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DE1050061T1 - SPECTROMETER WITH PULSED ION SOURCE, COUPLING DEVICE FOR DAMPING ION MOVEMENT, AND METHOD FOR USE THEREOF - Google Patents

SPECTROMETER WITH PULSED ION SOURCE, COUPLING DEVICE FOR DAMPING ION MOVEMENT, AND METHOD FOR USE THEREOF

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DE1050061T1
DE1050061T1 DE1050061T DE99900849T DE1050061T1 DE 1050061 T1 DE1050061 T1 DE 1050061T1 DE 1050061 T DE1050061 T DE 1050061T DE 99900849 T DE99900849 T DE 99900849T DE 1050061 T1 DE1050061 T1 DE 1050061T1
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DE
Germany
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interest
region
skin
area
coefficient
Prior art date
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Pending
Application number
DE1050061T
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German (de)
Inventor
W. Ens
N. Krutchinsky
V. Loboda
L. Spicer
G. Standing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Manitoba
Original Assignee
University of Manitoba
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=4162020&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE1050061(T1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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Pending legal-status Critical Current

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    • H01J49/02—Details
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Abstract

A method and apparatus are provided for providing an ion transmission device or interface between an ion source and a spectrometer. The ion transmission device can include a multipole rod set and includes a damping gas, to damp spatial and energy spreads of ions generated by a pulsed ion source. The multipole rod set has the effect of guiding the ions along an ion path, so that they can be directed into the inlet of a mass spectrometer. The invention has particular application to MALDI (matrix-assisted laser desorption/ionization) ion sources, which produce a small supersonic jet of matrix molecules and ions, which is substantially non-directional, and can have ions travelling in all available directions from the source and having a wide range of energy spreads. The ion transmission device can have a number of effects, including: substantially spreading out the generated ions along an ion axis to generate a quasi-continuous beam; reducing the energy spread of ions emitted from the source; and at least partially suppressing unwanted fragmentation of analyte ions. Consequently, a number of pulses of ions can be delivered to the time-of-flight or other spectrometer, for each cycle of the ion generation.

Claims (37)

PATENTANSPRUECHEPATENT CLAIMS 1. Verfahren zur Kennzeichnung des Zustandes eines Interessenbereiches der Haut, bei welchem die Absorption und die Streuung von Licht in verschiedenen Spektralbanden, die durch den Interessenbereich verursacht werden, eine Funktion des Zustandes der Haut sind, wobei das Verfahren umfasst:1. A method for characterizing the condition of a region of interest of the skin, in which the absorption and scattering of light in different spectral bands caused by the region of interest are a function of the condition of the skin, the method comprising: eine Beleuchtung einer Portion der Haut, einschließlich des Interessenbereiches, durch Licht in mindestens drei Spektralbanden;Illumination of a portion of the skin, including the area of interest, by light in at least three spectral bands; eine digitale Bilderzeugung einer Portion der Haut, einschließlich desa digital image of a portion of the skin, including the Interessenbereiches, bei den mindestens drei Spektralbanden mit demjenigen Licht, das von der Portion der Haut wiederausgestrahlt wird, um digitale Bilder zu erzeugen, welche digitale Signale umfassen deren Werte eine Funktion von dem Zustand des Interessenbereiches der Haut sind; undregion of interest in which at least three spectral bands are used with the light re-emitted from the portion of skin to produce digital images comprising digital signals whose values are a function of the state of the region of interest of the skin; and eine Lieferung der digitalen Bilder an einen Prozessor,
wobei der Prozessor:a delivery of the digital images to a processor,
where the processor: die digitalen Bilder in Segmente teilt indem er eine Segmentierungsmaske generiert, welche die Grenze des Interessenbereiches aus einem digitalen Bild in einer jeden der mindestens drei Spektralbanden definiert;divides the digital images into segments by generating a segmentation mask that defines the boundary of the region of interest from a digital image in each of at least three spectral bands; mindestens ein rotations- und translationsmässig unveränderliches statistisches Maß der Koeffizienten-Verteilungen der multiskalaren Wavelet Maximadarstellungen der digitalen Bilder in einer jeden Spektralbande schätzt, welche eine Funktion der Textur in dem durch die Segmentierungsmaske bestimmten Interessenbereich sind;estimates at least one rotationally and translationally invariant statistical measure of the coefficient distributions of the multiscalar wavelet maxima representations of the digital images in each spectral band, which are a function of the texture in the region of interest determined by the segmentation mask; den Zustand der Haut auf der Basis der geschätzten Werte kennzeichnet;
undcharacterizes the condition of the skin based on the estimated values;
and die Kennzeichnung des Zustandes der Haut herausgibt.which issues a label indicating the condition of the skin. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem das mindestens eine statistische Maß separat berechnet wird im Innern von sowohl einem Randbereich als auch einem Kernbereich des digitalen Bildes, in welchem:2. The method of claim 1, wherein the at least one statistical measure is calculated separately within both an edge region and a core region of the digital image, in which: der Randbereich die Hülle der Kreise mit festem Radius umgreift, deren Zentren sich auf der Grenze der Segmentierungsmaske befinden; undthe border area encompasses the envelope of the circles with a fixed radius whose centers are located on the boundary of the segmentation mask; and der Innenbereich alle Punkte des Bildes umfasst, welche im Innern der Grenze der Segmentierungsmaske liegen, welche aber nicht in dem Randbereich enthalten sind.the inner area includes all points of the image that lie inside the boundary of the segmentation mask, but which are not contained in the edge area. 3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei welchem der Rechenschritt darin besteht, auf einer individuellen Ebene mindestens einen Wert zu schätzen, welcher ein statistisches Maß darstellt fur die Textur der Portion des Interessenbereiches im Innern des Randbereiches und des Kernbereiches, welcher ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus:3. The method of claim 2, wherein the calculation step consists of estimating, on an individual level, at least one value representing a statistical measure of the texture of the portion of the region of interest inside the peripheral region and the core region, which is selected from the group consisting of: der Anzahl der Waveletmaxima pro Oberflächeneinheit;
dem Verhältnis der Größe des mittleren Koeffizienten zu der absoluten Abweichung der Größen des Koeffizienten von dem Mittelwert;the number of wavelet maxima per unit surface;
the ratio of the size of the mean coefficient to the absolute deviation of the sizes of the coefficients from the mean; dem Verhältnis der Größe des mittleren Koeffizienten zu der Standardabweichung der Größe des Koeffizienten; undthe ratio of the size of the mean coefficient to the standard deviation of the size of the coefficient; and der Schiefe der Größe des Koeffizienten, normalisiert zu der dritten Potenz der Standardabweichung.the skewness of the magnitude of the coefficient, normalized to the cube of the standard deviation. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, welches sich des Weiteren auf eine Abschätzung erstreckt, sowohl des Änderungsgrades einer Statistik der Verteilung des Waveletkoeffizienten mit einer Zunahme des Waveletniveaus als auch des Abweichungsgrades einer solchen Änderung der Linearität.4. A method according to claim 1, which further extends to an estimation of both the degree of change of a statistic of the distribution of the wavelet coefficient with an increase of the wavelet level and the degree of deviation of such a change in linearity. 5. Verfahren gemäß Anspruch 2, welches sich des Weiteren auf eine Abschätzung des durchschnittlichen Änderungsgrades in Bezug auf das Niveau der Anzahl der Waveletmaxima pro Oberflächeneinheit erstreckt.5. A method according to claim 2, further comprising estimating the average degree of change in the level of the number of wavelet maxima per unit surface area. 6. Verfahren gemäß Anspruch 1, welches sich des Weiteren erstreckt auf den Vergleich der geschätzten Texturwerte mit derjenigen Schwelle, die abgeleitet wird von der statistischen Analyse einer multiskalaren Wavelettransformation des digitalen Bildes.6. The method of claim 1, further comprising comparing the estimated texture values with the threshold derived from statistical analysis of a multi-scalar wavelet transform of the digital image. 7. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem die Schritte der Abschätzung und der Kennzeichnung ohne das Eingreifen eines Operators durchgeführt werden.7. A method according to claim 1, wherein the steps of estimation and labeling are performed without the intervention of an operator. 8. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem der Schritt der Segmentenbildung ohne das Eingreifen eines Operators durchgeführt wird.8. The method of claim 1, wherein the step of segmenting is performed without the intervention of an operator. 9. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem der Schritt der Beleuchtung sich9. A method according to claim 1, wherein the step of illuminating des Weiteren darauf erstreckt einen Interessenbereich, einschließlich einer Verbrennung, zu beleuchten.further extends to illuminating an area of interest, including a combustion. 10. Verfahren gemäß Anspruch 9, bei welchem der Schritt der Kennzeichnung sich auf die Kennzeichnung des Zustandes der Verbrennung in Bezug auf den Zustand einer normalen Haut erstreckt.10. A method according to claim 9, wherein the step of characterizing extends to characterizing the condition of the burn in relation to the condition of normal skin. 11. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem der Schritt der Beleuchtung sich des Weiteren erstreckt auf die Beleuchtung eines Interessenbereiches, einschließlich einer Wunde.11. The method of claim 1, wherein the step of illuminating further extends to illuminating an area of interest, including a wound. 12. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei welchem der Schritt der Kennzeichnung sich auf die Kennzeichnung des Zustandes der Wunde in Bezug auf den Zustand einer normalen Haut erstreckt.12. A method according to claim 11, wherein the step of marking extends to marking the condition of the wound in relation to the condition of normal skin. 13. Verfahren gemäß Anspruch 1, welches des Weiteren umfasst:13. The method of claim 1, further comprising: ein Photographieren des Interessenbereiches mit einer Farbkamera um farbige photographische Lichtbilder zu erzeugen; undphotographing the area of interest with a color camera to produce color photographic images; and eine Beleuchtung der farbigen photographischen Lichtbilder mit Licht in einer jeden Spektralbande;Illumination of the coloured photographic images with light in each spectral band; wobei der Schritt der digitalen Bilderzeugung die digitale Bilderzeugung der beleuchteten farbigen photographischen Lichtbilder des Interessenbereiches mit einer Digitalkamera umfasst.
25 wherein the step of digitally imaging comprises digitally imaging the illuminated color photographic images of the area of interest with a digital camera.
25 14. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem der Rechenschritt des Weiteren ein Schätzen eines Wertes umfasst, welcher eine Funktion der Asymmetrie des segmentierten Bildes in einer jeden Spektralbande ist, für zwei Hauptachsen des segmentierten Bildes.14. The method of claim 1, wherein the calculating step further comprises estimating a value that is a function of the asymmetry of the segmented image in each spectral band for two principal axes of the segmented image. 15. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem der Rechenschritt des Weiteren umfasst:15. The method of claim 1, wherein the calculating step further comprises: ein Auffinden der Hauptachsen durch Berechnung eines Orientierungswinkels; eine Berechnung des Intensitätsschwerpunktes;finding the main axes by calculating an orientation angle; calculating the intensity center; eine Rotation des digitalen Bildes derart dass die Hauptachsen parallel zu den Bildachsen stehen;a rotation of the digital image such that the main axes are parallel to the image axes; ein Abschätzen der Asymmetriewerte fur jede Hauptachse auf der Basis des Intensitätsschwerpunktes; und
ein Summieren der geschätzten Asymmetriewerte für die zwei Hauptachsen.an estimation of the asymmetry values for each main axis based on the intensity center; and
summing the estimated asymmetry values for the two main axes. 16. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem der Rechenschritt des Weiteren die Berechnung des Intensitätsmomentes mit einer binären Intensitätsverteilung umfasst.16. The method of claim 1, wherein the calculating step further comprises calculating the intensity moment with a binary intensity distribution. 17. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem der Rechenschritt des Weiteren ein Abschätzen von mindestens einem Wert umfasst, welcher eine Funktion des Fleckengehaltes des in Segmente unterteilten digitalen Bildes ist, wobei der geschätzt Wert des Fleckengehaltes definiert wird durch die statistischen Eigenschaften der räumlichen Verteilung von topographischen Bereichen der digitalen Bilder in einer jeden Spektralbande.17. The method of claim 1, wherein the calculating step further comprises estimating at least one value that is a function of the speckle content of the segmented digital image, the estimated value of the speckle content being defined by the statistical properties of the spatial distribution of topographical regions of the digital images in each spectral band. 18. Verfahren gemäß Anspruch 17, bei welchem der Rechenschritt des Weiteren eine Bestimmung des Schwerpunktes der topographischen Bereiche des in Segmente unterteilten digitalen Bildes an einer jeden Spektralbande umfasst.18. The method of claim 17, wherein the calculating step further comprises determining the centroid of the topographical regions of the segmented digital image at each spectral band. 19. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem der Rechenschritt ein Abschätzen des Wertes umfasst, welcher ein statistisches Maß der Abweichung des Randes des Interessenbereiches von dem Rand einer Ellipse mit demselben Flächenbereich, Ansichtsverhältnis und derselben Orientierung wie die Segmentierungsmaske darstellt.19. The method of claim 1, wherein the calculating step comprises estimating the value representing a statistical measure of the deviation of the edge of the region of interest from the edge of an ellipse having the same area, aspect ratio and orientation as the segmentation mask. 20. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem der Rechenschritt darin besteht ein statistisches Maß für die Gradientenwerte der Intensität der digitalen Bilder über den Rand der in Segmente unterteilten Bilder an einer jeden Spektralbande abzuschätzen.20. The method of claim 1, wherein the computing step is to estimate a statistical measure of the gradient values of the intensity of the digital images across the edge of the segmented images at each spectral band. 21. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem der Rechenschritt ein Abschätzten von Werten umfasst, welche auf dem Verhältnis der Standardabweichung der Oberflächen der Hautpapillen zu deren Mittelwert innerhalb der Segmentierungsmaske beruht.21. The method of claim 1, wherein the calculating step comprises estimating values based on the ratio of the standard deviation of the surfaces of the dermal papillae to their mean value within the segmentation mask. 22. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem der Rechenschritt ein Abschätzten der Werte des Durchschnitts und der Standardabweichung der Dicke der Netzgrate im Innern der Segmentierungsmaske umfasst.22. The method of claim 1, wherein the calculating step comprises estimating the values of the average and the standard deviation of the thickness of the mesh ridges inside the segmentation mask. 23. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem der Kennzeichnungsschritt ein Unterscheiden zu wiederholten Malen zwischen einem Melanom und verschiedenen Arten von gutartigen Läsionen umfasst.23. The method of claim 1, wherein the characterizing step comprises distinguishing repeatedly between a melanoma and various types of benign lesions. 24. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem der Zustand des zu kennzeichnenden Interessenbereiches in der Anwesenheit eines Melanoms liegt und bei welchem der Prozessor eine gewichtete Kombinationen von Parameterwerten gegenüber einem Schwellenwert für ein Melanom und für verschiedene Arten von gutartigen Läsionen, zu wiederholten Malen, vergleicht.24. The method of claim 1, wherein the condition of the region of interest to be characterized is the presence of a melanoma and wherein the processor repeatedly compares a weighted combination of parameter values against a threshold value for a melanoma and for different types of benign lesions. 25. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem die Segmentierungsmaske von einem digitalen Bild in einer Spektralbande generiert wird, in welcher der Anteil des von einer Haut wiederausgestrahlten Lichtes geringer im Innern einer sich in einem abnormalen Zustand befindlichen Haut ist als im Innern einer sich in einem normalen Zustand befindlichen Haut. .25. The method of claim 1, wherein the segmentation mask is generated from a digital image in a spectral band in which the proportion of light re-emitted by a skin is lower inside a skin in an abnormal state than inside a skin in a normal state. . 26. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei welchem der Schritt des Segmentierens des Weiteren ein Segmentieren der digitalen Bilder durch Erzeugung einer Segmentierungsmaske in mehr als einer Spektralbande umfasst.26. The method of claim 1, wherein the step of segmenting further comprises segmenting the digital images by generating a segmentation mask in more than one spectral band. 27. System zur Kennzeichnung des Zustandes in einem Interessenbereich der Haut, beinhaltend:27. System for characterizing the condition of an area of interest of the skin, comprising: eine Beleuchtungsquelle mit Licht in mindestens drei Spektralbanden;
eine Kamera zur Aufnahme von digitalen Bildern des Interessenbereiches auf der Basis von dem durch den beleuchteten Interessenbereich wiederausgestrahltem Licht, in einer jeden der Spektralbanden, wobei das digitale Bild digitale Signale aufweist deren Werte eine Funktion von dem Zustand des Interessenbereiches sind;an illumination source with light in at least three spectral bands;
a camera for capturing digital images of the region of interest based on the light re-emitted by the illuminated region of interest, in each of the spectral bands, the digital image comprising digital signals whose values are a function of the state of the region of interest; ein Speicher zum Aufbewahren der von der Kamera gelieferten digitalen Bilder;a memory for storing the digital images provided by the camera; ein digitaler Prozessor, der programmiert ist um die folgenden Schritte zu vollziehen:a digital processor programmed to perform the following steps: ein Segmentieren der in dem Speicher aufbewahrten digitalen Bilder durch Erzeugung einer Segmentierungsmaske aus einem digitalen Bild in irgendeiner der mindestens drei Spektralbanden;segmenting the digital images stored in the memory by generating a segmentation mask from a digital image in any of the at least three spectral bands; ein Abschätzten von mindestens einem rotations- und translationsmäßigan estimate of at least one rotational and translational unveränderlichen statistischen Maß der Koeffizienten-Verteilungen für die multiskalaren Wavelet Maximadarstellungen der digitalen Bilder in jeder Spektralbande, welche eine Funktion von der durch die Segmentierungsmaske in dem Interessenbereich bestimmten Textur sind;invariant statistical measure of the coefficient distributions for the multiscalar wavelet maxima representations of the digital images in each spectral band, which are a function of the texture determined by the segmentation mask in the region of interest; eine Kennzeichnung des Zustandes der Haut auf der Basis der geschätzten Werte; undan indication of the condition of the skin based on the estimated values; and einer Ausgabe der Kennzeichnung des Interessenbereiches.an output of the identification of the area of interest. 28. System nach Anspruch 27, welches des Weiteren Mittel zur Unterdrückung der spiegelnden Reflexionen aus dem Interessenbereich umfasst.28. The system of claim 27, further comprising means for suppressing specular reflections from the region of interest. 29. System nach Anspruch 27, bei welchem die Kamera monochromatische Bilder aufnimmt und in welchem die Beleuchtungsmittel umfassen:29. A system according to claim 27, wherein the camera captures monochromatic images and in which the illumination means comprises: eine Wolframhalogen-Lichtquelle mit Rückkopplung zur Stabilisierung der Intensität in einer jeden Wellenlängenbande;a tungsten halogen light source with feedback to stabilize the intensity in each wavelength band; Mittel zum sequentiellen Filtern des Lichtes; undMeans for sequentially filtering the light; and einen optischen Faserringilluminator zum Verteilen des gefilterten Lichtes.an optical fiber ring illuminator to distribute the filtered light. 30. System nach Anspruch 29, welches des Weiteren eine Rückkopplungsschleife zur Stabilisierung der Intensität der Lichtquelle durch den Prozessor umfasst.30. The system of claim 29, further comprising a feedback loop for stabilizing the intensity of the light source by the processor. 31. System nach Anspruch 30, welches des Weiteren ein Material mit einem stabilen Reflexionsvermögen umfasst, um durch die Lichtquelle beleuchtet zu werden, in welchem die Rückkopplungsschleife das Regeln durch den Prozessor mit einschließt, mit der Intensität des Lichtes, das von dem Material reflektiert wird mit Hilfe des Prozessors und der Anpassung der Intensität der Lichtquelle wenn die gesteuerte Intensität von dem gewünschten Wert abweicht.31. The system of claim 30, further comprising a material having a stable reflectivity to be illuminated by the light source, in which the feedback loop includes controlling, by the processor, the intensity of light reflected from the material by means of the processor and adjusting the intensity of the light source if the controlled intensity deviates from the desired value. 32. System nach Anspruch 31, bei welchem das Leistungsvermögen, die Spannung oder der Strom, welche der Lichtquelle zugeführt werden, geregelt werden.32. A system according to claim 31, wherein the power, voltage or current supplied to the light source is regulated. 33. System nach Anspruch 27, bei welchem die Quelle der Beleuchtung aus mindestens einem Laser besteht.33. The system of claim 27, wherein the source of illumination consists of at least one laser. 34. System nach Anspruch 28, bei welchem der Prozessor die statistischen Maße separat im Innern von sowohl einem Randbereich als auch einem Kernbereich des digitalen Bildes schätzt, wobei:34. The system of claim 28, wherein the processor estimates the statistical measures separately within both a peripheral region and a core region of the digital image, wherein: der Randbereich die Hülle der Kreise mit festem Radius umgreift, deren Zentren sich auf der Grenze der Segmentierungsmaske befinden; undthe border area encompasses the envelope of the circles with a fixed radius whose centers are located on the boundary of the segmentation mask; and der Innenbereich alle Punkte des Bildes umfasst, welche im Innern der Grenze der Segmentierungsmaske liegen, welche jedoch nicht in dem Randbereich enthalten sind.the inner area includes all points of the image that lie inside the boundary of the segmentation mask, but are not contained in the edge area. 35. System nach Anspruch 34, bei welchem der Prozessor auf einem individuellen Niveau mindestens einen Wert schätzt, welcher ein statistisches Maß für die Textur der Portion des Interessenbereiches im Innern des Randbereiches und in dem Kernbereich darstellt, welcher ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus:35. The system of claim 34, wherein the processor estimates at an individual level at least one value representing a statistical measure of the texture of the portion of the region of interest inside the edge region and in the core region, which is selected from the group consisting of: der Anzahl der Waveletmaxima pro Oberflächeneinheit;the number of wavelet maxima per unit surface; dem Verhältnis der Größe des mittleren Koeffizienten zu der absoluten Abweichung der Größen des Koeffizienten von dem Mittelwert;the ratio of the size of the mean coefficient to the absolute deviation of the size of the coefficient from the mean; dem Verhältnis der Größe des mittleren Koeffizienten zu der Standardabweichung der Größe des Koeffizienten; undthe ratio of the size of the mean coefficient to the standard deviation of the size of the coefficient; and der Schiefe der Größe des Koeffizienten, normalisiert zu der dritten Potenz der Standardabweichung.the skewness of the magnitude of the coefficient, normalized to the cube of the standard deviation. 36. System nach Anspruch 35, bei welchem der Prozessor des Weiteren sowohl den Grad der Änderung einer Statistik der Waveletkoeffizientenverteilung mit Zunahme des Waveletniveaus als auch den Grad der Abweichung einer solchen Änderung der Linearität schätzt.36. The system of claim 35, wherein the processor further estimates both the degree of change in statistics of the wavelet coefficient distribution with increase in wavelet level and the degree of deviation of such change in linearity. 37. System nach Anspruch 35, bei welchem der Prozessor des Weiteren die Durchschnittsrate der Änderung, in Bezug auf das Niveau, der Anzahl der Waveletmaxima pro Oberflächeneinheit schätzt.37. The system of claim 35, wherein the processor further estimates the average rate of change, with respect to level, of the number of wavelet maxima per unit surface area.
DE1050061T 1998-01-23 1999-01-25 SPECTROMETER WITH PULSED ION SOURCE, COUPLING DEVICE FOR DAMPING ION MOVEMENT, AND METHOD FOR USE THEREOF Pending DE1050061T1 (en)

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