(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211131150.7 (22)申请日 2022.09.16 (71)申请人 中国石油大 学 （北京） 地址 102249 北京市昌平区府学路18号 (72)发明人 罗嗣慧　肖立志　金衍　廖广志　 郭江峰　罗刚　 (74)专利代理 机构 北京同立钧成知识产权代理 有限公司 1 1205 专利代理师 李阳　黄健 (51)Int.Cl. G06K 9/00(2022.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 17/11(2006.01) (54)发明名称 核磁共振弛豫谱解谱方法、 装置、 计算机设 备及存储介质 (57)摘要 本申请实施例提供一种核磁共振弛豫谱解 谱方法、 装置、 计算机设备及存储介质,尤其涉及 核磁共振技术领域。 其中， 核磁共振弛豫谱解谱 方法包括： 获取核磁共振数据， 并基于核磁共振 弛豫谱低秩性和稀疏性构建非负约束目标函数 模型； 将非负约束目标函数模型分解； 得到弛豫 谱核范数解、 弛豫谱稀疏解和弛豫谱残差解； 对 非负约束目标函数模型进行迭代更新， 确定最终 解和与最终解对应的最终弛豫谱并输出。 该核磁 共振弛豫谱解谱方法通过在谱稀疏函数模型求 解时利用弛豫谱的稀 疏性控制弛豫谱的分辨率， 在残差范数函数模型求解时利用残差项来控制 图谱的精度， 提高获得的最终弛豫谱的分辨率， 从而解决了现有反演方法得到的弛豫谱分辨率 较低的问题。 权利要求书4页 说明书19页 附图6页 CN 115456023 A 2022.12.09 CN 115456023 A 1.一种核磁共 振弛豫谱解谱方法， 其特 征在于， 包括： 获取核磁共振数据， 并基于核磁共振 弛豫谱低秩性和稀疏性构建非负约束目标函数模 型； 将所述非负约束目标函数模型分解成矩阵低秩函数模型、 谱稀疏函数模型和残差范数 函数模型； 将所述核磁共振数据分别按照预设计算方法代入所述矩阵低秩函数模型、 谱稀疏函数 模型和残差范数函数模型进行迭代更新， 分别得到弛豫谱核范数解、 弛豫谱稀疏解和弛豫 谱残差解； 根据所述弛豫谱核范数解、 弛豫谱稀疏解和弛豫谱残差解对所述非负约束目标函数模 型进行迭代更新， 确定最终解和与所述 最终解对应的最终弛豫谱并输出。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于核磁共振弛豫谱低秩性和稀疏性 构建非负约束目标函数模型， 包括： 获取横向弛豫时间测量数据， 并构建一维横向弛豫时间测量的第一信号响应方程， 获 取二维纵向‑横向弛豫时间测量数据， 并构建二 维纵向‑横向弛豫时间测量的第二信号响应 方程； 将所述横向弛豫时间测量数据离散化为矢量数据， 得到所述第 一信号响应方程的第 一 离散化方程， 将所述二 维纵向‑横向弛豫时间测量数据离散化为矢量数据， 得到所述第二信 号响应方程的第二离散化方程， 并根据所述第一离散化方程和第二离散化方程， 确定待求 解矩阵模型； 将所述待求解矩阵模型转换成第 一非负待求解模型， 并对所述第 一非负待求解模型的 待求解施加l2正则化约束， 得到第二非负待求 解模型； 对所述第二非负待求解模型的待求解进行非负低秩与稀疏性约束， 得到第 三非负待求 解模型； 获取核范数项变量、 l1范数项变量和l2残差项变量， 并根据所述核范数项变量、 l1范数 项变量和l2残差项变量， 将所述第三非负待求 解模型转换成带约束 待求解模型； 基于增广拉格朗日函数， 将所述带约束 待求解模型转换成非负约束目标函数模型。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述第一信号响应方程 为： b(t)＝ ∫ f(T2)exp(‑t/T2)dT2+ ε 式中， t为获取所述横向弛豫时间数据的时间节点， b(t)为测量得到的t时刻的信号强 度， T2为横向弛豫时间， f(T2)为b(t)经拉普拉斯逆变换求得的结果， ε为获取所述横向弛豫 时间测量数据的测量噪声； 所述第二信号响应方程 为： 式中， T1为所述纵向 ‑横向弛豫测量时间数据中的纵向弛豫时间， T2为所述纵向 ‑横向弛 豫时间测量数据中的横向弛豫时间， t为获取所述纵向 ‑横向弛豫测量时间数据的时间节 点， TW为第一预设等待时间， b(t， TW)为测量得到的等待时间TW间隔下t时刻的信号强度， f权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115456023 A 2(T1， T2)为b(t， TW)经过普拉斯逆变换求得的结果， ε为获取所述纵向 ‑横向弛豫测量时间数 据时的测量噪声； 所述第一离 散化方程 为： 式中， bk为所述横向弛豫时间测量数据的回波信号幅度， ， j∈{1， 2， 3， ...， n}， 其中n为 离散的弛豫时间数量， k∈{1， 2， 3， ...， m}， m为回波个数， tk为所述横向弛豫时间数据的采 集时间， T2， d为约束的上、 下边界中第d个横向弛豫时间分量， T2， max为最大横向弛豫时间， T2， min为最小横向弛豫时间， εk为获取所述横向弛豫时间数据时的测量噪声， f(T2， d)为第d个 横向弛豫时间分量的幅度； 所述第二离 散化方程 为： 式中， a∈{1， 2， 3， ...， a ′}， a′为离散的纵向弛豫时间T1的分量个数， c∈{1， 2， 3， ...， c′}， 其中， c为大于或等于1的自然数， c ′为离散的横向弛豫时间T2的分量个数， bi， j为所述 纵向‑横向弛豫时间测量数据的回波信号幅度， TWi为第二预设等待时间， fa， c(T1， T2)为二维 T1‑T2弛豫谱的幅度， εi， j为获取所述纵向 ‑横向弛豫时间测量 数据时的测量噪声， T1， a为约束 的上、 下边界中第a个纵向弛豫时间分量， T2， c为约束的上、 下边界中第c个横向弛豫时间分 量； 所述待求 解矩阵模型为： B＝Kf+N 式中， B为回波 的幅度矢量， K为已知的核矩阵， N为回波采集时的噪声幅度， f为非负的 待求解； 所述第一非负待求 解模型为： f∈＝‖ Kf ‑B ‖2s.t.Kf＝B 式中， ‖ Kf‑B ‖2为矩阵Kf ‑B的核范数， s.t.Kf＝B表示满足约束条件Kf＝B； 所述第二非负待求 解模型为： 式中， 为使矩阵Kf ‑B的核范数取值最小值时的变量， ‖ f‖2为待求解 f的核范数， α 为用于调节l2正则化权 重的预设参数； 所述第三非负待求 解模型为： 式中， λ1为预设l1正则化参数， λ2为预设l2正则化参数， Γ为向量 转矩阵的变换算子； 所述带约束 待求解模型为：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115456023 A 3