[發明專利]一種定量脂肪含量的磁共振波譜全自動后處理方法

有效

• 申請號: 201810707477.1
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108872901B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 張苗;李建奇;翟國強;李改英;趙羽;童睿;趙瑋瑋;陳佳林
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01R33/56
• 分類號: G01R33/56;A61B5/055
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

1.一種定量脂肪含量的磁共振波譜全自動后處理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1：利用快速T₂校正多回波波譜采集序列，采集得到不同回波時間的波譜數據；

步驟2：對讀入的每個波譜數據進行譜線擬合，然后求出各個回波時間的水峰和脂肪峰面積；

步驟3：對多個回波時間的水峰和脂肪峰面積進行T₂擬合，得到水和脂肪在回波時間為0時的信號值；

步驟4：計算得到最終的質子密度脂肪分數PDFF；其中：

步驟2所述對讀入的每個波譜數據進行譜線擬合，譜線擬合采用最小二乘法，通過設置譜峰形狀及譜峰數目，并將所有譜峰的擬合幅值、半高寬和相位限定于一個區間內，對此區間進行局部尋優，通過不斷迭代更新確定出最優解；

譜線形狀設置：主磁場的不均勻性會導致感興趣體素內共振頻率展寬，采集到的譜峰是高斯線型展寬的洛侖茲峰，在數學上用佛可脫(Voigt)線型表示：

其中變量v表示組分的化學位移，一個Voigt函數包括4個峰參數，分別為：α為峰高、w為峰的中心頻率、f為峰的半高寬、θ為高斯-洛侖茲系數，將所有譜峰都看作佛可脫線型；

譜峰數目設置：對于整個譜，利用N+1個峰進行擬合，其中N為脂肪峰的個數，1為水峰；

化學位移限制：遍歷化學位移4.3-5.0ppm范圍，最大信號值記為水峰的幅值；遍歷化學位移1.0-2.0ppm范圍，最大信號值記為脂肪亞甲基峰的幅值；通過上述定位出的水峰和脂肪亞甲基峰，反索引找到各自的化學位移；并將脂肪亞甲基峰的化學位移設置為1.3ppm，然后確定其它脂肪峰到脂肪亞甲基峰之間相對化學位移差；

幅值限制：將水峰幅值作為水峰的擬合初始值，將脂肪亞甲基峰的幅值作為脂肪亞甲基峰擬合初始值，用脂肪亞甲基峰幅值依次乘以幅值比例作為其它各脂肪峰的擬合初始值；并將每個脂肪峰初始值的99％定為擬合的下限，上限則定為無窮大；

半高寬限制：以水峰化學位移為中心向兩邊擴散，分別找到幅度為水峰幅值一半的數據點，通過這兩個數據點的化學位移差算出水峰的半高寬Δf：

Δf＝γB·(σ₁-σ₂) [2]

其中，γ為旋磁比，B代表外磁場強度，σ₁和σ₂分別表示水峰左右兩邊找到數據點所對應的化學位移；脂肪亞甲基峰的半高寬用相同方法得出，其它脂肪峰的半高寬在脂肪亞甲基峰半高寬上下5Hz之內尋優；

相位限制：相位校正采用全自動相位校準方法；

在求得上述譜峰相關參數之后，即可確定所有譜峰的譜線形狀，然后采用積分方法分別求出脂肪峰和水峰峰下面積。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3具體為：采用最小二乘法根據公式[3]進行指數擬合，得到TE為0時的水信號M_{0_water} 和脂肪信號M_{0_lipid}、水的橫向弛豫時間T_{2_water}和脂肪的橫向弛豫時間T_{2_lipid}

其中變量TE表示回波時間，M(TE)表示相應TE時間水峰或脂肪峰的峰下面積，即峰的信號值，M₀表示TE＝0時的峰的信號值，T₂表示橫向弛豫時間。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4所述計算得到最終的質子密度脂肪分數PDFF，采用公式[4]

其中M_{0_water} 表示TE為0時的水信號，M_{0_lipid}表示TE為0時的脂肪信號。