[发明专利]一种磁共振高阶匀场线圈的退耦合方法及相关装置有效
申请号: | 202110962633.0 | 申请日: | 2021-08-20 |
公开(公告)号: | CN113671431B | 公开(公告)日: | 2023-03-21 |
发明(设计)人: | 李兰凯;何群;房哲斌;单波;李国超;刘照泉;郑杰;姚海锋;许建益 | 申请(专利权)人: | 宁波健信超导科技股份有限公司 |
主分类号: | G01R33/36 | 分类号: | G01R33/36 |
代理公司: | 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 | 代理人: | 王云晓 |
地址: | 315300 浙江省宁波市*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 磁共振 高阶匀场 线圈 耦合 方法 相关 装置 | ||
1.一种磁共振高阶匀场线圈的退耦合方法,其特征在于,包括:
获取设计输入参数;所述设计输入参数包括预布置表面、匀场线圈性能参数和原线圈结构;
对所述预布置表面进行网格划分,得到有限元网格,并从所述匀场线圈性能参数中的目标磁场区域中选取采样点,得到采样点坐标;所述目标磁场区域为匀场线圈工作时产生的期望磁场所作用的区域;
根据所述有限元网格、所述采样点坐标和所述原线圈结构,建立表征匀场线圈性能参数的系数矩阵;
根据所述系数矩阵,以匀场线圈的储能以及所述匀场线圈与所述原线圈之间磁作用能作为目标函数,建立最小化目标函数的优化模型;
根据所述优化模型,得到所述匀场线圈的线圈轮廓;
在所述根据所述优化模型,得到所述匀场线圈的线圈轮廓之后,还包括:
根据所述匀场线圈的线圈轮廓计算所述匀场线圈与所述原线圈的互感以及所述匀场线圈的磁场精度;
当所述互感大于期望互感或所述磁场精度小于期望精度时,调整所述磁作用能的权重系数、所述储能的权重系数和磁场最大允许偏差,执行所述根据所述优化模型得到所述匀场线圈的线圈轮廓至根据所述匀场线圈的线圈轮廓计算所述匀场线圈与所述原线圈的互感以及磁场精度的步骤,直至所述互感不大于期望互感以及所述磁场精度不小于期望精度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述系数矩阵,以匀场线圈的储能以及所述匀场线圈与所述原线圈之间磁作用能作为目标函数,建立最小化目标函数的优化模型,包括:
根据所述系数矩阵,基于流函数,以匀场线圈的储能以及所述匀场线圈与所述原线圈之间磁作用能作为目标函数,建立最小化目标函数的优化模型;
所述根据所述优化模型得到所述匀场线圈的线圈轮廓包括:
根据所述优化模型,得到流函数分布;
将所述流函数分布离散为所述匀场线圈的线圈轮廓。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述系数矩阵,基于流函数,以匀场线圈的储能以及所述匀场线圈与所述原线圈之间磁作用能作为目标函数,建立最小化目标函数的优化模型包括:
根据所述系数矩阵,基于流函数,以匀场线圈的储能以及所述匀场线圈与所述原线圈之间磁作用能作为目标函数,确定以所述匀场线圈的磁场最大允许偏差作为约束函数,建立二次规划模型作为所述优化模型。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述匀场线圈性能参数包括所述目标磁场区域的形状大小、所述匀场线圈的磁场设计强度、所述匀场线圈的磁场最大允许偏差、所述匀场线圈的电感、所述匀场线圈的电阻、所述匀场线圈和所述原线圈的期望互感。
5.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的方法,其特征在于,所述系数矩阵包括根据所述采样点的磁场系数得到的磁场矩阵,根据所述有限元网格的磁作用能系数得到的磁作用能系数矩阵,以及根据所述有限元网格间的电感系数得到的电感系数矩阵。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述有限元网格为线性三角网格,或线性四边形网格,或二阶三角形网格;所述采样点为高斯网格点或等角网格点。
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