磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）是近年来发展最为迅速的先进医学影像诊断技术之一,具有无创伤、无辐射、多参数、高分辨、高对比度等的成像优势。射频系统是激发/接收磁共振信号的核心部件,其性能直接决定了对所需磁共振信号的探测能力,是高场磁共振中的关键技术瓶颈,也是制约国产设备性能的主要挑战和核心部件。是影响磁共振成像的图像质量、成像能力、成像速度和临床诊断价值的关键。多通道射频线圈是射频发射和接收系统的基础和核心部分,如何提高射频线圈探测信号的能力是目前的研究热点之一。提高检测灵敏度是线圈设计的最终目标,利用多通道线圈技术可提高信噪比,结合多通道同时采集信号的并行成像技术能够显著提高成像速度。但高通道数线圈会带来设计复杂程度增加,电磁耦合增大,性能下降等问题,制约了灵敏度、成像速度和图像质量。本文将致力于磁共振多通道射频线圈关键技术及其成像应用的研究,探索电磁数值仿真中射频场、线圈结构、电路间的相互作用机制,建立快速电磁数值仿真理论体系,提高线圈优化设计效率;深入研究多通道、多频率电磁耦合抑制方法;开发多核多通道射频线圈以及专用多通道射频线圈,并开展相关应用研究,实现磁共振信号的高灵敏探测与高质量成像。本文的主要研究工作和成果如下:（1）提出了一种基于线性传递函数概念的场路一体化仿真方法,建立场路电磁仿真理论的分析体系,分析了各模块间的相互作用机制。仅在场仿真中搭建射频线圈及负载模型,获得纯场传递函数;避开传统仿真中谐振结构对仿真时间的影响;将调谐、匹配参数优化等重要环节在射频电路中完成,求解各单元射频子网络传递函数;经网络分析与矩阵运算,实现场路一体化仿真分析,提高仿真效率。通过对双通道线圈阵列在强耦合和电容去耦情况下的仿真及实验研究,证明了该方法的快速有效性,为射频线圈设计、优化研究提供准确可靠的仿真分析方法。（2）将感应电流补偿去耦理论用于分析多频线圈耦合抑制,提出了基于感应电流补偿去耦概念的~1H/19F多核多通道射频线圈结构。降低了线圈通道间,核素间的电磁耦合对线圈性能的影响,保证了多射频线圈探测信号的独立性。经仿真和实验验证了该结构通道间优异的去耦效果。此线圈结构的设计同时解决了不同核素间的干扰以及相邻单元间的电磁耦合影响,为多频多通道射频线圈提供一种更为灵活的设计方案。（3）为提高弱核素信号的探测能力,同步获得更多核素所包含的信息,本文从多核激发器和采集器的结构设计、电磁电路设计、控制策略、电磁耦合抑制等方面展开研究,开发了一种同时涵盖四核素~1H/19F/23Na/31P频率的多核多通道射频激发与信号采集系统。完成了样机开发和子系统性能测试,配合多频多通道电子与时序控制系统,完成四核素同步成像实验,成功实现了~1H、19F、23Na、31P四核素信号的激发和采集。（4）设计并构建了24通道头脊柱一体化专用接收线圈用于3T婴幼儿MRI。与原用于婴幼儿成像的商用线圈进行性能对比的结果表明,在水模成像中专用线圈所获得的表面信噪比提升近2倍,中心区域提升近40%;脊柱区域提高18%。在大脑多片层成像中,中心区域信噪比提升约32%～38%。结合国产3T MRI设备,将所设计的婴幼儿专用射频线圈应用于临床环境中,配合成像协议实现了头部和脊柱区域的大视野范围成像,实现了临床婴幼儿MR信号高灵敏检测,实现快速、高信噪比和高分辨率成像。