基于永磁体和线圈复合结构的磁性粒子成像零磁场研究

作     者：杨丹 刘素羽 张昊 李天兆 徐彬 Yang Dan;Liu Suyu;Zhang Hao;Li Tianzhao;Xu Bin

作者机构：东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 东北大学智能工业数据解析与优化教育部重点实验室沈阳110819 东北大学计算机科学与工程学院沈阳110169 

基　　金：国家自然科学基金项目(U22A20221,61836011,71790614) 教育部中央高校基础科研业务费项目(2020GFZD008) 辽宁省自然科学基金项目(2021-MS093,2022-MS-119,2021-BS-054) 辽宁省教育厅基础科学研究项目2021(LJKZ0014) 111项目(B16009)资助 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2025年第40卷第2期

页      码：335-345页

摘      要：磁性粒子成像(MPI)中的磁场拓扑结构及其产生的零磁场能够直接对成像结果的质量造成影响。针对MPI系统的零磁场设计,该文提出一种永磁体与线圈复合的磁场结构。该结构综合永磁体能够直接产生大梯度静磁场的优势及电磁线圈通过控制激励方式精准调控磁场的优势来构造线型零磁场(FFL)。对所设计的磁场拓扑结构首先进行了基于圆形线圈、矩形线圈和矩形永磁体所产生静磁场的比较;然后从磁场空间分布、磁场梯度和磁场均匀性等方面对FFL进行分析;最后通过有限元仿真确定了线型零磁场的平移扫描区域范围,并进行了MPI分辨率及血管成像研究。结果表明,该文所提拓扑结构产生的FFL磁场梯度达到3.075 T/m,磁场梯度均匀性达到98.7%,在扫描区域为30 mm×70 mm×70 mm的空间内的成像分辨率能够达到1 mm。证明了该文所提拓扑结构应用于磁性粒子成像系统的可行性。

主 题 词：磁性粒子成像 永磁体与线圈复合 线型零磁场 磁场梯度 磁场均匀性 

学科分类：080804[080804] 080805[080805] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.232203

馆 藏 号：203156942...