本文關(guān)鍵詞：磁共振成像小尺寸射頻線圈設(shè)計的研究

  更多相關(guān)文章： 磁共振成像 射頻線圈 目標場法 流函數(shù) 正則化

【摘要】：射頻線圈是磁共振成像系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。射頻線圈作為發(fā)射線圈發(fā)射射頻脈沖信號時,需要在磁共振成像系統(tǒng)內(nèi)部的成像區(qū)域產(chǎn)生頻率為拉莫頻率的均勻穩(wěn)定的射頻磁場,從而激發(fā)自旋核產(chǎn)生磁共振信號;射頻線圈作為接收線圈接收自旋核產(chǎn)生的磁共振回波信號時,需要擁有較高的接收信噪比并保證射頻接收磁場的均勻性。本文以實蠅磁共振成像為研究背景,對傳統(tǒng)的射頻線圈的設(shè)計方法進行了改進,并將其應(yīng)用于小尺寸圓柱體射頻線圈和小尺寸主動屏蔽射頻線圈系統(tǒng)的設(shè)計中。論文第一部分討論了小尺寸圓柱體射頻線圈的設(shè)計方法。通過目標場法,求解出分布于圓柱體射頻線圈表面的電流密度表達式。利用流函數(shù)的方法將電流密度表達式離散為傅里葉級數(shù)的形式。通過吉洪諾夫正則化的方法,引入電流密度的散度最小化約束函數(shù)和曲率最小化約束函數(shù),解決了積分方程的病態(tài)問題。通過軟件編程和仿真,求得了傅里葉系數(shù),將傅里葉系數(shù)分別帶入電流密度表達式和感興趣區(qū)域磁場強度表達式得到了線圈的繞線形狀和感興趣區(qū)域的磁場強度。論文第二部分完成了小尺寸圓柱體射頻線圈的設(shè)計方法的拓展應(yīng)用,根據(jù)自備射頻屏蔽功能的射頻線圈系統(tǒng)設(shè)計原理,在主線圈外部設(shè)計了一個與主線圈平行且線圈表面有電流密度分布的屏蔽線圈,構(gòu)成了自備射頻屏蔽功能的小尺寸射頻線圈系統(tǒng)。并利用小尺寸圓柱體射頻線圈的設(shè)計方法對該射頻線圈系統(tǒng)進行求解,得到了主線圈和屏蔽的繞線形狀以及主線圈內(nèi)部和屏蔽線圈外部感興趣區(qū)域的磁場強度。最后討論了線圈尺寸大小的改變和約束因子取值的改變對線圈形狀、繞線結(jié)構(gòu)以及成像區(qū)域磁場分布均勻性的影響。研究表明,用該方法設(shè)計的線圈能在感興趣區(qū)域產(chǎn)生均勻的磁場。與兩種懲罰函數(shù)對應(yīng)的約束因子均能改變線圈的繞線形狀和磁場分布的均勻性。線圈尺寸大小不同,則線圈合適的約束因子取值也各不相同,約束因子的值的選取必須同時兼顧線圈繞線形狀的簡單性以及磁場強度的均勻性這兩個因素。論文的創(chuàng)新點有:(1)利用目標場法完成了小尺寸圓柱體射頻線圈和小尺寸主動屏蔽射頻線圈系統(tǒng)的設(shè)計,結(jié)合了電流密度的散度最小化約束函數(shù)和曲率最小化約束函數(shù),對病態(tài)的積分方程加以約束。(2)詳細討論了實際線圈加工過程中約束因子的取值對射頻線圈的繞線形狀以及感興趣區(qū)域磁場分布均勻性的影響。
【關(guān)鍵詞】：磁共振成像 射頻線圈 目標場法 流函數(shù) 正則化
【學(xué)位授予單位】：中國計量學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R445.2
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-16
• 1 緒論16-31
• 1.1 磁共振成像系統(tǒng)16-20
• 1.2 研究背景及意義20-25
• 1.2.1 實蠅科昆蟲種類識別研究現(xiàn)狀20-21
• 1.2.2 磁共振成像技術(shù)與實蠅識別21-23
• 1.2.3 小尺寸射頻線圈設(shè)計方法研究的意義23-25
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀25-30
• 1.4 論文架構(gòu)30-31
• 2 磁共振成像原理、射頻線圈及相關(guān)設(shè)計方法和技術(shù)31-48
• 2.1 磁共振成像原理和系統(tǒng)硬件31-41
• 2.1.1 成像原理31-34
• 2.1.2 空間定位34-35
• 2.1.3 系統(tǒng)組成35-39
• 2.1.4 射頻線圈39-41
• 2.2 目標場法41-42
• 2.3 流函數(shù)42-44
• 2.4 正則化方法44-47
• 2.5 本章小結(jié)47-48
• 3 磁共振成像小尺寸圓柱體射頻線圈設(shè)計48-66
• 3.1 求解射頻線圈表面的電流密度49-51
• 3.2 利用流函數(shù)離散電流密度表達式51-52
• 3.3 傅里葉系數(shù)的求解52-54
• 3.4 數(shù)值積分54-55
• 3.5 軟件編程55-56
• 3.6 仿真結(jié)果與分析56-64
• 3.6.1 射頻線圈尺寸變化仿真結(jié)果與分析56-58
• 3.6.2 λ_1 取值變化變化仿真結(jié)果與分析58-60
• 3.6.3 λ_2 取值變化變化仿真結(jié)果與分析60-64
• 3.7 本章小結(jié)64-66
• 4 磁共振成像小尺寸主動屏蔽射頻線圈系統(tǒng)設(shè)計66-91
• 4.1 求解射頻線圈表面的電流密度66-69
• 4.2 利用流函數(shù)離散電流密度表達式69-73
• 4.3 傅里葉系數(shù)的求解73-75
• 4.4 仿真結(jié)果與分析75-89
• 4.4.1 射頻線圈系統(tǒng)尺寸變化仿真結(jié)果與分析75-79
• 4.4.2 λ_1 取值變化變化仿真結(jié)果與分析79-82
• 4.4.3 λ_2 取值變化變化仿真結(jié)果與分析82-89
• 4.5 本章小結(jié)89-91
• 5 總結(jié)與展望91-94
• 5.1 工作總結(jié)91-92
• 5.1.1 磁共振成像小尺寸圓柱體射頻線圈設(shè)計91-92
• 5.1.2 磁共振成像小尺寸主動屏蔽射頻線圈系統(tǒng)設(shè)計92
• 5.2 展望92-94
• 參考文獻94-98
• 作者簡歷98

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋梟禹,俎棟林,王衛(wèi)東,包尚聯(lián);射頻線圈的調(diào)諧和匹配(英文)[J];中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志;2002年02期

2 李超;;鳥籠式成象線圈的雙諧振運算技術(shù)[J];國外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊;1990年01期

3 張鞠成;徐冰俏;李霞;陶貴生;徐文龍;;磁共振成像交替阻抗微帶線射頻線圈仿真分析[J];中國計量學(xué)院學(xué)報;2013年01期

4 汪紅志;譚智廣;任朝暉;劉聰;張學(xué)龍;;臺式核磁共振成像儀高靈敏微型射頻線圈的研制[J];中國醫(yī)療器械雜志;2008年01期

5 韓繼鈞;李巖;辛學(xué)剛;;射頻線圈設(shè)計中盆腔組織對電磁場影響研究[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2013年04期

6 馮新科;梁陳;;磁共振軟射頻線圈維修[J];醫(yī)療裝備;2008年06期

7 金瑋;王龍辰;李斌;;磁共振射頻線圈單元數(shù)對圖像信噪比的影響[J];中國醫(yī)療設(shè)備;2012年08期

8 王龍辰;李斌;肖云峰;喬瑞華;;基于信噪差分比方法的磁共振射頻線圈在頭顱血管造影中的對比研究[J];中國醫(yī)療器械雜志;2011年04期

9 昌仁民;核磁共振圖像質(zhì)量與各參數(shù)的調(diào)諧[J];CT理論與應(yīng)用研究;1996年03期

10 張宏杰,宋梟禹,包尚聯(lián),俎棟林;磁共振成像射頻線圈技術(shù)[J];中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù);2005年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張杰;李鯁穎;;低場永磁MRI系統(tǒng)的低通鳥籠式頭線圈研制[A];第十六屆全國波譜學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 戚協(xié);飛利浦欲挺進射頻線圈市場[N];中國醫(yī)藥報;2006年

2 本報通訊員 張方榮 本報記者 江瑜;研發(fā)核磁共振核心硬件填補國內(nèi)空白[N];南京日報;2012年

3 記者 楊麗;美時拿到中國市場通行證[N];泰州日報;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 辛學(xué)剛;術(shù)中磁共振射頻線圈設(shè)計[D];南方醫(yī)科大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 張鞠成;磁共振射頻線圈設(shè)計的研究[D];中國計量學(xué)院;2013年

2 李興鑫;磁共振成像小尺寸射頻線圈設(shè)計的研究[D];中國計量學(xué)院;2015年

3 王迪;數(shù)值混合方法設(shè)計與優(yōu)化磁共振射頻線圈[D];南方醫(yī)科大學(xué);2012年

4 韓繼鈞;基于FDTD/MoM混合方法設(shè)計磁共振射頻線圈[D];南方醫(yī)科大學(xué);2011年

5 黃綺華;高場和超高場MRI B_1場分布和SAR安全性研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2013年

，

本文編號：842798