[发明专利]一种双平面磁共振成像系统梯度线圈的设计方法

权利要求书

1.一种双平面磁共振成像系统梯度线圈的设计方法，其特征在于：所述设计方法首先将梯度线圈区域划分为三维连续三角网格节点，将成像区域中的球形表面均匀划分成156个目标场点，采用matlab软件读取三角网格各顶点和面，优化排序后，计算目标点坐标确定目标磁场值；根据边界元方法，设置导线尺寸，计算源点区域通电导线对场点的贡献值，计算梯度线圈区域网格节点对目标场点产生的线圈电感矩阵；通过吉洪诺夫正则化优化方法，约束条件梯度线圈电感最小，根据线圈目标梯度值、电感约束条件计算出梯度线圈平面的电流大小和方向，最后通过流函数方法得到梯度线圈的实际绕线分布。

2.根据权利要求1所述的一种双平面磁共振成像系统的设计方法，其特征在于：所述的计算目标点梯度值的方法如下：

目标梯度磁场G为15mT/m，球面上目标点的磁场值为坐标值与梯度场的乘积：

式中为给定线性区域内目标点的梯度值，单位mT；G为给定线性区域内梯度场，单位mT/m；X为目标点x坐标值，单位为m。

3.根据权利要求1所述的一种双平面磁共振成像系统的设计方法，其特征在于：所述的导线参数设置包括导线横截面长度和宽度、导线电阻率、最小导线间距和起始导线匝数设置。

4.根据权利要求1所述的一种双平面磁共振成像系统的设计方法，其特征在于：所述的计算源点区域通电导线对场点的贡献值的方法如下：

导线进行离散化，每段导线和前后两根导线首尾连接，每个连接点P都有相应的坐标（x1,y1,z1），这些点定义为源点坐标，

式中为源点导线对场点磁感应强度的贡献值；为真空磁导率；为源点到场点的距离；为源点导线上电流值；为源点区域某段通电导线的长度；为通电导线与源点与场点连线之间夹角。

5.根据权利要求1所述的一种双平面磁共振成像系统的设计方法，其特征在于：所述的计算线圈电感矩阵的方法如下：

根据导入进来的线圈节点、三角形、引入拉普拉斯算子计算：

式中为高斯勒让德积分权重系数；、分别为所计算三角形面积；、分别为所计算三角形三个结点坐标和质心坐标矩阵；为所求解两个三角形矩阵之差的范数；为电感矩阵。

6.根据权利要求1所述的一种双平面磁共振成像系统的设计方法，其特征在于：所述的优化计算方法如下：

根据线圈目标梯度值、电感约束条件和standard Tikhonov优化算法，计算出梯度线圈平面的电流大小和方向：

式中ObjectiveFunction为目标函数；为含有电感矩阵的变量；为的转置矩阵；为线圈的电阻矩阵。