射频（radio frequency,RF）线圈作为磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）中发射射频脉冲与接收信号的最前端器件,是MRI系统的核心部件之一。发射线圈产生的发射场B1+的均匀性影响了图像的均匀度,接收线圈的灵敏度也是决定图像信噪比（signal to noise,SNR）的主要原因之一,因此RF线圈性能对MR图像质量起着举足轻重的作用。且相比于MRI系统内的其他部件,射频线圈具有易于开发和优化的优势,所以如何有效提高射频线圈性能来改善发射场B1+均匀性和提高灵敏度一直是MRI系统研究的重点之一。目前传统提高射频线圈性能的技术主要有改进射频线圈结构以及降低线圈导体损耗等,然而这些技术实施方式复杂或者成本相对较高。近年来研究发现,在高场及超高场MRI中,将高介电材料（high permittivity materials,HPMs）恰当地加在成像物体和RF线圈之间可以有效提高线圈的发射效率和接收灵敏度,提高图像SNR以及降低射频能量特定吸收率（special absorptionrate,SAR）。对于图像不均匀区域,加入HPMs后也会在一定程度上改善图像均匀性。HPMs可以作为射频线圈的辅助设备,无需对射频线圈或者其他系统部件进行较大改动,使用灵活且可以在有效地增强MR图像质量,近年来逐渐成为MRI领域中新的研究热点。当前对于HPMs的研究主要聚焦于利用HPMs改善人体不同部位的MR图像SNR,部分工作对其机理及影响因素进行了理论研究。已有文献表明,进动频率、HPMs的相对介电常数、厚度以及相对位置等因素对其增强MR图像质量的效果均会产生较大影响。因此本文开展了基于HPMs增强MR图像质量的研究,首先系统地提出了一种加载HPMs的鸟笼线圈的快速仿真方法,和传统的电磁场仿真方法相比大幅缩短了计算时间。接着开展了 HPMs材料几何结构对MR图像影响的定量研究,通过电磁仿真和MR实验验证了 HPMs对MR图像质量的增强,并将HPMs应用于动物MRI中。各部分具体内容如下:（1）系统地提出了一种加载HPMs的鸟笼线圈的快速仿真方法。该仿真方法包括集总电容估计和场路协同仿真两部分,可以快速完成加载高介电材料的鸟笼线圈的仿真,同时不需要手动进行迭代优化过程。与传统三维电磁仿真相比,此方法可以大幅缩短总仿真时间,加速RF线圈的仿真设计。（2）开展了 HPMs几何结构对磁共振图像质量影响的定量研究。首先进行了 RF线圈的设计制作以及BaTiO3衬垫的制备测试,通过电磁仿真和成像实验两方面来定量研究HPMs几何结构对MR图像的影响。实验结果表明,圆筒状和对称扇环柱状BaTiO3衬垫可以有效地增强水模图像SNR并略微降低图像不均匀度。同时归一化的图像SNRr和归一化的仿真的发射效率平方均值η2r之间显著线性相关,线性拟合曲线对SNRr的拟合程度良好。因此可以通过电磁仿真对加载HPMs的RF线圈性能进行定量预测评估,加速高介电衬垫以及RF线圈的优化设计。（3）开展了基于HPMs增强动物磁共振图像质量的研究。本文将锆钛酸铅（lead zirconate titanate,PZT）陶瓷衬垫应用到动物磁共振成像中,采用对称扇环柱状的PZT陶瓷衬垫研究其对动物MR图像的影响。在加入PZT衬垫后,线圈所需的发射功率降低了约29%,整体图像SNR提高了约30%。研究验证了对称扇环柱状的PZT衬垫对于动物MR图像具有较大的增强效果,对利用高介电材料增强MR图像的进一步研究具有一定的参考价值。