[发明专利]一种低场核磁共振二维谱反演算法

摘要

本发明涉及一种低场核磁共振二维谱反演算法，在PDCO（一种求解凸规划的原始对偶内点法）基础上推广到二维空间，用于求解二维反演问题。与目前国内外文献报道的其他低场核磁共振反演算法相比，本发明其使用L1正则化和L2正则化而不是通常的只使用L2正则化，更贴近原始信号的稀疏性，得到的解更能体现真实的谱分布；原始对偶内点法在计算时就保证了解的非负性，不需要进行额外的非负约束计算，简化了反演流程；对紧密相连的临近峰也能够区分，计算精度高；鲁棒性好，在不同信噪比数据情况下，能够得到稳定的反演结果。

主权项

1.一种低场核磁共振二维谱反演算法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)读取低场核磁共振设备采集得到的原始数据文件，提取出数据文件中包含的采样时间和对应时刻的采样数据M；2)对原始数据进行横向弛豫时间、纵向弛豫时间布点，矩阵的拼接、张量积预处理操作得到反演核心矩阵K和信号幅值m；3)计算采集数据的信噪比，根据信噪比计算反演参数，采用求解凸规划的原始对偶内点法PDCO解决反演问题表达式如下：s.t.Ks+r＝ms≥0其中s＝vect(S)，vect表示将矩阵按列拼接，形成一个列向量，S(T2，T1)表示横向弛豫时间为T2、纵向弛豫时间为T1的物质的含量，反演参数λ1＝α1||m||1/SNR,反演参数λ2＝α2/SNR，r表示拟合残差，||*||1表示取某向量的L1范数，||*||2表示取某向量的L2范数，信噪比SNR使用的计算方法为：采样数据信号最大值除以衰减后数据的方差，α1与α2参数值由大量仿真实验测得：α1取值为0.0001，α2为20；4)进行迭代计算，每次迭代并保证解的非负性，得到最优解s'；5)生成网格，绘出二维谱，用T2、T1这两组数据分别表示Y轴X轴信息，将这两组信息生成网格，根据T2、T1中元素的个数并对最优解s'进行重新排序成s”，s”表示二维谱反演结果信号的幅值，利用T2、T1、s”这3组数据绘出二维谱。