[发明专利]一种定量脂肪含量的磁共振波谱全自动后处理方法

权利要求书

1.一种定量脂肪含量的磁共振波谱全自动后处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：利用快速T₂校正多回波波谱采集序列，采集得到不同回波时间的波谱数据；

步骤2：对读入的每个波谱数据进行谱线拟合，然后求出各个回波时间的水峰和脂肪峰面积；

步骤3：对多个回波时间的水峰和脂肪峰面积进行T₂拟合，得到水和脂肪在回波时间为0时的信号值；

步骤4：计算得到最终的质子密度脂肪分数PDFF；其中：

步骤2所述对读入的每个波谱数据进行谱线拟合，谱线拟合采用最小二乘法，通过设置谱峰形状及谱峰数目，并将所有谱峰的拟合幅值、半高宽和相位限定于一个区间内，对此区间进行局部寻优，通过不断迭代更新确定出最优解；

谱线形状设置：主磁场的不均匀性会导致感兴趣体素内共振频率展宽，采集到的谱峰是高斯线型展宽的洛仑兹峰，在数学上用佛可脱(Voigt)线型表示：

其中变量v表示组分的化学位移，一个Voigt函数包括4个峰参数，分别为：α为峰高、w为峰的中心频率、f为峰的半高宽、θ为高斯-洛仑兹系数，将所有谱峰都看作佛可脱线型；

谱峰数目设置：对于整个谱，利用N+1个峰进行拟合，其中N为脂肪峰的个数，1为水峰；

化学位移限制：遍历化学位移4.3-5.0ppm范围，最大信号值记为水峰的幅值；遍历化学位移1.0-2.0ppm范围，最大信号值记为脂肪亚甲基峰的幅值；通过上述定位出的水峰和脂肪亚甲基峰，反索引找到各自的化学位移；并将脂肪亚甲基峰的化学位移设置为1.3ppm，然后确定其它脂肪峰到脂肪亚甲基峰之间相对化学位移差；

幅值限制：将水峰幅值作为水峰的拟合初始值，将脂肪亚甲基峰的幅值作为脂肪亚甲基峰拟合初始值，用脂肪亚甲基峰幅值依次乘以幅值比例作为其它各脂肪峰的拟合初始值；并将每个脂肪峰初始值的99％定为拟合的下限，上限则定为无穷大；

半高宽限制：以水峰化学位移为中心向两边扩散，分别找到幅度为水峰幅值一半的数据点，通过这两个数据点的化学位移差算出水峰的半高宽Δf：

Δf＝γB·(σ₁-σ₂) [2]

其中，γ为旋磁比，B代表外磁场强度，σ₁和σ₂分别表示水峰左右两边找到数据点所对应的化学位移；脂肪亚甲基峰的半高宽用相同方法得出，其它脂肪峰的半高宽在脂肪亚甲基峰半高宽上下5Hz之内寻优；

相位限制：相位校正采用全自动相位校准方法；

在求得上述谱峰相关参数之后，即可确定所有谱峰的谱线形状，然后采用积分方法分别求出脂肪峰和水峰峰下面积。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3具体为：采用最小二乘法根据公式[3]进行指数拟合，得到TE为0时的水信号M_{0_water} 和脂肪信号M_{0_lipid}、水的横向弛豫时间T_{2_water}和脂肪的横向弛豫时间T_{2_lipid}

其中变量TE表示回波时间，M(TE)表示相应TE时间水峰或脂肪峰的峰下面积，即峰的信号值，M₀表示TE＝0时的峰的信号值，T₂表示横向弛豫时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4所述计算得到最终的质子密度脂肪分数PDFF，采用公式[4]

其中M_{0_water} 表示TE为0时的水信号，M_{0_lipid}表示TE为0时的脂肪信号。