CN115526046A - 磁共振被动匀场装置及其生成方法、装置、系统和设备 - Google Patents

磁共振被动匀场装置及其生成方法、装置、系统和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN115526046A
CN115526046A CN202211188873.0A CN202211188873A CN115526046A CN 115526046 A CN115526046 A CN 115526046A CN 202211188873 A CN202211188873 A CN 202211188873A CN 115526046 A CN115526046 A CN 115526046A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shimming
field data
pieces
passive
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211188873.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115526046B (zh
Inventor
尚海方
邵隆标
周山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangxi Jiabaile Business Management Group Co ltd
Original Assignee
Jiangxi Jiabaile Business Management Group Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangxi Jiabaile Business Management Group Co ltd filed Critical Jiangxi Jiabaile Business Management Group Co ltd
Priority to CN202211188873.0A priority Critical patent/CN115526046B/zh
Publication of CN115526046A publication Critical patent/CN115526046A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115526046B publication Critical patent/CN115526046B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/04—Constraint-based CAD
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/06—Multi-objective optimisation, e.g. Pareto optimisation using simulated annealing [SA], ant colony algorithms or genetic algorithms [GA]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

本发明公开了磁共振被动匀场装置及其生成方法、装置、系统和设备，方法包括：获取初始场数据和目标场数据；根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件；根据约束条件，采用全局寻优算法获取匀场片在磁体周向上的最优排布组合，以使目标区域的磁场均匀度最低；将匀场片的最优排布组合发送至3D打印设备，以使3D打印设备根据最优排布组合打印生成对应的被动匀场装置。本发明通过全局寻优算法预先计算得到匀场片的最优排布组合信息，再采用3D打印设备基于最优排布组合信息来一体定制与该信息对应的匀场槽，从而降低了优化算法中的空间约束，实现将匀场片以任意朝向和任意位置摆放，减少匀场片的用量，降低了生产成本。

Description

磁共振被动匀场装置及其生成方法、装置、系统和设备
技术领域
本发明属于磁共振技术领域，具体涉及一种磁共振被动匀场装置及其生成方法、装置、系统和设备。
背景技术
磁场的均匀性是衡量MR(Magnetic Resonance，磁共振)设备好坏的重要标准。在超导电磁铁的中心圆孔中，如果不加任何约束，磁感线不能一直保持平行分布，而是形成磁体两端发散且中间近似平行的分布状态。被动匀场是指利用在磁体洞内部增加逆磁性物质的匀场片，吸引磁感线向预设的方向移动，从而保持磁感线的水平分布，以补偿成像区域的磁场不均匀性。
现有技术中，通过在磁体洞内设置多个匀场抽屉，每一匀场抽屉上设置有多个匀场槽，匀场槽的位置和数量由有限元或者差分算法计算得到，然后在匀场槽中插入匀场片，匀场片在梯度线圈和磁体内壁之间的空隙沿圆周串行轴向摆放，匀场槽和匀场片的尺寸和位置都是预先制造完成并进行装配的，但这存在匀场片位置极大受限于被动匀场槽、匀场片成本较高但匀场精度仍有限的技术缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁共振被动匀场装置及其生成方法、装置、系统和设备，用以解决现有技术中存在的匀场片位置极大受限于被动匀场槽、匀场片成本较高但匀场精度仍有限的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一方面提供一种磁共振被动匀场装置的生成方法，包括：
获取初始场数据和目标场数据，其中，所述初始场数据为未设置匀场片时磁体内的磁场数据，所述目标场数据为目标均匀场下的磁场数据；
根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件；
根据所述约束条件，采用全局寻优算法获取匀场片在磁体周向上的最优排布组合，以使目标区域的磁场均匀度最低；
将匀场片的最优排布组合发送至3D打印设备，以使3D打印设备根据最优排布组合打印生成对应的被动匀场装置。
在一种可能的设计中，根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件，包括：
根据所述目标场数据与所述初始场数据，计算得到补偿场数据；
根据所述补偿场数据，建立至少包括匀场片数量、匀场片厚度、匀场片产生磁场的大小以及匀场片产生磁场的方向的约束条件。
在一种可能的设计中，在根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件之后，所述方法还包括：
设置传递函数，其中，所述传递函数用于表征匀场片产生的磁场在目标场的表现。
在一种可能的设计中，所述全局寻优算法至少包括粒子群算法、遗传算法或模拟退火算法。
在一种可能的设计中，所述最优排布组合包括若干个单位匀场片至少以任意安装位置以及任意位置朝向形成的排布组合。
第二方面提供一种磁共振被动匀场装置的生成装置，包括：
数据获取模块，用于获取初始场数据和目标场数据，其中，所述初始场数据为未设置匀场片时磁体内的磁场数据，所述目标场数据为目标均匀场下的磁场数据；
约束条件建立模块，用于根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件；
排布组合寻优模块，用于根据所述约束条件，采用全局寻优算法获取匀场片在磁体周向上的最优排布组合，以使目标区域的磁场均匀度最低；
最优组合发送模块，用于将匀场片的最优排布组合发送至3D打印设备，以使3D打印设备根据最优排布组合打印生成对应的被动匀场装置。
在一种可能的设计中，在根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件时，所述约束条件建立模块具体用于：
根据所述目标场数据与所述初始场数据，计算得到补偿场数据；
根据所述补偿场数据，建立至少包括匀场片数量、匀场片厚度、匀场片产生磁场的大小以及匀场片产生磁场的方向的约束条件。
在一种可能的设计中，所述装置还包括：
函数设置模块，用于设置传递函数，其中，所述传递函数用于表征匀场片产生的磁场在目标场的表现。
在一种可能的设计中，所述全局寻优算法至少包括粒子群算法、遗传算法或模拟退火算法。
在一种可能的设计中，所述最优排布组合包括若干个单位匀场片至少以任意安装位置以及任意位置朝向形成的排布组合。
第三方面提供一种磁共振被动匀场装置的生成系统，包括如第二方面所述的磁共振被动匀场装置的生成装置，还包括3D打印设备。
第四方面提供一种磁共振系统被动匀场装置，如第一方面任意一种可能的设计中所述的方法应用于所述被动匀场装置，所述被动匀场装置包括：
一体成型的被动匀场装置本体，所述被动匀场装置本体上开设有若干个匀场槽，其中，装置本体的形状与梯度线圈和磁体内壁之间的空隙适配，所述若干个匀场槽在被动匀场装置本体上的排布方式与基于全局寻优算法获取的最优排布组合相匹配；
若干个匀场片，至少一个匀场片插设在其中一个匀场槽中。
在一种可能的设计中，所述匀场片包括硅钢片。
第五方面提供一种计算机设备，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的方法。
第六方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的方法。
第七方面，本发明提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的方法。
本发明相较于现有技术的有益效果为：
本发明通过获取初始场数据和目标场数据；根据初始场数据和所述目标场数据建立约束条件；根据约束条件，采用全局寻优算法获取匀场片在磁体周向上的最优排布组合，以使目标区域的磁场均匀度最低；将匀场片的最优排布组合发送至3D打印设备，以使3D打印设备根据最优排布组合打印生成对应的被动匀场装置。即本发明通过全局寻优算法预先计算得到匀场片的最优排布组合信息，再采用3D打印设备基于最优排布组合信息来一体定制与该信息对应的匀场槽，从而降低了优化算法中的空间约束(不受匀场槽位置和大小的约束)，实现将匀场片以任意朝向和任意位置摆放，减少匀场片的用量，降低了生产成本，且生成的被动匀场装置更加轻巧。
附图说明
图1为本申请实施例中的磁共振被动匀场装置的生成方法的流程图；
图2为本申请实施例中的磁共振被动匀场装置的生成装置的结构框图；
图3为本申请实施例中的磁共振被动匀场装置的生成系统的结构框图；
图4为本申请实施例中的磁共振被动匀场装置的结构示意图。
其中，1-被动匀场装置本体；2-匀场槽。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
实施例
为了解决现有技术中存在的匀场片位置极大受限于被动匀场槽、匀场片成本较高但匀场精度仍有限的技术问题，本申请实施例提供了一种磁共振被动匀场装置的生成方法，该方法通过全局寻优算法预先计算得到匀场片的最优排布组合信息，再采用3D打印设备基于最优排布组合信息来一体定制与该信息对应的匀场槽，从而降低了优化算法中的空间约束(不受匀场槽位置和大小的约束)，实现将匀场片以任意朝向和任意位置摆放，减少匀场片的用量，降低了生产成本，且生成的被动匀场装置更加轻巧。
下面将对本申请实施例提供的磁共振被动匀场装置的生成方法进行详细说明。
其中，需要说明的是，本申请实施例提供的磁共振被动匀场装置的生成方法可应用于任意操作系统的终端设备来执行方法流程，例如Windows系统、Mac系统、Linux系统、Chrome OS系统、UNIX操作系统等，此处不做限定；其中，本申请实施例采用的执行终端包括但不限于工业计算机和移动终端。为便于描述，除特别说明外，本申请实施例均以工业计算机为执行主体进行说明。可以理解，所述执行主体并不构成对本申请实施例的限定，在其他的一些实施例中可以采用其他类型的执行终端作为执行主体。
如图1所示，是本申请实施例提供的磁共振被动匀场装置的生成方法的流程图，所述方法包括但不限于由步骤S1～S4实现：
步骤S1.获取初始场数据和目标场数据，其中，所述初始场数据为未设置匀场片时磁体内的磁场数据，所述目标场数据为目标均匀场下的磁场数据；
其中，需要说明的是，所述目标场数据为目标均匀场下的磁场数据，即预期达到的理想均匀场下的磁场数据，例如均匀度达到1％时的磁场数据。
步骤S2.根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件；
其中，需要说明的是，若匀场片的磁化强度为m，放置在被动匀场装置后在目标区域上将产生磁场Z向分量，该磁场Z向分量用于对初始磁场进行补偿，以达到预期均匀度下的目标磁场。此外，由于匀场片的尺寸越大，产生磁场强度就越大，同时匀场片产生的磁场的方向与位置有关，而传统的被动匀场装置使用成型匀场槽(即预先设定了匀场槽在匀场抽屉上的位置和大小)，导致使用硅钢片的最小尺寸以及位置信息已经确定，其组合产生的磁场的多样性有限。基于此，本申请实施例拟在不受匀场槽位置和大小的限制的前提下，预先求得匀场片在梯度线圈与磁体内壁之间的空隙周向上整体的最优排布组合，具体是通过建立约束条件，并基于优化算法寻优来实现。
在步骤S2一种具体的实施方式中，根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件，包括：
步骤S21.根据所述目标场数据与所述初始场数据，计算得到补偿场数据；
具体的，所述补偿场数据是指目标场数据与所述初始场数据之间的差值数据。
步骤S22.根据所述补偿场数据，建立至少包括匀场片数量、匀场片厚度、匀场片产生磁场的大小以及匀场片产生磁场的方向的约束条件。
基于补偿场数据，可获知阈值条件下的匀场片数量、匀场片厚度、匀场片产生磁场的大小以及匀场片产生磁场的方向，并以上述各参数为约束条件进行寻优，即可得到满足该补偿场数据需求的匀场片排布组合。
在一种具体的实施方式中，在根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件之后，所述方法还包括：
设置传递函数，其中，所述传递函数用于表征匀场片产生的磁场在目标场的表现。
其中，需要说明的是，由于匀场片会在目标空间中产生磁场，该磁场与距离匀场的空间位置有关，因此，为了获知匀场片在目标场的表现，可通过列写传递函数实现，其中，该传递函数采用现有的算法原理，此处不再赘述。
步骤S3.根据所述约束条件，采用全局寻优算法获取匀场片在磁体周向上的最优排布组合，以使目标区域的磁场均匀度最低；
其中，需要说明的，所述目标区域的磁场均匀度的计算公式如下：
ppm＝(Bmax-Bmin)/Bmean×106标，其中，B表示磁场强度，Bmax表示最大磁场强度，Bmin表示最小磁场强度，Bmean表示平均磁场强度。
在步骤S3一种具体的实施方式中，所述全局寻优算法至少包括粒子群算法、遗传算法或模拟退火算法。
例如，当采用粒子群算法时，初始化粒子群时需要确定包括粒子的初始位置及速度，惯性因子等参数值。粒子数M一般选取20～40个，不过对于一些特殊的难题(例如当优化目标比较难找到以及自变量的范围很大时，如果初始粒子数量较少，寻优的速度就比较慢)需要更多的粒子，粒子数量越多，搜索范围就越广，越容易找到全局最优解。
基于上述公开的内容，不同于传统装置已经确定匀场片的尺寸及位置，新的被动匀场装置可以实现匀场片以任意形状、任意朝向和任何位置摆放，对应到优化算法中粒子的速度和惯性因子具有更高的自由度，最大迭代数更高，寻求到更优解的可能性更大。
在步骤S3一种具体的实施方式中，所述最优排布组合包括若干个单位匀场片至少以任意安装位置以及任意位置朝向形成的排布组合。
其中，需要说明的是，单位匀场片是指理想状态下匀场片的体积可以设置为很小，从而可以利用体积很小的匀场片对磁场方向和大小进行任意调节，无需受到传统的匀场片和匀场槽的尺寸位置限制。
步骤S4.将匀场片的最优排布组合发送至3D打印设备，以使3D打印设备根据最优排布组合打印生成对应的被动匀场装置。
其中，需要说明的是，本申请实施例采用3D打印设备来生成被动匀场装置，从而可以以最优排布组合信息为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造生成被动匀场装置，实现了匀场片的任意放置，解除全局寻优优化算法部分空间限制，提高了寻优效率，并减少了匀场片用量，降低生产成本。
基于上述公开的内容，本申请实施例通过获取初始场数据和目标场数据；根据初始场数据和所述目标场数据建立约束条件；根据约束条件，采用全局寻优算法获取匀场片在磁体周向上的最优排布组合，以使目标区域的磁场均匀度最低；将匀场片的最优排布组合发送至3D打印设备，以使3D打印设备根据最优排布组合打印生成对应的被动匀场装置。即本发明通过全局寻优算法预先计算得到匀场片的最优排布组合信息，再采用3D打印设备基于最优排布组合信息来一体定制与该信息对应的匀场槽，从而降低了优化算法中的空间约束(不受匀场槽位置和大小的约束)，实现将匀场片以任意朝向和任意位置摆放，减少匀场片的用量，降低了生产成本，且生成的被动匀场装置更加轻巧。
如图2所示，第二方面提供一种磁共振被动匀场装置的生成装置，包括：
数据获取模块，用于获取初始场数据和目标场数据，其中，所述初始场数据为未设置匀场片时磁体内的磁场数据，所述目标场数据为目标均匀场下的磁场数据；
约束条件建立模块，用于根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件；
排布组合寻优模块，用于根据所述约束条件，采用全局寻优算法获取匀场片在磁体周向上的最优排布组合，以使目标区域的磁场均匀度最低；
最优组合发送模块，用于将匀场片的最优排布组合发送至3D打印设备，以使3D打印设备根据最优排布组合打印生成对应的被动匀场装置。
在一种具体的实施方式中，在根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件时，所述约束条件建立模块具体用于：
根据所述目标场数据与所述初始场数据，计算得到补偿场数据；
根据所述补偿场数据，建立至少包括匀场片数量、匀场片厚度、匀场片产生磁场的大小以及匀场片产生磁场的方向的约束条件。
在一种具体的实施方式中，所述装置还包括：
函数设置模块，用于设置传递函数，其中，所述传递函数用于表征匀场片产生的磁场在目标场的表现。
在一种具体的实施方式中，所述全局寻优算法至少包括粒子群算法、遗传算法或模拟退火算法。
在一种具体的实施方式中，所述最优排布组合包括若干个单位匀场片至少以任意安装位置以及任意位置朝向形成的排布组合。
本实施例第二方面提供的前述装置的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见如上第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。
如图3所示，第三方面提供一种磁共振被动匀场装置的生成系统，包括如第二方面所述的磁共振被动匀场装置的生成装置，还包括3D打印设备。
本实施例第三方面提供的前述系统的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见如上第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。
如图4所示，第四方面提供一种磁共振系统被动匀场装置，如第一方面任意一种可能的设计中所述的方法应用于所述被动匀场装置，所述被动匀场装置包括：
一体成型的被动匀场装置本体1，所述被动匀场装置本体1上开设有若干个匀场槽2，其中，装置本体1的形状与梯度线圈和磁体内壁之间的空隙适配，所述若干个匀场槽2在被动匀场装置本体上的排布方式与基于全局寻优算法获取的最优排布组合相匹配；
若干个匀场片，至少一个匀场片插设在其中一个匀场槽2中。
在一种可能的设计中，所述匀场片包括硅钢片。
其中，需要说明的是，优选的，本申请实施例中的磁共振系统被动匀场装置的形状设置为空心圆柱，则在将被动匀场装置安装在梯度线圈和磁体内壁之间的空隙时，可将被动匀场装置一体嵌设在空隙中，方便匀场片的安装、更换与日常维护。
第五方面提供一种计算机设备，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的方法。
具体举例的，所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器(Random-AccessMemory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、闪存(Flash Memory)、先进先出存储器(First Input First Output，FIFO)和/或先进后出存储器(First Input Last Output，FILO)等等；所述处理器可以不限于采用型号为STM32F105系列的微处理器；所述收发器可以但不限于为WiFi(无线保真)无线收发器、蓝牙无线收发器、GPRS(General Packet RadioService，通用分组无线服务技术)无线收发器和/或ZigBee(紫蜂协议，基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议)无线收发器等。此外，所述计算机设备还可以但不限于包括有电源模块、显示屏和其它必要的部件。
本实施例第五方面提供的前述计算机设备的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见如上第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。
第六方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的方法。
其中，所述计算机可读存储介质是指存储数据的载体，可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒(Memory Stick)等，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。
本实施例第六方面提供的前述计算机可读存储介质的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见如上第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。
第七方面，本发明提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面任意一种可能的设计中所述的方法。
本实施例第七方面提供的前述包含指令的计算机程序产品的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见如上第一方面或第一方面中任意一种可能设计所述的方法，于此不再赘述。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁共振被动匀场装置的生成方法，其特征在于，包括：
获取初始场数据和目标场数据，其中，所述初始场数据为未设置匀场片时磁体内的磁场数据，所述目标场数据为目标均匀场下的磁场数据；
根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件；
根据所述约束条件，采用全局寻优算法获取匀场片在磁体周向上的最优排布组合，以使目标区域的磁场均匀度最低；
将匀场片的最优排布组合发送至3D打印设备，以使3D打印设备根据最优排布组合打印生成对应的被动匀场装置。
2.根据权利要求1所述的磁共振被动匀场装置的生成方法，其特征在于，根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件，包括：
根据所述目标场数据与所述初始场数据，计算得到补偿场数据；
根据所述补偿场数据，建立至少包括匀场片数量、匀场片厚度、匀场片产生磁场的大小以及匀场片产生磁场的方向的约束条件。
3.根据权利要求1所述的磁共振被动匀场装置的生成方法，其特征在于，在根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件之后，所述方法还包括：
设置传递函数，其中，所述传递函数用于表征匀场片产生的磁场在目标场的表现。
4.根据权利要求1所述的磁共振被动匀场装置的生成方法，其特征在于，所述全局寻优算法至少包括粒子群算法、遗传算法或模拟退火算法。
5.根据权利要求1所述的磁共振被动匀场装置的生成方法，其特征在于，所述最优排布组合包括若干个单位匀场片至少以任意安装位置以及任意位置朝向形成的排布组合。
6.一种磁共振被动匀场装置的生成装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取初始场数据和目标场数据，其中，所述初始场数据为未设置匀场片时磁体内的磁场数据，所述目标场数据为目标均匀场下的磁场数据；
约束条件建立模块，用于根据所述初始场数据和所述目标场数据建立约束条件；
排布组合寻优模块，用于根据所述约束条件，采用全局寻优算法获取匀场片在磁体周向上的最优排布组合，以使目标区域的磁场均匀度最低；
最优组合发送模块，用于将匀场片的最优排布组合发送至3D打印设备，以使3D打印设备根据最优排布组合打印生成对应的被动匀场装置。
7.一种磁共振被动匀场装置的生成系统，其特征在于，包括如权利要求6所述的磁共振被动匀场装置的生成装置，还包括3D打印设备。
8.一种磁共振系统被动匀场装置，其特征在于，如权利要求1-5任意一项所述的方法应用于所述被动匀场装置，所述被动匀场装置包括：
一体成型的被动匀场装置本体(1)，所述被动匀场装置本体上开设有若干个匀场槽(2)，其中，被动匀场装置本体(1)的形状与梯度线圈和磁体内壁之间的空隙适配，所述若干个匀场槽(2)在被动匀场装置本体(1)上的排布方式与基于全局寻优算法获取的最优排布组合相匹配；
若干个匀场片，至少一个匀场片插设在其中一个匀场槽(2)中。
9.根据权利要求8所述的磁共振系统被动匀场装置，其特征在于，所述匀场片包括硅钢片。
10.一种计算机设备，包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如权利要求1-5任意一项所述的方法。
CN202211188873.0A 2022-09-27 2022-09-27 磁共振被动匀场装置及其生成方法、装置、系统和设备 Active CN115526046B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211188873.0A CN115526046B (zh) 2022-09-27 2022-09-27 磁共振被动匀场装置及其生成方法、装置、系统和设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211188873.0A CN115526046B (zh) 2022-09-27 2022-09-27 磁共振被动匀场装置及其生成方法、装置、系统和设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115526046A true CN115526046A (zh) 2022-12-27
CN115526046B CN115526046B (zh) 2023-06-13

Family

ID=84700252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211188873.0A Active CN115526046B (zh) 2022-09-27 2022-09-27 磁共振被动匀场装置及其生成方法、装置、系统和设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115526046B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080054902A1 (en) * 2006-09-05 2008-03-06 Max-Planck-Gesellschaft Zur Forderung Der Wissenschaften E.V. Passive shimming for MR spectroscopy at high magnetic fields
CN103713269A (zh) * 2012-09-29 2014-04-09 西门子(深圳)磁共振有限公司 用于磁体的匀场片、匀场条以及磁体和磁共振系统
CN104375106A (zh) * 2013-08-14 2015-02-25 西门子(深圳)磁共振有限公司 一种磁共振成像装置的匀场方法和匀场系统
CN109856575A (zh) * 2018-12-29 2019-06-07 潍坊新力超导磁电科技有限公司 一种确定磁共振被动匀场的方法、装置、设备及存储介质
CN209966378U (zh) * 2019-02-21 2020-01-21 郑州大学第一附属医院 一种磁共振设备
WO2021155956A1 (en) * 2020-02-07 2021-08-12 Mr Shim Gmbh Method to shim a magnetic field and magnetic resonance measurement arrangement
CN114509711A (zh) * 2022-02-14 2022-05-17 中科微影(浙江)医疗科技有限公司 一种磁共振成像系统的匀场片高效贴装系统及方法
CN114519241A (zh) * 2022-02-23 2022-05-20 无锡中德伯尔生物技术有限公司 一种核磁共振系统磁体设计方法及装置
CN114942401A (zh) * 2022-07-25 2022-08-26 山东奥新医疗科技有限公司 一种磁共振设备的被动匀场装置及匀场方法
CN114970861A (zh) * 2022-05-31 2022-08-30 河北惠仁医疗设备科技有限公司 一种开放式mri无源匀场的设计方法
CN115080904A (zh) * 2022-06-07 2022-09-20 浙江大学 基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080054902A1 (en) * 2006-09-05 2008-03-06 Max-Planck-Gesellschaft Zur Forderung Der Wissenschaften E.V. Passive shimming for MR spectroscopy at high magnetic fields
CN103713269A (zh) * 2012-09-29 2014-04-09 西门子(深圳)磁共振有限公司 用于磁体的匀场片、匀场条以及磁体和磁共振系统
CN104375106A (zh) * 2013-08-14 2015-02-25 西门子(深圳)磁共振有限公司 一种磁共振成像装置的匀场方法和匀场系统
CN109856575A (zh) * 2018-12-29 2019-06-07 潍坊新力超导磁电科技有限公司 一种确定磁共振被动匀场的方法、装置、设备及存储介质
CN209966378U (zh) * 2019-02-21 2020-01-21 郑州大学第一附属医院 一种磁共振设备
WO2021155956A1 (en) * 2020-02-07 2021-08-12 Mr Shim Gmbh Method to shim a magnetic field and magnetic resonance measurement arrangement
CN114509711A (zh) * 2022-02-14 2022-05-17 中科微影(浙江)医疗科技有限公司 一种磁共振成像系统的匀场片高效贴装系统及方法
CN114519241A (zh) * 2022-02-23 2022-05-20 无锡中德伯尔生物技术有限公司 一种核磁共振系统磁体设计方法及装置
CN114970861A (zh) * 2022-05-31 2022-08-30 河北惠仁医疗设备科技有限公司 一种开放式mri无源匀场的设计方法
CN115080904A (zh) * 2022-06-07 2022-09-20 浙江大学 基于序列二次规划的超导磁共振磁体被动匀场优化方法
CN114942401A (zh) * 2022-07-25 2022-08-26 山东奥新医疗科技有限公司 一种磁共振设备的被动匀场装置及匀场方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YUE ZHU.ETC: "Resistor-free and one-board-fits-all ratio adjustable power splitter for add-on RF shimming in high field MRI", JOURNAL OF MAGNETIC RESONANCE, vol. 338, pages 1 - 9 *
贺中华: "单边核磁共振浅层成像系统研究和皮肤成像实验", pages 030 - 268 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115526046B (zh) 2023-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7074257B2 (ja) ネットワークデータ分析機能ノード、モビリティ管理用のコアネットワークノード、ネットワークデータ分析方法、及び制御方法
US9521634B2 (en) Apparatus and method for operating M2M devices
EP2286604B1 (en) Mobile-server protocol for location-based services
US20170374491A1 (en) Method for instructing update of system information, base station and user equipment
CN111064239A (zh) 一种三维无线充电系统负载定位及功率恒定控制方法
US20220256449A1 (en) Method, base station, core network function and radio access network node
Deng et al. Energy balanced dispatch of mobile edge nodes for confident information coverage hole repairing in IoT
CN115526046A (zh) 磁共振被动匀场装置及其生成方法、装置、系统和设备
CN103229526A (zh) 针对m2m通信的位置更新方法和装置
CN107409004A (zh) 一种终端设备、网络设备，以及寻呼消息的传输方法
Wang et al. Partial charging scheduling in wireless rechargeable sensor networks
CN103983927A (zh) 根据霍尔推力器中耦合振荡伴生的动态磁场确定线圈安匝变化百分率范围的方法
US20210151232A1 (en) System for generating a magnetic field
US20190049531A1 (en) Calculating method for ultimate demagnetization temperature of loudspeaker magnetic steel
Liu et al. Study on the vibration mechanism of the relay coil in a three-coil WPT system
Zhangqiang Rectangular closed double magnetic circuit for vibration exciter with 1.2 m stroke
JP2022516016A (ja) 車両用空気系統における電力計量を検証するための方法及びシステム
Cheng et al. Simulation and optimization of a permanent magnet for small-sized MRI by genetic algorithm
Cao et al. Approximate Cardinality Estimation (ACE) in large-scale Internet of Things deployments
CN105009607B (zh) 用于提供数据的方法、设备、系统和计算机可读介质
KR20140082693A (ko) 기기간 통신을 지원하는 시스템에서 시스템 정보를 송수신하는 방법 및 장치
Zhang et al. Multi-hop energy sharing in rechargeable wireless sensor networks
WO2021030949A1 (en) Systems and methods for energy harvesting and use in support of monitored processes and devices
CN109038997B (zh) 一种移动设备无线充电装置及其发射端
Vivier et al. Comparison between single-model and multi-model optimization methods for multiphysical design

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant