癌症是威胁人民大众健康的头号疾病,治疗癌症的一个重要手段是放射治疗。和传统的电子计算机断层扫描相比,磁共振具有图像软组织结构成像分辨率高、无电离辐射等优良特性。磁共振引导加速器系统可以给放射治疗提供精准的定位图像、出色的软组织分辨率、肿瘤范围/位置/轮廓信息、运动信息,实现更佳的治疗效果,因而磁共振引导加速器系统有着重大的临床意义和前景。在磁共振引导的加速器系统中,面临的主要技术挑战之一是磁共振系统中的外磁场会对加速器中的电子束产生干扰,进而影响加速器的正常工作。为了抑制磁场干扰,利用高磁导率的材料设计了一种开口结构的磁屏蔽筒。使用三维电磁场有限元分析软件ANSYS Maxwell仿真亥姆霍兹线圈,其产生的匀强磁场代替影响加速器电子枪的磁共振外磁场,对屏蔽筒磁导率、半径、长度、侧边厚度、底边厚度、外磁场磁感应强度参数进行仿真求解,使用MATLAB进行数据处理来比较屏蔽性能。设计用于磁共振引导加速器系统的磁共振超导磁体不仅需要满足一般磁共振超导磁体要求,包括均匀性和漏磁范围,还需解决射束穿过磁体会使剂量下降,电子枪与加速管位置的磁场会影响加速器正常运行的问题。本文先使用0-1整数线性规划算法,以使用超导线长度最少为目标函数,考虑磁场均匀度、漏场范围要求外,让磁体中心沿轴向开一窗口,增加约束使放置电子枪与加速管位置的磁场足够小,得到该超导磁体的初始电流密度分布。然后进行矩形化,得到线圈的最终分布参数。使用向量化的技巧优化线圈磁场的计算,减少计算时间。为了使超导磁体均匀度更高,使用遗传、多种群遗传算法,设计遗传-鲍威尔算法优化得到最优的磁体参数。本文设计的磁屏蔽筒,给出了最优半径与长度时不同侧边厚度与底边厚度的屏蔽效能表,可使加速器输出无损失。设计的磁体在满足工程要求的漏磁限制、开口可以通过加速器射束及加速器敏感区域磁场磁感应强度限制在20高斯以内的要求下,500 mm直径的区域内,均匀度已达到10 ppm,满足磁共振引导加速器系统的需求。