人体组织电特性在生物医学领域具有巨大的应用潜力。在电特性测量技术中,磁共振人体组织电特性断层成像(electric properties tomography,EPT)因其无创性、高分辨率、无需注入电流等诸多优点,成为当前磁共振成像领域的研究热点之一。EPT成像技术按成像原理不同可分为wEPT和B1-EPT。wEPT在重建图像质量、算法复杂性方面具有巨大优势,被认为在临床实践中极具吸引力的电特性成像手段。针对wEPT的研究,目前仅围绕其成像方法框架构建和前期验证性成像开展。在实际成像中,由于不可避免地存在随机噪声,以及射频场无法达到绝对均匀的空间分布,这些因素均会影响wEPT成像准确性;此外,目前所开展的受试者成像数量有限,而基于拟合数据的wEPT模型受到个体性差异的影响,有必要在较大规模成像中对其成像性能进行论证。另一方面,B1-EPT重建对射频场误差及噪声极为敏感,射频场测量的准确性受到磁共振成像质量的影响。由于射频线圈性能与成像质量密切相关,优质线圈性能是B1-EPT准确重建的重要前提。然而,目前B1-EPT研究主要围绕重建算法的优化和改进,应用于B1-EPT成像优质线圈设计的研究尚未见报道。针对上述现状,本研究包括以下四个方面:(1)噪声对wEPT重建准确性影响研究基于概率密度函数模型推导重建结果的概率分布特征,分析噪声水平及不同扫描参数对重建准确性的影响,并通过仿真和人体成像进行验证。结果表明wEPT在高电导率组织中噪声敏感度较高,通过设置大翻转角和长重复时间等扫描参数可有效提高重建准确性。本研究深入分析了噪声对wEPT准确性影响,为重建性能的评估及扫描参数优化提供了理论依据。(2)非均匀射频场对wEPT重建性能影响研究通过计算不同线圈射频场在组织中分布,评估其非均匀性对wEPT成像的影响,并研究不同翻转角下非均匀性误差。此外,提出非均匀场的校准方案,通过人体成像进行验证。结果表明非均匀射频场对wEPT成像影响与线圈种类密切相关,经过校准可有效提高重建准确性。本研究系统探索了射频场非均匀性的影响,并为实际成像中的校准提供了依据。(3)wEPT人体组织临床成像研究基于3 T磁共振系统对49例受试者进行成像,考察电特性重建结果的准确性。结果表明,在可接受扫描时长下,wEPT能够提供高质量电特性图像。本研究为wEPT常规临床成像开展提供了参考,推进其走向实际临床应用。(4)B1-EPT成像优质射频线圈设计理论研究提出基于反演/FDTD混合法磁共振射频线圈设计理论,通过引入惠更斯等效面,建立反演法和FDTD计算域的联系,从而在设计中可充分考虑人体组织对磁场影响。研究表明,混合法可为磁共振系统提供高性能的射频线圈,为B1-EPT成像硬件的设计提供了理论基础。通过上述方面研究,本文对EPT成像技术获得了阶段性成果,为其走向实际临床应用奠定了基础。