DE102018214457B3 - Method for operating a magnetic resonance measuring device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betrieb einer, insbesondere handhaltbaren, Kernspinresonanz-Messvorrichtung (NMR-Messvorrichtung), bei dem zumindest in einem Verfahrensschritt zumindest eine Kenngröße eines Fluids (14a), welches durch einen Körper (16a) strömt, gemessen wird, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt mittels einer Magnetvorrichtung (18a; 18b; 18c) der NMR-Messvorrichtung zumindest ein Magnetfeld (20a) zur zumindest teilweisen Polarisierung (19a) des Fluids (14a) erzeugt wird.
Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt ein Messsignal zu einer Messung (21a) der zumindest einen Kenngröße des Fluids (14a) an dem zumindest teilweise polarisierten Fluid (22a) in einem aktiven Depolarisierungsbereich (24a) der NMR-Messvorrichtung erfasst wird.
The invention is based on a method for operating a, in particular hand-held, magnetic resonance measuring device (NMR measuring device), in which at least one parameter of a fluid (14a) flowing through a body (16a) is measured in at least one method step, at least one magnetic field (20a) for at least partial polarization (19a) of the fluid (14a) being generated in at least one method step by means of a magnetic device (18a; 18b; 18c) of the NMR measuring device.
It is proposed that in at least one method step a measurement signal for a measurement (21a) of the at least one parameter of the fluid (14a) on the at least partially polarized fluid (22a) is recorded in an active depolarization area (24a) of the NMR measurement device.
Description
Stand der TechnikState of the art
Aus der Druckschrift
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betrieb einer, insbesondere handhaltbaren, Kernspinresonanz-Messvorrichtung (NMR-Messvorrichtung), bei dem zumindest in einem Verfahrensschritt zumindest eine Kenngröße eines Fluids, welches durch einen Körper strömt, gemessen wird, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt mittels einer Magnetvorrichtung der NMR-Messvorrichtung zumindest ein Magnetfeld zur zumindest teilweisen Polarisierung des Fluids erzeugt wird.The invention is based on a method for operating a, in particular hand-held, nuclear magnetic resonance measuring device (NMR measuring device), in which at least one parameter of a fluid flowing through a body is measured in at least one method step, in at least one method step using a magnetic device of the NMR measuring device, at least one magnetic field for at least partial polarization of the fluid is generated.
Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt ein Messsignal zu einer Messung der zumindest einen Kenngröße des Fluids an dem zumindest teilweise polarisierten Fluid in einem aktiven Depolarisierungsbereich der NMR-Messvorrichtung erfasst wird. Vorzugsweise umfasst die NMR-Messvorrichtung zumindest eine Magnetvorrichtung zur Erzeugung eines statischen Magnetfelds und/oder eines magnetischen Wechselfelds, insbesondere im Radiofrequenzbereich. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt ein statisches Magnetfeld mittels der Magnetvorrichtung erzeugt. Unter einem „statischen Magnetfeld“ soll hierbei insbesondere ein Magnetfeld verstanden werden, dass in zumindest einem Verfahrensschritt bei einer von Null verschiedenen Amplitude eine Amplitudenschwankung und/oder eine Amplitudenmodulation von weniger als 10 % aufweist. Es ist insbesondere vorstellbar, dass das statische Magnetfeld in einem weiteren Verfahrensschritt ausschaltbar und/oder blockierbar ist. Vorzugsweise umfasst die Magnetvorrichtung, insbesondere zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes, zumindest eine Magneteinheit. Vorzugsweise umfasst die Magneteinheit zumindest ein Permanentmagnetelement und/oder zumindest ein Elektromagnetelement. Vorzugsweise umfasst die Magnetvorrichtung, insbesondere zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes, zumindest eine Magnetspuleneinheit. Es ist aber auch denkbar, dass die NMR-Messvorrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes ein Radiofrequenz-Horn, ein stromdurchflossenes Leiterstück mit einer angepassten Geometrie und/oder ein anderes dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Antennenelement zur Erzeugung, insbesondere Aussendung, eines magnetischen Wechselfeldes aufweist. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt ein magnetisches Wechselfeld mit der Magnetvorrichtung erzeugt. Vorzugsweise weist die NMR-Messvorrichtung zumindest eine Messeinheit zur Erfassung und/oder Auswertung eines Messsignals auf. Vorzugsweise umfasst die Messeinheit zumindest eine Empfangseinheit zur Erfassung eines Messsignals, insbesondere zur Erfassung einer, insbesondere einer von dem Fluid ausgehenden, elektromagnetischen Welle. Vorzugsweise ist die Magnetspuleneinheit einstückig mit der Empfangseinheit ausgebildet. Insbesondere weist die NMR-Messvorrichtung zumindest eine Antenneneinheit auf, die sowohl als Magnetspuleneinheit und als Empfangseinheit, insbesondere zeitversetzt und/oder gleichzeitig, einsetzbar ist. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt ein mittels der Messeinheit erfasstes Messsignal bezüglich der Kenngröße ausgewertet. Vorzugsweise beschreibt die Kenngröße eine Zusammensetzung des Fluids, insbesondere einen absoluten und/oder relativen Anteil eines einzelnen Bestandteils, beispielsweise Alkoholgehalt, Glukosegehalt, Anteil organischer Säuren, Schwermetallanteil o. dgl.It is proposed that in at least one method step a measurement signal for a measurement of the at least one parameter of the fluid on the at least partially polarized fluid is recorded in an active depolarization area of the NMR measurement device. The NMR measuring device preferably comprises at least one magnetic device for generating a static magnetic field and / or an alternating magnetic field, in particular in the radio frequency range. A static magnetic field is preferably generated in at least one method step by means of the magnetic device. In this context, a “static magnetic field” is to be understood in particular to mean a magnetic field which, in at least one method step, has an amplitude fluctuation and / or an amplitude modulation of less than 10% with an amplitude other than zero. In particular, it is conceivable that the static magnetic field can be switched off and / or blocked in a further method step. The magnetic device preferably comprises at least one magnetic unit, in particular for generating a static magnetic field. The magnet unit preferably comprises at least one permanent magnet element and / or at least one electromagnet element. The magnetic device preferably comprises at least one magnetic coil unit, in particular for generating an alternating magnetic field. However, it is also conceivable that the NMR measuring device for generating an alternating magnetic field has a radio frequency horn, a current-carrying conductor section with an adapted geometry and / or another antenna element that seems useful to the person skilled in the art for generating, in particular emitting, an alternating magnetic field. A magnetic alternating field is preferably generated with the magnetic device in at least one method step. The NMR measuring device preferably has at least one measuring unit for recording and / or evaluating a measuring signal. The measuring unit preferably comprises at least one receiving unit for acquiring a measurement signal, in particular for acquiring an electromagnetic wave, in particular an electromagnetic wave emanating from the fluid. The magnetic coil unit is preferably formed in one piece with the receiving unit. In particular, the NMR measuring device has at least one antenna unit which can be used both as a magnetic coil unit and as a receiving unit, in particular with a time delay and / or simultaneously. In at least one method step, a measurement signal recorded by means of the measurement unit is preferably evaluated with regard to the characteristic variable. The parameter preferably describes a composition of the fluid, in particular an absolute and / or relative proportion of an individual component, for example alcohol content, glucose content, proportion of organic acids, heavy metal proportion or the like.
Vorzugsweise umfasst die NMR-Messvorrichtung einen Untersuchungsbereich, in welchem das statische Magnetfeld und/oder das magnetische Wechselfeld erzeugt werden. Vorzugsweise ist der Untersuchungsbereich dazu ausgelegt, den Körper mit dem Fluid aufzunehmen. Vorzugsweise weist ein zu untersuchender Körper, der von einem Fluid durchflossen wird, Kanalelemente auf, in denen das Fluid strömt, beispielsweise Rohre, Schläuche, Treibstoffleitungen, Arterien o. dgl. Es ist aber auch denkbar, dass der Körper porös und/oder auf andere Weise fluiddurchlässig ist. Vorzugsweise weist die NMR-Messvorrichtung, insbesondere innerhalb des Untersuchungsbereichs, zumindest einen Polarisierungsbereich auf. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt das statische Magnetfeld in dem Polarisierungsbereich erzeugt, um den sich im Polarisierungsbereich befindlichen Körper und/oder das Fluid zumindest teilweise zu polarisieren. Darunter, dass „ein Element zumindest teilweise polarisiert ist“ soll insbesondere verstanden werden, dass das Element eine Magnetisierung aufweist, die zumindest mehr als 25 %, bevorzugt mehr als 50 %, besonders bevorzugt mehr als 75 %, einer maximalen, insbesondere temperaturabhängigen, Magnetisierbarkeit des Elements entspricht. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt eine teilweise Polarisierung des Körpers und/oder des Fluids, durch eine Einstellung der Aktivierungszeit des statischen Magnetfeldes, insbesondere durch eine Einstellung der Verweildauer des Körpers und/oder des Fluids innerhalb des statischen Magnetfeldes, gewährleistet. Vorzugsweise weist die NMR-Messvorrichtung, insbesondere innerhalb des Untersuchungsbereichs, zumindest einen aktiven Depolarisierungsbereich auf. Vorzugsweise ist der aktive Depolarisierungsbereich in zumindest einem Verfahrensschritt dazu vorgesehen, den Körper und/oder das Fluid innerhalb des aktiven Depolarisierungsbereichs zumindest im Wesentlichen vollständig zu depolarisieren. Darunter, dass „ein Element zumindest im Wesentlichen vollständig depolarisiert ist“ soll insbesondere verstanden werden, dass das Element eine Magnetisierung aufweist, die zumindest weniger als 25 %, bevorzugt weniger als 10 %, besonders bevorzugt weniger als 5 %, einer maximalen, insbesondere temperaturabhängigen, Magnetisierbarkeit des Elements entspricht. Darunter, dass der „Depolarisierungsbereich aktiv ist“, soll insbesondere verstanden werden, dass die NMR-Messvorrichtung zur Depolarisierung des Körpers und/oder des Fluids in dem aktiven Depolarisierungsbereich Energie aufwendet. Beispielsweise flutet die NMR-Messvorrichtung den aktiven Depolarisierungsbereich in einem Verfahrensschritt zu einer Depolarisierung mit elektromagnetischer Strahlung mit zumindest einer zumindest im Wesentlichen resonanten Frequenz des Fluids und/oder des Körpers, insbesondere eines Kernspins innerhalb des Fluids und/oder des Körpers, und/oder mit einem Frequenzband, das zumindest die resonante Frequenz umfasst. Beispielsweise erhitzt die NMR-Messvorrichtung in einem Verfahrensschritt zu einer Depolarisierung den aktiven Depolarisierungsbereich als Ganzes über Heizelemente und/oder lokal, beispielsweise durch die Fokussierung eines Lasers. Beispielsweise induziert die NMR-Messvorrichtung in einem Verfahrensschritt zu einer Depolarisierung mechanische Erschütterungen, insbesondere mittels Ultraschall, innerhalb des aktiven Depolarisierungsbereichs. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt ein Messsignal, insbesondere eine von dem Fluid ausgehende elektromagnetische Welle, in dem aktiven Depolarisierungsbereich erfasst. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt zumindest eine an sich bekannte, insbesondere spektroskopische, NMR-Messsequenz mittels der Magnetvorrichtung zur Erzeugung des Messsignals in dem aktiven Depolarisierungsbereich durchgeführt. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt eine NMR-Messsequenz zu einer Anregung von Wasserstoff, insbesondere einem 1H -Isotop, durchgeführt. Es ist insbesondere auch denkbar, dass in zumindest einem Verfahrensschritt verschiedene NMR-Messsequenzen durchgeführt werden.The NMR measuring device preferably comprises an examination area in which the static magnetic field and / or the alternating magnetic field are generated. The examination area is preferably designed to receive the body with the fluid. A body to be examined, through which a fluid flows, preferably has channel elements in which the fluid flows, for example pipes, hoses, fuel lines, arteries or the like. However, it is also conceivable that the body is porous and / or on others Way is permeable to fluid. The NMR measuring device preferably has at least one polarization region, in particular within the examination region. The static magnetic field is preferably generated in the polarization region in at least one method step in order to at least partially polarize the body located in the polarization region and / or the fluid. The fact that “an element is at least partially polarized” should in particular be understood to mean that the element has a magnetization which has at least more than 25%, preferably more than 50%, particularly preferably more than 75%, of a maximum, in particular temperature-dependent, magnetizability of the element. Preferably in at least one process step partial polarization of the body and / or the fluid is ensured by adjusting the activation time of the static magnetic field, in particular by adjusting the length of time of the body and / or the fluid within the static magnetic field. The NMR measuring device preferably has at least one active depolarization area, in particular within the examination area. The active depolarization area is preferably provided in at least one method step to at least substantially completely depolarize the body and / or the fluid within the active depolarization area. The fact that “an element is at least essentially completely depolarized” should in particular be understood to mean that the element has a magnetization which is at least less than 25%, preferably less than 10%, particularly preferably less than 5%, of a maximum, in particular temperature-dependent , Magnetizability of the element corresponds. The fact that the “depolarization area is active” should in particular be understood to mean that the NMR measuring device uses energy to depolarize the body and / or the fluid in the active depolarization area. For example, the NMR measuring device floods the active depolarization region in one method step for depolarization with electromagnetic radiation with at least one at least substantially resonant frequency of the fluid and / or the body, in particular a nuclear spin within the fluid and / or the body, and / or a frequency band that includes at least the resonant frequency. For example, the NMR measuring device heats the active depolarization region as a whole via heating elements and / or locally, for example by focusing a laser, in a method step for depolarization. For example, the NMR measuring device induces mechanical shocks, in particular by means of ultrasound, within the active depolarization region in a depolarization process step. In at least one method step, a measurement signal, in particular an electromagnetic wave emanating from the fluid, is preferably detected in the active depolarization region. In at least one method step, at least one known, in particular spectroscopic, NMR measurement sequence is preferably carried out by means of the magnetic device for generating the measurement signal in the active depolarization region. An NMR measurement sequence for excitation of hydrogen, in particular a 1 H isotope, is preferably carried out in at least one process step. In particular, it is also conceivable that different NMR measurement sequences are carried out in at least one method step.
Unter „handhaltbar“ soll insbesondere verstanden werden, dass die NMR-Messvorrichtung ohne Zuhilfenahme einer Transportmaschine und/oder einer Haltevorrichtung mit den Händen, insbesondere mit einer Hand, transportiert und insbesondere zu einer Durchführung einer Messung bedienbar ist. Insbesondere beträgt die Masse des Messgeräts weniger als 10 kg, bevorzugt weniger als 5 kg und besonders bevorzugt weniger als 1 kg. Es ist auch denkbar, dass die NMR-Messvorrichtung eine Haltevorrichtung zu einer temporären und/oder dauerhaften Anordnung an eine Fluidführungsvorrichtung einer technischen Anlage, beispielsweise einer Produktionsanlage und/oder einer Treibstoffverwertungsanlage, insbesondere zu einer Überwachung und/oder Regelung der technischen Anlage, aufweist.“Hand-held” is to be understood in particular to mean that the NMR measuring device is transported with the hands, in particular with one hand, without the aid of a transport machine and / or a holding device and in particular can be operated to carry out a measurement. In particular, the mass of the measuring device is less than 10 kg, preferably less than 5 kg and particularly preferably less than 1 kg. It is also conceivable that the NMR measuring device has a holding device for a temporary and / or permanent arrangement on a fluid guide device of a technical system, for example a production system and / or a fuel utilization system, in particular for monitoring and / or regulating the technical system.
Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.“Provided” is to be understood in particular to be specially programmed, designed and / or equipped. The fact that an object is provided for a specific function should in particular be understood to mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Messung vorteilhaft selektiv an dem teilweise polarisierten Fluid, das insbesondere durch den Körper hindurch von dem Polarisierungsbereich in den aktiven Depolarisierungsbereich strömt, durchgeführt werden. Insbesondere kann die Kenngröße des teilweise polarisierten Fluids mit einem vorteilhaft geringen Störanteil durch eine vorteilhaft geringe Restpolarisierung des sich in dem aktiven Depolarisierungsbereich befindlichen Teil des Körpers gemessen werden.With the configuration of the method according to the invention, a measurement can advantageously be carried out selectively on the partially polarized fluid, which flows in particular through the body from the polarization region into the active depolarization region. In particular, the parameter of the partially polarized fluid with an advantageously low interference component can be measured by an advantageously low residual polarization of the part of the body located in the active depolarization region.
Weiter wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt mittels der Magnetvorrichtung eine Pulssequenz zu einer im Wesentlichen vollständigen Depolarisierung eines Teilbereichs des Körpers innerhalb des aktiven Depolarisierungsbereichs erzeugt wird. Unter einer „Pulssequenz“ soll insbesondere eine definierte Abfolge von elektromagnetischen Pulsen verstanden werden. Insbesondere umfasst die Abfolge zumindest einen elektromagnetischen Puls. Vorzugsweise wird zumindest der eine elektromagnetische Puls mittels der Magnetvorrichtung als magnetisches Wechselfeld, insbesondere im Radiofrequenzbereich, mit einem festgelegten zeitlichen Startpunkt und einem festgelegten zeitlichen Endpunkt realisiert. Bevorzugt wird die Pulssequenz mittels der Magnetspuleneinheit erzeugt. Besonders bevorzugt wird die Pulssequenz mit derselben Magnetspuleneinheit erzeugt, mit der, insbesondere in einem darauffolgenden Verfahrensschritt, eine NMR-Messsequenz erzeugt wird. Es ist aber auch denkbar, dass die Pulssequenz mittels einer weiteren Magnetspuleneinheit der Magnetvorrichtung erzeugt wird. Vorzugsweise ist eine Einhüllende, insbesondere ein zeitlicher Amplitudenverlauf, des als magnetischen Wechselfelds realisierten Pulses zumindest im Wesentlichen rechteckig, dreieckig und/oder trapezförmig ausgebildet. Unter „im Wesentlichen rechteckig“ soll insbesondere verstanden werden, dass ein gedachtes Rechteck mit demselben Flächeninhalt wie eine durch die Einhüllende und die Nulllinie vom Starpunkt bis zum Endpunkt eingeschlossene Fläche zumindest zu 75 %, vorzugsweise zu mehr als 90 %, überlappend mit der eingeschlossenen Fläche positioniert werden kann. Insbesondere soll „im Wesentlichen dreieckig“ und „im Wesentlichen trapezförmig“ analog verstanden werden. Es ist insbesondere auch möglich, dass die Einhüllende einen glatten Übergang zwischen einem Minimalwert vor dem Startpunkt und/oder nach dem Endpunkt und einem Maximalwert während des Pulses aufweist. Insbesondere ist der glatte Übergang sinusförmig oder gaußglockenförmig ausgebildet. Es ist auch denkbar, dass ein Puls, insbesondere zusätzlich zu einer zumindest im Wesentlichen rechteckigen, dreieckigen und/oder trapezförmigen Grundform, eine Amplitudenmodulation aufweist. Es ist auch denkbar, dass während eines Pulses das magnetische Wechselfeld frequenz- und/oder phasenmoduliert wird. Vorzugsweise umfasst die Pulssequenz einen und/oder mehrere, insbesondere identische, Pulse. Es ist insbesondere auch denkbar, dass die Pulssequenz zumindest zwei verschieden ausgebildete Pulse umfasst. Beispielsweise unterscheiden sich Pulse insbesondere in Amplitude, Frequenz, Phase, Polarisation, Form der Einhüllenden, Zeitdauer der Aussendung und/oder Aussenderichtung. Bevorzugt umfasst die Pulssequenz mehr als fünf, besonders bevorzugt mehr als zehn 90°-Pulse, insbesondere in einer schnellen Abfolge. Vorzugsweise soll unter „in einer schnellen Abfolge von Pulsen“ eine Abfolge von Pulsen mit einem minimalen zeitlichen Abstand zweier aufeinanderfolgender Pulse von weniger als 500 ms, bevorzugt weniger als 100 ms, besonders bevorzugt weniger als 50 ms verstanden werden. Es ist aber auch vorstellbar, dass die Pulssequenz aus einem einzelnen ununterbrochenen, insbesondere resonanten, Puls besteht. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Depolarisierung eines Teilgebiets vorteilhaft einfach, insbesondere mit bereits vorhandenen Bauteilen der NMR-Messvorrichtung, realisiert werden. Insbesondere kann ein mit dem Verfahren betriebenes NMR-Messgerät vorteilhaft kompakt gestaltet werden.It is further proposed that in at least one method step, the magnetic device generates a pulse sequence for an essentially complete depolarization of a partial area of the body within the active depolarization area. A “pulse sequence” is to be understood in particular as a defined sequence of electromagnetic pulses. In particular, the sequence comprises at least one electromagnetic pulse. Preferably, at least one electromagnetic pulse is implemented by means of the magnetic device as an alternating magnetic field, in particular in the radio frequency range, with a fixed time start point and a fixed time end point. The pulse sequence is preferably generated by means of the magnetic coil unit. The pulse sequence is particularly preferably generated with the same magnetic coil unit with which an NMR measurement sequence is generated, in particular in a subsequent method step. However, it is also conceivable for the pulse sequence to be generated by means of a further magnetic coil unit of the magnetic device becomes. An envelope, in particular a temporal amplitude profile, of the pulse realized as an alternating magnetic field is preferably at least essentially rectangular, triangular and / or trapezoidal. “Essentially rectangular” is to be understood in particular to mean that an imaginary rectangle with the same area as an area enclosed by the envelope and the zero line from the starting point to the end point overlaps at least 75%, preferably more than 90%, with the enclosed area can be positioned. In particular, “essentially triangular” and “essentially trapezoidal” should be understood analogously. In particular, it is also possible for the envelope to have a smooth transition between a minimum value before the start point and / or after the end point and a maximum value during the pulse. In particular, the smooth transition is sinusoidal or Gaussian. It is also conceivable that a pulse, in particular in addition to an at least substantially rectangular, triangular and / or trapezoidal basic shape, has an amplitude modulation. It is also conceivable that the alternating magnetic field is frequency and / or phase modulated during a pulse. The pulse sequence preferably comprises one and / or several, in particular identical, pulses. In particular, it is also conceivable that the pulse sequence comprises at least two differently designed pulses. For example, pulses differ in particular in amplitude, frequency, phase, polarization, shape of the envelope, duration of the transmission and / or direction of transmission. The pulse sequence preferably comprises more than five, particularly preferably more than ten 90 ° pulses, in particular in a rapid sequence. Preferably, “in a rapid sequence of pulses” should be understood to mean a sequence of pulses with a minimum time interval between two successive pulses of less than 500 ms, preferably less than 100 ms, particularly preferably less than 50 ms. However, it is also conceivable that the pulse sequence consists of a single uninterrupted, in particular resonant, pulse. By means of the configuration according to the invention, depolarization of a partial area can advantageously be carried out in a simple manner, in particular with already existing components of the NMR measuring device. In particular, an NMR measuring device operated with the method can advantageously be made compact.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt eine Anregungspulssequenz zur Einleitung der Messung in einem steuerbaren Zeitfenster nach einer Depolarisierung erstellt wird. Unter einer „Anregungspulssequenz“ soll insbesondere eine Pulssequenz verstanden werden, bei der die Polarisation des verwendeten magnetischen Wechselfelds zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Polarisation des statischen Magnetfelds ist und bei der vorzugsweise die Frequenz des verwendeten magnetischen Wechselfelds nahresonant zu zumindest einem bekannten Kernspin-Übergang gewählt wird. Insbesondere ist eine Anregungspulssequenz dazu vorgesehen, einen phasenkoheränten Kernspin-Übergang mehrerer Kernspins des Fluids und/oder des Körpers zu verursachen. Der Ausdruck „im Wesentlichen senkrecht“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Vorzugsweise folgt auf die Anregungspulssequenz eine Messphase zur Erfassung des Messsignals. Vorzugsweise ist das Zeitfenster, in welchem die Anregungspulssequenz zur Einleitung der Messung erzeugt wird, insbesondere mittels einer Steuer- oder Regeleinheit der NMR-Messvorrichtung, steuerbar. Insbesondere ist eine Startzeit des Zeitfensters steuerbar. Insbesondere ist eine Endzeit des Zeitfensters steuerbar. Vorzugsweise werden/wird in zumindest einem Verfahrensschritt die Startzeit und/oder die Endzeit abhängig von einer Geschwindigkeitskenngröße des Fluids gewählt. Unter einer „Geschwindigkeitskenngröße des Fluids“ soll insbesondere eine Größe und/oder Kennzahl verstanden werden, welche eine Positionsänderung des Fluids relativ zum Körper beschreibt und/oder charakterisiert. Die Geschwindigkeitskenngröße ist beispielsweise als Volumenstrom, Massenstrom, als Zeitdauer, insbesondere in geschlossenen Systemen als Frequenz und/oder Periodendauer, als mittlere Geschwindigkeit o. dgl. ausgebildet. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt die Startzeit abhängig von einem minimalen Abstand des aktiven Depolarisierungsbereichs, insbesondere eines Beginns des aktiven Depolarisierungsbereichs, von dem Polarisierungsbereich, insbesondere von einem Mittelpunkt des Polarisierungsbereichs, gewählt. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt die Startzeit abhängig von einem minimalen Abstand des aktiven Depolarisierungsbereichs, insbesondere eines Endes des aktiven Depolarisierungsbereichs, von dem Polarisierungsbereich, insbesondere von einem Mittelpunkt des Polarisierungsbereichs, gewählt. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt die Endzeit anhand einer erwarteten Repolarisierungszeit des sich in dem aktiven Depolarisierungsbereich befindlichen Körpers ermittelt. Eine erwartete Repolarisierungszeit wird beispielsweise werkseitig tabellarisch in einer Speichereinheit der NMR-Messvorrichtung für verschiedene Materialien und/oder Messsituationen, insbesondere eine Temperatur des Körpers, hinterlegt, wobei während eines Betriebs der NMR-Messvorrichtung mittels einer Benutzereingabe und/oder einer Sensoreinheit ein geeigneter Wert ausgewählt wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass eine Messung erfolgt, während sich das zumindest teilweise polarisierte Fluid in dem zumindest im Wesentlichen depolarisierten Teilbereich des Körpers aufhält. Insbesondere kann ein Zeitpunkt für die Messung so gewählt werden, dass ein vorteilhaft großer Anteil des sich in dem aktiven Depolarisierungsbereich befindlichen Fluids zumindest teilweise polarisiert ist.It is further proposed that an excitation pulse sequence to initiate the measurement be created in a controllable time window after depolarization in at least one method step. An “excitation pulse sequence” is to be understood in particular to mean a pulse sequence in which the polarization of the magnetic alternating field used is at least substantially perpendicular to the polarization of the static magnetic field and in which the frequency of the magnetic alternating field used is preferably chosen to be at least one known nuclear spin transition , In particular, an excitation pulse sequence is provided to cause a phase-coherent nuclear spin transition of several nuclear spins of the fluid and / or the body. The expression “substantially perpendicular” is intended here to define, in particular, an orientation of a direction relative to a reference direction, the direction and the reference direction, viewed in particular in one plane, enclosing an angle of 90 ° and the angle a maximum deviation of in particular less than 8 °, advantageously less than 5 ° and particularly advantageously less than 2 °. The excitation pulse sequence is preferably followed by a measurement phase for recording the measurement signal. The time window in which the excitation pulse sequence for initiating the measurement is generated can preferably be controlled, in particular by means of a control or regulating unit of the NMR measuring device. In particular, a start time of the time window can be controlled. In particular, an end time of the time window can be controlled. The start time and / or the end time are / are selected in at least one method step depending on a speed parameter of the fluid. A “speed parameter of the fluid” is to be understood in particular as a size and / or parameter which describes and / or characterizes a change in position of the fluid relative to the body. The speed parameter is designed, for example, as a volume flow, mass flow, as a period of time, in particular in closed systems as a frequency and / or period, as an average speed or the like. In at least one method step, the start time is preferably selected as a function of a minimum distance between the active depolarization area, in particular a start of the active depolarization area, and the polarization area, in particular from a center point of the polarization area. In at least one method step, the start time is preferably selected as a function of a minimum distance between the active depolarization area, in particular an end of the active depolarization area, and the polarization area, in particular from a center point of the polarization area. In at least one method step, the end time is preferably determined on the basis of an expected repolarization time of the body located in the active depolarization region. An expected repolarization time is stored, for example, in the table in the factory in a memory unit of the NMR measuring device for different materials and / or measuring situations, in particular a temperature of the body, a suitable value being selected during operation of the NMR measuring device by means of a user input and / or a sensor unit becomes. By the configuration according to the invention can advantageously be ensured that a measurement is carried out while the at least partially polarized fluid is located in the at least substantially depolarized partial area of the body. In particular, a time for the measurement can be selected such that an advantageously large proportion of the fluid located in the active depolarization region is at least partially polarized.
Ferner wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt mittels einer NMR-Kalibrierungsmessung eine Geschwindigkeitskenngröße des Fluids ermittelt wird. Vorzugsweise wird im Zuge der NMR-Kalibrierungsmessung ein Messparameter der NMR-Messvorrichtung an einen Messgegenstand angepasst. Vorzugsweise wird im Zuge der NMR-Kalibrierungsmessung die Geschwindigkeitskenngröße des Fluids erfasst. Es ist auch vorstellbar, dass während der NMR-Kalibrierungsmessung ein Material und/oder eine Temperatur des Körpers erfasst werden/wird, insbesondere zur Ermittlung einer erwarteten Repolarisierungszeit. Vorzugsweise werden während der NMR-Kalibrierungsmessung zumindest zwei NMR-Messsequenzen mit verschiedenen Messparametern durchgeführt. Insbesondere werden zumindest zwei NMR-Messsequenzen mit variierendem Zeitfenster durchgeführt. Vorzugsweise wird anhand eines maximalen Kontrasts des Messsignals eine Einstellung für den Messparameter gewählt. Vorzugsweise wird die sich aus dem Messparameter ergebende Geschwindigkeitskenngröße über eine Informationsschnittstelle, insbesondere eine Benutzerschnittstelle, der NMR-Messvorrichtung ausgegeben und/oder in einer Speichereinheit der NMR-Messvorrichtung gespeichert. Es ist auch vorstellbar, dass während der NMR-Kalibrierungsmessung mittels einer Geschwindigkeitserfassungseinheit der NMR-Messvorrichtung die Geschwindigkeitskenngröße erfasst wird. Beispielsweise könnte die Geschwindigkeitserfassungseinheit zur Durchführung von Magnetic Resonance Velocimetry (MRV) und/oder zur magnetisch-induktiven Durchflussmessung (MID) ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Geschwindigkeitserfassungseinheit zumindest teilweise einstückig mit der Magnetvorrichtung ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Geschwindigkeitskenngröße des Fluids erfasst werden. Insbesondere kann eine Messung vorteilhaft genau auf variierende Fluidgeschwindigkeiten abgestimmt werden. Vorteilhaft kann eine mit dem Verfahren betriebene NMR-Messvorrichtung universell und flexibel eingesetzt werden. Insbesondere kann zumindest einen Warnung ausgegeben werden, dass eine Fluidgeschwindigkeit ungeeignet für eine Messung innerhalb einer maximalen Wertespanne der Messparameter der NMR-Messvorrichtung ist.It is also proposed that a speed parameter of the fluid be determined in at least one method step using an NMR calibration measurement. A measurement parameter of the NMR measurement device is preferably adapted to a measurement object in the course of the NMR calibration measurement. The speed parameter of the fluid is preferably recorded in the course of the NMR calibration measurement. It is also conceivable that a material and / or a temperature of the body are / are recorded during the NMR calibration measurement, in particular to determine an expected repolarization time. At least two NMR measurement sequences with different measurement parameters are preferably carried out during the NMR calibration measurement. In particular, at least two NMR measurement sequences are carried out with a varying time window. A setting for the measurement parameter is preferably selected on the basis of a maximum contrast of the measurement signal. The speed parameter resulting from the measurement parameter is preferably output via an information interface, in particular a user interface, of the NMR measurement device and / or stored in a memory unit of the NMR measurement device. It is also conceivable that the speed parameter is recorded during the NMR calibration measurement by means of a speed detection unit of the NMR measurement device. For example, the speed detection unit could be designed to carry out magnetic resonance velocimetry (MRV) and / or to carry out magnetic-inductive flow measurement (MID). The speed detection unit is preferably formed at least partially in one piece with the magnetic device. The speed parameter of the fluid can be detected by the configuration according to the invention. In particular, a measurement can advantageously be tailored precisely to varying fluid velocities. An NMR measuring device operated with the method can advantageously be used universally and flexibly. In particular, at least one warning can be issued that a fluid velocity is unsuitable for a measurement within a maximum value range of the measurement parameters of the NMR measurement device.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass zumindest in einem Verfahrensschritt vor der Messung die mittels der Magnetvorrichtung erzeugte Polarisation eines Teilbereichs des sich in dem aktiven Depolarisierungsbereich befindlichen Körpers wieder aufgehoben wird. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt nach der Polarisierung des sich in dem Polarisierungsbereich befindlichen Körpers, ein Teilbereich des Körpers in dem aktiven Depolarisierungsbereich depolarisiert Es ist auch vorstellbar, dass in zumindest einem Initialisierungsschritt, insbesondere vor einer Polarisierung, eine weitere Depolarisierung des Körpers und/oder des Fluids durchgeführt wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann gewährleistet werden, dass eine Restpolarisierung eines sich in dem aktiven Depolarisierungsbereich befindlichen Teilbereichs des Körpers vorteilhaft gering ausfällt. Insbesondere kann eine vorteilhaft geringe Repolarisierung eines sich in dem aktiven Depolarisierungsbereich befindlichen Teilbereichs des Körpers vor der Messung erreicht werden.In addition, it is proposed that, at least in one method step before the measurement, the polarization of a partial area of the body located in the active depolarizing area generated by the magnetic device is canceled again. A partial area of the body in the active depolarization area is preferably depolarized in at least one method step after the polarization of the body located in the polarization area. It is also conceivable that in at least one initialization step, in particular before polarization, a further depolarization of the body and / or of the fluid is carried out. The configuration according to the invention can ensure that a residual polarization of a partial area of the body located in the active depolarization area is advantageously small. In particular, an advantageously low repolarization of a partial area of the body located in the active depolarization area can be achieved before the measurement.
Des Weiteren geht die Erfindung aus von einer NMR-Messvorrichtung, insbesondere einer handhaltbaren NMR-Messvorrichtung, mit einer Messeinheit zu einer Messung zumindest einer Kenngröße eines Fluids, welches durch einen Körper strömt, mit einer Magnetvorrichtung zur Erzeugung zumindest eines Magnetfelds zur zumindest teilweisen Polarisierung des Fluids in einem Polarisierungsbereich und mit einer Steuer- oder Regeleinheit, insbesondere zu einer Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Es wird vorgeschlagen, dass die NMR-Messvorrichtung einen die Messeinheit umfassenden aktiven Depolarisierungsbereich aufweist. Vorzugsweise umfasst die NMR-Messvorrichtung zumindest eine Magnetvorrichtung zur Erzeugung eines statischen Magnetfelds und/oder eines magnetischen Wechselfelds, insbesondere im Radiofrequenzbereich. Vorzugsweise umfasst die Magnetvorrichtung, insbesondere zur Erzeugung eines statischen Magnetfeldes, zumindest eine Magneteinheit. Vorzugsweise umfasst die Magneteinheit zumindest ein Permanentmagnetelement und/oder zumindest ein Elektromagnetelement. Vorzugsweise umfasst die Magnetvorrichtung, insbesondere zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes, zumindest eine Magnetspuleneinheit. Es ist aber auch denkbar, dass die NMR-Messvorrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes ein Radiofrequenz-Horn, ein stromdurchflossenes Leiterstück mit einer angepassten Geometrie und/oder ein anderes dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Antennenelement zur Erzeugung, insbesondere Aussendung, eines magnetischen Wechselfeldes aufweist. Vorzugsweise ist die Magnetspuleneinheit dazu vorgesehen, eine Pulssequenz zu einer Depolarisierung und/oder zu einer Durchführung einer NMR-Messsequenz, auszusenden. Es ist aber auch vorstellbar, dass die Magnetvorrichtung für die Depolarisierung und die NMR-Messsequenz zwei voneinander getrennt ausgebildete Magnetspuleneinheiten aufweist. Vorzugsweise weist die NMR-Messvorrichtung zumindest eine Messeinheit zur Erfassung und/oder Auswertung eines Messsignals auf. Vorzugsweise umfasst die Messeinheit zumindest eine Empfangseinheit zur Erfassung eines Messsignals, insbesondere zur Erfassung einer, insbesondere einer von im Fluid enthaltenen, angeregten Atomkernen ausgehenden, elektromagnetischen Welle. Vorzugsweise ist die Magnetspuleneinheit einstückig mit der Empfangseinheit ausgebildet. Insbesondere weist die NMR-Messvorrichtung zumindest eine Antenneneinheit auf, die sowohl als Magnetspuleneinheit und als Empfangseinheit, insbesondere zeitversetzt und/oder gleichzeitig, einsetzbar ist. Vorzugsweise umfasst die NMR-Messvorrichtung einen Untersuchungsbereich, in welchem das statische Magnetfeld und/oder das magnetische Wechselfeld erzeugt werden. Vorzugsweise ist der Untersuchungsbereich dazu ausgelegt, den Körper mit dem Fluid aufzunehmen. Vorzugsweise weist die NMR-Messvorrichtung, insbesondere innerhalb des Untersuchungsbereichs, zumindest einen Polarisierungsbereich auf, insbesondere zu einer zumindest teilweisen Polarisierung eines sich in dem Polarisierungsbereich befindlichen Teilbereichs des Körpers und/oder Fluids. Vorzugsweise weist die NMR-Messvorrichtung, insbesondere innerhalb des Untersuchungsbereichs, zumindest einen aktiven Depolarisierungsbereich auf, insbesondere zu einer im Wesentlichen vollständigen Depolarisierung eines sich in dem aktiven Depolarisierungsbereich befindlichen Teilbereichs des Körpers und/oder des Fluids. Vorzugsweise weist die NMR-Messvorrichtung eine Steuer- oder Regeleinheit auf. Unter einer „Steuer- oder Regeleinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden werden. Unter einer „Steuerelektronik“ soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Vorzugsweise umfasst die NMR-Messvorrichtung zumindest ein Gehäuse, insbesondere zur Aufnahme zumindest der Steuer- oder Regeleinheit. Vorzugsweise umfasst die NMR-Messvorrichtung zumindest eine Informationsschnittstelle, insbesondere eine Benutzerschnittstelle, insbesondere zur Ausgabe des Messsignals und/oder der aus dem Messsignal ermittelten Kenngröße und/oder zur Eingabe von Messparametern. Vorzugsweise umfasst die NMR-Messvorrichtung eine Geschwindigkeitserfassungseinheit zur Ermittlung einer Geschwindigkeitskenngröße des Fluids. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der NMR-Messvorrichtung kann eine Messung vorteilhaft selektiv an dem teilweise polarisierten Fluid, das insbesondere durch den Körper hindurch von dem Polarisierungsbereich in den aktiven Depolarisierungsbereich strömt, durchgeführt werden. Insbesondere kann die Kenngröße des teilweise polarisierten Fluids mit einem vorteilhaft geringen Störanteil durch eine vorteilhaft geringe Restpolarisierung des sich in dem aktiven Depolarisierungsbereich befindlichen Teil des Körpers gemessen werden.Furthermore, the invention is based on an NMR measuring device, in particular a hand-held NMR measuring device, with a measuring unit for measuring at least one parameter of a fluid flowing through a body, with a magnetic device for generating at least one magnetic field for at least partially polarizing the Fluids in a polarization range and with a control or regulating unit, in particular for carrying out a method according to the invention. It is proposed that the NMR measuring device have an active depolarization region comprising the measuring unit. The NMR measuring device preferably comprises at least one magnetic device for generating a static magnetic field and / or an alternating magnetic field, in particular in the radio frequency range. The magnetic device preferably comprises at least one magnetic unit, in particular for generating a static magnetic field. The magnet unit preferably comprises at least one permanent magnet element and / or at least one electromagnet element. The magnetic device preferably comprises at least one magnetic coil unit, in particular for generating an alternating magnetic field. However, it is also conceivable that the NMR measuring device for generating an alternating magnetic field has a radio frequency horn, a current-carrying conductor section with an adapted geometry and / or another antenna element that seems useful to the person skilled in the art for generating, in particular emitting, an alternating magnetic field. The magnetic coil unit is preferably provided to send out a pulse sequence for depolarization and / or for carrying out an NMR measurement sequence. But it is also conceivable that the Magnetic device for the depolarization and the NMR measurement sequence has two magnet coil units formed separately from one another. The NMR measuring device preferably has at least one measuring unit for recording and / or evaluating a measuring signal. The measuring unit preferably comprises at least one receiving unit for acquiring a measurement signal, in particular for acquiring an electromagnetic wave, in particular an electromagnetic wave emanating from excited atomic nuclei contained in the fluid. The magnetic coil unit is preferably formed in one piece with the receiving unit. In particular, the NMR measuring device has at least one antenna unit which can be used both as a magnetic coil unit and as a receiving unit, in particular with a time delay and / or simultaneously. The NMR measuring device preferably comprises an examination area in which the static magnetic field and / or the alternating magnetic field are generated. The examination area is preferably designed to receive the body with the fluid. Preferably, the NMR measuring device, in particular within the examination area, has at least one polarization area, in particular for an at least partial polarization of a partial area of the body and / or fluid located in the polarization area. Preferably, the NMR measuring device, in particular within the examination area, has at least one active depolarization area, in particular for an essentially complete depolarization of a partial area of the body and / or the fluid located in the active depolarization area. The NMR measuring device preferably has a control or regulating unit. A “control or regulating unit” is to be understood in particular as a unit with at least one control electronics. “Control electronics” is to be understood in particular to mean a unit with a processor unit and with a memory unit and with an operating program stored in the memory unit. The NMR measuring device preferably comprises at least one housing, in particular for accommodating at least the control or regulating unit. The NMR measuring device preferably comprises at least one information interface, in particular a user interface, in particular for outputting the measurement signal and / or the parameter determined from the measurement signal and / or for entering measurement parameters. The NMR measuring device preferably comprises a speed detection unit for determining a speed parameter of the fluid. Due to the configuration of the NMR measuring device according to the invention, a measurement can advantageously be carried out selectively on the partially polarized fluid, which flows in particular through the body from the polarization region into the active depolarization region. In particular, the parameter of the partially polarized fluid with an advantageously low interference component can be measured by an advantageously low residual polarization of the part of the body located in the active depolarization region.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Polarisierungsbereich zumindest teilweise überlappungsfrei vom aktiven Depolarisierungsbereich ausgebildet ist. Vorzugsweise ist zumindest ein Teil des sich in dem Polarisierungsbereich befindlichen Körpers und/oder des Fluids vor einer Depolarisierung innerhalb des aktiven Depolarisierungsbereichs geschützt. Vorzugsweise liegt der aktive Depolarisierungsbereich zumindest teilweise innerhalb des Polarisierungsbereichs. Vorzugsweise ist die Messeinheit innerhalb des Überlappungsbereichs angeordnet. Es ist insbesondere vorstellbar, dass die Magnetvorrichtung in dem aktiven Depolarisierungsbereich eine weitere Magneteinheit zur Erzeugung eines weiteren statischen Magnetfelds aufweist, sodass der Polarisierungsbereich zumindest zwei räumlich voneinander beabstandete Unterbereiche umfasst. Vorzugsweise ist der mit dem aktiven Depolarisierungsbereich überlappungsfreie Unterbereich vorrangig zu einer Polarisierung des Körpers- und/oder des Fluids vorgesehen. Vorzugsweise ist der mit dem aktiven Depolarisierungsbereich überlappende Bereich vorrangig zur Messung mittels der Messeinheit vorgesehen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft gewährleistet werden, dass zumindest ein Teil des teilweise polarisierten Fluids während einer Depolarisierung zumindest teilweise polarisiert bleibt.It is also proposed that the polarization region be formed at least partially without overlap from the active depolarization region. At least part of the body located in the polarization region and / or the fluid is preferably protected against depolarization within the active depolarization region. The active depolarization range is preferably at least partially within the polarization range. The measuring unit is preferably arranged within the overlap region. It is particularly conceivable that the magnet device has a further magnet unit in the active depolarization region for generating a further static magnetic field, so that the polarization region comprises at least two sub-regions spaced apart from one another. The sub-area free of overlap with the active depolarization area is preferably provided primarily for polarizing the body and / or the fluid. The area overlapping with the active depolarization area is preferably provided primarily for measurement by means of the measuring unit. The configuration according to the invention can advantageously ensure that at least some of the partially polarized fluid remains at least partially polarized during depolarization.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die NMR-Messvorrichtung eine Führungseinheit zur Vorgabe einer Durchflussrichtung des Fluids mit zumindest einem in den Polarisierungsbereich mündenden Eingang und einem in den aktiven Depolarisierungsbereich mündenden Ausgang aufweist. Unter einer „Führungseinheit“ soll insbesondere ein Bauteil verstanden werden, dass zu einer Anordnung der NMR-Messvorrichtung an dem Körper vorgesehen ist. Vorzugsweise zentriert die Führungseinheit den Körper innerhalb des Untersuchungsbereichs. Vorzugsweise umfasst die Führungseinheit eine in und/oder durch ein Gehäuse der NMR-Messvorrichtung führendes, insbesondere rohrförmiges und/oder ringförmiges, Aufnahmeelement zur Aufnahme des Körpers. Vorzugsweise ist die Magnetspuleneinheit um das Aufnahmeelement herum gewickelt angeordnet. Es ist aber auch vorstellbar, dass die Führungseinheit ein gekrümmtes, im Profil insbesondere kreisbogenförmiges, und/oder ebenes Anlegeelement an einer Außenseite des Gehäuses der NMR-Messvorrichtung umfasst. Es ist insbesondere auch vorstellbar, dass die Führungseinheit, insbesondere bei einer kontaktlosen Messung, Markierungselemente umfasst, um den Untersuchungsbereich zu kennzeichnen. Vorzugsweise ist die Führungseinheit dazu vorgesehen, eine Durchflussrichtung des Fluids durch den Untersuchungsbereich festzulegen, und insbesondere eine räumliche Orientierung des Untersuchungsbereichs an eine Flussrichtung des Fluids anzupassen. Vorzugsweise weist die Führungseinheit einen Eingang zu einem Einlass des Fluid in den Untersuchungsbereich, insbesondere in den Polarisierungsbereich, auf. Vorzugsweise weist die Führungseinheit einen Ausgang zu einem Auslass des Fluids aus dem Untersuchungsbereich, insbesondere aus dem aktiven Depolarisierungsbereich, auf. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine für die Messung benötigte räumliche Orientierung der NMR-Messvorrichtung zu dem Körper und/oder dem Fluid vorteilhaft zuverlässig gewährleistet werden.Furthermore, it is proposed that the NMR measuring device has a guide unit for specifying a flow direction of the fluid with at least one inlet opening into the polarization region and one outlet opening into the active depolarization region. A “guide unit” is to be understood in particular as a component that is provided for arranging the NMR measuring device on the body. The guide unit preferably centers the body within the examination area. The guide unit preferably comprises a receiving element, in particular tubular and / or annular, that leads into and / or through a housing of the NMR measuring device for receiving the body. The magnetic coil unit is preferably arranged wound around the receiving element. However, it is also conceivable that the guide unit comprises a curved, in particular circular arc-shaped, and / or planar contact element on an outside of the housing of the NMR measuring device. In particular, it is also conceivable that the guide unit, in particular in the case of a contactless measurement, comprises marking elements in order to close the examination area mark. The guide unit is preferably provided to determine a direction of flow of the fluid through the examination area, and in particular to adapt a spatial orientation of the examination area to a direction of flow of the fluid. The guide unit preferably has an entrance to an inlet of the fluid into the examination area, in particular into the polarization area. The guide unit preferably has an outlet to an outlet of the fluid from the examination area, in particular from the active depolarization area. The inventive configuration advantageously ensures reliable spatial orientation of the NMR measuring device to the body and / or the fluid required for the measurement.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die NMR-Messvorrichtung zumindest eine Ausrichtungseinheit zu einer Anpassung und/oder Fixierung einer räumlichen Anordnung des Polarisierungsbereichs und des aktiven Depolarisierungsbereichs zueinander aufweist. Vorzugsweise ist die Ausrichtungseinheit dazu vorgesehen, einen minimalen Abstand, insbesondere entlang der Durchflussrichtung, zwischen dem Polarisierungsbereich, insbesondere einem Mittelpunkt des Polarisierungsbereichs, und dem aktiven Depolarisierungsbereich, insbesondere eines Beginns des aktiven Depolarisierungsbereichs, anzupassen und/oder zu fixieren. Beispielsweise weist die NMR-Messvorrichtung ein abnehmbares Depolarisierungsmodul und/oder ein abnehmbares Polarisierungsmodul auf, die/das insbesondere frei beweglich gegen ein Gehäuse der NMR-Messvorrichtung sind/ist und, insbesondere drahtlos, mit der im Gehäuse angeordneten Steuer- oder Regeleinheit kommunizieren. Beispielsweise weist die NMR-Messvorrichtung ein beweglich gelagertes Depolarisierungsmodul und/oder ein beweglich gelagertes Polarisierungsmodul auf, die/das insbesondere entlang einer als Führungsschiene ausgebildeten Ausrichtungseinheit verschiebbar sind/ist. Beispielsweise ist die Ausrichtungseinheit als ausfahrbare Teleskopstange ausgebildet, an welcher die Magneteinheit montiert ist, um insbesondere eine Ausdehnung des Polarisierungsbereichs anzupassen. Beispielsweise weist die Magnetspuleneinheit verschiebbare Abgriffe auf, um insbesondere einen aktiven Depolarisierungsbereich anzupassen. Eine Verschiebung wird vorzugsweise automatisch mittels einer Antriebseinheit, beispielsweise einem Elektromotor und/oder einem Aktor, realisiert. Insbesondere ist mittels der Steuer-oder Regeleinheit ein Abstand abhängig von der ermittelten Geschwindigkeitskenngröße des Fluids einstellbar. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann der Untersuchungsbereich vorteilhaft an die Geschwindigkeitskenngröße des Fluids angepasst werden. Vorteilhaft kann eine mit dem Verfahren betriebene NMR-Messvorrichtung universell und flexibel eingesetzt werden.It is further proposed that the NMR measuring device have at least one alignment unit for adapting and / or fixing a spatial arrangement of the polarization region and the active depolarization region to one another. The alignment unit is preferably provided to adapt and / or fix a minimum distance, in particular along the flow direction, between the polarization region, in particular a center of the polarization region, and the active depolarization region, in particular a start of the active depolarization region. For example, the NMR measuring device has a removable depolarization module and / or a removable polarization module, which are / are in particular freely movable against a housing of the NMR measuring device and, in particular wirelessly, communicate with the control or regulating unit arranged in the housing. For example, the NMR measuring device has a movably mounted depolarization module and / or a movably mounted polarization module, which / can be displaced in particular along an alignment unit designed as a guide rail. For example, the alignment unit is designed as an extendable telescopic rod on which the magnet unit is mounted, in order in particular to adapt an expansion of the polarization range. For example, the magnetic coil unit has displaceable taps, in particular in order to adapt an active depolarization area. A shift is preferably realized automatically by means of a drive unit, for example an electric motor and / or an actuator. In particular, a distance can be set by means of the control or regulating unit depending on the determined velocity parameter of the fluid. With the design according to the invention, the examination area can advantageously be adapted to the speed parameter of the fluid. An NMR measuring device operated with the method can advantageously be used universally and flexibly.
Es wird ein Blutmessgerät zur nicht-invasiven Erfassung einer Blutkenngröße, insbesondere Blutzucker, mit einer erfindungsgemäßen NMR-Messvorrichtung und/oder mit einer NMR-Messvorrichtung mit einer Steuer-oder Regeleinheit zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen. Vorzugsweise beschreibt die Blutkenngröße eine Zusammensetzung von Blut in einem menschlichen und/oder tierischen Körper, insbesondere einen absoluten und/oder relativen Anteil eines einzelnen Bestandteils, insbesondere eine Blutzuckerkonzentration und/oder eine Blutalkoholkonzentration. Vorzugsweise umfasst das Blutmessgerät zumindest eine Benutzerschnittstelle zur Ausgabe der Blutkenngröße. Vorzugsweise umfasst die Benutzerschnittstelle zumindest ein Display zur Ausgabe der Blutkenngröße. Es ist aber auch vorstellbar, dass die Benutzerschnittstelle weitere visuelle Ausgabeelemente, wie beispielsweise Kontrollleuchten, akustische Ausgabeelemente, insbesondere Lautsprecher, und/oder haptische Ausgabeelemente, beispielsweise ein Vibrationselement, umfasst. Vorzugsweise weist das Blutmessgerät zumindest ein Betätigungselement zur Aktivierung einer Messung auf. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Blutmessgeräts kann vorteilhaft eine Blutkenngröße in vivo erfasst werden. Insbesondere kann ein Blutmessgerät zur Verfügung gestellt werden, dass aufgrund der nicht-invasiven Erfassung der Blutkenngröße vorteilhaft hygienisch und vorteilhaft komfortabel zu bedienen ist.A blood measuring device for the non-invasive detection of a blood parameter, in particular blood sugar, with an NMR measuring device according to the invention and / or with an NMR measuring device with a control or regulating unit for carrying out a method according to the invention is proposed. The blood parameter preferably describes a composition of blood in a human and / or animal body, in particular an absolute and / or relative proportion of an individual component, in particular a blood sugar concentration and / or a blood alcohol concentration. The blood measuring device preferably comprises at least one user interface for outputting the blood parameter. The user interface preferably comprises at least one display for outputting the blood parameter. However, it is also conceivable that the user interface comprises further visual output elements, such as, for example, indicator lights, acoustic output elements, in particular loudspeakers, and / or haptic output elements, for example a vibration element. The blood measuring device preferably has at least one actuating element for activating a measurement. A blood parameter can advantageously be recorded in vivo by the inventive design of the blood measuring device. In particular, a blood measuring device can be made available that is advantageously hygienic and advantageously comfortable to use due to the non-invasive detection of the blood parameter.
Das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße NMR-Messvorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Blutmessgerät sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können/kann das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße NMR-Messvorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Blutmessgerät zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.The method according to the invention, the NMR measuring device according to the invention and / or the blood measuring device according to the invention should / should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the method according to the invention, the NMR measuring device according to the invention and / or the blood measuring device according to the invention can have a number which differs from a number of individual elements, components and units as well as method steps mentioned to fulfill a function described herein. In addition, in the value ranges specified in this disclosure, values lying within the limits mentioned are also to be regarded as disclosed and to be used as desired.
Figurenlistelist of figures
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages result from the following description of the drawing. Three exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. The drawings, description, and claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into useful further combinations.
Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Blutmessgeräts, -
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kernspinresonanz-Messvorrichtung (NMR-Messvorrichtung) des erfindungsgemäßen Blutmessgeräts, -
3 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens, -
4 eine Illustration einer Ausgangslage des erfindungsgemäßen Verfahrens, -
5 eine Illustration einer Polarisierungsphase des erfindungsgemäßen Verfahrens, -
6 eine weitere Illustration der Polarisierungsphase des erfindungsgemäßen Verfahrens, -
7 eine Illustration einer Ausgangslage für die Depolarisierungsphase des erfindungsgemäßen Verfahrens, -
8 eine Illustration der Depolarisierungsphase des erfindungsgemäßen Verfahrens, -
9 eine Illustration eines Effekts der Depolarisierungsphase des erfindungsgemäßen Verfahrens, -
10 eine Illustration einer Messphase des erfindungsgemäßen Verfahrens, -
11 eine schematische Darstellung einer alternativen erfindungsgemäßen N M R-Messvorrichtung, -
12 eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Blutmessgeräts, -
13 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts einer weiteren erfindungsgemäßen NMR-Messvorrichtung des weiteren Blutmessgeräts und -
14 eine schematische Darstellung eines Querschnitts der weiteren erfindungsgemäßen NMR-Messvorrichtung.
-
1 1 shows a schematic illustration of a blood measuring device according to the invention, -
2 1 shows a schematic representation of an inventive magnetic resonance measuring device (NMR measuring device) of the blood measuring device according to the invention, -
3 2 shows a flow diagram of a method according to the invention, -
4 an illustration of a starting point of the method according to the invention, -
5 an illustration of a polarization phase of the method according to the invention, -
6 another illustration of the polarization phase of the method according to the invention, -
7 an illustration of a starting point for the depolarization phase of the method according to the invention, -
8th an illustration of the depolarization phase of the method according to the invention, -
9 an illustration of an effect of the depolarization phase of the method according to the invention, -
10 an illustration of a measurement phase of the method according to the invention, -
11 1 shows a schematic illustration of an alternative NM R measuring device according to the invention, -
12 1 shows a schematic illustration of a further blood measuring device according to the invention, -
13 a schematic representation of a longitudinal section of a further NMR measuring device according to the invention of the further blood measuring device and -
14 is a schematic representation of a cross section of the further NMR measuring device according to the invention.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Die
In den
Claims (10)
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