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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kommunikation zwischen einer ersten Kommunikationseinrichtung einer Magnetresonanzeinrichtung und einer insbesondere mobilen, patientenseitigen zweiten Kommunikationseinrichtung der Magnetresonanzeinrichtung sowie eine Magnetresonanzeinrichtung.
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Magnetresonanzeinrichtungen sind im Stand der Technik weithin bekannt und als medizinische Bildgebungseinrichtungen inzwischen etabliert. Zur Bildaufnahme wird der Patient mit einer Patientenliege in eine meist zylindrische Patientenaufnahme innerhalb einer Hauptmagneteinheit eingefahren. Die Magnetresonanzeinrichtung befindet sich dabei in einer Schirmkabine, die vom Bedienpersonal während der Bildgebung üblicherweise verlassen wird. Im Bereich der Magnetresonanzeinrichtung besteht während der Bildgebung eine nicht unwesentliche Geräuschentwicklung. Zudem ist die Patientenaufnahme der Magnetresonanzeinrichtung meist relativ eng. Mithin ist es zweckmäßig, eine Kommunikationsmöglichkeit zu dem Patienten zu realisieren, insbesondere um Angstzustände bei einem Patienten beeinflussen zu können und dem Patienten Anweisungen zukommen zu lassen.
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Dabei wurden im Stand der Technik bereits pneumatisch betriebene Kommunikationssysteme vorgeschlagen, bei denen akustische Informationen durch Luftdruck-Modulation an einen Kopfhörer des Patienten übertragen werden. Zur Rückkommunikation wurde vorgeschlagen, beispielsweise einen pneumatisch betriebenen Rufball den Patienten zu verwenden; zusätzlich oder alternativ können am Rande der Patientenaufnahme Mikrofone angeordnet werden.
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Während sich ein Rufball häufig noch unkompliziert realisieren lässt, fordert die pneumatische Übertragung von akustischen Informationen durch Luftdruck-Modulation eine komplexe Anordnung von Druckluftschläuchen, was die Auslegung und Handhabung der Magnetresonanzeinrichtung verkompliziert. Ein weiterer Nachteil der pneumatischen Übertragung von Nutzsignalen ist die schlechte erzielbare Übertragungsqualität.
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In der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
DE 10 2014 203 368.3 der Anmelderin, internes Zeichen 2013P27108, wurde ein Kommunikationsverfahren vorgeschlagen, das Funksignale nutzt. Dabei wird seitens einer ersten Kommunikationsvorrichtung der Magnetresonanzeinrichtung, die insbesondere seitens der Hauptmagneteinheit angeordnet ist, ein Trägersignal mit einer ersten Frequenz ausgesendet, welches erste Trägersignal patientenseitig empfangen wird. Dort wird ein zweites Trägersignal mit einer von der ersten Frequenz unterschiedlichen zweiten Frequenz mit einem vorgegebenen rationalen Frequenzverhältnis zur ersten Frequenz und mit einer vorgegebenen Phasenlage zur Phase des ersten Trägersignals erzeugt, auf welches das Nutzsignal aufmoduliert wird, so dass das so entstehende Sendesignal an die erste Kommunikationseinrichtung zurückübertragen werden kann. Mit anderen Worten wird in der zweiten, patientenseitigen Kommunikationsvorrichtung das Prinzip eines phasenstarren Transponders genutzt, wobei das phasenstarre Transpondersignal nicht direkt gesendet wird, sondern zusätzlich durch ein Nutzsignal moduliert wird. Durch ständiges Senden des ersten Trägersignals und des Sendesignals kann erreicht werden, dass Störungen der Verbindung sofort erkannt werden können. Ausbildungen des dort beschriebenen Kommunikationsverfahrens erlauben auch eine bidirektionale Kommunikation. Die Nutzung von Funk bereitet allerdings hinsichtlich der Zulassung und/oder möglicher Interferenzen/Störeffekte in der Magnetresonanzeinrichtung Probleme.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfach realisierbares, verlässliches Verfahren zur Übertragung eines Nutzsignals in einer Magnetresonanzeinrichtung anzugeben, insbesondere zu einer patientenseitigen, insbesondere mobilen zweiten Kommunikationseinrichtung.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Übermittlung eines Nutzsignals von wenigstens einer der Kommunikationseinrichtungen an die jeweils andere Kommunikationseinrichtung, insbesondere von der ersten Kommunikationseinrichtung an die zweite Kommunikationseinrichtung, eine sichtbares Licht als Übertragungsmedium nutzende Kommunikationstechnik verwendet wird.
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Dabei erfolgt die Licht nutzende Kommunikation bevorzugt bezüglich der Übermittlung eines Nutzsignals von einer fest beispielsweise seitens der Hauptmagneteinheit der Magnetresonanzeinrichtung angeordneten ersten Kommunikationseinrichtung zu einer insbesondere mobilen, patientenseitigen zweiten Kommunikationseinrichtung, wobei auch eine umgekehrte oder gar bidirektionale Übertragung von Nutzsignalen möglich ist, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird. Die patientenseitige zweite Kommunikationseinrichtung ist zumindest zum Zeitpunkt der Kommunikation innerhalb der Patientenaufnahme angeordnet, beispielsweise an der Patientenliege.
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Die Erfindung schlägt mithin vor, als drahtlose Übertragungstechnik eine sichtbares Licht als Übertragungsmedium nutzende Kommunikationstechnik zu verwenden, wie sie im Stand der Technik, insbesondere für Vernetzungsanwendungen im Heim- und/oder Bürobereich, bereits vorgeschlagen wurde, wobei meist das Schlagwort „visible light communication“ (VLC) verwendet wird. Bevorzugt wird dabei eine wenigstens eine LED (Leuchtdiode) verwendende Beleuchtungseinrichtung zur Übertragung des Nutzsignals eingesetzt, nachdem LEDs die bevorzugten Lichtquellen für die kombinierten Zwecke der Beleuchtung und der Datenkommunikation sind. Zu den üblichen Vorteilen von LEDs kommen die schnelle Ansprechzeit, die hohe Datenraten erlaubt, sowie die hohe Energieumwandlungseffizienz. Dabei werden bevorzugt weiße LEDs eingesetzt, insbesondere dann, wenn die Kommunikation unidirektional sein soll, wobei zwei vorherrschende Technologien für weiße LEDs existieren, nämlich Phosphor-basierte LEDs und trichromatische LEDs. Insbesondere dann, wenn eine bidirektionale Kommunikation realisiert werden soll, kann es jedoch auch zweckmäßig sein, farbige LEDs unterschiedlicher Wellenlängen seitens der ersten und der zweiten Kommunikationseinrichtung einzusetzen, so dass dann unter Einsatz geeigneter optischer Filter die entsprechenden Übertragungskanäle getrennt werden können. Beispielsweise kann zur Ausleuchtung der Patientenaufnahme und gleichzeitig zur Kommunikation zu der zweiten Kommunikationseinrichtung ein grünes Licht verwendet werden, während die patientenseitige zweite Kommunikationseinrichtung rote LEDs verwendet.
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Allgemein hat es sich jedoch gezeigt, dass, insbesondere aufgrund der recht unkomplizierten Realisierung von Rufbällen innerhalb der Magnetresonanzeinrichtung bzw. der Realisierung von Mikrofonen seitens der Hauptmagneteinheit, eine unidirektionale Kommunikationsverbindung von der ersten Kommunikationseinrichtung zu der patientenseitigen zweiten Kommunikationseinrichtung ausreichend ist. In diesem Kontext weist die Magnetresonanzeinrichtung zweckmäßig einen pneumatisch betriebenen Rufball als weiteres unidirektionales Kommunikationssystem von dem Patienten nach außerhalb der Patientenaufnahme und/oder ein an einer Hauptmagneteinheit, insbesondere am Rand der Patientenaufnahme, angeordnetes Mikrofon.
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Gerade im Kontext einer unidirektionalen Kommunikation von der ersten Kommunikationseinrichtung zur patientenseitigen zweiten Kommunikationseinrichtung sieht eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass seitens der ersten Kommunikationseinrichtung als Lichtquelle eine Beleuchtungseinrichtung einer Patientenaufnahme der Magnetresonanzeinrichtung genutzt wird. Derartige Beleuchtungseinrichtungen für die Patientenaufnahme, die auch als „In-Bore-Beleuchtung“ bezeichnet werden, nutzen meist ohnehin weiße LEDs, die beispielsweise linienartig angeordnet bzw. Lichtstreifen bildend in einer Verkleidung der Patientenaufnahme angeordnet sein können. Damit wird eine bereits vorhandene Lichtquelle eingesetzt, die die Patientenaufnahme gleichmäßig und sicher ausleuchtet, wobei kaum oder sogar gar kein Fremdlicht vorhanden ist, welches zusätzliches Rauschen verursachen könnte.
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Allgemeine weitere Vorteile der Verwendung der VLC-Technik sind, dass keine Funk-Zulassung erforderlich ist und keine Raum einnehmenden Antennen realisiert werden müssen. Gerade dann, wenn eine Beleuchtungseinrichtung für die Patientenaufnahme der Magnetresonanzeinrichtung eingesetzt wird, werden mithin die dortigen, kaum gestörten Lichtverhältnisse optimal ausgenutzt, was eine aufgrund der bereits vorhandenen Lichtquelle einfach zu realisierende, störungssichere und verlässliche Übertragungsmöglichkeit bietet.
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Zum Empfang des zur Übertragung des Nutzsignals verwendeten Lichts kann eine einen Photodetektor verwendende und/oder einen optischen Konzentrator und/oder einen optischen Filter aufweisende Lichtempfangseinrichtung verwendet werden. Dabei können grundsätzlich aus der VLC-Technik bereits bekannte Ausgestaltungen genutzt werden, wobei sich die Verwendung eines optischen Konzentrators und eines optischen Filters vorteilhaft auf das Signal-Zu-Rausch-Verhältnis (SNR) auswirken. Ein optisches Filter ist vor allem dann zweckmäßig, wenn weiße LEDs verwendet werden, die bei diskreten Wellenlängen ausgesendetes Licht kombinieren.
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Seitens der sendenden, insbesondere ersten, Kommunikationseinrichtung kann ein als eine Amplitudenmodulation für die Helligkeit des Lichts aufgebrachtes Trägersignal verwendet werden. Um die Helligkeit bzw. Intensität des Lichts, das von der Lichtquelle, bevorzugt der Beleuchtungseinrichtung für die Patientenaufnahme, ausgestrahlt wird, zu bestimmen, wird den LEDs üblicherweise ein Ansteuersignal einer bestimmten, die gewünschte Helligkeit angebenden Amplitude übermittelt. Die Helligkeit des Lichts wird somit durch das Trägersignal leicht variiert, was durch einen Betrachter nicht wahrnehmbar ist, aber die Übermittlung des Nutzsignals ermöglicht, das zweckmäßig auf das Trägersignal aufmoduliert ist. Das Trägersignal weist dabei bevorzugt eine Frequenz auf, die kleiner als 10 MHz, insbesondere kleiner als 3 MHz, ist. Beispielsweise kann eine bevorzugte Frequenz bei 2,5 MHz liegen. Derart niedrige Frequenzen erzeugen keine für die Magnetresonanzbildgebung relevanten Störsignale. Interferenz-Probleme, insbesondere hinsichtlich der elektrischen Energieversorgung der Lichtquelle, insbesondere der LEDs, treten nicht auf.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht mithin vor, dass das Nutzsignal bevorzugt analog durch Winkelmodulation des Trägersignals in das Licht eingebracht wird. Es wird mithin zunächst die Helligkeit des Lichtes mit dem Trägersignal moduliert, wobei das Trägersignal die eigentliche Niederfrequenzinformation, das Nutzsignal, bei welchem es sich insbesondere um ein akustisches Signal (Sprache, Musik) handelt, in Form einer Winkelmodulation kodiert. Die Winkelmodulation bietet den Vorteil, dass sie sich immun gegenüber Amplitudenverzerrungen aufgrund einer nichtlinearen Übertragungscharakteristik der Lichtquelle, insbesondere der LEDs, zeigt. Der Vorteil einer analogen Winkelmodulation, insbesondere einer analogen Phasenmodulation, wobei selbstverständlich auch eine Frequenzmodulation denkbar ist, ist, dass somit eine schmalbandige Modulation vorliegt, die ebenso einen geringen Einfluss auf sonstige Komponenten der Magnetresonanzeinrichtung, insbesondere hinsichtlich der Magnetresonanzbildgebung, sicherstellt. Ein weiterer Vorteil der analogen Helligkeitsmodulation mittels des Trägersignals, dass die Nutzinformation in Form einer Winkelmodulation trägt, ist, dass keine digitale Signalverarbeitung seitens der zweiten, patientenseitigen Kommunikationseinrichtung erforderlich ist. Die Winkelmodulation sorgt für weitgehende Immunität gegen Nichtlinearitäten der Charakteristik der Lichtquelle, welche insbesondere LEDs aufweist. Die Winkelmodulation ermöglicht auch eine sehr leistungseffiziente Realisierung, insbesondere, nachdem keine linearen Verstärker benötigt werden, sondern stark nichtlineare Verstärker eingesetzt werden können.
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Störeffekte können weiterhin dadurch reduziert werden, dass das Trägersignal phasenstarr zu einem Grundtaktsignal der Magnetresonanzeinrichtung erzeugt wird. Das bedeutet, die Frequenz des Trägersignals entspricht einer Multiplikation der Frequenz des Grundtaktsignals mit einem rationalen Faktor, wobei eine feste Phasenbeziehung gegeben ist. Dies erlaubt es mit besonderem Vorteil, dass die Empfangselektronik der empfangenden Kommunikationseinrichtung, insbesondere der zweiten Kommunikationseinrichtung, zur Ermittlung eines internen Taktsignals phasenstarr zu dem Trägersignal ausgebildet ist. Das interne Taktsignal der empfangenden Kommunikationseinrichtung, insbesondere der zweiten Kommunikationseinrichtung, ist hierdurch auch phasenstarr zum Grundtakt der Magnetresonanzeinrichtung, ohne dass das Grundtaktsignal der Magnetresonanzeinrichtung der empfangenden Kommunikationseinrichtung anderweitig zugeleitet werden müsste. Letztlich ist also eine Phasenregelschleife (PLL) realisiert, so dass sich durch die Vermittlung des Trägersignals seitens der empfangenden Kommunikationseinrichtung eine Art synchroner Demodulator ergibt, wodurch Stör- und Interferenzeffekte weitergehend vermieden werden, nachdem das interne Taktsignal der empfangenden Kommunikationseinrichtung an das Grundtaktsignal der Magnetresonanzeinrichtung angekoppelt ist. Auf diese Weise lässt sich ein hohes Signal-Zu-Rausch-Verhältnis bzw. eine hohe Empfindlichkeit seitens der Lichtempfangseinrichtung erreichen.
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Innerhalb der empfangenden, insbesondere zweiten, Kommunikationseinrichtung wird zweckmäßigerweise unter Nutzung des internen Taktsignals das Empfangssignal auf eine Zwischenfrequenz umgesetzt, die niedriger ist, so dass eine Verstärkung auf der Zwischenfrequenz erfolgen kann, was Störungs- und Interferenzeffekte weiter erniedrigt.
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Insgesamt erlaubt also gerade das Zusammenspiel der Nutzung des Trägersignals als Helligkeitsvariation, auf das das Nutzsignal durch Winkelmodulation aufmoduliert wird, bei eher niedrigen Frequenzen des Trägersignals gemeinsam mit der phasenstarren Kopplung des Trägersignals und des internen Taktsignals der empfangenden Kommunikationseinrichtung eine Sender-Empfänger-Architektur, bei der für die Magnetresonanzbildgebung relevante Störsignale minimiert sind, insbesondere überhaupt nicht mehr vorhanden sind.
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Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass das Steuersignal, über das die Lichtquelle angesteuert wird, selbstverständlich einen Gleichanteil aufweist, über den der optimale Arbeitspunkt der Lichtquelle eingestellt wird, mithin beispielsweise eine gewünschte Helligkeit innerhalb der Patientenaufnahme bei Nutzung einer Beleuchtungseinrichtung für die Patientenaufnahme. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zunächst ein Sendesignal durch Winkelmodulation des Nutzsignals auf das Trägersignal erzeugt wird, welches einer modulierbaren Stromquelle zugeführt wird, die ein Helligkeitssignal zur Helligkeitssteuerung erhält und somit das Steuersignal für die Lichtquelle, insbesondere ein LED-Array, erzeugt.
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Zweckmäßigerweise ist die Empfangselektronik der empfangenden Kommunikationseinrichtung, insbesondere der zweiten Kommunikationseinrichtung, mit einem Hochfrequenzschirm geschirmt. Die empfangende, insbesondere zweite, Kommunikationseinrichtung benötigt keine Hochfrequenz-Schnittstelle und lässt sich mithin hermetisch schirmen, damit lediglich die Licht-Eintrittsöffnung für die Lichtempfangseinrichtung und gegebenenfalls eine Niedrigfrequenz-Schnittstelle erforderlich ist, an die beispielsweise ein Kopfhörer für den Patienten angeschlossen werden kann.
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Mithin ist als zweite Kommunikationseinrichtung bevorzugt eine in einen Patientenkopfhörer integrierte und/oder an diesen angeschlossene Kommunikationseinrichtung vorgesehen, wobei die erwähnte Niedrigfrequenz-Schnittstelle an der zweiten Kommunikationseinrichtung beispielsweise zum Anschluss des Kopfhörers vorgesehen sein kann. Bei dem Nutzsignal handelt es sich mithin zweckmäßig um akustische Informationen, die, wie dargelegt wurde, bevorzugt analog übertragen werden, um eine Schmalband-Phasenmodulation bzw. allgemein Schmalband-Winkelmodulation zu erlauben. Insgesamt kann sich durch die zweite Kommunikationseinrichtung und den Kopfhörer eine VLC-Kopfhörereinrichtung realisieren lassen, die sich leicht an bereits installierten Magnetresonanzeinrichtungen nachrüsten lässt, die eine Beleuchtungseinrichtung für die Patientenaufnahme, welche LEDs verwendet, aufweisen.
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Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch eine Magnetresonanzeinrichtung, aufweisend ein Kommunikationssystem mit einer ersten Kommunikationseinrichtung und einer insbesondere mobilen, patientenseitigen zweiten Kommunikationseinrichtung, welches Kommunikationssystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Magnetresonanzeinrichtung übertragen, mit welcher mithin auch die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
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Insbesondere findet dabei die Kommunikation von der ersten Kommunikationseinrichtung zu der zweiten, zumindest im Zeitraum der Kommunikation innerhalb der Patientenaufnahme angeordneten Kommunikationseinrichtung statt, wobei mithin die erste Kommunikationseinrichtung eine Lichtquelle aufweisen kann, die bevorzugt als Beleuchtungseinrichtung für die Patientenaufnahme der Magnetresonanzeinrichtung ausgebildet ist. Die erste Kommunikationseinrichtung weist ferner eine Steuereinrichtung auf, die ein Steuersignal auf die beschriebene Weise für die Lichtquelle erzeugt, insbesondere ein einen Gleichanteil (zeitlich konstanten Anteil) für die Helligkeitssteuerung aufweisendes Steuersignal, das als Helligkeitsvariation das Trägersignal aufweist, auf das durch analoge Winkelmodulation des Nutzsignal aufmoduliert ist. Seitens der zweiten Kommunikationseinrichtung ist dann eine Lichtempfangseinrichtung vorgesehen, der wiederum eine die Empfangselektronik realisierende Steuereinrichtung folgt, die aus dem empfangenen Lichtsignal das Nutzsignal wieder extrahiert, insbesondere als synchroner Demodulator, der ein internes Taktsignal nutzt, welches unter Übermittlung des Trägersignals phasenstarr an ein Grundtaktsignal der Magnetresonanzeinrichtung gekoppelt ist.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzeinrichtung,
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2 den Aufbau der ersten Kommunikationseinrichtung, und
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3 den Aufbau der zweiten Kommunikationseinrichtung.
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1 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Magnetresonanzeinrichtung 1, in die ein Kommunikationssystem mit einer ersten Kommunikationseinrichtung 2, die an der Hauptmagneteinheit 3 realisiert ist, und einer zweiten Kommunikationseinrichtung 4, die an der Patientenliege 5 vorgesehen ist, aufweist. Dabei ist vorliegend ein prinzipieller Schnitt durch die Magnetresonanzeinrichtung 1 gezeigt, aus dem mithin die Hauptmagneteinheit 3 und die Patientenaufnahme 6 leicht ersichtlich sind. Dabei sind der Einfachheit halber nur für die vorliegende Erfindung relevante Komponenten gezeigt; der sonstige Aufbau der Magnetresonanzeinrichtung 1 mit Gradientenspulen, Hochfrequenzspulen, Hauptmagnet und dergleichen ist im Stand der Technik bereits weitgehend bekannt.
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In die Verkleidung der Patientenaufnahme 6 integriert ist eine Beleuchtungseinrichtung 7 für diese, die vorliegend als mehrere umlaufende beleuchtbare Ringe 8 mit weißes Licht ausstrahlenden LEDs 9 gebildet sind. Selbstverständlich sind auch Beleuchtungseinrichtungen 7 denkbar, bei denen sich die LED-Arrays in Längsrichtung der Patientenaufnahme 6 erstrecken oder anderweitig angeordnet sind. Die Beleuchtungseinrichtung 7 sorgt für eine gleichmäßige Ausleuchtung der Patientenaufnahme 6 mit weißem Licht. Dieses Licht der Beleuchtungseinrichtung 7 wird nun als Übertragermedium genutzt, um ein Nutzsignal an die zweite Kommunikationseinrichtung 4 zu übertragen, wozu die erste Kommunikationseinrichtung 2 neben der Beleuchtungseinrichtung 7 als Lichtquelle auch eine Steuereinrichtung 10 umfasst, die ein Steuersignal auf bezüglich 2 noch genauer erläuterte Weise erzeugt, so dass durch die LEDs 9 ein Sendesignal übermittelt wird. Dieses wird durch eine Lichtempfangseinrichtung der zweiten Kommunikationseinrichtung 4 empfangen und in einer dortigen Steuereinrichtung als Empfangssignal weiterverarbeitet, um das Nutzsignal zu extrahieren. Bei dem Nutzsignal handelt es sich vorliegend um ein akustisches Signal, beispielsweise umfassend Sprache und/oder Musik, welches an einem an die zweite Kommunikationseinrichtung angeschlossenen Kopfhörer 11 ausgegeben wird.
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Angedeutet an der Patientenliege 5 ist noch ein pneumatisch arbeitender Rufball 12 für den Patienten, wobei angemerkt sei, dass auch Ausgestaltungen denkbar sind, in denen nicht eine unidirektionale Kommunikation von der ersten Kommunikationseinrichtung 2 an die zweite Kommunikationseinrichtung 4 erfolgt, sondern auch eine bidirektionale Kommunikation möglich ist, beispielsweise unter Verwendung von Licht unterschiedlicher Wellenlängen, wobei sich die im Folgenden noch dargestellten Prinzipien zur möglichst robusten und störeffektarmen Nutzsignalübertragung selbstverständlich auch auf eine bidirektionale Kommunikation übertragen lassen.
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2 zeigt nun den Aufbau der ersten Kommunikationseinrichtung 2 in einer weiteren Prinzipskizze genauer. Hauptsächliche Bestandteile der ersten Kommunikationseinrichtung 2 sind die Steuereinrichtung 10 und die Lichtquelle, mithin die LEDs 9 der Beleuchtungseinrichtung 7.
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Von einer weiteren Steuereinrichtung der Magnetresonanzeinrichtung 1 erhält die Steuereinrichtung 10 gemäß dem Pfeil 13 ein Grundtaktsignal, welches in einer Trägersignalerzeugungseinheit 14 genutzt wird, um ein zu dem Grundtaktsignal der Magnetresonanzeinrichtung 1 phasenstarres Trägersignal T bei einer Frequenz von 2,5 MHz zu erzeugen. Das bedeutet, die Frequenz des Trägersignals, 2,5 MHz, ergibt sich durch Multiplikation mit einem rationalen Faktor aus der Frequenz des Grundtaktsignals der Magnetresonanzeinrichtung 1 und steht in einer festen Phasenbeziehung zu diesem. Eine Nutzsignalquelle 15 liefert das der Steuereinrichtung 10 üblicherweise auch von extern zugeführte Nutzsignal N an einen Phasenmodulator 16, der das Nutzsignal N dem Trägersignal T durch analoge Schmalband-Phasenmodulation hinzufügt. Es entsteht ein phasenmoduliertes Trägersignal T´, welches an eine modulierbare Stromquelle 17 weitergeleitet wird. Dieser führt eine Helligkeit-Regelungseinheit 18 einen Helligkeitswert H zu, wobei die Stromquelle 17 aus dem phasenmodulierten Trägersignal T´ und dem Helligkeitswert H ein Steuersignal S für die LEDs 9 generiert, in welchem ein für den gewünschten Helligkeitswert H geeigneter Gleichanteil enthalten ist, bei dem die Intensität der LEDs 9 dann für den Beobachter nicht wahrnehmbar mit dem phasenmodulierten Trägersignal T´ leicht variiert.
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Die LEDs 9 der Beleuchtungseinrichtung 7 strahlen dann entsprechend das durch die Pfeile angedeutete Licht 19 ab.
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3 zeigt eine entsprechende Prinzipskizze der zweiten Kommunikationseinrichtung 4, welche neben der Lichtempfangseinrichtung 20 ebenso, wie bereits erwähnt, eine Steuereinrichtung 21 aufweist, die die Empfangselektronik realisiert. Durch eine Lichteinfallsöffnung fällt das Licht 19 auf die Lichtempfangseinrichtung 20, welche einen optischen Konzentrator 22, ein optisches Filter 23 für die von den LEDs 9 ausgesandten diskreten Wellenlängen und einen Photodetektor 24 aufweist. Durch die Verstärkung des Lichts 19 in dem optischen Konzentrator 22 und die Selektion des von den LEDs 9 ausgesandten Lichtes 19 mittels des optischen Filters 23 werden Rauscheffekte reduziert und das Signal-Zu-Rausch-Verhältnis wird vergrößert.
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Nachdem bereits seitens des Photodetektors 24 der Gleichanteil entfernt wird, wird letztlich wiederum im Wesentlichen das phasenmodulierte Trägersignal T´ als Empfangssignal E entgegengenommen und an die Steuereinrichtung 21 weitergegeben. Dort wird das Empfangssignal E zum einen genutzt, um in einer Taktsignalerzeugungseinheit 25 ein internes Taktsignal I zu erzeugen, das eine Frequenz aufweist, die durch Multiplikation mit einem rationalen Faktor aus der Frequenz des Trägersignals T hervorgeht und gegenüber dem Trägersignal T definiert phasenverschoben ist. Mithin ist das interne Taktsignal I phasenstarr zum Trägersignal T und mithin zum Grundtaktsignal der Magnetresonanzeinrichtung 1. Auf diese Weise arbeitet der Demodulator 26, dem das Empfangssignal E ebenso zugeführt wird, als synchroner Demodulator. Durch den Demodulator 26 wird wieder das Nutzsignal N erhalten, welches mittels einer Niederfrequenz-Schnittstelle 27 dem Kopfhörer 11 zugeführt werden kann. Weitere elektronische Komponenten können auch zur Umsetzung von Signalen auf Zwischenfrequenzen dienen, auf denen sie weiterverarbeitet werden können; ferner sind selbstverständlich meist, insbesondere seitens der Steuereinrichtung 21, Verstärker und dergleichen vorgesehen, die hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind.
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Selbstverständlich können auch andere elektronische Komponenten als Bestandteile der Empfangselektronik bzw. Steuereinrichtung 21 der zweiten Kommunikationseinrichtung bzw. der Steuereinrichtung 10 der ersten Kommunikationseinrichtung 2 hinzugefügt werden, welche beispielsweise für Verbesserungen der Signalqualität und dergleichen sorgen. Nachdem das Nutzsignal N analog übertragen wurde, kann es als akustisches Signal unmittelbar im Kopfhörer 14 eingesetzt werden.
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Die zweite Kommunikationseinrichtung 4, welche im Übrigen auch in den Kopfhörer 11 integriert werden kann, weist ersichtlich keine Hochfrequenzschnittstelle auf. Ihre Empfangselektronik (Steuereinrichtung 21) ist gemeinsam mit der Lichtempfangseinrichtung 20 durch einen Hochfrequenzschirm 28 nach außen hin abgeschirmt.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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