中心24的可观的体积中独立于X和y。具体而言，选择场具有在等中心处的单个无场点(FFP)。相反，对由平行圆形线圈对生成的驱动场和聚焦场的贡献在围绕等中心24的可观的体积中在空间上几乎是均匀的，并且与各线圈对的轴平行。由所有三个平行圆形线圈对联合生成的驱动场和聚焦场是在空间上几乎是均匀的，并且能够被给予任何方向和强度，直到某最大强度。驱动场和聚焦场也是时间相关的。聚焦场与驱动场之间的差异在于，聚焦场随时间缓慢变化并且可以具有大幅度，而驱动场快速变化并且具有小幅度。对这些场进行不同处置是具有物理学和生物医学原因的。具有大幅度的快速变化的场是难以生成的，并且对患者有潜在危险。
[0063]在实际实施例中，FFP能够被认为是理论点(mathematical point)，在所述理论点处磁场被假设为零。磁场强度随着与FFP的距离的增加而增大，其中，对于不同的方向增长率可能不同(例如取决于设备的具体布局)。只要磁场强度低于使磁颗粒进入饱和状态所需的场强，颗粒就对由设备测得的信号的信号生成有做出有效贡献;否则，颗粒饱和并且不生成任何彳g号。
[0064]MPI扫描器的实施例10具有至少一个另外的平行圆形线圈对，优选地是另外三对，也沿X轴、y轴和Z轴定向。这些在图1中未示出的线圈对用作接收线圈。如在用于驱动场和聚焦场的线圈对12、14、16的情况下，由流过这些接收线圈对中的一个的恒定电流生成的磁场在视场内是在空间上几乎均匀的，并且与各线圈对的轴平行。接收线圈被认为被很好地去耦合。通过被附接到接收线圈的接收器来对在该线圈中感应出的时间相关电压进行放大和采样。更精确地，为了应付该信号的极大的动态范围，接收器对接收到的信号与参考信号之间的差进行采样。接收器的传递函数从零赫兹(DC)直到预期信号水平降至噪声水平以下的频率是非零的。备选地，MPI扫描器不具有专用接收线圈。而是将驱动场发射线圈用作接收线圈，如在根据本发明的、使用组合驱动一接收线圈的情况下。
[0065]图1中示出的MPI扫描器的实施例10具有沿z轴22(即沿选择场的轴)的圆柱形膛26。所有线圈都被放置在该膛26的外面。为了数据采集，待成像的患者(或目标)被放置在膛26中，使得患者的感兴趣体积(即患者(或目标)的要被成像的体积)被扫描器的视场28(SP扫描器能够对其内容成像的扫描器体积)包围。例如，患者(或目标)被放置在患者台上。视场28是膛26内部的几何结构简单的等中心体积，例如立方体、球体、圆柱体或任意形状。图1中图示了立方体视场28。
[0066]第一子区52的大小取决于磁选择场的梯度的强度，并且取决于饱和所需的磁场的场强，而所述场强又取决于磁颗粒。对于典型磁颗粒在80A/m的磁场强度以及磁选择场的场强的梯度(在给定的空间方向上)总计为50X 103A/m2处的足够的饱和，颗粒的磁化不饱和的第一子区52(在所述给定的空间方向上)具有大约1mm的尺寸。
[0067]患者的感兴趣体积被认为含有磁纳米颗粒。例如，在对肿瘤的诊断成像之前，借助于包括磁颗粒的液体来将磁颗粒带到感兴趣体积，所述液体被注射到患者(目标)的体内或以其他方式(例如口服)施予给患者。
[0068]—般地，存在用于将磁颗粒带到视场内的各种方式。具体而言，在磁颗粒要被引入到患者体内的情况下，能够使用手术方法和非手术方法来施予磁颗粒，并且既存在需要专家(如医学从业者)的方法，也存在不需要专家的方法，例如能够由外行或一般技术人员或患者本身执行的方法。在手术方法中，存在潜在无风险和/或安全的例行介入，例如涉及如将示踪剂注射到血管中(如果这样的注射完全被认为是一种手术方法的话)的有创步骤，即不需要相当专业的医学专门技能来执行且不涉及严重健康风险的介入。另外，能够应用如吞服或吸入的非手术方法。
[0069]—般地，磁颗粒是在执行实际的数据采集步骤之前被预递送或预施予的。然而，在实施例中，也可能将另外的磁颗粒递送/施予到视场中。
[0070]磁颗粒的实施例包括例如玻璃的球形衬底，所述衬底被提供有例如5nm厚并由例如铁镍合金(例如坡莫合金)构成的软磁层。例如可以借助于保护颗粒不受化学和/或物理侵害性环境(例如酸)影响的涂层来覆盖该层。这样的颗粒的磁化饱和所需的磁选择场50的磁场强度取决于各种参数，例如颗粒的直径、用于磁性层的磁性材料以及其他参数。
[0071]在这样的磁颗粒具有例如ΙΟμπι的直径的情况下，则需要大约800A/m的磁场(大约与lmT的通量密度相对应)，而在ΙΟΟμπι的直径的情况下，80A/m的磁场是足够的。在选择具有较低饱和磁化的材料的涂覆时或者在降低所述层的厚度时甚至获得更小的值。
[0072]实际上，常常使用商业可用的商标名为Resovist的磁颗粒(或类似的磁颗粒)，其具有磁性材料的核或被形成为整块球体，并且其直径在例如40或60nm的几纳米范围中。
[0073]针对一般可用的磁颗粒和颗粒成分的进一步的细节，这里参考EP 1224542,W02004/091386、TO 2004/091390、TO 2004/091394、TO 2004/091395、TO 2004/091396、W02004/091397、W0 2004/091398、W0 2004/091408的对应部分，这里通过引用将其并入本文。
在这些文献中还能够找到一般MPI方法的更多细节。
[0074]在数据采集期间，X线圈对12、y线圈对14和z线圈对16生成位置相关且时间相关的磁场，即施加场。这是通过引导适合的电流通过场生成线圈来实现的。实际上，驱动场和聚焦场驱使选择场，使得FFP沿描绘扫描体积的预选择的FFP迹线移动，所述扫描体积是视场的超集。施加场将磁纳米颗粒在患者中定向。随着施加场的变化，所得到的磁化也变化，尽管其对施加场以非线性方式做出响应。变化的施加场和变化的磁化之和在沿Xk轴的接收线圈对的终端之间感应出时间相关电压Vk。相关联的接收器将该电压转换成信号Sk，并对其进一步处理。
[0075]如图1所示的第一实施例10，图3所示的MPI扫描器的第二实施例30具有三个圆形且相互正交的线圈对32、34、36，但是这些线圈对32、34、36只生成选择场和聚焦场。也生成选择场的z线圈36被填充有铁磁材料37。该实施例30的z轴42竖直地定向，而X轴38和y轴40水平地定向。扫描器的膛46平行于X轴38，并且因此垂直于选择场的轴42。驱动场由沿X轴38的螺线(未示出)并由沿其余的两条轴40、42的鞍形线圈对(未示出)生成。这些线圈围绕形成膛的管缠绕。驱动场线圈还用作接收线圈。
[0076]给出了这样的实施例的一些典型参数:选择场的z梯度G具有强度GA1= 2.5T/m，其中，μο为真空磁导率。驱动场的时间频率谱集中在25kHz周围的窄带中(高达大约150kHz)。接收到的信号的有用的频率谱处于50kHz与1MHz之间(最终高达大约15MHz)。所述膛具有120mm的直径。适配到膛46中的最大立方体28的边长为120mmAT2 ? 84mm。
[0077]由于在现有技术中场生成线圈的构造一般是已知的，例如是根据磁共振成像的静态B0场已知的，因此本文中不需要对该主题加以详述。
[0078]在用于生成选择场的备选实施例中，能够使用永磁体(未示出)。在这样的(相对的)永磁体(未示出)的两极之间的空间中，形成了与图2所示的类似的磁场，亦即与相对的极具有相同的极性时类似的磁场。在另一备选实施例中，能够通过至少一个永磁体与至少一个线圈的混合来生成选择场。
[0079]图4示出了MPI装置200的一般外侧布局的两个实施例，图4A示出了包括两个选择和聚焦场线圈单元210、220的所提出的MPI装置200的实施例，所述两个选择和聚焦场线圈单元基本相同并且被布置在形成于其间的检查区域230的相对侧上。此外，驱动场线圈单元240被布置在围绕患者的感兴趣区域(未示出)布置的选择和聚焦场线圈单元210、220之间。选择和聚焦场线圈单元210、220包括用于生成表示以上解释的磁选择场和磁聚焦场的组合磁场的若干选择和聚焦场线圈。具体而言，每个选择和聚焦场线圈单元210、220包括优选地为相同的选择和聚焦场线圈的组。以下将解释所述选择和聚焦场线圈的细节。
[0080]驱动场线圈单元240包括用于生成磁驱动场的若干驱动场线圈。这些驱动场线圈可以包括若干对驱动场线圈，尤其是用于生成在空间中的三个方向中的每个上的磁场的一对驱动场线圈。在实施例中，驱动场线圈单元240包括针对空间中两个不同方向的两对鞍形线圈和用于生成在患者的纵轴上的磁场的一个螺线线圈。
[0081]选择和聚焦场线圈单元210、220—般被安装到固定单元(未示出)或房间的墙壁上。优选地，在选择和聚焦场线圈单元210、220包括用于承载各自的线圈的极靴(poleshoes)的情况下，固定单元不仅对选择和聚焦场线圈单元210、220进行机械固持，而且还为磁通量提供了连接两个选择和聚焦场线圈单元210、220的极靴的路径。
[0082]如图4a所示，两个选择和聚焦场线圈单元210、220每个包括用于将选择和聚焦场线圈从由驱动场线圈单元240的驱动场线圈生成的磁场屏蔽开的屏蔽层211、221。
[0083]在图4B所示的MPI装置201的实施例中，仅提供了单个选择和聚焦场线圈单元220以及驱动场线圈单元240。一般地，单个选择和聚焦场线圈单元足以生成所需的组合磁选择和聚焦场。因此，可以将所述单个选择和聚焦场线圈单元220集成到患者台(未示出)中，患者被放置在所述患者台上以进行检查。优选地，可以提前已经将驱动场线圈单元240的驱动场线圈例如作为柔性线圈元件布置在患者的身体周围。在另一实现方式中，驱动场线圈单元240能够是开放的，例如能在轴向上分成如由图4B示出的分离线243、244所指示的两个子单元241、242，使得患者能够被放置在其间，并且接着能够将驱动场线圈子单元241、242耦合到一起。
[0084]在MPI装置的另外的实施例中，甚至可以提供更多的选择和聚焦场线圈单元，优选地根据围绕检查区域230的均匀分布来布置所述更多的选择和聚焦场线圈单元。然而，选择和聚焦场线圈单元用得越多，对用于将患者放置在其中并用于在由医学辅助人员或医生进行的检查期间访问患者本身的检查区域的可访问性受到越多限制。
[0085]图5示出了根据本发明的MPI装置100的总体方框图。除非另作说明，否则以上解释的磁颗粒成像的一般原理对该实施例同样有效并适用。
[0086]图5所示的装置100的实施例包括用于生成期望的磁场的各个线圈。首先，将解释MPI中的线圈及其功能。
[0087]为了生成组合磁选择和聚焦场，提供了选择和聚焦元件110。磁选择和聚焦场具有其磁场强度的空间样式，使得在视场28中形成具有低磁场强度的第一子区(图2中的52)以及具有较高磁场强度的第二子区(图4中的54)，在所述第一子区中磁颗粒的磁化不饱和，并且在所述第二子区中磁颗粒的磁化饱和，所述视场是常规地通过使用磁选择场实现的检查区域230的一小部分。此外，通过使用磁选择和聚焦场，能够改变视场28在检查区域230内的空间位置，如常规通过使用磁聚焦场来完成的那样。
[0088]选择和聚焦元件110包括至少一组选择和聚焦场线圈114，以及选