本文關(guān)鍵詞：插入式MRI梯度線圈設(shè)計(jì)與制作

  更多相關(guān)文章： MRI 插入式梯度線圈 模擬退火 有限差分 流函數(shù) 分離式梯度線圈

【摘要】：近年來(lái),磁共振成像(MRI)技術(shù)不斷向快速、高分辨率的方向發(fā)展。成像速度加快,有利于降低病人掃描過(guò)程中的不適感并減少成像過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)偽影,而更高分辨率的圖像可以為臨床提供更準(zhǔn)確的診斷信息。梯度線圈作為MRI系統(tǒng)的重要部件,為了滿足上述成像需求,需要產(chǎn)生更高的梯度場(chǎng)強(qiáng)和更快的切換速度。為了獲得更豐富的圖像信息并在治療過(guò)程中進(jìn)行圖像引導(dǎo),MRI系統(tǒng)逐漸與正電子發(fā)射斷層掃描成像(PET)、直線加速器(LINAC)等融合,這種融合的MRI系統(tǒng)通常是分離式的,所以具有分離式結(jié)構(gòu)的梯度線圈也逐漸發(fā)展起來(lái)�；谔荻染�圈的發(fā)展需要,本文進(jìn)行了自屏蔽插入式梯度線圈和分離式梯度線圈的設(shè)計(jì)研究。首先利用模擬退火算法進(jìn)行了z方向梯度線圈的仿真設(shè)計(jì),并研究了不同感興趣區(qū)域大小以及線圈圈數(shù)對(duì)梯度線圈性能的影響。為了獲得更好的梯度線圈性能,又使用了基于有限差分的流函數(shù)方法對(duì)自屏蔽插入式梯度線圈進(jìn)行仿真設(shè)計(jì),由于這種方法適用于任意形狀的梯度線圈,所以將該方法推廣到分離式梯度線圈的設(shè)計(jì)研究中。根據(jù)得到的梯度線圈繞制模式,本文設(shè)計(jì)了一套梯度線圈的制作工藝流程,并對(duì)制作完成的梯度線圈進(jìn)行了初步測(cè)試。從本文的設(shè)計(jì)結(jié)果可以看出,插入式梯度線圈通過(guò)線圈尺寸的縮小,在梯度線圈效率以及梯度磁場(chǎng)均勻性等方面有了顯著的提升,并且由于距離系統(tǒng)鐵磁性結(jié)構(gòu)較遠(yuǎn),工作過(guò)程中產(chǎn)生的渦流效應(yīng)也大大減小,實(shí)際制作中甚至不需要使用屏蔽線圈。對(duì)于分離式梯度線圈,仿真得到的梯度線圈效率和梯度磁場(chǎng)的均勻性都明顯下降,為了減小由于線圈空間縮減導(dǎo)致的線圈性能惡化,可以考慮使用法蘭式的梯度線圈結(jié)構(gòu)。制作得到的插入式梯度線圈雖然因?yàn)樗勉~線較細(xì)并且線圈圈數(shù)較多等原因,線圈電感和電阻相比1.5T磁共振系統(tǒng)梯度線圈并沒(méi)有減小,但由于線圈效率的顯著提升,在梯度場(chǎng)強(qiáng)和切換速率上仍然有明顯的提高。
【關(guān)鍵詞】：MRI 插入式梯度線圈 模擬退火 有限差分 流函數(shù) 分離式梯度線圈
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM55
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 梯度線圈研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2 研究目的及意義11-13
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第2章 磁共振成像原理15-31
• 2.1 磁共振物理基礎(chǔ)15-20
• 2.1.1 自旋與進(jìn)動(dòng)15-17
• 2.1.2 射頻脈沖與磁共振現(xiàn)象17-18
• 2.1.3 弛豫18-20
• 2.2 磁共振信號(hào)產(chǎn)生與采集20-22
• 2.3 空間編碼與k空間22-25
• 2.4 磁共振系統(tǒng)25-30
• 2.4.1 主磁體系統(tǒng)26-27
• 2.4.2 梯度系統(tǒng)27-29
• 2.4.3 射頻系統(tǒng)29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 插入式梯度線圈設(shè)計(jì)31-68
• 3.1 基于模擬退火的z方向梯度線圈設(shè)計(jì)31-40
• 3.1.1 控制方程31-32
• 3.1.2 模擬退火算法和代價(jià)函數(shù)32-34
• 3.1.3 設(shè)計(jì)實(shí)例34-40
• 3.2 基于有限差分的自屏蔽插入式梯度線圈設(shè)計(jì)40-68
• 3.2.1 流函數(shù)41-43
• 3.2.2 控制方程43-45
• 3.2.3 線圈有限差分分析45-49
• 3.2.4 線圈場(chǎng)域分析49-50
• 3.2.5 矩陣方程50-51
• 3.2.6 Tikhonov正則化求解51-53
• 3.2.7 設(shè)計(jì)實(shí)例53-64
• 3.2.8 分離式梯度線圈設(shè)計(jì)初探64-68
• 第4章 梯度線圈工藝設(shè)計(jì)和制作68-74
• 4.1 工藝流程68-72
• 4.1.1 選材68
• 4.1.2 線圈繞制68-70
• 4.1.3 灌注封裝70-72
• 4.2 初步測(cè)試72-74
• 第5章 總結(jié)與展望74-76
• 5.1 總結(jié)74-75
• 5.2 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷82

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