發(fā)布時(shí)間：2021-04-26 19:04

　　近年來,隨著磁共振成像（MRI,magnetic resonance imaging）技術(shù)的不斷發(fā)展,對高質(zhì)量成像和快速成像提出了更加迫切的要求。梯度系統(tǒng)作為MRI的重要組成部分,為核磁共振信號提供三維正交的梯度場,以完成其空間編碼。伴隨著各種成像技術(shù)的該進(jìn),對梯度場場強(qiáng)和梯度場切換速率提出更高的要求。因此,本文針對梯度線圈的設(shè)計(jì)方法和加工制作工藝提出改進(jìn),以提高梯度線圈的整體性能。針對現(xiàn)有梯度線圈制作工藝流程中存在的問題,加工制作復(fù)雜度高,難以加工復(fù)雜形狀的梯度線圈,制作工藝容易引起設(shè)計(jì)結(jié)果的性能下降等,提出采用3D打印的加工工藝進(jìn)行梯度線圈的加工制作。采用3D打印技術(shù)加工制作梯度線圈,制作的線圈精度高,制作的梯度線圈與設(shè)計(jì)結(jié)果匹配度高,能夠充分利用骨架空間,操作十分簡單。采用改進(jìn)的目標(biāo)場方法設(shè)計(jì)橫向梯度線圈,將面電流密度函數(shù)以三角函數(shù)形式展開,以梯度場的均勻性為目標(biāo),以線圈的儲能和功耗為約束條件,建立目標(biāo)函數(shù)。得到面電流密度的分布后,采用流函數(shù)方法進(jìn)行導(dǎo)線的離散,得到最終的梯度線圈形狀。計(jì)算過程采用MATLAB平臺,然后將到導(dǎo)線的分布數(shù)據(jù)采用CAD建立三維模型,并采用COMSOL有... 

【文章來源】：中國計(jì)量大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 梯度線圈的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 梯度線圈形狀結(jié)構(gòu)的發(fā)展
        1.2.2 梯度線圈主要設(shè)計(jì)方法分析
    1.3 本文研究內(nèi)容和文章結(jié)構(gòu)
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 文章結(jié)構(gòu)
2 磁共振系統(tǒng)概述
    2.1 基本原理
    2.2 系統(tǒng)構(gòu)成
    2.3 性能指標(biāo)
        2.3.1 梯度場強(qiáng)度
        2.3.2 非線性度
        2.3.3 電感和電阻
        2.3.4 渦流
3 梯度線圈設(shè)計(jì)方法和加工工藝
    3.1 梯度線圈的設(shè)計(jì)方法
        3.1.1 目標(biāo)場方法
        3.1.2 遺傳算法
        3.1.3 模擬退火算法
    3.2 梯度線圈設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及加工方法
        3.2.1 導(dǎo)線繞制
        3.2.2 金屬板材切割
4 3D打印技術(shù)加工梯度線圈
    4.1 3D打印技術(shù)
    4.2 3D打印模型結(jié)構(gòu)
5 雙平面梯度線圈設(shè)計(jì)
    5.1 本章引論
    5.2 目標(biāo)場方法設(shè)計(jì)橫向梯度線圈
        5.2.1 磁場分析
        5.2.2 COMSOL仿真簡介
        5.2.3 仿真流程和結(jié)果
    5.3 改進(jìn)的遺傳模擬退火算法設(shè)計(jì)縱向梯度線圈
        5.3.1 磁場分析
        5.3.2 改進(jìn)的遺傳模擬退火算法實(shí)現(xiàn)
        5.3.3 實(shí)驗(yàn)實(shí)例和結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 需進(jìn)一步開展的工作
參考文獻(xiàn)
作者簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Pareto優(yōu)化理論的多目標(biāo)超橢梯度線圈設(shè)計(jì)[J]. 潘輝,王亮,王強(qiáng)龍,陳利民,賈峰,劉震宇.  物理學(xué)報(bào). 2017(09)
[2]基于Comsol的變壓器繞組短路力分布研究[J]. 趙延文,郭紹偉,臧春艷,馬繼先.  華北電力技術(shù). 2017(01)
[3]超導(dǎo)MRI柱面梯度線圈的目標(biāo)場設(shè)計(jì)方法[J]. 胡格麗,王秋良,倪志鵬,黃禮凱,文聰.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(S1)
[4]改進(jìn)的遺傳模擬退火算法在TSP中的應(yīng)用[J]. 馬坤,于海平,彭啟山.  武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(03)
[5]一種減小梯度線圈產(chǎn)生的渦流的方法[J]. 沈杰,寧瑞鵬,劉穎,李鯁穎.  物理學(xué)報(bào). 2006(06)
[6]A new design method for asymmetrical head gradient coils used for superconducting MRI scanner[J]. TANG Xin*, ZU Donglin and BAO Shanglian(Institute of Heavy Ion Physics, and Beijing Key Laboratory of Medical Physics and Engineering, School of Physics, Peking University, Beijing 100871, China).  Progress in Natural Science. 2004(09)
[7]磁共振成像系統(tǒng)中梯度線圈設(shè)計(jì)的一種新的長度約束方案[J]. 唐昕,俎棟林,包尚聯(lián).  中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù). 2004(02)

碩士論文
[1]改進(jìn)的混合遺傳模擬退火算法及其在TSP問題中的應(yīng)用研究[D]. 鐘成皓.吉林大學(xué) 2007



本文編號：3161949