基于等效磁偶极子法的单边磁体梯度线圈设计

摘要

单边核磁共振成像是一种新型的便携式成像技术,本文针对单边磁体的特殊结构研究了其梯度线圈的设计方法.该单边磁体沿z方向有自然梯度,因此只需要设计X、Y方向梯度线圈即可.线圈表面的电流分布不能像超导MRI线圈的电流分布一样进行周期级数展开,因此如目标场法、矩阵求逆法等均不能使用于该单边磁体梯度线圈的设计.所以本文采用等效磁偶极子法进行梯度线圈设计,针对布线区域以及目标区域均为弧形这种特殊情况对算法进行改进,提出了以能耗作为优化目标,将计算磁场与期望磁场的平方差作为罚函数的优化方法,得到布线区域的电流密度等值线分布,从而得到设计的X、Y线圈结构.采用柔性pcb板制作梯度线圈,并使用高斯计实测了目标区域的磁场分布,与仿真结果吻合.