在磁共振成像(MRI)系统中，梯度线圈能够产生空间三个方向的线性梯度磁场，用于对人体或样品进行空间编码。梯度线圈产生的线性磁场更有许多其它功能，如在扩散加权和扩散张量成像时产生扩散权重，为避免流动伪影进行流动补偿，众多序列中需要破坏相位相干，层面选择激发、重聚、倒向等等都需要梯度。总之，梯度是核磁共振成像系统中的核心部件。梯度设计方法研究不仅是MRI研究领域重要的研究课题，也是目前我国核磁共振成像及谱仪自主研发亟需解决的关键技术问题。　　衡量梯度线圈的性能的参数包括线性度、电感、电阻、磁力矩、梯度范围等。性能优良的梯度线圈具有高线性度，快切换效率（相当于低电感），小功率（相当于低电阻），低噪声（相当于小磁力矩）和大的梯度范围。然而这些参数是相互制约影响的，设计梯度线圈时需要综合考虑这些参数并根据具体应用重点优化某些参数。比如在设计应用EPI序列的线圈时，电感是重点考虑因素，优化时占比较大的权重。另外一个至关重要的问题是梯度线圈的发热问题即温度分布。梯度线圈的导线分布在局部位置过窄，电流在这些位置引起的大量焦耳热甚至会烧毁梯度系统。这个问题在设计强梯度和超短梯度线圈时显得尤为重要，关系到制作加工的可行性和系统的稳定性。　　本文首先介绍了核磁共振成像MRI（Magnetic Resonance Imaging）的历史和发展现状，并对梯度线圈的发展现状、研发意义做了详尽的论述。介绍了衡量梯度线圈性能的参数和设计优化方法。由于小型台式永磁MRI系统具有主磁场强度低、成像空间小等特点，为了能进行高分辨成像，需要能在较小区域内的电流密度分布产生强梯度的梯度线圈也就是短梯度线圈，然而产生强梯度的大电流会造成局部过热烧毁线圈。解决这个问题的方法是增大导线布线距离。本文由基本的平面目标场方法出发，推导电感、电阻公式，并对最大电流密度进行优化。同原始目标场方法相比，横向梯度线圈和纵向梯度线圈最小布线距离分别增加了159％和62％，能应用的导线宽度从0.5mm增加到1.5mm。横向和纵向梯度线圈可分别产生157mT/m和405mT/m的梯度磁场，理论上能达到50μm的平面分辨率成像要求。为了验证设计方法的正确性，采用PCB电路板制作了线圈模型并在0.46T台式MRI系统上进行了实验，得到了高分辨率的图像。