[发明专利]一种磁共振成像超导磁体系统的设计方法

摘要

一种磁共振成像超导磁体系统的设计方法，该方法结合线性规划和非线性优化算法在欲布置线圈的空间范围内进行全局优化搜索线圈的最佳位置，可对成像区域的形状和磁场均匀度、杂散场的限制范围和强度、电流安全裕度以及线圈中最高磁场强度进行约束，设计出的线圈具有造价低和结构简单等优点。

主权项

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。