The invention discloses a longitudinal gradient coil 0 1 integer programming based on the invention for the separation method of winding problems, a longitudinal gradient coil design 0 1 integer programming method based on. This method divides the region of the coil into a number of one-dimensional grids, and takes the center of the grid as the position of the current circle. Given the current I of the loop coil, if some current rings contribute to the magnetic field, the variable is 1, the current is 1*I, the non contribution variable is 0, and the current is 0. The method is simple and direct, and can be achieved by minimizing the coil inductance or minimizing the use of materials. It can easily achieve good gradient magnetic field linearity, and can easily apply the constraint of coil spacing.
【技术实现步骤摘要】
基于0-1整数规划的纵向梯度线圈
本专利技术涉及磁共振成像
,具体涉及一种基于0-1整数规划的纵向梯度线圈。
技术介绍
磁共振成像是基于核磁共振现象进行成像的技术。梯度线圈是磁共振成像系统的重要组成部分,用于在成像区内沿空间三个正交方向产生线性变化的磁场,分别应用于层面选取、相位编码和频率编码,以便为图像重建提供定位依据。梯度线圈的结构主要包括封闭式的圆柱形结构和开放式的平面结构。目前来说,永磁磁共振成像系统采用开放式的平面盘式结构较多,超导磁共振成像系统采用封闭式圆筒结构较多。随着永磁磁共振成像系统成本的提高和人们对成像质量要求的提高,超导磁共振成像系统代替永磁磁共振成像系统是以后的发展趋势。衡量梯度线圈性能的指标有:梯度强度G、梯度非线性度E、涡流大小和线圈电感。一般来说,梯度线圈的梯度强度越高、非线性度越小、电感越小,则表示线圈的性能越好。磁共振成像系统中,主磁场的方向定义为z方向。梯度线圈沿主磁场方向的线圈称为纵向梯度线圈(z方向梯度线圈),垂直于主磁场方向的线圈称为横向梯度线圈(x方向梯度线圈和y方向梯度线圈)。纵向梯度线圈一般采用“麦克斯韦线圈对”的形式,它是一对半径为r的环形线圈,关于原点对称,电流方向相反。实际的梯度线圈为了获得更好的线性度和梯度强度,往往采用多对线圈。梯度线圈的基本设计方法可以分为两大类:一类是规则的分离绕线方法,即选择预先确定的规则线圈几何形状,然后根据可获得磁场最佳线性梯度的原则来优化线圈结构;另一类是分布绕线方法(也称为电流密度方法),该方法根据Maxwell方程,按所需的梯度场分布通过某种优化算法求取一个确定 ...
【技术保护点】
一种基于0‑1整数规划的纵向梯度线圈,包括梯度线圈主线圈和屏蔽线圈,所述纵向梯度线圈由以下设计方法实现,包括以下步骤:假设梯度线圈主线圈和屏蔽线圈分别分布在长度为Lp和Ls,半径分别为Rp和Rs的区域,通电电流为I;用网格沿z轴分别将线圈区域均匀划分为Mp和Ms等份,取网格中心为线圈位置;在球形成像区域DSV内,选取N1个目标场点,屏蔽区域选取N2个目标场点,则位于z=z′j(j=1,…,Mp+Ms)处,半径为r=r′j(j=1,…,Mp+Ms)的电流圆环在第i(i=1,…,N1+N2)个场点(ri,zi)产生的磁场z分量和r分量分别为:
【技术特征摘要】
1.一种基于0-1整数规划的纵向梯度线圈,包括梯度线圈主线圈和屏蔽线圈,所述纵向梯度线圈由以下设计方法实现,包括以下步骤:假设梯度线圈主线圈和屏蔽线圈分别分布在长度为Lp和Ls,半径分别为Rp和Rs的区域,通电电流为I;用网格沿z轴分别将线圈区域均匀划分为Mp和Ms等份,取网格中心为线圈位置;在球形成像区域DSV内,选取N1个目标场点,屏蔽区域选取N2个目标场点,则位于z=z′j(j=1,…,Mp+Ms)处,半径为r=r′j(j=1,…,Mp+Ms)的电流圆环在第i(i=1,…,N1+N2)个场点(ri,zi)产生的磁场z分量和r分量分别为:其中,K(k)和E(k)分别为第一类椭圆积分和第二类椭圆积分;μ0为真空磁导率;主线圈和屏蔽线圈的电流大小相等,方向相反,因此所有载流网格在第i个场点产生的磁场为
【专利技术属性】
技术研发人员:李霞,郑思杰,刘晓芳,徐文龙,
申请(专利权)人:中国计量大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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