基于不同维度低场核磁共振技术的大豆含油率检测与判别

大豆含油率的高低直接影响榨油与育种结果。为探究大豆含油率的最佳检测方法与构建含油率高低判别模型,该研究基于不同维度低场核磁共振(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术,以国标法为对照,利用LF-NMR波谱和LF-NMR含油含水率软件检测大豆含油率;核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)结合深度学习,建立大豆含油率高低判别模型。引入低场二维核磁共振(low field two-dimensional nuclear magnetic resonance,LF-2D-NMR)技术,定性分析一维波谱中信号重叠无法区分组分的问题。试验结果表明,LF-NMR含油含水率软件能快速准确检测大豆含油率,T1-T2二维核磁图谱成功解决了自由水和油信号重叠问题。利用U-net++深度学习模型对MRI成像的矢状面、冠状面、横截面以及三面混合数据集进行训练,其中横截面评价指标与其他数据集相比更优,语义分割部分中平均交并比(mean intersection over union,mIoU)约0.9058,全局准确率0.9980,训练后的模型能够将MRI图像识别并分割,快速判别大豆含油率高低。试验证明,LF-NMR及MRI能够快速无损掌握大豆含油率信息,为大豆的高油育种提供了新思路和技术支持。

基于低场核磁共振技术进行黄酒发酵进程监测及品牌的分析

该文对不同发酵阶段的黄酒样品进行低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)检测,比较了陈酿时间、酒精度和品牌对黄酒低场核磁弛豫特性的影响,最后对9个品牌黄酒的LF-NMR弛豫信息进行了主成分分析。结果表明,发酵后样品的单组分弛豫时间(T_(2W))显著缩短,而陈酿后黄酒的T_(2W)又相对延长。多组分弛豫图谱(T_(2))表明,对照组和浸米样品均只有1个峰。发酵后样品的T_(2)图谱均出现2个峰。从第一次发酵到煎酒期间,T_(21)和T_(22)不断缩短,而陈酿期间T_(21)和T_(22)相对延长。同一品牌及陈酿时间的黄酒,酒精度越大,体系的T_(2W),T_(21)和T_(22)越短;同一品牌及酒精度下,陈酿时间仅对T_(21)有一定影响。不同品牌黄酒因酿造工艺的区别而使弛豫分布有一定特点。主成分分析表明,不同酒精度、陈酿时间、品牌及种类的黄酒的弛豫特性的PCA分布及间距不同。说明应用LF-NMR技术可实现对不同工艺生产的黄酒的快速辨别。

基于低场核磁共振的预包装即食牛肉保质期预测模型研究

目的:开展预包装即食牛肉保质期快速、准确和无损的预测方法研究,对于保障产品货架期安全具有重要意义。方法:以预包装即食牛肉为分析对象,采集样品低场核磁H质子的T2弛豫时间,建立即食牛肉水分含量定量分析模型,结合样品感官接受性等建立预包装即食牛肉保质期预测模型。结果:预包装即食牛肉低场核磁谱图横向弛豫时间可较好地反映出随着贮存时间的延长航天即食牛肉的品质变化。建立了即食牛肉含水量预测模型,模型的预测误差小于4%;建模集相关系数(r)为0.9405,校正标准差(RMSECV)为34.5,相对分析误差(RPD)为3.1,对10个分别贮存一定时间但未参与建模的样本分别进行距离货架期终点的预测,预测结果与实测值的的相关性达0.99,预测结果的误差范围为0.7%~9.9%,RMSEP为13.6,预测模型的精确度满足货架期预测的精度要求。结论:低场核磁共振技术在预包装即食牛肉产品保质期预测方面具有应用潜力。

基于熵权法、灰色关联度法和低场核磁共振检测的苹果品质评价

研究不同品种苹果的品质特性,建立苹果品质综合评价模型。以5个品种的苹果(天水花牛、阿克苏糖心、黄元帅、奶油富士、洛川红富士)作为研究对象,对其硬度、黏着性、咀嚼性、内聚性等4项质构特性和含水量、可滴定酸(Titratable acid,TA)、可溶性糖含量(Soluble sugar,SS)、可溶性固体含量(Soluble solid content,SSC)等4项理化指标进行检测,结合低场核磁共振检测技术,探究苹果水分分布与理化及质构特性间的关联性,通过主成分分析法确立可评价苹果品质的主要指标。基于熵权法对各核心指标赋予权重,并建立灰色关联度评价模型。结果表明,不同品种苹果的各指标存在显著性差异(P<0.05),其水分分布与质构特性和理化指标存在高度的相关性,确立了自旋-自旋弛豫时间T_(22)(不易流动水)、T_(21)(结合水)及TA、SS、SSC为核心指标。熵权法计算权重结果得出T_(22)、T_(21)之和为35.31%,占比最大,表明水分分布对苹果品质影响最大,由灰色关联度分析得出天水花牛和阿克苏糖心的品质较好。本研究所采用的方法,能够快速准确地建立苹果的品质评价模型,为包括苹果在内的果蔬品质评价提供新方法。

基于低场核磁共振的烤烟烟叶石油醚提取物含量检测方法

针对当前传统索氏提取法在烤烟烟叶石油醚提取物含量检测上存在的检测速度慢、操作繁琐、溶剂污染等问题,采用低场核磁共振法检测烟叶中石油醚提取物含量,优化烘干时间、样品质量、回波时间、重复扫描次数等参数,验证最优参数下检测方法的重复性和精密度,并与传统索氏提取法的检测结果进行对比。结果表明:将过40目筛的3.0 g烟叶粉末置于80℃烘干4 h,在回波时间0.25 ms和重复扫描次数8次的条件下进行石油醚提取物含量检测,检测结果良好,标准曲线R2达到0.99981,重复性的相对标准差为1.45%~2.99%,日内、日间精密度分别为2.61%、1.10%。低场核磁共振法与索氏提取法的石油醚提取物含量检测结果间的相关系数达0.99855,绝对误差为0.02%~0.35%,相对误差为0.26%~3.69%。相较于传统索氏提取法,低场核磁共振方法简单、快速、准确,且无溶剂污染,适用于大批量烟叶石油醚提取物的准确定量。

低场核磁共振技术在充填体材料的应用优势

低场核磁共振技术近年来应用发展迅速,具有精准高效低价无损的特点,通过检测多孔结构中氢质子的核磁共振弛豫信号,来反映孔隙及其内部流体信息。研究矿山充填体材料的孔隙结构、水化进程和水分迁移,对于维护矿山与工程稳定具有重大意义。本文主要介绍了近年来低场核磁共振技术在矿山充填材料中的应用,如孔隙度、孔径分布、水化进程、水分迁移等;阐述了低场核磁相应设备的发展,对其前景的展望。

基于低场核磁弛豫特性的油茶籽油支持向量机掺伪鉴别模型的建立与评价

油茶籽油商业价值高,有必要开发快速准确的油茶籽油掺伪鉴别方法。本实验研究低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)弛豫特性结合支持向量机(support vector machine,SVM)鉴别油茶籽油掺伪的可行性。在比较了油茶籽油、3种其他种类的正常/氧化的食用油及多种二元掺兑油样的LF-NMR弛豫特性的基础上进行主成分分析,设计了具有二叉树结构的SVM多分类器,采用ReliefF算法进行特征筛选,建立并验证了油茶籽油掺伪的SVM鉴别模型。研究表明,油脂种类、氧化程度及掺兑比例均会影响油样的LF-NMR弛豫特性。当特征数为9时,SVM多分类模型性能最佳,准确率可达90.77%,对油茶籽油、掺兑类型及比例的平均召回率为90.87%、精确率为90.83%、F1分数为0.90。这表明基于LF-NMR弛豫特性的SVM模型可用于油茶籽油的掺伪鉴别。

基于低场核磁共振技术PVC-P土工膜细观渗透机理研究

PVC-P土工膜的防渗性能是膜防渗结构乃至工程安全运行的关键。为避免传统上用渗透系数表征其渗透性能的弊端,运用多组渗透压力下土工膜垂直渗透试验数据和基于低场核磁共振技术获取的孔隙度,构建了渗透流量-孔隙度数学模型,结合孔隙和孔径动态分布探讨了用孔隙度评价其垂直渗透性能的适用性。结果表明:以1H原子为探针的低场核磁共振技术能够准确量测膜内孔隙和孔径分布;依据T2特征谱弛豫时间划分的微孔隙、中孔隙和大孔隙的占比以及孔隙范围内孔径的萎缩或发育是孔隙度变化的根本原因;孔隙度与渗透流量关联性较强,利用量测的饱和PVC-P土工膜孔隙度和构建的模型能够准确预测渗透流量。研究成果表明基于低场核磁共振技术测得的孔隙度可用于PVC-P土工膜防渗性能评价。

基于低场核磁技术的薏苡仁属地快速鉴别

目的 对5个不同属地共25批次的薏苡仁药材进行原产地快速鉴别。方法 使用低场核磁共振分析仪,分析其体内的水分及脂类特征种类及含量,并对数据进行处理分类。结果 本次检测中,5个不同属地的薏苡仁药材水分及脂类含量相差较小,仅从标准检验无法对其原产地进行鉴别,而通过低场核磁共振分析仪分析和处理,可以准确地鉴别其原产地,成功率为100%,每个样品仅需测试2 min,全部样品仅3 h完成所有测试。结论 通过非传统分析仪器对中药材原产地进行快速准确鉴别,可促进特色农业良性发展和中药现代化的理性研究。

基于低场核磁共振指纹谱的蜂蜜种类鉴别研究

目的:利用低场核磁共振技术结合指纹图谱,判别分析方法转换数据,将蜂蜜样品与标准数据库进行对照匹配,获得指纹鉴别区域的差异信息,从而能够快速鉴别蜂蜜的种类。方法:采用低场核磁共振仪对麦卢卡蜂蜜、枇杷蜂蜜、油菜蜂蜜、枣花蜂蜜施加指纹谱脉冲序列,获得了具有指纹特征的磁共振指纹谱,运用Matlab将图谱转化成42个数据变量,在SPSS平台建立Fisher判别分析模型。结果:通过对Matlab转换的蜂蜜指纹图谱数据建立判别模型,按照麦卢卡蜂蜜组、枇杷蜂蜜组、油菜蜂蜜组和枣花蜂蜜组分析,总的正确率达到91.1%。结论:结果表明,可以通过低场核磁共振指纹谱技术对上述4种蜂蜜种类进行有效鉴别,为蜂蜜的快速检测提供了新的思路,证明了核磁共振弛豫指纹谱方法对蜂蜜的鉴别检测的巨大潜力。

基于低场核磁共振的煤岩孔裂隙结构定量表征

为探究原生煤和构造煤的孔裂隙结构特征,以山西吕梁华晋焦煤有限责任公司沙曲二号煤矿为研究对象,通过低场核磁共振手段研究了原生煤和构造煤的孔裂隙结构差异,并讨论了不同类型煤样T 2图谱、不同类型孔裂隙占比、有效孔隙率和孔隙分形维数等特征。结果表明:原生煤由微孔、中孔和大孔构成,且微孔占主导。构造煤由微孔、小孔、中孔和大孔构成,且中孔和大孔所占比例远大于原生煤。无论是饱和水煤样还是束缚水煤样,构造煤的孔裂隙复杂程度和分布范围均大于原生煤。对比了两种煤样瓦斯赋存和运移能力的差异,认为构造煤有利于瓦斯渗流,而原生煤则更有利于瓦斯吸附和扩散。通过计算得出构造煤的总孔隙率和有效孔隙率均大于原生煤,其孔裂隙结构更为发育。此外,结合分形理论发现构造煤吸附孔的复杂程度大于原生煤,而其渗流孔的复杂程度略小于原生煤。研究结果可为构造煤瓦斯灾害治理和煤层气高效开发提供一定理论参考。

基于低场核磁共振技术快速检测山桐子含油率的研究

为确定低场核磁共振技术是否能用于山桐子含油率的快速检测,达到准确高效、节约检测成本的目的。通过对比低场核磁共振检测法与索氏抽提法在测定山桐子含油率的差异,并考察低场核磁共振检测法的精密度和稳定性。结果表明,低场核磁共振检测法定标曲线的拟合相关系数大于0.9999,两种检测方法测定结果的绝对偏差范围在0.04%~1.40%之间,相对偏差范围在0.15%~9.86%之间,低场核磁共振检测法的精密度和稳定性良好。低场核磁共振技术可应用于山桐子含油率的检测,具有准确、快速、高效的特点。

低场强磁共振成像诊断膝关节外伤60例分析

低场磁共振成像（MRI）空间分辨率高,能较好地显示半月板、韧带、血管等,对膝关节病变检查有独到的优势。本研究总结60例膝关节外伤的低场MRI检查的影像学资料,以进一步提高对膝关节损伤的诊断能力。

低场核磁共振技术研究猪肉冷却过程中水分迁移规律

目的:采用低场核磁弛豫时间和低场核磁成像技术,研究在模拟冷库环境条件下,风循环冷却和雾化喷淋冷却过程中猪肉水分迁移规律。方法:选择宰后2 h内的整条带皮猪背最长肌(通脊)10条,沿肌肉走向垂直方向分切成4份14 cm×10 cm×6 cm的肉块,其中2份保留猪皮及皮下脂肪(带皮组),另2份则去除猪皮及皮下脂肪(不带皮组),带皮组和不带皮组肉块分别放入风循环冷却和雾化喷淋冷却的模拟冷库中进行冷却,并于0.0、1.5、3.0、4.5、6.0 h和7.5 h进行低场核磁共振横向弛豫时间(T_2)和低场核磁成像测定,同时记录肉块质量变化。结果:风循环冷却过程中猪肉中结合水峰面积A_(2b)和结合水占猪肉中总水分的百分比P_(2b)变化差异不显著(P>0.05)、不易流动水t_(21)显著降低(P<0.05),自由水A_(22)、P_(22)也显著降低(P<0.05);而在雾化喷淋冷却过程中,结合水A_(2b)、P_(2b)和不易流动水t_(21)、A_(21)、P_(21)变化差异不显著(P>0.05),自由水A_(22)、P_(22)则显著降低(P<0.05)。带皮猪肉和不带皮猪肉在冷却过程中水分迁移的变化过程相同,但水分损耗存在差异。结合图像分析,在冷却过程初期,猪肉干耗主要是自由水的损失;而冷却后期,猪肉干耗则主要是部分不易流动水的损失。雾化喷淋冷却通过补充外源水,来减小猪肉内部和外表的水势差而抑制不易流动水由内向外迁移,可有效降低冷却干耗。

低场核磁共振技术在肉制品加工工艺中的应用

低场核磁共振技术在食品检测和分析中发挥着重要作用,该技术应用于肉制品加工中可以延长食品最佳食用期并提高食品品质,所取得的成果不容忽视。因此,主要对LF-NMR技术的基本原理与技术,以及LF-NMR技术近年来在肉制品腌制、干制、熟制、发酵、冷冻、品质优化等加工工艺方面的相关研发成果进行归纳分析,以期对LF-NMR技术在肉制品领域中的广泛应用带来全新的技术切入点与理论指导。

基于低场核磁技术研究混凝土标准养护过程微结构水分演化规律

快速准确地评价混凝土养护质量对混凝土的研究具有重要意义。本文采用低场核磁技术研究了大尺寸混凝土试件在标准养护过程中含水量的演变规律,测试的龄期分别为1 d、3 d、7 d、14 d、28 d和56 d,同时建立了与同批次试件的强度的关系。结果表明:随着养护龄期的增加,混凝土水含量不断降低。混凝土在养护过程中内部水的弛豫时间演化规律主要有三类特征。其中,养护期内弛豫时间为0.01~10 ms的孔隙水不断减少,水分降低速率减小;养护期内弛豫时间为10~100 ms的孔隙水持续降低,但14 d后孔隙水不再改变;养护期内弛豫时间为大于100 ms的孔隙水,在养护期内未发生变化,这种弛豫时间的差异说明了不同尺度的混凝土孔隙水化过程的变化特征。相对孔隙水含量与混凝土强度的相关系数R2为0.9938,可为评价混凝土养护质量提供试验依据,能准确高效地评价混凝土的质量。

质量控制在低场磁共振成像的应用

磁共振成像（MRI）以无电离辐射、多方位、多参数成像等优点,被广泛应用于临床检查,但低场MRI受性能的限制,图像质量有待提高。本研究拟对实施MRI质量控制后低场磁共振图像质量的变化做初步分析和探讨,以提高MRI的影像质量和应用水平。1资料与方法1.1一般资料使用设备：安科公司Open MarkⅡ0.2 T磁共振成像仪。

低场磁共振胆胰管水成像对梗阻性黄疸的诊断研究

磁共振胆胰管水成像（magnetic resonance cholangiopancreatographv，MRCP）是近年发展起来的无创性胆胰管成像技术，文献[1—3]报道高场、中场磁共振成像设备在诊断梗阻性黄疽病变中应用价值，但是利用低场MRCP的研究报道较少，我们从2009--2010年开始在低场磁共振采用重T2WI单激发FSE序列、厚层投射直接成像技术法做MRCP检查40例，现总结报告如下。