GCX/GCY/GCZ 均不通电流，测得各个采样点处的磁场B1^1，这里i = 1，2... N为采样点编号。
[0034] 步骤三：测量梯度线圈在直流下的磁场。将三个梯度线圈GCX/GCY/GCZ分别与电 流幅度为I安培的直流电源相连接，并分别测量三种情况下各个采样点处的磁场，记为笔、 β'、Sf 5为了保证测量精度，此处电流幅度的取值范围一般为I彡30A。最大电流不能超 过导线的载流。
[0035] 步骤四：将步骤三中的采样点数据减去步骤二中的采样点数据，得到各个采样点 处梯度线圈产生的真实的磁场数据B'μ 、Β〗,:?，并根据三组数据将三个梯度线圈在 成像区域产生的磁场采用以下公式进行线性拟合：
[0036]
[0037]
[0038]
[0039] 上述公式中，Gx、Gy、Gz以及X。、y。、ζ。为待求参数，（X。，y。，ζ。）为通过拟合计算得到 的磁场中心坐标。
[0040] 本步骤中，可采用最小二乘法进行线性拟合，其中最小二乘法得到的线性插值函 数的系数可通过如下公式计算：
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[0044] 上述公式中，（Xi, Yi, Zi)为第i个采样点的坐标。
[0045] 步骤五：如果X。，y。，z。的值接近零，即绝对值小于设定的阈值，则确定（X。，y。，z。） 即为梯度线圈的实际磁场中心；否则将坐标原点偏移至坐标点zj，重复步骤二至步 骤五。这里设定的阈值可以为〇· 5臟，即当Ix0I < 0· 5臟，Iy0I < 0· 5臟，Iz0I < 0· 5臟时， 认为（χ<:，^，ζ。）为实际磁场中心，测试过程结束。
[0046] 下面的表1-表3中的数据，是某款国产圆柱形有源屏蔽梯度线圈的测试结果。测 试时，米样点分布在直径为D = 45cm的球形区域表面。米样点在Θ方向为13个，在穸方 向为12个。总共156个，如图4所示。
[0047] 表1. X线圈在各米样点的磁场（uT)
[0049] 表2. Y线圈在各采样点的磁场（uT)
[0050]
[0051] 表3. Z线圈在各米样点的磁场（uT)
[0053] 如果采用过原点（测试设备中心）的直线逼近三个线圈的梯度磁场，则X线圈的 梯度为53. luT，线性度为10. 2% ;Y线圈的梯度为52. 4uT，线性度为10. 3% ;Z线圈的梯度 为52. 4uT，线性度为5. 3% ;对三个线圈的数据分别采用本发明中的算法进行线性拟合，可 以得到 X。= 2. 5mm, y。= 5. 2mm, z。= -〇· 2mm。将测试设备的中心偏移至（2. 5, 5. 2, -〇· 2) 〇 线圈偏移后，X线圈的线性度为5.8% ;Y线圈的线性度为6.0% ;Z线圈的线性度为5. 1% ; 可以看出将测试设备进行偏移后，线性度得到了大幅度的改善。
【主权项】
1. 一种精确定位MRI系统中梯度场中心的方法，其特征在于，包括： 步骤一：根据梯度线圈结构初步确定初始梯度场中心，以此中心为坐标原点在其周围 设置N个测量采样点； 步骤二：测量X/Y/Z三个方向的梯度线圈GCX/GCY/GCZ均不通电流时各个采样点处的 背景磁场B1^1，这里i = 1，2... N为采样点编号； 步骤三：将三个梯度线圈GCX/GCY/GCZ分别单独通直流电流，并分别测量三种情况下 各个采样点处的磁场，记为W、尽 步骤四：将步骤三中的采样点数据减去步骤二中的采样点数据，得到各个采样点处梯 度线圈产生的真实的磁场数据B.).,、B),.、B〕.,，并根据三组数据将三个梯度线圈在成像 区域产生的磁场采用以下公式进行线性拟合：上述公式中，Gx、Gy、Gz以及X。、y。、z。为待求参数。 步骤五：如果X(]，z。的绝对值分别小于设定阈值，则（X。，y。，z。）即为梯度线圈的实际 磁场中心；否则将坐标原点偏移至坐标点（Χ(：，^，ζ。)，重复步骤二至步骤五。2. 根据权利要求1所述的一种精确定位MRI系统中梯度场中心的方法，其特征在于，测 量采样点位于以坐标原点为中心的球形或椭球形成像区域表面，并且在P方向采样点均匀 分布，P为采样点在xy平面内的投影与X轴之间的夹角。3. 根据权利要求1所述的一种精确定位MRI系统中梯度场中心的方法，其特征在于，步 骤三中的电流幅度I彡30A。4. 根据权利要求1所述的一种精确定位MRI系统中梯度场中心的方法，其特征在于，步 骤四中采用最小二乘法进行线性拟合。5. 根据权利要求4所述的一种精确定位MRI系统中梯度场中心的方法，其特征在于，最 小二乘法得到的线性插值函数的系数通过如下公式计算：上述公式中，（Xi, Yi, Zi)为第i个采样点的坐标。6. 根据权利要求1所述的一种精确定位MRI系统中梯度场中心的方法，其特征在于，步 骤五中，当 X。，y。，z。同时满足 |xj 彡 0· 5mm, |yj 彡 0· 5mm, I Z0I 彡 0· 5mm 时，确定（X。，y。，z。） 为梯度线圈的实际磁场中心。7.根据权利要求2所述的一种精确定位MRI系统中梯度场中心的方法，其特征在于，测 量采样点所在的球形或椭球形区域最大直径D < 50cm。
【专利摘要】本发明公开了一种精确定位MRI系统中梯度场中心的方法，包括：步骤一：根据梯度线圈结构初步确定初始梯度场中心，以此中心为坐标原点在其周围设置若干测量采样点；步骤二：测量各个采样点处的背景磁场；步骤三：分别测量三个梯度线圈在单独通直流下各采样点处的磁场；步骤四：将真实的梯度线圈产生的磁场数据进行线性拟合；步骤五：根据拟合结果判定新的磁场中心，并判定继续测试还是退出。本发明根据测量数据进行拟合来寻求梯度场中心的位置，与传统上通过机械定位的方法相比，能够更精确的定位梯度线圈的中心，具有很高的精度。
【IPC分类】G01R33/385
【公开号】CN105158712
【申请号】CN201510698469
【发明人】平学伟, 朱紫辉, 殷兴辉, 李黎, 李昌利, 陈嘉琪
【申请人】河海大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年10月23日