[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

摘要

本发明公开了一种定量脂肪含量的磁共振波谱全自动后处理方法，该方法包括：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；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；3）对多个回波时间的水和脂肪峰面积进行T2拟合，得到水和脂肪在回波时间为0时的信号值；4）计算得到最终的质子密度脂肪分数PDFF。本发明考虑了可能会使谱线失真扭曲的因素，对全部谱进行校准，排除了人为控制因素对结果产生的影响；首次采用与实际扫描谱更为接近的佛可脱线型，拟合值更加精确；本发明操作简单，更具有脂肪含量检测的临床适用性。

主权项

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，最大信号值记为亚甲基脂肪峰的幅值；通过上述定位出的水和亚甲基脂肪峰，反索引找到各自的化学位移；并将亚甲基峰的化学位移设置为1.3ppm，然后确定其它脂肪峰到亚甲基脂肪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，将亚甲基峰的幅值作为亚甲基峰拟合初始值，用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；脂肪亚甲基脂肪峰的半高宽用相同方法得出，其它脂肪峰的半高宽在亚甲基脂肪峰半高宽上下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。