【技术实现步骤摘要】
一种梯度场线圈优化方法
本专利技术涉及一种核磁共振成像系统中的梯度场线圈的优化方法。
技术介绍
目前发展起来的梯度场线圈设计方法有很多种，其中最成功的方法是流函数方法。所谓流函数方法，即首先在线圈布线区域，或者说骨架上构建一组流函数基函数，然后根据流函数表达式推导出骨架上的电流密度基函数，并电流密度基函数构建一个待优化的目标函数。对该目标函数进行求解，即可得到骨架上的电流密度与流函数。在绝大多数关于设计梯度场线圈的流函数方法文献中，都是将成像区域内的梯度场与理想梯度场的均方误差与线圈储能的加权和作为待优化的目标函数，然后采取合适的算法进行优化。采用这种方法如果想对其他参数进行优化，如线圈所受的洛伦兹力等，都是通过在目标函数中添加加权项的方法。这种方法的优点是所构建的目标函数的导数为0的点对应一个线性系统的解，只需求解该线性系统即可得到目标函数的最小值。但是这种方法的缺点也很明显。首先，各个权重系数不容易确定，需要通过很多次迭代来得到合适的权重系数。当待优化的参数比较多时，确定合适的权重系数会非常的麻烦。其次，实际梯度场与理想...
【技术保护点】
1.一种梯度场线圈优化方法，其特征在于，所述方法在优化梯度场线圈结构时，将线圈储能的最小值作为优化目标，将成像区域内的磁场强度与线圈骨架上的流函数作为约束条件来构建梯度场线圈优化的数学模型；具体为建立并求解如下的带约束条件的数学模型：/nminW/ns.t./n
【技术特征摘要】
1.一种梯度场线圈优化方法，其特征在于，所述方法在优化梯度场线圈结构时，将线圈储能的最小值作为优化目标，将成像区域内的磁场强度与线圈骨架上的流函数作为约束条件来构建梯度场线圈优化的数学模型；具体为建立并求解如下的带约束条件的数学模型：
minW
s.t.
上式中，W为梯度场线圈储能，ε为梯度场线圈在成像区域内产生的梯度磁场所允许的最大误差，G为梯度场强度，R为成像区域半径，为成像区域内及骨架上的采样点矢量坐标，为坐标点处的z方向磁场强度，为坐标点处期望的z方向磁场强度，K1为成像区域内的采样点个数，K2为骨架上的采样点个数,为坐标处的流函数表达式，为坐标处的流函数最小值与最大值，为预先设定的参数。
2.根据权利要求1所述的梯度场线圈优化方法，其特征在于，磁场强度约束条件表示为如下形式：
3.根据权利要求1所述的梯度场线圈优化方法，其特征在于，在线圈骨架上构造一组流函数基函数，并且将流函数表示为基函数与其系数的组合：
式中，为构造的流函数基函数，x＝{x1,x2，...xN}为待求系数，N为基函数个数，为布线区域内任意一点处的坐标矢量。
4.根据权利要求3所述的梯度场线圈优化方法，其特征在于，采用如下的公式计算梯度场线圈骨架上的电流密度：
其中，为骨架上坐标矢量处的单位法向矢量，符号▽×表示旋度。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：平学伟，殷兴辉，李臣明，王鑫，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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