卵泡圖像檢測在母豬定時輸精技術研究中的應用

白佳樺，肖銀霞，宋玉清，許曉玲，馮 濤，肖霖力，劉 彥

（北京市農林科學院畜牧獸醫研究所，北京 100097）

母豬定時輸精技術與批次化生產工藝在顯著提高豬場繁殖水平的同時，也改進了生產管理、疫病防控和職工福利，在我國養豬業中得到了廣泛的關注，并開始關鍵技術的研究。生產中，定時輸精技術的關鍵，在于通過激素組合的誘導實現卵泡發育和排卵的同步性以及準確預測排卵時間。隨著B超圖像技術發展和設備升級，實現卵泡發育過程的可視化動態檢測成為可能。文內在介紹了超聲波檢查技術及國內外B超技術在母豬繁殖領域的應用研究進展基礎上，總結了本研究團隊應用B超檢測技術在定時輸精母豬卵泡發育研究中的初步結果。

1 超聲波檢查技術

超聲波檢查是運用超聲波的物理特性及動物體組織的聲學特性，對動物體組織器官的形態結構與功能狀態作出判斷的一種非創傷性檢查。它通過脈沖電流引起超聲探頭同時發射多束超聲波，在一個斷面上進行探測，并利用超聲波的反射，經探頭轉換為脈沖電流信號，在顯示屏上形成明暗亮度不同的光點來顯示被探查部位的一個切面斷層圖像［1］。臨床上常用的檢查診斷頻率在1～10 MHz之間，超聲信號經處理之后，在顯示器上可顯示的波形有A型、B型、M型和多普勒型。

1.1 B型超聲的原理

B型超聲是根據機體組織不同的聲阻抗，形成不同的回聲反射，將實質性、液性或含氣性組織區分開來，并能直觀地顯示組織的大小和內部的結構。

超聲的發射和接收，以及電聲和信號的轉換都是由探頭完成，又稱為換能器。根據產生聲像圖的不同，可以分為扇形換能器、線陣換能器和凸陣換能器［2-4］。凸陣換能器和扇形換能器屬于低頻率探頭1～5 MHz，穿透性較好，與皮膚接觸小，一般不需要除毛，凸陣換能器有相對較高的近場分辨率，不足的是二者所產生的聲像圖遠場較為發散，比較適合探測胸腹部較深的器官。線陣換能器屬于高頻率探頭，分辨率比較高，但穿透性稍差，與皮膚接觸面積較大，比較適合探測淺表器官。因此，應根據動物的體型和探測的部位選擇合適的探頭類型和頻率，并適度調節增益和動態范圍，來達到超聲探測的目的。

1.2 B型超聲儀的使用方法

因聲波的傳播在遇到較大的物體是會產生反射、折射和透射，而遇到較小的結構是會產生散射和發散等。因此，在操作時應盡量使檢查換能器垂直于被檢部位，以減少聲波在傳播中的流失。為了能完全探查被檢組織和器官，應盡可能讓動物采取自然站立姿勢，采取連續平行切面掃描和扇形掃描相結合的手法。豬卵泡圖像B超掃描方法主要包括體外檢查法、陰道檢查法和直腸檢查法。因豬的個體較大，子宮頸較長，一般不用陰道檢查。直腸檢查所獲得的圖像較為清晰，但是腸內糞便容易干擾聲束的通過，探頭的活動也不靈活。而豬腹部被毛較少，體外腹部掃描則簡便易行，還可多角度觀察，也不會影響養殖場日常的工作，只是分辨率不及直腸檢查高。

2 B超技術在母豬繁殖應用研究進展

20世紀60年代，超聲診斷開始在動物上應用于妊娠診斷、疾病診斷、輔助授精等。

2.1 B超在妊娠檢測中的應用

1983年，Inaba et al.首 次 成 功證明B超用于豬的妊娠診斷［5］，隨后也多次證明B超優于其他方法。據報道，豬妊娠15 d時，妊娠囊的直徑約為4.0 mm，在18～22 d時直徑為10 mm［6］。因此，通過超聲通常最早在18 d時能檢測到［7］。胚胎的心跳大約在妊娠21～35 d之間，此時比較適合確定胚胎的存活率［8］。我國在1996年首次從加拿大批量引進AMI-900 型獸用 B 超，由此掀起了B超診斷技術推廣應用的熱潮。田超［9］應用B超對60頭母豬進行早孕的連續檢查（配種后第15～25 d），發現在妊娠后第18 d可以探測到妊娠囊，而在第22 d時可以100%查出妊娠囊，通過此方法可以有效縮短未孕母豬的空懷期。

2.2 B超在卵巢疾病檢查中的應用

引起豬繁殖障礙的因素有很多，其中卵巢機能障礙較為常見，如卵巢發育不全、萎縮、持久黃體或囊腫等，可引起母豬不排卵、不發情，降低了母豬的繁殖力。通過超聲波檢查可以診斷豬卵巢囊腫，其中，卵泡囊腫圖像呈現其直徑較大、壁薄、光滑的無回聲結構，而黃體囊腫是卵泡囊腫壁發生黃體化，厚度超過3 mm的囊腔狀結構。

2.3 B超在卵泡發育和排卵動態監測中的應用

卵泡發育是指卵泡由原始卵泡成為初期卵泡、次級卵泡、三級卵泡和成熟卵泡的生理過程，是一個形態變化 的 過 程［10］。A Szczebiotet et al［11］在350頭母豬場篩選40頭（20頭經產母豬和20頭初產母豬）利用5.0 MHz的線陣探頭進行B超監測，發現約有20%的母豬在斷奶日觀察到1～2 mm的卵泡，斷奶后4～5 d母豬出現發情，經產母豬卵泡直徑為(5.23±1.36) mm，顯著大于初產母豬（3.42±1.87 mm）；經產母豬排卵卵泡的直徑(7.81±1.26) mm，也顯著大于初產母豬（6.06±1.77 mm）；10%的母豬卵巢異常，主要是卵泡囊腫和卵泡發育不良（直徑＜4～5 mm）。R.V.Knox et al［12］通過直腸超聲檢查研究不同劑量triptorelin對經產母豬同期排卵的影響，發現TG-200處理組在激素處理后48 h的排卵率極顯著高于對照組，排卵的同期化率超過80%。因此，可以通過超聲波觀察卵泡的變化，來有效指導同期發情和排卵。

圖1 初產母豬定時輸精和卵泡檢測方案

圖2 不同時期卵巢檢測圖像

3 B超監測技術在母豬定時輸精技術研究中的應用

2018年初，本團隊在華北某豬場對在自然發情和激素處理條件下的初產母豬卵巢上的卵泡生長發育、排卵進行了圖像跟蹤監測，同時對不同廠家激素制劑誘導的定時輸精的效果進行了初步分析。定時輸精和卵泡檢測方案如圖1所示：

試驗觀察到初產母豬斷奶后的自然發情靜立的比例較低，僅有56%。定時輸精處理后，不同廠家激素處理的靜立表現存在差異，國產激素1組靜立豬比例顯著提高，其他兩組靜立與對照組沒有差異。定時輸精處理后，母豬全部參加配種，配種率100%，而對照組僅有靜立表現的母豬能夠參配，配種率為56%，顯著低于定時輸精組。28 d妊娠診斷后，以斷奶母豬頭數為基數計算各試驗組的參配母豬妊娠率，對照組和國產激素2組，顯著低于國產激素1組和進口激素組。結果表明，定時輸精可以顯著提高斷奶母豬的配配率與參配母豬妊娠率，不同廠家的激素處理效果存在差異（見表1）。

從斷奶開始通過卵泡圖像檢測測量卵泡直徑發現：斷奶0～1 d，61頭母豬卵泡平均直徑為2.00 mm，僅11頭卵泡直徑達到3 mm以上。而根據國外文獻報道，同期的母豬卵巢上卵泡平均直徑為3～4 mm。本次試驗中，對照組斷奶第3 d，平均卵泡直徑為3 mm；定時輸精組激素處理后斷奶第2 d，平均卵泡直徑達到3 mm。斷奶第4 d（即注射GnRH當天），根據國外文獻，自然發情母豬卵巢上卵泡的平均直徑為6～6.5 mm。本次試驗中，對照組斷奶第4 d，平均卵泡直徑4.57 mm；定時輸精組激素處理后，平均卵泡直徑5.02 mm。這些結果表明，參加試驗的初產母豬斷奶后卵泡直徑小卵泡發育啟動滯后，定時輸精處理對于卵泡發育滯后有一定的改善效果。試驗中注射GnRH時，卵泡直徑偏小，GnRH后24 h內，母豬提前排卵比例較高（38.46%～68.75%）（見圖2、表2）。

表1 華北某豬場初產母豬定時輸精技術與B超監測情況

表2 定時輸精處理后卵泡直徑與排卵時間的初步分析

Noguchi等人（2010）研究表明，母豬斷奶后12 h，促黃體生成素（LH）開始出現高頻低峰值分泌模式，對卵泡發育的啟動至關重要。在這個階段缺少LH分泌的母豬通常會呈現卵泡發育遲緩、發情推遲、不發情等繁殖障礙問題。由營養、熱應激等因素導致的母豬乏情以及后備母豬不發情問題，可能與LH內分泌水平較低相關。

4 小結

B超的卵泡檢測技術在母豬定時輸精研究中已取得初步效果：

1）應用B超技術對母豬卵巢進行連續檢測，可以直觀地獲得卵泡發育和排卵的動態變化規律；有助于分析母豬卵泡發育的基礎狀況、發情狀況和配種時機；

2）應用B超技術有助于分析外源激素處理對卵泡發育影響及排卵同步化的效果，在新的調控藥物應用與定時輸精程序改進方面，具有重要的應用價值。