CN115080904A - 基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法 - Google Patents

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CN115080904A CN202210636349.9A CN202210636349A CN115080904A CN 115080904 A CN115080904 A CN 115080904A CN 202210636349 A CN202210636349 A CN 202210636349A CN 115080904 A CN115080904 A CN 115080904A
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陈武凡
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Abstract

本申请提出了基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法及其应用，包括以下步骤：对超导磁共振磁体进行被动匀场，通过单位厚度铁磁材料对DSV表面上的每个测量点磁场贡献的数值构建灵敏度矩阵，该灵敏度矩阵的维数为测量点数量x匀场盒数量，其中匀场区内设于多个匀场盘，每个由多个匀场盒组成，每个匀场盒用于放置铁磁材料；基于灵敏度矩阵和被动匀场后的磁场峰峰场不均匀性建立数学模型；采用序列二次规划算法优化该数学模型，以使得数学模型中磁场均匀度被优化至最小。本申请可以进一步提高静磁场均匀性和消耗更少的铁片总质量。

Description

基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法
技术领域
本申请涉及超导核磁共振技术领域，特别是涉及基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法及其应用。
背景技术
磁共振成像(MRI)是现代生物医学成像中重要的临床和研究工具。成像区域静磁场的均匀性本质上决定了磁共振成像的质量。然而，由于一些工程问题，例如装配公差/误差、周围磁性材料的存在等，MRI磁体产生的静磁场可能不够均匀，无法确保高质量成像。因此，通常采用匀场技术来校正磁场不均匀性。常用的匀场技术包括主动匀场和被动匀场。主动匀场使用一组载流线圈(电磁线圈或鞍形线圈)，通常用低温超导体或铜线缠绕，以产生“校正”磁场。被动匀场是将一定量的铁磁材料放入磁体的内孔中，磁化后产生特定的磁场，以补偿成像区域的磁场不均匀性。与主动匀场技术相比，被动匀场具有成本低、操作简单等优点。
在超导核磁共振系统中，被动匀场区一般位于梯度线圈和暖腔壁的中间区域，上面有匀场袋(shim pocket)用来放置铁磁材料。一般来说，对于超导高场MRI磁体，球形成像体积(通常直径为45cm或50cm)中B0场的p-p值(峰-峰值)应在10ppm以内。由于匀场空间限制和热效应问题，因此铁磁材料的重量也需要满足一定的限制。针对被动匀场实际情况已经提出了多种算法，最常用的一种是线性规划(LP)方法。在基于LP规划的方法中，铁磁材料的总重量通常被设置为目标函数，系统约束目标包含磁场均匀性和铁磁材料的总质量。L1范数正则化最小二乘算法试图平衡磁场均匀性和铁磁材料的总消耗。还有提出了截断奇异值分解正则化来计算铁片的磁场和位置。为了进一步提高匀场性能，建立了一个混合整数规划模型，以最小化磁场不均匀性和匀场片的总体积。在非标准MRI应用中，最小谐波系数方法也用于校正NMR魔术角旋转磁体产生的磁场分量。为了减少固定目标磁场(FTMF)引起的强优化约束，提出了一种优化目标磁场(OTFM)方法来校正3.0T MRI系统的主磁场均匀性。然而目前的LP方法通常处理速度极慢，并且在平衡磁场均匀度质量和铁片总量方面也存在困难。
因此，亟待一种能够进一步提高静磁场均匀性和消耗更少的铁片总质量的基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法及其应用。
发明内容
本申请实施例提供了基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法及其应用，针对目前技术平衡磁场均匀度质量和铁片总量方面存在困难的问题。
本发明核心技术主要是利用目前的序列二次规划算法对数学模型进行求解优化，最终得到优化的铁片厚度，如此减少了磁场不均匀性和匀场片的总质量，从而不会产生热不稳定性问题。
第一方面，本申请提供了基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法，所述方法包括以下步骤：
对超导磁共振磁体进行被动匀场，通过单位厚度铁磁材料对DSV表面上的每个测量点磁场贡献的数值构建灵敏度矩阵，该灵敏度矩阵的维数为测量点数量X匀场盒数量，其中匀场区内设于多个匀场盘，每个匀场盘由多个匀场盒组成，每个匀场盒用于放置铁磁材料；
基于灵敏度矩阵和被动匀场后的磁场峰峰值均匀度建立数学模型；
采用序列二次规划算法优化该数学模型，以使得数学模型中磁场峰峰值均匀度被优化至最小。
进一步地，在超导磁共振磁体进行被动匀场之前还包括以下步骤：
获取DSV表面上指定测量点的初始磁场数据，该初始磁场数据能够计算平均磁场强度和磁场峰峰值不均匀性；
依据平均磁场强度和磁场峰峰值均匀度，评估该指定测量点处的裸磁场的不均匀性。
进一步地，磁场峰峰值均匀度基于平均磁场强度和所有测量点中裸磁场的最大磁场强度、最小磁场强度计算得到。
进一步地，被动匀场后的磁场强度基于灵敏度矩阵、铁磁材料的厚度及对应测量点的磁场强度计算得到。
进一步地，被动匀场后的磁场峰峰场不均匀性基于该被动匀场后的磁场强度中的最大值、最小值及平均值计算得到。
进一步地，将被动匀场后的磁场峰峰场均匀度作为非线性目标函数并进行优化，以铁磁材料的厚度作为决策变量，并设定该决策变量的上下边界范围，完成二次规划子问题构建。
进一步地，通过逐步求解该二次规划子问题获得非线性目标函数中磁场峰峰值均匀度的最小值。
第二方面，本申请提供了一种基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化装置，包括：
数据获取模块，用于获取每个测量点的初始磁场数据、超导磁共振磁体进行被动匀场的每个测量点的磁场数据及铁磁材料的参数；
灵敏度矩阵构建模块，用于通过单位厚度铁磁材料对DSV表面上的每个测量点磁场贡献的数值构建灵敏度矩阵；
数学模型构建模块，用于基于灵敏度矩阵和被动匀场后的磁场峰峰值均匀度建立数学模型；
序列二次规划优化模块，用于采用序列二次规划算法优化该数学模型，以使得数学模型中磁场峰峰值均匀度被优化至最小；
输出模块，输出最小磁场均匀度时铁磁材料的厚度值。
第三方面，本申请提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法。
第四方面，本申请提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据上述的基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法。
本发明的主要贡献和创新点如下：1、与现有技术相比，本申请提出的序列二次规划方法，可以获得出色的磁场均匀性，能够产生近5.5ppm的均匀度。具体而言，相比于线性规划和最小二乘法，可以分别实现(12-5.5ppm)/12ppm/100％＝54.1％和(6.8-5.5ppm)/6.8ppm/100％＝19.1％的磁场均匀度提升。另一方面，序列二次规划方法消耗铁垫片件的总消耗量为1.5kg，相比于线性规划和最小二乘法，可以实现近(9.5-1.5kg)/9.5/100％＝84.2％的改进，如此本申请减少了磁场不均匀性和匀场片的总质量，从而不会产生热不稳定性问题；
2、与现有技术相比，本申请序列二次规划法的优点是收敛性好、计算效率高、边界搜索能力强，因此受到了广泛的重视及应用。
本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例一的基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法的流程；
图2是根据本申请实施例一的磁场坐标系示意图；
图3是根据本申请实施例一的序列二次规划算法流程图；
图4是根据本申请实施例一的初始磁场分布图；
图5是根据本申请实施例三的电子装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
这里将详细的对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书一个或多个实施例相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书一个或多个实施例的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是：在其他实施例中并不一定按照本说明书示出和描述的顺序来执行相应方法的步骤。在一些其他实施例中，其方法所包括的步骤可以比本说明书所描述的更多或更少。此外，本说明书中所描述的单个步骤，在其他实施例中可能被分解为多个步骤进行描述；而本说明书中所描述的多个步骤，在其他实施例中也可能被合并为单个步骤进行描述。
现有技术利用线性规划和最小二乘法试图平衡磁场均匀性和铁磁材料的总消耗。然而该方法对于如何平衡磁场均匀度质量和铁片总量方面较为困难，且处理过程极慢。
基于此，本发明基于SQP(序列二次规划)方法来解决现有技术存在的问题，该SQP的主要原理是利用非线性优化问题的梯度和约束构造一个二次规划(QP)子问题，然后通过逐步求解一系列QP子问题获得目标函数的最小值。
实施例一
具体地，本申请实施例提供了一种基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法，可以进一步提高静磁场均匀性和消耗更少的铁片总质量，具体地，参考图1，该方法包括以下步骤：：
S00、获取DSV(球体)表面上指定测量点的初始磁场数据，该初始磁场数据至少包括平均磁场强度和磁场峰峰值不均匀性；
在本实施例中，在对MRI扫描仪进行被动匀场之前，有必要评估成像区域采样点处的裸磁场(Bm)的不均匀性。可以通过使用场探头/相机记录球体(DSV)表面直径上指定测量点(样本点的任意一点)的初始磁场数据，也可称为磁场映射；
其中，Bm可以表示为[B1,B2,B3...BN]，N是样本点的个数；
S10、依据平均磁场强度和磁场峰峰值不均匀性，评估该指定测量点处的裸磁场的不均匀性；
如此，在获得每个样本点的裸磁场强度后，即可得出平均磁场强度Bavr和磁场峰峰值不均匀性Hp-p，具体公式如公式(1)和公式(2)，该平均磁场强度Bavr和磁场峰峰值不均匀性Hp-p用于评估磁场；
Figure BDA0003682243560000061
Figure BDA0003682243560000062
其中，Max表示最大值，Min表示最小值，即Max(Bm)为所有样本点中裸磁场强度最大值，同理Min(Bm)为所有样本点中裸磁场强度最小值
S20、对超导磁共振磁体进行被动匀场，通过单位厚度铁磁材料对DSV表面上的每个测量点磁场贡献的数值构建灵敏度矩阵，该灵敏度矩阵的维数为测量点数量X匀场盒数量；
在超导磁体磁共振成像系统中，被动匀场区域一般位于梯度线圈和暖孔壁的中间区域，因此其中匀场区内设于多个匀场盘(shim trays)，每个由多个匀场盒组成，每个匀场盒用于放置一定尺寸的铁磁材料(铁片)；
由于超导磁体的高磁场强度，可以假设铁磁材料(铁片)都是磁饱和的。系统矩阵的维数为N x M，其中N是样本点的数量，M是匀场盒的数量。因此该系统矩阵(也称为灵敏度矩阵)是通过对单位厚度铁片对DSV表面上的每个测量点磁场贡献的数值计算来构建的；
如此，灵敏度矩阵中每个元素的灵敏度可以使用公式(3)和(4)计算；
Figure BDA0003682243560000071
其中Mz是铁磁介质的磁化强度，μ0是空气的磁导率，
Figure BDA0003682243560000072
是n阶m度的勒让德函数，以及Neuman因子；
Figure BDA0003682243560000073
位于P(r,Φ,θ)处的磁化铁磁元件
Figure BDA0003682243560000074
(R和t分别为铁片载体的半径和铁片的厚度)，在采样点处
Figure BDA0003682243560000075
产生的磁场，如图2所示；
S30、基于灵敏度矩阵和被动匀场后的磁场峰峰值均匀度建立数学模型；
在本实施例中，数学模型可以通过公式(5)表示：
min(F(x))s.t.{0≤x≤xmax}(5)
其中，F(x)为被动匀场后磁场的峰场不均匀性，可进一步描述为公式(6)-(7)：
Figure BDA0003682243560000076
Bresult＝A*x+Bm(7)
其中，其中x表示铁片的厚度，Nx1向量。xmax是每个垫片袋中铁片的最大厚度。Bresult是被动匀场后的磁场强度。Bm(Mx1)是使用场探头测量的采样点场。A(MxN矩阵)是表示单位厚度铁片Q对采样点P磁效应的敏感矩阵；
S40、采用序列二次规划(SQP)算法优化该数学模型得到优化后的数学模型，以使得磁场峰峰值均匀度被优化至最小。
在本实施例中，SQP方法是解决受约束非线性优化问题最有效的优化技术之一。SQP的主要原理是利用非线性优化问题的梯度和约束构造一个二次规划(QP)子问题，然后通过逐步求解一系列QP子问题获得目标函数的最小值。
具体地，非线性约束优化问题可以表述为公式(8)：
Figure BDA0003682243560000081
其中，f(X)是非线性目标函数，X表示要优化的参数(在这里即匀场片的铁厚度)，函数h(X)和g(X)分别描述等式和不等式约束，l和u是优化参数X的上下边界范围。
具体地，非线性约束优化问题的拉格朗日函数L(X,λ,μ)可以表示为公式(9)：
L(X,λ,μ)＝f(X)+λ*h(X)+μ*g(X) (9)
其中λ和μ分别是拉格朗日乘数。
如此，非线性约束优化问题可以基于拉格朗日函数的二次逼近转化为QP子问题公式(10)：
Figure BDA0003682243560000082
Figure BDA0003682243560000083
其中下标k表示第k次迭代，d代表数值搜索(数值迭代)的方向。求解方程(10)可以得到解向量d，乘数向量λ和μ分别定义为d＝X-Xk，Δλ＝λ-λk和Δμ＝μ-μk。
如此，该二次优化结果为X创建搜索方向并计算Karush-Kuhn-Tucker(KKT)乘数和H的可接收估计值。方程(10)中的H是拉格朗日函数的正定Hessian矩阵，通过Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno方法进行更新，可以计算目标函数和约束函数的二阶导数。当向量d小于0.0001的相对容差(δ)并且满足KKT条件时，该方程解会收敛。选择步长α可以确保目标函数的减小。重复上述过程，直到获得解X*，SQP算法求解流程图如图3所示。
在本实施例中，为了验证所提出SQP算法的有效性，对1.5T超导磁体处的裸磁场进行了被动匀场的案例研究。磁共振系统具体参数如表1中所示。
Figure BDA0003682243560000091
采样点处的裸磁场可以用标准磁场相机测量，初始磁场分布图如图4所示。可见平均磁场强度是1.5004T，磁场峰峰值不均匀性为HP-P＝458ppm。铁片匀场参数如下：半径36厘米；匀场口袋，24(z 0-)24(U 0-)；铁片件尺寸，(40(Z 0-)50(U 0-))mm，厚度最小为0.1毫米；袋中铁块的预定最大厚度为12毫米。
如此，基于本申请实施例一的方法可以获得出色的磁场均匀性，能够产生近5.5ppm的均匀度。具体而言，相比于线性规划和最小二乘法，可以分别实现(12-5.5ppm)/12ppm/100％＝54.1％和(6.8-5.4ppm)/6.8ppm/100％＝19.1％的磁场提升。另一方面，SQP方法消耗铁垫片件的总消耗量为1.5kg。相比于线性规划和最小二乘法，可以实现近(9.5-1.5kg)/9.5/100％＝84.2％的改进。该方法进一步减少了铁片的总质量，因此感应的涡流相应减少。因此，新方法优于传统的线性规划和最小二乘法，因为它减少了场不均匀性和匀场片的总质量，从而不会产生热不稳定性问题。
实施例二
基于相同的构思，本申请还提出了一种基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化装置，包括：
数据获取模块，用于获取每个测量点的初始磁场数据、超导磁共振磁体进行被动匀场的每个测量点的磁场数据及铁磁材料的参数；
灵敏度矩阵构建模块，用于通过单位厚度铁磁材料对DSV表面上的每个测量点磁场贡献的数值构建灵敏度矩阵；
数学模型构建模块，用于基于灵敏度矩阵和被动匀场后的磁场峰峰值均匀度建立数学模型；
序列二次规划优化模块，用于采用序列二次规划算法优化该数学模型，以使得数学模型中磁场峰峰值均匀度被优化至最小；
输出模块，输出磁场均匀度最小的铁磁材料的厚度值。
实施例三
本实施例还提供了一种电子装置，参考图5，包括存储器404和处理器402，该存储器404中存储有计算机程序，该处理器402被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
具体地，上述处理器402可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称为ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
其中，存储器404可以包括用于数据或指令的大容量存储器404。举例来说而非限制，存储器404可包括硬盘驱动器(HardDiskDrive，简称为HDD)、软盘驱动器、固态驱动器(SolidStateDrive，简称为SSD)、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(UniversalSerialBus，简称为USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器404可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器404可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器404是非易失性(Non-Volatile)存储器。在特定实施例中，存储器404包括只读存储器(Read-OnlyMemory，简称为ROM)和随机存取存储器(RandomAccessMemory，简称为RAM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(ProgrammableRead-OnlyMemory，简称为PROM)、可擦除PROM(ErasableProgrammableRead-OnlyMemory，简称为EPROM)、电可擦除PROM(ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory，简称为EEPROM)、电可改写ROM(ElectricallyAlterableRead-OnlyMemory，简称为EAROM)或闪存(FLASH)或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，该RAM可以是静态随机存取存储器(StaticRandom-AccessMemory，简称为SRAM)或动态随机存取存储器(DynamicRandomAccessMemory，简称为DRAM)，其中，DRAM可以是快速页模式动态随机存取存储器404(FastPageModeDynamicRandomAccessMemory，简称为FPMDRAM)、扩展数据输出动态随机存取存储器(ExtendedDateOutDynamicRandomAccessMemory，简称为EDODRAM)、同步动态随机存取内存(SynchronousDynamicRandom-AccessMemory，简称SDRAM)等。
存储器404可以用来存储或者缓存需要处理和/或通信使用的各种数据文件，以及处理器402所执行的可能的计算机程序指令。
处理器402通过读取并执行存储器404中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法。
可选地，上述电子装置还可以包括传输设备406以及输入输出设备408，其中，该传输设备406和上述处理器402连接，该输入输出设备408和上述处理器402连接。
传输设备406可以用来经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括电子装置的通信供应商提供的有线或无线网络。在一个实例中，传输设备包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备406可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
输入输出设备408用于输入或输出信息。在本实施例中，输入的信息可以是每个测量点的初始磁场数据、超导磁共振磁体进行被动匀场的每个测量点的磁场数据及铁磁材料的参数等，输出的信息可以是最小的铁磁材料的厚度值等。
实施例四
本实施例还提供了一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，过程包括根据实施例一的基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法。
需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
通常，各种实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。本发明的一些方面可以以硬件来实现，而其他方面可以以可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件来实现，但是本发明不限于此。尽管本发明的各个方面可以被示出和描述为框图、流程图或使用一些其他图形表示，但是应当理解，作为非限制性示例，本文中描述的这些框、装置、系统、技术或方法可以以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备或其某种组合来实现。
本发明的实施例可以由计算机软件来实现，该计算机软件由移动设备的数据处理器诸如在处理器实体中可执行，或者由硬件来实现，或者由软件和硬件的组合来实现。包括软件例程、小程序和/或宏的计算机软件或程序(也称为程序产品)可以存储在任何装置可读数据存储介质中，并且它们包括用于执行特定任务的程序指令。计算机程序产品可以包括当程序运行时被配置为执行实施例的一个或多个计算机可执行组件。一个或多个计算机可执行组件可以是至少一个软件代码或其一部分。另外，在这一点上，应当注意，如图中的逻辑流程的任何框可以表示程序步骤、或者互连的逻辑电路、框和功能、或者程序步骤和逻辑电路、框和功能的组合。软件可以存储在诸如存储器芯片或在处理器内实现的存储块等物理介质、诸如硬盘或软盘等磁性介质、以及诸如例如DVD及其数据变体、CD等光学介质上。物理介质是非瞬态介质。
本领域的技术人员应该明白，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
对超导磁共振磁体进行被动匀场，通过单位厚度铁磁材料对DSV表面上的每个测量点磁场贡献的数值构建灵敏度矩阵，该灵敏度矩阵的维数为测量点数量X匀场盒数量，其中匀场区内设于多个匀场盘，每个匀场盘由多个匀场盒组成，每个所述匀场盒用于放置所述铁磁材料；
基于所述灵敏度矩阵和被动匀场后的磁场峰峰值均匀度建立数学模型；
采用序列二次规划算法优化该数学模型，以使得所述数学模型中所述磁场峰峰值均匀度被优化至最小。
2.如权利要求1所述的基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法，其特征在于，在所述超导磁共振磁体进行被动匀场之前还包括以下步骤：
获取所述DSV表面上指定测量点的初始磁场数据，该初始磁场数据能够计算平均磁场强度和磁场峰峰值不均匀性；
依据所述平均磁场强度和所述磁场峰峰值不均匀性，评估该指定测量点处的裸磁场的不均匀性。
3.如权利要求2所述的基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法，其特征在于，所述磁场峰峰值均匀度基于平均磁场强度和所有测量点中裸磁场的最大磁场强度、最小磁场强度计算得到。
4.如权利要求1所述的基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法，其特征在于，被动匀场后的磁场强度基于所述灵敏度矩阵、所述铁磁材料的厚度及对应测量点的磁场强度计算得到。
5.如权利要求2所述的基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法，其特征在于，被动匀场后的磁场峰峰场不均匀性基于该被动匀场后的磁场强度中的最大值、最小值及平均值计算得到。
6.如权利要求5所述的基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法，其特征在于，将被动匀场后的磁场峰峰场均匀度作为非线性目标函数并进行优化，以所述铁磁材料的厚度作为决策变量，并设定该决策变量的上下边界范围，完成二次规划子问题构建。
7.如权利要求6所述的基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法，其特征在于，通过逐步求解该二次规划子问题获得所述非线性目标函数中磁场均匀度的最小值。
8.一种基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取每个测量点的初始磁场数据、超导磁共振磁体进行被动匀场的每个测量点的磁场数据及铁磁材料的参数；
灵敏度矩阵构建模块，用于通过单位厚度铁磁材料对DSV表面上的每个测量点磁场贡献的数值构建灵敏度矩阵；
数学模型构建模块，用于基于所述灵敏度矩阵和被动匀场后的磁场峰峰值均匀度建立数学模型；
序列二次规划优化模块，用于采用序列二次规划算法优化该数学模型得到优化后的数学模型，以使得所述数学模型中磁场峰峰值均匀度被优化至最小；
输出模块，输出磁场均匀度最小时铁磁材料的厚度值。
9.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1至7任一项所述的基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，所述过程包括根据权利要求1至7任一项所述的基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法。
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