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磁感应 断层成像系统和方法

阅读：726发布：2020-05-22

专利汇可以提供磁感应断层成像系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及磁感应断层成像系统和用于研究对象的电磁特性的方法。为了在无需增加线圈的数量的情况下提供一种高分辨率 MIT技术，提出了一种用于研究对象(2)的电磁特性的磁感应断层成像系统(1)，所述系统包括：适于生成初级磁场的一个或多个发生器线圈(4)，所述初级磁场在所述对象(2)内感应出涡流；适于感测次级磁场的一个或多个传感器线圈(5)，所述次级磁场是由于所述涡流而生成的，以及用于在作为一方面的一个或多个发生器线圈(4)和/或一个或多个传感器线圈(5)与作为另一方面的所要研究的所述对象(2)之间提供相对运动的装置(6、7、8、9)。，下面是磁感应断层成像系统和方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于研究对象(2)的电磁特性的磁感应断层成像系统(1)，所述系统包括：
-适于生成初级磁场的一个或多个发生器线圈(4)，所述初级磁场在所述对象(2)内感应出涡流，
-适于感测次级磁场的一个或多个传感器线圈(5)，所述次级磁场是由于所述涡流而生成的，其特征在于，所述系统还包括：
-用于由此在作为一方面的一个或多个发生器线圈(4)和/或一个或多个传感器线圈(5)与作为另一方面的所要研究的所述对象(2)之间提供相对运动的装置(6、7、8、9)，其中，所述运动装置(6、7、8、9)适于使一个或多个发生器线圈(4)和/或一个或多个传感器线圈(5)围绕所要研究的所述对象(2)旋转。
2.根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于：按照不对称的方式布置一个或多个发生器线圈(4)和/或一个或多个传感器线圈(5)。
3.根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于：按照阵列的形式布置一个或多个发生器线圈(4)和/或一个或多个传感器线圈(5)。
4.根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于：所述运动装置(6、7、8、9)适于使一个或多个发生器线圈(4)和/或一个或多个传感器线圈(5)独立于彼此运动。
5.根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于：所述运动装置(6、7、8、9)适于使一个或多个发生器线圈(4)和/或一个或多个传感器线圈(5)沿旋转轴(16)运动。
6.根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于：所述系统还包括用于使所要研究的所述对象(2)相对于一个或多个发生器线圈(4)和/或相对于一个或多个传感器线圈(5)运动的装置(11、8、9)，具体而言，所述装置(11、8、9)适于使所述对象(2)旋转。
7.根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于：所述系统包括用于使所要研究的所述对象(2)相对于所述一个或多个发生器线圈(4)和/或相对于所述一个或多个传感器线圈(5)在平面内从第一测量位置运动到第二测量位置的装置(11、8、9)。
8.根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于：所述系统包括用于使一个或多个发生器线圈(4)和/或一个或多个传感器线圈(5)相对于所要研究的所述对象(2)在平面内从第一测量位置运动到第二测量位置的装置(6、7、8、9)。
9.根据权利要求1所述的系统(1)，其特征在于：存在至少两个不同的发生器线圈(4)和/或至少两个不同的传感器线圈(5)。
10.一种用于研究对象(2)的电磁特性的磁感应断层成像方法，所述方法包括的步骤有：
-利用一个或多个发生器线圈(4)生成初级磁场，所述初级磁场在所述对象(2)内感应出涡流，以及
-利用一个或多个传感器线圈(5)感测次级磁场，所述次级磁场是由于所述涡流而生成的，
其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
-由此在作为一方面的一个或多个发生器线圈(4)和/或一个或多个传感器线圈(5)与作为另一方面的所要研究的所述对象(2)之间提供相对运动，其中，一个或多个发生器线圈(4)和/或一个或多个传感器线圈(5)围绕所要研究的所述对象(2)旋转。
11.一种用于研究对象(2)的电磁特性的磁感应断层成像设备，所述设备包括：
-利用一个或多个发生器线圈(4)生成初级磁场的装置，所述初级磁场在所述对象(2)内感应出涡流，以及
-利用一个或多个传感器线圈(5)感测次级磁场的装置，所述次级磁场是由于所述涡流而生成的，
其特征在于，所述设备还包括：
-由此在作为一方面的一个或多个发生器线圈(4)和/或一个或多个传感器线圈(5)与作为另一方面的所要研究的所述对象(2)之间提供相对运动的装置，其中，一个或多个发生器线圈(4)和/或一个或多个传感器线圈(5)围绕所要研究的所述对象(2)旋转。

说明书全文

磁感应断层成像系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及用于研究对象的电磁特性的磁感应断层成像系统和方法。 [0002] 背景技术

[0003] 磁感应断层成像(MIT)是一种具有工业和医学成像应用的非侵入性成像技术。与其他电成像技术相比，MIT不需要使传感器与成像对象直接接触。

[0004] MIT从一个或多个发生器线圈(也称为激励线圈)施加磁场，从而在所要研究的材料内感应出涡流。换言之，采用时变磁场激励扫描区域。导电和/或导磁材料的存在使其内的激励场扭曲。通过多个传感器线圈(也称为测量线圈、检测线圈或接收线圈)检测所述初级磁场的扰动，即，由涡流导致的次级磁场。采取多组测量，并采用其恢复对象的位置、外形和电磁特性。MIT对所有的三种无源电磁特性敏感：电导率、介电常数和磁导率。因此，例如，能够重建目标对象内的电导率贡献。具体而言，MIT适于检查生物组织，因为这样的组织的磁导率的值μR≈1。

[0005] 采用多种测量的利用MIT的图像重建是一个不适定的、不足以确定的(under-determined)非线性逆问题，可以通过对该问题进行线性化来对其进行估算，在Olaf 的“Bildgebende Verfahren in der Medizin.Von derTechnik zur medizinischen Anwendung”，Springer-Verlag，2000，章9.10和章11.6中对其给出了更为详细的说明。因此获得了下述等式：

[0006] S(x0)*(x-x0)＝b-b0

[0007] 其中S：灵敏度矩阵(导联(lead)场矩阵)，x：图像矢量(电导率)，x0：初始电导率值，b：测量矢量(利用传感器线圈测得的电压)，b0：电导率x0处的初始测得矢量。就下文而言，假设能够将灵敏度矩阵(转换矩阵)S写为：

[0008] Sx＝b

[0009] 必须对灵敏度矩阵求逆：-1

[0010] x＝S b

[0011] 可以采用不同的求逆方法实施所述求逆，例如，采用Moore-Penrose伪逆(MPS)、借助广义交叉验证技术的Tikhonov正则化(TCGV)或者借助非负性约束的Tikhonov正则化(TNN)。如果存在大量的独立测量信息(b值)，那么将能够更为容易地对灵敏度矩阵S执行求逆，该解更加稳定，并且重建图像的空间分辨率更高。

[0012] 换言之，优选需要大量的(独立)测量。包括E发生器线圈和M传感器线圈的MIT系统允许进行E(M-1)测量，其中，只有E(M-1)/2测量是独立的。因此，现有技术解决方案总是建议利用更多的线圈增加测量的数量。这样导致了非常大的、非常复杂的MIT系统。此外，这样的系统因所需的操作设备而变得非常昂贵。

[0013] 从现有技术知道的不同测量配置在以下文档中描述：WO2005/057467A；Hermann Scharfetter等人在生理学测量，英国物理学会出版社，Bristol，GB，卷26，No.2，1，2005年4月，第307-318页发表的“Anew type of gradiometer for the receiving circuit of magnetic inductiontomography(MIT)”和US5,144,236。

[0014] 发明内容

[0015] 本发明的目的在于提供一种不需要增加线圈数量的高分辨率MIT技术。根据本发明，这一目的是通过用于研究对象的电磁特性的磁感应断层成像系统实现的，所述系统包括一个或多个适于生成初级磁场的发生器线圈，所述初级磁场在对象内感应出涡流，所述系统还包括一个或多个适于感测次级磁场的传感器线圈，所述次级磁场是由于所述涡流而生成的，所述系统还包括用于在作为一方面的一个或多个发生器线圈和/或一个或多个传感器线圈与作为另一方面的所要研究的对象之间提供相对运动的装置，其中所述运动装置适于使一个或多个发生器线圈和/或一个或多个传感器线圈相对于所要研究的对象旋转。 [0016] 本发明的目的还通过用于研究对象的电磁特性的磁感应断层成像方法实现，所述方法包括的步骤有：利用一个或多个发生器线圈生成初级磁场，所述初级磁场在所述对象内感应出涡流，以及利用一个或多个传感器线圈感测次级磁场，所述次级磁场是由于所述涡流而生成的，以及由此在作为一方面的一个或多个发生器线圈和/或一个或多个传感器线圈与作为另一方面的所要研究的对象之间提供相对运动，其中一个或多个发生器线圈和/或一个或多个传感器线圈相对于所要研究的对象旋转。

[0017] 本发明的目的还通过一种计算机程序实现，所述计算机程序用于操作用于研究对象的电磁特性的磁感应断层成像系统，所述系统包括：适于生成初级磁场的一个或多个发生器线圈，所述初级磁场在所述对象内感应出涡流；适于感测次级磁场的一个或多个传感器线圈，所述次级磁场是由于所述涡流而生成的，以及用于由此在作为一方面的一个或多个发生器线圈和/或一个或多个传感器线圈与作为另一方面的所要研究的对象之间提供相对运动的装置，其中所述运动装置适于使一个或多个发生器线圈和/或一个或多个传感器线圈相对于所要研究的对象旋转。所述计算机程序包括计算机指令，当在计算机内执行所述计算机程序时，所述计算机指令自动控制所述线圈的运动和/或所述对象的运动。因而，能够基于根据本发明的计算机程序的指令实现根据本发明的必要技术效果。可以将这样的计算机程序存储在诸如CD-ROM的载体上，或者可以通过因特网或其他计算机网络得到所述计算机程序。在执行之前，通过例如利用CD-ROM播放器从载体读出所述计算机程序，或者从因特网读出所述计算机程序，并将其存储到计算机的存储器内，将所述计算机程序加载到计算机内。所述计算机尤其包括中央处理单元(CPU)、总线系统、诸如RAM或ROM等的内存装置、诸如软盘或硬盘单元等的存储装置以及输入/输出单元。或者，采用(例如)一个或多个集成电路在硬件中实现本发明的方法。

[0018] 本发明的中心思想在于使发生器线圈和/或传感器线圈相对于目标对象运动。这样，能够在无需更多线圈的情况下增加独立测量的数量。因此，能够更容易地执行对灵敏度矩阵的求逆，解更加稳定，重建图像的空间分辨率更高。基于所提出的MIT系统和方法，有可能在无需付出高昂代价并且通过复杂方式控制操作设备的情况下实现高质量图像重建。 [0019] 所述运动装置适于使一个或多个线圈相对于所要研究的对象旋转，具体而言，使一个或多个线圈围绕所述对象旋转。这包括使一个或多个发生器线圈和/或一个或多个传感器线圈相对于所述对象旋转的情况。可以优选使旋转运动与简单的环形实验布局一起使用。应用旋转运动的另一优点在于容易地采集了一组整个360°的测量信息。可以采用一个传感线圈围绕所述对象运动360°，或者采用两个等间距传感器线圈并使每个传感器线圈围绕所述对象运动180°，或者采用(例如)十六个等间距传感器线圈并使每个传感器线圈围绕所述对象运动22.5°等来收集完整的一组测量信息。所述运动装置优选适于使线圈按照任意的小步长旋转。在这些步长的每个之后，执行对次级磁场的感测。例如，通过执行10(或100)个中间步长使十六个传感器线圈中的每个覆盖22.5°的区域。这意味着，在22.5°的旋转过程中执行10(或100)次测量，即，在2.25°旋转之后(或者在0.225°旋转之后)执行一次测量。线圈运动的类型可以根据线圈布置的几何形态而变化。将基于下述在从属权利要求中界定的实施例详述本发明的这些和其他方面。

[0020] 根据本发明的优选实施例，如果按照非对称的方式布置一个或多个发生器线圈和/或一个或多个传感器线圈，甚至有可能得到更多的独立测量。使用与相对线圈运动组合的线圈的非对称布置能够实现将要在灵敏度矩阵中采用的独立测量信息的显著增加。这一实施例包括发生器线圈相对于彼此的非对称布置、传感器线圈相对于彼此的非对称布置以及发生器线圈相对于传感器线圈的非对称布置。

[0021] 在另一优选实施例中，按照阵列的形式布置一个或多个发生器线圈和/或一个或多个传感器线圈。这一实施例包括按照阵列的形式布置几个发生器线圈的情况、按照阵列的形式布置几个传感器线圈的情况以及按照阵列的形式布置一个或多个发生器线圈和一个或多个传感器线圈的情况。例如，可以使单个发生器线圈与传感器线圈的阵列协同工作，或者可以使发生器线圈的阵列与传感器线圈的阵列协同工作。由于所有的传感器线圈能够同时获得信号，因此阵列形式的线圈布置能够得到更快的扫描性能。此外，由于在采用对称布置的情况下整个360°的旋转是不必要的，因此所述系统的机械设计的复杂性必然降低。 [0022] 在本发明的另一实施例中，所述运动装置适于使一个或多个发生器线圈和/或一个或多个传感器线圈能够执行独立于彼此的运动。这一实施例包括几个发生器线圈独立于彼此运动的情况、几个传感器线圈独立于彼此运动的情况以及一个或多个发生器线圈独立于一个或多个传感器线圈运动的情况。使线圈独立运动的主要优点在于，能够实现每种可能的几何布置。换言之，能够独立地达到所有的线圈位置。

[0023] 在本发明的另一实施例中，所述运动装置适于使一个或多个发生器线圈和/或一个或多个传感器线圈沿旋转轴，即，沿z轴运动。沿z方向的运动的主要优点在于能够在不使对象运动的情况下对较大的3D区域进行检查。这样，能够实现对对象的完整扫描，并能够只采用少量的线圈获得额外的独立测量信息。

[0024] 在MIT扫描过程中，所要扫描的对象优选是静止的。但是，在本发明的另一实施例中，所述系统还包括用于使所要研究的对象相对于一个或多个发生器线圈和/或相对于一个或多个传感器线圈运动的装置，具体而言，所述装置适于使所述对象旋转。 [0025] 已经发现，与测量单元的中心相比，沿测量单元的周围以及在接近测量单元的周围处的位置，表示因指定的电导率变化而接收到多大的电压变化的MIT 扫描仪的灵敏度更高。换言之，MIT扫描仪的灵敏度朝向扫描仪的中心最低，因而MIT扫描仪的分辨率朝向扫描仪的中心最低。因而，在本发明的其他实施例中，所述系统包括用于使所述对象相对于所述MIT扫描仪在平面内从第一测量位置运动到第二测量位置的装置，和/或用于使所述MIT扫描仪相对于所要研究的对象在平面内运动的装置。换言之，在单个平面内，优选在水平平面内相对于彼此改变所要研究的对象和所述MIT扫描仪的位置。因此，所述对象相对于扫描仪的位置在测量过程中变化。所述对象的相对位置发生变化，从而提高在扫描仪的中心的灵敏度。此外，生成了较大数量的独立测量信息，从而得到了较高的图像质量。 [0026] 在本发明的另一实施例中，采用不同的线圈作为发生器和/或传感器线圈。优选采用具有不同线圈大小的多个发生器线圈和/或多个传感器线圈。具体而言，发生器和/或传感器线圈的直径和/或诸如绕线材料的直径和/或长度的其他线圈参数是不同的。因而，如果采用了这样的不同的线圈，就会生成更大数量的独立测量信息(b值)。这样，能够在无需增加线圈总数的情况下改善灵敏度矩阵的不良条件。换言之，使逆导联场矩阵的计算更具鲁棒性，即，降低了计算的不明确性。这是因为对于所述线圈中的一些而言，影响的区域是有限的，例如，减少了传感器线圈由其接收信号的区域和/或发生器线圈在其内感应出涡流的区域。附图说明

[0027] 在下文中将参考下述实施例和附图通过举例的方式详细说明本发明的这些和其他方面，其中：

[0028] 图1示出了根据本发明的MIT系统的示意性方框图；

[0029] 图2示出了第一线圈设置(“法向对准”)；

[0030] 图3示出了图2的线圈设置的顶视图；

[0031] 图4示出了第二线圈设置(“平面重力梯度仪”)；

[0032] 图5示出了图4的线圈设置的顶视图；

[0033] 图6示出了第三线圈设置(“初级场未补偿设置”)；

[0034] 图7示出了图6的线圈设置的顶视图；

[0035] 图8示出了传感器线圈的非对称布置；

[0036] 图9示出了可以沿z方向运动的测量单元；

[0037] 图10示出了可以在水平平面内运动的测量单元；

[0038] 图11示出了对象相对于MIT扫描仪的位移；以及

[0039] 图12示出了具有不同大小的线圈的布置。

具体实施方式

[0040] 图1示出了根据本发明的MIT系统1的示意性方框图。MIT系统1适于研究生物对象，尤其是导电组织2的电磁特性。MIT系统1尤其包括测量单元3。所述测量单元3包括激励模块3′和接收模块3″。激励模块3′包括功率放大器和多个适于生成时变初级磁场的发生器线圈4，所述初级磁场在组织2内感应出涡流。出于这一目的，将交流电输入到发生器线圈4内。所述接收模块3″包括测量放大器和适于感测次级磁场的多个传感器线圈5，所述交变次级磁场是由于所述涡流而生成的。MIT系统1还包括适于使一个或多个发生器线圈4相对于组织2运动的电驱动致动器6和适于使一个或多个传感器线圈5相对于组织2运动的电驱动致动器7。将致动器6、7连接至测量单元3，以控制线圈运动。将致动器6、7二者连接至中央控制单元8，从而受其控制。

[0041] 控制单元8包括具有以硬件、软件或者硬件和软件的组合的形式实现的功能模块或单元的计算机系统9。计算机系统9可以包括微处理器等以及能够加载到计算机内的软件形式的计算机程序。或者，按照硬连线计算机代码的形式实现所述计算机程序。所述计算机程序包括计算机指令，当在计算机系统9内执行所述计算机程序时，所述计算机指令能够自动控制所述线圈的运动。

[0042] 在MIT扫描过程中，所要检查的组织2是静止的。在本发明的另一实施例中，MIT系统1还包括适于使组织2相对于一个或多个发生器线圈4和/或相对于一个或多个传感器线圈5运动的致动器11。还通过控制单元8控制所述致动器11。在图1中采用虚线示出了致动器11以及致动器11和控制单元8之间的连接。

[0043] 发生器线圈4优选适于以100kHz到20MHz的激励频率工作。在本发明的优选实施例中，发生器线圈4在多个频率上工作，以实现“扫描”。例如，就所要输入到发生器线圈4内的电流而言，通过采用非正弦波形，例如，通过采用矩形波形使多个发生器线圈同时工作于2MHz和5MHz的频率上。由所得的测量信息，采用快速傅里叶变换(FFT)提取不同的频率信息。出于这一目的，将测量单元3连接至读出单元(未示出)，所述读出单元优选是与微处理器或另一计算机装置结合的数据获取单元(数据记录器)。由于不同类别的组织相对于不同的激励频率显示出不同的性态，因而，通过这一方法将得到有关所研究对象的额外信息。或者，使多个第一发生器线圈4工作于2MHz的频率上，同时，使多个第二发生器线圈4工作于5MHz的频率上。或者，可以接连采用不同的激励频率，即，在第一测量周期内，使发生器线圈4工作于(例如)2MHz的频率上，而在第二测量周期内，使发生器线圈4工作于(例如)5MHz的频率上。然而，所述第二种方法比所述第一种方法慢，但是其需要的分离结果的工作量低。优选同时，即，立刻执行对所有传感器线圈5的读出。这样，能够提高测量速度。

[0044] 例如，可以与法向线圈对准或者平面重力梯度仪设置一起来使用本发明。在图2和图3中示出了测量单元，其中，线圈4、5具有法向(即，垂直)对准。在该实施例中，测量单元3包括八个发生器线圈4和八个对应于所述发生器线圈4的传感器线圈5。为了清楚，在图2中仅示出了一个发生器线圈4。使螺线管线圈4、5围绕所要扫描的组织2呈环形布置。将发生器线圈4和传感器线圈5置于公共的平面内，其中，使传感器线圈4的轴12垂直于发生器线圈5的轴13定向。具体而言，使发生器线圈5的轴13沿径向对准，并使其指向组织2，而传感器线圈4的轴12则沿z方向对准。

[0045] 在图4和图5中，示出了平面重力梯度仪形式的线圈设置。测量单元3 还是包括八个发生器线圈4和八个对应于所述发生器线圈4的传感器线圈5。在图4中，为了清楚，仅示出了一个发生器线圈4和八个传感器线圈5中的四个。使线圈4、5围绕所要扫描的组织2呈环形布置。与在法向对准中采用相同的螺线管发生器线圈4的布置。但是，与传感器线圈5一样，采用平面重力梯度仪。将平面重力梯度仪绘制成具有相反绕向的两个矩形螺线。

[0046] 在图6和图7中，示出了具有线圈4和5的初级场未补偿对准的测量单元。传感器线圈4的轴12平行于发生器线圈5的轴13。为了清楚，仍然只示出了一个发生器线圈4。所有的螺线管线圈4、5均围绕组织2呈环形布置，并且置于共同的平面内。对于这一设置而言，本发明相对于高分辨率成像提供了极大的优势。

[0047] 在所有的三个实施例中，均可以按照一个或多个阵列的形式布置发生器线圈4和/或传感器线圈5，每一线圈阵列适于借助致动器6、7整体运动。例如，在图4和图5中，可以将八个传感器线圈5结合成一个传感器线圈阵列。因此，如果相应地控制连接至传感器线圈5的致动器7，那么所有的八个传感器线圈5将相对于组织2运动。或者，可以将所述数量的传感器线圈5划分成两个线圈阵列。由此，使每一阵列包括四个传感器线圈5，例如，四个相邻的传感器线圈5或四个任意的传感器线圈5。或者，可以将所述数量的传感器线圈5划分成任意数量的阵列。适于使每一阵列独立运动。

[0048] 致动器6、7适于使多个发生器线圈4和/或多个传感器线圈5独立于彼此运动。具体而言，致动器6、7适于使单个发生器线圈4或者发生器线圈4的阵列沿一个方向运动，(同时)使单个传感器线圈5或传感器线圈5的阵列沿另一方向，例如，沿相反方向运动。 [0049] 在环形线圈布置中，致动器6、7适于使发生器和/或传感器线圈4、5围绕位于所述线圈布置内的组织2旋转。就传感器线圈5的等间距布置而言，每一传感线圈5必须覆盖45°区域。换言之，能够通过使八个传感器线圈5构成的阵列在围绕所述组织的45°的区域上运动而获得一组360°的测量信息。采用大量的小的中间步长，例如，45个步长，利用致动器6和7执行这些运动。结果，通过线圈布置的45°旋转执行了整个MIT扫描。由此，获得了1°的分辨率。通过一种方式调整致动器6和7，从而使发生器线圈4和传感器线圈5能够独立旋转。在图2到7中，采用箭头14示出了发生器线圈4的旋转方向，采用箭头15示出了传感器线圈5的旋转方向。可以根据应用选择中间步长的数量。 [0050] 在图8中，示出了本发明的实施例，其中，采用十二个发生器线圈4和十二个传感器线圈5。为了清楚，仅示出了五个发生器线圈4a到4e和五个传感器线圈5a到5e。如图
6和图7所示，按照初级场未补偿设置布置所述线圈。按照两个“开卷(uncoiled)”条(激励模块3′和接收模块3″)的形式示出了线圈4和5的布置，其在正常情况下围绕所要扫描的对象2形成闭环。所述系统示出了发生器线圈4a到4e的非对称布置以及传感器线圈
5a到5e的对称布置。换言之，使传感器线圈5a到5e彼此等间距定位，传感器线圈5a到5e沿z方向，即，沿旋转轴16不存在位移。因而，两个传感器线圈5之间的距离为 [0051] 采用各种偏移定位作为另一方面的发生器线圈。在给定实例中，将发生器线圈4e定位在不存在任何位移的标准位置(基准位置)。使发生器线圈4a沿负z方向产生位移。
使发生器线圈4b沿正z方向产生位移。使发生器线圈4c沿“水平”方向发生位移，其示出了其原始位置的Δφ＝7.5°的负偏移。使发生器线圈4d沿“水平”方向发生位移，其示出了其原始位置的Δφ的正偏移，同时使其沿正z方向发生位移。

[0052] 在扫描过程中，使形成了单个发生器线圈阵列的发生器线圈4沿旋转方向14旋转。传感器线圈5在其所在位置保持不动。以10°的步长执行发生器线圈4的旋转。在发生器线圈阵列的360°旋转过程中，由于发生器线圈4的不对称布置，总是存在不同定位的线圈组合。换言之，每当发生器线圈阵列执行10°的运动时，发生器线圈4就会呈现出朝向对应的传感器线圈5的另一相对位置。由其得到了更多数量的可以用于图像重建的独立测量。应当将图8所示的实施例作为一个例子来理解。其他线圈位移和/或其他线圈运动也是可能的。具体而言，有可能一方面采用发生器线圈4或传感器线圈5的非对称布置或者采用非对称布置的发生器和传感器线圈4、5的组合，另一方面采用发生器线圈4或传感器线圈5的运动，或者发生器和传感器线圈4、5的组合运动。

[0053] 图9示出了另一实施例。MIT系统1的测量单元3适于沿z方向18运动。为此，提供用于使一个或多个发生器线圈4和/或一个或多个传感器线圈5沿旋转轴16运动的致动器6、7。如果在执行线圈旋转的同时执行螺旋扫描，那么MIT系统1能够随着线圈4、5跨越组织2运动而获得不停顿(nonstop)图像。

[0054] 图10和图11示出了本发明的另一实施例。顶视图(图11)示出了两个不同的测量位置。在第一测量位置19(采用虚线表示)上，使对象2位于测量单元3的中心21。在第二测量位置20上，使对象2位于测量单元3的中心21之外。可以通过使对象2相对于测量单元3运动，或者通过使测量单元3相对于对象2运动，或者通过使对象2和测量单元3相对于彼此运动而实现对象2的位移。如上所述，利用致动器6、7、包括计算机系统9的控制单元8和/或致动器11实现所述运动。

[0055] 在单个水平平面22内，即，在不使对象或扫描仪沿z轴18运动的情况下实施所述位移。在第二测量位置20上，使对象2在位移平面22内沿第一水平方向23以及沿第二水平方向24(垂直于所述第一水平方向23)发生位移。换言之，确保对象2的中心并非始终处于扫描仪的中心21内的不灵敏区域。在扫描过程中，扫描仪的不灵敏中心与对象2的不同区域吻合。因而，能够在另一测量位置上采用高灵敏度扫描最初以低灵敏度扫描了的对象2的区域。因此，由于针对不同的(例如，第一和第二)测量位置获得MIT信号，因而能够获得具有不同灵敏度的MIT信号，从而得到了提高的总体MIT分辨率。在备选实施例(未示出)中，位移平面并非是水平的，而是相对于z轴18发生倾斜。

[0056] 图12示出了本发明的另一实施例。MIT系统1包括具有不同线圈大小的发生器线圈4和具有不同线圈大小的传感器线圈5。具有较小直径的发生器线圈4′将其电磁场集中至封闭环境(close environment)。因此，能够排除可能产生于所要研究对象内的更大深度上的对测量结果的影响。此外，采用具有较大直径的发生器线圈4″激励更大的深度。具有较小直径的传感器线圈5′对其封闭环境表现出高接收灵敏度，同时在长距离上不敏感。另一方面，具有较大直径的传感器线圈5″覆盖更大的深度。通过采用这两种类型的线圈，结合了二者的优点，即，在短距离上提供高灵敏度的同时仍然覆盖所要研究的对象的更大深度。因此，能够获得重建图像的高图像质量。

[0057] 所述的MIT系统1提供了更大数量的独立测量信息。因而，能够以得到更好结果的更为轻松自在的方式解决针对图像重建要解决的不适定的非线性逆问题。 [0058] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将本实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，显然“包括”一词不排除其他元件或步骤，单数冠词不排除复数，诸如计算机系统或其他单元的单个元件可以实现权利要求中陈述的几个装置的功能。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0059] 附图标记

[0060] 1MIT系统

[0061] 2组织

[0062] 3测量单元

[0063] 4发生器线圈

[0064] S传感器线圈

[0065] 6致动器

[0066] 7致动器

[0067] 8控制单元

[0068] 9计算机系统

[0069] 10(空)

[0070] 11致动器

[0071] 12传感器线圈轴

[0072] 13发生器线圈轴

[0073] 14发生器线圈的旋转方向

[0074] 15传感器线圈的旋转方向

[0075] 16旋转轴

[0076] 17偏移

[0077] 18z轴

[0078] 19第一测量位置

[0079] 20第二测量位置

[0080] 21测量单元的中心

[0081] 22水平平面

[0082] 23第一水平方向

[0083] 24第二水平方向

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