Effiziente und robuste Funkübertragung von Messdaten in einem Magnetresonanztomographen

ISBN-13: 9783656817543 / Niemiecki / Miękka / 2014 / 154 str.

Michael Wiehl

Opis

Doktorarbeit / Dissertation aus dem Jahr 2014 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 2,0, Friedrich-Alexander-Universitat Erlangen-Nurnberg (Institut fur technische Elektronik), Sprache: Deutsch, Abstract: In der vorliegenden Arbeit werden Aspekte aufgezeigt, die fur den Entwurf eines Datenubertragungssystems fur Sensordaten in einem Magnetresonanztomographen relevant sind. Basierend darauf wird ein Ubertragungssystem ausgewahlt und der Versuch unternommen, es optimal auszulegen. Der Entwurf eines einkanaligen Demonstrators wird erlautert und die auftretenden Herausforderungen dargelegt. Das entstandene System ubertragt die Messdaten mittels Frequenzmodulation. Das gemessene Signal wird dabei in eine niedrige Zwischenfrequenz gebracht, was dazu fuhrt, dass die Bandbreite des modulierten Tragers minimiert wird. Im Sender-Frontend wird der Trager direkt in einer hohen Frequenzlage erzeugt, was zu einem kompakten Aufbau und einer geringen Leistungsaufnahme fuhrt. Das gesamte Sendemodul wird mit einem Akkumulator versorgt und verbraucht lediglich 447 mW. Sende- und Empfangsantennen sind jeweils Rundstrahlantennen. Damit wird die Qualitat der Ubertragung unabhangig von der Position und Orientierung des Sendemoduls. Als Empfanger wird ein superheterodyner Empfanger mit zwei Zwischenfrequenzen und einer Schaltmatrix zur Minimierung des Schaltungsaufwands eingesetzt. Die Validierung des Konzepts in einem Laboraufbau zeigt, dass die gemessene Dynamik mit der jeweils berechneten gut ubereinstimmt. Anhand des Demonstrators kann ein gemessenes Signal mit einer maximalen Bandbreite von 1,05 MHz und einer Signaldynamik von 149,7 dB/Hz ubertragen werden. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Dynamik der Ubertragungsstrecke unter Ausnutzung von Raumdiversitat meist um weniger als 1 dB sinkt, sobald das Sendemodul an verschiedenen Positionen auf einem Probanden positioniert wird. Lediglich in der Bauchregion kann die Dynamik durch Atmung beeintrachtigt werden.