[发明专利]一种计算磁共振成像RF线圈信噪比的方法

说明书

技术领域

本发明属于电磁场有限元分析领域，尤其涉及磁共振成像(MRI)射频接收线圈的设计。

背景技术

磁共振成像(MRI)是一种利用核磁共振现象进行成像的技术。作为共振信号的接收天线，射频接收线圈的性能对MRI系统成像的质量有着直接的影响。MRI图像的信噪比(SNR，Signal to Noise Ratio)、分辨率和成像速度在很大程度上取决于射频接收线圈的SNR。线圈的SNR可定义为

SNR=BReff]]>

其中，B是射频线圈通入单位有效值射频电流时在该点产生的磁感应强度的有效值；R_eff是线圈的噪声电阻。

噪声电阻包括线圈自身电阻以及负载中涡流损耗折合到线圈上的等效电阻。计算线圈自身的高频电阻时，常用的方法是近似认为电流集中在趋肤深度内，且电流密度均匀分布。由于实际上电流密度在趋肤深度内也是随与边缘的距离变化的，这种方法计算的线圈自身电阻偏小。利用有限元法计算线圈等效噪声电阻时，为了确定边界条件，需要增加空气域，从而导致剖分量增加，计算效率降低，不利于线圈结构优化。

本发明中通过采用积分方程数值计算的方法分析含线圈自电阻的等效噪声电阻，避免上述近似所带来的误差，与基于求解微分方程的数值方法(如有限元法)相比，极大得提高了计算的准确性及计算效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种计算磁共振成像RF线圈信噪比的方法。本发明的特征在于，所述方法是在计算机中依次按以下步骤实现的：

步骤(1)，计算机初始化：

输入RF线圈的几何尺寸，线圈导体的横截面的几何尺寸，导体材料的电导率、磁导率，通入线圈中的射频电流的幅值和频率，在有载时还需要输入负载的几何尺寸、位置及电导率、磁导率；

写入RF线圈导体内电流密度J应满足的积分方程

其中J为电流密度，σ为导体电导率，ω为共振角频率，μ为导体的磁导率，r为场点与源点距离，为标量位；所述源点是指电流源密度的点，场点是指计算电场强度的点；

在二维轴对称条件下，以对称轴为z轴，半径方向为ρ轴，建立极坐标系，有

其中J_α为电流密度，f为共振频率，θ为导体周向单位矢量，S为导体横截面；

令利用椭圆积分，得到