论文部分内容阅读
磁体是核磁共振设备的核心部件，磁场均匀度是影响核磁共振性能的一个重要指标，磁场不均匀将会导致无法获得高质量的核磁共振信号。无论对于超导磁体还是永磁体，在装配过程中都不可避免的引入误差，导致实际磁场均匀度不能满足要求。这就需要采取一定措施对主磁场进行矫正，这就是所谓的匀场。目前的匀场手段主要分为无源匀场与有源匀场。相比较有源匀场，无源匀场具有调节幅度大、结构简单以及成本低等明显优势。 本课题针对无源匀场优化方法与实验研究，通过仿真与实验初步证明了无源匀场的有效性和可行性。主要研究内容包括: 1、匀场片在空间中产生磁场的理论分析，包括球谐波与直接坐标两种表达形式。从而有基于球谐波与基于场值两类无源匀场方法，通过简单仿真验证基于球谐波的无源匀场方法很难获得理想的磁场均匀度，因此本课题主要针对基于场值的无源匀场方法研究。 2、针对双平面型核磁共振磁体，提出了整数规划与线性规划相结合的混合无源匀场方法。该方法结合了线性规划的快速性与整数规划的准确性，符合无源匀场的理念，通过仿真结果初步验证了该方法的有效性。除此之外，本文提出了一种最大匀场片个数的设计方法，根据匀场片预设位置个数所引起的误差与最大误差限确定每个位置最大可放置匀场片的个数。通过仿真结果可以发现该方法能够获得更好的磁场均匀度。 3、针对水平温孔型核磁共振磁体对基于体积积分的无源匀场优化方法进行了研究，能够更加准确求解匀场片在空间中所产生的磁场。特别是对于匀场片较大的情况，这种方法能够体现出更加明显的优势，通过仿真验证了这种方法的有效性。 4、针对1.5T MRI磁体，进行了基于体积积分无源匀场优化方法的实验验证，实验结果初步证明了该方法的可行性，并对仿真结果与实验结果的误差进行了初步分析。 5、对本课题主要工作进行总结，并提出了工作中存在的不足，为下一步工作提出建议。