磁共振射頻線圈仿真方法及其裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種磁共振射頻線圈仿真方法及其裝置，該方法包括：對(duì)射頻線圈進(jìn)行建模得到磁共振射頻線圈模型，在設(shè)定的激勵(lì)源下對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布；根據(jù)所述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到所述磁共振射頻線圈模型的第一S參數(shù)；基于所述第一S參數(shù)，通過電路仿真對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配，并得到所述磁共振射頻線圈模型的第二S參數(shù)；改變所述激勵(lì)源的幅值及相位，根據(jù)所述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布的初始值及所述第二S參數(shù)生成第二瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布。本發(fā)明能夠提高磁共振射頻線圈仿真的效率。
【專利說明】
磁共振射頻線圈仿真方法及其裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種磁共振成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁共振射頻線圈仿真方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging:MRI)是一種無創(chuàng)傷、無福射、高分辨率、高對(duì)比度的人體成像診斷方法，被廣泛運(yùn)用于醫(yī)學(xué)成像診斷。射頻線圈用來接收和發(fā)射磁共振信號(hào)，其性能對(duì)最終圖像有直接影響。多通道射頻線圈可以提高磁共振成像圖像的信噪比和成像速度。
[0003]采用計(jì)算機(jī)對(duì)射頻線圈進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，可以降低開發(fā)成本和提高設(shè)計(jì)效率。目前多通道射頻線圈仿真設(shè)計(jì)主要采用時(shí)域仿真方法，具體而言，給出電流源或者電流源激勵(lì)后，計(jì)算一定時(shí)間段內(nèi)電磁場(chǎng)分布，再根據(jù)電磁場(chǎng)分布計(jì)算S參數(shù)(Scattering Parameter，散射參數(shù))、射頻線圈發(fā)射場(chǎng)(BI+)和接收?qǐng)?B1-)等。
[0004]然而，目前多通道射頻線圈時(shí)域仿真方法需要計(jì)算一定時(shí)間段內(nèi)電磁場(chǎng)分布。當(dāng)對(duì)多通道射頻線圈進(jìn)行調(diào)諧和匹配時(shí)，每改變一次電容值或電感值都需要對(duì)一定時(shí)間內(nèi)電磁場(chǎng)分布重新來計(jì)算，導(dǎo)致仿真效率低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種磁共振射頻線圈仿真方法及其裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)缺失。
[0006]本發(fā)明提供一種磁共振射頻線圈仿真方法，包括:對(duì)射頻線圈進(jìn)行建模得到磁共振射頻線圈模型，在設(shè)定的激勵(lì)源下對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布;根據(jù)所述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到所述磁共振射頻線圈模型的第一 S參數(shù);基于所述第一 S參數(shù)，通過電路仿真對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配，并得到所述磁共振射頻線圈模型的第二 S參數(shù);改變所述激勵(lì)源的幅值及相位，根據(jù)所述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布的初始值及所述第二 S參數(shù)生成第二瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布。
[0007]—個(gè)實(shí)施例中，對(duì)射頻線圈進(jìn)行建模得到磁共振射頻線圈模型，在設(shè)定的激勵(lì)源下對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布，包括:對(duì)所述射頻線圈的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，生成所述磁共振射頻線圈模型；為所述磁共振射頻線圈模型所在仿真空間設(shè)置電磁場(chǎng)吸收邊界條件，并對(duì)所述仿真空間進(jìn)行網(wǎng)格劃分;為所述磁共振射頻線圈模型中每通道線圈的端口配置設(shè)定阻抗，并在該端口設(shè)置所述激勵(lì)源;在每個(gè)端口單獨(dú)受所述激勵(lì)源激勵(lì)時(shí)，對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到相應(yīng)的所述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布。
[0008]—個(gè)實(shí)施例中，基于所述第一S參數(shù)，通過電路仿真對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配，并得到所述磁共振射頻線圈模型的第二 S參數(shù)，包括:根據(jù)所述第一 S參數(shù)計(jì)算所述磁共振射頻線圈模型的等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù);基于所述等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真，得到初始仿真結(jié)果;根據(jù)所述初始仿真結(jié)果計(jì)算所述磁共振射頻線圈模型的初始S參數(shù);依據(jù)所述初始S參數(shù)判斷是否需要對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配;若是，通過改變電容或電感對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配;對(duì)調(diào)諧及阻抗匹配后的所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真，得到電路仿真結(jié)果，其中，調(diào)諧及阻抗匹配后的磁共振射頻線圈模型滿足設(shè)定諧振條件且其端口匹配至設(shè)定阻抗;根據(jù)所述電路仿真結(jié)果計(jì)算得到所述第二 S參數(shù)。
[0009]一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，包括:通過時(shí)域有限體積法或時(shí)域有限元法對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真。
[0010]—個(gè)實(shí)施例中，對(duì)所述仿真空間進(jìn)行網(wǎng)格劃分，包括:將所述仿真空間劃分為多個(gè)六面體或多個(gè)四面體的網(wǎng)格。
[0011]一個(gè)實(shí)施例中，所述激勵(lì)源為電流源或電壓源。
[0012]一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)定阻抗為50歐姆。
[0013]—個(gè)實(shí)施例中，所述磁共振射頻線圈模型為多通道磁共振射頻線圈模型。
[0014]本發(fā)明還提供一種磁共振射頻線圈仿真裝置，包括:第一電磁場(chǎng)分布生成單元，用于對(duì)射頻線圈進(jìn)行建模得到磁共振射頻線圈模型，在設(shè)定的激勵(lì)源下對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布;第一 S參數(shù)生成單元，用于根據(jù)所述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到所述磁共振射頻線圈模型的第一S參數(shù);第二S參數(shù)生成單元，用于基于所述第一 S參數(shù)，通過電路仿真對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配，并得到所述磁共振射頻線圈模型的第二 S參數(shù);第二電磁場(chǎng)分布生成單元，用于改變所述激勵(lì)源的幅值及相位，根據(jù)所述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布的初始值及所述第二 S參數(shù)生成第二瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布。
[0015]—個(gè)實(shí)施例中，所述第一電磁場(chǎng)分布生成單元包括:射頻線圈模型生成模塊，用于對(duì)所述射頻線圈的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，生成所述磁共振射頻線圈模型；網(wǎng)格劃分模塊，用于為所述磁共振射頻線圈模型所在仿真空間設(shè)置電磁場(chǎng)吸收邊界條件，并對(duì)所述仿真空間進(jìn)行網(wǎng)格劃分;端口設(shè)置模塊，用于為所述磁共振射頻線圈模型中每通道線圈的端口配置設(shè)定阻抗，并在該端口設(shè)置所述激勵(lì)源;第一電磁場(chǎng)分布生成模塊，用于在每個(gè)端口單獨(dú)受所述激勵(lì)源激勵(lì)時(shí)，對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到相應(yīng)的所述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布。
[0016]—個(gè)實(shí)施例中，所述第二S參數(shù)生成單元包括:電路結(jié)構(gòu)及參數(shù)生成模塊，用于根據(jù)所述第一 S參數(shù)計(jì)算所述磁共振射頻線圈模型的等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù);初始仿真結(jié)果生成模塊，用于基于所述等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真，得到初始仿真結(jié)果;初始S參數(shù)生成模塊，用于根據(jù)所述初始仿真結(jié)果計(jì)算所述磁共振射頻線圈模型的初始S參數(shù);判斷模塊，用于依據(jù)所述初始S參數(shù)判斷是否需要對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配;調(diào)諧及阻抗匹配模塊，用于若是，通過改變電容或電感對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配；電路仿真結(jié)果生成模塊，用于對(duì)調(diào)諧及阻抗匹配后的所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真，得到電路仿真結(jié)果，其中，調(diào)諧及阻抗匹配后的磁共振射頻線圈模型滿足設(shè)定諧振條件且其端口匹配至設(shè)定阻抗;第二 S參數(shù)生成模塊，用于根據(jù)所述電路仿真結(jié)果計(jì)算得到所述第二 S參數(shù)。
[0017]—個(gè)實(shí)施例中，所述第一電磁場(chǎng)分布生成模塊包括:電磁場(chǎng)仿真模塊，用于通過時(shí)域有限體積法或時(shí)域有限元法對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真。
[0018]—個(gè)實(shí)施例中，所述網(wǎng)格劃分模塊包括:多面體網(wǎng)格生成模塊，用于將所述仿真空間劃分為多個(gè)六面體或多個(gè)四面體的網(wǎng)格。
[0019]—個(gè)實(shí)施例中，所述第一電磁場(chǎng)分布生成單元還用于執(zhí)行:所述激勵(lì)源為電流源或電壓源。
[0020]—個(gè)實(shí)施例中，所述端口設(shè)置模塊和所述電路仿真結(jié)果生成模塊還用于執(zhí)行:所述設(shè)定阻抗為50歐姆。
[0021]—個(gè)實(shí)施例中，第一電磁場(chǎng)分布生成單元還用于執(zhí)行:所述磁共振射頻線圈模型為多通道磁共振射頻線圈模型。
[0022]現(xiàn)有的電磁場(chǎng)仿真方法，對(duì)磁共振射頻線圈進(jìn)行調(diào)諧和匹配等各個(gè)過程均通過電磁場(chǎng)仿真完成，每次電磁場(chǎng)仿真均需耗費(fèi)大量仿真時(shí)間。與此不同，本發(fā)明實(shí)施例的磁共振射頻線圈仿真方法及裝置，利用電磁場(chǎng)仿真與電路仿真相結(jié)合的方式(場(chǎng)路一體化仿真)對(duì)磁共振射頻線圈進(jìn)行仿真，先通過電磁場(chǎng)仿真方法計(jì)算多通道射頻線圈多個(gè)端口電磁場(chǎng)分布的初始值，然后基于電路理論利用電路仿真對(duì)射頻線圈進(jìn)行調(diào)諧和阻抗匹配，最后根據(jù)電路仿真S參數(shù)組合得到最終射頻線圈的電磁場(chǎng)分布，只需要進(jìn)行一次磁共振射頻線圈的時(shí)域電磁場(chǎng)仿真，并在電路里對(duì)磁共振射頻線圈進(jìn)行調(diào)諧和阻抗匹配。由于電路仿真多通道射頻線圈的速度很快，所以這種場(chǎng)路一體化的仿真方法能夠顯著節(jié)省仿真時(shí)間，大大提升仿真效率。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:
[0024]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的磁共振射頻線圈仿真方法的流程示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中通過電磁場(chǎng)仿真得到電磁場(chǎng)分布方法的流程示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中通過電路仿真對(duì)射頻線圈進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配的方法的流程示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的磁共振射頻線圈仿真方法的流程示意圖；
[0028]圖5是本發(fā)明一實(shí)施例的磁共振射頻線圈仿真裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6是本發(fā)明一實(shí)施例中第一電磁場(chǎng)分布生成單兀的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0030]圖7是本發(fā)明一實(shí)施例中第二S參數(shù)生成單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0032]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中需要重復(fù)多次仿真計(jì)算電磁場(chǎng)及S參數(shù)對(duì)射頻線圈調(diào)諧和匹配而導(dǎo)致仿真效率低下的問題，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)仿真效率低下的主要原因，在于電磁場(chǎng)仿真耗時(shí)太長(zhǎng)，而對(duì)射頻線圈調(diào)諧和匹配又需要多次電磁場(chǎng)仿真，所以發(fā)明人經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)設(shè)計(jì)出一種磁共振射頻線圈仿真方法，無需重復(fù)多次仿真計(jì)算電磁場(chǎng)。
[0033]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的磁共振射頻線圈仿真方法的流程示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的磁共振射頻線圈仿真方法，可包括步驟:
[0034]S110:對(duì)射頻線圈進(jìn)行建模得到磁共振射頻線圈模型，在設(shè)定的激勵(lì)源下對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布；
[0035]S120:根據(jù)上述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到上述磁共振射頻線圈模型的第一 S參數(shù)；
[0036]S130:基于上述第一 S參數(shù)，通過電路仿真對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配，并得到上述磁共振射頻線圈模型的第二 S參數(shù)；
[0037]S140:改變上述激勵(lì)源的幅值及相位，根據(jù)上述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布的初始值及上述第二 S參數(shù)生成第二瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布。
[0038]本發(fā)明各實(shí)施例中的磁共振射頻線圈模型可以是多通道磁共振射頻線圈模型或單通道磁共振射頻線圈模型，對(duì)于多通道磁共振射頻線圈模型可以是各種通道數(shù)。S參數(shù)，即散射參數(shù)，是微波傳輸中的一個(gè)重要參數(shù)，可以反映端口匹配(反射系數(shù)及輸入駐波)、端口的輸出駐波、信號(hào)的增益或插損、反向隔離度等參數(shù)信息，具體參數(shù)信息可以根據(jù)磁共振射頻線圈模型的通道數(shù)和結(jié)構(gòu)等確定。以兩端口為例，S參數(shù)可以包括S12、S21、S11及S22參數(shù)，其中，S12為反向傳輸系數(shù)，即隔離，S21為正向傳輸系數(shù)，即增益，Sll為輸入反射系數(shù)，即輸入回波損耗，S22為輸出反射系數(shù)，即輸出回波損耗。
[0039]在上述步驟SllO中，對(duì)射頻線圈進(jìn)行建模得到磁共振射頻線圈模型，其中的射頻線圈(建模對(duì)象)可以是待設(shè)計(jì)的磁共振射頻線圈。對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真時(shí)，上述設(shè)定的激勵(lì)源的形式可以是電流源或電壓源，激勵(lì)源的大小可以根據(jù)調(diào)節(jié)幅值和相位的大小確定。對(duì)射頻線圈進(jìn)行建模及電磁場(chǎng)仿真可以采用多種仿真軟件實(shí)現(xiàn)，例如CST仿真軟件或HFSS軟件。該第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布是上述磁共振射頻線圈模型所在仿真空間的電磁場(chǎng)分布，可以表不一段時(shí)間內(nèi)的電磁場(chǎng)分布變化情況。
[0040]在上述步驟S120中，可以通過本領(lǐng)域公知的方法根據(jù)上述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到上述磁共振射頻線圈模型的第一 S參數(shù)。
[0041]在上述步驟S130中，該電路仿真是在磁共振射頻線圈模型所對(duì)應(yīng)的電路中進(jìn)行仿真計(jì)算。根據(jù)電路仿真結(jié)果可以通過本領(lǐng)域公知的方法計(jì)算出相應(yīng)的S參數(shù)。
[0042]在上述步驟S140中，通過改變上述激勵(lì)源的幅值及相位可以改變上述激勵(lì)源的大小。上述激勵(lì)源的幅值及相位可視需要進(jìn)行改變，可改變幅值和相位二者或其中之一，例如，僅使相位變化45°，幅值保持不變。在改變幅值及相位后的激勵(lì)源下，可以根據(jù)上述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布的初始值和上述第二 S參數(shù)線性組合生成上述第二瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布，該線性組合的方式可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法。
[0043]在上述步驟SllO中，可以計(jì)算磁共振射頻線圈模型的各個(gè)頻點(diǎn)的第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布，例如50MHz?150MHz之間，每間隔0.5MHz或IMHz計(jì)算一次電磁場(chǎng)分布，相應(yīng)地，步驟S120?S140可分別針對(duì)個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行，最終根據(jù)S參數(shù)值和已有頻點(diǎn)的電磁場(chǎng)組合得到第二瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布。
[0044]本發(fā)明實(shí)施例的磁共振射頻線圈仿真方法，利用電磁場(chǎng)仿真與電路仿真相結(jié)合的方式(場(chǎng)路一體化仿真)對(duì)磁共振射頻線圈進(jìn)行仿真，先通過電磁場(chǎng)仿真方法計(jì)算多通道射頻線圈多個(gè)端口電磁場(chǎng)分布的初始值，然后基于電路理論利用電路仿真對(duì)射頻線圈進(jìn)行調(diào)諧和阻抗匹配，最后根據(jù)電路仿真S參數(shù)組合得到最終射頻線圈的電磁場(chǎng)分布。本發(fā)明實(shí)施例的仿真方法只需要進(jìn)行一次多通道射頻線圈的時(shí)域電磁場(chǎng)仿真，在電路里對(duì)線圈調(diào)諧和匹配，并且電路仿真多通道射頻線圈的速度很快，因此這種場(chǎng)路一體化的仿真方法能夠大大提升仿真效率。
[0045]圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中通過電磁場(chǎng)仿真得到電磁場(chǎng)分布方法的流程示意圖。如圖2所示，在上述步驟SllO中，對(duì)射頻線圈進(jìn)行建模得到磁共振射頻線圈模型，在設(shè)定的激勵(lì)源下對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布的方法，可包括步驟:
[0046]Sill:對(duì)上述射頻線圈的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，生成上述磁共振射頻線圈模型；
[0047]S112:為上述磁共振射頻線圈模型所在仿真空間設(shè)置電磁場(chǎng)吸收邊界條件，并對(duì)上述仿真空間進(jìn)行網(wǎng)格劃分；
[0048]S113:為上述磁共振射頻線圈模型中每通道線圈的端口配置設(shè)定阻抗，并在該端口設(shè)置上述激勵(lì)源；
[0049]S114:在每個(gè)端口單獨(dú)受上述激勵(lì)源激勵(lì)時(shí)，對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到相應(yīng)的上述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布。
[0050]在上述步驟Slll中，對(duì)上述射頻線圈的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模可以得到磁共振射頻線圈模型的線圈形狀，還可以設(shè)置該線圈形狀的材料屬性，例如設(shè)置材料屬性為銅。
[0051]在上述步驟S112中，可以采用多種方法對(duì)上述仿真空間進(jìn)行網(wǎng)格劃分，例如四面體網(wǎng)格劃分方法或六面體網(wǎng)格劃分方法，具體可視待仿真的射頻線圈的需要而定。
[0052]在上述步驟S113中，可將射頻線圈上需要加電容的地方設(shè)為上述磁共振射頻線圈模型中每通道線圈的端口。例如，實(shí)際的射頻線圈中每通道線圈可包含四段，相應(yīng)地可以在四個(gè)位置中的一個(gè)位置加電容，需要加電容的位置，可以設(shè)置為端口。對(duì)于多通道磁共振射頻線圈模型而言，每通道線圈上可以設(shè)置不同的端口。對(duì)于單通道磁共振射頻線圈模型而言，只包含一通道射頻線圈，僅需對(duì)該通道射頻線圈設(shè)置端口。上述設(shè)定阻抗可以為多種數(shù)值，例如50歐姆或75歐姆，具體可視實(shí)際的射頻線圈(仿真對(duì)象)所連接的同軸線的阻抗而定。
[0053]在上述步驟S114中，對(duì)于多通道磁共振射頻線圈模型而言，每通道線圈的端口上單獨(dú)受上述激勵(lì)源激勵(lì)時(shí)，對(duì)整個(gè)磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真。在上述步驟S120中，可根據(jù)所有通道線圈的端口受激勵(lì)情況下的述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到第一S參數(shù)。
[0054]—實(shí)施例中，在上述步驟S114中，對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真的方法，可包括步驟:
[0055]S1141:通過時(shí)域有限體積法或時(shí)域有限元法對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真。
[0056]本實(shí)施例中，時(shí)域有限體積法或時(shí)域有限元法可以有效實(shí)現(xiàn)磁共振射頻線圈模的電磁場(chǎng)仿真。在其他實(shí)施例中，可以采用其他數(shù)值模擬方法對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真?？梢岳枚喾N仿真軟件實(shí)現(xiàn)電磁場(chǎng)仿真計(jì)算，例如CST仿真軟件或HFSS軟件。
[0057]—實(shí)施例中，在上述步驟S112中，對(duì)上述仿真空間進(jìn)行網(wǎng)格劃分的方法，可包括:
[0058]S1121:將上述仿真空間劃分為多個(gè)六面體或多個(gè)四面體的網(wǎng)格。
[0059]本實(shí)施例中，將上述仿真空間劃分為多個(gè)六面體或多個(gè)四面體的網(wǎng)格，可以得到更準(zhǔn)確的電磁場(chǎng)仿真結(jié)果。
[0060]圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中通過電路仿真對(duì)射頻線圈進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配的方法的流程示意圖。如圖3所示，在上述步驟S130中，基于上述第一S參數(shù)，通過電路仿真對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配，并得到上述磁共振射頻線圈模型的第二 S參數(shù)的方法，可包括步驟:
[0061]S131:根據(jù)上述第一 S參數(shù)計(jì)算上述磁共振射頻線圈模型的等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)；
[0062]S132:基于上述等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真，得到初始仿真結(jié)果；
[0063]S133:根據(jù)上述初始仿真結(jié)果計(jì)算上述磁共振射頻線圈模型的初始S參數(shù)；
[0064]S134:依據(jù)上述初始S參數(shù)判斷是否需要對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配；
[0065]S135:若是，通過改變電容或電感對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配；
[0066]S136:對(duì)調(diào)諧及阻抗匹配后的上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真，得到電路仿真結(jié)果，其中，調(diào)諧及阻抗匹配后的磁共振射頻線圈模型滿足設(shè)定諧振條件且其端口匹配至設(shè)定阻抗；
[0067]S137:根據(jù)上述電路仿真結(jié)果計(jì)算得到上述第二 S參數(shù)。
[0068]在上述步驟S131中，該等效電路可以包括實(shí)際的或等效的電路元件，例如電容、電感和電阻。該等效電路的結(jié)構(gòu)可以是其電路元件的連接方式，例如電容、電感和電阻的串并聯(lián)關(guān)系。該等效電路的參數(shù)可以是其電路元件的參數(shù)，例如電容大小、電感大小和電阻大小。
[0069]在上述步驟S132中，基于上述等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，可以根據(jù)電路理論方程利用數(shù)值計(jì)算的方法對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真計(jì)算。
[0070]在上述步驟S133中，可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法根據(jù)上述初始仿真結(jié)果計(jì)算磁共振射頻線圈模型的初始S參數(shù)。
[0071]在上述步驟S134中，可以根據(jù)上述初始S參數(shù)是否在設(shè)定S參數(shù)范圍判斷是否需要對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配。
[0072]在上述步驟S135中，通過改變電容或電感對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配，可以是改變電容和電感二者或其中一者，其中的“改變”可以是調(diào)節(jié)電容或電感的大小，或者是給上述等效電路并聯(lián)或串聯(lián)一個(gè)或多個(gè)電容或電感?？梢酝ㄟ^改變電容值大小對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧，同時(shí)也可以通過調(diào)整電容值將上述磁共振射頻線圈模型中端口的盡可能匹配至設(shè)定阻抗。上述設(shè)定阻抗可以是50歐姆或75歐姆，具體可視射頻線圈(建模對(duì)象)所連接同軸線的阻抗來確定。
[0073]在上述步驟S136中，該設(shè)定諧振條件可以根據(jù)需要或經(jīng)驗(yàn)確定。該設(shè)定阻抗可以與步驟S113中的設(shè)定阻抗相同或不同。該設(shè)定阻抗的大小可以根據(jù)需要設(shè)定，例如50歐姆或75歐姆。當(dāng)調(diào)諧及阻抗匹配后的磁共振射頻線圈模型滿足設(shè)定諧振條件且其端口匹配至設(shè)定阻抗時(shí)，說明對(duì)上述磁共振射頻線圈模型調(diào)諧及阻抗匹配完畢。得到上述電路仿真結(jié)果和步驟S132中得到上述初始仿真結(jié)果的方法一般相同，上述電路仿真結(jié)果(步驟S136) —般是調(diào)諧及阻抗匹配完畢后的結(jié)果。若上述磁共振射頻線圈模型不滿足設(shè)定諧振條件和/或其端口未匹配至設(shè)定阻抗，則重復(fù)執(zhí)行步驟S135繼續(xù)進(jìn)行調(diào)諧和/或阻抗匹配。
[0074]在上述步驟S137中，上述第二S參數(shù)的計(jì)算方法可與步驟S133中計(jì)算初始S參數(shù)的方法相同。
[0075]本實(shí)施例中，發(fā)明人突破現(xiàn)有的僅通過電磁場(chǎng)仿真對(duì)磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配的固有思維，將上述磁共振射頻線圈模型看作一個(gè)等效電路，并基于電磁場(chǎng)仿真的結(jié)果得到該等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真計(jì)算，如此一來，可以有效實(shí)現(xiàn)在電路中對(duì)磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配。
[0076]圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的磁共振射頻線圈仿真方法的流程示意圖。如圖4所示，上述磁共振射頻線圈模型可為多通道磁共振射頻線圈模型。過多通道射頻線圈建模和仿真設(shè)置(步驟S301)和設(shè)置離散激勵(lì)端口位置(步驟S302)為該多通道磁共振射頻線圈模型的電磁場(chǎng)仿真做好準(zhǔn)備。然后，通過多端口電磁場(chǎng)仿真(步驟S303)對(duì)該多通道磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真計(jì)算，得到仿真空間的電磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)，進(jìn)而得到第一S參數(shù)(步驟S304)和各端口電磁場(chǎng)初始值(步驟S305)。之后，根據(jù)設(shè)置的DS調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)及仿真條件(步驟S306)和第一 S參數(shù)進(jìn)行射頻電路仿真(步驟S307)，此時(shí)，若不符合調(diào)諧調(diào)節(jié)，則可進(jìn)行瞬態(tài)場(chǎng)路聯(lián)合仿真(步驟S308)，得到射頻線圈電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)(步驟S309)，并據(jù)此判斷是否需要再次調(diào)諧，若需要?jiǎng)t重復(fù)進(jìn)行步驟S306。進(jìn)行射頻電路仿真(步驟S307)后，若符合調(diào)諧條件，則根據(jù)電路仿真結(jié)果計(jì)算得到第二 S參數(shù)S310，結(jié)合設(shè)置的各端口的電動(dòng)勢(shì)(S311)和各端口電磁場(chǎng)初始值(步驟S305)，組合得到射頻線圈電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)(S312)。其中，多次調(diào)諧的過程即步驟S308?S309是可選的。
[0077]值得說明的是，本發(fā)明各實(shí)施例的仿真方法對(duì)磁共振射頻線圈的發(fā)射場(chǎng)和接收?qǐng)龅雀鞣N電磁場(chǎng)的仿真均適用，區(qū)別在于所針對(duì)的電磁場(chǎng)分布不同。例如，對(duì)磁共振射頻線圈的發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行仿真時(shí)，第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布和第二瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布均為發(fā)射場(chǎng)的電磁場(chǎng)分布;對(duì)磁共振射頻線圈的接收?qǐng)鲞M(jìn)行仿真時(shí)，第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布和第二瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布均為接收?qǐng)龅碾姶艌?chǎng)分布。
[0078]現(xiàn)有的電磁場(chǎng)仿真方法，對(duì)磁共振射頻線圈進(jìn)行調(diào)諧和匹配等各個(gè)過程均通過電磁場(chǎng)仿真完成，每次電磁場(chǎng)仿真均需耗費(fèi)大量仿真時(shí)間。與此不同，本發(fā)明實(shí)施例的磁共振射頻線圈仿真方法，利用電磁場(chǎng)仿真與電路仿真相結(jié)合的方式(場(chǎng)路一體化仿真)對(duì)磁共振射頻線圈進(jìn)行仿真，先通過電磁場(chǎng)仿真方法計(jì)算多通道射頻線圈多個(gè)端口電磁場(chǎng)分布的初始值，然后基于電路理論利用電路仿真對(duì)射頻線圈進(jìn)行調(diào)諧和阻抗匹配，最后根據(jù)電路仿真S參數(shù)組合得到最終射頻線圈的電磁場(chǎng)分布，只需要進(jìn)行一次磁共振射頻線圈的時(shí)域電磁場(chǎng)仿真，并在電路里對(duì)磁共振射頻線圈進(jìn)行調(diào)諧和阻抗匹配。由于電路仿真多通道射頻線圈的速度很快，所以這種場(chǎng)路一體化的仿真方法能夠顯著節(jié)省仿真時(shí)間，大大提升仿真效率。
[0079]基于與圖1所示的磁共振射頻線圈仿真方法相同的發(fā)明構(gòu)思，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種磁共振射頻線圈仿真裝置，如下面實(shí)施例所述。由于該磁共振射頻線圈仿真裝置解決問題的原理與磁共振射頻線圈仿真方法相似，因此該磁共振射頻線圈仿真裝置的實(shí)施可以參見磁共振射頻線圈仿真方法的實(shí)施，重復(fù)之處不再贅述。
[0080]圖5是本發(fā)明一實(shí)施例的磁共振射頻線圈仿真裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例的磁共振射頻線圈仿真裝置，可包括:第一電磁場(chǎng)分布生成單元210、第一 S參數(shù)生成單元220、第二 S參數(shù)生成單元230及第二電磁場(chǎng)分布生成單元240，上述各單元順序連接。
[0081]第一電磁場(chǎng)分布生成單元210用于對(duì)射頻線圈進(jìn)行建模得到磁共振射頻線圈模型，在設(shè)定的激勵(lì)源下對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布O
[0082]—個(gè)實(shí)施例中，第一電磁場(chǎng)分布生成單元210還用于執(zhí)行:上述激勵(lì)源為電流源或電壓源。
[0083]—個(gè)實(shí)施例中，第一電磁場(chǎng)分布生成單元210還用于執(zhí)行:上述磁共振射頻線圈模型為多通道磁共振射頻線圈模型。
[0084]第一S參數(shù)生成單元220用于根據(jù)上述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到上述磁共振射頻線圈模型的第一 S參數(shù)。
[0085]第二S參數(shù)生成單元230用于基于上述第一 S參數(shù)，通過電路仿真對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配，并得到上述磁共振射頻線圈模型的第二 S參數(shù)。
[0086]第二電磁場(chǎng)分布生成單元240用于改變上述激勵(lì)源的幅值及相位，根據(jù)上述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布的初始值及上述第二 S參數(shù)生成第二瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布。
[0087]本發(fā)明實(shí)施例的磁共振射頻線圈仿真裝置，利用電磁場(chǎng)仿真與電路仿真相結(jié)合的方式對(duì)磁共振射頻線圈進(jìn)行仿真，通過第一電磁場(chǎng)分布生成單元得到多通道射頻線圈多個(gè)端口電磁場(chǎng)分布的初始值，基于電路理論利用第二S參數(shù)生成單元進(jìn)行調(diào)諧和阻抗匹配，最后利用第二電磁場(chǎng)分布生成單元根據(jù)電路仿真S參數(shù)組合得到最終射頻線圈的電磁場(chǎng)分布，只需要進(jìn)行一次多通道射頻線圈的時(shí)域電磁場(chǎng)仿真，并在電路里對(duì)線圈調(diào)諧和匹配，而且電路仿真多通道射頻線圈的速度很快，因此本發(fā)明實(shí)施例的裝置具有較高的仿真效率。
[0088]圖6是本發(fā)明一實(shí)施例中第一電磁場(chǎng)分布生成單元的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，第一電磁場(chǎng)分布生成單元210可包括:射頻線圈模型生成模塊211、網(wǎng)格劃分模塊212、端口設(shè)置模塊213及第一電磁場(chǎng)分布生成模塊214，上述各模塊順序連接。
[0089]射頻線圈模型生成模塊211用于對(duì)上述射頻線圈的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，生成上述磁共振射頻線圈模型。
[0090]網(wǎng)格劃分模塊212用于為上述磁共振射頻線圈模型所在仿真空間設(shè)置電磁場(chǎng)吸收邊界條件，并對(duì)上述仿真空間進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
[0091]端口設(shè)置模塊213用于為上述磁共振射頻線圈模型中每通道線圈的端口配置設(shè)定阻抗，并在該端口設(shè)置上述激勵(lì)源。
[0092]一個(gè)實(shí)施例中，上述端口設(shè)置模塊還用于執(zhí)行:上述設(shè)定阻抗為50歐姆或75歐姆。
[0093]第一電磁場(chǎng)分布生成模塊214用于在每個(gè)端口單獨(dú)受上述激勵(lì)源激勵(lì)時(shí)，對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到相應(yīng)的上述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布。
[0094]—個(gè)實(shí)施例中，第一電磁場(chǎng)分布生成模塊214可包括:電磁場(chǎng)仿真模塊2141。
[0095]電磁場(chǎng)仿真模塊2141用于通過時(shí)域有限體積法或時(shí)域有限元法對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真。該電磁場(chǎng)仿真模塊2141能夠提高電磁場(chǎng)仿真結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0096]—個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)格劃分模塊212可包括:多面體網(wǎng)格生成模塊2121。
[0097]多面體網(wǎng)格生成模塊2121用于將上述仿真空間劃分為多個(gè)六面體或多個(gè)四面體的網(wǎng)格。該網(wǎng)格劃分模塊212能夠提高電磁場(chǎng)仿真結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0098]圖7是本發(fā)明一實(shí)施例中第二S參數(shù)生成單元的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，第二S參數(shù)生成單元230可包括:電路結(jié)構(gòu)及參數(shù)生成模塊231、初始仿真結(jié)果生成模塊232、初始S參數(shù)生成模塊233、判斷模塊234、調(diào)諧及阻抗匹配模塊235、電路仿真結(jié)果生成模塊236及第二S參數(shù)生成模塊237，上述各模塊順序連接。
[0099]電路結(jié)構(gòu)及參數(shù)生成模塊231用于根據(jù)上述第一S參數(shù)計(jì)算上述磁共振射頻線圈模型的等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)。
[0100]初始仿真結(jié)果生成模塊232用于基于上述等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真，得到初始仿真結(jié)果。
[0101]初始S參數(shù)生成模塊233用于根據(jù)上述初始仿真結(jié)果計(jì)算上述磁共振射頻線圈模型的初始S參數(shù)。在初始S參數(shù)生成模塊233中，可以根據(jù)公知的方法計(jì)算得到該初始S參數(shù)。
[0102]判斷模塊234用于依據(jù)上述初始S參數(shù)判斷是否需要對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配?？梢愿鶕?jù)設(shè)定的調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)諧。
[0103]調(diào)諧及阻抗匹配模塊235用于若是，通過改變電容或電感對(duì)上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配。該等效電路可以包括實(shí)際的或等效的電路元件，例如電容、電感和電阻。該等效電路的結(jié)構(gòu)可以是其電路元件的連接方式，例如電容、電感和電阻的串并聯(lián)關(guān)系。該等效電路的參數(shù)可以是其電路元件的參數(shù)，例如電容大小、電感大小和電阻大小。
[0104]電路仿真結(jié)果生成模塊236用于對(duì)調(diào)諧及阻抗匹配后的上述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真，得到電路仿真結(jié)果，其中，調(diào)諧及阻抗匹配后的磁共振射頻線圈模型滿足設(shè)定諧振條件且其端口匹配至設(shè)定阻抗。若上述磁共振射頻線圈模型不滿足設(shè)定諧振條件和/或其端口未匹配至設(shè)定阻抗，則重復(fù)進(jìn)行調(diào)諧和/或阻抗匹配。
[0105]一個(gè)實(shí)施例中，電路仿真結(jié)果生成模塊236還用于執(zhí)行:上述設(shè)定阻抗為50歐姆或75歐姆。該設(shè)定阻抗大小可視射頻線圈(仿真對(duì)象)所連接的同軸線而定。
[0106]第二S參數(shù)生成模塊237用于根據(jù)上述電路仿真結(jié)果計(jì)算得到上述第二 S參數(shù)。在第二S參數(shù)生成模塊237中，可通過公知的方法計(jì)算上述第二S參數(shù)。
[0107]本實(shí)施例中，發(fā)明人突破現(xiàn)有的僅通過電磁場(chǎng)仿真對(duì)磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配的固有思維，將上述磁共振射頻線圈模型看作一個(gè)等效電路，并基于電磁場(chǎng)仿真的結(jié)果得到該等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真計(jì)算，如此一來，可以有效實(shí)現(xiàn)在電路中對(duì)磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配。
[0108]本發(fā)明實(shí)施例的磁共振射頻線圈仿真裝置，利用電磁場(chǎng)仿真與電路仿真相結(jié)合的方式(場(chǎng)路一體化仿真)對(duì)磁共振射頻線圈進(jìn)行仿真，只需要進(jìn)行一次磁共振射頻線圈的時(shí)域電磁場(chǎng)仿真，并在電路里對(duì)磁共振射頻線圈進(jìn)行調(diào)諧和阻抗匹配。由于電路仿真多通道射頻線圈的速度很快，所以這種場(chǎng)路一體化的仿真方法能夠大大提升仿真效率。
[0109]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一個(gè)具體實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“例如”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0110]本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。
[0111]本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。
[0112]這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。
[0113]這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。
[0114]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁共振射頻線圈仿真方法，其特征在于，包括: 對(duì)射頻線圈進(jìn)行建模得到磁共振射頻線圈模型，在設(shè)定的激勵(lì)源下對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布； 根據(jù)所述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到所述磁共振射頻線圈模型的第一 S參數(shù)； 基于所述第一 S參數(shù)，通過電路仿真對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配，并得到所述磁共振射頻線圈模型的第二 S參數(shù)； 改變所述激勵(lì)源的幅值及相位，根據(jù)所述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布的初始值及所述第二 S參數(shù)生成第二瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布。2.如權(quán)利要求1所述的磁共振射頻線圈仿真方法，其特征在于，對(duì)射頻線圈進(jìn)行建模得到磁共振射頻線圈模型，在設(shè)定的激勵(lì)源下對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布，包括: 對(duì)所述射頻線圈的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，生成所述磁共振射頻線圈模型； 為所述磁共振射頻線圈模型所在仿真空間設(shè)置電磁場(chǎng)吸收邊界條件，并對(duì)所述仿真空間進(jìn)行網(wǎng)格劃分； 為所述磁共振射頻線圈模型中每通道線圈的端口配置設(shè)定阻抗，并在該端口設(shè)置所述激勵(lì)源； 在每個(gè)端口單獨(dú)受所述激勵(lì)源激勵(lì)時(shí)，對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到相應(yīng)的所述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布。3.如權(quán)利要求1所述的磁共振射頻線圈仿真方法，其特征在于，基于所述第一S參數(shù)，通過電路仿真對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配，并得到所述磁共振射頻線圈模型的第二 S參數(shù)，包括: 根據(jù)所述第一 S參數(shù)計(jì)算所述磁共振射頻線圈模型的等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)； 基于所述等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真，得到初始仿真結(jié)果； 根據(jù)所述初始仿真結(jié)果計(jì)算所述磁共振射頻線圈模型的初始S參數(shù)； 依據(jù)所述初始S參數(shù)判斷是否需要對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配； 若是，通過改變電容或電感對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配； 對(duì)調(diào)諧及阻抗匹配后的所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真，得到電路仿真結(jié)果，其中，調(diào)諧及阻抗匹配后的磁共振射頻線圈模型滿足設(shè)定諧振條件且其端口匹配至設(shè)定阻抗； 根據(jù)所述電路仿真結(jié)果計(jì)算得到所述第二 S參數(shù)。4.如權(quán)利要求2所述的磁共振射頻線圈仿真方法，其特征在于，對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，包括: 通過時(shí)域有限體積法或時(shí)域有限元法對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真。5.如權(quán)利要求2所述的磁共振射頻線圈仿真方法，其特征在于，對(duì)所述仿真空間進(jìn)行網(wǎng)格劃分，包括: 將所述仿真空間劃分為多個(gè)六面體或多個(gè)四面體的網(wǎng)格。6.如權(quán)利要求1所述的磁共振射頻線圈仿真方法，其特征在于，所述激勵(lì)源為電流源或電壓源。7.如權(quán)利要求2或3所述的磁共振射頻線圈仿真方法，其特征在于，所述設(shè)定阻抗為50歐姆。8.如權(quán)利要求1所述的磁共振射頻線圈仿真方法，其特征在于，所述磁共振射頻線圈模型為多通道磁共振射頻線圈模型。9.一種磁共振射頻線圈仿真裝置，其特征在于，包括: 第一電磁場(chǎng)分布生成單元，用于對(duì)射頻線圈進(jìn)行建模得到磁共振射頻線圈模型，在設(shè)定的激勵(lì)源下對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布；第一 S參數(shù)生成單元，用于根據(jù)所述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布計(jì)算得到所述磁共振射頻線圈模型的第一 S參數(shù)； 第二 S參數(shù)生成單元，用于基于所述第一 S參數(shù)，通過電路仿真對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配，并得到所述磁共振射頻線圈模型的第二 S參數(shù)； 第二電磁場(chǎng)分布生成單元，用于改變所述激勵(lì)源的幅值及相位，根據(jù)所述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布的初始值及所述第二 S參數(shù)生成第二瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布。10.如權(quán)利要求9所述的磁共振射頻線圈仿真裝置，其特征在于，所述第一電磁場(chǎng)分布生成單元包括: 射頻線圈模型生成模塊，用于對(duì)所述射頻線圈的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，生成所述磁共振射頻線圈模型； 網(wǎng)格劃分模塊，用于為所述磁共振射頻線圈模型所在仿真空間設(shè)置電磁場(chǎng)吸收邊界條件，并對(duì)所述仿真空間進(jìn)行網(wǎng)格劃分； 端口設(shè)置模塊，用于為所述磁共振射頻線圈模型中每通道線圈的端口配置設(shè)定阻抗，并在該端口設(shè)置所述激勵(lì)源； 第一電磁場(chǎng)分布生成模塊，用于在每個(gè)端口單獨(dú)受所述激勵(lì)源激勵(lì)時(shí)，對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，得到相應(yīng)的所述第一瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布。11.如權(quán)利要求9所述的磁共振射頻線圈仿真裝置，其特征在于，所述第二S參數(shù)生成單元包括: 電路結(jié)構(gòu)及參數(shù)生成模塊，用于根據(jù)所述第一 S參數(shù)計(jì)算所述磁共振射頻線圈模型的等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)； 初始仿真結(jié)果生成模塊，用于基于所述等效電路的結(jié)構(gòu)及參數(shù)對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真，得到初始仿真結(jié)果； 初始S參數(shù)生成模塊，用于根據(jù)所述初始仿真結(jié)果計(jì)算所述磁共振射頻線圈模型的初始S參數(shù)； 判斷模塊，用于依據(jù)所述初始S參數(shù)判斷是否需要對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配； 調(diào)諧及阻抗匹配模塊，用于若是，通過改變電容或電感對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行調(diào)諧及阻抗匹配； 電路仿真結(jié)果生成模塊，用于對(duì)調(diào)諧及阻抗匹配后的所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電路仿真，得到電路仿真結(jié)果，其中，調(diào)諧及阻抗匹配后的磁共振射頻線圈模型滿足設(shè)定諧振條件且其端口匹配至設(shè)定阻抗； 第二 S參數(shù)生成模塊，用于根據(jù)所述電路仿真結(jié)果計(jì)算得到所述第二 S參數(shù)。12.如權(quán)利要求10所述的磁共振射頻線圈仿真裝置，其特征在于，所述第一電磁場(chǎng)分布生成模塊包括: 電磁場(chǎng)仿真模塊，用于通過時(shí)域有限體積法或時(shí)域有限元法對(duì)所述磁共振射頻線圈模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真。13.如權(quán)利要求10所述的磁共振射頻線圈仿真裝置，其特征在于，所述網(wǎng)格劃分模塊包括: 多面體網(wǎng)格生成模塊，用于將所述仿真空間劃分為多個(gè)六面體或多個(gè)四面體的網(wǎng)格。14.如權(quán)利要求9所述的磁共振射頻線圈仿真裝置，其特征在于，所述第一電磁場(chǎng)分布生成單元還用于執(zhí)行:所述激勵(lì)源為電流源或電壓源。15.如權(quán)利要求10或11所述的磁共振射頻線圈仿真裝置，其特征在于，所述端口設(shè)置模塊和所述電路仿真結(jié)果生成模塊還用于執(zhí)行:所述設(shè)定阻抗為50歐姆。16.如權(quán)利要求9所述的磁共振射頻線圈仿真裝置，其特征在于，第一電磁場(chǎng)分布生成單元還用于執(zhí)行:所述磁共振射頻線圈模型為多通道磁共振射頻線圈模型。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK105975731SQ201610440242
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】胡小情, 李燁, 劉新, 鄭海榮
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院