[發(fā)明專利]一種平板型勻場線圈的設計方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110548640.6 | 申請日： | 2021-05-19 |
| 公開（公告）號： | CN113030810B | 公開（公告）日： | 2021-09-03 |
| 發(fā)明（設計）人： | 陳方;樊萌;劉朝陽;張志;馮繼文;陳俊飛;陳黎;程鑫;鮑慶嘉;汪慧娟;王佳鑫;楊李澤 | 申請（專利權）人： | 中國科學院精密測量科學與技術創(chuàng)新研究院 |
| 主分類號： | G01R33/34 | 分類號： | G01R33/34 |
| 代理公司： | 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001 | 代理人： | 李鵬 |
| 地址： | 430071 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
| 權利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 平板 型勻場 線圈 設計 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種平板型勻場線圈的設計方法，首先對線圈圓平面進行網(wǎng)格劃分；在目標圓球面上選取目標點；建立網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)和網(wǎng)格節(jié)點電流密度的有限差分關系；設置目標點磁場強度；建立網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)和目標點磁場強度軸方向分量之間的方程組；構造功耗和局部均勻分布組合約束函數(shù)，求取約束矩陣，利用Tikhonov正則化方法求解網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)的具體數(shù)值；根據(jù)網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)在對應的線圈圓平面上的分布的等勢線做等差值排布即得到勻場線圈的繞線模式。本發(fā)明可有效消除平板型磁體系統(tǒng)由于生產(chǎn)制造誤差而引入的主磁場各階不均勻磁場分量，進而提高平板型磁體系統(tǒng)主磁場的均勻性。
技術領域
本發(fā)明涉及一種應用于平板型磁體的平板型勻場線圈的設計方法。
背景技術
根據(jù)工作原理和應用領域的不同，磁共振儀器系統(tǒng)可分為核磁共振（NMR）儀器和磁共振成像（MRI）儀器以及電子順磁共振（EPR）儀器等種類，磁體是磁共振儀器系統(tǒng)最重要的部件之一，磁共振儀器性能很大程度上依賴磁體主磁場B0的均勻度，磁體主磁場均勻度越高，NMR儀器獲得的NMR信號的信噪比和分辨率越高，MRI儀器獲得的MRI圖像質(zhì)量越高。
理想狀態(tài)下，MRI設備的主磁場強度為 B0 ，然而在實際磁體制造的過程中，由于工程上的誤差，不可避免會引入各階不均勻磁場分量，影響主磁場均勻度。而在磁共振系統(tǒng)中，核磁共振（NMR）和MRI圖像的質(zhì)量很大程度上依賴主磁場的均勻度。提高主磁場均勻度的方法分為有源勻場和無緣勻場，有源勻場是通過特定電流分布的勻場線圈來實現(xiàn)的。
本發(fā)明專利為了解決平板型磁體系統(tǒng)（如：永磁體，常規(guī)電磁體，超導磁體等）主磁場不均勻性的問題，提出了一種磁共振成像用平板型勻場線圈的設計方法，使用該方法設計的勻場線圈可以消除平板型 MRI 磁體系統(tǒng)主磁場各階不均勻磁場分量，提高主磁場的均勻性（如圖1所示）。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的上述問題，提供一種平板型勻場線圈的設計方法，能消除平板型磁體系統(tǒng)主磁場各階不均勻磁場分量，提高主磁場的均勻性。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：
一種平板型勻場線圈的設計方法，包括以下步驟：
步驟1、首先對平板勻場線圈組中的平板勻場線圈一和平板勻場線圈二各自所在的線圈圓平面進行網(wǎng)格劃分獲得各個網(wǎng)格節(jié)點；
步驟2、在目標圓球面上選取目標點；
步驟3、建立網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)和網(wǎng)格節(jié)點電流密度的有限差分關系；
步驟4、設置目標點磁場強度；
步驟5、建立網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)和目標點磁場強度z軸方向分量之間的方程組；
步驟6、構造功耗和局部均勻分布組合約束函數(shù)H，根據(jù)功耗和局部均勻分布組合約束函數(shù)獲得約束矩陣 L，利用Tikhonov正則化方法求解步驟5中的網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)和目標點磁場強度z軸方向分量之間的方程組，得到網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)的具體數(shù)值；
其中，為功耗約束權重系數(shù)，為局部均勻分布權重系數(shù)，R1為線圈圓平面的半徑，為繞圓周的角度方向網(wǎng)格電流密度，為徑向方向網(wǎng)格電流密度，r為半徑變量，為網(wǎng)格節(jié)點繞圓周的角度變量；
步驟7、根據(jù)網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)在對應的線圈圓平面上的分布的等勢線做等差值排布即得到勻場線圈的繞線模式。
如上所述的步驟1中：
該專利技術資料僅供研究查看技術是否侵權等信息，商用須獲得專利權人授權。該專利全部權利屬于中國科學院精密測量科學與技術創(chuàng)新研究院，未經(jīng)中國科學院精密測量科學與技術創(chuàng)新研究院許可，擅自商用是侵權行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權和技術合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202110548640.6/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
