20. die Schnittstelle 20 weist einen zylinderförmiges Gehäuse 21 mit einer Mantelfläche 30 und zwei einander gegenüberliegenden kreisförmigen Grundflächen 31 auf. Senkrecht zu den Grundflächen 31 und durch deren Mittelpunkte erstreckt sich eine Mittelachse (hier nicht gezeigt) des Gehäuses 21 in einer Längsrichtung LR. Die Grundflächen 31 sind der Längsrichtung LR um eine Länge L des Gehäuses entfernt angeordnet. Die Länge L beträgt hier in etwa 20 cm. Der Umfang des Gehäuses 21 liegt vorzugsweise in einem Beriech von 8 cm bis höchstens 20 cm, damit die Schnittstelle von einer durchschnittlichen Hand gut umgriffen werden kann. 1 shows by way of example a schematic perspective view of an embodiment of an interface according to the invention 20 , the interface 20 has a cylindrical housing 21 with a lateral surface 30 and two opposite circular bases 31 on. Perpendicular to the bases 31 and through the center of which extends a central axis (not shown here) of the housing 21 in a longitudinal direction LR. The bases 31 The longitudinal direction LR are arranged away by a length L of the housing. The length L is here in about 20 cm. The circumference of the housing 21 is preferably in a range of 8 cm to at most 20 cm, so that the interface can be well grasped by an average hand.

Im einem Bereich um den jeweiligen Mittelpunkt einer Grundfläche 31 sind Verbindungsmittel 27, 28 angeordnet, mit deren Hilfe die Schnittstelle 20 mit weiteren Komponenten des MR-Systems 50 (siehe 6) verbunden werden kann. Das erste Verbindungsmittel 27 ist dem MR-Gerät 51 (siehe 6) zugeordnet. Es ist als Kabel mit endseitigem Stecker ausgeführt, der zu einem Anschluss, z. B. einer komplementären Buchse, des MR-Geräts 51 passend ausgebildet ist. Das zweite Verbindungsmittel 28 ist der Lokalspule 53 (siehe 6) zugeordnet. Es ist vorliegend als direkte Steckverbindung in Form einer Buchse 28 ausgebildet. Die Buchse 28 ist mit ihren jeweiligen Anschlusskontakten mit der im Gehäuse 21 befindlichen Leiterplattenanordnung 22 (siehe 3 bis 5) verbunden, wie später noch näher erläutert wird. Die Buchse 28 kann unter Bildung einer trennbaren bzw. lösbaren Verbindung beispielsweise direkt auf einen an der Lokalspule 53 ausgebildeten, komplementären Stecker (hier nicht gezeigt) aufgesteckt werden.In an area around the respective center of a base 31 connecting means 27 . 28 arranged, with whose help the interface 20 with other components of the MR system 50 (see 6 ) can be connected. The first connection means 27 is the MR device 51 (please refer 6 ). It is designed as a cable with end-side plug, which leads to a connection, for. B. a complementary jack, the MR device 51 is designed appropriately. The second connection means 28 is the local coil 53 (please refer 6 ). It is present as a direct plug connection in the form of a socket 28 educated. The socket 28 is with their respective terminal contacts with the housing 21 located circuit board assembly 22 (please refer 3 to 5 ), as will be explained later. The socket 28 can, for example, directly to one on the local coil to form a separable or detachable connection 53 trained, complementary plug (not shown here) are plugged.

Die Mantelfläche 30 des Gehäuses 21 weist eine Anzahl von Griffmulden 25 in Form von leichten Einbuchtungen auf. Die Griffmulden 25 sind bevorzugt in gegenüberliegenden Bereichen der Mantelfläche 30 angeordnet und ergonomisch günstig ausgestaltet. Zudem ist auf der Mantelfläche 30 eine Anzahl von rutschfesten Griffbereichen 26 angeordnet bzw. in die Mantelfläche 30 eingelassen. Die Griffbereiche 26 sind bevorzugt als Gummierungen ausgestaltet und bevorzugt in einer auffälligen, sich vom Gehäuse 21 absetzenden Signalfarbe, wie z. B. rot, grün, blau oder dergleichen, gehalten.The lateral surface 30 of the housing 21 has a number of recessed grips 25 in the form of slight indentations. The recessed grips 25 are preferably in opposite areas of the lateral surface 30 arranged and designed ergonomically favorable. In addition, on the lateral surface 30 a number of non-slip grip areas 26 arranged or embedded in the lateral surface 30. The grip areas 26 are preferred as rubbers designed and preferred in a distinctive, from the housing 21 settling signal color, such. B. red, green, blue or the like.

In 2 ist beispielhaft eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schnittstelle 20' dargestellt, die der Schnittstelle 20 aus 1 im Wesentlichen ähnlich ist. Im Unterschied zu der Schnittstelle 20 aus 1 weist die Schnittstelle 20' lediglich ein anderes der Lokalspule 53 zugeordnetes, zweites Verbindungsmittel 28' auf. Das zweite Verbindungsmittel 28' ist hier nicht als direkte Steckverbindung ausgeführt, sondern als indirekte Verbindung ausgeführt, die ein Kabel mit einem endseitigen zu einer Buchse der Lokalspule 53 passenden Stecker aufweist.In 2 is an example of a schematic perspective view of an embodiment of an interface according to the invention 20 ' represented by the interface 20 out 1 is essentially similar. Unlike the interface 20 out 1 assigns the interface 20 ' just another of the local coil 53 associated, second connecting means 28 ' on. The second connection means 28 ' is not designed here as a direct plug connection, but designed as an indirect connection, which is a cable with an end to a socket of the local coil 53 has matching plug.

3 zeigt beispielhaft und grob schematisch eine Querschnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schnittstelle 20, wie sie beispielsweise in 1 oder 2 gezeigt ist. Innerhalb des Gehäuses 21 ist eine Leiterplattenanordnung 22 angeordnet. Die Leiterplattenanordnung 22 umfasst drei Leiterplatten 23, die als gleichseitiges Dreieck innerhalb des kreisförmigen Querschnitts des Gehäuses 21 befestigt sind. Die Leiterplatten 23 sind somit in drei Ebenen E1, E2, E3 angeordnet, die miteinander jeweils einen 60° Winkel bilden. Die Leiterplatten 23 sind als starre Bereiche einer Starr-Flex-Platine ausgebildet. Die Starr-Flex-Platine weist zudem zwei flexible Bereiche 29 auf, über die die Leiterplatten 23 miteinander verbunden sind. An den Leiterplatten 23 außenseitig Elektronikbausteine 24 (hier schematisch als schraffiertes Rechteck dargestellt) angeordnet. D.h. die Elektronikbausteine 24 befinden sich im Wesentlichen, d. h. ggf. unter Ausnahme ihrer Anschlüsse (Beine), jeweils auf einer von der Mittelachse des zylinderförmigen Gehäuses 21 weg und zu der Wand des Gehäuses 21 hin weisenden Seite der jeweiligen Leiterplatte 23. Zumindest eine der Leiterplatten 23 ist in und entgegen der Längsrichtung LR (hier die Richtung senkrecht zur Darstellungsebene) leitend mit den Anschlusskontakten des jeweiligen benachbarten Verbindungsmittels 27, 28, 28' verbunden. 3 shows by way of example and roughly schematically a cross-sectional view of an embodiment of an interface according to the invention 20 as they are for example in 1 or 2 is shown. Inside the case 21 is a circuit board assembly 22 arranged. The circuit board assembly 22 includes three printed circuit boards 23 acting as an equilateral triangle within the circular cross-section of the housing 21 are attached. The circuit boards 23 are thus arranged in three planes E1, E2, E3, which each form a 60 ° angle. The circuit boards 23 are designed as rigid areas of a rigid-flex board. The rigid-flex board also has two flexible areas 29 on, over which the circuit boards 23 connected to each other. On the circuit boards 23 outside electronic components 24 (shown schematically here as a hatched rectangle) arranged. That means the electronic components 24 are located substantially, ie, possibly with the exception of their connections (legs), respectively on one of the central axis of the cylindrical housing 21 away and to the wall of the housing 21 side facing the respective circuit board 23 , At least one of the circuit boards 23 is in and against the longitudinal direction LR (here the direction perpendicular to the plane of representation) conductively connected to the terminal contacts of the respective adjacent connection means 27, 28, 28 '.

In 4 beispielhaft und grob schematisch eine Querschnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schnittstelle 20" dargestellt. Verglichen der Schnittstelle 20 aus 3 ist lediglich die Leiterplattenanordnung 22'' abweichend ausgestaltet. Sie umfasst vier Leiterplatten 23, wobei die Ebenen E4, E5, E6, E7 benachbarter Leiterplatten 23 jeweils in einem 90° Winkel zueinander angeordnet sind, sodass die Leiterplatten 23 ein Quadrat bilden. In 4 by way of example and roughly schematically a cross-sectional view of a further embodiment of an interface according to the invention 20 " shown. Compared to the interface 20 out 3 is only the circuit board assembly 22 '' deviating designed. It includes four printed circuit boards 23 , wherein the planes E4, E5, E6, E7 of adjacent circuit boards 23 are each arranged at a 90 ° angle to each other, so that the circuit boards 23 to form a square.

5 zeigt beispielhaft und grob schematisch eine Querschnittdarstellung noch eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schnittstelle 20"'. Auch die Schnittstelle 20''' ist im Wesentlichen ähnlich zu der Schnittstelle 20 aus 3, wobei lediglich die Leiterplattenanordnung 22'" abweichend ausgestaltet ist. Die Leiterplattenanordnung 22''' umfasst vier Leiterplatten 23, die in beabstandeten, parallelen Ebenen E8, E9, E10, E11 angeordnet sind. Die auf den Leiterplatten 23 angeordnet Elektronikbausteine 24 weisen hier nicht nach außen, sondern in eine gemeinsame Querrichtung, die sich in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung LR erstreckt. Bei äquidistant angeordneten Leiterplatten 23 weisen dadurch die Elektronikbausteine 24 benachbarter Leiterplatten 23 im Wesentlichen gleiche Abstände zueinander auf. Die Leiterplatten 23 sind hier nicht als Teile einer Starr-Flex-Platine ausgebildet, sondern als separate Platinen, wobei benachbarte Leiterplatten 23 jeweils mittels Steckverbindung 29' verbunden sind. Die Steckverbindungen 29' können beispielsweise als direkte Steckverbindung (board-to-board) oder als mehrpoliges Breitbandkabel ausgeführt sein, dass in den zu verbindenden Leiterplatten 23 jeweils in Steckverbindern (board-to-wire) aufgenommen wird. 5 shows by way of example and roughly schematically a cross-sectional view of yet another embodiment of an interface according to the invention 20 Also the interface 20 ''' is essentially similar to the interface 20 out 3 , wherein only the printed circuit board assembly 22 '' deviating designed. The circuit board assembly 22 '''includes four printed circuit boards 23 which are arranged in spaced, parallel planes E8, E9, E10, E11. The on the circuit boards 23 arranged here electronic components 24 are not outward, but in a common transverse direction which extends in a direction perpendicular to the longitudinal direction LR. In equidistantly arranged circuit boards 23 thereby show the electronic components 24 neighboring printed circuit boards 23 substantially equal distances to each other. The circuit boards 23 are not formed here as parts of a rigid-flex board, but as separate boards, with adjacent circuit boards 23 each by means of plug connection 29 ' are connected. The plug connections 29 ' For example, they can be designed as a direct plug-in connection (board-to-board) or as a multipolar broadband cable that can be connected in the printed circuit boards to be connected 23 each in a connector (board-to-wire) is recorded.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. So kann beispielsweise eine beliebige Anzahl von Leiterplatten innerhalb des Gehäuses angeordnet werden, zum Beispiel pentagonaler oder hexagonaler Form. Alternativ oder zusätzlich kann zum Beispiel auch das Gehäuse in einer beliebigen runden und ergonomisch günstigen, z. B. ovalen, Form ausgebildet sein. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe „Gerät“, „Anordnung“ und „System“ nicht aus, dass die betreffende Komponente aus mehreren zusammenwirkenden Teilkomponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.It is finally pointed out once again that the devices described in detail above are only exemplary embodiments which can be modified by the person skilled in many different ways without departing from the scope of the invention. For example, any number of circuit boards may be disposed within the housing, for example, pentagonal or hexagonal. Alternatively or additionally, for example, the housing in any round and ergonomically favorable, z. B. oval, form be formed. Furthermore, the use of the indefinite article "on" or "one" does not exclude that the characteristics in question may also be present multiple times. Likewise, the terms "device", "arrangement" and "system" do not exclude that the component in question consists of several interacting subcomponents, which may possibly also be spatially distributed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 20150355296 A1 [0004]
US 8947088 B2 [0004]
US 9194924 B2 [0004]
US 20150065852 A1 [0004]
US 20150057528 A1 [0004]

Claims

An interface (20, 20 ', 20' ', 20' '') for high-frequency applications comprising a round housing (21) and a printed circuit board assembly (22, 22 ", 22 '' ') arranged therein which comprises a plurality of printed circuit boards (23) includes, which are arranged in several levels (E1, E2, ..., E11).

Interface after Claim 1 , wherein at least two printed circuit boards (23) in parallel planes (E8, E9, ..., E11) are arranged.

Interface according to one of the preceding claims, wherein at least two printed circuit boards (23) in planes (E1, E2, ..., E7) are arranged at an angle to each other.

Interface according to one of the preceding claims, wherein the printed circuit boards (23) have electronic components (24) which are arranged towards a housing wall (29).

Interface according to one of the preceding claims, comprising a standing wave blocking arrangement.

Interface according to one of the preceding claims, wherein the housing (21) has a circumference of at most 20 cm, preferably 15 cm, particularly preferably 10 cm, most preferably in at most 8 cm.

Interface according to one of the preceding claims, wherein the housing (21) has a length (L) of at most 20 cm.

Interface according to one of the preceding claims, wherein the housing (21) has recessed grips (25).

Interface according to one of the preceding claims, wherein the housing (21) has non-slip regions (26) and / or optical markings (26).

Interface nor a preceding claims, wherein at least a part of the circuit boards (23) are formed as areas of a rigid-flex board.

Interface according to one of the preceding claims, comprising connection means (28, 28 ') which are designed such that the interface can be connected directly or indirectly to a local coil (53) of a magnetic resonance system (50).

Interface according to one of the preceding claims, wherein program code for controlling a local coil (53) of a magnetic resonance system (50) is deposited on one of the printed circuit boards (23).

A local coil arrangement (52) having an interface (20, 20 ', 20 ", 20' '') according to one of the preceding claims and a local coil (53).

Magnetic resonance system (50) with an interface (20, 20 ', 20 ", 20''') according to one of Claims 1 to 12 ,