[发明专利]用于分离磁性粒子的方法和布置、磁性粒子以及磁性粒子的用途

说明书

技术领域

本发明涉及用于分离磁性粒子的方法。此外，本发明涉及用于分离磁 性粒子的设备、磁性粒子以及磁性粒子的用途。

背景技术

从德国专利申请DE 101 51 778 A1已知一种磁性粒子成像的方法。在 该公开中描述的方法的情况下，首先生成具有磁场强度的空间分布的磁场， 从而在检查区中形成具有相对低的磁场强度的第一子区和具有相对高的磁 场强度的第二子区。然后移动子区在检查区中的空间位置，从而使得检查 区中粒子的磁化强度局部变化。记录取决于检查区中已经受到子区空间位 置移动的影响的磁化强度的信号，并且从这些信号中提取与检查区中磁性 粒子的空间分布相关的信息，从而可以形成检查区的图像。这种设备和这 种方法具有以下优点，即它可用于以无损方式检查任意检查对象——例如 人体——而不会造成任何损伤，并且在靠近检查对象表面处和远离检查对 象表面处均具有高的空间分辨率。

这种已知设备的性能强烈地取决于示踪剂材料(即磁性粒子的材料) 的性能。总是需要增大已知设备的信噪比以便提高分辨率并将这种方法应 用于更多的应用。

发明内容

因此本发明的目标是提供一种方法从而产生改进的磁性粒子，尤其应 用于磁性粒子成像。

上述目标通过一种用于分离磁性粒子的方法而实现，其中磁性粒子包 括粒子易磁化方向，所述方法包括以下步骤：使磁性粒子受到第一磁场的 作用，从而使得粒子易磁化方向被定向为平行于第一磁场的磁场矢量，此 外，使磁性粒子受到第二磁场的作用，第二磁场具有相对于第一磁场的磁 场矢量旋转一角度的取向，并且此外，对磁性粒子施加分离力。

这种方法的优点在于，有可能获得具有比较明显的其磁化强度的各向 异性强度分布的磁性粒子，由此在用于磁性粒子成像技术的背景中时增大 信噪比。在本发明的背景中，术语“磁性粒子的磁化强度的各向异性强度” 表示为了明显改变一个或多个磁性粒子的磁化强度所必需的外部磁场(相 对于所述一个或多个磁性粒子的外部)。这一解释与涉及术语“磁性粒子的 各向异性”或“场的各向异性”的其他定义强烈相关，例如用多个各向异 性常数来表达与不同空间方向有关的不同能量(能量面)。在本发明的背景 中，术语“磁性粒子的磁化强度的各向异性强度”与可量化的参数有关。 对于术语“平行于第一磁场的磁场矢量的粒子易磁化方向的取向”，应该理 解，在玻尔兹曼分布的意义上，多个磁性粒子的易磁化方向优选被定向为 平行于第一磁场的磁场矢量。

根据本发明的优选实施例，第二磁场包括用于对磁性粒子施加分离力 的磁场梯度。由此，有可能实现一种根据其磁化强度的各向异性强度来有 效分离磁性粒子的比较简单的方法。在这一实施例中，还优选提供第一磁 场为均匀磁场。由此，有可能获得平行于第一磁场的磁场矢量的粒子易磁 化方向的非常良好定义的取向，而不在不必要的或随机的方向上施加力。

根据本发明的另一优选实施例，通过包括磁场梯度的第三磁场来对磁 性粒子施加分离力。由此，优选有可能以均匀磁性的形式提供第二磁场并 通过第三磁场来分离磁性粒子，由此，相对于第二磁场包括磁场梯度并施 加分离力的情况增加本发明的方法的分离能力。

根据本发明的另一优选实施例，磁性粒子是根据其磁化强度的各向异 性强度而被分离的。这允许生成具有良好定义的其磁化强度的各向异性强 度的磁性粒子，即具有这一特性的比较明显的定界分布。

根据本发明的又一优选实施例，磁性粒子是单畴磁性粒子，也被称为 单一畴磁性粒子。

根据本发明的一实施例，优选第二磁场或第三磁场被提供为由在单根 电线中流过的电流产生的磁场。由此，有可能以相对简单的方式产生梯度 磁场。

此外，根据本发明的一个实施例，优选当启用第二磁场时停用第一磁 场，反之亦然。由此，有利的是有可能选择性影响具有所定义的其磁化强 度的各向异性强度的磁性粒子，从而使得它们可以被有效分离。

此外，根据本发明的又一实施例，优选第一和第二磁场的启用和停用 的频率被包括在大约1kHz至大约100MHz的范围内，优选在大约200kHz 至大约5MHz的范围内。由此，有利的是有可能使本发明的方法适于多个 不同的磁性粒子，例如不同尺寸的和/或不同环境的磁性粒子。