[发明专利]自屏蔽超导核磁共振成像系统梯度线圈设计方法

摘要

一种自屏蔽超导核磁共振成像系统梯度线圈设计方法，首先对主线圈骨架区域和屏蔽线圈骨架区域进行三维连续三角网格划分，根据边界元方法，计算主线圈骨架区域和屏蔽线圈骨架区域内网格节点对目标场点产生的轴向磁感应强度系数矩阵，然后通过正则化方法，建立优化计算模型。优化计算模型包含两部分，第一部分为主线圈骨架区域和屏蔽线圈骨架区域内的网格节点在目标场点处产生的轴向磁感应强度与期望得到的目标磁感应强度之间的偏差，第二部分为网格节点的流函数曲率的平方和。求解得到主线圈骨架区域和屏蔽线圈骨架区域网格节点的流函数值，最后利用流函数方法得到梯度线圈的实际绕线分布。

主权项

一种自屏蔽超导核磁共振成像系统梯度线圈设计方法，其特征在于：所述设计方法首先将自屏蔽超导核磁共振成像系统的主线圈骨架区域和屏蔽线圈骨架区域划分为三维连续三角网格节点，将成像区域中病人床以上球形表面部分和外部5高斯杂散场约束圆柱体表面均匀划分成多个目标场点；根据边界元方法，计算自屏蔽超导核磁共振成像系统主线圈骨架区域和屏蔽线圈骨架区域内的网格节点对目标场点产生的轴向磁感应强度系数矩阵；通过正则化方法建立优化计算模型，以网格节点的流函数作为优化变量，然后利用L‑曲线法选择正则化参数λ，使得实际线圈产生的磁场与目标磁场分布的偏差满足设计要求，同时使网格节点流函数的变化率最小，从而获得网格节点流函数值的最优解；最后通过网格节点流函数与线圈绕线分布之间的关系，将流函数的最小值和流函数的最大值区间划分为N_level个等长度的小区间，通过流函数的等高线，即得到实际的线圈分布图。