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基于矩量法的快速分析磁共振射频线圈的方法和系统
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-10-26 10:11:16
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 门松 | 2022-10-27 13:54:05
本发明提供了一种基于矩量法的快速分析磁共振射频线圈的方法，所述方法包括：根据磁共振射频线圈的参数信息建立八叉树数据结构；选取所述八叉树数据结构的基准层，获取所述基准层的第一阻抗矩阵；根据所述基准层的第一阻抗矩阵生成所述基准层的第二阻抗矩阵；将基准层作为目标层，获取所述目标层的父层，根据所述目标层的第一阻抗矩阵，生成所述父层的第二阻抗矩阵，并将所述父层作为目标层，迭代执行所述获取所述目标层的父层的步骤；采用矩阵矢量乘计算磁共振射频线圈的激励系数。采用该方法能有效地减少内存需求和计算时间，从而快速分析磁共振射频线圈。此外，还提供了一种基于矩量法的快速分析磁共振射频线圈的系统。
1.一种基于矩量法的快速分析磁共振射频线圈的方法，包括：获取输入的磁共振射频线圈的参数信息，根据所述磁共振射频线圈的参数信息建立八叉树数据结构；选取所述八叉树数据结构的基准层，获取所述基准层的第一阻抗矩阵，所述第一阻抗矩阵存储的数据为所述基准层中非空子组之间的远场弱相互作用对应的阻抗矩阵子块；对所述基准层的第一阻抗矩阵进行奇异值分解，得到所述基准层的基矩阵和耦合矩阵，包括：对所述基准层的第一阻抗矩阵进行奇异值分解，得到所述基准层的第一左酉矩阵、第一奇异值矩阵及第一右酉矩阵，将所述第一左酉矩阵与所述第一奇异值矩阵相乘并按行进行排列，得到所述基准层的中间矩阵，根据预设的截断误差，对所述中间矩阵进行奇异值分解，得到所述基准层的基矩阵、第二奇异值矩阵及第二右酉矩阵，根据所述基准层的基矩阵，生成所述基准层的耦合矩阵，根据所述基准层的基矩阵和耦合矩阵，生成所述基准层的第二阻抗矩阵
磁共振射频主要是通过射频线圈来激发和采集磁共振信号，射频线圈的性能直接 影响最终图像的质量，因此对磁共振射频线圈的制作元件进行反复测试，多次计算制作元 件的激励系数，根据激励系数以判断制作元件是否达到无磁性的要求。
近年来，利用计算机来获取磁共振射频线圈的激励系数的技术得到了快速的发展 和应用。目前基于计算机的磁共振射频线圈的激励系数获取方法主要分为两大类:微分方 程方法和积分方程方法。微分方程方法需要对射频线圈所处的整个空间进行网格剖分，同 时需要外加吸收边界条件，最终剖分模型的未知量个数比较大，计算时间会比较长。积分方 程方法只需要剖分射频线圈的金属表面，未知量个数相对比较少，有利于快速计算。
但是在高场的情况下，磁共振射频线圈的工作频率比较高，基于积分方程的矩量 法通过数值离散之后生成的阻抗矩阵为满阵矩阵，存储该稠密阻抗矩阵需要耗费内存量很 大，并且矩阵矢量乘运算计算复杂度很高，导致分析磁共振射频线圈问题的计算时间变得 非常长。
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通过对磁共振射频线 圈建立八叉树数据结构，选取该八叉树数据结构的基准层作为目标层，对目标层的远场弱 作用阻抗矩阵进行奇异值分解，得到目标层的基矩阵、耦合矩阵和转移矩阵，进而可计算得 到与该目标层邻接的父层的基矩阵和耦合矩阵，从而可将该父层的远场弱相互作用对应的 阻抗矩阵子块由以H-matrix形式的第一阻抗矩阵存储转为以H 2-matrix形式的第二阻抗矩 阵存储，减少了内存需求。然后选取该父层作为目标层，继续进行迭代计算，从而可将八叉 树数据结构全部的远场弱作用阻抗矩阵都转为H 2-matriX形式。根据矩阵矢量乘计算H2-matrix形式的第二阻抗矩阵，使得即使在高场环境下也能降低计算复杂度，进而减少对计 算机的内存需求和计算时间，从而快速分析磁共振射频线圈。
技术合作
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能 因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范 围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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