高场和超高场MR下人体内B_1场均匀性及SAR随场强变化规律的研究

高场和超高场磁共振成像(MRI)具有高的信噪比,可获得高分辨率的图像,成为磁共振的发展趋势。在磁共振成像系统中,射频线圈产生的射频磁场(B1场)均匀性将直接影响图像质量,且人体组织对射频能量的过多吸收会给受检者带来安全问题,因此研究高场和超高场MR下人体组织B1场均匀性和特定能量吸收率(SAR)随场强变化的关系意义重大。为了准确分析不同场强下人体组织B1场均匀性和SAR值分布,采用时域有限差分法,以真实女性盆腔电磁模型作为磁共振系统中TEM体线圈的负载,在磁通密度为1.5、3、7 T下分别对盆腔内部B1场和SAR进行数值计算,比较分析不同场强下人体内部B1场分布均匀性和SAR的变化规律。数值计算结果表明:磁通密度由1.5 T分别增加到3和7 T时,B1场的均匀性分别降低11.54%和49.97%,盆腔各组织SAR的平均值最大提高4.7和24.14倍,局部最大值最大提高5.5和22倍;而且随着场强增高,人体内深层组织吸收的射频能量显著增加,7 T时皮肤、肌肉和组织液的SAR已经超出了安全阈值。可见,B1场均匀性和SAR值随场强增高变化显著,需要根据实际需要对TEM线圈进行优化,以提高成像效果并确保受检者安全。