[發明專利]一種基于核磁共振成像技術的大白菜根腫病早期快速無損檢測裝置

在審

• 申請號: 201710420142.7
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107389718A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 朱紅艷;何勇;李異凡;鄭啟帥
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明屬于農業信息技術領域，尤其是涉及一種基于核磁共振成像技術的大白菜根腫病早期快速無損檢測裝置。

背景技術

大白菜根腫病是一種土傳真菌病害，主要分布在溫帶地區。它是由鞭毛菌亞門蕓苔根腫菌侵染十字花科植物的根，并使其發生病變而造成的一種病害。病菌以休眠孢子囊在土壤中越冬或越夏。在適宜條件下，休眠孢子囊萌發生成的游動孢子侵入寄主幼根、根毛，發育成變形體，最后變形體進入根部皮層組織和形成層細胞內，刺激其分裂和增大，9-10天即可形成根腫塊，俗稱大根病。根腫塊大的形似馬鈴薯，小的形似豆根瘤，還有的像手指條狀不規則地生長。根腫病發生后直接妨礙營養成分向植株地上部分輸送，蔬菜長到中期，嚴重的在前期就出現根部腐爛，造成成片的蔬菜大面積死亡，給農民經濟帶來巨大損失。而作物根系大都生長在土壤里，土壤又是非透明介質，這對大白菜根腫病的研究及防治造成了困難。大白菜根腫病常用的檢測技術主要有顯微觀察法、血清技術和分子生物學技術等。現在對根腫病病菌的檢測普遍采用PCR(聚合酶鏈式反應)技術，該檢測技術雖然準確度高，但檢測過程較為復雜，且耗時較長。

核磁共振成像通過對靜磁場中的物體施加某種特定頻率的射頻脈沖，使物體中的氫質子受到激勵而發生磁共振現象。停止脈沖后，質子在弛豫過程中產生MR信號。通過對MR信號進行數據接收、空間編碼和圖像重建等處理，可以對物體的空間結構進行三維重建。研究發現，作物生長介質中各種養分和水分的分布通常是非常均勻的，而水分子中的氫原子可以產生核磁共振現象，利用這一現象可以獲取作物根系水分子分布的信息，從而精確繪制土壤中作物根系結構。因此，利用核磁共振成像技術，可以實現對大白菜根腫病的早期快速無損檢測，為植物病毒的早期診斷提供新的思路及方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于核磁共振成像技術的大白菜根腫病早期快速無損檢測裝置，以彌補現有技術的不足。

本發明所要解決的技術問題是：傳統的大白菜根腫病檢測方法如PCR (聚合酶鏈式反應)技術雖然準確度較高，但操作繁雜、效率較低，難以對大白菜根腫病進行大規模的自動化檢測。經較長時間地分析研究認為，核磁共振成像技術能很好地解決上述問題，且不會對被測樣品造成損傷，因而設計出一種基于核磁共振成像技術的大白菜根腫病早期快速無損檢測裝置。本發明的具體設計方案如下：

一種基于核磁共振成像技術的大白菜根腫病早期快速無損檢測裝置，包括核磁共振成像裝置；

所述的核磁共振成像裝置包括裝置主體，所述裝置主體內設有垂直升降的升降臺以及與所述升降臺同步移動的射頻線圈和信號接收器；

所述裝置主體內安裝有RFID閱讀器，用于識別大白菜樣品上的電子標簽；

安裝與所述裝置主體的底部和頂部分別連接的輸入傳送帶和輸出傳動帶；

并設有一機械臂，用于將大白菜樣品放置在所述輸入傳送帶上和抓取輸出傳動帶上的大白菜樣品；

還包括一計算機，接受所述信號接收器輸出的數據，生成作物根部三維重建圖像，并根據圖像中是否有根腫塊判斷其是否患有根腫病。

作為優選的，所述裝置主體內設有主磁體，為整個核磁共振成像裝置提供外磁場。

作為優選的，所述裝置主體包含梯度線圈，用于產生均勻的梯度磁場。

作為優選的，所述裝置主體包含補償線圈，用以平衡因主磁體磁場不均所帶來的誤差。

作為優選的，所述的射頻線圈與一射頻發射器相連，用于能量激發，使原子核由低能級躍遷到高能級。

作為優選的，所述的計算機還用于標記作物樣品的擺放位置，并控制所述的機械臂抓取。

作為優選的，所述的計算機與RFID閱讀器連接，并生成與各大白菜樣品對應的識別碼，用于標記對應的根部三維重建圖像。

作為優選的，所述作物樣品中培養土體積含水率控制在23-27％。

本發明整個檢測過程全自動化，包括樣品的抓取、傳送帶的運行速度、大白菜根腫病病樣的識別與篩選等，均由計算機程序控制。可利用計算機編寫實驗程序實現自動循環檢測，成像數據自動存入計算機并進行在線的數據分析，進而完成對大白菜根腫病病樣的識別與篩選，且整個檢測過程不會對大白菜造成任何損傷。

附圖說明

圖1為基于核磁共振成像技術的大白菜根腫病早期快速無損檢測裝置圖；

圖2為裝置主體工作示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖來詳細說明本發明，但本發明并不僅限于此。