SAR： Specific Absorption Rate （1）

      在MR成像过程中，需要使用一定能量的射频脉冲对氢质子进行激发，然后在撤掉射频脉冲之后等待一定的时间进行信号收集，结合空间定位系统实现磁共振的成像。在射频能量的发射、接收及其他损耗之外，还有一部分能量被组织吸收。能量的吸收将导致组织热效应的产生，除了导致机体或者受照部分温度的升高导致对温度敏感的组织或器官如眼睛、睾丸的损伤，还可能导致心输出量的改变及神经功能的降低等。为了测量及监测射频能量在受照部位累积的程度，一般用特殊吸收率SAR（Specific Absorption Rate）来表示，其意义是一定质量的组织对射频能量的累积，用W/Kg作为单位。SAR的应用除了用于监测磁共振成像的过程外，在日常生活中，SAR更多地应用于移动电话，移动电话发射900MHz-1800MHz的射频脉冲，对机体组织能量的累积也需要进行监控，并设定相关的阈值以限定移动电话发射射频脉冲的功率。

      在医用磁共振成像系统中，想要实现对人体SAR的精确测量是非常困难的，不同的磁共振生产厂家有不同的计算方法，借助不同的数学模型和模拟方式实现。对于西门子医疗的磁共振设备而言，为了防止射频照射对受检者造成伤害，在场强1T以上的设备中要求进行SAR的监测及测量。

       为了反映不同参数对SAR的影响，假定一个均匀的介质放置于磁场中，然后使用单一频率的硬脉冲对其进行照射，省略其中复杂的演算过程及分析，可以获得SAR的公式：

SAR=(σπ²A²f²B₁²D)/2ρ

其中σ为组织的电导率，A为成像部分的横截面积，f为射频脉冲的频率，B₁为射频脉冲的翻转角，D为射频脉冲施加的时间占重复时间TR的长短，ρ为人体质量或者密度。根据在理想的均匀电解质环境下，SAR的计算公式可知，在成像过程中SAR主要受以下因素的影响：

（1）、SAR的大小与组织或者材料的电导率成正比。在人体组织中，不同组织的电导率存在显著的差别，以血液和尿液最高，肺，骨骼和脂肪最低，两者之间有10倍以上的差别。当身体中具有金属植入物（能够进行磁共振成像的材料）或者纹身时，由于某些材料的电导率较大，很容易在局部形成“热点”，造成潜在灼伤的风险。

（2）、SAR的大小与成像区域的面积平方成正比，在成像过程中，射频脉冲照射在不同面积的组织中具有不同的SAR，并且以受照部位的面积平方成正比，由于面积A=πr²，在成像的二维方向上，SAR与受照体的半径的四次方成正比，再结合层面方向，SAR至少与受照体半径的五次方成正比，所以在对体型较大的受检者进行成像时，更容易出现超SAR的情况。

（3）、 SAR的大小与激发脉冲频率的平方成正比，根据磁共振成像的原理可知，为了实现氢质子的激发，需要使用拉莫尔频率或者接近拉莫尔频率的射频脉冲对组织进行激发。而拉莫尔频率与主磁场的场强成正比，所以SAR的大小与主磁场场强的平方成正比。在相同参数及受检者的情况下，3T设备的SAR是1.5T的4倍，这也是为什么场强升高后，设备更容易出现超SAR的原因。

（4）、SAR的大小与射频脉冲翻转角的平方成正比，所以180°的射频脉冲的SAR是90°射频脉冲的4倍。在使用TSE序列进行成像时，往往可以通过减小重聚脉冲翻转角的方式以较少的信号损伤实现SAR的减小。例如将TSE序列重聚脉冲的翻转角从180°降低到120°，采集获得的信号降低为原来信号的3/4，而SAR则降低为原来的4/9，大大降低了SAR。

（5）、SAR的大小与射频脉冲施加时间的占比成正比，在一个TR间期内，射频脉冲施加的越多，越密集，SAR越大。所以在参数优化时，可以通过减少回波链或者层数，以及增加重复时间TR的方式实现SAR的降低。

      除此之外，SAR的大小还与外周环境的温度息息相关，当检查室内的温度超过25°时，SAR的大小随着温度的增加线性降低，到32°时受SAR阈值的影响而不能进行扫描。另外还有其他的因素也会影响SAR，包括: 区域灌注、患者体温、患者体温调节能力、磁体腔气流交换、相对湿度、衣服和排汗能力等。

     本节介绍了在磁共振成像过程中SAR的影响因素，在后一节中将介绍SAR阈值及分类信息。