论文摘要
为了使医用磁共振成像(MRI)装置符合成像的标准，其主磁体的磁场均匀度要达到一定的指标。但即使对于理想的设计方案，磁体安装后的磁场均匀度也远远不能达到设计所期望的水平，所以需要采用特殊的方法提高磁场的均匀度，这一处理过程称为匀场。目前，匀场方法一般分为两种：有源匀场与无源匀场。其基本思路基于球坐标的解析法，即有目的的抵消磁场中不需要的球谐波分量，使磁场在样品区内的分布状况改善，空间均匀度达到成像要求。本文首先介绍了国内外匀场的发展情况，并对现有的匀场方法进行了分析，对可能用到的匀场方法进行了探讨。提出了本文研究的关键问题及难点，以及本文研究工作的主要内容。其次，在研究开放式永磁型MRI磁体的匀场方法过程中，由于其磁体结构的特殊性，不宜采用有源垫补；若采用常规的基于球谐波分解的方法进行无源匀场，最后需要求解大型非线性方程组。因此需要寻找更快速高效的匀场方法。本文，将运筹学中的整数规划理论与匀场的基本理论相结合，突破原有的匀场方法，建立了一个基于整数规划的无源匀场数学模型，并采用LINGO8.0与MATLAB6.5科学计算软件混合编程的方式编制了相应的计算机求解程序，其计算结果能够以图形的形式指导匀场的进行。再次，建立的匀场数学模型和求解是否正确，需要在实际的磁体上进行实验验证。本文在双柱型MRI磁体和传统的C型MRI磁体上进行了匀场实验，在实验的过程中，根据磁场的性质，采用了一种基于调和函数的磁场测量方法，测得的大量基础数据对后面的研究很有帮助。实验结果表明数学模型的基本方向是正确的，并对实验的误差和不足之处进行了详细的分析。最后，总结全文并提出了一些尚待解决的问题，并对下一步的研究提出了建议。