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Die Entwicklung neuartiger medizinischer Verfahren, in denen magnetische Nanopartikel (MNP) als Arzneimittelträger oder zur Wärmeinduktion für lokale Krebstherapien eingesetzt werden, ist derzeit Gegenstand intensiver Forschung. Sowohl für die Steuerung, als auch für die Bewertung dieser Therapien werden Messverfahren zum ortsaufgelösten und quantitativen Nachweis der MNP im Körper benötigt. Mit der Magnetrelaxometrie (MRX) steht ein solches Verfahren zur Verfügung, bei dem das abklingende magnetische Moment der MNP nach dem Abschalten eines angelegten Magnetfeldes zur Quantifizierung genutzt wird. Auch ein ortsaufgelöster Nachweis von MNP ist mit diesem Verfahren möglich. Dafür wird die Nanopartikelverteilung mit einem homogenen Magnetfeld zur Relaxation angeregt und die MRX-Signale gleichzeitig von mehreren Sensoren detektiert. Zur Rekonstruktion der Verteilung aus den Messdaten muss ein schlecht-gestelltes, inverses Problem gelöst werden. Dabei muss die Rekonstruktion über zusätzliches a-priori Wissen, wie z.B. der vertikalen Lage der Verteilung in einem 2D Rekonstruktionsgitter oder Annahmen über die Anzahl und Geometrie der MNP-Anreicherungen im Körper, stabilisiert werden. Einen neuartigen Ansatz zur dreidimensionalen Bildgebung der MNP stellt die MRX-Tomographie dar, in der die Rekonstruktion über zusätzliche MRX-Messungen stabilisiert wird. Dafür werden nacheinander unterschiedliche Teilbereiche der Nanopartikelverteilung mit inhomogenen Magnetfeldern zur Relaxation angeregt und die jeweiligen Relaxationssignale wiederum gleichzeitig von mehreren Sensoren aufgezeichnet. In dieser Arbeit wurde erstmals ein experimenteller Aufbau für die MRX-Tomographie konzipiert und realisiert, um damit die Rekonstruktionsqualität dieses Verfahrens zu untersuchen. Zur Detektion der MRX-Signale wurde ein bestehendes Sensorsystem mit 304 der derzeit empfindlichsten Magnetfeldsensoren (SQUIDs) verwendet. Zur selektiven Magnetisierung der MNP-Verteilung wurde ein mehrkanaliges Magnetisierungssystem entwickelt. Dieses stellt in einer wählbaren Abfolge präzise Magnetfelder bereit, die in unmittelbarer Nähe zum Sensorsystem eine ortskodierte Relaxationsantwort der MNP erzeugen. Zur Untersuchung der Bildgebungseigenschaften des MRX-Tomographieaufbaus wurden MNP-Phantome konzipiert und entwickelt, die die spezifischen Gegebenheiten präklinischer Therapiestudien mit MNP nachbilden. Die von den Phantomen bereitgestellten Nanopartikelverteilungen mit klinischen Dosierungen im Milligrammbereich konnten mittels MRX-Tomographie dreidimensional rekonstruiert werden. Bei einer räumlichen Auflösung von wenigen Kubikzentimetern und einem Messvolumen von bis zu 600 cm^3 wurde dabei eine Quantifizierungsunsicherheit von unter 10% erreicht. Die erreichte Gesamtmessdauer einer kompletten MRX-Tomographiesequenz von etwa zwei Minuten lag dabei unterhalb der typischen Narkosedauer in Kleintierstudien. Durch die Verwendung alternativer Anregungssequenzen im MRX-Tomographieaufbau konnte die Gesamtmessdauer ohne wesentlichen Verlust an Rekonstruktionsqualität auf unter 30 Sekunden reduziert werden. Schließlich wurde das Verfahren der MRX-Tomographie unter Berücksichtigung des zeitlichen Relaxationsverlaufes der MNP erweitert. Mit diesem Ansatz konnte auch der Bindungszustand der MNP an das umgebende Medium quantitativ und dreidimensional rekonstruiert werden. Die dazu durchgeführten Versuche belegen das Potential der MRX-Tomographie, den Einfluss der biologischen Umgebung auf die physikalischen Eigenschaften der MNP quantitativ und ortsaufgelöst nachzuweisen. Der in dieser Arbeit entstandene MRX-Tomographieaufbau erlaubt den sicheren quantitativen und ortsaufgelösten Nachweis von MNP-Verteilungen in Kleintieren bis zur Kaninchengröße. Durch eine moderate Anpassung der Anregungsspulen wird somit eine Humananwendung des Verfahrens denkbar. Damit wurde ein wichtiger Schritt in der Entwicklung einer therapiebegleitenden Bildgebung zur Steuerung und quantitativen Bewertung MNP basierter Krebsbehandlungen erreicht.

Many IT workers suffer from stress in doing their work despite a few counselors to help them. To cope with this, a context respectful counseling agent, CRECA is proposed. For example, CRECA extracts emotional words from clients utterances to detect their changes and provides clients with dialogue summary. To continue the conversation towards clients' further reflection, CRECA is extended. Using self-disclosure type prompts or questions, CRECA restricts or relates client's wishes or goals with eventual and emotional words in dialogue sentences, focusing on emotional backgrounded eventual word. Moreover, CRECA is equipped with a voice generation tool for Japanese language called OpenJtalk. Further, this is enhanced to display an avatar mimicking the natural Japanese conversation behavior called nodding ("unazuki") expressing entire approval necessary for our original CRECA modeling called Rogers counseling, the agent nods at appropriate times during the dialog. Integrating all these features with an Internet connected robot and multiple sensors, this paper totally introduces a concept of IoT-aware Context Respectful Counseling Agent (IoT-aware CRECA), which enables the robot extremely human-counselor-like.