CN101573608B - 用于影响和/或检测和/或定位作用区域中的磁性粒子的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于影响和/或检测和/或定位在作用区域中的磁性粒子的设备和方法，该设备包括：驱动装置，用于产生驱动磁场，从而使得磁性粒子的磁化强度改变，其中，该磁性粒子至少包括第一磁性粒子和第二磁性粒子；接收装置，至少包括提供第一信号(231’)的第一接收探头和提供第二信号的第二接收探头；检测装置，用于确定在第一信号和第二信号中由第一磁性粒子所造成的信号特征。
Description
技术领域
本发明涉及一种设备，用于影响和/或检测和/或定位作用区域中的磁性粒子。此外，本发明涉及一种方法，用于影响和/或检测和/或定位磁性粒子，并且涉及磁性粒子的使用。
背景技术
从德国专利申请DE 101 51 778 A1获知了这种设备。在该公开文档中所述的方法的情况下，首先产生磁场强度具有一空间分布的磁场，从而使得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。随后移动检查区中的子区的空间位置，以使得检查区中粒子的磁化强度局部地变化。记录取决于检查区中磁化强度的信号，该磁化强度已经受到了子区的空间位置移动的影响，并且从这些信号中提取与检查区中磁性粒子的空间分布有关的信息，以便形成检查区的图像。这个设备和这个方法优点在于，其可以用于以非破坏性的方式检查任意检查对象-例如人体-而又不会造成任何伤害，并且在接近检查对象的表面和远离检查对象的表面处都具有高空间分辨率。
然而，这个设备的总体设置存在实质性的缺陷：接收装置只能获得在作用区域的第一子区中或其附近的这种磁性粒子的磁化强度信号。换句话说，该已知设备的总体设置将磁性粒子与驱动磁场的交互作用局限于在第一子区处或接近第一子区的规定空间(“视场”)，从而限制了视场的覆盖范围。该已知设备另一缺陷在于这个事实：对于例如高于10μm的极高分辨率，选择磁场将磁性粒子移出到视场之外。
发明内容
因此本发明的目的是提供与本文开头提及的设备部分类似的一种设备，在该设备中避免或者至少减小了该现有技术的缺陷。
由一种用于影响和/或检测和/或定位作用区域中的磁性粒子的设备来实现以上目的，其中该设备包括驱动装置，用于产生驱动磁场，从而使得磁性粒子的磁化强度改变，其中，所述磁性粒子至少包括第一磁性粒子，该设备还包括接收装置，用于采集信号，该信号取决于作用区域中第一磁性粒子的磁化强度，所述接收装置至少包括提供第一信号的第一接收探头和提供第二信号的第二接收探头，该设备还包括检测装置，用于确定在第一信号和第二信号中由第一磁性粒子所造成的信号特征。
这个设备的优点是：在以本发明的设备和/或根据本发明的方法进行测量时，可以连续地考虑作用区域的更大部分或者整个作用区域。根据本发明，当定位磁性粒子时的空间分辨能力以及定位磁性粒子的质量一方面取决于相对于作用区域中指定体积的磁性粒子数量、其大小和/或其密度，另一方面取决于设备的接收装置的结构或操作模式以及它们对由接收装置记录的信号的时间分辨能力。根据本发明，将例如振荡的驱动磁场中的不同磁性粒子的不同磁化强度响应用于区分或辨别单独的或特定的磁性粒子。所述不同磁化强度响应也称为信号特征。具体地，将在驱动磁场中的不同磁性粒子的不同磁化强度响应提供为Barkhausen跳跃(至少第一和/或第二磁性粒子的磁化强度的急剧变化)，但根据本发明，也可以使用导致不同粒子的可辨别的磁化强度响应的其它物理效应。不同磁性粒子的不同磁化强度响应对于每一个粒子而言或多或少是确定性的，但通常对于不同粒子是相当随机的。根据本发明，由于这个事实：不同磁化强度响应在记录的信号的时域中通常是分离的，因此可以比较由接收装置并行记录的不同信号中的不同磁化强度响应，以便可以重建每一个磁性粒子的位置。检测装置优选地被设置为，使得信号处理单元将不同接收探头的不同信号进行比较，以便可以确定信号特征，从而确定不同粒子。根据本发明的优选实施例，第一磁性粒子的定位取决于在第一信号中和第二信号中的信号特征的幅度。不同接收探头(位于相对于磁性粒子的不同位置处)的信号中的不同磁化强度响应的不同强度(或幅度)允许确定单个粒子的位置(如果该粒子的信号特征是可检测的)。由此，由于这个事实：由于例如由驱动磁场所引起的Barkhausen跳跃，使得第一磁性粒子和第二磁性粒子的磁化强度是可辨别的，因此可以定位单个的磁性粒子。
此外，优选的是，第一磁性粒子和第二磁性粒子的磁化强度在时域中是可辨别的，和/或接收装置包括多个接收探头。从而可以有利地辨别多个不同磁性粒子。
根据本发明的优选实施例，第一接收探头和第二接收探头的位置被设置为，使得通过比较第一信号和第二信号，可以获得与第一磁性粒子和第二磁性粒子相对于第一接收探头和第二接收探头的空间关系有关的信息。有利的是，从而可以以相对良好的空间分辨率分别定位磁性粒子。这是由于这个事实：位于到第一接收探头的距离比到第二接收探头的距离近的位置处的磁性粒子通常(即在其它方面是相同条件的情况下)在第一信号(由第一接收探头提供的信号)中感生出的磁化强度响应比在第二信号(由第二接收探头提供的信号)中的强。
根据本发明进一步的实施例，该设备包括选择装置，用于产生选择磁场，所述选择磁场的磁场强度具有一空间模式，从而使得在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。从而，根据本发明有利的是，可以改变由要定位的不同单个磁性粒子所经受的磁场，从而减小作用区域中仅存在驱动磁场(没有补充磁场)的部分，使得要定位的单个磁性粒子的数量足够少，以致于可以在时域中分离在由接收探头传递的信号中这些粒子各自的磁化强度响应。在没有这种选择磁场的情况下(并且由此就不产生作用区域中的这种第一子区：即在该第一子区中具有的磁场强度与作用区域中的第二子区相比而言较低，在该第二子区中的磁场强度(的绝对值)较高)和在有太多的单个磁性粒子要定位以致于在由接收探头传递的信号中在时域中的这种分离不再可行的情况下，就不可能实现磁性粒子的正确定位。例如，这是这样的情况：由于同时施加外部磁场(例如均匀的驱动磁场)，即例如Barkhausen跳跃几乎同时出现，有过多的磁性粒子产生其磁化强度响应。叠加在(通常是均匀的)驱动磁场上的(通常是不均匀的，尤其是梯度形构成的)选择磁场改变了不同磁性粒子经受的外部磁场的空间分布。因此，通过施加选择磁场，可以改变受研究的单个粒子的子集的Barhausen跳跃出现的时刻(或多或少对应于位于作用区域的第二子区中的这些磁性粒子)，以使得由接收探头传递的时域信号不太拥挤(由于在作用区域的第一子区中或者其附近的磁性粒子的数量较少)，并且可以更易于分离在第一子区中或其附近的磁性粒子的磁化强度响应。
根据本发明，会理解可以至少部分地以一个单个线圈或螺线管的形式来提供选择装置和/或驱动装置和/或接收装置。然而根据本发明优选的是提供多个分离的线圈来构成选择装置、驱动装置和接收装置。而且根据本发明，选择装置和/或驱动装置和/或接收装置每一个都可以由多个分离的单独部件组成，尤其是多个分离的单独线圈或螺线管，其被提供和/或布置为使得这些分离的部件一起构成选择装置和/或驱动装置和/或接收装置。尤其对于驱动装置和/或选择装置而言，多个部件，尤其是多个线圈对(例如亥姆霍兹(Helmholtz)或反亥姆霍兹结构)是优选的，以便提供产生和/或检测指向不同空间方向的磁场分量的可能性。
根据本发明，优选地，驱动装置和/或接收装置至少部分地包括李兹线(litz wire)/绞合线(stranded wire)，且优选地，李兹线包括多条单股线，每一条单股线都由高电阻材料围绕。从而可以在驱动装置和/或接收装置内提供非常高的电流承载面(current support surface)，这对于以下两种情况都是重要的：即，要由驱动装置和/或接收装置承载具有相对高频率的AC电流的情况，以及对于要由驱动装置和/或接收装置承载DC电流或具有相对低频率的AC电流但存在穿透驱动装置和/或接收装置的静态和/或动态磁场的情况。根据本发明，优选地，李兹线是旋制的，以便一条单股线例如在沿着李兹线的延伸方向上的一个位置处在李兹线中心，而该单股线例如在沿着李兹线的延伸方向上的另一个位置处则在李兹线的外围。从而，优选地，将所有单股线之中的每一条设置为，使得例如在由李兹线构成的回路中，每一条单股线都实现相同的阻抗。在本发明再另一优选实施例中，电流承载路径(例如李兹线的单股线)被布置为使得在指定工作频带中以及在穿透电流承载路径的指定电磁场中的电阻基本上是最小的，即该电阻由热噪声支配，尤其是由起因于磁性粒子在作用区域中的存在的热噪声产生，即在作用区域中不存在(检查)对象情况下的电流承载路径的电阻与在作用区域中存在对象情况下的电阻相当或更小。具体而言，这是借助于仔细定义选择装置和/或驱动装置的电流承载路径的各个电流通路(各条单股线)、电流强度、导线结构及其它特性来实现的。此外，在李兹线形式的电流承载路径的情况下，优选地，李兹线的各条单股线的总横截面积相对于李兹线的横截面积的比值(填充因数)在一个特定范围内，并且/或者李兹线的单股线的直径约1μm到约50μm，优选地约10μm到约25μm。从而可以极大地增强李兹线内所用的电流承载面，并从而实现了选择装置和/或驱动装置和/或接收装置的总体结构的电阻的减小。通常，选择装置和/或驱动装置的李兹线的填充因数在约0.30到约0.70的范围内，优选地在约0.50附近的范围内，因此高于接收装置的李兹线的填充因数，接收装置的李兹线的填充因数在约0.01到约0.20的范围内，优选地在约0.03到约0.10的范围内。此外，可以将选择装置和驱动装置的李兹线的单股线的直径选择为大于接收装置的李兹线的单股线的直径。根据本发明，非常有利的是，如果选择装置和驱动装置被彼此的磁场穿透，就考虑选择装置或驱动装置的导电特性的变化。选择装置、驱动装置和/或接收装置的电阻在指定环境或穿透模式中应选择为尽可能低。选择装置和驱动装置还被一起称为“场产生器装置”。选择装置包括磁场产生装置，其提供静态(梯度)选择磁场和/或相当缓慢地变化的长程选择磁场，其变化频率在约1Hz到约100Hz的范围中。选择磁场的静态部分和相当缓慢变化的部分都可以借助于永磁体或借助于线圈或其组合来产生。驱动装置包括磁场产生装置，其提供驱动磁场，具有在约1kHz到约200kHz，或者甚至达到约5MHz，优选地约10kHz到约100kHz范围内的频率。至少部分场产生器装置(即选择装置和驱动装置)可以由分立的线圈来实现，其中，必须以这样的方式选择每一个线圈或每一个场产生器装置的电流承载路径(或在李兹线情况下的单股线)的直径：使得皮肤效应不增大线圈的电阻。
本发明还涉及一种用于影响和/或检测和/或定位作用区域中磁性粒子的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
-产生驱动磁场，从而使得磁性粒子的磁化强度改变，其中，该磁性粒子至少包括第一磁性粒子，
-采集信号，该信号取决于作用区域中第一磁性粒子的磁化强度，所述信号至少包括由第一接收探头产生的第一信号和由第二接收探头产生的第二信号，
-检测在第一信号和第二信号中由第一磁性粒子所造成的信号特征。
这个方法的优点是在执行根据该创新性方法的测量时，可以连续地考虑作用区域的更大部分或者整个作用区域。
根据本发明非常优选地，第一磁性粒子的定位取决于在第一信号和第二信号中的信号特征的幅度。非常优选地，至少针对第二磁性粒子重复对于信号特征的所述检测。在本发明的另一优选实施例中，该方法还包括以下步骤：在时域中辨别在第一信号和第二信号中的分别与第一磁性粒子和第二磁性粒子有关的磁化强度响应。这具有优点：根据本发明可以进行非常灵活且动态地适应性测量。
此外，根据本发明优选的是，该方法还包括以下步骤：确定第一磁性粒子与第二磁性粒子的空间关系。从而可以进行对磁性粒子的非常准确的定位。
根据本发明非常优选地，该方法包括以下步骤：产生选择磁场，所述选择磁场的磁场强度具有一空间模式，从而使得在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。在本发明再进一步的优选实施例中，通过分析第一信号和第二信号来确定第一磁性粒子和第二磁性粒子的位置。从而，该创新性方法可以应用于要定位相对较少数量的磁性粒子的情况，和要定位或分析相对较大数量的磁性粒子的情况。
本发明还涉及在根据本发明的创新性设备中的或方法中的磁性粒子的使用，其中，磁性粒子显示了多磁畴特性(multidomain magnetic behavior)和/或铁磁和/或亚铁磁特性。通过使用显示出具有由于特定外部磁场而明确提供磁化强度响应的特性的适当磁性粒子，可以将根据本发明的创新性设备和方法用于多种可能的测量情况。
依据以下的详细描述并结合附图，本发明的这些及其它特性、特点和优点会变得显而易见，作为实例，其示出了本发明的原理。提供描述仅是为了示例，而不是限制本发明的范围。以下引用的参考数字指代附图。
附图说明
图1示出了根据本发明的设备，用于执行根据本发明的方法；
图2示意性地示出了根据本发明的设备的进一步的图示，具有作用区域和接收装置的更多细节；
图3示意性地示出了由接收装置记录的信号的两个实例，其包括特定磁性粒子的磁化强度响应；
图4示意性地示出了存在于作用区域中的磁性粒子的放大图；
图5到7示出了李兹线结构的示意性的不同实例。
具体实施方式
将相对于具体实施例并参考特定附图来描述本发明，但本发明并不局限于此，而是仅由权利要求限定。所述的附图仅是示意性的而不是限制性的。在附图中，为了说明的目的，一些单元的大小可能被放大而不是按比例绘制的。
在指代单数名词时使用了不定冠词或定冠词，例如“一”、“这个”，这包括了多个这个名词的情况，除非特别指明了是另一种情况。
此外，在说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于在类似单元之间进行区分，不一定用于描述连续的或按时间的顺序。会理解如此使用的术语在适当的环境下是可互换的，本文所述的本发明的实施例能够以与本文所述或所示的不同的顺序操作。
此外，在说明书和权利要求中的术语顶部、底部、上方、下方等是用于描述目的的，不一定用于描述相对位置。会理解如此使用的术语在适当的环境下是可互换的，本文所述的本发明的实施例能够以与本文所述或所示的不同的方向操作。
会注意到在本说明书和权利要求中所用的术语“包括”不应解释为限制于随后列出的手段；它不排除其它单元或步骤。因此，表述“设备包括装置A和B”的范围不应局限于仅由组件A和B组成的设备。它的意思是对于本发明，该设备的最相关的组件是A和B。
在图1中，显示了要借助于根据本发明的设备10检查的任意对象。图1中的参考数字350表示对象，在此情况下是病人或动物患者，将其放置在患者检查台上，仅显示了该患者检查台的顶部部分。在应用根据本发明的方法之前，将磁性粒子100(图1中未示出)布置在该创新性设备10的作用区域300中。具体而言，在例如肿瘤的治疗和/或诊断之前，例如借助于注射到患者350体内的包括磁性粒子100的液体(未示出)来将磁性粒子100设置在作用区域300中。
根据本发明，由驱动装置220在作用区域300中产生所谓的驱动磁场221。驱动磁场221优选地可在时间上变化，例如借助于驱动装置220的线圈中具有例如正弦曲线变化的AC电流。磁性粒子100经受到在作用区域300中的这个驱动磁场221。
为了为空间中任何指定方向产生这些驱动磁场221，提供了三个线圈对，即第一线圈对220’、第二线圈对220”和第三线圈对220”’，以下将它们共同称为驱动装置220。例如，第一线圈对220’产生驱动磁场221的一个分量，其在指定方向上延伸，例如在垂直方向上延伸。为此，使相同方向的相等电流流过第一线圈对220’的绕组。设置两个线圈对220”、220”’，以便产生驱动磁场221的在空间中不同方向上延伸的分量，例如在作用区域300(或者患者350)的纵向上水平延伸的分量和与其垂直的方向上延伸的分量。如果将亥姆霍兹类型的第二和第三线圈对220”、220”’用于这个目的，则这些线圈对就必须分别布置在治疗区域的左侧和右侧或者这个区域的前面和后面。这会影响作用区域300或治疗区域300的可达性。因此，第二和/或第三磁性线圈对或线圈220”、220”’也布置在作用区域300的上方和下方，从而它们的绕组结构必须与第一线圈对220’的不同。不管怎样，这种线圈是具有开放型磁体的磁共振设备(开放型MRI)的领域中公知的，在开放型MRI中，射频(RF)线圈对位于治疗区域的上方和下方，所述RF线圈对能够产生水平的、时间上可变的磁场。因此，这种线圈的结构在此无需进一步的详细阐述。
根据本发明的设备10还包括接收装置230，其仅在图1中示意性的示出。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的磁化强度模式所感生的信号的线圈。不管怎样，这种线圈在磁共振设备的领域中是公知的，在磁共振设备中，例如将射频(RF)线圈对设置在作用区域300的周围，以便获得尽可能高的信噪比。因此，这种线圈的结构在此无需进一步的详细阐述。根据本发明，优选地，接收装置的电阻由热噪声支配，尤其是由起因于磁性粒子在作用区域中的存在的热噪声产生，即在作用区域中不存在(检查)对象情况下的电流承载路径的电阻与在作用区域中存在对象情况下的电阻相当或更小。具体地，这是通过仔细定义接收装置的各个电流通路、电流强度、导线结构及其它特性来实现的。
图2示意性图示了根据本发明的设备10，其中，结合作用区域300和三个单个磁性粒子，即第一磁性粒子110、第二磁性粒子120和第三磁性粒子130的示意图，示意性地描绘了驱动装置220和接收装置230。驱动装置220产生驱动磁场221。在图2所示的实例中，接收装置230包括第一接收探头231和第二接收探头232。优选地借助于多个线圈或螺线管(例如李兹线的线圈或螺线管)来实现这两个接收探头231、232，将这两个接收探头231、232描述为代表多个接收探头—共同构成接收装置230—并没有用参考标记分别指出所述多个接收探头。相应地，三个磁性粒子110、120、130描述为代表多个磁性粒子，也没有用参考标记分别指出所述多个磁性粒子。
根据本发明，在作用区域300中的磁性粒子经受了时间上变化的驱动磁场220。这导致了作用区域300中的磁化强度的改变。根据本发明，应借助于接收装置230分别检测每一个要定位或检测的磁性粒子110、120、130—在本实例中是借助于第一和第二接收探头231、232。这在以下情况下会是可行的：即，使用了磁性粒子110、120、130，以使得在由这些粒子110、120、130所经受的外部场(驱动磁场)221中的变化造成各个粒子110、120、130每一个的磁化强度响应的或多或少的确定性特性。结合图3来更详细的解释这种情况。
在图3中，在左侧的曲线图示意性地显示了由第一接收探头231记录的信号(在时域中的)，该信号包括磁性粒子110、120、130的磁化强度响应。在右侧的曲线图示意性地显示了由第二接收探头232记录的信号(在时域中的)，该信号包括磁性粒子110、120、130的磁化强度响应。第一接收探头231的信号在下文中称为第一信号231’。第二接收探头232的信号在下文中称为第二信号232’。第一信号231’包括由第一接收探头231所见到的、存在于作用区域300中的全部磁性粒子110、120、130的磁化强度响应。第二信号232’包括由第二接收探头231所见到的、存在于作用区域300中的全部磁性粒子110、120、130的磁化强度响应。磁性粒子110、120、130各自的磁化强度响应在下文中称为对于第一磁性粒子110的第一磁化强度响应111、对于第二磁性粒子120的第二磁化强度响应121和对于第三磁性粒子130的第三磁化强度响应131。通过比较图3中用于第一信号231’和第二信号232’的曲线图可以发现，磁化强度响应111、121、131根据由第一和第二接收探头231、232的哪一个来记录它们而不同。例如，第一磁化强度响应111在第一信号231’中比在第二信号232’中更强(更高的峰值和/或更大的积分)。这可以通过第一磁性粒子110与第二接收探头232的距离比与第一接收探头231的距离更大来解释。而且例如，第二磁化强度响应121在第二信号232’中比在第一信号231’中更强(更高的峰值和/或更大的积分)。这可以通过第二磁性粒子120与第一接收探头231的距离比与第二接收探头232的距离更大来解释。因此，根据本发明，可以推断出第一磁性粒子110和第二磁性粒子120相对于接收探头231、232和/或相对于设备10的空间关系。对于要检测和/或定位的更大数量的磁性粒子，信号231’和232’由于要检测的大量粒子的磁化强度响应叠加在一起而变得拥挤。因此，本发明还(可任选地)提供了选择作用区域300的子集(以下称为第一子区)的可能性，以便减少在信号231’和232’的感兴趣部分中提供了磁化强度响应的磁性粒子的数量。
作为与根据本发明的设备10有关的一个可任选的特征，图2还示意性地描绘了选择装置210(仅由虚线来定界)，它可以用于在作用区域300中定义具有相对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。在创新性设备10的这个(具有选择装置210的)可任选实施例中，第一子区301包括所谓的无磁场点。选择装置210产生选择磁场211，它通常是梯度磁场，在图2中示意性地以虚线来表示。它具有基本上恒定的梯度(例如在选择装置210的线圈对的(例如垂直)轴的方向上)，并在第一子区301的无磁场点处达到0值。从这个无磁场点(在图2中没有单独示出)开始，选择磁场211(如果存在的话)的场强随着与该无磁场点的距离的增大而在全部三个空间方向上增大。因此一如果激活了选择磁场211—在第二子区302中或多或少的所有磁性粒子(即在由围绕无磁场点的虚线示出的第一子区301以外的作用区域300的剩余部分中)都经受了选择磁场211的相对高的场强，从而在存在驱动磁场221时的表现与没有激活选择磁场211的情况相比是不同的。因此，如果磁性粒子110、120和130位于第二子区302中，且如果激活了选择磁场211，则磁性粒子110、120和130的磁化强度响应111、121、131也是不同的。作用区域300的无磁场点或第一子区301优选地是在空间上相关的区域；它还可以是点状区域或者是线状或平面状区域。通过改变在作用区域300中这两个子区301、302的位置，使得在作用区域300中的(总)磁化强度改变。通过测量作用区域300中的磁化强度或通过测量受磁化强度影响的物理参数，可以以结合图3所示的方式获得与作用区域中磁性粒子的空间分布有关的信息。
通常用于选择装置210、驱动装置220和接收装置230的或者用于其中的不同组件的频率范围大致如下：由选择装置210产生的磁场在全部时间中都不变化或者变化得相当缓慢，优选地在约1Hz与约100Hz之间。由驱动装置220产生的磁场优选地在约10kHz与约100kHz之间变化。假定接收装置敏感的磁场变化优选地在约50kHz到约10MHz的频率范围中。
图4显示了与本发明的设备10一起使用的这种磁性粒子100的实例。它包括例如球形磁性材料101，例如是包括镍或镍合金或包括磁钢的球体。这个磁性材料101例如可以借助于涂层103来覆盖，涂层103保护粒子100免于化学和/物理侵蚀环境(例如酸)的影响。改变这种粒子100的磁化强度的特性所需的选择磁场211的磁场强度取决于多个参数，例如粒子100的直径、所用的磁性材料、以及其它参数。尤其是根据本发明优选的是，使用在经受变化的外部磁场时提供了Barkhausen跳跃特性的磁性粒子，但根据本发明，也可以使用导致可辨别不同磁性粒子的磁化强度响应的其它物理效应。
对于优选磁性粒子100的更多细节，DE 10151778的对应部分通过参考并入本文，尤其是要求DE 10151778优先权的EP 1304542 A2的16到20段和57到61段。
在图5到7中，显示了李兹线250的示意图。将李兹线250显示为用以在选择装置210、驱动装置220和/或接收装置230中提供至少一个电流承载路径的一个实例。图5到7中的每一个都示出了这种李兹线250的一个实施例的截面视图。每一条李兹线250都包括多条单股线255。从而，可以增大电流承载面，并减小了处理要求的复杂性—尤其是弯曲包含多条单股线的李兹线(以便构成螺线管或线圈)的可能性。不同实施例的图示没有按比例绘制，仅是出于图示简洁的原因来选择尺寸。借助于求各条单股线255的截面积之和并除以完整李兹线250的截面积，易于求得李兹线250的填充因数的值。借助于在与图5到7中图示的李兹线250的纵向伸展相垂直的方向上向李兹线250的各个实施例施加压力，可以提高填充因数。每一条单股线255都优选地由电高阻材料256在周围环绕，电高阻材料256充当了每一条单股线255的覆层256。会理解，根据本发明优选的是，这个覆层材料256存在于每一条单股线255处；然而，如果满足条件：即李兹线250的每一条单股线255在李兹线的第一端250’与李兹线250的第二端250”之间与临近的单股线250电气隔离，则这个连续的覆层256就不是必需的。李兹线250的单股线255充当单独的电流承载路径255，并可以被认为是并联的电阻，并且理想地具有相同的阻抗，如图5右侧图示的等效电路图所示。因此，根据本发明优选的是，李兹线是旋制的，以使得一条单股线例如在沿着李兹线延伸方向上的一个位置处在李兹线的中心，且这条单股线例如在沿着李兹线延伸方向上的另一个位置处在李兹线的外围。在图5中所示的李兹线250的实施例中，示出了李兹线250更优选的特征，即在单股线255整体上的外围提供了塑料薄膜绝缘层257。这个塑料(例如热塑性塑料)绝缘层也可以提供给李兹线250的这里未示出的所有其它实施例。在李兹线250的各条单股线255整体上的外围的这个绝缘薄膜或绝缘材料257的附加特征提供了优点：可以实现李兹线更好的高电压性能。
在图6中示意性地显示了李兹线250的另一实施例的截面图，其中李兹线250也包括多条单股线255(如根据图5的实施例中的)，但将这些单股线255分组为多条所谓的第一级李兹线251。将这些第一级李兹线251(每一条都包括多条单股线255)组合在一起以构成李兹线250。在图6中，优选地，在每一条单股线255周围提供连续的涂层256，但没有用参考数字指示。
在图7中，示意性地显示了李兹线250的再另一实施例的截面图，其中李兹线250也包括多条单股线255(如根据图5和6的实施例中的)，以及多条第一级李兹线251，但将第一级李兹线251分组为多条所谓的第二级李兹线252。将这些第二级李兹线252(每一条都包括多条第一级李兹线251)组合在一起以构成李兹线250。在图6中，优选地，在每一条单股线255周围提供连续的涂层256，但出于简洁的原因没有显示。
Claims (18)
1.一种用于影响和/或检测和/或定位作用区域(300)中的磁性粒子(100)的设备(10)，所述设备包括：
-驱动装置(220)，用于产生驱动磁场(221)，从而使得所述磁性粒子(100)的磁化强度改变，其中，所述磁性粒子(100)至少包括第一磁性粒子(110)，
-接收装置(230)，用于采集信号，该信号取决于所述作用区域(300)中所述第一磁性粒子(110)的磁化强度，
-所述接收装置(230)至少包括提供第一信号(231’)的第一接收探头(231)和提供第二信号(232’)的第二接收探头(232)，
-检测装置，用于确定在所述第一信号(231’)和所述第二信号(232’)中由所述第一磁性粒子(110)所造成的信号特征，
-比较装置，用于对在所述第一信号和所述第二信号中所确定的信号特征进行比较。
2.如权利要求1所述的设备(10)，其中，所述第一磁性粒子(110)的定位取决于在所述第一信号(231’)和所述第二信号(232’)中的所述信号特征的幅度。
3.如权利要求1所述的设备(10)，其中，所述磁性粒子(100)至少包括第二磁性粒子(120)，其中，所述第二磁性粒子(120)的定位取决于在所述第一信号(231’)和所述第二信号(232’)中的所述信号特征的幅度。
4.如权利要求3所述的设备(10)，其中，由于由所述驱动磁场(221)所引起的Barkhausen跳跃，使得所述第一磁性粒子(110)的磁化强度和所述第二磁性粒子(120)的磁化强度是可辨别的，或者其中，所述第一磁性粒子(110)和所述第二磁性粒子(120)的所述信号特征是由所述驱动磁场(221)所引起的Barkhausen跳跃造成的。
5.如权利要求3所述的设备(10)，其中，所述第一磁性粒子(110)的磁化强度和所述第二磁性粒子(120)的磁化强度在时域中是可辨别的。
6.如权利要求3所述的设备(10)，其中，所述第一接收探头(231)和所述第二接收探头(232)的位置被设置为，使得能够通过比较所述第一信号(231’)和所述第二信号(232’)来获得与所述第一磁性粒子(110)和所述第二磁性粒子(120)相对于所述第一接收探头(231)和所述第二接收探头(232)的空间关系有关的信息。
7.如权利要求1所述的设备(10)，其中，所述设备(10)包括选择装置(210)，用于产生选择磁场(211)，所述选择磁场的磁场强度具有一空间模式，从而使得在所述作用区域(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)。
8.如权利要求7所述的设备(10)，其中，所述选择装置(210)至少部分地包括李兹线/绞合线(250)。
9.如权利要求1所述的设备(10)，其中，所述驱动装置(220)和/或所述接收装置(230)至少部分地包括李兹线/绞合线(250)。
10.如权利要求1所述的设备(10)，其中，所述接收装置(230)包括多个接收探头。
11.一种用于影响和/或检测和/或定位作用区域(300)中的磁性粒子(100)的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
-产生驱动磁场(221)，从而使得所述磁性粒子(100)的磁化强度改变，其中，所述磁性粒子(100)至少包括第一磁性粒子(110)，
-采集信号，该信号取决于所述作用区域(300)中所述第一磁性粒子(110)的磁化强度，所述信号至少包括由第一接收探头(231)产生的第一信号(231’)和由第二接收探头(232)产生的第二信号(232’)，
-检测在所述第一信号(231’)和所述第二信号(232’)中由所述第一磁性粒子(110)所造成的信号特征，
-对在所述第一信号和所述第二信号中所确定的信号特征进行比较。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述第一磁性粒子(110)的定位取决于在所述第一信号(231’)和所述第二信号(232’)中的所述信号特征的幅度。
13.如权利要求11或12所述的方法，其中，所述磁性粒子(100)至少包括第二磁性粒子(120)，其中，所述第二磁性粒子(120)的定位取决于在所述第一信号(231’)和所述第二信号(232’)中的所述信号特征的幅度。
14.如权利要求13所述的方法，所述方法包括以下步骤：在时域中，在所述第一信号(231’)和所述第二信号(232’)中辨别分别与所述第一磁性粒子(110)和所述第二磁性粒子(120)有关的磁化强度响应(111、121)。
15.如权利要求13所述的方法，所述方法包括以下步骤：确定所述第一磁性粒子(110)与所述第二磁性粒子(120)的空间关系。
16.如权利要求11或12所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：产生选择磁场(211)，所述选择磁场的磁场强度具有一空间模式，从而使得在所述作用区域(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)。
17.如权利要求13所述的方法，其中，通过分析所述第一信号(231’)和所述第二信号(232’)来确定所述第一磁性粒子(110)和所述第二磁性粒子(120)的位置。
18.如权利要求11所述的方法，其中，所述磁性粒子(100)显示了多磁畴特性和/或铁磁特性和/或亚铁磁特性。
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