[发明专利]基于矩量法的快速分析磁共振射频线圈的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及磁共振射频领域，特别是涉及一种基于矩量法的快速分析磁共振射频线圈的方法和系统。

背景技术

磁共振射频主要是通过射频线圈来激发和采集磁共振信号，射频线圈的性能直接影响最终图像的质量，因此对磁共振射频线圈的制作元件进行反复测试，多次计算制作元件的激励系数，根据激励系数以判断制作元件是否达到无磁性的要求。

近年来，利用计算机来获取磁共振射频线圈的激励系数的技术得到了快速的发展和应用。目前基于计算机的磁共振射频线圈的激励系数获取方法主要分为两大类：微分方程方法和积分方程方法。微分方程方法需要对射频线圈所处的整个空间进行网格剖分，同时需要外加吸收边界条件，最终剖分模型的未知量个数比较大，计算时间会比较长。积分方程方法只需要剖分射频线圈的金属表面，未知量个数相对比较少，有利于快速计算。

但是在高场的情况下，磁共振射频线圈的工作频率比较高，基于积分方程的矩量法通过数值离散之后生成的阻抗矩阵为满阵矩阵，存储该稠密阻抗矩阵需要耗费内存量很大，并且矩阵矢量乘运算计算复杂度很高，导致分析磁共振射频线圈问题的计算时间变得非常长。

发明内容

基于此，有必要提供一种能降低内存需求及计算时间的基于矩量法快速分析磁共振射频线圈的方法。

一种基于矩量法的快速分析磁共振射频线圈的方法，包括：

获取输入的磁共振射频线圈的参数信息，根据所述磁共振射频线圈的参数信息建立八叉树数据结构；

选取所述八叉树数据结构的基准层，获取所述基准层的第一阻抗矩阵，所述第一阻抗矩阵存储的数据为所述基准层中非空子组之间的远场弱相互作用对应的阻抗矩阵子块；

对所述基准层的第一阻抗矩阵进行奇异值分解，得到所述基准层的基矩阵和耦合矩阵；

根据所述基准层的基矩阵和耦合矩阵，生成所述基准层的第二阻抗矩阵；

将基准层作为目标层，获取所述目标层的父层，所述父层为与所述目标层邻接的上层，若所述父层不为所述八叉树数据结构的最大层，则根据所述目标层的基矩阵与第一阻抗矩阵，得到所述父层的基矩阵；

获取所述父层的第一阻抗矩阵，所述父层的第一阻抗矩阵存储的数据为所述父层中非空子组之间的远场弱相互作用对应的阻抗矩阵子块，根据所述父层第一阻抗矩阵和基矩阵生成所述父层的耦合矩阵；

根据所述父层的基矩阵和耦合矩阵，生成所述父层的第二阻抗矩阵，并将所述父层作为目标层，迭代执行所述获取所述目标层的父层的步骤。

在其中一个实施例中，所述建立八叉树数据结构的步骤之后，还包括：

获取输入的电流和/或电压源和所述八叉树数据结构各层的近场作用阻抗矩阵，计算得到所述八叉树数据结构各层的近场作用激励系数；

根据所述八叉树数据结构各层的近场作用激励系数，计算八叉树数据结构的近场作用总激励系数；

所述得到所述基准层的基矩阵和耦合矩阵的步骤之后，还包括：

在基准层的非空子组中选取任一非空子组作为特定非空子组，获取输入的电压和/或电流源和所述基准层的特定非空子组的基矩阵，计算得到所述基准层的特定非空子组的远场作用激励系数；

根据所述基准层的耦合矩阵，计算得到所述基准层的远场作用激励系数集合，根据所述基准层的远场作用激励系数集合，计算得到所述基准层的远场作用激励系数；

所述将基准层作为目标层，获取所述目标层的父层的步骤之后，还包括：

根据所述目标层的基矩阵与第一阻抗矩阵得到所述目标层的转移矩阵；

根据所述目标层的特定非空子组的远场作用激励系数及所述目标层的转移矩阵，计算得到所述目标层的特定非空子组在所述父层上对应的非空子组的远场作用激励系数；

所述生成所述父层的耦合矩阵的步骤之后，还包括：

根据父层上对应的非空子组的远场作用激励系数和所述父层的耦合矩阵，计算得到所述父层的远场作用激励系数集合，根据所述父层的远场作用激励系数集合，计算得到所述父层的远场作用激励系数；

所述方法还包括：根据所述八叉树数据结构中各层的远场作用激励系数，计算八叉树数据结构的远场作用总激励系数；

根据所述八叉树数据结构远场作用总激励系数和近场作用总激励系数，计算得到所述磁共振射频线圈的激励系数。

在其中一个实施例中，所述根据所述磁共振射频线圈的参数信息建立八叉树数据结构的步骤包括：

建立立方体空间坐标模型，所述立方体空间坐标模型为完全包围所述磁共振射频线圈的最小立方体空间；