[發明專利]基于數值模擬技術的仿真核磁共振波譜分析方法及分析系統

有效

• 申請號: 201810161333.0
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN108710092B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 汪紅志;宋一橋;王申林;姚葉鋒;胡炳文;余亦華;杜小霞;魏達秀
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01R33/46
• 分類號: G01R33/46
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

1.一種基于數值模擬技術的仿真核磁共振波譜分析方法，其特征在于，所述方法包括：

構建模擬樣品分子信息模型及模擬樣品分子信息庫；所述樣品分子信息按兩個及兩個以上自旋體系來確定，每個自旋體系內的核子種類為三種、四種、五種或五種以上；所述自旋體系包括：自旋體系AmBnCd以及XpYqZw，其中，ABC為相互之間存在偶合的三種自旋核，核子數目分別為m，n，d；XYZ為相互之間存在偶合的另三種自旋核，核子數目分別為p，q，w；

構建波譜儀硬件參數；所述波譜儀硬件參數包括主磁場B0、offset、主磁場不均勻性deltaB0、射頻場B1、梯度場G、射頻功率PL1W、P1；

硬件參數調節校正步驟；采用數值模擬仿真技術實現調節校正，所述調節校正方法包括自動調諧匹配wobb、勻場shim、鎖場lock、P1調節；

構建波譜序列物理模型；

基于前述構建的所述樣品分子信息模型及信息庫、所述波譜儀硬件參數、所述波譜序列物理模型，構建核磁共振波譜數據采集物理數學模型，進行模擬數據采集算法和程序實現，完成原始數據的模擬采集；所述核磁共振波譜數據采集物理數學模型構建原始數據的步驟中，一維譜采集模式下，對每一個自旋體系內的每一種自旋核，分別計算每一個自旋體系內的所有自旋核J偶合因素導致的譜線裂分的幅值項和頻率項、自身化學位移導致的頻率項、旋轉坐標系下的數據采集項、T2弛豫項、T1弛豫項，磁化矢量翻轉項，將上述各項連乘，獲得每一個自旋核信號，然后對每一種自旋核以及然后將每一個自旋核體系內的所有自旋核信號進行連加，得到累加的每一個自旋核體系信號；然后將所有自旋體系的自旋體系信號連加，再疊加上模擬隨機噪聲，即得到模擬采集的核磁共振波譜原始數據；所述構建核磁共振波譜數據采集物理數學模型的步驟中，二維譜采集模式下，在一維譜的基礎上，將每一個自旋體系內的每一種自旋核在t1維演化期導致的對角鋒的頻率項作為該自旋核的乘積因子；將每一個自旋體系內的每一種自旋核在t1維演化期導致的交叉峰頻率項作為J偶合的另一方自旋核的乘積因子；

將上一步驟所模擬采集的原始數據，經傅立葉變換得到波譜圖。

2.如權利要求1所述的仿真核磁共振波譜分析方法，其特征在于，進一步地，將如所述權利要求1方法獲得的波譜圖進行譜圖處理，所述譜圖處理方法包括相位校正、基線校正、尋峰、積分、測距、化學位移校正。

3.如權利要求1所述的仿真核磁共振波譜分析方法，其特征在于，所述波譜序列包括單脈沖序列、去偶序列、同核化學位移相關二維譜COSY序列，同核化學位移相關overhause增強二維譜NOESY序列、異核化學位移相關譜1H-13C HSQC序列、異核化學位移相關譜1H-13CHMBC序列。

4.一種基于數值模擬技術的仿真核磁共振波譜分析系統，其特征在于，采用如權利要求1-3之任一項所述的基于數值模擬技術的仿真核磁共振波譜分析方法，所述系統包括：

模擬樣品分子信息模型及分子信息庫的構建模塊，用于構建模擬樣品分子信息模型及分子信息庫；

波譜儀硬件參數的構建模塊，用于構建波譜儀相關硬件參數；

波譜儀硬件參數調節校正模塊，用以構建波譜儀硬件參數的模擬調節及校正模型；所述調節校正模塊包括自動調諧匹配wobb模塊、勻場shim模塊、鎖場lock模塊、P1調節模塊；

波譜序列物理模型的構建模塊，用于構建不同波譜序列的物理模型；

核磁共振波譜數據采集物理數學模型的構建模塊，用于構建核磁共振波譜數據采集物理數學模型，進行模擬數據采集算法和程序實現，實現原始數據的模擬采集；

波譜反演模塊，用于將前述模擬采集的原始數據用于FT變換得到波譜圖。

5.如權利要求4所述的仿真核磁共振波譜分析系統，其特征在于，進一步包括譜圖處理模塊，用于對獲得的所述波譜圖進行譜圖處理，包括進行相位校正、基線校正、尋峰、積分、測距、化學位移校正等譜圖處理。