Holdings: Echtzeitbildgebung mittels Magnetic Particle Imaging

Echtzeitbildgebung mittels Magnetic Particle Imaging:

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Bibliographic Details
Main Author:	Bente, Klaas (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Lübeck Infinite Science Publishing [2017]
Series:	Research series of the Institute of Medical Engineering, University of Lübeck volume 4
Subjects:	Magnetpartikelbildgebung Bildgebendes Verfahren Medizin
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ISBN:	9783945954355 3945954355

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 MOTIVATION UND GRUNDPRINZIP ........................................................... 2 1.2 ORIGINALBEITRAEGE.................................................................................. 3 1.3 G LIEDERUNG .......................................................................................... 5 2 SIGNALGENERIERUNG UND -KODIERUNG IM EINDIMENSIONALEN 7 2.1 FERROFLUIDE .......................................................................................... 8 2.1.1 MAGNETISCHE EIGENSCHAFTEN DER NANOPARTIKEL ....................... 9 2.1.2 STABILITAET EINES FERROFLUIDS...................................................... 11 2.1.3 PARTIKELVERTEILUNG IM M E D IU M ............................................. 13 2.1.4 PARTIKELGROESSENVERTEILUNG...................................................... 13 2.2 MAGNETISIERUNG VON FERROFLUIDEN...................................................... 14 2.2.1 NEEL-ROTATION UND BROWNSCHE R OTATION ................... 15 2.2.2 IDEALE PARTIKEL ......................................................................... 16 2.2.3 LANGEVIN-MODELL.................................................................... 17 2.2.4 ERWEITERTES LANGEVIN-MODELL ................................................ 21 2.2.5 WEITERE MAGNETISIERUNGSMODELLE .......................................... 23 2.3 BILDGEBUNGSPRINZIP VON M P I ........................................................... 24 2.3.1 SIGNALINDUKTION....................................................................... 25 2.3.2 HOMOGENES ANREGUNGSFELD: M PI-SPEKTROMETER ................. 25 2.3.3 OERTLICHE KODIERUNG MITTELS G RADIENTENFELD.......................... 29 2.3.4 EMULATION EINES SPEKTROMETERS IM S CANNER.......................... 30 2.4 REKONSTRUKTION DER PARTIKELVERTEILUNG ............................................. 31 2.4.1 KOMPENSATION DER FELDGESCHWINDIGKEIT ............................... 31 2.4.2 KOMPENSATION DER ANALOGEN FREQUENZFILTERUNG .................... 32 2.4.3 OERTLICHE AUFLOESUNG................................................................. 34 2.4.4 ENTFALTUNG............................................................................... 39 3 SIGNALGENERIERUNG UND -KODIERUNG IM ZWEIDIMENSIONALEN 43 3.1 MAGNETFELDMODELL ............................................................................. 45 3.1.1 QUASISTATISCHE A PPROXIM ATION.............................................. 45 3.1.2 BIOT-SAVART-GESETZ ................................................................. 46 3.1.3 SPULENSENSITIVITAET .................................................................... 48 3.1.4 REZIPROZITAETSPRINZIP............................................................... 48 3.1.5 MATRIXSCHREIBWEISE QUASISTATISCHER M AGNETFELDER ............... 49 3.2 FELDFREIER P U N K T .................................................................................. 51 3.2.1 IDEALES GRADIENTENFELD............................................................ 51 3.2.2 2D-FFP-BILDGEBUNG ............................................................... 53 3.3 FELDFREIE L IN IE ..................................................................................... 58 3.3.1 IDEALES GRADIENTENFELD............................................................ 59 3.3.2 2D-FFL-BILDGEBUNG ............................................................... 60 3.3.3 DISKRETE-WINKEL-APPROXIMATION........................................... 63 3.3.4 SIGNALZUSAMMENSETZUNG IN DER E BENE .................................. 65 3.3.5 REKONSTRUKTION IN DER E B E N E ................................................ 67 3.3.6 SIMULATION DER B ILD G EB U N G ................................................... 70 3.4 FFL UND FFP IM VERGLEICH ................................................................. 72 3.4.1 VERGLEICH DER SIGNALAMPLITUDEN IM LANGEVIN-MODELL .... 74 3.4.2 VERGLEICH DER ABTASTDICHTEN ................................................... 77 3.4.3 VERGLEICH DER SIGNALINDUKTION DURCH PARTIKELROTATION .... 77 3.4.4 VERGLEICH DER PARTIKELDYNAMIKEN........................................... 79 3.5 SCHLUSSFOLGERUNG................................................................................ 79 4 SCANNERDESIGN 81 4.1 FELDGENERATORDESIGN.......................................................................... 82 4.1.1 GENERIERUNG EINER ROTIERBAREN F F L ........................................ 82 4.1.2 SPULENTOPOLOGIE ZUR TRANSLATION DER F F L ............................ 84 4.1.3 SPULENGEOM ETRIEN ................................................................. 85 4.1.4 OPTIMIERUNG DER FELDGENERATORPARAMETER .......................... 87 4.2 UEBERSICHT DER SIGNALPFADE ................................................................. 91 4.3 A NREGUNGSPFAD .................................................................................. 92 4.3.1 EIGENSCHAFTEN DES S IG N ALS...................................................... 92 4.3.2 KOMPONENTEN IM A NREGUNGSPFAD........................................ 94 4.3.3 IM PEDANZANPASSUNGEN......................................................... 96 4.4 SELEKTIONSPFAD..................................................................................... 97 4.4.1 EIGENSCHAFTEN DES S IG N ALS...................................................... 97 4.4.2 KOMPONENTEN IM SELEKTIONSPFAD............................... 99 4.4.3 GESAMTSEQUENZ..........................................................................100 4.5 EMPFANGSPFAD ................... 100 4.5.1 EIGENSCHAFTEN DES PARTIKELSIGNALS ............................................. 100 4.5.2 ANALOGE SIGNALVERARBEITUNG ...................... 102 5 SCANNERKONSTRUKTION 105 5.1 BERUECKSICHTIGUNGEN BEI DER SPULENIMPLEMENTIERUNG ......................... 106 5.1.1 SKIN-EFFEKT..................................................................................106 5.1.2 VERFAHRENSTECHNIK ZUR SPULENIM PLEM ENTIERUNG....................107 5.2 AUFBAUUEBERSICHT ..................................................................................108 5.2.1 RAUSCHENQUELLEN UND STOERSIGNALE .......................................... 110 5.2.2 ABSCHIRMUNG VON W ECHSELFELDEM .......................................... 111 5.3 REALISIERUNG DES FELDGENERATORS ........................................................... 112 5.3.1 ANPASSUNG DES SPULENNEGATIV AN L ITZENKABEL ...................... 112 5.3.2 HERSTELLUNG DER FELDGENERATORKOMPONENTEN ......................... 114 5.3.3 MONTAGE DES FELDGENERATORS ...................................................116 5.4 IMPLEMENTIERUNG DES SELEKTIONSPFADES ............................ 118 5.4.1 DISKRETE FFL-ROTATION..............................................................118 5.4.2 KONTINUIERLICHE FFL-ROTATION...................................................119 5.5 IMPLEMENTIERUNG DES ANREGUNGSPFADS................................................120 5.6 IMPLEMENTIERUNG DES EM PFANGSPFADS................................................122 5.7 COMPUTERSTEUERUNG .................................................. 125 5.7.1 SIGNAL WANDLUNG UND-SPEICHERUNG .......................................... 125 5.7.2 VERMEIDUNG VON SPRUNGFUNKTIONEN ....................................... 126 5.8 STROM- UND PHASENKALIBRIERUNG ........................................................... 127 6 REKONSTRUKTION 129 6.1 KOLLOID UND HARDWAREPHANTOM E ........................................................ 130 6.2 REKONSTRUKTIONSPARAMETER ................................................................... 131 6.2.1 ERKLAERUNG DER R ELAXATION ........................................................ 134 6.3 BILDGEBUNG MIT DISKRETEN FFL-ROTATIONSWINKELN ............................... 135 6.4 ECHTZEITBILDGEBUNG...............................................................................137 6.4.1 L-PHANTOM UND DREI-PUNKTE-PHANTOM ..................................138 6.4.2 GEFAESSE-PHANTOM .................................... 142 7 ZUSAMMENFASSUNG 145 8 AUSBLICK 149 ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 151 PHYSIKALISCHE GROESSEN 153
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