磁屏蔽筒的设计方法及其装置、医学图像采集系统与流程

1.本技术涉及磁屏蔽技术领域，具体涉及一种磁屏蔽筒的设计方法及其装置、医学图像采集系统、电子设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.现有技术中的开口式圆柱形磁屏蔽筒，由于磁屏蔽筒上具有开口，其整体长度和包含的磁屏蔽层的层数需大幅增加以弥补开口带来的屏蔽性能衰减，导致成本和空间占用上升，并且由于圆柱形磁屏蔽筒规则形状限制，优化自由度偏小，优化所带来的性能提升也非常有限。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术实施例提供了一种磁屏蔽筒的设计方法及其装置、医学图像采集系统、电子设备及计算机可读存储介质，使设计出的磁屏蔽筒兼具屏蔽性能好、成本低以及优化自由度高等优点。
4.根据本技术实施例的第一方面，提供一种磁屏蔽筒的设计方法，用于设计包含多个磁屏蔽层的磁屏蔽筒。该方法包括：基于磁屏蔽筒的初始预设形状，进行曲线建模操作，构建磁屏蔽筒对应的曲线模型；基于曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能，优化曲线模型的参数，以确定最优的磁屏蔽筒的形状。
5.在一个实施例中，基于磁屏蔽筒的初始预设形状，进行曲线建模操作，构建磁屏蔽筒对应的曲线模型，包括：基于初始预设形状，选取磁屏蔽筒的多个磁屏蔽层各自对应的插值点集，并获取多个磁屏蔽层各自对应的插值点集各自对应的插值点参数数据；基于多个磁屏蔽层各自对应的插值点集各自对应的插值点参数数据，进行数学建模，以构建磁屏蔽筒对应的曲线模型。
6.在一个实施例中，基于曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能，优化曲线模型的参数，以确定磁屏蔽筒的形状，包括：基于有限元分析方法，构建磁屏蔽筒的感兴趣区域对应的目标函数，其中，目标函数用于表征感兴趣区域的屏蔽性能指标，继而表征曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能；基于有限元分析方法，使目标函数最小化，以优化曲线模型的参数，从而确定磁屏蔽筒的形状。
7.在一个实施例中，所述目标函数包括固定参数和可调节参数；所述固定参数包括：磁屏蔽层材料的磁导率、磁屏蔽层厚度和磁屏蔽层层数；所述可调节参数包括所述插值点参数数据。
8.在一个实施例中，基于有限元分析方法，使目标函数最小化，以优化曲线模型的参数，从而确定磁屏蔽筒的形状，包括：基于初始预设形状确定初始约束条件；基于初始约束条件，优化目标函数的值，获得使目标函数满足最小化条件的当前解；基于当前解对应的插值点参数，构建更新后曲线模型；当更新后曲线模型对应的磁屏蔽筒中的磁屏蔽层具有重叠或者交错时，修改初始约束条件和/或添加新的约束条件，以获得更新后约束条件；基于
更新后约束条件，重新优化目标函数的值，获得使目标函数满足最小化条件的更新解；直至基于更新解对应的插值点参数数据构建的曲线模型对应的磁屏蔽筒满足预设条件，基于更新解对应的插值点参数数据确定曲线模型的调整参数数据，以确定磁屏蔽筒的形状。
9.在一个实施例中，屏蔽性能指标包括：感兴趣区域的平均磁感应强度模。
10.根据本技术实施例的第二方面，提供一种磁屏蔽筒的设计装置，用于设计包含多个磁屏蔽层的磁屏蔽筒，装置包括：建模模块，配置为基于磁屏蔽筒的初始预设形状，进行曲线建模操作，构建磁屏蔽筒对应的曲线模型；优化模块，配置为基于曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能，优化曲线模型的参数，以确定磁屏蔽筒的形状。
11.根据本技术实施例的第三方面，提供一种医学图像采集系统，包括：基于上述第一方面的磁屏蔽筒的设计方法获得的曲线形的磁屏蔽筒。
12.根据本技术实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，在存储器中存储有计算机程序指令，计算机程序指令在被处理器运行时使得处理器执行如上述第一方面的磁屏蔽筒的设计方法。
13.根据本技术实施例的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令在被处理器运行时使得处理器执行如上述第一方面的磁屏蔽筒的设计方法。
14.本技术实施例提供的磁屏蔽筒的设计方法，用于设计包含多个磁屏蔽层的磁屏蔽筒。基于磁屏蔽筒的初始预设形状，进行曲线建模操作，构建磁屏蔽筒对应的曲线模型，并基于曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能，优化曲线模型的参数，以确定磁屏蔽筒的形状，从而获得开口式曲线形磁屏蔽筒。开口式曲线形磁屏蔽筒摆脱了开口式圆柱形磁屏蔽筒的形状限制，在设计磁屏蔽筒过程中形状优化灵活度更高，优化空间得到了进一步提升，从而能够更充分地利用形状改变对屏蔽性能的影响，继而使得在相等的屏蔽材料的使用量和整体尺寸下，开口式曲线形磁屏蔽筒比开口式圆柱形磁屏蔽筒具有更优的屏蔽性能。最终实现设计兼具屏蔽性能好、成本低以及优化自由度高等优点的磁屏蔽筒的目的。
附图说明
15.图1所示为本技术一实施例提供的一种磁屏蔽筒的设计方法的流程示意图。
16.图2所示为本技术一实施例提供的一种磁屏蔽筒的设计方法的流程示意图。
17.图3a所示为本技术一实施例提供的构建的磁屏蔽筒曲线模型的示意图。
18.图3b所示为图3a所示的磁屏蔽筒曲线模型的三维剖视图。
19.图3c所示为图3a所示的磁屏蔽筒曲线模型的二维剖视图。
20.图4所示为本技术一实施例提供的一种磁屏蔽筒的设计方法的流程示意图。
21.图5所示为本技术一实施例提供的一种磁屏蔽筒的设计方法的流程示意图。
22.图6所示本技术一实施例提供的设计包含多个磁屏蔽层的曲线形磁屏蔽筒的流程示意图。
23.图7所示为本技术一实施例提供的一种磁屏蔽筒的设计装置的结构示意图。
24.图8所示为本技术一实施例提供的一种磁屏蔽筒的设计装置的结构示意图。
25.图9所示为本技术一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.现有技术中磁屏蔽筒大多采用封闭式圆柱形设计或者开口式圆柱形设计。封闭式圆柱形磁屏蔽筒，将待测体(比如人体)放入完全封闭的屏蔽筒内，暂时与外界隔离，屏蔽性能优越。但能够利用其进行的实验形式有限，不利于开展近零磁环境相关研究，例如生物磁探测。因此，磁屏蔽筒的研究趋势从封闭式圆柱形磁屏蔽筒转移到开口式圆柱形磁屏蔽筒。
28.对于开口式圆柱形磁屏蔽筒，由于磁屏蔽筒上具有开口，其整体长度和包含的磁屏蔽层的层数需大幅增加以弥补开口带来的屏蔽性能衰减，导致成本和空间占用上升，并且由于圆柱形磁屏蔽筒规则形状限制，优化自由度偏小，优化所带来的性能提升也非常有限。
29.因此，本技术实施例提供一种磁屏蔽筒的设计方法，用于设计包含多个磁屏蔽层的磁屏蔽筒，通过该设计方法获得开口式曲线形磁屏蔽筒兼具屏蔽性能好、成本低以及优化自由度高等优点。
30.具体而言，基于磁屏蔽筒的初始预设形状，进行曲线建模操作，构建磁屏蔽筒对应的曲线模型，并基于曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能，优化曲线模型的参数，以确定最优的磁屏蔽筒的形状，从而获得开口式曲线形磁屏蔽筒。开口式曲线形磁屏蔽筒摆脱了开口式圆柱形磁屏蔽筒的形状限制，在设计磁屏蔽筒过程中形状优化灵活度更高，优化空间得到了进一步提升，从而能够更充分地利用形状改变对屏蔽性能的影响，继而使得在相等的屏蔽材料的使用量和整体尺寸下，开口式曲线形磁屏蔽筒比开口式圆柱形磁屏蔽筒具有更优的屏蔽性能。最终实现设计兼具屏蔽性能好、成本低以及优化自由度高等优点的磁屏蔽筒的目的。
31.下面结合图1至图9进一步举例说明本技术提及的磁屏蔽筒的设计方法、磁屏蔽筒的设计装置、医学图像采集系统、电子设备及计算机可读存储介质。
32.示例性磁屏蔽筒的设计方法
33.图1所示为本技术一实施例提供的一种磁屏蔽筒的设计方法的流程示意图。本技术实施例提供的磁屏蔽筒的设计方法用于设计包含多个磁屏蔽层的磁屏蔽筒，以获得开口式曲线形磁屏蔽筒。具体地，如图1所示，该磁屏蔽筒的设计方法包括如下步骤。
34.步骤101：基于磁屏蔽筒的初始预设形状，进行曲线建模操作，构建磁屏蔽筒对应的曲线模型。
35.具体而言，初始预设形状为初始预设的且后续对其进行调整的形状。初始预设形状与磁屏蔽筒的整体轮廓，内径(磁屏蔽筒的最内侧的屏蔽层直径)、外径(磁屏蔽筒的最外侧的屏蔽层直径)，整体长度、以及磁屏蔽筒的磁屏蔽层的层数等参数相关。由于本技术的目的是获得开口式曲线形磁屏蔽筒，因此，初始预设形状的整体轮廓包括曲线形或者流线形。此外，也应该确定曲线建模操作过程中涉及到的磁屏蔽筒的固定参数，固定参数包括磁屏蔽层材料的磁导率、磁屏蔽层厚度和磁屏蔽层层数。基于初始预设形状，结合固定参数，通过曲线建模操作，获得磁屏蔽筒对应的曲线模型。比如，曲线建模操作为插值曲线建模操
作。
36.需要说明的是，固定参数为提前预设的固定值，不属于调整曲线模型时能够进行调整的参数。例如：磁屏蔽层材料的磁导率、磁屏蔽层厚度和磁屏蔽层层数为根据应用场景提前预设的，在进行曲线模型调整过程中，并不改变磁屏蔽层材料的磁导率、磁屏蔽层厚度和磁屏蔽层层数。
37.步骤102：基于曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能，优化曲线模型的参数，以确定磁屏蔽筒的形状。
38.具体而言，基于构建的曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能，优化曲线模型的参数。通过不断地调整曲线模型的参数，使得在约束条件下，曲线模型在仿真模拟的磁场中屏蔽性能最好，即在约束条件下，获得最优的曲线模型，从而确定出磁屏蔽筒的形状，继而获得开口式曲线形磁屏蔽筒。
39.本技术实施例中，基于磁屏蔽筒的初始预设形状，进行曲线建模操作，构建磁屏蔽筒对应的曲线模型，并基于曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能，优化曲线模型的参数，以确定磁屏蔽筒的形状，从而获得开口式曲线形磁屏蔽筒。开口式曲线形磁屏蔽筒摆脱了开口式圆柱形磁屏蔽筒的形状限制，在设计磁屏蔽筒过程中形状优化灵活度更高，优化空间得到了进一步提升，从而能够更充分地利用形状改变对屏蔽性能的影响，继而使得在相等的屏蔽材料的使用量和整体尺寸下，开口式曲线形磁屏蔽筒比开口式圆柱形磁屏蔽筒具有更优的屏蔽性能。最终实现设计兼具屏蔽性能好、成本低以及优化自由度高等优点的磁屏蔽筒的目的。
40.图2所示为本技术一实施例提供的一种磁屏蔽筒的设计方法的流程示意图。如图2所示，基于磁屏蔽筒的初始预设形状，进行曲线建模操作，构建磁屏蔽筒对应的曲线模型步骤，包括如下步骤。
41.步骤201：基于初始预设形状，选取磁屏蔽筒的多个磁屏蔽层各自对应的插值点集，并获取多个磁屏蔽层各自对应的插值点集各自对应的插值点参数数据。
42.具体而言，通过插值曲线建模操作获得磁屏蔽筒对应的曲线模型，基于初始预设形状，在屏蔽筒的多个磁屏蔽层中的每个屏蔽层上选取多个插值点，以获取多个磁屏蔽层各自对应的插值点集。并且，获取每个插值的插值点参数，以获取插值点集各自对应的插值点参数数据。
43.插值点参数数据包括在曲线模型中插值点位置参数，插值点位置参数可以是在曲线模型对应的坐标系中的坐标。
44.步骤202：基于多个磁屏蔽层各自对应的插值点集各自对应的插值点参数数据，进行数学建模，以构建磁屏蔽筒对应的曲线模型。
45.具体而言，基于多个磁屏蔽层各自对应的插值点集各自对应的插值点参数数据，进行插值曲线数学建模，每层屏蔽层的轴向切面(轴向切面定义为：如图3b和3c中呈现出的沿轴向切出来的横截面)呈现出由特定数量的插值点构成的插值点集形成的曲线，从而建构磁屏蔽筒对应的曲线模型。
46.举例说明，图3a所示为本技术一实施例提供的构建的磁屏蔽筒曲线模型的示意图。图3b所示为图3a所示的磁屏蔽筒曲线模型的三维剖视图。图3c所示为图3a所示的磁屏蔽筒曲线模型的二维剖视图。结合图3a、图3b和图3c所示，从多个角度呈现建模的曲线模
型。
47.本技术实施例中，基于初始预设形状，在屏蔽筒的多个磁屏蔽层中的每个屏蔽层上选取多个插值点，以获取多个磁屏蔽层各自对应的插值点集，获取插值点集各自对应的插值点参数数据，基于多个磁屏蔽层各自对应的插值点集各自对应的插值点参数数据，进行数学建模，以构建磁屏蔽筒对应的曲线模型。通过插值曲线建模操作，获得曲线模型，为后续调整屏蔽器形状提供基础。
48.图4所示为本技术一实施例提供的一种磁屏蔽筒的设计方法的流程示意图。如图4所示，基于曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能，优化曲线模型的参数，以确定磁屏蔽筒的形状步骤，包括如下步骤。
49.步骤401：基于有限元分析方法，构建磁屏蔽筒的感兴趣区域对应的目标函数。
50.示例性地，目标函数用于表征感兴趣区域的屏蔽性能指标，继而表征曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能。
51.具体而言，有限元分析方法是把整个系统分解成离散单元，拼接成与真实物理系统非常近似的模型进行计算，对于本技术而言，有限元分析方法将曲线模型分解成离散单元，拼接成与曲线模型非常近似的模型进行计算。目标函数的具体形式根据其表征的屏蔽性能指标提前预设。屏蔽性能指标确定，则目标函数的具体形式也确定。
52.可选地，屏蔽性能指标包括感兴趣区域的平均磁感应强度模。若屏蔽性能指标为感兴趣区域的平均磁感应强度模，则目标函数的具体形式是能够描述感兴趣区域的平均磁感应强度模的函数。通过目标函数表征兴趣区域的平均磁感应强度模，实现以目标函数表征感兴趣区域的屏蔽性能指标，继而表征曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能的目的。
53.需要说明的是，感兴趣区域根据具体应用场景而设定。
54.步骤402：基于有限元分析方法，使目标函数最小化，以优化曲线模型的参数，从而确定磁屏蔽筒的形状。
55.具体而言，考虑到目标函数能够表征曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能，目标函数的值越小，曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能越好。通过目标函数处于最小值时的解，获得调整曲线模型的参数，以优化曲线模型的参数，以确定磁屏蔽筒的形状。
56.本技术实施例中，基于有限元分析方法，通过构建感兴趣区域对应的目标函数，用目标函数表征感兴趣区域的屏蔽性能指标，从而表征曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能，通过求目标函数最小化解，获得用来调整曲线模型的参数，以优化曲线模型的参数，从而确定磁屏蔽筒的形状。
57.在一个实施例中，屏蔽性能指标为感兴趣区域的平均磁感应强度模，目标函数包括固定参数和可调节参数，目标函数中的固定参数包括磁屏蔽层材料的磁导率、磁屏蔽层厚度和磁屏蔽层层数，可调节参数为插值点参数数据。通过调节插值点参数数据，能够改变目标函数的值。
58.具体而言，调整插值点参数数据能够调整磁屏蔽筒的整体长度、内径、外径、屏蔽层层间距等，以调整磁屏蔽筒的外形，以提高磁屏蔽筒的屏蔽性能，因此，以插值点参数数据为目标函数的可调节参数。此外，虽然磁屏蔽层材料的磁导率、磁屏蔽层厚度以及磁屏蔽层层数属于固定参数，在调整曲线模型参数时并不改变，但磁屏蔽筒的屏蔽性能与磁屏蔽
层材料的磁导率、磁屏蔽层厚度以及磁屏蔽层层数相关，因此，以磁屏蔽层材料的磁导率、磁屏蔽层厚度以及磁屏蔽层层数为目标函数的固定参数。
59.举例说明，以屏蔽性能指标为平均磁感应强度模为例，目标函数j为感兴趣区域屏蔽掉仿真模拟的磁场后剩余的磁场的平均磁感应强度模。
[0060][0061]
其中，c
11
,
…
,c
nn
为第1层至第n层屏蔽层以及每层第1至第n个插值点的位置参数，μ
mat
为磁屏蔽层材料的磁导率，d
mat
为磁屏蔽层厚度，s
mat
为磁屏蔽层层数，为平均磁感应强度模，r为空间位置矢量。
[0062]
本技术实施例中，磁屏蔽层材料的磁导率、磁屏蔽层厚度和磁屏蔽层层数作为目标函数的固定参数，插值点参数数据作为目标函数的可调节参数，目标函数用于表征感兴趣区域的平均磁感应强度模。改变可调节参数，能够改变目标函数的值，通过使目标函数最小化，获得调整曲线模型的参数，以优化曲线模型的参数，从而确定磁屏蔽筒的形状。
[0063]
图5所示为本技术一实施例提供的一种磁屏蔽筒的设计方法的流程示意图。如图5所示，基于有限元分析方法，使目标函数最小化，以优化曲线模型的参数，从而确定磁屏蔽筒的形状步骤，包括如下步骤。
[0064]
步骤501：基于初始预设形状确定初始约束条件。
[0065]
具体而言，初始约束条件基于初始预设形状而确定，初始预设形状又与磁屏蔽筒的整体轮廓，内径、外径，整体长度、以及磁屏蔽层的层数等参数相关，则初始约束条件也与磁屏蔽筒的整体轮廓，内径、外径，整体长度、以及磁屏蔽层的层数等参数相关。此外，磁屏蔽筒的整体轮廓、整体长度、内径和外径在调整过程中能够进行调整，但调整范围有限，不能超过预设的极值。因此，初始约束条件包括以下条件中的至少一个：磁屏蔽筒的整体长度极值、磁屏蔽筒的内径极值、和磁屏蔽筒的外径极值。
[0066]
步骤502：基于初始约束条件，优化目标函数的值，获得使目标函数满足最小化条件的当前解。
[0067]
具体而言，以初始预设条件为目标函数中变量的边界条件，优化目标函数的值，获得使目标函数满足最小化条件的当前解。
[0068]
举例说明，初始约束条件为同时满足屏蔽层形状和尺寸的条件，即，磁屏蔽筒的整体长度极值、磁屏蔽筒的内径极值、和磁屏蔽筒的外径极值组成的初始约束条件。
[0069][0070]
目标函数
[0071]
最小时，当前解为
[0072]
步骤503：基于当前解对应的插值点参数，构建更新后曲线模型。
[0073]
具体而言，基于当前解对应的插值点参数，构建更新后曲线模型。
[0074]
步骤504：当更新后曲线模型对应的磁屏蔽筒中的磁屏蔽层具有重叠或者交错时，修改初始约束条件和/或添加新的约束条件，以获得更新后约束条件。
[0075]
具体而言，当前解虽然为满足当前约束条件的最优解，但最优解仍可能出现更新后曲线模型对应的磁屏蔽筒中的磁屏蔽层具有重叠或者交错的现象，此时，需要修改初始约束条件和/或添加新的约束条件，以获得更新后约束条件。
[0076]
步骤505：基于更新后约束条件，重新优化目标函数的值，获得使目标函数满足最小化条件的更新解。
[0077]
具体而言，以更新后约束条件为目标函数中变量的新的边界条件，重新优化目标函数的值，获得使目标函数满足最小化条件的更新解。
[0078]
步骤506：直至基于更新解对应的插值点参数数据构建的曲线模型对应的磁屏蔽筒满足预设条件，基于更新解对应的插值点参数数据确定曲线模型的调整参数数据，以确定磁屏蔽筒的形状。
[0079]
具体而言，重复上述步骤504和步骤505，直到最后基于更新解对应的插值点参数数据构建的曲线模型对应的磁屏蔽筒满足最优化同时且不存在屏蔽层重叠或交错的情况。由于此时更新解对应的插值点参数数据使得表征曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能最好，且磁屏蔽层不在重叠或者交错，基于此时更新解对应的插值点参数数据确定曲线模型的调整参数数据，从而获得调整后的曲线模型，进而获得与调整后的曲线模型对应的磁屏蔽筒的形状。
[0080]
需要说明的是，预设条件为使磁屏蔽筒不在重叠或者交错的条件。
[0081]
本技术实施例中，以初始预设条件为目标函数中变量的边界条件，优化目标函数的值，获得使目标函数满足最小化条件的当前解，基于当前解对应的插值点参数，构建更新后曲线模型，当更新后曲线模型对应的磁屏蔽筒中的磁屏蔽层具有重叠或者交错时，修改初始约束条件和/或添加新的约束条件，以获得更新后约束条件，基于更新后约束条件，重新优化目标函数的值，获得使目标函数满足最小化条件的更新解，重复上述步骤，直到最后基于更新解对应的插值点参数数据构建的曲线模型对应的磁屏蔽筒满足最优化同时且不存在屏蔽层重叠或交错的情况，从而获得调整后的曲线模型，进而获得与调整后的曲线模型对应的磁屏蔽筒的形状，通过上述方法确定的磁屏蔽筒的形状，既满足在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能最好，又满足磁屏蔽层不在重叠或者交错的条件。
[0082]
图6所示本技术一实施例提供的设计包含多个磁屏蔽层的磁屏蔽筒的流程示意图。如图6所示，确定初始预设形状为曲线形，基于初始预设形状(即，磁屏蔽筒的整体轮廓，内径、外径，整体长度、以及磁屏蔽筒的磁屏蔽层层数)，在屏蔽筒的多个磁屏蔽层中的每个屏蔽层上选取多个插值点，以获取多个磁屏蔽层各自对应的插值点集，并且获取每个插值的插值点参数，以获取插值点集各自对应的插值点参数数据，基于多个磁屏蔽层各自对应的插值点集各自对应的插值点参数数据，进行数学建模，以构建磁屏蔽筒对应的曲线模型。
[0083]
采用有限元分析方法，构建感兴趣区域对应的目标函数，目标函数表征兴趣区域
的平均磁感应强度模，用目标函数表征感兴趣区域的屏蔽性能指标，从而表征曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能。其中，目标函数中的固定参数包括磁屏蔽层材料的磁导率、磁屏蔽层厚度和磁屏蔽层层数，目标函数中的可调节参数为插值点参数数据。通过调节插值点参数数据，能够改变目标函数的值。
[0084]
以初始预设条件为目标函数中变量的边界条件，优化目标函数的值，获得使目标函数满足最小化条件的当前解，基于当前解对应的插值点参数，构建更新后曲线模型，当更新后曲线模型对应的磁屏蔽筒中的磁屏蔽层具有重叠或者交错时，修改初始约束条件和/或添加新的约束条件，以获得更新后约束条件，基于更新后约束条件，重新优化目标函数的值，获得使目标函数满足最小化条件的更新解，重复上述步骤，直到最后基于更新解对应的插值点参数数据构建的曲线模型对应的磁屏蔽筒满足最优化同时且不存在屏蔽层重叠或交错的情况，从而获得调整后的曲线模型，进而获得与调整后的曲线模型对应的磁屏蔽筒的形状。
[0085]
通过上述方法确定的磁屏蔽筒的形状，既满足在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能最好，又满足磁屏蔽层不在重叠或者交错的条件。
[0086]
示例性磁屏蔽筒的设计装置
[0087]
图7所示为本技术一实施例提供的一种磁屏蔽筒的设计装置的结构示意图。本技术实施例提及的磁屏蔽筒的设计装置用于设计包含多个磁屏蔽层的磁屏蔽筒。如图7所示，该磁屏蔽筒的设计装置100包括：建模模块101和优化模块102。
[0088]
建模模块101配置为，基于磁屏蔽筒的初始预设形状，进行曲线建模操作，构建磁屏蔽筒对应的曲线模型。优化模块102配置为，基于曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能，优化曲线模型的参数，以确定磁屏蔽筒的形状。
[0089]
图8所示为本技术一实施例提供的一种磁屏蔽筒的设计装置的结构示意图。如图8所示，建模模块101进一步包括：插值点参数数据确定单元1011和构建单元1012。
[0090]
插值点参数数据确定单元1011配置为，基于初始预设形状，选取磁屏蔽筒的多个磁屏蔽层各自对应的插值点集，并获取多个磁屏蔽层各自对应的插值点集各自对应的插值点参数数据；构建单元1012配置为，基于多个磁屏蔽层各自对应的插值点集各自对应的插值点参数数据，进行数学建模，以构建磁屏蔽筒对应的曲线模型。
[0091]
在一个实施例中，如图8所示，优化模块102进一步包括：目标函数构建子单元1021和优化子单元1022。
[0092]
目标函数构建子单元1021配置为，基于有限元分析方法，构建磁屏蔽筒的感兴趣区域对应的目标函数。优化子单元1022配置为，基于有限元分析方法，使目标函数最小化，以优化曲线模型的参数，从而确定磁屏蔽筒的形状。
[0093]
示例性地，目标函数用于表征感兴趣区域的屏蔽性能指标，继而表征曲线模型在仿真模拟的磁场中的屏蔽性能。
[0094]
在一个实施例中，目标函数包括固定参数和可调节参数；固定参数包括：磁屏蔽层材料的磁导率、磁屏蔽层厚度和磁屏蔽层层数；可调节参数包括插值点参数数据。
[0095]
在一个实施例中，优化子单元1022进一步配置为，基于初始预设形状确定初始约束条件；基于初始约束条件，优化目标函数的值，获得使目标函数满足最小化条件的当前解；基于当前解对应的插值点参数，构建更新后曲线模型；当更新后曲线模型对应的磁屏蔽
筒中的磁屏蔽层具有重叠或者交错时，修改初始约束条件和/或添加新的约束条件，以获得更新后约束条件；基于更新后约束条件，重新优化目标函数的值，获得使目标函数满足最小化条件的更新解；直至基于更新解对应的插值点参数数据构建的曲线模型对应的磁屏蔽筒满足预设条件，基于更新解对应的插值点参数数据确定曲线模型的调整参数数据，以确定磁屏蔽筒的形状。
[0096]
在一个实施例中，屏蔽性能指标包括：感兴趣区域的平均磁感应强度模。
[0097]
上述磁屏蔽筒的设计装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述磁屏蔽筒的设计中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
[0098]
示例性医学图像采集系统
[0099]
在一个实施例中，提供一种医学图像采集系统，医学图像采集系统包括基于上述第一方面的磁屏蔽筒的设计方法获得的曲线形的磁屏蔽筒。
[0100]
本技术实施例中，医学图像采集系统具有上述磁屏蔽筒的设计方法获得的开口式曲线形磁屏蔽筒，由于磁屏蔽筒摆脱了现有技术中磁屏蔽筒的限制，突破屏蔽筒性能的提升瓶颈，在相等的屏蔽材料的使用量以及整体尺寸下获得更好的屏蔽性能，使得医学影像采集系统具有优良的屏蔽性能，从而提高采集的医学图像的精准度。
[0101]
示例性电子设备
[0102]
图9所示为本技术一实施例提供的电子设备的结构示意图。如图9所示，电子设备300包括一个或多个处理器310和存储器320。
[0103]
处理器310可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备300中的其他组件以执行期望的功能。
[0104]
存储器320可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器310可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本技术的各个实施例的磁屏蔽筒的设计方法以及/或者其他期望的功能。
[0105]
在一个示例中，电子设备300还可以包括：输入装置330和输出装置340，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
[0106]
当然，为了简化，图9中仅示出了该电子设备300中与本技术有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备300还可以包括任何其他适当的组件。
[0107]
示例性计算机程序产品和计算机可读存储介质
[0108]
除了上述方法和设备以外，本技术的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性磁屏蔽筒的设计方法”部分中描述的根据本技术各个实施例提供的磁屏蔽筒的设计方法中的步骤。
[0109]
所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本技术实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、c 等，还包括常规的步骤式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程
序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
[0110]
此外，本技术的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性磁屏蔽筒的设计方法”部分中描述的根据本技术各个实施例提供的磁屏蔽筒的设计方法中的步骤。
[0111]
所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
[0112]
需要说明的是，以上列举的仅为本技术的具体实施例，显然本技术不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本技术公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本技术的保护范围。
[0113]
应当理解，本技术实施例中提到的第一、第二等限定词，仅仅为了更清楚地描述本技术实施例的技术方案使用，并不能用以限制本技术的保护范围。
[0114]
以上仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。