[發明專利]一種基于核磁共振系統的物質測量方法及系統

有效

• 申請號: 202010611176.6
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111721795B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 吳子岳;羅海;王偉謙;陳瀟;葉洋
• 申請（專利權）人: 無錫鳴石峻致醫療科技有限公司
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 王偉

1.一種基于核磁共振系統的物質測量方法，其特征在于，包括：向被測物質采集幾組具有不同回波間隔的核磁共振脈沖序列回波信號并處理得到幾組帶有橫向弛豫及擴散衰減的信號；結合先驗知識對所述帶有橫向弛豫及擴散衰減的信號進行擬合得到被測物質中成分的擴散系數、橫向弛豫時間或/和含量權重；所述核磁共振脈沖序列為CPMG序列；

所述核磁共振系統的梯度系統包括單邊磁體，所述單邊磁體形成的天然梯度磁場能夠對信號做擴散效應編碼；所述回波間隔與b值滿足如下關系式：

式(4)中，G₀為磁場梯度；γ為旋磁比；b為b值；t_E為回波間隔；

所述向被測物質采集幾組具有不同回波間隔的核磁共振脈沖序列回波信號并處理得到幾組帶有橫向弛豫及擴散衰減的信號，包括：將采集到的每組核磁共振脈沖序列回波信號表示為四維數組s(b’，m，x，p)，其中，第一維b’為對應b值下的回波間隔的核磁共振脈沖序列回波信號，第二維m為回波鏈長度，第三維x為平均次數，第四維p為單次讀出數據的采樣點數；其中，m，x和p均為大于零的正整數；

對所有的四維數組s(b′，m，x，p)的第四維p做傅里葉變換后取低頻部分作為平均值，對第三維x取平均后，得到幾組帶有橫向弛豫及擴散衰減的信號。

2.根據權利要求1所述的一種基于核磁共振系統的物質測量方法，其特征在于：所述結合先驗知識對所述帶有橫向弛豫及擴散衰減的信號進行擬合得到被測物質中成分的擴散系數、橫向弛豫時間或/和含量權重，包括：

使用式(5)對所述帶有橫向弛豫及擴散衰減的信號進行擬合得到被測物質中成分的擴散系數、橫向弛豫時間或/和含量權重：

約束條件，

其中，n為大于或等于零的正整數，a_3n+1為所述被測物質所含成分的權重，a_3n+2為所述被測物質所含成分的T2弛豫時間常數倒數，a_3n+3為所述被測物質所含成分的擴散系數，k為噪聲，s為核磁共振脈沖序列回波信號，|| ||表示二范數；約束條件中參數角標LB、UB分別為由先驗知識取得的下限和上限。

3.一種實現權利要求1-2任意一項所述測量方法的系統，其特征在于：包括：

控制臺，用于發送發射核磁共振脈沖序列指令，接收核磁共振脈沖序列的回波信號，對所述回波信號分析處理得到帶有橫向弛豫及擴散衰減的信號，對所述帶有橫向弛豫及擴散衰減的信號進行擬合得到被測物質中成分的擴散系數、橫向弛豫時間或/和含量權重；

磁體模塊，用于對被測物質產生梯度磁場；以及

核磁共振系統，用于接收發射核磁共振脈沖序列指令，并根據所述發射核磁共振脈沖序列指令發射用于施加于被測物質的核磁共振脈沖序列；用于接收被測物質的核磁共振脈沖序列的回波信號并向所述控制臺反饋所述核磁共振脈沖序列的回波信號。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于：所述核磁共振系統包括：

核磁共振譜儀，用于接收發射核磁共振脈沖序列指令，并根據所述發射核磁共振脈沖序列指令發射核磁共振脈沖序列；用于接收射頻系統反饋的核磁共振脈沖序列的回波信號并向所述控制臺反饋所述核磁共振脈沖序列的回波信號；以及

射頻系統，用于對核磁共振脈沖序列處理以便于施加于被測物質，用于對所述核磁共振脈沖序列的回波信號處理以便于向控制臺反饋，用于切換發射核磁共振脈沖序列模式和接收核磁共振脈沖序列的回波信號模式；用于發射核磁共振脈沖序列或接收核磁共振脈沖序列的回波信號。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于：所述射頻系統包括：

收發轉換模塊，與核磁共振譜儀通訊，用于切換發射核磁共振脈沖序列模式和接收核磁共振脈沖序列的回波信號模式；以及

射頻線圈，與收發轉換模塊通訊，當收發轉換模塊切換為發射核磁共振脈沖序列模式時，所述射頻線圈用于對被測物質產生激發中心頻率；當收發轉換模塊切換為接收核磁共振脈沖序列的回波信號模式時，所述射頻線圈用于接收核磁共振脈沖序列的回波信號。

6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于：所述收發轉換模塊為收發轉換開關。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于：所述磁體模塊包括單邊磁體。