阅读说明：本技术 磁共振装置和运行磁共振装置的方法 (Magnetic resonance device and method for operating a magnetic resonance device ) 是由 B.卡尼斯基 于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种磁共振装置和运行磁共振装置的方法。磁共振装置具有部件(3、4、5),其中,与主部件(3)不对应的第一部件(5)在正常运行模式下发出电磁干扰信号,并且第一部件能够附加地在睡眠运行模式下运行,并且所有部件通过串行总线系统与主部件连接,其中,在经由总线系统收到通信消息时,处于睡眠运行模式的第一部件至少暂时被置于正常运行模式,其中,使得所有第一部件被设置在通信支线的远离主部件的如下端部处,端部是紧接在第二部件(4)之后的、仅包含第一部件的总线片段(6),并且至少紧邻总线片段设置在通信支线中的第二部件具有开关单元(8)和控制单元(9),开关单元用于临时阻止到总线片段的通信转发。(The invention relates to a magnetic resonance apparatus and a method for operating a magnetic resonance apparatus. The magnetic resonance device has components (3, 4, 5), wherein a first component (5) which is not assigned to the main component (3) emits an electromagnetic interference signal in a normal operating mode, and the first component can additionally be operated in a sleep mode of operation, and all components are connected to the main component via a serial bus system, wherein the first component in the sleep mode of operation is at least temporarily placed in the normal mode of operation upon receipt of a communication message via the bus system, wherein all first components are arranged at the end of the communication branch remote from the main component, which end is a bus segment (6) immediately following the second component (4) and containing only the first components, and at least the second component, which is arranged in the communication leg next to the bus segment, has a switching unit (8) and a control unit (9), the switching unit being used to temporarily prevent the forwarding of the communication to the bus segment.)

磁共振装置和运行磁共振装置的方法

技术领域

本发明涉及一种磁共振装置，所述磁共振装置具有多个部件，所述部件包括至少一个主部件，所述主部件与其余部件进行通信，其中，所述部件中的与所述主部件不对应的至少一个第一部件在正常运行模式下发出电磁干扰信号，所述电磁干扰信号在至少一个干扰时间段内干扰磁共振装置的图像拍摄运行，并且所述其余部件形成一组第二部件，其中，至少一个第一部件能够在正常运行模式下以及在避免电磁干扰信号的睡眠运行模式下运行，并且所有部件通过串行总线系统，经由通过线路连接线实现的至少一个通信支线与所述主部件连接，其中，在经由总线系统收到通信消息时，处于睡眠运行模式的第一部件至少暂时被置于正常运行模式。此外，本发明涉及一种用于运行这种磁共振装置的方法。

背景技术

磁共振装置在现有技术中在很大程度上已经是已知的，并且经常用于进行医学成像。为了记录磁共振数据，通过磁共振装置的高频线圈装置接收非常弱的磁共振信号，随后对其进行处理。由于该原因，图像拍摄运行对于干扰信号非常敏感，例如干扰信号可能来自于磁共振装置的其它部件，其它部件也可能包括附加设备。例如，如果存在来自位于磁共振装置的接收装置附近的部件的处理器的自振荡的时钟信号，则其可能对图像拍摄运行产生干扰，其可能在形成的磁共振图像中表现为伪影、例如条纹或者点。

为了避免这种问题，已知至少在干扰时间段内，将可能干扰图像拍摄运行的这种部件置于睡眠运行模式，在睡眠运行模式下，在部件侧选择适当的运行参数，以停止发出干扰信号，其中，通过改变运行参数而采取的措施例如可以包括去激活时钟发生器等。如果不能切换到没有干扰或者减少干扰的睡眠运行模式，则必须实现通常复杂并且昂贵的屏蔽措施，以确保图像拍摄运行不受干扰。

为了在磁共振系统中进行通信，经常使用串行总线系统，其包括至少一个主部件，总线系统的至少一个通信支线从主部件开始延伸，通信支线与要在串行总线系统中进行通信的其余部件连接。就下面称为第一部件的、可能对图像拍摄运行造成潜在的干扰并且可以在睡眠运行模式和正常运行模式下运行的部件而言，从睡眠运行模式“唤醒”的实现通常是一个两阶段的过程。首先，通过经由串行总线系统发送任意的通信消息，进行物理唤醒。仅仅通过这种总线活动，例如通过将去激活的时钟发生器再次激活，处于睡眠运行模式的第一部件至少暂时被置于正常运行模式。第一部件在该时间点仍然不理解进行“唤醒”的通信消息，因此在第二过程步骤中进行逻辑唤醒，其方法是经由串行总线系统向第一部件发送另一个特殊的通信消息、即唤醒信号，该另一个特殊的通信消息使第一部件持续进入逻辑唤醒状态、即正常运行模式。如果没有或者没有及时接收到唤醒信号，则第一部件在预先定义的时间间隔之后又返回睡眠运行模式。

如果睡眠的部件和始终苏醒的部件(下面称为第二部件)使用共同的串行总线系统，则处于睡眠运行模式的第一部件，被持续处于正常运行模式的第二部件的任意总线活动，短暂地置于正常运行模式。虽然第一部分通常在该时间间隔之后又自动返回到睡眠运行模式，但是处于正常运输模式的短暂的时间可能已经足够发出干扰，并且影响图像拍摄运行，直至整个磁共振测量不能使用。

因此，在现有技术中提出了对于第一部件和第二部件分别使用不同的串行总线，第一部件和第二部件与串行总线连接。然而，由此，尤其是由于附加的硬件、例如线缆、插接连接器等，产生附加的成本和附加的开销。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种磁共振装置的部件之间经由串行总线系统的通信的可以简单地实施的开销少的实现，所述部件包括可能产生干扰的第一部件以及与第一部件不对应的第二部件。

根据本发明，为了解决上述技术问题，在开头提到的类型的磁共振装置中设置为，分别沿着至少一个通信支线布置部件，使得所有第一部件被设置在通信支线的远离主部件的如下端部处，该端部是紧接在至少一个第二部件之后的、仅包含第一部件的总线片段，并且至少紧邻总线片段设置在通信支线中的、每个通信支线的第二部件具有开关单元和控制单元，开关单元用于至少对朝向总线片段的通信方向分配的线路连接线的通信线路，其中，控制单元被构造为用于，在收到阻止信号时，控制开关单元停止向总线片段的通信转发，并且在接收到解锁信号时，控制开关单元释放至总线片段的通信转发，阻止信号指示第一部件的睡眠运行模式有效。

因此，在本发明的范围内提出，为第一部件和第二部件提供共同的串行总线系统。串行总线系统具有从主部件出发的至少一个通信支线，主部件关于通信可以在串行总线系统中用作主设备。因为第一部件在睡眠运行模式下被构造为，在通过串行总线系统收到(任意的)通信消息时，至少暂时被置于正常运行模式，由此通过通信活动至少暂时被唤醒，尽管如此，为了避免对图像拍摄运行产生干扰，提出，选择沿着至少一个通信支线布置部件，使得所有第一部件，在没有第二部件的情况下，被设置在通信支线的远离主部件的端部处的总线片段中。为了在第一部件处于睡眠运行模式时，即尤其是在干扰时间段中，确保没有通信活动暂时唤醒第一部件，还提出，至少以如下方式扩展与具有第一部件的总线片段相邻的第二部件，即，对该第二部件增加开关单元，开关单元可以根据需要，针对至少对朝向该总线片段的通信方向分配的线路连接线的通信线路，阻止至该总线片段的通信转发，从而可以防止该总线片段中的通信支线上的活动的物理出现。这可以理解为信号层面的第一部件与第二部件的物理分离。

此外，至少紧邻该总线片段设置在通信支线中的第二部件具有控制单元，控制单元被构造为用于，控制开关单元阻止或者释放至该总线片段的通信转发。为此，尤其是主部件例如可以通过串行总线系统，作为通信消息发出相应的阻止信号和释放信号。在此，在这一点上还应当注意，主部件本身形成第二部件，并且如果在从其出发的通信支线中另外仅设置有第一部件，则主部件同样可以用作紧邻该总线片段的第二部件，因此主部件本身可以具有相应的开关单元和相应地构造的控制单元。

总之，通过将第一部件组合到也可以称为睡眠片段的总线片段中，并且绑定在通信支线的端部处，实现了第一部件(“睡眠部件”)和第二部件(“苏醒部件”)可以借助同一个串行总线系统运行。在此，还可以想到串行总线系统的不同的拓扑结构，例如具有单个通信支线的线性拓扑结构、具有从主部件出发的长度相同的多个通信支线的星形拓扑结构或者还有其组合，其中最初为线性的通信支线进一步分成多个通信支线。

因此，对于所设置的每一个通信支线，紧接在具有第一部件(睡眠片段)的总线片段之前的第二部件，承担至少对到相应的总线片段的通信方向进行切换的任务。

总之，因此，本发明提出，在附加的步骤中，针对睡眠运行模式的激活和去激活，在物理信号的层面在串行总线系统中进行干预，由此保证具有第一部件的总线片段在物理上与通信支线的其余部分分离，并且不再受包括第二部件的通信支线的唤醒片段上的活动影响。由此实现大量优点。

首先，可以节约用于单独针对第一部件实现附加的串行总线系统的成本和开销。这涉及布线和主部件。在个别情况下，当仅由于需要分离睡眠部件和唤醒部件而必须实现更昂贵的替代解决方案时，可能产生高的成本和高的开销。

此外，本发明可以特别简单地实现，因为仅必须对至少与总线片段相邻的第二部件进行最小的修改。通过简化系统拓扑结构得到进一步的改进。在此，这种解决方案原则上适用于所有可以想到的串行总线系统，包括具有差分和光学信号传输的串行总线系统。

特别有利地，线路连接线可以具有分别对一个通信方向分配的两个通信线路，其中，通信转发的中断仅涉及朝向总线片段的方向。在串行总线系统中，原则上使用信号类型“Rx”(发送信号)和“Tx”(接收信号)。为此，从主部件出发，存在输出通信线路(用于Tx)和返回通信线路(Rx)。虽然对于串行总线来说总体上常见的是，使用逻辑装置来对通信线路中的信号进行分路，但是对于具有差分信号传输的串行总线系统、例如CAN总线、MOD总线等来说，已知在部件内部使用单独的驱动模块，以由差分接收信号导出非差分接收信号，或者由非差分发送信号产生差分发送信号，然后将其输出到相应的通信线路上。

仅中断朝向总线片段的通信转发、但是不中断从该总线片段到朝向主部件的方向的通信线路的设计方案，在如下磁共振装置中具有特别大的优点，在这些磁共振装置中，至少一部分第一部件被构造为用于，还基于从串行总线系统外部接收到的外部的改变信号和/或内部的改变信号，从睡眠运行模式改变为正常运行模式。换言之，还存在针对第一部件的第二种唤醒可能性，这种唤醒可能性由相应的第一部件本身基于内部或者外部的改变信号发起。因为这种另外的唤醒可能性对于许多磁共振装置来说很重要，因此适宜的是，在根据本发明的设计方案中也保留这种另外的唤醒可能性，这通过仅在输出方向上、但是不在返回方向上阻止通信转发来实现。以这种方式，使得由于与串行总线系统无关的改变信号而改变为正常运行模式的第一部件，能够将这种状态改变尤其是通知主部件。

因此，本发明的一个相应的扩展方案设置为，主部件被构造为用于，在经由未中断的通信线路从第一部件收到切换信号时，至少在切换信号满足相关标准的情况下，发出解锁信号，切换信号指示从串行总线系统外部触发了至正常运行模式的切换。因此，可选地也可以检查相关条件，例如当切换信号作为通信消息包含如下信息时，即，由于什么原因激活了正常运行模式，或者正常运行模式激活了多长时间，从而尤其是当通过串行总线系统不产生通信需求，或者正常运行模式的激活仅仅是短暂的时，也可以抑制解锁信号。

适宜地，主部件可以被构造为用于，以寻址到紧接在总线片段之前的第二部件的方式，产生阻止信号和解锁信号。这意味着，相应的第二部件可以立即做出反应，从而尤其是可以在控制单元内，将相应的通信消息解释为相应的第二部件需要采取的措施。

在本发明的具体设计方案中，关于第一部件的睡眠运行模式和正常运行模式的激活，可以提供一种多步骤的方法。适宜地，主部件被构造为用于，通过向所有第一部件发出激活睡眠运行模式的至少一个睡眠信号，针对所有第一部件激活睡眠运行模式，之后发出阻止信号，和/或通过发出解锁信号，之后向所有第一部件发出激活正常运行模式的至少一个唤醒信号，来激活正常运行模式。这意味着，在要激活睡眠运行模式的情况下，首先，通过至少一个相应的通信消息激活睡眠运行模式，并且紧接在其之后，通过阻止信号借助紧邻的第二部件停止通信信号到总线片段的转发。在相反的情况下，对于主部件，首先必须可以再次联系到第一总线片段，从而首先发送解锁信号，之后在对到该总线片段的通信转发进行解锁之后，可以相应地将第一部件置于正常运行模式。

在此，在本发明的范围内，也适宜地以两阶段的过程唤醒第一部件，但是必要时也以两阶段的过程使第一部件“入睡”。因此可以设置为，控制单元被构造为用于，除了最后分别激活期望的运行模式的睡眠信号和/或唤醒信号之外，还作为另外的睡眠信号或者唤醒信号，产生至少一个准备信号。如已经提到的，串行总线系统上的任意通信活动可以导致在第一部件侧正常运行模式短暂激活，然而不对导致短暂激活的通信活动进行分析。因此，之后发送第一部件理解的实际的第二唤醒信号。关于睡眠运行模式的激活，首先，也可以使用进行准备的通信消息，例如具体为准备信号，以便相应的第一部件可以为睡眠运行模式进行准备，例如通过存储运行参数等。

特别有利地，可以设置为，通信线路被构造为用于进行光学信号传输。因此，在这种光学串行总线系统中也可以使用本发明，因为对于从在此包括至少一个光学通信线路的线路连接线输入的通信信号，部件通常使用光电耦合器，以将输入的光信号转换为电磁信号，来进行处理。也可以通过相应的逻辑装置来实现开关单元，逻辑装置对信号进行分路，以便在部件中例如通过控制单元进行处理，然后，开关单元例如抑制对相应的进行输出的光电耦合器的驱动，因此在物理上抑制至具有第一部件的总线片段的通信转发。

一般来说，在本发明的范围内，也可能有利的是，至少连接在总线片段之前的第二部件，具有连接到线路连接线中的逻辑装置，逻辑装置用于将消息耦合到部件中以及将消息与部件解耦，其中，逻辑装置包括开关单元和/或控制单元。在此，特别优选开关单元作为逻辑装置的一部分来实现，因为可以向原本简单的结构补充另一个简单的结构。在此，在一个简单的实现中，开关单元例如可以作为“与(AND)”门和/或“与非(NAND)”门来实现，其中，当然原则上也可以想到直到电隔离开关的其它设计方案。此外，原则上可以想到，控制单元也设置为逻辑装置的一部分，然而其中，优选作为控制单元，对于通信消息，使用原则上已有的解释单元。

适宜地，逻辑装置可以具有可编程逻辑模块，用于实现控制单元和/或开关单元。虽然如已经提到的，也可以想到逻辑装置本身的分立(diskrete)的实现，但是在本发明的范围内，尤其是例如原则上为了能够激活阻止功能和解锁功能，可编程逻辑模块可以是特别有用的。可以想到的可编程逻辑模块例如包括FPGA和/或CPLD。

除了磁共振装置之外，本发明还涉及一种用于运行这种磁共振装置的方法，其特征在于，控制单元在收到阻止信号时，控制开关单元停止至总线片段的通信转发，并且在接收到解锁信号时，控制开关单元释放至总线片段的通信转发，阻止信号指示第一部件的睡眠运行模式有效。关于根据本发明的磁共振装置的所有描述可以类似地转用于根据本发明的方法，因此利用根据本发明的方法，也可以获得已经提到的优点。

附图说明

本发明的其它优点和细节从下面描述的实施例中以及根据附图得到。在此：

图1示出了磁共振装置中的串行总线的第一设计方案，

图2示出了串行总线系统的第一替换拓扑结构，

图3示出了串行总线系统的第二替换拓扑结构，

图4示出了与第一部件的总线片段相邻的第二部件的总线接口的结构，

图5示出了用于激活和去激活睡眠运行模式的消息，以及

图6示出了正常运行模式从外部或者内部激活时的消息。

具体实施方式

图1示出了这里仅隐含地示出的磁共振装置1内的串行总线系统的可能的第一拓扑结构。在该串行总线系统内，在这里为线性的拓扑结构中，沿着单个通信支线2，通过对应的线路连接线，在此示例性地连接有五个部件3、4、5，该串行总线系统也可以是差分串行总线系统或者光学串行总线系统。

部件5是第一部件5，其在正常运行模式下，例如由于自振荡的(freilaufende)时钟发生器，可能在图像拍摄运行中触发干扰。因此，第一部件5可以在正常运行模式下以及在睡眠运行模式下运行，在睡眠运行模式下，例如时钟发生器是去激活的。在图像拍摄运行中，至少要在干扰时间段期间，采取这种睡眠运行模式。

其余部件3、4形成第二部件4，其中，部件3是在整体上控制串行总线系统中的通信的主部件3。可以看到，第一部件5和第二部件4在同一个串行总线系统中运行，这能够通过设置两种不同的措施来实现。

一方面，沿着通信支线2，按照部件4、5的顺序布置部件4、5，使得所有第一部件5聚集在通信支线2的远离主部件3的端部处，形成总线片段6，总线片段6也可以称为睡眠片段。因此，总线片段6不包含第二部件4。相应地，第二部件4形成另一个总线片段7，总线片段7也可以称为唤醒片段。

紧邻总线片段6的第二部件4在此在其总线接口中具有开关单元8，开关单元8被构造为用于，在物理信号的层面中断至总线片段6的通信转发。开关单元8由控制单元9控制，控制单元9被构造为用于，在收到来自主部件3的指向相应的第二部件4的阻止信号时，控制开关单元8中断通信转发，并且在收到来自主部件3的指向相应的部件4的解锁信号时，控制开关单元8恢复至总线片段6的通信转发。

在此，也可以想到与在图1中所示出的不同的串行总线系统的拓扑结构，例如示例性地通过图2和3示出的。图2示出了具有两个通信支线2的星形拓扑结构的一个可能的设计方案，其中，在此，主部件3、4具有开关单元8和控制单元9。在图3的示例中设置了组合的线性-星形拓扑结构，其具有三个通信支线2、2a和2b，从而附带地也可以形成多个总线片段6。

图4更详细地示出了与总线片段6相邻的第二部件4的总线接口10的一个示例性的设计方案。首先，示出了通信支线2的线路连接线11在此具有两个通信线路12、13，其中，对从主部件3到总线片段6的通信方向分配通信线路12(Tx)，对相反的方向、即到主部件3的方向分配通信线路13(Rx)。

在此，可以看到，开关单元8作为逻辑装置14的一部分来实现，参见箭头15、16，可以经由逻辑装置14以可处理的形式向控制器17转发信号或者通信消息，控制器17在此也用作控制单元9，或者可以将要放置到总线上的输出信号相应地馈入线路连接线11中。

如从图4中可以看到的，开关单元8仅涉及Tx通信线路12，因此涉及朝向总线片段6的通信方向。即使在至总线系统6的通信转发中断时，来自总线片段6的指向主部件3的信号也从总线系统6继续转发至第二部件4。

以这种方式，通过与串行总线系统无关的外部或者内部的改变信号唤醒的第一部件5可以通知这一点。

虽然原则上可以作为简单的分立逻辑模块、例如“与(AND)”模块的补充，来补充开关单元8，但是在此设置为，逻辑装置14本身可以构造为可编程逻辑模块，尤其是构造为FPGA或者CPLD。

根据箭头18，在此为控制器17形式的控制单元9控制开关单元8中断或者恢复至总线片段6的通信转发。在此，如已经提到的，当作为通信消息收到阻止信号时，中断通信转发，而当作为通信消息收到解锁信号时，恢复通信转发。

图5以根据图1的拓扑结构为示例，再次更详细地示出了激活睡眠运行模式时或者去激活睡眠运行模式时的相应的通信消息。

为了激活睡眠运行模式，首先，主部件3向第一部件5发送准备信号19、20，使得可以准备睡眠运行模式。然后，最终借助主部件3的睡眠信号21在第一部件5中激活睡眠运行模式。

然后，在睡眠信号21之后，向紧接在总线片段6之前的第二部件4发送阻止信号22，在那里借助控制单元9解释阻止信号22，并且使用阻止信号22控制开关单元8，使得中断至总线片段6的通信转发。

如果要再次激活正常运行模式，则首先向紧接在总线片段6之前的第二部件4发送解锁信号23，使得控制单元9控制开关单元8释放至总线片段6的通信转发。然后，还可以经由第一通信线路12向第一部件5传送任意的产生总线活动的第一唤醒信号24，第一部件5确定总线活动，并且(首先临时)激活正常运行模式。在临时激活第一部件5的正常运行模式的时间间隔内，此时将最终的唤醒信号25传送至第一部件5，使得持续激活正常运行模式。

在图6的情况下，从串行总线系统的外部再次激活了第一部件5的正常运行模式，从而第一部件5基于未中断的通信转发，沿着通信线路13向主部件3发送切换信号26，主部件3相应地可以利用发送到紧接在总线片段6之前第二部件4的解锁信号23作出反应。

虽然在细节上通过优选实施例详细说明并且描述了本发明，但是本发明不局限于所公开的示例，并且本领域技术人员可以从中导出其它变形方案，而不脱离本发明的保护范围。