永磁磁共振系統(tǒng)中有源端蓋屏蔽梯度線圈設(shè)計(jì).pdf

1、永磁體設(shè)計(jì)技術(shù)和永磁材料制備技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，使永磁系統(tǒng)由原有的低場(chǎng)步入中場(chǎng)，為高場(chǎng)功能在永磁系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。由于快速序列的高梯度、高爬升率梯度的引入，以前被認(rèn)為在永磁系統(tǒng)中已被解決而可忽略不計(jì)的渦流將影響高場(chǎng)序列的運(yùn)行，中場(chǎng)永磁系統(tǒng)中梯度線圈的設(shè)計(jì)面臨著新的挑戰(zhàn)，要求更小的渦流影響，不但如此，由于場(chǎng)強(qiáng)和梯度切換率的提高使得由于梯度線圈引起的振動(dòng)噪聲問(wèn)題也浮現(xiàn)出來(lái)。傳統(tǒng)的永磁系統(tǒng)主要通過(guò)設(shè)計(jì)雙平面主次級(jí)梯度線圈降低了磁體系統(tǒng)中的渦

2、流，但不能解決梯度線圈邊緣對(duì)周圍導(dǎo)體產(chǎn)生的渦流。
　　本文提出了一種降低中場(chǎng)永磁系統(tǒng)中渦流的設(shè)計(jì)方法，即通過(guò)在主次級(jí)梯度線圈之間加入了端蓋屏蔽線圈方法以降低梯度線圈兩側(cè)的邊緣場(chǎng)，從而進(jìn)一步降低磁體模塊中的渦流。主要研究如何降低梯度線圈在永磁體周圍導(dǎo)體中主要是在鐵軛中產(chǎn)生的邊緣場(chǎng)，進(jìn)而降低渦流。本文所采用的計(jì)算方法以求解第一類Fredholm積分方程為基礎(chǔ)，該方程由比薩定律推導(dǎo)而得。首先將電流分布約束在一個(gè)有限半徑的線圈平面內(nèi)，將電

3、流密度以正交基做傅里葉擴(kuò)展。其次，將未知的電流密度的傅里葉展開(kāi)系數(shù)作為方程的待求解變量。再次，通過(guò)設(shè)置目標(biāo)場(chǎng)點(diǎn)和成像靈敏區(qū)內(nèi)的Bz值，以求解未知的電流密度的傅里葉展開(kāi)系數(shù)。最后，使用流函數(shù)法將電流密度離散化，得到具體的繞線形式。
　　為了驗(yàn)證理論與方法的正確性，使用MATLAB對(duì)已建立的有源端蓋屏蔽梯度線圈模型進(jìn)行了仿真。利用比薩定律來(lái)計(jì)算以上方法得到的電流密度產(chǎn)生的梯度磁場(chǎng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算，得到了加入屏蔽線圈時(shí)和未加入屏蔽線