插入式MRI梯度線圈設(shè)計(jì)與制作.pdf

1、近年來(lái)，磁共振成像(MRI)技術(shù)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(guò)程中的不適感并減少成像過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)偽影，而更高分辨率的圖像可以為臨床提供更準(zhǔn)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(chǎn)生更高的梯度場(chǎng)強(qiáng)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(guò)程中進(jìn)行圖像引導(dǎo)，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(jié)構(gòu)的梯度線圈也逐漸發(fā)展起來(lái)。
　　基于梯度線圈的發(fā)展需要，本文進(jìn)行了自屏蔽插入式梯度線圈和分離式梯度線圈的設(shè)計(jì)研究。首先利用模擬退火算法進(jìn)行了z方向梯度線圈的仿真設(shè)計(jì)，并研究了不同感興趣區(qū)域大小以及線圈圈數(shù)對(duì)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(duì)自屏蔽插入式梯度線圈進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)研究

3、中。根據(jù)得到的梯度線圈繞制模式，本文設(shè)計(jì)了一套梯度線圈的制作工藝流程，并對(duì)制作完成的梯度線圈進(jìn)行了初步測(cè)試。
　　從本文的設(shè)計(jì)結(jié)果可以看出，插入式梯度線圈通過(guò)線圈尺寸的縮小，在梯度線圈效率以及梯度磁場(chǎng)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(jié)構(gòu)較遠(yuǎn)，工作過(guò)程中產(chǎn)生的渦流效應(yīng)也大大減小，實(shí)際制作中甚至不需要使用屏蔽線圈。對(duì)于分離式梯度線圈，仿真得到的梯度線圈效率和梯度磁場(chǎng)的均勻性都明顯下降，為了減小由于線圈空間縮減導(dǎo)致的線