CN107003258A - 空间分辨的金属探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种金属探测器(100、300)，其具有至少第一线圈(102)，所述第一线圈用于生成沿着第一方向(119)的第一磁场(108)。所述第一线圈是具有第一线圈部分(104)和第二线圈部分(106)的分裂式线圈。线圈电源(110)向所述线圈部分单独地供应时变电功率。至少一个电传感器(116、118)测量描述被供应到至少所述第一线圈部分和所述第二线圈部分的电功率的电数据(136)。所述线圈被控制诸如以在测量区内在预定模式中移动无场点。如果金属被探测到，则所述模式被修改以用于细化对金属物体的定位。
Description
技术领域
本发明涉及金属探测器，尤其涉及对用于磁共振成像的金属探测器的使用。
背景技术
磁共振成像(MRI)提供针对医学诊断的优秀的临床图像和独有的特征。对于MRI而言必不可少的是：具有在三个不同频率域中的高磁场，尤其是在零频率处的均匀场(B0场)、在声学频率处的梯度场、以及在FM射频(60-300MHz)附近的RF场(B1场)。
如内固定物、人工关节、或起搏器的植入物通常由高导电金属制成，在所述高导电金属上，在MRI扫描器内激励涡电流。由于该效应与频率成比例，B1场主导关于MRI系统内的患者的植入物的任何耦合问题。
当今，具有植入物的患者常常不能够利用MRI系统来扫描，这是因为主要由RF涡电流诱发的局部SAR造成的安全问题。当前，并行发射系统能够以避免这些涡电流的方式对RF场进行整形。Y.Eryaman等人在Magnetic Resonance in Medicine 65：1305-1313，2011上的：“Reduction of Implant RF Heating Through Modification of Transmit CoilElectric Field”一文公开了线性而非圆极化场的使用，其实现了在植入物的位置处无电场的平面。
主要在由电场主导针对植入物的耦合的情况下，即如果植入物表现如电偶极子，则建议该技术。这对于起搏器尤其是这种情况。然而，其对于大的导电结构并不帮助太多。然而，还存在替代使用体积体线圈而转到局部发射阵列的趋势。如果植入物被定位为不过于靠近成像区域，则能够通过不使用靠近植入物的元件来简单地避免激励。因此，在扫描之前对植入物进行定位是有益的。国际申请WO2013/024449涉及在导电对象的位置处减小磁共振检查系统的RF发射场。根据初级磁共振数据找到该位置。此外，从国际申请WO2014/071196已知探测金属纳米颗粒的磁性颗粒成像系统。
发明内容
本申请在独立权利要求中提供了金属探测器、磁共振成像系统、以及计算机程序产品。在从属权利要求中给出了实施例。
如本领域技术人员将意识到的，本发明的各方面可以被实现为装置、方法、或计算机程序产品。相应地，本发明的各方面可以采取如下形式：完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留的软件、微代码等)、或者组合软件和硬件方面的实施例，其在本文中总体上全部可以被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各方面可以采取被包含在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，在所述一个或多个计算机可读介质上已包含有计算机可执行代码。
可以利用一个或多个计算机可读介质的任意组合。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。如在本文中所使用的‘计算机可读存储介质’涵盖可以存储由计算设备的处理器可执行的指令的任何有形存储介质。所述计算机可读存储介质可以被称为计算机可读非瞬态存储介质。所述计算机可读存储介质也可以被称为有形计算机可读介质。在一些实施例中，计算机可读存储介质还可以能够存储能够由计算设备的处理器访问的数据。计算机可读存储介质的范例包括，但不限于：软盘、磁硬盘驱动器、固态硬盘、闪速存储器、USB拇指驱动器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘、磁光盘、以及处理器的寄存器文件。光盘的范例包括压缩盘(CD)和数字通用盘(DVD)，例如，CD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW、或DVD-R盘。术语计算机可读存储介质还指能够经由网络或通信链路由计算机设备访问的各种类型的记录介质。例如，可以在调制调解器、因特网、或局域网上检索数据。可以使用任何适当的介质发送被包含在计算机可读介质上的计算机可执行代码，所述任何适当的介质包括，但不限于：无线的、有线的、光纤线缆的、RF等、或者前面的任何合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括例如在基带中或作为载波的一部分的传播的数据信号，在所述传播的数据信号中包含有计算机可执行代码。这样的传播的信号可以采取任何各种各样的形式，包括，但不限于：电磁的、光学的、或者其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是这样的任何计算机可读介质：其不是计算机可读存储介质，并且能够传送、传播、或传输用于由指令执行系统、装置或设备使用或者与指令执行系统、装置或设备结合使用的程序。
‘计算机存储器’或‘存储器’是计算机可读存储介质的范例。计算机存储器是可由处理器直接访问的任何存储器。‘计算机存储设备’或‘存储设备’是计算机可读存储介质的另外的范例。计算机存储设备是任何非易失性计算机可读存储介质。在一些实施例中，计算机存储设备也可以是计算机存储器，或者反之亦然。
如在本文中所使用的‘处理器’涵盖能够执行程序或机器可执行指令或计算机可执行代码的电子部件。对包括“处理器”的计算设备的引用应当被解读为能够包含多于一个的处理器或处理核。所述处理器例如可以是多核处理器。处理器也可以指代在单个计算机系统之内的或者被分布在多个计算机系统之中的处理器的集合。术语计算设备也应当被解读为能够指代每个计算设备包括一个或多个处理器的计算设备的集合或网络。计算机可执行代码可以由多个处理器来执行，所述多个处理器可以处在相同的计算设备之内或者其甚至可以跨多个计算设备分布。
计算机可执行代码可以包括令处理器执行本发明的方面的机器可执行指令或程序。用于执行针对本发明的各方面的操作的计算机可执行代码可以以一种或多种编程语言的任意组合来编写并且被编译为机器可执行指令，所述一种或多种编程语言包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言以及诸如“C”编程语言或相似编程语言的常规过程性编程语言。在一些实例中，所述计算机可执行代码可以采取高级语言的形式或者采取预编译的形式并且与在工作时生成机器可执行指令的解读器结合使用。
所述计算机可执行代码可以完全在用户的计算机上、部分在用户的计算机上(作为独立的软件包)、部分在用户的计算机上并且部分在远程计算机上、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情形下，所述远程计算机可以通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任何类型的网络连接到用户的计算机，或者可以(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)对外部计算机进行连接。
参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图、图示和/或框图来描述本发明的方面。应当理解，当可应用时，能够通过计算机可执行代码的形式的计算机程序指令来实施流程图、图示和/或框图的每个框或框的一部分。还应当理解，当不相互排斥时，可以组合不同流程图、图示和/或框图中的框的组合。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机、或者其他可编程数据处理装置的处理器以生产机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实施在流程图和/或一个或多个框图的框中所指定的功能/动作的单元。
这些计算机程序指令还可以被存储在计算机可读介质中，所述计算机可读介质能够引导计算机、其他可编程数据处理装置、或者其他设备以特定的方式来工作，使得被存储在计算机可读介质中的指令产生包括指令的制品，所述指令实施在流程图和/或一个或多个框图的框中所指定的功能/动作。
所述计算机程序指令还可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置、或者其他设备上，以令在计算机、其他可编程装置、或者其他设备上执行一系列操作步骤，从而产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实施在流程图和/或一个或多个框图的框中所指定的功能/动作的过程。
如在本文中所使用的‘用户接口’是允许用户或操作者与计算机或计算机系统进行交互的接口。‘用户接口’还可以被称为‘人机接口设备’。用户接口可以向操作者提供信息或数据和/或从操作者接收信息或数据。用户接口可以使得来自操作者的输入能够被计算机接收并且可以从计算机向用户提供输出。换言之，所述用户接口可以允许操作者控制或操控计算机，并且所述接口可以允许计算机指示操作者的控制或操控的效果。在显示器或图形用户接口上对数据或信息的显示是向操作者提供信息的范例。通过键盘、鼠标、跟踪球、触摸板、指点杆、图形输入板、操纵杆、游戏手柄、网络摄像头、耳机、变速杆、转向盘、踏板、有线手套、跳舞毯、遥控器、以及加速度计对数据的接收全都是实现对来自操作者的信息或数据的接收的用户接口部件的范例。
如在本文中所使用的‘硬件接口’涵盖使得计算机系统的处理器能够与外部计算设备和/或装置进行交互和/或控制外部计算设备和/或装置的接口。硬件接口可以允许处理器将控制信号或指令发送到外部计算设备和/或装置。硬件接口也可以使得处理器能够与外部计算设备和/或装置交换数据。硬件接口的范例包括，但不限于：通用串行总线、IEEE1394端口、并行端口、IEEE 1284端口、串行端口、RS-232端口、IEEE-488端口、蓝牙连接、无线局域网连接、TCP/IP连接、以太网连接、控制电压接口、MIDI接口、模拟输入接口、以及数字输入接口。
如在本文中所使用的‘显示器’或‘显示设备’涵盖适于显示图像或数据的输出设备或用户接口。显示器可以输出视觉、音频和/或触觉数据。显示器的范例包括，但不限于：计算机监视器、电视屏幕、触摸屏、触觉电子显示器、盲文屏幕、阴极射线管(CRT)、存储管、双稳态显示器、电子纸、矢量显示器、平板显示器、真空荧光显示器(VF)、发光二极管(LED)显示器、电致发光显示器(ELD)、等离子体显示板(PDP)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)、投影仪、以及头戴式显示器。
磁共振(MR)数据在本文中被定义为在磁共振成像扫描期间由磁共振装置的天线所记录的由原子核自旋所发射的射频信号的测量结果。磁共振数据是医学图像数据的范例。磁共振成像(MRI)图像在本文中被定义为磁共振成像数据内包含的解剖学数据的经重建的二维或三维可视化。能够使用计算机来执行该可视化。
在一个方面中，本发明提供了一种金属探测器，包括：一组线圈，其包括至少第一线圈，所述第一线圈用于在测量区内生成沿着第一方向的第一磁场。所述第一线圈是第一分裂式线圈。所述第一线圈包括第一线圈部分和第二线圈部分。所述线圈部分优选与其沿着公共轴的线圈轴对准。所述线圈轴可以具有共同沿着公共轴的部件。所述第一线圈部分和所述第二线圈部分能够被够连接到单独的电源。如果电流以相反的极性通过所述线圈部分并且所述线圈部分的绕组沿着相等取向缠绕。它们将生成具有相反极性但是沿着相同方向的磁场。场线平行于沿着所述线圈部分的公共轴的第一方向。备选地，所述线圈部分的绕组可以在相反取向上缠绕，并且相等极性的电流被供应到所述线圈部分，其将生成具有相反极性但是沿着其公共轴沿着相同方向的磁场。如果存在额外的线圈，每个由例如两个线圈部分的若干线圈部分组成，则它们产生的场线平行于第二或第三方向。
例如，所述线圈可以是圆柱形绕组线圈并且沿着线圈的圆柱对称轴，场线与线圈的方向对准。如果用于磁共振成像系统的梯度线圈被使用，则所述线圈被设计为产生在特定方向上的磁场梯度。如果所述线圈是分裂式的，则由梯度线圈的各半部产生的磁场仍指向相同的方向，但是所述场能够被创建为具有相反极性。
所述金属探测器还包括线圈电源，其用于向所述一组线圈单独地供应时变电功率。所述电源被配置用于向至少所述第一线圈部分和所述第二线圈部分供应所述时变电功率。所述金属探测器还包括至少一个电传感器，其用于测量来自所述测量区的电数据。所测量到的电数据表示由于减小的场区的移动的响应。所测量到的数据可以描述被供应到至少所述第一线圈部分和所述第二线圈部分以生成具有移动的减小的场区的时变磁场的电功率。以这种方式，所测量到的电数据描述由于减小的场区的移动而改变的所述第一线圈部分和所述第二线圈部分的电磁负载。这能够被实施的原因在于，预定电流强度被应用到相应的线圈部分并且在所述第一线圈部分和所述第二线圈部分处的电压被测量。另一实施方式是将预定电压水平应用到相应的线圈部分并且测量在所述第一线圈部分和所述第二线圈部分处的电流。在又一实施例中，所测量到的电数据描述由于减小的场区的移动造成的涡电流的响应。备选地，来自所述第一线圈部分和所述第二线圈部分的功率和相位能够被测量以导出改变的负载。这能够通过提供具有二维或三维灵敏度分布图的拾取线圈系统而实现。这样的拾取线圈被提供有处在不同的、优选正交取向处的两个或三个线圈回路。
每当相应的线圈部分被供应电流以使得所述线圈部分生成相反极性的磁场时，无场(field-free)点发生，其精确位置取决于线圈绕组的几何结构以及被供应到所述线圈绕组的电流的极性和强度两者。这直接遵循针对电磁场的麦克斯韦方程。在无场点周围，形成减小的场区，在其中存在一些磁场强度，但是显著弱于距无场点的大距离处的磁场强度，例如，由于在一位置处的所述线圈部分中的一个线圈部分所造成的、在所述位置处难以由归因于其他线圈部分的场进行补偿的最大场强。减小的场区的详细形状由线圈绕组的几何形状以及应用到线圈绕组的电流来确定。
所述金属探测器还包括存储器，所述存储器包含可执行指令和金属物体搜索模式。所述金属物体搜索模式包括电源指令以用于控制电源向一组线圈供应独立的时变电功率。所述电源指令还使所述电源向所述第一线圈部分和所述第二线圈部分供应所述独立的时变电功率，以引起所述测量区内的减小的场区。例如，被供应到两个线圈部分的功率的极性可以反转，使得在两个线圈之间存在减小的场区。所述减小的场区具有时变磁场分量，所述时变磁场分量具有低于预定磁场强度的幅度或最大幅度。所述金属物体搜索模式还使所述电源修改被供应到所述一组线圈的电流，从而在所述测量区内以预定模式中移动减小的场区。
换言之，所述金属物体搜索模式包含命令，所述命令使时变电功率以这样的方式被供应到两个线圈部分：在所述两个线圈部分之间存在减小的场区。所述金属物体搜索模式的命令调节针对所述一组线圈的时变电功率的相位和/或幅度，使得所述减小的场区遵循预定模式。
所述金属探测器还包括处理器，其用于控制所述金属探测器的操作和功能。所述指令的执行使所述处理器使用所述金属物体搜索模式来控制所述电源，从而以预定模式或者通过预定模式来移动所述减小的场区。所述指令的执行还使所述处理器利用电传感器在以所述预定模式对减小的场区的移动期间测量所述电数据。所述指令的执行还使所述处理器通过在所述减小的场区在所述预定模式中被移动时探测所述电数据的改变来确定至少一个金属物体在所述测量区内的位置。
通过向所述一组线圈供应时变电功率而创建的时变磁场具有诱发金属物体内的涡电流的效应。如果所述金属物体处在减小的场区内，则所述金属物体中的涡电流相比于当所述金属物体未处在减小的场区内时将减小。通过利用电传感器进行测量能够注意到在金属物体中诱发更多或更少涡电流的效应。因此，实施例可以具有确定金属物体的空间位置的能力。
在一些范例中，所述电功率或电流被使用正弦模式供应到所述一组线圈中的各个线圈。
在其他范例中，所述时变电功率具有一频率。所述频率通常处在数千赫兹到数百千赫兹的范围内。
在一些范例中，可以存在多于一个电传感器。例如，可以存在针对一组线圈的线圈中的每个线圈的一个传感器或多个传感器。
在另一实施例中，所述指令的执行还使所述处理器在以所述预定模式对所述减小的场区的移动期间探测到所述至少一个金属物体之后在运行中修改所述预定模式。例如，如果探测到金属物体，则金属物体被探测到的位置可以使所述处理器重新定义或改变所述模式，使得更详细地搜索所述金属物体被发现的该位置。这可以利用相当复杂的算法来实现或者可以相当简单地来实现。例如，简单算法的范例是探测到的金属物体的位置被用作针对更多定位的搜索模式的开始点。该实施例可以提供对金属物体的位置和/或尺寸的更准确或详细的定义。
在另一实施例中，所述指令的执行还使所述处理器使用经修改的金属物体搜索模式来重复对所述梯度电源的控制，从而在所述一个或多个金属物体的位置附近以另外的预定模式移动所述减小的场区，并且然后利用由至少一个电传感器所采集的新近采集的电数据来校正所述一个或多个金属物体的位置。
在另一实施例中，可以存在所述一组线圈中的多个线圈，并且磁场的方向总体上可以任意地选择。这可以使得较容易发现不同形状的物体。例如，如果存在环形物体，则可能存在其中不存在诱发的涡电流的位置。例如，如果磁弹性不被引导通过该环。
在另一实施例中，所述指令的执行还使所述处理器通过执行以下中的任一项而在以预定模式移动低场区时探测电数据的改变：探测利用所述至少一个电传感器测量到的电压的改变；探测利用所述至少一个电传感器测量到的电流的改变；探测利用所述至少一个电传感器测量到的阻抗的改变；探测所述一组线圈的端口度量测量结果的改变；探测在所述一组线圈之间测量到的跨阻抗的改变；以及其组合。
在另一实施例中，所述时变电功率是CW或连续波电功率，并且所述金属物体搜索模式是通过所述测量区的连续路径。
在另一实施例中，所述时变电功率是脉动的电功率并且所述金属物体搜索模式包括所述测量区内的一组离散位置。
在另一实施例中，所述电传感器是电流传感器和/或电压传感器和/或相位传感器。
在另一实施例中，所述一组线圈还包括第二线圈，其用于生成在第二方向上的第二磁场。
在另一实施例中，所述第二梯度线圈是第二分裂式梯度线圈。所述第二梯度线圈具有第三线圈部分和第四线圈部分。所述梯度线圈电源还被配置用于向所述第三线圈部分和所述第四线圈部分单独地供应所述时变电功率。所述金属物体搜索模式还使所述梯度电源修被改被供应到所述第三线圈部分和所述第四线圈部分的电流，以便在成像区内以预定模式移动所述减小的场区。
在另一实施例中，所述一组线圈还包括第三线圈，其用于生成在第三方向上的第二磁场。
在另一实施例中，所述第三梯度线圈是第三分裂式梯度线圈。所述第三梯度线圈具有第五线圈部分和第六线圈部分。所述梯度线圈电源还被配置用于向所述第五线圈部分和所述第六线圈部分单独地供应时变电功率。所述金属物体搜索模式还使所述梯度线圈电源修改被供应到所述第五线圈部分和所述第六线圈部分的电流，以便在成像区内以预定模式移动所述减小的场区。
在另一实施例中，所述电数据还描述被供应到所述第二梯度线圈和/或所述第三梯度线圈的电功率。
在另一方面中，本发明提供了一种用于从成像区采集磁共振数据的磁共振成像系统。所述磁共振成像系统还包括根据实施例的金属探测器。用于所述金属探测器的所述一组线圈是一组梯度线圈。所述存储器还包括脉冲序列，其用于控制所述磁共振成像系统以从所述成像区采集磁共振成像数据。所述梯度线圈被定位为在至少所述成像区中生成第一磁场、第二磁场以及第三磁场。所述测量区是成像区或者至少部分地交叠。所述第一磁场是第一梯度磁场。所述第二磁场是第二梯度磁场。所述第三磁场是第三梯度磁场。线圈电源向第一线圈、第二线圈和第三线圈供应电功率，以提供空间编码磁场以用于在磁共振数据的采集期间对成像区内的磁自旋进行空间编码。
在标准磁共振成像梯度线圈中，其通常被优化以具有线性斜率或磁场梯度。一些磁共振成像系统可以具有处在非线性斜率内的额外的梯度线圈，以用于在伪影减少中使用。这可以被称为高阶匀场(HOS)单元。在磁共振成像系统中使用梯度线圈以探测金属的位置并不依赖于斜率或场的梯度。因此，具有线性或非线性斜率的梯度线圈可以被用于确定金属物体的位置。
在一些实施例中，所述线圈电源可以包括两个不同的电源单元，一个用于在一组线圈被用作金属探测器时向所述一组线圈将供应功率，以及当所述一组线圈被用作用于采集磁共振数据的梯度线圈时的单独的电源。还能够建立能够进行这两种工作的一个电源。
在另一实施例中，所述指令的执行还使所述处理器控制所述磁共振成像系统使用所述脉冲序列来采集所述磁共振数据。所述指令的执行还使所述处理器使用所述磁共振数据来重建磁共振成像。经重建的磁共振图像例如可以被存储在计算机上的某种存储单元中，或者跨网络传送到另一计算机。经重建的磁共振图像还可以被绘制在显示器上。
在一些范例中，三个线圈在正交方向上被对准。所谓的分裂式梯度线圈可以用于一组线圈。例如，具有z梯度线圈的标准磁共振线圈可以是分裂式的。在非z方向上，所述分裂式线圈可以例如使用与2x反亥姆霍兹线圈相类似的一些装置来实现。在该范例中，三个梯度线圈中的每个具有两个端口。这共计两对引线和端部。因此，可以利用电功率单独地供应梯度线圈的每个半部。在正常操作期间，两个绕组或线圈部分通常被串联连接，使得发生相同的电流。当所述系统被用作金属探测器时，所述线圈被电分离并且功率被单独地供应到每个线圈。
在一些范例中，所述三个梯度线圈能够在正交方向上被对准。至少，第一方向不与第二或第三方向对准，并且第二和第三方向不对准。
在另一实施例中，所述脉冲序列使所述处理器使用极化射频发射场来采集磁共振数据。所述指令的执行还使所述处理器使用至少一个金属物体的位置来修改所述脉冲序列，使得所述极化RF发射场引起所述至少一个金属物体的位置处的低AC电场的区或区域。该实施例可以具有以下益处：金属物体的位置被探测到并且然后所述脉冲序列被修改，使得所述金属物体附近的RF场被降低。这可以实现经改进的成像和改进的对象安全性。
在另一实施例中，所述指令的执行还使所述处理器在探测到所述至少一个金属物体时修改所述脉冲序列以增加射频脉冲持续时间，从而减小在所述成像区中诱发的峰值射频场。
在另一实施例中，所述指令的执行还使所述处理器在探测到所述至少一个金属物体时修改所述脉冲序列以在至少一个延迟时段中延迟对所述磁共振数据的采集，从而允许所述至少一个金属物体冷却。
在另一实施例中，所述磁共振成像系统包括多通道射频系统，其用于在所述磁共振数据的采集中生成B1场。所述指令的执行还使所述处理器修改所述脉冲序列以调节所述B1场，从而减小在一个或多个金属物体的位置处的所述B1场。
在另一实施例中，所述指令的执行还使所述处理器使用至少一个金属物体的位置来计算在成像区内的空间依赖性金属物体地图(map)。
在另一实施例中，所述指令的执行还使所述处理器将所述金属物体地图叠加在所述磁共振图像上。应当注意，例如可以绘制、显示或存储所组合的图像。
在另一实施例中，所述指令的执行还使所述处理器使用所述金属物体地图来确定一个或多个金属物体的体积。所述指令的执行还使所述处理器在一个或多个金属物体的体积高于预定体积时中止对磁共振数据的采集。
在一些范例中，所提到的梯度线圈电源可以具有用于成像和用于金属探测的单独的电源。
在一些范例中，被供应到所述线圈部分的时变电功率具有在10kHz与大约100kHz之间的有效频率。
在一些范例中，所述金属物体搜索模式遵循Liassajou曲线。
在另一方面中，本发明提供了一种包括机器可执行指令的计算机程序产品，所述机器可执行指令用于处理器以控制金属探测器。所述金属探测器包括：一组线圈，其包括至少第一线圈，所述第一线圈用于生成在第一方向上的第一磁场。所述第一线圈包括第一线圈部分和第二线圈部分。如在本文中所使用的分裂式线圈涵盖这样的线圈：所述线圈能够被连接并且被用作单个线圈或者能够被打断开并且能够利用电功率来单独地供应每个部分。所述金属探测器还包括：线圈电源，其用于向所述一组线圈单独地供应时变电功率。所述线圈电源被配置用于向所述一组线圈单独地供应时变电功率。所述金属探测器还包括：至少一个电传感器，其用于测量来自所述测量区的电数据或者来自至少所述第一线圈部分和所述第二线圈部分的电数据。所述金属探测器还包括存储器，其包含金属物体搜索模式，所述金属物体搜索模式包括电源指令以用于控制所述线圈电源向所述一组线圈供应独立的时变电功率。
所述电源指令还使所述电源向至少第一线圈部分和第二线圈部分供应所述独立的时变电功率，以引起所述测量区内的减小的场区。所述减小的场区具有时变磁场分量，所述时变磁场分量具有低于预定磁场强度的幅度。所述金属物体搜索模式还使所述梯度电源修改被供应到所述第一线圈部分和所述第二线圈部分的电流，从而在所述测量区内以预定模式中移动减小的场区。
所述指令的执行使所述处理器使用所述金属物体搜索模式来控制所述梯度电源，从而以预定模式移动所述减小的场区。所述指令的执行还使所述处理器利用所述电传感器在以预定模式对减小的场区的移动期间测量所述电数据。
在另一实施例中，所述指令的执行还使所述处理器通过在以所述预定模式移动所述减小的场区时探测所述电数据的改变来确定所述测量区内的至少一个金属物体的位置。
应当理解，本发明的上述实施例中的一个或多个可以进行组合，只要组合的实施例不相互排斥。
附图说明
在下文中将仅通过范例的方式并且参考附图来描述本发明的优选实施例，在附图中：
图1图示了金属探测器的范例；
图2示出了描述如何操作图1的金属探测器的流程图的范例；
图3图示了并入使用梯度线圈的金属探测器的磁共振成像系统的范例；
图4图示了一组分裂式梯度线圈；
图5图示了由图4的梯度线圈产生的零场点；
图6进一步图示了由图4的梯度线圈产生的零场点；
图7进一步图示了由图4的梯度线圈产生的零场点；
图8图示了经修改的磁共振成像系统的一些硬件和软件特征；并且
图9图示了另外的经修改的磁共振成像系统的一些另外的硬件和软件特征。
附图标记列表
100 金属探测器
102 第一线圈
104 第一线全部分
106 第二线圈部分
108 磁场线
109 减小的场区
110 线圈电源
112 计算机
114 AC电源
116 电流传感器
118 电压传感器
119 第一方向
120 测量区
122 金属物体
124 硬件接口
126 处理器
128 计算器存储设备
130 计算机存储器
132 用户接口
134 金属物体搜索模式
136 电数据
138 金属物体的位置
140 控制模块
142 数据分析模块
300 磁共振成像系统
304 磁体
306 磁体的膛
308 成像区
310 磁场梯度线圈
314 射频线圈
316 收发器
318 对象
320 对象支撑体
322 路径
330 脉冲序列
332 磁共振数据
334 磁共振图像
340 图像重建模块
500 零场点
800 MRI梯度开关
802 MRI梯度放大器序列
900 MRI梯度接收线圈
902 探测
具体实施方式
在这些附图中相似编号的元件或者是等价元件或者执行相同的功能。如果功能是等价的，则先前已经论述的元件将不必在后面的附图中论述。
图1示出了金属探测器100的范例。所述金属探测器具有第一线圈102。第一线圈102被分裂为第一线圈部分104和第二线圈部分106。两个线圈部分104、106可以被电连接并且作为一个线圈执行，或者它们可以被单独地供电。两个线圈部分104、106生成磁场线108。在该图中能够看到，线圈执行使得它们生成处在相反方向上的电磁场。图1中的圆柱形对称线圈的使用纯粹是示范性的。所述线圈部分并不需要为圆柱形线圈。例如，所述线圈部分能够是针对磁共振成像系统的“分裂式”梯度线圈。
这导致具有低于预定阈值的磁场的减小的场区109。第一线圈102被连接到线圈电源110，所述线圈电源110继而由计算机112进行控制。在线圈电源110内示出了可以如何控制线圈104、106的表示。它们中的每个均被连接到单独的AC电源114。AC电源114具有电流传感器116和电压传感器118。这些AC电源114以及传感器116和118的使用是示范性的。能够利用仅电流传感器116或电压传感器118来执行方法。
被供应到线圈部分104、106中的每个的电源的极性被反转。通过改变被供应到线圈部分104、106中的每个的电源的幅度，能够沿着第一方向119来移动减小的场区109。当两个线圈部分被作为单个线圈来操作为时，它们生成在第一方向119上的场。当它们在分裂模式中执行时，两个线圈部分生成处在相反方向上的场，从而得到能够沿着第一方向119被移动的减小的场区109。虚线120指示其中减小的场区109能够被移动通过的测量区120。物体122是金属物体，并且被定位在指示第一方向119的线上或附近。当减小的场区109处在金属物体122上方时，存在由于交替磁场108而在金属物体122中诱发的涡电流中的减小。通过将减小的场区109移动到不同的位置，金属物体122的位置能够通过使用传感器116和118进行的测量来推断。例如，当在线圈部分104、106的附近不存在金属物体122时，能够记录初始参考数据。然后，当金属物体122处在线圈附近并且在测量区120内时能够重复相同的过程。因此，能够通过比较先前测量的数据与新采集的数据来推断金属物体122的位置。
AC电源114被示出为被连接到计算机122的硬件接口124。计算机112还包含被连接到硬件接口124的处理器126，以及计算机存储设备128、计算机存储器130和用户接口132。
计算机存储设备128被示出为包含金属物体搜索模式134。金属物体搜索模式134包含这样的指令：处理器126能够使用所述指令来控制AC电源114以移动减小的场区109，是沿着第一方向119的预定模式。计算机存储设备128还被示出为包含由传感器116和118测量到的电数据136。
计算机存储设备128还被示出为包含从电数据136推断出的金属物质138的位置。
计算机存储器130包含控制模块140。控制模块140包括使得处理器126能够控制金属探测器100的操作和功能的指令。计算机存储器130再次示出了数据分析模块42，数据分析模块42能够处理电数据136，以确定金属物体138的位置。
图1中示出的范例总体上图示了金属探测器可以如何被用于确定金属物体122的精确空间位置。在图1所示的范例中，确定沿着一个单个方向119的位置。通过添加额外的线圈，也可以确定三维中的金属物体122的位置。例如，单独地供电的分裂式线圈可以被定位在垂直或非对准的方向上，以提供另外的信息，并且能够在不同方向上移动无场区109。如果不存在背景磁场，则在其他方向上的静态和/或交替磁场可以被用于额外地控制无场区109的位置。在磁场中，额外的线圈应当也是分裂式线圈。静态磁场并不在静态金属物体中诱发任何涡电流。因此，使用交替磁场来诱发涡电流使得金属探测器100能够甚至在大的磁场区域内、诸如在磁共振成像系统内工作。如果在大的磁场内操作，则额外的线圈被添加以提供关于金属物体的位置的额外的空间信息，它们也应当是如在图1所示的分裂式线圈。
图2示出了图示操作图1的金属探测器100的方法的流程图。首先，在步骤200中，所述处理器使用金属物体搜索模式134控制电源110以根据预定模式来移动减小的场区109。接下来，在步骤202中，处理器126根据金属物体搜索模式中的预定模式而在对减小的场区109的移动期间使用传感器116和118来测量电数据136。最后，在步骤204中，处理器126使用模块142来确定测量区120内的至少一个金属物体122的位置138。这是通过以预定模式中并且在金属物体122之上移动减小的场区109时探测电数据136的改变来实现的。
图3示出了磁共振成像系统300的范例。磁共振成像系统300并入了金属探测器。磁共振成像系统300包括磁体304。磁体304是具有通过其的膛306的圆柱型超导磁体304。不同类型的磁体的使用也是可能的，例如，还能够使用分裂式圆柱形磁体和所谓的开放式磁体两者。分裂式圆柱形磁体类似于标准圆柱形磁体，除了已经将低温恒温器分裂成两段以允许接近磁体的等平面，这样的磁体例如可以与带电粒子射束治疗结合使用。开放式磁体具有两个磁体段，一个在另一个之上，其之间有足够大的空间，以接收对象：两个段的布置类似于亥姆霍兹线圈的布置。开放式磁体是常见的，因为对象受到较少约束。在圆柱形磁体的低温恒温器内部存在一组超导线圈。在圆柱形磁体304的膛306之内存在成像区108，在所述成像区中，磁场足够强且足够均匀以执行磁共振成像。
在成像区内是视场309，从所述视场中收集磁共振数据。数据是在k空间中收集的，并且然后使用傅里叶变换被变换到图像空间中。所收集的k空间数据因此还描述视场外的区域。
在磁体的膛306之内还存在一组磁场梯度线圈310，所述磁场梯度线圈被用于采集磁共振数据，以对磁体304的成像区308内的磁自旋进行空间编码。所述磁场梯度线圈是未屏蔽的磁梯度场线圈。磁场梯度线圈310被连接到磁场梯度线圈电源110。磁场梯度线圈310旨在为代表性的。通常，磁场梯度线圈310包含三个单独组的线圈，以用于在三个正交空间方向上进行空间编码。磁场梯度线圈电源向磁场梯度线圈供应电流。根据时间来控制被供应到磁场线圈310的电流，并且该电流可以是斜变的或脉冲式的。
梯度线圈310包括具有第一线圈、第二线圈和第三线圈的一组线圈。所述梯度线圈中的全部梯度线圈是分裂式线圈。在该情况下的成像区308与测量区120相同。通过将交替电源应用到分裂式梯度线圈的每个部分，能够实现减小的场区109，其能够在测量区120内移动。例如，如果在对象108内存在金属物体122，则减小的场区109能够沿着路径322移动，以探测金属物体122的位置。
邻近于成像区308的是射频线圈314，所述射频线圈用于操控成像区308之内的磁自旋的取向并且用于从也在成像区308之内的自旋接收无线电发射。射频天线可以包含多个线圈元件。所述射频天线也可以称为通道或天线。射频线圈314被连接到射频收发器316。可以由单独的发射线圈和接收线圈以及单独的发射器和接收器来替代射频线圈314和射频收发器316。应当理解，射频线圈314和射频收发器316是代表性的。射频线圈314还旨在表示专用发射天线和专用接收天线。同样地，收发器316也可以表示单独的发射器和接收器。射频线圈314还可以具有多个接收/发射元件，并且射频收发器316可以具有多个接收/发射通道。
磁场梯度线圈电源110和收发器316被连接到计算机系统112的硬件接口124。计算机系统112还包括处理器126。处理器1226被连接到硬件接口124、任选的用户接口132、计算机存储设备128、以及计算机存储器130。
计算机存储设备128被示出为远端地包含脉冲序列330。脉冲序列330是使得处理器126能够控制磁共振成像系统300以采集磁共振数据322的指令。计算机存储设备128被示为包含使用脉冲序列330采集的磁共振数据322。计算机存储设备128还被示为包含根据磁共振数据332重建的磁共振图像334。
计算机存储器130还被示为包含图像重建模块340，所述图像重建模块340被用于根据磁共振数据332来重建磁共振图像334。
使用经修改的梯度线圈系统，MRI扫描器可以被用作金属探测器。能够通过现有梯度系统中的小的修改来获得空间分辨率，其实现对单梯度通道的不对称驱动。
在一些MRI扫描器中，尤其是在与LINAC系统相组合的扫描器中，梯度线圈现今已经沿着z轴(B0场的方向)分离在两个半部中。通过使用针对这些部分的单独的通道，能够更灵活地对梯度场进行整形，而没有太多成本(仅多数条梯度线缆)。使用该灵活性来移动梯度系统的无场点(FFP)。FFP处在减小的场区内。利用该技术，能够定位患者内部的导电植入物。
图4示出了单个梯度线圈设计310的范例。在该图中示出了分裂式x和z线圈。未示出y线圈。图5、6和7示出了由图4所示的梯度线圈设计生成的场。
这样的梯度线圈产生了被设计为针对三个空间方向在其z分量中具有强梯度的磁场。如果仅z梯度线圈被开启，则产生如在图2的左侧所示的场。利用z轴线性地对z分量进行整形。另外，空间中精确地存在一个点，在所述点处，根本没有生成场。在没有任何另外的动作的情况下，该点被定位在等中心中。
利用如在图4中所示的分裂式梯度线圈，针对两个半部z＜0和z＞0电流能够在相反方向上流动。通过添加在两个半部中具有相同方向的恒定电流激励，生成了近似均匀的场。通过这两个场的叠加，结果是如在图5至7的中心绘图中概述的情况。在这种情况下。无场点在z方向上被移位。通过还使用针对两个其他方向x和y的均匀激励。能够在梯度线圈内任意地移动无场点。
图5示出了具有被示出为交叉500的无场点的由线圈310产生的磁场。减小的场区是无场点周围的邻域，其中，时间变化磁场具有低于预定阈值的幅度。因为仅时间变化磁场对于电数据而言重要，因此能够准确地确定高静态磁场内的金属的位置。
在图6中，在z方向上的均匀z磁场被叠加60％。无场点已经被移位到位置z＝-20cm。
在图7中，使用叠加在交替磁场上的70％的均匀z场和x磁场的90％，叠加将无场点移动到位置x＝20cm和z＝-10cm。能够使用被叠加在均匀场上的交替磁场来移动无场点。
标准MR z梯度线圈类似于反亥姆霍兹线圈。非z方向能够通过接近反亥姆霍兹线圈的两倍的线圈来实现。
当使用分裂式梯度线圈时，每三个梯度线圈通道具有两个端口(引线端部的两个对)。在正常操作期间，两个绕组被串联连接，并且得到相同的电流幅度I1＝I2，从而得到一个外部线圈端口。电流的取向是反之亦然的(“反”注释)，从而生成固定位置处的无场点。分裂串联连接并且允许I1＝α*I2允许对无场点进行移位。大多数MR梯度线圈是电分裂的，即，并不具有两个线圈部分的内部连接，外部的线圈端子处的固定引线以期望的方式连接对。移除所述连接并且将自由端子连接到额外的梯度线圈电源创建分裂式梯度线圈。出于特定目的(使得梯度线圈对于电离辐射透明)，开发了机械分裂的梯度线圈，该线圈具有两个半部，其中，在管的中心体积中没有铜，即，线圈对的一部分被分裂为两个半部，因此针对一个梯度取向结果的四个线圈端口。
当今使用的多数金属探测器基于脉冲或CW激励。脉冲探测器发送磁场脉冲并且在该脉冲之后立即接收涡电流的磁场。CW探测器发送恒定AC磁场并且分析在发射线圈或者在第二接收线圈中由于额外的涡电流造成的信号变形。在原理上，两种技术还能够利用非线性效应例如以对生成涡电流的材料进行分类。
这两种技术能够应用于经修改的MR扫描器中。激励被应用于扫掠FFP通过扫描器体积，提供针对每个FFP位置的特性响应。所述响应取决于利用局部场强加权的填充体积的材料的导电性。通常，金属材料具有对响应的强影响，因为其导电性是高于人类组织的导电性的量级。然而，如果FFP被移动到金属植入物的位置时，其不能够具有任何影响，因为涡电流为零。
图8示出了经修改的磁共振成像系统的一些硬件和软件特征。存在磁共振成像梯度线圈310，其被连接到任选的磁共振成像梯度开关800。例如，开关800可以被用于反转极性或者将线圈部分彼此断开连接。开关800可以被连接到磁共振成像梯度放大器或者由磁共振成像梯度放大器序列802来控制。这继而可以由磁共振成像序列或脉冲序列330来控制或者也可以由植入物探测序列或金属物体搜索模式134来控制。
图9示出了具有数个额外特征的与图8相同的特征。例如，所述系统还可以包括被定位在对象上或附近的磁共振成像梯度线圈900。例如，局部线圈可以被用于提供对象的头部附近的磁场。来自磁共振成像梯度线圈900的信号然后可以通过使用接收线圈在植入物探测序列134的执行期间来探测902，以直接测量所生成的磁场。例如，线圈可以被用作用于测量改变的磁场的专用传感器，其能够被并入到梯度线圈900中。改变的磁场还将诱发梯度线圈本身中的电流。还能够测量梯度线圈中的诱导的电流。
尽管已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述被认为是说明性或示范性的而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。
本领域技术人员通过研究附图、说明书和权利要求书，在实践要求保护的本发明时能够理解和实现所公开实施例的其他变型。在权利要求书中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，量词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以满足权利要求中记载的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载特定元件并不指示不能有利地使用这些元件的组合。计算机程序可以存储和/或分布在适当的介质上，所述介质例如是与其他硬件一起供应或作为其他硬件一部分供应的光学存储介质或固态介质，但计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线的远程通信系统。权利要求书中的任何附图标记都不得被解释为对范围的限制。
Claims (15)
1.一种金属探测器(100、300)，包括：
-一组线圈(102、310)，其包括至少第一线圈(102)，所述第一线圈用于在测量区(109)内生成沿着第一方向(119)的第一磁场(108)，其中，所述第一线圈是第一分裂式线圈，其中，所述第一线圈包括第一线圈部分(104)和第二线圈部分(106)；
-线圈电源(110)，其用于向所述一组线圈单独地供应时变电功率，其中，所述线圈电源被配置用于向至少所述第一线圈部分和所述第二线圈部分单独地供应所述时变电功率；
-至少一个电传感器(116、118)，其用于测量来自所述测量区或者来自至少所述第一线圈部分和所述第二线圈部分的电数据(136)；
-存储器(130)，其包含机器可执行指令(140、142、340)和金属物体搜索模式(134)，其中，所述金属物体搜索模式包括电源指令，所述电源指令用于控制所述线圈电源以向所述一组线圈供应独立的时变电功率，其中，所述电源指令还使所述电源向所述第一线圈部分和所述第二线圈部分供应所述独立的时变电功率，以引起在所述测量区内的无场点周围的减小的场区(109)，其中，所述减小的场区具有时变磁场分量，所述时变磁场分量具有低于预定磁场强度的幅度，其中，所述金属物体搜索模式还使所述电源修改被供应到所述一组线圈的电流，从而在所述测量区内以预定模式(322)来移动所述减小的场区；以及
-处理器，其用于控制所述金属探测器，其中，所述指令的执行使所述处理器：
-使用所述金属物体搜索模式控制(200)所述电源，从而以所述预定模式来移动所述减小的场区，
-利用所述至少一个电传感器在以所述预定模式对所述减小的场区的所述移动期间测量(202)描述对所述减小的场区的所述移动的响应的所述电数据，
-通过探测在以所述预定模式移动所述减小的场区时所述电数据的改变来确定(204)所述测量区内的至少一个金属物体的位置，其中，所述指令的执行还使所述处理器执行以下中的任一项：
-在以所述预定模式对所述减小的场区的所述移动期间探测到所述至少一个金属物体之后在运行中修改所述预定模式；并且
-使用经修改的金属物体搜索模式来重复对所述线圈电源的控制，从而在所述一个或多个金属物体的所述位置附近以另外的预定模式来移动所述减小的场区，并且然后利用新近采集的电数据来校正所述一个或多个金属物体的所述位置。
2.根据权利要求1所述的金属探测器，其中，所述电数据描述：
-由于对所述减小的场区的所述移动造成的所述第一线圈部分和所述第二线圈部分的电磁负载改变，
或者测量到的电数据描述：
-对由于对所述减小的场区的所述移动造成的涡电流的响应。
3.根据权利要求1或2所述的金属探测器，其中，所述指令的执行还使所述处理器通过执行以下中的至少一项而在以所述预定模式移动低场区时探测所述电数据的所述改变：
-探测利用所述至少一个电传感器测量到的电压的改变；
-探测利用所述至少一个电传感器测量到的电流的改变；
-探测利用所述至少一个电传感器测量到的阻抗的改变；
-探测所述一组线圈的端口矩阵测量结果的改变；
-探测在所述一组线圈之间测量到的跨阻抗的改变；以及
-其组合。
4.根据权利要求1、2或3所述的金属探测器，其中，以下中的任一项：
-所述时变电功率是CW电功率，并且所述金属物体搜索模式是通过所述测量区的连续路径，并且
-所述时变电功率是脉冲式电功率，并且金属物体搜索路径包括所述测量区内的一组离散位置。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的金属探测器，其中，所述至少一个电传感器是电流传感器(116)和/或电压传感器(118)和/或相位传感器，以探测针对所述一组线圈的所述时变电功率的相位。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的金属探测器，其中，所述一组线圈还包括第二线圈，所述第二线圈用于生成在第二方向上的第二磁场。
7.根据权利要求5所述的金属探测器，其中，所述一组线圈还包括第三线圈，所述第三线圈用于生成在第三方向上的第三磁场。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的金属探测器，其中，所述电数据还描述被供应到所述第二线圈和/或所述第三线圈的所述电功率。
9.根据权利要求6或7中的任一项所述的金属探测器，其中，所述第二线圈是第二分裂式线圈，其中，所述第三线圈是第三分裂式线圈，其中，所述第二线圈具有第三线圈部分和第四线圈部分，其中，所述第三线圈具有第五线圈部分和第六线圈部分，其中，所述线圈电源还被配置用于向所述第一线圈部分、所述第二线圈部分、所述第三线圈部分、所述第四线圈部分、所述第五线圈部分、以及所述第六线圈部分单独地供应所述时变电功率，其中，所述金属物体搜索模式还使所述线圈电源修改被供应到所述第一线圈部分、所述第二线圈部分、所述第三线圈部分、所述第四线圈部分、所述第五线圈部分、以及所述第六线圈部分的电流，从而在所述成像区内以预定模式移动所述减小的场区。
10.一种用于采集来自成像区的磁共振数据的磁共振成像系统(300)，其中，所述磁共振成像系统包括根据权利要求8所述的金属探测器，其中，所述一组线圈是一组梯度线圈(310)，其中，所述存储器还包括脉冲序列(330)，所述脉冲序列用于控制所述磁共振成像系统以采集来自所述成像区的磁共振成像数据，其中，所述一组线圈被定位为在至少所述成像区中生成第一磁场、第二磁场、以及第三磁场，其中，所述脉冲序列包括命令以控制所述线圈电源向所述第一线圈、所述第二线圈、以及所述第三线圈供应电功率，从而在所述磁共振数据的所述采集期间在所述成像区内提供用于对磁自旋进行空间编码的空间编码磁场。
11.根据权利要求10所述的磁共振成像系统，其中，所述指令的执行还使所述处理器：
-控制所述磁共振成像系统以使用所述脉冲序列来采集所述磁共振数据，并且
-使用所述磁共振数据来重建磁共振图像(334)。
12.根据权利要求10所述的磁共振成像系统，其中，所述脉冲序列使所述处理器使用极化RF发射场来采集磁共振数据，其中，所述指令的执行还使所述处理器使用所述至少一个金属物体的所述位置来修改所述脉冲序列，使得所述极化RF发射场引起在所述至少一个金属物体的所述位置处的低AC电场的区。
13.根据权利要求10、11或12所述的磁共振成像系统，其中，所述指令的执行还使所述处理器在探测到所述至少一个金属物体时执行以下中的任一项：
-修改所述脉冲序列以增加射频脉冲持续时间，从而减小在所述成像区中诱发的峰值射频场，
-修改所述脉冲序列以在至少一个延迟时段中延迟对所述磁共振数据的采集，从而允许所述至少一个金属物体冷却，以及
-其组合。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的磁共振成像系统，其中，所述磁共振成像系统包括多通道射频系统，所述多通道射频系统用于在对所述磁共振数据的采集期间生成B1场，其中，所述指令的执行还使所述处理器修改所述脉冲序列以调节所述B1场，从而减小在所述一个或多个金属物体的所述位置处的所述B1场。
15.一种包括机器可执行指令的计算机程序产品，所述机器可执行指令用于处理器以控制金属探测器(100、300)，其中，所述金属探测器包括：
-一组线圈(102、310)，其包括至少第一线圈，所述第一线圈用于在测量区(120)内生成沿着第一方向的第一磁场，其中，所述第一线圈是第一分裂式线圈，其中，所述第一线圈包括第一线圈部分和第二线圈部分；
-线圈电源(110)，其用于向一组线圈单独地供应时变电功率，其中，所述线圈电源被配置用于向所述一组线圈单独地供应所述时变电功率；
-至少一个电传感器(116、118)，其用于测量来自所述测量区或者来自至少所述第一线圈部分和所述第二线圈部分的电数据(136)；以及
-存储器(130)，其包含金属物体搜索模式(134)，其中，所述金属物体搜索模式包括电源指令，所述电源指令用于控制所述线圈电源以向所述一组线圈供应独立的时变电功率，其中，所述电源指令还使所述电源向所述第一线圈部分和所述第二线圈部分供应所述独立的时变电功率，以引起形成在所述测量区内的减小的场区(109)，其中，所述减小的场区具有时变磁场分量，所述时变磁场分量具有低于预定磁场强度的幅度，其中，所述金属物体搜索模式还使所述线圈电源修改被供应到所述一组线圈的电流，从而在所述测量区内以预定模式(322)移动所述减小的场区；其中，所述指令的执行使所述处理器：
-使用所述金属物体搜索模式来控制(200)所述线圈电源，从而以所述预定模式移动所述减小的场区，
-利用所述至少一个电传感器在以所述预定模式对所述减小的场区的所述移动期间测量(202)所述电数据，并且
-通过在以所述预定模式移动所述减小的场区时探测所述电数据的改变来确定(204)所述测量区内的至少一个金属物体的位置；并且
-在以所述预定模式对所述减小的场区的所述移动期间探测到所述至少一个金属物体之后在运行中修改所述预定模式；并且
-使用经修改的金属物体搜索模式来重复对所述线圈电源的控制，从而在所述一个或多个金属物体的所述位置附近以另外的预定模式移动所述减小的场区，并且然后利用新近采集的电数据来校正所述一个或多个金属物体的所述位置。
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