CN106659422A - 为mri和nmr装置提供局域b1磁场的人工结构化单位单元 - Google Patents

Abstract

所描述的实施方式包括系统、设备和方法。一种设备包括至少两组至少两个人工结构化电磁单位单元的阵列。所述至少两组中的每一组被配置为分别相对于MRI或NMR装置的孔的z轴线性地布置。所述至少两组人工结构化电磁单位单元中的每一组被配置成将射频电磁波的入射脉冲变换为射频磁场B₁的脉冲，所述射频磁场B₁垂直于所述z轴的段取向并且在空间上接近所述组。所述设备包括射频电磁波传导结构，所述射频电磁波传导结构被配置为将接收到的射频电磁波的脉冲可选择地分配给所述至少两组中的一组。

Description

为MRI和NMR装置提供局域B1磁场的人工结构化单位单元

优先权申请的所有主题在其不与本文矛盾的程度内通过引用并入本文。

发明内容

例如，本文描述的主题的实施方式包括但不限于一种设备。所述设备包括射频电磁波传导结构，所述射频电磁波传导结构被配置为将射频电磁波的接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到至少两个人工结构化电磁单位单元的阵列。所述设备包括至少两个人工结构化电磁单位单元的所述阵列，所述阵列被配置为通过变换射频电磁波的所述入射脉冲而产生垂直于(transverse to)与磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴平行的准静态磁场B₀取向的射频磁场B₁的脉冲，产生的所述脉冲具有足以在位于孔内的检查区域的至少一部分内的磁活性核(magnetically active nuclei)中激发可检测的磁共振的磁场强度。

例如，本文描述的主题的实施方式包括但不限于一种方法。所述方法包括从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或合成器部件接收射频电磁波的脉冲。所述方法包括将射频电磁波的所述接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到阵列的至少两个人工结构化电磁单位单元。所述方法包括使用所述阵列的所述至少两个人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的所述入射脉冲变换成垂直于与所述磁共振成像或所述核磁共振装置的孔的z轴平行的准静态磁场B₀取向的射频磁场B₁的脉冲，所述射频磁场B₁的所述脉冲具有足以在位于所述孔内的检查区域的至少一部分内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

例如，本文描述的主题的实施方式包括但不限于一种系统。所述系统包括射频电磁波传导结构，所述射频电磁波传导结构被配置为响应于B₁定位控制信号而将射频电磁波的脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配给至少两个可选组的阵列的组。所述系统包括所述至少两个可选组的所述阵列，所述至少两个可选组中的每一组(i)包括至少两个人工结构化电磁单位单元，并且被配置为分别相对于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴线性地布置，以及(ii)分别被配置为将射频电磁波的所述入射脉冲变换为垂直于z轴的段(以下称为“横向段”)取向并且在空间上接近所述组的射频磁场B₁的脉冲。所述系统包括被配置为进行以下操作的控制电路：产生B₁定位控制信号，所述B₁定位控制信号限定射频电磁波的特定入射脉冲到至少两个可选组的所述阵列的每一组的相应功率分布，所述相应功率分布共同限定局域到垂直于所述z轴并在所述孔的检查区域内的选定的任意检查段的射频磁场B₁的特定脉冲，所述局域磁场B₁具有足以在位于选定的所述任意检查段内的磁性活性核中激发可检测的磁共振的强度。在一实施方式中，所述系统包括单位单元控制器，所述单位单元控制器被配置为响应于所述控制信号的梯度分量而电子地控制所述至少两个可选组中的每一组的至少两个电子可控的人工结构化电磁单位单元。

例如，本文描述的主题的实施方式包括但不限于系统。所述系统包括至少两组至少两个人工结构化电磁单位单元。所述至少两组中的每一组被配置为顺序地定位在垂直于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴的相应平面中。至少两组中的每一组包括响应于接收到的B₁定位控制信号可在关闭状态和开启状态之间切换的电子可控射频放大器。至少两组中的每一组包括相应的射频电磁波传导结构，所述射频电磁波传导结构被配置为将射频电磁波的放大脉冲作为射频电磁波的入射放大脉冲传送到所述组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元。每一组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元分别被配置为将射频电磁波的所述入射放大脉冲变换成垂直于z轴的段(以下称为“横向段”)取向并在空间上接近所述组的射频磁场B₁的脉冲。所述系统包括控制电路，所述控制电路被配置为响应于指示被选择用于检查的横向切片的数据而选择垂直于z轴的任意检查段，并且生成限定被分配给至少两组中的每一组的放大状态的B₁定位控制信号。所述放大状态共同限定射频磁场B₁的脉冲，所述射频磁场B₁局域到选定的所述任意检查段并且具有足以在位于选定的所述任意检查段内的磁性活性核中激发可检测磁共振的磁场强度。

例如，本文描述的主题的实施方式包括但不限于一种设备。所述设备包括射频电磁波传导结构，所述射频电磁波传导结构被配置为将射频电磁波作为入射射频电磁波分配到人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件中的每一个组合件。所述设备包括人工结构化电磁单位单元的所述至少两个组合件。所述人工结构化电磁单位单元的每一个组合件被配置为产生垂直于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴取向的射频磁场B₁的脉冲。人工结构化电磁单位单元的每个组合件包括：(i)第一人工结构化电磁单位单元，其被配置为将射频电磁波的所述入射脉冲变换成所述射频磁场B₁的所述脉冲；以及(ii)第二人工结构化电磁单位单元，其将射频电磁波的所述入射脉冲变换为抵消由所述第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场的分量的电场E，由所述人工结构化电磁单位单元共同产生的射频磁场B₁的所述脉冲具有足以在位于孔内的磁活性核中激发磁共振的磁场强度。在一实施方式中，所述设备包括射频电磁波传导结构，所述射频电磁波传导结构被配置为将射频电磁波作为入射射频电磁波分配到人工结构化电磁单位单元的平面组合件。

前述发明内容仅是说明性的并且不旨在以任何方式进行限制。除了上述说明性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下详细描述，进一步的方面、实施方式和特征将变得显而易见。

附图说明

图1示出了包括示例性磁共振成像或核磁共振装置300(包括其一些系统)的环境200；

图2示出了包括设备310的磁共振成像或核磁共振装置300的示例；

图3示出了人工结构化电磁单位单元322的替代实施方式；

图4示出了示例性操作流程400；

图5示出了示例性设备500；

图6示出了被配置为在磁共振成像或核磁共振装置中产生射频磁场B₁的示例性设备605；

图7示出了示例性操作流程；

图8示出了示例性操作流程800；

图9示出了系统902，其包括被配置为生成射频磁场B₁的示例性设备905的实施方式；

图10示出了示例性操作流程1000；

图11示出了示例性设备1100；

图12示出了示例性设备1205；

图13示出了示例性操作流程1300；

图14示出了示例性操作流程1400；和

图15示出了示例性操作流程1500。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参考形成详细描述的一部分的附图。在附图中，类似的符号通常标识相似的组件，除非上下文另有规定。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施方式不意味着限制。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施方式，并且可以进行其它改变。

图1示出了包括示例性磁共振成像或核磁共振装置300(包括其一些系统)的环境200。磁共振成像或核磁共振装置包括产生z轴磁场B₀的永久磁体或超导磁体。例如，永久磁体或超导磁体可以产生至少0.5T的磁场B₀。磁共振成像或核磁共振装置包括梯度线圈装置，梯度线圈装置在沿着z轴的磁场B₀中产生时间线性梯度。另外，磁共振成像或核磁共振装置包括被配置为产生垂直于z轴的射频磁场B₁的装置或设备。

图2示出了包括设备310的磁共振成像或核磁共振装置300的示例。图2A是横截面视图，而图2B是通过磁共振成像或核磁共振装置的孔316的视图。核磁共振装置包括永久磁体或超导磁体312和梯度线圈装置314。该设备包括至少两个人工结构化电磁单位单元322的阵列320。对结合图3提供的单位单元提供附加描述。至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为通过变换射频电磁波的入射脉冲而产生垂直于与磁共振成像或核磁共振装置的孔316的z轴318平行的准静态磁场B₀取向的射频磁场B₁ 328的脉冲。产生的所述脉冲具有足以在位于处于孔内的检查区域的至少一部分内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。该设备包括射频电磁波传导结构380，射频电磁波传导结构380被配置为将射频电磁波的接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配给所述至少两个人工结构化电磁单位单元。在一实施方式中，磁场B₀由磁共振成像或核磁共振装置的主磁体产生。

图3示出了人工结构化电磁单位单元322的替代实施方式。在一实施方式中，人工结构化电磁单位单元可以包括超材料单位单元。在一实施方式中，人工结构化电磁单位单元可以包括超材料蜂窝结构。在一实施方式中，超材料包括从其结构而不是其组成获得其性质的人工结构化材料。在一实施方式中，超材料包括周期性或非周期性结构的宏观复合材料，其功能归因于其蜂窝结构和化学成分。Tie Jun Cui et al.ed.,Metamaterials:theory,design,and applications,2(Springer 2010)。在一实施方式中，人工结构化电磁单位单元具有小于所涉及的射频波长的蜂窝尺寸。在一实施方式中，单位单元是任意形状的单位单元。在一实施方式中，单位单元由具有亚波长尺寸的人工包含物构成。在一实施方式中，人工结构化单位单元的阵列320作为均匀结构或有效介质响应于电场和磁场。在一实施方式中，单位单元中的包含物可以被特别地设计用于介电常数、磁导率和折射率，并且放置在单位单元中的期望位置处。

图3示出了单位单元中的示例性包含物。单位单元可以是谐振的或非谐振的。图3A示出了具有同心开口环插入件324A的单位单元322A。图3B示出了开口环插入件324B的单位单元322B，开口环插入件324B在开口处具有肩部。图3C示出了具有同心盒开口环324C插入件的单位单元322C。图3D示出了具有圆锥形螺旋插入件324D的单位单元322D。图3E示出了具有交错的“L”环插入件324E的单位单元322E。图3F示出了具有“I”形包含物324F的单位单元322F，“I”形包含物324F具有带肩部。图3G示出了具有相对的盒开口环插入件324G的单位单元322G。本领域技术人员可以根据可用的特定设计要求和材料来选择用于单位单元245的包含物。单位单元中的包含物的另一个实例是多匝矩形平面螺旋，或位于不同平面中并通过导电通孔连接的几个这样的螺旋。当连接两个以上这样的平面螺旋时，它们可以被描述为“三维曲折线”。多匝矩形螺旋内含物由Lipworth等人的Scientific Reports 4,3642(2014)；doi:10.1038/srep03642更详细地描述。例如，参见Lipworth的图5。可以从Squid天线实施方案和电感耦合RFID标签得到耦合的多匝矩形平面螺旋插入件的图示。

回到图2，在一实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元322包括至少两个超材料单位单元。在一实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元的单位单元包括具有强磁响应的人工结构化超材料单位单元。在一个实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元的单位单元包括人工结构化高电感密度超材料单位单元。

在一个实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元322包括至少两个周期性排列的人工结构化电磁单位单元。在一个实施方式中，所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个人工结构化亚波长电磁单位单元。在一个实施方式中，所述至少两个人工结构化电磁单位单元分别包括优化以产生高电感密度的开口环谐振器插入件。例如，参见图3B的开口环324B。在一个实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元分别包括被优化以产生高电感密度的两个正交取向的开口环谐振器插入件。在一个实施方式中，所述至少两个人工结构化电磁单位单元分别包括被优化以产生高电感密度的三个正交取向的开口环谐振器插入件。在一个实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元分别包括优化以产生高电感密度的螺旋插入件。在一个实施方式中，螺旋插入件包括被优化以产生高电感密度的矩形或圆形螺旋插入件。在一个实施方式中，所述至少两个人工结构化电磁单位单元的单位单元包括优化以产生高电感密度的圆锥形螺旋或圆柱形螺旋插入件。例如，参见图3D的圆锥形螺旋插入件324D。在一个实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元的单位单元包括被优化以产生高电感密度的两个正交取向的圆锥形螺旋插入件。在一个实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元的单位单元包括被优化以产生高电感密度的三个正交取向的圆柱形螺旋插入件。在一个实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元的单位单元包括被优化以产生高电感密度的锥体螺旋插入件。在一个实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为感应与z轴正交的B₁磁场分量。在一个实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为感应与z轴正交的第一B₁磁场分量和与第一B₁磁场分量正交的第二B₁磁场分量。在一个实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为在所有三个相互正交的方向上感应磁场B₁分量。

在一个实施方式中，人工结构化电磁单位单元322包括磁偶极单位单元的亚波长布置。例如，亚波长布置可以包括具有小于波长的一半的蜂窝尺寸的单位单元。例如，亚波长装置可以包括具有小于波长的四分之一的蜂窝尺寸的单位单元。例如，亚波长布置可以包括深亚波长布置(deeply sub-wavelength arrangement)。例如，亚波长装置可以包括具有小于波长十分之一的蜂窝尺寸的单位单元。在一个实施方式中，单位单元密集地封装以传送相对大的磁场或大的磁通量。在一个实施方式中，人工结构化电磁单位单元包括磁多极单位单元的亚波长布置。在一个实施方式中，人工结构化电磁单位单元包括磁多极单位单元的深亚波长布置。

在一个实施方式中，阵列320被配置为在近场区域中产生磁场B₁。在一个实施方式中，至少两个单位单元322被配置为产生可调谐射频磁场B₁ 328的脉冲。在一个实施方式中，可调谐射频磁场B₁包括频率、振幅或偏振可调谐射频磁场B₁。在一个实施方式中，可调谐射频磁场B₁在10-300MHz范围的一部分上是可调谐的。该频率范围通常用于磁共振成像或核磁共振装置。在一个实施方式中，在用于磁共振成像或核磁共振装置的频率上没有真正的下限。如果主场B₀强度低，则B₁频率可以相应地更低；并且检测效率相应较低。在一实施方式中，产生磁场B的谐振单位单元加载有附加电容器，以便将所得到的谐振频率降低到它们的自然的无负载谐振频率以下。B₁频率的频率上限由高频波衰减和体内电场吸收产生。减小体内的总电场吸收允许使用较高的射频磁场B₁，使得能够实现更高的检测效率。

在一个实施方式中，阵列320被配置成围绕z轴318同轴设置。在一个实施方式中，阵列包括弓形形状，其尺寸被设置成安装或定位在磁共振成像或核磁共振装置的孔316的至少一部分内。在一个实施方式中，弓形形状的尺寸被设定为安装或定位在大约小于孔的圆周的180度。在一个实施方式中，弓形形状的尺寸设置成安装或定位在大约孔的圆周的180度或180度以上。在一个实施方式中，该形状的尺寸被设计为安装或定位在大约小于孔的圆周的270度。在一个实施方式中，阵列具有圆柱形或环形形状，圆柱形或环形形状的尺寸被设定为安装或定位在磁共振成像或核磁共振装置的孔内。在一个实施方式中，阵列包括两个弓形部分，每个弓形部分的尺寸小于孔的圆周的180度，并且安装或定位成跨越z轴线彼此面对。在一个实施方式中，阵列包括两个大致平坦的部分，每个部分被配置为安装或定位成跨越z轴面向另一个。

在一实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元322被配置为产生高感应电磁近场328。在一个实施方式中，至少两个人工结构单元电磁单元被配置为产生磁场主导射频近场，其磁场(B₁)强度和电场(E₁)强度使得(B₁c)/E₁>1(其中“c”是光速)。在一个实施方式中，所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为产生磁场主导射频近场，其中(B₁c)/E₁>10。例如，这相当于(H₁·Z₀)/E₁>10(其中Z₀是自由空间阻抗)。在一个实施方式中，所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为产生包括垂直于z轴318取向的梯度的磁场B₁。在一个实施方式中，所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为产生包括垂直于z轴取向的两个正交梯度的磁场B₁。在一个实施方式中，射频磁场B₁的脉冲相对于z轴线偏振。在一个实施方式中，射频磁场B₁的脉冲相对于z轴圆偏振。

在一个实施方式中，至少两个电磁单位单元322的阵列320还被配置为接收由布置在磁共振成像或核磁共振装置300的检查区域中的磁活性核产生的磁共振信号，以及被配置为产生指示磁共振信号的信号。在一个实施方式中，射频电磁波传导结构380被配置为将射频电磁波的接收脉冲分配给至少两个人工结构化电磁单位单元。

在一个实施方式中，射频电磁波传导结构380被配置为将从磁共振成像或核磁共振装置300的射频功率放大器组件接收的射频电磁波392的脉冲分配到至少两个人工结构化电磁单位单元322。在一个实施方式中，射频电磁波传导结构包括传输线、波导或允许沿着其维度中的至少一个进行场传播的其他场约束结构。在一个实施方式中，波导包括泄漏波导或具有部分场约束的另一场传播结构。在一个实施方式中，射频电磁波传导结构包括射频导电体；例如，高导电率线。

在一个实施方式中，射频电磁波392的脉冲包括射频电磁波的脉冲。在一个实施方式中，响应于磁共振成像或核磁共振装置300的脉冲编程器组件，产生射频电磁波的脉冲。在一个实施方式中，射频电磁波的脉冲由磁共振成像或核磁共振装置的射频振荡器组件产生。在一个实施方式中，射频电磁波的脉冲由磁共振成像或核磁共振装置的射频合成器组件产生。在一实施方式中，响应于至少两个单位单元322的谐振频率来选择射频脉冲的频率。在一个实施方式中，射频脉冲包括成形的射频脉冲。在一实施方式中，射频脉冲包括一个或多个定制的射频正弦脉冲。

在一个实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元322的每个单位单元包括与射频电磁波传导结构380耦合的射频电磁波传导组件。

在替代实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元322包括人工结构化电磁单位单元1220的至少两个组合件1215。例如，图12示出了人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件中的一个组合件。每一个组合件包括被配置成产生射频磁场B₁的脉冲的第一人工结构化电磁单位单元(示为第一单位单元1222.1和1222.2)和被配置为产生抵消由第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场(non-vanishing electric field)的射频电场E的第二人工结构化电磁单位单元(图示为第二单位单元1224.1和1224.2)。这种组合件使得射频磁场B₁的强度与空间中(特别是近场空间中)的射频电场E的强度分离。

图4示出了示例性操作流程400。在开始操作之后，操作流程包括接收操作410。接收操作包括从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或合成器组件接收射频电磁波的脉冲。在一个实施方式中，可以使用射频电磁波传导结构380来实现接收操作，以接收结合图2描述的脉冲392。传播操作420包括将射频电磁波的接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到阵列的至少两个人工结构化电磁单位单元。在一个实施方式中，可以使用射频电磁波传导结构380来实现传播操作，以将脉冲392分配到结合图2描述的阵列320的至少两个人工结构化电磁单位单元322。变换操作430包括使用所述阵列的所述至少两个人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的入射脉冲变换成射频磁场B₁的脉冲，所述射频磁场B₁垂直于与磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴平行的准静态磁场B₀取向。射频磁场B₁的脉冲具有足以在位于处于孔内的检查区域的至少一部分内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。在一实施方式中，变换操作可以通过结合图2描述的阵列320的至少两个人工结构化电磁单位单元322来实现。操作流程包括结束操作。

图5示出了示例性设备500。该设备包括用于从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或合成器部件接收射频电磁波的脉冲的装置510。该设备包括用于将射频电磁波的接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到用于变换射频电磁波的人工结构化装置的装置520。该设备包括人工结构化装置530，人工结构化装置530用于将射频电磁波的入射脉冲变换成射频磁场B₁的脉冲，射频磁场B₁垂直于与磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴平行的准静态磁场B₀取向。射频磁场B₁的脉冲具有足以在位于处于孔内的检查区域的至少一部分内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

图6示出了被配置为在磁共振成像或核磁共振装置中产生射频磁场B1的示例性设备605，例如，诸如结合图1和图2中的环境200描述的磁共振成像或核磁共振装置300。该设备包括至少两个人工结构化电磁单位单元624的至少两组620的阵列610。所述至少两组由组622.1、组622.2、组622.3、组622.4和组622.5示出。至少两组中的每一组被配置为分别相对于磁共振成像或核磁共振装置的孔316的z轴318线性布置。至少两个人工结构化电磁单位单元624的实施方式被示出为人工结构化电磁单位单元的2x2布置。在一实施方式中，例如，至少两个人工结构化电磁单位单元624的组可以包括在围绕该组的周向方向上的数百或数千个单位单元以及跨越该组的宽度的数十或数百个单位单元的布置单位单元。单位单元的人工结构(包括内含物)和单位单元的布置可以由本领域技术人员响应于可用的特定设计要求和材料来选择或设计。例如，图3和所附说明示出了单位单元的若干人工结构。人工结构化电磁单位单元624的至少两组620中的每一组被配置为将射频电磁波的入射脉冲692变换为射频磁场B₁的脉冲，射频磁场B₁垂直于z轴318的段(以下称为“横向段“)而取向并且在空间上接近该组。

例如，单位单元的组622.1被配置为将入射脉冲变换为射频磁场B_1.1的脉冲，射频磁场B_1.1垂直于z轴的段而取向，并且具有接近组622.1的射频磁场B_1.1强度的相当大的部分。在阵列610的示例性操作实施方式中，虽然根本上针对阵列选择设计和材料的功能，但接近组622.1的射频磁场B_1.1的强度可以是接近组622.5的射频磁场B_1.5的强度的至少五倍。类似地，在另一示例性操作实施方式中，接近组622.3的射频磁场B_1.3的强度可以是分别接近组622.1和622.5的射频磁场B_1.1和B_1.5的强度的至少两倍。

设备605包括射频电磁波传导结构680，频电磁波传导结构680被配置为将射频电磁波692的接收脉冲选择性地分配到至少两组620中的一组。在一实施方式中，响应于由控制器672产生的控制信号673而选择性分配。

在一个实施方式中，人工结构化电磁单位单元624的至少两组620的每一组被配置为将射频电磁波692的入射脉冲变换成射频磁场B₁的脉冲，该射频磁场B₁具有足以在位于空间上邻近所述组的横向段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

在一个实施方式中，至少两组620中的组具有环形形状。在一个实施方式中，所述至少两组中的每一组具有环形形状。在一个实施方式中，所述至少两组中的每一组被配置为围绕z轴318同轴布置。在一个实施方式中，所述至少两组中的每一组被配置为同轴布置并围绕z轴顺序地定位。在一实施方式中，所述至少两组中的每一组被配置为顺序地定位在垂直于z轴的相应平面中。

在一个实施方式中，至少两组620中的每一组被配置为将射频电磁波的入射脉冲692变换为射频磁场B₁的脉冲，该射频磁场B₁垂直于与z轴318平行的准静态磁场B₀的段而取向，并且在空间上接近该组。

在一个实施方式中，至少两组620每个包括至少两个人工结构化电磁单位单元625的至少两个可随机访问的组。在一个实施方式中，至少两个可随机访问的组中的一组的至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个电子可控的人工结构化电磁单位单元。在一个实施方式中，所述至少两个可随机访问的组中的一组的至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个有源(active)的人工结构化电磁单位单元。例如，有源人工结构化电磁单位单元可以包括有源集总元件单位单元。例如，有源人工结构化电磁单位单元可以包括电子可控的或可切换的单位单元。在一实施方式中，一组中的至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个供电的人工结构化电磁单位单元。在Y.Yuan等人的Zero loss magneticmetamaterials using powered active unit cells,Vol.17,No.18Optics Express13136(Aug.31,2009)中描述了供电的人工结构化电磁单位单元的示例。在一个实施方式中，所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个自谐振人工结构化电磁单位单元。在一个实施方式中，所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个电子可控的人工结构化电磁单位单元。在一个实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元的组包括至少两个可随机访问的人工结构化电磁单位单元。在一实施方式中，一组中的至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为产生可调谐射频磁场B₁的脉冲。在一实施方式中，可调谐射频磁场包括在通常由磁共振成像或核磁共振装置300使用的10-300MHz范围的一部分上可调谐。

在一个实施方式中，至少两组620中的第一组包括至少两个人工结构化电磁单位单元624，至少两个人工结构化电磁单位单元624被配置为产生磁场主导射频近场，其磁场和电场强度使得(B₁c)/E₁>1。所述至少两组中的第二组包括被配置为产生抵消由第一组人工结构化电磁单位单元产生的非零电场的电场的至少两个人工结构化电磁单位单元。

在一个实施方式中，至少两组620中的每一组中的至少两个人工结构化电磁单位单元624包括人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件。例如，图12示出了人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件中的一个组合件1215。在该实施方式中，人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件中的每一个组合件包括：(i)第一人工结构化电磁单位单元(图示为第一单位单元1222.1和1222.2)，其被配置成将射频电磁波的入射脉冲变换为射频磁场B₁的脉冲，以及(ii)第二人工结构化电磁单位单元(示为第二单位单元1224.1和1224.2)，其被配置为将射频电磁波的入射脉冲变换为抵消由第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量的电场E。

图7示出了示例性操作流程。在开始操作之后，操作流程包括接收操作710。接收操作包括从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或信号合成器组件接收射频电磁波的脉冲。在一个实施方式中，接收操作可以通过射频电磁波传导结构680接收如结合图6所描述的脉冲692来实现。传播操作720包括将射频电磁波的接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到至少两个人工结构化电磁单位单元的至少两组的阵列中的一个选定组。在一个实施方式中，传播操作可以通过使用耦合到人工结构化电磁单位单元624的至少两组620的每一组的相应的射频电磁波传导子结构来实现，在图6中示出为子结构682.1-682.5。变换操作730包括使用至少两个人工结构化电磁单位单元的所选择的组将射频电磁波的入射脉冲变换成射频磁场B₁的局域脉冲，射频磁场B₁垂直于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴取向。在一个实施方式中，可以使用所述至少两组620中至少两个人工结构化电磁单位单元的所选组(例如，结合图6描述的组622.3)来实现变换操作。操作流程包括结束操作。

在变换操作730的实施方式中，射频磁场B₁的局域脉冲740具有足以在位于磁性活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度，所述磁性活性核位于处于孔内的检查区域的横向段的至少一部分内。在变换操作的一个实施方式中，变换包括将射频电磁波的入射脉冲变换成射频磁场B₁的脉冲，射频磁场B₁垂直于与z轴平行的准静态磁场B₀的段而取向并且在空间上接近该组。在一实施方式中，操作流程包括响应于指示选择用于检查的横向切片的沿着z轴的位置的数据而选择至少两个人工结构化电磁单位单元的至少两组中的一组。

回到图6：图6还示出了系统602，系统602包括示例系统602和设备605的替代实施方式，其被配置为在磁共振成像或核磁共振装置中(例如，诸如在结合图1中的环境200描述的磁共振成像或核磁共振装置300中)产生射频磁场B₁。该系统包括至少两个人工结构化电磁单位单元624的至少两组620的阵列610。所述至少两组中的每一组被配置为分别相对于磁共振成像或核磁共振装置的孔316的z轴318线性地布置。至少两个人工结构化电磁单位单元的每一组分别被配置为将射频电磁波的入射脉冲692变换为垂直于z轴318的段(以下称为“横向段”)取向并在空间上接近该组的射频磁场B₁的脉冲。

系统602包括射频电磁波传导结构680，射频电磁波传导结构680被配置为响应于B₁定位控制信号673而将射频电磁波的脉冲692作为射频电磁波的入射脉冲分配到至少两组620中的可选组。该系统包括控制电路672，控制电路672被配置为生成B₁定位控制信号，该B₁定位控制信号限定射频电磁波的特定入射脉冲到至少两组中的每一组的相应功率分布。相应功率分布共同地限定局域到垂直于z轴318并且在孔316的检查区域内的所选择的任意检查段的射频磁场B₁的特定脉冲。局域磁场B₁具有足以在位于所选择的任意检查段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的强度。

在一个实施方式中，至少两组620中的每一组分别可独立于其在阵列610中的相应位置或序列而单独可访问或可控制。例如，单位单元的任何组与阵列中的单位单元中的任何其他组可同样容易且有效地被访问或控制，无论阵列中存在多少其他组。在一个实施方式中，可单独访问或可控的包括访问或控制阵列中的至少两个单位单元中的任何组的能力，而与其在阵列中的位置、大小、特性等无关。在一个实施方式中，至少两组中的每一组分别是电子可访问的或独立于其他组可控制的。在一个实施方式中，所选择的任意检查段包括具有中心线在z轴318上的所选择的圆柱形任意横向段。在一个实施方式中，所选择的任意检查段包括垂直于z轴并具有相对于z轴的厚度的选定任意段。在一个实施方式中，所选择的任意检查段包括在空间上接近所述至少两组中的一组的至少一个横向段。在一个实施方式中，所选择的任意检查段在其z轴边界内包括被选择用于检查的检查区域的横向切片。在一实施方式中，局域脉冲具有足以在位于检查区域的横向切片内的磁性活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

在一个实施方式中，系统602包括接收器674，接收器674被配置为接收指示选择用于检查的横向切片的沿着z轴318的位置的数据。在一实施方式中，控制电路672被配置为响应于指示切片的沿着z轴的位置的数据选择任意检查段。

在一个实施方式中，射频磁场B₁的局域脉冲产生被局域以包括所选择的任意检查段的准聚焦射频磁场B₁。在一个实施方式中，射频磁场B₁的局域脉冲产生被局域以包括所选择的任意检查段的近场磁场扇形波束图案。在一实施方式中，局域脉冲具有足以在位于所选择的任意检查段中的潜在检查对象中的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。例如，潜在的检查对象可以包括人、动物对象或无生命物体。

示例系统602和设备605的优点包括产生比由传统磁共振成像或核磁共振装置的“标准”磁场B₁产生器产生的电场密度(和相应的SAR)更低的电场密度，特别是在检查切片本身。示例系统和设备在检查切片中产生平均E/(Bc)比，其小于在在相同频率下操作并产生传统磁共振成像或核磁共振装置的相同平均B场强度的相同尺寸的简单螺线管发生器内的平均E/(Bc)比。

在一个实施方式中，射频磁场B₁的局域脉冲包括所选择的任意检查段中的第一电场强度，并且包括检查区域的另一任意横向段中的第二电场强度，所述第二电场强度小于所述第一电场强度。例如，组622.3可以创建射频磁场B_1.3的局域脉冲和在接近组622.4的所选择的任意检查段中的附随(accompanying)第一电场强度，以及在接近组622.2的另一个任意横向段中的附随第二电场强度。在一个实施方式中，另一任意横向段邻接所选择的任意检查段。在一个实施方式中，另一任意横向段具有沿z轴的等于或大于所选任意横向段的z轴厚度。在一实施方式中，射频磁场B₁的局域脉冲包括所选择的任意检查段中的第一射频电场强度，并且包括在检查区域的第二任意横向段中的第二射频电场强度。第二射频电场强度小于第一射频电场强度。

用于计算静电场或准静态场的能量密度或每单位体积的能量的公式为：

在人体组织中，ε₀被组织的介电常数的实部ε'代替。耗散速率密度的公式是类似的；它与上述相同，但是ε'被电导率代替。比吸收率(以W/kg计量)定义为耗散速率密度(以W/m³计量)除以密度。

在一个实施方式中，第二任意横向段邻接所选择的任意检查段。在一个实施方式中，第二任意横向段具有等于或大于所选择的任意检查段的z轴厚度。在一个实施方式中，第二射频电场强度小于第一射频电场强度的66％。在一个实施方式中，第二电场强度小于第一电场强度的50％。在一个实施方式中，第二电场强度小于第一电场强度的33％。

在一实施方式中，相应功率分布还共同地限定射频磁场B₁的特定脉冲，从而在所选择的任意检查段中产生最小化比吸收率(SAR)。在一实施方式中，响应于提供最小化SAR的局域脉冲相应功率分布的基于模型的估计来配置所述限定的射频磁场B₁的特定脉冲。在一实施方式中，响应于成组的可配置规则来优化基于模型的估计。在一实施方式中，从至少两个可用分布方案的最佳可用分布方案中选择相应功率分布的基于模型的估计。在一实施方式中，从计算机可读存储介质检索相应功率分布的基于模型的估计。在一实施方式中，相应功率分布在运行中经验地确定。在一实施方式中，相应功率分布响应于同时确定的射频磁场B₁的分布，射频磁场B₁局域到具有最小化SAR的所选择的任意检查段。在一实施方式中，同时确定的分布响应于从至少一个射频电场传感器同时接收的数据。在一实施方式中，同时确定的分布响应于成组的规则。在一实施方式中，响应于矩阵因子分解或响应于基于矩阵分解的优化技术来选择相应功率分布。在一实施方式中，响应于基于梯度下降的优化技术选择相应功率分布。在一实施方式中，响应于奇异值分解优化技术选择相应功率分布。在一实施方式中，响应于基于主成分分析的优化技术选择相应功率分布。在一实施方式中，响应于试验和误差或响应于基于蛮力(brute force)的优化技术来选择相应功率分布。在一实施方式中，响应于最佳可用的相应功率分布来选择相应功率分布。

在一实施方式中，射频磁场B₁的局域脉冲包括(i)所选择的任意检查段中的第一射频电场强度，(ii)在检查区域的邻接所选择的任意横向段的第二任意横向段中的第二射频电场强度，以及(iii)在检查区域的邻接所选择的任意横向段并且与第二任意横向段相对定位的第三任意横向段中的第三射频电场强度。在该实施方式中，第二和第三射频电场强度各自小于第一射频电场强度。在一实施方式中，第三任意横向段具有等于或大于所选择的任意检查段的z轴厚度。在一实施方式中，第二射频电场强度小于第一射频电场强度的66％。在一实施方式中，第二电场强度小于第一电场强度的50％。在一实施方式中，第二电场强度小于第一电场强度的33％。

在一实施方式中，射频磁场B₁的局域脉冲被配置为在位于所选择的任意检查段中的检查对象中产生第一比吸收率(SAR)(W/kg)，并且在检查区域的另一任意横向段中产生第二SAR，第二SAR小于第一SAR。在一个实施方式中，第二SAR小于第一SAR的66％。在一实施方式中，第二SAR小于第一SAR的50％。在一实施方式中，第二SAR小于第一SAR的33％。在一实施方式中，射频磁场B₁包括可调谐射频磁场B₁的脉冲。

在一实施方式中，相应功率分布还包括共同限定在所选择的任意检查段中产生最小化比吸收率(SAR)的射频磁场B₁的特定脉冲的相应功率分布。在一实施方式中，响应于提供最小化SAR的局域脉冲相应功率分布的基于模型的估计来配置所限定的射频磁场B₁的特定脉冲。在一实施方式中，响应于成组的可配置规则来优化基于模型的估计。在一实施方式中，从至少两个可用分布方案的最佳可用分布方案中选择相应功率分布的基于模型的估计。在一实施方式中，从计算机可读存储介质检索相应功率分布的基于模型的估计。在一实施方式中，相应功率分布在运行中经验地确定。在一个实施方式中，相应功率分布响应于局域到具有最小化SAR的所选择的任意检查段的射频磁场B₁的同时确定的分布。在一实施方式中，同时确定的分布响应于从至少一个射频电场传感器同时接收的数据。在一实施方式中，同时确定的分布响应于成组的规则。在一实施方式中，响应于矩阵因子分解或基于矩阵分解的优化技术来选择相应功率分布。在一实施方式中，响应于基于梯度下降的优化技术选择相应功率分布。在一实施方式中，响应于奇异值分解优化技术选择相应功率分布。在一实施方式中，响应于基于主成分分析的优化技术选择相应功率分布。在一实施方式中，响应于试验和误差或基于蛮力的优化技术来选择相应功率分布。在一实施方式中，响应于最佳可用的相应功率分布来选择相应功率分布。

在一实施方式中，相应功率分布还包括共同限定产生在检查对象中产生的总比吸收率(SAR)与所选择的任意检查段中产生的平均总SAR的所选择的比率的射频磁场B₁的特定脉冲的相应功率分布。在一实施方式中，所选择的比率包括选择的最小化比率。在一实施方式中，响应于在检查对象中产生的总比吸收率(SAR)相对于在所选择的任意检查段中产生的平均总SAR的基于模型的估计来选择所选择的比率。在一实施方式中，响应于成组的规则来选择所选择的比率。在一实施方式中，响应于矩阵因子分解或基于矩阵分解的优化技术来选择所选择的比率。在一实施方式中，响应于基于梯度下降的优化技术来选择所选择的比率。在一实施方式中，响应于奇异值分解优化技术来选择所选择的比率。

在一个实施方式中，至少两组620的阵列620是电子可控的，以启动对所选择的任意段产生射频磁场B₁的脉冲。

在一实施方式中，射频电磁波传导结构680被配置为从磁共振成像或核磁共振装置300的射频功率放大器组件接收射频电磁波的脉冲692。参见图1和图2。在一实施方式中，射频电磁波传导结构包括响应于B₁定位控制信号673并耦合在射频电磁波传导结构的主要部分和射频电磁波传导结构的次要部分682之间的电子可控开关686。次要部分耦合到至少两组620中的至少一组。在一实施方式中，射频电磁波传导结构的次要部分包括耦合到至少两组人工结构化电磁单位单元中的每一组的相应的射频电磁波传导子结构。例如，波传导子结构部分682.1耦合在传导结构680和组622.1之间。类似地，波传导子结构部分682.2-682.5分别耦合在射频电磁波传导结构的主要部分和组622.2-622.5之间。

在一实施方式中，相应功率分布限定射频磁场B₁的脉冲，射频磁场B₁垂直于z轴318取向并且在孔316的检查区域内。在一实施方式中，所选择的任意检查段包括在其z轴向边界内被选择用于检查的横向切片。例如，在成像过程期间，所选择的检查段沿着z轴步进或移动。在该示例中，通过选择哪一组或哪几组至少两个单位单元接收射频电磁波的脉冲692的分布来选择性地沿着z轴使射频磁场B₁的局域脉冲步进或移动。

在一实施方式中，局域脉冲具有足以在位于所选择的任意检查段的横向切片内的磁性活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

在一实施方式中，相应功率分布限定被局域到所选择的任意检查段并且具有基本均匀的磁场强度的射频磁场B₁的特定脉冲。在一实施方式中，基本均匀的磁场强度包括小于射频磁场B₁强度在整个所选择的任意检查段上的百分比变化的约十分之一。在一实施方式中，基本均匀的磁场强度包括射频磁场B₁强度在整个所选择的任意检查段上的小于约百分之一的变化。在一个实施方式中，基本均匀的磁场强度包括射频磁场B1强度在整个所选择的任意检查段上的小于约百分之十的变化。在一个实施方式中，基本均匀的磁场强度包括射频磁场B₁强度在整个所选择的任意检查段上的小于二倍(by a factor of less thantwo)的变化。在一实施方式中，基本均匀的磁场强度包括射频磁场B₁强度在整个所选择的任意检查段上的小于十倍的变化。

在一实施方式中，相应功率分布包括提供局域到所选择的任意检查段的射频磁场B₁的脉冲的相应功率分布的基于模型的估计。在一实施方式中，响应于成组的规则优化基于模型的估计。例如，所述规则可以是可配置的。在一实施方式中，从至少两个可用分布方案的最佳可用分布方案中选择相应功率分布的基于模型的估计。在一实施方式中，从计算机可读存储介质检索相应功率分布的基于模型的估计。在一实施方式中，相应功率分布在运行中凭经验确定。在一实施方式中，相应功率分布的基于模型的估计响应于局域到所选择的任意检查段的射频磁场B₁的同时确定的分布。在一实施方式中，相应功率分布的基于模型的估计响应于从定位在孔内的至少一个射频磁场传感器同时接收的数据。在一实施方式中，相应功率分布的基于模型的估计响应于位于检查区域的至少一部分内的磁活性核中检测到的磁共振。例如，检测到的磁共振可以来自先前的局域脉冲。例如，如果脉冲振幅不足以检测磁共振，或者太强，则可以通过改变分布来改变脉冲的振幅。

在一实施方式中，相应功率分布限定局域到所选择的任意检查段的射频磁场B₁的优化脉冲。在一实施方式中，响应于成组的规则来选择优化脉冲。在一实施方式中，响应于矩阵因子分解或基于矩阵分解的优化技术来选择优化脉冲。在一实施方式中，响应于基于梯度下降的优化技术来选择优化脉冲。在一实施方式中，响应于奇异值分解优化技术选择优化脉冲。在一实施方式中，响应于基于主成分分析的优化技术来选择优化脉冲。在一实施方式中，响应于试验和误差或基于蛮力的优化技术来选择优化脉冲。在一实施方式中，响应于最佳可用的相应功率分布来选择优化脉冲。在一实施方式中，优化脉冲包括局域到所选择的任意检查段并且具有足以在位于所选择的任意检查段内的磁性活性核中激发可检测磁共振的磁场强度的射频磁场B₁的脉冲。优化脉冲受限于将横向段内的电场强度限制为小于预选值的约束。

在一实施方式中，至少两组620中的每一组的单位单元624包括至少两个电子可控的人工结构化电磁单位单元。在一个实施方式中，至少两组中的每一组的单位单元包括至少两个电子可控的、可随机访问的人工结构化电磁单位单元。例如，单位单元可以单独地或成组地可随机访问。

在一实施方式中，由控制信号673限定的相应功率分布还包括与z轴318正交的射频磁场B₁强度的梯度分量。例如，B₁场强度的正交变化可以是被创建以响应正被成像的对象中的厚度变化。梯度分量可以由在至少两组620的组内的电子可控单位单元实现。在一实施方式中，梯度分量包括在与z轴正交的两个相应方向上的梯度分量。在一实施方式中，系统602包括单位单元控制器(未示出)，该单位单元控制器被配置为响应于控制信号的梯度分量而电子地控制至少两组620中的每一组的至少两个电子可控的人工结构化电磁单位单元624。

在一实施方式中，至少两组620中的每一组的至少两个人工结构化电磁单位单元624包括被配置为生成与z轴正交的磁场分量的单层的至少两个人工结构化电磁单位单元。在一个实施方式中，至少两组中的每一组的至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个人工结构化电磁单位单元的第一层和至少两个人工结构化电磁单位单元的第二层，所述第一层的单位单元被配置为产生与所述z轴正交的磁场分量，所述第二层的单位单元被配置为产生与所述第一层单位单元的磁场分量正交的磁场分量。在一实施方式中，所述至少两组中的每一组的至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个人工结构化电磁单位单元的第一层、至少两个人工结构化电磁单位单元的第二层、以及至少两个人工结构化电磁单位单元的第三层，所述三层单位单元组合地被配置成在所有三个相互正交的方向上产生磁场分量。

在一实施方式中，至少两组620中的每一组的至少两个人工结构化电磁单位单元624包括至少两个人工结构化电磁单位单元的单层，其组合地被配置为在两个正交方向上产生射频磁场B₁。在一实施方式中，所述至少两组中的每一组的至少两个人工结构化电磁单位单元包括所述至少两个人工结构化电磁单位单元的单层，其组合地被配置为在所有三个相互正交的方向上产生射频磁场B₁。

图8示出了示例性操作流程800。在开始操作之后，操作流程包括接收操作810。接收操作包括从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或信号合成器部件接收射频电磁波的脉冲。在一个实施方式中，可以使用射频电磁波传导结构680来实现接收操作，以接收结合图6所描述的脉冲692。定位操作820包括生成B₁定位控制信号，B₁定位控制信号限定所述射频电磁波的脉冲到所述至少两个人工结构化电磁单位单元的所述至少两个可选组中的每个组的相应功率分布。所述至少两个可选组中的每一组被配置为分别相对于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴线性地布置。相应功率分布共同地限定局域到垂直于z轴的选定的任意检查段并且在孔的检查区域内的射频磁场B₁的脉冲。在一实施方式中，可以使用结合图6描述的控制器672来实现定位操作。传播操作830包括根据B₁定位控制信号将射频电磁波的接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到至少两个可选组。在一实施方式中，可以使用结合图6描述的电磁波传导结构680、电子可控开关686和波传导子结构部分682.1-682.5来实现传播操作。变换操作840包括：使用该组的至少两个人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的入射脉冲变换成垂直于所选择的任意检查段取向的射频磁场B₁的局域脉冲。局域脉冲具有足以在位于所选择的任意检查段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的强度。在一实施方式中，变换操作可以由结合图6描述的至少两组620的组的至少两个人工结构化电磁单位单元624实现。操作流程包括结束操作。

在一实施方式中，操作流程800可以包括至少一个附加操作。所述至少一个附加操作可以包括响应于指示选择用于检查的横向的沿着z轴的切片的位置的数据来选择任意检查段。

图9示出了系统902，其包括被配置为在磁共振成像或核磁共振装置中产生射频磁场B₁的示例性设备905的实施方式，例如，如结合图1中的环境200描述的磁共振成像或核磁共振装置。系统包括至少两个人工结构化电磁单位单元924的至少两组920的阵列910。所述至少两组中的每一组被配置为顺序地定位在垂直于磁共振成像或核磁共振装置的孔316的z轴318的相应平面中。至少两组中的每一组包括相应的电子可控的射频放大器960(由放大器960.1-960.5示出)，射频放大器960响应于接收到的B₁定位控制信号973在关闭状态和开启状态之间可切换的，并且被配置为在开启状态下通过或放大射频电磁波992的接收脉冲。例如，与组922.1相关联的电子可控的射频放大器由电子可控的射频放大器960.1示出，该电子可控的射频放大器960.1耦合在主要射频电磁波传导结构980和次要射频电磁波传导结构982.1之间。与组922.2-922.5相关联的电子可控的射频放大器类似地在图9中示出。至少两组中的每一组包括相应的次要射频电磁波传导结构，其被配置为将射频电磁波的放大脉冲作为射频电磁波的入射放大脉冲传送到至少两个人工结构化电磁单位单元。相应的次要射频电磁波传导结构被示意性地示出为次要射频电磁波传导结构982.1-982.5。在一实施方式中，相应的次要射频电磁波传导结构将形成包围至少两组中的每一组的结构。

至少两组920中的每一组的至少两个人工结构化电磁单位单元924分别被配置为将所传送的射频电磁波的入射放大脉冲变换成射频磁场B₁的脉冲，射频磁场B₁垂直于z轴318的段(下文称为“横向段”)并且在空间上接近该组。至少两个人工结构化电磁单位单元924被示出为2x2布置的人工结构化电磁单位单元。在一实施方式中，例如，至少两个人工结构化电磁单位单元924的组可以包括在该组的周围的数百或数千个单位单元以及在组的宽度上的数十或数百个单位单元的单位单元的布置。包括包含物的单位单元的人工结构可以由本领域技术人员响应于可用的特定设计要求和材料来选择或设计。例如，图3和所附说明示出了单位单元的若干人工结构。

系统905包括控制电路972，控制电路972被配置为响应于指示被选择用于检查的横向切片的数据来选择垂直于z轴318的任意检查段。控制电路被配置为产生限定分配给至少两组920中的每一组的放大状态的B₁定位控制信号673。放大状态共同限定被局域到所选择的任意检查段并且具有足以在位于所选择的任意检查段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度的射频磁场B1的脉冲。

在系统905的实施方式中，至少两组920中的每一组的每个射频放大器960可在开启状态和关闭状态之间电子地切换。在一实施方式中，所述至少两组中的每一组的每个射频放大器包括电子可控的可变增益放大器。在一个实施方式中，B₁控制信号973包括分配给至少两组中的一组的放大参数。在一实施方式中，至少两组中的每一组包括电子可控射频放大器和电子可控移相器或可变相位延迟线。在一实施方式中，从磁共振成像或核磁共振装置300的射频信号发生器或合成器组件接收射频电磁波992的脉冲。在一实施方式中，数据包括指示被选择用于检查的横向切片沿着z轴318的位置的数据。在一个实施方式中，所限定的局域到所选择的任意检查段的射频磁场B₁的脉冲包括具有足以在位于所选择的任意段内的磁活性核中激发可检测磁共振的强度的磁场。

在一实施方式中，放大状态共同限定被局域到所选择的任意检查段的射频磁场B₁的优化脉冲。在一实施方式中，响应于成组的可配置规则来选择优化脉冲。在一实施方式中，响应于矩阵因子分解或基于矩阵分解的优化技术来选择优化脉冲。在一实施方式中，优化脉冲包括局域到所选择的任意检查段并且具有足以在位于所选择的任意检查段内的磁活性核中激发可检测磁共振的磁场强度的射频磁场B₁的脉冲。优化脉冲受到将所选择的任意检查段内的电场强度限制为小于预选值的约束。

在系统905的实施方式中，射频磁场B₁的局域脉冲包括所选择的任意检查段中的第一电场强度，并且包括检查区域的另一任意横向段中的第二电场强度。第二电场强度小于第一电场强度。在一个实施方式中，另一任意横向段邻接所选择的任意检查段。

在系统905的实施方式中，射频磁场B₁的局域脉冲包括(i)所选择的任意检查段中的第一射频电场强度，(ii)所述检查区域的邻接所选择的任意横向段的第二任意横向段的第二射频电场强度，以及(iii)所述检查区域的邻接所选择的任意横向段并且与所述第二任意横向段相对定位的第三任意横向段中的第三射频电场强度。在该实施方式中，第二和第三射频电场强度各自小于第一射频电场强度。

在系统905的实施方式中，射频磁场B₁的局域脉冲被配置为在位于所选择的任意检查段中的潜在检查对象中产生第一比吸收率(SAR)，并且在检查区域的另一个任意横向段中产生第二SAR。在本实施方式中，第二SAR小于第一SAR。SAR通常表示为瓦/千克。

在系统905的实施方式中，可能的放大状态包括开启状态或关闭状态。在一实施方式中，对于三个组920中的至少一个组，放大状态包括关闭状态。在一实施方式中，B₁定位控制信号限定分配给至少两组中的每一组的放大状态和放大参数。在一实施方式中，B₁定位控制信号限定射频电磁波的特定入射脉冲到至少两组中的每一组的相应功率分布和相位延迟(包括零相位延迟和非零相位延迟)。在一实施方式中，放大参数包括分配给至少两组中的每一组的振幅或相位。

在系统905的实施方式中，控制电路972包括控制电路，其被配置为(i)响应于指示被选择用于检查的横向切片的数据选择垂直于z轴318的任意检查段，(ii)选择至少两组920中的至少一个组以将射频磁场B₁的局域脉冲传送到所选择的任意检查段，(iii)限定局域到所选择的任意检查段并且具有足以在位于所选择的任意段内的磁性活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度的射频磁场B₁的脉冲，并且响应于此(iv)以产生限定分配给所述至少两组中的每一组的放大状态的B₁定位控制信号。在一实施方式中，(iii)限定包括限定局域到所选择的任意检查段的射频磁场B₁的优化脉冲。

在系统905的实施方式中，至少两组920中的第一组包括第一组至少两个人工结构化电磁单位单元924，其被配置为产生磁场主导射频近场，其磁场和电场强度使得(B₁c)/E₁>1，并且所述至少两组的第二组包括被配置为产生抵消由所述第一组人工结构化电磁单位单元产生的非零电场的电场的至少两个人工结构单元电磁单元。

在一实施方式中，系统905包括接收器974，接收器974被配置为接收指示被选择用于检查的横向切片沿着z轴318的位置的数据。在一实施方式中，控制电路972被配置为响应于指示切片的沿着z轴的位置的数据来选择任意检查段。

在系统905的实施方式中，每一组至少两个人工结构化电磁单位单元包括如结合图12所描述的人工结构化电磁单位单元1215的至少两个组合件。在该实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元的每一个组合件包括被配置为产生射频磁场B₁的脉冲的第一人工结构化电磁单位单元1222和被配置为产生抵消由第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量的电场E的第二人工结构化电磁单位单元1224。

在系统905的实施方式中，所生成的B₁定位控制信号限定分配给每一组的至少两个组合件中的每一个组合件的至少两个人工结构化电磁单位单元的放大状态和相位。限定的放大状态和相位共同限定局域到所选择的任意检查段并且具有在所选择的任意检查段上平均的选定E/(Bc)比的射频磁场B₁的优化脉冲。在一实施方式中，所选定E/(Bc)比包括在所选择的任意检查段上平均的最小化E/(Bc)比。在一实施方式中，所选定E/(Bc)比包括在所选择的任意检查段上平均的优化E/(Bc)比。在一实施方式中，响应于成组的可配置规则来选择优化E/(Bc)比。在一实施方式中，响应于矩阵因子分解或基于矩阵分解的优化技术来选择优化E/(Bc)比。

在系统905的实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元924包括至少两个电可控的人工结构化电磁单位单元。在一实施方式中，至少两个人工结构化电磁单位单元的组包括至少两个可随机访问的、电可控的人工结构化电磁单位单元。在一实施方式中，所述至少两个电可控的人工结构化电磁单位单元被配置成在整个所选择的横向段上产生射频磁场B₁强度的梯度。

图10示出了示例性操作流程1000。在开始操作之后，操作流程包括接收操作1010。接收操作包括从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或信号合成器组件接收射频电磁波的脉冲。在一实施方式中，可以使用主要射频电磁波传导结构980来实现接收操作，以接收结合图9所描述的射频电磁波992的脉冲。选择操作1020包括响应于指示被选择用于检查的横向切片的位置的数据选择垂直于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴的任意检查段。在一实施方式中，可以使用结合图9描述的控制器973来实现选择操作。定位操作1030包括生成B₁定位控制信号，其限定分配给至少两组至少两个人工结构化电磁单位单元中的每一组的放大状态。阵列的至少两组中的每一组被顺序地定位在垂直于z轴的相应平面中。放大状态共同地限定垂直于与孔的z轴平行的准静态磁场B₀的射频磁场B₁的局域脉冲。局域脉冲具有足以在位于所选择的任意检查段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的强度。在一实施方式中，可以使用结合图9描述的控制器972来实现定位操作。调节操作1040包括将至少两组中的一组中的电子可控射频放大器切换到响应于B₁定位控制信号的状态并响应于此而相应地放大射频电磁波的接收脉冲。例如，放大器可以被置于开启状态、关闭状态或被选择的放大电平状态。在一实施方式中，可以通过使用控制信号973来接通结合图9描述的放大器960.1-960.5中的至少一个来实现调节操作。传播操作1050包括将放大的射频电磁波的接收脉冲作为将射频电磁波的入射放大脉冲发射到所述组的至少两个人工结构化电磁单位单元。在一实施方式中，可以使用结合图9描述的次要射频电磁波传导结构982.1-982.5中的至少一个来实现传播操作。变换操作1060包括使用至少两个人工结构化电磁单位单元的至少两组中的一组来将射频电磁波的入射放大脉冲变换为射频磁场B₁的局域脉冲。可以使用结合图9描述的至少两组920中的组的至少两个人工结构化电磁单位单元924来实现变换操作。操作流程包括结束操作。在一个实施方式中，操作流程包括接收指示被选择用于检查的横向切片的位置的数据。

图11示出了示例性设备1100。该设备包括用于从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或信号合成器部件接收射频电磁波的脉冲的装置1110。该设备包括用于响应于指示被选择用于检查的横向切片的位置的数据选择垂直于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴的任意检查段的装置1120。该设备包括用于生成B₁定位控制信号的装置1130，B₁定位控制信号限定分配给阵列的至少两个人工结构化电磁单位单元的至少两组中的每一组的放大状态。阵列的至少两组中的每一组被顺序地定位在垂直于z轴的相应平面中。放大状态共同限定射频磁场B₁的局域脉冲，射频磁场B₁垂直于与孔的z轴平行的准静态磁场B₀取向，并且具有足以在位于所选择的任意检查段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的强度。该设备包括用于将至少两组中的一组中的电子可控射频放大器切换到响应于B₁定位控制信号的状态并且响应于此而相应地放大射频电磁波的接收脉冲的装置1140。该设备包括用于将放大的射频电磁波的接收脉冲作为射频电磁波的入射放大脉冲传送到该组的至少两个人工结构化电磁单位单元的装置1150。该设备包括用于使用至少两个人工结构化电磁单位单元的至少两组中的一组将射频电磁波的入射放大脉冲变换为射频磁场B₁的局域脉冲的装置1160。

图12示出了设备1205的示例。该设备包括人工结构化电磁单位单元1220的组合件1215。人工结构化电磁单位单元包括第一人工结构化电磁单位单元，第一人工结构化电磁单位单元被配置为将入射射频电磁波1292变换为垂直于组合件的平面的射频磁场B₁。组合件的平面示为X-Y-Z轴1292的X轴和Z轴内。第一人工结构化电磁单位单元由人工结构化电磁单位单元1222.1示出。另一第一人工结构化电磁单位单元由人工结构化电磁单位单元1222.2示出。人工结构化电磁单位单元包括第二人工结构化电磁单位单元，第二人工结构化电磁单位单元被配置为将另一个入射射频电磁波变换成抵消由第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量的电场E。第二人工结构化电磁单位单元由人工结构化电磁单位单元1224.1示出。另一第二人工结构化电磁单位单元由人工结构化电磁单位单元1224.2示出。在一实施方式中，第二人工结构单位单元可以装载有集总电容器以降低其谐振频率。在一实施方式中，入射射频电磁波1292包括另一个入射射频电磁波。在一实施方式中，另一入射射频电磁波与入射射频电磁波1292不同。

在一实施方式中，组合件1215包括人工结构化电磁单位单元1220的平面组合件。在一实施方式中，组合件包括人工结构化电磁单位单元的弧形组合件1220。在一实施方式中，阵列包括人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件。在一实施方式中，第一人工结构化电磁单位单元和第二人工结构化电磁单位单元分别配置成在垂直于组合件平面的射频磁场B中产生选定E/(Bc)比。在一实施方式中，第一人工结构化电磁单位单元和第二人工结构化电磁单位单元分别被配置成在垂直于组合件平面的射频磁场B中产生选定的最小E/(Bc)比。

在一实施方式中，抵消电场E包括偏移(offsetting)电场E。在一实施方式中，抵消电场E包括至少部分地抵消由第一人造结构的电磁单元电池产生的非零电场分量的电场E。在一实施方式中，非零电场包括由第一人工结构化电磁单元的电偶极或多极矩产生的非零电场分量。

在一实施方式中，第二人工结构化电磁单位单元(1224.1或1224.2)包括针对高电场强度优化的一维或二维开口环谐振器单位单元。例如，SRR可以包括具有中心指向的肩板的“H”形。

在一实施方式中，每一个组合件1215包括两个第一人工结构化电磁单位单元1222和一个第二人工结构化电磁单位单元1224。在一实施方式中，每一个组合件包括布置在第一行中的两个第一人工结构化电磁单位单元，和布置在第二行中的两个第二人工结构化电磁单位单元。在一实施方式中，每一个组合件包括布置在第一对角线上的两个第一人工结构化电磁单位单元和布置在与第一对角线正交的第二对角线上的两个第二人工结构化电磁单位单元。

在一实施方式中，第一人工结构化电磁单位单元1222被配置为将入射射频电磁波变换成射频磁场B₁，射频磁场B₁具有与平面阵列的平面垂直(Y轴)的第一分量和与平面阵列的平面(XZ)正交(X轴或Z轴)的第二分量。在一实施方式中，第一人工结构化电磁单位单元被配置为将入射射频电磁波变换为具有在所有三个相互正交的方向上的分量的射频磁场B₁。在一实施方式中，第一人工结构化电磁单位单元包括成对的人工结构化电磁单位单元。该对中的第一单元被配置为将入射射频电磁波变换为垂直于平面阵列的平面的射频磁场B₁，并且该对中的第二单元被配置为将入射射频电磁波变换到与平面阵列的平面正交的射频磁场B₁。在一实施方式中，第一人工结构化电磁单位单元包括三个人工结构化电磁单位单元，该三个人工结构化电磁单位单元被配置为将入射射频电磁波变换为具有在所有三个相互正交的方向上的分量的射频磁场B。

在一实施方式中，人工结构化电磁单位单元1220的每个组合件1215包括第一层人工结构化电磁单位单元，该第一层人工结构化电磁单位单元被配置成将入射射频电磁波变换成正交于或垂直于平面阵列的平面的射频磁场B₁。每个组合件还包括第二层人工结构化电磁单位单元，该第二层人工结构化电磁单位单元被配置为将射频电磁波的入射脉冲变换成抵消由第一层人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量的电场E。

在一实施方式中，设备1205包括射频电磁波传导结构1280，其被配置为将射频电磁波1292作为入射射频电磁波分配到人工结构化电磁单位单元1220的至少两组1120的组合件1215。

在一实施方式中，人工结构化电磁单位单元1220的组合件1215能够产生基本上与麦克斯韦方程式兼容的任何准静态场配置。在设备1205的实施方式中，几乎可以独立于磁场来刻绘(sculpt)近场中的电场。这是可能的，因为近场中磁场和电场之间的弱耦合。相对独立于磁场强度控制或限制电场强度的能力在多种生物医学应用中是有用的。例如，这将使得能将相对强的磁场引导到患者，同时通常与强磁场相关联的电场被显着减小，从而提高患者的安全性和舒适性。例如，这将允许使用能够提供更好质量的图像或更快的图像采集速率的更高强度的磁场，而不增加患者的不适或超过对电场的最大允许暴露或超过最大安全SAR水平。例如，组合件的应用包括其尺寸限制或禁止车载电池的手术微型机器人的非侵入式无线充电或通信。例如，组合件的应用包括磁感应断层摄影(MIT)、磁声断层摄影(MAT)(也称为磁感应超声波检查)或经颅磁刺激(TMS)。例如，组合件的应用包括使用相同的设备来对患者执行若干操作。例如，单个设备可以执行MRI引导的TMS，或MAT引导的微米机器人或纳米机器人辅助的手术。

图12还示出了示例性设备1205的替代实施方式。该设备包括至少两个人工结构化电磁单元1220的至少两个组合件1215的阵列1210。结构化电磁单位单元的至少两个人工组合件中的每一个组合件包括被配置为将入射射频电磁波变换为垂直于组合件平面的射频磁场B₁的第一人工结构化电磁单位单元1222。人工结构化电磁单位单元的至少两个人工组合件中的每一个组合件包括第二人工结构化电磁单位单元1224，第二人工结构化电磁单位单元1224被配置成将入射射频电磁波变换成抵消由第一人工结构化电磁单位单元1224产生的非零电场分量的电场E。例如，阵列1210可以至少类似于结合图6描述的至少两组620的阵列610，其中每一组包括人工结构化电磁单位单元1220的相应组合件。例如，阵列1210可以是至少类似于结合图9描述的至少两组920的阵列910，其中每一组包括人工结构化电磁单位单元1220的相应组合件。

设备1205包括射频电磁波传导结构1280，其被配置为将射频电磁波1292作为入射射频电磁波分配到人工结构化电磁单位单元1220的至少两个组合件中的每一个组合件。在一实施方式中，阵列1210包括人工结构化电磁单位单元1220的至少两个组合件1215的平面或弧形阵列。

图13示出了示例性操作流程1300。在开始操作之后，操作流程包括传播操作1310。传播操作包括将射频电磁波作为入射射频电磁波分配到阵列的人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件。在一实施方式中，可以使用结合图12描述的射频电磁波传导结构1280来实现传播操作。第一变换操作1320包括使用至少两个组合件中的每个组合件的第一人工结构化电磁单位单元将入射射频电磁波变换成垂直于平面阵列的平面的射频磁场B。在一实施方式中，可以使用结合图12描述的第一人工结构化电磁单位单元(诸如第一单位单元1222.1)来实现第一变换操作。第二变换操作1330包括使用所述至少两个组合件中的每一个组合件的第二人工结构化电磁单位单元将入射射频电磁波变换成电场E，所述电场E抵消由第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量。在一实施方式中，可以使用结合图12描述的第二人工结构化电磁单位单元(诸如第一单位单元1224.1)来实现第一变换操作。操作流程包括结束操作。

图2和图12示出了示例性设备310的替代实施方式。该设备包括人工结构化电磁单位单元1220的至少两个组合件1215的阵列1210。每一个组合件被配置为产生射频磁场B₁的脉冲328，射频磁场B₁垂直于磁共振成像或核磁共振装置300的孔316的z轴318取向。人工结构化电磁单位单元的每个组合件包括：(i)第一人工结构化电磁单元1222，其被配置成将射频电磁波的入射脉冲变换为射频磁场B₁的脉冲，以及(ii)第二人工结构化电磁单位单元1224，其被配置为将射频电磁波的入射脉冲变换为电场E，电场E抵消由第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量。由第一人工结构化电磁单位单元共同产生的射频磁场B₁的脉冲具有足以在位于孔内的磁活性核中激发磁共振的磁场强度。

设备310包括射频电磁波传导结构380，其被配置为将射频电磁波392的脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件中的每一个。

在一实施方式中，阵列1215被配置为产生射频磁场B₁的脉冲，射频磁场B₁垂直于与磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴的平行的准静态磁场B₀取向。

图14示出了示例性操作流程1400。在开始操作之后，操作流程包括接收操作1410。接收操作包括从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或合成器组合件接收射频电磁波的脉冲。在一实施方式中，可以使用结合图2描述的射频电磁波传导结构380来实现接收操作。传播操作1420包括将射频电磁波的接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件。在一实施方式中，可以使用射频电磁波传导结构380或1280来实现传播操作，以将脉冲1292分配到结合图12描述的阵列1220的人工结构化电磁单位单元1220的至少两个组合件。第一变换操作1430包括使用至少两个组合件中的每一个组合件的第一人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的入射脉冲变换成射频磁场B₁的脉冲，射频磁场B₁垂直于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴取向。在一实施方式中，可以使用结合图12描述的第一人工结构化电磁单位单元(诸如第一单位单元1222.1)来实现第一变换操作。第二变换操作1440包括使用所述至少两个组合件中的每一个组合件的第二人工结构化电磁单位单元将入射射频电磁波变换成电场E，所述电场E抵消由第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量。在一实施方式中，可以使用结合图12描述的第二人工结构化电磁单位单元(诸如第一单位单元1224.1)来实现第一变换操作。由人工结构化电磁单位单元共同产生的射频磁场B₁的脉冲具有足以在位于孔内的检查区域的至少一部分内的磁活性核中激发磁共振的磁场强度。操作流程包括结束操作。

在一个实施方式中，第一变换操作1430包括使用至少两个组合件中的一个组合件的第一人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的入射脉冲变换成射频磁场B₁的脉冲，该射频磁场B₁垂直于与z轴平行的准静态磁场B₀取向并在空间上接近该组。

图8和图12示出了示例系统602的替代实施方式，其包括示例性设备605的替代实施方式，设备605被配置为在磁共振成像或核磁共振装置(例如作为结合图1中的环境200描述的磁共振成像或核磁共振装置)中产生射频磁场B₁。系统包括人工结构化电磁单位单元1220的至少两个组合件1215组成的阵列1210。至少两个组合件中的每一个组合件被配置为顺序地定位在垂直于磁共振成像或核磁共振装置的孔316的z轴318的相应平面中。人工结构化电磁单位单元包括第一人工结构化电磁单位单元，其被配置为将射频电磁波1292的入射脉冲变换成垂直于组合件平面的射频磁场B。第一人工结构化电磁单位单元由人工结构化电磁单位单元1222.1示出。另一个第一人工结构化电磁单位单元由人工结构化电磁单位单元1222.2示出。人工结构化电磁单位单元包括第二人工结构化电磁单位单元，其被配置为将射频电磁波入射脉冲变换成抵消由第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量的电场E。第二人工结构化电磁单位单元由人工结构化电磁单位单元1224.1示出。另一个第二人工结构化电磁单位单元由人工结构化电磁单位单元1224.2示出。

系统602包括射频电磁波传导结构1280，其被配置成响应于B₁定位控制信号673将射频电磁波1292的脉冲作为入射射频电磁波分配到至少两个组合件中的可选组合件。系统包括控制电路672，其被配置为生成B₁定位控制信号，该B₁定位控制信号限定射频电磁波的特定入射脉冲到所述至少两个组合件中的每一个组合件的相应功率分布。相应功率分布共同地限定局域到垂直于z轴318并且在孔316的检查区域内的所选择的任意检查段的射频磁场B₁的特定脉冲。局域磁场B₁具有足以在位于所选择的任意检查段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的强度。

图15示出了示例性操作流程1500。在开始操作之后，操作流程包括接收操作1510。接收操作包括从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或合成器组件接收射频电磁波的脉冲。传播操作1520包括将射频电磁波的接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件的至少两个人工结构化电磁单位单元的选定组合件。第一变换操作1530包括使用选定组合件的第一人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的入射脉冲变换为射频磁场B₁的局域脉冲，该射频磁场B₁垂直于与磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴平行的准静态磁场B₀，射频磁场B₁具有足以在位于至少一个磁共振成像装置内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。射频磁场B₁的局域脉冲具有足以在位于横向段的至少一部分内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。第二变换操作1540包括使用所述至少两个组合件中的每一个组合件的第二人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的入射脉冲变换成电场E，所述电场E抵消由至少两个组合件中的每一个组合件的第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量。操作流程包括结束操作。

图9和图12示出了示例系统902的替代实施方式，其包括被配置为在磁共振成像或核磁共振装置(例如作为结合图1中的环境200描述的磁共振成像或核磁共振装置)中产生射频磁场B₁的示例性设备905的替代实施方式。系统包括至少两组920的阵列1210。至少两组中的每一组包括人工结构化电磁单位单元1220的至少两个组合件1215。至少两组中的每一组被配置为顺序地定位在垂直于磁共振成像或核磁共振装置的孔316的z轴315的相应平面中。至少两组中的每一组包括电子可控的射频放大器960，射频放大器960被配置为响应于B₁定位控制信号973来放大射频电磁波992的接收脉冲。至少两组中的每一组包括射频电磁波传导结构982，其被配置为将射频电磁波的放大脉冲作为射频电磁波的入射放大脉冲传送到所述组的人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件。人工结构化电磁单位单元的每一个组合件包括：(i)第一人工结构化电磁单位单元1222，其被配置成将射频电磁波的入射放大脉冲变换成射频磁场B₁的脉冲，该射频磁场B₁垂直于z轴的段并在空间上接近该组，以及(ii)第二人工结构化电磁单位单元1224，其被配置为将入射的放大的射频电磁波变换成抵消由第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量的电场。

系统902包括控制电路972，其被配置为响应于指示被选择用于检查的横向切片的数据选择垂直于与z轴318平行的准静态磁场B₀的任意检查段。控制电路被配置为生成B₁定位控制信号973，B₁定位控制信号973限定分配给每个放大器960的放大状态。放大状态共同限定局域到所选择的任意检查段并且具有足以在位于所述横向段的至少一部分内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度的射频磁场B₁的脉冲。

前述详细描述已经通过使用框图、流程图和/或示例阐述了装置和/或过程的各种实施方式。在这些框图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作的范围内，本领域技术人员将理解，可以单独地和/或共同地通过大范围的硬件、软件、固件或实质上它们的任何组合实现这些框图、流程图或示例中的每个功能和/或操作。

本文所描述的主题的各方面在以下编号的条款中阐述：

1.一种设备，其包括：

射频电磁波传导结构，其被配置为将射频电磁波的接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到至少两个人工结构化电磁单位单元的阵列；以及

所述至少两个人工结构化电磁单位单元的所述阵列，

所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为通过变换射频电磁波的所述入射脉冲来产生垂直于与磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴平行的准静态磁场B₀取向的射频磁场B₁的脉冲，以及

产生的所述脉冲具有足以在位于所述孔内的检查区域的至少一部分内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

2.根据条款1所述的设备，其中所述磁场B₀由所述磁共振成像或所述核磁共振装置的主磁体产生。

3.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个超材料单位单元。

4.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元的单位单元包括具有强磁响应的人工结构化超材料单位单元。

5.根据条款4所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元的单位单元包括人工结构化的高度感应超材料单位单元。

6.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个周期性布置的人工结构化电磁单位单元。

7.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个人工结构化亚波长电磁单位单元。

8.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括被优化以产生高度感应电磁近场的开口环谐振器插入件。

9.根据条款8所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元分别包括被优化以产生高电感密度的两个正交取向的开口环谐振器插入件。

10.根据条款8所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元分别包括被优化以产生高电感密度的三个正交取向的开口环谐振器插入件。

11.根据条款1所述的设备，其中，所述至少两个人工结构化电磁单位单元分别包括被优化以产生高电感密度的螺旋插入件。

12.根据条款11所述的设备，其中螺旋插入件包括被优化以产生高电感密度的矩形或圆形螺旋插入件。

13.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元分别包括被优化以产生高电感密度的圆锥形螺旋插入件。

14.根据条款13所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元分别包括被优化以产生高电感密度的两个正交取向的圆锥形螺旋插入件。

15.根据条款13所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元分别包括被优化以产生高电感密度的三个正交取向的圆锥形螺旋插入件。

16.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括被优化以产生高电感密度的锥体螺旋插入件。

17.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为感应与所述z轴正交的B₁磁场分量。

18.根据条款17所述的设备，其中，所述至少两个人工结构化电磁单位单元分别被配置为感应与所述z轴正交的第一B₁磁场分量和与所述第一B₁磁场分量正交的第二B₁磁场分量。

19.根据条款17所述的设备，其中，所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为感应在所有三个相互正交的方向上的磁场B₁分量。

20.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括磁偶极单位单元的亚波长布置。

21.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括磁多极单位源的亚波长布置。

22.根据条款1所述的设备，其中所述阵列被配置为产生近场区域磁场B₁。

23.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个单位单元被配置为产生可调谐射频磁场B₁的脉冲。

24.根据条款23所述的设备，其中所述可调谐射频磁场B₁包括频率、振幅或偏振可调谐的射频磁场B₁。

25.根据条款23所述的设备，其中所述可调谐射频磁场B₁在10-300MHz范围的一部分上是可调谐的。

26.根据条款1所述的设备，其中所述阵列被配置为围绕所述z轴同轴设置。

27.根据条款1所述的设备，其中，所述阵列包括弓形形状，所述弓形形状的尺寸被设置成安装或定位在所述磁共振成像或所述核磁共振装置的所述孔的至少一部分内。

28.根据条款27所述的设备，其中，所述弓形形状的尺寸被设置为安装或定位在约小于所述孔的圆周的180度。

29.根据条款27所述的设备，其中，所述弓形形状的尺寸被设置为安装或定位在约所述孔的圆周的180度或180度以上。

30.根据条款27所述的设备，其中，所述弓形形状的尺寸被设置成安装或定位在约大于所述孔的圆周的270度。

31.根据条款1所述的设备，其中，所述阵列包括两个弓形部分，每个弓形部分的尺寸被设置为小于所述孔的圆周的180度，并且被安装或定位成跨所述z轴彼此面对。

32.根据条款1所述的设备，其中所述阵列具有尺寸被设置成安装或定位在所述磁共振成像或所述核磁共振装置的所述孔内的圆柱形或环形形状。

33.根据条款1所述的设备，其中，所述阵列包括两个弓形部分，每个弓形部分的尺寸被设置成小于所述孔的圆周的180度，并且被安装或定位成跨所述z轴彼此面对。

34.根据条款1所述的设备，其中，所述阵列包括两个大致平坦的部分，每个部分被配置为大致安装或定位成跨所述z轴面向另一个。

35.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为产生高感应电磁近场B₁。

36.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为产生磁场主导射频近场，具有磁场(B₁)强度和电场(E)强度，使得(B₁c)/E₁>1(其中“c”是光速)。

37.根据条款36所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为产生磁场主导RF近场，其中(B₁c)/E₁>10。

38.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为产生包括垂直于所述z轴取向的梯度强度的磁场B₁。

39.根据条款38所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为产生磁场B₁，所述磁场B₁包括垂直于所述z轴取向的两个正交梯度强度。

40.根据条款1所述的设备，其中射频磁场B₁的所述脉冲相对于所述z轴线偏振。

41.根据条款1所述的设备，其中，射频磁场B₁的所述脉冲相对于所述z轴圆偏振。

42.根据条款1所述的设备，其中，至少两个电磁单位单元的所述阵列还被配置为接收由设置在所述磁共振成像或所述核磁共振装置的检查区域中的磁活性核产生的磁共振信号并且产生指示其的信号。

43.根据条款1所述的设备，其中所述射频电磁波传导结构被配置为将射频电磁波的接收脉冲分配给所述至少两个人工结构化电磁单位单元。

44.根据条款43所述的设备，其中所述射频电磁波传导结构被配置为将从所述磁共振成像或所述核磁共振装置的射频功率放大器组件接收的射频电磁波的脉冲分配到所述至少两个人工结构化电磁单位单元。

45.根据条款1所述的设备，其中所述射频电磁波传导结构包括传输线、波导或使得场能沿着其维度中的至少一个进行传播的其他场约束结构。

46.根据条款45所述的设备，其中所述波导包括泄漏波导或具有部分场约束的另一场传播结构。

47.根据条款1所述的设备，其中所述射频电磁波传导结构包括射频导电体。

48.根据条款1所述的设备，其中所述射频电磁波的脉冲包括射频电磁波的脉冲。

49.根据条款1所述的设备，其中响应于所述磁共振成像或所述核磁共振装置的脉冲编程器组件来产生射频电磁波的所述脉冲。

50.根据条款1所述的设备，其中射频电磁波的所述脉冲由所述磁共振成像或所述核磁共振装置的射频振荡器组件产生。

51.根据条款1所述的设备，其中射频电磁波的所述脉冲由所述磁共振成像或所述核磁共振装置的射频合成器组件产生。

52.根据条款1所述的设备，其中，响应于所述至少两个单位单元的谐振频率来选择所述射频脉冲的频率。

53.根据条款1所述的设备，其中所述射频脉冲包括一个或多个成形的射频脉冲。

54.根据条款1所述的设备，其中所述射频脉冲包括一个或多个定制的射频正弦脉冲。

55.根据条款1所述的设备，其中至少两个人工结构化电磁单位单元的每个单位单元包括与所述射频电磁波传导结构耦合的射频电磁波传导组件。

56.根据条款1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件，

人工结构化电磁单位单元的所述至少两个组合件中的每个组合件分别包括被配置为产生射频磁场B₁的所述脉冲的第一人工结构化电磁单位单元以及被配置为产生抵消由所述第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场的电场E的第二人工结构化电磁单位单元。

57.根据条款1所述的设备，其还包括所述磁共振成像或所述核磁共振装置。

58.一种方法，其包括：

从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或合成器组件接收射频电磁波的脉冲；

将射频电磁波的所述接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到至少两个人工结构化电磁单位单元的阵列；以及

使用所述至少两个人工结构化电磁单位单元的所述阵列将射频电磁波的所述入射脉冲变换成射频磁场B₁的脉冲，所述射频磁场B₁垂直于与所述磁共振成像或所述核磁共振装置的孔的z轴平行的准静态磁场B₀取向，

射频磁场B₁的所述脉冲具有足以在位于所述孔内的检查区域的至少一部分内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

59.一种设备，其包括：

用于从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或合成器组件接收射频电磁波的脉冲的装置；

用于将射频电磁波的所述接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到用于变换射频电磁波的人工结构化装置的装置；以及

人工结构化装置，其用于将射频电磁波的所述入射脉冲变换成垂直于所述磁共振成像或所述核磁共振装置的孔的z轴取向的射频磁场B₁的脉冲，

射频磁场B₁的所述脉冲具有足以在位于所述孔内的检查区域的至少一部分内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

60.一种设备，其包括：

射频电磁波传导结构，其被配置为将射频电磁波的接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲选择性地分配给至少两组中的一组；

所述至少两组至少两个人工结构化电磁单位单元，

所述至少两组中的每一组被配置为分别相对于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴线性地布置，

所述至少两组人工结构化电磁单位单元中的每一组被配置为将射频电磁波的所述入射脉冲变换为垂直于所述z轴的段(以下称为“横向段”)取向并在空间上接近所述组的射频磁场B₁的脉冲。

61.根据条款60所述的设备，其中所述至少两组人工结构化电磁单位单元中的每一组被配置成将射频电磁波的入射脉冲变换为具有足以在位于所述横向段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度并在空间上接近所述组的射频磁场B₁的脉冲。

62.根据条款60所述的设备，其中所述至少两组中的一组具有环形形状。

63.根据条款60所述的设备，其中所述至少两组中的每一组具有环形形状。

64.根据条款60所述的设备，其中所述至少两组中的每一组被配置为围绕所述z轴同轴布置。

65.根据条款60所述的设备，其中所述至少两组中的每一组被配置为顺序地定位在垂直于所述z轴的相应平面中。

66.根据条款60所述的设备，其中所述至少两组中的每一组被配置为将射频电磁波的入射脉冲变换为射频磁场B₁的脉冲，所述射频磁场B₁垂直于与所述z轴平行的准静态磁场B₀的段取向并且在空间上接近所述组。

67.根据条款60所述的设备，其中所述阵列包括至少两个人工结构化电磁单位单元的至少两个可随机访问的组的阵列。

68.根据条款60所述的设备，其中所述至少两个可随机访问的组中的组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个电子可控的人工结构化电磁单位单元。

69.根据条款60所述的设备，其中所述至少两个可随机访问的组中的组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个有源人工结构化电磁单位单元。

70.根据条款60所述的设备，其中，组中的所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个供电的人工结构化电磁单位单元。

71.根据条款60所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个自谐振人工结构化电磁单位单元。

72.根据条款60所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个电可控的人工结构化电磁单位单元。

73.根据条款60所述的设备，其中组中的所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个可随机访问的人工结构化电磁单位单元。

74.根据条款60所述的设备，其中所述至少两个随机可访问的组中的组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为生成可调谐射频磁场B₁的脉冲。

75.根据条款60所述的设备，其中所述至少两组中的第一组包括被配置为生成磁场主导射频近场的至少两个人工结构化电磁单位单元，所述磁场主导射频近场的磁场和电场强度使得(B1c)/E₁>1，并且所述至少两组中的第二组包括被配置为产生抵消由所述第一组人工结构化电磁单位单元产生的非零电场的电场的至少两个人工结构化电磁单位单元。

76.根据条款60所述的设备，其中每一组至少两个人工结构化电磁单位单元中的所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件，

人工结构化电磁单位单元的所述至少两个组合件中的每个组合件包括：(i)第一人工结构化电磁单位单元，其被配置为将射频电磁波的入射脉冲变换为射频磁场B₁的脉冲；以及(ii)第二人工结构化电磁单位单元，其被配置为将射频电磁波的所述入射脉冲变换成抵消由所述第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场的电场E。

77.根据条款60所述的设备，其还包括所述磁共振成像或所述核磁共振装置。

78.一种方法，其包括：

从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或信号合成器部件接收射频电磁波的脉冲；

将射频电磁波的所述接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到至少两组至少两个人工结构化电磁单位单元的阵列中的选定组；以及

使用至少两个人工结构化电磁单位单元的所述选定组将射频电磁波的所述入射脉冲变换成射频磁场B₁的局域脉冲，所述射频磁场B₁垂直于所述磁共振成像或者所述核磁共振装置的孔的z轴取向，

射频磁场B₁的所述局域脉冲具有足以在位于所述孔内的检查区域的横向段的至少一部分内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

79.根据条款78所述的方法，其中所述变换包括将射频电磁波的入射脉冲变换为垂直于与z轴平行的所述准静态磁场B₀的段取向并且在空间上接近所述组的射频磁场B₁的脉冲。

80.根据条款78所述的方法，其还包括：

响应于指示被选择用于检查的横向切片沿着z轴的位置的数据来选择至少两个人工结构化电磁单位单元的至少两组中的所述组。

81.一种系统，其包括：

射频电磁波传导结构，其被配置为响应于B₁定位控制信号将射频电磁波的脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到至少两个可选组中的组；

所述至少两个可选组的阵列，

所述至少两个可选组中的每一组包括至少两个人工结构化电磁单位单元并且被配置为分别相对于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴线性地布置，

每一组所述至少两个人工结构化电磁单位单元分别被配置为将射频电磁波的所述入射脉冲变换为垂直于z轴的段(以下称为“横向段”)取向并且在空间上邻近所述组的射频磁场B₁的脉冲；以及

控制电路，被配置为生成B₁定位控制信号，所述B₁定位控制信号限定射频电磁波的特定入射脉冲到所述至少两个可选组中的每一组的相应功率分布，所述相应功率分布共同限定局域到垂直于所述z轴并且在所述孔的检查区域内的选定的任意检查段的射频磁场B₁的特定脉冲，所述局域磁场B₁具有足以在位于选定的所述任意检查段内的磁性活性核中激发可检测的磁共振的强度。

82.根据条款81所述的系统，其中所述至少两个可选组中的每一组分别可独立于其在所述阵列中的相应位置或序列而单独地可访问或可控制。

83.根据条款81所述的系统，其中所述至少两个可选组中的每一组分别是电子可访问的或可控制的。

84.根据条款81所述的系统，其中选定的所述任意检查段包括具有中心线在所述z轴上的的选定的圆柱形任意横向段。

85.根据条款81所述的系统，其中选定的所述任意检查段包括垂直于所述z轴并相对于所述z轴具有厚度的选定任意段。

86.根据条款81所述的系统，其中选定的所述任意检查段包括空间上邻近所述至少两个可选组中的一组的至少一个横向段。

87.根据条款81所述的系统，其中选定的所述任意检查段在其z轴边界内包括检查区域的被选择用于检查的横向切片。

88.根据条款87所述的系统，其中所述局域脉冲具有足以在位于所述检查区域的所述横向切片内的磁性活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

89.根据条款81所述的系统，其还包括：

接收器，其被配置为接收指示被选择用于检查的所述横向切片沿着所述z轴的位置的数据。

90.根据条款89所述的系统，其中所述控制电路被配置为响应于指示所述切片沿着所述z轴的位置的数据来选择所述任意检查段。

91.根据条款81所述的系统，其中所述射频磁场B₁的所述局域脉冲产生被局域以包括选定的所述任意检查段的准聚焦射频磁场B₁。

92.根据条款81所述的系统，其中所述射频磁场B₁的所述局域脉冲产生被局域以包括选定的所述任意检查段的近场磁场扇形波束图案。

93.根据条款81所述的系统，其中所述局域脉冲具有足以在位于选定的所述任意检查段中的检查对象中的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

94.根据条款81所述的系统，其中所述射频磁场B₁的局域脉冲包括在选定的所述任意检查段中的第一电场E₁强度，并且包括在所述检查区域的另一任意横向段中的第二电场E2强度，所述第二电场强度小于所述第一电场强度。

95.根据条款94所述的系统，其中所述另一任意横向段邻接选定的所述任意检查段。

96.根据条款94所述的系统，其中所述另一任意横向段具有沿所述z轴的等于或大于选定的所述任意横向段的z轴厚度。

97.根据条款81所述的系统，其中所述射频磁场B₁的所述局域脉冲包括在选定的所述任意检查段中的第一射频电场E₁强度，并且包括在所述检查区域的第二任意横向段中的第二射频电场E2强度，所述第二射频电场强度小于所述第一射频电场强度。

98.根据条款97所述的系统，其中所述第二任意横向段邻接选定的所述任意检查段。

99.根据条款97所述的系统，其中所述第二任意横向段具有等于或大于选定的所述任意检查段的z轴厚度。

100.根据条款97所述的系统，其中所述第二射频电场强度小于所述第一射频电场强度的66％。

101.根据条款97所述的系统，其中所述第二电场强度小于所述第一电场强度的50％。

102.根据条款97所述的系统，其中所述第二电场强度小于所述第一电场强度的33％。

103.根据条款81所述的系统，其中所述射频磁场B₁的所述局域脉冲包括：(i)选定的所述任意检查段中的第一射频电场E₁强度，(ii)所述检查区域的邻接选定的所述任意横向段的第二任意横向段中的第二射频电场E₂强度，以及(iii)所述检查区域的邻接选定的所述任意横向段并且与所述第二任意横向段相对地定位的第三任意横向段中的第三射频电场E₃强度，所述第二射频电场强度和所述第三射频电场强度各自小于所述第一射频电场强度。

104.根据条款103所述的系统，所述第三任意横向段具有等于或大于选定的所述任意检查段的z轴厚度。

105.根据条款103所述的系统，其中所述第二射频电场强度小于所述第一射频电场强度的66％。

106.根据条款103所述的系统，其中所述第二电场强度小于所述第一电场强度的50％。

107.根据条款103所述的系统，其中所述第二电场强度小于所述第一电场强度的33％。

108.根据条款81所述的系统，其中所述射频磁场B₁的所述局域脉冲被配置为在选定的所述任意检查段中产生第一比吸收率(SAR)以及在所述检查区域的另一任意横向段中产生第二SAR，所述第二SAR小于所述第一SAR。

109.根据条款108所述的系统，其中所述第二SAR小于所述第一SAR的66％。

110.根据条款108所述的系统，其中所述第二SAR小于所述第一SAR的50％。

111.根据条款108所述的系统，其中所述第二SAR小于所述第一SAR的33％。

112.根据条款81所述的系统，其中所述相应功率分布还包括共同限定在选定的所述任意检查段中产生最小化比吸收率(SAR)的射频磁场B₁的特定脉冲的相应功率分布。

113.根据条款112所述的系统，其中，响应于提供所述最小化SAR的所述局域脉冲相应功率分布的基于模型的估计来配置射频磁场B₁的限定的所述特定脉冲。

114.根据条款113所述的系统，其中响应于成组的可配置规则来优化所述基于模型的估计。

115.根据条款113所述的系统，其中相应功率分布的所述基于模型的估计从来自至少两个可用分布方案的最佳可用分布方案中选择。

116.根据条款113所述的系统，其中从计算机可读存储介质检索相应功率分布的所述基于模型的估计。

117.根据条款112所述的系统，其中所述相应功率分布是在运行中经验地确定的。

118.根据条款112所述的系统，其中所述相应功率分布响应于局域到具有最小化SAR的选定的所述任意检查段的射频磁场B₁的同时确定的分布。

119.根据条款118所述的系统，其中所述同时确定的分布响应于从至少一个射频电场传感器同时接收的数据。

120.根据条款118所述的系统，其中所述同时确定的分布响应于成组的规则。

121.根据条款112所述的系统，其中响应于矩阵因子分解或基于矩阵分解的优化技术来选择所述相应功率分布。

122.根据条款112所述的系统，其中响应于基于梯度下降的优化技术来选择所述相应功率分布。

123.根据条款112所述的系统，其中响应于奇异值分解优化技术来选择所述相应功率分布。

124.根据条款112所述的系统，其中响应于基于主成分分析的优化技术来选择所述相应功率分布。

125.根据条款112所述的系统，其中响应于试验和误差或基于蛮力的优化技术来选择所述相应功率分布。

126.根据条款112所述的系统，其中响应于最佳可用的相应功率分布来选择所述相应功率分布。

127.根据条款81所述的系统，其中所述相应功率分布还包括共同限定射频磁场B₁的特定脉冲的相应功率分布，所述射频磁场B₁的特定脉冲产生在检查对象中产生的总比吸收率(SAR)除以在检查对象的选定的所述任意检查段中产生的平均总SAR的选定比率。

128.根据条款127所述的系统，其中所述选定比率包括选定的最小化比率。

129.根据条款127所述的系统，其中响应于在检查对象中产生的总比吸收率(SAR)除以在选定的所述任意检查段中产生的平均总SAR的基于模型的估计来选择所述选定比率。

130.根据条款127所述的系统，其中响应于成组的规则来选择所述选定比率。

131.根据条款127所述的系统，其中响应于矩阵因子分解或基于矩阵分解的优化技术来选择所述选定比率。

132.根据条款127所述的系统，其中响应于基于梯度下降的优化技术来选择所述选定比率。

133.根据条款127所述的系统，其中响应于奇异值分解优化技术来选择所述选定比率。

134.根据条款81所述的系统，其中所述射频磁场B₁包括可调谐射频磁场B₁的脉冲。

135.根据条款81所述的系统，其中所述至少两组的所述阵列是可电子控制的，以启动向选定的所述任意检查段产生射频磁场B₁的所述脉冲。

136.根据条款81所述的系统，其中所述射频电磁波传导结构被配置成从所述磁共振成像或所述核磁共振装置的射频功率放大器组件接收射频电磁波的脉冲。

137.根据条款81所述的系统，其中所述射频电磁波传导结构包括响应于所述B₁定位控制信号并耦合在所述射频电磁波传导结构的主要部分与所述射频电磁波传导结构的次要部分之间的电子可控开关，所述次要部分耦合到所述至少两组中的一组。

138.根据条款137所述的系统，其中所述射频电磁波传导结构的所述次要部分包括耦合到所述至少两组人工结构化电磁单位单元中的每一组的相应射频电磁波传导子结构。

139.根据条款81所述的系统，其中所述相应功率分布限定由所述阵列产生的垂直于所述z轴取向并且在所述孔的所述检查区域内的射频磁场B₁的脉冲。

140.根据条款81所述的系统，其中选定的所述任意检查段在其z轴边界内包括被选择用于检查的横向切片。

141.根据条款140所述的系统，其中所述局域脉冲具有足以在位于选定的任意检查段的所述横向切片内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

142.根据条款81所述的系统，其中所述相应功率分布限定局域到选定的所述任意检查段且具有实质上均匀的磁场强度的射频磁场B₁的特定脉冲。

143.根据条款142所述的系统，其中所述实质上均匀的磁场强度包括小于所述射频磁场B₁强度在整个选定的所述任意检查段上的百分比变化的约十分之一。

144.根据条款142所述的系统，其中所述实质上均匀的磁场强度包括小于所述射频磁场B₁强度在整个选定的所述任意检查段上的约百分之一的变化。

145.根据条款142所述的系统，其中所述实质上均匀的磁场强度包括小于所述射频磁场B₁强度在整个选定的所述任意检查段上的约百分之五的变化。

146.根据条款142所述的系统，其中所述实质上均匀的磁场强度包括所述射频磁场B₁强度在整个选定的所述任意检查段上的小于二倍的变化。

147.根据条款142所述的系统，其中所述实质上均匀的磁场强度包括射频磁场B₁强度在整个选定的所述任意检查段上的小于十倍的变化。

148.根据条款81所述的系统，其中所述相应功率分布包括提供局域到选定的所述任意检查段的射频磁场B₁的脉冲的相应功率分布的基于模型的估计。

149.根据条款148所述的系统，其中所述基于模型的估计响应于成组的可配置规则。

150.根据条款148所述的系统，其中相应功率分布的所述基于模型的估计从来自至少两个可用分布方案的最佳可用分布方案中选择。

151.根据条款148所述的系统，其中从计算机可读存储介质检索相应功率分布的所述基于模型的估计。

152.根据条款148所述的系统，其中相应功率分布的所述基于模型的估计响应于局域到选定的所述任意检查段的射频磁场B₁的同时确定的分布。

153.根据条款152所述的系统，其中相应功率分布的基于模型的估计响应于从至少一个射频磁场传感器同时接收的数据。

154.根据条款152所述的系统，其中相应功率分布的所述基于模型的估计响应于在位于所述检查区域的至少一部分内的磁活性核中检测到的磁共振。

155.根据条款81所述的系统，其中所述相应功率分布限定了局域到选定的所述任意检查段的所述射频磁场B₁的优化脉冲。

156.根据条款155所述的系统，其中响应于成组的规则来选择所述优化脉冲。

157.根据条款155所述的系统，其中响应于矩阵因子分解或基于矩阵分解的优化技术来选择所述优化脉冲。

158.根据条款155所述的系统，其中响应于基于梯度下降的优化技术来选择所述优化脉冲。

159.根据条款155所述的系统，其中响应于奇异值分解优化技术来选择所述优化脉冲。

160.根据条款155所述的系统，其中响应于基于主成分分析的优化技术来选择所述优化脉冲。

161.根据条款155所述的系统，其中响应于试验和误差或基于蛮力的优化技术来选择所述优化脉冲。

162.根据条款155所述的系统，其中响应于最佳可用相应功率分布来选择所述优化脉冲。

163.根据条款155所述的系统，其中所述优化脉冲包括局域到选定的所述任意检查段并且具有足以在位于选定的所述任意检查段内的磁活性核中激发可检测磁共振的磁场强度的射频磁场B₁的脉冲，所述优化脉冲受限于将所述横向段内的电场强度限制为小于预选值的约束。

164.根据条款81所述的系统，其中所述至少两组中的每一组的单位单元包括至少两个电子可控的人工结构化电磁单位单元。

165.根据条款164所述的系统，其中所述至少两个组中的每一组的所述单位单元包括至少两个电子可控的、可随机访问的人工结构化电磁单位单元。

166.根据条款164所述的系统，其中由所述控制信号限定的所述相应功率分布还包括射频磁场B₁强度的与所述z轴正交的梯度分量。

167.根据条款166所述的系统，其中所述梯度分量包括在与所述z轴正交的两个相应方向上的梯度分量。

168.根据条款166所述的系统，其还包括：

单位单元控制器，其被配置为响应于所述控制信号的所述梯度分量而电子地控制所述至少两个可选组中的每一组的所述至少两个电子可控的人工结构化电磁单位单元。

169.根据条款81所述的系统，其中所述至少两个可选组中的每一组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括被配置为生成与所述z轴正交的磁场分量的至少两个人工结构化电磁单位单元的单层。

170.根据条款81所述的系统，其中所述至少两个可选组中的每一组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个人工结构化电磁单位单元的第一层和至少两个人工结构化电磁单位单元的第二层，所述第一层的所述单位单元被配置为产生与所述z轴正交的磁场分量，所述第二层的所述单位单元被配置为产生与所述第一层的所述磁场分量正交的磁场分量。

171.根据条款81所述的系统，其中所述至少两个可选组中的每一组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括：至少两个人工结构化电磁单位单元的第一层、至少两个人工结构化电磁单位单元的第二层、以及至少两个人工结构化电磁单位单元的第三层，所述三层单位单元被组合配置为在所有三个相互正交的方向上产生磁场分量。

172.根据条款81所述的系统，其中所述至少两个可选组中的每一组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括所述至少两个人工结构化电磁单位单元的单层，所述单层组合地产生在两个正交方向上的射频磁场B₁。

173.根据条款81所述的系统，其中所述至少两个可选组中的每一组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括所述至少两个人工结构化电磁单位单元的单层，所述单层组合地产生在所有三个相互正交的方向上的射频磁场B₁。

174.根据条款81所述的系统，其还包括所述磁共振成像或所述核磁共振装置。

175.一种方法，其包括：

从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或信号合成器部件接收射频电磁波的脉冲；

产生B₁定位控制信号，所述B₁定位控制信号限定射频电磁波脉冲的所述脉冲到至少两个人工结构化电磁单位单元的至少两个可选组中的每一组的相应功率分布，所述至少两个可选组中的每一组被配置为分别相对于所述磁共振成像或所述核磁共振装置的孔的z轴线性地布置，

相应功率分布共同地限定局域到垂直于所述z轴并且在所述孔的检查区域内的选定的任意检查段的射频磁场B₁的脉冲，

根据所述B₁定位控制信号将射频电磁波的所述接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配给所述至少两个可选组中的一组；以及

使用所述组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的所述入射脉冲变换成垂直于选定的所述任意检查段取向并且具有足以在位于选定的所述任意检查段内的磁活性核中激发可检测磁共振的强度的射频磁场B₁的局域脉冲。

176.根据条款175所述的方法，其还包括：

响应于指示被选择用于检查的横向切片沿着所述z轴的位置的数据来选择所述任意检查段。

177.一种系统，其包括：

至少两组至少两个人工结构化电磁单位单元，所述至少两组中的每一组被配置为顺序地定位在垂直于磁共振成像或核磁共振装置装置的孔的z轴的相应平面中，

至少两组中的每一组包括电子可控射频放大器，所述电子可控射频放大器响应于接收的B₁定位控制信号可在关闭状态和开启状态之间切换并且被配置为在开启状态下放大射频电磁波的接收脉冲，

至少两组中的每一组包括相应的射频电磁波传导结构，所述射频电磁波传导结构被配置为将射频电磁波的放大脉冲作为射频电磁波的入射放大脉冲传送到所述组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元；

每一组所述至少两个人工结构化电磁单位单元分别被配置为将射频电磁波的所述入射放大脉冲变换为垂直于所述z轴(以下称为“横向段”)的段取向并且在空间上接近所述组的射频磁场B₁的脉冲；以及

控制电路，其被配置为响应于指示被选择用于检查的横向切片的数据来选择垂直于所述z轴的任意检查段，并且被配置为生成B₁定位控制信号，所述B₁定位控制信号限定分配给所述至少两组中的每一组的放大状态，所述放大状态共同限定局域到选定的所述任意检查段并且具有足以在位于选定的所述任意检查段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度的射频磁场B₁的脉冲。

178.根据条款177所述的系统，其中所述至少两个组中的每一组的每个射频放大器可在开启状态与关闭状态之间电切换。

179.根据条款177所述的系统，其中所述至少两组中的每一组的每个射频放大器包括电子可控的可变增益放大器。

180.根据条款179所述的系统，其中所述B₁控制信号包括分配给所述至少两组中的一组的放大参数。

181.根据条款177所述的系统，其中所述至少两组中的每一组包括电子可控射频放大器和电子可控移相器或可变相位延迟线。

182.根据条款177所述的系统，其中从所述磁共振成像或所述核磁共振装置的射频信号发生器或合成器组件接收射频电磁波的脉冲。

183.根据条款177所述的系统，其中所述数据包括指示被选择用于检查的所述横向切片沿着所述z轴的位置的数据。

184.根据条款177所述的系统，其中，局域到选定的所述任意检查段的限定的射频磁场B₁的所述脉冲包括足以在位于选定的所述任意检查段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

185.根据条款177所述的系统，其中所述放大状态共同地限定局域到选定的所述任意检查段的所述射频磁场B₁的优化脉冲。

186.根据条款185所述的系统，其中响应于成组的可配置规则来选择所述优化脉冲。

187.根据条款185所述的系统，其中响应于矩阵因子分解或基于矩阵分解的优化技术来选择优化脉冲。

188.根据条款185所述的系统，其中所述优化脉冲包括局域到选定的所述任意检查段并且具有足以在位于选定的所述任意检查内的磁活性核中激发可检测磁共振的磁场强度的射频磁场B₁的脉冲，所述优化脉冲受到将选定的所述任意检查段内的所述电场强度限制为小于预选值的约束。

189.根据条款177所述的系统，其中所述射频磁场B₁的所述局域脉冲包括在选定的所述任意检查段中的第一电场强度，并且包括在所述检查区域的另一任意横向段中的第二电场强度，所述第二电场强度小于所述第一电场强度。

190.根据条款189所述的系统，其中所述另一任意横向段邻接选定的所述任意检查段。

191.根据条款177所述的系统，其中所述射频磁场B₁的所述局域脉冲包括：(i)在所述选定任意检查段中的第一射频电场强度，(ii)在所述检查区域的邻接选定的所述任意横向段的第二任意横向段中的第二射频电场强度，以及(iii)在检查区域的邻接选定的所述任意横向段并且与所述第二任意横向段相对定位的第三任意横向段中的第三射频电场强度，所述第二射频电场强度和所述第三射频电场强度均小于所述第一射频电场强度。

192.根据条款177所述的系统，其中所述射频磁场B₁的所述局域脉冲被配置为在选定的所述任意检查段中产生第一比吸收率(SAR)，并且在所述检查区域的另一任意横向段中产生第二SAR，所述第二SAR小于所述第一SAR。

193.根据条款177所述的系统，其中所述放大状态包括开启状态或关闭状态。

194.根据条款177所述的系统，其中，对于所述两个组中的至少一个，所述放大状态包括关闭状态。

195.根据条款177所述的系统，其中所述B₁定位控制信号限定分配给所述至少两组中的每一组的放大状态和放大参数。

196.根据条款177所述的系统，其中所述B₁定位控制信号限定射频电磁波的特定入射脉冲到所述至少两个组中的每一组的相应功率分布和相位延迟(包括零相位延迟和非零相位延迟)。

197.根据条款195所述的系统，其中所述放大参数包括分配给所述至少两个组中的每一组的振幅或相位。

198.根据条款177所述的系统，其中所述控制电路包括控制电路，其被配置为：(i)响应于指示被选择用于检查的横向切片的数据来选择垂直于所述z轴的任意检查段，(ii)选择所述至少两组中的至少一组以向选定的所述任意检查段传送射频磁场B₁的局域脉冲，(iii)限定局域到选定的所述任意检查段并且具有足以在位于选定的所述任意段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度的射频磁场B₁的脉冲，并且响应于此(iv)产生限定分配给所述至少两组中的每一组的放大状态的B₁定位控制信号。

199.根据条款198所述的系统，其中(iii)限定包括限定局域到选定的所述任意检查段的射频磁场B₁的优化脉冲。

200.根据条款177所述的系统，其中所述至少两组中的第一组包括被配置为产生磁场主导射频近场的至少两个人工结构化电磁单位单元，所述磁场主导射频近场的磁场和电场强度使得(B₁c)/E₁>1，并且所述至少两组中的第二组包括被配置为产生抵消由所述第一组人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量的电场E的至少两个人工结构化电磁单位单元。

201.根据条款177所述的系统，其还包括：

接收器，其被配置为接收指示被选择用于检查的所述横向切片沿着所述z轴的位置的数据。

202.根据条款177所述的系统，其中每一组所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件，

至少两个人工结构化电磁单位单元的每一个组合件包括被配置为产生射频磁场B₁的所述脉冲的第一人工结构化电磁单位单元以及被配置为产生抵消由所述第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量的电场E的第二人工结构化电磁单位单元。

203.根据条款202所述的系统，其中产生的所述B1定位控制信号限定分配给每一组的所述至少两个组合件中的每一个组合件的所述至少两个人工结构化电磁单位单元中的每一个的放大状态和相位，限定的所述放大状态和相位共同限定局域到选定的所述任意检查段并且具有在整个选定的所述任意检查段上平均的选定E/(Bc)比的所述射频磁场B₁的优化脉冲。

204.根据条款203所述的系统，其中所述选定E/(Bc)比包括在整个选定的所述任意检查段上平均的最小化E/(Bc)比。

205.根据条款203所述的系统，其中所述选定E/(Bc)比包括在整个选定的所述任意检查段上平均的优化E/(Bc)比。

206.根据条款205所述的系统，其中响应于成组的可配置规则来选择所述优化E/(Bc)比。

207.根据条款203所述的系统，其中响应于矩阵因子分解或基于矩阵分解的优化技术来选择所述优化E/(Bc)比。

208.根据条款177所述的系统，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个电可控的人工结构化电磁单位单元。

209.根据条款208所述的系统，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元的组包括至少两个可随机访问的、电可控的人工结构化电磁单位单元。

210.根据条款208所述的系统，其中所述至少两个电可控的人工结构化电磁单位单元被配置成在整个选定的所述横向段上产生所述射频磁场B₁强度中的梯度。

211.根据条款208的系统，其还包括所述磁共振成像或所述核磁共振装置。

212.一种方法，其包括：

从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或信号合成器部件接收射频电磁波的脉冲；

响应于指示被选择用于检查的横向切片的位置的数据来选择垂直于所述磁共振成像或所述核磁共振装置的孔的z轴的任意检查段；

产生限定放大状态的B₁定位控制信号，所述放大状态分配给至少两个人工结构化电磁单位单元的至少两组中的每一组，所述至少两组中的每一组顺序地定位在垂直于z轴的相应平面中，所述放大状态共同地限定射频磁场B₁的局域脉冲，所述射频磁场B₁垂直于与所述孔的所述z轴平行的准静态磁场B₀取向，并且具有足以在位于选定的任意检查段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的强度；

将至少两组中的一组的电子可控射频放大器切换到响应于B₁定位控制信号并响应于此而相应地放大射频电磁波的所述接收脉冲的状态；

将所述放大的射频电磁波的所述接收脉冲作为射频电磁波的入射放大脉冲传送到所述组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元；以及

使用至少两组中的一组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的所述入射放大脉冲变换为射频磁场B₁的所述局域脉冲。

213.根据条款212所述的方法，其还包括：

接收指示被选择用于检查的所述横向切片的所述位置的数据。

214.一种设备，其包括：

用于从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或信号合成器组件接收射频电磁波的脉冲的装置；

用于响应于指示被选择用于检查的横向切片的位置的数据来选择垂直于所述磁共振成像或所述核磁共振装置的孔的z轴的任意检查段的装置；

用于产生B₁定位控制信号的装置，所述B₁定位控制信号限定分配给至少两个人工结构化电磁单位单元的至少两组中的每一组的放大状态，所述至少两组中的每一组顺序地定位在垂直于所述z轴的相应平面内，所述放大状态共同地限定射频磁场B₁的局域脉冲，所述射频磁场B₁垂直于与所述孔的所述z轴平行的准静态磁场B₀取向，并且具有足以在位于选定的所述任意检查段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度；

用于将至少两组中的一组的电子可控射频放大器切换到响应于所述B₁定位控制信号并响应于此而相应地放大射频电磁波的所述接收脉冲的状态的装置；

用于将放大的射频电磁波的所述接收脉冲作为射频电磁波的入射放大脉冲传送到所述组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元的装置；以及

用于使用至少两组中的一组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的所述入射放大脉冲变换为射频磁场B₁的所述局域脉冲的装置。

215.一种设备，其包括：

人工结构化电磁单位单元的组合件，

人工结构化电磁单位单元的所述组合件包括：(i)第一人工结构化电磁单位单元，其被配置为将入射射频电磁波变换为垂直于所述组合件的平面的射频磁场B；以及(ii)第二人工结构化电磁单位单元，其被配置为将所述入射射频电磁波变换成抵消由所述第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量的电场E。

216.根据条款215所述的设备，其中所述组合件包括平面组合件。

217.根据条款215所述的设备，其中所述组合件包括弓形组合件。

218.根据条款215所述的设备，其中所述组合件包括人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件的平面阵列。

219.根据条款215所述的设备，其中所述第一人工结构化电磁单位单元和所述第二人工结构化电磁单位单元分别配置成在垂直于所述组合件的所述平面的所述射频磁场B中产生选定的E/(Bc)比。

220.根据条款219所述的设备，其中所述第一人工结构化电磁单位单元和所述第二人工结构化电磁单位单元分别被配置成在垂直于所述组合件的所述平面的所述射频磁场B中产生选定的最小化E/(Bc)比。

221.根据条款215所述的设备，其中所述抵消电场E包括偏移电场E.

222.根据条款215所述的设备，其中所述抵消电场E包括抵消由所述第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量的电场E。

223.根据条款215所述的设备，其中所述非零电场包括由所述第一人工结构化电磁单位单元的电偶极矩或多极矩产生的非零电场分量。

224.根据条款215所述的设备，其中所述第二人工结构化电磁单位单元包括针对高电场强度而优化的一维或二维开口环谐振器单位单元。

225.根据条款215所述的设备，其中每一个组合件包括两个第一人工结构化电磁单位单元和一个第二人工结构化电磁单位单元。

226.根据条款215所述的设备，其中每一个组合件包括布置在第一行中的两个第一人工结构化电磁单位单元和布置在第二行中的两个第二人工结构化电磁单位单元。

227.根据条款215所述的设备，其中每一个组合件包括布置在第一对角线上的两个第一人工结构化电磁单位单元和布置在与所述第一对角线正交的第二对角线上的两个第二人工结构化电磁单位单元。

228.根据条款215所述的设备，其中所述第一人工结构化电磁单位单元被配置成将入射射频电磁波变换成具有垂直于所述平面组合件的所述平面的第一分量和正交于所述平面组合件的所述平面的第二分量的射频磁场B。

229.根据条款215所述的设备，其中所述第一人工结构化电磁单位单元被配置为将入射射频电磁波变换为具有在所有三个相互正交的方向上的分量的射频磁场B。

230.根据条款215所述的设备，其中所述第一人工结构化电磁单位单元包括成对的人工结构化电磁单位单元，所述对中的第一单元被配置成将入射射频电磁波变换成与所述平面组合件的所述平面垂直的射频磁场B，并且所述对中的第二单元被配置为将入射射频电磁波变换成与所述平面组合件的所述平面正交的射频磁场B。

231.根据条款215所述的设备，其中所述第一人工结构化电磁单位单元包括被配置成将入射射频电磁波变换成具有在所有三个相互正交方向上的分量的射频磁场B的三个(atrio of)人工结构化电磁单位单元。

232.根据条款215所述的设备，其中所述人工结构化电磁单位单元的所述组合件包括：(i)人工结构化电磁单位单元的第一层，其被配置以将入射射频电磁波变换成垂直于所述平面组合件的所述平面的射频磁场B以及(ii)第二层人工结构化电磁单位单元，其被配置为将射频电磁波的所述入射脉冲变换成抵消由人工结构化电磁单位单元的所述第一层产生的非零电场分量的电场E。

233.根据条款215所述的设备，其还包括：

射频电磁波传导结构，其被配置为将所述射频电磁波作为入射射频电磁波分配到人工结构化电磁单位单元的所述平面组合件。

234.一种设备，其包括：

射频电磁波传导结构，其被配置为将射频电磁波作为入射射频电磁波分配到人工结构化电磁单位单元的至少两个平面组合件中的每一个组合件；

人工结构化电磁单位单元的所述至少两个组合件，

人工结构化电磁单位单元的所述至少两个组合件中的每一个组合件包括：(i)第一人工结构化电磁单位单元，其被配置为将所述入射射频电磁波变换成垂直于所述组合件的平面的射频磁场B，以及(ii)第二人工结构化电磁单位单元，其被配置为将所述入射射频电磁波变换成抵消由所述第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量的电场E。

235.根据条款234所述的设备，其中所述至少两个组合件包括人工结构化电磁单位单元的至少两个平面或弓形组合件。

236.根据条款234所述的设备，其还包括所述磁共振成像或所述核磁共振装置。

237.一种方法，其包括：

将射频电磁波作为入射射频电磁波分配到人工结构化电磁单位单元的至少两个平面组合件；

使用所述至少两个组合件中的每一个组合件的第一人工结构化电磁单位单元将所述入射射频电磁波变换成垂直于所述平面组合件的平面的射频磁场B；以及

使用所述至少两个组合件中的每一个组合件的第二人工结构化电磁单位单元将所述入射射频电磁波变换成抵消由所述第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量的电场E。

238.一种设备，其包括：

射频电磁波传导结构，其被配置为将射频电磁波的脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件中的每一个；

人工结构化电磁单位单元的所述至少两个组合件，每一个组合件被配置为产生垂直于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴取向的射频磁场B₁的脉冲；

人工结构化电磁单位单元的每个组合件包括：(i)第一人工结构化电磁单位单元，其被配置成将射频电磁波的所述入射脉冲变换成所述射频磁场B₁的脉冲；以及(ii)第二人工结构化电磁单位单元，其被配置成将射频电磁波的所述入射脉冲变换成抵消由所述第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场的分量的电场E，由所述人工结构化电磁单位单元共同产生的射频磁场B₁的所述脉冲具有足以在位于所述孔内的磁活性核中激发磁共振的磁场强度。

239.根据条款238所述的设备，其中人工结构化电磁单位单元的所述至少两个组合件被配置为产生垂直于与磁共振成像或核磁共振装置的所述孔的z轴平行的准静态磁场B₀取向的射频磁场B₁的脉冲。

240.一种方法，其包括：

从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或合成器部件接收射频电磁波的脉冲；

将射频电磁波的所述接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件；

使用所述至少两个组合件中的每一个组合件的第一人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的所述入射脉冲变换成垂直于所述磁共振成像或所述核磁共振装置的孔取向的射频磁场B₁的脉冲；以及

使用所述至少两个组合件中的每一个组合件的第二人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的所述入射脉冲变换成电场E，所述电场E抵消由所述至少两个组合件中的每一个组合件的所述第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场的分量，

由人工结构化电磁单位单元的所述至少两个组合体共同产生的射频磁场B₁的所述脉冲具有足以在位于所述孔内的检查区域的至少一部分内的磁活性核中激发磁共振的磁场强度。

241.根据条款240所述的方法，其中变换所述入射脉冲包括使用所述至少两个组合件中的一个组合件的第一人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的所述入射脉冲变换为垂直于与所述z轴平行的准静态磁场B₀的段并在空间上接近该组的射频磁场B₁的脉冲。

242.一种系统，其包括：

射频电磁波传导结构，其被配置为将射频电磁波的脉冲作为入射射频电磁波分配到人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件中的可选组合件；

人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件的所述至少两组，所述至少两组中的每一组被配置为顺序地定位在垂直于磁共振成像或者核磁共振装置的孔的z轴的相应平面中；

每一组的人工结构化电磁单位单元的每个组合件包括：(i)第一人工结构化电磁单位单元，其被配置为将射频电磁波的入射脉冲变换成垂直于所述z轴的段取向并且在空间上接近所述组的射频磁场B₁的脉冲，以及(ii)第二人工结构化电磁单位单元，其被配置为将射频电磁波的所述入射脉冲变换成抵消由所述第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场的电场E。

243.一种方法，其包括：

从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或合成器部件接收射频电磁波的脉冲；

将射频电磁波的所述接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件的至少两个人工结构化电磁单位单元的选定组合件；

使用所述选定组合件的第一人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的所述入射脉冲变换为垂直于所述磁共振成像或所述核磁共振装置的孔的z轴的段取向的射频磁场B₁的局域脉冲，所述射频磁场B₁的所述局域脉冲具有足以在位于所述横向段的至少一部分内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度；以及

使用所述至少两个组合件中的每一个组合件的第二人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的所述入射脉冲变换成电场E，所述电场E抵消由所述至少两个组合件中的每一个组合件的所述第一人工结构化电磁单元产生的非零电场的分量。

244.一种系统，其包括：

人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件的至少两组，所述至少两组中的每一组被配置为顺序地定位在垂直于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴的相应平面中；

至少两组中的每一组包括被配置为响应于B₁定位控制信号来放大射频电磁波的接收脉冲的电子可控射频放大器；

至少两组中的每一组包括射频电磁波传导结构，所述射频电磁波传导结构被配置成将射频电磁波的放大的所述脉冲作为射频电磁波的入射放大脉冲传送到所述组的人工结构化电磁单位单元的所述至少两个组合件；

人工结构化电磁单位单元的每个组合件包括：(i)第一人工结构化电磁单位单元，其被配置为将射频电磁波的入射放大脉冲变换为垂直于所述z轴的段取向并在空间上接近所述组的射频磁场B₁的脉冲，和(ii)第二人工结构化电磁单位单元，其被配置为将入射放大的射频电磁波变换成抵消由所述第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场的电场E；以及

控制电路，其被配置为响应于指示被选择用于检查的横切片的数据来选择垂直于所述z轴的任意检查段，并且被配置为生成限定分配给每个放大器的放大状态的B₁定位控制信号，所述放大状态共同限定局域到选定的所述任意检查段并且具有足以在位于所述横向段的至少一部分内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度的射频磁场B₁的脉冲。

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在一些实施方式中，“配置”包括针对特定目的、应用或功能中的至少一个而设计、设置、成形、实现、构造或适配中的至少一个。

应当理解，一般来说，本文中使用的术语，特别是所附权利要求中使用的术语通常意指为“开放式”术语。例如，术语“包括”应当解释为“包括但不限于”。例如，术语“具有”应当被解释为“至少具有”。例如，术语“具有”应当被解释为“至少具有”。例如，术语“包含”应当被解释为“包含但不限于”等。还将理解的是，如果意指具体数量的所引入权利要求记述项，则该意图应明确地记述于权利要求中，并且在缺少这种记述的情况下，就不存在这种意图。例如，作为理解的辅助，下面所附的权利要求可包含引入性用语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求记述项。然而，这些用语的使用不应被解释为暗指由不定冠词“一(a)”或“一个(an)”引入的权利要求记述项将包含这种引入权利要求记述的任何特定权利要求限制为仅包含一个这种记述项的发明，即使当相同的权利要求包括引入性用语“一个或多个”或者“至少一个”和诸如“一(a)”或“一个(an)”之类的不定冠词(例如，“接收器”通常应被解释为意指“至少一个接收器”)时也如此；这同样适用于用于引入权利要求记述项的定冠词的使用。另外，即使明确地记述了特定数量的引入权利要求记述项，也将认识到该记述项应当典型地解释为意指至少记述数量(例如，“至少两个室”的裸表述或没有其它修饰词的“多个室”通常意指至少两个室)。

在其中使用诸如“A、B和C中的至少一个”、“A、B或C中的至少一个”或“选自A、B和C的项”之类的短语的示例中，通常这样的结构旨在是选言的(例如，这些短语中的任何短语将包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、或具有A、B和C的系统，并且还可以包括具有A、B或C中的一个以上的的系统，例如具有A₁、A₂和C、具有A、B₁、B₂、C₁和C₂、或具有B₁和B₂的系统)。将进一步理解的是，无论是在说明书、权利要求书或附图中，表示两个或更多个可选项的实际上任何转义词和/或转义用语应当理解为预期包括项中的一个、项中的任一个或两个项的可能性。例如，用语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

本文描述的方面描绘了包含在不同的其他部件内或与不同的其它部件连接的不同部件。应当理解，这样描绘的体系结构仅仅是示例，并且实际上可以应用实现相同功能的许多其他体系结构。在概念意义上，实现相同功能的部件的任何布置被有效地“关联”，使得实现期望的功能。因此，这里组合以实现特定功能的任何两个组合件可以被看作彼此“相关联”，使得实现期望的功能，而不管架构或中间组合件如何。同样地，如此关联的任何两个组合件也可以被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现期望的功能。能够这样相关联的任何两个组件也可以被视为彼此“可操作地耦合”以实现期望的功能。可操作地耦合的具体示例包括但不限于物理上可配对或物理上相互作用的组件或无线可交互或无线地相互作用的组件。

关于所附权利要求，其中所列举的操作通常可以以任何顺序执行。此外，尽管各个操作流程以(一个或多个)序列呈现，但是应当理解，各种操作可以以不同于所示出的顺序的顺序来执行，或者可以同时执行。这样的替代排序的示例可以包括重叠、交错、中断、重新排序、增量、预备、补充、同时、反向或其他变体排序，除非上下文另有规定。在框图中使用“开始”、“结束”、“停止”等框并不意图指示对图中的任何操作或功能的开始或结束的限制。这样的流程图或图可以并入其中在本申请的图中所示的功能之前或之后执行附加功能的其它流程图或图中。此外，除非上下文另有规定，否则诸如“响应于”、“与...相关”或其他过去形容词的术语通常不旨在排除这样的变体。

虽然本文公开了各种方面和实施方式，但是其他方面和实施方式对于本领域技术人员将是显而易见的。本文公开的各个方面和实施方式是为了说明的目的而不旨在限制，真正的范围和精神由所附权利要求指示。

Claims (34)

1.一种设备，其包括：

射频电磁波传导结构，其被配置为将射频电磁波的接收脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到至少两个人工结构化电磁单位单元的阵列；以及

所述至少两个人工结构化电磁单位单元的所述阵列被配置为通过变换射频电磁波的所述入射脉冲来产生射频磁场B₁的脉冲，所述射频磁场B₁垂直于与磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴平行的准静态磁场B₀取向，产生的所述脉冲具有足以在位于所述孔内的检查区域的至少一部分内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个超材料单位单元。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元中的单位单元包括具有强磁响应的人工结构化超材料单位单元。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元分别被优化以产生高电感密度。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少两个单位单元被配置为产生可调谐射频磁场B₁的脉冲。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为产生磁场主导射频近场，所述磁场主导射频近场的磁场(B₁)强度和电场(E)强度使得(B₁c)/E₁>1(其中“c”是光速)。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少两个电磁单位单元的所述阵列还被配置为接收由布置在所述磁共振成像或所述核磁共振装置的检查区域中的磁活性核产生的磁共振信号，并且被配置为产生指示所述磁共振信号的信号。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件，

人工结构化电磁单位单元的所述两个组合件中的每一个组合件分别包括第一人工结构化电磁单位单元和第二人工结构化电磁单位单元，所述第一人工结构化电磁单位单元被配置为产生射频磁场B₁的所述脉冲，所述第二人工结构化电磁单位单元被配置为产生抵消由所述第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场的电场E。

9.一种方法，其包括：

从磁共振成像或核磁共振装置的射频信号发生器或合成器部件接收射频电磁波的脉冲；

将接收的所述射频电磁波的脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到阵列中的至少两个人工结构化电磁单位单元；以及

使用所述阵列的所述至少两个人工结构化电磁单位单元将射频电磁波的所述入射脉冲变换成射频磁场B₁的脉冲，所述射频磁场B₁垂直于与所述磁共振成像或所述核磁共振装置的孔的z轴平行的准静态磁场B₀取向，所述射频磁场B₁的所述脉冲具有足以在位于所述孔内的检查区域的至少一部分内的磁性活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

10.一种系统，其包括：

射频电磁波传导结构，其被配置为响应于B₁定位控制信号将射频电磁波的脉冲作为射频电磁波的入射脉冲分配到至少两个可选组的阵列中的一组中；

所述至少两个可选组的所述阵列，所述至少两个可选组中的每一组(i)包括至少两个人工结构化电磁单位单元并且被配置为分别相对于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴线性地布置，以及(ii)分别被配置为将射频电磁波的所述入射脉冲变换为垂直于z轴的段(以下称为“横向段”)取向并且在空间上接近所述组的射频磁场B₁的脉冲；以及

控制电路，其被配置为生成B₁定位控制信号，所述B₁定位控制信号限定射频电磁波的特定入射脉冲到至少两个可选组的所述阵列中的每一组的相应功率分布，所述相应功率分布共同限定局域到垂直于所述z轴并且在所述孔的检查区域内的选定的任意检查段的射频磁场B₁的特定脉冲，所述局域磁场B₁具有足以在位于选定的所述任意检查段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的强度。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述至少两个可选组中的每一组分别可独立于其在所述阵列中的相应位置或序列而单独地可访问或可控。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述射频磁场B₁的所述局域脉冲产生被局域以包括选定的所述任意检查段的准聚焦射频磁场B₁。

13.根据权利要求10所述的系统，其中所述射频磁场B₁的所述局域脉冲包括在选定的所述任意检查段中的第一电场E₁强度，并且包括在所述检查区域的另一任意横向段中的第二电场E2强度，所述第二电场强度小于所述第一电场强度。

14.根据权利要求10所述的系统，其中，所述射频磁场B₁的所述局域脉冲被配置为在选定的所述任意检查段中产生第一比吸收率(SAR)以及在所述检查区域的另一任意横向段中产生第二SAR，所述第二SAR小于所述第一SAR。

15.根据权利要求10所述的系统，其中，所述相应功率分布还包括共同限定在选定的所述任意检查段中产生最小化比吸收率(SAR)的射频磁场B₁的特定脉冲的相应功率分布。

16.根据权利要求10所述的系统，其中，所述相应功率分布响应于射频磁场B₁的同时确定的分布，所述射频磁场B₁局域到具有所述最小化SAR的选定的所述任意检查段。

17.根据权利要求10所述的系统，其中所述射频电磁波传导结构包括电子可控开关，所述电子可控开关响应于所述B₁定位控制信号并且耦合在所述射频电磁波传导结构的主要部分与所述射频电磁波传导结构的次要部分之间，所述次要部分耦合到所述至少两组中的一组。

18.根据权利要求10所述的系统，其还包括：

单位单元控制器，其被配置为响应于所述控制信号的梯度分量而电子地控制所述至少两个可选组中的每一组的电子可控的所述至少两个人工结构化电磁单位单元。

19.一种系统，其包括：

至少两组至少两个人工结构化电磁单位单元，所述至少两组中的每一组被配置为顺序地定位在垂直于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴的相应平面中，

至少两组中的每一组包括响应于接收到的B₁定位控制信号可在关闭状态和开启状态之间切换的电子可控射频放大器，

至少两组中的每一组包括相应的射频电磁波传导结构，所述射频电磁波传导结构被配置为将射频电磁波的放大脉冲作为射频电磁波的入射放大脉冲传送到所述组的所述至少两个人工结构化电磁单位单元；

每一组中的所述至少两个人工结构化电磁单位单元分别被配置为将射频电磁波的所述入射放大脉冲变换为垂直于所述z轴的段(以下称为“横向段”)取向并且在空间上接近所述组的射频磁场B₁的脉冲；以及

控制电路，其被配置为响应于指示被选定用于检查的横向切片的数据而选择垂直于所述z轴的任意检查段，并且被配置为生成限定被分配给所述至少两组中的每一组的放大状态的B₁定位控制信号，所述放大状态共同限定射频磁场B₁的脉冲，所述射频磁场B₁的脉冲局域到选定的所述任意检查段并且具有足以在位于选定的所述任意检查段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述至少两组中的每一组的每个射频放大器包括电子可控的可变增益放大器。

21.根据权利要求19所述的系统，其中所述至少两组中的每一组包括电子可控射频放大器和电子可控移相器或可变相位延迟线。

22.根据权利要求19所述的系统，其中所述放大状态共同限定局域到选定的所述任意检查段的所述射频磁场B₁的优化脉冲。

23.根据权利要求19所述的系统，其中所述射频磁场B₁的所述局域脉冲包括在选定的所述任意检查段中的第一电场强度，以及包括在所述检查区域的另一任意横向段中的第二电场强度，所述第二电场强度小于所述第一电场强度。

24.根据权利要求19所述的系统，其中所述射频磁场B₁的所述局域脉冲被配置为在选定的所述任意检查段中产生第一比吸收率(SAR)，以及在所述检查区域的另一个任意横向段中产生第二SAR，所述第二SAR小于所述第一SAR。

25.根据权利要求19所述的系统，其中所述放大参数包括分配给所述至少两组中的每一组的振幅或相位。

26.根据权利要求19所述的系统，其中所述控制电路包括被配置为进行以下操作的控制电路：(i)响应于指示被选择用于检查的横向切片的数据而选择垂直于所述z轴的任意检查段，(ii)选择所述至少两组中的至少一组以传送射频磁场B₁的局域脉冲到选定的所述任意检查段，(iii)限定射频磁场B₁的脉冲，所述射频磁场B₁的脉冲局域到选定的所述任意检查段并且具有足以在位于选定的所述任意段内的磁活性核中激发可检测的磁共振的磁场强度，并且响应于此(iv)产生限定分配给所述至少两组中的每一组的放大状态的所述B₁定位控制信号。

27.根据权利要求19所述的系统，其中所述至少两组中的第一组包括至少两个人工结构化电磁单位单元，所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为产生具有使(B₁c)/E₁>1的磁场强度和电场强度的磁场主导射频近场；并且所述至少两组中的第二组包括至少两个人工结构化电磁单位单元，所述至少两个人工结构化电磁单位单元被配置为产生抵消由所述第一组人工结构化电磁单位单元产生的非零电场分量的电场E。

28.根据权利要求19所述的系统，其中产生的所述B₁定位控制信号限定分配给每一组中的所述至少两个组合件中的每一个组合件的每个所述至少两个人工结构化电磁单位单元的放大状态和相位，限定的所述放大状态和相位共同限定被局域到选定的所述任意检查段并且具有在选定的所述任意检查段上平均的选定E/(Bc)比的射频磁场B₁的优化脉冲。

29.根据权利要求19所述的系统，其中一组中的所述至少两个人工结构化电磁单位单元包括至少两个随机可访问的、可电控的人工结构化电磁单位单元。

30.一种设备，其包括：

射频电磁波传导结构，其被配置为将射频电磁波作为入射射频电磁波分配到人工结构化电磁单位单元的至少两个组合件中的每一个组合件；以及

人工结构化电磁单位单元的所述至少两个组合件，所述人工结构化电磁单位单元的每一个组合件被配置成产生垂直于磁共振成像或核磁共振装置的孔的z轴取向的射频磁场B₁的脉冲，并且人工结构化电磁单位单元的每一个组合件包括(i)第一人工结构化电磁单位单元，其被配置为将射频电磁波的所述入射脉冲变换成所述射频磁场B₁的所述脉冲；以及(ii)第二人工结构化电磁单位单元，其被配置为将射频电磁波的所述入射脉冲变换为电场E，所述电场E抵消由所述第一人工结构化电磁单位单元产生的非零电场的分量，由所述人工结构化电磁单位单元共同产生的射频磁场B₁的所述脉冲具有足以在位于所述孔内的磁活性核中激发磁共振的磁场强度。

31.根据权利要求30所述的设备，其中，人工结构化电磁单位单元的所述至少两个组合件被配置为产生射频磁场B₁的脉冲，所述射频磁场B₁垂直于与磁共振成像或核磁共振装置的所述孔的所述z轴平行的准静态磁场B₀取向。

32.根据权利要求30所述的设备，其中，每个组合件的所述第一人工结构化电磁单位单元和所述第二人工结构化电磁单位单元分别被配置为在垂直于所述组合件的所述平面的所述射频磁场B中产生选定E/(Bc)比。

33.根据权利要求30所述的设备，其中，所述第一人工结构化电磁单位单元被配置为将入射射频电磁波变换成射频磁场B，所述射频磁场B具有垂直于所述平面组合件的平面的第一分量和正交于所述平面组合件的所述平面的第二分量。

34.根据权利要求30所述的设备，其还包括：

射频电磁波传导结构，其被配置为将所述射频电磁波作为入射射频电磁波分配到人工结构化电磁单位单元的所述平面组合件。