专利名称：一种提取磁共振波谱重叠弱信号的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种提取信号的方法及其装置，尤其是涉及一种提取磁共振波谱重叠弱信号的方法及其装置。
背景技术：
目前，质子磁共振波谱技术(IH-MRS)能够在体观察人体代谢产物，但由于目前临床中使用的磁共振扫描仪场强的限制，在实际临床核磁共振谱(MRS)中，常常会遇到重叠在高宽峰上的小峰，难以识别和提取。目前对于这类重叠小峰的处理思路主要有两种一是开发相应的脉冲序列和发展相应的谱编辑技术，二是采用二维谱技术。开发相应的脉冲序列和谱编辑技术，只能针对特定的代谢物成份，不能一次性得到扫描部位的全部代谢物信息；而增加图谱维数，又会极大延长扫描时间，且分辨率低，也不一定能得到满意的结果。为了弥补现有的磁共振谱信号识别技术的不足，本发明提供一种新的数据后处理方法。目前临床普遍使用的是PRESS与STEAM序列，该序列的优点之一是保留了扫描部位的所有代谢物信息。通过本发明提供的处理方法，能够对PRESS或STEAM序列得到的代谢物信息进行逐一分析，尤其是那些被大信号掩盖的小信号成分，进行精确识别和含量的定量计算，从而实现在体、无创检测小信号代谢物含量的目的。近十几年来形成的小波理论，由于小波变换同时具有时域和频域上局部的特征及多分辨分析特征，所以特别适合信号处理中的应用。特别是Donoho阈值方法得到了广泛的应用。对于磁共振谱(MRS)上的重叠峰而言，根据Donoho提出的小波系数的软硬阈值去噪的思想在小波域中，大信号的小波系数要大于同尺度分解下的小信号的小波系数。因此可以设定一个阈值，高于该阈值的小波系数置零；低于该阈值的小波系数保留。最后将处理过的小波系数做小波逆变换，从而将大背景信号去除，达到分辨微弱小信号的目的。但是若直接借鉴Donoho传统阈值法，剔除大信号的小波系数得到被掩盖在大信号下的小信号，由于“一刀切”式阈值法会导致小波域的分布函数不连续，出现间断点，还原到频域中会产生严重的伪吉布斯现象(Pseudo-Gibbs)。伪吉布斯现象和信号不连续点的位置有关，确切地说，是和信号的特征(如不连续点)和小波基元素的特征之间的精确对准有关。在间断点附近产生无序的振荡波会与待分析的小信号交织在一起，影响判断。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种只需通过使用普通的临床脉冲序列PRESS或STEAM，就可以一次性分析出所有代谢物成份的信息，尤其是那些被大信号掩盖的小信号，可以对之进行准确提取与定量计算，且计算速度快的一种提取磁共振波谱重叠弱信号的方法及其装置。本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的一种提取磁共振波谱重叠弱信号的方法，其特征在于，包括以下步骤
步骤1，平移变换模块对由大小峰重叠而成的信号的频谱波形f ( ω )进行j次循环平移，并对每次平移后的结果做离散二进制小波变换，得到j+Ι组变换后的小波系数结果后执行下一步骤；步骤2，阈值处理模块对步骤I中j+Ι组小波系数做小波系数的阈值处理，将低于阈值的小波系数置为O ;保留高于阈值的小波系数；步骤3，重构模块对步骤2中的保留的小波系数进行重构即对处理过后的小波系数进行小波逆变换，以实现对高宽峰的重构，重构后的高宽峰将不再包含叠加在其上的小峰；步骤4，逆平移模块对完成步骤3的所有小波逆变换分别进行逆循环平移后，对所有逆平移的结果进行平均求值，得到不含小峰成份的高宽峰频谱；步骤5，提取模块将步骤I中的重叠峰频谱去除步骤4中的高宽峰频谱，从而得到弱信号频谱成份。在上述的一种提取磁共振波谱重叠弱信号的方法，所述步骤I中，对重叠峰频谱进行循环平移的采用公式(
权利要求
1.一种提取磁共振波谱重叠弱信号的方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1，平移变换模块对重叠峰信号进行j次循环平移，并对每次平移后的结果做离散小波变换，得到j+ι组小波系数后执行下一步骤；步骤2，阈值处理模块对步骤I中j+Ι组小波系数做阈值处理，将低于阈值的小峰的小波系数置为O ;保留高于阈值的小峰的小波系数；步骤3，重构模块对步骤2中的保留高于阈值的小峰的小波系数进行信号重构即对小波系数进行小波逆变换，以实现对高宽峰的重构，重构后的高宽峰将不再包含叠加在其上的小峰；步骤4，逆平移模块对完成步骤3的所有小波逆变换分别进行逆循环平移后，对所有逆平移的结果进行平均求值，得到不含小峰成份的高宽峰成份；步骤5，提取模块将步骤I中的重叠峰信号去除步骤4中的高宽峰成份，得到弱信号频
2.根据权利要求I所述的一种提取磁共振波谱重叠弱信号的方法，其特征在于，所述步骤I中，对重叠峰进行循环平移的采用公式
3.根据权利要求I所述的一种提取磁共振波谱重叠弱信号的方法，其特征在于，所述步骤I中，对信号f(t)进行离散小波变换采用公式
4.根据权利要求I所述的一种提取磁共振波谱重叠弱信号的方法，其特征在于，所述步骤2中，阈值处理采取的是软阈值法，软阈值函数为
5.根据权利要求I所述的一种提取磁共振波谱重叠弱信号的方法，其特征在于，所述步骤3中，对不含小信号成份的高宽峰信号f' (ω)的通过重离散小波逆变换重构，数学表达式为
6.根据权利要求I所述的一种提取磁共振波谱重叠弱信号的方法，其特征在于，所述步骤4中，逆循环平移的采用公式
7.根据权利要求I所述的上述的一种提取磁共振波谱重叠弱信号的方法，所述步骤5 中，提取弱信号的采用公式
8.根据权利要求I所述的一种提取磁共振波谱重叠弱信号的方法，其特征在于，所述步骤I中，平移次数j满足H = 2#1，H为重叠信号f(co)长度。
9.一种权利要求I所述的提取磁共振波谱重叠弱信号的方法的装置，其特征在于，包括依次连接的平移变换模块、阈值处理模块、重构模块、逆平移模块以及提取模块。
全文摘要
本发明涉及一种提取磁共振波谱重叠弱信号的方法及其装置。步骤是对重叠峰信号进行循环平移，并对每次平移后的结果做正交小波变换；对每次小波变换的结果做小波系数的阈值处理，将小峰的小波系数置为0；对每次处理后的小波系数进行小波逆变换，以实现对高宽峰的重构，重构后的高宽峰将不再包含叠加在其上的小峰；对每次逆变换的结果做循环逆平移，并求平均，得到不含小峰成份的“纯粹”的高宽峰成份；在重叠峰信号中，减去高宽峰成份，从而使小峰成份得到显现。本发明能够有效抑制普通小波阈值法所带来的振荡峰，具有准确度高，重复性好，运算速度快等特点。
文档编号G01R33/54GK102608554SQ201210080499
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者任雯廷, 全红, 杨志勇, 王成, 蒋刚 申请人:武汉大学