超低磁场下的脂肪含量检测方法、装置、电子设备及产品与流程

    专利查询2026-02-17  18


    本发明属于磁共振的水脂分离,具体涉及一种超低磁场下的脂肪含量检测方法、装置、电子设备及产品。


    背景技术:

    1、磁共振成像(magnetic resonance imaging,mri)水脂分离技术可以获得组织的质子密度脂肪分数(proton density fat fraction,pdff);pdff是评估肝脏脂肪的重要定量生物标志物,它定义为组织内甘油三酯的质子密度与甘油三酯和水中总质子密度的比值,在消除所有的相关影响因素的情况下,组织的pdff就相当于其脂肪分数,通过这种方式,mri-pdff可以快速、非侵入性地评估肝脏中脂肪的含量,对肝脏脂肪变化的监测具有重要意义。

    2、目前,水脂分离技术主要有两种,一种是基于spectroscopy(光谱学)的脂肪定量,另一中则是dixon技术,以及在低场50mt下有先验b0场信息的两点dixon成像;其中,从原理上来说,基于spectroscopy(光谱学)的脂肪定量在超低磁场下无法区分水脂峰,其无法在超低磁场下进行脂肪的定量检测;而基于dixon技术的脂肪检测则需要额外获取t2和b0场的信息,来用于dixon的校正,且在原始b0场的不均匀性(大于3.5ppm)的情况下,dixon成像会受到较大的影响,从而无法准确区分水脂;如此,dixon技术也不适用于在超低磁场下的脂肪定量检测;由此基于前述不足,如何提供一种适用于超低磁场下的脂肪含量的检测方法,已成为了一个亟待解决的问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种超低磁场下的脂肪含量检测方法、装置、电子设备及产品,用以解决现有技术所存在的无法适用于在超低磁场下的脂肪含量检测的问题。

    2、为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

    3、第一方面,提供了一种超低磁场下的脂肪含量检测方法,包括:

    4、获取待测物体的多个磁共振信号,其中,所述多个磁共振信号中的任一磁共振信号是在所述待测物体的原始不均匀b0场的基础上,施加一个预设的b0场后所采集得到的,且各个磁共振信号对应的b0场的梯度的大小和方向不同;

    5、基于所述多个磁共振信号,计算出所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数;

    6、根据所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数,确定出所述待测物体的脂肪含量。

    7、基于上述公开的内容,本发明为避免超低磁场下,原始b0场的均匀度差而影响水脂分离效果的问题,在采集磁共振信号时,主动施加了大小和方向不同的已知的b0梯度,即本发明在待测物体的原始b0场的基础上,施加了多个线性的b0磁场梯度,以通过各个b0场来消除原始b0场的不均匀性的不良影响;而后,在施加了不同b0场的基础上,来采集得到待测物体的多个磁共振信号;接着,利用采集的多个磁共振信号,来计算出待测物体中水和脂肪的质子密度分数;最后,根据前述质子密度分数,则可计算出待测物体中的脂肪含量;由此,本发明在超低磁场下进行脂肪含量检测时,无需进行成像,因此,不需要获取额外的先验信息,且通过施加不同的b0场梯度,来减弱了原始b0场不均匀性对脂肪检测的干扰;基于此,本发明避免了传统技术因原始b0场的不均匀度过大所导致的无法区分水脂的问题,从而可在场不均匀性较大的情况下,进行脂肪的准确定量分析;因此,本发明实现了超低磁场下,脂肪含量的精确检测,非常适用于大规模应用与推广。

    8、在一个可能的设计中,基于所述多个磁共振信号,计算出所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数,包括:

    9、对于所述多个磁共振信号中的任一磁共振信号,构建出所述任一磁共振信号中的各个采样点的信号强度值,与所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数之间的拟合方程,并在将所有磁共振信号均轮询完毕后,得到若干拟合方程;

    10、根据所述若干拟合方程,计算出所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数。

    11、在一个可能的设计中,所述任一磁共振信号中的任一采样点的信号强度值,与所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数之间的拟合方程为:

    12、

    13、公式(1)中,im,n表示所述任一磁共振信号中的任一采样点的信号强度值,w表示所述待测物体中水的质子密度分数,f表示所述待测物体中脂肪的质子密度分数,ten表示所述任一采样点的采样时间,t2w*表示所述待测物体中水的横向磁化矢量衰减时间,t2f*表示所述待测物体中脂肪的横向磁化矢量衰减时间,α表示水与脂肪的化学位移频率差,δb0,m表示所述任一磁共振信号对应的b0场的原始场频率,b0ri表示所述待测物体的原始不均匀b0场的原始场频率,i表示复数,且γ表示旋磁比。

    14、在一个可能的设计中,根据若干拟合方程,计算出所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数,包括:

    15、基于若干拟合方程,并采用非线性拟合方法,来计算出所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数,其中,所述非线性拟合方法包括最小二乘法或多点迭代法。

    16、在一个可能的设计中,在基于所述多个磁共振信号,计算出所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数前,所述方法还包括:

    17、对各个磁共振信号进行数据预处理,以去除各个磁共振信号中的噪声和信号漂移,得到若干预处理后的磁共振信号,以便基于所述若干预处理后的磁共振信号,计算出所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数。

    18、在一个可能的设计中,所述任一磁共振信号对应b0场的梯度方向,是根据所述待测物体的原始不均匀b0场的磁场均匀度所确定得到的。

    19、在一个可能的设计中,所述任一磁共振信号是所述待测物体在对应的b0场中预设梯度区域内的磁共振信号,且各个磁共振信号的回波时间不同。

    20、第二方面,提供了一种超低磁场下的脂肪含量检测装置,包括:

    21、获取单元,用于获取待测物体的多个磁共振信号,其中,所述多个磁共振信号中的任一磁共振信号是在所述待测物体的原始不均匀b0场的基础上,施加一个预设的b0场后所采集得到的,且各个磁共振信号对应的b0场的梯度的大小和方向不同;

    22、脂肪含量定量单元,用于基于所述多个磁共振信号,计算出所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数;

    23、脂肪含量定量单元,还用于根据所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数,确定出所述待测物体的脂肪含量。

    24、第三方面,提供了另一种超低磁场下的脂肪含量检测装置,以装置为电子设备为例,包括依次通信相连的存储器、处理器和收发器,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述收发器用于收发消息,所述处理器用于读取所述计算机程序,执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述超低磁场下的脂肪含量检测方法。

    25、第四方面,提供了一种存储介质,存储介质上存储有指令,当所述指令在计算机上运行时,执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述超低磁场下的脂肪含量检测方法。

    26、第五方面,提供了一种包含指令的计算机程序产品,当指令在计算机上运行时,使计算机执行如第一方面或第一方面中任意一种可能设计的所述超低磁场下的脂肪含量检测方法。

    27、有益效果:

    28、(1)本发明在超低磁场下进行脂肪含量检测时,无需进行成像,如此,不需要获取额外的先验信息,且通过施加不同的线性b0场梯度,来减弱了原始b0场不均匀性对脂肪检测的干扰;基于此,本发明避免了传统技术因原始b0场的不均匀度过大所导致的无法区分水脂的问题,从而可在场不均匀性较大的情况下,进行脂肪的准确定量分析;因此,本发明实现了超低磁场下,脂肪含量的精确检测,非常适用于大规模应用与推广。


    技术特征:

    1.一种超低磁场下的脂肪含量检测方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述多个磁共振信号,计算出所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数,包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述任一磁共振信号中的任一采样点的信号强度值,与所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数之间的拟合方程为:

    4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据若干拟合方程,计算出所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数,包括:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在基于所述多个磁共振信号,计算出所述待测物体中水和脂肪的质子密度分数前,所述方法还包括:

    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述任一磁共振信号对应b0场的梯度方向,是根据所述待测物体的原始不均匀b0场的磁场均匀度所确定得到的。

    7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述任一磁共振信号是所述待测物体在对应的b0场中预设梯度区域内的磁共振信号,且各个磁共振信号的回波时间不同。

    8.一种超低磁场下的脂肪含量检测装置,其特征在于,包括:

    9.一种电子设备,其特征在于,包括:依次通信相连的存储器、处理器和收发器,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述收发器用于收发消息,所述处理器用于读取所述计算机程序,执行如权利要求1~7任意一项所述的超低磁场下的脂肪含量检测方法。

    10.一种包含指令的计算机程序产品,其特征在于,当指令在计算机上运行时,使计算机执行如权利要求1~7任意一项所述的超低磁场下的脂肪含量检测方法。


    技术总结
    本发明公开了一种超低磁场下的脂肪含量检测方法、装置、电子设备及产品,本发明在采集磁共振信号时,主动施加了不同已知的B0场梯度,以通过各个B0场梯度来消除原始B0场的不均匀性的不良影响,从而避免了超低磁场下,原始B0场的均匀度差而影响水脂分离效果的问题;如此,在采集到在多个B0梯场度下的磁共振信号后,则可基于各个磁共振信号,来拟合出待测物体中水和脂肪的质子密度分数;最后,根据质子密度分数,则可得出待测物体中脂肪的含量;基于此,本发明在超低磁场下进行脂肪含量检测时,不需要获取额外的先验信息,且通过施加不同的B0场梯度,来减弱了原始B0场不均匀性对脂肪检测的干扰;因此,实现了超低磁场下脂肪含量的精确检测。

    技术研发人员:解运浩,王超,谭万聪,罗海,秦旺,黄正源,许莹
    受保护的技术使用者:安徽峻德医疗科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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