核磁共振影像技術
應用於農產品內部損傷
檢測之初步探討
國立台灣大學生物產業機電工程學系 鄭宇哲 林達德
前言
前言
一般而言，農產品的檢測技術不外乎在 於影像 ( 視覺 ) 、敲擊聲音、超音波或近 紅外光，利用這些技術可以大略地瞭解 到農產品的內部品質。但若是要深入去 了解到內部真實損壞情形，則需發展一 套新的應用技術。研究目的
研究目的
建立 MRI 應用於農產品內部損傷檢測之
基本技術。
實驗設備
實驗設備
個人電腦 (PIII 700) Bruker 3T MedSpec Mini-gradient (7cm)
製造農產品 的內部損傷 取得核磁共振影像資料 電機系 MRI 實驗室 分析資料並 建立影像 生物機電系 建立 3D 影像
作業流程圖
實驗方法
實驗方法
核磁共振影像
(MRI ： Magnetic Resonance Image)
核磁共振影像
核磁共振影像
利用射頻無線電波 (RF) 作為刺激，以觀 察特定種類之原子核在強大的靜磁場下 ，受到擾動後於恢復平衡過程中，所發 出來的磁矩變化信號。將磁矩變化信號 轉換為電信號，再將收集到的總合信號 ，藉由電腦的二維傅立葉轉換運算，求 得物體中之原子核密度的影像。核磁共振影像
3D
3D
影像重建
影像重建
利用電腦繪圖的技術，將所處理的資料 對應其 XYZ 軸的位置，使其可以在電腦 螢幕中顯現。 由於 MRI 的影像資訊為斷層切片圖，所 以必須利用 3D 重建來清楚表達整個的結 構。實驗結果
實驗結果
核磁共振影像擷取 3D 影像重建結果
核磁共振影像
核磁共振影像
利用 Borland C++ Builder 撰寫出一套可
以解讀由 MRI 實驗室所取回之資料，並 將其每個斷面皆可以圖形表示之。
影像之特徵值
影像之特徵值
為了得到最好的影像輸入結果，所以在 實驗時須調整 TE(Echo Time) 值。 而在此找出了影像的兩個指標，去比較 出來在不同的 TE 值中，影像的特徵值改 變量。 1. 影像之對比度 2. 影像之 Energy影像之對比度
影像之對比度
定義對比度的演算法為： 其中 max1 為灰階分布中平均以下的最大峰值出現灰階 max2 為灰階分布中平均以上的最大峰值出現灰階 range 為灰階出現的範圍 range 1 max 2 max 影像之
影像之
Energy
Energy
定義 Energy 的演算法如下： 其中 P(b) 為灰階值 b 出現的機率
1 0 2 )] ( [ L b N P b S實驗結果
實驗結果
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影像之對比度
影像之對比度
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 TE(ms) 對 比 度 芒果 桃子實驗結果
實驗結果
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影像之
影像之
Energy
Energy
0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 TE(ms) En er gy 芒果 桃子3D
3D
結論
結論
利用核磁共振影像的技術，可以不藉由 外力的破壞則可以明顯地瞭解到農產品 的內部品質結構。 選擇的 TE 不能夠太大，如此所做出的影 像對比度會較大，較容易分辨出損傷和 果肉的差別。結論
結論
3D 重建可讓使用者更快、更清楚地知道
