本發(fā)明涉及核磁共振分析領(lǐng)域，具體涉及一種核磁共振譜采樣截斷偽峰的抑制方法，用于對化學(xué)結(jié)構(gòu)的核磁共振分析。

背景技術(shù)：
一、核磁共振技術(shù)簡介核自旋量子數(shù)不為零的原子核在磁場中會產(chǎn)生磁矩，當這些磁矩的方向與靜磁場夾角不為零時，就會繞靜磁場的方向產(chǎn)生進動。核磁共振(NuclearMagneticResonance,NMR)就是利用射頻脈沖使靜磁場中的樣品的磁化矢量與靜磁場的方向偏離，并產(chǎn)生進動；磁化矢量進動時，其磁力線會切割樣品旁的檢測線圈，通過電磁感應(yīng)在線圈中產(chǎn)生電平振蕩，對電平振蕩進行采樣得到時域信號。對此時域信號作傅里葉變換，即可得到一維NMR譜圖。圖1為單脈沖一維實驗的脈沖序列圖。然而，當樣品組分復(fù)雜、或者分子量較大時，一維NMR譜圖中有嚴重的譜峰重疊，這將嚴重地影響對譜峰的歸屬和定量，如圖2為蛋白質(zhì)ubiquitin的一維氫譜。為了解決一維譜中嚴重的譜峰重疊問題，出現(xiàn)了多維譜技術(shù)，如圖3所示。以COSY實驗的脈沖序列為例(圖4)，此脈沖序列中有兩個演化時間，t1和t2，分別稱為間接維和直接維演化時間。對于直接維演化時間t2，其實就是樣品的磁化矢量在檢測線圈中進動的時間，因此，只有在直接維演化時間t2內(nèi)，探頭才可以對樣品進行直接采樣，這也是直接維的由來。若第一次檢測時，t1取值τ0，并采得信號s(τ0，t2)；在第二次采樣中，將t1設(shè)定為τ0+Δt1，并采得信號s(τ0+Δt1，t2)；在第n次采樣中，將t1設(shè)定為τ0+nΔt1，并采得信號s(τ0+nΔt1，t2)，以此類推。因此，如果需要在間接維上采集n個數(shù)據(jù)點，需要將實驗重復(fù)n次(在實際中，由于其它因素的存在，通常需要重復(fù)次數(shù)是n的倍數(shù))。圖3為蛋白質(zhì)Ubiquitin的COSY譜圖中的部分示意圖。由于譜峰分布由一維擴展到二維，譜峰重疊現(xiàn)象得以解決，對譜峰的歸屬才得以實現(xiàn)。圖4為COSY實驗的脈沖序列。其中，t1和t2分別為間接維和直接維的演化時間。一維NMR實驗采得的時域數(shù)據(jù)是一個數(shù)列，數(shù)列中的每個元素是不同時間的探頭檢測到的信號強度，因此，對一維實驗作數(shù)據(jù)處理，僅需要對此數(shù)列作一次傅里葉變換即可得到頻域譜圖。而二維NMR實驗采得的數(shù)據(jù)是一個二維數(shù)組(矩陣)，對其的處理步驟通常是先對矩陣中的每行(直接維)分別作傅里葉變換，然后再對矩陣中的每列(間接維)作傅里葉變換，才能得到二維NMR譜圖。對于三維實驗可以依次類推：其實驗數(shù)據(jù)是個三維數(shù)組，需要沿三個維度各作一次傅里葉變換，共計三次傅里葉變換。二、核磁共振譜圖中的采樣截斷偽峰在核磁共振譜圖中，常常會出現(xiàn)采樣截斷偽峰。其產(chǎn)生的原因是：當采樣結(jié)束時，信號還沒衰減完畢，因此采樣信號就相當于實際全部信號與一個矩形函數(shù)的乘積。當將采樣信號傅立葉變換后，時域的矩形函數(shù)就會給信號峰帶來一個振蕩的卷積，使得譜圖中出現(xiàn)振蕩狀的偽峰。圖5為采樣截斷偽峰的由來示意圖。當時域信號衰減完畢時結(jié)束采樣(A)，則譜圖正常(B)；當時域信號還未衰減完畢就結(jié)束采樣(即采樣截斷，C)，則會在譜圖中引入振蕩狀的偽峰(D)。一般而言，采樣截斷偽峰較多出現(xiàn)在多維譜的間接維，主要原因是為了節(jié)約實驗時間，間接維的采樣點通常被限制在較少數(shù)目，使得間接維采樣時間不夠，從而導(dǎo)致采樣截斷。三、目前對核磁共振譜圖中采樣截斷偽峰的常規(guī)處理方法目前，核磁共振波譜學(xué)中一般利用窗函數(shù)來抑制采樣截斷偽峰。既然采樣截斷偽峰源于時域信號未衰減完畢，那么將一個衰減函數(shù)與采樣信號相乘，強行使采樣信號衰減完畢，那么自然就消除了采樣截斷偽峰。但是，窗函數(shù)方法也存在缺點，就是會導(dǎo)致譜峰增寬，降低譜圖分辨率。如附圖6所示，窗函數(shù)消除了偽峰，但展寬了信號峰，使得靠近的信號峰重疊在一起(圖6C)，不利于識別。用于消除截斷偽峰的常見窗函數(shù)，包括指數(shù)函數(shù)和余弦函數(shù)等。圖6為截斷采樣數(shù)據(jù)的三種方法處理結(jié)果對比示意圖。(A)完全采樣所得的譜圖；(B)對采樣截斷信號，經(jīng)FFT所得的譜圖，其中采樣截斷造成的偽峰很明顯，左側(cè)強信號峰旁的弱信號被偽峰掩蓋；(C)，利用常規(guī)的窗函數(shù)方法，可消除截斷偽峰，但是的譜峰變寬，相互靠近的信號會重疊在一起。(D)利用本問所提出的新方法(TASI)在消除截斷偽峰的同時，避免了譜峰展寬帶來的重疊。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種核磁共振譜采樣截斷偽峰的抑制方法，該方法對核磁共振譜圖中的采樣截斷偽峰具有較好的抑制效果，且避免了其它方法常導(dǎo)致的譜峰展寬。本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：以一維譜為例，對于多維譜，其處理步驟與此相同。步驟1：設(shè)定第一百分比閾值p和第二百分比閾值q，第一百分比閾值p的取值范圍為95％～98％，第二百分比閾值q的取值范圍為0.005％～0.015％。步驟2：獲得的時域信號a，時域信號a的采樣數(shù)據(jù)點點數(shù)為N1，對時域信號a進行填零處理，填零后的時域信號a的采樣數(shù)據(jù)點點數(shù)為N2，然后對進填零后的時域信號a進行傅立葉變換后獲得NMR譜圖A。步驟3：求得NMR譜圖A中最高信號峰的強度值I，以最高信號峰的強度值I與第一百分比閾值p的乘積pI為第一比較閾值，將NMR譜圖A中所有強度值大于第一比較閾值的采樣數(shù)據(jù)點對應(yīng)的強度值分別減去第一比較閾值，并將NMR譜圖A中所有強度值小于等于第一比較閾值的采樣數(shù)據(jù)點對應(yīng)的強度值設(shè)定為0，得到NMR譜圖B；將NMR譜圖A中所有強度值大于第一比較閾值的采樣數(shù)據(jù)點對應(yīng)的強度值設(shè)定為第一比較閾值，且NMR譜圖A中所有強度值小于等于第一比較閾值的采樣數(shù)據(jù)點對應(yīng)的強度值不變，得到NMR譜圖C。步驟4、將步驟2獲得的NMR譜圖A中最高信號峰的強度值I與第二百分比閾值q的乘積qI為第二比較閾值，若NMR譜圖B中最高信號峰的強度值小于第二比較閾值，則進入步驟7；若NMR譜圖B中最高信號峰的強度值大于等于第二比較閾值，則進入步驟5。步驟5：將NMR譜圖B進行逆傅立葉變換得到時域信號b，并對時域信號b作截斷處理，即將N2個采樣數(shù)據(jù)點的時域信號b只保留前面的N1個采樣數(shù)據(jù)點。步驟6：將時域信號a減去截斷處理后的時域信號b獲得新的時域信號a，將新的時域信號a作為步驟2中的時域信號a，循環(huán)迭代進入步驟2。步驟7：將各個循環(huán)迭代中獲得的NMR譜圖B，以及最后一次循環(huán)迭代中獲得的NMR譜圖C相疊加，即得到NMR譜圖D。步驟8：對NMR譜圖D作窗口平滑處理修正，得到最終NMR譜圖E。即為NMR譜圖D中每個數(shù)據(jù)點設(shè)定一個點數(shù)窗口，點數(shù)窗口一般為5～10個點，這個點數(shù)窗口中所有數(shù)據(jù)點的平均值，作為該數(shù)據(jù)點修正后的強度值。經(jīng)此步驟，得到最終NMR譜圖E。本發(fā)明是基于以下原理：采樣截斷偽峰，來源于不完全采樣。令采樣時樣品磁化強度演化的時域信號為f(t)，則將其經(jīng)傅立葉變換得到核磁共振譜圖然而實際采樣獲得的時域信號是原始時域信號與采樣函數(shù)的成績s(t)f(t)，得到的核磁共振譜圖則是與的卷積，這里是s(t)的傅立葉變換。當信號未衰減完畢即停止采樣，即采樣截斷(或稱為不完全采樣)時，s(t)實際上是一個離散矩形函數(shù)，其傅立葉變換是sinc函數(shù)。正是與sinc函數(shù)的卷積，給譜圖中引入了震蕩狀的偽峰。當對譜峰按某閾值，如0.95，作削峰處理后，由于峰尖遠離震蕩狀截斷偽峰所在的底部區(qū)域，因此被削掉的小峰不含截斷偽峰，利用逆傅立葉變換(iFFT)將其變換到時域后，再經(jīng)特意的截斷處理，則相當于這部分時域信號與采樣函數(shù)s(t)相乘，對應(yīng)在頻域里是小峰也在底部出現(xiàn)截斷偽峰。在時域中，將截斷后的小峰時域信號，從原始時域信號中減去，相當于在譜圖中減去小峰的同時，也減去了小峰在截斷偽峰中的貢獻。以上步驟不斷迭代重復(fù)，每次迭代中被從原譜圖中移去的小峰，疊加在一起組成新的譜圖，直至原譜圖中譜峰高度被消減至噪聲水平。經(jīng)以上處理可有效消除截斷偽峰。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：1、對于多維實驗，可以減少間接維采樣點數(shù)，提高實驗速度，同時能避免采樣點數(shù)不足帶來的采樣截斷偽峰，以及避免常規(guī)窗函數(shù)處理方法帶來的譜峰展寬和重疊，提高譜圖分...