[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

说明书

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。

技术领域

本发明涉及磁共振波谱的技术领域，具体涉及一种定量脂肪的磁共振波谱全自动后处理方法。

背景技术

近年来，随着生活水平的提高和饮食结构的改变，脂肪性病变的发生率呈明显上升趋势。脂肪性病变会发生在身体中任何可能的组织，其最主要的特征是脂肪的过度累积或缺失。例如，在骨髓浸润性疾病中，脂肪以弥漫性、散播性或孤立性的方式消失；而在非酒精性脂肪肝等肝脏疾病中，脂肪却常常是过度堆积的。早期诊断、及时治疗可使与脂肪堆积或缺失有关的如上疾病恢复正常，因此通过无创性方法定量诊断脂肪在临床工作中具有非常重要的意义。

活检是目前临床评估脂肪的金标准，但是这种方法具有侵入性，不是筛选、监测、临床决策或研究的最佳选择。超声和CT分别通过间接的声像图或CT值来反映脂肪浸润的严重程度，可半定量评估脂肪，但超声检查质量和准确性取决于操作者、设备和患者因素，而CT虽然可以精确观测X射线衰减值，但是脂肪以外的其他因素(如铁、铜、糖原、纤维化和水肿的存在)会影响X射线衰减值，导致脂肪定量错误以及对轻中度脂肪变性不太敏感。磁共振技术可以把肝脏信号分解为独立的脂肪信号和水信号，因此评估肝脂肪比CT或US更客观直接相比于磁共振成像，磁共振波谱在测量脂肪含量方面具有如下优势：首先，它具有很宽的动态范围，允许任何范围的脂肪含量；其次，磁共振波谱对肝脏甘油三酯含量的细微变化非常敏感。

磁共振波谱定量检测脂肪含量的步骤一般为：首先，利用波谱采集序列获得一组不同回波时间的波谱数据；然后，通过谱线拟合和分析得到回波时间为0时的水和脂肪的信号；最后，求出质子密度脂肪分数。数据后处理大多采用MRI扫描仪自带的处理软件，但一般模型比较简单，如有方法将化学位移大于3.6ppm的所有峰都看作水峰，因此得到的脂肪含量往往比实际结果要小。也可采用jMRUI等第三方软件进行处理，通过设置复杂的后处理模型和校正方法得到理想的结果，但其步骤繁琐，需要耗费大量的时间，而且具体处理过程需要人为主观判定，其结果受人为控制因素比较显著。

发明内容

本发明的目的提出了一种定量脂肪的磁共振波谱全自动后处理方法，该方法考虑了可能会使谱线失真扭曲的因素，并在方法内对全部谱进行校准，目的是排除了人为控制因素对结果产生的影响，同时通过精确划分水峰和脂肪峰确保结果的准确性。

同时，考虑到主磁场不均匀性会导致感兴趣体素内共振频率展宽，实际上采集到的谱既不是高斯也不是洛仑兹线型，而是高斯线型展宽的洛仑兹线型，在数学上可以用佛可脱线型表示。因此，本方法首次采用了与实际线型更为相近的佛可脱线型对扫描谱进行拟合。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种定量脂肪含量的磁共振波谱全自动后处理方法，特点是所述方法包括以下步骤：

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；