本書系統(tǒng)地介紹了核磁共振設(shè)備研制中的電磁場問題，論述了核磁共振、梯度線圈及勻場線圈、射頻線圈的設(shè)計方法。針對梯度線圈及勻場線圈的設(shè)計，本書詳細(xì)討論了傳統(tǒng)目標(biāo)場方法、諧波系數(shù)法以及等效偶極子法；針對射頻線圈的設(shè)計，本書討論了低頻射頻線圈、鳥籠線圈以及橫電磁模線圈的設(shè)計方法。全書共7章，第1章對核磁共振的發(fā)展歷程及梯度線圈和射頻線圈的設(shè)計方法進(jìn)行了回顧；第2章介紹了核磁共振線圈設(shè)計所需要的數(shù)學(xué)物理理論基礎(chǔ)；第3章介紹了梯度線圈及勻場線圈的傳統(tǒng)設(shè)計方法；第4章介紹了梯度線圈及勻場線圈的逆問題設(shè)計方法；第5～7章介紹了射頻線圈的設(shè)計原理。
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目 錄
前 言
第1章 緒論 1
1.1 核磁共振概述 1
1.2 核磁共振中的電磁場問題 2
1.2.1 主磁體設(shè)計的電磁場問題 2
1.2.2 勻場線圈設(shè)計的電磁場問題 6
1.2.3 梯度線圈設(shè)計的電磁場問題 7
1.2.4 射頻線圈設(shè)計的電磁場問題 11
1.3 本書內(nèi)容概述 12
參考文獻(xiàn) 12
第2章 核磁共報系統(tǒng)電磁設(shè)計中的戴學(xué)物理方程 16
2.1 有源區(qū)域磁場 16
2.2 無源區(qū)域磁場 17
參考文獻(xiàn) 26
第3章 梯度結(jié)圈及勻場線圄傳統(tǒng)設(shè)計方法 27
3.1 簡單線圈結(jié)構(gòu)的磁場分析 27
3.1.1 圓環(huán)線圈磁場計算 27
3.1.2 圓弧線圈磁場計算 30
3.2 超導(dǎo)磁體中梯度線圈及勻場線圈傳統(tǒng)設(shè)計方法 31
3.2.1 軸向梯度線圈及勻場線圈設(shè)計方法 31
3.2.2 徑向梯度線圈及勻場線圈設(shè)計方法 36
3.3 永磁磁體梯度線圈及勻場線圈傳統(tǒng)設(shè)計方法 41
3.3.1 Halbach磁體梯度線圈及勻場線圈的傳統(tǒng)設(shè)計方法 41
3.3.2 雙極型永磁體梯度線圈及勻場線圈的傳統(tǒng)設(shè)計方法 47
3.4 數(shù)值優(yōu)化方法 57
3.4.1 智能算法優(yōu)化方法 57
3.4.2 矩陣求逆方法 59
參考文獻(xiàn) 60
第4章 梯度結(jié)圃及勻場緝圄逆問題設(shè)計方法 62
4.1 傳統(tǒng)目標(biāo)場方法 62
4.1.1 目標(biāo)場方法 62
4.1.2 流函數(shù)理論 66
4.1.3 自屏蔽梯度線線圈 69
4.1.4 電感最小優(yōu)化方法 71
4.2 諧波系數(shù)法 73
4.2.1 超導(dǎo)核磁共振成像梯皮線固及勻場線圈設(shè)計方法 73
4.2.2 永磁核磁共振成像梯度線圈及勻場線圈設(shè)計方法 79
4.2.3 Halbach磁體結(jié)構(gòu)的梯度線圈及勻場線圈設(shè)計方法 85
4.3 等效磁偶極子法 93
4.3.1 等效磁化強度與流函數(shù) 93
4.3.2 等效磁偶極子方法應(yīng)用于梯度線圈的設(shè)計方法 94
4.3.3 線圈計算結(jié)果與仿真 98
參考文獻(xiàn) 101
第5章 低頻射頻線圈設(shè)計方法 103
5.1 射頻線圈簡介 103
5.2 射頻線圈仿真設(shè)計方法 105
5.2.1 螺線管射頻線圈設(shè)計方法 106
5.2.2 平面形射頻線圈設(shè)計方法 110
5.2.3 馬鞍形射頻線圈設(shè)計方法 114
5.3 射頻線圈設(shè)計的電磁場逆問題 115
5.3.1 目標(biāo)場法 116
5.3.2 流函數(shù)法 120
5.3.3 多目標(biāo)優(yōu)化 122
5.4 有限區(qū)域內(nèi)射頻線固的設(shè)計方法 126
5.5 陣列射頻線圈設(shè)計方法 129
5.5.1 均句樣品下射頻線圈的信噪比 129
5.5.2 陣列射頻線圈的基本結(jié)構(gòu) 130
5.5.3 陣列射頻線圈的電磁參數(shù)計算 132
5.5.4 陣列射頻線圈的效率及信噪比優(yōu)化 133
參考文獻(xiàn) 136
第6章 鳥籠線圈設(shè)計方法 138
6.1 鳥籠線圈簡介 138
6.2 鳥籠線圓的分析 141
6.2.1 鳥籠線圈等效電路模型介紹 141
6.2.2 鳥籠線圈等效電路模型分析 143
6.3 鳥籠線固的屏蔽 151
6.4 鳥籠線固的結(jié)構(gòu)、導(dǎo)體、電容選擇 151
6.4.1 鳥籠線圈的結(jié)構(gòu)選擇 151
6.4.2 鳥籠統(tǒng)圈腿及瑞環(huán)材料的選擇 152
6.4.3 匹配電容的選擇 152
6.5 鳥籠線圈的調(diào)諧、匹配與正交驅(qū)動 153
6.5.1 鳥籠線圈的調(diào)諧 153
6.5.2 鳥籠線圈的匹配 153
6.5.3 正交驅(qū)動 153
參考文獻(xiàn) 154
第7章 橫電磁模諧振器設(shè)計方法 156
7.1 多導(dǎo)體傳輸線理論 157
7.1.1 多導(dǎo)體傳輸線方程 157
7.1.2 多導(dǎo)體傳輸線單位長度參數(shù) 163
7.2 同軸空腔諧振器 165
7.2.1 同軸空腔諧振器的傳輸線模型 165
7.2.2 同軸空腔諧振器的傳輸線參數(shù) 168
7.3 同軸電纜諧振器 170
7.3.1 同軸電纜諧振棒的傳輸線模型 170
7.3.2 同軸電纜諧振器模式 172
7.3.3 同軸電纜諧振器的射頻磁場 173
7.3.4 同軸電纜諧振椿結(jié)構(gòu) 175
7.4 藕合微帶諧振器 176
7.4.1 搞合徽帶諧振器模型 176
7.4.2 藕合徽帶諧振棒的頻域解 177
7.4.3 藕合徽帶諧振器的傳輸線參數(shù) 179
7.4.4 搞合徽帶諧振器磁場求解 183
7.5 開放式諧振器 185
7.5.1 全體積線圈與開放式線圈 186
7.5.2 開放式橫電磁模線圈結(jié)構(gòu) 187
參考文獻(xiàn) 189
附錄A 偏導(dǎo)數(shù)的求解 192
附錄B 泰勒級教展開式票數(shù)的求解 197
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