[发明专利]一种磁共振成像超导磁体系统的设计方法

权利要求书

1.一种磁共振成像超导磁体系统的设计方法，其特征在于，所述方法结合线性规划算法和非线性优化算法在欲布置线圈的空间范围内求解出超导线用线量最少的全局最优的线圈结构；首先，在欲布置线圈的空间进行二维连续网格划分，每个网格点视为一个理想电流圆环，将成像球形区域和5高斯杂散场椭球表面均匀划分为若干个目标点，计算所有网格处的理想电流圆环在载有单位电流的情况下，在所有目标点处产生的磁场值；将成像区域的磁场均匀度以及5高斯杂散场的限制设置为约束条件，通过线性规划算法计算出满足约束条件且线圈总体积最小的网格点处的电流分布图；其次，根据电流分布图得到非零电流簇的数目和空间位置，将每个非零电流簇离散成螺线管线圈，并将其初始位置作为非线性优化算法的初始值，优化变量为每个螺线管线圈的内、外半径以及两个端部的轴向位置，将球形成像区域的磁场均匀度、5高斯杂散场的限制范围、线圈中最高磁场强度以及线圈运行的电流安全裕度设为约束条件，通过非线性优化算法计算出所有线圈总体积最小的线圈位置。

2.根据权利要求1所述的磁共振成像超导磁体系统的设计方法，其特征在于，所述的欲布置线圈的空间范围是具有矩形截面的螺线管形状的区域，该区域主要由矩形截面的内径、外径以及长度决定，最终所有线圈都包含于该区域内。

3.根据权利要求1或2所述的磁共振成像超导磁体系统的设计方法，其特征在于，所述的在欲布置线圈的空间进行二维连续网格划分，是在欲布置线圈的空间范围内，将矩形截面沿着径向和轴向方向分别划分若干等份，形成二维连续空间网格点。

4.根据权利要求1所述的磁共振成像超导磁体系统的设计方法，其特征在于，所述的网格电流分布图给出了每个网格点处的电流大小和方向，并且大部分网格点处的电流值为零，少部分网格的电流不为零且聚集在一起形成边界清晰的非零电流簇。

5.根据权利要求1或4所述的磁共振成像超导磁体系统的设计方法，其特征在于，根据非零电流簇在空间的分布情况，将正向电流螺线管线圈布置于非零电流簇的正值位置，将反向电流螺线管线圈布置于非零电流簇的负值位置。