[發明專利]基于外插磁化轉移信號的CEST數據擬合方法、裝置及介質

有效

• 申請號: 202110475243.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113171076B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 張祎;雍興旺;吳丹
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61B5/055
• 分類號: A61B5/055;G06F17/16;G06F17/13
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明公開了一種基于外插磁化轉移信號的CEST數據擬合方法、裝置及介質，屬于磁共振成像領域。本發明提供的基于外插磁化轉移信號的CEST數據擬合方法，將MT效應的線型融入到Bloch?McConnell方程中，通過對該方程代表的模型的擬合，可以得出MT效應，將擬合得出的曲線與實驗采集到的曲線作差，就可以去除干擾效應。本發明的基于Bloch?McConnell的擬合方法，可以考慮實驗中實際使用的射頻脈沖波形，并且在系統非穩態下也可以使用。

技術領域

本發明屬于磁共振成像技術領域，具體涉及一種基于外插磁化轉移信號的CEST數據擬合方法、裝置及介質。

背景技術

化學交換飽和轉移(Chemical Exchange Saturation Transfer,CEST)成像是一種磁共振分子成像技術，可以檢測活體里游離的蛋白質和多肽。CEST成像已經被應用于多個臨床領域，比如腦腫瘤分級、監測放化療的早期治療反應、預測腫瘤標志物、檢測缺血性中風等。但是CEST信號容易受多種效應的影響，國內外研究者提出了多種計算CEST信號的方法以去除這些干擾效應，這些方法可以大致分成兩類，一是使用參考信號與標記信號作差得到最終的信號，二是模型擬合得到最終的信號。非對稱磁化轉移(Magnetizationtransfer ration asymmetry,MTR_asym)假設(1)參考信號中不包含CEST效應；(2)標記信號包含CEST效應；(3)其他效應在參考信號和標記信號中相等。然后用參考信號減去實驗信號，就消除了其他效應只保留CEST效應。但是其他干擾效應在參考信號和標記信號中并不都相等，比如大分子磁化轉移(Magnetization transfer,MT)效應，所以MTR_aysm方法得到的信號包含了其他效應。多池洛倫茲擬合假設每個效應的曲線是一條洛倫茲曲線，這些洛倫茲曲線疊加起來形成了實驗采集的曲線，通過擬合實驗采集到的曲線，可以得出各個效應的值，但是其他效應的曲線并不都是洛倫茲曲線，比如MT，它的曲線是超洛倫茲。外插磁化轉移信號(Extrapolated Semisolid Magnetization Transfer Reference,EMR)擬合出的曲線代表除了CEST效應之外的其他效應，將EMR擬合的曲線與實驗得到的曲線作差，就可以得到CEST效應。EMR假設實驗使用的飽和脈沖是方波而且系統已經到達穩態，但是這兩個條件并不總是滿足的。

發明內容

現有技術中的模型擬合方法對實驗條件作了近似，但是這種近似在許多實驗條件下并不成立。因此，本發明的目的在于解決現有技術中存在的問題，并在去除CEST成像的干擾效應方面，提供一種魯棒的、適合于多種實驗條件的基于外插磁化轉移信號的CEST數值擬合(Numerical Fit of Extrapolated Semisolid Magnetization Transfer ReferenceSignal,簡稱NEMR)方法。

本發明所采用的具體技術方案如下：

第一方面，本發明提供了一種基于外插磁化轉移信號的CEST數據擬合方法，該方法針對CEST圖像中的每一個體素，依次執行S1～S3，得到每一個體素的消除背景干擾信號的CEST效應值；其中S1～S3為：

S1、對獲得的原始Z譜進行主磁場頻率B0偏移校正，得到校正后Z譜；

S2、取校正后Z譜中僅含有MT效應的部分數據點作為擬合樣本數據，對預先設置有待定參數初值和上下限的兩池模型進行擬合，得到待定參數的擬合值；

所述兩池模型表示為