氨基质子转移效应的确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于软件领域，提供了一种氨基质子转移效应的确定方法及装置。所述方法包括：读取图像，并获取所述图像的像素的原始Z谱；利用洛伦兹函数分别拟合水直接饱和效应以及拟合磁化转移效应；根据所述原始Z谱以及拟合的水直接饱和效应和拟合的磁化转移效应确定氨基质子转移效应。通过上述方法，使得氨基质子转移效应量化更可靠。

Method and device for determining proton transfer effect of amino group

The invention is applicable to the field of software, and provides a method and a device for determining the proton transfer effect of amino groups. The method includes: reading the image and get the image pixels of the original Z spectrum; using Lorenz function respectively to simulate saturated magnetization transfer effect and the fitting effect; according to the original Z spectra and magnetization fitting water saturation and the fitting effect of the transfer shall determine the amino proton transfer effect. By these methods, the quantification of the amino proton transfer effect is more reliable.

【技术实现步骤摘要】
氨基质子转移效应的确定方法及装置
本专利技术实施例属于软件领域，尤其涉及一种氨基质子转移效应的确定方法及装置。
技术介绍
氨基质子转移成像是一种新型磁共振分子影像技术，其利用射频饱和脉冲，饱和氨基中的氢质子，通过与水分子中的氢质子进行多种途径化学交换，使得水分子信号降低，通过检测水信号的变化，可以间接检测出氨基的情况。氨基质子转移成像自2003年被提出，得到了广泛关注。随着相关技术迅速发展，目前氨基质子转移成像已被应用于诸多领域，比如肿瘤检测、缺血性中风检测等，展现出在临床应用方面的巨大潜力。氨基质子转移效应是通过分析Z谱得到的，Z谱是归一化的水信号关于饱和频率的谱图。氨基质子相对于水分子的化学位移为+3.5ppm，由于饱和的氨基质子与水分子中氢质子存在交换，所以在+3.5ppm处，水信号有明显的降低，水信号下降幅度的大小则为氨基质子转移效应的高低。通常情况下，Z谱中存在多种干扰因素，比如水直接饱和效应、磁化转移效应和核极化效应等。准确地分离出氨基质子转移效应，需要能有效地消除其他因素的干扰。现在量化氨基质子转移效应的常规方法是非对称性分析法，该方法假设水直接饱和效应和磁化转移效应在水的共振频率处(0ppm)是对称的，将Z谱的对侧区作为参考值，减去+3.5ppm处的值，则为氨基质子转移效应。由于非对称性分析法假设水直接饱和效应和磁化转移效应是对称的，而这往往是不对的。特别是在临床使用的磁场中，氨基质子的共振频率非常接近水分子，这可能会导致水直接饱和效应淹没了氨基质子转移效应。除了水直接饱和效应外，在体成像中，磁化转移效应也并非是对称的。此外非对称性分析法还忽略了核极化效应，其相对于水分子的化学位移在-3.5ppm附近，而该化学位移是氨基质子所在频率(+3.5ppm)的对侧。因此，在常规的非对称性分析方法中，核极化效应将影响氨基质子转移效应的量化，从而导致定量分析氨基质子转移效应的准确性较低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种氨基质子转移效应的确定方法及装置，旨在解决现有的方法定量分析氨基质子转移效应的准确性较低的问题。本专利技术实施例的第一方面，提供了一种氨基质子转移效应的确定方法，所述方法包括：读取图像，并获取所述图像的像素的原始Z谱；利用洛伦兹函数分别拟合水直接饱和效应以及拟合磁化转移效应；根据所述原始Z谱以及拟合的水直接饱和效应和拟合的磁化转移效应确定氨基质子转移效应。本专利技术实施例的第二方面，提供了一种氨基质子转移效应的确定装置，所述装置包括：图像读取单元，用于读取图像，并获取所述图像的像素的原始Z谱；干扰拟合单元，用于利用洛伦兹函数分别拟合水直接饱和效应以及拟合磁化转移效应；氨基质子转移效应确定单元，用于根据所述原始Z谱以及拟合的水直接饱和效应和拟合的磁化转移效应确定氨基质子转移效应。在本专利技术实施例中，由于通过洛伦兹函数拟合出在Z谱中占主导效应的水的直接饱和效应和磁化转移效应，因此，可以有效解决这两种因素对氨基质子转移效应计算的干扰，从而使得氨基质子转移效应量化更可靠。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供的一种氨基质子转移效应的确定方法的流程图；图2是本专利技术第一实施例提供的一种原始Z谱的B0场校正的示意图；图3是本专利技术第一实施例提供的一种拟合Z谱、拟合的水直接饱和效应和拟合的磁化转移效应的示意图；图4是本专利技术第一实施例提供的一种归一化以及翻转后的原始Z谱与所述拟合Z谱在+3.5ppm处的差的示意图；图5是本专利技术第二实施例提供的一种氨基质子转移效应的确定装置的结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例中，读取图像，并获取所述图像的像素的原始Z谱，利用洛伦兹函数分别拟合水直接饱和效应以及拟合磁化转移效应，根据所述原始Z谱以及拟合的水直接饱和效应和拟合的磁化转移效应确定氨基质子转移效应。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例一：图1示出了本专利技术第一实施例提供的一种氨基质子转移效应的确定方法的流程图，本专利技术实施例可在MATLAB等软件环境中编程，详述如下：步骤S11，读取图像，并获取所述图像的像素的原始Z谱。由于图像有多个像素(像素点)，因此，可首先获取图像中某一像素的原始Z谱，在步骤S11～步骤S13执行之后，再循环执行上述步骤，直到获取图像中所有像素的原始Z谱。其中，像素的原始Z谱是未经处理过的Z谱。可选地，在所述步骤S11之后，包括：将所述像素的原始Z谱的最低点移到中心频率0ppm处，以实现磁共振系统的主磁场的校正。其中，磁共振系统的主磁场也称为B0场。如图2所示，采用饱和信号获得图像中某一像素的原始Z谱，校正B0场后，使得后续确定的+3.5ppm处的Z谱对应的值更准确，从而也提高确定的氨基质子转移效应的精确性。步骤S12，利用洛伦兹函数分别拟合水直接饱和效应以及拟合磁化转移效应。洛伦兹曲线可以很好的拟合弛豫时间和水接近的组织的饱和特性，所以可以用洛伦兹曲线来拟合Z谱中的各个不同的化学交换过程。干扰Z谱的主要因素为水的直接饱和效应和磁化转移效应，通过洛伦兹拟合法，把这两种干扰因素从Z谱中提取出来，便于后续能够更精确地确定氨基质子转移效应。步骤S13，根据所述原始Z谱以及拟合的水直接饱和效应和拟合的磁化转移效应确定氨基质子转移效应。由于水直接饱和效应和磁化转移效应为原始Z谱的干扰因素，因此，从原始Z谱中过滤掉水直接饱和效应和磁化转移效应即能得到准确的氨基质子转移效应。例如，直接滤除水直接饱和效应和磁化转移效应对应的分量，当然，为了提高滤除速度，也可滤除部分水直接饱和效应对应的分量和滤除部分磁化转移效应对应的分量，但需保证剩余的水直接饱和效应对应的分量和磁化转移效应对应的分量不能干扰原始Z谱。可选地，在直接滤除水直接饱和效应和磁化转移效应对应的分量时，所述步骤S13具体包括：A1、确定拟合的水直接饱和效应和拟合的磁化转移效应的和，以作为拟合Z谱；A2、将所述原始Z谱与所述拟合Z谱的差作为氨基质子转移效应。具体地，将拟合的水直接饱和效应和拟合的磁化转移效应相加，如下式所示：L(A,Lw,Δω)＝A/[1+4(Δω/Lw)2]；APT(Δω)＝[1-(LWater+LMT)]-Z；其中，A为幅度，Lw为频谱宽，Δω为相对于水的共振频率的相对位移，Z表示原始Z谱，APT(Δω)表示氨基质子转移效应。LWater和LMT分别是用洛伦兹函数来拟合水的直接饱和效应和磁化转移效应得到的公式。可选地，所述A2具体包括：A21、对所述原始Z谱进行归一化并进行180°翻转。A22、将归一化以及翻转后的原始Z谱与所述拟合Z谱的差作为氨基质子转移效应。将原始Z谱归一化并翻转后，APT(Δω)＝[1-(LWater+LMT)]-Z变为APT(Δω)＝(1-Z)-(LWater+LMT)，具体如图3所示，在图3中，圆圈表示归一化并进行180°翻转的原始Z谱，其他的分别表示拟合Z谱、拟合的水直接饱和效应和拟合的磁化转移效应。由图3可知，水直接饱和效应和磁化转移效应是非对称的。可选地，所述A22具体包括：将归一化以及翻转后的原始Z谱与所述拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨基质子转移效应的确定方法，其特征在于，所述方法包括：读取图像，并获取所述图像的像素的原始Z谱；利用洛伦兹函数分别拟合水直接饱和效应以及拟合磁化转移效应；根据所述原始Z谱以及拟合的水直接饱和效应和拟合的磁化转移效应确定氨基质子转移效应。

【技术特征摘要】
1.一种氨基质子转移效应的确定方法，其特征在于，所述方法包括：读取图像，并获取所述图像的像素的原始Z谱；利用洛伦兹函数分别拟合水直接饱和效应以及拟合磁化转移效应；根据所述原始Z谱以及拟合的水直接饱和效应和拟合的磁化转移效应确定氨基质子转移效应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述读取图像，并获取所述图像的像素的原始Z谱之后，包括：将所述像素的原始Z谱的最低点移到中心频率0ppm处，以实现磁共振系统的主磁场的校正。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述原始Z谱以及拟合的水直接饱和效应和拟合的磁化转移效应确定氨基质子转移效应，具体包括：确定拟合的水直接饱和效应和拟合的磁化转移效应的和，以作为拟合Z谱；将所述原始Z谱与所述拟合Z谱的差作为氨基质子转移效应。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述原始Z谱与所述拟合Z谱的差作为氨基质子转移效应，具体包括：对所述原始Z谱进行归一化并进行180°翻转；将归一化以及翻转后的原始Z谱与所述拟合Z谱的差作为氨基质子转移效应。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将归一化以及翻转后的原始Z谱与所述拟合Z谱的差作为氨基质子转移效应，具体包括：将归一化以及翻转后的原始Z谱与所述拟合Z谱在+3.5ppm处的差作为氨基质子转移效...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴垠，赵静，郑海荣，刘新，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44