本文選題：梯度線圈 + 流函數(shù)�。� 參考：《物理學(xué)報(bào)》2014年23期

【摘要】：超橢圓柱設(shè)計(jì)表面能夠減小線圈與目標(biāo)的距離,提高空間利用率,擴(kuò)大成像區(qū)域的有效范圍.提出利用流函數(shù)法及柱面的可展性在超橢圓柱面上設(shè)計(jì)核磁共振成像系統(tǒng)中的梯度線圈.根據(jù)Biot-Savart定律建立磁場強(qiáng)度與流函數(shù)的表達(dá)式,采用最小二乘法和Tikhonov正則化方法構(gòu)造了雙目標(biāo)設(shè)計(jì)函數(shù).利用柱面的可展性提高了基于分片離散流函數(shù)計(jì)算電磁場的數(shù)值精度,通過L-曲線方法實(shí)現(xiàn)了正則參數(shù)的合理選取.通過引入適當(dāng)?shù)牧骱瘮?shù)邊界約束條件,把梯度線圈的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為適定線性方程組的直接求解問題.通過數(shù)值算例驗(yàn)證了超橢圓柱面展開求解方法的正確性.優(yōu)化結(jié)果顯示,在滿足線性度誤差小于5%的設(shè)計(jì)約束下,該方法在設(shè)計(jì)超橢圓柱面線圈驅(qū)動(dòng)電流分布的同時(shí)有效控制了梯度線圈的能耗.
[Abstract]:The design surface of the hyperelliptic column can reduce the distance between the coil and the target, improve the space utilization ratio and expand the effective range of the imaging area. The gradient coils in nuclear magnetic resonance imaging system are designed on hyperelliptic cylinders by using the current function method and the developability of cylinders. Based on Biot-Savart 's law, the expression of magnetic field intensity and current function is established, and the two-objective design function is constructed by using least square method and Tikhonov regularization method. The numerical accuracy of electromagnetic field calculation based on piecewise discrete flow function is improved by using the developability of cylinder, and the reasonable selection of regular parameters is realized by the L- curve method. By introducing appropriate boundary constraints of flow function, the optimization problem of gradient coils is transformed into a direct solution of linear equations. A numerical example is given to verify the correctness of the hyperelliptic cylindrical expansion method. The optimization results show that this method can effectively control the energy consumption of gradient coils while designing the driving current distribution of hyperelliptic cylindrical coils under the design constraint of less than 5% linearity error.
【作者單位】： 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;中國科學(xué)院大學(xué);弗萊堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院放射與醫(yī)學(xué)物理系;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:51275504) 吉林省科技發(fā)展計(jì)劃(批準(zhǔn)號:20140519007JH) 歐盟研究署‘RANGEMRI’啟動(dòng)項(xiàng)目(批準(zhǔn)號:282345)資助的課題~~
【分類號】：TM55

【參考文獻(xiàn)】

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【二級參考文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：2093628