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磁共振成像(MRI)系统是一种重要的医学影像诊断设备,它根据核磁共振原理对处于静磁场中的人体器官进行成像,具有清晰度高和任意层面成像等优点,在医学检查和诊断方面有着重要的作用,与低场MRI相比,高场MRI系统可提高质子的磁化率,增加图像的信噪比,缩短MRI信号采集时间,从而使脑功能成像的信号变化更为明显;但是较高的背景磁场会对周围医学电子设备的干扰,因此对于高场超导磁体漏磁的屏蔽具有重要意义。目前对逸散磁场的屏蔽方式有主动屏蔽和被动屏蔽两种,前者主要使用反向超导线圈进行屏蔽,后者使用铁磁材料进行屏蔽。与主动屏蔽相比,铁磁屏蔽无需附加超导线圈,且能在一定程度上增大主磁场的强度,可以节省30%以上的超导线材用量。
本文针对9.4TMRI系统铁磁屏蔽的几何结构进行优化设计,用有限元软件建立了磁场计算模块,并将该模块集成到优化设计平台ISIGHT中,通过选择合适的优化算法对铁屏模型进行优化。
在文章的最后,进一步研究了铁磁材料磁场的解析计算方法,并将解析法与有限元法的计算结果做了分析和比较。