中华鲟内部器官超声成像识别技术的研究

摘要

中华鲟（Acipenser sinensis Gray）是世界鲟科鱼类分布最南的一种，属江海洄游性鱼类。20世纪70年代以来，由于葛洲坝、三峡水利工程等大型水利工程的建立，再加上环境恶化的影响，中华鲟自然种群受到严重威胁。1988年中华鲟被列为国家一级重点保护动物。1997年我国开始进行中华鲟规模化繁育，至今已建立了各年繁育的后备亲鱼梯队。到本世纪初，关于中华鲟产卵群体的个体形态结构、繁殖生物学习性，特别是葛洲坝下中华鲟产卵群体繁殖生态学和资源评估的研究，取得了明显的进展。人工繁殖是物种保护的途径之一，而对后备亲鱼的检查手段往往通过外科手术实现，存在致死风险，所以改变传统技术，建立安全、无损伤的技术检查亲鱼的健康程度显得尤为重要，而B超满足这些要求。国外B超在鱼类的应用技术趋于成熟，国内关于B超在鱼类应用的报道还很少。本课题就是围绕B超在中华鲟内部器官的识别展开工作，为B超在鱼类的应用提供理论基础，为鱼病的诊断提供有效无损伤的方法。本文通过weld-2018便携式B超对不同大小，不同年龄的中华鲟心脏、性腺以及其他器官进行研究，通过解剖确定器官对应的骨板位置，主要得到以下结果：
　　 1．食道第一段拐弯处对应外部右腹古板的第5、6块分段，第二段对应第1骨板或第1块骨板之前。心脏超声表现为内部血液为无回声，壁光滑，界面较清楚。肝脏右叶对应外部右腹骨板的第6、7块，左叶对应外部右腹骨板的第4、5块。肝脏壁面呈表面光滑整齐影像，肝实质显示为由许多细小、较弱回声光点组成的均匀影像幽门盲囊对应右腹骨板的2、3块。皮肤腹壁肌层呈灰白色的较强反射回声影像；胆囊轮廓清晰，囊壁有稍强于肝实质的回声；瓣肠的螺旋突起部呈均匀高亮回声，凹陷部为低回声；喇叭口入口处表现为低回声，周围为高回声，密度均匀。食道、胃、幽门盲囊和鳔的超声表现不明显。
　　 2．中华鲟心脏的周长和鱼体体长呈显著正相关，横切周长（y）和体长（x）的关系为：y=1.689x+10.118（R2=0.825，n=42）。不同年龄中华鲟的鳃动频率随年龄的增长而下降，1龄为104.64±8.9次/min（n=5），野生亲鱼的为50.54±3.6次/min（n=8）。鳃动频率（y）和体长（x）成负线性关系y=-0.5078x+130.59（R2=0.8161，n=35）。温度对中华鲟的影响随着温度的升高，鳃动频率和心率上升。13℃下1龄中华鲟的鳃动频率为74.54±6.2次/min（n=5）、心率为26.94±3.2次/min（n=5）；28℃的鳃动频率为106.1±6.4次/min（n=5）、心率为43.4±8.4次/min（n=5）。结果显示中华鲟发育到一定年龄鳃动和心动频率趋于稳定。
　　 3.1龄、2龄、3龄、4龄中华鲟雌雄外部特征没有显著区别，9龄、11龄及野生中华鲟的头部特征通过SPSS逐步判别法筛选出鳃盖中点前吻长（C），鳃中点间距（G），眼间距（H），鳃前吻长（K），口前吻长（L），骨板中点到另一胸鳍末端距离（N），胸鳍骨板间距（O），头宽（Q）。超声图像中识别不出Ⅰ期性腺；Ⅱ期性腺超声图像显示为性腺在腹腔中不饱满，表面高低不平，有脂肪层叠，无法鉴别雌雄。Ⅳ期和Ⅴ期精巢图像呈雾状、密度均匀；Ⅵ期精巢图像变暗，回声密度变小且分布不均匀。Ⅳ期和Ⅴ期卵巢清晰可见高亮卵粒；Ⅵ期卵巢图像显示腺体表面高低不平，呈层状。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章文献综述

1.1中华鲟及其研究概况

1.2超声成像技术的物理学原理

1.2.1超声诊断的类型及物理学基础

1.2.2生物组织的超声特性

1.2.3正常动物组织及脏器的超声成像规律

1.3超声诊断的发展历史

1.4超声诊断在动物学的应用

1.4.1动物疾病的诊断

1.4.2繁殖监测

1.5超声诊断在鱼类的应用

1.5.1性别和发育期鉴定

1.5.2疾病诊断

1.5.3怀卵量评估

1.5.4繁殖监测

1.5.5肌肉和脂肪的测量

1.6图像纹理分析的应用

1.7本研究的目的和意义

第2章超声成像技术对中华鲟内部器官的识别

2.1前言

2.2材料和方法

2.2.1材料来源

2.2.2仪器

2.2.3方法

2.2.4数据分析

2.3结果

2.3.1骨板统计

2.3.2食道

2.3.3中华鲟心脏

2.3.4肝脏和胆囊

2.3.5胃和幽门盲囊

2.3.6肠

2.3.7喇叭口

2.3.8鳔

2.4讨论

2.4.1消化系统

2.4.2呼吸系统

2.4.3循环系统

第3章中华鲟心脏的超声成像研究

3.1前言

3.2材料和方法

3.2.1材料

3.2.2仪器与方法

3.2.3数据统计

3.3结果

3.3.1中华鲟心脏结构的测量

3.3.2中华鲟鳃动频率和心率的比较

3.3.3不同年龄中华鲟鳃动频率和心率的比较

3.3.4不同温度中华鲟心率的比较

3.4讨论

3.4.1鱼类心脏的结构功能

3.4.2鱼类呼吸和心动的关系

3.4.3不同因素对鳃动频率和心率的影响

第4章超声成像技术对中华鲟的性别鉴定

4.1前言

4.2材料和方法

4.2.1材料来源

4.2.2方法

4.3结果

4.4讨论

4.4.1雌雄头部形态特征

4.4.2检查方法

4.4.3性腺发育期的鉴别

4.4.4繁殖亲鱼的性腺监测

4.4.5肌肉厚度

4.4.6几种性别鉴定的方法比较

第5章中华鲟繁殖阶段的卵巢纹理分析

5.1前言

5.2材料和方法

5.2.1材料来源

5.2.2仪器

5.2.3取样方法

5.2.4测量方法

5.2.5统计学分析

5.3结果

5.3.1图像的获取

5.3.2纹理特征值的计算

5.4讨论

5.4.1中华鲟繁殖阶段的纹理分析

5.4.2特征值的提取

图版

参考文献

致 谢

附录 攻读硕士学位期间发表的论文：