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基于材料变密度法的MRI匀场线圈设计

         

摘要

核磁共振成像系统磁场的均匀度对成像的质量起着决定性作用,采用匀场线圈抵消磁场球谐波分量是提高磁场均匀度的有效手段.采用材料变密度法设计了一阶轴向匀场线圈,首先将设计区域划分为足量的网格,网格的材料密度作为设计变量,利用有限元法组装电导矩阵,求解设计区域的电流分布,建立了材料密度分布与磁场的关系.其次,将磁场均匀度作为优化目标,采用优化准则法对密度变量进行优化,得到了满足约束条件的最优解.最后,利用流函数方法将材料分布离散为导线,得到了线圈的拓扑结构.相比于室温有源匀场线圈设计常用的解析法,变密度法能够有效地利用材料,充分发挥材料特性,可设计出更高性能匀场线圈.

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