择和聚焦场发生器单元112，所述选择和聚焦场发生器单元112用于生成要被提供到所述至少一组选择和聚焦场线圈114(表示图4A、图4B所示的选择和聚焦场线圈单元210、220之一)的选择和聚焦场电流，以控制所述磁选择和聚焦场的生成。优选地，为至少一组选择和聚焦场线圈114中的每个线圈元件(或每对线圈元件)提供单独的发生器子单元。所述选择和聚焦场发生器单元112包括可控电流源(一般包括放大器)和滤波器单元，它们为各自的线圈元件提供场电流，以单独地设定每个线圈对磁选择和聚焦场的梯度强度和场强的贡献。应当注意，也能够省略滤波器单元。
[0089]为了生成磁驱动场，装置100还包括驱动元件120，所述驱动元件120包括驱动场信号发生器单元122和一组驱动场线圈124(表示图4A、图4B所示的驱动线圈单元240)，所述驱动元件120用于借助于磁驱动场来改变视场中两个子区的空间位置和/或大小，使得磁性材料的磁化局部地改变。如以上提及的，所述驱动场线圈124优选地包括两对相对布置的鞍形线圈125、126以及一个螺线线圈127。其他实现方式，例如三对线圈元件，也是可能的。
[0090]驱动场信号发生器单元122优选地包括针对所述一组驱动场线圈124中的每个线圈元件(或至少每对线圈元件)的单独的驱动场信号发生子单元。所述驱动场信号发生器单元122优选地包括驱动场电流源(优选地包括电流放大器)和滤波器单元(在本发明中其也可以被省略)，以向各自的驱动场线圈提供时间相关的驱动场电流。
[0091]优选地由控制单元150来控制选择和聚焦场信号发生器单元112和驱动场信号发生器单元122，所述控制单元150优选地控制选择和聚焦场信号发生器单元112使得选择场的所有空间点的场强之和以及梯度强度之和被设定在预定义的水平处。出于该目的，还能够由用户根据MPI装置的期望应用来为控制单元150提供控制指令，然而，根据本发明优选地将其省略。
[0092]为了使用MPI装置100来确定磁颗粒在检查区域(或检查区域中的感兴趣区域)中的空间分布，尤其是获得所述感兴趣区域的图像，提供了具体为接收线圈的信号检测接收单元以及接收由所述接收单元148检测到的信号的信号接收单元140。优选地，实际上提供三个接收线圈148和三个接收单元140，即每接收线圈一个接收单元，但是也能够使用多于三个的接收线圈和接收单元，在这种情况下，采集到的检测信号不是三维的，而是K维的，其中，K是接收线圈的数量。
[0093]所述信号接收单元140包括用于对接收到的检测信号进行滤波的滤波器单元142。该滤波的目的是使测得的值与其他干扰信号分开，所述测得的值是由检查区域中受两部分区域(52、54)的位置变化影响的磁化引起的。为此，滤波器单元142可以被设计为例如使得时间频率小于接收线圈148操作的时间频率或小于这些时间频率两倍的信号不经过滤波器单元142。接着将信号经由放大器单元144传输到模拟/数字转换器146(ADC)。
[0094]将由模拟/数字转换器146产生的数字化信号馈送到图像处理单元(又称为重建单元)152，所述图像处理单元152根据这些信号以及在各自的信号的接收期间检查区域中第一磁场的第一部分区域52所假设的以及图像处理单元152从控制单元150获得的各自的位置来重建磁颗粒的空间分布。最终经由控制单元150将经重建的磁颗粒的空间分布传输到计算机154，所述计算机154将其显示在监视器156上。因此，能够显示示出磁颗粒在检查区域的视场中的分布的图像。
[0095]在MPI装置100的其他应用中，例如在用于影响磁颗粒(例如用于热疗处置)或者用于移动磁颗粒(例如附着到导管以移动导管，或附着到药物以将药物移动到特定位置)的应用中，也可以省略或简单地不使用接收单元。
[0096]此外，可以任选地提供输入单元158(例如键盘)。因此，用户能够设定具有最高分辨率的期望方向，并且继而在监视器156上接收作用区域的相应图像。如果需要最高分辨率的关键方向偏离了最初由用户设定的方向，则用户仍能够人工改变方向，从而产生具有提高的成像分辨率的另外的图像。也能够由控制单元150和计算机154来自动操作该分辨率提高过程。在本实施例中控制单元150设定在第一方向上的梯度场，所述梯度场是自动估计的或者由用户设定为起始值。接着逐步改变梯度场的方向，直到由此接收到的、由计算机154进行比较的图像的分辨率最大并且相应地不再提高。因此，能够使最关键的方向相应地自动调整，从而接收尽可能高的分辨率。
[0097]在已知的MPI装置中，患者胸部/躯干被放置在驱动场线圈单元的里面。如以上解释的，驱动场线圈单元典型地包括由若干线缆制成的螺线线圈，所述若干线缆以直行的非优化方式均匀地缠绕在圆柱状膛的周围。对于心脏成像，这导致非最优的线圈使用，因此需要更多的功率来在预期成像位置(例如心脏)处生成所要求的驱动场强。
[0098]ffO 2013/080145 A1，尤其是图19，公开了一种MPI装置，其中，螺线线圈包括在预期成像位置(例如心脏)处具有增大的横截面面积的更多线缆。然而，连接具有不同横截面的线缆意味着具有很多有损耗的界面终端，导致针对这样的高电流、高电压且高频率的MPI装置的高损耗。此外，该局部较大的线缆横截面导致较厚的驱动场线圈，其分别从选择线圈或选择和聚焦场线圈挤占空间，或者从患者挤占空间，这是应当避免的。
[0099]在图6A中以透视图并在图6B中部分地以横截面视图示出了如在根据本发明的MPI装置的实施例中使用的驱动场线圈300(具体为螺线线圈)的实施例。根据该实施例，由线缆310形成驱动场线圈300(为了更好的可见性，只示出了一个绕组，但是一般存在围绕视场28的若干绕组)，其至少被布置在视场28周围的角度范围中(这里在360°的角度范围中)。在该实施例中，线缆300被布置在承载结构305的外表面上，所述承载结构例如是由例如塑料材料制成的管状结构，其形成患者被放置到其中以进行检查的膛302。线缆300包括形成所述线缆300的多条导线301，所述多条导线301被布置为使得在第一角度子范围320中线缆的横截面的高度hi与宽度wl的比率不同于在第二角度子范围330中线缆的横截面的高度h2与宽度W2的比率。具体而言，在该实施例中hl〈h2并且wl>w2。
[0100]子范围320、330被理解为比线缆300被布置在其中的完全角度范围(这里为360°)更小的角范围。例如，这里被布置在驱动场线圈300的顶部区域中的第一子范围320和这里被布置在驱动场线圈300的侧面区域中的第二子范围330在仅仅几度的范围中(即仅特定位置)，一般在5°与90°之间，优选地在15°与75°之间。
[0101]换言之，线缆300以非直行的方式围绕圆柱状患者膛302缠绕，线缆300具有沿其长度变化的横截面形状。线缆300的导线301的相对定位取决于其围绕圆柱膛302的角度位置而彼此变化。这尤其能够从图6B中看出，图6B示出了在第一角度子范围320中的导线301(该范例中为8条)如何被布置为在z方向上彼此挨着，以形成薄而宽的线缆变为在第二角度子范围330中的更厚但宽度较小的线缆，在所述第二角度子范围中四条导线301的两层堆叠在彼此之上。
[0102]优选地，不仅在顶部，而且在底部(表示被布置为与第一角度子范围相对的第三角度子范围340)线缆300也具有宽而薄的横截面，并且在与第二角度子范围330相对的另一侧上在第四角度子范围(350，未明确示出)中线缆300也具有宽度较小当较厚的横截面。
[0103]因此，可变的横截面形状允许降低在驱动场线圈300的顶部和底部位置处的厚度，其中，选择场线圈(或选择和聚焦场线圈)被定位在所述位置处。优选地，在顶部和底部角度子范围上，线缆的厚度最小化，而在空间不那么重要的驱动场线圈(以及患者)的侧面处，则允许线缆更厚。
[0104]在图7A中以俯视图并在图7B中以侧视图示出了如在根据本发明的MPI装置的实施例中使用的驱动场线圈400(具体为螺线线圈)的另一实施例。在这些附图中示出了驱动场线圈400的四个绕组，这些绕组是在躺在患者支撑体2上的患者1的胸部周围缠绕的。
[0105]应当指出，胳膊一般有两种可能的位置，即在驱动场线圈400的外面(如图7所示)或在驱动场线圈的里面。本发明与胳膊位置无关。
[0106]形成驱动场线圈400的线缆410的绕组411、412、413、414被布置为使得除了以上参考图6解释的高度和宽度沿其长度的变化之外，在第二和第四角度子范围330、350中(即在轴下)绕组411、412、413、414被布置得比在第一和第三角度子范围320、340中更加相互接近。因此，在第二和第四角度子范围330、350中驱动场线圈的总宽度较小不仅是因为该处线缆410的宽度较小，还因为绕组被布置得更加接近。
[0107]线缆410的绕组411、412、413、414的非直行布置意在用于在2方向上的磁场生成，这允许将线圈灵敏度的峰值设计为更加靠近患者1的心脏，或理想地在患者1的心脏处。绕组被密集地定位在各轴之下(在患者身体的左/右)，同时所述绕组更多地朝向颈部和下颂延伸(在身体之下或之上)。
[0108]能够独立于可变的横截面形状来采用绕组的非直行布置，但将全部两种想法组合时有利的，这是因为这允许具有沿驱动场线圈的平滑电流密度分布，这由此转化成患者中的非峰值感应电流，因此转化为关于末梢神经刺激的更好的容忍度。
[0109]—般还能够将同样的想法应用于优选地被设计为鞍形线圈对的其他驱动场线圈。而且对于这样类型的线圈，线缆能够被设计为具有取决于角度位置的可变的厚度与宽度的比率和/或可变的在绕组之间的距离。
[0110]图8A示出了穿过在根据本发明的驱动场线圈中(例如以上示出的线圈300或400中或在驱动场线圈的其他实施例中)使用的线缆510的实施例的横截面。图8B示出了该线缆510的透视图。线缆510包括多条李兹线(在该范例中为八条李兹线501-508)，每条李兹线包括多个股515(例如40000个直径为20μπι的股)。如图8B所示，所述李兹线501-508是围绕线缆510的纵轴扭绞的，具体是如卢瑟福线那样扭绞。
[0111]在该实施例中，李兹线501-508通过固持元件520(例如线缆捆扎器)而被固持在一起，使得线缆510具有扁平外观。每条李兹线以相等的间隔经历每个位置，使得整条线缆模仿完美的大横截面RF李兹线。从一个固持元件520到下一固持元件(例如大约每6cm)，李兹线偏移/旋转一个位置。
[0112]在实验室工作台上形成卢瑟福线缆一般并不难，但是将其成形为(特别是)鞍形线圈的形式是困难的，尤其是形成具有最小弯曲半径的内绕组。关于扁平卢瑟福线缆的挑战在于其在一个方向(左右)上比在另一方向(上下)中伸长的多得多。因此，在伸长方向的弯曲几乎是不可能的，而在另一方向上弯曲是容易的。能从数学上证明，在线缆“站立”的情况下，只能将这样的鞍形线圈结构附着在圆柱状形状(即患者被放置在其中的膛)周围。该类型被称为CPE(恒定周长端线圈)。然而，为了得到具有很少绕组的用于MPI装置的总体扁平驱动场线圈，其必须“躺着”。图9示出了在圆柱形膛的顶上的、形成上鞍形线圈的扁平卢瑟福线缆的计算机草图，以示出线缆如何围绕膛是扁平的