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为解决牛贫血诊断难题,研究人员开展牛眼部属性研究,发现其可辅助检测贫血,意义重大。
在畜牧业中,牛的健康状况对整个行业发展至关重要。贫血作为牛常见的血液疾病,不仅影响牛的生长发育,还可能导致生产性能下降,给养殖户带来经济损失。传统的贫血诊断方法,如使用 3 - part 和 5 - part 高度敏感的自动兽医血液分析仪检测红细胞计数(RBC)、血红蛋白(Hb)和血细胞比容(PCV)等血液指标,虽然结果准确,但存在诸多局限性。这些分析仪价格昂贵,需要定期维护,使用的化学试剂成本高,还要求操作人员具备专业技能。此外,偏远地区的实验室距离养殖场较远,血液样本在运输过程中容易出现问题,而且现场采血操作繁琐,给动物带来应激,可能影响检测结果的准确性。因此,开发一种简单、快速、无创的贫血检测方法迫在眉睫。
来自伊斯兰堡巴哈瓦尔布尔伊斯兰大学(The Islamia University of Bahawalpur)等机构的研究人员,针对这一问题开展了一项初步研究。他们首次对牛的多种眼部属性(眼球的 RGB 分析、形态测量以及睑结膜颜色)进行数字化定量研究,旨在探索这些属性作为无创预测指标,用于检测牛贫血的潜力。该研究成果发表在《BMC Veterinary Research》杂志上。
研究人员在开展研究时,采用了多种技术方法。首先,他们选取了 36 头明显健康的不同品种牛,包括 Cholistani、Sahiwal、Friesian 和 Jersey 品种,这些牛均在大学畜牧场采用集约化养殖方式饲养。在图像采集方面,使用 iPhone 12 ProMax 手机,在固定的光照、变焦和其他内部设置下,对牛的眼睛和睑结膜进行拍照和录像。血液样本采集后,使用经过验证的自动兽医血液分析仪(Rayto 7600)进行 RBC、Hb 和 PCV 检测。对于图像和视频处理,研究人员运用 Adobe Photoshop CS6 portable 软件获取眼球的形态测量属性、眼白百分比和睑结膜区域的像素信息,同时利用在线软件
www.imagecolorpicker.com分析牛眼球的 RGB 属性。最后,通过统计软件 SPSS for windows v20 对数据进行分析。
研究结果如下:
- 性别、品种和年龄对眼部属性的影响:研究发现,性别、品种和年龄对所研究的眼部属性均无统计学差异(P≥0.05)。基于此,研究人员将数据合并为一组,以增加样本量和统计效力,用于后续分析。
- 眼部属性与 RBC 计数的关系:RBC 计数与牛眼睛的蓝色(r=?0.255,p≤0.05)、黄色(r=?0.204,p≤0.049)和黑色(r=0.347,p≤0.038)属性之间存在微弱但统计学显著的关系。然而,其他眼部属性未能显著预测 RBC 计数,整体模型对 RBC 计数的解释方差为 79.5%,调整后的r2值较低,仅为 23%。
- 眼部属性与 Hb 的关系:牛眼睛的绿色(r=0.571,p≤0.050)、蓝色(r=0.706,p≤0.037)、黄色(r=0.624,p≤0.044)、黑色(r=0.712,p≤0.033)和白色(r=0.778,p≤0.050)与 Hb 呈正相关,并能显著预测 Hb。整体模型的调整r2值为 0.67,表明其对 Hb 的预测能力达到 67.0%。
- 眼部属性与 PCV 的关系:眼部属性如红色(r=?0.536,p≤0.016)、绿色(r=?0.565,p≤0.030)、品红色(r=?0.409,p≤0.05)、黄色(r=?0.563,p≤0.013)、黑色(r=0.700,p≤0.022)和白色(r=?0.805,p≤0.008)与 PCV 高度相关。整体模型对 PCV 的预测能力较强,达到 67.6%。
- 睑结膜颜色分组及相关参考区间:通过视觉检查、平均灰度值(MGV)和睑结膜像素分组,研究人员发现牛的睑结膜主要呈现三种颜色模式:淡粉色至浅粉色、粉色至深粉色、红色至粉色。RBC 计数、Hb 和 PCV 在不同颜色组中呈现出正相关趋势,红色至粉色组的值最高。根据这一分组,研究人员制定了睑结膜颜色图表,并为不同颜色组分配了 RBC 计数、Hb 和 PCV 的参考区间。
在研究结论和讨论部分,研究人员指出,牛的多种眼部属性,尤其是眼球图像属性中的蓝色、黄色、黑色、白色和亮度,可作为 Hb 和 PCV 的无创指标,有助于牛贫血的检测。基于研究数据开发的睑结膜颜色图表,有望成为现场即时检测(POCT)工具,用于预测牛的 Hb 和 PCV 水平。不过,该研究也存在一定的局限性,如样本量相对较小(n=36),可能影响统计效力,无法准确检测小到中等效应量。未来的研究需要扩大样本量,纳入健康和患病的牛,以进一步验证这些发现。此外,还可探索将热成像、红外成像等其他无创指标或工具与眼部属性结合,提高贫血检测的准确性,同时利用人工智能进行自动眼部图像分析,优化检测流程,增强现场应用效果。
总之,这项研究为牛贫血的无创检测提供了新的思路和方法,对推动畜牧业的健康发展具有重要意义。