DE19845699C1

DE19845699C1 - Verfahren für die interaktive Steuerung von Meß-oder Auswerteverfahren in Chromatographie, Spektroskopie oder Elektrophorese

Info

Publication number: DE19845699C1
Application number: DE1998145699
Authority: DE
Inventors: Carsten Baesmann
Original assignee: Bruker Daltonik GmbH
Current assignee: Bruker Daltonics GmbH and Co KG
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 1999-12-02
Anticipated expiration: 2018-10-06
Also published as: GB9923560D0; GB2350041A

Abstract

Die Erfindung betrifft die Benutzung der Maus für die interaktive Steuerung der Meß- und Auswertungsmethoden in Chromatographie, Spektroskopie oder Elektrophorese am Bildschirm. DOLLAR A Die Erfindung besteht darin, das an sich bekannte Verfahren des "drag and drop", das in vielen kommerziellen Programmen für die Verschiebung von Texten, Zahlen oder graphischen Elementen eingesetzt wird, für die Kopie der mit einem Peak verbundenen Daten eines graphisch dargestellten Peaks aus einem Chromatogramm oder Spektrum in ein Zielfenster zu benutzen, wobei die Auswahl der kopierten Peakdaten und die Art der Darstellung im Zielfenster von dem gewählten Zielfenster abhängt. Der Peak wird zweckmäßigerweise zunächst mit der Maus markiert. So soll es beispielsweise möglich sein, einen markierten massenspektrometrischen Peak mit der Maus anzuklicken und in ein Zielfenster für die Messung eines Fragmentionenspektrums dieser Ionensorte zu ziehen, wobei dort die Masse der Ionen dieses Peaks angezeigt wird. Wenn dagegen der Peak in ein Fenster für eine Bestimmung der Auflösung des Peaks gezogen wird, so werden die Meßwerte des Peakprofils übertragen, und die daraus berechnete Auflösung wird angezeigt.

Description

Die Erfindung betrifft die Benutzung der Maus für die interaktive Steuerung der Meß- und Auswertungsmethoden in Chromatographie, Spektroskopie oder Elektrophorese am Bild schirm.

Die Erfindung besteht darin, das an sich bekannte Verfahren des "drag and drop", das in vielen kommerziellen Programmen für die Verschiebung von Texten, Zahlen oder graphischen Ele menten eingesetzt wird, für die Kopie der mit einem Peak verbundenen Daten eines graphisch dargestellten Peaks aus einem Chromatogramm oder Spektrum in ein Zielfenster zu benutzen, wobei die Auswahl der kopierten Peakdaten und die Art der Darstellung im Zielfenster von dem gewählten Zielfenster abhängt. Der Peak wird zweckmäßigerweise zunächst mit der Maus markiert. So soll es beispielsweise möglich sein, einen markierten massenspektrometrischen Peak mit der Maus anzuklicken und in ein Zielfenster für die Messung eines Fragmentionen spektrums dieser Ionensorte zu ziehen, wobei dort die Masse der Ionen dieses Peaks angezeigt wird. Wenn dagegen der Peak in ein Fenster für eine Bestimmung der Auflösung des Peaks gezogen wird, so werden die Meßwerte des Peakprofils übertragen, und die daraus berechnete Auflösung wird angezeigt.

Stand der Technik

Die schnelle interaktive Steuerung von Meß- und Auswerteverfahren mit "intuitiven Aktionen" über den Bildschirm wird auch in den chromatographischen, spektroskopischen und elektro phoretischen Anwendungsgebieten immer wichtiger. Die Software mit leichtester und eingän gigster Bedienung wird zunehmend kaufentscheidend für ein teures Spektrometer.

Unter "intuitiven Aktionen" sollen hier solche Steuerungsaktionen verstanden werden, die dem Benutzer so leicht eingängig sind, daß er sie nach einmaligem Sehen selbständig erinnern und ausführen kann, und die dabei sehr wenig Aufwand erfordern; besonders sind dabei solche Ak tionen von Bedeutung, die auch in anderen Programmen, die der Benutzer täglich anwendet, in gleicher oder zumindest ähnlicher Weise ausgeführt werden.

In allen chromatographischen, spektroskopischen und elektrophoretischen Meßverfahren gibt es sogenannte Peaks (manchmal Banden), die in graphischer Weise in einem Chromatogramm, einem Spektrum oder einem Elektrophorogramm auf dem Bildschirm angezeigt werden. Diese Peaks oder Banden sind jeweils mindestens mit einem Zahlenpaar verbunden, einem Identifika tionswert einerseits und einem Mengen- oder Intensitätswert andererseits, beispielsweise Re tentionszeit und Peakhöhe in einem Chromatogramm, Masse und Intensität in einem Massen spektrum, Frequenz und Absorption in einem UV-Absorptionsspektrum. Peaks charakterisie ren aber auch noch weitergehende Daten, wie Auflösungsvermögen (Peakbreite), Ionenher kunft (bei Tochterionen) und viele andere mehr. Die Peaks können beispielsweise auch die Einzelmeßwerte des Peak- oder Bandenprofils für weitergehende Berechnungen repräsentie ren. Weitergehende Meß- und Auswerteverfahren benötigen jeweils ganz verschiedenartige Peakdaten.

Die interaktiven Steuerungen von solchen Meß- und Auswertungsverfahren werden häufig mit der Maus vorgenommen. Dabei ist in den genannten Methoden ein Übergang auf die Bedie nung der Tastatur vielfach unvermeidlich, beispielsweise dann, wenn für einen als massenspek trometrischer Peak dargestellte Ionensorte ein Tochterionenspektrum aufgenommen werden soll. Es ist dann erforderlich, die Masse des Ionenpeaks abzulesen (wofür es mit der Mausbe wegung gekoppelte Anzeigefenster für die Massen gibt, ähnlich wie es in US 5,546,322 darge stellt wird) und diese Masse in eine Tabelle für die Aufnahme von Fragment- oder Tochterio nen einzutragen. In ähnlicher Weise muß die Intensität des Peaks abgelesen werden, wenn aus diesem Peak die Konzentration der zugehörigen Substanz bestimmt werden soll. Auch für An notationen von Stoffnamen an Peaks oder Banden, sei es zur Anzeige oder zur Kalibrierung, ist die Tastatur zu benutzen, wie ebenfalls im oben zitierten US 5,546,322 dargestellt.

Der Übergang von der Maus auf die Tastatur für diese interaktiven Steuerungen ist nicht ergo nomisch und wird in zunehmendem Maße als lästig und langsam empfunden.

In den gängigen Programmen für Textverarbeitung, Tabellenrechnen und Zeichnen haben sich bestimmte Aktionen für die Maus durchgesetzt. So können markierte Textteile, markierte Zahlen oder markierte Graphikelemente mit der Maus durch das "drag and drop" ("Ziehen und Loslassen") genannte Verfahren in einfacher Weise mit der Maus verschoben werden. Ein mar kiertes Element wird dabei mit der Maus angeklickt und mit gedrückter Maustaste einfach auf dem Bildschirm verschoben. Die Markierung eines solchen Elementes kann ebenfalls mit der Maus vorgenommen werden. Dieses Verfahren hat sich durchgesetzt, weil es außerordentlich intuitiv ist. Es findet dabei meist keine Wandlung des Elementes in eine andere Darstellungs form, keine Vergrößerung oder Verkleinerung statt, das Element wird nur einfach von einem Platz an einen anderen verschoben; in einigen Fällen klinkt es sich an der Zielstelle paßgenau ein, ohne daß man sich mit dem Zielen Mühe geben muß. Nur in wenigen Fällen findet ein Wandlung von Ikonen kontext-sensitiv in Text oder in bildliche Darstellung statt, siehe bei spielsweise "A Context-Sensitive Drag Drop Protocol for Visual Code Generation", Research Disclosure 347, März 1993, S. 175.

Aufgabe der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, für die interaktiven Steuerungsvorgänge, die für die Messung oder Auswertung chromatographischer, spektroskopischer oder elektrophoretischer Verfahren notwendig sind, mit einer einfachen "intuitiven" Mausaktion Daten eines einzelnen Peaks oder eines ganzen Peakbereiches einer weitergehenden Messung, Berechnung oder Auswertung zuzuführen, ohne daß ein Übergang auf die Benutzung der Tastatur notwendig wird.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Es ist die Grundidee der Erfindung, das bekannte Verfahren des "drag and drop" direkt auf die graphisch dargestellten Peaks (oder einen Peakbereich) der benannten Meßmethoden anzu wenden, wenn Daten, die mit diesem Peak (oder Peakbereich) verbunden sind, in weitergehen den Meß- oder Auswerteverfahren gebraucht werden; dabei aber statt eines reinen Verschie bens des Peaks (oder Peakbereichs), das der Benutzer auch niemals erwarten wird, ein Kopie ren entsprechender Daten in ein Zielfenster des weiterführenden Verfahrens vorzunehmen, wobei die Auswahl der kopierten Daten des Peaks (oder Peakbereichs), die Darstellung der Daten im Zielfenster und die weitere Behandlung der Peakdaten von der inhaltlichen Bedeu tung des Zielfensters selbst abhängt und den Erwartungen des Benutzers entspricht. Dabei kann die graphische Darstellung des Peaks automatisch im Zielfenster in eine Zahl, in ein Zah lenmultipel oder in ein Symbol gewandelt werden. Die als Antwort im Zielfenster erscheinende Anzeige ist ebenfalls vom Zielfenster abhängig. Es können beispielsweise durch "drag and drop" in ein Zielfenster namens "Flächenintegral" alle Meßwerte des Peakprofils kopiert wer den, und es wird dann im Zielfenster automatisch das aus diesen Daten berechnete Flächenin tegral über den Peak angezeigt.

Ein Peak (oder ein Peakbereich) wird also zunächst durch einfaches Anklicken (oder Über streichen) markiert, wobei sich eine besondere Markierung an der Stelle des Peakmaximums (des Peakbereiches) zeigt, und der so markierte Peak (oder Bereich) kann dann durch "drag and drop" in ein Zahlen-, Datenmanagement- oder Befehlsfenster gezogen werden. Je nach inhaltlicher Bedeutung dieses Zielfensters wird dann automatisch der Identifikationswert (Mas se, Frequenz, Retentionszeit), der Mengenwert (Intensität, Absorption, Peakhöhe), ein Be rechnungsergebnis (Auflösung, Flächenintegral) oder ein Behandlungsbefehl für Ionen oder Daten dieses Peaks in das Zielfenster eingetragen. Wird der Peak beispielsweise einfach in ein Fenster für die Darstellung der komplexen Baumstruktur von zu messenden Tochter- und En kelionenspektren hineingezogen, so kann er dort automatisch als Ikone an entsprechender Stelle im Stammbaum der Tochterionenspektren registriert werden und einen Befehl für die Messung des betreffenden Fragmentspektrums darstellen.

Diese Arbeitsweise ist außerordentlich intuitiv. Da ein Peak in einem Spektrum fest lokalisiert ist und nur dort Sinn macht, erwartet der Benutzer von diesem Vorgehen mit Sicherheit kein unsinniges Verschieben des graphischen Spektrenpeaks. Er erwartet vielmehr intuitiv, daß der "richtige" Zahlenwert des Peaks oder der richtig parametrisierte Befehl für die Weiterbehand lung in das Zielfenster eingetragen wird. Dabei braucht sich der Benutzer im Moment des Ko pierens überhaupt nicht bewußt zu sein, welche der Daten des Peaks dabei übertragen werden und welche Rechen- oder Meßabläufe eingeleitet werden.

Diese Mausaktion kann dabei in sinnfälliger Form durch eine Verwandlung des Cursors be gleitet werden. So kann ein normalerweise schräg aufwärts zeigender Cursor beim Anklicken eines markierten Peaks in einen waagerechten Zeiger gewandelt werden und beim Ziehen in ein gültiges Zielfenster in einen schräg oder gerade abwärts zeigenden Pfeil (als Symbol für "Einfüllen der Daten ist hier möglich"). In Feldern, zu denen ein Kopieren nicht möglich ist, kann auch das standardmäßige Verbotsschild als Cursor erscheinen.

Beschreibung der Abbildung

Die Abb. 1 zeigt drei verschiedene Formen der Markierung von Peaks:

Abb. 1A zeigt die Markierung eines Peakmaximums. Diese kann beispielsweise durch ein Klicken mit der Maus in einem peakfreien Gebiet rechts vom Maximum erzeugt werden, wobei das Maximum automatisch gesucht wird. Die Markierung besteht meist aus einem farbigen Balken.

Abb. 1B zeigt die Markierung eines Peakgebietes um einen Peak herum. Diese Markie rung wird in der Regel durch ein Ziehen mit der Maus bei gedrückter Maustaste erzeugt. Als Darstellung wird meist eine farbige Hinterlegung benutzt.

Abb. 1C gibt die Markierung einer Peakgruppe wieder, wiederum durch Ziehen mit der Maus erzeugt.

Alle diese Markierungen lassen sich mit der Maus anklicken; durch Ziehen in ein anderes Feld werden dabei nach dieser Erfindung mit dem Peak oder der Peakgruppe verbundenen Daten in das Zielfeld übertragen, wobei die Auswahl der Daten und die weitere Behandlung von der inhaltlichen Bedeutung des Zielfeldes abhängen.

Beschreibung günstiger Ausführungsformen

Vor Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens holt sich der Benutzer ein Spektrum, ein Chromatogramm oder ein Elektrophorogramm in graphischer Darstellung mit Peaks oder Ban den auf den Bildschirm, entweder durch eine frische Messung oder als Konserve aus dem Spei cher des angeschlossenen Datensystems. Außer diesem Graphikfenster soll sich auf dem Bild schirm ein Managementfenster für die weitere Ausgestaltung von Meßverfahren oder für die Auswertung der aufgenommenen und angezeigten Meßdaten befinden. In den Managementfen stern befinden sich Zielfenster für die Eingabe von Befehlen oder Daten für die weitere Be handlung. Viele der Befehle oder Daten hängen nun mit einzelnen Peaks der graphischen Dar stellung zusammen. Ausgewählte Daten der Peaks sind nun vom Benutzer nach dem Stand der Technik manuell über die Tastatur in die Zielfelder einzutragen.

Ein Beispiel möge das erläutern. Es befindet sich ein Tochterionen-Massenspektrum mit Io nenpeaks auf dem Bildschirm. Der Benutzer möchte von einem der dargestellten Tochterio nenpeaks ein Enkelionenspektum messen. Dazu holt er sich ein Managementfenster für die Messung von Tochterionenspektren zusätzlich auf den Bildschirm. Dieses enthält eine Tabelle für MS/MS-Messungen, in der auch das Elternion für das gegenwärtig gezeigte Tochterionen spektrum eingetragen ist. Er trägt nun die Masse der Ionensorte, für die er ein Enkelionen spektrum wünscht, in einen Tabellenplatz ein, der für die nächste Generation von Tochterio nenspektren bestimmt ist. Die Messung wird dann vom angeschlossenen Massenspektrometer durch manuellen Start oder automatisch ausgeführt. Nach dem Stand der Technik wird diese Eintragung manuell über die Tastatur vorgenommen.

In einer günstigen Ausführungform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun der Peak im Tochterionenspektrum in einfacher Weise mit der Maus markiert, beispielsweise durch ein Klicken in einem peakfreien Gebiet rechts vom Peakmaximum. Dadurch wird automatisch das Maximum des Peaks gesucht und beispielsweise durch einen senkrechten Strich in einer zuvor ausgewählten Farbe markiert, wie in Abb. 1A gezeigt. Daraufhin kann der Benutzer die Markierung mit der Maus anklicken und ohne Loslassen der Maustaste in ein Zielfenster au ßerhalb der Spektrendarstellung ziehen, in diesem Falle in den Tabellenplatz für die Messung von Enkelionen. Während des Verschiebens hat sich der Cursor in einen waagerechten Pfeil verwandelt, über dem Tabellenplatz in einen senkrechten Cursor, der anzeigt, daß eine Kopie von Peakdaten in dieses Feld hinein möglich ist. Im Zielfenster erscheint nach dem Loslassen der Maustaste automatisch die Masse des Tochterpeaks, für den das Enkelspektrum gewünscht wird. Der Benutzer braucht dabei nicht erst die Masse des Peaks abzulesen und über die Ta statur in das Zielfenster einzutragen.

Noch günstiger ist das erfindungsgemäße Verfahren für eine andere Art der Verwaltung von Tochterionenspektren über mehrere Generationen hinweg. Dabei wird von der in vielen Pro grammen zur Verwaltung von Speicherdaten bekannten Baumstruktur ("tree view") Gebrauch gemacht. Diese Baumstruktur läßt sich paßgenau für die Verwaltung von Stammbäumen von Tochterionenspektren verwenden. Die Tochterionenspektren werden dabei in einem Baum strukturfenster in üblicher Weise als Äste einer verzweigten Struktur gezeigt, die die Genera tionenfolge und die gegenseitigen Bezüge der Spektren zueinander als Ikonen zeigt. Die Iko nen können dabei auch die Masse der jeweiligen Elternionen für das Tochterspektrum anzei gen. Wird nun ein Peak aus einem Spektrum nach dem erfindungsgemäßen Verfahren einfach in dieses Fenster mit der Baumstruktur gezogen, so wird automatisch an der richtigen Stelle ein neuer Ast für das zu messende Enkelionenspektrum eingerichtet, und dieses Spektrum wird gemessen und angezeigt.

In der Massenspektrometrie besteht eine Ionensorte nicht aus einem einzigen Peak, sondern aus einer Peakgruppe, die Peaks der verschiedenen Isotopenkombinationen umfaßt, wie in Abb. 1C wiedergegeben. In diesem Fall wird die Markierung eines einzelnen Peaks zur Iso lation und Fragmentierung nur diesen Peaks führen. Möchte man aber die Fragmentionen für alle Ionen dieser Isotopengruppe messen, so kann man den über mehrere Peaks hinwegführen den Bereich markieren, beispielsweise indem der Cursor mit der Maus bei gedrückter Taste über den gewünschten Peakbereich gezogen wird. Es erscheint ein Markierungsfeld als unter legter Farbstreifen. Auch dieser Bereich läßt sich durch "Ziehen und Loslassen" in das Fenster der Baumstruktur kopieren.

Ein anderes Beispiel bezieht sich auf die Berechnung von Eigenschaften eines Peaks als an schwellendes und wieder abfallendes Signal in einem bestimmten Bereich des Spektrums, Chromatogramms oder Elektrophorogramms. Außer der Graphik mit den Peaks befindet sich auf dem Bildschirm ein Fenster "Eigenschaften des Peaks". Hierin gibt es Zielfenster mit den Namen "Auflösung", "Peakbreite", "Flächenintegral", "Signal-zu-Rausch-Verhältnis", "Schwerpunkt (1. Moment)", "Schiefe (2. Moment)", "Fülle (3. Moment)" und andere Zielfen ster für anwendungsspezifische Eigenschaften. Auch in diesem Falle wird im Spektrum ein Pe akbereich markiert, wie in Abb. 1B zu sehen, beispielsweise wieder durch Überstreichen mit der Maus. Das Markierungsfeld wird nun angeklickt und erfindungsgemäß in eins der Zielfelder gezogen, und es erscheint dort das berechnete Ergebnis der gewünschten Eigen schaft.

Diese Beispiele zeigen nur eine geringe Menge der Anwendungen, die mit dem erfindungsge mäßen Verfahren möglich sind. Es wird dem Fachmann auf diesem Gebiet sehr leicht möglich sein, für sein spezielles Meß- oder Auswertungsproblem entsprechende Verfahren zu erarbei ten.

Claims

1. Verfahren für die interaktive Steuerung von Meß- oder Auswerteverfahren, die sich auf die Daten eines auf dem Bildschirm graphisch dargestellten chromatographischen, spek troskopischen oder elektrophoretischen Peaks oder Peakbereiches beziehen, dadurch gekennzeichnet, daß nach Art des bekannten Mausverfahrens des "drag and drop" ("Ziehen und Loslas sen") durch Anklicken des Peaks oder Peakbereichs und Ziehen in ein Zielfenster ausge wählte numerische Daten des dargestellten Peaks oder Bereichs in das Zielfenster kopiert werden, wobei die Auswahl der kopierten Daten, die Darstellung der Daten im Zielfenster und die weitere Benutzung oder Behandlung der Daten durch das Datenverarbeitungssy stem von dem gewählten Zielfenster abhängen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktion des "Ziehen und Loslassen" durch Veränderungen des Cursors gekennzeichnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Cursor sich beim Anklicken eines markierten Peaks von einem schräg aufwärts gerichteten Pfeil in einen waagrechten Pfeil verwandelt, und beim Eintreten in ein gültiges Zielfenster in einen schräg oder gerade abwärts gerichteten Pfeil.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Peak oder Peakbereich vorher markiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung mit der Maus vorgenommen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Position eines Peakmaximums im Spektrum markiert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich um einen Peak oder eine Peakgruppe herum markiert wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Zielfenster je nach Art der inhaltlichen Bedeutung des Zielfensters als Antwort auf das Kopieren der Identitätswert, der Mengenwert, ein Symbol oder ein Berechnungser gebnis dargestellt wird.