本發(fā)明涉及用于影響和/或檢測視場中的磁性顆粒的裝置和方法。此外，本發(fā)明還涉及線圈布置和/或極靴。本發(fā)明尤其涉及磁性顆粒成像領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
磁性顆粒成像(MPI)是一種新興的醫(yī)療成像模態(tài)。MPI的最初版本是二維的，其中其產(chǎn)生二維圖像。較新的版本是三維(3D)的。能夠通過將3D圖像的時域序列結(jié)合成影片而建立非靜態(tài)對象的四維圖像，其前提是對象在單幅3D圖像的數(shù)據(jù)采集期間沒有發(fā)生顯著變化。MPI是一種重建式成像方法，像計算機斷層攝影(CT)或磁共振成像(MRI)。因此，分兩個步驟生成對象的感興趣體積的MP圖像。使用MPI掃描器執(zhí)行被稱為數(shù)據(jù)采集的第一步驟。MPI掃描器具有生成被稱為“選擇場”的靜態(tài)磁梯度場的器件，所述的靜態(tài)磁梯度場在掃描器的等中心處具有(單個)無場點(FFP)或無場線(FFL)。此外，這種FFP(或者FFL；在下文中提到“FFP”一般應(yīng)當被理解為是指FFP或FFL)被具有低磁場強度的第一子區(qū)包圍，該第一子區(qū)又被具有較高磁場強度的第二子區(qū)包圍。此外，掃描器具有生成時間相關(guān)的在空間上近乎均勻的磁場的器件。實際上，這一場是通過使具有小幅度的快速變化的場(稱為“驅(qū)動場”)與具有大幅度的緩慢變化的場(稱為“聚焦場”)疊加而得到的。通過向靜態(tài)選擇場增加時間相關(guān)的驅(qū)動和聚焦場，可以使FFP沿貫穿圍繞等中心的“掃描體積”的預(yù)定FFP軌跡移動。掃描器還具有一個或多個，例如三個接收線圈的布置，從而能夠記錄在這些線圈中感生的任何電壓。對于數(shù)據(jù)采集而言，將所要成像的對象安置到掃描器中，使得對象的感興趣體積被掃描器的視場包圍，所述視場是掃描體積的子集。對象必須含有磁性納米顆?；蚱渌判苑蔷€性材料；如果所述對象為動物或患者，那么在掃描之前向動物或患者施用含有這樣的顆粒的造影劑。在數(shù)據(jù)采集期間，MPI掃描器使FFP沿有意選擇的軌跡移動，所述軌跡將描出/覆蓋掃描體積或者至少描出/覆蓋視場。對象內(nèi)的磁性納米顆粒經(jīng)歷變化的磁場，并且通過改變其磁化而做出響應(yīng)。納米顆粒的變化的磁化將在每個接收線圈中感生出時間相關(guān)的電壓。在與接收線圈相關(guān)聯(lián)的接收器中對這種電壓采樣。記錄由接收器輸出的樣本，所述樣本構(gòu)成了采集數(shù)據(jù)?？刂茢?shù)據(jù)采集的細節(jié)的參數(shù)構(gòu)成了“掃描協(xié)議”。在圖像生成的被稱為圖像重建的第二步驟中，由在第一步驟中采集的數(shù)據(jù)計算或重建圖像。圖像為離散的3D數(shù)據(jù)陣列，其表示處于視場中的磁性納米顆粒的位置相關(guān)濃度的采樣近似。一般由執(zhí)行適當計算機程序的計算機執(zhí)行重建。計算機和計算機程序?qū)崿F(xiàn)重建算法。重建算法基于數(shù)據(jù)采集的數(shù)學(xué)模型。與所有重建式成像方法的情況一樣，能夠?qū)⑦@種模型表達為作用于所采集的數(shù)據(jù)的積分算子；重建算法嘗試在盡可能的程度上消除模型的作用。這樣的MPI裝置和方法的優(yōu)點在于，其能夠用于以非破壞性方式，以高空間分辨率對諸如人體的任意檢查對象進行檢查，所述檢查既可以接近檢查對象的表面，也可以遠離其表面。這樣的裝置和方法一般是已知的，在DE10151778A1和Gleich,B.andWeizenecker,J.(2005)的文章“Tomographicimagingusingthenonlinearresponseofmagneticparticles”(Nature，第435卷，第1214-1217頁)中對其做出了首次描述，其中，也對重建原理給出了大體的描述。在該文獻中描述的用于磁性顆粒成像(MPI)的裝置和方法利用了小的磁性顆粒的非線性磁化曲線。到目前為止，描述的MPI裝置和方法的設(shè)計對于人類而言還不是最佳的。US2008/309330A1公開了一種磁性顆粒成像裝置，其基于由磁性顆粒的磁化生成磁通量的變化形成了所述磁性顆粒的分布的圖像。所述裝置包括：調(diào)制線圈，其通過將調(diào)制磁場施加到無場區(qū)域來將所述無場區(qū)域中存在的磁性顆粒磁化；以及檢測線圈，其被設(shè)置為抑制由調(diào)制線圈施加的調(diào)制磁場造成的并包括在檢測的磁通量中的影響。WO2010/134006A2公開了一種用于在作用區(qū)域中影響和/或檢測磁性顆粒的布置和方法，具體而言用于使用磁性顆粒成像(MPI)監(jiān)測腦內(nèi)或顱內(nèi)出血。提供線圈陣列的每個線圈的公共耦合單元，以耦合所有信號，從而向公共線圈的集合生成磁場。此外，相同的線圈用于采集檢測信號。以此方式，能夠建立小的掃描器，其能夠永久留給患者或者被周期性提供給患者，具體而言用于出血監(jiān)測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供用于影響和/或檢測視場中的磁性顆粒的裝置和方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)對較大受檢者(人類、動物)的檢查，尤其是對成年人的檢查。在本發(fā)明的第一方面中，提出了一種用于影響和/或檢測視場中的磁性顆粒的裝置，其包括：i)用于生成磁選擇和聚焦場的選擇和聚焦器件，所述磁選擇和聚焦場具有其磁場強度的空間模式，使得在所述視場中形成具有低磁場強度的、磁性顆粒的磁化不飽和的第一子區(qū)和具有較高磁場強度的、磁性顆粒的磁化飽和的第二子區(qū)，所述第一子區(qū)和所述第二子區(qū)用于改變所述視場在檢查區(qū)域內(nèi)的空間位置，所述選擇和聚焦器件包括至少一組選擇和聚焦場線圈，并且包括選擇和聚焦場發(fā)生器單元，所述選擇和聚焦場發(fā)生器單元用于生成要提供給所述至少一組選擇和聚焦場線圈的選擇和聚焦場電流，以控制所述磁選擇和聚焦場的生成，其中，所述至少一組選擇和聚焦場線圈包括：-被形成為圍繞內(nèi)側(cè)線圈軸的閉環(huán)的至少一個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈，以及-至少兩個外側(cè)選擇和聚焦場線圈的組，所述至少兩個外側(cè)選擇和聚焦場線圈與所述至少一個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈相比，被布置為與所述內(nèi)側(cè)線圈軸的距離更大且處于不同的角位置上，每個被形成為圍繞相關(guān)聯(lián)的外側(cè)線圈軸的閉環(huán)，以及ii)包括驅(qū)動場信號發(fā)生器單元和驅(qū)動場線圈的驅(qū)動器件，其用于借助磁驅(qū)動場改變視場中的兩個子區(qū)的空間位置和/或尺寸，使得磁性材料的磁化發(fā)生局部改變。在本發(fā)明的另一方面中，提出了一種對應(yīng)的方法。在本發(fā)明的又一方面中，提出了一種線圈布置，其在用于影響和/或檢測視場中的磁性顆粒的裝置中用作選擇和聚焦場線圈布置，所述線圈布置包括至少一組選擇和聚焦場線圈，所述至少一組選擇和聚焦場線圈包括：-被形成為圍繞內(nèi)側(cè)線圈軸的閉環(huán)的至少一個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈，以及-至少兩個外側(cè)選擇和聚焦場線圈的組，所述至少兩個外側(cè)選擇和聚焦場線圈與所述至少一個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈相比，被布置為與所述內(nèi)側(cè)線圈軸的距離更大且處于不同的角位置上，并且每個被形成為圍繞相關(guān)聯(lián)的外側(cè)線圈軸的閉環(huán)。在本發(fā)明的實施例中，在用于影響和/或檢測視場中的磁性顆粒的裝置中提供具有承載各個選擇和聚焦場線圈的多個極靴段(poleshoesegment)和連接所述極靴段的極靴軛(poleshoeyoke)的至少一個極靴(poleshoe)?？梢詫⑵涮峁槌休d一組選擇和聚焦場線圈的線圈，所述一組選擇和聚焦場線圈包括被形成為圍繞內(nèi)側(cè)線圈軸的閉環(huán)的至少一個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈，以及至少兩個外側(cè)選擇和聚焦場線圈的組，所述至少兩個外側(cè)選擇和聚焦場線圈與所述至少一個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈相比，被布置為與所述內(nèi)側(cè)線圈軸的距離更大且處于不同的角位置上，并且每個被形成為圍繞相關(guān)聯(lián)的外側(cè)線圈軸的閉環(huán)，所述極靴包括-用于承載所述至少一個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈的至少一個內(nèi)側(cè)極靴段，-至少兩個外側(cè)極靴段，其被布置為與所述內(nèi)側(cè)線圈軸的距離更大，每個用于承載所述至少兩個外側(cè)選擇和聚焦場線圈之一，以及-連接所述極靴段的極靴軛。在實施例中，提出了一種包括程序代碼段的計算機程序，所述計算機程序當在計算機上執(zhí)行時，令計算機控制根據(jù)本發(fā)明的裝置執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法步驟。在從屬權(quán)利要求中定義了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。應(yīng)當理解，所要求保護的方法、所要求保護的線圈布置和極靴具有與所要求保護的裝置相似和/或等同的如從屬權(quán)利要求中定義的優(yōu)選實施例。本發(fā)明基于這樣的想法，即，將在已知的MPI裝置中一般作為單獨的線圈提供的聚焦場線圈和選擇場線圈組合成一組組合的選擇和聚焦場線圈。因而，向線圈的每個提供單一電流，而不是像常規(guī)那樣向每個聚焦場線圈和每個選擇場線圈提供單獨的電流。因而，能夠?qū)⑦@種單一電流看作是用于聚焦場生成和選擇場生成的兩個疊加的電流。能夠通過控制通往各個線圈的電流容易地改變視場在檢查區(qū)域內(nèi)的預(yù)期位置和移動。然而，并不是總要為所有的選擇和聚焦場線圈提供控制電流，而是視場的特定移動只需一些線圈。所提出的線圈的裝置還提供了有關(guān)相對于安置對象的檢查區(qū)域布置所述線圈的方式和位置的更高自由度。利用這種布置尤其有能夠構(gòu)建開放掃描器，患者和醫(yī)生或醫(yī)務(wù)人員，例如，介入期間的外科醫(yī)生都能夠容易地獲取該開放掃描器。根據(jù)本發(fā)明將磁梯度場(即磁選擇場)生成為具有磁場強度的空間分布，使得視場包括：具有較低磁場強度的第一子區(qū)(例如，F(xiàn)FP)，所述較低磁場強度適于使位于所述第一子區(qū)內(nèi)的磁性顆粒的磁化不飽和；以及具有較高磁場強度的第二子區(qū)，所述較高磁場強度適于使位于所述第二子區(qū)內(nèi)的磁性顆粒的磁化飽和。由于磁性顆粒的磁化特性曲線的非線性的原因，磁化和因此磁性顆粒生成的磁場表現(xiàn)出了能夠(例如)通過檢測線圈檢測到的高次諧波。所估測的信號(所述信號的高次諧波)含有有關(guān)磁性顆粒的空間分布的信息，所述信息又能夠用于(例如)醫(yī)療成像、磁性顆粒的空間分布的可視化和/或其他應(yīng)用。因而，根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法基于不同于其他已知的常規(guī)醫(yī)療成像技術(shù)(例如，核磁共振(NMR))的新的物理原理(即，稱為MPI的原理)。具體而言，這一新的MPI原理相比于NMR不利用材料對質(zhì)子的磁共振特性的影響，而是利用磁化特性曲線的非線性直接檢測磁性材料的磁化。具體而言，MPI技術(shù)利用所生成的磁信號的高次諧波，所述諧波是由磁化特性曲線的磁化從非飽狀態(tài)變化為飽和狀態(tài)的區(qū)域中的非線性導(dǎo)致的。根據(jù)優(yōu)選實施例，所述的外側(cè)選擇和聚焦場線圈的閉環(huán)具有環(huán)段形式的輪廓。換言之，將所述外側(cè)選擇和聚焦場線圈中的每個的繞組纏繞成閉環(huán)，沿繞所述至少一個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈的角區(qū)域布置所述閉環(huán)，所述角區(qū)域覆蓋包圍所述至少一個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈的環(huán)的環(huán)段。所述至少一組選擇和聚焦場線圈優(yōu)選包括至少四個外側(cè)選擇和聚焦場線圈的組。一般而言，甚至可以提供更多的選擇和聚焦場線圈，優(yōu)選它們被布置為距所述內(nèi)側(cè)線圈軸的距離相同，但是處于繞所述內(nèi)側(cè)線圈軸的不同角位置上。例如，在實施例中，假設(shè)所述至少一組選擇和聚焦場線圈包括四個外側(cè)選擇和聚焦場線圈的組，所述四個外側(cè)選擇和聚焦場線圈被布置為距所述內(nèi)側(cè)線圈軸的距離相同，但是相對于彼此具有90°的角位移。在另一甚至具有更多組的外側(cè)選擇和聚焦場線圈的實施例中，各個組的線圈被布置為距所述內(nèi)側(cè)線圈軸的距離不同。在另一實施例中,所述至少一組選擇和聚焦場線圈包括第一內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈以及第二內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈，所述第二內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈被形成為圍繞所述內(nèi)側(cè)線圈軸的閉環(huán)并且具有比所述第一內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈更大的直徑?？梢蕴峁┰诓煌木嚯x上被形成為圍繞所述內(nèi)側(cè)線圈軸的閉環(huán)的甚至更多的內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈。這些內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈一般對磁選擇和聚焦場的生成更加有效，因而通常在裝置的運行期間始終被提供有控制電流。優(yōu)選地，所述至少一個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈和/或所述外側(cè)選擇和聚焦場線圈被分裂為至少兩個，尤其是至少四個線圈段，其中，線圈的線圈段被布置為沿相關(guān)聯(lián)的線圈軸的方向彼此相鄰，并且其中，使相鄰線圈段電連接。通過這種方式，能夠?qū)⑵谕娏髅芏瓤刂茷樵谔囟▍^(qū)域處，例如，在更加靠近檢查區(qū)域的區(qū)域處更高，即，優(yōu)選地所述線圈段被布置使得沿相關(guān)聯(lián)的線圈軸的方向，所獲得的電流密度隨著與檢查區(qū)域的距離的縮小而增大。這進一步提高了所生成的磁場的效率。出于控制期望電流密度的目的，能夠采取就所相對于線圈段的不同措施。具體而言，與線圈的被布置為與檢查區(qū)域相距較遠的、由不同材料制成的一個或多個線圈段相比，該線圈的被布置為與所述檢查區(qū)域相距較近的一個或多個線圈段具有更厚的繞組，更加緊湊和/或沿相關(guān)聯(lián)的線圈軸的方向具有更高的厚度。在優(yōu)選實施例中，所述選擇和聚焦器件還包括至少一個極靴，所述極靴具有承載各個選擇和聚焦場線圈的多個極靴段以及連接所述極靴段的極靴軛。這樣的極靴不僅充當著各個線圈的機械載體，而且還用于通過傳導(dǎo)磁通量而提高磁場的效率。優(yōu)選地，所述至少一個極靴包括承載所述至少一個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈的至少一個內(nèi)側(cè)極靴段以及至少兩個外側(cè)極靴段，所述至少兩個外側(cè)極靴段被布置為與所述內(nèi)側(cè)線圈軸的距離更大并且每個用于承載所述至少兩個外側(cè)選擇和聚焦場線圈之一。因此，所述極靴的設(shè)計適于選擇和聚焦場線圈的設(shè)計，從而對磁場生成的效率提供最佳支持。優(yōu)選地，所述至少一個極靴包括至少四個外側(cè)極靴段，每個承載外側(cè)選擇和聚焦場線圈。因此，對于每個外側(cè)選擇和聚焦場線圈而言，將外側(cè)極靴段提供為引導(dǎo)相關(guān)聯(lián)的選擇和聚焦線圈的磁場。因此，在針對外側(cè)選擇和聚焦線圈的對應(yīng)設(shè)計的實施例中，所述至少一個極靴包括四個外側(cè)極靴段，每個承載外側(cè)選擇和聚焦場線圈，所述外側(cè)極靴段被布置為距所述內(nèi)側(cè)線圈軸的距離相同，但是相對于彼此存在90°的角位移。此外，每個外側(cè)極靴段優(yōu)選具有環(huán)段形式的橫截面。在所述選擇和聚焦線圈包括第二內(nèi)側(cè)選擇和聚焦線圈的又一實施例中，所述至少一個極靴包括具有繞所述第一內(nèi)側(cè)極靴段的閉環(huán)的形式的第二內(nèi)側(cè)極靴段，所述第二極靴段承載所述第二內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈。在優(yōu)選實施例中，至少所述至少一個內(nèi)側(cè)極靴段和所述外側(cè)極靴段的朝向所述檢查區(qū)域的頭部是由具有高飽和感應(yīng)強度的軟磁性材料制成的，所述材料尤其為FeCo、FeSi、Fe、FeNi、Dy、Gd或其合金，例如，F(xiàn)e49V1.9Co49。優(yōu)選地，完整的極靴應(yīng)當由最佳地引導(dǎo)磁通量的最佳軟磁性材料制成。然而出于成本的原因，只有所述極靴的一部分由這種材料制成，從而在該處具有最佳飽和磁化強度。所述外側(cè)極靴段的背離所述檢查區(qū)域的尾部和所述極靴軛是由與所述內(nèi)側(cè)極靴段的材料相比飽和感應(yīng)強度更低的軟磁性材料制成的，該材料尤其為FeSi、FeNi、坡莫合金或其合金，例如，F(xiàn)e73.5Cu1Nb3Si15.5B7。此外，在實施例中，所述極靴由導(dǎo)磁薄板制成，其中，形成內(nèi)側(cè)極靴段和極靴軛的相鄰頭部的薄板按照平行于內(nèi)側(cè)線圈軸的方向被布置。所述薄板用于抑制渦流，并且被布置為傳導(dǎo)磁通量。優(yōu)選地，將形成所述極靴軛的尾部的薄板按照垂直于所述內(nèi)側(cè)線圈軸的方向被布置。其允許在抑制渦流的同時引導(dǎo)磁通量。在實施例中，所述選擇和聚焦器件還包括機械連接所述極靴的極靴支座，所述極靴支座由導(dǎo)磁材料制成。所述極靴支座還優(yōu)選由導(dǎo)磁薄板制成，所述薄板被布置為在與形成連接至所述極靴支座的極靴部分的薄板相同的方向上彼此相鄰。所述極靴支座應(yīng)當既提供機械穩(wěn)定性又提供良好的磁通量。在有利的實施例中，與所述外側(cè)極靴段和所述外側(cè)選擇和聚焦場線圈相比，所述至少一個內(nèi)側(cè)極靴段和所述至少一個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈被布置為與所述檢查區(qū)域的距離更大。其提供了這樣的優(yōu)點，即有更多空間以布置驅(qū)動場線圈，尤其是在裝置包括兩組相對布置的選擇和聚焦場線圈以及兩個相對布置的極靴的情況下，這是因為所述驅(qū)動場線圈優(yōu)選不與所述外側(cè)極靴段相鄰布置。與所述第二內(nèi)側(cè)極靴段的背離所述檢查區(qū)域的尾部的平行橫截面相比，垂直于所述內(nèi)側(cè)線圈軸貫穿所述第二內(nèi)側(cè)極靴段的面向所述檢查區(qū)域的頭部的橫截面優(yōu)選覆蓋更小的面積。其提高了針對給定電流強度可獲得的梯度場強度。在另一實施例中,所述第二內(nèi)側(cè)極靴段的所述頭部的外徑沿內(nèi)側(cè)線圈軸隨著與檢查區(qū)域的距離的縮小而降低。其在面向檢查區(qū)域的表面上提供了更高的磁通量密度，因而允許在檢查區(qū)域內(nèi)提供更高的磁場梯度。此外，在實施例中，與貫穿所述外側(cè)極靴段的背離所述檢查區(qū)域的尾部的平行橫截面相比，垂直于所述內(nèi)側(cè)線圈軸的貫穿所述外側(cè)極靴段的朝向所述檢查區(qū)域的頭部的橫截面覆蓋更大的面積。這種措施還有助于在朝向所述檢查區(qū)域的表面上獲得更高的磁通量密度。有助于在面向檢查區(qū)域的表面上獲得較高的磁通量密度的另一措施是使外側(cè)極靴段的所述頭部的內(nèi)徑與內(nèi)側(cè)線圈軸的距離在內(nèi)側(cè)線圈軸的方向上隨著與檢查區(qū)域的距離的縮小而降低。一組選擇和聚焦場線圈的線圈的布置優(yōu)選是相當平的，其中，所述外側(cè)線圈軸彼此平行并且平行于所述內(nèi)側(cè)線圈軸。這種線圈布置節(jié)省空間，相對易于制造，并且允許更加容易地計算和/或模擬可獲得的磁場。在實施例中，所述選擇和聚焦器件包括：i1)第一組選擇和聚焦場線圈，i2)至少一個第二組選擇和聚焦場線圈，以及i3)用于生成將提供給所述第一組選擇和聚焦場線圈以及所述組選擇和聚焦場線圈以控制所述磁選擇和聚焦場的生成的選擇和聚焦場電流的選擇和聚焦場發(fā)生器單元。優(yōu)選地，使用被布置在所述檢查區(qū)域的相對側(cè)的一個第二組選擇和聚焦場線圈而不是所述第一組選擇和聚焦場線圈，從而得到可從至少一側(cè)進入檢查區(qū)域的裝置。其允許將患者容易地定位到檢查區(qū)域內(nèi)，例如，通過只是將患者從轉(zhuǎn)運床抬到被布置在檢查區(qū)域內(nèi)的患者臺上。這樣還避免了需要使很多線圈圍繞檢查區(qū)域同軸布置，從而使檢查區(qū)域具有處于其間的必須將患者移到其內(nèi)的隧道的形式，就像常規(guī)的MRI掃描器。因此，與處于那些常規(guī)MRI掃描器中相比，患者感到的不舒服會少一些。在其他實施例中，提供超過兩組選擇和聚焦場線圈，它們被布置為在圍繞檢查區(qū)域的不同角位置上。例如，就三組而言，它們優(yōu)選相對于彼此具有120°角的位移。優(yōu)選地，第一組的選擇和聚焦場線圈與至少一個第二組的選擇和聚焦場線圈等同。此外，就兩個組而言，優(yōu)選地，一個組的各個線圈被布置為剛好與另一組的每個相應(yīng)的線圈相對，這樣做還支持了對可獲得的磁場的更加容易的計算。在實施例中，所述選擇和聚焦場發(fā)生器單元被配置為生成單獨用于所述至少一組選擇和聚焦場線圈的每個選擇和聚焦場線圈的選擇和聚焦場電流。其提供了最高的生成期望磁場的靈活性，但是也需要最高數(shù)量的發(fā)生器單元/信道。為了降低發(fā)生器單元/信道的數(shù)量，在優(yōu)選實施例中提出，所述選擇和聚焦場發(fā)生器單元被配置為生成單獨用于所述第一組選擇和聚焦場線圈和第二組選擇和聚焦場線圈中的每一對選擇和聚焦場線圈的選擇和聚焦場電流，其中，一對包括兩組中的相對布置的選擇和聚焦場線圈。另一個降低發(fā)生器單元/信道的數(shù)量的建議提出，所述選擇和聚焦場發(fā)生器單元被配置為生成單獨用于所述至少一組選擇和聚焦場線圈的每一對外側(cè)選擇和聚焦場線圈的選擇和聚焦場電流，其中，一對包括同一組選擇和聚焦場線圈的兩個相對布置的外側(cè)選擇和聚焦場線圈。優(yōu)選地，如上文簡要提到的，所述裝置包括被布置到所述檢查區(qū)域的不同側(cè)上的至少兩個極靴，每個極靴具有承載各個選擇和聚焦場線圈的多個極靴段和連接所述極靴段的極靴軛。為了從驅(qū)動場線圈生成的磁場對所述至少一組選擇和聚焦場線圈進行屏蔽，利用屏蔽來覆蓋所述至少一組選擇和聚焦場線圈的朝向所述檢查區(qū)域的內(nèi)表面。這種屏蔽尤其避免了對測量信號的干擾，如果驅(qū)動場與軟磁性材料相互作用，就會發(fā)生這種干擾。如上所述，所述驅(qū)動場線圈被布置到兩組選擇和聚焦場線圈中的所述第一內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈之間的區(qū)域中。所述驅(qū)動場線圈可以被設(shè)計為使得它們(以固定或可移動的方式)被布置到兩組選擇和聚焦場線圈之間。在其他實施例中，所述驅(qū)動場線圈稍具柔性，并且能夠在將患者置于檢查區(qū)域內(nèi)部之前被布置到患者身體的期望部分上。優(yōu)選地，所述驅(qū)動場線圈在垂直于內(nèi)側(cè)線圈軸的方向上小于相對的外側(cè)選擇和聚焦場線圈在所述方向上的距離。此外，所述驅(qū)動場線圈優(yōu)選包括兩對圍繞垂直于所述內(nèi)側(cè)線圈軸的中心對稱軸布置的鞍形線圈和圍繞所述中心對稱軸布置的螺線管。在另一優(yōu)選實施例中，所述驅(qū)動場信號發(fā)生器單元適于為所述驅(qū)動場線圈中的一個或多個生成并提供單獨的驅(qū)動場電流。此外，在實施例中，所述驅(qū)動場信號發(fā)生器單元適于根據(jù)所述檢查區(qū)域內(nèi)的第一子區(qū)或視場的靈敏度和/或位置生成驅(qū)動場電流。這些措施允許降低SAR(比吸收率)和PNS(末梢神經(jīng)刺激)，這對于人類尺寸的裝置尤為重要，而且這些措施還允許降低驅(qū)動場線圈中的耗散的平均功率，從而帶來成本節(jié)約。為了接收確定檢查區(qū)域內(nèi)的磁性顆粒分布，繼而生成例如患者心臟區(qū)域的檢查區(qū)域的圖像所需的檢測信號，所述裝置還包括含有至少一個信號接收單元和用于采集檢測信號的至少一個接收線圈的接收器件，所述檢測信號取決于視場內(nèi)的磁化，所述磁化受到第一子區(qū)和第二子區(qū)的空間位置的變化的影響。在優(yōu)選實施例中，所述一個或多個內(nèi)側(cè)極靴段和/或外側(cè)的一個或多個極靴段包括具有不同橫截面，尤其是具有不同形式(例如，圓柱形、橢圓形、矩形等)、不同直徑和/或不同對稱軸的兩個或更多部分。在優(yōu)選實施例中，內(nèi)側(cè)極靴段(優(yōu)選所有的內(nèi)側(cè)極靴段)包括內(nèi)柱體和圍繞所述內(nèi)柱體布置的外側(cè)環(huán)。優(yōu)選地，第一線圈被布置到內(nèi)柱體和外側(cè)環(huán)之間，并圍第二線圈被布置為圍繞外側(cè)環(huán)。此外，在實施例中，外側(cè)環(huán)包括兩個或更多部分，其中，在背離相對的極靴的下部中，外徑大于朝向相對的極靴的上部中的外徑。在優(yōu)選實施例中，外側(cè)極靴段(優(yōu)選所有的外側(cè)極靴段)包括背離相對的極靴的下部和朝向相對的極靴的上部，它們的橫截面不同。優(yōu)選地，下部具有圓形截面，而上部則具有橢圓形截面。此外，在實施例中，與上部相比，下部被布置為與內(nèi)側(cè)極靴段的距離更大。優(yōu)選地，單個線圈或者兩個或更多串聯(lián)耦合的線圈被布置為圍繞外側(cè)極靴段的上部和下部兩者。在另一實施例中，僅圍繞下部極靴段布置線圈。在優(yōu)選實施例中，極靴包括一組內(nèi)側(cè)極靴段，尤其包括優(yōu)選以陣列(例如，三角形或正方形)布置的三個或四個內(nèi)側(cè)極靴段。附圖說明本發(fā)明的這些和其他方面將從下文描述的實施例變得顯而易見并參考下文描述的實施例加以闡述。在以下附圖中：圖1示出了MPI裝置的第一實施例，圖2示出了圖1所示的裝置產(chǎn)生的選擇場模式的范例，圖3示出了MPI裝置的第二實施例，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的MIP裝置的大體外側(cè)布局的兩個實施例，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的MPI裝置的框圖，圖6示出了貫穿根據(jù)本發(fā)明的選擇和聚焦場線圈布置的實施例的兩個垂直橫截面，圖7示出了貫穿根據(jù)本發(fā)明的極靴布置的實施例的兩個垂直橫截面，圖8示出了圖7所示的根據(jù)本發(fā)明的極靴布置的實施例的透視圖，圖9示出了貫穿根據(jù)本發(fā)明的選擇和聚焦場線圈布置的實施例的兩個垂直橫截面，圖10示出了貫穿圖9所示的選擇和聚焦場線圈布置的一組選擇和聚焦場線圈的實施例的橫截面之一的放大圖，圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的極靴布置的另一實施例的透視圖，圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的選擇和聚焦場線圈布置的另一實施例的透視圖，圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的選擇和聚焦場線圈布置的又一實施例的透視圖，圖14針對根據(jù)本發(fā)明的MPI裝置示出了顯示作為電功率的函數(shù)的梯度場強度的圖示，圖15示出了驅(qū)動場線圈的實施例，圖16示出了螺線管中的磁場，圖17示出了沿兩個正交軸的場強，圖18示出了用于解釋另一實施例的兩個共平面驅(qū)動場線圈，圖19示出了在提供不同的線圈電流時圖18所示的共平面線圈生成的磁場，圖20示出了圖18所示的共平面線圈的線圈靈敏度，圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的極靴布置的另一實施例的透視圖，圖22示出了使用圖21所示的極靴布置的根據(jù)本發(fā)明的選擇和聚焦場線圈布置的另一實施例的透視圖，圖23示出了根據(jù)本發(fā)明的極靴布置的另一實施例的透視圖，圖24示出了根據(jù)本發(fā)明的極靴布置的另一實施例的透視圖，圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的極靴布置的另一實施例的透視圖，圖26示出了使用圖25所示的極靴布置的根據(jù)本發(fā)明的選擇和聚焦場線圈布置的另一實施例的透視圖，圖27示出了根據(jù)本發(fā)明的極靴布置的另一實施例的透視圖，圖28示出了根據(jù)本發(fā)明的極靴布置的另一實施例的透視圖，并且圖29示出了根據(jù)本發(fā)明的極靴布置的另一實施例的透視圖。具體實施方式在解釋本發(fā)明的細節(jié)之前，應(yīng)當參考圖1到3詳細解釋磁性顆粒成像的基本知識。具體而言，將描述用于醫(yī)療診斷的MPI掃描器的兩個實施例。還將給出對數(shù)據(jù)采集的非正式描述。將指出兩個實施例之間的相似之處和差別。圖1所示的MPI掃描器的第一實施例10具有三對同軸平行圓形線圈12、14、16，這些線圈對的布置如圖1所示。這些線圈對12、14、16的作用在于生成選擇場以及驅(qū)動場和聚焦場。三個線圈對12、14、16的軸18、20、22相互正交，并相交于單個點，該點表示MPI掃描器10的等中心24。此外，這些軸18、20、22充當附著至等中心24的3D笛卡爾x-y-z坐標系的軸。將縱軸20指定為y軸，因而x軸和z軸是水平的。線圈對12、14、16是按它們的軸命名的。例如，y線圈對14由處于掃描器的頂部和底部的線圈形成。此外，將具有正(負)y坐標的線圈稱為y+線圈(y-線圈)，其余線圈類似。在更加方便時，應(yīng)當利用x1、x2、x3標記坐標軸和線圈，而不是x、y、z。能夠?qū)呙杵?0設(shè)定為引導(dǎo)預(yù)定的時間相關(guān)的電流沿任一方向通過這些線圈12、14、16中的每個。如果在沿線圈的軸觀看時電流繞線圈沿順時針方向流動，將認為其是正的，否則視為負的。為了生成靜態(tài)選擇場，使恒定的正電流IS流經(jīng)z+線圈，使電流-IS流經(jīng)z-線圈。之后z線圈對16充當反平行圓形線圈對。這里應(yīng)注意，這一實施例中的軸布置和賦予軸的命名僅僅為范例，在其他實施例中也可能不同。例如，在實際實施例中，經(jīng)常認為縱軸是z軸，而不是當前實施例中的y軸。然而，這不會在大體上改變設(shè)備的功能和運行以及本發(fā)明的效果。在圖2中由場線50表示大體為磁梯度場的磁選擇場。它在生成選擇場的z線圈對16的(例如水平的)z軸22的方向上具有基本恒定的梯度，并在這個軸22上的等中心24中達到零值。從這個無場點(圖2中未逐個示出)開始，磁選擇場50的場強在全部三個空間方向上，隨著距無場點的距離的增大而增大。在由圍繞等中心24的虛線表示的第一子區(qū)或區(qū)域52內(nèi)，場強小到未使第一子區(qū)52內(nèi)存在的顆粒的磁化飽和，而(區(qū)域52之外的)第二子區(qū)54內(nèi)存在的顆粒的磁化則處于飽和狀態(tài)。在第二子區(qū)54中(即，在掃描器視場28的處于第一子區(qū)52以外的剩余部分中)，所述選擇場的磁場強度充分強到使磁性顆粒保持飽和狀態(tài)。通過改變視場28中的兩個子區(qū)52、54(包括無場點在內(nèi))的位置，使視場28中的(總體)磁化發(fā)生改變。通過確定視場28中的磁化以及受磁化影響的物理參數(shù)，能夠獲得有關(guān)視場28中的磁性顆粒的空間分布的信息。為了改變視場28中的兩個子區(qū)52、54(包括所述無場點在內(nèi))的相對空間位置，向選擇場50疊加額外的磁場，即，磁驅(qū)動場以及磁聚焦場(如果適用的話)。為了生成所述驅(qū)動場，使時間相關(guān)的電流ID1流經(jīng)兩個x線圈12，使時間相關(guān)的電流ID2流經(jīng)兩個y線圈14，并且使時間相關(guān)的電流ID3流經(jīng)兩個z線圈16。因此，三個線圈對中的每對都起著平行圓形線圈對的作用。類似地，為了生成所述聚焦場，使時間相關(guān)的電流IF1流經(jīng)兩個x線圈12，使時間相關(guān)的電流IF2流經(jīng)兩個y線圈14，并且使時間相關(guān)的電流IF3流經(jīng)兩個z線圈16。應(yīng)注意，z線圈對16很特殊：其不僅生成其在驅(qū)動場和聚焦場內(nèi)的份額，還生成選擇場(當然，在其他實施例中可以提供單獨的線圈)。流經(jīng)z±線圈的電流為ID3+IF3±IS。流經(jīng)其余兩個線圈對12、14的電流為IDk+IFk，k＝1、2。由于其幾何結(jié)構(gòu)和對稱性的原因，三個線圈對12、14、16得到了很好的去耦。這一點是想要的。所述選擇場是由反平行圓形線圈對生成的，其圍繞z軸旋轉(zhuǎn)對稱，并且其z分量沿z近乎呈線性，并且在圍繞等中心24的可觀體積中與x和y無關(guān)。具體而言，選擇場在等中心處具有單個無場點(FFP)。相反，由所述平行圓形線圈對生成的對驅(qū)動場和聚焦場的貢獻在圍繞等中心24的可觀體積內(nèi)近乎空間均勻，并且與相應(yīng)的線圈對的軸平行。由所有的三個平行圓形線圈對共同生成的驅(qū)動和聚焦場是近乎空間均勻的，并且能夠被賦予任何方向和強度，直至特定最大強度。所述驅(qū)動和聚焦場也是時間相關(guān)的。聚焦場和驅(qū)動場之間的差異在于，聚焦場在時間上變化緩慢，并可以具有大幅度，而驅(qū)動場變化迅速且具有小幅度。出于物理學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的原因?qū)@些場做不同處理?？焖僮兓木哂写蠓鹊膱鲭y以生成，而且對患者具有潛在的危險。在實際的實施例中，能夠?qū)FP視為數(shù)學(xué)點，假設(shè)在該點上磁場為零。磁場強度隨著與FFP的距離增大而增大，其中，對于不同方向增長率可能不同(例如，取決于設(shè)備的具體布局)。只要磁場強度低于使磁性顆粒進入飽和狀態(tài)所需的場強，顆粒就對設(shè)備測量的信號的信號生成有主動貢獻；否則，顆粒飽和，不生成任何信號。MPI掃描器的實施例10具有平行圓形線圈的至少另外的對，優(yōu)選另外三對，同樣使它們沿x、y、z軸取向。圖1中未示出的這些線圈對充當接收線圈。與用于驅(qū)動和聚焦場的線圈對12、14、16的情況一樣，由通過這些接收線圈對之一流動的恒定電流生成的磁場在視場內(nèi)近乎空間均勻，并且與相應(yīng)的線圈對的軸平行。接收線圈應(yīng)當是解耦良好的。在接收線圈中感生的時間相關(guān)的電壓由附著于這個線圈的接收器放大并采樣。更確切地說，為了應(yīng)對這個信號的巨大動態(tài)范圍，所述接收器對接收的信號和參考信號之間的差異進行采樣。所述接收器的傳遞函數(shù)從零赫茲(DC)一直到預(yù)期信號水平降至噪聲水平以下的頻率都是非零的?；蛘?，MPI掃描器不具有專用接收線圈。而是使用驅(qū)動場發(fā)射線圈作為接收線圈。圖1所示的MPI掃描器的實施例10具有沿z軸22，即沿選擇場的軸的圓柱形膛26。所有的線圈都放在該腔膛26之外。對于數(shù)據(jù)采集而言，將所要成像的患者(或?qū)ο?安置到膛26中，使得患者的感興趣體積(患者(或?qū)ο?的將被成像的體積)被掃描器的視場28包圍，所述視場是掃描器能夠?qū)ζ鋬?nèi)容進行成像的掃描器的體積。例如，將患者(或?qū)ο?置于患者臺上。視場28是膛26內(nèi)部的從幾何學(xué)的角度來看簡單的等中心體積，例如，立方體、球體、圓柱體或任意形狀。圖1示出了立方體視場28。第一子區(qū)52的尺寸取決于磁選擇場的梯度的強度，并且取決于達到飽和所需的磁場的場強，而場強又取決于磁性顆粒。為了使典型磁性顆粒在80A/m的磁場強度和總計50×103A/m2的磁選擇場的場強的(沿給定空間方向的)梯度下充分飽和，其中的顆粒磁化未飽和的第一子區(qū)52(在給定空間方向上)具有大約1mm的尺度。假定患者的感興趣體積含有磁性納米顆粒。在(例如)腫瘤的診斷成像之前，借助(例如)注射到患者(對象)體內(nèi)或者患者(例如)口服的包括磁性顆粒的液體將磁性顆粒帶到所述感興趣體積。一般而言，存在各種用于將磁性顆粒帶到視場中的方式。具體而言，就要將磁性顆粒引入其體內(nèi)的患者而言，能夠利用手術(shù)方法和非手術(shù)方法施用所述磁性顆粒，既有需要專家(例如，醫(yī)療從業(yè)人員)的方法，也有不需要專家的方法，例如，能夠由外行或普通人員或者患者本身實施的方法。在手術(shù)方法當中，存在潛在無風(fēng)險和/或安全的例行介入，例如，其涉及諸如向血管中注射造影劑(如果將這樣的注射全然視作是一種手術(shù)方法)的有創(chuàng)步驟，即，存在不需要由相當專業(yè)的醫(yī)療專家執(zhí)行的，而且不涉及嚴重的健康風(fēng)險的介入。此外，還能夠應(yīng)用諸如吞服或吸入的非手術(shù)方法。一般而言，磁性顆粒是在執(zhí)行實際的數(shù)據(jù)采集步驟之前預(yù)先輸送或者預(yù)先施用的。然而，在實施例中，也能夠向視場內(nèi)輸送/施用另外的磁性顆粒。磁性顆粒的實施例包括，例如，由例如玻璃制成的球形襯底，其設(shè)有具有例如5nm的厚度，由例如鐵鎳合金(例如坡莫合金)構(gòu)成的軟磁層?？梢越柚缤繉痈采w這一層，所述涂層保護所述顆粒免受在化學(xué)和/或物理學(xué)上具有侵害性的環(huán)境的影響，例如，不受酸的影響。使這樣的顆粒的磁化飽和所需的磁選擇場50的磁場強度取決于各種參數(shù)，例如，顆粒的直徑、所述磁層所使用的磁性材料以及其他參數(shù)。就這樣的磁性顆粒的例如10μm的直徑而言，需要大約800A/m的磁場(大約對應(yīng)于1mT的通量密度)，而就100μm的直徑而言，80A/m的磁場就足夠了。在選擇具有較低飽和磁化強度的材料的涂層時或者在降低所述層的厚度時甚至獲得了更小的值。在實踐中，常常使用市場上可買到的名為Resovist的磁性顆粒(或類似磁性顆粒)，其具有磁性材料核心或被形成為整塊球體且直徑在納米范圍內(nèi)，例如40或60nm。為了獲得一般可用的磁性顆粒和顆粒成分的更多細節(jié)，可在此參考EP1304542、WO2004/091386、WO2004/091390、WO2004/091394、WO2004/091395、WO2004/091396、WO2004/091397、WO2004/091398、WO2004/091408的對應(yīng)部分，通過引用將其并入本文。在這些文獻中還能夠找到一般的MPI方法的更多細節(jié)。在數(shù)據(jù)采集期間，x、y、z線圈對12、14、16生成位置和時間相關(guān)的磁場，即外加場。這一目的是通過引導(dǎo)適當?shù)碾娏魍ㄟ^場發(fā)生線圈實現(xiàn)的。實際上，驅(qū)動和聚焦場擺布選擇場，使得FFP沿描出掃描體積(為視場的超集)的預(yù)選FFP軌跡移動。所述外加場對患者體內(nèi)的磁納米顆粒定向。隨著外加場的變化，所得的磁化也變化，但其非線性地響應(yīng)外加場。變化的外加場和變化的磁化之和將感生出跨越沿xk軸的接收線圈對的端子的時間相關(guān)的電壓Vk。相關(guān)聯(lián)的接收器將這一電壓轉(zhuǎn)換成信號Sk，并對其進一步處理。與圖1所示的第一實施例10類似，圖3所示的MPI掃描器的第二實施例30具有三個圓形的相互正交的線圈對32、34、36，但是這些線圈對32、34、36將只生成選擇場和聚焦場。利用鐵磁材料37填充同樣生成選擇場的z線圈36。本實施例30的z軸42具有垂直取向，而x和y軸38、40具有水平取向。掃描器的膛46平行于x軸38，并因此垂直于選擇場的軸42。驅(qū)動場由沿x軸38的螺線管(未示出)和沿兩個其余軸40、42的鞍形線圈對(未示出)生成。這些線圈繞形成膛的管纏繞。驅(qū)動場線圈還充當接收線圈。給出這種實施例的一些典型參數(shù)：選擇場的z梯度G具有強度G/μ0＝2.5T/m，其中，μ0為真空磁導(dǎo)率。驅(qū)動場的時間頻率譜集中于25kHz(直到大約150kHz)附近的窄頻帶中。接收到的信號的有用頻譜處于50kHz和1MHz之間(最終可高達大約15MHz)。所述膛具有120mm的直徑。擬合到膛46中的最大立方體28邊長為120mm/√2≈84mm。由于場發(fā)生線圈的構(gòu)造一般是本領(lǐng)域已知的，例如，是磁共振成像領(lǐng)域已知的，因而文中將不再對這一主題加以詳述。在用于生成選擇場的備選實施例中，能夠使用永久磁鐵(未示出)。在這樣的(相對的)永磁體(未示出)的兩極之間的空間中形成了與圖2所示的類似的磁場，亦即，這時相對的極具有相同的極性。在另一備選實施例中，能夠通過至少一個永磁體和至少一個線圈的混合來生成選擇場。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的MIP裝置200、300的大體外側(cè)布局的兩個實施例。圖4A示出了所提出的包括兩個選擇和聚焦場線圈單元210、220的MPI裝置200的實施例，兩個選擇和聚焦場線圈單元基本等同，并且被布置在形成于其間的檢查區(qū)域230的相對兩側(cè)上。此外，驅(qū)動場線圈單元240被布置到圍繞患者(未示出)的感興趣區(qū)域放置的選擇和聚焦場線圈單元210、220之間。選擇和聚焦場線圈單元210、220包括幾個選擇和聚焦線圈，以生成代表上文解釋的磁選擇場和磁聚焦場的組合磁場。具體而言，每個選擇和聚焦場線圈單元210、220優(yōu)選包括等同的選擇和聚焦場線圈組。下文將解釋所述選擇和聚焦場線圈的細節(jié)。驅(qū)動場線圈單元240包括用于生成磁驅(qū)動場的多個驅(qū)動場線圈。這些驅(qū)動場線圈可以包括幾對驅(qū)動場線圈，尤其是用于沿三個空間方向中的每個生成磁場的一對驅(qū)動場線圈。在實施例中，驅(qū)動場線圈單元240包括針對兩個不同的空間方向的兩對鞍形線圈和用于沿患者的縱軸生成磁場的螺線管。一般將選擇和聚焦場線圈單元210、220安裝到固定單元(未示出)或室壁上。優(yōu)選地，在選擇和聚焦場線圈單元210、220包括用于承載相應(yīng)的線圈的極靴的情況下，所述固定單元不僅對所述選擇和聚焦場線圈單元210、220進行機械固持，而且還提供了連接兩個選擇和聚焦場線圈單元210、220的極靴的磁通量路徑。如圖4A所示，兩個選擇和聚焦場線圈單元210、220每個包括用于從驅(qū)動場線圈單元240的驅(qū)動場線圈生成的磁場屏蔽所述選擇和聚焦場線圈的屏蔽層211、221。在圖4B所示的MPI裝置201的實施例中，只提供了單個選擇和聚焦場線圈單元220以及驅(qū)動場線圈單元240。一般而言，單個選擇和聚焦場線圈單元足以生成所需的組合的磁選擇和聚焦場。因此，可以將所述單個選擇和聚焦場線圈單元220集成到安置要接受檢查的患者的患者臺(未示出)中。優(yōu)選地，驅(qū)動場線圈單元240的驅(qū)動場線圈可以預(yù)先被布置到患者身體周圍，例如，作為柔性線圈單元。在另一種實施方式中，驅(qū)動場線圈單元240能夠是開放的，例如，可分成如圖4B沿軸向示出的分隔線243、244所指示的兩個子單元241、242，使得患者能夠置于其間，之后驅(qū)動場線圈子單元241、242能夠耦合到一起。在MPI裝置的另一實施例中，甚至可以提供更多的選擇和聚焦場線圈單元，其優(yōu)選地根據(jù)圍繞檢查區(qū)域230的均勻分布被布置。然而，選擇和聚焦場線圈單元使用得越多，檢查區(qū)域的用于將患者置于其內(nèi)并且允許醫(yī)療輔助人員或醫(yī)生在檢查期間觸及患者本身的可進入性的受限程度就越高。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的MPI裝置100的大體框圖。除非另作說明，上文解釋的磁性顆粒成像的一般原理對于本實施例也是有效且適用的。圖5所示的裝置100的實施例包括用于生成期望磁場的各種線圈。首先，將解釋線圈及其在MPI中的功能。為了生成組合的磁選擇和聚焦場，提供選擇和聚焦器件110。所述磁選擇和聚焦場具有其磁場強度的空間模式，使得在視場28中形成具有不使磁性顆粒的磁化飽和的低磁場強度的第一子區(qū)(圖2中的52)以及具有使磁性顆粒的磁化飽和的較高磁場強度的第二子區(qū)(圖4中的54)，所述視場是檢查區(qū)域的一小部分，它是通過常規(guī)方式利用磁選擇場獲得的。此外，利用磁選擇和聚焦場，能夠改變視場28在檢查區(qū)域230內(nèi)的空間位置，就像以常規(guī)方式利用磁聚焦場完成的那樣。選擇和聚焦器件110包括至少一組選擇和聚焦場線圈114，還包括選擇和聚焦場發(fā)生器單元112，選擇和聚焦場發(fā)生器單元112用于生成要提供給所述至少一組選擇和聚焦場線圈114(表示圖4A、4B所示的選擇和聚焦場線圈單元210、220之一)的選擇和聚焦場電流，以控制所述磁選擇和聚焦場的生成。優(yōu)選為所述至少一組選擇和聚焦場線圈114的每個線圈元件(或者每對線圈元件)提供單獨的發(fā)生器子單元。所述選擇和聚焦場發(fā)生器單元112包括可控電流源(一般包括放大器)和濾波單元，它們向相應(yīng)的線圈元件提供場電流，從而單獨設(shè)置每個線圈對所述磁選擇和聚焦場所做貢獻的梯度強度和場強度。應(yīng)注意，也能夠省略濾波單元114。為了生成所述磁驅(qū)動場，裝置100還包括驅(qū)動器件120，驅(qū)動器件120包括驅(qū)動場信號發(fā)生器單元122和一組驅(qū)動場線圈124(表示圖4A、4B所示的驅(qū)動線圈單元240)，以借助磁驅(qū)動場改變所述視場中的兩個子區(qū)的空間位置和/或尺寸，從而使磁性材料的磁化發(fā)生局部改變。如上所述，所述驅(qū)動場線圈124優(yōu)選包括相對布置的兩對鞍形線圈125、126和一個螺線管127。其他實施方式，例如，三對選取元件也是可能的。驅(qū)動場信號發(fā)生器單元122優(yōu)選包括用于所述的一組驅(qū)動場線圈124中的每個線圈元件(或者至少每對線圈元件)的單獨驅(qū)動場信號發(fā)生子單元。所述驅(qū)動場信號發(fā)生器單元122優(yōu)選包括驅(qū)動場電流源(優(yōu)選包括電流放大器)和濾波單元(就本發(fā)明而言其也可以省略)，以向相應(yīng)的驅(qū)動場線圈提供時間相關(guān)的驅(qū)動場電流。優(yōu)選通過控制單元150控制選擇和聚焦場信號發(fā)生器單元112和驅(qū)動場信號發(fā)生器單元122，所述控制單元優(yōu)選控制選擇和聚焦場信號發(fā)生器單元112，使得所述選擇場的所有空間點的場強之和以及梯度強度之和被設(shè)定到預(yù)定水平上。出于這一目的，也能夠由用戶根據(jù)MPI裝置的期望應(yīng)用為控制單元150提供控制指令，然而根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選將其省略。為了使用MPI裝置100確定磁性顆粒在檢查區(qū)域(或者檢查區(qū)域內(nèi)的感興趣區(qū)域)內(nèi)的空間分布，尤其是獲得所述感興趣區(qū)域的圖像，提供了具體為接收線圈的信號檢測接收器件以及接收由接收器件148檢測到的信號的信號接收單元140。優(yōu)選在實踐中提供三個接收線圈148和三個接收單元140，即每個接收線圈一個接收單元，但是也能夠使用三個以上的接收線圈和接收單元，在這種情況下，所采集到的檢測信號不是三維的，而是K維的，其中，K是接收線圈的數(shù)量。所述信號接收單元140包括用于對所接收到的檢測信號進行濾波的濾波單元142。這種濾波的目的是將檢查區(qū)域中磁化導(dǎo)致的測量值與其他干擾信號分開，檢查區(qū)域中的磁化受到兩個部分區(qū)域(52、54)的位置變化的影響。為此，可以將濾波單元142設(shè)計為例如使得時間頻率小于接收線圈148工作的時間頻率或小于這些時間頻率兩倍的信號不通過濾波單元142。之后將所述信號經(jīng)由放大單元144發(fā)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器146(ADC)。將模數(shù)轉(zhuǎn)換器146產(chǎn)生的數(shù)字化信號饋送至圖像處理單元(又稱為重建器件)152，所述圖像處理單元從這些信號以及各自的位置來重建磁性顆粒的空間分布，所述各自的位置是檢查區(qū)域中第一磁場的第一部分區(qū)域52在相應(yīng)信號的接收期間假設(shè)所處的位置，并且是由圖像處理單元152從控制單元150處獲得的。最后將所重建的磁性顆粒的空間分布經(jīng)由控制器件150傳輸至計算機154，計算機154將其顯示在監(jiān)視器156上。因此，能夠顯示表明磁性顆粒在檢查區(qū)域的視場中的分布的圖像。在MPI裝置100的其他應(yīng)用中，例如，用于影響磁性顆粒(例如，用于高熱癥治療)或者用于移動磁性顆粒(例如，附著至導(dǎo)管，從而移動導(dǎo)管，或者附著至藥物，從而使藥物移動至特定位置)，接收器件也可以被省略或者簡單地不被使用。此外，可以任選地提供輸入單元158，例如，鍵盤。因此，用戶可以能夠設(shè)置最高分辨率的期望方向，繼而在監(jiān)視器156上接收作用區(qū)域的相應(yīng)圖像。如果所述的需要最高分辨率的關(guān)鍵方向偏離了用戶首先設(shè)置的方向，那么用戶仍然能夠手動改變方向，以便產(chǎn)生另一幅具有提高的成像分辨率的圖像。還能夠由控制單元150和計算機154自動操作這一分辨率提高過程。本實施例中的控制單元150設(shè)置第一方向上的梯度場，所述方向是自動估計的或者是由用戶作為起始值設(shè)定的。之后逐步改變梯度場的方向，直到由此接收到的圖像的通過計算機154比較的分辨率最大，并且相應(yīng)地?zé)o法進一步提高。因此能夠發(fā)現(xiàn)最關(guān)鍵方向相應(yīng)地自動被調(diào)整，以便接收最高可能的分辨率。根據(jù)本發(fā)明，選擇和聚焦場線圈114包括被形成為圍繞內(nèi)側(cè)線圈軸115a的閉環(huán)的至少一個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈115以及至少兩個外側(cè)選擇和聚焦場線圈116、117的組，至少兩個外側(cè)選擇和聚焦場線圈116、117與所述至少一個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈115相比，被布置為與內(nèi)側(cè)線圈軸115a的距離更大，并且處于不同的角位置上，每個被形成為圍繞相關(guān)聯(lián)的外側(cè)線圈軸116a、117a的閉環(huán)，如在示出了垂直橫截面的圖6A和6B中所示的。優(yōu)選地，提供兩個額外的外側(cè)選擇和聚焦場線圈118、119，每個被形成為圍繞相關(guān)聯(lián)的外側(cè)線圈軸118a、119a的閉環(huán)，如由圖6B中的虛線指示的。根據(jù)本發(fā)明，一般能夠使所述選擇和聚焦場器件僅包括圖6所示的各種線圈。然而，根據(jù)本發(fā)明，所述選擇和聚焦場器件優(yōu)選是一個或多個極靴的形式的磁性材料，尤其是軟磁性材料與電磁線圈的組合。所述至少一個極靴用于磁通量的傳導(dǎo)，因此用于提高所需的磁場的生成。圖7和圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的極靴布置的實施例，其中，圖7A和7B示出了貫穿極靴布置300的兩個垂直橫截面，并且圖8示出了極靴布置300的透視圖。在極靴布置300的這一實施例中，提供兩個極靴310、320，兩個極靴310、320經(jīng)由機械承載并機械耦合兩個極靴310、320的極靴支座330被連接。盡管在這些附圖中示出的極靴310、320在這一實施例中將具有這里示出的幾何特性，但是這里示出的極靴支座330的具體形狀只是簡單的范例，而針對實際應(yīng)用的具體形狀將由諸如所要求的穩(wěn)定性的構(gòu)造參數(shù)來確定。如圖7和圖8所示，每個極靴310、320分別包括至少一個，在這一實施例中為兩個內(nèi)側(cè)極靴段311、312以及321、322，并且分別包括至少兩個，在這一實施例中為四個外側(cè)極靴段313-316和323-326。此外，每個極靴310、320分別包括連接同一極靴的各個極靴段的極靴軛317和327。共同的極靴的所有極靴段均圍繞公共的內(nèi)側(cè)線圈軸115a被同軸布置，其中，第二內(nèi)側(cè)極靴段312、321被布置為圍繞相應(yīng)的內(nèi)側(cè)極靴段311、321的環(huán)。外側(cè)極靴段313-316和323-326每個分別被設(shè)計為環(huán)段的形式，所述環(huán)段被布置在內(nèi)側(cè)線圈軸115a周圍的相同距離處，但是具有不同的角位置，如圖7B所示。這樣的極靴布置(在所述布置上，選擇和聚焦場線圈的各個線圈被布置為下文將示出并解釋的)有利于取得所述選擇和聚焦場線圈(第一子區(qū)52)的期望移動。對外側(cè)極靴段的分段尤其有利于FFP沿x和y方向的移動，這里分為兩個到四個段(一般為至少兩個段，但是更多的段也是可能的)。在實際的實施方式中，內(nèi)側(cè)極靴段311、321(沿z方向)之間的距離di至少要大到患者以及驅(qū)動場線圈能夠被布置于其間。這意味著距離di應(yīng)當至少為40cm，優(yōu)選至少為45cm。外側(cè)極靴段b之間的距離do能夠略小，因為其間一般不布置任何驅(qū)動場線圈。因此，距離do應(yīng)當至少為25cm，優(yōu)選至少40cm。所述極靴一般由軟磁性材料制成。優(yōu)選地，兩個內(nèi)側(cè)極靴段311、312和321、322(分別地)以及頭部313h-314h和323h-324h(參考圖7A：在該圖中沒有明確示出另外的外側(cè)極靴段的頭部)由軟磁性材料制成，并且具有高飽和感應(yīng)強度，具體而言，由以下制成：FeCo、Fe、Dy、Gd或其合金，例如，F(xiàn)e49V1.9Co49(例如已知的商標名為Vacoflux48的材料)?；蛘?，可以使用FeNi，但是這種材料具有較低的飽和感應(yīng)強度。優(yōu)選地，所述外側(cè)極靴段的背離檢查區(qū)域的尾部313t、314t和323t、324t(外側(cè)極靴段315或316、325、326的尾部沒有明確示出)以及所述極靴軛由相同的材料制成。然而，出于成本的原因，能夠用飽和感應(yīng)強度低于內(nèi)側(cè)頭部極靴段的材料的軟磁性材料制作它們，具體而言能夠由以下材料制作它們：FeSi、FeNi、坡莫合金或其合金，例如，F(xiàn)e73.5Cu1Nb3Si15.5B7(通常稱為Nanoperm)。圖9示出了貫穿根據(jù)本發(fā)明的選擇和聚焦場線圈布置400的實施例的兩個垂直橫截面，該布置中的各個選擇和聚焦場線圈被安裝到極靴布置300上，如圖7和圖8所示的。圖10示出了單個選擇和聚焦場線圈子單元410的放大圖，將使用該圖說明其更多的細節(jié)。第一內(nèi)側(cè)極靴段311承載被形成為圍繞所述第一內(nèi)側(cè)極靴段311的第一內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈115。第二內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈113被形成為由第二內(nèi)側(cè)極靴段312承載的另一環(huán)形線圈，而所述第二內(nèi)側(cè)極靴段本身則被形成為圍繞所述第一內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈115的環(huán)。四個外側(cè)選擇和聚焦場線圈116、117(在圖9和圖10中僅示出了兩個外側(cè)選擇和聚焦場線圈；在圖9和圖10中沒有示出另外兩個選擇和聚焦場線圈)由相應(yīng)的外側(cè)極靴段313、314、315、316承載。使所述外側(cè)選擇和聚焦場線圈116、117中的每個纏繞其相關(guān)聯(lián)的外側(cè)極靴段313、314、315、316，使得電流圍繞相應(yīng)的外側(cè)極靴段流動。每個外側(cè)極靴段313、314、315、316均為被布置在圍繞內(nèi)側(cè)線圈軸115a的不同角位置上的環(huán)段的形式。因此，圖9A所示的選擇和聚焦場線圈布置400總共包括十二個選擇和聚焦場線圈，六個線圈(線圈113、115-119)位于上方選擇和聚焦場線圈子單元410中，并且六個線圈(線圈133、135、136；其余兩個線圈在圖9A中看不到)位于下方選擇和聚焦場線圈子單元420中。然而，應(yīng)當僅僅將這一數(shù)量理解為示范性數(shù)量。其他數(shù)量也是可能的。一般而言，期望有至少六個，優(yōu)選至少八個選擇和聚焦場線圈單元。優(yōu)選地，為每個選擇和聚焦場線圈提供單個選擇和聚焦場發(fā)生器子單元，使得能夠通過向選擇和聚焦場線圈提供單獨的電流而對每個選擇和聚焦場線圈單獨地進行控制。然而，也能夠?qū)⑦x擇和聚焦場線圈耦合到一起，并為其提供公共電流，從而能夠減少選擇和聚焦場發(fā)生器子單元的數(shù)量。例如，在實施例中，為兩個外側(cè)選擇和聚焦場線圈116和117提供公共電流。類似地，將其他兩個外側(cè)選擇和聚焦場線圈耦合到一起。這意味著，對于這樣的選擇和聚焦場線圈布置而言，總共需要八個選擇和聚焦場發(fā)生器子單元。在另一實施例中，將兩個不同的選擇和聚焦場線圈子單元410、420的兩個相對布置的選擇和聚焦場線圈耦合到一起，并為其提供公共電流。例如，可以將右手側(cè)的兩個(圖9中)外側(cè)選擇和聚焦場線圈耦合到一起，并為其提供等同電流。對于其他的外側(cè)選擇和聚焦場線圈這同樣成立。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述選擇和聚焦場線圈中的一個或多個被分裂成至少兩個，尤其是至少四個線圈段，其中，線圈的線圈段被布置為沿相關(guān)聯(lián)的線圈軸的方向(如果所有的線圈軸與圖示的實施例中一樣是平行的，那么這意味著沿內(nèi)側(cè)線圈軸115a的方向)彼此相鄰，并且其中，使相鄰線圈段電連接。優(yōu)選地，如圖9和圖10所示，如圖9A和圖10中的多條線圈樣本劃分線指示地，所有的選擇和聚焦場線圈被分裂成幾個線圈段。例如，第一內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈115被分裂成由圖10中的字母A、B、C、D指示的四個線圈段。類似地，第二內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈113以及各個外側(cè)選擇和聚焦場線圈116、117被分裂成由字母A、B、C等指示的多個線圈段。這種將選擇和聚焦場線圈分裂成幾段能夠?qū)崿F(xiàn)沿相應(yīng)的選擇和聚焦場線圈的不同電流密度。作為示范性實施例，下表總結(jié)了每個線圈段的最大電流密度。電流密度的這些示范值是從考慮了選擇和聚焦場線圈的不同位置需要處于不同線圈中的大電流的模擬運行中獲得的?？偟膩碇v，總電功率為-100kW。第一內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈中的最大功率是49kW，同時不超過38kW的功率用于第二內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈中的電流。在外側(cè)選擇和聚焦場線圈的每個中，耗散不超過20kW。優(yōu)選地，所述線圈段被布置使得沿相關(guān)聯(lián)的線圈軸的方向，所獲得的電流密度隨著與檢查區(qū)域的距離的縮小而增大。所采用的各種實施例都用于達到這一目的。優(yōu)選實施例包括，與線圈的被布置為與檢查區(qū)域相距較遠的、由不同材料制成的一個或多個線圈段相比，該線圈的被布置為與所述檢查區(qū)域相距較近的一個或多個線圈段具有更厚的繞組，更加緊湊和/或沿相關(guān)聯(lián)的線圈軸的方向具有更高的厚度。例如，不同線圈段的電流密度的比率用于確定應(yīng)當使導(dǎo)線橫截面在每個線圈內(nèi)如何變化。然而，在實踐中，肯定需要與理論值的偏差，因為導(dǎo)線制造商一般只提供有限數(shù)量的橫截面值。從圖9和圖10還能夠觀察到，在這一優(yōu)選實施例中，與貫穿第二內(nèi)側(cè)極靴段312的背離檢查區(qū)域的尾部312t的平行橫截面(即沿圖10所示的線Y的平行橫截面)相比，垂直于內(nèi)側(cè)線圈軸115a貫穿第二內(nèi)側(cè)極靴段312的面向檢查區(qū)域的頭部312h的橫截面(即沿圖10所示的線X的橫截面)覆蓋更小的面積。優(yōu)選地，第二內(nèi)側(cè)極靴段312的所述頭部312h的外徑在內(nèi)側(cè)線圈軸315a的方向上隨著與檢查區(qū)域230的距離的縮小而降低。換言之，頭部312h的外緣在內(nèi)側(cè)線圈軸315a的方向上是傾斜的。此外，與貫穿外側(cè)極靴段313、314的背離檢查區(qū)域的尾部313t、314t的平行橫截面(即沿線Y的橫截面)相比，垂直于內(nèi)側(cè)線圈軸315a貫穿所述外側(cè)極靴段313、314(對于在圖10中未明確示出的其他外側(cè)極靴段同樣成立)的朝向所述檢查區(qū)域的頭部313h、314h的橫截面(即沿線X的橫截面)覆蓋更大的面積。此外，外側(cè)極靴段313、314(對于未示出的其他外側(cè)極靴段同樣成立)的所述頭部313h、314h的內(nèi)徑與內(nèi)側(cè)線圈軸315a的距離在線圈軸115a的方向上隨著與檢查區(qū)域330的距離的縮小而降低。換言之，頭部313h、314h的內(nèi)緣在內(nèi)側(cè)線圈軸315a的方向上是傾斜的。如圖所示，使第二內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈113以及外側(cè)選擇和聚焦場線圈116、117(對于未示出的其他外側(cè)選擇和聚焦場線圈同樣成立)圍繞相應(yīng)的極靴段移動，從而組裝出與對應(yīng)的極靴段相同的外形，但是這一點不是必需的。這些措施在內(nèi)側(cè)極靴段311、312以及內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈113、115的朝向所述檢查區(qū)域的表面上提供了最高通量密度，尤其用于獲得高磁場梯度。應(yīng)注意，也可以使外側(cè)極靴段的外緣沿內(nèi)側(cè)線圈軸115a的方向發(fā)生傾斜，從而進一步提高這一效應(yīng)。為了使常規(guī)上使用磁聚焦場獲得的視場28通過所述檢查區(qū)域移動，一般不需要為所有的選擇和聚焦場線圈提供電流。具體而言，為了使視場28朝上方或下方移動，即沿內(nèi)側(cè)線圈軸115a的內(nèi)側(cè)方向移動，主要使用兩個內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈115、113。例如，如果期望視場28從上方選擇和聚焦場線圈子單元410朝下方選擇和聚焦場線圈子單元420的方向移動，那么提高提供給下方選擇和聚焦場線圈子單元420的第一內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈的電流以及提供給上方選擇和聚焦場線圈子單元410的第二內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈的電流。備選地或額外地，降低提供給上方選擇和聚焦場線圈子單元410的第一內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈的電流以及提供給下方選擇和聚焦場線圈子單元420的第二內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈的電流。不必將外側(cè)選擇和聚焦場線圈用于這樣的移動。如果希望視場28沿垂直于內(nèi)側(cè)線圈軸115a的方向移動，那么額外向外側(cè)選擇和聚焦場線圈提供電流。具體而言，通過所述外側(cè)選擇和聚焦場線圈，在沿期望移動方向并且垂直于內(nèi)側(cè)線圈軸115a的方向上生成額外的磁場。例如，如果期望圖9A中的從左至右的移動，那么額外生成北極在左側(cè)，南極在右側(cè)(或反之)的磁場。通過向外側(cè)選擇和聚焦場線圈提供的電流的幅度，那么能夠控制視場28沿這一方向應(yīng)被移動多遠。上述解釋只是提供了大致如何能夠?qū)崿F(xiàn)視場移動的簡略大意。在實踐中，必須需要對電流進行精確控制，但是這只是一個強烈地依賴于總體布置的確切布局的實施方式問題。相對于極靴，應(yīng)當注意它們優(yōu)選由導(dǎo)磁薄板制成，其中，形成內(nèi)側(cè)極靴段311、312和極靴310(對于內(nèi)側(cè)極靴段和其他極靴320的極靴軛同樣成立)的極靴軛317的相鄰頭部317h的薄板沿平行于內(nèi)側(cè)線圈軸315a的方向被布置。形成極靴軛317(對于其他極靴軛327同樣成立)的尾部317t的薄板優(yōu)選沿基本上垂直于內(nèi)側(cè)線圈軸315a的方向被布置。這提供了磁通量的最佳連通性。如圖8所示，在使用通過極靴支座330連接的兩個或更多極靴的情況下，極靴支座330也優(yōu)選由彼此相鄰布置的導(dǎo)磁薄板制成。例如，如果極靴支座連接至極靴軛的頭部，那么極靴支座的薄板優(yōu)選沿垂直于內(nèi)側(cè)線圈軸的方向被布置。形成極靴支座的薄板還沿垂直于內(nèi)側(cè)線圈軸315a的方向被至少布置在與極靴軛的連接處。一般而言，所述薄板應(yīng)當被布置為實現(xiàn)最佳的磁通量連通性。圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的極靴布置500的實施例的透視圖。與圖8所示的極靴布置300相比，在這一實施例中沒有將外側(cè)極靴段形成為環(huán)型段，而是將(第一極靴510的)外側(cè)極靴段512-517和(第二極靴520的)外側(cè)極靴段522-527形成為棒狀圓筒，其優(yōu)選與內(nèi)側(cè)極靴段511、521具有相同形狀。這樣的布置的優(yōu)點主要是節(jié)約成本，因為只需制造一種或兩種極靴。如果極靴的至少第二環(huán)(圖11中未示出)被布置為圍繞中央極靴，那么將實現(xiàn)主要優(yōu)點。在其他實施例中，也可以使用另外形式的極靴段，尤其是外側(cè)極靴段。圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的選擇和聚焦場線圈布置600的另一實施例的透視圖。在這一實施例中，使用圖11所示的極靴布置500，其中，為每個極靴段提供纏繞在環(huán)型線圈611-617(對于上方選擇和聚焦場線圈子單元610而言；對于下方選擇和聚焦場線圈子單元620同樣成立)上的單獨的選擇和聚焦場線圈。還有選擇和聚焦場線圈布置的另外的實施例。例如，在圖13所示的根據(jù)本發(fā)明的選擇和聚焦場線圈布置600'的又一實施例中，在每個選擇和聚焦場線圈子單元610、620的外側(cè)和周圍放置大的圓筒形磁場線圈631、632。此外，能夠圍繞磁支座630布置一個或多個額外的磁場線圈640，從而進一步強化磁場。應(yīng)注意，除了各種選擇和聚焦場線圈之外，還可以額外地提供在每個選擇和聚焦場線圈子單元中的永久性材料以進一步強化磁選擇場的生成，以用于生成選擇和聚焦場線圈。這種永磁體優(yōu)選處于靠近檢查區(qū)域的位置，以替代軟磁性材料的部分。此外，應(yīng)注意，優(yōu)選提供冷卻器件以對線圈的一些或全部進行冷卻。所述冷卻器件可以使用冷卻流體，例如，水或油。所述線圈可以由銅或鋁制成，但是也能夠由超導(dǎo)材料制成，此時可以使用諸如氦的適當冷卻材料對其進行冷卻。就高溫超導(dǎo)導(dǎo)體而言，能夠利用氣態(tài)氦實現(xiàn)冷卻。就低溫超導(dǎo)導(dǎo)體而言，能夠利用液態(tài)氦實現(xiàn)冷卻。使用上文描述的幾何結(jié)構(gòu)執(zhí)行不同的模擬運行。將這樣獲得的結(jié)果總結(jié)如下。對于處于幾何結(jié)構(gòu)的中心的FFP而言，利用30kW的電功率獲得2.5T/m的梯度場強度。使用90kW的電功率，梯度場強度提高到3.3T/m。圖14示出了梯度場強度如何隨著電功率而增大。對于這些模擬而言，只有內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈。在外側(cè)選擇和聚焦場線圈中沒有電流流過。具體而言，第二內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈中的電功率是第一內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈中的電功率的四倍。相對于沿z方向的移動而言，使用內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈，能夠?qū)FP放置于z軸上與原點相距10cm的位置上。就92kW的總功耗而言，所獲得的梯度場強度是2.5T/m。電功率在線圈當中的分布如下。對于在FFP發(fā)生移動的方向中的極靴而言，第一內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈耗散49kW，而第二內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈中則沒有電流流動。對于在其他方向中的極靴而言，第一內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈耗散5kW，同時在第二選擇和聚焦場線圈內(nèi)必需38kW的功率。相對于沿x和/或y方向的移動，使用外側(cè)選擇和聚焦場線圈，能夠使FFP沿x和/或y移動。例如，在模擬之一當中，將FFP放置于x軸上與原點相距10.1cm的位置上。這里使用100kW的總電功率。在外側(cè)選擇和聚焦場線圈中的四個線圈中耗散了40kW的功率，而在內(nèi)側(cè)選擇和聚焦場線圈中則使用了其余的60kW。所獲得的梯度場強度為2.2T/m。但是，所述梯度是相當不均勻的。使用常用的計算方法獲得的值為Gx＝-0.69T/m和Gy＝-1.51T/m。對于特定應(yīng)用(MR)而言，期望生成不具有FFP但是相當均勻的磁場。因此，執(zhí)行使內(nèi)側(cè)極靴之一當中的電流方向反向的模擬。使用所有的線圈和不同的可用功率(100kW)分布，原點處的最大觀測場強為0.45T。場強沿z增大，并且沿x/y降低。為了計算磁場當中存儲的能量，估算體積V上的積分在我們的模擬內(nèi)，存儲在磁場中的最大觀測能量低于40kJ。最大值是在嘗試獲得均勻(MR)場的模擬中看到的。比吸收率(SAR)是對醫(yī)療檢查期間進入(人)體內(nèi)的輸入熱量進行定量的度量。存在特定限制和準則，其通常包括短期和長期限制以及部分身體和全部身體限制。末梢神經(jīng)刺激(PNS)是這樣一種效應(yīng)，其中，(人)體內(nèi)的神經(jīng)和肌肉受到人體內(nèi)的感生電場的刺激。所述電場是磁場變化的結(jié)果，因此，其與磁場強度以及其時間導(dǎo)數(shù)(通常為dB/dt，對于傅里葉空間中的正弦激勵：ωB)成比例。在用于小尺寸對象的MPI掃描器中，SAR和PNS尚未呈現(xiàn)出限制，因為對象(例如，小型動物)小。本發(fā)明提供了構(gòu)建人類尺寸的掃描器的解決方案。這里，SAR和PNS可能變成潛在的限制因素。在已知的MPI掃描器中，在檢查期間獨立于無場點的位置使磁驅(qū)動場的電流保持恒定。由于SAR和PNS的原因，在人類尺寸的掃描器中這種做法不能持續(xù)。實際上，將電流選擇為使得在檢查區(qū)域(一般形成膛)的正中心中生成(例如)20mT的峰值幅度。由于所述磁場的非均勻性的原因，這意味著在其他位置生成了更高的磁驅(qū)動場幅度。圖15A和15B示出了用于生成圍繞患者所處的檢查區(qū)域230的磁驅(qū)動場的線圈。對于沿軸250的場而言，使用螺線管260(圖15A)，對于兩個正交軸而言，使用鞍形線圈261、262(圖15B)。應(yīng)注意，一般具有與鞍形線圈261、262正交的另一(未示出)對鞍形線圈。圖16示出了處于螺線管260的膛內(nèi)的磁場線?；谶@種線圈類型，簡述下面的論點。針對鞍形線圈的論點將大致等同。在圖16中，標出三個點：P1、P2和P3。在膛中央，點P1將經(jīng)歷20mTpk/μ0的驅(qū)動場。在已知的MPI掃描器中，通過螺線管260的電流被選擇使得在中心點P1處獲得這些20mTpk/μ0。獨立于FOV的位置，使這一電流在整個試驗內(nèi)保持恒定。在人類尺寸的掃描器內(nèi)，通過額外的聚焦場移動使視場得以擴大。聚焦場將視場的中心(即借助驅(qū)動場由無場點的快速移動采樣的體積)帶到膛內(nèi)的任何期望位置上。例如，使視場移到位置P3。如果使電流保持恒定，那么該位置P3將經(jīng)歷僅為15mTpk/μ0的場強(如圖17B所示)。因而這一位置處的圖像質(zhì)量/分辨率/顆粒響應(yīng)發(fā)生了劣化。另一方面，如果(借助所述聚焦場)使視場移動到位置P2，那么該位置處的場強將變得更高，例如，30mT(如圖17A所示)?，F(xiàn)在，缺點實質(zhì)上在于存在比成像過程所需的更高的驅(qū)動場幅度。實際上，圖像不會進一步改善，而是實質(zhì)上將不必要的功率饋送到了患者身體，即SAR內(nèi)。而且，如果應(yīng)用PNS，該現(xiàn)象將變得更加嚴重。人類尺寸的掃描器的適當解決方案的第一個要求來自于點P3。這里，要求在這一具有弱靈敏度(即，生成的場強除以線圈中的電流)的點處，場強也應(yīng)當達到適當?shù)某上褓|(zhì)量所需的20mTpk/μ0。這些20mTpk/μ0只能通過提高的電流實現(xiàn)?，F(xiàn)在，如果針對整個試驗，即，針對應(yīng)當掃描的所有位置都使這一較高的電流保持恒定，那么這將是不必要的情況。因而，所提出的解決方案是，一旦給定點的靈敏度較高就降低電流。具體而言，P2將需要“正?！彪娏?，而P3則需要進一步降低的電流?？偠灾?，電流的這種規(guī)則在幾個方面都是有利的，即，提供了SAR的降低、PNS的降低和線圈中耗散的平均功率的降低(其直接轉(zhuǎn)化為硬件中的成本節(jié)約)。在另一實施例中，根據(jù)FFP(或視場)的位置來調(diào)整提供給一個或多個驅(qū)動場線圈的電流。為了在某一位置上生成例如20mT的峰值幅度，根據(jù)該位置處的線圈的靈敏度(用(安培/米)每安培來衡量)選擇電流。假設(shè)所述選擇和聚焦場的梯度是均勻的(即，獨立于位置)，那么這一規(guī)則將生成偏移(在驅(qū)動場影響下FFP移動的距離)，所述偏移也將是均勻的(即獨立于位置)。此外，由于所述選擇和聚焦場實際上是不均勻的，因而在用于選擇驅(qū)動場電流的規(guī)則中也應(yīng)當考慮這一點。通過這種措施，例如，能夠生成不受選擇和聚焦場的非均勻性扭曲的恒定體積視場。根據(jù)另一實施例，鞍形線圈的對(圖15B中示出了一對)被分裂(而不是圍繞檢查對象的三個線圈)，以提供SAR的降低、PNS的降低和線圈中耗散的平均功率的降低(其直接轉(zhuǎn)化為硬件中的成本節(jié)約)。在已知的MPI掃描器中，兩個鞍形線圈261、262構(gòu)成一個電串聯(lián)的對，即兩個鞍形線圈261、262具有流經(jīng)它們的等同電流。根據(jù)在此所提出的改進，鞍形線圈261、262被分裂，并被提供有獨立的，通常非等同的電流。好處在于，盡管需要雙倍的功率發(fā)生和功率過濾硬件，但是所有的部件只具有一半的電流，即，能夠?qū)⑺鼈儗崿F(xiàn)為較小的部件，從而使成本幾乎不受影響。此外，可以同時使用兩個鞍形線圈作為兩個單獨的接收線圈。連同另一接收器一起，兩個接收器構(gòu)成了受獨立的熱噪聲(人體噪聲、線圈噪聲、接收器噪聲)影響的兩個獨立度量。通過適當?shù)闹亟?，這對于系統(tǒng)信噪比而言是額外的好處，因而提高了圖像質(zhì)量。出于簡化的原因，將考慮兩個平線圈270、271的如圖18所示的亥姆霍茲式結(jié)構(gòu)(而不是圖15B所示的更加復(fù)雜的鞍形線圈)。如果FFP處于中央，那么線圈270、271兩者具有朝向這一點的等同靈敏度，該點在圖19B中被示為處于點P1處。為了使感應(yīng)磁場降至最低，線圈270、271兩者應(yīng)當對場的生成做出等同的貢獻，因而應(yīng)當具有相同的電流。因而，在同等接近兩個線圈270、271的地方感生出對SAR和PNS都有貢獻的磁場。如果FFP不處于中央(例如，處于圖19B中的點P4處)，那么線圈270(即，更靠近FFP的線圈)將比另一線圈271具有更好的靈敏度。出于上述原因，使較近的線圈生成更多的磁驅(qū)動場一般是有利的(假設(shè)從醫(yī)療的意義上來講所有的身體部分都具有等同的靈敏度)。作為對比，圖19B示出了只為線圈270提供電流的情況下的磁場。圖20B示出了兩個線圈270、271中的等同電流生成的場，其與相應(yīng)靈敏度S270、S271(通過每生成電流的磁場強度來衡量；由S272指示累計靈敏度)成比例。例如，在位置P4處，來自線圈270的靈敏度S270高于來自線圈271的靈敏度S271。因此，線圈270應(yīng)當貢獻更多，以便使SAR、PNS和線圈中的功率損耗最小化。然而，出于連續(xù)性的原因，將不會是“勝者取得全部”的電流分配，而是在線圈之間的平滑過渡。因而，在位置P4上，情況不是圖20A所示的線圈270具有全部電流，而線圈271被關(guān)閉。優(yōu)選地，算法將既在“全局”尺度上又在局部尺度上考慮SAR和PNS兩者。因此，使所有可用的場發(fā)生器參與進來以便使靠近導(dǎo)體的多余場最小化通常是有利的。如果患者身體的一部分比另一部分對磁場更為敏感，那么電流能夠被分配為有利于身體的較不敏感的部分。圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的極靴布置700的另一實施例的透視圖，并且圖22示出了使用圖21所示的極靴布置700的根據(jù)本發(fā)明的選擇和聚焦場線圈布置800的對應(yīng)實施例的透視圖。在這一實施例中，每個極靴710、720包括由外側(cè)極靴段722-729包圍的中央內(nèi)側(cè)極靴段721(僅在圖21中明確指示并在下文解釋了下方極靴720的極靴段；優(yōu)選以相同的方式設(shè)計上方極靴710)。在本示范性實施例中，提供八個外側(cè)極靴段，但是不同數(shù)量的外側(cè)極靴段也是可能的。選擇和聚焦場線圈布置800包括上方選擇和聚焦場線圈子單元810和下方選擇和聚焦場線圈子單元820，每個包括多個線圈821-830(同樣，僅在圖22中明確指示并在下文解釋了下方選擇和聚焦場線圈子單元820的線圈；優(yōu)選以相同的方式設(shè)計上方選擇和聚焦場線圈子單元810)。在這一實施例中,內(nèi)側(cè)極靴段721包括由管形的線圈821圍繞的由軟磁性材料制成的內(nèi)側(cè)柱體721a。內(nèi)側(cè)極靴段721的內(nèi)側(cè)柱體721a由軟磁性材料的環(huán)721b包圍，環(huán)721b本身又由另一線圈830包圍。軟磁性材料的環(huán)721b具有一個(或多個)圖21所示的臺階730，即，環(huán)721b的背離相對的極靴710的下方部分721b1的外徑大于環(huán)721b的朝向相對的極靴710的上方部分721b2的外徑?；蛘?，將所述臺階實現(xiàn)為刃角(bezel)。所述臺階還優(yōu)選存在于線圈830的外徑中，即，這種線圈優(yōu)選具有恒定厚度，使得線圈830的下方部分的外徑大于線圈830的上方部分的外徑。每個線圈821、830優(yōu)選完全覆蓋其相關(guān)聯(lián)的極靴段721、721b，即，其范圍從與C臂結(jié)構(gòu)740的連接(即極靴支座)一直到極靴段的頂端?；蛘?，每個線圈不必連接至C臂結(jié)構(gòu)740，從而余下一些空間。空間840的優(yōu)點在于可以將其用于安裝設(shè)備和饋送裝置，并且能夠更加容易地制造線圈。此外，每個線圈821、830優(yōu)選包括串聯(lián)的不同線圈段。每個段具有特定的繞組，使得電流密度沿極靴而發(fā)生變化。因此這里也能夠使用上文相對于其他附圖解釋的對線圈的修改。在這一實施例中，外側(cè)極靴段722-729每個包括相互連接的下部722a和上部722b(僅針對外側(cè)極靴段722由附圖標記指示)，其中，將下部722a連接至C臂結(jié)構(gòu)740。上部722a和下部722b兩者由串聯(lián)的線圈822a、822b圍繞。上部722b相對于下部722a朝向內(nèi)側(cè)極靴段721移動，并且上部722b優(yōu)選具有比下部722a大的直徑。這種移動是可能的，因為由于內(nèi)側(cè)極靴段721上的臺階730的原因可得到所需的空間。每個線圈822-829能夠覆蓋整個的相應(yīng)極靴段722-729，即其范圍能夠從與C臂結(jié)構(gòu)740的連接一直到相應(yīng)極靴段722-729的頂端?；蛘?，每個線圈822-829不必連接至C臂結(jié)構(gòu)740，從而余下一些空間840，如圖22所示。在優(yōu)選實施例中，每個線圈822-829包括串聯(lián)的不同段。每段具有不同的繞組，使得電流密度沿該極靴段發(fā)生變化。內(nèi)側(cè)極靴段721連同其相關(guān)聯(lián)的線圈821、830一起主要生成具有FFP的磁場。線圈821、830中的電流的變化允許FFP沿縱軸移動。外側(cè)極靴段722-729連同其相關(guān)聯(lián)的線圈822-829一起主要允許FFP沿水平軸的方向移動。在上文討論的實施例中以及在下文中，極靴段通常具有柱體形狀，該形狀具有圓形基底區(qū)域。也能夠?qū)崿F(xiàn)其他形狀。例如，在其他實施例中也能夠使用具有橢圓形基底區(qū)域的柱體。上方和下方極靴不必一定經(jīng)由C臂結(jié)構(gòu)連接。也能夠利用其他承載結(jié)構(gòu)，例如，利用由軟磁性材料制成的例如四個棒(每個角上一個)實現(xiàn)所述連接。圖23示出了極靴布置900的另一實施例，其中，外側(cè)極靴段922的上部922b具有橢圓形橫截面(其優(yōu)選對于兩極靴910、920的所有外側(cè)極靴段都成立)，而下部922a則具有圓形或橢圓形橫截面。這種與圓形的偏差允許更好地利用可用空間。當然，諸如矩形或類似矩形的橫截面的其他橫截面通常也是可能的。圖24示出了極靴布置1000的另一實施例，其中，極靴段具有最簡單的可能形狀。在內(nèi)側(cè)極靴段1021處沒有臺階，并且外側(cè)極靴段1022也不被分成上下部分。其優(yōu)選對于兩個極靴1010、1020都成立。這樣的實施方式的優(yōu)點在于使得制造成本最小化?；蛘?，也能夠利用處于內(nèi)側(cè)極靴段上的臺階(如圖21和23所示)實現(xiàn)圖24的實施方式。圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的極靴布置1100的另一實施例的透視圖，并且圖26示出了使用圖25所示的極靴布置1100的根據(jù)本發(fā)明的選擇和聚焦場線圈布置1200的對應(yīng)實施例的透視圖。在這一實施例中，外側(cè)極靴段1122每個包括由軟磁性材料制成的小的上部1122b(類似帽子)，其意在對磁場進行引導(dǎo)。這些“帽”1122b優(yōu)選具有橢圓形橫截面，但是如圖26所示其不被電磁線圈圍繞。只有外側(cè)極靴段1122的下部1122a(優(yōu)選具有圓形橫截面)由線圈1222圍繞。這一實施例是以合理的成本獲得合理的磁場特征的備選方案。內(nèi)側(cè)極靴段和相關(guān)聯(lián)的線圈優(yōu)選被配置為圖22或24所示的實施例。圖27和28示出了極靴布置1300和1400的實施例，其中，由安裝在三角形的角上的三個內(nèi)側(cè)極靴段1331、1332、1333(圖27中)和1431、1432、1433(圖28中)替換單個內(nèi)側(cè)極靴段。在圖27所示的極靴布置1300中，極靴段是具有恒定外徑的柱體，而圖28所示的極靴布置1400中，極靴段是在其頂端具有臺階1440的柱體。作為這些臺階的替代，具有刃角的極靴段也是可能的。圖29示出了極靴布置1500的又一實施例。這里，由安裝在正方形的角上的四個內(nèi)側(cè)極靴段1531-1534替換單個內(nèi)側(cè)極靴段。類似地，外側(cè)極靴段1522-1529沿外側(cè)正方形的邊被布置。在上面示出并解釋的，具體在圖21到29中的實施例中，針對每個極靴，外側(cè)極靴段的一個環(huán)圍繞內(nèi)側(cè)極靴段?；蛘?，能夠提供不只一個外側(cè)極靴段的環(huán)。此外，在上極靴和下極靴中提供相等數(shù)量的極靴段?；蛘撸瑑蓚€極靴的極靴段的數(shù)量能夠不同。此外，極靴中的每個極靴段被布置為與另一極靴中的對應(yīng)極靴段相對。或者，能夠?qū)蓚€極靴的極靴段安裝為相對于彼此存在移位。此外，如果所述極靴段并非被構(gòu)造為是完全等同的，那么這能夠是有利的。例如，為外側(cè)極靴段選擇較大的高度將在可獲得的梯度場強度和FFP可移動性方面提供更好的特征。而且，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的直徑。最后，能夠不同于附圖所示的布置來選擇極靴段相對于C臂結(jié)構(gòu)的位置，例如，能夠?qū)O靴段安裝到圍繞平行于內(nèi)側(cè)極靴段的軸旋轉(zhuǎn)的位置上。盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細說明和描述了本發(fā)明，但這樣的說明和描述被認為是說明性或示范性的而非限制性的；本發(fā)明不限于公開的實施例。通過研究附圖、說明書和權(quán)利要求書，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在實施請求保護的本發(fā)明時能夠理解和實現(xiàn)所公開實施例的其他變型。在權(quán)利要求中，“包括”一詞不排除其他元件或步驟，量詞“一”或“一個”不排除多個。單個元件或其他單元可以完成權(quán)利要求中記載的幾個項目的功能。在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載特定措施并不指示不能有利地使用這些措施的組合。權(quán)利要求中的任何附圖標記不得被解釋為對范圍的限制。