b超活體檢測(cè)

1、B超活體檢測(cè)技術(shù)在家畜品種選育中的研究進(jìn)展,一、B超原理與簡(jiǎn)介二、B超在動(dòng)物中的應(yīng)用三、活體檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展四 、影響B(tài)超活體檢測(cè)的因素,,目錄,超聲波： 人類可聽到的聲波是20~20000赫茲,而超聲波是在1~10兆赫，每秒振動(dòng)2萬-10億次，人耳聽不到。超聲波診斷和治療是一門影像學(xué)科，稱為超聲醫(yī)學(xué)。,一、B超原理與簡(jiǎn)介,,B超結(jié)構(gòu) 超聲診斷儀有各種檔次，先進(jìn)的高檔儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有高性能、多功能、高分辨

2、率和高清晰度等特點(diǎn)。它們的基本構(gòu)件包括發(fā)射、掃查、接收、信號(hào)處理和顯示等五個(gè)組成部分，分為兩大部件，即主機(jī)和探頭。,,探頭是B超診斷儀的重要部件，其種類繁多，根據(jù)其作用部位可分為以下幾種： 1. 機(jī)械扇掃探頭：根據(jù)人體“視覺暫留”現(xiàn)象，可進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)觀察，具有“小視窗大視野”的特點(diǎn)，適合計(jì)生部門查孕查環(huán)。 2. 電子線陣探頭：探頭晶片面積較大，對(duì)肋間隙后方臟器（如心臟、肝臟）觀察不變，對(duì)膀胱充盈條件要求較高，

3、否則將影響觀察效果。,,3. 電子凸陣探頭：凸陣B超可用于心臟、也適用于腹部和婦產(chǎn)科檢查，是目前較理想的探頭類型。4.體腔探頭：對(duì)某些病變，如子宮頸癌、前列腺疾病、直腸腫瘤等，也可采用體腔內(nèi)超聲掃描法進(jìn)行診斷。,,原理 發(fā)射一組超聲波,按一定的方向進(jìn)行掃描。根據(jù)監(jiān)測(cè)其回聲的延遲時(shí)間,強(qiáng)弱就可以判斷臟器的距離及性質(zhì)。經(jīng)過電子電路和計(jì)算機(jī)的處理, 形成了B超圖像。B超的關(guān)鍵部件就是我們所說的超聲探頭 ,其內(nèi)

4、部有一組超聲換能器,是由一組具有壓電效應(yīng)的特殊晶體制成。這種壓電晶體具有特殊的性質(zhì),就是在晶體特定方向上加上電壓,晶體會(huì)發(fā)生形變,反過來當(dāng)晶體發(fā)生形變時(shí),對(duì)應(yīng)方向上就會(huì)產(chǎn)生電壓,實(shí)現(xiàn)了電信號(hào)與超聲波的轉(zhuǎn)換。一般B超成像模式采用B模式：即采用1~256的灰階,最終的圖像由組織區(qū)域的不同灰色差異生成。密度大的組織呈現(xiàn)明亮色、白色回聲(像素),而密度小的組織呈現(xiàn)灰色像素。,,動(dòng)物組織的密度不同,不同的動(dòng)物組織聲波傳播的速率不同。這種差異使得可

5、以使用超聲波來對(duì)這些組織進(jìn)行不同目的的識(shí)別。一般食用動(dòng)物組織的傳播速度見表1(Powis,1996),,普通B超 B超經(jīng)過了三個(gè)發(fā)展階段，最早采用的是黑白超聲診斷技術(shù)，也就是現(xiàn)在的普通B超。通過超聲探頭測(cè)得的圖像是黑白的，只能觀測(cè)到組織結(jié)構(gòu)，測(cè)量大小。 彩色B超　 上世紀(jì)80年代在普通B超的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了彩色-多普勒超聲波探測(cè)診斷技術(shù)，觀測(cè)到的圖像以紅藍(lán)兩色為主，面向探頭的呈現(xiàn)紅色，反之為藍(lán)色

6、。 這種技術(shù)能夠觀測(cè)到血液流動(dòng)情況，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)胎兒的異常，例如胎兒頸部如有血流環(huán)。,,三維B超 普通B超和彩色B超都是二維平面圖像，目前這兩種技術(shù)仍在使用，但由于觀測(cè)效果較為依賴羊水量和胎兒體位，一旦在懷孕晚期羊水減少或者胎兒所處位置不合適，觀測(cè)效果就不太理想。因此，最近幾年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了三維B超，也就是將二維圖像合成模型，透過屏幕可從各個(gè)方位觀察。 四維B超　　 簡(jiǎn)稱4D超聲，

7、是目前世界上最先進(jìn)的彩色超聲設(shè)備。第四維是指時(shí)間這個(gè)矢量。對(duì)于超聲學(xué)來說，4D超聲技術(shù)是新近發(fā)展的技術(shù)，4維超聲技術(shù)就是采用3維超聲圖像加上時(shí)間維度參數(shù)。,二、B超在動(dòng)物中的應(yīng)用,B超的應(yīng)用1.動(dòng)物疾病診斷實(shí)質(zhì)性臟器的形態(tài)病變部位形態(tài)寄生蟲病關(guān)節(jié)、肌肉、肌腱的損傷診斷胃腸道異物判斷,,2.動(dòng)物繁殖上的應(yīng)用早期妊娠診斷繁殖疾病診斷活體采卵胚胎移植,牛妊娠30d,牛活體取卵后,卵泡囊腫,,3.動(dòng)物活體檢測(cè)測(cè)定活體膘厚，

8、眼肌面積及肉品質(zhì)量,羊眼肌影像圖,三、活體檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,過去對(duì)良種肉用家畜的選育，主要根據(jù)其兄弟或其后代的產(chǎn)肉和 肉品質(zhì)進(jìn)行間接鑒定，現(xiàn)在利用B超進(jìn)行的活體檢測(cè)技術(shù)，不需將其屠宰。可對(duì)活體直接進(jìn)行產(chǎn)肉和肉品質(zhì)的鑒定，既準(zhǔn)確又可靠，還縮短了育種年限。 將這一技術(shù)在育肥的不同階段對(duì)其直接進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)測(cè)定結(jié)果，合理搭配飼料，不斷改善飼養(yǎng)管理?xiàng)l件，可以提高飼料利用率和肉品質(zhì)。 在測(cè)定牛、豬的肉質(zhì)時(shí)，如用X射

9、線照射，其肉人食后將對(duì)人體有害。而利用超聲波的物理學(xué)特性和動(dòng)物組織結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特點(diǎn)而建立的一種物理學(xué)檢查方法，可以準(zhǔn)確、快速、低成本的檢測(cè)背膘、眼肌面積和大理石花紋情況，在國內(nèi)已得到廣泛使用。,,一、在豬上的應(yīng)用 超聲能在無任何損傷和刺激的情況下對(duì)豬活胴體進(jìn)行測(cè)定,在國外的豬育種發(fā)達(dá)地區(qū)已廣泛應(yīng)用。豬背膘厚和眼肌面積與其瘦肉率直接相關(guān),是種豬遺傳育種和性能測(cè)定中的兩項(xiàng)重要指標(biāo),也是全國種豬遺傳評(píng)估規(guī)定的兩個(gè)重要測(cè)定

10、性狀。要獲得某些性狀較高的遺傳進(jìn)展因素,就要對(duì)這些性狀進(jìn)行準(zhǔn)確度量,隨著超聲波技術(shù)的發(fā)展,豬背膘厚和眼肌面積的活體測(cè)定成為可能,許多國家都開始將超聲波的活體測(cè)量結(jié)果作為判斷依據(jù),運(yùn)用于豬胴體性狀和某些肉質(zhì)性狀的遺傳改良。,,主要測(cè)量指標(biāo)：膘厚： 指皮下脂肪的厚度，不含皮厚。肩部膘厚: 肩部最厚處皮下脂肪厚度。腰部膘厚: 最后肋骨(胸腰結(jié)合部)處用皮下脂肪厚度。臀部膘厚:

11、 髖結(jié)節(jié)處皮下脂肪厚度(該測(cè)點(diǎn)在半圓形肌肉中點(diǎn))。平均膘厚: 肩部、腰部與臀部3點(diǎn)膘厚的平均值。第10肋處膘厚: 第10肋處皮下脂肪厚度。,,王重龍等（2005）應(yīng)用B超儀對(duì)3個(gè)豬種共20頭豬的背膘厚、眼肌面積進(jìn)行了活體測(cè)定,分析其測(cè)定結(jié)果與A超活體、屠宰后胴體及胴體瘦肉率的關(guān)系。結(jié)果表明:同一性狀B超活體測(cè)定值與A超活體、胴體之間的相關(guān)性極顯著(p<0.01);B超活體測(cè)定豬背膘厚與胴體瘦肉率為負(fù)相關(guān),B

12、超活體測(cè)定眼肌面積與胴體瘦肉率為正相關(guān),皆達(dá)極顯著水平(p<0.01),并建立了胴體瘦肉率對(duì)B超活體測(cè)定背膘厚和眼肌面積的二元線性回歸方程。胴體瘦肉率對(duì)B超活體測(cè)定第10肋處背膘厚和眼肌面積的二元線性回歸方程即Lp=60.769-1.233Bt10+0.523Ba10,其決定系數(shù)R2=0.730。,,劉煒(2010),從2004-2008年,用B超測(cè)定豬背部倒數(shù)第3~4肋距背中線4~6 cm處的背膘厚和眼肌面積。結(jié)合這幾年的育種方

13、向,認(rèn)為種豬活體測(cè)定不但要測(cè)背膘厚,還要測(cè)眼肌面積,同時(shí)開展體重、背膘厚、眼肌面積與種豬瘦肉率校正公式的相關(guān)研究工作,使活體測(cè)定數(shù)據(jù)能夠全面、真實(shí)反映種豬的瘦肉生產(chǎn)性能。,,二、肉牛上的應(yīng)用 隨著肉牛養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展壯大,人們對(duì)肉牛的品質(zhì)要求也越來越高,這就對(duì)肉牛的活體檢測(cè)提出了更高的要求。B超的活體檢測(cè)作為一項(xiàng)科學(xué)而又便捷有效的方法也得到了廣泛的應(yīng)用和快速發(fā)展。用于肉?；铙w檢測(cè)的硬件和軟件都得到了較快的發(fā)展,在

14、實(shí)際生產(chǎn)中可以應(yīng)用B超對(duì)肉牛的背膘厚度、臀部脂肪,腰肌面積和肌間脂肪含量等經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行客觀測(cè)量。,,測(cè)量方法： 確定并清理掃描部位后,在測(cè)量模平面及探頭平面涂上耦合劑,并將測(cè)量模粘合在探頭上,在檢測(cè)位置涂上適量耦合劑,將探頭及測(cè)量模平行放置于第12、13肋間,使測(cè)量模與牛背盡量密接,用力要均勻。掃描可以從兩個(gè)角度進(jìn)行,橫截面可以對(duì)肌肉組織進(jìn)行判斷,縱向掃描則可以對(duì)肌肉質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。觀察并調(diào)節(jié)屏幕影像,使對(duì)比度

15、、增益度適宜,盡量使近場(chǎng)增大,遠(yuǎn)場(chǎng)減小,獲得理想影像時(shí)即凍結(jié)影像。然后使用相關(guān)的測(cè)量軟件對(duì)背腰厚和眼肌面積進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。,,測(cè)量結(jié)果觀察： 務(wù)必使探頭直線平面與背正中線及縱軸面垂直,不可斜切,以獲得正橫軸面的切面影像。在識(shí)別超聲影像時(shí)首先確定皮膚界面、脂間結(jié)締組織和背最長(zhǎng)肌肌膜所產(chǎn)生的3條強(qiáng)回聲影帶,然后確定眼肌四周肌膜的強(qiáng)回聲影像,以確定眼肌面積周界。探頭可以放在縱向面或橫向面,縱向面只可以進(jìn)行距離測(cè)量和牛的肌

16、間脂肪測(cè)量,橫向面的距離測(cè)量可以測(cè)定皮膚、脂肪和腰肌的厚度和縱向肌的周長(zhǎng)測(cè)量。,,A點(diǎn)：皮膚表皮反射層B點(diǎn)：皮膚內(nèi)層和皮下脂肪層的交界c點(diǎn):為第二層脂肪與腰眼肌肉間的膜的反射光點(diǎn)。D點(diǎn):為腰眼肌肉與肋骨或反肋肌的膜的反射光點(diǎn)。,,生產(chǎn)中用哪些指標(biāo)來表示牛肉產(chǎn)量是很重要的，這些指標(biāo)不但要在一定程度上準(zhǔn)確反映牛肉產(chǎn)量，在實(shí)踐中操作性也要強(qiáng)。眼肌面積和背膘厚是多個(gè)國家牛肉等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量級(jí)評(píng)定所用指標(biāo)，因此，其在表示牛肉產(chǎn)量上具有一定的準(zhǔn)

17、確性和實(shí)用性。眼肌面積與優(yōu)質(zhì)肉產(chǎn)量有關(guān)，背膘厚則是胴體脂肪沉積的一個(gè)重要指標(biāo)，并且眼肌面積和背膘厚的遺傳力分別為0.36和0.39。因此，這兩個(gè)指標(biāo)在牛生產(chǎn)中得到國內(nèi)外學(xué)者的重視。,,肉牛主要測(cè)量指標(biāo)： 背膘厚度 腰肌厚及腰肌面積 臀部脂肪　 肌間脂肪測(cè)定,,國內(nèi)外對(duì)超聲波技術(shù)測(cè)定的準(zhǔn)確性進(jìn)行了卓有成效的研究，雖然不同的人、不同型號(hào)的儀器對(duì)結(jié)果都有影響，但超聲波技術(shù)仍然可以準(zhǔn)確、有效地活體測(cè)量牛的

18、眼肌面積和背膘厚。Herring等發(fā)現(xiàn)超聲波測(cè)定結(jié)果與屠宰結(jié)果存在高度正相關(guān)。Brethour用超聲波技術(shù)測(cè)定了545頭牛的背肉牛生產(chǎn)石花紋評(píng)分，建立了背膘厚和大理石花紋評(píng)定的預(yù)測(cè)模型，決定系數(shù)達(dá)到0.896和0.852, ，結(jié)果顯示應(yīng)用超聲波檢測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)屠宰后的胴體性狀是可行的。,,昝林森等利用SAS軟件中的逐步回歸方法，通過屠宰后測(cè)定的背膘厚和眼肌面積初步建立了肉質(zhì)性狀的預(yù)測(cè)模型，結(jié)果顯示只有高檔肉產(chǎn)出量的預(yù)測(cè)模型的決定系數(shù)較高(R

19、2>0.75)，后部肉質(zhì)量和優(yōu)質(zhì)肉質(zhì)量的預(yù)測(cè)模型的決定系數(shù)不高(0.35-0.55）但因牛頭數(shù)少(16頭) ，模型不具有代表性。王淑輝（2008）選擇在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛的肉牛品種和本土品種作為試驗(yàn)對(duì)象，建立肉牛早期預(yù)測(cè)屠宰后產(chǎn)肉性狀的模型。,,三、肉羊活體檢測(cè) 近年來,國際市場(chǎng)對(duì)羊肉需求量的增加和羊肉價(jià)格的提高,使得羊肉產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，因此,肉質(zhì)性狀在綿羊育種工作中越來越受到各國學(xué)者重視。綿羊育種方向已由

20、毛用、毛肉兼用轉(zhuǎn)向肉毛兼用和肉用影響肉質(zhì)的主要因素有品種、飼養(yǎng)管理、屠宰及包裝儲(chǔ)存的條件,但最重要的影響因素是胴體特別是脂肪含量,因此,準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)羊胴體脂肪含量的方法就顯得十分重要。,,主要測(cè)量指標(biāo)： 背膘厚 眼肌面積：羊12-13肋骨處,B超測(cè)定效果,屠宰測(cè)定效果,,Andrze等(2003)對(duì)超聲波實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),背膘厚和眼肌面積都存在中度正相關(guān),分別為0. 622和0.667

21、,魏彩虹(2011)選用國內(nèi)生產(chǎn)廣泛應(yīng)用的3個(gè)品種(小尾寒羊、無角陶賽特、特克賽爾),建立超聲波技術(shù)預(yù)測(cè)屠宰后肉質(zhì)性狀的預(yù)測(cè)模型所得預(yù)測(cè)模型均達(dá)到顯著水平,且決定系數(shù)較高,特別是眼肌面積的R2值大于0.75,可以直接在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用。,,呂雪峰(2012)利用B超對(duì)哈薩克羊和新疆山羊的眼肌面積進(jìn)行活體測(cè)定，結(jié)合屠宰測(cè)定，分析眼肌面積與胴體瘦肉率的關(guān)系。結(jié)果表明：B超活體測(cè)定羊眼肌面積與胴體瘦肉率為正相關(guān)，并且達(dá)到顯著水平，建立了胴體瘦

22、肉率對(duì)B超活體測(cè)定眼肌面積的線性回歸方程。陶衛(wèi)東(2012) 對(duì)哈薩克羊進(jìn)行了活體測(cè)定,與屠宰后測(cè)定的數(shù)值基本一致,因此，使用B超儀對(duì)家畜的眼肌面積和背膘厚度進(jìn)行活體測(cè)定是準(zhǔn)確可行的.為保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，還應(yīng)建立B超活體測(cè)定技術(shù)規(guī)程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。,四、影響B(tài)超活體檢測(cè)的因素,1.操作者的技巧和熟練程度　 為了加強(qiáng)技術(shù)人員對(duì)超聲波測(cè)定器的正確使用及結(jié)果判讀.以及提高背膘測(cè)定部位的準(zhǔn)確性，技術(shù)人員須要長(zhǎng)時(shí)間不厭其煩

23、地以活體與屠體對(duì)比反復(fù)練習(xí)，以達(dá)到熟練準(zhǔn)確的效果。 探頭的接觸面即聲學(xué)接觸面需要清理干凈,排除空氣對(duì)圖像質(zhì)量的干擾;掃描位置的定位要求準(zhǔn)確,平行放置于合適位置,測(cè)量時(shí)保證測(cè)量模平面和背正中線平面垂直,角度的細(xì)微偏差即可引起圖像質(zhì)量及測(cè)量結(jié)果的誤差增加。并且正確的角度能夠形成強(qiáng)反射,取得良好的圖像效果。,,2.B超背膘儀的質(zhì)量　 B超背膘儀的質(zhì)量表現(xiàn)在2個(gè)方面,即硬件和軟件。較好的背膘探頭能夠取得較好

24、的圖像質(zhì)量,另外增益和灰度設(shè)置也影響圖像的質(zhì)量。此外,專用的動(dòng)物科學(xué)測(cè)量軟件也是影響測(cè)量結(jié)果的關(guān)鍵因素,有時(shí)候科技含量較高的軟件甚至能彌補(bǔ)圖像質(zhì)量的不足。,,3.測(cè)量模和耦合劑的溫度也可能對(duì)形成圖像的質(zhì)量有很大程度上的影響,尤其是寒冷的季節(jié)。當(dāng)測(cè)量模和耦合劑的溫度都接近27℃時(shí),可以取得最佳的圖像。另外,如果沒有耦合劑可以使用植物油來代替,但不能使用礦物油,因?yàn)樗鼘?duì)探頭和導(dǎo)線有害。植物油的溫度對(duì)圖像質(zhì)量有一定影響。最好的狀態(tài)是溫度在27