磁共振成像因其無電離、無輻射性、非侵入性的優(yōu)勢已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)成像的重要工具。目前在醫(yī)院及科研機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用的磁共振設(shè)備,絕大部分都是利用水分子中的核子（1H）自旋實(shí)現(xiàn)成像,在人體肺部這樣乏水器官的應(yīng)用受到了限制。本文圍繞低場肺部磁共振成像專用設(shè)備展開,以其核心部件梯度系統(tǒng)為切入點(diǎn),介紹了磁共振成像原理,對肺部磁共振成像所需的氦-3氣體極化技術(shù)做了簡要說明。在梯度系統(tǒng)方面,主要圍繞目標(biāo)場方法設(shè)計(jì)梯度線圈、研制高性能梯度功率放大器兩部分展開,其設(shè)計(jì)方法與經(jīng)驗(yàn)不僅僅局限于肺部低場磁共振成像,也可以應(yīng)用到其他類型磁共振設(shè)備中。具體研究內(nèi)容如下:1)針對永磁型磁共振成像系統(tǒng),在距離目標(biāo)成像區(qū)域一定距離的平面上推導(dǎo)了梯度線圈的目標(biāo)場設(shè)計(jì)方法;在給定的目標(biāo)場值（目標(biāo)諧波系數(shù)）的條件下利用畢奧—薩伐爾定理計(jì)算出電流密度函數(shù);根據(jù)穩(wěn)恒流動(dòng)條件解出在線圈平面上所引入的電流流函數(shù),將其離散化,找到合適的電流值與線圈的匝數(shù);利用MATLAB軟件繪制出線圈平面的導(dǎo)線分布圖。2)設(shè)計(jì)了一款高性能梯度線圈驅(qū)動(dòng),能夠精準(zhǔn)跟隨梯度信號,輸出電流上升下降為微秒級,速度快,波紋小,設(shè)置有死區(qū)時(shí)間,既保證了信號切換速度,又有效防... 

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 低場磁共振設(shè)備研究現(xiàn)狀
    1.2 研究目的與意義
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 磁共振成像系統(tǒng)
    2.1 磁共振成像物理學(xué)原理
        2.1.1 原子核的自旋與核磁
        2.1.2 置于磁場內(nèi)核磁的變化
        2.1.3 磁共振信號
        2.1.4 磁共振信號的空間定位
    2.2 氣體極化技術(shù)
        2.2.1 極化氣體的選擇與極化原理
        2.2.2 超極化氦-3氣體的制備
        2.2.3 極化氣體的運(yùn)輸
        2.2.4 極化氣體的回收
    2.3 磁共振成像系統(tǒng)
        2.3.1 磁體部分
        2.3.2 譜儀系統(tǒng)
        2.3.3 脈沖序列
第三章 梯度線圈理論推導(dǎo)與仿真
    3.1 磁共振系統(tǒng)中的梯度線圈
        3.1.1 工作原理
        3.1.2 空間編碼
    3.2 梯度線圈設(shè)計(jì)理論推導(dǎo)
        3.2.1 目標(biāo)場法
        3.2.2 推導(dǎo)過程
    3.3 Z方向梯度線圈仿真分析
        3.3.1 計(jì)算過程
        3.3.2 仿真分析
    3.4 關(guān)于運(yùn)用梯度線圈做一階勻場的討論
第四章 梯度線圈驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)
    4.1 梯度線圈驅(qū)動(dòng)的背景與發(fā)展現(xiàn)狀
    4.2 工作原理
        4.2.1 D類功率放大器
        4.2.2 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    4.3 電路設(shè)計(jì)
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.5 結(jié)論
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
        5.1.1 梯度線圈的理論推導(dǎo)與仿真
        5.1.2 梯度線圈驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)
    5.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]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)
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[3]梯度放大器高性能控制系統(tǒng)的開發(fā)[J]. 曹彬,李思奇,畢大強(qiáng),蔣曉華.  電力電子技術(shù). 2008(02)
[4]核磁共振成像系統(tǒng)梯度線圈的設(shè)計(jì)[J]. 儲岳森,鄭杰,鮑勝浩.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 1996(07)

博士論文
[1]開放式永磁MRI系統(tǒng)梯度線圈設(shè)計(jì)方法研究[D]. 朱敏華.浙江大學(xué) 2009

碩士論文
[1]插入式MRI梯度線圈設(shè)計(jì)與制作[D]. 張鳳華.浙江大學(xué) 2016
[2]梯度線圈設(shè)計(jì)方法研究[D]. 戈星.華東師范大學(xué) 2013
[3]永磁型MRI梯度線圈設(shè)計(jì)方法研究[D]. 王靜.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009



本文編號：3720340