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。

低场核磁共振结合物性分析研究黄芪软化机理

目的研究软化过程中黄芪水分及物理特性的变化规律,阐明软化机理。方法对软化过程吸水动力学曲线进行非线性拟合,构建黄芪吸水动力学模型;采用低场核磁共振与磁共振成像技术(LF-NMR/MRI)测定黄芪水分相态变化及水分分布状态;采用质构仪测定黄芪质构特性的变化;分析软化时间、吸水率、LF-NMR参数、质构特性之间的相关性。结果软化过程中黄芪吸水动力学符合一级动力学方程,非线性拟合结果良好,决定系数大于97.7%。同档次下,软化温度越高,吸水率变化趋势越显著;同温度下,药材档次越小,吸水率变化趋势越显著。在30℃下,大、中、小档黄芪达到内外一致的时间分别为14、12、8 h,润透时的吸水率分别为46.83%、42.03%、35.54%。润透前驰豫时间T 2大多为0.1~10 ms,润透后大多为10~1000 ms,磁共振成像能观察到水分由外而内扩散,12 h时可观察到黄芪内部大部分都被水分浸润。黄芪软化前8 h,硬度、压缩循环功、粘力、黏性、胶着性分别下降了67.7%、68.6%、86.3%、89.3%、73.3%;在12~24 h各质构特性趋于稳定,即润透后的药材内外硬度一致,符合传统经验判断标准。同时,软化过程中黄芪黄酮类成分不稳定,黄酮苷可能会水解为对应的黄酮苷元。结论吸水动力学模型结合低场核磁共振、磁共振成像、质构仪等客观手段可为阐明黄芪的软化原理提供科学依据。

低场核磁共振及成像技术对海参复水过程水分状态变化的研究

采用低场核磁(NMR)及其成像技术(MRI)研究海参中的水分含量、分布及状态变化,测量不同复水时间以及高温蒸煮处理后海参的横向弛豫时间T2。通过T1加权成像技术,观察复水海参体内自由水、不易流动水和结合水分布的变化。结果表明,海参复水过程初期随着复水时间延长,海参体内自由水、不易流动水含量增加,水分自由度增加;高温蒸煮使复水海参体内自由水和不易流动水含量都减少,随着复水时间增加,自由水含量增加,但不易流动水含量变化不显著。低场核磁技术为海参复水加工过程中物性参数的研究提供了一种有效方法。

极度非均匀磁场下的低场核磁共振成像技术研究进展

传统的磁共振成像设备系统庞大笨重、价格昂贵、检查噪声大、摆位困难等,因此限制其普及应用,而低场可移动式磁共振成像设备可以克服这些缺点。传统核磁共振成像采取大磁体包围小样品的模式,对高度均匀磁场环境(<5×10^(-6)/40 mm DSV)中的样品进行成像,相应的硬件设计和许可技术相对都比较成熟和完善。开放式核磁共振成像系统基于极度不均匀的磁场条件(>1 000×10^(-6)/mm DSV),相关的硬件设计、成像技术与传统的核磁共振成像系统差距很大,难度也急剧增加。全面论述低场开放式磁共振成像技术的起源、发展、关键技术,包括磁体、射频线圈、梯度线圈等硬件和射频脉冲设计、成像序列、图像后处理等方法,旨在为可移动式核磁共振成像设备的研发抛砖引玉。

超导量子干涉仪及其在低场核磁共振及成像中的应用

超导量子干涉仪利用约瑟夫森结宏观量子干涉效应,是一种具有超高灵敏度的磁通探测器件。对超导量子干涉仪的基本原理及其在低场核磁共振/成像技术中的应用进行了简要介绍,并报道了在这方面的主要研究成果。搭建了一套低场核磁共振及成像系统并获得具有较高信噪比的水样品1H质子NMR谱及三氟乙醇的纯J-耦合谱,同时还测到了清晰的自旋回波信号。在此基础上,采用直接背投影重建方法,尝试并成功获得了水样品和生物样品的一维及二维核磁共振像。采用8 nm粒径的超顺磁Fe3O4磁性纳米粒子作为对比增强剂,研究了磁性纳米粒子对1H核自旋纵向弛豫时间T1的影响,据此演示了磁性纳米粒子T1加权对比度增强成像实验,所得二维核磁共振像随极化时间的不同显示出显著的对比度变化。

低场核磁共振成像技术和气相色谱法联用的三文鱼鱼生鉴别研究

为了探究三文鱼(大西洋鲑与太平洋鲑)鱼生与淡水养殖虹鳟鱼生的鉴别方法,运用低场核磁共振技术扫描成像不同鱼生样品的脂肪及肉质纹理,再结合气相色谱法测定样品的不饱和脂肪酸的种类与含量,尤其是二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)的含量,两种技术联用可以客观准确地对不同鱼生进行分类鉴别。海洋洄游性鱼类的多不饱和脂肪酸与淡水养殖鱼的多不饱和脂肪酸含量差异显著,本研究表明,结合低场核磁共振对鱼生的成像谱图,样品EPA+DHA的总量大于0.8g/100g,并且DHA的含量高于EPA,则可初步判定该样品为海洋洄游性三文鱼;若样品EPA+DHA的总量小于0.2g/100g,则可初步判定该样品为淡水养殖虹鳟。

基于低场核磁共振及成像技术的油莎豆远红外干燥过程中水分变化规律

为研究油莎豆远红外干燥过程中水分分布状态与迁移变化规律,利用低场核磁共振技术和成像技术检测不同温度(50、60、70℃)下远红外干燥过程中的横向驰豫时间,分析峰面积A_(2x)的变化、磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)图像的变化以及干燥前后微观结构变化。结果表明,在红外干燥过程中,温度为50、60、70℃时干燥至终点分别用时为450、360、260 min,随着温度的升高能够显著提高干燥速率,促进其内部的自由水、不易流动水和结合水的迁移。干燥过程中自由水逐渐减少外观发生收缩形变表皮皱缩,自由度高的水分向自由度低的迁移导致弛豫图向左迁移。水分总峰面积与干基含水率进行回归分析,得到R2分别为0.98903、0.99134、0.99046,回归线性方程具有较高的拟合度。通过MRI图像可以清晰地看到红色面积逐渐缩小,油莎豆内部水分分布状态不断变化。干燥前后油莎豆微观结构变化明显,轮廓模糊、淀粉堆积。该研究可以为油莎豆的远红外干燥工艺设计、水分分布情况及水分状态变化提供参考。

利用低场核磁共振及成像技术鉴别注水肉糜

利用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)及磁共振成像(magnetic resonance mmagmg,MRI)技术快速、无损检测注水肉糜,并且在其弛豫特性基础上,对不同注水比例的肉糜进行定性、定量分析。结果表明,随着注水比例的增加,肉糜的单组分弛豫时间Tw呈线性增加的趋势(R2=0.9535)、多组分弛豫时间(t22、T23)显著增加(P<0.05)。LF-NMR结合主成分分析发现,不同注水比例的肉糜在主成分得分图上得到了很好区分。通过偏最小二乘回归、主成分回归对注水比例进行预测,发现2个模型验证集的决定系数R2均为0.92,且均方根误差分别为1.27%、1.25%。通过肉糜的质子密度加权成像可以看出,随着注水比例的增加其伪彩图色泽逐渐由蓝色向黄色、红色转变,以达到直观区分注水肉糜的目的。结果表明,通过LF-NMR和MRI技术可以对肉糜是否注水进行快速、准确地判断。

利用低场核磁共振技术测定肌原纤维蛋白凝胶的保水性及其水分含量

本研究借助低场核磁共振技术研究蛋白凝胶的保水性及水分含量,并通过传统干燥法进行验证。结果表明:通过低场核磁共振测定肌原纤维蛋白凝胶的横向弛豫时间T2,研究凝胶中结合水、不易流动水和自由水3种状态水的组成及分布,自由水百分含量越高,其保水性越低,总水分含量越高;借助核磁共振成像得到凝胶中水分子氢质子密度图谱可直观反映凝胶的水分含量及空间分布情况,质子密度图灰度值越高,凝胶水分含量越高;传统干燥法的测定结果结合相关性分析表明低场核磁共振测得凝胶的不易流动水、自由水及灰度值与传统干燥法测得凝胶总水分含量相关系数分别为0.96、0.96、0.97,且均达到显著水平(p<0.05)。综上所述,低场核磁共振技术能用于研究肌原纤维蛋白凝胶的保水性及其水分含量。

基于低场核磁共振技术研究不同热风干燥工艺条件下香菇复水过程中的水分传递特性

以6种不同热风干燥工艺制备的干香菇为研究对象,利用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)与核磁共振成像(nuclear magnetic resonance imaging,MRI)技术研究干香菇复水过程中水分变化规律。结果表明,根据T2弛豫时间显示,伴随复水时间的延长,香菇体内水分的主要状态是不易流动水而并非自由水。非均匀间歇干燥(non-uniform intermittent drying,NUID)组水分信号明显强于其他各组,复水能力较强,均匀间歇干燥(uniform intermittent drying,UID)组复水能力相对较弱。因此,提升复水效率的关键在于保证干燥过程中香菇水分的均匀转移,以便复水时具有良好的保持不易流动水的能力。

0.2T开放式永磁型医用核磁共振成像仪有源匀场系统的研制

介绍了为 0 .2 T开放式永磁型医用核磁共振成像仪所研制的有源匀场系统的基本结构、工作原理和匀场方法 ,并在最后给出了该 MRI通过自旋回波成像方式产生的一组影像 (T1加权和 T2加权 )以展示该系统良好的匀场性能。

低场核磁共振技术在木薯种茎低温贮藏中的运用

以华南5号（SC5）和华南9号（SC9）木薯的种茎为材料,设药剂Ⅰ（预糊化氧化木薯淀粉）、药剂Ⅱ（预糊化氧化木薯粉）和对照（CK）3个处理,利用低场核磁共振成像（LF-NMRI）技术,研究木薯种茎在低温（0℃）贮藏过程中水分的相态和移动性,探讨其对发芽率的影响。结果表明：木薯种茎水分以自由水为主,占55%~75%,主要分布在种茎韧皮部;与对照相比,药剂处理可以提高种茎成活率,且药剂Ⅰ效果较好;同时发现,SC9种茎低温贮藏后成活率高于SC5,可见SC9比SC5较耐低温。

基于核磁共振及成像技术研究速冻汤圆在冻融过程中的水分迁移变化

目的研究冻融过程对速冻汤圆水分分布及迁移的影响。方法采用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)及成像技术研究速冻汤圆在冻结和融化过程、反复冻融过程及储藏期间的水分分布变化。结果在冻结状态下,速冻汤圆中强结合水含量高达95.85%,随着温度的升高,强结合水向弱结合水转化,当温度高于0℃时,体系中的水分以不易流动水为主,T22发生右移,水分自由度增加;另外,反复冻融造成汤圆水分的迁移损耗,核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)图进一步证实冻融循环导致汤圆体系中的结合水向不易流动水和自由水转化;随着储藏时间的延长,T21由0.62ms增加为1.97ms,说明样品体系中结合水与基质结合的紧密度减低,但储藏期间结合水、不易流动水等含量变化并未呈现出规律变化。结论冻融循环增加了体系水分的自由度;但在冻藏的过程中,保持储藏温度的稳定性有利于提高速冻汤圆体系中水分的稳定性。LF-NMR分析可以快速反映温度波动、反复冻融等对速冻汤圆水分分布造成的影响,进而评估速冻汤圆的品质变化。

低场磁共振成像平扫及增强扫描对垂体微腺瘤的诊断价值与临床分析

垂体微腺瘤是指位于垂体前叶、直径≤10mm的鞍内肿瘤。其临床发病率远远高于垂体大腺瘤。磁共振成像（MRI）对垂体微腺瘤的诊断具有极其重要的价值。现收集我院2004年1月至2010年1月经MRI检查，并经手术病理或临床证实的38例40个垂体微腺瘤的临床及影像资料，现报告如下。

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。

创伤性肾损伤的低场磁共振成像应用价值

随着近年各种原因所致创伤病例的不断增多、各种影像学检查设备在各级医院的普及，创伤性肾损伤的报道渐多，但磁共振成像（MRI）对创伤性肾损伤的报道较少［1］。本研究收集我院2007年5月至2014年5月临床随访证实的15例肾损伤0？35T MRI 资料，旨在探讨低场 MRI 在创伤性肾损伤中的应用价值。

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。

低场核磁共振技术测定石花菜对酸奶水分迁移及超微结构的影响

利用低场核磁共振及其成像技术对比了石花菜酸奶和酸奶水分迁移特性;并采用环境扫描电镜对石花菜酸奶超微形貌特征进行观察分析。结果表明,石花菜酸奶在发酵及储藏过程中的水分含量变化幅度小于不添加石花菜的酸奶,持水性增强;确定了前期发酵最优时间为6 h,冷藏后熟最优时间为24 h;通过环境扫描电镜观察发现石花菜酸奶中酪蛋白胶束与石花菜琼胶分子间相互缠结,蛋白链球颗粒粘结在致密的琼胶网络结构之中。

基于低场核磁共振技术的冷冻猪背最长肌品质变化研究

采用低场核磁共振技术、核磁成像技术和一维空间频率编码技术,研究猪背最长肌在-18℃冻藏0d和1,3,6,9,12,15个月后水分含量和迁移变化规律;并测定猪肉贮藏过程中TVB-N、TBARS、汁液流失率、蛋白质溶解度的变化,将水分变化和品质指标变化进行相关性综合分析。结果表明:猪背最长肌中3种组分的水分分别为:结合水(T20)、不易流动水(T21)和自由水(T22),随着冻藏时间的延长,肉样中T21组分降低,T22组分增加;MRI表明随着时间的延长,样品水分分布从最初分布均匀到样品边缘信号强,中间部位信号低。随着冻藏时间的再延长,又逐渐恢复均匀状态,15个月后水分分布较均匀;用一维频率编码扫描发现随着冻藏时间的延长,肉中水分的信号量(幅值)逐渐降低;相关性分析结果表明:T21与冻藏时间、TVB-N、TBARS、汁液流失率、蛋白质溶解度都显著相关(P<0.05),T22与冻藏时间、TVB-N极显著相关(P<0.01),T22与TBARS、汁液流失率、蛋白质溶解度显著相关(P<0.05),T21、T22都与肉中品质指标呈现较好的相关性。