永磁磁共振成像系统磁体的梯度匀场方法研究

利用梯度线圈进行永磁磁共振成像系统中主动匀场,采用改变梯度线圈电流的方法改善系统中主磁场的均匀性,提出了简单实用的共振峰半高宽测试法作为匀场判断标准. 实验结果表明:半高宽法是判断匀场效果的基本方法,梯度匀场方法在不改变系统硬件的基础上进行主动匀场,匀场效果可以满足一般成像精确度的要求. 该方法已在研制的0.4T永磁磁共振成像系统主动匀场中取得了较好的效果.     

磁共振成像鞍型射频线圈的优化设计

射频场的均匀性是决定磁共振成像性能的重要指标，它由线圈的结构及几何尺寸所决定．论述了鞍型线圈的磁场分布特性，并给出了最佳设计方案．根据最佳结构设计线圈，能获得十分均匀的射频场，从而提高图象质量．     

基于xy非线性梯度场磁共振成像研究

为解决非线性梯度成像中心分辨率低的问题,提出了一种基于xy非线性梯度场的成像方法,并讨论了非线性梯度场中心分布曲线对磁共振图像的影响. 研究结果表明,在半径r=1.5时,圆形中心分布曲线的图像重建结果最优;与O-Space技术对比实验表明,xy非线性梯度场在不同加速因子R下都得到了更好的重建结果.      

磁共振成像中取向硅钢片饱和磁化强度测定方法

该文提出一种适于工程应用的取向硅钢片饱和磁化强度测定方法。将硅钢片放入待匀场梯度线圈的匀场轨道中,利用磁场测量设备测量出采样点处硅钢片产生的纵向磁感应强度,将测量结果通过迭代算法优化,即可计算出取向硅钢片的饱和磁化强度。结果表明,将饱和磁化强度计算结果用于磁共振成像系统无源匀场时,提高了成像质量。该方法在实际应用中方便易行,无需大量计算,效率较高。     

磁性纳米粒子成像高灵敏度正交接收系统

本文通过有限元分析设计高灵敏度磁性纳米粒子成像正交接收系统，提升MPI信号检测灵敏度和磁场匀质性，用于预临床小动物级MPI成像。设计的正交接收线圈组新增加x向接收线圈，并且在z向优化了成像视野面积与接收灵敏度，在预临床小动物级MPI成像平台中经过仿真验证、制备、调试、校验，完成了模型成像和小动物成像实验，结果表明本文方法有效提升了图像质量和图像对比度.      

磁共振成像中磁体的匀场线圈设计与磁场计算

根据静磁场的基本特征及有源匀场的方法，分析了具有柱面形状的两类匀场线圈的结构设计与优化方法，并导出线圈磁场的高精度数值算法．以此设计的匀场线圈成功应用于超低场ＭＲＩ的０．０４Ｔ常导磁体的匀场中．     

单边核磁共振磁体梯度磁场设计的Gram-Schmidt正交化拟合方法

针对传统圆形Halbach磁体结构封闭难以应用于开放式核磁共振中的缺点,提出一种半椭圆形分布的开放式Halbach磁体结构.调节各磁体模块中心点所在椭圆曲线的长轴长度,计算YOZ平面内不同高度上磁场的平坦程度,使用Gram-Schmidt数据拟合方法,得到一种平坦程度最优的磁体结构.优化结果表明:该结构磁体可在YOZ平面上50 mm×50 mm范围内产生水平方向平坦,垂直方向近似梯度变化的磁场,梯度值为2 mT/mm,且获得一个面积为4 mm×4 mm,均匀度为1.3×10-3,场强为0.073 9 T的均匀磁场区域.根据优化设计结果,搭建了实际磁体系统,并对该磁体系统的磁场进行测量,测量结果与设计结果一致.该开放式磁体优点在于垂直方向的梯度磁场由永磁体结构自然形成,不需额外的梯度线圈,从而简化了梯度编码系统的设计.     

边缘场成像中多功能调节的机械结构设计

在边缘场成像实验中,支撑样品运动的机械结构缺少调节环节,运动形式单一,样品外围共振线圈采用固定化形式,无法满足超强磁场周边不规则梯度场变化的要求.本文在前期研究基础上提出了一种多功能调节机械结构,该结构具有独立调节样品以及共振线圈姿态和位置的功能.在一维边缘场成像中保证样品和共振线圈的中心轴线可同时与梯度场中磁场方向平行,并且实现了成像过程中样品沿着磁场方向升降的方式;在三维边缘场魔角旋转成像过程中,可以保证样品和共振线圈均与磁场方向呈魔角角度,并且在样品旋转成像时一旦出现回波信号不好或者无回波的情况,还可以实现样品的实时性暂停和回转,以重新获取样品在该位置的信号.更重要的是该机械结构在三维成像过程中增加了样品的升降功能,可以在更高梯度场中获取样品更精细的图像.     

磁谐振成像系统中高温超导线圈的研制

将混合位积分方程与矩量法结合,分析了用于磁谐振成像系统中的高温超导螺旋型接收线圈的谐振特性,设计了用于０．２Ｔ和０．５Ｔ磁谐振成像系统中的接收线圈,采用分析高温超导材料高频特征增强的二流体模型计算了超导材料的电导率,模拟结果与测试结果吻合较好,同时,用矩量法分析了两个螺旋线圈之间的耦合及近场特性,这对磁谐振成像系统中相控阵的研究有着重要的意义。     

适用于多重强峰的脉冲梯度场自动匀场技术

提出了一种适用于高分辨率ＮＭＲ的快速,通用且可靠的全自动均方法。利用一个带有预饱和辐照的脉冲梯度场匀场序列来提高具有多重强峰的样品在Ｘ轴方向高阶匀场的质量。通过对Ｚ轴磁场梯度和匀场线圈电流的多项式拟合,以获得磁场不均匀而引起的相位分布。该方法不仅简化了具有多重强峰时匀场最优化过程,而且能够扩展到包括非轴向的三维自动匀场。     

一种获得均匀磁场的新方法--改进型的Helmholtz线圈

提出一种获得均匀磁场的新方法,即将Helmholtz线圈改为3个同半径的串联线圈,以得到改进型的Helmholtz线圈.经计算得到了改进型Helmho ltz线圈磁场的简单公式,对公式的分析表明,改进型Helmholtz线圈的均匀磁场区比Helmho ltz线圈大得多.     

电磁流量传感器鞍状励磁线圈磁场分布的计算方法

以工业电磁流量传感器最常采用的矩形鞍状励磁线圈为研究对象,从矩形平面励磁线圈在测量管道内磁场分布的解析算法出发,给出计算矩形鞍状励磁线圈在测量管内的磁场分布的一种折线近似算法.最后实验证明,这种折线近似法是一种简单可行的算法.     

带有多角形铁轭自屏蔽的MRI超导磁体的优化设计

以八角形铁轭为例，提出了具有多边形铁轭自屏蔽ＭＲＩ超导磁体的优化设计方法，方法基于磁场的球谐波分解，通过优化磁体主线圈的几何参数，消除磁中１２次以下带状谐波磁场分量，对于田形球谐波磁场采用校正线圈或铁磁元件进行校正，多形铁轭磁化磁场的计算采且三维非线性积分方程法，然后根据空间磁场的分布用最小二乘法进行球谐波分解，计算中考虑了铁轭磁化的对称性和周期性变化的规律使方程的阶数大大降低，减少了计算时间，可     

非对称勾形磁场的三维优化设计与实现

根据坩埚内熔体对流的类型和分布区域,分析控制对流对勾形(cusp)磁场磁感应强度和磁场位形分布的要求,提出了磁场优化设计目标。采用有限元三维(3D)建模法对cusp磁场进行了建模,利用所建立的模型对比了对称结构和非对称结构对磁场位形分布的影响,分析了在非对称cusp磁场线圈横向层数一定的情况下磁场纵向层数、屏蔽体厚度、上下线圈间距对磁感应强度、磁场位形、磁场功率的影响,优化了磁场结构;根据优化的结构参数制造了磁场并进行了实验测试,结果表明非对称cusp磁场的位形分布与设计结果一致,从而验证了3D优化建模方法的有效性。     

电磁分离铝熔体中夹杂的电磁场数值模拟

根据电磁流体力学(MHD)的基本理论,利用矢量磁位积分,建立了在采用矩形电磁线圈和工频电源的条件下电磁分离铝熔体中夹杂的电磁场数学模型,模拟计算了电磁感应线圈气隙中的磁场分布状态,同时对制做的感应线圈的实际磁场进行了测量·模拟计算磁场的分布状态与实际磁场的测量结果基本一致,都表明在电磁感应线圈气隙中磁场分布均匀,可以进行分离铝熔体中的非金属夹杂     

三线圈磁场均匀性的分析

通过改装亥姆霍兹线圈成平行共轴三线圈获得均匀性更好的磁场,利用Mathematica软件推导出平行共轴三线圈磁场均匀性最好的条件,分析了其中心区域磁场的均匀度,并绘出几种不同区域所对应的磁场Bx（x,y）和By（x,y）的立体图．     

圆电流和亥姆霍兹线圈磁场的研究

根据毕奥-萨伐尔定律,导出了圆电流磁场分布的级数解表达式.应用磁场叠加原理,得到亥姆霍兹线圈的磁场分布的普遍表达式.由此讨论了亥姆霍兹线圈之间近轴和轴线上磁场的分布情况.并给出亥姆霍兹线圈产生均匀磁场区的条件.     

基于MAXWELL的瞬变电磁“8”字形发射线圈仿真分析

针对瞬变电磁技术在工程应用中易受干扰、探测结果不准确的问题,本文提出了一种瞬变电磁“8”字形发射线圈方案。采用MAXWELL仿真软件对瞬变电磁“8”字形发射线圈和方形发射线圈进行了仿真分析,通过对比“8”字形发射线圈和方形发射线圈在不同大小电流情况下产生的磁场分布发现,“8”字形发射线圈在远距离位置具有较强的聚焦性,在近距离位置能产生明显大于方形线圈的磁通密度。所以“8”字形发射线圈对增强瞬变电磁超前探测的抗干扰能力和提高探测结果的准确度具有重要作用。     

电磁层析成像系统中标量磁势的数值解法

电磁层析成像技术是一种基于电磁感应定律的工业过程成像技术,激励线圈产生的交变磁场在目标物体中产生涡流,进而产生二次磁场.接收线圈检测到感应电压后利用重建算法可以得到物场的分布信息.边界元法以积分方程为数学基础,同时采用了与有限元法相似的划分单元离散技术,将边界积分方程离散为代数方程组后用数值方法求解.边界元法在电磁层析成像技术中已有一定的应用,而基于标量磁势的边界元法使得求解过程的速度和效率显著提高.本文针对一个简化的电磁层析成像系统模型,利用3种数值方法求解目标物体表面的标量磁势,并利用Matlab编程得到仿真结果.对结果进行对比分析后,选出最优解法.