太阳城集团

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用于影响和/或检测作用区域中的磁性粒子的布置和方法.pdf

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用于 影响 检测 作用 区域 中的 磁性 粒子 布置 方法
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摘要
申请专利号:

太阳城集团CN200780046832.5

申请日:

20071217

公开号:

太阳城集团CN101563023B

公开日:

20120905

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:
IPC分类号: A61B5/00,G01R33/00 主分类号: A61B5/00,G01R33/00
申请人: 皇家飞利浦电子股份有限公司
发明人: B·格莱希,J·魏岑埃克
地址: 荷兰艾恩德霍芬
优先权: 06126573.2
专利代理机构: 永新专利商标代理有限公司 代理人: 王英;刘炳胜
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法律状态
申请(专利)号:

CN200780046832.5

授权太阳城集团号:

法律状态太阳城集团日:

法律状态类型:

摘要

公开了一种用于影响和/或检测作用区域中的磁性粒子的布置和方法,该布置包括:选择装置,所述选择装置用于生成其磁场强度具有空间图案的磁选择场,从而在所述作用区域中形成具有低磁场强度的第一子区和具有较高磁场强度的第二子区,驱动装置,所述驱动装置用于借助磁驱动场改变所述作用区域中的所述两个子区的空间位置,使得所述磁性粒子的磁化强度发生局部变化,其中,所述选择装置包括至少一个永磁体,其中所述永磁体被高导电性屏蔽装置至少部分屏蔽。

权利要求书

1.一种用于影响和/或检测作用区域(300)中的磁性粒子(100)的设备(10),所述设备包括:选择装置(210),所述选择装置用于生成其磁场强度具有空间图案的磁选择场(211),从而在所述作用区域(300)中形成具有低磁场强度的第一子区(301)和具有较高磁场强度的第二子区(302),驱动装置(220),所述驱动装置用于借助磁驱动场(221)改变所述作用区域(300)中的两个所述子区(301,302)的空间位置,使得所述磁性粒子(100)的磁化强度发生局部变化,其中,所述选择装置(210)包括至少一个永磁体(270,210′),其中所述永磁体(270,210′)被高导电性屏蔽装置(271)至少部分屏蔽,其中,所述高导电性屏蔽装置至少部分围绕所述永磁体或邻近所述永磁体并且具有为所述磁驱动场的频率下的趋肤深度量级的厚度。2.根据权利要求1所述的设备(10),其中,以连接或沉积在所述永磁体的材料上的相对高导电性的材料层的形式提供所述屏蔽装置。3.根据权利要求1所述的设备(10),其中,将所述屏蔽装置(271)的构型设计成围绕所述永磁体(270,210′)的环或根据至少一个电流传播方向对所述屏蔽装置(271)的构型进行设计。4.根据权利要求1所述的设备(10),其中,所述屏蔽装置(271)至少部分包括李兹线或绞合线(250)和/或板状或箔状材料。5.根据权利要求4所述的设备(10),其中,所述李兹线(250)包括多根单股线(255),每根单股线均被高电阻材料(256)包围。6.根据权利要求5所述的设备(10),其中,所述李兹线(250)包括多个具有多根单股线(255)的一级李兹线(251),其中,所述李兹线(250)包括多个一级李兹线(251)。7.根据权利要求5所述的设备(10),其中,所述李兹线(250)包括多个一级李兹线(251)和多个二级李兹线(252),其中,所述一级李兹线(251)包括多根单股线(255),其中,所述二级李兹线(252)包括多个一级李兹线(251),并且其中,所述李兹线(250)包括多个二级李兹线(252)。8.根据权利要求5所述的设备(10),其中,设置所述李兹线(250),使得处于给定工作频带中或穿透所述屏蔽装置(271)的给定变化电磁环境中的屏蔽装置(271)的电阻基本最小。9.根据权利要求5所述的设备(10),其中,所述李兹线(250)所具有的所述单股线(255)的总横截面面积相对于所述李兹线(250)的横截面面积的比例为0.30到0.70,其中,所述比例为填充因子。10.根据权利要求9所述的设备(10),其中,所述李兹线(250)所具有的所述单股线(255)的总横截面面积相对于所述李兹线(250)的横截面面积的比例为0.40到0.60,其中,所述比例为填充因子。11.根据权利要求10所述的设备(10),其中,所述李兹线(250)所具有的所述单股线(255)的总横截面面积相对于所述李兹线(250)的横截面面积的比例为0.50,其中,所述比例为填充因子。12.根据权利要求5所述的设备(10),其中,所述李兹线(250)的所述单股线(255)具有1μm到50μm的直径。13.根据权利要求12所述的设备(10),其中,所述李兹线(250)的所述单股线(255)具有10μm到25μm的直径。14.根据权利要求4-13中之一所述的设备(10),其中,将不同李兹线(250)之间的空间或所述李兹线(250)内部的空间用于一个或多个冷却通道。15.一种用于影响作用区域(300)中的磁性粒子(100)的方法,其中,所述方法包括如下步骤:生成其磁场强度具有空间图案的磁选择场(211),从而在所述作用区域(300)中形成具有低磁场强度的第一子区(301)和具有较高磁场强度的第二子区(302),所述磁选择场(211)的生成是借助至少一个永磁体(270,210′)实现的,借助磁驱动场(221)改变所述作用区域(300)中的两个所述子区(301,302)的空间位置,使得所述磁性粒子(100)的磁化强度发生局部变化,通过高导电性屏蔽装置(271)将所述永磁体(270,210′)与所述磁驱动场(221)屏蔽开,其中,所述高导电性屏蔽装置至少部分围绕所述永磁体或邻近所述永磁体并且具有为所述磁驱动场的频率下的趋肤深度量级的厚度。16.一种用于检测作用区域(300)中的磁性粒子(100)的方法,其中,所述方法包括如下步骤:生成其磁场强度具有空间图案的磁选择场(211),从而在所述作用区域(300)中形成具有低磁场强度的第一子区(301)和具有较高磁场强度的第二子区(302),所述磁选择场(211)的生成是借助至少一个永磁体(270,210′)实现的,借助磁驱动场(221)改变所述作用区域(300)中的两个所述子区(301,302)的空间位置,使得所述磁性粒子(100)的磁化强度发生局部变化,通过高导电性屏蔽装置(271)将所述永磁体(270,210′)与所述磁驱动场(221)屏蔽开,其中,所述高导电性屏蔽装置至少部分围绕所述永磁体或邻近所述永磁体并且具有为所述磁驱动场的频率下的趋肤深度量级的厚度。

说明书

本发明涉及一种用于影响和/或检测作用区域中的磁性粒子的布置。此外,本发明涉及一种用于影响和/或检测作用区域中的磁性粒子的方法。

德国专利申请DE 10151778A1公开了这种布置和方法。对于该公开描述的方法而言,首先生成具有磁场强度空间分布的磁场,从而在检验区中形成具有相对低磁场强度的第一子区和具有相对高磁场强度的第二子区。然后移动子区在检验区中的空间位置,使得检验区中粒子的磁化强度发生局部变化。记录取决于检验区中的已经受到子区空间位置移动影响的磁化强度的信号,并从这些信号中提取太阳城集团检验区中磁性粒子空间分布的太阳城集团,从而可以形成检验区的图像。这种布置和这种方法的优点在于其可用于以无损方式检验任意检验对象,例如人体,而不会带来任何损伤且在靠近检验对象表面处和远离表面处都有高的空间分辨率。

已知的这种类型的布置表现出如下缺点,即用于产生磁场或磁场分量的永磁体不令人满意,尤其是在暴露于用于借助所谓的变化磁驱动场相对于第二子区移动第一子区的变化电磁环境时,因为这种磁驱动场会在永磁体的位置感应出涡电流,从而加热永磁体,导致选择场发生不希望的变化。此外,变化的磁驱动场可能在永磁体中感应出不希望的高次谐波,尤其是源于永磁体的软磁材料部分的高次谐波。

因此,本发明的目的是提供一种开头所提种类的设备和方法,其中改进了磁场生成装置的质量和稳定性。

上述目的是通过一种用于影响和/或检测作用区域中的磁性粒子的设备实现的,其中,该设备包括:选择装置,所述选择装置用于生成其磁场强度具有空间图案的磁选择场,从而在所述作用区域中形成具有低磁场强度的第一子区和具有较高磁场强度的第二子区;驱动装置,所述驱动装置用于借助磁驱动场改变所述作用区域中的两个所述子区的空间位置,使得所述磁性粒子的磁化强度发生局部变化,其中,所述选择装置包括至少一个永磁体,其中,所述永磁体被高导电性屏蔽装置至少部分屏蔽,其中,所述高导电性屏蔽装置至少部分围绕所述永磁体或邻近所述永磁体并且具有为所述磁驱动场的频率下的趋肤深度量级的厚度。

根据本发明,要理解选择装置包括至少一个永磁体,且选择装置和/或驱动装置和/或接收装置可以包括一个单一线圈或螺线管或分离的线圈。此外,根据本发明,选择装置和/或驱动装置均可以由分离的单个部分,尤其是分离的单个线圈或螺线管构成,通过提供和/或设置它们,使得分离的部分一起形成选择装置和/或驱动装置和/或接收装置。如果不提供至少部分与永磁体相邻或围绕永磁体的屏蔽装置,涡电流,尤其是磁驱动场感应的涡电流易于负面影响选择装置的性质和行为,尤其是借助加热永磁体和/或热漂移来影响。至少部分围绕永磁体或邻近永磁体的高导电性屏蔽装置应当至少具有为磁驱动场频率下的趋肤深度量级的厚度。

太阳城集团根据本发明,优选将屏蔽装置的构型设计成围绕永磁体的环或根据至少一个电流传播方向对屏蔽装置的构型进行设计。这提供了通过如下方式设定屏蔽装置形状的可能性,即以非常有效的方式在永磁体周围和屏蔽装置内部感应涡电流。仅仅在简单的情况下,将对涡电流的电流传播方向或主电流传播方向进行取向,使得应当将屏蔽装置取向成或其构型设计成围绕永磁体的环。通常,根据本发明,首先确定电流传播方向,然后对屏蔽装置的构型进行设计,尤其是对李兹线形式的屏蔽装置的构型进行设计,从而使得沿电流传播方向对其主电流承载路径取向。如果在本发明设备的特殊构型中,检测到不同的典型电流传播方向,则有可能将屏蔽装置定位成(例如)围绕永磁体的两层甚至更多层,其中这些层中的每层对应于(例如在本发明设备的一种工作模式下或在向驱动装置施加特殊信号序列时)涡电流所遵循的一个电流传播方向。可以通过如下方式实现电流传播方向的确定:首先提供围绕永磁体的导体板或箔,例如铜板;其次,实现本发明设备的典型工作模式或向驱动装置施加典型信号序列,由此检测电流传播方向。

根据本发明,优选屏蔽装置至少部分包括李兹线/绞合线和/或板状或箔状材料,优选李兹线包括多根单股线,每根单股线均被高电阻材料包围。由此可以在李兹线内部提供非常高电流的承载表面,这对于要用李兹线吸收相对强涡电流的情况而言是重要的。特别地,优选在永磁体和李兹线之间提供板状或箔状材料,例如铜板,从而沿着或根据至少一个电流传播方向对李兹线的构型进行设计。此外,根据本发明,优选李兹线在多个触点处与板状或箔状材料电接触,其中沿着李兹线以相对短距离间隔开触点,该距离例如为(整个)李兹线直径的5到15倍,优选10倍。根据本发明,优选通过扭转李兹线,使得沿着李兹线延伸方向在一个位置处一根单股线例如位于李兹线中心,沿着李兹线延伸方向在另一位置,该单股线例如位于李兹线周边。由此,有可能优选提供所有单股线的每一根,使得在例如李兹线形成的环中,由每根单股线实现相同阻抗。

根据本发明,进一步优选地,所述李兹线包括多个具有多根单股线的一级李兹线,其中,所述李兹线包括多个一级李兹线。在本发明的优选实施例中,所述李兹线包括多个一级李兹线和多个二级李兹线,其中,所述一级李兹线包括多根单股线,其中,所述二级李兹线包括多个一级李兹线,且其中,所述李兹线包括多个二级李兹线。由此,可能增大电流承载表面,并降低处理要求的复杂性,尤其是弯折包括大量单股线的李兹线(为了形成围绕永磁体的螺旋式盘绕屏蔽)的可能性。

太阳城集团根据本发明,优选设置所述李兹线,使得处于给定工作频带中或穿透所述屏蔽装置的给定变化电磁环境中的屏蔽装置的电阻基本最小。具体而言,这是通过仔细定义各电流路径(各单股线)、电流强度、导线构型和屏蔽装置的李兹线其他特征来实现的。

选择装置和驱动装置一起被称为“场发生器装置”。选择装置包括磁场产生装置,其提供静态(梯度)磁选择场和/或频率在大约1Hz到大约100Hz范围内的相对慢变化的长程磁选择场。磁选择场的静态部分和相对慢变化部分都可以借助永磁体或借助线圈或借助其组合来产生。驱动装置包括磁场产生装置,其提供频率在大约1kHz到大约200kHz,优选大约10kHz到大约100kHz范围内的磁驱动场。通常,将选择最大可能的线直径,因为在这种情况下填充因子最大,因此功耗最小。然而,非常有利的是,在根据本发明的设备中,由于在发生器装置的至少一部分中使用了李兹线,发生器装置(选择装置和/或驱动装置)之一所生成的磁场穿透其他场发生器装置(选择装置和/或驱动装置),由此减小了总功耗。在本发明的另一优选实施例中,限制场发生器装置的部件,尤其是线圈的匝数,并且还使绕组和绕组间的电容最小化。这可以借助绕组间的材料的低介电常数,通过整体绕组且通过绕组充分分离来实现,尤其是对于选择装置的线圈而言更是如此。这些措施的优点之一是在本发明的设备之中,场发生器装置的单个线圈的自谐振使得它们不和驱动频率重叠(驱动装置的线圈除外)。这种重叠会导致不良的场畸变和额外的耗散。

此外,优选李兹线具有指定范围内的各单股线总横截面面积相对于李兹线横截面面积的比例(填充因子),和/或,李兹线的单股线具有近似1μm到近似50μm的直径,优选近似10μm到近似25μm的直径。由此可以大大地增加李兹线内部所用的电流承载表面,因此实现选择装置和/或驱动装置和/或接收装置总构型的电阻降低。典型地,选择装置和/或驱动装置的李兹线的填充因子在大约0.30到大约0.70范围内,优选在大约0.50范围内,因此比接收装置的李兹线填充因子更高,后者在大约0.01到大约0.20的范围内,优选在大约0.03到大约0.10的范围内。此外,可以将选择装置和驱动装置的李兹线的单股线直径选择为高于接收装置的李兹线的单股线直径。

根据本发明的另一优选实施例,将不同李兹线之间的空间或李兹线内部的空间用于一个或多个冷却通道。由此,有利地能够容易地限定根据本发明的设备的不同部件的温度。通过冷却屏蔽装置,能够将永磁体保持在指定温度,由此稳定由永磁体生成的磁场。

在本发明的另一优选实施例中,李兹线是被压缩的李兹线和/或李兹线包括大量热塑树脂线。由此可能实现非常致密和稳定的电流承载路径(单股线)构型,这是非常有利的。此外,非常有利的是,通过改变李兹线所受的压缩压力,由此能够将李兹线的填充因子调节到期望水平。此外,通过改变附加树脂线的数量和/或尺寸可以将李兹线的填充因子调节到期望水平。优选与李兹线的单股线一起和/或与一级李兹线一起和/或与二级李兹线一起盘绕这些树脂线(热塑线)。

本发明还涉及一种用于影响作用区域中的磁性粒子的方法,其中,所述方法包括如下步骤:

太阳城集团-生成其磁场强度具有空间图案的磁选择场,从而在所述作用区域中形成具有低磁场强度的第一子区和具有较高磁场强度的第二子区,借助至少一个永磁体实现磁选择场的产生,

-借助磁驱动场改变所述作用区域中的两个所述子区的空间位置,使得所述磁性粒子的磁化强度发生局部变化,

太阳城集团-通过导电性高的屏蔽装置将所述永磁体与所述磁驱动场屏蔽开,其中,所述高导电性屏蔽装置至少部分围绕所述永磁体或邻近所述永磁体并且具有为所述磁驱动场的频率下的趋肤深度量级的厚度。

本发明还涉及一种用于检测作用区域中的磁性粒子的方法,其中,所述方法包括如下步骤:

太阳城集团-生成其磁场强度具有空间图案的磁选择场,从而在所述作用区域中形成具有低磁场强度的第一子区和具有较高磁场强度的第二子区,借助至少一个永磁体实现磁选择场的产生,

-借助磁驱动场改变所述作用区域中的两个所述子区的空间位置,使得所述磁性粒子的磁化强度发生局部变化,

-通过导电性高的屏蔽装置将所述永磁体与所述磁驱动场屏蔽开,其中,所述高导电性屏蔽装置至少部分围绕所述永磁体或邻近所述永磁体并且具有为所述磁驱动场的频率下的趋肤深度量级的厚度。

太阳城集团结合附图,通过以下详细描述,本发明的这些和其他特点、特征和优点将变得明了,附图以举例的方式例示了本发明的原理。仅出于举例的目的给出该描述,并不限制发明范围。下文援引的参考图是指附图。

太阳城集团图1示出了用于执行根据本发明的方法的根据本发明的布置;

图2示出了根据本发明的布置产生的场线图案范例;

图3示出了作用区域中存在的磁性粒子的放大图;

太阳城集团图4a和4b示出了这种粒子的磁化特性;

图5到7示意性示出了李兹线构型的不同范例;

太阳城集团图8和9示意性示出了具有屏蔽装置的永磁体的不同视图。

将针对特定实施例并参考特定附图描述本发明,但本发明不限于此,而是仅受权利要求的限制。描述的附图仅为示意性的,不是限制性的。在附图中,出于例示的目的,可以放大一些元件的尺寸,并非按照比例绘制。

在提及单数名词而使用不定冠词或定冠词的地方,例如“一”、“该”,除非特定指出某些别的东西,其包括多个该名词。

太阳城集团此外,说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于区分类似元件,未必用于描述相继或太阳城集团次序。要理解的是,在适当环境下这样使用的术语是可以互换的,且本文所述的本发明实施例可以按不同于本文所述或所示的其他次序工作。

此外,出于描述的目的使用说明书和权利要求中的术语顶部、底部、上、下等,未必用于描述相对位置。要理解的是,在适当环境下这样使用的术语是可以互换的,且本文所述的本发明实施例可以按不同于本文所述或所示的其他取向工作。

太阳城集团要注意的是,本说明书和权利要求中所用的“包括”一词不应被理解为受限于其后列出的布置;该词不排除其他元件或步骤。于是,“设备包括装置A和B”这一表述的范围不应限于该设备仅由部件A和B构成。这意味着,对于本发明而言,该设备仅有的相关部件为A和B。

太阳城集团在图1中示出了要借助根据本发明的布置10检验的任意对象。图1中的附图标记350表示对象,在这种情况下是设置于患者台上的人或动物患者,仅示出了患者台的顶部部分。在应用根据本发明的方法之前,在本发明布置10的作用区域300中设置磁性粒子100(图1中未示出)。尤其是对例如肿瘤进行治疗和/或诊断处置之前,例如借助注入患者350体内的包括磁性粒子100的液体(未示出)将磁性粒子100置入作用区域300中。

作为本发明的实施例范例,图2中示出了布置10,其包括形成选择装置210的多个线圈,选择装置210的范围界定了也被称为治疗区域300的作用区域300。例如,选择装置210设置在患者350上方和下方或台面上方和下方。例如,选择装置210包括至少一个永磁体210″和第一线圈210′或第一线圈对(未示出)。在下文中将永磁体210″和第一线圈对210′一起称为选择装置210。选择装置210生成磁选择场211,磁选择场通常是图2中由场线表示的梯度磁场。该磁场沿着选择装置210的(例如竖直)轴线的方向具有基本恒定的梯度,且在该轴线上的一点达到零值。从该无场点(未在图2中逐一示出)开始,磁选择场211的强场随着距无场点距离的加大沿所有三个空间方向加大。在无场点周围由虚线表示的第一子区301或区域301中,强场非常小,乃至第一子区301中存在的粒子100的磁化强度未饱和,而(区域301之外的)第二子区302中存在的粒子100的磁化强度则处于饱和状态。作用区域300的无场点或第一子区301优选是空间相干区域;其也可以是点状区域或线或平面区域。在第二子区302中(即在作用区域300于第一子区301之外的剩余部分中),磁场强度足够强,可以将磁性粒子100保持在饱和状态。通过改变作用区域300之内两个子区301、302的位置,作用区域300中的(总)磁化强度发生变化。通过测量作用区域300中的磁化强度或受磁化强度影响的物理参数,可以获得太阳城集团作用区域中磁性粒子的空间分布的太阳城集团。为了改变作用区域300中两个子区301、302的相对空间位置,在作用区域300中或至少在作用区域300的一部分中在选择场211上叠加另一磁场,即所谓的磁驱动场221。

图3示出了与本发明的布置10一起使用的种类的磁性粒子100的范例。其包括例如球面基底101,例如是玻璃的球面基底,其拥有软磁层102,软磁层具有例如5nm的厚度并由例如铁-镍合金(例如坡莫合金)构成。例如,可以借助涂层103覆盖该层,涂层103在化学和/或物理侵蚀性环境中,例如酸中保护粒子100。使这种粒子100的磁化强度饱和所需的磁选择场211的磁场强度取决于各种参数,例如粒子100的直径、用于磁层102的磁性材料101和其他参数。

对于例如10μm的直径而言,则需要大约800A/m(对应于大约1mT的通量密度)的磁场,而对于100μm直径而言,80A/m的磁场就足够了。在选择饱和磁化强度较低的材料涂层102时或在减小层102的厚度时,获得了更小值。

太阳城集团为了提供优选磁性粒子100的更多细节,本文通过将DE 10151778的对应部分以引用方式并入本文,尤其是将要求享有DE 10151778优先权的EP 1304542A2的段落16到20和段落57到61以引用方式并入本文。

太阳城集团第一子区301的尺寸一方面取决于磁选择场211的梯度强度,另一方面取决于饱和所需磁场的场强。对于磁性粒子100在80A/m的磁场强度下充分饱和以及磁选择场211的场强相当于160103A/m2的梯度(在给定空间方向上),粒子100的磁化不饱和的第一子区301具有大约1mm的尺度(在给定空间方向上)。

当在作用区域300中的磁选择场210(或梯度磁场210)上叠加另一磁场-在下文中称为磁驱动场221,就会沿着该磁驱动场221的方向相对于第二子区302移动第一子区301;该移动的程度随着磁驱动场221强度加大而加大。当所叠加的磁驱动场221随太阳城集团变化时,第一子区301的位置相应地在太阳城集团和空间上变化。在与磁驱动场221变化频带不同的另一频带(移动到更高频率)中接收或检测来自位于第一子区301中的磁性粒子100的信号是有利的。这可能是因为由于磁化特性的非线性,即由于饱和效应,导致作用区域300中的磁性粒子100的磁化强度发生变化,从而产生磁驱动场221频率的高次谐波的频率分量。

太阳城集团为了针对任何给定空间方向生成这些磁驱动场221,提供了另外三个线圈对,即第二线圈对220′、第三线圈对220″和第四线圈对220″′,在下文中将它们一起称为驱动装置220。例如,第二线圈对220′生成沿第一线圈对210′、210″或选择装置210的线圈轴线方向,即例如竖直地延伸的磁驱动场221的分量。为此,使第二线圈对220′的绕组中流过方向相同的相等电流。

提供另外两个驱动线圈对220″、220″′,以便生成沿空间中不同方向,例如在作用区域300(或患者350)的纵向方向上水平地以及在垂直于该纵向方向的方向上延伸的磁驱动场221的分量。如果将亥姆霍兹型的第三和第四线圈对220″、220″′(像用于选择装置210和驱动装置220的线圈对)用于这一目的,就必需要将这些驱动线圈对分别设置在处置区域的左右或处置区域的前后。这会影响到作用区域300或处置区域300的可达性。因此,第三和/或第四磁性线圈对220″、220″′也设置于作用区域300的上方和下方,因此,它们的绕组构型必需与第二驱动线圈对220′的不同。不过,这种线圈是从具有开放式磁体的磁共振设备(开放式MRI)领域获知的,在这种设备中,射频(RF)线圈对位于治疗区域上下,所述RF线圈对能够产生水平时变磁场。因此,本文不再赘述这种线圈的构造。

根据本发明的布置10还有利地包括接收装置230,图1中仅示意性示出了该接收装置。接收装置230通常包括能够检测由作用区域300中的磁性粒子100的磁化图案感应的信号的线圈。不过,这种线圈是从磁共振设备领域获知的,在磁共振设备中,在作用区域300周围定位例如射频(RF)线圈对,以便具有尽可能高的信噪比。因此,本文不再赘述这种线圈的构造。

在图1所示的选择装置210的替代实施例中,可以使用两个永磁体(未示出)来生成梯度磁选择场211。在这种(相对)永磁体(未示出)的两极之间的空间中,即在相对极具有相同极性的时候,形成类似于图2所示的磁场。优选地,根据本发明,还使多个永磁体至少部分地从源于变化磁驱动场的相对大涡电流的感应屏蔽开。

通常用于选择装置210、驱动装置220和接收装置230的不同部件的频率范围大致如下:选择装置210生成的磁场根本不随太阳城集团变化或者变化相对慢,优选在近似1Hz和近似100Hz之间变化;驱动装置220生成的磁场优选在近似25kHz和近似100kHz之间变化;接收装置230所敏感的磁场变化优选处于近似50kHz到近似10MHz的频率范围内。

太阳城集团图4a和4b示出了磁化特性,即,在粒子100(图4a和4b中未示出)的分散体中,这种粒子的磁化强度M随着粒子100该部分位置处的场强H的变化。看起来在场强+Hc以上和场强-Hc以下磁化强度M不再发生变化,这意味着达到饱和磁化强度。在值+Hc和-Hc之间磁化强度M是不饱和的。

图4a示出了粒子100的位置处的正弦磁场H(t)的作用效应,其中所得正弦磁场H(t)的绝对值(即“由粒子100看到的”)低于(即在没有其他磁场活动的情况下)使粒子100磁饱和所需的磁场强度。这种情况下,一个或多个粒子100的磁化强度以磁场H(t)的频率节奏在其饱和值之间往复变化。由图4a右侧的附图标记M(t)表示所得的磁化强度随太阳城集团的变化。看起来磁化强度也周期性地变化且这种粒子的磁化强度周期性地反转。

曲线中央处的线的虚线部分表示磁化强度M(t)随着正弦磁场H(t)的场强大致的平均变化。随着与该中央线的偏离,当磁场H从-Hc增大到+Hc时,磁化强度稍微向右延伸,当磁场H从+Hc减小到-Hc时,稍微向左延伸。这种已知的效应被称为磁滞效应,磁滞效应成为生热机制的依据。在曲线路径之间形成且形状和尺寸取决于材料的磁滞表面区域是对磁化强度变化时热生成的度量。

图4b示出了正弦磁场H(t)的效应,该正弦磁场H(t)上叠加了静磁场H1。因为磁化强度处于饱和状态中,在实践上其不受正弦磁场H(t)的影响。在该区域中磁化强度M(t)保持在太阳城集团上恒定。因此,磁场H(t)不会导致磁化强度状态的变化。

太阳城集团在图5到7中,在示意图中示出了李兹线250。作为范例示出了李兹线250,其在根据本发明的屏蔽装置内部提供至少一个电流承载路径。图5到7的每幅表示这种李兹线250的一个实施例的横截面图。每个李兹线250包括大量的单股线255。由此,可能增大电流承载表面,并降低处理要求的复杂性,尤其是弯折包括大量单股线的李兹线(为了形成围绕永磁体210′的螺旋式绕组)的可能性。各实施例的图示未按比例绘制,仅仅出于表达简单的目的而选择尺度。借助对每根单股线255的横截面面积求和并除以整个李兹线250的横截面面积,可以容易地求得李兹线250的填充因子。通过沿着垂直于李兹线250的纵向尺度的方向对图5到7所示的李兹线250的实施例施加压力,可以提高填充因子。优选在每根单股线255周边包围高电阻材料256,其为每根单股线255充当包层256。显然,根据本发明,优选在每根单股线255处都有这种包层材料256;不过,如果满足在李兹线第一端250′和李兹线第二端250″之间李兹线250的每根单股线255都与相邻单股线250电隔离的条件,就不需要这种连续的包层256。李兹线250的单股线255充当单个电流承载路径255且可以被视为并联且理想地具有相同阻抗的电阻器,如图5右侧所示的等效电路图所示。因此,根据本发明,优选通过扭转李兹线,使得沿着李兹线延伸方向在一个位置处一根单股线例如位于李兹线中心,沿着李兹线延伸方向在另一位置,该单股线例如位于李兹线周边。在图5所示的李兹线250的实施例中,示出了李兹线250的另一优选特征,即,在单股线255周围集中提供塑料箔绝缘体257。也可以为李兹线250的所有其他实施例提供这种塑料(例如热塑)绝缘体,但这里未示出。李兹线250的单股线255周围共同围绕的这种绝缘箔或绝缘材料257这一附加特征提供了如下优点,即有可能实现李兹线的较好电压性能。

在图6中,示意性示出了李兹线250的另一实施例的横截面图,其中该李兹线250也包括多根单股线255(如根据图5的实施例中那样),但单股线255被分成多个所谓的一级李兹线251。将这些一级李兹线251(每个均包括多根单股线255)组合到一起以形成李兹线250。在图6中,优选每根单股线255周围都有连续的包层256,但未通过附图标记表示出来。

在图7中,示意性示出了李兹线250的又一实施例的横截面图,其中该李兹线250也包括多根单股线255(如根据图5和图6的实施例中那样)和多个一级李兹线251,但一级李兹线251被分成多个所谓的二级李兹线252。将这些二级李兹线252(每一个均包括多个一级李兹线251)组合到一起以形成李兹线250。在图6中,优选每根单股线255周围都有连续的包层256,但为简单起见未示出。

太阳城集团根据本发明的一个重要目的是提供一种发明布置,从而能够针对变化磁驱动场221感应的涡电流保护至少一个永磁体210′。否则的话,这些取决于永磁体材料电导率的涡电流会导致永磁体210′的磁性材料内部温度升高。根据本发明,提出提供永磁体210′周围的屏蔽装置,在图8和9中更详细地解释了屏蔽装置。

太阳城集团在图8和9中,示意性示出了具有屏蔽装置的永磁体的不同视图。图8示出了由附图标记270标示的永磁体的侧视图。图9示出了永磁体270的俯视图。在永磁体270的周边区域的部分中,提供与永磁体270相邻或在周边包围永磁体270的屏蔽装置271。出于举例的目的,以围绕永磁体270盘绕的线的形式提供图8和9中所示的屏蔽装置271。优选地,屏蔽装置271的线为李兹线250。此外,优选围绕永磁体270螺旋形盘绕屏蔽装置271。

根据屏蔽装置的另一替代实施例,以连接或沉积在永磁体270材料上的相对高导电性的材料层(未示出)的形式提供该屏蔽装置。根据本发明,应当将相对高导电性的材料层的厚度选择为处在相关频率,即磁驱动场频率的趋肤深度的数量级。

此外,根据本发明还可以将高导电性材料提供为围绕永磁体270的板状或箔状材料,并进一步提供围绕相对高导电性的板状或箔状材料的一层或多层李兹线,其中优选设置李兹线,使其遵循永磁体270周围的涡电流的主传播方向或主传播方向的至少一个。

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