JP5766914B2 - 作用領域において磁粉に対して影響し及び／又は磁粉を検出し及び／又は位置特定する装置 - Google Patents

Description

本発明は、作用の領域において磁粉に影響し及び／又は磁粉を検出し及び／又は配置する配列に関する。更に本発明は、作用の領域において磁粉に影響し及び／又は磁粉を検出し及び／又は配置する方法及び磁粉の使用に関する。

その種の配列はドイツ特許出願ＤＥ１０１５１７７８ Ａ１から既知である。その出版物に記述された方法の場合、相対的に弱い磁界強度を持った第１サブゾーンと相対的に強い磁界強度を持った第２サブゾーンとを検査ゾーンに形成するように、先ず磁界強度の空間分布を持つ磁場が発生される。検査ゾーンのサブゾーンの空間の位置は移動されるので、検査ゾーンの磁粉の磁化は局所的に変化する。検査ゾーンの磁粉の磁化に依存する信号は記録され、その磁化は、サブゾーンの空間の位置の移動により影響され、検査ゾーンの磁粉の空間分布に関する情報はこれらの信号から抽出されるので、検査ゾーンの画像を形成できる。そのような配列及び方法は、非破壊方法で如何なる破壊をも起こすことなく高空間分解能で検査対象の表面に近接して及び離れて任意の検査対象、例えば人体を検査するためにそれを使うことができるという利点を持つ。

ＥＰ１３０４５４２ Ａ２ ＤＥ１０１５１７７８

にもかかわらず、そのような配列の全体機構は、そのような磁粉の磁化信号のみが作用の領域の第１サブゾーンに又は近くに配置された受取手段にアクセス可能であるという実質的欠点を持つ。言い換えると既知の配列の全体機構は、駆動磁場と相互作用する磁粉を第１サブゾーンに又は第１サブゾーン近くにある定められた空間（視界）に制限し、それにより視界のカバーを制限する。既知の配列の更なる欠点は、例えば１０μｍより良い非常に高い分解能について、選択磁場は磁粉を視界の外に動かすという事実にある。

そこで本発明の目的は、先行技術の欠点が避けられるか又は少なくとも減らされる最初に述べられた配列に部分的に類似した配列を提供する事である。

上記目的は、作用の領域において磁粉に影響し及び／又は磁粉を検出し及び／又は配置する配列により達成され、その配列は駆動磁場を発生する駆動手段を含むので、磁粉の磁化は変化し、磁粉は少なくとも第１磁粉を含み、配列は更に、作用の領域において第１磁粉の磁化に依存する信号を獲得するための受取手段を含み、受取手段は少なくとも、第１信号を提供する第１受取プルーブ及び第２信号を提供する第２受取プルーブを含み、配列は更に、第１信号と第２信号とにおいて第１磁粉から生じる信号機能を決定するための検出手段を含む。

そのような配列の利点は、本発明の配列で及び／又は本発明の方法に従い測定を行うとき、作用の領域の潜在的大部分又は作用の領域の全体を連続的に考慮する事である。本発明によれば、磁粉を配置する時の空間分解能の度合い及び磁粉配置の質は、一方では作用の領域の与えられた量についての磁粉数、磁粉の大きさ及び／又は磁粉密度に依存し、他方では形状又は配列の受取手段の操作形態又はモード及び受取手段により記録された信号の時間分解能に依存する。本発明によれば、それは、個々の又は特別の磁粉を区別するために使われる例えば発振駆動磁場内部の異なる磁粉の異なる磁化応答である。異なる磁化応答は又、信号機能と呼ばれる。特に、駆動磁場内部の異なる磁粉の異なる磁化応答はバルクハウゼンジャンプ（少なくとも第１及び／又は第２磁粉の磁化の突然の変化）として与えられるが、異なる磁粉の区別できる磁化応答に導く他の物理的効果を又、本発明により使うことができる。
異なる磁粉の異なる磁化応答は多かれ少なかれ、各磁粉につき決定的であるが、異なる磁粉につき一般には非常に確率的である。本発明によれば、受取手段により並行に記録された異なる信号における異なる磁化応答を比較する事は可能なので、異なる磁化応答は一般に、記録された信号の時間領域に分離されるという事実により各磁粉の位置を再構成できる。好ましくは検出手段が提供されるので信号処理ユニットは異なる受取プルーブの異なる信号を比較し信号機能及び異なる磁粉を決定できる。本発明の好ましい実施例によれば、第１磁粉の位置特定性は第１信号及び第２信号の信号機能の振幅に依存する。異なる受取プルーブ（磁粉に対し異なる位置に置かれた）の信号の異なる磁化応答の異なる強さ（振幅）は、もしその磁粉の信号機能が検出可能なら、個々の磁粉の位置の決定を可能にする。それにより、第１磁粉及び第２磁粉の磁化は、駆動磁場により誘起された例えばバルクハウゼンジャンプに起因して区別できるという事実により、個々の磁粉を位置決定することは可能である。

更に第１磁粉及び第２磁粉の磁化は、時間領域で区別可能である事及び／又は受取手段は、多数の受取プルーブを含む事は好まれる。それにより有利に多数の異なる磁粉を区別する事は可能である。

本発明の好ましい実施例によれば、第１プルーブ及び第２プルーブは、第１信号及び第２信号を比較する事により、第１受取プルーブ及び第２受取プルーブに対する第１磁粉及び第２磁粉の空間関係についての情報にアクセスできるように置かれる。有利に、それにより相対的に良い空間分解能で磁粉を個々に配置する可能性を提供することは可能である。これは、第２受取プルーブよりも第１受取プルーブにより近く置かれた磁粉は通常、（即ち他の点で同一条件で）第２信号（第２受取プルーブにより与えられた信号）におけるよりも第１信号（第１受取プルーブにより与えられた信号）においてより強い磁化応答を誘起するという事実による。

本発明の未だ更なる好ましい実施例によれば、配列はその磁界強度の空間内にパターンを有する選択磁場を更に発生するための選択手段を含むので、弱い磁界強度を持つ第１サブゾーン及びより強い磁界強度を持つ第２サブゾーンが作用の領域に形成される。それにより、位置決定されるべき異なる個々の磁粉により経験される磁場を変える事ができ、駆動磁場のみが存在する（補助的磁場は存在せず）作用の領域の部分は減らされるので位置決定するための多くの個々の磁粉は十分小さく、受取プルーブにより配られた信号の時間領域内のこれらの磁粉の個々の磁化応答を分離することは可能である事は本発明に従い有利に可能である。そのような選択磁場（（絶対値の）磁界強度がより強い作用の領域の第２サブゾーンに比較して比較的弱い磁界強度が存在する作用の領域の第１サブゾーンの発生）無しで、且つあまりに多くの個々の磁粉が位置決定されるべきであるので受取プルーブにより配信された信号の時間領域の分離がもはや可能でない状況において、磁粉の正しい位置決定は可能でない。例えば、これは、あまりに多くの磁粉が、即ち例えばバルクハウゼンジャンプが殆ど同時に起こる時と同時に、印加された外部磁場（例えば均一駆動磁場）に起因する磁化応答を作る場合である。（通常均質の）駆動磁場の上に重ね合わされた（通常同質でない、特に勾配のように形成された）選択磁場は、異なる磁粉が経験する外部磁場の空間分布を変える。そこで、選択磁場を印加することにより、検査（作用の領域の第２サブゾーン内部に位置する磁粉に多かれ少なかれ対応する）下の個々の磁粉のサブセットについてバルクハウゼンジャンプの起きる瞬間を変えることができるので、受取プルーブにより配信された時間領域信号はより少なく混雑し（作用の領域の第１サブゾーンの又は近くの少数の磁粉により）第１サブゾーンの又は近くの磁粉の磁化応答をより簡単に分離できる。

本発明によれば、選択手段及び／又は駆動手段及び／又は受取手段を単一コイル又はソレノイドの形で少なくとも部分的に与えることができる事は理解されなければならない。しかし、分離コイルが選択手段、駆動手段及び受取手段を形成するように与えられる事は本発明によれば好ましい。更に本発明によれば、別の部品が一緒に選択手段及び／又は駆動手段及び／又は受取手段を形成するように、選択手段及び／又は駆動手段及び／又は受取手段を別々の個々の部品、特に別々の個々のコイル又はソレノイドから各々構成でき、提供でき及び／又は配置できる。特に駆動手段及び／又は受取手段について、複数部品は、特にコイル対（例えばヘルムホルツ又は反ヘルムホルツ形状で）異なる空間方向に向いた磁場の成分を発生及び／又は検出するための可能性を提供するために好ましい。

本発明によれば、駆動手段及び／又は受取手段は、少なくとも部分的にリッツ線／標準線を含み且つリッツ線は複数の個々の線を含み、各個々の線は、電気的高抵抗材料によって囲まれる事は好ましい。それにより駆動手段及び／又は受取手段内部の高電流支持面を提供することは可能である。このことは、駆動手段及び／又は受取手段を貫く静及び／又動磁場の存在下、比較的高周波を持つＡＣ電流が支持されるべき場合と、ＤＣ電流又は比較的低周波を持つＡＣ電流が駆動手段及び／又は受取手段により支持されるべき場合の両方の場合に重要である。本発明によれば、一本の線が例えばリッツ線の中央部でリッツ線の延長方向に沿った１位置にあること及びこの線が例えばリッツ線の周辺でリッツ線の延長方向に沿ったもう１つの位置にあるようにリッツ線が紡がれているのが事は好ましい。それにより、例えばリッツ線で形成されたループ内で、同じインピーダンスが個々の線により実現されるように全ての個々の線の各一本が好ましいように与えられる事は可能である。本発明の更なる好ましい実施例において、ある与えられた動作周波数帯及び電流支持路を貫くある与えられた電磁場における抵抗は、実質的に最小で、即ち熱ノイズにより支配された、特に作用の領域における磁粉の存在に起因する熱ノイズにより作られた、即ち作用の領域における（検査の）対象の存在無しでの電流支持路の抵抗は作用の領域における対象の存在下での抵抗と比較できる又はより小さいように電流支持路（例えばリッツ線の個々の線）が配置される。これは特に、選択手段及び／又は駆動手段の電流支持路の個々の電流路（例えば個々の線）、電流の強さ、コイル形状及び他の性質を注意深く定義するという手段により達成される。更にリッツ線の形での電流支持路の場合、リッツ線は、特定領域におけるリッツ線の断面積に対する個々の線の合計された断面積の比（充填率）を有し、及び／又はリッツ線の個々の線は、約１μｍから約５０μｍ、好ましくは約１０μｍから約２５μｍの直径を有する事は好ましい。それによりリッツ線内部の使用電流支持面を大いに高め、そこで選択手段及び／又は駆動手段及び／又は受取手段の全体形状の減少された抵抗を実現する事は可能である。典型的に、選択手段及び／又は駆動手段のリッツ線の充填率は、約０，３０から０，７０、好ましくは約０，５０の範囲にあり、それ故約０，０１から０，２０、好ましくは約０，０３から０，１０の範囲にある受取手段のリッツ線の充填率より高い。更に、選択手段及び／又は駆動手段のリッツ線の個々の線の半径を受取手段のリッツ線の個々の線の半径より高く選ぶことができる。本発明に従い、もし選択手段及び駆動手段が互いの磁場により貫かれているなら選択手段又は駆動手段の導電性の変化を考慮することは大変利点がある。選択手段、駆動手段及び／又は受取手段の抵抗は、与えられた環境又は貫通パターンにおいてできるだけ低く選ばれるべきである。選択手段及び駆動手段は又、「磁界発生手段」と呼ばれる。選択手段は、静（傾斜）選択磁界及び／又は約１Ｈｚから約１００Ｈｚの範囲の周波数を持つ比較的緩やかに変化する長距離選択磁界のどちらか１つを提供する磁界発生手段を含む。選択磁界の静的部分及び比較的緩やかに変化する部分の両方を永久磁石の手段により又はコイルの手段により又はそれらの組み合わせにより作ることができる。駆動手段は、約１ｋＨｚから約２００ｋＨｚ、又は５ＭＨｚまで、好ましくは約１０ｋＨｚから約１００ｋＨｚの範囲の周波数を持つ駆動磁界を提供する磁界発生手段を含む。磁界発生手段（即ち選択手段及び駆動手段）の少なくとも部分を、各磁界発生手段の各コイルの電流支持路（又はリッツ線の場合には個々の線）の半径を表皮効果がコイルの抵抗を増やさないように選ばなければならない離散コイルにより実施できる。

本発明は更に、作用の領域において磁粉に影響し及び／又は検出し及び／又は配置する方法に言及し、その方法は、
磁粉は少なくとも第１の磁粉を含み、磁粉の磁化が変化するように駆動磁場を作るステップ、
作用の領域における第１磁粉の磁化に依存し、少なくとも第１受取プルーブにより作られた第１の信号と第２受取プルーブにより作られた第２の信号とを含む信号を獲得するステップ、
第１信号及び第２信号の第１の磁粉から生じる信号機能を検出するステップ
を含む。

そのような方法の利点は、本発明の方法により測定が行われるとき作用の領域の潜在的に大きい部分又は作用の領域の全体を連続的に考慮できる事である。

本発明の大変好ましい実施例により、第１の磁粉の位置特定は、第１信号及び第２信号の信号機能の振幅に依存する。大変好ましくは信号機能の検出は、少なくとも第２の磁粉について繰り返される。本発明の更なる好ましい実施例において、その方法は、各々第１の磁粉及び第２の磁粉に関係する第１信号及び第２信号の磁化応答における時間領域において区別するステップを更に含む。これは、大変に柔軟で動的に適合性有る測定が本発明により可能であるという利点を有する。

方法が更に、第１の磁粉及び第２の磁粉の空間的関係を決定するステップを有する事は本発明により更に好ましい。それにより、磁粉の非常に正確な配置は可能である。

本発明により大変好ましくは、方法は、低磁界強度を有する第１サブゾーンと高磁界強度を有する第２サブゾーンとが作用の領域において形成されるようにその磁界強度の空間にパターンを有する選択磁場を作るステップを含む。本発明の未だ更なる好ましい実施例において、第１の磁粉及び第２磁粉の位置は、第１信号及び第２信号の分析により決定される。それにより、本発明の方法は、比較的少ない数の磁粉が位置特定される状況と比較的大きい数の磁粉が位置特定され又は分析される状況の両方に適用される。

本発明は更に、磁粉が多ドメイン磁気的挙動及び／又は強磁性挙動及び／又はフェリ磁性挙動を示す、本発明による配列又は方法における磁粉の使用に言及する。ある外部磁界に起因する磁化応答を確定的に与える性質を示す適切な磁粉の使用により、本発明による配列及び方法を多数の可能な測定シナリオに適用することは可能である。

本発明のこれらの及び他の性質、機能及び利点は、本発明の原理を実施例により描く添付図面と併用される以下の詳細な記述から明らかになる。記述は本発明の範囲を限定する事無く実施例のためのみに与えられる。以下に引用された参照数字は、添付図面について言及する。

本発明による方法を実行するための本発明による配列を概略的に示す。 受取手段と作用の範囲の更なる詳細を持った本発明による配列の更なる表現を概略的に示す。 特定の磁粉の磁化応答を含む受取手段により記録された信号の２つの例を概略的に示す。 作用の範囲に存在する磁粉の拡大図を概略的に示す。 リッツ線形状の異なる例を概略的に示す。 リッツ線形状の異なる例を概略的に示す。 リッツ線形状の異なる例を概略的に示す。

本発明は特定実施例に関し図面を参照して記述されるが、本発明は、それらには限られず、特許請求の範囲によってのみ限定される。描かれた図面は概略のみで、非制限である。図面中、幾つかの要素の大きさは誇張され、正しい縮尺で描かれていない。

単数名詞を参照して不定又は定冠詞、例えば「１つの」「その」が使われるところは、特にことわりがなければ名詞の複数を含む。

更に、明細書及び請求の範囲中の第１，第２，第３等の術語は、類似要素間を区別するために使われ、必ずしも逐次順又は発生順に記述されるためには使われない。そのように使われる術語は適切な条件で互いに交換可能で、個々に記述された発明の実施例は、ここに記述された順とは別の順で操作できる事は理解されるべきである。

更に、明細書及び請求の範囲中の最上、底、上、下等の術語は、記述目的に使われ、必ずしも相対的位置を記述するためには使われない。そのように使われる術語は適切な条件で互いに交換可能で、ここに記述された発明の実施例は、ここに記述された方向とは別の方向で操作できる事は理解されるべきである。

本明細書及び特許請求の範囲で使われる「含む」の語は、その後に挙げられた手段に制限されるものとして解釈されてはならず、それは他の要素又はステップを除外しない。このように「手段ＡとＢとを含む装置」の表現の範囲は、構成要素Ａ及びＢのみからなる装置に制限されてはならない。それは、本発明に関して、その装置の関係構成要素のみはＡ及びＢである事を意味する。

図１において、本発明の配列１０の手段により検査されるべき任意の対象が示される。図１の参照番号３５０は、この場合では最上部のみが示される患者台に配置された人間又は動物患者である対象を示す。本発明による方法の適用の前に、磁粉１００（図１では示されず）は、本発明による配列１０の作用の領域３００に配置される。特に例えば腫瘍の治療及び／又は診断処置の前に、磁粉１００は、例えば患者３５０の体に注入される磁粉１００を含む液体（図示されず）の手段により、作用の範囲３００に配置される。

本発明に従い、いわゆる駆動磁場２２１は、駆動手段２２０により作用の領域３００に発生される。駆動磁場２２１は、例えば正弦波変形を持つ駆動手段２２０のコイル中の、例えば交流電流の手段により、好ましくは時間変化する。磁粉１００は、作用の領域３００内部のこの駆動磁場２２１を経験する。

空間に如何なる与えられた方向についても駆動磁場２２１を発生するために、以下に総称して駆動手段２２０と呼ばれる即ち第１コイル対２２０‘、第２コイル対２２０“及び第３コイル対２２０“‘が提供される。例えば、第１コイル対２２０‘は、与えられた方向に、即ち例えば垂直に延びる駆動磁場２２１の構成成分を発生する。この目的のために第１コイル対２２０‘の巻き線には同じ方向に等しい電流が横断して流れる。２つのコイル対２２０“、２２０“‘は、空間の異なる方向に、例えば作用の領域３００（又は患者３５０）の長手方向に水平に、及びそれと垂直な方向に延びる駆動磁場２２１の構成成分を発生するために与えられる。もしヘルムホルツ型の第２及び第３コイル対２２０“、２２０“‘がこの目的のために使われたなら、これらのコイル対は、処置領域の左右に、この領域の前後にそれぞれ配置されなければならない。この事は作用の範囲３００又は処置領域３００のアクセス可能性に影響する。そこで、第２及び／又は第３磁性コイル対２２０“、２２０“‘は又、作用の領域３００の上下に配置され、それ故、それらの巻線形状は第１コイル対２２０‘のそれから異ならなければならない。この種のコイルはしかし、無線周波（ＲＦ）コイル対が処置領域の上下に置かれ、前記ＲＦコイル対が水平の、時間的に変化する磁場を発生する事ができる開放磁石（開放ＭＲＩ）付きの磁気共振装置の分野から既知である。そこで、そのようなコイルの構成はここでは更に詳述される必要がない。

本発明による配列１０は更に、図１に概略的にのみ示される受取手段２３０を含む。受取手段２３０は通常、作用の領域３００の磁粉１００の磁化パターンにより誘起された信号を検出できるコイルを含む。この種のコイルはしかし、できるだけ高い信号対ノイズ比を有するために、例えば無線周波（ＲＦ）コイル対が作用の範囲３００の周りに置かれた磁気共振装置の分野から既知である。そこで、そのようなコイルの構成はここでは更に詳述される必要がない。本発明に従い、受取手段の抵抗が、熱ノイズにより支配され、特に作用の領域における磁粉の存在による熱ノイズにより発生される事、即ち作用の領域における磁粉の存在無しでの電流支持路の抵抗が、作用の領域における磁粉の存在下の抵抗に比較できる又はより小さい事は好まれる。これは特に受取手段の個々の電流路、電流の強さ、線形状及び他の性質を注意深く定義するという手段により達成される。

図２は概略的に、本発明による配列１０を表し、駆動手段２２０及び受取手段２３０は、作用の領域３００並びに３つの個々の磁粉、即ち第１磁粉１１０、第２磁粉１２０及び第３磁粉１３０の表示に関し概略的に描かれる。駆動手段２２０は駆動磁場２２１を発生する。図２に描かれた例において、受取手段２３０は第１受取プルーブ２３１及び第２受取プルーブ２３２を含む。コイル又はソレノイド、例えばリッツ線の手段により好ましくは実現されるこれらの２つの受取プルーブ２３１、２３２は、好ましくは複数の第１受取プルーブ（参照符号により個々には参照されない共通構成の受取手段２３０）を代表する物として記述される。従って、３つの磁粉１１０、１２０、１３０は又、参照符号により個々には参照されない複数の磁粉の代表として記述される。

本発明により、作用の領域３００内の磁粉は、時間的に変化する駆動磁場２２０を経験する。これは、作用の領域３００の磁化の変化の結果となる。本発明により、位置特定されるべき又は検出されるべき各磁粉１１０、１２０、１３０は、受取手段２３０の手段により（本例においては第１及び第２受取プルーブ２３１，２３２の手段により）個々に検出されなければならない。もし磁粉１１０、１２０、１３０が、これらの磁粉１１０、１２０、１３０により経験される外部（駆動）磁場２２１における変化が各個々の磁粉１１０、１２０、１３０の磁化応答の多かれ少なかれ決定論的挙動の結果となるように使われるなら、これは可能である。これは図３と関連してより詳細に説明される。

図３左図は、磁粉１１０、１２０、１３０の磁化応答を含む（時間ドメイン内の）第１受取プルーブ２３１により記録された信号を概略的に示す。右図は、磁粉１１０、１２０、１３０の磁化応答を含む（時間ドメイン内の）第２受取プルーブ２３２により記録された信号を概略的に示す。第１受取プルーブ２３１の信号は以後、第１信号２３１‘と呼ばれる。第２受取プルーブ２３２の信号は以後、第１信号２３２‘と呼ばれる。第１信号２３１‘は、第１受取プルーブ２３１により見られるような作用の領域３００に存在する全ての磁粉１１０、１２０、１３０の磁化応答を含む。第２信号２３２‘は、第２受取プルーブ２３２により見られるような作用の領域３００に存在する全ての磁粉１１０、１２０、１３０の磁化応答を含む。磁粉１１０、１２０、１３０の個々の磁化応答は以後、第１磁粉１１０については第１磁化応答１１１、第２磁粉１２０については第２磁化応答１２１、第３磁粉１３０については第３磁化応答１３１と呼ばれる。第１信号２３１‘及び第２信号２３２‘についての図３のダイアグラムを比較により見られるとおり、磁化応答１１１、１２１，１３１は、それらが記録される第１及び第２受取プルーブ２３１、２３２の内の１つに依存して異なる。例えば、第１磁化応答１１１は、第２信号２３２‘におけるよりも第１信号２３１‘においてより強い（ピークがより高い及び／又は全体がより大きい）。第１受取プルーブ２３１からよりも第２受取プルーブ２３２から第１磁粉１１０のより大きい距離によりこれは説明可能である。更に例えば、第２磁化応答１２１は、第１信号２３１‘におけるよりも第２信号２３２‘においてより強い（ピークがより高い及び／又は全体がより大きい）。第２受取プルーブ２３２からよりも第１受取プルーブ２３１から第２磁粉１２０のより大きい距離によりこれは説明可能である。そこで、本発明により、受取プルーブ２３１，２３２及び／又は配列１０に対する第１磁粉１１０及び第２磁粉１２０の空間的関係を導き出す事は可能である。より多くの検出されるべき及び／又は配置られるべき磁粉について、信号２３１‘及び２３２‘は、検出されるべき多くの磁粉の重なった磁化応答により混雑する。そこで、本発明は又、選択的に、信号２３１‘及び２３２‘の興味有る部分における磁化応答を提供する多くの磁粉を減らすために作用の領域３００のサブセット（以後第１サブセットと呼ばれる）を選ぶ可能性を提供する。

本発明の配列１０に関係する１選択的機能として、図２は又、相対的低磁界強度の第１サブゾーン３０１及び相対的高磁界強度の第２サブゾーン３０２を作用の領域３００で定義するために奉仕できる（点線によってのみ定められた）選択手段２１０を概略的に描く。本発明の配列１０（選択手段２１０を持つ）のこの選択的実施例において、第１サブゾーン３０１は、いわゆる磁界自由点を含む。選択手段２１０は、図２に点線で概略的に表される一般に勾配磁場である選択磁場２１１を発生する。それは実質的に一定勾配（例えば選択手段２１０のコイル対の（例えば垂直）軸の方向に）を持ち、第１サブゾーン３０１の磁界自由点で零値に達する。この磁界自由点（図２に個々のは示されず）から開始して、（もし存在するなら）選択磁場２１１の磁界強度は、磁界自由点からの距離が増すにつれて全ての３つの空間方向に増加する。そこで、もし選択磁場２１１が活性化されたなら、第２サブゾーン３０２（即ち、磁界自由点の周りの点線により定められたサブゾーン３０１の外の作用の領域３００の残りの部分において）内の多かれ少なかれ全ての磁粉は、選択磁場２１１の相対的高磁界強度を経験し、故に選択磁場２１１の不活性状態におけるよりも駆動磁場２２１の存在下異なった風に振る舞う。そこで、もしそれらが第２サブゾーン３０２に置かれ且つもし選択磁場２１１が活性化されるなら、磁粉１１０、１２０、１３０の磁化応答１１１、１２１，１３１も又異なる。作用の領域３００の磁界自由点又は第１サブゾーン３０１は好ましくは、空間コヒーレント領域である。；それは又、点状領域又は線又は平領域である。作用の領域３００内の２つのサブゾーン３０１、３０２の位置を変えることにより、作用の領域３００の（全）磁化は変化する。作用の領域３００内の磁化を測定する事により又は磁化により影響された物理パラメータを測定する事により、作用の領域内磁粉の空間分布についての情報を、図３に関連して示されるような方法で得ることができる。

選択手段２１０、駆動手段２２０及び受取手段２３０の異なる成分のために又はにおいて通常使われる周波数帯域は以下のようである：選択手段２１０により発生される磁場は、好ましくは約１Ｈｚと約１００Ｈｚの間で、時間変化を全然しないか又は変化が比較的緩やかである。駆動手段２２０により発生される磁場は、好ましくは約１０ｋＨｚと約１００ｋＨｚの間を変化する。受取手段が鋭敏である事を予定されている磁場変化は、好ましくは約５０ｋＨｚと約１０ＭＨｚの間の周波数帯域においてである。

図４は、本発明の配列１０と共に使用可能な種類の磁粉１００の例を示す。それは例えば、球状磁性材１０１，例えば鉄―ニッケル合金又は磁性鉄を含む球を含む。化学的及び／又は物理的浸食環境、例えば酸に対して磁粉１００を保護する例えば塗布層１０３の手段によりこの磁性材１０１を覆うことができる。そのような磁粉１００の磁化の振る舞いを変えるために必要な選択磁場２１１の磁界強度は、種々のパラメータ、例えば磁粉１００の半径、使われた磁性材及び他のパラメータに依存する。変化する外部磁場に従うときバルクハウゼンジャンプの振る舞いを与える磁粉の使用は特に、本発明に従うことが好ましいが、異なる磁粉の区別可能な磁化応答に導く他の物理的効果を又、本発明により使用できる。

好ましい磁粉１００の更なる詳細のために、ＤＥ１０１５１７７８の対応部分は、ここに参照することにより組み込まれ、特にＤＥ１０１５１７７８の優先権を主張するＥＰ１３０４５４２ Ａ２のパラグラフ１６から２０と５７から６１とを参照する。

図５から７において、リッツ線２５０は概略図に示される。リッツ線２５０は選択手段２１０、駆動手段２２０及び／又は受取手段２３０内の少なくとも１つの電流支持路を与える１例として示される。図５から７の各図は、そのようなリッツ線２５０の１実施例の断面図を表す。各リッツ線２５０は複数の個々の線２５５を含む。それにより電流支持面での増加は可能で、取り扱い要求事項の複雑さ、特に複数の個々の線を含むリッツ線（コイル又はソレノイドを形成するための）を曲げる可能性、は減らされる。種々の実施例の表現は縮尺通り描かれておらず、大きさは簡易表現のためのみに選ばれた。リッツ線２５０の充填率を容易に、各個々の線２５５の断面積を合計し完全なリッツ線２５０の断面積で割り算する手段により推定できる。リッツ線２５０の長手延長に垂直な方向に図５から７に表されたリッツ線２５０の実施例に圧力を印加する手段により充填率を上げることができる。各個々の線２５５は好ましくは、各個々の線２５５のための被覆材２５６の方法で作用する電気的高抵抗材２５６により周囲を囲まれる。そのような被覆材２５６は個々の線２５５に存在する事は本発明に従い好まれることは理解されるべきである；しかしもしリッツ線２５０の各個々の線２５５が、リッツ線の第１端２５０‘とリッツ線２５０の第２端２５０“との間の隣り合う個々の線２５５から電気的に絶縁されるという条件を満足するならそのような連続被覆材２５６は必要ない。リッツ線２５０の個々の線２５５は個々の電流支持路２５５として作用し、並列に接続され且つ図５の右手側に表された等価回路図により示された理想的に同一のインピーダンスを有する抵抗器として見なされ得る。そこで本発明によれば、一本の線が例えばリッツ線の中央部でリッツ線の延長方向に沿った１位置にあること及びこの線が例えばリッツ線の周辺でリッツ線の延長方向に沿ったもう１つの位置にあるようにリッツ線が紡がれているのが事は好ましい。図５に表されたリッツ線２５０の実施例において、リッツ線２５０の更なる好ましい機能が表され、つまりプラスチック箔絶縁２５７は、個々の線２５５の周りに集合的に提供される。そのようなプラスチック（例えば熱可塑性の）の絶縁を又、リッツ線２５０の全ての他の実施例に提供できるがここでは示されない。リッツ線２５０の個々の線２５５の周りのそのような集合的プラスチック箔絶縁又は絶縁材２５７の追加的機能は、リッツ線のより良い高電圧性能が可能であるという利点を提供する。

図６においてリッツ線２５０の更なる実施例の断面図は、リッツ線２５０が又複数の（いわゆる１次リッツ線２５１に分類される）個々の線２５５（図５に従う実施例におけるが如く）を含む所に概略的に示される。これらの１次リッツ線２５１（各々は複数の個々の線２５５を含む）は、リッツ線２５０を形成するように一緒に組み合わされる。図６において、連続被覆材２５６は好ましくは、各個々の線２５５の周りに存在するが参照番号の手段によっては示されない。

図７においてリッツ線２５０の更なる実施例の断面図は、リッツ線２５０が又複数の個々の線２５５（図５及び６に従う実施例におけるが如く）及び複数のいわゆる２次リッツ線２５２に分類される１次リッツ線２５１を含む所に概略的に示される。これらの２次リッツ線２５２（各々は複数の１次リッツ線２５１を含む）は、リッツ線２５０を形成するように一緒に組み合わされる。図６において、連続被覆材２５６は好ましくは、各個々の線２５５の周りに存在するが簡略化のため示されない。

Claims (7)

1. 作用の領域において、磁粉に対して影響すること、前記磁粉を検出すること及び前記磁粉を位置特定することの少なくとも一つ以上を実行するための磁場発生手段と磁粉の空間的な配置を有する装置であって：
   少なくとも第１の磁粉を備え、前記磁粉の磁化を変えるように駆動磁場を発生するための駆動手段；
   少なくとも第１の信号を提供する第１の受信プローブと第２の信号を提供する第２の受信プローブとを具備し、前記第１と第２の受信プローブを使用して、前記作用の領域において前記第１の磁粉の磁化状態に依存する信号を獲得するための信号受信手段；
   前記第１の信号及び前記第２の信号に関して、前記第１の磁粉より生じる磁化応答の振幅を決定することにより、前記第１受信プローブおよび前記第２受信プローブから相対的に見た前記第１の磁粉の空間的位置関係を検出するための検出手段；
   を含む、装置。
2. 前記磁粉は少なくとも第２の磁粉を含み、前記第２の磁粉は、前記第１信号及び前記第２信号における前記磁化応答の振幅に依存して位置特定される請求項１記載の装置。
3. 前記検出手段は、前記駆動磁場により誘起されたバルクハウゼンジャンプに起因して、前記第１の磁粉及び前記第２の磁粉の磁化状態を区別することができ、又は前記第１の磁粉及び前記第２の磁粉の磁化応答は、前記駆動磁場により誘起されたバルクハウゼンジャンプに起因して前記検出手段により決定される請求項２記載の装置。
4. 前記第１の磁粉及び前記第２磁粉の磁化は、タイムドメインにおいて区別できる請求項３記載の装置。
5. 前記第１の信号及び前記第２の信号を比較する事により前記第１受信プローブ及び前記第２受信プローブに対する前記第１の磁粉及び前記第２の磁粉の空間的位置関係についての情報がアクセスできるように前記第１受信プローブ及び前記第２受信プローブが配置される請求項２記載の装置。
6. 低磁界強度を有する第１サブゾーンと高磁界強度を有する第１サブゾーンとが作用の領域において形成されるようにその磁界強度の空間にパターンを有する選択磁場を発生するための選択手段を含む請求項１記載の装置。
7. 前記受信手段は、多くの受信プローブを含む請求項１記載の装置。

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