插入式MRI梯度線圈設計與制作.pdf

1、近年來，磁共振成像(MRI)技術不斷向快速、高分辨率的方向發(fā)展。成像速度加快，有利于降低病人掃描過程中的不適感并減少成像過程中的運動偽影，而更高分辨率的圖像可以為臨床提供更準確的診斷信息。梯度線圈作為MRI系統(tǒng)的重要部件，為了滿足上述成像需求，需要產生更高的梯度場強和更快的切換速度。為了獲得更豐富的圖像信息并在治療過程中進行圖像引導，MRI系統(tǒng)逐漸與正電子發(fā)射斷層掃描成像(PET)、直線加速器(LINAC)等融合，這種融合的MRI系統(tǒng)通

2、常是分離式的，所以具有分離式結構的梯度線圈也逐漸發(fā)展起來。
　　基于梯度線圈的發(fā)展需要，本文進行了自屏蔽插入式梯度線圈和分離式梯度線圈的設計研究。首先利用模擬退火算法進行了z方向梯度線圈的仿真設計，并研究了不同感興趣區(qū)域大小以及線圈圈數(shù)對梯度線圈性能的影響。為了獲得更好的梯度線圈性能，又使用了基于有限差分的流函數(shù)方法對自屏蔽插入式梯度線圈進行仿真設計，由于這種方法適用于任意形狀的梯度線圈，所以將該方法推廣到分離式梯度線圈的設計研究

3、中。根據(jù)得到的梯度線圈繞制模式，本文設計了一套梯度線圈的制作工藝流程，并對制作完成的梯度線圈進行了初步測試。
　　從本文的設計結果可以看出，插入式梯度線圈通過線圈尺寸的縮小，在梯度線圈效率以及梯度磁場均勻性等方面有了顯著的提升，并且由于距離系統(tǒng)鐵磁性結構較遠，工作過程中產生的渦流效應也大大減小，實際制作中甚至不需要使用屏蔽線圈。對于分離式梯度線圈，仿真得到的梯度線圈效率和梯度磁場的均勻性都明顯下降，為了減小由于線圈空間縮減導致的線