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磁共振成像(MRI)是根据生物体磁性核在磁场中的表现特性成像的高新技术。近年来，随着科学技术的进步，MRI设备和成像方法不断完善，应用范围不断扩大，现已成为生物医学影像领域中不可或缺的一员。磁共振成像设备主要包括磁体、射频线圈、梯度线圈和计算机及控制系统几个部分。梯度线圈作为MRI设备的核心部件，其功能是产生线性梯度磁场，实现成像体素的三维空间编码。梯度线圈的性能很大程度上决定了MRI系统的成像速度和图像分辨率。因此，设计结构合理、品质良好的梯度线圈，对提高MRI系统的整体性能具有十分重要的意义。 第一章首先介绍了磁共振成像的相关知识，包括磁共振成像的发展历史、基本原理以及系统组成。然后对梯度线圈的研究背景和意义，以及本文的研究内容和结构安排做了简要的介绍。 第二章首先介绍了梯度线圈的功能和性能评价指标，了解提高梯度线圈性能对提高MRI设备整体性能的重要性。然后对现有梯度线圈的设计方法进行了总结和归纳，了解各种设计方法的优势和不足。 第三章介绍了一种线圈空间的横向梯度线圈方法，即采用改进的类椭圆双鞍形线圈结构为基本线圈模型，提取其几何参数建立优化目标函数，然后利用遗传算法进行优化计算，最后得到梯度线圈的绕线方式。为了提高算法的收敛速度，优化过程中充分利用遗传算法自有的并行特点，提出使用全局型并行遗传算法，在多核计算机上借助MATLAB实现。为了证明算法的可行性和实用性，本章利用所提出方法设计了x方向梯度线圈。 第四章利用第三章提出的基于类椭圆双鞍形梯度线圈结合遗传算法的横向梯度线圈设计方法，为超导9.4T MRI系统设计了全身横向梯度线圈，并对设计所得梯度线圈的效率和线性度等进行了分析。设计结果表明利用本文第三章提出的横向梯度线圈设计方法可以设计出高效率、高线性度的高质量全身横向梯度线圈。 最后，第五章对所提出的横向梯度线圈的正向设计方法进行了总结，分析了这种方法中存在的不足，提出改进和提升的建议，并对今后的工作进行了展望。