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摘要
磁共振成像(MRI)的磁体设计首先是确保中心成像区的场值和均匀性,二是尽可能减少场值耗散的距离即漏磁5Gs线.基于此本文提出了一种线性与非线性规划联合优化的方法.首先将导体作为基本单元,在预布置线圈的空间范围内构建二维连续导体网格.通过线性规划搜索满足磁场约束条件的网格电流分布图.再将存在电流的网格离散为一个个矩形线圈区域,在保证场值均匀性、杂散场5Gs线范围以及线圈位置间隔、导体超导线安全裕度的前提下利用非线性规划,具体确定各个线圈的轴向和径向位置、线圈内导体层数和各层匝数以及通电流大小等.采用这种联合优化方法,不仅节省优化时间,还可以自行设计线圈形状有利于工程实现.文中由此方法给出了14T MRI磁体的一种设计方案,依靠4组线圈使得45cm中心球形成像内不均匀度降低到5ppm,而高场耗散的5Gs线通过磁体自屏蔽减小到15m以内.满足了设计的要求.
- 单位
