磁共振成像(MRI,Magnetic Resonance Imaging)装置是集中了磁体制造技术、电子技术与计算机技术最新成果的高科技医用诊断设备。根据产生磁场的机理不同,被分为常导、永磁和超导三类。除超导式为高场MRI外,其余两种均属中低场。MRI与X射线CT相比,最大的优越性在于诊断时无电离辐射,即对人体无直接危害。其次,MRI对软组织成像对比度较CT优越,而且能在活体组织中探测细胞的新陈代谢,可应用于功能成像。再次,MRI定位是通过调节磁场实现,可任意选择剖面,较CT灵活。随着对MRI成像机理的深入研究,开发出诸如EPI、EVI等快速序列,对图像重建的快速Fourier变换也有新方法产生,逐步克服了MRI成像速度慢的缺陷。上述种种原因,使得MRI成为当今最重要、最有价值及最有发展前途的医学诊断技术之一。近年来,由于功能成像和介入性治疗均开始采用MRI来实现,开放型磁体技术被应用于MRI。这项技术的另一好处是可为有幽闭恐惧症人员、儿童和某些动物做诊断。作者在了解到国外MRI发展的这一最新趋势后,即对它展开研究,从理论和实践上做了探索性工作。本硕士论文根据六阶线圈原理对超导中空螺线管式MRI系统主磁体的设计工作,做了一较为全面的总结,所涉及的主要内容是:简要介绍核磁共振(NMR)的基本概念,MRI设备的基本组成以及成像过程;然后将介绍MRI的磁体技术,其重点是超导MRI主磁体设计的主要方法;进一步重点介绍0.5T超导中空螺线管式MRI系统主磁体的工程设计,主要包括主磁体的结构设计、应用有限元法对磁体的模拟、以及有针对性地进行磁体设计与计算的相关软件、匀场理论与设计的开发等内容。最后介绍基于上述工作所得到的一些结论、体会与建议。通过模拟与理论计算,并且对得到的结果进行对比,证明主磁体的设计师合理的,所用的计算设计软件也是可靠的,无源匀场理论与方法是可行的。
