B超在奶牛繁育中的应用

B超是超声波影像诊断技术之一，是利用超声波的物理学特性和动物体组织结构的声学特点而建立的一种物理学检查方法，能够准确地探测机体不同组织器官。这项技术在家畜繁殖学中的应用始于20世纪80年代，其最大优点在于它的非损伤性。即可在未损伤动物繁殖性能的情况下重复检查动物生殖道。这使其在奶牛繁殖领域中成为一种出色的临床诊断和研究手段，并已经为许多利用其他方式无法解决的有关牛生殖周期及其失调的问题提供了答案。还可将超声波用于妊娠诊断、观测卵巢及子宫变化、胎儿及胎膜发育、胎儿性别及胚胎早期死亡等。展示了超声波技术在动物繁殖领域中的良好应用前景。1B超诊断技术的基本原理及技术要求1.1基本原理超声波影像诊断主要采用B型实时超声扫描仪，即辉度调制型诊断仪。它通过脉冲电流引起超声探头同时发射多束超声波，在一个断面上进行探测，并利用声波的反射，经探头转换为脉冲电流信号，在显示屏上形成明暗亮度不同的光点来显示被探查部位的一个切面断层图像。由于机体各种组织的声阻值不同，从而表现出声波反射的强度差异。当探测到无反射（液体）和强活、反射（致密组织）时，分别显示黑色和白色。1.2技术要求B超扫描法在奶牛中的应用包括体外探查法、阴道探查法和直肠探查法。三者都未见感染现象。对直肠探查而言，扫描仪应处于可感距离内，并处于操作者未伸人直肠的手臂一侧。在探查过程中用手将短小的直肠探头带人直肠内隔着直肠壁将探头晶片面紧贴在子宫或卵巢上方进行探查。应搞好预防工作，在插入探头前应排空直肠内的所有粪便，并用润滑剂润滑探头。在阴道探查法中，应将探头缓慢送人阴道，使探头达阴道穹隆下部，然后上下、左右适当调整探头角度，以便清晰观察卵巢及子宫。在探查过程中，外周光是必不可少的。在光亮环境中进行探查时，应用布罩住显示屏以产生有效的灰影效果。2B超诊断技术在奶牛繁殖中的应用2.1检测奶牛的正常卵巢发育2.1.1卵泡对确定和测量奶牛卵泡而言，直肠超声扫描为一种有效方法。奶牛有腔卵泡为无反射结构，可根据其血管的伸展特征而加以区别。卵泡超声影像显示牛卵泡是以一种明晰的、非常规则的模式发育的。每个卵泡波由同时出现的一系列5mm或更大的卵泡组成，几天内会出现优势卵泡。在青年母牛的每个发情周期中存在2～3个卵泡波。优势卵泡具有生长期和静止期，约持续5～6天。第一波的优势卵泡保持4～5天优势，至发情周期的11～12天时丧失优势并退化，约持续5～7天。同时第二波发生，选择出其优势卵泡并发育至排卵。然而在三波周期中，第二波被第三波所替，并有第三个优势卵泡的排卵发生。据认为，优势卵泡保持形态优势（两卵巢中最大卵泡）比保持功能优势（抑制其他卵泡生长）的时间更长。据报道，优势卵泡对超排有负面影响。因此，在超排前应考虑卵泡状态。用FSH处理青年母牛后，超排反应和胚胎回收率降低也许是由于在超排处理前大量7～10mm或大于10mm卵泡存在的缘故。这抑制了在超排处理期2～3mm卵泡的发生。利用超声波研究证明，在青年母牛和成年母牛妊娠的头60～70天内卵泡发育状态同未妊娠时一样。在妊娠青年牛中，连续的周期性非排卵性卵泡的出现同连续的孕酮分泌相对应。2.1.2排卵对8头青年母牛的卵巢进行发情前后的超声波扫描，如在前一次检查中存在成熟卵泡而第二次检查时消失，则为排卵发生。随后在同一点处有黄体发育。有报道称，为探测排卵可每隔2小时或4小时检查一次。2.1.3黄体在排卵后第3天便可利用超声波确定黄体的存在。发育黄体的超声影像为不规则灰黑结构，其反射点都在卵巢内。而中期黄体是规则的颗粒状黑色结构，并可见分界线。在退化黄体中分界线不明显。有腔黄体主要分布于无反射区，并被灰色黄体结构所包围。这些腔体的形态随黄体而变化，是一种正常的状态。利用超声波与解剖方式检查中期黄体的灵敏度都可达85%，而用超声测得的黄体大小同RIA测得的牛乳中孕酮浓度间相关系数为0.68（非退化期）。故可用对黄体的超声扫描代替测定血浆PA浓度来确定黄体状态。但黄体退化期除外。2.2早期妊娠诊断应用直肠超声扫描可对奶牛早期胚胎进行仔细观察，并根据其不同时期的图像特征作出准确妊娠诊断，而且对母体与胎体均不会造成损伤。一般而言，应用5.0MHz或7.5MHz探头效果较好。对奶牛胚胎及胎儿的超声探测表明配种后12～14天子宫腔内出现不连续无反射小区，即为聚有液体的胚泡;以后胚泡逐渐增大，至20天时，胚泡结构中出现短直线状的胚体;22天时，可探测到胚体心跳;22～30天时，胚体呈C形。2.3确定胎儿性别根据胎儿性别的形态学差异，可利用超声波确定胎儿性别。具体说，可根据胎儿的生殖结节或阴囊与乳房进行性别判定。在胎儿分化过程中，生殖结节在雄性中由后腿间起始部位移向脐带，在雌性则移向尾部。鉴别时应仔细探查脐、后腿及尾区，确认头、搏动的心脏、脐带等标记部位。最佳鉴别时间为妊娠后50～60天。鉴别可在生产条件下进行，然而需要相当丰富的经验。2.4胚胎学超声影像超声波可被用来估计胎龄，监测胎儿生长及诊断妊娠失调等。胎儿各部分如眼球、胃、肋骨等都可被探测到。为确定各器官发育情况应调整探头位置以获得最大扫描断层。还可根据胎龄计算出各组织生长相关系数。总之，可根据胎儿各器官大小判定胎龄及其生长发育程度，并据此准确预报产期以利于生产管理。2.5产后子宫的超声影像产后子宫超声影像显示：在子宫复旧完成时，子宫大小及内膜厚度均减小至固定大小。在产后28～40天时，子宫复旧完成。完成子宫复旧的时间有所差异，这主要是由于样本大小，胎次及管理水平等因素造成。而分娩时难产也会造成子宫复旧的延迟。可见超声影像是监测子宫复旧的有效途径。2.6异常生殖器官的诊断2.6.1卵巢囊肿卵巢囊肿是导致不育的重要原因，可将其分为卵泡囊肿和黄体囊肿。很有必要区分二者以确定处理方法。超声波影像是一种很好的区分手段，超声影像显示卵泡囊肿是一种均一的无反射结构，直径大于25mm，膜厚小于3mm。而黄体囊肿的无反射结构直径大于25mm，在黄体腔或沿内膜处有灰色斑点，膜厚大于3mm，同时也应注意区分黄体囊肿与有腔黄体，因后者是非病理性的。可根据大小，腔体形状，膜厚和内部区域反射特性而区别二者。通常有腔黄体小于3mm，膜厚约为5～10mm，外形为卵形，腔体形状为圆形或卵形，充满液体的腔体呈均一化，几乎无反射。而黄体囊肿则经常可见反射。2.6.2治疗后的卵巢囊肿超声波可被用来快速有效地检查卵巢囊肿的治疗效果。在用GnRH处理过的牛囊肿卵泡中，超声影像发生变化，囊泡均一性无反射结构模糊化，囊泡壁黄体化，囊泡变小，在囊肿卵巢或对侧卵巢出现1～4个黄体，并偶有超排发生。用孕酮阴道海棉栓或GnRH处理卵巢囊肿，并不会立即生效，但会导致发情和排卵。黄体也会随之出现。用PG处理黄体囊肿会在2～4天内显著减小囊泡大小，并在1周内出现新黄体。2.6.3子宫异常能用超声波确诊的子宫异常包括子宫内膜炎、子宫化脓、胚胎流失及胎儿干尸化等。对子宫内膜炎的超声影像而言，其腔体扩展，腔体内不同程度的含有分散的小碎块状半反射结构。其反射程度取决于子宫内液体组成。当子宫内容物很稠，充满白细胞及纤维碎片时，其反射特性类似于子宫壁。对于胚胎流失，子宫壁变厚，胎儿骨骼在无反射的胎水中呈伸展状，可产生反射。胎儿干尸化中，胎儿呈团块状，完全缺乏胎水。2.7卵泡穿刺利用超声波引导经阴道穿刺卵泡而取卵并经体外培养，是获取卵子的一种有效方法。优秀供体牛的繁殖潜力会因此而极大地提高。已经证明，用此方法在青年母牛中每周取卵1～2次，并不影响随后的超排效果、胚胎回收率及发情。即此方法可在发情周期和妊娠牛的不同时期安全地重复使用。此外，超声波引导卵泡穿刺还可用来收集卵泡液以进行激素研究。2.8超声波引导羊膜和尿膜穿刺胎膜穿刺可被用来获取胎水以进行妊娠研究。胎膜穿刺的特殊目的包括：各时期胎儿生化成份变化的相关性研究，通过细胞学分析确定胎儿性别，获取胚胎细胞等。穿刺过程中，通过直肠将妊娠子宫紧靠导液针。导液针安装于超声探头上并经阴道插入胎膜。但由于粗暴操作和细菌感染会导致胎儿死亡，这极大地限制了该技术的应用。然而，这种技术仍有其诱人的应用前景，因为可通过改善导液针而克服其缺陷。2.9公牛生殖系统的检查可运用超声波探查公牛生殖系统。正常睾丸具中等反射能力，结构均一。附睾头和尾较易确认，但附睾体和输精管较难确认。用超声波所测得的睾丸大小同睾丸周长、重量、体积有关，而同阴囊周长无关。用5.0MHz探头对丸进行3分钟扫描并不会对其造成损伤。卡尺与超声波都可被用来测量睾丸长度与宽度。然而，卡尺使用更方便，所测长度更准确，故仅在测量睾丸长度时最好使用卡尺。直肠超声探查法可用来检查副性腺，以确定各副性腺解剖关系及器官大小。据研究，发生精囊炎时腺体变大，失去正常小叶状结构，在具强反射能力的分泌腺实质中，出现明亮的纤维组织。超声影像在公牛中的应用还很多，但目前研究较少。3问题与不足B超在奶牛繁殖领域用途广泛，然而由于若干因素的影响使其在国内的发展受到限制。这首先表现为在牛繁殖中经常应用直肠探查法和阴道探查法。但在探查过程中这两者均需直肠把握，过程较繁琐。而体外探测虽克服了这一缺陷，但存在图像不清、分辨率较低的问题。因此，推广此技术的关键还在于设法提高体外探测的准确性，使之达95%以上。其次，探查中多根据探测者的经验确定结果，主观性较大。所以为提高探测效率还必须配有标准图样，以便对照。但国内尚未开展此项工作。再次，设备昂贵，一般单位难以承受。这限制了B超的推广和应用。4结语利用超声影像可在生产条件下以一种非损伤性方式监测奶牛的生殖系统，提高繁殖效率。此外，超声影像技术在育种工作中也具有重要利用价值。它的应用已使发达国家的养牛业取得较大的经济效益。然而在国内尚缺乏此方面的系统报道。今后有关科研及生产单位应投入力量加强此方面的研究，以使我国养牛业能取得更大的经济效益，促进国民经济快速发展。