1973年,Lauterbur和Mansfield利用核磁共振技术第一次进行了成像实验(MRI),随着MRI的快速发展,在成像领域已经成为了与X射线、CT、超声成像和PET比肩甚至更好的成像技术。目前关于核磁共振成像在医学应用的研究已经取得了丰硕的成果,国内在医学方面的研究也日益增多。磁共振成像设备内的核心部件有：磁体、梯度线圈、射频线圈、谱仪控制系统、功放电路等。国内对这些部件方面的研究还欠缺,相对于国外的技术有很大的差距。本文在实验室原有的基础上对梯度线圈做了一系列的研究,希望可以对国内的研究有些帮助。本文的第一部分首先是介绍梯度线圈的用途,了解为什么要设计梯度线圈,以及怎样来评价梯度线圈的性能。后面介绍梯度线圈是如何设计的、设计完成之后对梯度线圈的制作方法以及制作完成之后的测试方法。第二部分将介绍平面型梯度线圈的设计方法,利用频率空间缩减法来设计优化常规的平面梯度线圈和嵌入型梯度线圈。后面将讨论自屏蔽线圈的设计,采用三角函数展开流函数设计,为了更大限度的减小涡流,还尝试利用模拟退火算法对已经设计的自屏蔽线圈进行优化,得到了较好的结果。最后介绍利用蚁群算法设计梯度线圈,蚁群算法目前还没有被用来设计梯度线圈,设计的结果还需进一步的优化。第三部分将介绍有限长圆柱形梯度线圈的设计,采用目标场方法和电流密度约束结合进行设计。