【摘 要】
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脉冲序列在核磁共振领域中扮演核心角色，借助脉冲序列可实现样本自旋体系的量子操控，从而产生预期的核磁共振信号，进而实现样本的波谱分析或成像应用。相比较传统脉冲，基于最优控
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脉冲序列在核磁共振领域中扮演核心角色，借助脉冲序列可实现样本自旋体系的量子操控，从而产生预期的核磁共振信号，进而实现样本的波谱分析或成像应用。相比较传统脉冲，基于最优控制理论设计的优化脉冲能抵御主磁场以及射频场不均匀性等不利因素，已在磁共振多个领域取得一系列研究成果。然而对优化脉冲的进一步应用发现，优化脉冲普遍存在强度过大的问题。本文致力于解决优化脉冲的应用问题，主要完成了以下两方面的工作: 一方面，针对幅值受限条件下的脉冲优化问题，提出基于L-BFGS-B方法的最优控制算法;此外，为提升射频脉冲激发的均匀性，首次在设计中引入方差评估策略。在此基础上，设计了相关的仿真算法和实验方案，并使用传统的矩形脉冲作为对比完成了优化脉冲激发性能的验证。 另一方面，将优化脉冲的思想进一步应用到磁共振的成像序列优化中，以增强组织间的磁共振图像对比度，并完成了相应的仿真实验。 诸多仿真和实验结果表明，使用最优控制思想结合本文提出的幅值限制优化方法，能大大拓展优化脉冲的应用范围，最大程度地开发挖掘已有磁共振仪器尤其是小型化的磁共振设备的性能，具有很好的应用前景。
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