b超活體檢測

1、B超活體檢測技術在家畜品種選育中的研究進展,一、B超原理與簡介二、B超在動物中的應用三、活體檢測技術的發(fā)展四 、影響B(tài)超活體檢測的因素,,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2萬-10億次，人耳聽不到。超聲波診斷和治療是一門影像學科，稱為超聲醫(yī)學。,一、B超原理與簡介,,B超結構 超聲診斷儀有各種檔次，先進的高檔儀器結構復雜，具有高性能、多功能、高分辨

2、率和高清晰度等特點。它們的基本構件包括發(fā)射、掃查、接收、信號處理和顯示等五個組成部分，分為兩大部件，即主機和探頭。,,探頭是B超診斷儀的重要部件，其種類繁多，根據其作用部位可分為以下幾種： 1. 機械扇掃探頭：根據人體“視覺暫留”現象，可進行動態(tài)實時觀察，具有“小視窗大視野”的特點，適合計生部門查孕查環(huán)。 2. 電子線陣探頭：探頭晶片面積較大，對肋間隙后方臟器（如心臟、肝臟）觀察不變，對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科檢查，是目前較理想的探頭類型。4.體腔探頭：對某些病變，如子宮頸癌、前列腺疾病、直腸腫瘤等，也可采用體腔內超聲掃描法進行診斷。,,原理 發(fā)射一組超聲波,按一定的方向進行掃描。根據監(jiān)測其回聲的延遲時間,強弱就可以判斷臟器的距離及性質。經過電子電路和計算機的處理, 形成了B超圖像。B超的關鍵部件就是我們所說的超聲探頭 ,其內

4、部有一組超聲換能器,是由一組具有壓電效應的特殊晶體制成。這種壓電晶體具有特殊的性質,就是在晶體特定方向上加上電壓,晶體會發(fā)生形變,反過來當晶體發(fā)生形變時,對應方向上就會產生電壓,實現了電信號與超聲波的轉換。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。密度大的組織呈現明亮色、白色回聲(像素),而密度小的組織呈現灰色像素。,,動物組織的密度不同,不同的動物組織聲波傳播的速率不同。這種差異使得可

5、以使用超聲波來對這些組織進行不同目的的識別。一般食用動物組織的傳播速度見表1(Powis,1996),,普通B超 B超經過了三個發(fā)展階段，最早采用的是黑白超聲診斷技術，也就是現在的普通B超。通過超聲探頭測得的圖像是黑白的，只能觀測到組織結構，測量大小。 彩色B超　 上世紀80年代在普通B超的基礎上出現了彩色-多普勒超聲波探測診斷技術，觀測到的圖像以紅藍兩色為主，面向探頭的呈現紅色，反之為藍色

6、。 這種技術能夠觀測到血液流動情況，有利于及時發(fā)現胎兒的異常，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，目前這兩種技術仍在使用，但由于觀測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，觀測效果就不太理想。因此，最近幾年，隨著計算機技術的發(fā)展，又出現了三維B超，也就是將二維圖像合成模型，透過屏幕可從各個方位觀察。 四維B超　　 簡稱4D超聲，

7、是目前世界上最先進的彩色超聲設備。第四維是指時間這個矢量。對于超聲學來說，4D超聲技術是新近發(fā)展的技術，4維超聲技術就是采用3維超聲圖像加上時間維度參數。,二、B超在動物中的應用,B超的應用1.動物疾病診斷實質性臟器的形態(tài)病變部位形態(tài)寄生蟲病關節(jié)、肌肉、肌腱的損傷診斷胃腸道異物判斷,,2.動物繁殖上的應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,?；铙w取卵后,卵泡囊腫,,3.動物活體檢測測定活體膘厚，

8、眼肌面積及肉品質量,羊眼肌影像圖,三、活體檢測技術的發(fā)展,過去對良種肉用家畜的選育，主要根據其兄弟或其后代的產肉和 肉品質進行間接鑒定，現在利用B超進行的活體檢測技術，不需將其屠宰?？蓪铙w直接進行產肉和肉品質的鑒定，既準確又可靠，還縮短了育種年限。 將這一技術在育肥的不同階段對其直接進行測定。根據測定結果，合理搭配飼料，不斷改善飼養(yǎng)管理條件，可以提高飼料利用率和肉品質。 在測定牛、豬的肉質時，如用X射

9、線照射，其肉人食后將對人體有害。而利用超聲波的物理學特性和動物組織結構的聲學特點而建立的一種物理學檢查方法，可以準確、快速、低成本的檢測背膘、眼肌面積和大理石花紋情況，在國內已得到廣泛使用。,,一、在豬上的應用 超聲能在無任何損傷和刺激的情況下對豬活胴體進行測定,在國外的豬育種發(fā)達地區(qū)已廣泛應用。豬背膘厚和眼肌面積與其瘦肉率直接相關,是種豬遺傳育種和性能測定中的兩項重要指標,也是全國種豬遺傳評估規(guī)定的兩個重要測定

10、性狀。要獲得某些性狀較高的遺傳進展因素,就要對這些性狀進行準確度量,隨著超聲波技術的發(fā)展,豬背膘厚和眼肌面積的活體測定成為可能,許多國家都開始將超聲波的活體測量結果作為判斷依據,運用于豬胴體性狀和某些肉質性狀的遺傳改良。,,主要測量指標：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(胸腰結合部)處用皮下脂肪厚度。臀部膘厚:

11、 髖結節(jié)處皮下脂肪厚度(該測點在半圓形肌肉中點)。平均膘厚: 肩部、腰部與臀部3點膘厚的平均值。第10肋處膘厚: 第10肋處皮下脂肪厚度。,,王重龍等（2005）應用B超儀對3個豬種共20頭豬的背膘厚、眼肌面積進行了活體測定,分析其測定結果與A超活體、屠宰后胴體及胴體瘦肉率的關系。結果表明:同一性狀B超活體測定值與A超活體、胴體之間的相關性極顯著(p<0.01);B超活體測定豬背膘厚與胴體瘦肉率為負相關,B

12、超活體測定眼肌面積與胴體瘦肉率為正相關,皆達極顯著水平(p<0.01),并建立了胴體瘦肉率對B超活體測定背膘厚和眼肌面積的二元線性回歸方程。胴體瘦肉率對B超活體測定第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R2=0.730。,,劉煒(2010),從2004-2008年,用B超測定豬背部倒數第3~4肋距背中線4~6 cm處的背膘厚和眼肌面積。結合這幾年的育種方

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

14、實際生產中可以應用B超對肉牛的背膘厚度、臀部脂肪,腰肌面積和肌間脂肪含量等經濟性狀進行客觀測量。,,測量方法： 確定并清理掃描部位后,在測量模平面及探頭平面涂上耦合劑,并將測量模粘合在探頭上,在檢測位置涂上適量耦合劑,將探頭及測量模平行放置于第12、13肋間,使測量模與牛背盡量密接,用力要均勻。掃描可以從兩個角度進行,橫截面可以對肌肉組織進行判斷,縱向掃描則可以對肌肉質量進行綜合評價。觀察并調節(jié)屏幕影像,使對比度

15、、增益度適宜,盡量使近場增大,遠場減小,獲得理想影像時即凍結影像。然后使用相關的測量軟件對背腰厚和眼肌面積進行實時測量。,,測量結果觀察： 務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。在識別超聲影像時首先確定皮膚界面、脂間結締組織和背最長肌肌膜所產生的3條強回聲影帶,然后確定眼肌四周肌膜的強回聲影像,以確定眼肌面積周界。探頭可以放在縱向面或橫向面,縱向面只可以進行距離測量和牛的肌

16、間脂肪測量,橫向面的距離測量可以測定皮膚、脂肪和腰肌的厚度和縱向肌的周長測量。,,A點：皮膚表皮反射層B點：皮膚內層和皮下脂肪層的交界c點:為第二層脂肪與腰眼肌肉間的膜的反射光點。D點:為腰眼肌肉與肋骨或反肋肌的膜的反射光點。,,生產中用哪些指標來表示牛肉產量是很重要的，這些指標不但要在一定程度上準確反映牛肉產量，在實踐中操作性也要強。眼肌面積和背膘厚是多個國家牛肉等級標準產量級評定所用指標，因此，其在表示牛肉產量上具有一定的準

17、確性和實用性。眼肌面積與優(yōu)質肉產量有關，背膘厚則是胴體脂肪沉積的一個重要指標，并且眼肌面積和背膘厚的遺傳力分別為0.36和0.39。因此，這兩個指標在牛生產中得到國內外學者的重視。,,肉牛主要測量指標： 背膘厚度 腰肌厚及腰肌面積 臀部脂肪　 肌間脂肪測定,,國內外對超聲波技術測定的準確性進行了卓有成效的研究，雖然不同的人、不同型號的儀器對結果都有影響，但超聲波技術仍然可以準確、有效地活體測量牛的

18、眼肌面積和背膘厚。Herring等發(fā)現超聲波測定結果與屠宰結果存在高度正相關。Brethour用超聲波技術測定了545頭牛的背肉牛生產石花紋評分，建立了背膘厚和大理石花紋評定的預測模型，決定系數達到0.896和0.852, ，結果顯示應用超聲波檢測數據預測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，通過屠宰后測定的背膘厚和眼肌面積初步建立了肉質性狀的預測模型，結果顯示只有高檔肉產出量的預測模型的決定系數較高(R

19、2>0.75)，后部肉質量和優(yōu)質肉質量的預測模型的決定系數不高(0.35-0.55）但因牛頭數少(16頭) ，模型不具有代表性。王淑輝（2008）選擇在國內產業(yè)中應用廣泛的肉牛品種和本土品種作為試驗對象，建立肉牛早期預測屠宰后產肉性狀的模型。,,三、肉羊活體檢測 近年來,國際市場對羊肉需求量的增加和羊肉價格的提高,使得羊肉產量持續(xù)增長，因此,肉質性狀在綿羊育種工作中越來越受到各國學者重視。綿羊育種方向已由

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

21、,魏彩虹(2011)選用國內生產廣泛應用的3個品種(小尾寒羊、無角陶賽特、特克賽爾),建立超聲波技術預測屠宰后肉質性狀的預測模型所得預測模型均達到顯著水平,且決定系數較高,特別是眼肌面積的R2值大于0.75,可以直接在生產實踐中應用。,,呂雪峰(2012)利用B超對哈薩克羊和新疆山羊的眼肌面積進行活體測定，結合屠宰測定，分析眼肌面積與胴體瘦肉率的關系。結果表明：B超活體測定羊眼肌面積與胴體瘦肉率為正相關，并且達到顯著水平，建立了胴體瘦

22、肉率對B超活體測定眼肌面積的線性回歸方程。陶衛(wèi)東(2012) 對哈薩克羊進行了活體測定,與屠宰后測定的數值基本一致,因此，使用B超儀對家畜的眼肌面積和背膘厚度進行活體測定是準確可行的.為保證檢測數據的準確，還應建立B超活體測定技術規(guī)程和技術標準。,四、影響B(tài)超活體檢測的因素,1.操作者的技巧和熟練程度　 為了加強技術人員對超聲波測定器的正確使用及結果判讀.以及提高背膘測定部位的準確性，技術人員須要長時間不厭其煩

23、地以活體與屠體對比反復練習，以達到熟練準確的效果。 探頭的接觸面即聲學接觸面需要清理干凈,排除空氣對圖像質量的干擾;掃描位置的定位要求準確,平行放置于合適位置,測量時保證測量模平面和背正中線平面垂直,角度的細微偏差即可引起圖像質量及測量結果的誤差增加。并且正確的角度能夠形成強反射,取得良好的圖像效果。,,2.B超背膘儀的質量　 B超背膘儀的質量表現在2個方面,即硬件和軟件。較好的背膘探頭能夠取得較好

24、的圖像質量,另外增益和灰度設置也影響圖像的質量。此外,專用的動物科學測量軟件也是影響測量結果的關鍵因素,有時候科技含量較高的軟件甚至能彌補圖像質量的不足。,,3.測量模和耦合劑的溫度也可能對形成圖像的質量有很大程度上的影響,尤其是寒冷的季節(jié)。當測量模和耦合劑的溫度都接近27℃時,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,因為它對探頭和導線有害。植物油的溫度對圖像質量有一定影響。最好的狀態(tài)是溫度在27