獸用B超

在無任何損傷和刺激的情況下對活體進行切面觀察的一種高科技手段,已成為獸醫診斷活動的有利助和活體采卵、胚胎移植等科研必備的監測儀器。

基本介紹

  • 中文名:獸用B超
  • 外文名:B-scan ultrasonography for livestock
  • 套用:繁殖與產科疾病
  • 推廣時間:1996
  • 工作原理:回聲
概念,工作原理,在我國畜牧獸醫界的發展歷史,在動物繁殖與產科疾病上的套用,獸用B超在畜牧生產上的套用,養豬場中的實際套用分析,獸用B超功能,獸用B超特點,獸用B超圖像被影響的六個指標,

概念

根據動物不同組織器官具有不同的密度和不同的超聲傳播速度,即不同的聲阻抗的特性,使其產生一定頻率的超音波,將這種超音波射入動物體內,經體內不同臟器的界面而產生反射回波;反射的不同大小的回波,從而又將接收的回波,檢波及數字掃描變換等處理後,形成標準視頻信號,在監視器螢幕上顯示出臟器截面圖像。在無任何損傷和刺激的情況下對活體進行切面觀察的一種高科技手段,已成為獸醫診斷活動的有利助和活體采卵、胚胎移植等科研必備的監測儀器。

工作原理

利用換能器(探頭)經壓電效應發射出高頻超音波透入機體組織產生回聲,回聲又被換能器接收變成高頻電信號後傳送給主機,經放大處理後於螢光屏上顯現出被探查部位的切面聲像圖。

在我國畜牧獸醫界的發展歷史

自1942年Dussik,K.T.和Firestone,F.A.用連續超音波診斷顱腦疾病開始,至二十世紀70年代超聲診斷技術即已成為四大醫學影像技術之一。60-80年代超聲診斷在動物上的套用得以飛速發展,80年代後則以B超和M型超聲心動圖為主。套用範圍遍及各種家畜及多種家禽、實驗動物、野生動物、及部分水生動物,套用目的包括動物疾病診斷、妊娠診斷及畜牧生產、細菌病毒崩解及某些疾病的治療。我國動物超聲診斷套用起步較晚,比先進國家約落後十年。從1975年至今,我國動物超聲套用大約經歷了三個時期∶
1、A超與D超套用的起步階段(1975-1985)∶
謝庭樹1975年首次報導用A超探查馬騾胸部及其疾病。而後陸續有A超與D超的套用報導,主要是將人用A超與D超移用於獸醫臨床和畜牧生產,且主要是作家畜的妊娠診斷和臟器正常值的測定,也有動物胸腹腔積液性和占位性病變的A超診斷報導。直至80年代中期,這些報導大多局限在少數農業院校和研究單位,且多為探索性研究,很少用於畜牧生產和獸醫臨床。但於1982年成立相關學術組織,並召開了全國首屆獸醫超聲診斷學術研討會,為動物超聲診斷的進一步研究和推廣套用作了組織上和學術上的準備。
2、A超與D超套用的推廣與B超套用的研究階段(1985-1995)∶
熊道煥等1986年編輯出版了《獸醫超聲診斷》,王書林1987年亦發行了《獸醫超聲影像診斷技術》,標誌著我國相關技術在引進吸收和探索研究的基礎上已趨於成熟;同時國內生產廠家已有獸用A超和都卜勒超聲診斷儀面市,為推廣套用作好了物質準備。鑒於超聲診斷在畜牧獸醫上套用前景廣闊,在學術界的強烈呼籲和行政干預下,A超和D超在畜牧生產和獸醫臨床上得以廣泛推廣套用。1990年前後有大量生產實踐和臨床套用的報導見諸各類專業雜誌和報刊,但主要是A超和D超的套用,尤其是家畜早孕診斷居多。此間已召開了三次學術研討會,並吸收了大量畜牧生產和獸醫臨床單位和個人入會,擴大了學術組織的陣容。與此同時,以陳兆英、熊道煥、陳白希等為主的學術帶頭人已從日本、荷蘭、加拿大等引進了獸用B超,並進行了系列的套用基礎研究,為B超的推廣套用作好了準備。
3、B超的推廣套用階段(1996至今)∶
1996年我國批量引進加拿大AMI-900型獸用B超儀,在中國畜牧獸醫學會獸醫影像技術學分會的指導和配合下向全國推廣套用,並聯合組織技術培訓,又掀起了一場動物B超診斷技術的推廣套用熱潮。此間又召開了三次學術研討會,發表相關論文100多篇,面向二十一世紀專業教材《獸醫影像學》及專著亦正在編寫,為傳授動物超聲診斷技術推波助瀾。至今全國已有數百家單位和個人在使用動物B超,包括教學科研單位、動物醫院、豬場、奶牛場、羊場、動物園、乃至個體獸醫。2012年由中國“中國第一小超獸”楊高豐在其導師中國農業大學教授鄧立新的指導下研發高端的B超超音波影像技術,目前已取得一些進展,並引進英國Easi-scan最先進的BCF技術。

在動物繁殖與產科疾病上的套用

1、監測卵泡和黃體∶主要以牛馬大動物報導為主,主要原因是大動物可在直腸內把握卵巢而清晰地顯現卵巢的各個切面;中、小動物的卵巢較小,常被腸管等其它內臟所遮擋,在非手術狀況下很難把握,故不易顯現卵巢切面。牛馬卵巢可用5.0-7.5MHz的線陣或凸陣探頭通過直腸或陰道穹隆部,在手握卵巢的情況下觀察到卵泡和黃體的狀況。
2、監測發情周期子宮∶發情期和性周期中其它時期的子宮聲像圖明顯不同。發情期子宮頸內膜層和子宮頸肌層分界明顯,由於子宮壁加厚,子宮內含水量增多而使聲像圖上有較多的低回聲暗區,質地不均。發情後期和間情期了宮壁圖像較亮,可見子宮內膜皺褶,但腔體內無液體。
3、監測產後子宮復舊∶初產牛子宮角多在產後40d時復舊完全,經產牛約需50d,復舊接近完成時子宮肌層與其它組織界限明顯,子宮內膜逐漸增厚,圖像變白。犬完成子宮復舊約需15周。
4、監測子宮疾病∶B超超音波對子宮內膜炎、子宮積膿等較為敏感。炎症時子宮腔輪廓模糊不清、宮腔膨脹伴有部分回聲及雪片狀物;積膿時子宮體增大,宮壁清晰,宮腔內有液性暗區。
5、早期妊娠診斷∶發表文章最多,有研究性的,也有生產套用性的。早孕診斷主要是探測到孕囊、或孕體作為依據。孕囊是子宮內的圓形液性暗區,孕體為子宮內的圓形液性暗區內的強回聲光團或光斑。
6、觀察胚胎髮育∶通過對胎兒的胎外結構和胎內結構的變化觀察判斷胚胎髮育。
7、監測胎兒死活:用超聲檢測胎兒心跳,可以預測胎兒的死活。胚胎死亡之前,心跳明顯減少。胎動消失,胎囊中充滿液體暗區,看不到胚芽,子宮內回聲紊亂,不能辯清胎囊、胎盤和胎兒結構等都預示著胚胎死亡。
8、鑑別胎兒性別:用超聲探測胎兒的生殖結節與周圍結構的位置關係能準確鑑別胎兒性別。在牛配種後50~105d,鑑定胎兒性別的準確率為96%。
8、估測懷胎數目及預測胎齡:估測懷胎數目主要用於懷多胎的動物。B超還可以高度準確地判斷胎兒的大小,並可根據胎兒的尺寸預測產犢日期。利用胎囊直徑大小可以粗略地估計胎齡大小,也有用絨毛囊腔直徑和子宮直徑判定胎齡的。
10、監測公畜生殖器官:用7.5MHz或5.0MHz的探頭經體表探查公畜睪丸及副性腺,用以診斷公畜生殖器官疾病。這主要是觀察組織中有無積液及鈣化,探查尿道結石、副性腺囊腫、積液、肥大、萎縮等。

獸用B超在畜牧生產上的套用

1、B超超音波作定期妊娠監測,以及早識別空懷母豬而減少飼養浪費,增加經濟效益。通過B超進行早孕監測後診斷妊娠的準確率至少提高了9個百分點,及時檢出了未孕母,避免了“無效飼養”。僅此一項粗略估算,監測早期妊娠的第1年節約飼養費即獲得直接經濟效益5000元左右;同時,B超監測可及早準確掌握妊娠母豬頭數,起到保證均衡生產的作用。由於及早發現大量空懷,究其原因,因引進公豬帶入傳染病發生感染所,及時採取措,減少了經濟損失。B超還可對卵巢機能異常或疾病、空懷和子宮疾病、死胎流產及公豬的睪丸、附性腺等疾病進行監,這些功能的發揮和利,可及時發現異常,採取相應措施,從而大大提高對豬群健康的監控水平,提高生產效益。
2、測定豬的背膘厚度和計算眼肌面積。種豬場可用B超在活體無損傷地準確測定豬的背膘厚度和計算眼肌面積,大大提高育種選育的科學性和準確性。
3、轉基因羊與克隆羊的妊娠分析:用配有5MHz直腸探頭超聲斷層掃瞄器對經轉基因或細胞核移植後的胚胎移植受體白山羊和自然交配羊進行妊娠檢查。結果表明:胚胎移植後28~102d試驗羊妊娠診斷陰性(B超判斷未懷孕羊)的準確率為100%,自然交配羊和細胞核移植受體羊妊娠診斷陽性(B超判斷懷孕)和陰性的準確率為100%,部分轉基因受體羊因胎兒發育停止或流產而出現假陽性。
4、B型超音波導引採集牛卵母細胞。利用B型超音波導引採集牛卵母細胞簡便、可靠,對牛陰道、卵巢造成的損傷小,對牛的健康和生殖機能無不良影響。在一周時間內對同一頭牛間隔4天重複采卵兩次,卵母細胞回收率41%。
5、B型超聲診斷技術在波爾山羊胚胎移植產業化中的套用,超聲診斷技術已較多地套用於哺乳動物胚胎工程和基因工程研究中的妊娠檢查、孕期監測、超數排卵等方面。

養豬場中的實際套用分析

1、第一時間檢測出是否懷孕(第一個發情期:19-21天)在這時檢測出有無懷孕,對於養殖戶來說是最省錢的,如果空懷可以及時再配,從而大大縮短了無效飼養的時間。
2、配種後30天左右估測胚胎數作為規模化養殖場來講,這是一個必須重視的指標。早期估測出來胚胎個數,有利於妊娠母豬日糧中營養配方以及飼餵量的調整。當胚胎個數較多而營養和日糧跟不上時,容易造成流產或弱胎;而當胚胎個數較少而營養和日糧過剩時,容易造成胚胎個體發育過大,引起難產。
3、配種65天以後可檢出有無死胎作為養殖戶來說,最害怕的就是出現死胎,及早的發現死胎可避免不小的經濟損失。若出現死胎,可據情況進行相關處理。
4、兩次、三次配不上的可檢出是否有子宮炎、卵巢囊腫等繁殖障礙疾病卵巢囊腫:俗稱豬的不孕症,是目前困擾養殖戶的嚴重問題之一,其主要症狀就是屢配不孕,母豬發情症狀明顯,發情時間較有規律,但就是配不上。
5、中期可檢出有無胚胎吸收,也是困擾養殖戶的問題之一主要症狀:配種後不再有發情表現兩個月左右時肚子有點大到了產期有點下奶,但過了產期也無產仔的表現。

獸用B超功能

1、檢測懷孕、胎仔數;
2、檢測豬、牛、犬、馬、貓、山羊、駱駝、綿羊的孕周和預產期、距離、周長、面積、心率、胎重。
3、檢測豬背膘厚度和眼肌面積;
4、產科疾病檢測(包括子宮內膜炎、子宮蓄膿、卵巢囊腫等)

獸用B超特點

1、採用數字聲束形成技術,同時對,使圖像清晰細膩,解析度高。
2、採用超大規模FPGA,同時使用多通道高性能放大器,多通道集成超聲發射技術,電路結構簡潔高效,可靠性得到了有效提高。
3、採用先進的探頭生產技術,多層聲匹配,頻頻寬,靈敏度高。
4、採用變頻發射技術,使圖像在近中遠場的解析度提高。
5、豐富的軟體功能,更加適套用戶需要。
6、儀器內置鋰離子可充電電池,充滿電後電池可以連續工作2個小時以上。
7、採用高速CMOS積體電路和低壓器件,能耗溫升低,可靠性高。
8、帶有實時時鐘,可自動顯示日期、時間。
9、發射具有多種組合聚焦的選擇。
10、機身輕巧,使用方便。

獸用B超圖像被影響的六個指標

1、厚度解析度:厚度解析度越好,獸用B超圖像反應組織切面情況越真實。在獸醫臨床上,使用其給動物進行孕檢時,厚度解析度就顯得非常重要,尤其是使用其對動物進行疾病檢查,尤其是小型動物,或者是進行疾病鑑別診斷時,厚度解析度這是就會顯得很重要。
影響厚度解析度因素:主要與探頭具有一定厚度有關,改善厚度解析度的方法通常是採用聲透鏡聚焦。或者將探頭進行改進。
厚度解析度指的是既與聲束垂直,又與探頭長軸方向相垂直的直線被分別顯示的兩個目標的最小距離。
對於相控陣探頭、線陣探頭和凸陣探頭來說,除了橫向解析度、縱向解析度外,還存在第三個方向上的解析度。稱之為厚度解析度,或切面解析度。
2、低對比解析度:低對比解析度高,能分辨聲阻抗差別細小的組織。
(1)高背景低對比解析度:常選擇中期妊娠的胎兒顏面聲像作為評價低解析度的指標。以胎兒的鼻部橫切面為例,如果能清晰地識別出胎兒的鼻部、面頰以及上領骨,就可以說具有低對比解析度。
(2)低背景低對比解析度:常以動物腎臟B超聲像圖作為評價低對比解析度的指標。正常腎臟,可以把腎錐體視為在漫反射(腎皮質)背景下的漫反射體。若獸用B超能清晰地分辨正常情況下在低回聲的腎皮質內更低回聲的腎錐體,則說明具有極佳的低對比解析度。
影響低對比解析度的因素:其大小取決於漫反射目標的大小和對比度。指分辨分布在漫反射背景下漫反射目標的能力。
3、縱向解析度:在獸醫臨床上,縱向解析度的好壞主要表現在所能顯示出動物組織結構的層次豐富程度,尤其是在進行種畜鑑定時,使用其對種畜的背膘厚和眼肌面積以及肌間脂肪的測時,需要圖像的的層次感要好,這樣才能清晰的看出幾層結構的圖像。所以在一定程度上,獸用B超的縱向解析度在畜牧使用時是很重要的。縱向解析度好的儀器,顯示的動物組織層次清楚豐富;反之,縱向解析度差的,顯示的動物組織層次非常的少。
影響縱向解析度的因素:這與使用的探頭頻率呈正比,探頭的頻率越高,縱向解析度越好。
獸用B超縱向解析度指在聲束傳播方向上能被分開兩個目標間的最小距離。
4、橫向解析度:主要與聲束寬度有關,改善橫向解析度的方法主要是採用聲束聚焦,使聲束變窄;信號處理技術如目前採用發射點聚焦、接收實時逐點動態聚焦、實時動態孔徑等,都是減小聲束寬度,改善橫向解析度的有效手段,另外,還可以對獲得的超聲圖像進行後期處理,來提高其橫向解析度。
改善獸用B超橫向解析度與臨床上的套用:在臨床上對重點的目標觀察時,一定要將發射焦點調到目標處,此處具有最佳的橫向解析度。這樣,顯示的圖像才能確切反映目標的真實情況,如測量動物腎結石或膽囊結石大小,若發射焦點在不同的深度。所測得的動物結石大小是不等的,但只有發射焦點在該處時最準確。因此在獸醫臨床上套用時,要觀察某一結構,一定要將發射焦點調整到該結構所在的深度位置,這樣才能獲得橫向解析度較高的超聲圖像,為準確的獸醫臨床診斷提供真實可靠的依據。橫向解析度是超聲設備所有工作指標中最重要的一個,對超聲圖像的質量起著至關重要的作用。
5、動態範圍:動態範圍大,所顯示圖像層次豐富,特別在觀察均勻性組織、表現回聲均勻細膩,有利於瀰漫性病變和早期微小、回聲差別小病變的診斷。在觀察回聲反差大的組織如心臟、大血管時,就應該採用小的動態範圍,這樣超聲圖像的邊緣會更清晰。
二維獸用B超圖像質量包括了以下三個方面指標:灰階參數〔動態範圍、穿透力或靈敏度〕、高對比空間解析度〔橫向解析度、軸向解析度、橫向解析度或層厚〕、低對比解析度,
對脈衝回波成像儀器來說,動態範圍指在一定深度下的反射體產生回聲幅度變化相應引起圖像亮度從不顯示到發生飽和的變化。
6、穿透力:隨著超音波在動物體傳播的衰減,動物體深部組織反射回探頭的信號也越弱,此時只有通過TGG(時間增益補償)來增大該處信號的放大倍數,但同時也會引起噪聲增大。因此評價穿透力可選用深部臟器的結構顯示清晰程度作為標準。穿透力高,深處位置結構顯示越清晰;穿透力低,深處位置結構顯示欠清晰或模糊。
影響獸用B超穿透力的因素:
①探頭的頻率:頻率越高、穿透力越低;
②發射功率:發射功率增大,穿透力升高,但作用很弱,如5MHz探頭,發射功率降低50%,穿透力僅降低5%(從12.0CM降到11.4CM),而且出於安全的考慮、發射功率不能過大;
③信噪比:在一定程度上,信噪比也能反映超聲設備的穿運力,信噪比高,穿透力高,信噪比低,穿透力低。目前,提高信噪比的先進技術是動態聲束變跡,抑制旁瓣,降低背景噪聲。

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