CN101563598B

CN101563598B - 用于影响和/或检测作用区域中的磁性粒子的布置和方法、线圈布置

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Publication number: CN101563598B
Application number: CN200780046942.1A
Authority: CN
Inventors: B·格莱希; J·魏岑埃克
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2007-12-17
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2027-12-17
Also published as: JP5485699B2; JP2010512920A; CN101563598A; US20100045280A1; ATE524728T1; EP2092315A2; WO2008078269A2; EP2092315B1; US8264220B2; WO2008078269A3

Abstract

公开了一种用于影响和/或检测作用区域中的磁性粒子的方法和布置，该布置包括：选择装置，所述选择装置用于生成其磁场强度具有空间图案的磁选择场，从而在所述作用区域中形成具有低磁场强度的第一子区和具有较高磁场强度的第二子区；驱动装置，所述驱动装置用于借助磁驱动场改变所述作用区域中的所述两个子区的空间位置，使得所述磁性粒子的磁化强度发生局部变化；接收装置，所述接收装置用于获取信号，所述信号取决于所述作用区域中的所述磁化强度，所述磁化强度受到所述第一子区和第二子区的空间位置的变化的影响，其中，所述布置包括线圈布置，所述线圈布置包括包围线圈和磁场发生器，使得所述包围线圈几乎完全包围所述磁场发生器。

Description

用于影响和/或检测作用区域中的磁性粒子的布置和方法、线圈布置

技术领域

本发明涉及一种用于影响和/或检测作用区域中的磁性粒子的布置并涉及一种线圈布置。此外，本发明涉及一种用于影响和/或检测作用区域中的磁性粒子的方法。

背景技术

德国专利申请DE101 51 778A1公开了这种布置和方法。对于该公开描述的方法而言，首先生成具有磁场强度空间分布的磁场，从而在检查区中形成具有相对低磁场强度的第一子区和具有相对高磁场强度的第二子区。然后移动子区在检查区中的空间位置，使得检查区中粒子的磁化强度发生局部变化。记录取决于检查区中的已经受到子区空间位置移动影响的磁化强度的信号，并从这些信号中提取关于检查区中磁性粒子空间分布的信息，从而可以形成检查区的图像。这种布置和这种方法的优点在于其可用于以无损方式检查任意检查对象，例如人体，而不会带来任何损伤且在靠近检查对象表面处和远离表面处都有高的空间分辨率。

发明内容

本发明的目的是提供一种布置，该布置不太笨重，且其中可以非常有效地使用磁场发生器，例如永磁体。

另一目的是提高磁场生成装置和/或磁驱动场生成装置的质量并降低功耗。

上述目的是通过一种用于影响和/或检测作用区域中的磁性粒子的布置装置实现的，其中，该布置装置包括：

-选择装置，所述选择装置用于生成其磁场强度具有空间图案的磁选择场，从而在所述作用区域中形成具有低磁场强度的第一子区和具有较高磁场强度的第二子区，

-驱动装置，所述驱动装置用于借助磁驱动场改变所述作用区域中的所述两个子区的空间位置，使得所述磁性粒子的磁化强度发生局部变化，

-接收装置，所述接收装置用于获取信号，所述信号取决于所述作用区域中的所述磁化强度，所述磁化强度受到所述第一子区和第二子区的空间位置的变化的影响，

其中，所述布置装置包括线圈布置，所述线圈布置包括包围线圈和磁场发生器，使得所述包围线圈几乎完全包围所述磁场发生器，所述包围线圈是所述驱动装置的一部分并且至少部分地生成所述磁驱动场，所述磁场发生器是所述选择装置的一部分并且至少部分地生成所述磁选择场。

这种布置的优点在于，可以将线圈布置的内部用于磁场发生器，由此减少磁场发生器的必需空间。此外，可以由本发明的布置大大减小包围线圈(一方面)和磁场发生器(另一方面)的相互干扰。特别地，在包围线圈内部不会感应出涡电流，该涡电流可能会干扰磁场发生器。优选将磁场发生器提供为永磁体，但也可以将其提供为例如超导结构。在下文中，以同义方式使用术语磁场发生器和永磁体。

根据本发明，优选将线圈布置提供成环形形状或方形环形状。在本发明的上下文中环形形状应当具有环面形状的含义。环面形状意思是由圆绕始终垂直于该圆平面且与该圆不相交的轴旋转产生的圆环形表面。在本发明的上下文中，方形环形状应当具有准环面形状的含义，即，例如由正方形或矩形绕始终垂直于该正方形或该矩形的平面且不与该正方形或该矩形相交的轴旋转而产生的表面。此外，准环面形状还对应于图13中所示的形式，其具有可以近似为正方形的中心线，且其至少在沿中心线的大部分中具有也近似为正方形的横截面。由此，根据本发明能够由包围线圈几乎完全包围永磁体。这样的优点是没有或仅有最少的磁场干扰进入包围线圈内部，使得永磁体的材料至少不会受到时变磁场作用。根据本发明，包围线圈的其他形状是可能的，例如可以用不同方式形成基圆(generating circle)或基方形(即包围线圈横截面的形状)，例如，可以将其提供为椭圆形、多边形、三角形、五边形、六边形、七边形、八边形等或包括一个或多个方向上的形变。此外，对于基形状的这些变化的每一个而言，中心线的形状可以与圆形或方形不同，例如可以是椭圆形、多边形、三角形、五边形、六边形、七边形、八边形等或包括沿一个或多个方向的形变。

根据本发明的实施例，非常优选地，线圈布置的包围线圈包括至少一个分立电容器和/或至少一个分布电容器。由此，可以使线圈布置是谐振的，从而可以用非常低的功耗产生振荡。

此外，根据本发明的优选实施例，根据本发明优选该线圈布置包括在包围线圈和永磁体之间的冷却通道。由此，有利地能够有效冷却线圈布置并容易限定其温度。可以利用常规冷却流体，例如水(尤其对于没有高电压的情况)或油来进行冷却。

根据本发明的优选实施例，该布置的包围线圈包括至少一层导体箔，根据本发明的另一优选实施例，线圈布置的包围线圈包括至少一个印刷电路板材料，所述印刷电路板材料包括至少一层导电材料。由此，根据这些实施例能够精确地界定包围线圈的电流承载区域和表面。

根据一个实施例，非常优选地，导体箔或导电材料具有1μm到50μm的厚度，此外优选地，导体箔或导电材料的厚度从外层向内层增加。由此，例如能够在应用于包围线圈的不同频率上以非常有效的方式控制电流承载表面中的电流。在一个优选实施例中，实现导电材料的厚度从外层向内层增加，使得至少一个最内层具有比其他层更大的厚度。其他层(除最内层之外)在该实施例中可以具有但不必一定具有不同厚度。此外，优选提供所述导体箔层和/或所述导电材料层的厚度和电容器，使得所述导体箔的每层和所述导电材料的每层承载近似相同的电流密度。在本发明的上下文中，术语不同层中“近似相同的电流密度”表示电流密度差异不到例如2或3倍，优选1.5倍。通过在不同层中分布电流承载材料或一般地分割电流承载材料，与“自然地”在一个单一层或一个单一(未分割)材料(主要在趋肤深度中)提供电流分布的情况相比，根据本发明能够提供增大的电流承载区域。由此，可能实现电流的最佳分布，使得包围线圈的总电阻最小，实现功耗降低，并降低线圈布置区域中的热量产生。此外，这样避免了多余的热量传导到永磁体，由此提高了永磁体产生的磁场的稳定性。根据本发明的实施例，能够提供具有较大厚度的最内导体箔。

根据本发明的另一个实施例，非常优选地，所述布置的包围线圈至少部分包括李兹线和/或所述李兹线包括多根单股线，每根单股线均被高电阻材料包围。优选围绕线圈布置的环形形状，即平行于中心线取向李兹线。这能够非常有效地实现线圈布置的电流承载路径。此外，由此可以在李兹线内部提供非常高电流的承载表面，这对于李兹线要承载相对高频率的AC 电流的情况以及要由李兹线承载相对低频率的DC电流或AC电流但存在穿透李兹线的静态磁场和/或动态磁场的情况都是重要的。根据本发明，优选通过扭转李兹线，使得沿着李兹线延伸方向在一个位置处一根单股线例如位于李兹线中心，沿着李兹线延伸方向在另一位置，该单股线例如位于李兹线周边。由此，有可能优选提供所有单股线的每一根，使得在例如李兹线形成的环中，由每根单股线实现相同阻抗。

根据本发明的另一优选实施例，所述李兹线的各单股线具有大约1μm到大约50μm的直径，优选大约10μm到大约25μm的直径。由此，可能实现电流的最佳分布，使得包围线圈的总电阻最小。根据本发明实施例，进一步优选地，所述李兹线包括多个具有多根单股线的一级李兹线，其中所述李兹线包括多个一级李兹线。在本发明的优选实施例中，所述李兹线包括多个一级李兹线和多个二级李兹线，其中所述一级李兹线包括多根单股线，其中，所述二级李兹线包括多个一级李兹线，且其中，所述李兹线包括多个二级李兹线。由此，可能增大电流承载表面，并降低处理要求的复杂性，尤其是弯折包括大量单股线的李兹线的可能性。

本发明还涉及一种线圈布置，所述线圈布置包括包围线圈和永磁体，提供所述线圈布置使得所述包围线圈几乎完全包围所述永磁体。

这种线圈布置的优点在于，包围线圈的内部至少完全没有变化的磁场。这使得永磁体能够产生非常稳定的磁场。根据本发明的布置的实施例的所有优选措施也适用于本发明的线圈布置。

本发明还涉及本发明的布置在影响和/或检测作用区域中的磁性粒子方面的使用，还涉及本发明的线圈布置的使用，还涉及一种用于影响和/或检测作用区域中的磁性粒子的方法，其中该方法包括如下步骤：

-生成其磁场强度具有空间图案的磁选择场，从而在所述作用区域中形成具有低磁场强度的第一子区和具有较高磁场强度的第二子区，

-借助磁驱动场改变所述作用区域中两个子区的空间位置，使得所述磁性粒子的磁化强度发生局部变化，

-获取信号，所述信号取决于所述作用区域中的所述磁化强度，所述磁化强度受到所述第一子区和第二子区的空间位置变化的影响，

其中，至少部分借助线圈布置进行所述磁选择场的生成和/或所述两个子区的空间位置变化，所述线圈布置包括包围线圈和永磁体，使得所述包围线圈几乎完全包围所述永磁体，所述包围线圈至少部分地生成所述磁驱动场，所述磁场发生器至少部分地生成所述磁选择场。

由此，可以非常有效地实现线圈布置内部的永磁体干扰得到降低的有益效果。

选择装置包括磁场生成装置，其提供静态(梯度)磁选择场和/或频率在大约1Hz到大约100Hz范围内的相对慢变化的长程磁选择场。磁选择场的静态部分和相对慢变化部分都可以借助线圈布置内部的永磁体或借助线圈或借助其组合来产生。驱动装置包括磁场生成装置，其提供频率在大约1kHz到大约200kHz，优选大约10kHz到大约100kHz范围内的磁驱动场。

结合附图，通过以下详细描述，本发明的这些和其他特点、特征和优点将变得明了，附图以举例的方式例示了本发明的原理。仅出于举例的目的给出该描述，并不限制发明范围。下文援引的参考图是指附图。

附图说明

图1示出了用于执行根据本发明的方法的根据本发明的布置；

图2示出了根据本发明的布置产生的场线图案范例；

图3示出了作用区域中存在的磁性粒子的放大图；

图4a和4b示出了这种粒子的磁化特性；

图5到7示意性示出了李兹线构型的不同范例；

图8到15示意性示出了线圈布置或其部分的不同范例。

具体实施方式

将针对特定实施例并参考特定附图描述本发明，但本发明不限于此，而是仅受权利要求的限制。描述的附图仅为示意性的，不是限制性的。在附图中，出于例示的目的，可以放大一些元件的尺寸，并非按照比例绘制。

在提及单数名词而使用不定冠词或定冠词的地方，例如“一”、“该”，除非特定指出某些别的东西，其包括多个该名词。

此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于区分类似元件，未必用于描述相继或时间次序。要理解的是，在适当环境下这样使用的术语是可以互换的，且本文所述的本发明实施例可以按不同于本文所述或所示的其他次序工作。

此外，出于描述的目的使用说明书和权利要求中的术语顶部、底部、上、下等，未必用于描述相对位置。要理解的是，在适当环境下这样使用的术语是可以互换的，且本文所述的本发明实施例可以按不同于本文所述或所示的其他取向工作。

要注意的是，本说明书和权利要求中所用的“包括”一词不应被理解为受限于其后列出的布置；该词不排除其他元件或步骤。于是，“设备包括装置A和B”这一表述的范围不应限于该设备仅由部件A和B构成。这意味着，对于本发明而言，该设备仅有的相关部件为A和B。

在图1中示出了要借助根据本发明的布置10检查的任意对象。图1中的附图标记350表示对象，在这种情况下是设置于患者台上的人或动物患者，仅示出了患者台的顶部部分。在应用根据本发明的方法之前，在本发明布置10的作用区域300中设置磁性粒子100(图1中未示出)。尤其是对例如肿瘤进行治疗和/或诊断处理之前，例如借助注入患者350体内的包括磁性粒子100的液体(未示出)将磁性粒子100置入作用区域300中。

作为本发明的实施例范例，图2中示出了布置10，其包括形成选择装置210的多个线圈，选择装置210的范围界定了也被称为检查区域300的作用区域300。例如，选择装置210设置在对象350上方和下方。例如，选择装置210包括第一线圈对210′、210"，每个线圈包括两个构造相同的绕组210′和210″，绕组共轴地设置于患者350上方下方且流过相等的电流，尤其是方向相反的电流。在下文中将第一线圈对210′、210"一起称为选择装置210。优选地，在这种情况下使用直流电流。选择装置210生成磁选择场211，磁选择场通常是图2中由场线表示的梯度磁场。该磁场沿着选择装置210的线圈对(例如竖直)轴线的方向具有基本恒定的梯度，且在该轴线上的一点达到零值。从该无场点(未在图2中逐一示出)开始，磁选择场211的强场随着距无场点距离的加大沿所有三个空间方向加大。在无场点周围的虚线表示的第一子区301或区域301中，强场非常小，乃至第一子区301中存在的磁性粒子100的磁化强度未饱和，而(区域301之外的)第二子区302中存在的磁性粒子100的磁化强度则处于饱和状态。作用区域300的无场点或第一子区301优选是空间相干区域；其也可以是点状区域或线或平面区域。在第二子区302中(即作用区域300在第一子区301 之外的剩余部分中)，磁场强度足够强，可以将磁性粒子100保持在饱和状态。通过改变作用区域300之内两个子区301、302的位置，作用区域300中的(总)磁化强度发生变化。通过测量作用区域300中的磁化强度或受磁化强度影响的物理参数，可以获得关于作用区域中磁性粒子100的空间分布的信息。

如果在作用区域300中的磁选择场211(或梯度磁场211)上叠加另一磁场-在下文中称为磁驱动场221，就会沿着这一磁驱动场221的方向相对于第二子区302移动第一子区301；该移动的幅度随着磁驱动场221强度加大而加大。当所叠加的磁驱动场221随时间变化时，第一子区301的位置相应地在时间和空间上变化。在与磁驱动场221变化频带不同的另一频带(移动到更高频率)中接收或检测来自位于第一子区301中的磁性粒子100的信号是有利的。这可能是因为由于磁化特性的非线性，即由于饱和效应，导致作用区域300中的磁性粒子100的磁化强度发生变化，从而产生磁驱动场221频率的较高次谐波的频率分量。

为了针对任何给定空间方向产生磁驱动场221，提供了三个驱动线圈对，即第一驱动线圈对220′、第二驱动线圈对220"和第三驱动线圈对220′"，在下文中将它们一起称为驱动装置220。例如，第一驱动线圈对220′产生沿给定方向，即例如竖直地延伸的磁驱动场221的分量。为此，使第一驱动线圈对220′的绕组中流过方向相同的相等电流。提供两个驱动线圈对220"、220′"，以便产生沿空间中不同方向，例如在作用区域300(或患者350)的纵向方向上水平地以及在垂直于该纵向方向的方向上延伸的磁驱动场221的分量。如果将亥姆霍兹型的第二和第三驱动线圈对220"、220′"用于该目的，就必需要将这些驱动线圈对分别设置在治疗区域左右或该区域的前后。这会影响到作用区域300或处置区域300的可达性。因此，第二和/或第三磁性驱动线圈对220"、220′"也设置于作用区域300的上方和下方，因此，它们的绕组构型必需与第一驱动线圈对220′的不同。不过，这种线圈是从具有开放式磁体的磁共振设备(开放式MRI)领域已知的，在这种设备中，射频(RF)驱动线圈对位于处置区域的上方和下方，所述RF驱动线圈对能够产生水平时变磁场。因此，本文不再赘述这种线圈的构造。

根据本发明，可以将选择装置210和/或驱动装置220提供为在包围线圈内部包括至少一个永磁体。这种永磁体和包围线圈的布置也称为线圈布置。例如，这种线圈布置的永磁体可以是选择装置的一部分，而包围线圈可以是驱动装置的一部分。特别地，在本发明用于影响和/或检测磁性粒子的布置中将两个线圈布置例如设置成同心构型。这种线圈布置的范例在下文中介绍并在图8到15中示出。

根据本发明的布置10还包括接收装置230，图1中仅示意性示出了该接收装置。接收装置230通常包括能够检测由作用区域300中的磁性粒子100的磁化图案感应的信号的线圈。不过，这种线圈是从磁共振设备领域已知的，在磁共振设备中，在作用区域300周围定位例如射频(RF)线圈对，以便具有尽可能高的信噪比。因此，本文不再赘述这种线圈的构造。根据本发明，优选接收装置的电阻受热噪声支配，尤其是由因作用区域中存在磁性粒子导致的热噪声产生，即，作用区域中不存在磁性粒子时电流承载路径的电阻相当于或小于作用区域中存在磁性粒子时的电阻。具体而言，这是通过仔细定义各电流路径、电流强度、导线构型和接收装置其他特征来实现的。

DE101 51 778公开了检测磁性粒子的这种布置和这种方法，该专利文献的整个内容以引用方式。

图3示出了与本发明的布置10一起使用的种类的磁性粒子100的范例。其包括例如球面基底101，例如是玻璃的球面基底，其拥有软磁层102，软磁层具有例如5nm的厚度并由例如铁-镍合金(例如坡莫合金)构成。例如，可以借助涂层103覆盖该层，涂层103在化学和/或物理侵蚀性环境中，例如酸中保护粒子100。使这种粒子100的磁化强度饱和所需的磁选择场211的磁场强度取决于各种参数，例如粒子100的直径、用于磁层102的磁性材料101和其他参数。

对于例如10μm的直径而言，则需要大约800A/m(对应于大约1mT的通量密度)的磁场，而对于100μm直径而言，80A/m的磁场就足够了。在选择饱和磁化强度较低的材料涂层102时或在减小层102的厚度时，获得了更小值。

为了提供优选磁性粒子100的更多细节，本文通过将DE10151778的对应部分以引用方式并入本文，尤其是将要求享有DE10151778优先权的EP1304542A2的段落16到20和段落57到61以引用方式并入本文。

第一子区301的尺寸一方面取决于磁选择场211的梯度强度，另一方面取决于饱和所需磁场的场强。对于磁性粒子100在80A/m的磁场强度下充分饱和以及磁选择场211的场强相当于160 10³A/m²的梯度(在给定空间方向上)，粒子100的磁化不饱和的第一子区301具有大约1mm的尺度(在给定空间方向上)。通过增大磁场强度，尤其是磁选择场211的磁性梯度强度，能够提高根据本发明的布置10的空间分辨率。

通常用于选择装置210、驱动装置220和接收装置230的不同部件的频率范围大致如下：选择装置210生成的磁场根本不随时间变化或者变化相对慢，优选在近似1Hz和近似100Hz之间变化；驱动装置220生成的磁场优选在近似25kHz和近似100kHz之间变化；接收装置230所敏感的磁场变化优选处于近似50kHz到近似10MHz的频率范围内。

图4a和4b示出了磁化特性，即，在粒子100(图4a和4b中未示出)的分散体中，这种粒子的磁化强度M随着粒子100该部分位置处的场强H的变化。看起来在场强+H_c以上和场强-H_c以下磁化强度M不再发生变化，这意味着达到饱和磁化。在值+H_c和-H_c之间磁化强度M是不饱和的。

图4a示出了正弦磁场H(t)对粒子100的位置的作用效应，其中所得正弦磁场H(t)的绝对值(即“由粒子100看到的”)低于(即在没有其他磁场活动的情况下)使粒子100磁饱和所需的磁场强度。这种情况下，粒子100的磁化强度以磁场H(t)的频率节奏在其饱和值之间往复变化。由图4a右侧的附图标记M(t)表示所得的磁化强度随时间的变化。看起来磁化强度也周期性地变化且这种粒子的磁化强度周期性地反转。

曲线中央处的线的虚线部分表示磁化强度M(t)随着正弦磁场H(t)的场强大致的平均变化。随着与该中央线的偏离，当磁场H从-H_c增大到+H_c时，磁化强度稍微向右延伸，当磁场H从+H_c减小到-H_c时，稍微向左延伸。这种已知的效应被称为磁滞效应，磁滞效应成为生热机制的依据。在曲线路径之间形成且形状和尺寸取决于材料的磁滞表面区域是对磁化强度变化时热生成的度量。

图4b示出了正弦磁场H(t)的效应，该正弦磁场H(t)上叠加了静磁场H₁。因为磁化强度处于饱和状态中，在实践上其不受正弦磁场H(t)的影响。在该区域中磁化强度M(t)保持在时间上恒定。因此，磁场H(t)不会导致磁化强度状态的变化。

在本发明的一个实施例中，提出提供至少部分具有李兹线250的线圈布置，在图5到7中更详细地解释了该线圈布置。在图5到7中，在示意图中示出了李兹线250。这些图中的每幅都表示根据本发明的这种李兹线250的一个实施例的横截面图。每个李兹线250包括多根单股线255。各实施例的图示未按比例绘制，仅仅出于表达简单的目的而选择尺度。借助对每根单股线255的横截面面积求和并除以整个李兹线250的横截面面积，可以容易地求得李兹线250的填充因子。借助沿着垂直于李兹线250的纵向延伸的方向对图5到7所示的李兹线250的实施例施加压力，可以提高填充因子。优选在每根单股线255周边围绕高电阻材料256，其为每根单股线255充当包层256。显然，根据本发明，优选在每根单股线255处都有这种包层材料256；不过，如果满足在李兹线第一端250′和李兹线第二端250″之间李兹线250的每根单股线255都与相邻的各单股线250电隔离的条件，就不需要这种连续的包层256。李兹线250的各单股线255充当单个电流承载路径255且可以被视为并联且理想地具有相同阻抗的电阻器，如图5右侧所示的等效电路图所示。因此，根据本发明，优选通过扭转李兹线，使得沿着李兹线延伸方向在一个位置处一根单股线例如位于李兹线中心，沿着李兹线延伸方向在另一位置，该单股线例如位于李兹线周边。在图5所示的李兹线250的实施例中，示出了李兹线250的另一优选特征，即，在单股线255周围集中提供塑料箔绝缘体257。也可以为李兹线250的所有其他实施例提供这种塑料(例如热塑)绝缘体，但这里未示出。李兹线250的单股线255周围共同围绕的这种绝缘体箔或绝缘材料257这一额外特征提供了如下优点，即有可能实现李兹线的较好电电压性能。

在图6中，示意性示出了李兹线250的另一实施例的横截面图，其中该李兹线250也包括多根单股线255(如根据图5的实施例中那样)，但各单股线255被分成多个所谓的一级李兹线251。将这些一级李兹线251(每一个均包括多根单股线255)组合到一起以形成李兹线250。在图6中，优选每根单股线255周围都有连续的包层256，但未通过附图标记表示出来。

在图7中，示意性示出了李兹线250的又一实施例的横截面图，其中该李兹线250也包括多根单股线255(如根据图5和图6的实施例中那样)和多个一级李兹线251，但一级李兹线251被分成多个所谓的二级李兹线252。将这些二级李兹线252(每一个均包括多个一级李兹线251)组合到一起以形成李兹线250。在图6中，优选每根单股线255周围都有连续的包层256，但为简单起见未示出。

在图8到15中示出了线圈布置200的不同实施例。图8示意性地示出了这种线圈布置200的总体表示。在图8的左侧示出了线圈布置200的侧视图。在图8的右侧示出了线圈布置200的顶视图。该线圈布置200包括永磁体270，永磁体270几乎完全被包围线圈260包围。在图8中用小虚线圆形线表示永磁体270。线圈布置200的形状优选为环形形状，也称为环面形状。可以将该形状想象成绕环面的中心线旋转基圆(未表示)产生的。在图8的右侧以长虚线圆形线和附图标记264表示环面的中心线。沿着中心线264移动基圆，中心线264的切线(未表示)始终垂直于基圆并通过基圆的中心。从图8可以看出，永磁体270和包围线圈260可以被冷却通道(未用附图标记表示)间隔开。此外，图8在附图标记263处描绘了截线(图8的右侧)和矩形截面(图8的左侧)，在图11和12中以放大表示绘示了该截面。

在图9和10中，示意性示出了线圈布置200的两个不同优选实施例。在图9的实施例中，线圈布置200的包围线圈260包括分立电容器261。在图10的实施例中，线圈布置200的包围线圈260包括分布电容器262。显然在图9和图10中，都表示将永磁体放置在包围线圈260内部。根据本发明的这些实施例优选用电容器261、262来提供谐振线圈布置200。由此，能够借助包围线圈260以较低功耗提供较强磁场，例如作为磁选择场211和/或磁驱动场221的形成分量。

优选将分立电容器261(图9)安装到包围线圈260外部，将其两个端子电耦合到包围线圈跨越应用于该包围线圈的间隙260′彼此面对的两端，以便使包围线圈的这两端电隔离。也可以提供两个(未表示)或甚至更多数量的间隙260′和连接间隙260′末端的分立电容器261，尤其是绕着包围线圈260周边均匀分布。

优选通过使包围线圈260的部分重叠来实现分布电容器262(图10)，重叠的部分彼此电隔离以形成电容。例如，如果通过圆形弯管实现包围线圈260，那么可以通过将管末端彼此套入(由此在分布电容器262的位置处调整它们的直径)来实现分布电容器262。在图10中示意性示出了这种情况。

在图11和12中，针对本发明两个优选实施例的情况示意性示出了沿箭头(图8所示)看到的截面263(图8所示)的两种表示，以便例示根据这些实施例的包围线圈260的结构。在根据图11的实施例中，沿着包围线圈260的整个环形表面形成多层导体箔265，优选提供每层导体箔265，使其形成导体箔265的层末端重叠的重叠区域，以便产生类似于图10的表示的分布电容器262。借助电导率小的绝缘材料(图11中未表示)使导体箔265各层彼此隔离。朝向线圈布置200的中心线(未示出)示意性示出了永磁体270。在根据图12的实施例中，沿着包围线圈260的整个环形表面并平行于线圈布置200的中心线(未示出)形成多个李兹线250。优选如图9示意性示出的，将这些李兹线250的末端并联到一个或多个分立电容器261。朝向线圈布置200的中心线(未示出)示意性示出了永磁体270。

在图13到15中，示意性示出了线圈布置200的另一实施例。在线圈布置200的该实施例中，如图13的透视表示所示，线圈布置200可以具有准环形形状。可以将这种线圈布置200的形状想象成是沿着图13中的长虚线表示的方形中心线264移动正方形或矩形而产生的。可以借助扁平矩形形式的元件和借助扁平梯形形式的元件实现准环形形式的线圈布置200，梯形形式的元件构成准环形包围线圈260的顶表面和底表面，矩形形式的元件构成准环形包围线圈260的竖直表面(内正方形和外正方形)。优选以印刷电路板材料267的形式提供梯形和矩形形式的元件，该材料包括至少一层导电材料268，优选为多层导电材料268。在图14中以tow视图(tow view)形式示出了电路板材料267形式的梯形元件的范例。在图14中，进一步示意性示出了优选以重叠构型设置电路板材料267内部的至少一层导电材料268。在图15中进一步示出了这种情况，其中沿着图14中所示的截线L-L示出了印刷电路板材料267的横截面图。在图15中，示出了三个不同的导电材料268的层，其中三层均实现了重叠区域，由此实现了分布电容器262(类似于图11中所示的实施例)。图15的示意图的厚度未按比例绘制，相对于图14中所示的印刷电路板材料267的梯形元件顶视图表示做了放大。在导电材料268层之间提供低电导率材料以隔离各层。通过分别在梯形和矩形元件的接头处连接至少一层导电材料268来组装根据图13到15所示实施例的包围线圈260。由此，在绕永磁体270的每层中封闭了导电材料268。

优选为印刷电路板材料267(图13到15)内部的导电材料268层和导体箔265(图11)层提供大约1μm到大约50μm的厚度，优选该厚度使得在包围线圈260在最高常用工作频率下的趋肤深度量级上提供多层的厚度之和。优选地，不是在多层的每层中等同地提供导体箔265和/或导电材料268层的厚度，而是从外层向内层增大厚度(图中未示出)。由此(并通过调节电容器的电容)，能够在每个不同层中提供近似相同的电流密度。由此，能够有利地以最有效方式使用可用电流承载材料(导电材料268、导体箔265)来承载电流在包围线圈260中流动。

Claims

1.一种用于影响和/或检测作用区域(300)中的磁性粒子(100)的布置装置(10)，所述布置装置包括：

-选择装置(210)，所述选择装置用于生成其磁场强度具有空间图案的磁选择场(211)，从而在所述作用区域(300)中形成具有低磁场强度的第一子区(301)和具有较高磁场强度的第二子区(302)，

-驱动装置(220)，所述驱动装置用于借助磁驱动场(221)改变所述作用区域(300)中的所述两个子区(301，302)的空间位置，使得所述磁性粒子(100)的磁化强度发生局部变化，

-接收装置(230)，所述接收装置用于获取信号，所述信号取决于所述作用区域(300)中的所述磁化强度，所述磁化强度受到所述第一子区(301)和所述第二子区(302)的空间位置的变化的影响，

其中，所述布置装置(10)包括线圈布置(200)，所述线圈布置(200)包括包围线圈(260)和磁场发生器(270)，使得所述包围线圈(260)几乎完全包围所述磁场发生器(270)，所述包围线圈是所述驱动装置(220)的一部分并且至少部分地生成所述磁驱动场(221)，所述磁场发生器是所述选择装置(210)的一部分并且至少部分地生成所述磁选择场(211)。

2.根据权利要求1所述的布置装置(10)，其中，所述线圈布置(200)的所述包围线圈(260)包括至少一个分立电容器(261)。

3.根据权利要求1所述的布置装置(10)，其中，所述线圈布置(200)包括在所述包围线圈(260)和所述磁场发生器(270)之间的冷却通道。

4.根据权利要求1所述的布置装置(10)，其中，所述线圈布置(200)的所述包围线圈(260)包括至少一个分布电容器(262)。

5.根据权利要求1所述的布置装置(10)，其中，所述线圈布置(200)的所述包围线圈(260)包括至少一层导体箔(265)。

6.根据权利要求1所述的布置装置(10)，其中，所述线圈布置(200)的所述包围线圈(260)包括至少一个印刷电路板材料(267)，所述印刷电路板材料包括至少一层导电材料(268)。

7.根据权利要求5或6所述的布置装置(10)，其中，所述导体箔(265)或所述导电材料(268)具有1μm到50μm的厚度。

8.根据权利要求5或6所述的布置装置(10)，其中，所述导体箔(265)或所述导电材料(268)的厚度从外层向内层增加。

9.根据权利要求5或6所述的布置装置(10)，其中，提供所述导体箔(265)层的厚度和分布电容器(262)和/或所述导电材料(268)层的厚度和分布电容器(262)，使得所述导体箔(265)的每层和所述导电材料(268)的每层承载近似相同的电流密度。

10.根据权利要求1所述的布置装置(10)，其中，所述线圈布置(200)的所述包围线圈(260)至少部分包括李兹线(250)。

11.根据权利要求10所述的布置装置(10)，其中，所述李兹线包括多根单股线(255)，每根单股线(255)均被高电阻材料包围。

12.根据权利要求11所述的布置装置(10)，其中，所述李兹线(250)的所述单股线(255)具有1μm到50μm的直径。

13.根据权利要求12所述的布置装置(10)，其中，所述李兹线(250)的所述单股线(255)具有10μm到25μm的直径。

14.一种用于影响和/或检测作用区域(300)中的磁性粒子(100)的方法，其中，所述方法包括如下步骤：

-生成其磁场强度具有空间图案的磁选择场(211)，从而在所述作用区域(300)中形成具有低磁场强度的第一子区(301)和具有较高磁场强度的第二子区(302)，

-借助磁驱动场(221)改变所述作用区域(300)中的所述两个子区(301，302)的空间位置，使得所述磁性粒子(100)的磁化强度发生局部变化，

-获取信号，所述信号取决于所述作用区域(300)中的所述磁化强度，所述磁化强度受到所述第一子区(301)和所述第二子区(302)的空间位置的变化的影响，

其中，至少部分借助线圈布置(200)执行所述磁选择场(211)的生成和/或所述两个子区(301，302)的空间位置的变化，所述线圈布置(200)包括包围线圈(260)和磁场发生器(270)，使得所述包围线圈(260)几乎完全包围所述磁场发生器(270)，所述包围线圈至少部分地生成所述磁驱动场(221)，所述磁场发生器至少部分地生成所述磁选择场(211)。

15.根据权利要求1所述的布置装置(10)在影响和/或检测作用区域(300)中的磁性粒子(100)方面的使用。