專利名稱：一種核磁共振系統(tǒng)中的梯度線圈設(shè)計(jì)法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種核磁共振系統(tǒng)中的梯度線圈設(shè)計(jì)法。
背景技術(shù)：
在MRI系統(tǒng)中，主磁體和一系列勻場(chǎng)線圈共同產(chǎn)生一個(gè)沿著ζ方向高度均勻的主 磁場(chǎng)B—為了提供MR圖像的空間信息，需要加入梯度線圈產(chǎn)生脈沖式線性梯度場(chǎng)疊加在主 磁場(chǎng)上，使得成像空間(DSV)內(nèi)磁場(chǎng)的ζ分量分別在x、y和ζ方向線性變化。梯度場(chǎng)的強(qiáng) 度可由下式描述
權(quán)利要求
1.一種核磁共振系統(tǒng)中的梯度線圈設(shè)計(jì)法，其特征在于包括以下步驟(1)設(shè)定預(yù)設(shè)條件，包括主線圈半徑Ra及屏蔽線圈的半徑Rb、布線長(zhǎng)度La、主線圈電流 密度展開(kāi)階數(shù)A，屏蔽線圈電流密度展開(kāi)階數(shù)％，目標(biāo)場(chǎng)展開(kāi)階數(shù)N，屏蔽場(chǎng)展開(kāi)階數(shù)Ns，目 標(biāo)場(chǎng)擾動(dòng)范圍σ&，屏蔽場(chǎng)擾動(dòng)范圍oBs，屏蔽場(chǎng)測(cè)試點(diǎn)半徑Rs，最小布線間距Clmin,目標(biāo)梯 度強(qiáng)度G，梯度線性區(qū)DSV直徑；(2)根據(jù)預(yù)設(shè)條件計(jì)算梯度線圈內(nèi)部目標(biāo)場(chǎng)系數(shù)矩陣D；(3)計(jì)算梯度線圈外部屏蔽場(chǎng)系數(shù)矩陣Ds;(4)運(yùn)用模擬退火算法優(yōu)化電流密度系數(shù) ；(5)流函數(shù)法計(jì)算得到實(shí)際電流導(dǎo)線分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核磁共振系統(tǒng)中的梯度線圈設(shè)計(jì)法，其特征在于，所述步驟(2)中，目標(biāo)場(chǎng)系數(shù)矩陣D可以根據(jù)以下方法得到
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核磁共振系統(tǒng)中的梯度線圈設(shè)計(jì)法，其特征在于，所述步驟(3)中，外部屏蔽場(chǎng)系數(shù)矩陣Ds可以根據(jù)以下方法得到
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核磁共振系統(tǒng)中的梯度線圈設(shè)計(jì)法，其特征在于，所述步驟 ⑷包括以下步驟(a)設(shè)置優(yōu)化變量?jī)?yōu)化變量1 目標(biāo)場(chǎng)場(chǎng)展開(kāi)矩陣Be = [Gx,O,.. 優(yōu)化變量2 屏蔽場(chǎng)場(chǎng)展開(kāi)矩陣Bs = [0,0,... 其中N、NS分別為目標(biāo)場(chǎng)和屏蔽場(chǎng)的展開(kāi)階數(shù)t 定范圍內(nèi)隨機(jī)擾動(dòng)；(b)設(shè)置優(yōu)化目標(biāo)按下式計(jì)算優(yōu)化時(shí)用的目標(biāo)函數(shù) f = Ii1 · Lin+k2 · eff其中Lin表示DSV內(nèi)線性度，eff表示線圈效率，k^^為權(quán)重；(c)運(yùn)行模擬退火算法計(jì)算得到全局最優(yōu)的主線圈和屏蔽線圈電流密度系數(shù)Uq。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核磁共振系統(tǒng)中的梯度線圈設(shè)計(jì)法，其特征在于，所述步驟 (5)流函數(shù)法計(jì)算得到實(shí)際電流導(dǎo)線分布可以采用以下方法半徑為a的圓柱面上電流分布
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種核磁共振系統(tǒng)中的梯度線圈設(shè)計(jì)法，該方法基于求解能夠產(chǎn)生特定目標(biāo)場(chǎng)的電流分布諧波分量系數(shù)，建立了球坐標(biāo)系下場(chǎng)展開(kāi)諧波分量與圓柱面電流分布諧波分量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，將傳統(tǒng)的諧波法與目標(biāo)場(chǎng)方法相結(jié)合，并引入模擬退火算法優(yōu)化得到全局最優(yōu)的電流分布?？捎糜谠O(shè)計(jì)圓柱面電流分布的自屏蔽梯度線圈，能夠任意約束線圈長(zhǎng)度，綜合考慮多個(gè)設(shè)計(jì)指標(biāo)，在達(dá)到較高線圈效率的同時(shí)保證了很好的線性度。利用全局搜索算法-模擬退火算法進(jìn)行優(yōu)化，保證了設(shè)計(jì)結(jié)果全局最優(yōu)。同時(shí)設(shè)計(jì)結(jié)果直接輸出電流導(dǎo)線實(shí)際分布的位置信息，便于工程加工制作。
文檔編號(hào)G01R33/385GK102096053SQ20101056902
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者唐昕 申請(qǐng)人:蘇州安科醫(yī)療系統(tǒng)有限公司