[发明专利]动态超极化129Xe气体交换光谱法

权利要求书

1.一种生成动态光谱参数的方法，包括：

在包括吸入/吸气、屏气和呼出/呼气中的一个或多个的呼吸动作期间，获得受试者的一个或多个肺的气体交换区域的自由感应衰减（FID）¹²⁹Xe NMR信号的¹²⁹Xe光谱；

用曲线拟合函数拟合FID的获得的¹²⁹Xe光谱；并

基于拟合电子地生成多个动态¹²⁹Xe光谱参数，其中，多个动态¹²⁹Xe光谱参数包括以下至少一个的随时间的曲线图：

（i）屏障幅度、屏障化学位移（ppm）、一个或多个屏障半最大值处全宽度（FWHM）（ppm）参数；

（ii）气体幅度、气体化学位移（ppm）、气体FWHM（ppm）和气体相位（度）；和

（iii）红细胞（RBC）幅度、RBC化学位移（ppm）、RBC FWHM（ppm）和RBC相位（度）。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述拟合和生成步骤之前，提取在心脏频率处发生的¹²⁹Xe RBC共振的时间变化。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述拟合利用建模为Voigt线形的¹²⁹Xe屏障共振以及各自使用洛伦兹线形建模的¹²⁹Xe RBC和¹²⁹Xe气体相位共振进行，并且其中，屏障共振通过洛伦兹FWHM参数和高斯FWHM（FWHM_G）（ppm）参数两者来表征。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过乘以下式来调节所述RBC幅度曲线图的幅度“A _RBC”：

(V_stroke_ref/V_stroke)*(PEV/PEV_ref)，

其中，V_stroke_ref是参考每搏量，比如94 ml或95 ml（成人），V_stroke是受试者的实际每搏量，PEV_ref是参考肺部交换量，并且PEV是受试者的测得的肺部交换量。

5.根据权利要求2所述的方法，还包括：通过将RBC幅度“A”除以计算的表观T1衰减常数（T1app）来校正¹²⁹Xe光谱参数的RBC幅度曲线图的幅度，以用于在呼吸动作的屏气时段期间T1和RF感应的去极化所导致的磁化衰减，其中，通过将时间“t”内的RBC幅度拟合为来量化T1app。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：使¹²⁹Xe光谱参数的幅度去趋势化，然后计算随时间的峰到峰值变化。

7.根据权利要求2所述的方法，还包括：计算RBC幅度（A）的信号幅度的时间改变作为相对于基线的百分比改变（rbc_amp_percent）：

rbc_amp_percent = (rbc_amp – A*exp(-t/T1_app))/(A*exp(-t/T1_app))

其中，T1_app是T1衰减常数，并且t是时间（秒）。

8.根据权利要求2所述的方法，还包括：使用RBC幅度的振荡信号中的最大值和最小值之间的差的峰到峰分析来计算RBC幅度（A）的信号幅度的时间改变。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：以0.5Hz截止频率对RBC幅度、RBC化学位移、RBC相位和RBC FWHM中的每一个进行高通滤波，以从而去除残留基线变化并提供RBC光谱参数的滤波后的参数曲线图。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：将滤波后的参数曲线图拟合为具有相位偏移的正弦曲线：

其中是峰到峰幅度，f_c是心脏频率，t是以秒为单位的时间，并且是相位偏移，并且其中f_c是从受试者的RBC幅度振荡得出的心脏频率。