[發明專利]一種射頻線圈的混合設計方法

有效

• 申請號: 201210091111.9
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102651043A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 辛學剛;陳武凡
• 申請（專利權）人: 南方醫科大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州市越秀區海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 馬麗麗

技術領域

本發明涉及磁共振成像技術領域，具體來說，是涉及一種設計磁共振射頻線圈結構的混合方法。

背景技術

在現有的磁共振射頻線圈設計方法中，逆方法是一重要的方法。在運用該方法設計線圈時，首先需要根據具體的磁場分布需求提出一目標場，并通過該目標場求得線圈表面的電流密度，之后利用流函數技術來確定線圈回路排布，最后對其進行必要的離散化或簡化，使其能夠在工程中實踐。FDTD(Finite-Difference?Time-Domain)也是一種常用的電磁場數值計算方法。它對電磁場中電場和磁場分量在空間和時間上采取交替抽樣的離散方式，把含有時間變量的麥克斯韋方程組轉化為一組差分方程，并沿時間軸逐步推進計算空間電磁場。

逆方法從目標區域出發，設計完后，目標場可以得到非常理想的電磁分布效果，但是該方法過程中未有考慮現實情況下掃描人體負載會對線圈產生干擾，影響圖象質量，所以，想要更準確的設計線圈就需要將人體負載考慮進來。而FDTD能對復雜電磁參數電介質(例如人體)進行有效地仿真，因此應用電磁等效原理將兩種方法結合到一起來分析設計射頻線圈。逆方法是分析電磁場的常用數值方法，但是單獨使用該方法無法考慮人體產生的影響。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種射頻線圈的混合設計方法，該方法在逆方法設計過程中，將等效原理引入人體模型負載進行分析設計，從而在設計過程中將人體負載與線圈之間的相互影響關系考慮進來并且有效地消除了這種干擾影響，從而使線圈設計更加準確。

本發明通過以下技術手段實現：一種射頻線圈的混合設計方法，包括以下步驟：

(1)首先在FDTD域中建立三維人體模型；

(2)根據具體的磁場分布需求在人體負載內部靶組織區域提出一目標場；

(3)由該目標場出發，在考慮人體負載的條件下進行反演計算，得到一個電磁場分布；

(4)以步驟(3)所得的電磁場分布為基礎，重新建立一個逆方法中定義的目標場；

(5)通過新目標場求得線圈表面的電流密度；

本發明還可做以下改進：

步驟(1)中，建立三維人體模型的方法為：以人體CT斷層掃描圖像為基礎，利用相關軟件，如比利時Materialise公司的Mimics軟件，經過人工勾勒分割及體繪制三維重建方法建立，該人體模型由皮膚、脂肪、肌肉、骨、子宮和組織液六個組織部分組成，并分別給每個組織賦予相應的電磁參數。

步驟(1)中，各組織賦予的電磁參數如下：

步驟(2)中，設定靶組織表面的目標磁場是均勻的，并為了簡化計算，設定其大小為單位場強，即1亨利。

步驟(3)中，所述的反演計算方法如下：

根據麥克斯韋旋度方程：

▿×H=∂D∂t+J---(1)]]>

▿×H=-∂B∂t-Jm---(2)]]>

其中，E為電場強度，H為磁場強度，D為電通量密度，B為磁通量密度，J為電流密度，J_m為磁流密度。

在直角坐標系中上述兩式可表示為：