MX2014006380A

MX2014006380A - Configuracion de bobina para formacion de imagen de particula magnetica (mpi).

Info

Publication number: MX2014006380A
Application number: MX2014006380A
Authority: MX
Inventors: Ingo Schmale
Original assignee: Koninkl Philips Nv
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2014-07-09
Also published as: EP2748623B1; JP6106184B2; JP2015502213A; CN103959084A; US9759789B2; EP2748623A1; CN103959084B; US20140320132A1; WO2013080145A1; IN2014CN04518A

Abstract

La presente invención se refiere a una configuración de bobina, en particular para usar en un aparato de formación de imágenes de partícula magnética (100), que comprende una división de bobina en al menos dos segmentos de bobina cada uno comprende una pluralidad de bobinados y cada uno tiene un punto de inicio y un punto final, en donde la dirección de bobinado se invierte entre segmentos de bobina cercanos, de manera que ya sea los puntos de inicio o los puntos finales de dos segmentos de bobina cercanos son adyacentes uno del otro, y un condensador directamente acoplado entre un punto final de un segmento de bobina y un punto de inicio de un segmento de bobina cercano. Además, la presente invención se refiere a un aparato de formación de imágenes de partícula magnética, en particular un aparato (100) para influir y/o detectar partículas magnéticas en un campo de vista (28) cuyo aparato comprende medios de selección y medios de conducción (120) en donde al menos una bobina de campo de conducción y/o al menos una bobina de campo de selección que representa un elemento de campo de selección se implementa por una configuración de bobina como se propone de acuerdo a la presente invención.

Description

CONFIGURACION DE BOBINA PARA FORMACION DE IMAGEN DE PARTICULA MAGNETICA (MPI) Campo de la Invención La presente invención se refiere a una configuración de bobina, en particular para usar en un aparato de formación de imágenes de partícula magnética. Además, la presente invención se refiere a tal aparato de formación de imágenes de partícula magnética, en particular un aparato para influir y/o detectar partículas magnéticas en un campo de vista.

Antecedentes de la Invención La Formación de Imagen de Partícula magnética (MPI, por sus siglas en inglés) es una modalidad de formación de imagen médica emergente. Las primeras versiones de MPI fueron bidimensionales en que producen imágenes bidimensionales . Nuevas versiones son tridimensionales (3D) . Una imagen de cuarta dimensión de un objeto no estático se puede crear al combinar una secuencia temporal de imágenes 3D a una película, siempre que el objeto no cambie significativamente durante la adquisición de datos para una sola imagen 3D.

La MPI es un método de formación de imágenes reconstructivo, como Tomografía computarizada (CT, por sus siglas en inglés) o Formación de imágenes de resonancia magnética (MRI, por sus siglas en inglés) . En consecuencia, una imagen MP de un volumen de objeto de interés se genera en Ref. 247695 dos etapas. La primera etapa, que se refiere como adquisición de datos, se realiza usando un explorador MPI . El explorador MPI tiene medios para generar un campo de gradiente magnético estático, llamado el "campo de selección", que tiene un (sencillo) punto de campo libre (FFP, por sus siglas en inglés) o una línea de campo libre (FFL, por sus siglas en inglés) en el isocentro del explorador. Por otra parte, este FFP (o la FFL; mencionando "FFP" en lo siguiente se entenderá generalmente como que significa FFP o FFL) está rodeado por una primera sub-zona con una fuerza de campo magnético baja, que a su vez se rodea por una segunda sub-zona con una fuerza de campo magnético superior. Además, el explorador tiene medios para generar un campo magnético espacialmente casi homogéneo dependiente del tiempo. Actualmente, este campo se obtiene al superponer un campo rápidamente cambiante con una amplitud pequeña, llamado el "campo de conducción", y un campo que varía ampliamente con una gran amplitud, llamada el "campo de enfoque" . Al agregar los campos de enfoque y de conducción dependientes de tiempo al campo de selección estático, el FFP se puede mover a lo largo de una trayectoria FFP predeterminada a lo largo de un "volumen de exploración" que rodea el isocentro. El explorador también tiene una configuración de una o más, por ejemplo tres, bobinas recibidas y puede grabar cualquiera de los voltajes inducidos en estas bobinas. Para la adquisición de datos, el objeto a reflejarse se coloca en el explorador de tal manera que el volumen del objeto de interés se encierra por el campo de vista del explorador, que es un subconjunto del volumen de exploración .

El objeto debe contener nanopartículas magnéticas u otros materiales no lineales magnéticos; si el objeto es un animal o un paciente, un agente de contraste que contiene tales partículas se administra al animal o paciente antes de la exploración. Durante la adquisición de datos, el explorador MPI mueve el FFP a lo largo de una trayectoria deliberadamente elegida que traza / cubre el volumen de exploración, o al menos el campo de vista. Las nanopartículas magnéticas dentro del objeto experimentan un campo magnético cambiante y responden al cambiar su magnetización. La magnetización cambiante de las nanopartículas induce un voltaje dependiente de tiempo en cada una de las bobinas recibidas. Este voltaje se muestrea en un receptor asociado con la bobina de recepción. Las muestras emitidas por los receptores se registran y constituyen los datos adquiridos. Los parámetros que controlan los detalles de la adquisición de datos componen el "protocolo de exploración" .

En la segunda etapa de la generación de imagen, que se refiere como reconstrucción de imagen, la imagen se calcula, o reconstruye, de los datos adquiridos en la primera etapa. La imagen es una colección 3D discreta de datos que representan una aproximación muestreada a la concentración dependiente de posición de las nanopartículas magnéticas en el campo de vista. La reconstrucción se realiza generalmente por una computadora, que ejecuta un programa de computadora adecuado. La computadora y programa de computadora realiza un algoritmo de reconstrucción. El algoritmo de reconstrucción se basa en un modelo matemático de la adquisición de datos. Como con todos los métodos de formación de imágenes reconstructivos, este modelo se puede formular como un operador integral que actúa en los datos adquiridos; el algoritmo de reconstrucción intenta deshacer, en la medida de lo posible, la acción del modelo.

Tal aparato MPI y método tienen la ventaja de que se pueden usar para examinar objetos de examen arbitrarios - por ejemplo cuerpos humanos - de una manera no destructiva y con una resolución espacial alta, disciplinado tanto cerca de la superficie como a distancia de la superficie del objeto de examen. Tal aparato y método son generalmente conocidos y se han descrito primero en DE 101 51 778 Al y en Gleich, B. and Weizenecker, J. (2005) , "Tomographic imaging using the nonlinear response of magnetic particles" in Nature, vol . 435, pp. 1214-1217, en la cual también el principio de reconstrucción se describe generalmente. El aparato y método para la formación de imagen de partícula pequeña (MPI) descritos en esa publicación toman ventaja de la curva de magnetización no lineal de partículas magnéticas pequeñas.

Las bobinas de conducción son necesarias en MPI para generar el campo magnético rápidamente cambiante (f 25kHz ...40kHz) , que tiene una amplitud típica del pico 20mT. La energía almacenada en el orificio es proporcional al volumen, por lo tanto se eleva con la tercera dimensión del radio. Para una aplicación de tamaño humano, con un diámetro de orificio de aproximadamente 40cm (para un primer demostrador experimental y más para productos futuros) , la energía es de alrededor de 10J (pico) . La energía reactiva es el producto de estos tiempos la frecuencia angular w = 2 * pi * f, por tanto Preact ~ 2 MW. Esta energía reactiva se puede oscilar entre campo magnético en la bobina y campo eléctrico en los condensadores en serie por cualquier producto de corriente y voltaje. Como un ejemplo típico, UPk ~ 15kV, Ipk -250A, ambos de los cuales se enfrentan para operar.

Además, el diseño del aparato MPI y métodos descritos hasta ahora todavía no son óptimos para los seres humanos.

Breve Descripción de la Invención Es un objeto de la presente invención proporcionar una configuración de bobina que es más adecuada para el examen de sujetos más grandes (seres humanos, animales), en particular para seres humanos adultos, por el uso de un aparato MPI. Además, es un objetivo de la presente invención proporcionar un aparato para influir y/o detectar partículas magnéticas en un campo de vista que permita el examen de tales sujetos más grandes (seres humanos, animales) , en particular para seres humanos adultos .

En un primer aspecto de la presente invención una configuración de bobina para usar en un aparato de formación de imágenes de partícula magnética, esto es un aparato para influir y/o detectar partículas magnéticas en un campo de vista, se presenta que comprende: - una división de bobina en al menos dos segmentos de bobina cada una comprende una pluralidad de bobinados y cada una tiene un punto de inicio y un punto final, en donde la dirección de bobinado se invierte entre segmentos de bobina cercanos por lo que cualquiera de los puntos de inicio o los puntos finales de dos segmentos de bobina cercanos son adyacentes uno del otro, y - un condensador directamente acoplado entre un punto final de un segmento de bobina y un punto de inicio de un segmento de bobina cercano.

En otro aspecto de la presente invención un aparato para influir y/o detectar partículas magnéticas en un campo de vista se presenta, cuyo aparato comprende: medios de selección que comprenden una unidad de generador de señal de campo de selección y elementos de campo de selección para generar un campo de selección magnético que tiene un patrón en el espacio de su fuerza de campo magnético de tal manera que una primera sub- zona que tiene una fuerza de campo magnético baja donde la magnetización de las partículas magnéticas no está saturada y una segunda sub- zona que tiene una fuerza de campo magnético superior donde la magnetización de las partículas magnéticas está saturada se forman en el campo de vista, medios de conducción que comprenden una unidad de generador de señal de campo de conducción y bobinas de campo de conducción para cambiar la posición en el espacio de las dos sub-zonas en el campo de vista por medio de un campo de conducción magnético de modo que la magnetización del material magnético cambia localmente, en donde al menos una bobina de campo de conducción y/o al menos una bobina de campo de selección que representa un elemento de campo de selección se implementa por una configuración de bobina como se propone por la presente invención.

En todavía otro aspecto de la presente invención un aparato para influir y/o detectar partículas magnéticas en un campo de vista se presenta, cuyo aparato comprende: i) medios de selección y de enfoque para generar un campo de selección y enfoque magnético que tiene un patrón en el espacio de su fuerza de campo magnético de tal manera que una primera sub- zona que tiene una fuerza de campo magnético baja donde la magnetización de las partículas magnéticas no está saturada y una segunda sub-zona que tiene una fuerza de campo magnético superior donde la magnetización de las partículas magnéticas se satura se forman en el campo de vista y para cambiar la posición en el espacio del campo de vista dentro de un área de examen, tales medios de selección y de enfoque que comprenden al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque, y una unidad de generador de campo de selección y de enfoque para generar corrientes de campo de selección y de enfoque a proporcionarse a tal al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque para controlar la generación de tal campo de selección y enfoque magnético, en donde dicho al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque comprende - al menos una bobina de campo de selección y de enfoque interior que se forma como un circuito cerrado alrededor de un eje de bobina interior, y - un grupo de al menos dos bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores configuradas en una distancia mayor de tal eje de bobina interior que dicha al menos una bobina de campo de selección y de enfoque interior y en diferentes posiciones angulares, cada una que se forma como un circuito cerrado alrededor de un eje de bobina exterior asociado, y ii) medios de conducción que comprenden una unidad de generador de señal de campo de conducción y bobinas de campo de conducción para cambiar la posición en espacio y/o tamaño de las dos sub- zonas en el campo de vista por medio de un campo de conducción magnético de modo que la magnetización del material magnético cambia localmente, en donde al menos una bobina de campo de conducción y/o al menos una bobina de campo de selección que representa un elemento de campo de selección se implementa por una configuración de bobina como se propone por la presente invención .

Las modalidades preferidas de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes. Se entenderá que el aparato reivindicado tiene modalidades preferidas similares y/o idénticas como la configuración de bobina reivindicada y como se define en las reivindicaciones dependientes.

Se ha encontrado que una fuerte corriente, por ejemplo en el intervalo de 250A como se usa en bobinas de campo de conducción de un aparato de formación de imágenes de partícula magnética, requiere conductores de baja resistencia, debido a que su calentamiento es crítico. Dentro de una bobina de campo de conducción un enfriamiento (por ejemplo por aceite) se proporciona generalmente como diversos kW de energía real se disipan. La conexión de cableado hacia la bobina enfriada, procedente de los condensadores, es más crítica, ya que estos cables no se pueden sumergir en el líquido de enfriamiento. La solución actual es emplear mayor sección transversal de cableado. Las cuestiones actuales se pueden tratar contra las cuestiones de alto voltaje; el producto necesita ser el mismo.

La densidad de corriente óptima no se puede distribuir a lo largo de la bobina (por ejemplo solenoide) , como se emplea generalmente un alambre continuo de Litz. Esto significa que el mismo diámetro, número de cables, diámetro de alambre sencillo individual y factor de llenado se aplica en todos los lugares. Esto lleva a soluciones subóptimas.

Al dividir una bobina, en particular una bobina de campo de conducción de un aparato MPI, en dos o más segmentos de bobina y al invertir la dirección de bobinado entre al menos dos segmentos de bobina, preferiblemente desde segmento de bobina hasta el segmento de bobina, el voltaje máximo hacia tierra se pueden reducir (por ejemplo dividido por 2 en caso de n segmentos de bobina) . Además, grandes diferencias de potencial entre bobinados cercanos se pueden evitar, y los tipos de bobinado (por ejemplo densidad de corriente, diámetro de alambre de Litz, factor de llenado de alambre Litz, factores de llenado de diámetros de alambre de hebra, número de alambres Litz paralelos o alambres de hebra paralelos, tipos de conductores, tipos de aislantes y/o tipos de cables etc.) se pueden elegir independientemente para cada segmento de bobina.

La configuración de bobina propuesta se usa preferiblemente por al menos una bobina de conducción, en particular en la forma de una bobina de solenoide, de un aparato MPI . Sin embargo, también se puede usar por otras bobinas de campo de conducción, bobina (s) de campo de selección, bobina (s) de campo de enfoque o bobina (s) de campo de selección y de enfoque combinadas de un aparato MPI. Incluso además, la invención se puede usar en muchas otras aplicaciones que tienen problemas similares como se explicó arriba, tal como calentamiento inductivo industrial, imanes cuadrupolos en aceleradores lineales, o imanes Bitter.

El aparato MPI preferiblemente propuesto que emplea bobinas de campo de selección y de enfoque combinadas se basa en la idea de combinar las bobinas de campo de enfoque y las bobinas de campo de selección que se proporcionan generalmente como bobinas separadas en el aparato MPI conocido en un conjunto combinado de bobinas de campo de selección y de enfoque. Por lo tanto, una corriente sencilla se proporciona a cada una de tales bobinas antes que corrientes separadas como se proporciona convencionalmente a cada bobina de campo de enfoque y a cada bobina de campo de selección. Las corrientes sencillas por lo tanto se pueden considerar como dos corrientes superpuestas para generación de campo de enfoque y generación de campo de selección. La ubicación deseada y movimiento del campo de vista dentro del área de examen se puede cambiar fácilmente al controlar las corrientes a las diversas bobinas. No todas las bobinas de campo de selección y de enfoque deben, sin embargo, siempre proporcionarse con corrientes de control, pero algunas bobinas solamente se necesitan para ciertos movimientos del campo de vista.

El aparato propuesto además proporciona más libertad de cómo y dónde organizar las bobinas con respecto al área de examen en la cual el sujeto se coloca. Es particularmente posible con esta configuración para construir un explorador abierto que es fácilmente accesible tanto por el paciente como por los doctores o personal médico, por ejemplo un cirujano durante una intervención.

Con tal aparato el campo de gradiente magnético (esto es el campo de selección magnético) se genera con una distribución espacial de la fuerza de campo magnético de tal manera que el campo de vista comprende una primera sub-área con fuerza de campo magnético inferior (por ejemplo el FFP) , la fuerza de campo magnético inferior que se adapta de tal manera que la magnetización de las partículas magnéticas ubicadas en la primera sub-área no está saturada, y una segunda sub-área con una fuerza de campo magnético superior, la fuerza de campo magnético superior que se adapta de tal manera que la magnetización de las partículas magnéticas ubicadas en la segunda sub-área se satura. Debido a la no linealidad de la curva característica de magnetización de las partículas magnéticas la magnetización y de tal modo el campo magnético generado por las partículas magnéticas muestran armónicos más altos, que, por ejemplo, se puede detectar por una bobina de detección. Las señales evaluadas (los armónicos más altos de las señales) contienen información alrededor de la distribución espacial de las partículas magnéticas, que nuevamente se pueden usar por ejemplo para la formación de imágenes médicas, para la visualización de la distribución espacial de las partículas magnéticas y/o para otras aplicaciones .

El aparato MPI de acuerdo a la presente invención se basan en un nuevo principio físico (esto es, el principio que se refiere como MPI) que es diferente de otras técnicas de formación de imágenes médicas convencionales conocidas, como por ejemplo resonancia magnética nuclear (MR , por sus siglas en inglés) . En particular, este nuevo principio MPI, hace, en contraste con RMN, no aprovecha la influencia del material en las características de resonancia magnética de protones, pero más bien detecta directamente la magnetización del material magnético al aprovechar la no linealidad de la curva característica de magnetización. En particular, la técnica de MPI explota los armónicos más altos de las señales magnéticas generadas que resultan de la no linealidad de la curva característica de la magnetización en el área donde la magnetización cambia del estado no saturado al saturado.

De acuerdo a una modalidad preferida tales circuitos cerrados de las bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores tienen un contorno en la forma de un segmento de anillo. En otras palabras, los bobinados de cada una de tales bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores se enrollan como un circuito cerrado, que se configura a lo largo de un área angular alrededor de dicha al menos una bobina de campo de selección y de enfoque interior, cuya área angular cubre un segmento de anillo de un anillo circundante dicha al menos una bobina de campo de selección y de enfoque interior.

Preferiblemente, al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque comprende un grupo de al menos cuatro bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores. Generalmente, incluso más bobinas de campo de selección y de enfoque se pueden proporcionar las cuales preferiblemente se configuran en la misma distancia del eje de bobina interior pero en diferentes posiciones angulares alrededor de dicho eje de bobina interior.

Por ejemplo, en una modalidad se proporciona que al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque comprende un grupo de cuatro bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores que se configuran en la misma distancia desde el eje de bobina interior pero angularmente desplazadas por 90° con respecto una de la otra. En modalidades adicionales incluso más grupos de bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores, las bobinas de los diversos grupos que se configuran en diferentes distancias del eje de bobina interior.

En otra modalidad al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque comprende una primera bobina de campo de selección y de enfoque interior y una segunda bobina de campo de selección y de enfoque interior que se forma como un circuito cerrado alrededor de tal eje de bobina interior y que tiene un diámetro mayor que tal primera bobina de campo de selección y de enfoque interior. Incluso más bobina de campo de selección y de enfoque interior formada como circuitos cerrados alrededor del eje de bobina interior en diferentes distancias se pueden proporcionar. Estas bobinas de campo de selección y de enfoque interior generalmente son más efectivas para generación de la selección magnética y campos de enfoque y son, por lo tanto, generalmente proporcionados con corrientes de control todo el tiempo durante la operación del aparato.

Preferiblemente, al menos una bobina de campo de selección y de enfoque interior y/o tales bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores se dividen en al menos dos, en particular al menos cuatro, segmentos de bobina, en donde los segmentos de bobina de una bobina se configuran adyacentes uno del otro en la dirección del eje de bobina asociado y en donde los segmentos de bobina adyacentes se conectan eléctricamente. De este modo la densidad de corriente deseada se puede controlar para ser mayor en ciertas áreas, en particular más cerca del área de examen, esto es, tales segmentos de bobinas preferiblemente se configuran de tal manera que en la dirección del eje de bobinas asociadas la densidad de corriente obtenida incrementa con disminuir la distancia del área de examen. Esto además incrementa la eficacia de los campos magnéticos generados .

Para el propósito de controlar la densidad de corriente deseada diferentes medidas con respecto a los segmentos de bobina se pueden tomar. En particular, uno o más segmentos de bobina de una bobina configurada más cerca del área de examen se, comparan con uno o más segmentos de bobina de la misma bobina configurada más lejos del área de examen, hecha de un material diferente, tiene bobinados más gruesos, son más compactos y/o tienen un espesor mayor en la dirección del eje de bobina asociado.

En una modalidad preferida tales medios de selección y de enfoque además comprenden al menos una pieza polar que tiene un número de segmentos de pieza polar que llevan las diversas bobinas de campo de selección y de enfoque y a yugo de pieza polar que conecta tales segmentos de pieza polar. Tal pieza polar no únicamente sirve como un portador mecánico para las diversas bobinas, sino también para incrementar la eficacia de los campos magnéticos al conducir el flujo magnético .

Preferiblemente, al menos una pieza polar comprende al menos un segmento de pieza polar interior que lleva al menos una bobina de campo de selección y de enfoque interior y al menos dos segmentos de pieza polar exteriores configurados en una distancia mayor del eje de bobina interior y cada uno que lleva una de al menos dos bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores. Por lo tanto, el diseño de la pieza polar se adapta al diseño de las bobinas de campo de selección y de enfoque para apoyar de forma óptima la eficacia de la generación de campo magnético.

Preferiblemente, al menos una pieza polar comprende al menos cuatro segmentos de pieza polar exteriores cada uno que lleva una bobina de campo de selección y de enfoque exterior. Por lo tanto, para cada bobina de campo de selección y de enfoque exterior un segmento de pieza polar exterior se proporciona para guiar el campo magnético de la bobina de selección y de enfoque asociada. Por lo tanto, en una modalidad para el diseño correspondiente de las bobinas de selección y de enfoque exteriores al menos una pieza polar comprende cuatro segmentos de pieza polar exteriores cada uno que lleva una bobina de campo de selección y de enfoque exterior, tales segmentos de pieza polar exteriores que se configuran en la misma distancia del eje de bobina interior pero angularmente desplazados por 90° con respecto uno del otro. Todavía además, cada segmento de pieza polar exterior preferiblemente tiene una sección transversal en la forma de un segmento de anillo.

En todavía otra modalidad, en la cual tal bobina de selección y de enfoque comprende una segunda bobina de selección y de enfoque interior, al menos una pieza polar comprende un segundo segmento de pieza polar interior en la forma de un anillo cerrado alrededor de tal primer segmento de pieza polar interior, tal segundo segmento de pieza polar interior que lleva tal segunda bobina de campo de selección y de enfoque interior.

En una modalidad preferida al menos un segmento de pieza polar interior y porciones principales de los segmentos de pieza polar exteriores que hacen frente al área de examen se hacen de un material magnético suave que tiene una inducción de saturación alta, en particular FeCo, FeSi, Fe, FeNi, Dy, Gd o una aleación de los mismos tal como Fe49V"i.9Co49. Preferiblemente, la pieza polar completa se debe hacer del mejor material magnético suave que mejores guías del flujo magnético. Sin embargo, por razones de costos únicamente parte del poste se hace de este material para tener la mejor magnetización de saturación allí. Las porciones de cola de los segmentos de pieza polar exteriores que hacen frente lejos del área de examen y el yugo de pieza polar se hacen de un material magnético suave que tiene una inducción de saturación menor que el material de los segmentos de pieza polar interiores, en particular FeSi, FeNi, Permalloy o una aleación de los mismos tal como Fe73.5CuxNb3Si15.5B7.

Además, en una modalidad las piezas polares se hacen de láminas magnéticamente conductivas, en donde las láminas que forman los segmentos de pieza polar y una porción principal adyacente del yugo de pieza polar se configuran en una dirección paralela al eje de bobina interior. Las láminas se usan para suprimir corrientes de Foucault y se configuran para conducir el flujo magnético.

Preferiblemente, las láminas que forman la porción de la cola del yugo de pieza polar se configuran en una dirección perpendicular al eje de bobina interior. Esto permite la dirección del flujo magnético aunque las corrientes de Foucault se suprimen.

En una modalidad tales medios de selección y de enfoque además comprenden un soporte de pieza polar que conecta tales piezas polares mecánicamente, tal soporte de pieza polar que se hace de un material magnéticamente conductivo. Tal soporte de pieza polar también preferiblemente se hace de láminas magnéticamente conductivas que se configuran adyacentes una de la otra en la misma dirección como láminas que forman la porción de la pieza polar a la cual el soporte de pieza polar se conecta. El soporte de pieza polar debe proporcionar tanto una estabilidad mecánica como un flujo magnético bueno.

En una modalidad ventajosa al menos un segmento de pieza polar interior y al menos una bobina de campo de selección y de enfoque interior se configuran en una distancia mayor del área de examen que los segmentos de pieza polar exteriores y las bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores. Esto proporciona la ventaja de que hay más espacio para configurar las bobinas de campo de conducción, particularmente en el caso de un aparato que comprende dos conjuntos opuestamente configurados de bobina de campo de selección y de enfoque y dos piezas polares opuestamente configuradas, ya que las bobinas de campo de conducción no se configuran preferiblemente adyacentes a los segmentos de pieza polar exteriores.

Una sección transversal perpendicular a tal eje de bobina interior a través de una porción principal de tal segundo segmento de pieza polar interior que hacen frente a tal área de examen preferiblemente cubren una área más pequeña que una sección transversal paralela a través de una porción de la cola de tal segundo segmento de pieza polar interior que hace frente lejos de tal área de examen. Esto incrementa la fuerza de campo de gradiente obtenible para una intensidad de corriente eléctrica determinada.

En otra modalidad el diámetro exterior de la porción principal del segundo segmento de pieza polar interior disminuye en la dirección del eje de bobina interior con distancia de disminución del área de examen. Esto proporciona una densidad de flujo magnético mayor en la superficie que hace frente al área de examen y por lo tanto permite proporcionar gradientes superiores del campo magnético dentro del área de examen.

Además, en una modalidad una sección transversal perpendicular al eje de bobina interior a través de una porción principal de tales segmentos de pieza polar exteriores que hacen frente al área de examen cubre un área más grande que una sección transversal paralela a través de una porción de la cola de tales segmentos de pieza polar exteriores que hacen frente lejos de tal área de examen. Esta medida también ha contribuido en alcanzar una densidad de flujo magnético mayor en la superficie que hacen frente al área de examen.

Otra medida que contribuye en alcanzar una densidad de flujo magnético mayor en la superficie que hace frente al área de examen es que la distancia del diámetro interior de tal porción principal de los segmentos de pieza polar exteriores del eje de bobina interior disminuye en la dirección del eje de bobina interior con distancia de disminución del área de examen.

Preferiblemente, la configuración de las bobinas de un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque es más bien plana, en donde tales ejes de bobina exteriores son paralelos el uno al otro y al eje de bobina interior. Esta configuración de las bobinas es de ahorro de espacio, relativamente fácil para fabricar y permite calcular y/o simular los campos magnéticos alcanzables más fácilmente.

En una modalidad tales medios de selección y de enfoque comprenden il) un primer conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque, i2) al menos un segundo conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque, y i3) una unidad de generador de campo de selección y de enfoque para generar corrientes de campo de selección y de enfoque a proporcionarse a tal primero y tales conjuntos de bobinas de campo de selección y de enfoque para controlar la generación de tal campo de selección y enfoque magnético. Preferiblemente, un segundo conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque configuradas en el lado opuesto del área de examen que tal primer conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque se usa resultando en un aparato donde el área de examen es accesible de al menos un lado. Esto permite un fácil posicionamiento de un paciente dentro del área de examen, por ejemplo apenas levantando al paciente de una cama de transporte a una mesa del paciente configurada en el área de examen. Esto también evita la necesidad de que tiene muchas bobinas configuradas coaxialmente alrededor del área de examen de modo que el área de examen tiene la forma de túnel en entre dentro de los cuales el paciente tiene que moverse como en exploradores MRI convencionales. Los pacientes por lo tanto se sienten menos incómodos que en aquellos exploradores MRI convencionales.

En otras modalidades más de dos conjuntos de bobinas de campo de selección y de enfoque se proporcionan que se configuran en diferentes posiciones angulares alrededor del área de examen. Por ejemplo, en caso de tres conjuntos, preferiblemente se desplazan por un ángulo de 120° con respecto uno del otro.

Preferiblemente, las bobinas de campo de selección y de enfoque del primer conjunto son idénticos a las bobinas de campo de selección y de enfoque de al menos un segundo conjunto. Además, en el caso de dos conjuntos, las diversas bobinas de un conjunto preferiblemente se configuran exactamente opuestas a cada una de las respectivas bobinas del otro conjunto que también soporta una circulación más fácil de los campos magnéticos alcanzables.

En una modalidad tal unidad de generador de campo de selección y de enfoque se configura para generar corrientes de campo de selección y de enfoque individualmente para cada bobina de campo de selección y de enfoque de al menos uno de los conjuntos de bobinas de campo de selección y de enfoque.

Esto proporciona la flexibilidad máxima para generar los campos magnéticos deseados, pero también requiere el número más alto de canales/unidades de generador.

Para reducir el número de canales/unidades de generador se propone en una modalidad preferida que tal unidad de generador de campo de selección y de enfoque se configura para generar corrientes de campo de selección y de enfoque individualmente para cada par de bobinas de campo de selección y de enfoque de tal primero y segundo conjuntos de bobinas de campo de selección y de enfoque, en donde un par comprende las bobinas de campo de selección y de enfoque opuestamente configuradas de los de los dos conjuntos.

Otra propuesta para reducir el número de canales/unidades de generador proporciona que tal unidad de generador de campo de selección y de enfoque se configura para generar corrientes de campo de selección y de enfoque individualmente para cada par de bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores de al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque, en donde un par comprende dos bobinas de campo de selección y de enfoque opuestamente configuradas exteriores del mismo conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque.

Preferiblemente, como se mencionó anteriormente brevemente, el aparato comprende al menos dos piezas polares configuradas en diferentes lados de tal área de examen, cada pieza polar que tiene un número de segmentos de pieza polar que llevan las diversas bobinas de campo de selección y de enfoque y un yugo de pieza polar que conecta tales segmentos de pieza polar.

Para proteger al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque de campos magnéticos generados por las bobinas de campo de conducción una superficie interior de al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque que hacen frente a tal área de examen se convierten por un blindaje. Este blindaje particularmente evita un disturbio de la señal de medición, que podría ocurrir si el campo de conducción interactúa con el material magnético suave .

Como se mencionó anteriormente tales bobinas de campo de conducción se configuran en el área entre tales primeras bobinas de campo de selección y de enfoque interiores de los dos conjuntos de bobinas de campo de selección y de enfoque. Las bobinas de campo de conducción se pueden diseñar de tal manera que se configuran (de manera fija o móvil) entre los dos conjuntos de bobinas de campo de selección y de enfoque. En otras modalidades, las bobinas de campo de conducción son algo flexibles y se pueden configurar en la porción deseada del cuerpo del paciente antes de que el paciente se coloque dentro del área de examen.

Preferiblemente, tales bobinas de campo de conducción son más pequeñas en una dirección perpendicular al eje de bobina interior que la distancia en tal dirección entre dos bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores opuestas. Además, preferiblemente, tales bobinas de campo de conducción comprenden dos pares de bobinas de montura configuradas alrededor de un eje central de simetría perpendicular al eje de bobina interior y una bobina de solenoide configurada alrededor de tal eje central de simetría .

Para recibir las señales de detección para determinar la distribución de partículas magnéticas dentro del área de examen y, por lo tanto, para generar imágenes del área de examen, por ejemplo de la región del corazón de un paciente, el aparato además comprende medios de recepción que comprende al menos una unidad de recepción de señal y al menos una bobina de recepción para adquirir señales de detección, cuyas señales de detección dependen de la magnetización en el campo de vista, cuya magnetización está influenciada por el cambio en la posición en el espacio de la primera y segunda sub-zona.

Breve Descripción de las Figuras Estos y otros aspectos de la invención serán evidentes de y dilucidado con referencia a las modalidades descritas en lo sucesivo. En las siguiente figuras.

La Fig. 1 muestra una primera modalidad de un aparato MPI, La Fig. 2 muestra un ejemplo del patrón de campo de selección producido por un aparato como se muestra en la Fig. 1, La Fig. 3 muestra una segunda modalidad de un aparato MPI, Las Figs . 4A-4B muestran una tercera y una cuarta modalidad de un aparato MPI, La Fig. 5 muestra un diagrama de bloque de un aparato MPI de acuerdo a la presente invención, Las Figs. 6A-6B muestran dos secciones transversales perpendiculares a través de una modalidad de una configuración de bobina de campo de selección y de enfoque para la tercera y cuarta modalidades del aparato MPI, Las Figs. 7A-7B muestran dos secciones transversales perpendiculares a través de una modalidad de una pieza polar configurada para la tercera y cuarta modalidades del aparato MPI, La Fig. 8 muestra una vista en perspectiva de la modalidad de una pieza polar configurada se muestra en la Fig. 7, Las Figs. 9A-9B muestran dos secciones transversales perpendiculares a través de una modalidad de una configuración de bobina de campo de selección y de enfoque para la tercera y cuarta modalidades del aparato MPI, La Fig. 10 muestra una ampliada de una de las secciones transversales a través de una modalidad de un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque de la configuración de bobina de campo de selección y de enfoque se muestra en la Fig. 9, La Fig. 11 muestra una vista en perspectiva de otra modalidad de una pieza polar configurada para la tercera y cuarta modalidades del aparato MPI, La Fig. 12 muestra una vista en perspectiva de otra modalidad de una configuración de bobina de campo de selección y de enfoque para la tercera y cuarta modalidades del aparato MPI, La Fig. 13 muestra una vista en perspectiva de todavía otra modalidad de una configuración de bobina de campo de selección y de enfoque para la tercera y cuarta modalidades del aparato MPI, La Fig. 14 muestra un diagrama que muestra la fuerza de campo de gradiente como una función de energía eléctrica para la tercera y cuarta modalidades del aparato MPI, La Fig. 15 muestra un diagrama de circuito equivalente de una bobina de campo de conducción convencional, La Fig. 16 muestra una bobina de solenoide convencional y el potencial eléctrico sobre la bobina, La Fig. 17 muestra un diagrama de circuito equivalente de una bobina de configuración de bobina propuesta, La Fig. 18 muestra una modalidad de una configuración de bobina propuesta y el potencial eléctrico sobre la bobina, y La Fig. 19 muestra diversas modalidades de tipos de bobinado para usar en una configuración de bobina propuesta.

Descripción Detallada de la Invención Antes de que los detalles de la presente invención se expliquen, los fundamentos de la formación de imagen de partícula pequeña se explicarán en detalle con referencia a las Figs. 1 hasta 4A-4B. En particular, cuatro modalidades de un explorador MPI para diagnóstico médico se describirán. Una descripción informal de la adquisición de datos también se dará. Las semejanzas y diferencias entre las diferentes modalidades se señalarán. Generalmente, la presente invención se puede usar en todas estas diferentes modalidades de un aparato MPI.

La primera modalidad 10 de un explorador MPI que se muestra en la Fig. 1 tiene tres pares 12, 14, 16 de bobinas circulares paralelas coaxiales, estos pares de bobina que se configuran como se ilustra en la Fig. 1. Estos pares de bobina 12, 14, 16 sirven para generar el campo de selección así como los campos de conducción y de enfoque. Los ejes 18, 20, 22 de los tres pares de bobina 12, 14, 16 son mutuamente ortogonales y cumplen en un solo punto, designado el isocentro 24 del explorador MPI 10. Además, estos ejes 18, 20, 22 sirven como los ejes de un sistema de coordenadas x-y- z Cartesiano 3D enlazados al isocentro 24. El eje vertical 20 se nombra el eje y, de modo que los ejes x- y z- son horizontales. Los pares de bobina 12, 14, 16 se nombran después de sus ejes. Por ejemplo, el par de bobina y 14 se forma por las bobinas en la parte superior y el fondo del explorador. Por otra parte, la bobina con la coordenada y positiva (negativa) se llama la bobina y+ (bobina y") , y de manera similar para las bobinas restantes. Cuando más conveniente, los ejes de coordenadas y las bobinas se etiquetará con xi( x2, y x¡, antes que con x, y, y z.

El explorador 10 se puede establecer para dirigir una corriente eléctrica dependiente de tiempo, predeterminada a través de cada una de estas bobinas 12, 14, 16, y en cualquier dirección. Si la corriente fluye hacia la derecha alrededor de una bobina cuando se ve a lo largo de este eje de bobina, se tomará como positivo, de lo contrario como negativo. Para generar el campo de selección estático, una corriente positiva constante Is se hace fluir a través de la bobina z+, y la corriente -Is se hace fluir a través de la bobina z". El par de bobina z 16 luego actúa como un par de bobina circular anti-paralelo .

Cabe señalar aquí que la configuración de los ejes y la nomenclatura determinada para los ejes en su modalidad es solo un ejemplo y pudo también ser diferente en otras modalidades. Por ejemplo, en modalidades prácticas el eje vertical se considera frecuentemente como el eje z antes que el eje y como en la presente modalidad. Esto, sin embargo, no cambia generalmente la función y operación del dispositivo y el efecto de la presente invención.

El campo de selección magnético, que es generalmente un campo de gradiente magnético, se representa en la Fig. 2 por las líneas de campo 50. Este tiene un gradiente substancialmente constante en la dirección del eje z (por ejemplo horizontal) 22 del par de bobina z 16 que genera el campo de selección y alcanza el valor cero en el isocentro 24 en este eje 22. A partir de este punto de campo libre (no se muestra individualmente en la Fig. 2) , la intensidad de campo del campo de selección magnético 50 incrementa en todas las tres direcciones espaciales como la distancia incrementa del punto libre de campo. En una primera sub-zona o región 52 que se denota por una línea discontinua alrededor del isocentro 24 la intensidad de campo es tan pequeña que la magnetización de partículas presente en esa primera sub-zona 52 no está saturada, mientras que la magnetización de partículas presente en una segunda sub-zona 54 (fuera de la región 52) está en un estado de saturación. En la segunda sub-zona 54 (esto es, en la parte residual del campo de vista del explorador 28 fuera de la primera sub-zona 52) la fuerza de campo magnético del campo de selección es suficientemente fuerte para mantener las partículas magnéticas en un estado de saturación.

Al cambiar la posición de las dos sub-zonas 52, 54 (incluyendo el punto libre de campo) dentro del campo de vista 28 la magnetización (total) en los cambios del campo de vista 28. Al determinar la magnetización en el campo de vista 28 o parámetros físicos influenciados por la magnetización, la información alrededor de la distribución espacial de las partículas magnéticas en el campo de vista 28 se puede obtener. Con objeto de cambiar la posición espacial relativa de las dos sub-zonas 52, 54 (incluyendo el punto libre de campo) en el campo de vista 28, además los campos magnéticos, esto es el campo de conducción magnético, y, si es aplicable, el campo de enfoque magnético, se superponen al campo de selección 50.

Para generar el campo de conducción, una corriente dependiente de tiempo IDi se hace fluir a través de ambas bobinas x 12, una corriente dependiente de tiempo ID2 a través de ambas bobinas y 14 , y una corriente dependiente de tiempo ID3 a través de ambas bobinas z 16. Por lo tanto, cada uno de los tres pares de bobina actúa como un par de bobina circular paralelo. Del mismo modo, para generar el campo de enfoque, una corriente dependiente de tiempo IFi se hace fluir a través de ambas bobinas x 12, una corriente IF2 a través de ambas bobinas y 14, y una corriente IF3 a través de ambas bobinas z 16.

Se debe notar que el par de bobina z 16 es especial: Esto genera no únicamente su parte de los campos de conducción y de enfoque, sino también el campo de selección (por supuesto, en otras modalidades, las bobinas separadas se pueden proporcionar) . La corriente que fluye a través de la bobina z* es ID3 + IF3 ± Is. La corriente que fluye a través de los restantes dos pares de bobina 12, 14 es IDk + IFk k = 1, 2. Debido a su geometría y simetría, los tres pares de bobina 12, 14, 16 se desacoplan bien. Esto se busca.

Siendo generado por un par de bobina circular anti-paralelo, el campo de selección es rotacionalmente simétrico alrededor del eje z, y su componente z es casi lineal en z e independiente de x e y en un volumen considerable alrededor del isocentro 24. En particular, el campo de selección tiene un solo punto de campo libre (FFP) en el isocentro. En contraste, las contribuciones a los campos de conducción y de enfoque, que se generan por pares de bobina circulares paralelos, son espacialmente casi homogéneas en un volumen considerable alrededor del isocentro 24 y paralelas al eje del respectivo par de bobina. Los campos de conducción y de enfoque conjuntamente generados por todos los tres pares de bobina circulares paralelos son espacialmente casi homogéneos y se les puede dar cualquier dirección y fuerza, hasta alguna fuerza máxima. Los campos de conducción y de enfoque también son dependientes de tiempo. La diferencia entre el campo de enfoque y el campo de conducción es que el campo de enfoque varía lentamente en tiempo y puede tener una gran amplitud, mientras que el campo de conducción varía rápidamente y tiene una amplitud pequeña. Hay razones físicas y biomédicas para tratar estos campos diferencialmente . Un campo que varía rápidamente con una gran amplitud sería difícil para generar y potencialmente peligroso a un paciente.

En una modalidad práctica el FFP se puede considerar como un punto matemático, en el cual el campo magnético se asume que es cero. La fuerza de campo magnético incrementa con distancia incrementada del FFP, en donde el aumentar la velocidad podría ser diferente por diferentes direcciones (dependiendo por ejemplo de la disposición particular del dispositivo) . Siempre que la fuerza de campo magnético este por debajo de la intensidad de campo requerida para traer partículas magnéticas en el estado de saturación, la partícula activamente contribuye con la generación de señal de la señal medida por el dispositivo; de otra manera, las partículas se saturan y no generan ninguna señal.

La modalidad 10 del explorador MPI tiene al menos un par adicional, preferiblemente tres pares adicionales, de bobinas circulares paralelas, nuevamente orientadas a lo largo de los ejes x-, y-, y z-. Estos pares de bobina, que no se muestran en la Fig. 1, sirven como bobinas recibidas. Como con los pares de bobina 12, 14, 16 para los campos de conducción y de enfoque, el campo magnético generado por una corriente constante que fluye a través de uno de estos pares de bobina de recepción es de forma espacial casi homogéneo dentro del campo de vista y paralelo al eje del respectivo par de bobina. Las bobinas recibidas se suponen para ser bien desacopladas. El voltaje dependiente de tiempo inducido en una bobina de recepción se amplifica y muestrea por un receptor enlazado a esta bobina. Más precisamente, para hacer frente al enorme intervalo dinámico de esta señal, el receptor prueba la diferencia entre la señal recibida y una señal de referencia. La función de transferencia del receptor no es cero de cero hercios ( "DC" ) hasta la frecuencia donde el nivel de señal esperado cae por debajo del nivel de ruido. Alternativamente, el explorador MPI no tiene bobinas recibidas dedicadas. En lugar de bobinas de transmisión de campo de conducción se usan como bobinas recibidas.

La modalidad 10 del explorador MPI mostrada en la Fig. 1 tiene un orificio cilindrico 26 a lo largo del eje z 22, esto es a lo largo del eje del campo de selección. Todas las bobinas se colocan fuera de este orificio 26. Para la adquisición de datos, el paciente (u objeto) a fotografiarse se coloca en el orificio 26 de tal manera que el volumen del paciente de interés - que el volumen del paciente (u objeto) que será examinado - se encierra por el campo de vista del explorador 28 - que el volumen del explorador cuyos contenidos el explorador puede tomar imágenes. El paciente (u objeto) por ejemplo, se coloca en una mesa del paciente. El campo de vista 28 es un volumen geométricamente simple, isocéntrico en el interior del orificio 26, tal como un cubo, una pelota, un cilindro o una forma arbitraria. Un campo de vista cúbico 28 se ilustra en la Fig. 1.

El tamaño de la primera sub-zona 52 es dependiente de la fuerza del gradiente del campo de selección magnético y en la intensidad de campo del campo magnético requerido para saturación, que a su vez depende de las partículas magnéticas. Para una suficiente saturación de partículas magnéticas típicas en una fuerza de campo magnético de 80 A/m y un gradiente (en una dirección de espacio determinada) de la intensidad de campo del campo de selección magnético que asciende a 50xl03 A/m2, la primera sub-zona 52 en la cual la magnetización de las partículas no está saturada tiene dimensiones de alrededor de 1 mm (en la dirección de espacio determinada) .

El volumen del paciente de interés se supone que debe contener nanopartículas magnéticas. Antes de la formación de imágenes de, por ejemplo, un tumor, las partículas magnéticas se llevan al volumen de interés, por ejemplo por medio de un líquido que comprende las partículas magnéticas que se inyectan en el cuerpo del paciente (objeto) o de otra manera administrada, por ejemplo oralmente, al paciente.

Generalmente, diversas formas para traer las partículas magnéticas en el campo de vista existen. En particular, en el caso de un paciente en cuyo cuerpo las partículas magnéticas se van a introducir, las partículas magnéticas se pueden administrar por el uso de métodos quirúrgicos y no quirúrgicos, y hay tanto métodos que requieren un experto (como un médico) como métodos que no requieren un experto, por ejemplo se puede llevar a cabo por no especialistas o personas de experiencia ordinaria o el paciente mismo / por el mismo. Entre los métodos quirúrgicos hay potencialmente intervenciones sin riesgo y/o rutinarias seguras, por ejemplo que implican una etapa invasiva como una inyección de un agente de contraste en un vaso sanguíneo (si una inyección de este tipo es totalmente para considerarse como un método quirúrgico), esto es, intervenciones que no requieren considerable experiencia médica profesional que se lleva a cabo y que no impliquen riesgos graves para la salud. Además, métodos no quirúrgicos como deglución o inhalación se pueden aplicar.

Generalmente, las partículas magnéticas se pre-suministran o pre-administran antes de que las etapas actuales de adquisición de datos se llevan a cabo. En modalidades, es, sin embargo, también posible que además las partículas magnéticas se suministren/administren en el campo de vista.

Una modalidad de las partículas magnéticas comprende, por ejemplo, un substrato esférico, por ejemplo, de vidrio que se proporciona con una capa magnética suave que tiene un espesor de, por ejemplo, 5 nm y consiste, por ejemplo, de una aleación de hierro-níquel (por ejemplo, Permalloy) . Esta capa se puede cubrir, por ejemplo, por medio de una capa de recubrimiento que protege la partícula contra ambientes químicamente y/o físicamente agresivos, por ejemplo ácidos. La fuerza del campo magnético del campo de selección magnético 50 requerido para la saturación de la magnetización de tales partículas es dependiente de diversos parámetros, por ejemplo el diámetro de las partículas, el material magnético usado para la capa magnética y otros parámetros.

En el caso de por ejemplo un diámetro de 10 im con tales partículas magnéticas, un campo magnético de aproximadamente 800 A/m (que corresponde aproximadamente a una densidad de flujo de 1 mT) se requiere luego, mientras que en el caso de un diámetro de 100 µt? un campo magnético de 80 A/m basta. Incluso valores más pequeños se obtienen cuando un recubrimiento de un material que tiene una magnetización de saturación inferior se elige o cuando el espesor de la capa se reduce.

En la práctica, las partículas magnéticas comercialmente disponibles bajo el nombre comercial Resovist (o partículas magnéticas similares) se usan frecuentemente, lo que tiene un núcleo de material magnético o se forman como una esfera enorme y que tiene un diámetro en el intervalo de nanómetros, por ejemplo 40 o 60 nm.

Para detalles adicionales de las partículas magnéticas generalmente utilizables y composiciones prácticas, las partes correspondientes de EP 1304542, O 2004/091386, WO 2004/091390, WO 2004/091394, WO 2004/091395, WO 2004/091396, WO 2004/091397, WO 2004/091398, WO 2004/091408 se hacen referencia a la presente, que se incorporan en la presente como referencia. En estos documentos más detalles del método MPI en general se pueden encontrar también.

Durante la adquisición de datos, los pares de bobina x-, y-, y z- 12, 14, 16 generan un campo magnético dependiente de la posición y el tiempo, el campo aplicado. Esto se alcanza al dirigir corrientes adecuadas a través de las bobinas que generan el campo. En efecto, los campos de conducción y de enfoque empujan el campo de selección alrededor de tal manera que el FFP se mueve a lo largo de una trayectoria de FFP preseleccionada que traza el volumen de exploración - un superconjunto del campo de vista. El campo aplicado orienta las nanopartículas magnéticas en el paciente. Como el campo aplicado cambia, la magnetización resultante cambia demasiado, a pesar de que responde no linealmente al campo aplicado. La suma del cambio de campo aplicado y la magnetización cambiante induce un voltaje dependiente de tiempo Vk transversalmente de las terminales del par de bobina de recepción a lo largo de los ejes Xk. El receptor asociado convierte este voltaje a una señal Sk, que procesa además .

Al igual que la primera modalidad 10 se muestra en la Fig. 1, la segunda modalidad 30 del explorador MPI se muestra en la Fig. 3 tiene tres pares de bobina circular y mutuamente ortogonales 32, 34, 36, pero estos pares de bobina 32, 34, 36 generan el campo de selección y el campo de enfoque únicamente. Las bobinas z- 36, que nuevamente generan el campo de selección, se llenan con material ferromagnético 37. El eje z 42 de esta modalidad 30 se orienta verticalmente , mientras que los ejes x- e y- 38, 40 se orientan horizontalmente . El orificio 46 del explorador es paralelo al eje x- 38 y, por lo tanto, perpendicular al eje 42 del campo de selección. El campo de conducción se genera por un solenoide (no se muestra) a lo largo del eje x- 38 y por pares de bobinas de montura (no se muestran) a lo largo de los dos ejes restantes 40, 42. Estas bobinas se enrollan alrededor de un tubo que forma el orificio. Las bobinas de campo de conducción también sirven como bobinas de recepción.

Para dar pocos parámetros típicos de tal modalidad: El gradiente z del campo de selección, G, tiene una fuerza de G/µ? = 2.5 T/m, donde µ0 es la permeabilidad de vacío. El espectro de frecuencia temporal del campo de conducción se concentra en una banda estrecha alrededor de 25 kHz (hasta aproximadamente 150 kHz) . El espectro de frecuencia útil de las señales recibidas se encuentra entre 50 kHz y 1 MHz (eventualmente hasta aproximadamente 15 MHz) . El orificio tiene un diámetro de 120 mm. El cubo mayor 28 que entra en el orificio 46 tiene una longitud de borde de 120 mm/V2 ¾ 84 mm.

Ya que la construcción de bobinas de generación de campo se conoce generalmente en la técnica, por ejemplo del campo de formación de imágenes de resonancia magnética, este objeto no necesita además elaborarse en la presente.

En una modalidad alternativa para la generación del campo de selección, los imanes permanentes (no se muestran) se pueden usar. En el espacio entre dos postes de tales (opuestos) imanes permanentes (no se muestran) se ha formado un campo magnético que es similar a lo que se muestra en la Fig. 2, es decir, cuando los postes opuestos tienen la misma polaridad. En otra modalidad alternativa, el campo de selección se puede generar por una mezcla de al menos un imán permanente y al menos una bobina.

Las Figs . 4A-4B muestran dos modalidades de la disposición exterior general de un aparato MPI 200, 300. La Fig. 4A muestra una modalidad del aparato MPI propuesto 200 que comprende dos unidades de bobina de campo de selección y de enfoque 210, 220 que son básicamente idénticas y configuradas en lados opuestos del área de examen 230 formada entre ellos. Además, una unidad de bobina de campo de conducción 240 se configura entre las unidades de bobina de campo de selección y de enfoque 210, 220, que se colocan alrededor del área de interés del paciente (no se muestran) . Las unidades de bobina de campo de selección y de enfoque 210, 220 comprenden diversas bobinas de campo de selección y de enfoque para generar un campo magnético combinado que representa el campo de selección magnético arriba explicado y campo de enfoque magnético. En particular, cada unidad de bobina de campo de selección y de enfoque 210, 220 comprende un conjunto, preferiblemente idéntico, de bobinas de campo de selección y de enfoque. Los detalles de tales bobinas de campo de selección y de enfoque se explicarán más adelante.

La unidad de bobina de campo de conducción 240 comprende un número de bobinas de campo de conducción para generar un campo de conducción magnético. Estas bobinas de campo de conducción pueden comprender diversos pares de bobinas de campo de conducción, en particular un par de bobinas de campo de conducción para generar un campo magnético en cada una de las tres direcciones en espacio. En una modalidad la unidad de bobina de campo de conducción 240 comprende dos pares de bobinas de montura para dos diferentes direcciones en espacio y una bobina de solenoide para generar un campo magnético en el eje longitudinal del paciente.

Las unidades de bobina de campo de selección y de enfoque 210, 220 se montan generalmente a una unidad de retención (no se muestra) o a la pared de la habitación. Preferiblemente, en el caso de las unidades de bobina de campo de selección y de enfoque 210, 220 comprenden piezas polares para llevar a cabo las respectivas bobinas, la unidad de retención no sostiene únicamente mecánicamente la unidad de bobina de campo de selección y de enfoque 210, 220 sino también proporciona una trayectoria para el flujo magnético que conecta las piezas polares de las dos unidades de bobina de campo de selección y de enfoque 210, 220.

Como se muestra en la Fig. 4A, las dos unidades de bobina de campo de selección y de enfoque 210, 220 cada una incluye una capa de blindaje 211, 221 para blindar las bobinas de campo de selección y de enfoque de los campos magnéticos generados por las bobinas de campo de conducción de la unidad de bobina de campo de conducción 240.

En la modalidad del aparato MPI 201 se muestra en la Fig. 4B únicamente una unidad de bobina de campo de selección y de enfoque simple 220 se proporciona así como la unidad de bobina de campo de conducción 240. Generalmente, una unidad de bobina de campo de selección y de enfoque simple es suficiente para generar la selección magnética combinada requerida y campo de enfoque . Tal unidad de bobina de campo de selección y de enfoque simple 220 se puede integrar así en una (no se muestra) mesa del paciente en la cual un paciente se coloca para el examen. Preferiblemente, las bobinas de campo de conducción de la unidad de bobina de campo de conducción 240 se pueden configurar alrededor del cuerpo del paciente ya por adelantado, por ejemplo como elementos de bobina flexible. En otra implementación, la unidad de bobina de campo de conducción 240 se puede abrir, por ejemplo separable en dos subunidades 241, 242 como se indica por las líneas de separación 243, 244 se muestran en la Fig. 4B en dirección axial, de modo que el paciente se puede colocar en entre y las subunidades de bobina de campo de conducción 241, 242 luego se pueden acoplar juntas.

En todavía modalidades adicionales del aparato MPI, incluso más unidades de bobina de campo de selección y de enfoque se pueden proporcionar que preferiblemente se configuran de acuerdo a una distribución uniforme alrededor del área de examen 230. Sin embargo, entre más unidades de bobina de campo de selección y de enfoque se usan, mayor será la accesibilidad del área de examen para colocar un paciente en esto y para acceder el propio paciente durante un examen por asistencia médica o doctores se limitará.

La Fig. 5 muestra un diagrama de bloque general de un aparato MPI 100 de acuerdo a la presente invención. Los principios generales de la formación de imagen de partícula pequeña explicados anteriormente son válidos y aplicables a esta modalidad también, a menos que se especifique de otra manera .

La modalidad del aparato 100 que se muestra en la Fig. 5 comprende diversas bobinas para generar los campos magnéticos deseados. Primero, las bobinas y sus funciones en MPI se explicarán.

Para generar el campo de selección y enfoque magnético combinado, medios de selección y de enfoque 110 se proporcionan. El campo de selección y enfoque magnético tiene un patrón en el espacio de su fuerza de campo magnético de tal manera que la primera sub-zona (52 en la Fig. 2) que tiene una fuerza de campo magnético baja donde la magnetización de las partículas magnéticas no está saturada y una segunda sub-zona (54 en las Figs . 4A-4B) que tiene una fuerza de campo magnético superior donde la magnetización de las partículas magnéticas se satura, se forman en el campo de vista 28, que es una parte pequeña del área de examen 230, que se consigue convencionalmente por el uso del campo de selección magnético. Además, por el uso del campo de selección y enfoque magnético de la posición en el espacio del campo de vista 28 dentro del área de examen 230 se puede cambiar, como se hace convencionalmente por el uso del campo de enfoque magnético.

Los medios de selección y de enfoque 110 comprenden al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque 114 y una unidad de generador de campo de selección y de enfoque 112 para generar corrientes de campo de selección y de enfoque a proporcionarse a al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque 114 (que representa una de las unidades de bobina de campo de selección y de enfoque 210, 220 se muestran en las Figs . 4A, 4B) para controlar la generación de tal campo de selección y enfoque magnético. Preferiblemente, una subunidad de generador separada se proporciona para cada elemento de bobina (o cada par de elementos bobina) de al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque 114. Tal unidad de generador de campo de selección y de enfoque 112 comprende una fuente de corriente controlable (generalmente incluyendo un amplificador) y una unidad de filtro que proporciona al respectivo elemento de bobina con la corriente de campo para individualmente establecer la fuerza de gradiente e intensidad de campo de la contribución de cada bobina al campo de selección y enfoque magnético. Se observará que la unidad de filtro 114 también se puede omitir.

Para generar el campo de conducción magnético el aparato 100 además comprende medios de conducción 120 que comprenden una unidad de generador de señal de campo de conducción 122 y un conjunto de bobinas de campo de conducción 124 (que representa la unidad de bobina de conducción 240 se muestra en las Figs. 4A, 4B) para cambiar la posición en espacio y/o tamaño de las dos sub-zonas en el campo de vista por medio de un campo de conducción magnético de modo que la magnetización del material magnético cambia localmente . Como se mencionó anteriormente tales bobinas de campo de conducción 124 preferiblemente comprenden dos pares 125, 126 de bobinas de montura opuestamente configuradas y una bobina de solenoide 127. Otras implementaciones , por ejemplo tres pares de elemento de bobinas, también son posibles.

La unidad de generador de señal de campo de conducción 122 preferiblemente comprende una subunidad de generación de señal de campo de conducción separada para cada elemento de bobina (o al menos cada par de elementos de bobina) de tal conjunto de bobinas de campo de conducción 124. Tal unidad de generador de señal de campo de conducción 122 preferiblemente comprende una fuente de corriente de campo de conducción (preferiblemente incluyendo una amplificador de corriente) y una unidad de filtro (que también se puede omitir con la presente invención) para proporcionar una corriente de campo de conducción dependiente de tiempo a la respectiva bobina de campo de conducción.

La unidad de generador de señal de campo de selección y de enfoque 112 y la unidad de generador de señal de campo de conducción 122 se controlan preferiblemente por una unidad de control 150, que preferiblemente controla la unidad de generador de señal de campo de selección y de enfoque 112 de tal manera que la suma de las intensidades de campo y la suma de la fuerza de gradientes de todos los puntos espaciales del campo de selección se establece en un nivel predefinido. Para este propósito la unidad de control 150 también se puede proporcionar con instrucciones de control por un usuario de acuerdo a la aplicación deseada del aparato PI, que, sin embargo, se omite preferiblemente de acuerdo a la presente invención .

Para usar el aparato MPI 100 para determinar la distribución espacial de las partículas magnéticas en el área de examen (o una región de interés en el área de examen) , particularmente para obtener imágenes de tal región de interés, los medios de recepción de detección de señal 148, en particular una bobina de recepción, y una unidad de recepción de señal 140, que recibe señales detectadas por tales medios de recepción 148, se proporcionan. Preferiblemente, tres bobinas de recepción 148 y tres unidades de recepción 140 - una por bobina de recepción - se proporcionan en la práctica, pero más de tres bobinas de recepción y unidades de recepción también se pueden usar, en cuyo caso las señales de detección adquiridas no son 3-dimensionales sino K-dimensionales , con K siendo el número de bobinas de recepción.

Tal unidad de recepción de señal 140 comprende una unidad de filtro 142 para filtrar las señales recibidas de detección. El objetivo de esta filtración es para separar valores medidos, que se causan por la magnetización en el área de examen que está influenciada por el cambio en la posición de las dos regiones parciales (52, 54), de otras, señales de interferencia. Para este fin, la unidad de filtro 142 se puede diseñar por ejemplo de tal manera que las señales que tienen frecuencias temporales que son más pequeños que las frecuencias temporales con las cuales la bobina de recepción 148 se opera, o menor que dos veces estas frecuencias temporales, no pasa la unidad de filtro 142. Las señales luego se transmiten por medio de una unidad de amplificador 144 a un convertidor analógico/digital 146 (ADC, por sus siglas en inglés) .

Las señales digitalizadas producidas por el convertidor analógico/digital 146 se alimentan a una unidad de procesamiento de imagen (también llamados medios de reconstrucción) 152, que reconstruye la distribución espacial de las partículas magnéticas de estas señales y la posición respectiva que la primera región parcial 52 del primer campo magnético en el área de examen asumido durante la recepción de la respectiva señal y que la unidad de procesamiento de imagen 152 obtiene de la unidad de control 150. La distribución espacial reconstruida de las partículas magnéticas se transmite finalmente por medio de los medios de control 150 a una computadora 154, que visualiza esto en un monitor 156. Por lo tanto, una imagen se puede visualizar mostrando la distribución de partículas magnéticas en el campo de vista del área de examen.

En otras aplicaciones del aparato MPI 100, por ejemplo para influir las partículas magnéticas (por ejemplo para un tratamiento de hipertermia) o para mover las partículas magnéticas (por ejemplo enlazadas a un catéter para mover el catéter o enlazadas a un medicamento para mover el medicamento a una cierta ubicación) los medios de recepción también se pueden omitir o simplemente no usarse.

Además, una unidad de entrada 158 se puede opcionalmente proporcionar, por ejemplo un teclado. Un usuario por lo tanto puede ser capaz de establecer la dirección deseada de la resolución más alta y a su vez, recibe la imagen respectiva de la región de acción en el monitor 156. Si la dirección crítica, en la cual la resolución más alta se necesita, se desvía de la dirección establecida primero por el usuario, el usuario todavía puede variar la dirección manualmente con objeto de producir una imagen adicional con una resolución de formación de imágenes mejorada. Este proceso de mejora de resolución también se puede operar automáticamente por la unidad de control 150 y la computadora 154. La unidad de control 150 en esta modalidad establece el campo de gradiente en una primera dirección que automáticamente se estima o establece como valor de inicio por el usuario. La dirección del campo de gradiente se varía luego paso a paso hasta que la resolución de las imágenes de este modo recibidas, que se comparan por la computadora 154, es máxima, respectivamente no se mejora más. La dirección más crítica se puede encontrar por lo tanto respectivamente adaptada automáticamente con objeto de recibir la resolución más alta posible.

Aunque generalmente las bobinas de campo de selección y las bobinas de campo de enfoque se implementan como elementos separados de acuerdo a la presente invención, de acuerdo a una modalidad preferida de la presente invención tales bobinas de campo de selección y de enfoque 114 comprenden al menos una bobina de campo de selección y de enfoque interior 115 que se forma como un circuito cerrado alrededor de un eje de bobina interior 115a, y un grupo de al menos dos bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores 116, 117 configuradas en una distancia mayor de tal eje de bobina interior 115a que al menos una bobina de campo de selección y de enfoque interior 115 y en diferentes posiciones angulares, cada una que se forma como un circuito cerrado alrededor de un eje de bobina exterior asociado 116a, 117a como se muestra en las Figs. 6A y 6B que muestran secciones transversales perpendiculares. Preferiblemente, dos bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores adicionales 118, 119, cada una que se forma como un circuito cerrado alrededor de un eje de bobina exterior asociado 118a, 119a se proporcionan como se indica por las líneas discontinuas en la Fig. 6B.

Esto es posible generalmente de acuerdo a la presente invención que los medios de campo de selección y de enfoque únicamente comprenden diversas bobinas como se muestra en la Figs . 6A-6B. Sin embargo, se prefiere de acuerdo a la presente invención que los medios de campo de selección y de enfoque son una combinación de material magnético en la forma de una o más piezas polares, particularmente material magnético suave, y bobinas electromagnéticas. Al menos una pieza polar sirve para conducir el flujo magnético y, por lo tanto, para incrementar la generación de los campos magnéticos requeridos.

Una modalidad de una pieza polar configurada se muestra en las Figs. 7A-7B y 8, en donde las Figs. 7A y 7B muestran dos secciones transversales perpendiculares a través de la pieza polar configurada 300 y la Fig. 8 muestra una vista en perspectiva de la pieza polar configurada 300. En esta modalidad de la pieza polar configurada 300 dos piezas polares 310, 320 se proporcionan las cuales se conectan por medio de un soporte de pieza polar 330 mecánicamente llevando y magnéticamente acoplando las dos piezas polares 310, 320. Mientras que las piezas polares 310, 320 mostradas en estas figuras, en esta modalidad, tendrán las propiedades geométricas mostradas aquí, la forma particular del soporte de pieza polar 330 únicamente se muestra aquí como un ejemplo simple, mientras que la forma particular para una aplicación práctica se determinará por parámetros de construcción como la estabilidad requerida.

Como se muestra en las Figs. 7A-7B y 8 cada pieza polar 310, 320 comprende al menos uno, aquí en esta modalidad dos, segmentos de pieza polar interiores 311, 312 y 321, 322, respectivamente, y al menos dos, aquí en esta modalidad cuatro, segmentos de pieza polar exteriores 313-316 y 323-326, respectivamente. Además, cada pieza polar 310, 320 comprende un yugo de pieza polar 317 y 327, respectivamente, que conecta los diversos segmentos de pieza polar de la misma pieza polar.

Todos los segmentos de pieza polar de una pieza polar común se configuran coaxialmente alrededor del eje de bobina interior común 115a en donde los segundos segmentos de pieza polar interiores 312, 322 se configuran como anillos alrededor del respectivo segmento de pieza polar interior 311, 321. Los segmentos de pieza polar exteriores 313-316 y 323-326, respectivamente, se diseñan cada uno en la forma de un segmento de anillo configurado en la misma distancia alrededor del eje de bobina interior 115a pero tienen diferentes posiciones angulares como se muestra en la Fig. 7B.

Tal configuración de piezas polares, en la cual las diversas bobinas de las bobinas de campo de selección y de enfoque se configuran como se muestra y explica a continuación, es ventajosa para lograr el movimiento deseable de la bobina de campo de selección y de enfoque (la primera sub-zona 52) . La segmentación de los segmentos de pieza polar exteriores, aquí en dos hasta cuatro segmentos (generalmente al menos dos segmentos, pero también más segmentos son posibles) , es particularmente ventajoso para el movimiento del FFP a lo largo de la dirección x- e y- .

En una implementación práctica, la distancia di entre los segmentos de pieza polar interiores 311, 321 (en dirección z-) es al menos tan grande que un paciente así como bobinas de campo de conducción se pueden configurar entre los mismos. Esto significa que la distancia di debe ser al menos 40 cm, preferiblemente al menos 45 era. La distancia d0 entre los segmentos de pieza polar exteriores b puede ser ligeramente menor ya que no hay entre las bobinas de campo de conducción generalmente se configuran. Por lo tanto, la distancia d0 debe ser al menos 25 cm, preferiblemente al menos 40 cm.

Las piezas polares se hacen generalmente de material magnético suave. Preferiblemente, los dos segmentos de pieza polar interiores 311, 312 y 321, 322, respectivamente, y porciones principales 313h-314h y 323h-324h (ver Fig. 7A; las porciones principales de los otros segmentos de pieza polar exteriores no se muestran explícitamente en esta figura) se hacen de un material magnético suave y tienen una inducción de saturación alta, en particular FeCo, Fe, Dy, Gd o una aleación de los mismos tal como Fe49Vi.9Co49 (tal como el material conocido bajo el nombre comercial Vacoflux48) . Alternativamente, FeNi se puede usar, pero este material tiene una inducción de saturación menor. Preferiblemente, las porciones de cola 313t, 314t y 323t, 324t de los segmentos de pieza polar exteriores (las porciones de cola de los segmentos de pieza polar exteriores 315 o 316, 325, 326 no se muestran explícitamente) que hacen frente lejos del área de examen y el yugo de pieza polar se hacen del mismo material . Sin embargo, por razones de costos es posible hacerlos de un material magnético suave que tiene una inducción de saturación menor que el material de los segmentos de pieza polar principal interior, en particular FeSi, FeNi, Permalloy o una aleación de los mismos tal como Fe73.5Cu1 b3Si15.5B7 (comúnmente conocido como Nanoperm) .

Las Figs . 9A-9B muestra dos secciones transversales perpendiculares a través de una modalidad de una configuración de bobina de campo de selección y de enfoque 400 en la cual las diversas bobinas de campo de selección y de enfoque se montan en una pieza polar configurada 300 como se muestra en las Figs. 7A-7B y 8.

La Fig. 10 muestra una vista ampliada de una sub-unidad de bobina de campo de selección y de enfoque simple 410 que se usará para explicar además detalles de los mismos. El primer segmento de pieza polar interior 311 lleva la primera bobina de campo de selección y de enfoque interior 115 que se forma como un anillo alrededor de tal primer segmento de pieza polar interior 311. Una segunda bobina de campo de selección y de enfoque interior 113 se forma como otra bobina de anillo que se lleva a cabo por el segundo segmento de pieza polar interior 312, que por sí mismo se forma como un anillo alrededor de tal primera bobina de campo de selección y de enfoque interior 115. Cuatro bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores 116, 117 (únicamente dos bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores se muestran en las Figs . 9A-9B y 10; las otras dos bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores no se muestran en las Figs. 9A-9B y 10) son llevados por respectivos segmentos de pieza polar exteriores 313, 314, 315, 316. Cada una de las bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores 116, 117 se enrollan alrededor de su segmento de pieza polar exterior asociado 313, 314, 315, 316 de modo que la corriente fluye alrededor del respectivo segmento mostrado en el poste exterior. Cada segmento de pieza polar exterior 313, 314, 315, 316 tiene la forma de un segmento de anillo configurado en diferentes posiciones angulares alrededor del eje de bobina interior 115a.

Por lo tanto, la configuración de bobina de campo de selección y de enfoque 400 se muestra en la Fig. 9A comprende en total doce bobinas de campo de selección y de enfoque, seis bobinas (las bobinas 113, 115-119) en la sub-unidad de bobina de campo de selección y de enfoque superior 410 y seis bobinas (las bobinas 133, 135, 136; las restantes dos bobinas no son visibles en la Fig. 9A) en la sub-unidad de bobina de campo de selección y de enfoque inferior 420. Este número deberá, sin embargo, únicamente debe entenderse como un número ejemplar. Otros números son posibles también. Generalmente, al menos seis, preferiblemente al menos ocho, unidades de bobina de campo de selección y de enfoque se desean .

Preferiblemente, para cada bobina de campo de selección y de enfoque una sub-unidad de generador de campo de selección y de enfoque simple se proporciona de modo que cada bobina de campo de selección y de enfoque se puede individualmente controlar al proporcionar una corriente individual a la bobina de campo de selección y de enfoque. Sin embargo, también es posible acoplar bobinas de campo de selección y de enfoque juntas y proporcionarlas con una corriente común de modo que el número de sub-unidades de generador de campo de selección y de enfoque se pueden reducir. Por ejemplo, en una modalidad las dos bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores 116 y 117 se proporcionan por una corriente común. Del mismo modo, las otras dos bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores se acoplan juntas. Esto significa que para tal configuración de bobina de campo de selección y de enfoque en total ocho sub-unidades de generador de campo de selección y de enfoque se requieren.

En otra modalidad, las dos bobinas de campo de selección y de enfoque opuestamente configuradas de dos sub-unidades diferentes de bobina de campo de selección y de enfoque 410, 420 se acoplan juntas y se proporcionan con una corriente común. Por ejemplo, las dos (en las Figs . 9A-9B) bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores en el lado derecho se pueden acoplar juntas y proporcionarse con la corriente idéntica. Lo mismo vale para las otras bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores .

Preferiblemente, de acuerdo a una modalidad una o más de las bobinas de campo de selección y de enfoque se dividen en al menos dos, en particular al menos cuatro, segmentos de bobina, en donde los segmentos de bobina de una bobina se configuran adyacentes uno del otro en la dirección del eje de bobina asociado (lo que significa, en la dirección del eje de bobina interior 115a si todos los ejes de bobina son paralelos como en la modalidad representada) y en donde los segmentos de bobina adyacentes se conectan eléctricamente. Preferiblemente, como se muestra en las Figs. 9A-9B y 10, todas las bobinas de campo de selección y de enfoque se dividen en diversos segmentos de bobina como se indica por múltiples líneas de división de la muestra de bobina en las Figs . 9A y 10.

Por ejemplo, la primera bobina de campo de selección y de enfoque interior 115 se divide en cuatro segmentos de bobina indicados por letras A, B, C, D en la Fig. 10. Del mismo modo, la segunda bobina de campo de selección y de enfoque interior 113 y las diversas bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores 116, 117 se dividen en una pluralidad de segmentos de bobina indicados por letras A, B, C, etc.

Esta división de las bobinas de campo de selección y de enfoque en diversos segmentos permite la realización de diferentes densidades de corriente a lo largo de la respectiva bobina de campo de selección y de enfoque. La siguiente tabla resume, como una modalidad ejemplar, las densidades de corriente máximas para cada segmento de bobina. Estos valores ejemplares para las densidades de corriente se obtienen de corridas de simulación teniendo en cuenta que diferentes ubicaciones de la bobina de campo de selección y de enfoque requieren grandes corrientes en diferentes bobinas. Por encima de todo, el total de energía eléctrica fue en -100 kW. La potencia máxima en la primera bobina de campo de selección y de enfoque interior fue 49 kW, mientras que no más de 38 kW se usó por las corrientes en la segunda bobina de campo de selección y de enfoque interior. En cada una de las bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores no más de 20 kw disipado.

Preferiblemente, los segmentos de bobina se configuran de tal manera que en la dirección del eje de bobina asociado en la densidad de corriente obtenida incrementa con distancia de disminución del área de examen. Diversas modalidades que se acceden son para obtener esto. Las modalidades preferidas incluyen que uno o más segmentos de bobina de la bobina configurada más cerca del área de examen son, comparadas con uno o más segmentos de bobina de la misma bobina configurada además lejos del área de examen, hechas de diferentes material, tienen bobinados más gruesos, son más compactas y/o tienen un espesor mayor en la dirección del eje de bobina asociado. Por ejemplo, las relaciones de las densidades de corriente de los diferentes segmentos de bobina se usan para determinar cómo las secciones transversales de alambre se deben variar dentro de cada bobina. En la práctica, sin embargo, desviaciones de los valores teóricos ciertamente se requieren ya que los fabricantes de cables generalmente proporcionan únicamente un número limitado de valores de sección transversal.

Además se puede observar de las Figs. 9A-9B y 10 que en esta modalidad preferida una sección transversal perpendicular al eje de bobina interior 115a a través de una porción principal 312h del segundo segmento de pieza polar interior 312 que hace frente al área de examen, esto es, una sección transversal a lo largo de la línea X se muestra en la Fig. 10, cubre un área más pequeña que la sección transversal paralela a través de una porción de la cola 312t de tal segundo segmento de pieza polar interior 312 que hace frente lejos de tal área de examen, esto es, a lo largo de la línea Y se muestra en la Fig. 10.

Preferiblemente, el diámetro exterior de tal porción principal 312h del segundo segmento de pieza polar interior 312 disminuye en la dirección del eje de bobina interior 315a con distancia de disminución del área de examen 230. En otras palabras, los bordes exteriores de la porción principal 312h se inclinan en la dirección del eje de bobina interior 315a.

Aún más, una sección transversal perpendicular al eje de bobina interior 315a a través de una porción principal 313h, 314h de los segmentos de pieza polar exteriores 313, 314 (lo mismo vale para los otros segmentos de pieza polar exteriores no se muestran explícitamente en la Fig. 10) que hace frente a tal área de examen, esto es a lo largo de la línea X, cubre un área más grande que una sección transversal paralela a través de la porción de la cola 313t, 314t de tales segmentos de pieza polar exteriores 313, 314 que hacen frente lejos del área de examen, esto es una sección transversal a lo largo de la línea Y.

Aún más, la distancia del diámetro interior de tales porciones principales 313h, 314h de los segmentos de pieza polar exteriores 313, 314 (lo mismo vale para las otras, no muestra segmentos de pieza polar exteriores) del eje de bobina interior 315a disminuye en la dirección del eje de bobina interior 115a con distancia de disminución del área de examen 330. En otras palabras, los bordes interiores de las porciones principales 313h, 314h se inclinan en la dirección del eje de bobina interior 115a.

Como se muestra, la segunda bobina de campo de selección y de enfoque interior 113 y las bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores 116, 117 (lo mismo vale para las otras no se muestran bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores) se mueven alrededor del respectivo segmento de pieza polar ensamblando la misma forma exterior que el correspondiente segmento de pieza polar, que es, sin embargo, no se requiere necesariamente.

Estas medidas prevén la densidad de flujo más alta en la superficie de los segmentos de pieza polar interiores 311, 312 y las bobinas de campo de selección y de enfoque interiores 113, 115 que hacen frente al área de examen, particularmente para obtener un gradiente alto del campo magnético. Debe tenerse en cuenta, que también los bordes exteriores de los segmentos de pieza polar exteriores se pueden inclinar en la dirección del eje de bobina interior 115a para incrementar además este efecto.

Para mover el campo de vista 28 a través del área de examen, que se consigue convencionalmente por el uso del campo de enfoque magnético, no se requiere generalmente para proporcionar todas las bobinas de campo de selección y de enfoque con corrientes. En particular, para mover el campo de vista 28 en la dirección superior o inferior, esto es a lo largo de la dirección interior del eje de bobina interior 115a, principalmente las dos bobinas de campo de selección y de enfoque interiores 115, 113 se usan. Por ejemplo, si un movimiento del campo de vista 28 se desea de la sub-unidad de bobina de campo de selección y de enfoque superior 410 en la dirección de la sub-unidad de bobina de campo de selección y de enfoque inferior 420 una corriente proporcionada a la primera bobina de campo de selección y de enfoque interior de la sub-unidad de bobina de campo de selección y de enfoque inferior 420 y a la corriente proporcionada a la segunda bobina de campo de selección y de enfoque interior de la sub-unidad de bobina de campo de selección y de enfoque superior 410 se incrementan. Alternativamente o además de la corriente proporcionada a la primera bobina de campo de selección y de enfoque interior de la sub-unidad de bobina de campo de selección y de enfoque superior 410 y la corriente proporcionada a la segunda bobina de campo de selección y de enfoque interior de la sub-unidad de bobina de campo de selección y de enfoque inferior 420 se disminuyen. Las bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores no necesariamente necesitarán usarse para tal movimiento.

Si un movimiento del campo de vista 28 se desea en una dirección perpendicular al eje de bobina interior 115a, las bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores se proporcionan adicionalmente con corrientes. En particular, por tales bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores un campo magnético adicional se genera en una dirección a lo largo de la dirección deseada de movimiento y perpendicular al eje de bobina interior 115a. Por ejemplo, si un movimiento de izquierda a derecha se desea en la Fig. 9A un campo magnético se genera adicionalmente que tiene un polo norte en el lado izquierdo y un polo sur en el lado derecho (o vice versa) . Por la amplitud de la corriente proporcionada a las bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores lo que puede ser controlado cómo lejos del campo de vista 28 será movido en esta dirección.

La explicación anterior únicamente proporciona una breve idea general cómo el movimiento del campo de vista generalmente se puede alcanzar. En la práctica, por supuesto, las corrientes necesitan controlarse con precisión que es, sin embargo, únicamente una cuestión de aplicación que depende en gran medida de la disposición exacta de la configuración total.

Con respecto a las piezas polares se observará que preferiblemente se hacen de láminas magnéticamente conductivas, en donde las láminas que forman los segmentos de pieza polar interiores 311, 312 y una porción principal adyacente 317h del yugo de pieza polar 317 de la pieza polar 310 (lo mismo vale para los segmentos de pieza polar interiores y el yugo de pieza polar de la otra pieza polar 320) se configuran a lo largo de una dirección paralela al eje de bobina interior 315a. Las láminas que forman la porción de la cola 317t del yugo de pieza polar 317 (lo mismo vale para el otro yugo de pieza polar 327) preferiblemente se configuran en una dirección sustancialmente perpendicular al eje de bobina interior 315a. Esto proporciona para una conectividad óptima del flujo magnético.

En caso de usar dos o más piezas polares que se conectan por un soporte de pieza polar 330, como se muestra en la Fig. 8, se prefiere que también el soporte de pieza polar 330 se hace de láminas magnéticamente conductivas que se configuran adyacentes una de la otra en la misma dirección como las láminas que forman la porción de la pieza polar a la cual el soporte de pieza polar se conecta. Por ejemplo, si el soporte de pieza polar conecta a las porciones principales del yugo de piezas polares, las láminas del soporte de pieza polar preferiblemente se configuran en una dirección perpendicular al eje de bobina interior. Las láminas que forman el soporte de pieza polar también se configuran en una dirección perpendicular al eje de bobina interior 315a al menos en la conexión a el yugo de piezas polares. Generalmente, las láminas se deben configurar de tal manera que la mejor conectividad de flujo magnético se alcanza.

La Fig. 11 muestra una vista en perspectiva de una modalidad de una pieza polar configurada 500. Comparados con la pieza polar configurada 300 se muestra en la Fig. 8, los segmentos de pieza polar exteriores no se forman en esta modalidad como segmentos en forma de anillo, pero los segmentos de pieza polar exteriores 512-517 (de la primera pieza polar 510) y 522-527 (de la segunda pieza polar 520) se forman como cilindros en forma de barra, preferiblemente en la misma forma como los segmentos de pieza polar interiores 511, 521. Las ventajas de tal configuración es principalmente ahorro en costos ya que únicamente una o dos clases de piezas polares necesitan f bricarse. La ventaja principal se realiza, si al menos una segundo anillo de piezas polares (no se muestra en la Fig. 11) se configura alrededor de la pieza polar central. En otras modalidades, también formas adicionales de los segmentos de pieza polar, en particular de los segmentos de pieza polar exteriores, son utilizables.

La Fig. 12 muestra una vista en perspectiva de otra modalidad de una configuración de bobina de campo de selección y de enfoque 600. En esta modalidad la pieza polar configurada 500 descrita en la Fig. 11 se usa, en donde cada segmento de pieza polar se proporciona con una bobina de campo de selección y de enfoque individual enrollada alrededor de una bobina en forma de anillo 611-617 (para la sub-unidad de bobina de campo de selección y de enfoque superior 610; lo mismo vale para la sub-unidad de bobina de campo de selección y de enfoque inferior 620) .

Hay además modalidades de configuraciones de bobina de campo de selección y de enfoque. Por ejemplo, en todavía otra modalidad de una configuración de bobina de campo de selección y de enfoque 600' se muestra en la Fig. 13 una bobina de campo magnético cilindrico grande 631, 632 se coloca fuera de y alrededor de cada sub-unidad de bobina de campo de selección y de enfoque 610, 620. Además, es posible configurar una o más bobina (s) de campo magnético adicional 640 alrededor del soporte magnético 630 para fortalecer además el campo magnético.

Se observará que además de las diversas bobinas de campo de selección y de enfoque adicionalmente un material permanente en cada sub-unidad de bobina de campo de selección y de enfoque se puede proporcionar para fortalecer además la generación del campo de selección magnético para generar la bobina de campo de selección y de enfoque. Este imán permanente preferiblemente se ubicaría cerca de la zona de examen que substituye partes del material magnético suave.

Además, se observará que los medios de enfriamiento se proporcionan preferiblemente para enfriar algunas o todas de las bobinas. Los medios de enfriamiento pueden usar un líquido de enfriamiento como agua o aceite. Las bobinas se pueden hacer de cobre o aluminio, pero también es posible para hacerlos de material superconductivo, que luego se enfrió por el uso de un material de enfriamiento apropiado tal como helio. En el caso de conductores superconductivos de temperatura alta el enfriamiento se puede alcanzar por el uso de helio gaseoso. En el caso de conductores superconductivos de temperatura baja el enfriamiento se puede alcanzar por el uso de helio líquido.

Usando la geometría descrita arriba, se realizaron diferentes corridas de simulación. Los resultados obtenidos de esta manera se resumen en lo siguiente.

Para el FFP ubicado en el centro de la geometría una fuerza de campo de gradiente de 2.5 T/m se obtuvo con una energía eléctrica de 30 kW. Usando 90 kW de energía eléctrica la fuerza de campo de gradiente aumenta a 3.3 T/m. La Fig. 14 muestra cómo la fuerza de campo de gradiente incrementa con la energía eléctrica. Para estas simulaciones únicamente las bobinas de campo de selección y de enfoque interiores. Ninguna corriente voló en las bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores. En particular, la energía eléctrica en la segunda bobinas de campo de selección y de enfoque interiores fue cuatro veces más grande que en las primeras bobinas de campo de selección y de enfoque interiores.

Con respecto al movimiento en dirección z-, usando las bobinas de campo de selección y de enfoque interiores el FFP podría colocarse en el eje z en una distancia de 10 cm desde el origen. Con un consumo de energía total de 92 kW la fuerza de campo de gradiente obtenida fue 2.5 T/m. La energía eléctrica se distribuyó entre las bobinas como sigue. Para la pieza polar en la dirección en la cual el FFP se movió la primera bobina de campo de selección y de enfoque interior disipa 49 kW, mientras que ninguna corriente voló en la segunda bobina de campo de selección y de enfoque interior. Para la pieza polar en la otra dirección la primera bobina de campo de selección y de enfoque interior disipa 5 kW, mientras que 38 kW fueron necesarios en la segunda bobina de campo de selección y de enfoque interior.

Con respecto al movimiento en dirección x- e/o y- , usando las bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores el FFP se puede mover a lo largo de x e/o y. Por ejemplo, en una de las simulaciones, el FFP se colocó en el eje x en una distancia de 10.1 cm desde el origen. Aquí una energía eléctrica total de 100 kW se usó. Una energía de 40 kW disipada en cuatro de las bobina de campo de selección y de enfoque exterior, mientras que los restantes 60 kW se usaron en las bobinas de campo de selección y de enfoque interiores. La fuerza de campo de gradiente obtenida fue 2.2 T/m. Sin embargo, el gradiente fue más bien no homogéneo. Usando métodos de cómputo comunes los valores obtenidos son Gx = -0,69 T/m y GY = -1,51 T/m.

Para ciertas aplicaciones (MR) es deseable generar un campo magnético que no tiene un FFP sino es más bien homogéneo. Las simulaciones por lo tanto se realizaron en las cuales la dirección de corriente en una de las piezas polares interiores se invirtió. Usando todas las bobinas y diferentes distribuciones de la energía disponible (100 kW) la intensidad de campo observada máxima en el origen fue 0.45 T. La intensidad de campo incrementa a lo largo de z y disminuye a lo largo de x/y.

Para computar la energía almacenada en el campo magnético la integral se evalúa sobre el volumen V. Dentro de nuestras simulaciones la energía observada máxima almacenada en el campo magnético estaba por debajo de 40 kJ. La máxima se observó en una simulación que trata para obtener un campo homogéneo (MR) .

A continuación, una configuración de bobina preferida como se propone de acuerdo a la presente invención, en particular como bobina de campo de conducción, pero también como bobina de campo de selección, bobina de campo de enfoque y/o bobina de campo de selección y de enfoque se explicarán. En primer lugar, en la Fig. 15 un diagrama de circuito equivalente de una bobina de campo de conducción convencional incluyendo un circuito de adaptación simple para usar en un aparato MPI y en la Fig. 16 una bobina de solenoide convencional y el potencial eléctrico sobre la bobina se muestran. En el circuito equivalente de la Fig. 15 los valores de voltaje y corriente típicos también se dan. La bobina de campo de conducción LD está generando la parte rápidamente cambiante del campo magnético en el volumen de interés, en el cual un ob eto/animal/paciente se colocará. La bobina es principalmente inductiva, con una pequeña parte resistiva; en conjunto el factor Q de la bobina está más allá de 200. El emparejamiento al amplificador de potencia (no se muestra) , que se conecta a la izquierda del circuito equivalente, se alcanza por un condensador en serie Cs y un condensador paralelo CP.

La Fig. 16 muestra un ejemplo de una bobina de solenoide 700 que se usará para explicar la idea de la presente invención, que puede, sin embargo, también aplicarse en otras clases (formas) de bobinas, por ejemplo bobinas de montura. También la idea propuesta es válida para otras bobinas dentro de un resonador de alta corriente (no mostradas aquí, tal como una bobina de acoplamiento LM o un transformador de acoplamiento) . La Fig. 16 también muestra cómo el potencial eléctrico VI de los bobinados incrementa a lo largo del inductor 710, esto es, a lo largo de la posición p. Este potencial eléctrico se mide con respecto a potencial de tierra. Un objeto colocado dentro del orificio 720 dentro de la bobina de solenoide 700 se considera que está en este potencial de tierra. Por lo tanto un incremento del potencial de bobinado corresponde a un incremento del voltaje a través del aislante (no se muestra) que protege el objeto de este voltaje muy alto.

La Fig. 17 muestra un diagrama de circuito equivalente de una bobina de configuración de bobina propuesta y la Fig. 18 muestra una modalidad de una configuración de bobina propuesta y el potencial eléctrico sobre la bobina. Generalmente, de acuerdo a la presente invención una configuración de bobina 800 se propone que comprende una bobina 810 dividida en al menos dos segmentos de bobina (en esta modalidad en tres segmentos de bobina LDi, LD2/ LD3) y un condensador acoplado entre al menos dos segmentos de bobina adyacentes (en esta modalidad dos condensadores Cinti, Cint2 acoplados entre los tres segmentos de bobina LD1, LD2, LD3) . La dirección de bobinado de los segmentos de bobina LDi, LD2, LD3 se invierte generalmente entre al menos un segmento de bobina a otro segmento de bobina, preferiblemente desde segmento de bobina hasta el segmento de bobina como está previsto en esta modalidad aquí.

En esta modalidad la capacitancia Cs como se usa en una configuración de bobina convencional mostrada en las Figs . 15 y 16 se distribuye en diversos (n-1+2 = 4 ; n siendo el número de segmentos de bobina) condensadores, en particular n-1 = 2 eléctricamente internos a la bobina, y 2 externos a la bobina. La relación para el caso de segmentos de bobina n=3 es : La suma del voltaje ULD a través de los segmentos de bobina n=3 LDi, LD2, LD3 permanece sin cambios. La ULD como se deriva en la Fig. 15 es sólo la suma de los tres voltajes ULDi + ULD2 + ULD3 de la Fig. 17. La siguiente ecuación muestra esta relación (aunque lo que se simplifica con respecto a dos aspectos: las tres inductancias LDi, LD2, LD3 no necesariamente tienen que ser idénticas, y el acoplamiento mutuo entre las tres inductancias también podrían incluirse en un análisis preciso) : A primera vista los bobinados de los segmentos de bobina LDi, LD2/ LD3 se podrían configurar con una distancia de guardia en el medio ya que aquí es una diferencia de voltaje enorme entre bobinados adyacentes que pertenecen a segmentos de bobina cercanos. Esto causa desafíos de aislamiento que se resuelven por la distancia de guardia en el medio. Sin embargo, tal distancia consume gran parte del espacio utilizable .

Por lo tanto, se propone de acuerdo a la presente invención para cambiar la dirección de bobinado (pero no para la dirección de campo generado) . Esto se alcanza al intercambiar los puntos de conexión de los segmentos de bobina cercanos LD1, LD2, LD3. En particular, el punto final B del primer segmento de bobina LD1 se acopla - por medio del primer condensador interno Cinti - al punto final C del segundo segmento de bobina LD2, y al punto de inicio D del segundo segmento de bobina LD2 se acopla - por medio del segundo condensador interno Cj.nt2 - al punto de inicio E del tercer segmento de bobina LD3. En otras palabras, comparado con la configuración de bobina 700 mostrada en la Fig. 16 los puntos C y D se intercambian. Esto maravillosamente evita tener altas diferencias potenciales como se muestra por los potenciales V21, V22, V23 a lo largo de los bobinados. De hecho, los bobinados adyacentes para segmentos de bobina cercanos ahora tienen voltaje idéntico que severamente reduce el riesgo de ruptura.

Generalmente, la distribución de densidad de corriente óptima a lo largo del orificio de una bobina de solenoide tiene como objetivo llevar a un campo máximo en el mismo centro y bajo la restricción de que hay únicamente un espesor de lámina determinado para llenar con cobre/conductores. De manera óptima, todo el espacio se llena con cobre. La distribución de corriente óptima no es uniforme a lo largo del orificio, sino tiene una máxima en el centro, y se convierte en cada vez menos cuanto más lejos uno se mueve del centro .

En el campo de MPI, las frecuencias de campo de conducción están en el orden de 25 hasta 40kHz requiriendo el uso de alambres Litz. Generalmente, un alambre Litz continuo no puede cambiar el tipo de alambre, esto es, uno o más parámetros de alambre como sección transversal, diámetro, diámetro de alambre simple, factor de llenado etc. La manera únicamente para reducir la densidad de corriente es al colocar los alambres Litz menos densamente. Sin embargo, esto perdería mucho de espacio útil entre los conductores. Una solución para superar esto sería no tener un alambre Litz continuo simple. Entonces, el tipo de alambre o recuento se puede cambiar de un segmento de bobina a otro. Ahora, ya que el punto de conexión necesitaría soldarse, esta unión representa una cantidad masiva de material sólido. Como es propenso a calentamiento de corriente de Foucault, preferiblemente se coloca fuera de la bobina.

La Fig. 19 muestra diversas modalidades de los tipos de bobinado para usar en la configuración de bobina propuesta. El uso de diversos segmentos de bobina de acuerdo a la presente invención proporciona la posibilidad de fácilmente usar diferentes tipos de bobinado. Las uniones en las posiciones de las terminales de los condensadores son las posiciones donde el tipo de bobinado se puede cambiar. Estas uniones se colocan un poco lejos de la bobina por sí mismas, esto es fuera del campo magnético generado por la bobina. La capacidad de usar diferentes tipos de bobinado por lo tanto proporciona las ventajas de que una distribución de densidad de corriente óptima y un uso de espacio óptimo se puede alcanzar.

Como un ejemplo, en el segmento de bobina n cada bobinado con índice k se constituye de dos (o más) alambres Litz paralelos del mismo tipo. Por ejemplo, cada uno de estos alambres podría ser hecho de 23000 hebras paralelas de 20µ?? diámetros, tienen un factor de llenado de 0.5 y un diámetro exterior de aproximadamente 4mm. Este tipo de bobinado distribuiría la corriente dada sobre la longitud doble del orificio, por lo tanto reduce la densidad de corriente por un factor de 2. Ya que la resistencia se reduce a la mitad también (dos cables en paralelo) , las pérdidas resistentes totales por longitud de orificio en este segmento de bobina es únicamente 25% del segmento de bobina "normal" (que por definición será utilizado en el centro de la bobina) .

En el segmento de bobina n+1 diámetros de alambre más grandes se emplean, lo que básicamente tendrá el mismo efecto como en el segmento de bobina n. El segmento de bobina n+2 usa un diámetro de alambre mayor con un tipo diferente de alambre, por ejemplo un factor de llenado diferente o un diámetro diferente del alambre de hebra simple (típicamente alrededor de 20µp) . En el segmento n+3 el segmento de bobina "normal", ubicado en el centro, donde una densidad de corriente máxima necesita alcanzarse.

Se observará que una configuración de bobina real generalmente no utiliza todos los diversos tipos de bobinado y/o tipos de bobinado en esta secuencia como se muestra en la Fig. 19, pero que la Fig. 19 únicamente deberá entenderse como una explicación de diversos ejemplos de tipos de bobinado que se pueden usar. 8 Aunque la invención se ha ilustrado y descrito en detalle en las figuras y descripción anterior, tal ilustración y descripción han de considerarse ilustrativos o ejemplares y no restrictivos; la invención no se limita a las modalidades descritas. Otras variaciones a las modalidades descritas se pueden entender y efectuar por aquellos expertos en la técnica en la práctica de la invención reivindicada, de un estudio de las figuras, la descripción, y las reivindicaciones adjuntas.

En las reivindicaciones, la palabra "que comprende" no excluye otros elementos o etapas, y el artículo indefinido "un" o "uno" no excluye una pluralidad. Un elemento simple u otra unidad pueden cumplir las funciones de varios elementos recitados en las reivindicaciones. El mero hecho de que ciertas medidas se recitan en mutuamente diferentes reivindicaciones dependientes no indica que una combinación de estas medidas no se puede usar con ventaja.

Cualquier signo de referencia en las reivindicaciones no debe interpretarse como que limita el alcance.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Una configuración de bobina, en particular para utilizarse en un aparato de formación de imágenes de partícula magnética, caracterizada porque comprende: - una división de bobina en al menos dos segmentos de bobina cada uno comprendiendo una pluralidad de bobinados y cada uno tiene un punto de inicio y un punto final, en donde la dirección de bobinado se invierte entre segmentos de bobina cercanos, de modo que ya sea los puntos de inicio o los puntos finales de dos segmentos de bobina cercanos están adyacentes uno del otro, y - un condensador directamente acoplado entre un punto final de un segmento de bobina y un punto de inicio de un segmento de bobina cercano.

2. La configuración de bobina de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la dirección de bobinado se invierte desde el segmento de bobina hasta el segmento de bobina.

3. La configuración de bobina de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la bobina se divide en 2 hasta 10, en particular en 2 hasta 5, segmentos.

4. La configuración de bobina de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la bobina se divide en un número impar de segmentos de bobina.

5. La configuración de bobina de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la bobina es una bobina de solenoide o una bobina de desviación.

6. La configuración de bobina de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los segmentos de bobina se hacen de alambre Litz.

7. La configuración de bobina de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque al menos dos segmentos de bobina comprenden un bobinado de un diferente tipo de bobinado, en particular usando diferentes diámetros de alambre, diferentes factores de llenado de diámetros de alambre de hebra, número de alambres o hebras en paralelo, tipos de conductores, tipos de aislantes y/o tipos de cables.

8. La configuración de bobina de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque al menos un segmento de bobina usa un bobinado hecho de dos alambres Litz enrollados en paralelo.

9. Un aparato para influir y/o detectar partículas magnéticas en un campo de vista, caracterizado porque comprende : - medios de selección que comprenden una unidad de generador de señal de campo de selección y elementos de campo de selección para generar un campo de selección magnético que tiene un patrón en el espacio de su fuerza de campo magnético de tal manera que una primera sub-zona que tiene una fuerza de campo magnético baja donde la magnetización de las partículas magnéticas no está saturada y una segunda sub-zona que tiene una fuerza de campo magnético superior donde la magnetización de las partículas magnéticas se satura se forman en el campo de vista, - medios de conducción que comprenden una unidad de generador de señal de campo de conducción y bobinas de campo de conducción para cambiar la posición en el espacio de las dos sub- zonas en el campo de vista por medio de un campo de conducción magnético de modo que la magnetización del material magnético cambia localmente, en donde al menos una bobina de campo de conducción y/o al menos una bobina de campo de selección que representa un elemento de campo de selección se implementa por una configuración de bobina de conformidad con la reivindicación 1.

10. El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende medios de selección y de enfoque incluyendo los medios de selección para generar un campo de selección y enfoque magnético que tiene un patrón en el espacio de su fuerza de campo magnético de tal manera que la primera sub-zona y la segunda sub-zona se forman en el campo de vista y para cambiar la posición en el espacio del campo de vista dentro de un área de examen, los medios de selección y de enfoque que comprenden al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque y una unidad de generador de campo de selección y de enfoque para generar corrientes de campo de selección y de enfoque a proporcionarse a al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque para controlar la generación del campo de selección y enfoque magnético, en donde al menos un conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque comprende - al menos una bobina de campo de selección y de enfoque interior que se forma como un circuito cerrado alrededor de un eje de bobina interior, primera bobina de campo de selección y de enfoque interior y - un grupo de al menos dos bobinas de campo de selección y de enfoque exteriores configuradas en una distancia mayor del eje de bobina interior que al menos una bobina de campo de selección y de enfoque interior y en diferentes posiciones angulares, cada una que se forma como un circuito cerrado alrededor de un eje de bobina exterior asociado.

11. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque al menos una bobina de campo de selección y de enfoque implementada por una configuración de bobina de conformidad con la reivindicación 1.

12. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque los medios de selección y de enfoque además comprenden al menos una pieza polar que tiene un número de segmentos de pieza polar que llevan las diversas bobinas de campo de selección y de enfoque y un yugo de pieza polar que conecta los segmentos de pieza polar.

13. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque los medios de selección y de enfoque comprenden il) un primer conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque , 12) al menos un segundo conjunto de bobinas de campo de selección y de enfoque, y 13) una unidad de generador de campo de selección y de enfoque para generar corrientes de campo de selección y de enfoque a proporcionarse a la primera y a los conjuntos de bobinas de campo de selección y de enfoque para controlar la generación del campo de selección y enfoque magnético.

14. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque las bobinas de campo de conducción se configuran en el área entre las primeras bobinas de campo de selección y de enfoque interiores de los dos conjuntos de bobinas de campo de selección y de enfoque.

15. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque las bobinas de campo de conducción comprenden dos pares de bobinas de montura configuradas alrededor de un eje central de simetría perpendicular al eje de bobina interior y una bobina de solenoide configurada alrededor del eje central de simetría.