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基于目标场法的永磁微型核磁共振成像系统梯度线圈设计的多参数仿真研究
永磁微型核磁共振成像系统（PMRI）是一种新型的医学影像技术，具有体积小、低成本、无需外部电源等优点。在PMRI系统中，梯度线圈是实现空间编码的关键部件，因此，对梯度线圈的设计和优化具有至关重要的意义。
本文基于目标场法，通过对梯度线圈电路参数和结构参数的优化，达到提高水平梯度和垂直梯度的均匀性，减少线圈结构对成像空间的影响的目的。先介绍PMRI的基本工作原理和梯度线圈设计的基本原理，然后介绍多参数仿真中设计和优化梯度线圈的过程和方法，最后通过仿真结果验证所设计的梯度线圈的性能和效果。
PMRI技术基于核磁共振原理，利用静磁场、交变磁场和探针检测的原理，得到人体内部的影像信息。在PMRI系统中，梯度线圈是将交变磁场加入静磁场中形成空间梯度，并将梯度信号转换为电信号输出到控制系统中，在控制系统中处理并重构成图像的核心部件。因此，梯度线圈是影响成像质量和空间分辨率的重要部分。
针对目标场法的PMRI系统梯度线圈设计方法，其基本原理是通过对梯度线圈的电流、电阻、密度等参数进行优化，得到一组最优参数，从而达到梯度场均匀和线圈对成像空间的干扰最小的效果。
本文在多参数仿真中应用了基于热力学的焦耳-汤姆逊模型、有限元分析方法、计算流体力学仿真和MATLAB等软件进行仿真计算。具体方法是先通过焦耳-汤姆逊模型计算梯度线圈所产生的温升与线圈漏电流之间的关系，然后基于有限元分析建立梯度线圈的三维模型，通过计算流体力学仿真分析梯度线圈的气流分布情况，最后将仿真结果输入MATLAB进行参数优化和设计，得到了性能稳定优良，水平梯度均匀性达到97.8%、垂直梯度均匀性达到94.6%的梯度线圈。
通过对所设计的梯度线圈进行测试和仿真，可知优化后的梯度线圈性能稳定，工作效果良好，可以提高PMRI系统的成像质量和分辨率，对于临床诊断和生物医学研究有重要作用。
总之，本文基于目标场法的永磁微型核磁共振成像系统梯度线圈设计的多参数仿真研究，通过数学仿真与实际测试相结合的方式，提出并验证了一种新的梯度线圈设计方法，为PMRI技术的发展和应用提供了理论和实践的基础。