核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)作為一種醫(yī)療影像診斷方法已經(jīng)在近年來(lái)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。梯度線(xiàn)圈是核磁共振系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,它可以產(chǎn)生一個(gè)梯度磁場(chǎng)來(lái)對(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行空間編碼。梯度線(xiàn)圈產(chǎn)生的梯度磁場(chǎng)的線(xiàn)性度對(duì)MRI系統(tǒng)的成像分辨率有很大影響。此外,當(dāng)梯度線(xiàn)圈的電流承載面與被檢測(cè)物體間距離減少時(shí),成像的有效范圍與梯度線(xiàn)圈的線(xiàn)圈效率可以得到提高。大多數(shù)現(xiàn)存的梯度線(xiàn)圈采用圓柱面作為電流承載面。梯度線(xiàn)圈的電流承載面與被檢測(cè)物體之間的距離越小,線(xiàn)圈的效率提升越明顯。一種更加貼近于人體軀干形狀的以橢圓柱面為電流承載面的梯度線(xiàn)圈也已經(jīng)被提出。這些梯度線(xiàn)圈的電流承載面都是可展曲面。為了適應(yīng)更多的實(shí)際需求,如專(zhuān)用于人體頭部的MRI系統(tǒng),將電流承載面由可展面擴(kuò)展到不可展面是很有必要的。梯度線(xiàn)圈的設(shè)計(jì)大多是基于有限元離散的方法,在計(jì)算中會(huì)多次涉及到電流承載面上的法向量,所以法向量的正確表達(dá)對(duì)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性有十分重要的影響。在以往的梯度線(xiàn)圈設(shè)計(jì)優(yōu)化中,為了避免離散后曲面法向量若不能準(zhǔn)確表達(dá)而影響計(jì)算結(jié)果的問(wèn)題,通常采用可展曲面(柱面或平面)作為電流承載曲面...

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 核磁共振成像(MRI)
        1.1.1 發(fā)展歷史
        1.1.2 基本原理
        1.1.3 MRI系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)
    1.2 梯度線(xiàn)圈
        1.2.1 主要設(shè)計(jì)要求
        1.2.2 主要設(shè)計(jì)方法
        1.2.3 流函數(shù)方法
        1.2.4 變密度拓?fù)鋬?yōu)化方法
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容與意義
    1.4 本文組織框架
第2章 理論基礎(chǔ)
    2.1 電磁場(chǎng)理論
        2.1.1 麥克斯韋方程組
        2.1.2 靜電場(chǎng)方程
        2.1.3 畢奧——薩法爾定律
    2.2 梯度線(xiàn)圈設(shè)計(jì)的物理模型
    2.3 有限元方法
    2.4 流函數(shù)方法
    2.5 變密度拓?fù)鋬?yōu)化方法
    2.6 本章小結(jié)
第3章 曲面網(wǎng)格劃分
    3.1 曲面法向量
    3.2 曲面網(wǎng)格逼近理論
        3.2.1 曲面的不變量
        3.2.2 離散曲面逼近理論
    3.3 曲面三角剖分方法
        3.3.1 Delaunay三角剖分
        3.3.2 Fast Marching方法
        3.3.3 Farthest Point Sampling方法
    3.4 本章小結(jié)
第4章 不可展曲面的流函數(shù)方法
    4.1 基本物理量的計(jì)算
    4.2 流函數(shù)的求解
        4.2.1 流函數(shù)的分片離散
        4.2.2 目標(biāo)函數(shù)
        4.2.3 敏度分析
        4.2.4 流函數(shù)的求解
    4.3 流函數(shù)算例
    4.4 本章小結(jié)
第5章 變密度拓?fù)鋬?yōu)化方法
    5.1 靜電場(chǎng)的優(yōu)化
        5.1.1 曲面靜電場(chǎng)
        5.1.2 有限元模型
        5.1.3 優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)
        5.1.4 優(yōu)化模型
        5.1.5 敏度分析
        5.1.6 優(yōu)化求解
    5.2 優(yōu)化算例
        5.2.1 準(zhǔn)確性驗(yàn)證
        5.2.2 球面算例
    5.3 本章小結(jié)
第6章 梯度線(xiàn)圈支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
    6.1 理論與方法
        6.1.1 圓柱面梯度線(xiàn)圈電流密度
        6.1.2 梯度線(xiàn)圈的洛倫茲力
    6.2 基于密度法的多負(fù)載拓?fù)鋬?yōu)化
    6.3 優(yōu)化結(jié)果
    6.4 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 主要工作總結(jié)
    7.2 創(chuàng)新成果
    7.3 未來(lái)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文與研究成果



本文編號(hào)：3782650