DE202013100125U1

DE202013100125U1 - Hochauflösender Hochkontrast-MRT für fließende Medien

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Publication number: DE202013100125U1
Application number: DE202013100125U
Authority: DE
Original assignee: Aspect Imaging Ltd
Current assignee: Aspect Imaging Ltd
Priority date: 2012-06-06
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2013-02-19
Anticipated expiration: 2023-01-11
Also published as: US9239366B2; US20130328560A1; US20130328563A1; US9182462B2; US9182461B2; US20130328559A1

Abstract

Eine MRT-Vorrichtung zur Bereitstellung von Bildern eines Fluides mit hohem Kontrast und hoher Auflösung, umfassend: a. eine Umhüllung zum zumindest teilweisen Begrenzen des besagten Fluides; b. eine Mehrzahl von Magneten, die zumindest teilweise um besagte Umhüllung herum angeordnet sind, wobei besagte Anordnung umfasst i. zumindest einen ersten Magneten, der dazu konfiguriert ist, ein hohes Magnetfeld zur Erlangung mehrerer zeitaufgelöster erster Bilder bei hoher Auflösung von zumindest einem Teil des besagten Fluids zu generieren, wobei die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden ersten Bildern ΔTr ist; und ii. zumindest einen zweiten Magneten, der dazu konfiguriert ist, ein niedriges Magnetfeld zur Erlangung mehrerer zeitaufgelöster zweiter Bilder bei hohem Kontrast von zumindest einem Teil des selben besagten Fluids zu generieren, wobei besagtes zweites Bild über eine Zeit Δtr erlangt wird, wobei Δtr kleiner als ΔTr ist; sodass über besagten Zeitraum ΔTr zumindest ein besagtes erstes Bild und zumindest ein besagtes zweites Bild...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein System und ein Verfahren für hochauflösende Hochkontrast-MRT für fließende Medien.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist lange bekannt gewesen, dass Niedrigfeld-MRT Bilder mit hohem Kontrast produziert, aber das niedrige Feld führt zu einem geringen Signal/Rausch-Verhältnis (S/N) und schlechter Auflösung. Eine Erhöhung des Feldes erhöht das S/N-Verhältnis und daher die Auflösung, verringert aber den Kontrast, so dass Hochfeld-Bilder eine hohe Auflösung aber einen schlechten Kontrast haben. Es gab schon viele Versuche, diese Beschränkung zu überwinden und hochauflösende Hochkontrast-MRT-Bilder bereitzustellen.
Das US-Patent US 5,168,226 A für Hinks offenbart ein Verfahren, wodurch die gesamte Scanzeit verkürzt werden kann, ohne Auflösung zu verlieren. Das in US 5,168,226 A offenbarte Verfahren umfasst die Ausführung einer schnellen Spinechopulssequenz in der eine Mehrzahl von Ansichten erlangt werden, und die schnelle Spinechopulssequenz wird eingesetzt, um Ansichten von einer Mehrzahl von separaten Bildern während eines Scans zu erlangen. Die Phasenkodierungsansichten niedriger Ordnung werden für jedes Bild erlangt und in separaten Bilddatenarrays gespeichert, wohingegen die Phasenkodierungsansichten höherer Ordnung nur einmal erlangt werden und in allen der Bilddatenarrays gespeichert werden. Jedes Bilddatenarray wird benutzt, um ein separates Bild unter Verwendung von Standard rekonstruktionsverfahren und -geraten zu rekonstruieren. Der gewünschte T₂–Kontrast wird in erster Linie von den Ansichten niedriger Ordnung jedes Bildes produziert und die Ansichten höherer Ordnung verbessern die strukturellen Details jeden Bildes. Entsprechend müssen nur die Ansichten niedriger Ordnung für jedes Bild separat erlangt werden, um den gewünschten T₂-Kontrast bereitzustellen, und eine einzige Gruppe von Phasenkodierungsansichten höherer Ordnung kann verwendet werden, um die Strukturdetails in all den Bildern auszufüllen. Dieses Verfahren liefert jedoch nur eine relativ kleine Verbesserung des Kontrastes, sofern nicht eine große Zahl von Phasenkodierungsansichten höherer Ordnung erlangt werden.
Ein anderes Verfahren der Verbesserung des Kontrastes ist durch Zugabe von Kontrastmitteln in dem Bereich des Interesses, wie durch Verabreichung eines paramagnetischen Kontrastmittels (zum Beispiel Gadolinium) an Blutgefäße, und Erzeugung der MRT-Bilder zu einer Zeit, wenn die Konzentration des Kontrastmittels auf dem Maximum ist. Dieses Verfahren wird unter anderem in dem US-Patent US 5,479,925 A für Dumoulin et al. offenbart. Dieses Verfahren ist dazu angepasst, den Kontrast in der medizinischen MRT zu verbessern, hat jedoch nur eine beschränkte Brauchbarkeit in der industriellen Anwendung, wo es keine offensichtlichen Unterdomänen zum Einführen des Kontrastmittels gibt (wie Blutgefäße in der medizinischen MRT), und wo die Präsenz eines Kontrastmittels in einem fertigen Produkt durchaus unerwünscht sein kann.
Die US-Patentanmeldung US 2004/169512 A für Jara offenbart ein Verfahren des Kombinierens von drei Bildnachbearbeitungsphasen zum Zwecke der Generierung qualitativ hochwertiger quantitativer MR-Bilder (Protonendichte (PD), T₁ und T₂) wie auch qualitativ hochwertiger virtueller MR-Bilder mit kontinuierlich anpassbaren computersynthetisierten Kontrastgewichten von Quellbildern, die direkt mit einem MRT-Scanner erlangt wurden. Jede der Bildnachbearbeitungsphasen nutzt einen oder mehrere neue Computeralgorithmen, die die Bildqualität gegenüber dem Stand der Technik verbessern, einschließlich Linearkombination-von-Quellbildern-Algorithmen (LCSI) zum Generieren von PD-Bildern und modellkonformen Algorithmen zum Generieren von Q-MR-Bildern von Gewebeeigenschaften, die die NMR-Relaxation beeinflussen. Das Verfahren hängt jedoch vom Vorhandensein von Materialien mit verschiedenen Relaxationszeiten in verschiedenen Teilen des Scans ab (wie weiße Substanz und Hirnwasser), um den erhöhten Kontrast zu ermöglichen.
Es ist daher ein lange gefühltes Bedürfnis, eine MRT-Vorrichtung bereitzustellen, die Bilder mit hohem Kontrast und hoher Auflösung bereitstellt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein System für eine hochauflösende Hochkontrast-MRT für fließende Medien zu offenbaren.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine MRT-Vorrichtung zur Bereitstellung von Bildern eines Fluids mit hohem Kontrast und hoher Auflösung zu offenbaren, umfassend: eine Umhüllung zum zumindest teilweisen Begrenzen des besagten Fluides; eine Mehrzahl von Magneten, die zumindest teilweise um besagte Umhüllung herum angeordnet sind, wobei besagte Anordnung umfasst zumindest einen ersten Magneten, der dazu konfiguriert ist, ein hohes Magnetfeld zum Generieren mehrerer zeitaufgelöster erster Bilder bei hoher Auflösung von zumindest einem Teil des besagten Fluids bereitzustellen, wobei die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden ersten Bildern ΔT_r ist; und zumindest einen zweiten Magneten, der dazu konfiguriert ist, ein niedriges Magnetfeld zum Generieren mehrerer zeitaufgelöster zweiter Bilder bei hohem Kontrast von zumindest einem Teil des selben besagten Fluids bereitzustellen, wobei besagtes zweites Bild über eine Zeit Δt_r erlangt wird, wobei Δt_r kleiner als ΔT_r ist; sodass über besagten Zeitraum ΔT_r zumindest ein besagtes erstes Bild und zumindest ein besagtes zweites Bild erlangt wird; und eine CPU, um die Bilder zu verarbeiten, wobei die CPU ein computerlesbares Medium umfasst, das Anweisungen zum Generieren zumindest eines dritten Bildes durch Überlagerung zumindest eines des ersten Bildes mit zumindest einem des zweiten Bildes enthält, wodurch mehrere Bilder von dem Fluid mit hohem Kontrast und hoher Auflösung in Echtzeit erhalten werden
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei der zumindest eine erste Magnet von 2 Tesla und niedriger ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei der zumindest eine erste Magnet von 2 Tesla und höher ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei der zumindest eine erste Magnet ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Permanentmagneten, Elektromagneten, supraleitenden Magneten und jedweder Kombination davon.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei der zumindest eine zweite Magnet von 2 Tesla und niedriger ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei der zumindest eine zweite Magnet von 2 Tesla und höher ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei der zumindest eine zweite Magnet ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Permanentmagneten, Elektromagneten, supraleitenden Magneten und jedweder Kombination davon.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei der zumindest eine Hochmagnetfeldmagnet zumindest ein Niedrigmagnetfeldmagnet ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei der Winkel zwischen einer Senkrechten zu der Richtung des Flusses und dem hohen Magnetfeld nicht der gleiche ist wie der Winkel zwischen der Senkrechten zu der Richtung des Flusses und dem niedrigen Magnetfeld.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei eine integrierte MRT-Vorrichtung sowohl die Hochmagnetfeldmagnete als auch die Niedrigmagnetfeldmagnete umfasst.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei die MRT-Vorrichtung zwei MRT-Vorrichtungen umfasst, eine, die die Hochmagnetfeldmagnete bereitstellt, und eine, die die Niedrigmagnetfeldmagnete bereitstellt.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei die Hochmagnetfeldmagnete ein Tastverhältnis von mehr als ungefähr 50% haben und die Niedrigmagnetfeldmagnete ein Tastverhältnis von weniger als ungefähr 50% haben.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei die Umhüllung eine Zugehörige zu einer Gruppe bestehend aus einer Röhre, einer Leitung, einem Tunnel, einem Leitungsrohr, einem Schlauch, einem Fördermittel, einem Kanal, einem Durchgang und jedweder Kombination davon ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei die Umhüllung ein integraler Teil der MRT-Vorrichtung ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid zumindest eines ist aus einer Gruppe bestehend aus einer Flüssigkeit, einem Gas, einer Aufschlämmung, einer Partikel enthaltenden Flüssigkeit, einem Partikel enthaltenden Gas, einem Gel, einem Sol, einer Suspension, einer Lösung, einer Dispersion, einem Kolloid, einer Mischung, einer Emulsion, einem Aerosol, einer feste Objekte enthaltenden Flüssigkeit, einem feste Objekte enthaltenden Gas, und jedweder Kombination davon.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid der Fluidprozessstrom in einem Produktionsprozess ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei der Produktionsprozess in einem Industriebereich ist, wobei der Industriebereich ein Zugehöriger einer Gruppe ist bestehend aus den Arzneimitteln, Lebensmittelproduktion, Getränkeproduktion, chemische Raffinierung, chemische Verarbeitung, medizinische Produkte, biologische Produkte, Metallgießen, Metallraffinierung, Entsalzung, Fluidreinigung, und Abwasserbearbeitung.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei die Fluidreinigung Wasserreinigung ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid in einem Bypassstrom einer Produktionslinie enthalten ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid der Fluidprozessstrom in einem Batch-Verfahren ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid in einer Antriebsmaschine oder einer Brennkammer fließt.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid der Ausfluss der Antriebsmaschine oder Brennkammer ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid ein Bruchteil des Ausflusses der Antriebsmaschine oder Brennkammer ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid in Fertilitätsbehandlungen verwendet wird.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid für künstliche Befruchtungen verwendet wird.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid Liposome enthält.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid Teil eines Luftvorhanges ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid eine polymere Schmelze ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei die polymere Schmelze eine Zugehörige einer Gruppe bestehend aus Gummis, Polyestern, Polyamiden, Polypropylenen, Polyethylenen, Polyurethanen und jedweder Kombination davon ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei die Vorrichtung Teil eines integrierten Analyse- und Produktionssystems für ein Produkt ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei zumindest ein Teil des integrierten Analyse- und Produktionssystems einer NeSSI-Spezifikation entspricht.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei zumindest ein Teil des besagten integrierten Analyse- und Produktionssystems ANSI/ISA SP76.00.2002 Miniaturmodularmechanikstandardspezifikationen entspricht.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid ein Fluid innerhalb eines Körpers eines lebenden Subjektes ist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid von dem Körper eines lebenden Subjektes durch die Umhüllung fließt und zu dem lebenden Subjekt zurückgeführt wird.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zur Bildgebung zumindest eines ersten und zumindest eines zweiten Bildmerkmalen zu offenbaren; wobei der Bildprozessor dazu angepasst ist, das Bild durch ein Bool'sches Verfahren der Korrelation oder Kombination des zumindest einen ersten und zumindest einen zweiten Bildmerkmals zu erbringen.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Bool'sches Verfahren Bool'sche Operatoren nutzt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus OR, AND, NOT, EXCLUSIVE OR und jedweder Kombination davon.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, die MRT-Vorrichtung wie hier oben offenbart zu offenbaren, wobei das Fluid eines ist aus einer Gruppe bestehend aus Trinkwasser, Abwasser, Spülwasser, Meerwasser, Flusswasser, Seewasser, Industrieabwasser, Landwirtschaftsabwasser, Abwasser von menschlichen Wohnungen, Straßenabfluss, Blut, Lymphe, ein Getränk, Reinigungsfluid, und irgendeiner Kombination davon.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Um die Erfindung und ihre Ausführung in der Praxis besser zu verstehen, wird nun eine Mehrzahl von Ausführungsformen, jedoch nur als nicht beschränkende Beispiele, mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschreiben, wobei
1 ein Schema eines Systems präsentiert, das überlagerte MRT-Scansysteme umfasst, das hochauflösende Bilder eines Bereiches eines Fluides mit hohem Kontrast erzeugt;
2A, 2B, 2C und 2D stellen MRT-Bilder einer Querschnittsscheibe einer Gurke dar, die typischerweise von der Niedrigintensitätmagnetfeldvorrichtung bei verschiedenen Pixelgrößen innerhalb der Scheibe in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung generiert werden;
3 präsentiert ein Flussdiagramm eines typischen Verfahrens zum Verschmelzen mehrerer Gruppen von Bildern eines gegebenen Volumens des Targets in ein einziges verbessertes Bild in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5A–5D vergleichen in grau und in Farbe die Ergebnisse der Kombination von Multiauflösungsbildern als Grau- und Farbbilder in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 illustriert schematisch eine Ausführungsform mit der Umhüllung für das Fluid als Teil der MRT-Vorrichtung; und
7 illustriert schematisch Ausführungsformen eines Systems zum schnellen Screenen hinsichtlich der Gegenwart von gefährlichen biologischen oder chemischen Stoffrückständen, die von einem Individuum getragen werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung wird durchgehend für alle Kapitel der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, um es jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung zu benutzen, und legt die besten Weisen der Ausführung der Erfindung dar, die vom Erfinder erwogen werden. Verschiedene Modifikationen werden jedoch den Fachleuten ersichtlich blieben, da die generischen Prinzipien der vorliegenden Erfindung definiert worden sind, um insbesondere ein Mittel und ein Verfahren zum Bereitstellen von überlagerten MRT-Bildern mit hoher Auflösung und hohem Kontrast für fließende Medien bereitzustellen.
Wie hierin benutzt, bezieht sich der Begriff ”Mehrzahl” in nicht beschränkender Weise auf jede ganze Zahl gleich oder größer als 1.
Der Begriff ”etwa” bezieht sich hierin auf einen Wert, der ±25% des definierten Maßes ist.
Der Begriff ”ungefähr” bezieht sich hierin auf einen Wert, der ±25% des definierten Maßes ist.
Der Begriff „schnell” bezieht sich hierin auf ein Zeitintervall von weniger als 5 Minuten.
Der Begriff ”fast zeitgleich” bezieht sich auf ein Zeitintervall nicht größer als das Zeitintervall zwischen der Erzeugung sukzessiver Hochfeldbilder.
Der Begriff ”Tastverhältnis” bezieht sich hierin auf den Bruchteil der Zeit, während der die Vorrichtung betrieben wird.
Der Begriff ”mehrere” bezieht sich hierin auf jede Zahl größer als eins.
Der Begriff ”Echtzeit” bezieht sich hierin auf verschmolzene Bilder, die fast zeitgleich mit der Erlangung der Hochfeld- und Niedrigfeldbilder aktualisiert werden.
In der hierin enthaltenen Zeichnung werden die gleichen Bezugszeichen durchgehend für die verschiedenen Zeichnungen benutzt, um die gleiche oder ähnliche Komponenten zu bezeichnen.
Es wird hierin ein System offenbart, wobei ein System, das überlagerte MRT-Scansysteme umfasst, hochauflösende Bilder eines Bereiches in einem Fluid mit hohem Kontrast erzeugt.
Ein Schema einer Ausführungsform eines solchen Systems ist in 1 offenbart. Das System 100 umfasst, unter anderem, zumindest eine hochauflösende MRT-Vorrichtung 110, die Mittel hat, um Hochfeld-Niederkontrast-Bilder (HFLC) (nachfolgend HFLC-MRT) zu scannen, und zumindest eine niedrigauflösende MRT-Vorrichtung 120, die Mittel hat, um Niedrigfeld-Hochkontrast-Bilder (LFHC) (nachfolgend LFHC-MRT) zu scannen. Ein nicht beschränkendes Beispiel einer HFLC-MRT ist eine kommerziell verfügbare 7 Tesla MRT-Vorrichtung, während ein nicht beschränkendes Beispiel einer LFHC-MRT eine kommerziell verfügbare 1 Tesla MRT-Vorrichtung von Aspect Magnet Technologies Ltd. (siehe die Firmenseite unter http://aspect-mr.com) ist.
Ein einer anderen Ausführungsform integriert eine zweckgerichtet gebaute Vorrichtung sowohl das Hochfeldscansystem als auch das Niedrigfeldscansystem. In solch einer zweckgerichtet gebauten Vorrichtung kann eine einzige HF-Spule oder HF-Sonde verwendet werden, um die Magnetfelder zu messen, die die HFLC- und LFHC-Bilder generieren, und es wird nur eine einzige Bildgebungskammer, CPU, usw. gebraucht.
Die HFLC-MRT und die LFHC-MRT sind derart angeordnet, dass ein Fluid 140, das innerhalb eines Eingrenzungsmittels 130 eingegrenzt ist, durch die Volumina von Interesse 150 von sowohl dem HFLC-MRT als auch dem LFHC-MRT fließt. In bevorzugten Ausführungsformen überlappen diese VOI; in den am meisten bevorzugten Ausführungsformen sind die VOI nahrungsweise identisch.
In der Praxis ist das Zeitintervall, das erforderlich ist, ein HFLC-Bild zu erlangen, länger als das Zeitintervall, das erforderlich ist, ein LFHC-Bild zu erlangen. Als nicht beschränkendes Beispiel würde das Fluid in einer MRT-basierten Vorrichtung mit separaten Magneten zum Produzieren von HFLC-Bildern und zum Produzieren von LFHC-Bildern, wobei die gleiche Zahl von HFLC- und LFHC-Bildern erlangt werden, einem hohen Magnetfeld über 90% der Zeit ausgesetzt sein, während es einem niedrigen Magnetfeld nur über 10% der Zeit ausgesetzt sein würde.
In bevorzugten Ausführungsformen des Systems werden MRT-Bilder des gleichen Volumens von Interesse (VOI) mehrfach generiert. Jedes HFLC-Bild wird gefolgt von einem oder mehreren LFHC-Bildern, so dass die HFLC- und LFHC-Bilder nahezu gleichzeitig erlangt werden. Daher wird, wenn die Bilder wie unten offenbart verschmolzen werden, in Echtzeit ein kontinuierliches Bild des Fluids in einem Volumen von Interesse mit hohem Kontrast und hoher Auflösung erzeugt. Es sollte erwähnt werden, dass bei einem fließenden Fluid in einem festen VOI das Fluid durch das feste VOI fließen wird; verschiedene MRT-Bilder werden zumindest teilweise verschiedene Teile des Fluids umfassen.
2A–D illustrieren in schematischer und nicht beschränkender Weise mögliche Zeitsequenzen 100 zur Erlangung von HFLC- und LFHC-Bildern. In 2A–D wird die Zeitsequenz für den HFLC-Magneten und daher zur Erlangung des HFLC-Bildes durch die obere Kurve 110 illustriert, während die Zeitsequenz für den LFHC-Magneten und daher zur Erlangung des LFHC-Bildes durch die untere Kurve 120 illustriert wird. Der HFLC-Magnet schaltet auf ON zur Zeit T = T₀, so dass er die Probe dem Magnetfeld B_HF aussetzt. Er bleibt auf ON bis zur Zeit T = T₁. Er wird dann auf OFF (B = 0) geschaltet und verbliebt auf OFF bis zur Zeit T₀' wo der Zyklus wieder startet. Daher ist der HFLC-Magnet auf ON für eine Zeit ΔT_i und die Zeit zwischen nachfolgenden Bildern ist ΔT_r.
Ähnlich schaltet der LFHC-Magnet auf ON zur Zeit t = t₀ so dass er die Probe dem Magnetfeld B_LF aussetzt. Er bleibt auf ON bis zur Zeit t = t₁. Es wird dann auf OFF (B = 0) geschaltet und verbleibt auf OFF bis zur Zeit t₀' wo der Zyklus wieder startet. Daher ist der LFHC-Magnet auf ON für eine Zeit Δt_i und die Zeit zwischen nachfolgenden Bildern ist Δt_r.
Das Tastverhältnis für den HFLC-Magneten ist dann ΔT_i/ΔT_r und das Tastverhältnis für den LFHC-Magneten ist Δt_i/Δt_r.
In den Beispielen, die in den 2A–C gezeigt sind, ist die Zeit zwischen nachfolgenden Bildern die gleiche für die HFLC- und die LFHC-Magnete, ΔT_r = Δt_r. In diesem Beispiel wird ein LFHC-Bild für jedes HFLC-Bild generiert, obwohl in vielen Ausführungsformen mehrere LFHC-Bilder für jedes HFLC-Bild generiert werden. Mit weiterem Bezug auf 2A schaltet der HFLC-Magnet vor dem LFHC-Magneten auf ON (T₀ < t₀) und aus nach dem LFHC-Magneten (T₁ > t₁); beide Magnete sind gleichzeitig auf ON während des Zeitraumes, in dem der LFHC-Magnet ON ist.
Mit Bezug zu einer anderen, in 2B gezeigten Ausführungsform schalten die HFLC- und LFHC-Magneten zur gleichen Zeit auf ON. Wieder sind beide Magnete gleichzeitig auf ON während des Zeitraumes, in dem der LFHC-Magnet ON ist.
Mit Bezug zu einer anderen, in 2C gezeigten Ausführungsform schaltet der LFHC-Magnet auf ON, wenn der HFLC-Magnet auf OFF schaltet; der LFHC-Magnet ist nur während der Zeit, zu der der HFLC-Magnet OFF ist, ON.
In noch einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) schaltet der LFHC vor dem HFLC auf ON (T₀ < t₀ und (T₁ > t₁).
Mit Bezug auf 2D wird eine Ausführungsform gezeigt, wo es zwei LFHC-Bilder für jedes HFLC-Bild gibt. In dieser Ausführungsform wird ein LFHC-Bild erlangt, während der HFLC-Magnet ON ist, und das nächste während der HFLC-Magnet OFF ist.
Es wird offensichtlich sein für den Fachmann, dass die nicht beschränkenden Beispiele, die in 2A–D offenbart sind, nur eine sehr kleine Auswahl von Anordnungen von Zeitsequenzen für die HFLC- und LFHC-Magnete sind. Typischerweise wird es mindestens einen LFHC-Scan pro HFLC-Scan geben; typischerweise wird es weniger als ungefähr 20 LFHC-Scans pro HFLC-Scan geben.
Für jede Gruppe von zumindest einem HFLC-Bild und zumindest einem LFHC-Bild müssen die Bilder verschmolzen werden, um ein hochauflösendes Bild mit hohem Kontrast zu erzeugen.
Verfahren zur Überlagerung der HFLC- und LFHC-Scans umfassen Erfassen und Abgleichen der Bilder, auch Schwellwertbildung, Bereichsvergrößerung und Editieren. Erfassungs- und Abgleichstechniken umfassen Erbringen der Bilder unter Verwendung Bool'scher Verfahren der Korrelation und Kombination der Bilder. Die Kombination binärer Bilder unter Verwendung Bool'scher Logik macht es möglich, Strukturen oder Objekte auf der Basis mehrerer Kriterien auszuwählen wie, aber nicht beschränkt auf, Maskierung und Schwellwertbildung. Die allgemein verwendeten Bool'schen Operatoren sind OR, AND, NOT, EXCLUSIVE OR und Kombinationen davon.
Es wird nun auf 3 Bezug genommen, die in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Flussdiagramm eines typischen Arbeitsablaufes 300 zur Verschmelzung mehrerer Gruppen von Bildern eines gegebenen Volumens in ein einziges verbessertes Bild präsentiert. Der Arbeitsablauf 300 wird von einer Verarbeitungseinheit gesteuert.
Im Schritt 302 werden die MRT-gescannten Bilder von verschiedenen Schnitten des Targets interpoliert, um Voxels der gleichen geometrischen Voxelgröße zu generieren, wie dies in der Technik bekannt ist.
Im Schritt 304 wird die Erfassung der Bilder ausgeführt. Die Erfassungsprozedur stellt sicher, dass die Voxeldarstellungen der zu verschmelzenden Bilder den gleichen Interessensbereich des Targets repräsentieren.
Im Schritt 306 werden für jeden Akquisitionsmodus die erfassten Bilder durch eine Technik wie Mittelung kombiniert, um ein einziges Bild zu bilden. Diese Bild umfasst für jeden Akquisitionsmodus eine Vielzahl von Schnitten, die an verschiedenen Positionen entlang des Fluids aufgenommen wurden, und kann eine Vielzahl von Bildern umfassen, die zu verschiedenen Zeiten über ein kurzes Zeitintervall aufgenommen wurden.
Im Schritt 308 werden die kombinierten Bilder der verschiedenen Akquisitionsmodi erfasst um sicherzustellen, dass die Voxeldarstellungen der zu verschmelzenden Bilder den gleichen Interessensbereich des Targets repräsentieren. Ein typisches Erfassungsverfahren ist die "The Lukas-Kanade Optical Flow Method", die im Stand der Technik bekannt und in "An Iterative Image Registration Technique with an Application to Stereo Vision", B. D. Lucas und T. Kanade (1981), publiziert in den Proceedings of Imaging Understanding Workshop, Seiten 121–130, beschrieben ist. Da die verschiedenen Bilderfassungsmodi ein verschiedenes Erscheinungsbild haben können, können auch andere, im Stand der Technik bekannte Verfahren zur Erfassung multimodaler Bilder benutzt werden. Diese können auf der Maximierung gegenseitiger Information von Bildstellen basiert sein, wie es im Stand der Technik bekannt ist.
Die erfassten MR-Bilder der verschiedenen Akquisitionsmodi müssen gemäß einem der wohlbekannten Verschmelzungsverfahren verschmolzen werden. 3 illustriert ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens, das geeignet ist, Bilder mit variabler Auflösung zu verschmelzen.
Um die gemittelten Bilder für jeden Akquisitionsmodus zu verschmelzen, werden in Schritt 310 die Bilder in zwei Typen aufgeteilt: Hochaufgelöste Bilder und niedrigaufgelöste Bilder. Die hochaufgelösten Bilder werden wie folgt kombiniert, um ein einziges monochromes Bild zu bilden:
Die Voxelwerte 312 werden unter Verwendung von etwas Gewichtung, die durch eine Vielfalt von Verfahren wie die Principal-Component-Analyse zugeordnet werden kann, kombiniert. Die Principal-Component-Analyse ist aus dem Stand der Technik bekannt und beschrieben in "Principal Component Analysis", von I. T. Jolliffe, Reihe: Springer Series in Statistics, 2. Aufl., Springer, NY, 2002, XXIX, 487 p. 28 illus. ISBN 978-0-387-95442-4. Dieses kombinierte monochrome Bild bestimmt die Helligkeit und/oder Intensität des verschmolzenen farbigen Bildes, während die niedrigaufgelösten Bilder die spektrale Auflösung des verschmolzenen Bildes bestimmen.
Ein Graustufenskala wird dann von den Voxelsignalintensitäten 316 bestimmt; die Intensität des abschließenden Bildes wird die Intensität des hochaufgelösten Bildes 320 sein.
Die niedrigaufgelösten Bilder werden wie folgt kombiniert, um ein einziges monochromes Bild zu bilden:
Jedem Niedrigauflösungsbildakquisitionsmodus 314 wird ein Farbkanal zugeordnet: beispielsweise rot, grün und blau für drei Akquisitionsmodi, so dass ein Falschfarbenbild von den niedrigaufgelösten Bildern erzeugt wird. Das resultierende Falschfarbenbild 318 wird in ein HSV-Falschfarbenbild (Tönung, Sättigung, Wert) transformiert.
In Schritt 322 wird die Intensität des abschließenden Bildes von dem hochaufgelösten Monochrombild mit dem niedrigaufgelösten schwarz/weiß-Bild oder Falschfarbenbild beispielsweise durch das Brovey-Verfahren kombiniert, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
In Schritt 324 wird das resultierende Bild zurück in den RGB-Raum transformiert, um ein farbiges verschmolzenes Bild des Targets zu bilden.
Es wird nun auf die 4A–D Bezug genommen, die MRT-Bilder einer Querschnittsscheibe einer Gurke zeigen, die von einer Niedrigintensitätmagnetfeldvorrichtung bei verschiedenen Pixelgrößen innerhalb der Scheibe in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung generiert wurden.
4A zeigt das Querschnittsbild der Gurke 400, das bei einer Pixelgröße innerhalb der Scheibe von 0,25 mm (hohe Auflösung) generiert wurde, und zwei Gruppen Gurkensamen 404, 406 sind deutlich von einem Gurkenhintergrund 402 unterscheidbar. Eine andere Gruppe 408 ist ebenfalls deutlich unterscheidbar, obwohl sie weniger deutlich ist als die Gruppen 404 und 406.
4B zeigt ein Querschnittsbild der Gurke 400, das bei einer Pixelgröße innerhalb der Scheibe von 0,50 mm (mittlere Auflösung) generiert wurde, und die Gruppe von Samen 406 ist deutlich abgebildet. Eine andere Gruppe 404 ist ebenfalls deutlich unterscheidbar, obwohl sie weniger deutlich ist als für die Gruppe 406. Wegen Randeffekten ist die Grenze zwischen dem Gurkenfleisch 402 und der Gruppe Gurkensamen 408 nicht klar definiert.
4C zeigt ein Querschnittsbild der Gurke 400, das bei einer Pixelgröße innerhalb der Scheibe von 1 mm (niedrige Auflösung) generiert wurde, und Gruppen von Gurkensamen 404, 406 und 408 sind nicht deutlich sichtbar und das Bild ist sehr verschwommen.
4D zeigt ein kombiniertes Bild 400 der hohen Auflösung (0,25 Pixelgröße in der Scheibe) und mittleren Auflösung (0,5 Pixelgröße in der Scheibe). Die Gruppe der Samen 404 ist vom Gurkenhintergrund 402 unterscheidbar und die Gruppe von Samen 406 ist ebenfalls von dem Gurkenhintergrund 402 unterscheidbar. Jedoch sind die Ränder der Samen 408 durch Rauschen nicht klar unterscheidbar. Zusammenfassend hat die Auflösung der Gurke 400 in 4D die volle Auflösung der Gurke 400 in 4A.
Es wird nun auf 5A–5D Bezug genommen, die in grau und in Farbe in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Ergebnisse des Kombinierens von Mehrfachauflösungsbildern als Grau- und Farbbilder vergleichen.
5A zeigt ein hochaufgelöstes Bild eines Querschnittes einer Gurke 500 und Gruppen von Gurkensamen 504, 506 und 508 und einen Gurkenhintergrund 502. 5A ist ähnlich zu dem hochaufgelösten Scan, der in 4A gezeigt ist.
5B zeigt ein hochaufgelöstes Bild eines Querschnittes der Gurke 500 und Gruppen von Gurkensamen 504, 506 und 508. In dem Bild in 5B sind das hochaufgelöste Bild 5A, ein Bild mit mittlerer Auflösung wie 4B und ein niedrigaufgelöstes Bild wie 4C durch ein IHS-Verfahern wie in "Application of the IHS Color Transform to the Processing of Multisensor Data and Image Enhancement" beschrieben (Haydn, R., Dalke, G. W. Und Henkel, J.: Proc. of the International Symposium an Remote Sensing of Arid and Semiarid Lands, Cairo, pp. 599–616, 1982) kombiniert. Das hochaufgelöste Bild in 5A ist deutlicher als das farbige Bild in 5B.
5C zeigt ein hochaufgelöstes Bild eines Querschnittes der Gurke 500 und Gruppen von Gurkensamen 504, 506 und 508. In dem Bild in 5C sind das hochaufgelöste Bild (5A), ein Bild mit mittlerer Auflösung wie 4B und ein niedrigaufgelöstes Bild wie 4C durch das Brovey-Verfahren kombiniert worden, wie es im Stand der Technik bekannt ist (Schritt 314, 3). Das Bild unterscheidet deutlich zwischen den Gruppen von Gurkensamen 504, 506 und 508, und die Gruppen von Gurkensamen 504, 506 und 508 sind deutlich von dem Gurkenhintergrund 502 unterscheidbar.
5D zeigt ein hochaufgelöstes Bild eines Querschnittes der Gurke 500 und Gruppen von Gurkensamen 504, 506 und 508. In dem Bild in 5D sind das hochaufgelöste Bild (5A), ein Bild mit mittlerer Auflösung wie 4B und ein niedrigaufgelöstes Bild wie 4C durch ein anderes, im Stand der Technik bekanntes Verfahren kombiniert worden. Das Bild unterscheidet deutlich zwischen den Gruppen von Gurkensamen 504, 506 und 508, und die Gruppen von Gurkensamen 504, 506 und 508 sind deutlich von dem Gurkenhintergrund 502 unterscheidbar.
Das vorliegende System kann benutzt werden, wo die analysierten Objekte ausgewählt sind aus agrarischen Rohstoffen oder Produkten, vorzugsweise fluiden Produkten, Kosmetika, Chemikalien, Pulvern, Gasen, Medikamenten, industriellen Sachen, oder irgendeiner anderen fließfähigen Kombination von Feststoff, Flüssigkeit und Gas.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das Fluid, wie in 1 gezeigt, in einem Rohr oder einer Leitung enthalten, die durch das Volumen der Hochmagnetfeld-MRT- und der Niedrigmagnetfeld-MRT-Scans durchführt.
In anderen Ausführungsformen ist die Umhüllung für das Fluid in dem Bereich des Volumens der Hochmagnetfeld-MRT- und der Niedrigmagnetfeld-MRT-Scans der MRT selbst. Ein nicht beschränkendes Beispiel einer Ausführungsform dieses Typs wird schematisch in 6 illustriert. Die Vorrichtung 600 umfasst zwei Gruppen von Magneten 620, 630. Die HF-Spulen (nicht gezeigt) sind Teil einer Umhüllung 640, die das Fluid 610 enthält. In dieser Ausführungsform sind die Hochmagnetfeldmagneten 620 in einer horizontalen Orientierung, während die Niedrigmagnetfeldmagneten 620 in einer vertikalen Orientierung sind. Andere mögliche Anordnungen der Magnete umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Niedrigmagnetfeldmagnete in horizontaler Orientierung, Hochmagnetfeldmagnete in vertikaler Orientierung; Niedrigmagnetfeldmagnete näher am Fluid als die Hochmagnetfeldmagnete; Niedrigmagnetfeldmagnete weiter weg vom Fluid als die Hoch magnetfeldmagnete.
In einigen Ausführungsformen bilden die zwei Gruppen von Magneten einen Teil einer einzigen integrierten Vorrichtung. In anderen Ausführungsformen ist jede Gruppe von Magneten Teil einer separaten Vorrichtung, wie die oben beschriebenen kommerziell verfügbaren Vorrichtungen.
BEISPIEL 1
Verwendung des Systems und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zum Screenen von Passagieren, die gefährliche biologische oder chemische Stoffrückstände tragen, in Flughäfen:
Es liegt innerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung, Mittel und Verfahren zum Screenen von Passagieren auf gefährliche biologische oder chemische Stoffrückstände, die sie möglicherweise tragen, beispielsweise in Flughäfen bereitzustellen. Ein nicht beschränkendes Beispiel eines solchen Stoffes ist ein Krankheitserreger. Ein anderes nicht beschränkendes Beispiel ist ein Nervengas wie Sarin oder explosive Rückstände. Ein solches Screeningsystem und -verfahren kann in Hauptknotenpunkten wie Flughäfen oder öffentlichen Plätzen eingesetzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren und System zum schnellen Screenen in der Heimatsicherung verwendet werden, um auf die Präsenz eines einzelnen von beispielsweise einem ansteckenden Krankheitserreger oder gefährlichen biologischen oder chemischen Stoffrückständen zu screenen. Das MRT-basierte System der vorliegenden Erfindung kann mit einem Verfahren der Verwendung funktionalisierter paramagnetischer Partikel (FPP), die dazu konfiguriert sind, mit einem Targetmolekül zu interagieren, kombiniert werden, wobei jedes FPP einen paramagnetischen Kern und einen Rest, der dazu konfiguriert ist, mit dem Targetmolekül zu interagieren, umfasst.
Dieses Verfahren kann biologische und chemische Stoffe wie Pathogene und/oder winzige Mengen von DNA oder andere Rückstände, Marker, oder Partikel eines biologischen oder chemischen Stoffes herausfischen und detektieren. In einer Ausführungsform sind die FPP beispielsweise durch eine chemische Modifikation dazu konfiguriert, spezifisch einen Rückstand oder einen Marker oder irgendeinen Teil, der einzigartig für einen speziellen biologischen oder chemischen Stoff ist, zu binden. Wenn die FPP den Marker oder Rückstand des biologischen oder chemischen Stoffes binden, wird ein Magnetresonanzsignal detektiert, das durch die Wassermoleküle verstärkt wird, die die FPP umgeben. Dann kann die Veränderung in der magnetischen Signatur, die durch das MRT-basierte System der vorliegenden Erfindung gemessen wurde, auf einem Computerbildschirm oder einer tragbaren elektronischen Vorrichtung wie einem Smartphone angezeigt und eine Bestimmung vorgenommen werden, ob eine Probe mit einem spezifischen Pathogen infiziert ist oder Rückstände eines gefährlichen biologischen oder chemischen Stoffes enthält.
Die Verwendung des Verfahrens und des Systems der vorliegenden Erfindung kann benutzt werden, um Passagiere beispielsweise im Flughafen zu screenen, um festzustellen, ob sie (unschuldig oder sonst wie) Rückstände eines gefährlichen biologischen oder chemischen Stoffes wie ein kontaminierendes krankheitsverursachendes Pathogen oder Partikel davon tragen, und dadurch die Ausbreitung der Krankheit verhindern, bevor sie pandemisch wird. Ein typischer Test, wie er beispielsweise in Flughäfen eingesetzt werden kann, wird schematisch in 7 beschrieben, die die folgenden Ausführungsformen und Schritte zeigt:
Ein Passagier wird gebeten, durch einen Luftstrom 720 zu gehen, der durch einen Luftvorhang 710 erzeugt wird. Der Begriff „Luftvorhang”, wie er hierin benutzt wird, bezieht sich auf ein lüftergetriebene Vorrichtung oder ähnlich. Eine übliche Konfiguration eines Luftvorhanges ist ein abwärts gerichtetes Gebläse, das Luft über eine definierte Oberfläche bläst. Der Lüfter sollte stark genug sein, um einen Luftstrom zu generieren, der den Boden erreichen kann.
Gemäß einer anderen Ausführungsform werden Partikel, die von dem Luftstrom 720 getragen werden, dann unten unter Verwendung von Trennmitteln, vorzugsweise unter Verwendung zyklonischer Trennmittel 730, separiert. „Zyklonisches Trennsystem”, wie hierin benutzt, bezieht sich auf ein Mittel zum Entfernen von Partikeln aus einem Luft-, Gas- oder Flüssigkeitsstrom durch Wirbeltrennung. Die Rotationseffekte und die Gravitation werden benutzt, um Mischungen von Feststoffen und Fluiden zu trennen. Die Partikeln, die von dem Luftstrom 720 herausgetragen werden, können Pathogene und/oder Überbleibsel, Rückstände oder Partikel eines biologischen oder chemischen Stoffes umfassen, mit denen der Passagier kürzlich in Kontakt gewesen ist.
Die Partikel, die in der separierten heruntergeströmten Luft getragen sind, können durch ein Partikelsammelmittel 740 (wie ein Wasservorhang, Aktivkohle, einen Filter, HEPA-Filter, Mikrofilter, Wasserfilter oder Luftfilter, oder irgendeinen anderen konventionellen Filter oder eine Sammelvorrichtung) weiter konzentriert werden, um eine Probe zur Analyse 750 zu erhalten.
Der Fluidstrom, der die konzentrierten Partikel oder Rückstände oder eine Probe 750 davon enthält, wird dann einer relaxometrischen Untersuchung unter Verwendung einer FPP-basierten Verstärkungstechnik unterzogen, die dazu konfiguriert ist, das Vorhandensein von kleinen Mengen von gefährlichen biologischen oder chemischen Stoffrückständen zu detektieren. Durch Messung einer Veränderung einer nuklearen Relaxationseigenschaft der Probe, die durch die Wechselwirkung zwischen dem FPP und den biologischen oder chemischen Stoffrückständen oder Teilen davon verursacht wird, in dem angewandten magnetischen Feld, können kleine Mengen von gefährlichen biologischen oder chemischen Stoffen, die von einem Individuum getragen werden, detektiert und die Sache weiter untersucht werden. In dieser Ausführungsform wird die Detektion in weniger als ungefähr einer Minute erreicht, was eine nicht unakzeptable Zeit für den Durchgang eines Passagiers durch eine Screeningvorrichtung ist.
BEISPIEL 2
In einer anderen Ausführungsform kann ein Fluid wie Trinkwasser in einem nationalen oder örtlichen Wasserversorgungssystem auf kleine Mengen von gefährlichen biologischen oder chemischen Stoffen gescreent werden. In dieser Ausführungsform wird das Wasser kontinuierlich getestet, wobei analysierbare Proben durch die MRT-basierte Vorrichtung der vorliegenden Erfindung fließen. FPP werden den fließenden Proben zugesetzt. Wenn gefährliche biologische oder chemische Materialien vorhanden sind, reagieren sie mit den FPP und werden von dem MRT wie oben beschrieben detektiert. In dieser Ausführungsform ist es machbar für die Detektion, dass sie mehrere Minuten dauert, so dass das gefährliche Material bei geringeren Konzentrationen oder mit geringerer oder keiner Konzentration der Partikel detektiert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5168226 A [0003, 0003]
US 5479925 A [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ANSI/ISA SP76.00.2002 [0039]
http://aspect-mr.com [0063]
”The Lukas-Kanade Optical Flow Method”, die im Stand der Technik bekannt und in ”An Iterative Image Registration Technique with an Application to Stereo Vision”, B. D. Lucas und T. Kanade (1981), publiziert in den Proceedings of Imaging Understanding Workshop, Seiten 121–130 [0083]
”Principal Component Analysis”, von I. T. Jolliffe, Reihe: Springer Series in Statistics, 2. Aufl., Springer, NY, 2002, XXIX, 487 p. 28 illus. ISBN 978-0-387-95442-4 [0085]
”Application of the IHS Color Transform to the Processing of Multisensor Data and Image Enhancement” beschrieben (Haydn, R., Dalke, G. W. Und Henkel, J.: Proc. of the International Symposium an Remote Sensing of Arid and Semiarid Lands, Cairo, pp. 599–616, 1982 [0097]

Claims

Eine MRT-Vorrichtung zur Bereitstellung von Bildern eines Fluides mit hohem Kontrast und hoher Auflösung, umfassend: a. eine Umhüllung zum zumindest teilweisen Begrenzen des besagten Fluides; b. eine Mehrzahl von Magneten, die zumindest teilweise um besagte Umhüllung herum angeordnet sind, wobei besagte Anordnung umfasst i. zumindest einen ersten Magneten, der dazu konfiguriert ist, ein hohes Magnetfeld zur Erlangung mehrerer zeitaufgelöster erster Bilder bei hoher Auflösung von zumindest einem Teil des besagten Fluids zu generieren, wobei die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden ersten Bildern ΔT_r ist; und ii. zumindest einen zweiten Magneten, der dazu konfiguriert ist, ein niedriges Magnetfeld zur Erlangung mehrerer zeitaufgelöster zweiter Bilder bei hohem Kontrast von zumindest einem Teil des selben besagten Fluids zu generieren, wobei besagtes zweites Bild über eine Zeit Δt_r erlangt wird, wobei Δt_r kleiner als ΔT_r ist; sodass über besagten Zeitraum ΔT_r zumindest ein besagtes erstes Bild und zumindest ein besagtes zweites Bild erlangt wird; und c. eine CPU, um besagte Bilder zu verarbeiten, wobei besagte CPU ein computerlesbares Medium umfasst, das Anweisungen zum Generieren zumindest eines dritten Bildes durch Überlagerung zumindest eines besagten ersten Bildes mit zumindest einem besagten zweiten Bild enthält, wodurch mehrere Bilder von besagtem Fluid mit hohem Kontrast und hoher Auflösung in Echtzeit erhalten werden.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagter zumindest eine erste Magnet von 2 Tesla und niedriger ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagter zumindest eine erste Magnet von 2 Tesla und höher ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagter zumindest eine erste Magnet ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Permanentmagneten, Elektromagneten, supraleitenden Magneten und jedweder Kombination davon.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagter zumindest eine zweite Magnet von 2 Tesla und niedriger ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagter zumindest eine zweite Magnet von 2 Tesla und höher ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagter zumindest eine zweite Magnet ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Permanentmagneten, Elektromagneten, supraleitenden Magneten und jedweder Kombination davon.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei der besagter zumindest eine Hochmagnetfeldmagnet der besagte zumindest eine Niedrigmagnetfeldmagnet ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei der Winkel zwischen einer Senkrechten zu der Richtung des Flusses und besagtem hohen Magnetfeld nicht der gleiche ist wie der Winkel zwischen besagter Senkrechten zu der Richtung des Flusses und besagtem niedrigen Magnetfeld.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei eine integrierte MRT-Vorrichtung sowohl besagte Hochmagnetfeldmagnete als auch besagte Niedrigmagnetfeldmagnete umfasst.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagte MRT-Vorrichtung zwei MRT-Vorrichtungen umfasst, eine, die die Hochmagnetfeldmagnete bereitstellt, und eine, die die Niedrigmagnetfeldmagnete bereitstellt.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagte Hochmagnetfeldmagnete ein Tastverhältnis von mehr als ungefähr 50% haben und besagte Niedrigmagnetfeldmagnete ein Tastverhältnis von weniger als ungefähr 50% haben.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagte Umhüllung eine Zugehörige zu einer Gruppe bestehend aus einer Röhre, einer Leitung, einem Tunnel, einem Leitungsrohr, einem Schlauch, einem Fördermittel, einem Kanal, einem Durchgang und jedweder Kombination davon ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagte Umhüllung ein integraler Teil der besagten MRT-Vorrichtung ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagtes Fluid zumindest eines ist aus einer Gruppe bestehend aus einer Flüssigkeit, einem Gas, einer Aufschlämmung, einer Partikel enthaltenden Flüssigkeit, einem Partikel enthaltenden Gas, einem Gel, einem Sol, einer Suspension, einer Lösung, einer Dispersion, einem Kolloid, einer Mischung, einer Emulsion, einem Aerosol, einer feste Objekte enthaltenden Flüssigkeit, einem feste Objekte enthaltenden Gas, und jedweder Kombination davon.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagtes Fluid der Fluidprozessstrom in einem Produktionsprozess ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 16, wobei besagter Produktionsprozess in einem Industriebereich ist, wobei besagter Industriebereich ein Zugehöriger einer Gruppe ist bestehend aus den Arzneimitteln, Lebensmittelproduktion, Getränkeproduktion, chemische Raffinierung, chemische Verarbeitung, medizinische Produkte, biologische Produkte, Metallgießen, Metallraffinierung, Entsalzung, Fluidreinigung, und Abwasserbearbeitung.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 17, wobei besagte Fluidreinigung Wasserreinigung ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagtes Fluid in einem Bypassstrom von einer Produktionslinie enthalten ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagtes Fluid der Fluidprozessstrom in einem Batch-Verfahren ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagtes Fluid in einer Antriebsmaschine oder einer Brennkammer fließt.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagtes Fluid der Ausfluss von besagter Antriebsmaschine oder Brennkammer ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagtes Fluid ein Bruchteil des Ausflusses von besagter Antriebsmaschine oder Brennkammer ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagtes Fluid in Fertilitätsbehandlungen verwendet wird.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagtes Fluid für künstliche Befruchtungen verwendet wird.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagtes Fluid Liposome enthält.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagtes Fluid Teil eines Luftvorhanges ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagtes Fluid eine polymere Schmelze ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 28, wobei besagte polymere Schmelze eine Zugehörige einer Gruppe bestehend aus Gummis, Polyestern, Polyamiden, Polypropylenen, Polyethylenen, Polyurethanen und jedweder Kombination davon ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagte Vorrichtung Teil eines integrierten Analyse- und Produktionssystems für ein Produkt ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 30, wobei zumindest ein Teil des besagten integrierten Analyse- und Produktionssystems einer NeSSI-Spezifikation entspricht.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 30, wobei zumindest ein Teil des besagten integrierten Analyse- und Produktionssystems ANSI/ISA SP76.00.2002 Miniaturmodularmechanikstandardspezifikationen entspricht.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, wobei besagtes Fluid ein Fluid innerhalb eines Körpers eines lebenden Subjektes ist.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 33, wobei besagtes Fluid von dem Körper eines lebenden Subjektes durch besagte Umhüllung fließt und zu besagtem lebenden Subjekt zurückgeführt wird.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 1, zur Bildgebung zumindest eines ersten und zumindest eines zweiten Bildmerkmalen; wobei besagter Bildprozessor dazu angepasst ist, besagtes Bild durch ein Bool'sches Verfahren der Korrelation oder Kombination des besagten zumindest einen ersten und zumindest einen zweiten Bildmerkmals zu erbringen.
Die MRT-Vorrichtung von Anspruch 35, wobei besagtes Bool'sches Verfahren Bool'sche Operatoren nutzt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus OR, AND, NOT, EXCLUSIVE OR und jedweder Kombination davon.
Die MRT-basierte Vorrichtung von Anspruch 1 oder irgendeinem von seinen abhängigen Ansprüchen, wobei das Fluid eines ist aus einer Gruppe bestehend aus Trinkwasser, Abwasser, Spülwasser, Meerwasser, Flusswasser, Seewasser, Industrieabwasser, Landwirtschaftsabwasser, Abwasser von menschlichen Wohnungen, Straßenabfluss, Blut, Lymphe, ein Getränk, Reinigungsfluid, und irgendeiner Kombination davon.