CN113767295A - 可变调谐的伪鸟笼线圈及其应用 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于单侧磁共振成像系统的线圈。线圈被配置为生成远离线圈向外的磁场。线圈包括具有不同直径的第一环和第二环，并且电流流过线圈以在感兴趣区域中生成磁场。还公开了一种经由磁成像装置成像的方法。该方法包括提供电源和提供线圈，该线圈包括具有不同直径的第一环和第二环。该方法包括接通电源以使电流流过线圈以在感兴趣区域中生成磁场。该方法还包括选择性地接通一组特定的电子部件，以便使磁场在较窄的频率范围内脉动。

Description

可变调谐的伪鸟笼线圈及其应用

背景技术

磁共振成像(MRI)系统主要集中于利用封闭的外形因素。这种外形因素包括使用产生电磁场的材料和成像系统部件围绕成像区域。典型的磁共振成像系统包括筒形孔磁体，其中患者被置于磁体的管内进行成像。然后将诸如射频(RF)发送(TX)和接收(RX)线圈和部件放置在患者的多侧来有效地围绕患者以执行成像。

通常，RF-TX线圈巨大并且完全围绕视场(即成像区域)，而RF-RX线圈是小的并且正好放置在视场上。在大多数当前的磁共振成像系统中，实际上围绕患者的部件的放置严重限制了患者的移动，而有时在使患者位于成像区域内或从成像区域内移出期间造成额外的负担。在其他当前的磁共振成像系统中，患者被放置在两个大板之间以缓解对患者放置的一些物理限制。无论如何，存在在下一代磁共振成像系统中提供现代成像配置的需要，其进一步减轻上述关于患者舒适度和繁重限制的问题。

发明内容

根据各实施方式，提供了一种磁成像装置。该装置包括：用于提供电流的电源；以及电连接到电源的线圈。线圈包括第一环和第二环，其中第一环和第二环具有不同的直径。第一环和第二环经由一个或更多个横档(rung)连接。电源被配置为使电流流过第一环、第二环和一个或更多个横档以在感兴趣区域中生成电磁场。

根据各实施方式，电磁场在约1μT和约10mT之间。根据各实施方式，电磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频进行脉动。根据各实施方式，第一环、第二环和一个或更多个横档连接成形成单个电流回路。根据各实施方式，线圈是非平面的并且被定向为部分地围绕感兴趣区域。根据各实施方式，第一环、第二环和一个或更多个横档相对于彼此是非平面的。根据各实施方式，第一环和第二环中的一个环相对于另一个环倾斜。根据各实施方式，第一环或第二环中的一个环比另一个环更靠近感兴趣区域。根据各实施方式，第一环和第二环包括不同的材料。根据各实施方式，第一环和第二环的直径在约10μm至约10m之间。根据各实施方式，第一环的直径大于第二环的直径。根据各实施方式，第二环的直径在感兴趣区域的尺寸和第一环的直径之间。

根据各实施方式，线圈还包括用于调谐电磁场的一个或更多个电子部件。根据各实施方式，一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。根据各实施方式，用于调谐的一个或更多个电子部件包括电介质、电容器、电感器、导电金属、超材料或磁性金属中的至少之一。根据各实施方式，线圈被低温冷却。根据各实施方式，第一环、第二环和一个或更多个横档中的至少之一包括用于流体冷却的中空管。根据各实施方式，第一环和第二环中的至少之一包括多个绕组或利兹线。根据各实施方式，第一环、第二环和一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

根据各实施方式，第一环附接到一个或更多个横档的第一部分并且第二环附接到一个或更多个横档的第二部分，并且其中一个或更多个横档的第一部分和第二部分形成交叠的接触区域。根据各实施方式，交叠的接触区域是可调节的。根据各实施方式，第一部分是筒或管，并且第二部分是同心管，或者反之亦然，并且其中第一部分和第二部分被配置为滑过彼此。

根据各实施方式，提供了一种操作磁成像装置的方法。该包括提供电源以及提供电连接到电源的线圈。线圈包括第一环和第二环，其中第一环和第二环具有不同的直径。第一环和第二环经由一个或更多个横档连接。该方法还包括接通电源以便使电流流过线圈，从而在感兴趣区域中生成磁场。

根据各实施方式，磁场在约1μT和约10mT之间。根据各实施方式，磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频(RF)进行脉动。根据各实施方式，线圈还包括一个或更多个电子部件。

根据各实施方式，该方法还包括使用随线圈一起提供的一个或更多个部件来调谐磁场。根据各实施方式，通过改变一个或更多个电子部件的电流或通过改变一个或更多个电子部件的物理位置中的至少之一来调谐磁场。根据各实施方式，一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。根据各实施方式，第一环、第二环和一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

根据各实施方式，该方法还包括选择性地接通一组特定的电子部件，以便使磁场在较窄的频率范围内脉动。

根据各实施方式，提供了一种磁成像装置。该磁成像装置包括：用于提供电流的电源；以及电连接到电源的线圈。线圈包括第一环和第二环。第一环和第二环经由一个或更多个电容器连接。电源被配置为使电流流过第一环、第二环和一个或更多个电容器以在感兴趣区域中生成电磁场。

根据各实施方式，电磁场在约1μT和约10mT之间。根据各实施方式，电磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频进行脉动。根据各实施方式，第一环和第二环经由一个或更多个横档连接。根据各实施方式，线圈是非平面的并且被定向为部分地围绕感兴趣区域。根据各实施方式，第一环、第二环和一个或更多个横档相对于彼此是非平面的。根据各实施方式，第一环和第二环中的一个环相对于另一个环倾斜。根据各实施方式，第一环或第二环中的一个环比另一个环更靠近感兴趣区域。根据各实施方式，第一环和第二环包括不同的材料。根据各实施方式，第一环和第二环的直径在约10μm至约10m之间。根据各实施方式，第二环的直径在感兴趣区域的尺寸和第一环的直径之间。

根据各实施方式，线圈还包括用于调谐电磁场的一个或更多个电子部件。根据各实施方式，一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。根据各实施方式，用于调谐的一个或更多个电子部件包括电介质、电容器、电感器、导电金属、超材料或磁性金属中的至少之一。根据各实施方式，线圈被低温冷却。根据各实施方式，第一环、第二环和一个或更多个横档中的至少之一包括用于流体冷却的中空管。根据各实施方式，第一环和第二环中的至少之一包括多个绕组或利兹线。根据各实施方式，第一环、第二环和一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

根据各实施方式，第一环附接到一个或更多个横档的第一部分并且第二环附接到一个或更多个横档的第二部分，以及其中，一个或更多个横档的第一部分和第二部分形成交叠的接触区域。根据各实施方式，交叠的接触区域是可调节的。根据各实施方式，第一部分是筒或管，并且第二部分是同心管，或者反之亦然，并且其中第一部分和第二部分被配置为滑过彼此。

根据各实施方式，提供了一种操作磁成像装置的方法。该方法包括提供电源以及提供电连接到电源的线圈。线圈包括第一环和第二环。第一环和第二环经由一个或更多个电容器连接。该方法还包括接通电源以便使电流流过线圈，从而在感兴趣区域中生成磁场。

根据各实施方式，磁场在约1μT和约10mT之间。根据各实施方式，磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频(RF)进行脉动。根据各实施方式，第一环和第二环经由一个或更多个横档连接。根据各实施方式，线圈还包括一个或更多个电子部件。根据各实施方式，该方法还包括使用随线圈一起提供的一个或更多个部件来调谐磁场。根据各实施方式，通过改变一个或更多个电子部件的电流或通过改变一个或更多个电子部件的物理位置中的至少之一来调谐磁场。根据各实施方式，一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。根据各实施方式，第一环、第二环和一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

根据各实施方式，该方法还包括选择性地接通一组特定的电子部件，以便使磁场在较窄的频率范围内脉动。

根据各实施方式，提供了一种磁成像装置。该磁成像装置包括：用于提供电流的电源；以及电连接到电源的线圈。线圈包括实心金属片，实心金属片具有设置在片内的一个或更多个狭缝。一个或更多个狭缝中的至少一个包括调谐元件。电源被配置为使电流流过线圈以在感兴趣区域生成电磁场。

根据各实施方式，电磁场在约1μT和约10mT之间。根据各实施方式，电磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频进行脉动。根据各实施方式，线圈是非平面的并且被定向为部分地围绕感兴趣区域。根据各实施方式，线圈具有直径在约10μm至约10m之间的外边缘。

根据各实施方式，实心金属片是具有第一狭缝的第一片，第一调谐元件设置在第一狭缝内，线圈还包括：具有第二狭缝的第二金属片，第二调谐元件设置在第二狭缝内。第二金属片堆叠在第一片的顶部，使得第一狭缝和第二狭缝旋转偏移。

根据各实施方式，实心金属片包括至少两个狭缝，每个狭缝具有调谐元件，其中至少两个狭缝定位在实心金属片内，使得调谐元件中的每一个彼此等距定位。

根据各实施方式，该装置还包括用于调谐电磁场的一个或更多个电子部件，其中一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。根据各实施方式，用于调谐的一个或更多个电子部件包括电介质、电容器、电感器、导电金属、超材料或磁性金属中的至少之一。

根据各实施方式，实心金属片包括用于流体冷却的中空管。根据各实施方式，线圈被低温冷却。根据各实施方式，调谐元件包括电容器。

根据各实施方式，提供了一种操作磁成像装置的方法。该方法包括提供电源以及提供与电源电连接的线圈。线圈包括实心金属片，实心金属片具有设置在片内的一个或更多个狭缝。一个或更多个狭缝中的至少一个包括调谐元件。该方法还包括接通电源以便使电流流过线圈，从而在感兴趣区域中生成磁场。

根据各实施方式，磁场在约1μT和约10mT之间。根据各实施方式，磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频(RF)进行脉动。根据各实施方式，线圈还包括一个或更多个电子部件。根据各实施方式，该方法还包括使用随线圈一起提供的一个或更多个部件来调谐磁场。根据各实施方式，通过改变一个或更多个电子部件的电流或通过改变一个或更多个电子部件的物理位置中的至少之一来调谐磁场。根据各实施方式，一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。根据各实施方式，调谐元件包括电容器。

根据各实施方式，该方法还包括选择性地接通一组特定的电子部件，以便使磁场在较窄的频率范围内脉动。

下面详细讨论这些和其他方面和实现。前述信息和以下详细描述包括各个方面和实现方案的说明性示例，并提供用于理解要求保护的方面和实现方案的性质和特征的概述或框架。附图提供了对各个方面和实现方案的说明和进一步理解，并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分。

附图说明

附图并非依比例绘制。各图中相同的附图标记和名称表示相同的元件。为清楚起见，并非每个部件都在每张图中标出。在附图中：

图1是根据各实施方式的磁成像装置的实现方案的示意图。

图2是示出根据各实施方式的磁成像装置的示例频率响应的图示说明。

图3是根据各实施方式的磁成像装置的电路图的示意图。

图4A和图4B是根据各实施方式的用于使用电容交叠调节调谐的交叠线圈横档的示意图。

图5A和图5B图示了根据各实施方式的磁成像装置的实现方案的示意图。

图6是根据各实施方式的磁成像装置的实现方案的示意图。

图7A是根据各实施方式的磁成像装置的实现方案的示意图。

图7B是根据各实施方式的磁成像装置的实现方案的示意图。

图7C是根据各实施方式的磁成像装置的实现方案的示意图。

图8是根据各实施方式的磁成像装置的实现方案的示意图。

图9是根据各实施方式的操作磁成像装置的示例方法的流程图。

图10是根据各实施方式的操作磁成像装置的示例方法的另一流程图。

图11是根据各实施方式的操作磁成像装置的示例方法的另一流程图。

具体实施方式

现代磁共振成像系统中使用的典型RF-TX线圈配置是鸟笼线圈设计。典型的鸟笼线圈包括两个大环，它们放置在成像区域(即，患者所在的位置)的相对两侧，每个环都通过一个或更多个横档电连接。根据RF-TX线圈的工作频率和配置，横档或环包含电容调谐元件。为确保正确成像，在成像区域(在此也称为“感兴趣区域”)上均匀地产生RF-TX线圈激发功率。鸟笼式RF-TX线圈由于其大直径环和一致的横档/环尺寸，获得其均匀的功率分布。由于线圈围绕患者越多，成像信号改善，所以鸟笼线圈典型地被配置为包围患者，使得从成像区域/患者内产生的信号足够均匀。

为了进一步提高患者舒适度并减少当前磁共振成像系统的繁重移动限制，已经开发了单侧磁共振成像系统。如这里描述的公开总体上涉及单侧磁共振成像系统的磁成像装置及其应用。特别地，所描述的技术涉及一种磁成像装置，其具有配置为在单侧磁共振成像系统中工作的带可变调谐的伪鸟笼线圈。如本文所述，与小规模、具有有限视场和对患者的四肢成像的系统相比，所公开的单侧磁共振成像系统可以对患者成像。此外，该系统可以被配置为使得患者在一侧被电磁场产生材料和成像系统部件覆盖，但不被完全围绕。在此描述的配置提供了对患者移动的较少限制，同时在使患者位于和/或从磁共振成像系统移开期间减少了不必要的负担。换句话说，通过仅在患者的一侧放置伪鸟笼线圈，患者不会感到被困在磁共振成像系统中。

本文公开的技术包括单侧线圈的新型配置，以及从单侧线圈生成RF发送脉冲的方法。如本文所述的单侧线圈包括一个或更多个线圈配置，其生成远离线圈自身的均匀场。所公开的配置旨在生成在线圈之外并远离线圈投射的均匀场，因为在单侧磁共振成像系统中线圈能够不再围绕患者用于成像。换句话说，对于在单侧磁共振成像系统中工作的RF-TX线圈，成像所需的均匀射频场必须在远离线圈自身的地方生成。为了将场投射在单侧线圈之外并远离单侧线圈，所公开的线圈配置包括经由一个或更多个横档连接的不同尺寸的环。在如本文所述的各实现方案中，单侧线圈可以配置有不同尺寸的环,环之间的距离变化且环的材料变化。在各实现方案中，线圈还可以具有放置在线圈一侧的电磁屏蔽，以进一步改善电磁场远离屏蔽方向的投射。

如本文所公开的，环的不相等的尺寸和横档的曲率被调节以定位感兴趣区域(成像区域)和该区域中RF功率的均匀性。随着环的尺寸变得相等，视场向内移动到线圈中心，因此相似于传统的鸟笼式线圈。随着环的尺寸改变，均匀区域向外延伸远离线圈自身以允许患者的移动或进入受到抑制。

此外，本文描述的单侧RF-TX线圈的配置可以生成有效激发视场内(即，成像区域中)质子所需的适当范围的射频。由于单侧磁共振成像系统的外形因素典型地具有有着大信号带宽的线性磁梯度，因此本文所述的RF-TX线圈配置旨在适应质子激发所需的无线电频率的扩展范围。

图1示出了根据各实施方式的磁成像装置100的示例实现方案的示意图。如图1所示，装置100包括射频发送(RF-TX)线圈120，其将RF功率向线圈120之外并远离线圈120投射。线圈120具有通过一个或更多个横档126连接的两个环122和124。如图1所示，线圈120还连接到电源150a和/或电源150b(在此统称为“电源150”)。在各实现方案中，电源150a和150b可以被配置用于功率输入和/或信号输入，并且通常可以被称为线圈输入。在各实现方案中，电源150a和/或150b被配置为经由电接触152a和/或152b(在此统称为“电接触152”)以及电接触154a和/或154b(在此统称为“电接触154”)通过将电接触152和154附接到一个或更多个横档126来提供接触。线圈120被配置为将均匀的RF场投射在视场140内。在各实现方案中，视场140是患者所在的用于磁共振成像的感兴趣区域(即，成像区域)。由于患者位于远离线圈120的视场140中，因此装置100适于用在单侧磁共振成像系统中。

在各实现方案中，线圈输入150a和150b可以例如经由正交激励由彼此异相90度的两个信号供电。在各实现方案中，可能仅存在一个线圈输入150a，因此另一个线圈输入150b可以使用调谐方法动态配置，例如，如图3中所示的电路图300中概述的那样，以将线圈120调节为以线性极化模式供电。

在各实现方案中，线圈120包括环122和环124，它们沿着相同的轴线同轴定位但彼此相距一定距离，如图1所示的那样。在各实现方案中，环122与环124被间隔开的距离在约0.1m至约10m的范围内。在各实现方案中，环122和环124被间隔开的距离在约0.2m至约5m、约0.3m至约2m、约0.2m至约1m、约0.1m至约0.8m、或约0.1m至约1m的范围内，包括其间的任何间隔距离。在各实现方案中，线圈120包括环122和环124，它们非同轴地但沿着相同方向定位并且被间隔开的距离在约0.2m至约5m的范围内。在各实现方案中，环122和环124也可以相对于彼此倾斜。在各实现方案中，倾斜角可以是从1度至90度、从1度至5度、从5度至10度、从10度至25度、从25度至45度，以及从45度至90度。

在各实现方案中，环122和环124具有相同的直径。在各实现方案中，环122和环124具有不同的直径并且环122具有比环124更大的直径，如图1所示的那样。在各实现方案中，环122和环124具有不同的直径并且环122具有比环124更小的直径。在各实现方案中，线圈120的环122和环124被配置为创建在视场140内包含均匀RF功率分布的成像区域140，该均匀RF功率分布不在RF-TX线圈内居中，而是被投射在线圈自身之外的空间中。

在各实现方案中，环122的直径在约10μm和约10m之间。在各实现方案中，环122具有约0.001m和约9m之间、约0.01m和约8m之间、约0.03m和约6m之间、约0.05m和约5m之间、约0.1m和约3m之间、约0.2m和约2m之间、约0.3m和约1.5m之间、约0.5m和约1m之间、或约0.01m和约3m之间的直径，包括其间的任何直径。

在各实现方案中，环124的直径在约10μm和约10m之间。在各实现方案中，环124具有约0.001m和约9m之间、约0.01m和约8m之间、约0.03m和约6m之间、约0.05m和约5m之间、约0.1m和约3m之间、约0.2m和约2m之间、约0.3m和约1.5m之间、约0.5m和约1m之间、或约0.01m和约3m之间的直径，包括其间的任何直径。

在各实现方案中，环122和环124通过一个或更多个横档126连接，如图1所示的那样。在各实现方案中，一个或更多个横档126连接到环122和124以便形成单个电路回路(或单个电流回路)。如图1所示，例如，一个或更多个横档126的一端连接到电源150的电接触152，而一个或更多个横档126的另一端连接到电接触154，使得环120完成电路。

在各实现方案中，环122是不连续的环并且电接触152和电接触154可以电连接到环122的两个相对端以形成由电源150供电的电路。相似地，在各实现方案中，环124是不连续的环并且电接触152和电接触154可以电连接到环124的两个相对端以形成由电源150供电的电路。

在各实现方案中，环122和124不是圆形的，而是可以具有椭圆形、正方形、矩形或梯形或具有闭环的任何形状或形式的横截面。在各实现方案中，环122和124可具有在两个不同轴向平面内变化的横截面，其中主轴线为圆形而次轴线具有正弦形状或一些其他几何形状。在各实现方案中，线圈120可以包括多于两个的环122和124，每个环由跨越并连接所有环的横档连接。在各实现方案中，线圈120可以包括多于两个的环122和124，每个环由在环之间交替设置连接点的横档连接。在各实现方案中，环122可以包含用于进入的物理孔隙。在各实现方案中，环122可以是没有物理空隙的实心片。

在各实现方案中，线圈120生成强度在约1μT和约10mT之间的电磁场(此处还称为“磁场”)。在各实现方案中，线圈120可以生成约10μT和约5mT、约50μT和约1mT、或约100μT和约1mT之间的磁场强度，包括其间的任何磁场强度。

在各实现方案中，线圈120生成以约1kHz和约2GHz之间的射频进行脉动的电磁场。在各实现方案中，线圈120生成以约1kHz和约1GHz、约10kHz和约800MHz、约50kHz和约300MHz、约100kHz和约100MHz、约10kHz和约10MHz、约10kHz和约5MHz、约1kHz和约2MHz、约50kHz和约150kHz、约80kHz和约120kHz、约800kHz和约1.2MHz、约100kHz和约10MHz、或约1MHz和约5MHz之间的射频进行脉动的磁场，包括其间的任何频率。

在各实现方案中，线圈120被定向为部分地围绕感兴趣区域。在各实现方案中，环122、环124和一个或更多个横档126相对于彼此是非平面的。换言之，环122、环124和一个或更多个横档126形成围绕患者所在的感兴趣区域的三维结构。在各实现方案中，环122比环124更靠近感兴趣区域，如图1所示的那样。在各实现方案中，感兴趣区域具有约0.1m至约1m的尺寸。在各实现方案中，感兴趣区域小于环122的直径。在各实现方案中，感兴趣区域小于环124的直径和环122的直径二者，如图1所示的那样。在各实现方案中，感兴趣区域的尺寸小于环122的直径并大于环124的直径。

在各实现方案中，环122、环124或横档126包括相同的材料。在各实现方案中，环122、环124或横档126包括不同的材料。在各实现方案中，环122、环124或横档126包括空心管或实心管。在各实现方案中，空心管或实心管可被配置用于空气或流体冷却。在各实现方案中，环122或环124或横档126中的每一者包括一个或更多个导电绕组。在各实现方案中，绕组包括利兹线或任何导电线。这些额外的绕组可用于通过降低所需频率下的绕组的电阻来提高性能。在各实现方案中，环122、环124或横档126包括铜、铝、银、银浆或任何高导电材料，任何高导电材料包括金属、合金或超导金属、合金或非金属。在各实现方案中，环122、环124或横档126可以包括超材料。

在各实现方案中，环122、环124或横档126可以包含分立的非导电热控制通道，其被设计成将结构的温度保持在指定的设置。在各实现方案中，热控制通道可以由导电材料制成并且被集成以承载电流。

在各实现方案中，线圈120包括用于调谐磁场的一个或更多个电子部件。一个或更多个电子部件可包括变容二极管、PIN二极管、电容器或开关，开关包括微机电系统(MEMS)开关、固态继电器或机械继电器。在各实现方案中，线圈可以被配置为包括沿着电路的一个或更多个电子部件中的任何电子部件。在各实现方案中，一个或更多个部件可以包括不主动导电的高导磁率合金(mu metal)、电介质、磁性或金属部件并且可以调谐线圈。在各实现方案中，用于调谐的一个或更多个电子部件包括电介质、导电金属、超材料或磁性金属中的至少之一。在各实现方案中，调谐电磁场包括改变电流或通过改变一个或更多个电子部件的物理位置。在各实现方案中，线圈被低温冷却以降低电阻并提高效率。在各实现方案中，第一环和第二环包括多个绕组或利兹线。

在各实现方案中，线圈120被配置用于磁共振成像系统，该磁共振成像系统具有跨视场的磁场梯度。场梯度允许在不使用额外的电磁梯度的情况下对视场的切片进行成像。如本文所公开的，线圈可以被配置为通过组合多个中心频率来生成大带宽，每个中心频率具有其自己的带宽。通过将这些多个中心频率与它们各自的带宽叠加，线圈120可以在约1kHz和约2GHz之间的期望频率范围内有效地生成大带宽。在各实现方案中，线圈120生成以约10kHz和约800MHz、约50kHz和约300MHz、约100kHz和约100MHz、约10kHz和约10MHz、约10kHz和约5MHz、约1kHz和约2MHz、约50kHz和约150kHz、约80kHz和约120kHz、约800kHz和约1.2MHz、约100kHz和约10MHz、或约1MHz和约5MHz之间的射频进行脉动的磁场，包括其间的任何频率。

图2是示出磁成像装置100的示例频率响应的图示说明200。如图2所示，在图示说明200中示出了期望理论带宽220，在期望RF频率范围202内具有RF-TX功率损耗204。在一些实例中，因为带宽250太宽，由于尺寸限制或调谐元件限制，期望理论带宽220不能由单个线圈生成。然而，根据各实施方式，线圈120可以被配置为通过使用选择性激活的调谐电路来创建例如分立的带宽250a、250b、250c和250d。例如，当所选择的调谐电路被激活时，新的线圈调谐分布可以被选择，允许创建不同的频率带宽配置分布。当这些新带宽被叠加时，组合带宽250可以形成与期望理论带宽250相似或基本相似的更大带宽。这样，通过在时间上复用频率范围，较之单个频率调谐线圈可以实现更大的频率范围。在各实现方案中，通过配置包括一个或更多个PIN二极管、MEMS、固态继电器、机电继电器或电容开关和/或变容二极管的驱动电路来控制线圈120并为其供电，可以选择性地接通或断开带宽250a、250b、250c和250d中的每一个。在各实现方案中，带宽250a、250b、250c和250d中的每一个可以通过机械移动或改变驱动电路中一个或更多个部件的材料特性来调谐。换言之，磁成像装置100可被配置为通过经由电控制电路控制单个硬件即线圈120扫描多个连续的窄频率范围，并叠加在这些连续频率范围内测量的RF-TX损耗以产生组合带宽250，来生成大带宽250。在各实现方案中，频率之间的切换时间可能需要约1μs至约5秒、约10μs至约1秒、50μs至约500ms、100μs至约100ms、或1ms至约50ms。在各实现方案中，切换时间取决于固态部件快速切换和机械元件改变最慢所采用的切换方法的类型。

在各实现方案中，可以通过激活线圈120中的横档126的子集来选择可能的带宽。在各实现方案中，当所有横档126例如8个横档被激活时，系统可以具有给定频率。然后为了调节频率，通过使用机电装置、固态继电器、可切换RF扼流圈、MEMS开关、电容器或机械分离之一，每隔一个横档可以被去激活或从线圈120设置中电移除。从线圈系统中移除这些横档将为系统生成一个新的调谐频率，该频率可能大于原始调谐频率。

在各实现方案中，线圈120可以生成任何数量的分立的带宽。图2中所示的带宽250a、250b、250c和250d用于说明目的，因此是非限制性示例，并且可以生成任意数量的分立带宽以形成大带宽250。在各实现方案中，带宽250a、250b、250c和250d具有相似或基本相似的带宽。在各实现方案中，带宽250a、250b、250c和250d具有不同的带宽。在各实现方案中，带宽250a、250b、250c和250d中的每一个具有在约1kHz和约2GHz之间的带宽。在各实现方案中，带宽250a、250b、250c和250d中的每一个可以具有约10kHz和约800MHz、约50kHz和约300MHz、约100kHz和约100MHz、约10kHz和约10MHz、约10kHz和约5MHz、约1kHz和约2MHz、约50kHz和约150kHz、约80kHz和约120kHz、约800kHz和约1.2MHz、约100kHz和约10MHz、或约1MHz和约5MHz之间的带宽，包括其间的任何带宽。

图3是根据各实施方式的磁成像装置的示例电路图300的示意图。如图3所示，电路图300示出了连接到电源350和调谐电路330的RF线圈320，调谐电路330包括几组串联332的PIN二极管和电容器、和变容二极管336。电路图300被包括在本文中以用于说明目的，因此是非限制性示例，并且适合于驱动线圈320的任何电路都可以用于扫描任何期望的频率范围。在本文所述的各实现方案中，电路图300中的每个调谐元件可由外部信号控制，允许电子地调节RF-TX的带宽和中心频率。例如，可以接通或断开一个或更多个串联332以改变中心频率和带宽。

图4A和图4B是根据各实施方式的用于使用电容交叠调节调谐的交叠线圈横档的示意图。如图4所示，交叠横档系统400包括同轴和同心的内横档410和外横档420。在各实现方案中，如图1中所示，横档410和420连接到例如环122和124。在各实现方案中，内横档410可以是实心管或中空管，而外横档420是用于容纳内横档410以供例如滑入和滑出的中空管。在各实现方案中，系统400可以通过动态调谐横档410和420之间的交叠430的量来调谐。图4A图示了交叠量450而图4B图示了交叠量460。通过调节两个环(例如，环122和124)的空间分离，两个横档410和420之间的交叠430的量可以改变，如图所示从450到460。空间交叠450和470的改变将导致横档系统400的电容改变，允许结构的共振频率的改变。

在各实现方案中，交叠的横档410和420包括分离层480，其可以包括空气或任何其他合适的介电材料。在各实现方案中，分离层480可以包括冷却材料层。在各实现方案中，冷却材料层可包括陶瓷、流动的高热容量流体或气体、或流动的低温流体或气体。

图5A和图5B分别图示了根据各实施方式的磁成像装置500的实现方案的示意性侧视图和顶视图。如图5A和图5B所示，装置500是射频发送(RF-TX)线圈，其将RF功率投射在线圈自身之外并远离之。如图5A和图5B所示，装置500连接到电源590，电源590被配置为使电流流过装置500以在感兴趣区域中生成电磁场。根据各实施方式，电源590与针对图1所示出和描述的电源150(例如，电源150a和/或电源150b)相似。装置500与针对图1所示出和描述的线圈120基本相似。与包括通过一个或更多个横档126连接的第一环122和第二环124的线圈120相似，装置500是射频发送线圈，其具有通过一个或更多个横档530连接的第一环510和第二环520。环510和520与环122和124相同，因此将不再详细描述。

与线圈120相似，装置500可以连接到电源以在视场内投射均匀的RF场。与图1的装置相似，装置500生成的视场可以包括磁共振成像的感兴趣区域(即，成像区域)，因此适用在单侧磁共振成像系统中。与线圈120相似，装置500可以被配置为包括用于调谐磁场的一个或更多个电子部件。一个或更多个电子部件可包括变容二极管、PIN二极管、电容器或开关，开关包括微机电系统(MEMS)开关、固态继电器或机械继电器。在各实现方案中，装置500可以被配置为包括沿着电路的一个或更多个电子部件中的任何电子部件。在各实现方案中，一个或更多个部件可以包括高导磁率合金、不主动导电的电介质、磁性或金属部件并且可以调谐线圈。在各实现方案中，用于调谐的一个或更多个电子部件包括电介质、导电金属、超材料或磁性金属中的至少之一。在各实现方案中，调谐电磁场包括改变电流或通过改变一个或更多个电子部件的物理位置。在各实现方案中，装置500被低温冷却以降低电阻并提高效率。在各实现方案中，第一环和第二环包括多个绕组或利兹线。

在图1中，线圈120的横档126被示出为简单的横档，其在环122和环124的最接近的相应位置处连接它们。在图5A和图5B中，横档530被配置为在不是环510和520上最近点的位置处连接环510和环520。根据一些实施方式，由于连接点比图1中所示的连接点更远，因此横档530比图1的横档126更长。

如图5B所示，横档530与环510和520一起形成螺旋形线圈。根据各实施方式，装置500的形状有效地创建在操作期间调节磁场形状的射频场。根据各实施方式，虽然装置500被示为仅具有五个横档530，但装置500可以包括任何数量的横档以便创建期望的射频场强度和/或均匀性。根据各实施方式，虽然装置500被示出为具有特定尺寸的环510和520，但是环510和520的尺寸可以与如相对于图1所示出和描述的环122和124的尺寸相同。

在各实现方案中，装置500包括环510和环520，环510和环520沿着同一轴线同轴定位但彼此相距一定距离，如图5A和图5B所示的那样。在各实现方案中，环510和环520隔开范围从约0.1m至约10m的距离。在各实现方案中，环510和环520被间隔开的距离在约0.2m至约5m、约0.3m至约2m、约0.2m至约1m、约0.1m至约0.8m、或约0.1m至约1m的范围内，包括其间的任何间隔距离。在各实现方案中，装置500包括非同轴但沿相同方向定位并且以约0.2m至约5m范围内的距离被间隔开的环510和环520。在各实现方案中，环510和环520也可以相对于彼此倾斜。在各实现方案中，倾斜角度可以是从1度至90度、从1度至5度、从5度至10度、从10度至25度、从25度至45度以及从45度至90度。

在各实现方案中，环510和环520具有相同的直径。在各实现方案中，环510和环520具有不同的直径并且环520具有比环510更大的直径，如图5A和图5B所示的那样。在各实现方案中，装置500的环510和环520被配置为创建在视场内包含均匀RF功率分布的成像区域，该均匀RF功率分布不在装置500内居中而是被投射在线圈自身之外的空间中。

在各实现方案中，环510具有在约10μm和约10m之间的直径。在各实现方案中，环510具有约0.001m和约9m之间、约0.01m和约8m之间、约0.03m和约6m之间、约0.05m和约5m之间、约0.1m和约3m之间、约0.2m和约2m之间、约0.3m和约1.5m之间、约0.5m和约1m之间或约0.01m和约3m之间的直径，包括其间的任何直径。

在各实现方案中，环520具有在约10μm和约10m之间的直径。在各实现方案中，环520具有约0.001m和约9m之间、约0.01m和约8m之间、约0.03m和约6m之间、约0.05m和约5m之间、约0.1m和约3m之间、约0.2m和约2m之间、约0.3m和约1.5m之间、约0.5m和约1m之间、或约0.01m和约3m之间的直径，包括其间的任何直径。

在各实现方案中，环510和环520不是圆形的，而是可以具有椭圆形、正方形、矩形或梯形或具有闭环的任何形状或形式的横截面。在各实现方案中，环510和环520可具有在两个不同轴向平面中变化的横截面，其中主轴线为圆形而次轴线具有正弦形状或一些其他几何形状。在各实现方案中，装置500可以包括多于两个环，即环510和环520，每个环由跨越并连接所有环的横档530连接。在各实现方案中，装置500可以包括比环510和环520多的环，每个环由在环之间交替设置连接点的横档连接。在各实现方案中，环510可以包含供进入的物理孔隙。在各实现方案中，环510可以是没有物理孔隙的实心片。

在各实现方案中，装置500可以被配置为生成强度在约1μT和约10mT之间的电磁场(此处还称为“磁场”)。在各实现方案中，装置500可以生成约10μT和约5mT、约50μT和约1mT、或约100μT和约1mT之间的磁场强度，包括其间的任何磁场强度。

在各实现方案中，装置500可以被配置为生成以约1kHz和约2GHz之间的射频进行脉动的电磁场。在各实现方案中，装置500可以被配置为生成以约1kHz和约1GHz、约10kHz和约800MHz、约50kHz和约300MHz、约100kHz和约100MHz、约10kHz和约10MHz、约10kHz和约5MHz、约1kHz和约2MHz、约50kHz和约150kHz、约80kHz和约120kHz、约800kHz和约1.2MHz、约100kHz和约10MHz、或约1MHz和约5MHz之间的射频进行脉动的磁场，包括其间的任何频率。

在各实现方案中，装置500被定向为部分地围绕感兴趣区域。在各实现方案中，环510、环520和一个或更多个横档530相对于彼此是非平面的。换言之，环510、环520和一个或更多个横档530形成围绕患者所在的感兴趣区域的三维结构。在各实现方案中，环510比环520更靠近感兴趣区域。在各实现方案中，感兴趣区域具有约0.1m至约1m的尺寸。在各实现方案中，感兴趣区域小于环510的直径。在各实现方案中，感兴趣区域小于环520的直径和环510的直径。在各实现方案中，感兴趣区域的尺寸小于环510的直径并大于环520的直径。

在各实现方案中，环510、环520或一个或更多个横档530包括相同的材料。在各实现方案中，环510、环520或一个或更多个横档530包括不同的材料。在各实现方案中，环510、环520或一个或更多个横档530包括空心管或实心管。在各实现方案中，空心管或实心管可被配置用于空气或流体冷却。在各实现方案中，环510、环520或一个或更多个横档530中的每一者包括一个或更多个导电绕组。在各实现方案中，绕组包括利兹线或任何导电线。这些额外的绕组可用于通过降低期望频率下绕组的电阻来提高性能。在各实现方案中，环510、环520或一个或更多个横档530包括铜、铝、银、银膏或任何高导电材料，任何高导电材料包括金属、合金或超导金属、合金或非金属。在各实现方案中，环510、环520或一个或更多个横档530可以包括超材料。

在各实现方案中，环510、环520或一个或更多个横档530可包含分立的非导电热控制通道，其被设计成将结构的温度保持在指定的设置。在各实现方案中，热控制通道可以由导电材料制成并且被集成以承载电流。

图6是根据各实施方式的磁成像装置600的实现方案的示意图。如图6所示，装置600是射频发送(RF-TX)线圈，其将RF功率投射在线圈自身之外并远离之。如图6所示，装置600连接到电源690，电源690被配置为使电流流过装置600以在感兴趣区域中生成电磁场。

图6示出了与图5B的装置500相似的装置600的顶视图。装置600与针对图1所示出和描述的线圈120相似。与包括第一环122和第二环124的线圈120相似，装置600包括内环610和外环620。环610和620与环122和124相同，因此将不再进一步详细地描述。不同于包括由一个或更多个横档126连接的第一环122和第二环124的线圈120、或包括由一个或更多个横档530连接的第一环510和第二环520的装置500，装置600不包括连接横档。相反，如图6所示，内环610包括一个或更多个横档615，而外环620包括一个或更多个横档625。如图6所示，一个或更多个横档615指向外而一个或更多的横档625指向内。

根据各实施方式，电源690可以在几个位置连接到装置600，例如，在内环610和外环620之间。根据各实施方式，电源690可以经由一个或更多个横档625和一个或更多个横档615连接到装置600。根据各实施方式，电源690可以在插入到任何内环610和/或外环620中的电容器两端连接到装置600。在各实现方案中，装置600可以使用感应耦合到装置600的另一个线圈来被无线供电，例如，无需建立到装置600的直接连接。

根据一些实施方式，由于交错横档615和625的放置，交错横档615和625不物理接触，而仅经由电容效应电接触。根据一些实施方式，交错横档615625和625(在此也称为“千足虫线圈”(“millipede coil”)配置)被配置为在交错横档615和625之间形成电容，由此可以通过改变交错横档615和625的参数来改变或调节电容。例如，通过移动交错横档615和625使彼此更靠近，可以改变相邻组的交错横档615和625之间的距离。交错横档615和625的改变的距离将导致装置600的电容改变。因此，根据各实施方式，交错横档615和625可被配置为通过改变与交错横档615和625相关联的电容来调谐装置600的共振频率。

此外，装置600可以被配置为包括用于调谐磁场的共振频率的一个或更多个电子部件。一个或更多个电子部件可包括变容二极管、PIN二极管、电容器或开关，开关包括微机电系统(MEMS)开关、固态继电器或机械继电器。在各实现方案中，装置600可以被配置为包括沿着电路的一个或更多个电子部件中的任何电子部件。在各实现方案中，一个或更多个部件可以包括不主动导电的高导磁率合金、电介质、磁性或金属部件并且可以调谐线圈。在各实现方案中，用于调谐的一个或更多个电子部件包括电介质、导电金属、超材料或磁性金属中的至少之一。在各实现方案中，调谐电磁场包括改变电流或通过改变一个或更多个电子部件的物理位置。在各实现方案中，装置600被低温冷却以降低电阻并提高效率。在各实现方案中，第一环和第二环包括多个绕组或利兹线。

在各实现方案中，装置600包括环610和环620，它们沿着相同的轴线同轴定位(从页面出来)，如图6所示的那样。在各实现方案中，环610和环620环620被间隔开的距离在约0.1m至约10m的范围内。在各实现方案中，环610和环620被间隔开的距离在约0.2m至约5m、约0.3m至约2m、约0.2m至约1m、约0.1m至约0.8m、或约0.1m至约1m的范围内，包括其间的任何间隔距离。在各实现方案中，装置600包括非同轴但沿相同方向定位并且被间隔开的距离在约0.2m至约5m的范围内的环610和环620。在各实现方案中，环610和环620也可以相对于彼此倾斜。在各实现方案中，倾斜角可以是从1度至90度、从1度至5度、从5度至10度、从10度至25度、从25度至45度以及从45度至90度。

在各实现方案中，环610和环620具有相同的直径。在各实现方案中，环610和环620具有不同的直径并且环620具有比环610更大的直径，如图6所示的那样。在各实现方案中，装置600的环610和环620被配置以创建在视场内包含均匀RF功率分布的成像区域，该均匀RF功率分布不在装置600内居中，而是被投射在线圈自身之外的空间中。

在各实现方案中，环610具有在约10μm和约10m之间的直径。在各实现方案中，环610具有约0.001m和约9m之间、约0.01m和约8m之间、约0.03m和约6m之间、约0.05m和约5m之间、约0.1m和约3m之间、约0.2m和约2m之间、约0.3m和约1.5m之间、约0.5m和约1m之间、或约0.01m和约3m之间的直径，包括其间的任何直径。

在各实现方案中，环620具有在约10μm和约10m之间的直径。在各实现方案中，环620具有约0.001m和约9m之间、约0.01m和约8m之间、约0.03m和约6m之间、约0.05m和约5m之间、约0.1m和约3m之间、约0.2m和约2m之间、约0.3m和约1.5m之间、约0.5m和约1m之间、或约0.01m和约3m之间的直径，包括其间的任何直径。

在各实现方案中，环610和环620不是圆形的，而是可以具有椭圆形、正方形、矩形或梯形或具有闭环的任何形状或形式的横截面。在各实现方案中，环610和环620可具有在两个不同轴向平面中变化的横截面，其中主轴线为圆形而次轴线具有正弦形状或一些其他几何形状。在各实现方案中，环610可以包含用于进入的物理孔隙。在各实现方案中，环610可以是没有物理孔隙的实心片。

在各实现方案中，装置600可以被配置为生成强度在约1μT和约10mT之间的电磁场(此处还称为“磁场”)强度。在各实现方案中，装置600可以生成约10μT和约5mT、约50μT和约1mT或约100μT和约1mT之间的磁场强度，包括其间的任何磁场强度。

在各实现方案中，装置600可以被配置为生成以约1kHz和约2GHz之间的射频进行脉动的电磁场。在各实现方案中，装置600可以被配置为生成以约1kHz和约1GHz、约10kHz和约800MHz、约50kHz和约300MHz、约100kHz和约100MHz、约10kHz和约10MHz、约10kHz和约5MHz、约1kHz和约2MHz、约50kHz和约150kHz、约80kHz和约120kHz、约800kHz和约1.2MHz，约100kHz和约10MHz、或约1MHz和约5MHz之间的射频进行脉动的磁场，包括其间的任何频率。

在各实现方案中，装置600被定向为部分地围绕感兴趣区域。在各实现方案中，环610、环620和一个或更多个横档630相对于彼此是非平面的。换言之，环610、环620和一个或更多个横档630形成围绕患者所在的感兴趣区域的三维结构。在各实现方案中，环610比环620更靠近感兴趣区域。在各实现方案中，感兴趣区域具有约0.1m至约1m的尺寸。在各实现方案中，感兴趣区域小于环610的直径。在各实现方案中，感兴趣区域小于环620的直径和环610的直径。在各实现方案中，感兴趣区域的尺寸小于环610的直径并大于环620的直径。

在各实现方案中，环610、环620或一个或更多个横档630包括相同的材料。在各实现方案中，环610、环620或一个或更多个横档630包括不同的材料。在各实现方案中，环610、环620或一个或更多个横档630包括空心管或实心管。在各实现方案中，空心管或实心管可被配置用于空气或流体冷却。在各实现方案中，环610、环620或一个或更多个横档630中的每一者包括一个或更多个导电绕组。在各实现方案中，绕组包括利兹线或任何导电线。这些额外的绕组可用于通过降低期望频率下绕组的电阻来提高性能。在各实现方案中，环610、环620或一个或更多个横档630包括铜、铝、银、银膏或任何高导电材料，任何高导电材料包括金属、合金或超导金属、合金或非金属。在各实现方案中，环610、环620或一个或更多个横档630可以包括超材料。

在各实现方案中，环610、环620或一个或更多个横档630可包含分立的非导电热控制通道，其被设计成将结构的温度保持在指定的设置。在各实现方案中，热控制通道可以由导电材料制成并且被集成以承载电流。

图7A是根据各实施方式的磁成像装置700a的实现方案的示意图。如图7A所示，装置700a是包括实心导电金属片710的线圈。如图7A所示，装置700a连接到电源790a，电源790a被配置为使电流流过装置700a以生成感兴趣区域的电磁场。

图7A示出了装置700a的顶视图，与图5B的装置500和图6的装置600相似。装置700a包括在实心导电金属片710内形成的狭缝720。如图7A所示，装置700a还包括在狭缝720内的调谐元件730。根据各实施方式，实心导电金属片710被配置用于创建横越感兴趣区域的射频功率的均等分布。根据各实施方式，调谐元件730被配置为调谐装置700a的共振频率。

根据各实施方式，电源790a可以在调谐元件730诸如电容器两端连接到装置700a。在各实现方案中，装置700a可以使用感应耦合到装置700a的另一个线圈来被无线供电，例如，无需建立到装置700a的直接连接。

根据各实施方式，调谐元件730可以包括用于调谐磁场的共振频率的一个或更多个电子部件。一个或更多个电子部件可包括变容二极管、PIN二极管、电容器或开关，开关包括微机电系统(MEMS)开关、固态继电器或机械继电器。在各实现方案中，装置700a可以被配置为包括沿着电路的一个或更多个电子部件中的任何电子部件。在各实现方案中，一个或更多个部件可以包括不主动导电的高导磁率合金、电介质、磁性或金属部件并且可以调谐线圈。在各实现方案中，用于调谐的一个或更多个电子部件包括电介质、导电金属、超材料或磁性金属中的至少之一。在各实现方案中，调谐电磁场包括改变电流或通过改变一个或更多个电子部件的物理位置。在各实现方案中，装置700a被低温冷却以降低电阻并提高效率。在各实现方案中，第一环和第二环包括多个绕组或利兹线。

在各实现方案中，装置700a具有在约10μm和约10m之间的直径。在各实现方案中，装置700a的直径在约0.001m和约9m之间、约0.01m和约8m之间、约0.03m和约6m之间、约0.05m和约5m之间、约0.1m和约3m之间、约0.2m和约2m米之间，约0.3m和约1.5m之间，约0.5m和约1m之间、或约0.01m和约3m之间，包括其间的任何直径。

在各实现方案中，装置700a具有不是圆形的外边缘740，而是可以具有椭圆形、正方形、矩形或梯形或具有闭环的任何形状或形式的横截面。在各实现方案中，外边缘740具有在约10μm和约10m之间的直径。在各实现方案中，外边缘740的直径在约0.001m和约9m之间、约0.01m和约8m之间、约0.03m和约6m之间、约0.05m和约5m之间、约0.1m和约3m之间、约0.2m约2m之间、约0.3m和约1.5m之间、约0.5m和约1m之间或约0.01m和约3m之间，包括其间的任何直径。

在各实现方案中，装置700a包含供进入的物理孔隙750，如图7A所示的那样。在各实现方案中，物理孔隙750具有在约10μm和约1m之间的开口。在各实现方案中，物理孔隙750具有在约0.001m和约0.9m之间、约0.01m和约0.8m之间、约0.03m和约0.6m之间、约0.05m和约0.5m之间、约0.05m和约0.3m之间、约0.05m和约0.2m之间、约0.1m和约0.2m之间、约0.05m和约0.1m之间、或约0.01m和约0.1m之间的开口，包括其间的任何直径。

在各实现方案中，装置700a可以是没有物理孔隙的实心片。

在各实现方案中，装置700a可以被配置为生成强度在约1μT和约10mT之间的电磁场(这里也称为“磁场”)。在各实现方案中，装置700a可以生成约10μT和约5mT、约50μT和约1mT、或约100μT和约1mT之间的磁场强度，包括其间的任何磁场强度。

在各实现方案中，装置700a可以被配置为生成以约1kHz和约2GHz之间的射频进行脉动的电磁场。在各实现方案中，装置700a可以被配置为生成以约1kHz和约1GHz、约10kHz和约800MHz、约50kHz和约300MHz、约100kHz和约100MHz、约10kHz和约10MHz、约10kHz和约5MHz、约1kHz和约2MHz、约50kHz和约150kHz、约80kHz和约120kHz、约800kHz和约1.2MHz、约100kHz和约10MHz、或约1MHz和约5MHz之间的射频进行脉动的磁场，包括其间的任何频率。

在各实现方案中，装置700a被定向为部分地围绕感兴趣区域。在各实现方案中，装置700a是围绕患者所在的感兴趣区域的非平面三维结构。在各实现方案中，装置700a具有漏斗形状，其中实心导电金属片710连接两个开口，即外边缘740和物理孔隙750。在各实现方案中，在侧视图中，实心导电金属片710是直线，类似于漏斗的形状。在各实现方案中，在侧视图中，实心导电金属片710可以包括类似于半球碗形状的曲面(或在二维侧视图中示出为曲线)。

在各实现方案中，装置700a的实心导电金属片710可以包括在实心导电金属片710内的一个或更多个中空部分。在各实现方案中，一个或更多个中空部分可被配置用于空气或流体冷却。在各实现方案中，实心导电金属片710可包括铜、铝、银、银膏或任何高导电材料，任何高导电材料包括金属、合金或超导金属、合金或非金属。在各实现方案中，实心导电金属片710可以包括超材料。

在各实现方案中，实心导电金属片710可以包含分立的非导电热控制通道，其被设计成将结构的温度保持在指定的设置。在各实现方案中，热控制通道可以由导电材料制成并且被集成以承载电流。

图7B是根据各实施方式的磁成像装置700b的实现方案的示意图(顶视图)。如图7B所示，装置700b包括堆叠在彼此顶部的线圈700b-1、700b-2、700b-3和700b-4。根据各实施方式，线圈700b-1、700b-2、700b-3和700b-4中的每一个与装置700a中的线圈相同，因此将不再进一步详细描述。根据各实施方式，线圈700b-1、700b-2、700b-3和700b-4可以包括相同、基本相似或不同的狭缝尺寸和/或调谐元件。根据各实施方式，线圈700b-1、700b-2、700b-3和700b-4中的每一个的狭缝尺寸和/或调谐元件允许装置700b的共振频率被调谐或选择。

如图7B所示，装置700b包括相对于狭缝或调谐元件彼此旋转偏移90度的堆叠线圈700b-1、700b-2、700b-3和700b-4。尽管未在图7B中示出，但除了所示线圈700b-1、700b-2、700b-3和700b-4之外，装置700b可以还包括附加线圈。尽管示出为彼此偏移90度，但线圈700b-1、700b-2、700b-3和700b-4可以偏移不同的角度量，以便调谐所需的共振频率。

图7C是根据各实施方式的磁成像装置700c的实现方案的示意图(顶视图)。装置700c是直接堆叠在彼此顶部的堆叠线圈700b-1、700b-2、700b-3和700b-4的图示。如图7C所示，装置700c连接到电源790c，电源790c被配置为使电流流过装置700c以在感兴趣区域中生成电磁场。

根据各实施方式，电源790c可以在调谐元件730(例如电容器)两端连接到装置700c。在各实现方案中，装置700c可以使用感应耦合到装置700c的另一个线圈来被无线供电，例如，无需建立到装置700c的直接连接。

图8是根据各实施方式的磁成像装置800的实现方案的示意图(顶视图)。如图8所示，装置800包括线圈，该线圈包括实心导电金属片810，其中多个狭缝820形成在实心导电金属片810内。如图8所示，装置800还连接到电源890，电源890被配置为使电流流过装置800以在感兴趣区域中生成电磁场。

如图8所示，装置800还包括在多个狭缝820内的多个调谐元件830。根据各实施方式，一个或更多个调谐元件830可以包括在多个狭缝820的每一个内。如图8所示，装置800包括每90度形成的四个狭缝820。尽管未在图8中示出，但装置800可包括任意数量的狭缝820并因此改变相邻狭缝820之间的角距离，使得狭缝820彼此等距隔开。根据各实施方式，狭缝820的数量和设置在其中的调谐元件830的相应数量可以被配置为调谐装置800的期望共振频率。

根据各实施方式，电源890可以在一个或更多个调谐元件830中的任何调谐元件诸如电容器两端连接到装置800。在各实现方案中，装置800可以使用感应耦合到装置800的另一个线圈来被无线供电，例如，无需建立到装置800的直接连接。

根据各实施方式，装置800可以被配置用于创建横越感兴趣区域的射频功率的均等分布。根据各实施方式，多个调谐元件830还可被配置为调谐装置800的共振频率。根据各实施方式，多个调谐元件830可包括用于调谐磁场的共振频率的一个或更多个电子部件。一个或更多个电子部件可包括变容二极管、PIN二极管、电容器或开关，开关包括微机电系统(MEMS)开关、固态继电器或机械继电器。在各实现方案中，装置800可以被配置为包括沿着电路的一个或更多个电子部件中的任何电子部件。在各实现方案中，一个或更多个部件可以包括不主动导电的高导磁率合金、电介质、磁性或金属部件并且可以调谐线圈。在各实现方案中，用于调谐的一个或更多个电子部件包括电介质、导电金属、超材料或磁性金属中的至少之一。在各实现方案中，调谐电磁场包括改变电流或通过改变一个或更多个电子部件的物理位置。在各实现方案中，装置800被低温冷却以降低电阻并提高效率。在各实现方案中，第一环和第二环包括多个绕组或利兹线。

在各实现方案中，装置800具有在约10μm和约10m之间的直径。在各实现方案中，装置800具有在约0.001m和约9m之间、约0.01m和约8m之间、约0.03m和约6m之间、约0.05m和约5m之间、约0.1m和约3m之间、约0.2m和约2m之间、约0.3m和约1.5m之间、约0.5m和约1m之间、或约0.01m和约3m之间的直径，包括其间的任何直径。

在各实现方案中，装置800具有不是圆形的外边缘840，而是可以具有椭圆形、正方形、矩形或梯形或具有闭环的任何形状或形式的横截面。在各实现方案中，外边缘840具有在约10μm和约10m之间的直径。在各实现方案中，外边缘840具有在约0.001m和约9m之间、约0.01m和约8m之间、约0.03m和约6m之间、约0.05m和约5m之间、约0.1m和约3m之间、约0.2m和约2m之间、约0.3m和约1.5m之间、约0.5m和约1m之间、或约0.01m和约3m之间的直径，包括其间的任何直径。

在各实现方案中，装置800包含用于进入的物理孔隙850，如图8所示的那样。在各实现方案中，物理孔隙850具有在约10μm和约1m之间的开口。在各实现方案中，物理孔隙850具有在约0.001m和约0.9m之间、约0.01m和约0.8m之间、约0.03m和约0.6m之间、约0.05m和约0.5m之间、约0.05m和约0.3m之间、约0.05m和约0.2m之间、约0.1m和约0.2m之间、约0.05m和约0.1m之间、或约0.01m和约0.1m之间的开口，包括其间的任何直径。

在各实现方案中，装置800可以是没有物理孔隙的实心片。

在各实现方案中，装置800可以被配置为生成强度在约1μT和约10mT之间的电磁场(在此还称为“磁场”)。在各实现方案中，装置800可以生成约10μT和约5mT、约50μT和约1mT、或约100μT和约1mT之间的磁场强度，包括其间的任何磁场强度。

在各实现方案中，装置800可以被配置为生成以约1kHz和约2GHz之间的射频进行脉动的电磁场。在各实现方案中，装置800可以被配置为生成以约1kHz和约1GHz、约10kHz和约800MHz、约50kHz和约300MHz、约100kHz和约100MHz、约10kHz和约10MHz、约10kHz和约5MHz、约1kHz和约2MHz、约50kHz和约150kHz、约80kHz和约120kHz、约800kHz和约1.2MHz、约100kHz和约10MHz、或约1MHz和约5MHz之间的射频进行脉动的磁场，包括其间的任何频率。

在各实现方案中，装置800被定向为部分地围绕感兴趣区域。在各实现方案中，装置800是围绕患者所在的感兴趣区域的非平面三维结构。在各实现方案中，装置800具有漏斗形状，其中实心导电金属片810连接两个开口，即外边缘840和物理孔隙850。在各实现方案中，在侧视图中，实心导电金属片810是直线，类似于漏斗的形状。在各实现方案中，在侧视图中，实心导电金属片810可以包括类似于半球碗形状的曲面(或在二维侧视图中示出为曲线)。

在各实现方案中，装置800的实心导电金属片810可以包括在实心导电金属片810内的一个或更多个中空部分。在各实现方案中，一个或更多个中空部分可被配置用于空气或流体冷却。在各实现方案中，实心导电金属片810可包括铜、铝、银、银膏或任何高导电材料，任何高导电材料包括金属、合金或超导金属、合金或非金属。在各实现方案中，实心导电金属片810可以包括超材料。

在各实现方案中，实心导电金属片810可以包含分立的非导电热控制通道，其被设计成将结构的温度保持在指定的设置。在各实现方案中，热控制通道可以由导电材料制成并且被集成以承载电流。

图9是根据各实施方式的操作磁成像装置(例如，装置100、500或600)的示例方法S100的流程图。根据各实施方式，方法S100包括在步骤S110提供电源。如图9所示，方法S100包括在步骤S120提供电连接到电源的线圈。根据一些实施方式，线圈包括第一环和第二环，其中第一环和第二环具有不同的直径。根据一些实施方式，第一环和第二环经由例如装置100、500或600的一个或更多个横档连接。

如图9所示，方法S100包括在步骤S130接通电源以使电流流过线圈，从而在感兴趣区域中生成磁场。根据各实施方式，磁场在约1μT和约10mT之间。根据各实施方式，磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频(RF)进行脉动。

根据各实施方式，线圈还包括一个或更多个电子部件。如图9所示，方法S100可选地包括在步骤S140使用随线圈一起提供的一个或更多个部件调谐磁场。根据各实施方式，通过改变一个或更多个电子部件的电流或通过改变一个或更多个电子部件的物理位置中的至少之一来调谐磁场。根据各实施方式，一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。根据各实施方式，第一环、第二环和一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

在步骤S150，根据本文公开的各实施方式，方法S100可选地包括选择性地接通一组特定的电子部件，以便使磁场在更窄的频率范围内脉动。

图10是根据各实施方式的操作磁成像装置(例如，装置100、500或600)的示例方法S200的另一流程图。根据各实施方式，方法S200包括在步骤S210提供电源。如图所示。参照图10，方法S200包括在步骤S220提供电连接到电源的线圈。根据一些实施方式，线圈包括第一环和第二环，其中第一环具有比第二环更大的直径，例如，如针对装置100、500或600所示和描述的那样。

在步骤S230，方法S200包括接通电源以便使电流流过线圈，从而在感兴趣区域中生成磁场。根据各实施方式，磁场在约1μT和约10mT之间。根据各实施方式，磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频(RF)进行脉动。

根据各实施方式，线圈还包括一个或更多个电子部件。如图10所示，方法S200可选地包括在步骤S240使用随线圈一起提供的一个或更多个部件调谐磁场。根据各实施方式，通过改变一个或更多个电子部件的电流或通过改变一个或更多个电子部件的物理位置中的至少之一来调谐磁场。根据各实施方式，一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。根据各实施方式，第一环、第二环和一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

在步骤S250，根据本文公开的各实施方式，方法S200可选地包括选择性地接通一组特定的电子部件，以便使磁场在更窄的频率范围内脉动。

图11是根据各实施方式的操作磁成像装置(例如，装置700a、700b、700c或800)的示例方法S300的另一流程图。根据各实施方式，方法S300包括在步骤S310提供电源。如图11所示，方法S300包括在步骤S320提供电连接到电源的线圈。根据一些实施方式，线圈包括实心金属片，该实心金属片具有设置在该片内的一个或更多个狭缝。根据一些实施方式，一个或更多个狭缝中的至少之一包括例如装置700a、700b、700c或800的调谐元件。

如图11所示，方法S300包括在步骤S330接通电源以使电流流过线圈，从而在感兴趣区域中生成磁场。根据各实施方式，磁场在约1μT和约10mT之间。根据各实施方式，磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频(RF)进行脉动。

根据各实施方式，线圈还包括一个或更多个电子部件。如图11所示，方法S300可选地包括在步骤S340使用随线圈一起提供的一个或更多个部件调谐磁场。根据各实施方式，通过改变一个或更多个电子部件的电流或通过改变一个或更多个电子部件的物理位置中的至少之一来调谐磁场。根据各实施方式，一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。根据各实施方式，第一环、第二环和一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

在步骤S350，根据本文公开的各实施方式，方法S300可选地包括选择性地接通一组特定的电子部件，以便使磁场在更窄的频率范围内脉动。

实施方式的记载

1.一种磁成像装置，包括：用于提供电流的电源；以及电连接到所述电源的线圈，所述线圈包括第一环和第二环，其中，所述第一环和所述第二环具有不同的直径，其中，所述第一环和所述第二环经由一个或更多个横档连接，以及其中，所述电源被配置为使电流流过所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档以在感兴趣区域中生成电磁场。

2.根据实施方式1所述的装置，其中，所述电磁场在约1μT和约10mT之间。

3.根据实施方式1至2中任一项所述的装置，其中，所述电磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频进行脉动。

4.根据实施方式1至3中任一项所述的装置，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档连接成形成单个电流回路。

5.根据实施方式1至4中任一项所述的装置，其中，所述线圈是非平面的并且被定向为部分地围绕所述感兴趣区域。

6.根据实施方式1至5中任一项所述的装置，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档相对于彼此是非平面的。

7.根据实施方式1至6中任一项所述的装置，其中，所述第一环和所述第二环中的一个环相对于另一个环倾斜。

8.根据实施方式1至7中任一项所述的装置，其中，所述第一环或第二环中的一个环比另一个环更靠近所述感兴趣区域。

9.根据实施方式1至8中任一项所述的装置，其中，所述第一环和所述第二环包括不同的材料。

10.根据实施方式1至9中任一项所述的装置，其中，所述第一环的直径和所述第二环的直径在约10μm至约10m之间。

11.根据实施方式1至10中任一项所述的装置，其中，所述第一环的直径大于所述第二环的直径。

12.根据实施方式1至11中任一项所述的装置，其中，所述第二环的直径在所述感兴趣区域的尺寸和所述第一环的直径之间。

13.根据实施方式1至12中任一项所述的装置，其中，所述线圈还包括用于调谐所述电磁场的一个或更多个电子部件。

14.根据实施方式13所述的装置，其中，所述一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。

15.根据实施方式13至14中任一项所述的装置，其中，用于调谐的所述一个或更多个电子部件包括电介质、电容器、电感器、导电金属、超材料或磁性金属中的至少之一。

16.根据实施方式1至15中任一项所述的装置，其中，所述线圈被低温冷却。

17.根据实施方式1至16中任一项所述的装置，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档中的至少之一包括用于流体冷却的中空管。

18.根据实施方式1至17中任一项所述的装置，其中，所述第一环和所述第二环中的至少之一包括多个绕组或利兹线。

19.根据实施方式1至18中任一项所述的装置，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

20.根据实施方式1至19中任一项所述的装置，其中，所述第一环附接到所述一个或更多个横档的第一部分并且所述第二环附接到所述一个或更多个横档的第二部分，以及其中，所述一个或更多个横档的第一部分和第二部分形成交叠的接触区域。

21.根据实施方式20所述的装置，其中，所述交叠的接触区域是可调节的。

22.根据实施方式20至21中任一项所述的装置，其中，所述第一部分是筒或管，并且所述第二部分是同心管，或者反之亦然，以及其中，所述第一部分和所述第二部分被配置为滑过彼此。

23.一种操作磁成像装置的方法，包括：提供电源；提供电连接到所述电源的线圈，所述线圈包括第一环和第二环，其中，所述第一环和所述第二环具有不同的直径，其中，所述第一环和所述第二环经由一个或更多个横档连接；以及接通所述电源以便使电流流过所述线圈，从而在感兴趣区域中生成磁场。

24.根据实施方式23所述的方法，其中，所述磁场在约1μT和约10mT之间。

25.根据实施方式23至24中任一项所述的方法，其中，所述磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频(RF)进行脉动。

26.根据实施方式23至25中任一项所述的方法，其中，所述线圈还包括一个或更多个电子部件，所述方法还包括：使用随所述线圈一起提供的一个或更多个部件来调谐所述磁场。

27.根据实施方式26所述的方法，其中，通过改变所述一个或更多个电子部件的电流或通过改变所述一个或更多个电子部件的物理位置中的至少之一来调谐所述磁场。

28.根据实施方式26所述的方法，其中，所述一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。

29.根据实施方式23至28中任一项所述的方法，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

30.根据实施方式23至29中任一项所述的方法，所述方法还包括：选择性地接通一组特定的电子部件，以便使所述磁场在较窄的频率范围内脉动。

31.一种磁成像装置，包括：用于提供电流的电源；以及电连接到所述电源的线圈，所述线圈包括第一环和第二环，其中，所述第一环和所述第二环经由一个或更多个电容器连接，以及其中，所述电源被配置为使电流流过所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个电容器以在感兴趣区域中生成电磁场。

32.根据实施方式31所述的装置，其中，所述电磁场在约1μT和约10mT之间。

33.根据实施方式31至32中任一项所述的装置，其中，所述电磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频进行脉动。

34.根据实施方式31至33中任一项所述的装置，其中，所述第一环和所述第二环经由一个或更多个横档连接。

35.根据实施方式31至34中任一项所述的装置，其中，所述线圈是非平面的并且被定向为部分地围绕所述感兴趣区域。

36.根据实施方式31至35中任一项所述的装置，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档相对于彼此是非平面的。

37.根据实施方式31至36中任一项所述的装置，其中，所述第一环和所述第二环中的一个环相对于另一个环倾斜。

38.根据实施方式31至37中任一项所述的装置，其中，所述第一环或第二环中的一个环比另一个环更靠近所述感兴趣区域。

39.根据实施方式31至38中任一项所述的装置，其中，所述第一环和所述第二环包括不同的材料。

40.根据实施方式31至39中任一项所述的装置，其中，所述第一环的直径和所述第二环的直径在约10μm至约10m之间。

41.根据实施方式31至40中任一项所述的装置，其中，所述第二环的直径在所述感兴趣区域的尺寸和所述第一环的直径之间。

42.根据实施方式31至41中任一项所述的装置，其中，所述线圈还包括用于调谐所述电磁场的一个或更多个电子部件。

43.根据实施方式42所述的装置，其中，所述一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。

44.根据实施方式42至43中任一项所述的装置，其中，用于调谐的所述一个或更多个电子部件包括电介质、电容器、电感器、导电金属、超材料或磁性金属中的至少之一。

45.根据实施方式31至44中任一项所述的装置，其中，所述线圈被低温冷却。

46.根据实施方式34至45中任一项所述的装置，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档中的至少之一包括用于流体冷却的中空管。

47.根据实施方式31至46中任一项所述的装置，其中，所述第一环和所述第二环中的至少之一包括多个绕组或利兹线。

48.根据实施方式34至47中任一项所述的装置，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

49.根据实施方式34至48中任一项所述的装置，其中，所述第一环附接到所述一个或更多个横档的第一部分并且所述第二环附接到所述一个或更多个横档的第二部分，以及其中，所述一个或更多个横档的第一部分和第二部分形成交叠的接触区域。

50.根据实施方式49所述的装置，其中，所述交叠的接触区域是可调节的。

51.根据实施方式49至50中任一项所述的装置，其中，所述第一部分是筒或管，并且所述第二部分是同心管，或者反之亦然，以及其中，所述第一部分和所述第二部分被配置为滑过彼此。

52.一种操作磁成像装置的方法，包括：提供电源；提供电连接到所述电源的线圈，所述线圈包括第一环和第二环，其中，所述第一环和所述第二环经由一个或更多个电容器连接；以及接通所述电源以便使电流流过所述线圈，从而在感兴趣区域中生成磁场。

53.根据实施方式52所述的方法，其中，所述磁场在约1μT和约10mT之间。

54.根据实施方式52至53中任一项所述的方法，其中，所述磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频(RF)进行脉动。

55.根据实施方式52至54中任一项所述的方法，其中，所述第一环和所述第二环经由一个或更多个横档连接。

56.根据实施方式52至55中任一项所述的方法，其中，所述线圈还包括一个或更多个电子部件，所述方法还包括：使用随所述线圈一起提供的一个或更多个部件来调谐所述磁场。

57.根据实施方式56所述的方法，其中，通过改变所述一个或更多个电子部件的电流或通过改变所述一个或更多个电子部件的物理位置中的至少之一来调谐所述磁场。

58.根据实施方式56所述的方法，其中，所述一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。

59.根据实施方式55至58中任一项所述的方法，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

60.根据实施方式52至59中任一项所述的方法，所述方法还包括：选择性地接通一组特定的电子部件，以便使所述磁场在较窄的频率范围内脉动。

61.一种磁成像装置，包括：用于提供电流的电源；以及电连接到所述电源的线圈，所述线圈包括实心金属片，所述实心金属片具有设置在所述片内的一个或更多个狭缝，其中，所述一个或更多个狭缝中的至少一个包括调谐元件，以及其中，所述电源被配置为使电流流过线圈以在感兴趣区域生成电磁场。

62.根据实施方式61所述的装置，其中，所述电磁场在约1μT和约10mT之间。

63.根据实施方式61至62中任一项所述的装置，其中，所述电磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频进行脉动。

64.根据实施方式61至63中任一项所述的装置，其中，所述线圈是非平面的并且被定向为部分地围绕所述感兴趣区域。

65.根据实施方式61至64中任一项所述的装置，其中，所述线圈具有直径在约10μm至约10m之间的外边缘。

66.根据实施方式61至65中任一项所述的装置，其中，所述实心金属片是具有第一狭缝的第一片，第一调谐元件设置在所述第一狭缝内，所述线圈还包括：具有第二狭缝的第二金属片，第二调谐元件设置在所述第二狭缝内，其中，所述第二金属片堆叠在所述第一片的顶部，使得所述第一狭缝和所述第二狭缝旋转偏移。

67.根据实施方式61至66中任一项所述的装置，其中，所述实心金属片包括至少两个狭缝，每个狭缝具有调谐元件，其中，所述至少两个狭缝定位在所述实心金属片内，使得所述调谐元件中的每一个彼此等距定位。

68.根据实施方式61至67中任一项所述的装置，还包括：用于调谐所述电磁场的一个或更多个电子部件，其中，所述一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。

69.根据实施方式68所述的装置，其中，用于调谐的所述一个或更多个电子部件包括电介质、电容器、电感器、导电金属、超材料或磁性金属中的至少之一。

70.根据实施方式61至69中任一项所述的装置，其中，所述实心金属片包括用于流体冷却的中空管。

71.根据实施方式61至70中任一项所述的装置，其中，所述线圈被低温冷却。

72.根据实施方式61至71中任一项所述的装置，其中，所述调谐元件包括电容器。

73.一种操作磁成像装置的方法，包括：提供电源；提供与所述电源电连接的线圈，所述线圈包括实心金属片，所述实心金属片具有设置在所述片内的一个或更多个狭缝，其中，所述一个或更多个狭缝中的至少一个包括调谐元件；以及接通所述电源以便使电流流过所述线圈，从而在感兴趣区域中生成磁场。

74.根据实施方式73所述的方法，其中，所述磁场在约1μT和约10mT之间。

75.根据实施方式73至74中任一项所述的方法，其中，所述磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频(RF)进行脉动。

76.根据实施方式73至75中任一项所述的方法，其中，所述线圈还包括一个或更多个电子部件，所述方法还包括：使用随所述线圈一起提供的一个或更多个部件来调谐所述磁场。

77.根据实施方式76所述的方法，其中，通过改变所述一个或更多个电子部件的电流或通过改变所述一个或更多个电子部件的物理位置中的至少之一来调谐所述磁场。

78.根据实施方式76至77中任一项所述的方法，其中，所述一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。

79.根据实施方式73至78中任一项所述的方法，其中，所述调谐元件包括电容器。

80.根据实施方式73至79中任一项所述的方法，所述方法还包括：选择性地接通一组特定的电子部件，以便使所述磁场在较窄的频率范围内脉动。

尽管本说明书包含许多具体的实施细节，但这些不应被解释为对任何发明的范围或可能要求保护的范围的限制，而是对特定发明的特定实现方案特有的特征的描述。本说明书中在分立的实现方案的情况中描述的某些特征也可以在单个实现方案中组合实现。相反，在单个实现方案的情况中描述的各种特征也可以分立地或以任何合适的子组合在多个实现方案中实现。此外，尽管特征可能在上文被描述为在某些组合中起作用，甚至最初这样要求保护，但在某些情况下，可以从要求保护的组合中删除来自该组合的一个或更多个特征，并且要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变型。

相似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但这不应被理解为要求以所示出的特定顺序或顺次的顺序执行这些操作，或者执行所有图示的操作，以实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实现方案中各个系统部件的分离不应被理解为在所有实现方案中都需要这样的分离，并且应当理解，所描述的程序部件和系统通常可以集成到单个软件产品中或打包成多个软件产品。

对“或”的引用可被解释为包含性的，使得使用“或”描述的任何术语可指示所描述的术语中的单个、多于一个和所有术语中的任何一者。标识“第一”、“第二”、“第三”等不一定意指排序，通常仅用于区分相同或相似的项目或元件。

对本公开中描述的实现方案的各种修改对于本领域技术人员来说是明显的，并且在不脱离本公开内容的精神或范围的情况下，这里限定的一般原理可以应用于其他实现方案。因此，权利要求不旨在限于本文所示的实现方案，而是符合与本公开、本文公开的原理和新特征一致的最宽范围。

Claims (80)

1.一种磁成像装置，包括：

用于提供电流的电源；以及

电连接到所述电源的线圈，所述线圈包括第一环和第二环，

其中，所述第一环和所述第二环具有不同的直径，

其中，所述第一环和所述第二环经由一个或更多个横档连接，以及

其中，所述电源被配置为使电流流过所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档以在感兴趣区域中生成电磁场。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电磁场在约1μT和约10mT之间。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频进行脉动。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档连接成形成单个电流回路。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述线圈是非平面的并且被定向为部分地围绕所述感兴趣区域。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档相对于彼此是非平面的。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一环和所述第二环中的一个环相对于另一个环倾斜。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一环或第二环中的一个环比另一个环更靠近所述感兴趣区域。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一环和所述第二环包括不同的材料。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一环的直径和所述第二环的直径在约10μm至约10m之间。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一环的直径大于所述第二环的直径。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二环的直径在所述感兴趣区域的尺寸和所述第一环的直径之间。

13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述线圈还包括用于调谐所述电磁场的一个或更多个电子部件。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。

15.根据权利要求13所述的装置，其中，用于调谐的所述一个或更多个电子部件包括电介质、电容器、电感器、导电金属、超材料或磁性金属中的至少之一。

16.根据权利要求1所述的装置，其中，所述线圈被低温冷却。

17.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档中的至少之一包括用于流体冷却的中空管。

18.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一环和所述第二环中的至少之一包括多个绕组或利兹线。

19.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

20.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一环附接到所述一个或更多个横档的第一部分并且所述第二环附接到所述一个或更多个横档的第二部分，以及其中，所述一个或更多个横档的第一部分和第二部分形成交叠的接触区域。

21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述交叠的接触区域是可调节的。

22.根据权利要求20所述的装置，其中，所述第一部分是筒或管，并且所述第二部分是同心管，或者反之亦然，以及其中，所述第一部分和所述第二部分被配置为滑过彼此。

23.一种操作磁成像装置的方法，包括：

提供电源；

提供电连接到所述电源的线圈，所述线圈包括第一环和第二环，

其中，所述第一环和所述第二环具有不同的直径，

其中，所述第一环和所述第二环经由一个或更多个横档连接；以及

接通所述电源以便使电流流过所述线圈，从而在感兴趣区域中生成磁场。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述磁场在约1μT和约10mT之间。

25.根据权利要求23所述的方法，其中，所述磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频(RF)进行脉动。

26.根据权利要求23所述的方法，其中，所述线圈还包括一个或更多个电子部件，所述方法还包括：

使用随所述线圈一起提供的一个或更多个部件来调谐所述磁场。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，通过改变所述一个或更多个电子部件的电流或通过改变所述一个或更多个电子部件的物理位置中的至少之一来调谐所述磁场。

28.根据权利要求26所述的方法，其中，所述一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。

29.根据权利要求23所述的方法，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

30.根据权利要求28所述的方法，所述方法还包括：

选择性地接通一组特定的电子部件，以便使所述磁场在较窄的频率范围内脉动。

31.一种磁成像装置，包括：

用于提供电流的电源；以及

电连接到所述电源的线圈，所述线圈包括第一环和第二环，

其中，所述第一环和所述第二环经由一个或更多个电容器连接，以及

其中，所述电源被配置为使电流流过所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个电容器以在感兴趣区域中生成电磁场。

32.根据权利要求31所述的装置，其中，所述电磁场在约1μT和约10mT之间。

33.根据权利要求31所述的装置，其中，所述电磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频进行脉动。

34.根据权利要求31所述的装置，其中，所述第一环和所述第二环经由一个或更多个横档连接。

35.根据权利要求31所述的装置，其中，所述线圈是非平面的并且被定向为部分地围绕所述感兴趣区域。

36.根据权利要求34所述的装置，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档相对于彼此是非平面的。

37.根据权利要求31所述的装置，其中，所述第一环和所述第二环中的一个环相对于另一个环倾斜。

38.根据权利要求31所述的装置，其中，所述第一环或第二环中的一个环比另一个环更靠近所述感兴趣区域。

39.根据权利要求31所述的装置，其中，所述第一环和所述第二环包括不同的材料。

40.根据权利要求31所述的装置，其中，所述第一环的直径和所述第二环的直径在约10μm至约10m之间。

41.根据权利要求31所述的装置，其中，所述第二环的直径在所述感兴趣区域的尺寸和所述第一环的直径之间。

42.根据权利要求31所述的装置，其中，所述线圈还包括用于调谐所述电磁场的一个或更多个电子部件。

43.根据权利要求42所述的装置，其中，所述一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。

44.根据权利要求42所述的装置，其中，用于调谐的所述一个或更多个电子部件包括电介质、电容器、电感器、导电金属、超材料或磁性金属中的至少之一。

45.根据权利要求31所述的装置，其中，所述线圈被低温冷却。

46.根据权利要求34所述的装置，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档中的至少之一包括用于流体冷却的中空管。

47.根据权利要求31所述的装置，其中，所述第一环和所述第二环中的至少之一包括多个绕组或利兹线。

48.根据权利要求34所述的装置，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

49.根据权利要求34所述的装置，其中，所述第一环附接到所述一个或更多个横档的第一部分并且所述第二环附接到所述一个或更多个横档的第二部分，以及其中，所述一个或更多个横档的第一部分和第二部分形成交叠的接触区域。

50.根据权利要求49所述的装置，其中，所述交叠的接触区域是可调节的。

51.根据权利要求49所述的装置，其中，所述第一部分是筒或管，并且所述第二部分是同心管，或者反之亦然，以及其中，所述第一部分和所述第二部分被配置为滑过彼此。

52.一种操作磁成像装置的方法，包括：

提供电源；

提供电连接到所述电源的线圈，所述线圈包括第一环和第二环，

其中，所述第一环和所述第二环经由一个或更多个电容器连接；以及

接通所述电源以便使电流流过所述线圈，从而在感兴趣区域中生成磁场。

53.根据权利要求52所述的方法，其中，所述磁场在约1μT和约10mT之间。

54.根据权利要求52所述的方法，其中，所述磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频(RF)进行脉动。

55.根据权利要求52所述的方法，其中，所述第一环和所述第二环经由一个或更多个横档连接。

56.根据权利要求52所述的方法，其中，所述线圈还包括一个或更多个电子部件，所述方法还包括：

使用随所述线圈一起提供的一个或更多个部件来调谐所述磁场。

57.根据权利要求56所述的方法，其中，通过改变所述一个或更多个电子部件的电流或通过改变所述一个或更多个电子部件的物理位置中的至少之一来调谐所述磁场。

58.根据权利要求56所述的方法，其中，所述一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。

59.根据权利要求55所述的方法，其中，所述第一环、所述第二环和所述一个或更多个横档中的至少之一连接到电容器。

60.根据权利要求57所述的方法，所述方法还包括：

选择性地接通一组特定的电子部件，以便使所述磁场在较窄的频率范围内脉动。

61.一种磁成像装置，包括：

用于提供电流的电源；以及

电连接到所述电源的线圈，所述线圈包括实心金属片，所述实心金属片具有设置在所述片内的一个或更多个狭缝，

其中，所述一个或更多个狭缝中的至少一个包括调谐元件，以及

其中，所述电源被配置为使电流流过线圈以在感兴趣区域生成电磁场。

62.根据权利要求61所述的装置，其中，所述电磁场在约1μT和约10mT之间。

63.根据权利要求61所述的装置，其中，所述电磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频进行脉动。

64.根据权利要求61所述的装置，其中，所述线圈是非平面的并且被定向为部分地围绕所述感兴趣区域。

65.根据权利要求61所述的装置，其中，所述线圈具有直径在约10μm至约10m之间的外边缘。

66.根据权利要求61所述的装置，其中，所述实心金属片是具有第一狭缝的第一片，第一调谐元件设置在所述第一狭缝内，所述线圈还包括：

具有第二狭缝的第二金属片，第二调谐元件设置在所述第二狭缝内，其中，所述第二金属片堆叠在所述第一片的顶部，使得所述第一狭缝和所述第二狭缝旋转偏移。

67.根据权利要求61所述的装置，其中，所述实心金属片包括至少两个狭缝，每个狭缝具有调谐元件，其中，所述至少两个狭缝定位在所述实心金属片内，使得所述调谐元件中的每一个彼此等距定位。

68.根据权利要求61所述的装置，还包括：

用于调谐所述电磁场的一个或更多个电子部件，其中，所述一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。

69.根据权利要求68所述的装置，其中，用于调谐的所述一个或更多个电子部件包括电介质、电容器、电感器、导电金属、超材料或磁性金属中的至少之一。

70.根据权利要求61所述的装置，其中，所述实心金属片包括用于流体冷却的中空管。

71.根据权利要求61所述的装置，其中，所述线圈被低温冷却。

72.根据权利要求61所述的装置，其中，所述调谐元件包括电容器。

73.一种操作磁成像装置的方法，包括：

提供电源；

提供与所述电源电连接的线圈，所述线圈包括实心金属片，所述实心金属片具有设置在所述片内的一个或更多个狭缝，

其中，所述一个或更多个狭缝中的至少一个包括调谐元件；以及

接通所述电源以便使电流流过所述线圈，从而在感兴趣区域中生成磁场。

74.根据权利要求73所述的方法，其中，所述磁场在约1μT和约10mT之间。

75.根据权利要求73所述的方法，其中，所述磁场以在约1kHz和约2GHz之间的射频(RF)进行脉动。

76.根据权利要求73所述的方法，其中，所述线圈还包括一个或更多个电子部件，所述方法还包括：

使用随所述线圈一起提供的一个或更多个部件来调谐所述磁场。

77.根据权利要求76所述的方法，其中，通过改变所述一个或更多个电子部件的电流或通过改变所述一个或更多个电子部件的物理位置中的至少之一来调谐所述磁场。

78.根据权利要求76所述的方法，其中，所述一个或更多个电子部件包括变容二极管、PIN二极管、电容器、电感器、MEMS开关、固态继电器或机械继电器中的至少之一。

79.根据权利要求73所述的方法，其中，所述调谐元件包括电容器。

80.根据权利要求73所述的方法，所述方法还包括：

选择性地接通一组特定的电子部件，以便使所述磁场在较窄的频率范围内脉动。

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