(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111577855.7 (22)申请日 2021.12.2 2 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113971349 A (43)申请公布日 2022.01.25 (73)专利权人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 宋运兴　李亮　刘梦宇　 (74)专利代理 机构 武汉华之喻知识产权代理有 限公司 42 267 代理人 廖盈春　曹葆青 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) H01F 6/06(2006.01)G01R 33/3815(2006.01) A61B 5/055(2006.01) (56)对比文件 CN 102176 368 A,201 1.09.07 WO 201316 6810 A1,2013.1 1.14 CN 103499797 A,2014.01.08 WO 2014079047 A1,2014.0 5.30 倪志鹏 等.短腔、 自屏蔽磁共 振成像超导磁 体系统的混合优化设计方法. 《物理学报》 .2013, 吴凯宏 等.14T MRI大口径全 身自屏蔽超导 磁体的一种优化设计方法. 《Low.Temp.Phys.Let t》 .2019, 审查员 刘天晓 (54)发明名称 一种螺线管形超导磁体线圈数目和初始位 置的获取方法 (57)摘要 本发明公开了一种螺线管形超导磁体线圈 数目和初始位置的获取方法， 包括下述步骤： 对 预布置线圈区域进行二维网格剖分， 并对DSV表 面和杂散场约束圆柱体表面进行均匀目标点剖 分； 根据二维网格和目标点的坐标 获得网格电流 环在目标点处产生的磁场； 根据网格体积和0 ‑1 变量建立以所有导体体积为最小的目标函数； 根 据目标函数和约束条件建立线性规划数学模型； 求解获得超导磁体系统螺线管线圈的数目和初 始位置。 超导磁体螺线管线圈的数目由非零电流 簇的数目确定； 每个螺线管线圈布置在每个非零 电流簇位置处， 以非零电流簇的径向最小位置、 径向最大位置、 轴向最小位置或者轴向最大位置 为匹配边界， 在面积不变的前提下进行矩形化， 获得每个螺线管的初始位置 。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 113971349 B 2022.04.08 CN 113971349 B 1.一种螺线管形超导磁体线圈数目和初始位置的获取方法， 其特征在于， 包括下述步 骤： S1： 对预布置线圈区域进行二维网格剖分， 并对DSV表面和杂散场约束圆柱体表面进行 均匀目标点剖分； S2： 根据二维网格和目标点的坐标， 获得网格电流环在目标点处产生的磁场； S3： 根据网格 体积和0‑1变量， 建立以所有导体 体积为最小的目标函数； S4： 根据目标函数和约束条件建立线性 规划数学模型； 所述线性规划数学模型包括： ； 其中，N为预 布置线圈区域的网格数， BzDij为预布置线圈区域网格 i在DSV表面目标点 j处产生的轴向磁 场，xi+和xi‑为0‑1变量，Si为第i个网格的面积， Jop为电流密度， B0为成像区域内磁感应强度， BzFij和BrFij分别为预布置线圈区域网格 i在5高斯杂散场约束圆柱体表面目标点 j处产生的 轴向磁场和径向磁场， nd为DSV表面目标点按仰角 θ从0度到90度范围等间隔均匀划分 的个 数，nf为5高斯杂散场目标点按照边界线的长度均匀划分的个数； 为磁场峰峰值不均匀 度； S5： 对所述线性规划数学模型进行求解获得非零电流分布图， 并根据所述非零电流分 布图获得超导磁 体系统螺线管线圈的数目和初始位置 。 2.如权利要求1所述的获取 方法， 其特 征在于， 步骤S1具体为： 将预布置线圈区域沿着轴向和径向分别划分为 m和n等份； 其中每个网格视为以z轴为 中心的理想电流环， 电流环的半径和轴向高度分别为该网格的径向和轴向坐标； 将DSV表面目标点按仰角 θ 从0度到90度范围等间隔均匀 划分为nd个； 将杂散场目标点按照边界线的长度均匀 划分为nf个。 3.如权利要求1所述的获取 方法， 其特 征在于， 步骤S3中所述目标函数为： 所有导体的体积可表示为： ， 式中，Vi为第i个网格的体积， xi+和xi‑ 为0‑1变量。 4.如权利要求1 ‑3任一项所述的获取方法， 其特征在于， 步骤S5中， 所述非零电流分布 图中非零电流簇的个数为螺线管的数目。 5.如权利 要求1‑3任一项所述的获取方法， 其特征在于， 步骤S5中， 对于主线圈， 以非零 电流簇的径向最小位置为匹配边界条件， 在面积不变的前提下进行矩形化， 获得其初始位 置；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113971349 B 2对于屏蔽线圈， 以非零电流簇的径向最大位置为匹配边界条件， 在面积不变的前提下 进行矩形化， 获得其初始位置 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113971349 B 3