一种核磁共振系统中的梯度线圈设计法技术方案

本发明专利技术公开了一种核磁共振系统中的梯度线圈设计法，该方法基于求解能够产生特定目标场的电流分布谐波分量系数，建立了球坐标系下场展开谐波分量与圆柱面电流分布谐波分量之间的数学关系，将传统的谐波法与目标场方法相结合，并引入模拟退火算法优化得到全局最优的电流分布。可用于设计圆柱面电流分布的自屏蔽梯度线圈，能够任意约束线圈长度，综合考虑多个设计指标，在达到较高线圈效率的同时保证了很好的线性度。利用全局搜索算法-模拟退火算法进行优化，保证了设计结果全局最优。同时设计结果直接输出电流导线实际分布的位置信息，便于工程加工制作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超导
，尤其是一种核磁共振系统中的梯度线圈设计法。
技术介绍
在MRI系统中，主磁体和一系列勻场线圈共同产生一个沿着ζ方向高度均勻的主 磁场B—为了提供MR图像的空间信息，需要加入梯度线圈产生脉冲式线性梯度场叠加在主 磁场上，使得成像空间(DSV)内磁场的ζ分量分别在x、y和ζ方向线性变化。梯度场的强 度可由下式描述权利要求1.一种核磁共振系统中的梯度线圈设计法，其特征在于包括以下步骤(1)设定预设条件，包括主线圈半径Ra及屏蔽线圈的半径Rb、布线长度La、主线圈电流 密度展开阶数A，屏蔽线圈电流密度展开阶数％，目标场展开阶数N，屏蔽场展开阶数Ns，目 标场扰动范围σ&，屏蔽场扰动范围oBs，屏蔽场测试点半径Rs，最小布线间距Clmin,目标梯 度强度G，梯度线性区DSV直径；(2)根据预设条件计算梯度线圈内部目标场系数矩阵D；(3)计算梯度线圈外部屏蔽场系数矩阵Ds;(4)运用模拟退火算法优化电流密度系数 ；(5)流函数法计算得到实际电流导线分布。2.根据权利要求1所述的核磁共振系统中的梯度线圈设计法，其特征在于，所述步骤(2)中，目标场系数矩阵D可以根据以下方法得到3.根据权利要求2所述的核磁共振系统中的梯度线圈设计法，其特征在于，所述步骤(3)中，外部屏蔽场系数矩阵Ds可以根据以下方法得到4.根据权利要求3所述的核磁共振系统中的梯度线圈设计法，其特征在于，所述步骤 ⑷包括以下步骤(a)设置优化变量优化变量1 目标场场展开矩阵Be = [Gx,O,.. 优化变量2 屏蔽场场展开矩阵Bs = [0,0,... 其中N、NS分别为目标场和屏蔽场的展开阶数t 定范围内随机扰动；(b)设置优化目标按下式计算优化时用的目标函数 f = Ii1 · Lin+k2 · eff其中Lin表示DSV内线性度，eff表示线圈效率，k^^为权重；(c)运行模拟退火算法计算得到全局最优的主线圈和屏蔽线圈电流密度系数Uq。5.根据权利要求3所述的核磁共振系统中的梯度线圈设计法，其特征在于，所述步骤 (5)流函数法计算得到实际电流导线分布可以采用以下方法半径为a的圆柱面上电流分布全文摘要本专利技术公开了一种核磁共振系统中的梯度线圈设计法，该方法基于求解能够产生特定目标场的电流分布谐波分量系数，建立了球坐标系下场展开谐波分量与圆柱面电流分布谐波分量之间的数学关系，将传统的谐波法与目标场方法相结合，并引入模拟退火算法优化得到全局最优的电流分布。可用于设计圆柱面电流分布的自屏蔽梯度线圈，能够任意约束线圈长度，综合考虑多个设计指标，在达到较高线圈效率的同时保证了很好的线性度。利用全局搜索算法-模拟退火算法进行优化，保证了设计结果全局最优。同时设计结果直接输出电流导线实际分布的位置信息，便于工程加工制作。文档编号G01R33/385GK102096053SQ20101056902公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日专利技术者唐昕 申请人:苏州安科医疗系统有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核磁共振系统中的梯度线圈设计法，其特征在于包括以下步骤：（１）设定预设条件，包括主线圈半径Ｒ↓［ａ］及屏蔽线圈的半径Ｒ↓［ｂ］、布线长度Ｌ↓［ａ］、主线圈电流密度展开阶数Ｑ↓［ａ］，屏蔽线圈电流密度展开阶数Ｑ↓［ｂ］，目标场展开阶数Ｎ，屏蔽场展开阶数Ｎ↓［ｓ］，目标场扰动范围σ↓［Ｂｅ］，屏蔽场扰动范围σ↓［Ｂｓ］，屏蔽场测试点半径Ｒ↓［ｓ］，最小布线间距ｄ↓［ｍｉｎ］，目标梯度强度Ｇ，梯度线性区ＤＳＶ直径；（２）根据预设条件计算梯度线圈内部目标场系数矩阵Ｄ；（３）计算梯度线圈外部屏蔽场系数矩阵Ｄ↓［ｓ］；（４）运用模拟退火算法优化电流密度系数Ｕ↓［ｑ］；（５）流函数法计算得到实际电流导线分布。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐昕，
申请(专利权)人：苏州安科医疗系统有限公司，
类型：发明
国别省市：32