[发明专利]基于外插磁化转移信号的CEST数据拟合方法、装置及介质

说明书

本发明公开了一种基于外插磁化转移信号的CEST数据拟合方法、装置及介质，属于磁共振成像领域。本发明提供的基于外插磁化转移信号的CEST数据拟合方法，将MT效应的线型融入到Bloch‑McConnell方程中，通过对该方程代表的模型的拟合，可以得出MT效应，将拟合得出的曲线与实验采集到的曲线作差，就可以去除干扰效应。本发明的基于Bloch‑McConnell的拟合方法，可以考虑实验中实际使用的射频脉冲波形，并且在系统非稳态下也可以使用。

技术领域

本发明属于磁共振成像技术领域，具体涉及一种基于外插磁化转移信号的CEST数据拟合方法、装置及介质。

背景技术

化学交换饱和转移(Chemical Exchange Saturation Transfer,CEST)成像是一种磁共振分子成像技术，可以检测活体里游离的蛋白质和多肽。CEST成像已经被应用于多个临床领域，比如脑肿瘤分级、监测放化疗的早期治疗反应、预测肿瘤标志物、检测缺血性中风等。但是CEST信号容易受多种效应的影响，国内外研究者提出了多种计算CEST信号的方法以去除这些干扰效应，这些方法可以大致分成两类，一是使用参考信号与标记信号作差得到最终的信号，二是模型拟合得到最终的信号。非对称磁化转移(Magnetizationtransfer ration asymmetry,MTR_asym)假设(1)参考信号中不包含CEST效应；(2)标记信号包含CEST效应；(3)其他效应在参考信号和标记信号中相等。然后用参考信号减去实验信号，就消除了其他效应只保留CEST效应。但是其他干扰效应在参考信号和标记信号中并不都相等，比如大分子磁化转移(Magnetization transfer,MT)效应，所以MTR_aysm方法得到的信号包含了其他效应。多池洛伦兹拟合假设每个效应的曲线是一条洛伦兹曲线，这些洛伦兹曲线叠加起来形成了实验采集的曲线，通过拟合实验采集到的曲线，可以得出各个效应的值，但是其他效应的曲线并不都是洛伦兹曲线，比如MT，它的曲线是超洛伦兹。外插磁化转移信号(Extrapolated Semisolid Magnetization Transfer Reference,EMR)拟合出的曲线代表除了CEST效应之外的其他效应，将EMR拟合的曲线与实验得到的曲线作差，就可以得到CEST效应。EMR假设实验使用的饱和脉冲是方波而且系统已经到达稳态，但是这两个条件并不总是满足的。

发明内容

现有技术中的模型拟合方法对实验条件作了近似，但是这种近似在许多实验条件下并不成立。因此，本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并在去除CEST成像的干扰效应方面，提供一种鲁棒的、适合于多种实验条件的基于外插磁化转移信号的CEST数值拟合(Numerical Fit of Extrapolated Semisolid Magnetization Transfer ReferenceSignal,简称NEMR)方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种基于外插磁化转移信号的CEST数据拟合方法，该方法针对CEST图像中的每一个体素，依次执行S1～S3，得到每一个体素的消除背景干扰信号的CEST效应值；其中S1～S3为：

S1、对获得的原始Z谱进行主磁场频率B0偏移校正，得到校正后Z谱；

S2、取校正后Z谱中仅含有MT效应的部分数据点作为拟合样本数据，对预先设置有待定参数初值和上下限的两池模型进行拟合，得到待定参数的拟合值；

所述两池模型表示为