不同部位SAR计算的原理及原因

回顾上一期提到的常见问题——为了保证受检者的安全，在西门子医疗磁共振扫描的界面上为什么不能够直接切换或者更改受检者的体位，而是需要重新登记并选择体位后才能进行更换头先进或者脚先进后的扫描？

在回答上述问题之前，需要熟知两个方面的基础知识，分别为：

（1）系统如何计算受检者各个部位的SAR，包括全身SAR，头部SAR和受照部位的SAR；

（2）各个部位SAR的阈值及差别。

1.

如何计算各个部位的SAR

根据上一期SAR的阈值信息可知，在成像过程中根据射频发射线圈以及成像部位的不同，SAR的阈值有一定程度的差别，以一般磁共振成像中使用体部线圈作为射频发射线圈为例，需要监控全身SAR，头部SAR和受照部位的SAR。

全身SAR的计算相对较为容易，根据成像序列的时间，能量以及受检者在成像前输入的体重可以计算出一个基于成像序列的全身SAR值。

除了全身SAR之外，头部和受照区域的SAR则由于无法获得头部和受照区域的人体质量而难以直接测量计算。

在成像过程中，需要使用一个模型算法才能估算出该区域的SAR，目前使用的模型有：简单的圆柱体模型和时域有限差分法FDTD加逼真的人体模型。下图为圆柱体模型的原理图，将人体的头部、躯干和腿部用圆柱形的方式进行类比以计算对应区域的质量，使用圆柱体模型的优点是计算时间短，应用的覆盖面广，但是也有计算结果相对不是那么准确的缺点。而利用FDTD加人体模型的算法获得的结果较为准确，但是比较耗时，并且系统中只有几种不同的人体模型，不能覆盖所有的受检者。

不同磁共振厂商使用不同的算法，所以对SAR的评估和计算存在一定的差别。 西门子医疗使用较为精准的FDTD加上圆柱仿真的模型算法进行SAR的计算。

2.

各个部位SAR的阈值

根据上一期的介绍，全身SAR的阈值在正常模式下为2w/kg，一级操作模式下为4W/Kg；头部SAR的阈值在正常模式和一级操作模式下都是3.2W/Kg，但是对局部温度的升高限制在1°。

而对于受照部位的SAR的阈值则取决于受照区域的质量和人体质量的比值，受照部位的SAR的阈值在正常模式下为2-10W/Kg，当受照部位的质量与人体质量接近时，受照部位的SAR为2W/Kg，当受照部位的质量与人体质量差异非常大时，受照部位的SAR为10W/Kg；一级操作模式下为4-10W/Kg，当受照部位的质量与人体质量接近时，受照部位的SAR为4W/Kg，当受照部位的质量与人体质量差异非常大时，受照部位的SAR为10W/Kg。所以只要受照区域的质量比人体质量小，受照区域SAR的阈值将大于全身SAR的阈值，相关阈值信息可以在SAR参数卡中选中受照部位的SAR进行查询。

在成像过程中，全身SAR超过阈值的情况较少，一般是头部和受照区域的SAR更容易超过阈值。再结合温度和SAR阈值范围，对头部SAR的监控显得更为严格。

回归到头先进和脚先进不同模式下SAR监控的差别，当采用头先进的体位时，对受检者进行摆位时，头部的位置相对固定在头线圈内，其他位置则根据身高等参数进行假定，所以头部、躯干和腿部的位置是相对明确的。当采用脚先进的体位时，受检者头部的位置受限于摆位的影响，其空间位置较难进行空间定位，为了保证受检者的安全，往往使用头部SAR的阈值和温升来进行监控。

综上所述，这就是西门子医疗磁共振设备不能直接在检查界面修改受检者体位的原因，另外这也是采用脚先进模式更容易出现超SAR的原因。

上述就是在检查过程中不同情形下SAR监控的差别及出现差异的原因。