一種核磁共振系統中的梯度線圈設計法的製作方法
2023-11-05 05:28:02 1
專利名稱：一種核磁共振系統中的梯度線圈設計法的製作方法
技術領域：
本發明涉及超導技術領域，尤其是一種核磁共振系統中的梯度線圈設計法。
背景技術：
在MRI系統中，主磁體和一系列勻場線圈共同產生一個沿著ζ方向高度均勻的主 磁場B—為了提供MR圖像的空間信息，需要加入梯度線圈產生脈衝式線性梯度場疊加在主 磁場上，使得成像空間(DSV)內磁場的ζ分量分別在x、y和ζ方向線性變化。梯度場的強 度可由下式描述
權利要求
1.一種核磁共振系統中的梯度線圈設計法，其特徵在於包括以下步驟(1)設定預設條件，包括主線圈半徑Ra及屏蔽線圈的半徑Rb、布線長度La、主線圈電流 密度展開階數A，屏蔽線圈電流密度展開階數％，目標場展開階數N，屏蔽場展開階數Ns，目 標場擾動範圍σ&，屏蔽場擾動範圍oBs，屏蔽場測試點半徑Rs，最小布線間距Clmin,目標梯 度強度G，梯度線性區DSV直徑；(2)根據預設條件計算梯度線圈內部目標場係數矩陣D；(3)計算梯度線圈外部屏蔽場係數矩陣Ds;(4)運用模擬退火算法優化電流密度係數 ；(5)流函數法計算得到實際電流導線分布。
2.根據權利要求1所述的核磁共振系統中的梯度線圈設計法，其特徵在於，所述步驟(2)中，目標場係數矩陣D可以根據以下方法得到
3.根據權利要求2所述的核磁共振系統中的梯度線圈設計法，其特徵在於，所述步驟(3)中，外部屏蔽場係數矩陣Ds可以根據以下方法得到
4.根據權利要求3所述的核磁共振系統中的梯度線圈設計法，其特徵在於，所述步驟 ⑷包括以下步驟(a)設置優化變量優化變量1 目標場場展開矩陣Be = [Gx,O,.. 優化變量2 屏蔽場場展開矩陣Bs = [0,0,... 其中N、NS分別為目標場和屏蔽場的展開階數t 定範圍內隨機擾動；(b)設置優化目標按下式計算優化時用的目標函數 f = Ii1 · Lin+k2 · eff其中Lin表示DSV內線性度，eff表示線圈效率，k^^為權重；(c)運行模擬退火算法計算得到全局最優的主線圈和屏蔽線圈電流密度係數Uq。
5.根據權利要求3所述的核磁共振系統中的梯度線圈設計法，其特徵在於，所述步驟 (5)流函數法計算得到實際電流導線分布可以採用以下方法半徑為a的圓柱面上電流分布
全文摘要
本發明公開了一種核磁共振系統中的梯度線圈設計法，該方法基於求解能夠產生特定目標場的電流分布諧波分量係數，建立了球坐標系下場展開諧波分量與圓柱面電流分布諧波分量之間的數學關係，將傳統的諧波法與目標場方法相結合，並引入模擬退火算法優化得到全局最優的電流分布。可用於設計圓柱面電流分布的自屏蔽梯度線圈，能夠任意約束線圈長度，綜合考慮多個設計指標，在達到較高線圈效率的同時保證了很好的線性度。利用全局搜索算法-模擬退火算法進行優化，保證了設計結果全局最優。同時設計結果直接輸出電流導線實際分布的位置信息，便於工程加工製作。
文檔編號G01R33/385GK102096053SQ20101056902
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月2日 優先權日2010年12月2日
發明者唐昕 申請人:蘇州安科醫療系統有限公司