DE102014112923A1 - Method and system for the detection of clinical pictures - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zur Detektion von Krankheitsbildern, bei dem eine Probe (P) mittels Elektronenspinresonanzspektroskopie hinsichtlich einer Konzentration zumindest eines vorgegebenen Bestandteils insbesondere einer Körperflüssigkeit insbesondere in-vivo spektroskopisch analysiert wird, wobei der zumindest eine vorgegebene Bestandteil insbesondere zumindest eines ist von – Ferritin, dessen Konzentration bestimmt wird, und – Karbonatradikal, insbesondere aus einer Reaktion von Peroxynitrit und Kohlenstoffdioxid entstehendem Karbonatradikal, dessen Konzentration bestimmt wird.The invention relates to a method and a system for the detection of clinical pictures in which a sample (P) is analyzed spectroscopically by means of electron spin resonance spectroscopy with respect to a concentration of at least one predetermined constituent, in particular of a body fluid, in particular in vivo, wherein the at least one predetermined constituent is at least in particular one is of - ferritin, whose concentration is determined, and - carbonate radical, in particular from a reaction of peroxynitrite and carbon dioxide resulting carbonate radical, the concentration of which is determined.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zur Detektion von Krankheitsbildern. The invention relates to a method and a system for the detection of clinical pictures.

Im Körper ausgebrochene Infektionen, insbesondere in den Tagen nach einer Operation, oder andere Abweichungen vom gesunden Zustand eines Körpers werden oftmals über die Entnahme von Blut und einer anschließenden Untersuchung durch ein entsprechend ausgestattetes Labor detektiert, wie dies beispielhaft in WO2011036091A1 , WO2011116872A1 oder WO2012016030A2 beschrieben ist. Eine Durchführung nötiger Labortests, bei denen meist eine Separierung verschiedener Bestandteile des Vollblutes durchgeführt werden muss, beansprucht in der Regel mehrere Stunden bis Tage. Neben einem zeitlichen Aufwand sind entsprechende Labortests mit einem Einsatz mehrerer Geräte und/oder chemischer Indikatoren verbunden. Um ein Vorhandensein und einen Grad einer Sepsis feststellen zu können, wird vor allem eine Konzentration eines C-reaktiven Proteins herangezogen, wobei C-reaktives Protein insbesondere ein Akutphaseprotein ist, welches vom Körper bei einer Entzündung ausgeschüttet wird. Entzündung und Sepsis bildet sich in der Regel erst nach Entlassung eines Patienten und ist dadurch mit klinischen Labortests zum Zeitpunkt der Entlassung nicht nachweisbar. Daher kann es vor allem nach operativen Eingriffen durch die zeitlich verzögerte Feststellung einer Infektion zu Problemen kommen, da ein Patient oftmals schon vor einer Auswertung der letzten Proben, bei denen eine Entzündung nachgewiesen werden kann, entlassen wird. Dadurch besteht die Gefahr, dass sich die Infektion ausbreitet und verstärkt oder sogar zu einem septischen Schock führt. Dies kann ohne schnelle ärztliche Versorgung einen tödlichen Ausgang zur Folge haben. Infections that have broken out in the body, especially in the days following an operation, or other deviations from a healthy state of a body, are often detected by the removal of blood and subsequent examination by a suitably equipped laboratory, as exemplified in US Pat WO2011036091A1 . WO2011116872A1 or WO2012016030A2 is described. Conducting necessary laboratory tests, in which usually a separation of different components of the whole blood must be carried out, usually takes several hours to days. In addition to an expenditure of time corresponding laboratory tests are associated with the use of multiple devices and / or chemical indicators. In order to be able to detect a presence and a degree of sepsis, above all a concentration of a C-reactive protein is used, C-reactive protein being in particular an acute-phase protein which is released by the body during an inflammation. Inflammation and sepsis usually develop only after discharge of a patient and is therefore undetectable with clinical laboratory tests at the time of discharge. Therefore, especially after surgical interventions due to the delayed detection of an infection problems can occur, as a patient is often released even before an evaluation of the last samples, in which an inflammation can be detected. There is a risk that the infection spreads and aggravates or even leads to a septic shock. This can result in a fatal outcome without prompt medical attention.

Es wurden bereits hochauflösende NMR-Spektroskopie-Untersuchungen (NMR: Kernspinresonanz/Nuclear Magnetic Resonance) an Blutplasma [9] ( J. K. Nicholson, P. J. D. Foxall, M. Spraul, R. D. Farrant, und J. C. Lindon, „750 MHz 1H and 1H-13C NMR Spectroscopy of Human Blood Plasma“, Anal. Chem., Bd. 67, Nr. 5, S. 793–811, März 1995 ) durchgeführt, bei denen charakteristische Resonanzlinien einiger Proteine und andere Inhaltstoffe des Blutplasmas durch einen Einsatz verschiedener Pulssequenzen in einem 750 MHz-Hochfeld-NMR-Spektrometer aufgelöst werden konnten. Für eine Aufnahme entsprechend hochauflösender Spektren werden jedoch sehr starke Magnetfelder mit Flussdichten von über 17 T und lange Aufnahmezeiten benötigt. Ein Online Monitoring (deutsch: Echtzeit-Beobachtung/Überwachung) ist somit auch mit dieser Methode nicht möglich. High-resolution NMR spectroscopy studies (NMR: nuclear magnetic resonance / nuclear magnetic resonance) have already been performed on blood plasma [9] ( JK Nicholson, PJD Foxall, M. Spraul, RD Farrant, and JC Lindon, "750 MHz 1H and 1H-13C NMR Spectroscopy of Human Blood Plasma", Anal. Chem., Vol. 67, No. 5, pp. 793-811, March 1995 ), in which characteristic resonance lines of some proteins and other components of the blood plasma could be resolved by using different pulse sequences in a 750 MHz high field NMR spectrometer. For a recording of high-resolution spectra, however, very strong magnetic fields with flux densities of over 17 T and long recording times are required. An online monitoring (German: real-time observation / monitoring) is therefore not possible with this method.

Eine Möglichkeit eine bereits fortgeschrittene Entzündung lokalisieren zu können, ist durch ein bildgebendes MR-Verfahren (MR: Magnetresonanz) gegeben. Dabei kann durch eine Anlagerung spezieller Proteinmarker an Entzündungen ein Kontrast zwischen entzündetem und gesundem Gewebe deutlich erhöht werden, wie dies z.B. in WO 2010112397 A1 beschrieben ist. Dafür muss die Entzündung jedoch zuvor erkannt und die Körperregion, in der sich entzündetes Gewebes befindet, nach Möglichkeit bereits eingeschränkt worden sein. In der Magnetresonanztomographie wird der gesamte Patient in das Feld eingebracht. Aufgrund geringer Frequenzen ist beim MR-Verfahren keine zu hohe Erwärmung des Gewebes zu befürchten. One way of being able to localize an already advanced inflammation is given by an MR imaging technique (MR: Magnetic Resonance). By adding special protein markers to inflammations, a contrast between inflamed and healthy tissue can be markedly increased, as eg in WO 2010112397 A1 is described. However, the inflammation must first be detected and the body region in which inflamed tissue is located, if possible already restricted. In magnetic resonance imaging, the entire patient is placed in the field. Due to low frequencies, the MR method does not fear excessive warming of the tissue.

Allgemein bekannt sind außerdem in-vitro- bzw. ex-vivo-Verfahren zur Erkennung von Entzündungszuständen anhand von Stoffen. Beispiele für solche Stoffe sind Stickstoffmonoxid (NO) und Ferritin. In addition, in vitro and ex vivo methods for detecting inflammatory conditions based on substances are generally known. Examples of such substances are nitric oxide (NO) and ferritin.

Ferritin ist als ein Stoff im Blut enthalten und laborchemisch bestimmbar. Veränderungen einer Konzentration von Ferritin werden in unmittelbaren Zusammenhang mit Entzündungszuständen gebracht, wie dies beschrieben wird in [4] R. L. Jurado, „Iron, infections, and anemia of inflammation“, Clinical Infectious Diseases, Bd. 25, Nr. 4, S. 888–895, 1997 . Ferritin is a substance in the blood and can be determined by laboratory chemistry. Changes in a concentration of ferritin are directly related to inflammatory states, as described in [4] RL Jurado, "Iron, infections, and anemia of inflammation", Clinical Infectious Diseases, Vol. 25, No. 4, pp. 888-895, 1997 ,

Ferritin ist gattungsfremd mittels ESR-spektroskopischer Messung (ESR: Elektronenspinresonanz) nachweisbar, wie beschrieben ist in A. Ślawska-Waniewska, E. Mosiniewicz-Szablewska, N. Nedelko, J. Gałązka-Friedman, und A. Friedman, „Magnetic studies of iron-entities in human tissues“, Journal of magnetism and magnetic materials, Bd. 272, S. 2417–2419, 2004 [8]. Ferritin is non-generic by ESR spectroscopic measurement (ESR: electron spin resonance) detectable, as described in A. Ślawska-Waniewska, E. Mosiniewicz-Szablewska, N. Nedelko, J. Gałąz-Friedman, and A. Friedman, "Magnetic studies of iron-entities in human tissues", Journal of magnetism and magnetic materials, Vol. 272, Pp. 2417-2419, 2004 [8th].

Veränderungen einer Konzentration von NO werden in unmittelbaren Zusammenhang mit Entzündungszuständen gebracht, wie dies beschrieben wird in [2] T. Guzik, R. Korbut, und T. Adamek-Guzik, „Nitric oxide and superoxide in inflammation“, Journal of physiology and pharmacology, Bd. 54, S. 469–487, 2003 und [3] J. R. Parratt, „Nitric oxide in sepsis and endotoxaemia.“, J. Antimicrob. Chemother., Bd. 41, Nr. suppl 1, S. 31–39, Jan. 1998 . Changes in a concentration of NO are directly related to inflammatory conditions, as described in [2] T. Guzik, R. Korbut, and T. Adamek-Guzik, "Nitric Oxide and Superoxides in Inflammation," Journal of Physiology and Pharmacology, Vol. 54, pp. 469-487, 2003 and [3] JR Parratt, "Nitric oxide in sepsis and endotoxemia.", J. Antimicrob. Chemother., Vol. 41, No. suppl 1, pp. 31-39, Jan. 1998 ,

Bekannt ist allgemein auch, dass durch den Einfluss unter anderem von IL-1 (Interleukin-1) ([6] J. Rogers, K. Bridges, G. Durmowicz, J. Glass, P. Auron, und H. Munro, „Translational control during the acute phase response. Ferritin synthesis in response to interleukin-1.“, Journal of Biological Chemistry, Bd. 265, Nr. 24, S. 14572–14578, 1990 ) und TNF (Tumor-Nekrose-Faktor)([7] S. Torti, E. Kwak, S. Miller, L. Miller, G. Ringold, K. Myambo, A. Young, und F. Torti, „The molecular cloning and characterization of murine ferritin heavy chain, a tumor necrosis factor-inducible gene.“, Journal of Biological Chemistry, Bd. 263, Nr. 25, S. 12638–12644, 1988 ) die Konzentration von Ferritin im Blut des Patienten ansteigt, was beschrieben ist in [4]. Im Ferritin liegt das Eisen gebunden als Fe3+-Ion vor, was mittels ESR-Spektroskopie bei Körpertemperaturen, insbesondere 37° C detektiert werden kann, wie beschrieben ist in [8]. Nach [4] wird ca. nach 12 Stunden die maximale Reduktion des freien Eisens im Blut durch die Bindung an Ferritin erreicht. It is also generally known that the influence of inter alia IL-1 (interleukin-1) ([6] J. Rogers, K. Bridges, G. Durmowicz, J. Glass, P. Auron, and H. Munro, "Translational control during the acute phase response. Ferritin synthesis in response to interleukin-1. ", Journal of Biological Chemistry, Vol. 265, No. 24, pp. 14572-14578, 1990 ) and TNF (tumor necrosis factor) ([7] S. Torti, E. Kwak, S. Miller, L. Miller, G. Ringold, K. Myambo, A. Young, and F. Torti, "The molecular cloning and characterization of murine ferritin heavy chain, a tumor necrosis factor-inducible gene. ", Journal of Biological Chemistry, Vol. 263, No. 25, pp. 12638-12644, 1988 ) the concentration of ferritin in the blood of the patient increases, which is described in [4]. In ferritin, the iron is bound as Fe 3+ ion, which can be detected by means of ESR spectroscopy at body temperatures, in particular 37 ° C, as described in [8]. According to [4], after 12 hours, the maximum reduction of free iron in the blood is achieved by binding to ferritin.

Bei Entzündungen steigt die Konzentration hoch reaktiven Stickstoffmonooxids durch induzierte Stickstoffmonoxidsynthetase im entzündeten Gewebe an, wie beschrieben ist in [2]. Gleichzeitig erhöht sich die Konzentration von O2-Anionen. Diese reagieren sehr schnell zu stabilen Peroxynitrit ab: NO + O2 – → ONOO– In inflammation, the concentration of highly reactive nitric oxide increases by induced nitric oxide synthetase in the inflamed tissue, as described in [2]. At the same time, the concentration of O2 anions increases. These react very quickly to stable peroxynitrite: NO + O 2 - → ONOO -

Nach [2] gibt es damit bei Entzündungszuständen eine lang anhaltende Erhöhung der Konzentration von Peroxynitrit im Organismus. According to [2], there is thus a long-lasting increase in the concentration of peroxynitrite in the organism in cases of inflammation.

Ein ESR-Nachweis von Peroxynitrit ist über eine sekundäre radikalische Reaktion möglich, die in [1] M. G. Bonini, R. Radi, G. Ferrer-Sueta, A. M. D. C. Ferreira, und O. Augusto, „Direct EPR Detection of the Carbonate Radical Anion Produced from Peroxynitrite and Carbon Dioxide“, J. Biol. Chem., Bd. 274, Nr. 16, S. 10802–10806, Apr. 1999 beschrieben ist. Durch eine Reaktion mit Kohlenstoffdioxid entsteht ein kurzlebiges, freies Karbonatradikal, welches mit ESR nachgewiesen werden kann und anhand 4 skizziert ist. An ESR detection of peroxynitrite is possible via a secondary radical reaction, which is described in [1]. MG Bonini, R. Radi, G. Ferrer-Sueta, AMDC Ferreira, and O. Augusto, "Direct EPR Detection of the Carbonate Radical Anion Produced from Peroxynitrite and Carbon Dioxide", J. Biol. Chem., Vol. 274, No 16, pp. 10802-10806, Apr. 1999 is described. Reaction with carbon dioxide produces a short-lived, free carbonate radical that can be detected with ESR and based on 4 outlined.

Eine radikalbildende Reaktion zwischen dem Peroxynitrit und dem Kohlenstoffdioxid verläuft sehr schnell. Die dabei gebildeten Radikale, die nach 4 zu einem Anteil von ca. 35% entstehen, zerfallen innerhalb weniger zehn Millisekunden, wodurch der Nachweis unter Laborbedingungen direkt nach der Mischung der Reagenzien mit einer continuous-flow Technik (deutsch: Technik mit kontinuierlichem Fluss) durchgeführt werden muss, in dem die Stoffe direkt vor der Messkammer zusammengeführt und wenige Millisekunden danach vermessen werden. Aufgrund des im Blut durch den Zellstoffwechsel mit einer Konzentration von ca. 1,3 mM gelöst vorhandenen Kohlenstoffdioxids, findet diese Reaktion permanent im Gewebe bzw. Blutserum statt, wie beschrieben ist in [5] M. Minetti, C. Mallozzi, A. M. M. Di Stasi, und D. Pietraforte, „Bilirubin Is an Effective Antioxidant of Peroxynitrite-Mediated Protein Oxidation in Human Blood Plasma“, Archives of Biochemistry and Biophysics, Bd. 352, Nr. 2, S. 165–174, Apr. 1998 . Diese Rektion wird unter anderem als hauptsächlich Protein bzw. DNA-schädigend identifiziert [5]. Weiterhin spielt die Konzentration von Peroxynitrit noch eine ungeklärte Rolle in der Immunregulierung [3]. A radical-forming reaction between the peroxynitrite and the carbon dioxide proceeds very fast. The thereby formed radicals, which after 4 to a proportion of about 35%, disintegrate within ten milliseconds, whereby the detection under laboratory conditions directly after the mixing of the reagents with a continuous-flow technology (German: technique with continuous river) must be accomplished, in which the materials directly brought together in front of the measuring chamber and measured a few milliseconds thereafter. Due to the carbon dioxide dissolved in the blood due to the cell metabolism with a concentration of approx. 1.3 mM, this reaction takes place permanently in the tissue or blood serum, as described in [5]. M. Minetti, C. Mallozzi, AMM Di Stasi, and D. Pietraforte, "Bilirubin Is an Effective Antioxidant of Peroxynitrite Mediated Protein Oxidation in Human Blood Plasma," Archives of Biochemistry and Biophysics, Vol. 352, No. 2, p 165-174, Apr. 1998 , This reaction is identified, among other things, as mainly protein or DNA damaging [5]. Furthermore, the concentration of peroxynitrite still plays an unresolved role in immunoregulation [3].

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein alternatives Verfahren und System zur Detektion von Krankheitsbildern zu entwickeln. Insbesondere sollen diese auch in der klinischen Diagnostik zum Erkennen von Entzündungszuständen anwendbar sein. Es soll insbesondere auch eine schnelle Möglichkeit bereitgestellt werden, einen Entzündungszustand zu erkennen und einzuordnen. Insbesondere soll ein Einsatz in-vivo, d.h. am lebenden Körper und insbesondere auch ohne Probenentnahme aus dem Körper ermöglicht werden. The object of the invention is to develop an alternative method and system for the detection of clinical pictures. In particular, these should also be applicable in clinical diagnostics for the detection of inflammatory conditions. In particular, a quick way to detect and classify a state of inflammation should be provided. In particular, use in vivo, i. be made possible on the living body and in particular without sampling from the body.

Eine Aufgabe besteht auch darin, im Gegensatz zu bildgebenden Magnetresonanzverfahren, wie in WO2010112397A1 beschrieben, auf einfache Art und Weise eine schnelle Möglichkeit bereitzustellen, einen Entzündungszustand zu erkennen und einzuordnen, dies insbesondere ohne Einsatz von Kontrastmittel. It is also an object, in contrast to imaging magnetic resonance methods, as in WO2010112397A1 described in a simple manner to provide a quick way to detect and classify an inflammatory state, especially without the use of contrast agent.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen. This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and a system having the features of patent claim 7. Advantageous embodiments are the subject of dependent claims.

Bevorzugt wird demgemäß insbesondere ein Verfahren zur Detektion von Krankheitsbildern, bei dem eine Probe mittels Elektronenspinresonanzspektroskopie hinsichtlich einer Konzentration zumindest eines vorgegebenen Bestandteils einer Körperflüssigkeit spektroskopisch, insbesondere in-vivo spektroskopisch analysiert wird. Accordingly, a method for detecting pathological conditions in which a sample is analyzed spectroscopically, in particular in vivo, spectroscopically by means of electron spin resonance spectroscopy with regard to a concentration of at least one predetermined constituent of a body fluid is preferred.

Darunter wird insbesondere verstanden, dass die Probe als solches im lebenden Zustand bzw. als mit einem Körper verbundenes Gewebe spektroskopisch hinsichtlich Ihrer Inhaltsstoffe analysiert, insbesondere untersucht wird. By this is meant, in particular, that the sample as such in the living state or as a tissue connected to a body is analyzed spectroscopically with respect to their ingredients, in particular examined.

Unter dem Analysieren wird somit insbesondere verstanden, dass die Konzentration des zumindest einen bestimmten Bestandteils in der Probe gemessen und/oder bestimmt wird. The analysis is thus understood in particular to mean that the concentration of the at least one specific constituent in the sample is measured and / or determined.

Insbesondere wird so die momentane Konzentration zu dem Zeitpunkt oder der Zeitdauer der Messung mittels der Elektronenspinresonanzspektroskopie bestimmt. In particular, the instantaneous concentration at the time or duration of the measurement is thus determined by means of electron spin resonance spectroscopy.

Unter dem vorgegebenen Bestandteil wird insbesondere ein in der Probe vorhandener chemischer Stoff verstanden, der mittels ESR bestimmbar ist. The predefined constituent is understood in particular to be a chemical substance present in the sample which can be determined by means of ESR.

Insbesondere wird als der Bestandteil ein während der Elektronenspinresonanzspektroskopie innerhalb der Probe befindlicher Bestandteil erfasst und analysiert. Specifically, as the constituent, a constituent located within the sample during electron spin resonance spectroscopy is detected and analyzed.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die/eine Probe mittels Elektronenspinresonanzspektroskopie hinsichtlich einer Konzentration zumindest eines vorgegebenen Bestandteils spektroskopisch analysiert wird, wobei der zumindest eine vorgegebene Bestandteil zumindest eines ist von

  • – Ferritin, dessen Konzentration bestimmt wird, und
  • – Karbonatradikal, insbesondere aus einer Reaktion von Peroxynitrit und Kohlenstoffdioxid entstehendem Karbonatradikal, dessen Konzentration bestimmt wird.
One embodiment is that the / a sample is analyzed spectroscopically by means of electron spin resonance spectroscopy with respect to a concentration of at least one predetermined constituent, wherein the at least one predetermined constituent is at least one of
  • Ferritin, whose concentration is determined, and
  • - Carbonatradikal, in particular from a reaction of Peroxynitrit and carbon dioxide resulting carbonate radical whose concentration is determined.

Somit kann auch Peroxynitrit als Entzündungsmarker bestimmt, analysiert und/oder verwendet werden. Ausgenutzt wird dabei, dass die Ausschüttung von Stickstoffmonoxid (NO) und damit die Bildung von Peroxynitrit bei Entzündungen ansteigt. Thus, peroxynitrite can also be determined, analyzed and / or used as an inflammatory marker. It exploits the fact that the release of nitric oxide (NO) and thus the formation of peroxynitrite in inflammation increases.

Davon eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Probe sowohl hinsichtlich der Konzentration von Ferritin als auch hinsichtlich der Konzentration des Karbonatradikals analysiert wird. One such embodiment is that the sample is analyzed for both the concentration of ferritin and the concentration of the carbonate radical.

Ermöglicht wird so, dass mittels der ESR-Methode die Konzentrationen ausgewählter Bestandteile anhand spektroskopischer Untersuchungen von Körperflüssigkeiten, insbesondere Blut und Gewebe innerhalb und außerhalb des Körpers bestimmt wird. Solche Konzentrationen geben wiederum Aufschluss über Krankheitszustände wie z.B. Entzündungen. Dabei sind sowohl Messungen von tierischem und humanem Vollblut sowie Blutkomponenten – z.B. des Serums – in-vitro, als auch die Messung pathogener Indikatoren in-vivo möglich. The ESR method makes it possible to determine the concentrations of selected constituents by means of spectroscopic examinations of body fluids, in particular blood and tissue inside and outside the body. Such concentrations in turn provide information about disease states, such as Inflammation. Both measurements of animal and human whole blood and blood components - e.g. the serum - in vitro, as well as the measurement of pathogenic indicators in vivo possible.

Auch eine Ausgestaltung ist, dass ein Resonator so angesteuert wird, dass der Resonator insbesondere mit einer in einem Messbereich angeordneten Probe kritisch gekoppelt ist. It is also an embodiment that a resonator is controlled so that the resonator is critically coupled in particular to a sample arranged in a measuring range.

Auch eine Ausgestaltung ist, dass bei einem Spektrometer zum Durchführen des Verfahrens ein Grundmagnetfeld eines Spektrometers zum Durchführen des Verfahrens im Bereich von 0 T bis 1 T liegt oder einstellbar ist, eine Frequenz, insbesondere Hochfrequenz eines Magnetfelds eines Resonators im Bereich von 600 MHz bis 10 GHz liegt oder einstellbar ist, eine Modulationsfrequenz von Modulationsspulen im Bereich von 0 kHz bis 150 kHz liegt oder einstellbar ist und/oder ein Magnetfeld von/der Modulationsspulen im Bereich von 0 mT bis 2,5 mT liegt oder einstellbar ist. Also, an embodiment is that in a spectrometer for performing the method, a basic magnetic field of a spectrometer for performing the method in the range of 0 T to 1 T is or is adjustable, a frequency, in particular high frequency of a magnetic field of a resonator in the range of 600 MHz to 10th GHz is or is adjustable, a modulation frequency of modulation coils in the range of 0 kHz to 150 kHz or is adjustable and / or a magnetic field of / of the modulation coils in the range of 0 mT to 2.5 mT is or is adjustable.

Bevorzugt und ohne andere Parameterbereiche auszuschließen wird eine Frequenzbereichsoptimierung auf eine geeignete Eindringtiefe mit maximaler Signalintensität, bevorzugt bei einer Frequenz im C-Band mit 4,6–7 GHz durchgeführt. Preferably and without excluding other parameter ranges, a frequency range optimization to a suitable penetration depth with maximum signal intensity, preferably at a frequency in the C-band at 4.6-7 GHz is performed.

Um eine Erwärmung einer Probe, insbesondere stark verlustbehafteten Probe durch Absorption möglichst gering zu halten, liegt so im Bereich der Probe eine minimale elektrische Feldstärke vor. Insbesondere werden dazu in Abhängigkeit einer Resonatorgeometrie daran angepasste Feldmoden gezielt angeregt. In order to minimize the heating of a sample, in particular highly lossy sample by absorption, a minimum electric field strength is thus present in the region of the sample. In particular, field modes adapted thereto are specifically excited in response to a resonator geometry.

Auch eine Ausgestaltung ist, dass als die Probe ein Körperteil eines lebenden Lebewesens, insbesondere Menschen verwendet wird. It is also an embodiment that a body part of a living organism, in particular humans, is used as the sample.

Auch ist eine bevorzugte Ausgestaltung ein System zur Detektion von Krankheitsbildern mit einem Elektronenspinresonanz-Spektrometer, aufweisend einen Messbereich in sowohl einem Bereich eines am oder im Resonator aufbaubaren oder aufgebauten Magnetfelds, insbesondere Hochfrequenzfelds, als auch in einem Bereich eines von einem Magneten, insbesondere Elektromagneten aufbaubaren oder aufgebauten Grundmagnetfelds, und zumindest eine Prozessoreinrichtung, die ausgestaltet oder programmiert ist mittels zumindest dieser Komponenten und deren Feldern eine im Messbereich angeordnete Probe mittels Elektronenspinresonanzspektroskopie hinsichtlich einer Konzentration zumindest eines vorgegebenen Bestandteils einer Körperflüssigkeit in-vivo spektroskopisch zu analysieren. Also, a preferred embodiment is a system for the detection of diseases with an electron spin resonance spectrometer, comprising a measuring range in both a range of built on or in the resonator magnetic field or constructed, in particular high-frequency field, as well as in a range of one of a magnet, in particular electromagnets or constructed basic magnetic field, and at least one processor device which is designed or programmed by means of at least these components and their fields to analyze a sample arranged in the measuring range by means of electron spin resonance spectroscopy with respect to a concentration of at least one predetermined component of a body fluid spectroscopy in vivo.

Änderbar ist zur Modulation somit insbesondere das im Messbereich anliegende Grundmagnetfeld. Dieses ist durch Modulation der Quelle des Grundmagnetfelds änderbar, wenn beispielsweise als Magnet ein modulierbar ansteuerbarer Elektromagnet verwendet wird. Im Fall eines Permanentmagneten als dem Magneten kann das Grundmagnetfeld beispielsweise mittels zusätzlicher ansteuerbarer Spulen moduliert werden. Änderbar zur Modulation ist insbesondere auch die am Resonator anliegende Frequenz. Einsetzbar sind auch noch weitere Spulen bzw. Spulenpaare, um die Modulation im Messbereich vorzunehmen. In particular, the basic magnetic field applied in the measuring range can be changed for modulation. This can be changed by modulating the source of the basic magnetic field, for example, if a modulatable controllable electromagnet is used as the magnet. In the case of a permanent magnet as the magnet, the basic magnetic field can be modulated, for example, by means of additional controllable coils. Changeable for modulation is in particular the voltage applied to the resonator frequency. It is also possible to use further coils or pairs of coils in order to carry out the modulation in the measuring range.

Insbesondere gibt es dabei am oder im Resonator eine in der Amplitude oszillierende, aber örtlich statische bzw. stehende Magnetfeldverteilung. Diese ist insbesondere überlagert von dem Grundmagnetfeld und einem Modulationsfeld durch z.B. die Modulationsspulen. Dieses Hochfrequenz-Feld ist bei dem moduliertem Gesamtfeld aus Grundmagnetfeld und Magnetfeld bezüglich eines Energie-gaps (Energie-gap deutsch: Energielücke, Energiedifferenz zweier Spinzustände) der Spinzustände resonant. In particular, there is on or in the resonator an oscillating in the amplitude, but locally static or stationary magnetic field distribution. This is in particular superimposed by the basic magnetic field and a modulation field by e.g. the modulation coils. This high-frequency field is resonant in the modulated total field of the basic magnetic field and magnetic field with respect to an energy gap (energy gap german: energy gap, energy difference between two spin states) of the spin states.

Unter am oder im Resonator wird insbesondere verstanden, dass die Probe zum Messbereich durch eine Öffnung führend in einen ganz oder teilweise seitlich umschlossenen Raum des Resonators geführt bzw. führbar ist. Beispielsweise ist ein Finger durch eine Öffnung einführbar, so dass ein durchbluteter Abschnitt, z.B. eine Fingerkuppe sich innerhalb von baulichen Komponenten des Resonators befindet. Auch darunter ist zu verstehen, dass sich der Messbereich ganz oder teilweise außerhalb baulicher Komponenten des Resonators befindet, beispielsweise vor einer außenseitigen Wandung des Resonators. Under or on the resonator is understood in particular that the sample is guided to the measuring range by an opening leader in a completely or partially laterally enclosed space of the resonator or feasible. For example, a finger is insertable through an opening, so that a perfused portion, eg a fingertip is located within structural components of the resonator. It should also be understood that the measuring range is wholly or partly outside structural components of the resonator, for example in front of an outside wall of the resonator.

Auch eine Ausgestaltung ist, ein System, insbesondere ein solches System zur Detektion von Krankheitsbildern mit einem Elektronenspinresonanz-Spektrometer, aufweisend einen Messbereich in sowohl einem Bereich eines am oder im Resonator aufbaubaren oder aufgebauten Magnetfelds, insbesondere Hochfrequenzfelds, als auch in einem Bereich eines von einem Magneten, insbesondere Elektromagneten aufbaubaren oder aufgebauten Grundmagnetfelds, und zumindest eine Prozessoreinrichtung, die ausgestaltet oder programmiert ist mittels zumindest dieser Komponenten und deren Feldern eine im Messbereich angeordnete Probe mittels Elektronenspinresonanzspektroskopie hinsichtlich einer Konzentration zumindest eines vorgegebenen Bestandteils spektroskopisch zu analysieren, wobei der zumindest eine vorgegebene Bestandteil zumindest eines ist von Ferritin, dessen Konzentration bestimmt wird, und Karbonatradikal, insbesondere aus einer Reaktion von Peroxynitrit und Kohlenstoffdioxid entstehendem Karbonatradikal, dessen Konzentration bestimmt wird. An embodiment is also a system, in particular such a system for the detection of clinical pictures with an electron spin resonance spectrometer, comprising a measuring range in both a region of a magnetic field that can be built up or in the resonator, in particular a radio-frequency field, and in a region of one Magnets, in particular electromagnets buildable or constructed basic magnetic field, and at least one processor device which is designed or programmed by means of at least these components and their fields spectroscopically to analyze a arranged in the measuring range sample by electron spin resonance spectroscopy with respect to a concentration of at least one predetermined component, wherein the at least one predetermined component at least one of ferritin whose concentration is determined and carbonate radical, in particular from a reaction of peroxynitrite and carbon dioxide resulting Karbonatradika l, whose concentration is determined.

Auch eine Ausgestaltung ist ein solches System mit zumindest einem von einer Anlagefläche zum Anlegen der Probe im Messbereich und einer Öffnung zum Einführen der Probe in den Messbereich. An embodiment is also such a system with at least one of a contact surface for applying the sample in the measuring range and an opening for introducing the sample into the measuring range.

Dies ermöglicht in vivo-Messungen mit einem ESR-Spektrometer, indem der Resonator in offener oder ausreichend großer Bauweise mittels der Anlagefläche oder Öffnung so bereitgestellt ist, dass eine Probe in beispielsweise der Form eines Fingers an einem Ort maximaler magnetischer Feldstärke des Messbereichs positionierbar ist. This allows for in vivo measurements with an ESR spectrometer by providing the resonator in an open or sufficiently large configuration by means of the abutment surface or aperture such that a sample in, for example, the shape of a finger can be positioned at a location of maximum magnetic field strength of the measurement region.

Auch eine Ausgestaltung ist, dass das Spektrometer ortsveränderbar aufbaubar ist. An embodiment is also that the spectrometer can be built up in a location-variable manner.

Auch eine Ausgestaltung ist, dass die zumindest eine Prozessoreinrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens ausgestaltet oder programmiert ist. It is also an embodiment that the at least one processor device is configured or programmed for carrying out such a method.

Unter der Körperflüssigkeit der Probe wird insbesondere in der Probe befindliches Blut und/oder Gewebe verstanden. Under the body fluid of the sample is understood in particular in the sample blood and / or tissue.

Insbesondere sind das spektroskopische Verfahren und das System so ausgeführt, dass damit die Spektroskopie auch an stärker durchflossenem Gewebe, insbesondere an arteriellen Blutgefäßen möglich ist. In particular, the spectroscopic method and the system are designed in such a way that spectroscopy is also possible on tissue that flows more strongly, in particular on arterial blood vessels.

Bereitgestellt werden somit ein Krankheitsbild-Detektions-Verfahren und ein Krankheitsbild-Detektions-System, bei denen mittels Elektronenspinresonanz-Spektroskopie eine Detektion von Krankheitszuständen – insbesondere entzündungsbedingten Krankheitszuständen – bevorzugt in vivo, aber auch in vitro durchführbar ist. Ermöglicht wird damit insbesondere eine schnelle Detektion eines Krankheitszustandes, insbesondere von Entzündungen eines Lebewesens mittels in- und ex-vivo ESR-Spektroskopie von Körperflüssigkeiten und Gewebe, insbesondere von Blut oder Blutbestandteilen. Thus, a disease image detection method and a disease image detection system are provided, in which by means of electron spin resonance spectroscopy a detection of disease states - especially inflammatory disease states - preferably in vivo, but also in vitro feasible. This makes possible, in particular, rapid detection of a disease state, in particular of inflammations of a living being, by means of in vivo and ex vivo ESR spectroscopy of body fluids and tissue, in particular blood or blood components.

Eine Verwendung des spezifischen Messaufbaus des Systems und des Verfahrens ist somit insbesondere im Bereich einer Analyse der Immunsystemregulierung durch nitroxidische Verbindungen, in denen radikalische Prozesse beteiligt sind, einsetzbar. A use of the specific measurement setup of the system and of the method is thus usable in particular in the area of an analysis of the immune system regulation by nitroxide compounds in which free-radical processes are involved.

Insbesondere wird mit Blick auf eine Belastung des Resonators mit einer verhältnismäßig großen, verlustbehafteten Probe insbesondere darauf geachtet, dass der Resonator auch mit Probe eine noch ausreichend hohe Güte aufweist, um die Detektion auch von geringen Stoffmengen zu gewährleisten. In particular, with a view to loading the resonator with a relatively large, lossy sample, particular care is taken to ensure that the resonator also has a sufficiently high quality even with sample in order to ensure detection even of small amounts of substance.

Das Verfahren und das System bieten eine einfache, insbesondere alternative nicht-invasive und schnelle Möglichkeit, insbesondere nicht offensichtliche Krankheitszustände wie Entzündungszustände, z.B. bei postoperativen Patienten, ohne zusätzliche Belastung durch Biopsien festzustellen. Dabei bietet die Methode im klinischen Alltag ein schnelles Beurteilungsverfahren, welches ohne zeit- und kostenaufwändige Laboranalysen durchgeführt werden kann. Für die Detektion von Krankheiten mittels der spektralen Vermessung von solchen Proben, insbesondere Körperflüssigkeitsproben in einem ESR-Spektrometer wird lediglich ein Messgerät benötigt, welches durch die Verwendung spezieller Resonatorgeometrien den benötigten Anforderungen angepasst werden kann. Durch die Verwendung offener, planarer oder ausreichend groß dimensionierter Resonatoren ist auch eine in-vivo Messung im Körper möglich. Dadurch, dass nur Elemente mit einem paramagnetischen Moment ein Signal im Spektrum hervorrufen, ist das gemessene Spektrum verglichen mit konkurrierenden Magnetresonanzmethoden wie NMR-Spektroskopie stark ausgedünnt. Eine Beurteilung durch klinisches Personal wird somit deutlich vereinfacht. Insbesondere muss keine Vorabkalibrierung oder Ähnliches durchgeführt werden, um die Beiträge nicht zu betrachtender Elemente herausrechnen zu können. Da bei der ESR-Spektroskopie für die in Frage kommenden Frequenzbänder keine Hochfeldmagneten zur Erzeugung des Grundfeldes benötigt werden, kann ein sensitives Spektrometer auch ortsveränderbar aufgebaut werden. So kann die Messung auch ohne Laborausstattung direkt bei den Patienten durchgeführt werden. Die dadurch ermöglichte zeitnahe Detektion von Entzündungszuständen bzw. detektierbarer Krankheitsbilder bietet somit einen hohen Sicherheitsgewinn für Patienten. The method and system provide a simple, and in particular alternative, non-invasive and rapid way of detecting, in particular, non-obvious disease states, such as inflammatory conditions, eg in postoperative patients, without additional burden from biopsies. The method offers a fast assessment procedure in everyday clinical practice, which can be carried out without time-consuming and costly laboratory analyzes. For the detection of diseases by means of the spectral measurement of such samples, in particular body fluid samples in an ESR spectrometer, only one measuring device is needed, which can be adapted to the required requirements by using special resonator geometries. The use of open, planar or sufficiently large-dimensioned resonators also enables an in-vivo measurement in the body. The fact that only elements with a paramagnetic moment cause a signal in the spectrum, the measured spectrum is greatly thinned compared to competing magnetic resonance methods such as NMR spectroscopy. An assessment by clinical staff is thus greatly simplified. In particular, no pre-calibration or the like needs to be performed in order to calculate the contributions of unobservable items. Since in ESR spectroscopy for the candidate frequency bands no High field magnets are needed to generate the basic field, a sensitive spectrometer can also be constructed to be movable. Thus, the measurement can be carried out directly in the patient even without laboratory equipment. The thus enabled timely detection of inflammatory conditions or detectable diseases thus offers a high safety gain for patients.

Gegenüber beispielsweise der Magnetresonanztomographie wird nicht der gesamte Patient, sondern nur ein Körperteil des Patienten als Probe in das Feld eingebracht. Eine zu starke Erwärmung des Gewebes der Probe wird insbesondere durch die Feldverteilung der eingestrahlten elektromagnetischen Welle vermieden. Insbesondere wird in der ESR-Spektroskopie gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung das E-Feld im Messbereich unterdrückt und/oder verlegt, was durch angepasste Ausgestaltung von Resonatorgeometrien realisierbar ist. Compared with, for example, magnetic resonance tomography, not the entire patient, but only a part of the patient's body is introduced as a sample into the field. Excessive heating of the tissue of the sample is avoided in particular by the field distribution of the radiated electromagnetic wave. In particular, in ESR spectroscopy, according to a preferred embodiment, the E field is suppressed and / or displaced in the measuring range, which can be realized by adapted design of resonator geometries.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In den verschiedenen Figuren verweisen gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder gleich wirkende Merkmale, zu welchen jeweils auch die Beschreibung der entsprechend anderen Figuren heranziehbar ist. Es zeigen: An embodiment will be explained in more detail with reference to the drawing. In the various figures, like reference numerals refer to the same or equivalent features, to which in each case the description of the corresponding other figures can be used. Show it:

1 ein System zur Bestimmung einer Konzentration von insbesondere Peroxynitrit und Ferritin in einem Körperteil eines Lebewesens, 1 a system for determining a concentration of, in particular, peroxynitrite and ferritin in a body part of a living being,

2 einen Ausschnitt des Systems aus 1 zur Veranschaulichung der Ausgestaltung mit einer ersten Körperteil- bzw. Proben-Anordnungseinrichtung, 2 a section of the system 1 to illustrate the embodiment with a first body part or sample placement device,

3 einen Ausschnitt des Systems zur Veranschaulichung einer demgegenüber modifizierten Ausgestaltung einer Körperteil- bzw. Proben-Anordnungseinrichtung und 3 a section of the system for illustrating a contrast modified embodiment of a body part or sample-placement device and

4 eine bevorzugt ausgenutzte chemische Reaktionsabfolge einer radikalbildenden Reaktion zwischen Peroxynitrit und Kohlenstoffdioxid. 4 a preferred exploited chemical reaction sequence of a radical-forming reaction between peroxynitrite and carbon dioxide.

Wie aus 1 ersichtlich, weist ein System 10 zur Detektion von Krankheitsbildern ein Elektronenspinresonanz-Spektrometer 11 und eine Prozessoreinrichtung 12 mit einem Prozessor zum Durchführen eines bevorzugten Verfahrens zur Detektion von Krankheitsbildern mittels Elektronenspinresonanzspektroskopie auf. How out 1 As can be seen, a system has 10 For the detection of clinical pictures, an electron spin resonance spectrometer 11 and a processor device 12 with a processor for carrying out a preferred method for the detection of diseases by means of electron spin resonance spectroscopy.

Die Prozessoreinrichtung 12 kann bevorzugt in einer oder als Steuereinrichtung des Elektronenspinresonanz-Spektrometers 11 ausgestaltet sein und auch eine Steuerung von Komponenten und Funktionen des Elektronenspinresonanz-Spektrometers 11 überwachen und/oder steuern. Die Prozessoreinrichtung 12 kann aber beispielsweise auch ganz oder teilweise getrennt von einer Steuereinrichtung des Elektronenspinresonanz-Spektrometers 11 ausgebildet und/oder räumlich verteilt auf verschiedene Orte ausgestaltet sein. Insbesondere kann eine solche Prozessoreinrichtung zur Verfahrensdurchführung Hard- und/oder Software, insbesondere Computerprogramme umfassen. The processor device 12 may preferably be in or as a control device of the electron spin resonance spectrometer 11 be designed and also a control of components and functions of the electron spin resonance spectrometer 11 monitor and / or control. The processor device 12 However, for example, it can also be completely or partially separated from a control device of the electron spin resonance spectrometer 11 trained and / or spatially distributed to be different places. In particular, such a processor device for performing the method may comprise hardware and / or software, in particular computer programs.

Insbesondere ist das System 10 eingerichtet mit dem Elektronenspinresonanz-Spektrometer 11 und der Prozessoreinrichtung 12 eine Konzentration von insbesondere Peroxynitrit und/oder Ferritin in einem Körperteil eines Lebewesens zu bestimmen. In particular, the system 10 equipped with the electron spin resonance spectrometer 11 and the processor device 12 to determine a concentration of, in particular, peroxynitrite and / or ferritin in a body part of a living being.

Das Elektronenspinresonanz-Spektrometer 11 weist beispielhaft einen Elektromagneten 13 mit variabel einstellbarer Feldstärke zum Erzeugen eines einstellbaren, homogenen Grundmagnetfelds B0 in einem Messbereich 14, insbesondere an einem Messpunkt auf. The electron spin resonance spectrometer 11 has an example of an electromagnet 13 with variably adjustable field strength for generating an adjustable, homogeneous basic magnetic field B0 in a measuring range 14 , in particular at a measuring point.

An oder im Messbereich 14 ist außerdem ein Resonator 15 so angeordnet, dass ein im Resonator 15 schwingendes Hochfrequenzfeld H ebenfalls im Messbereich 14 wirkt. On or in the measuring range 14 is also a resonator 15 arranged so that one in the resonator 15 oscillating high-frequency field H also in the measuring range 14 acts.

Das System weist insbesondere eine für sich genommen bekannte Elektronenspinresonanz-Spektrometer-Anordnung auf. Beispielhaft weist diese Anordnung eine Hochfrequenzquelle-Quelle 16 auf, die im Betrieb ein Hochfrequenzsignal an einen Verstärker 17 anlegt. Ein Ausgang des Verstärkers 17 legt ein verstärktes Signal an eine Richtungsleitung 18 an, deren Ausgangssignal einem einstellbaren Dämpfungsglied 19 anliegt. Ein Ausgang des einstellbaren Dämpfungsglieds 19 legt das davon ausgegebene Hochfrequenzsignal einem Richtkoppler 20 an, der insbesondere bzw. alternativ oder äquivalent auch als ein Zirkulator ausgebildet sein kann. Am Richtkoppler 20 sind außerdem eine Leitung 21 zum Resonator 15 und ein weiteres einstellbares Dämpfungsglied 22 sowie optional ein Wellensumpf angeschlossen. In particular, the system has a per se known electron spin resonance spectrometer arrangement. By way of example, this arrangement has a high-frequency source source 16 on, in operation, a high-frequency signal to an amplifier 17 invests. An output of the amplifier 17 applies an amplified signal to a directional line 18 whose output signal is an adjustable attenuator 19 is applied. An output of the adjustable attenuator 19 sets the high frequency signal output from a directional coupler 20 to, which may be designed in particular or alternatively or equivalent as a circulator. At the directional coupler 20 are also a leader 21 to the resonator 15 and another adjustable attenuator 22 and optionally connected to a wave sump.

Das Hochfrequenzsignal wird durch den Richtkoppler 20 in den Resonator 15 geleitet. Die Ankopplung des Resonators 15 erfolgt über eine in der Leitung 21 angeordnete variierbare bzw. variabel einstellbare Kopplung 24. The high frequency signal is transmitted through the directional coupler 20 in the resonator 15 directed. The coupling of the resonator 15 via one in the line 21 arranged variable or variably adjustable coupling 24 ,

Ein Ausgang des dem Richtkoppler 20 nachgeschalteten Dämpfungsglieds 22 liegt über eine Leitung 25 an einem Eingang eines Detektors 26 an. Der Detektor 16 ist so ausgestaltet dass er für die Frequenz der Hochfrequenzquelle 16 geeignet ist. Der Ausgang des Detektors 26 liegt an einem Eingang eines als Auswerteverstärker geschalteten Verstärkers 27 an, der insbesondere als ein sogenannter Lock-In-Verstärker ausgebildet ist, der auch als phasenempfindlicher Gleichrichter oder Trägerfrequenzverstärker bezeichnet wird. An output of the directional coupler 20 downstream attenuator 22 is above a pipe 25 at an input of a detector 26 at. The detector 16 is designed for the frequency of the high frequency source 16 suitable is. The output of the detector 26 is located at an input of an amplifier connected as an amplifier 27 in particular designed as a so-called lock-in amplifier, which is also known as phase-sensitive rectifier or carrier frequency amplifier is called.

Das Ausgangssignal der Richtungsleitung 18 bzw. des Verstärkers 17 liegt außerdem an einem Referenzarm 28 an, der ein einstellbares Dämpfungsglied 29 und einen einstellbaren Phasenschieber 30 aufweist. Dessen Ausgangssignal wird dem Messsignal vor dem Eingang des Detektors 26 überlagert. Der Phasenschieber 30 dient zur Arbeitspunkteinstellung des Spektrometers 11. The output signal of the directional line 18 or the amplifier 17 is also located on a reference arm 28 on, which is an adjustable attenuator 29 and an adjustable phase shifter 30 having. Its output signal is the measurement signal before the input of the detector 26 superimposed. The phase shifter 30 is used to adjust the operating point of the spectrometer 11 ,

Am Resonator 15 sind außerdem beispielhaft Modulationsspulen 31 angeordnet, insbesondere angebracht. Die Modulationsspulen 31 werden von einer zweiten Wechselstromquelle 32 mit einem niederfrequenten Signal versorgt. Insbesondere ist ein Verstärker 33 zwischen die Modulationsspulen 31 und die zweite Wechselstromquelle 32 geschaltet. At the resonator 15 are also exemplary modulation coils 31 arranged, in particular attached. The modulation coils 31 are from a second AC source 32 supplied with a low-frequency signal. In particular, an amplifier 33 between the modulation coils 31 and the second AC power source 32 connected.

Außerdem ist die Leitung der zweiten Wechselstromquelle 32 zu den Modulationsspulen 31 bzw. zu dem Verstärker 33 an einen zweiten Eingang des als Auswerteverstärker geschalteten Verstärkers 27 angelegt. In addition, the line of the second AC power source 32 to the modulation coils 31 or to the amplifier 33 to a second input of the amplifier connected as an evaluation amplifier 27 created.

Eine Richtungsleitung 18 ist beispielsweise verbaut, um empfindliche Komponenten, insbesondere die HF-Quelle 16, zu schützen. A directional line 18 For example, it is built-in to sensitive components, especially the RF source 16 , to protect.

Eine Hall-Sonde 35 ist an den, insbesondere außerhalb der Modulationsspulen 31 so angeordnet, dass die Hall-Sonde 35 das Grundmagnetfeld B0 misst, welches durch die äußeren Elektromagneten 13 erzeugt wird. A Hall probe 35 is at the, in particular outside the modulation coils 31 so arranged that the Hall probe 35 the basic magnetic field B0 measures, which is determined by the external electromagnets 13 is produced.

Ein Messsignal der Hall-Sonde 35 und ein Messsignal des als Auswerteverstärker geschalteten Verstärkers 27 sind der Prozessoreinrichtung 12 zur weiteren Verarbeitung und insbesondere Auswertung angelegt. A measuring signal of the Hall probe 35 and a measurement signal of the amplifier connected as an evaluation amplifier 27 are the processor device 12 for further processing and in particular evaluation created.

Soweit der Begriff Signal verwendet wird, sind darunter je nach Ausgestaltung analoge oder digitale Signale bzw. Werte zu verstehen. As far as the term signal is used, analogue or digital signals or values are to be understood depending on the design.

Die Anordnung umfasst insbesondere auch eine Körperteil- bzw. Proben-Anordnungseinrichtung 34 zur geeigneten Positionierung einer zu untersuchenden Probe P im Bereich der genannten Felder. In particular, the arrangement also includes a body part or sample placement device 34 for suitable positioning of a sample P to be examined in the area of said fields.

Zur Ausgabe und/oder Anzeige eines Ergebnisses einer Auswertung durch die Prozessoreinrichtung 12 kann an dieser ggfs. zusätzlich zu Eingabeeinrichtungen eine Ausgabeeinrichtung 36, insbesondere eine Anzeigeeinrichtung angeschlossen sein. Insbesondere kann mittels der Ausgabeeinrichtung 36 eine mittels des Systems 10 in einer Probe P bestimmte Konzentration von Peroxynitrit- und Ferritin angezeigt werden. To output and / or display a result of an evaluation by the processor device 12 can at this possibly. In addition to input devices an output device 36 , In particular, be connected to a display device. In particular, by means of the output device 36 one by means of the system 10 in a sample P certain concentration of peroxynitrite and ferritin are displayed.

Das Grundmagnetfeld B0 des Elektromagneten 13 ist insbesondere einstellbar im Bereich von 0 T bis 1 T. Eine Modulationsfrequenz des Grundmagnetfelds B0 liegt insbesondere im Bereich von 0 kHz bis 150 kHz. The basic magnetic field B0 of the electromagnet 13 is in particular adjustable in the range from 0 T to 1 T. A modulation frequency of the basic magnetic field B0 is in particular in the range of 0 kHz to 150 kHz.

Die Hochfrequenz des Resonators 15 liegt insbesondere im Bereich von 600 MHz bis 10 GHz. The high frequency of the resonator 15 is in particular in the range of 600 MHz to 10 GHz.

Ein Magnetfeld der Modulationsspulen 31 liegt insbesondere im Bereich von 0 mT bis 2,5 mT. Eine Modulationsfrequenz der Modulationsspulen 31 liegt insbesondere im Bereich von 0 kHz bis 150 kHz. A magnetic field of the modulation coils 31 is in particular in the range of 0 mT to 2.5 mT. A modulation frequency of the modulation coils 31 is in particular in the range of 0 kHz to 150 kHz.

Optional sind unterschiedlichen Resonatoren 15 ankoppelbar, dies beispielsweise über eine variable koaxiale Kopplung oder eine Blendenkopplung. Es besteht insbesondere die Möglichkeit, die entsprechenden Resonatoranordnungen kritisch anzukoppeln. Optional are different resonators 15 can be coupled, for example via a variable coaxial coupling or a diaphragm coupling. In particular, it is possible to critically couple the corresponding resonator arrangements.

Eine Detektion eines Messsignals erfolgt über eine langsame lineare Variation des Grundmagnetfeldes B0, welche von der gegenüber dem Grundmagnetfeld B0 zusätzlichen, schwächeren, insbesondere deutlich schwächeren, schnellen Modulation der am Resonator 15 angeordneten Modulationsspulen 31 überlagert wird. A detection of a measurement signal via a slow linear variation of the basic magnetic field B0, which of the opposite the main magnetic field B0 additional, weaker, in particular significantly weaker, rapid modulation of the resonator 15 arranged modulation coils 31 is superimposed.

An dem Verstärker 27 liegen im Betrieb so ein moduliertes Reflexionssignal, das insbesondere über den Resonator 15 und den Detektor 26 zugeführt wird, sowie das Modulationssignal selbst, das insbesondere an der Leitung von den Modulationsspulen 31 anliegt, an. Aus dem modulierten Reflexionssignal sowie dem Modulationssignal selbst wird über den als Auswerteverstärker geschalteten Verstärkers 27 eine Ableitung einer sich in einer Probe P ändernden Absorbtionsamplitude in Abhängigkeit der Feldstärke des Grundmagnetfeldes B0 gebildet und anschließend in ein insbesondere digitales Signal gewandelt und in der Prozessoreinrichtung 12 erfasst bzw. dieser angelegt. At the amplifier 27 are in operation so a modulated reflection signal, in particular via the resonator 15 and the detector 26 is fed, as well as the modulation signal itself, in particular on the line from the modulation coils 31 is present at. From the modulated reflection signal and the modulation signal itself is via the amplifier connected as an amplifier 27 a derivative of a changing in a sample P Absorbtionsamplitude depending on the field strength of the basic magnetic field B0 and then converted into a particular digital signal and in the processor device 12 recorded or created this.

Der Resonator 15 wird insbesondere so angesteuert, insbesondere die Kopplung 24 so eingestellt, dass der Resonator 15 mit einer im Messbereich angeordnete Probe P außerhalb eines Elektronenspin-resonanten Felds kritisch gekoppelt ist. The resonator 15 is particularly so controlled, in particular the coupling 24 adjusted so that the resonator 15 is critically coupled outside of an electron spin-resonant field with a sample P located in the measurement region.

Bei der Messung wird die Probe P insbesondere mittels der Körperteil- bzw. Proben-Anordnungseinrichtung 34 am Ort des insbesondere Maximums des Magnetfelds H, insbesondere Hochfrequenzfelds am und/oder im Resonator 15 angeordnet, wobei die Anordnung so ausgestaltet ist, dass sich der Ort im homogenen Bereich des langsam variierenden Grundmagnetfelds B0 befindet. In the measurement, the sample P is determined, in particular, by means of the body part or sample placement device 34 at the location of the particular maximum of the magnetic field H, in particular high-frequency field at and / or in the resonator 15 arranged, wherein the arrangement is designed such that the location is in the homogeneous region of the slowly varying basic magnetic field B0.

Im Resonanzfall der Probe P wird Energie der Hochfrequenzwelle des Resonators 15 durch die Probe P absorbiert und die kritische Kopplung bricht ein. Dadurch entsteht ein am Resonator 15 reflektiertes Signal, welches zurück zum Richtkoppler 20, insbesondere Zirkulator reflektiert wird. Dort wird das reflektierte Signal weiter in Richtung zum Detektor 26 geleitet. In the case of resonance of the sample P energy of the high frequency wave of the resonator 15 absorbed by the sample P and the critical coupling breaks down. This creates a resonator 15 reflected signal, which goes back to the directional coupler 20 , in particular circulator is reflected. There, the reflected signal will continue towards the detector 26 directed.

Die Felder des Elektronenspinresonanz-Spektrometer 11 werden insbesondere mit der Prozessoreinrichtung 12 so gesteuert, dass durch die Prozessoreinrichtung 12 die empfangenen Signale auswertbar sind zur Bestimmung bzw. Detektion zumindest eines Krankheitsbildes und/oder von Entzündungszuständen der Probe P und/oder des zu der Probe P gehörenden Körpers des zu untersuchenden Lebewesens. The fields of the electron spin resonance spectrometer 11 in particular with the processor device 12 so controlled by the processor device 12 the received signals can be evaluated for the purpose of determining or detecting at least one clinical picture and / or inflammatory conditions of the sample P and / or the body belonging to the sample P of the living being to be examined.

Insbesondere werden damit Entzündungszustände dargestellt, indem mittels ESR-spektroskopischer Messungen die Konzentrationen von Peroxynitrit und Ferritin im Blut, insbesondere menschlichen Blut und/ oder blutdurchflossenem Gewebe ermittelt wird. Da Veränderungen der Konzentration beider Stoffe in unmittelbaren Zusammenhang mit Entzündungszuständen in Verbindung gebracht werden, ist das Verfahren in der klinischen Diagnostik zum Erkennen von Entzündungszuständen anwendbar und bietet eine schnelle Möglichkeit, einen Entzündungszustand zu erkennen und einzuordnen. Vorteilhaft ist daher eine Konzentrationsmessung durchführbar, mit der ein Istwert solcher Stoffe ermittelt wird, mit dem entschieden werden kann, ob der ermittelte Wert „über“ oder „unter“ einem „Normwert“ liegt. In particular, this inflammatory states are shown by ESR spectroscopic measurements, the concentrations of peroxynitrite and ferritin in the blood, especially human blood and / or blood-perfused tissue is determined. Since changes in the concentration of both substances are directly related to inflammatory conditions, the method is applicable in clinical diagnostics for detecting inflammatory conditions and provides a quick way to detect and classify an inflammatory condition. It is therefore advantageously possible to carry out a concentration measurement with which an actual value of such substances is determined with which it can be decided whether the determined value is "above" or "below" a "standard value".

Erfasst werden insbesondere die bei Entzündungszuständen auftretenden Veränderung der Konzentration zweier paramagnetischer Spezies im Blut des Patienten, die mit Elektronenspinresonanz-Spektroskopie detektiert wird, indem mittels der Prozessoreinrichtung 12 aus den an dieser anliegenden Signalen bzw. aus einem davon aufgezeichneten Spektrum die Konzentration ermittelt wird. Ausgenutzt wird insbesondere der Einfluss unter anderem von IL-1 und TNF, durch die die Konzentration von Ferritin im Blut der Probe P bzw. des Patienten ansteigt. Im Ferritin liegt das Eisen gebunden als Fe3+-Ion vor, was mittels ESR-Spektroskopie insbesondere bei Körpertemperaturen detektiert wird. In particular, the change in the concentration of two paramagnetic species in the blood of the patient occurring in inflammatory conditions, which is detected by electron spin resonance spectroscopy, is recorded by means of the processor device 12 the concentration is determined from the signals present at these signals or from a spectrum recorded therefrom. In particular, the influence of, inter alia, IL-1 and TNF, by which the concentration of ferritin in the blood of the sample P or of the patient increases. In ferritin, the iron is bound as Fe 3+ -Ion, which is detected by ESR spectroscopy, especially at body temperatures.

Als weiterer Parameter wird durch die Prozessoreinrichtung 12 insbesondere die Bestimmung der Konzentration von Peroxinitriden in der Probe P bzw. im Körper durchgeführt. Der Elektronenspinresonanznachweis von Peroxynitrit findet im Gegensatz zum direkt nachweisbaren Ferritin über die sekundäre radikalische Reaktion gemäß 4 statt. Durch die Reaktion mit Kohlenstoffdioxid entsteht ein kurzlebiges, freies Karbonatradikal. Aufgrund des im Blut durch den Zellstoffwechsel mit einer Konzentration von ca. 1,3 mM gelöst vorhandenen Kohlenstoffdioxids, der damit auch in der Probe P vorhanden ist, findet diese Reaktion permanent im Gewebe bzw. Blut statt und wird bei Vorhandensein mit dem System 10 und der Prozessoreinrichtung 12 bestimmt und nachgewiesen. Another parameter is the processor device 12 in particular the determination of the concentration of peroxynitrides in the sample P or in the body. The electron spin resonance detection of peroxynitrite, in contrast to directly detectable ferritin, is determined by the secondary radical reaction 4 instead of. The reaction with carbon dioxide produces a short-lived, free carbonate radical. Due to the carbon dioxide dissolved in the blood by the cell metabolism at a concentration of about 1.3 mM, which is thus also present in the sample P, this reaction takes place permanently in the tissue or blood and becomes available in the presence of the system 10 and the processor device 12 determined and proven.

Bevorzugt und ohne andere Parameterbereiche auszuschließen wird eine Frequenzbereichsoptimierung auf eine geeignete Eindringtiefe mit maximaler Signalintensität, idealerweise bei einer Frequenz ab oder oberhalb von 600 MHz, insbesondere bevorzugt im C-Band mit 4,6–7 GHz durchgeführt. Preferably and without excluding other parameter ranges, a frequency range optimization to a suitable penetration depth with maximum signal intensity, ideally at a frequency above or above 600 MHz, particularly preferably in the C-band at 4.6-7 GHz is performed.

Bevorzugt und ohne andere Reaktionen und chemische Stoffe auszuschließen wertet ein bevorzugter Algorithmus zur Verfahrensdurchführung zur spektralen Analyse zwei Signalanteile gleichzeitig aus, die von Ferritin und von dem aus der Reaktion von Peroxynitrit und Kohlenstoffdioxid entstehenden Karbonatradikal stammen. Zu Ferritin ist dabei g ≈ 2,1 mit g als Landé-Faktor bzw. auch gyromagnetischem Faktor und zu dem Karbonatradikal ist g = 2,0113. Preferably and without precluding other reactions and chemical agents, a preferred algorithm for performing spectral analysis evaluates two signal portions simultaneously derived from ferritin and from the carbonate radical resulting from the reaction of peroxynitrite and carbon dioxide. To ferritin is g ≈ 2.1 with g as Landé factor or gyromagnetic factor and to the carbonate radical is g = 2.0113.

Insbesondere wird das spektroskopische Verfahren so durchgeführt, dass damit die Spektroskopie auch an stärker durchflossenem Gewebe, insbesondere an arteriellen Blutgefäßen möglich ist. In particular, the spectroscopic method is carried out in such a way that spectroscopy is also possible on tissues that are more heavily drained, in particular on arterial blood vessels.

2 zeigt die Körperteil- bzw. Proben-Anordnungseinrichtung 34 in einer beispielhaften Ausgestaltung als eine optional verstellbare Anlagefläche 37 mit beispielsweise Markierungen, um ein zu untersuchendes Körperteil als die Probe P an einer geeigneten Stelle der Felder des Elektronenspinresonanz-Spektrometers 11 zu positionieren. Beispielsweise wird ein Finger 40 als die Probe P durch die Anlagefläche 37 so gegen den Resonator 15 gedrückt, dass vor allem Blutgefäße 41 und nicht Knochen 42 in den geeigneten, insbesondere optimalen Messbereich der Anordnung zur Elektronenspinresonanz-Spektrometrie gebracht wird. 2 shows the body part or sample placement device 34 in an exemplary embodiment as an optionally adjustable contact surface 37 with, for example, markings to indicate a body part to be examined as the sample P at a suitable location of the fields of the electron spin resonance spectrometer 11 to position. For example, a finger 40 as the sample P through the contact surface 37 so against the resonator 15 especially blood vessels 41 and not bones 42 is brought into the appropriate, in particular optimal measuring range of the arrangement for electron spin resonance spectrometry.

Zusätzlich oder alternativ kann die Anordnungseinrichtung 34 Fixierungseinrichtungen aufweisen, mit denen die Probe P in einer geeigneten Position zeitweilig festlegbar oder hinsichtlich deren Bewegungsraums begrenzbar ist. Auch kann insbesondere auf der Seite des Resonators 15 eine insbesondere verstellbare Komponente zur Positionierung der Probe P angeordnet sein. Additionally or alternatively, the arrangement device 34 Have fixing means with which the sample P temporarily fixed in a suitable position or in terms of their movement space can be limited. Also, especially on the side of the resonator 15 a particular adjustable component for positioning the sample P may be arranged.

3 zeigt die Körperteil- bzw. Proben-Anordnungseinrichtung in einer demgegenüber beispielhaft modifizierten Ausgestaltung mit einer Öffnung 38 zum Einführen des zu untersuchenden Körperteils als der Probe P. Beispielsweise ist die Öffnung 38 so dimensioniert, dass z.B. ein Finger 40 als die Probe P in den hinsichtlich der Felder geeigneten Bereich des Elektronenspinresonanz-Spektrometers 11 einführbar ist. Die als Probe P zu untersuchende Extremität kann somit in eine ausreichend große Probenöffnung in einem insbesondere geschlossenen Hohlraumresonator, der sich in dem externen Magnetfeld H befindet, eingeführt werden. 3 shows the Körperpart- or sample-arranging device in a contrast thereto by way of example modified embodiment with an opening 38 for introducing the body part to be examined as the sample P. For example, the opening is 38 dimensioned so that eg a finger 40 as the sample P in the fields suitable Range of the electron spin resonance spectrometer 11 is insertable. The limb to be examined as sample P can thus be introduced into a sufficiently large sample opening in a closed cavity, in particular, located in the external magnetic field H.

Solche verschiedenartig aufgebauten Anordnungen sind erweiterbar um Komponenten, welche auch eine von einem Körper isolierte Probe P insbesondere in-vitro untersuchbar machen. Die Prozessoreinrichtung 12 ermöglicht auch in diesem Fall insbesondere die kombinierte Auswertung und optional Analyse sowohl des Peroxynitrit als auch des Ferritin. Insbesondere können Durchflusseinrichtungen bereitgestellt sein, welche eine Mischung mit Kohlendioxid und Blut als Probe und einen Durchfluss des Gemischs durch das Elektronenspinresonanz-Spektrometer 11 ermöglichen. Vorteilhaft ist insbesondere auch die Verwendung von Peroxynitrit als Entzündungsmarker sowohl in vivo als auch ex vivo. Such differently constructed arrangements are expandable by components, which also make a isolated from a body sample P in particular in vitro examined. The processor device 12 allows in this case in particular the combined evaluation and optional analysis of both the peroxynitrite and the ferritin. In particular, flow devices may be provided which sample a mixture with carbon dioxide and blood as sample and a flow of the mixture through the electron spin resonance spectrometer 11 enable. Particularly advantageous is the use of peroxynitrite as an inflammatory marker both in vivo and ex vivo.

Ein geeignet sensitiver ESR-Aufbau in offener und/oder ausreichend groß dimensionierter Bauweise ermöglicht den Nachweis beider paramagnetischer Spezies insbesondere auch in-vivo. Insbesondere wird unter offener und/oder ausreichend groß dimensionierter Bauweise verstanden, dass der Messbereich 14 so groß ist, dass ein insbesondere durchblutetes Körperteil als die Probe P in den Messbereich 14 einführbar ist. Die Messung findet insbesondere an einem gut durchbluteten, im Klinikalltag leicht zugänglichen Bereich des Körpers statt, bevorzugt am Finger oder beispielsweise an der Zunge. Die entsprechende Extremität, an der die Messung durchgeführt wird, wird im Messbereich 14 in das externe Magnetfeld H eingebracht. A suitably sensitive ESR structure in open and / or sufficiently large dimensioned design allows the detection of both paramagnetic species, especially in vivo. In particular, open and / or sufficiently large dimensioned construction means that the measuring range 14 is so large that a particular perfused body part as the sample P in the measuring range 14 is insertable. The measurement takes place, in particular, on a region of the body which is well perfused and easily accessible in everyday clinical practice, preferably on the finger or, for example, on the tongue. The corresponding extremity at which the measurement is carried out will be in the measuring range 14 introduced into the external magnetic field H.

Optional ist je nach Messanforderungen und/oder zu untersuchendem Körperteil ein entsprechend dafür angepasster Resonator 15 in der Messanordnung einsetzbar und/oder am Körperteil wieder lösbar befestigbar. Insbesondere ist der Resonator 15 hinsichtlich einer erforderlichen Eindringtiefe und Sensitivität auswählbar, insbesondere optimierbar. Optionally, depending on the measurement requirements and / or body part to be examined, a correspondingly adapted resonator 15 can be used in the measuring arrangement and / or releasably fastened to the body part. In particular, the resonator 15 in terms of a required penetration depth and sensitivity selectable, in particular optimized.

Der Nachweis der mittels des Systems und des Verfahrens zu bestimmenden Radikale wird durch die Einstrahlung einer Hochfrequenzwelle in einem an die gewünschte Eindringtiefe angepassten Frequenzband durchgeführt, wobei eine Anpassung von Hochfrequenzwelle bzw. deren Frequenzband und Resonator so erfolgt, dass die Hochfrequenzwelle, insbesondere Mikrowelle resonant zu dem durch die Probe P belasteten Resonator 15 ist. The detection of the radicals to be determined by means of the system and the method is carried out by the irradiation of a high frequency wave in a frequency adapted to the desired penetration depth band, wherein an adaptation of high frequency wave or its frequency band and resonator takes place so that the high frequency wave, in particular microwave resonant the resonator loaded by the sample P 15 is.

Außerdem gibt es je nach wählbarem oder gewähltem Band oder Eindringtiefe die Möglichkeit, die Mikrowelle im cw-Modus (cw: continuous wave/kontinuierliche Welle) zu betreiben und die Resonanz des vorher kritisch angekoppelten Resonators zu beobachten. In addition, depending on the selectable or selected band or penetration depth, it is possible to operate the microwave in cw mode (cw: continuous wave) and to observe the resonance of the previously critically coupled resonator.

Eine weitere Möglichkeit, die insbesondere für höhere Frequenzen bzw. zum Erzielen größerer Eindringtiefen insbesondere eine Alternative darstellt, ist die Puls-ESR, mit der höhere Leistungen in kurzen zeitlichen Pulsen eingestrahlt werden, wodurch das umliegendes Gewebe eine weniger starke Belastung durch dipolare Kopplung erfährt. Bevorzugte Pulsdauern liegen dafür insbesondere im Bereich von 4 bis 30 ns. Another possibility, which represents an alternative in particular for higher frequencies or for achieving greater penetration depths, is the pulsed ESR, with which higher powers are radiated in short time pulses, as a result of which the surrounding tissue experiences less stress due to dipolar coupling. Preferred pulse durations are in particular in the range of 4 to 30 ns.

Eine weitere Möglichkeit, die insbesondere eine Alternative darstellt, ist die Ausgestaltung des ESR-Spektrometers als Puls-ESR-Spektrometer. Hierbei wird das Hochfrequenzfeld H in kurzen zeitlichen Pulsen, insbesondere zeitlich variierbaren Pulsen eingestrahlt. Bevorzugte Pulsdauern liegen dafür insbesondere im Bereich von 4 bis 30 ns. Another possibility, which represents an alternative in particular, is the design of the ESR spectrometer as pulse ESR spectrometer. Here, the high-frequency field H is irradiated in short time pulses, in particular temporally variable pulses. Preferred pulse durations are in particular in the range of 4 to 30 ns.

Zum Betrieb des Spektrometers im Puls-ESR-Betrieb ist prinzipbedingt eine Veränderung der beispielhaft ausgeführten Ausgestaltung notwendig, in der Komponenten hinzugefügt und/oder ersetzt bzw. weggelassen werden. Zum Erzeugen der kurzen Pulse wird das Spektrometer beispielhaft um eine Pulsform-Einheit, die insbesondere mehrere Kanäle mit einstellbarer Phase aufweisen kann, ergänzt. Diese Pulsform-Einheit ist insbesondere durch die Prozessoreinrichtung ansteuerbar. For operating the spectrometer in pulse ESR operation, a change in the exemplary embodiment is necessary in principle in which components are added and / or replaced or omitted. To generate the short pulses, the spectrometer is supplemented, for example, by a pulse-shaping unit, which in particular can have a plurality of channels with adjustable phase. This pulse-shaping unit can be controlled in particular by the processor device.

Ein weiteres charakteristisches Ausgestaltungsmerkmal kann außerdem ein Pulsverstärker, der insbesondere als Wanderfeldröhrenverstärker ausgestaltet werden kann, sein. Bevorzugte Ausgangsleitungen liegen im Bereich von 1 kW. Another characteristic design feature may also be a pulse amplifier, which can be configured in particular as a traveling wave tube amplifier. Preferred output lines are in the range of 1 kW.

Der Detektor 26 kann alternativ als Mischer, insbesondere I/Q Mischer (I/Q: inphasig/quadraturphasig) ausgestaltet sein. The detector 26 may alternatively be designed as a mixer, in particular I / Q mixer (I / Q: in-phase / quadrature phase).

Der Betrieb als Puls-ESR-Spektrometer kann den Einsatz der Modulation, insbesondere der Magnetfeldmodulation, sowie der Lock-In-Detektion überflüssig machen. The operation as a pulse ESR spectrometer can make the use of modulation, in particular the magnetic field modulation, as well as the lock-in detection superfluous.

Die benötigte Messzeit ist in allen Ausgestaltungsvarianten insbesondere abhängig von der Hard- und Software des Spektrometers und von der Signalstärke der zu detektierenden Verbindungen/Resonanzen. In all embodiments, the required measuring time depends, in particular, on the hardware and software of the spectrometer and on the signal strength of the connections / resonances to be detected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10
System zur Detektion von Krankheitsbildern System for the detection of clinical pictures
11 11
Elektronenspinresonanz-Spektrometer Electron spin resonance spectrometer
12 12
Prozessoreinrichtung processor means
13 13
Elektromagneten electromagnet
14 14
Messbereich measuring range
15 15
Resonator resonator
16 16
Hochfrequenzquelle RF source
17 17
Verstärker amplifier
18 18
Richtungsleitung direction line
19, 22 19, 22
Dämpfungsglieder attenuators
20 20
Richtkoppler directional coupler
21, 25 21, 25
Leitungen cables
24 24
Kopplung coupling
26 26
Detektor detector
27 27
Verstärker amplifier
28 28
Referenzarm reference arm
29 29
Dämpfungsglied attenuator
30 30
Phasenschieber phase shifter
31 31
Modulationsspulen modulation coils
32 32
Wechselstromquelle AC power source
33 33
Verstärker amplifier
34 34
Körperteil- bzw. Proben-Anordnungseinrichtung Body part or sample placement device
35 35
Hall-Sonde Hall probe
36 36
Ausgabeeinrichtung output device
37 37
Anlagefläche für Probe Contact surface for sample
38 38
Öffnung zum Einführen der Probe Opening for introducing the sample
40 40
Finger finger
41 41
Blutgefäßblood vessel
42 42
Knochen bone
B0 B0
Grundmagnetfeld basic magnetic field
H H
Magnetfeld, insbesondere Hochfrequenzfeld Magnetic field, in particular high-frequency field
P P
Probe, insbesondere Lebewesen-Körperteil Sample, in particular living body part

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (11)

Verfahren zur Detektion von Krankheitsbildern, bei dem eine Probe (P) mittels Elektronenspinresonanzspektroskopie hinsichtlich einer Konzentration zumindest eines vorgegebenen Bestandteils einer Körperflüssigkeit in-vivo spektroskopisch analysiert wird.  A process for the detection of clinical pictures, in which a sample (P) is analyzed by means of electron spin resonance spectroscopy in terms of a concentration of at least one predetermined constituent of a body fluid in vivo spectroscopy. Verfahren zur Detektion von Krankheitsbildern, insbesondere Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die/eine Probe (P) mittels Elektronenspinresonanzspektroskopie hinsichtlich einer Konzentration zumindest eines vorgegebenen Bestandteils spektroskopisch analysiert wird, wobei der zumindest eine vorgegebene Bestandteil zumindest eines ist von – Ferritin, dessen Konzentration bestimmt wird, und – Karbonatradikal, insbesondere aus einer Reaktion von Peroxynitrit und Kohlenstoffdioxid entstehendem Karbonatradikal, dessen Konzentration bestimmt wird.  Method for the detection of clinical pictures, in particular method according to claim 1, in which the sample (P) is analyzed spectroscopically by means of electron spin resonance spectroscopy with regard to a concentration of at least one predetermined constituent, wherein the at least one predetermined constituent is at least one of Ferritin, whose concentration is determined, and - Carbonatradikal, in particular from a reaction of Peroxynitrit and carbon dioxide resulting carbonate radical whose concentration is determined. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Probe (P) sowohl hinsichtlich der Konzentration von Ferritin als auch hinsichtlich der Konzentration des Karbonatradikals analysiert wird.  The method of claim 2, wherein the sample (P) is analyzed for both the concentration of ferritin and the concentration of the carbonate radical. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem ein Resonator (15) so angesteuert wird, dass der Resonator (15) insbesondere mit einer in einem Messbereich (14) angeordneten Probe (P) kritisch gekoppelt ist. Method according to any preceding claim, wherein a resonator ( 15 ) is controlled so that the resonator ( 15 ), in particular with one in a measuring range ( 14 ) arranged sample (P) is critically coupled. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem bei einem Spektrometer (11) zum Durchführen des Verfahrens – ein Grundmagnetfeld (B0) eines Spektrometers (11) zum Durchführen des Verfahrens im Bereich von 0 T bis 1 T liegt oder einstellbar ist, – eine Frequenz, insbesondere Hochfrequenz eines Magnetfelds (H) eines Resonators (15) im Bereich von 600 MHz bis 10 GHz liegt oder einstellbar ist, – eine Modulationsfrequenz von Modulationsspulen (31) im Bereich von 0 kHz bis 150 kHz liegt oder einstellbar ist und/oder – ein Magnetfeld von/der Modulationsspulen (31) im Bereich von 0 mT bis 2,5 mT liegt oder einstellbar ist. Method according to any preceding claim, wherein in a spectrometer ( 11 ) for carrying out the method - a basic magnetic field (B0) of a spectrometer ( 11 ) for performing the method in the range of 0 T to 1 T is or is adjustable, - a frequency, in particular high frequency of a magnetic field (H) of a resonator ( 15 ) is in the range of 600 MHz to 10 GHz or is adjustable, - a modulation frequency of modulation coils ( 31 ) is in the range of 0 kHz to 150 kHz or is adjustable and / or - a magnetic field of / the modulation coils ( 31 ) is in the range of 0 mT to 2.5 mT or is adjustable. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem als die Probe (P) ein Körperteil eines lebenden Lebewesens, insbesondere Menschen verwendet wird.  A method according to any preceding claim, wherein as the sample (P) a body part of a living animal, in particular humans is used. System (10) zur Detektion von Krankheitsbildern mit einem Elektronenspinresonanz-Spektrometer (11), aufweisend – einen Messbereich (14) in sowohl einem Bereich eines am oder im Resonator (15) aufbaubaren oder aufgebauten Magnetfelds (H), insbesondere Hochfrequenzfelds, als auch in einem Bereich eines von einem Magneten, insbesondere Elektromagneten (13) aufbaubaren oder aufgebauten Grundmagnetfelds (B0) und – zumindest eine Prozessoreinrichtung (12), die ausgestaltet oder programmiert ist mittels zumindest dieser Komponenten und deren Feldern eine im Messbereich (14) angeordnete Probe (P) mittels Elektronenspinresonanzspektroskopie hinsichtlich einer Konzentration zumindest eines vorgegebenen Bestandteils einer Körperflüssigkeit in-vivo spektroskopisch zu analysieren. System ( 10 ) for the detection of clinical pictures with an electron spin resonance spectrometer ( 11 ), comprising - a measuring range ( 14 ) in both an area of or on the resonator ( 15 ) can be built up or constructed magnetic field (H), in particular high-frequency field, as well as in an area of one of a magnet, in particular electromagnet ( 13 ) can be built up or constructed basic magnetic field (B0) and - at least one processor device ( 12 ) which is designed or programmed by means of at least these components and their fields one in the measuring range ( 14 ) arranged sample (P) by means of electron spin resonance spectroscopy with respect to a concentration of at least one predetermined component of a body fluid to analyze in vivo spectroscopy. System (10) zur Detektion von Krankheitsbildern mit einem Elektronenspinresonanz-Spektrometer (11), insbesondere System nach Anspruch 7, aufweisend – einen Messbereich (14) in sowohl einem Bereich eines am oder im Resonator (15) aufbaubaren oder aufgebauten Magnetfelds (H), insbesondere Hochfrequenzfelds, als auch in einem Bereich eines von einem Magneten, insbesondere Elektromagneten (13) aufbaubaren oder aufgebauten Grundmagnetfelds (B0) und – zumindest eine Prozessoreinrichtung (12), die ausgestaltet oder programmiert ist mittels zumindest dieser Komponenten und deren Feldern eine im Messbereich (14) angeordnete Probe (P) mittels Elektronenspinresonanzspektroskopie hinsichtlich einer Konzentration zumindest eines vorgegebenen Bestandteils spektroskopisch zu analysieren, wobei der zumindest eine vorgegebene Bestandteil zumindest eines ist von – Ferritin, dessen Konzentration bestimmt wird, und – Karbonatradikal, insbesondere aus einer Reaktion von Peroxynitrit und Kohlenstoffdioxid entstehendem Karbonatradikal, dessen Konzentration bestimmt wird. System ( 10 ) for the detection of clinical pictures with an electron spin resonance spectrometer ( 11 ), in particular a system according to claim 7, comprising - a measuring range ( 14 ) in both an area of or on the resonator ( 15 ) can be built up or constructed magnetic field (H), in particular high-frequency field, as well as in an area of one of a magnet, in particular electromagnet ( 13 ) can be built up or constructed basic magnetic field (B0) and - at least one processor device ( 12 ) which is designed or programmed by means of at least these components and their fields one in the measuring range ( 14 ) is spectroscopically analyzed by electron spin resonance spectroscopy with respect to a concentration of at least one predetermined constituent, wherein the at least one predetermined constituent is at least one of ferritin whose concentration is determined and carbonate radical, in particular resulting from a reaction of peroxynitrite and carbon dioxide Carbonate radical whose concentration is determined. System nach Anspruch 7 oder 8 mit zumindest einem von einer Anlagefläche (37) zum Anlegen der Probe (P) im Messbereich (14) und einer Öffnung (38) zum Einführen der Probe (P) in den Messbereich (14). System according to claim 7 or 8 with at least one of a contact surface ( 37 ) for applying the sample (P) in the measuring range ( 14 ) and an opening ( 38 ) for introducing the sample (P) into the measuring range ( 14 ). System nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem das Spektrometer ortsveränderbar aufbaubar ist.  System according to one of claims 7 to 9, wherein the spectrometer is buildable in a location variable. System (10) nach einem der Ansprüche, wobei die zumindest eine Prozessoreinrichtung (12) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgestaltet oder programmiert ist. System ( 10 ) according to one of the claims, wherein the at least one processor device ( 12 ) is configured or programmed to perform a method according to any one of claims 1 to 6.
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