李 根，彭妙蓮，王 壘，黃美玲，陳小強，王聲會

（廣東溫氏種豬科技有限公司，國家生豬種業(yè)工程技術(shù)研究中心，廣東 云浮 527400）

超聲在豬背膘測定中的應(yīng)用

李 根，彭妙蓮，王 壘，黃美玲，陳小強，王聲會

（廣東溫氏種豬科技有限公司，國家生豬種業(yè)工程技術(shù)研究中心，廣東 云浮 527400）

豬的背膘厚指的是豬的皮下脂肪厚度，皮下脂肪是位于真皮層以下、筋膜層以上的皮下脂肪組織。背膘厚是一個很重要的繁殖性狀，養(yǎng)豬生產(chǎn)者對背膘厚的選擇廣泛應(yīng)用于遺傳改良和提高母豬的繁殖性能。國內(nèi)外大量研究表明，背膘厚的遺傳力很高(h2=0．52)，而且背膘厚與瘦肉率具有高度的表型負相關(guān)（r=-0．81），所以在豬的育種上通常選擇背膘厚來提高瘦肉率[1]。長期連續(xù)進行以降低背膘厚為目標的選種，可以間接降低胴體脂肪含量，提高胴體瘦肉率以滿足人類對瘦肉的需求。

背膘厚是衡量母豬體況的重要指標，它反映了母豬在不同階段的營養(yǎng)狀況和體能儲備[2]。背膘是豬脂質(zhì)沉積的主要部位，在穩(wěn)定機體代謝平衡方面起著重要作用。豬的背膘不僅是機體的能量貯存庫，還具有內(nèi)分泌功能，其分泌的脂肪因子如瘦素、抵抗素等作用于機體的神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)及內(nèi)分泌器官，調(diào)節(jié)機體一系列生物學(xué)和生理過程，如體溫的調(diào)節(jié)、能量平衡調(diào)控、胰島素敏感性、炎癥反應(yīng)和心血管反應(yīng)等[3-4]。背膘還可作為雌二醇、黃體酮等性激素貯存和釋放的器官，當母豬的背膘水平低于某個閾值時就會發(fā)生繁殖障礙[5]。背膘厚與母豬繁殖性能密切相關(guān)，背膘厚是了解妊娠母豬營養(yǎng)需要的重要根據(jù)，在母豬不同的生理階段保持適宜的背膘厚度能提高其繁殖性能[6]。

現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)中，人們越來越重視對背膘厚的測定與控制，基于背膘厚來飼喂母豬是提高母豬繁殖性能和豬場經(jīng)濟效益的重要措施。同時由于背膘易于測定，可以廣泛用于生產(chǎn)實踐中。

1 豬背膘測定方法

背膘測定有超聲波測定、探針法、屠宰測定等幾種方法。在國外，動物的活體超聲波測定技術(shù)自20世紀40年代興起，Wild[7]首次報道了運用超聲技術(shù)量化活體動物肌肉和脂肪組織的方法，到了20世紀50年代就有了使用超聲波測量豬的活體背膘厚[8]。隨著超聲波活體測膘方法的建立，使活體間接選擇瘦肉率成為可能，帶來了巨大的遺傳進展和經(jīng)濟效益。

國內(nèi)在超聲波測定推廣之前常采用探針法進行活體測膘，首先對測量部位進行剃毛消毒，后用探針在垂直于體軸的方向戳穿皮膚，然后將直尺插入脂肪層，當感覺到有較大阻力時停止，待豬稍安靜時，迅速將尺子抽出讀數(shù)[9]。探針法對豬有一定的損傷，且應(yīng)激較大。屠宰測定是用游標卡尺直接對胴體進行背膘厚度的測量，20世紀60年代之前大多用此方法，現(xiàn)在屠宰后測定往往作為衡量超聲儀器準確度的標準。由于探針法和屠宰測定存在許多弊端，現(xiàn)生產(chǎn)中最常用的是超聲波活體背膘測定法。

2 超聲測量背膘原理

人的耳朵能聽見的聲波振動頻率在20～20 000 Hz之間，低于20 Hz的聲波稱次聲波。超聲波是振動頻率頻率高于20 000 Hz、人耳聽不見的聲波，超聲波屬于聲波，具有聲波的共性，即都是由物質(zhì)振動而產(chǎn)生的，并且只能在介質(zhì)中傳播，即超聲波是振動在彈性介質(zhì)中的傳播，是一種機械波[10]。超聲波的波長較短，具有良好的方向性，貫穿組織的能力較強而且在界面有顯著的反射，這是超聲測量背膘厚的基礎(chǔ)。

超聲波由換能器發(fā)出，在傳播過程中遇到兩種不同聲阻抗物質(zhì)所構(gòu)成的聲學(xué)界面時，一部分超聲波會反射到前一種介質(zhì)中，反射回來的超聲稱為回聲，聲阻抗差值大于0．1%就可以產(chǎn)生反射，回聲的強弱是超聲測定的基本依據(jù)?；芈暤膹娙踔饕Q于構(gòu)成聲學(xué)界面的兩種介質(zhì)的聲阻抗差值，聲阻抗差值越大，反射越強，回聲強度越大，反之越小。空氣的聲阻抗值為0．000 4×106(Pa·s)/m，軟組織的聲阻抗值為1．5×106(Pa·s)/m，二者聲阻抗值相差約4 000倍，兩者構(gòu)成的界面反射能力特別強，超聲波垂直入射空氣與軟組織交界面上的聲強反射系數(shù)高達99．9%[11]。所以在進行超聲測膘時，如果探頭與動物體表之間有空氣或氣泡，超聲就會在動物體表幾乎100%被反射而不能夠到達被探測的部位，超聲波不能從氣體進入固體，所以在超聲探測時必須使用耦合劑[12]。

豬的表皮、脂肪、肌膜、肌肉、骨骼等不同組織間聲阻抗值存在差異，當超聲通過不同組織時構(gòu)成的界面時可以產(chǎn)生能識別反射，根據(jù)回聲的分布、強弱就可以推斷不同組織在豬體內(nèi)的位置和大小，從而測量出其長度、面積等信息。根據(jù)超聲回聲顯示方式的不同，超聲儀器主要有A型、B型、D型、M型等四類。在豬生產(chǎn)上常用的是A型和B型。

A型超聲簡稱A超又稱幅度調(diào)制型超聲，根據(jù)單一晶體超聲束在機體傳播時，在不同組織界面上產(chǎn)生相應(yīng)不等強度的反射，按回波出現(xiàn)的先后順序，不同幅度和不同距離的回波就會顯示在示波屏上。A超就是將超聲回聲信號以波的形式顯示出來，縱坐標表示波幅的高度即回聲的強度，橫坐標表示回聲的往返時間即超聲所探測的距離或深度，有些A超是將超聲所探測的深度以液晶數(shù)字顯示出來(如A型超聲測膘儀)。A超主要用于動物背膘的測定等，畜牧常用A超有PIGLOG105，RENCO等。

B型超聲簡稱B超又稱輝度調(diào)制型超聲。多晶體超聲束穿過體表時，B超將各層組織反射的回聲轉(zhuǎn)變?yōu)閺娙醪煌墓恻c，回聲信號就以光點明暗即灰階的形式顯示出來。光點的明暗代表回聲界面反射的強弱，這些光點、光線和光面構(gòu)成了被探測部位二維斷層圖像或切面圖像，這種圖像稱為聲像圖。B超廣泛地應(yīng)用于人與動物各組織器官的疾病的診斷，也廣泛地用于動物妊娠檢查、背膘和眼肌面積的測定。畜牧常用B超有ALOKA-500V，YAWEI-9000V，VETKO Plus等。

3 豬背膘測定位點的研究

早在1971年，英國肉類與家畜委員會(MLC)把最后肋骨處背最長肌上方的3個位點：P1、P2、P3（三點距背中線的距離分別為4．5 cm、6．5 cm和8 cm）測得的背膘厚納入豬胴體分級方案[13]。而澳大利亞和新西蘭胴體分級方案中把P2點測得的背膘厚作為胴體分級方案的依據(jù)[14]。后來Kempster等通過試驗證實了P2點測得的背膘厚比其他位置更能準確地預(yù)測瘦肉率[15]。豬背中線兩側(cè)背最長肌上方的皮下脂肪厚度值能較好地反映胴體瘦肉率，于是就選擇了P1、P2和P3三個測量位點用于估測瘦肉率，其中P2點應(yīng)用最廣。在英國，75%以上屠宰豬的胴體分級都采用P2點測量法[16]。

為了研究超聲活體測膘與實際背膘厚的相關(guān)性，國內(nèi)研究者做了大量的對比試驗。熊遠著等[17]就對超聲測量活體膘厚與實測膘厚的相關(guān)性進行了研究，研究表明最后肋骨處活體測量膘厚與屠體實測相應(yīng)點膘厚的相關(guān)系數(shù)最高。同時最后肋骨處活體部位較易確定，受度量誤差影響較小。何志平等[18]測定了杜×長二元雜豬5個部位共15個位點的活體背膘厚，并與屠宰實測背膘厚進行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)最后肋骨處、腰薦結(jié)合處離背中線5 cm處與實測背膘相關(guān)性最強，而肩部6～7肋骨處與實測值相關(guān)系數(shù)最低。楊秀娟（2014）[19]用A超測量豬不同位點的活體膘厚，并與相應(yīng)位點胴體實際膘厚進行回歸分析，表明最后肋骨處活體測量背膘與胴體實際背膘的相關(guān)性為強相關(guān)，兩者存在直線回歸關(guān)系，為提高A超測量的準確性，可通過回歸方程將A超測量值換算為實測值。以上研究均表明，用最后肋骨處的活體膘厚來反映豬胴體的實際膘厚是可行。

背膘厚往往作為反映瘦肉率的間接指標，最后肋骨處的膘厚與胴體實際膘厚的正相關(guān)性最強，也即是與胴體瘦肉率的負相關(guān)性最強，而P2點作為國際養(yǎng)豬業(yè)通用的一個測量位點，經(jīng)過這么多年實踐的檢驗可以廣泛地應(yīng)用于母豬的體況評價中。雖然P2點背膘通常用來代表母豬膘情的最佳部位，但是，倒數(shù)第3～4肋骨間、胸腰椎結(jié)合處、腰薦椎結(jié)合處等測定位點的測定也比較多。中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準《種豬生產(chǎn)性能測定規(guī)程》規(guī)定的種豬終測時背膘測定部位：采用B超測定倒數(shù)3～4肋骨間左側(cè)距背中線5 cm處背膘厚，采用A超測定腰薦椎結(jié)合處、胸腰椎結(jié)合處左側(cè)距背中線5 cm處兩點背膘厚平均值[20]。

4 超聲測量背膘準確性

超聲活體測量豬背膘的準確性是育種和飼喂的前提，影響超聲活體測量準確性的因素主要有儀器因素、人員因素等。

4.1 不同儀器

不同儀器測定結(jié)果的準確性差別很大。樓平兒等[21]研究發(fā)現(xiàn)A超、B超在不同位點測量的背膘厚存在差異，在相同位點測得的背膘厚也存在差異，B超得測量值往往大于A超。謝水華等[22]根據(jù)《種豬生產(chǎn)性能測定規(guī)程》采用A超、B超對種豬進行活體背膘并比較兩種儀器的差異，結(jié)果表明B超測量值略高于A超測量值，兩者差值在0．28 mm以下。McLaren等[23]用A超和B超活體測量了45頭豬在最后肋骨處的背膘厚度，屠宰后又在相同位點測量胴體背膘厚度，結(jié)果是A超測得的平均膘厚為13．7 mm，B超則是23．2 mm，胴體平均膘厚是27．2 mm。由此可見，B超活體測量值與胴體實際值的差異要小于A超與胴體的差異。多數(shù)研究者認為B超比A超在相同位點所測背膘更接近真實背膘厚度[24-26]。B超的準確性要好于A超，同時大多數(shù)研究中同一位點的B超測量值要高于A超。A超與B超在相同位點測量值準確性的差異很可能是因為A超與B超的探頭類型不同。Pomar等[27]用四種不同型號的探頭測量了268頭豬的背膘厚，結(jié)果表明探頭傳輸距離較短的探頭的準確性較高，而傳輸距離較長的探頭準確性較低。A超是單晶體一個點的測量波形圖，而B超是多晶體多個點測量的聲像圖；A超掃描的是平面，信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字或示波，B超掃描的則是二維立面，信號轉(zhuǎn)化為圖像，測量結(jié)果準確性大大提高。

蔣小兵[28]比較1臺A超和4臺B超活體測量值與胴體實測值的差異，結(jié)果表明不同儀器活體測量豬背膘厚度都略低于胴體真實值，同時有的儀器測量值與宰后真實值存在顯著性差異。這提示我們在生產(chǎn)中儀器選擇的重要性，面對不同廠家生產(chǎn)的B超，我們可以選擇與屠宰后實測值相關(guān)性最高的B超。實際生產(chǎn)中我們也可以根據(jù)豬場的實際情況來選擇背膘儀器，雖然B超比A超準確，但A超讀數(shù)方便且便宜、便攜，豬場可以建立A超、B超的直線回歸關(guān)系，A超測量的結(jié)果可以通過直線回歸轉(zhuǎn)換成B超的測量結(jié)果。

4.2 測定人員

測定人員往往是影響超聲測定背膘結(jié)果的關(guān)鍵因素。Herring等[29]認為由于測量經(jīng)驗和培訓(xùn)程度的差異，不同測定人員在判別超聲圖像時，會對圖像組織輪廓的認識產(chǎn)生主觀上的差異，致使背膘厚的結(jié)果有顯著性差異。劉望宏等[30]報道人員因素對B超測量豬活體膘厚的結(jié)果有極顯著的影響，不同測量人員在選取B超圖像背膘厚的方法上存在較大的主觀差異。蔣小兵[28]研究發(fā)現(xiàn)不同測量人員在識別超聲波測量圖像的背膘厚度時，訓(xùn)練程度較高的測定人員間所測背膘厚偏離真實值為0．52～0．68 mm，而訓(xùn)練程度較低的測定人員偏離值為1．21～1．31 mm?？梢?，經(jīng)驗越豐富準確性越高。

不同人員主觀判斷的差異，也與豬背膘生理結(jié)構(gòu)也有關(guān)系，豬一般有兩層背膘厚度，某些豬背膘生長發(fā)育比較充分時可清晰見到3層，同時有些豬第3層背膘較薄不易被發(fā)現(xiàn)，這常常導(dǎo)致不同經(jīng)驗的測量人員讀取數(shù)據(jù)起止點發(fā)生差異，進而導(dǎo)致測量值不同[1]。在實際測量中不同測定人員按壓探頭的力度不同，不同人獲取的清晰圖像也是不同的，同時不同人在判斷圖像背膘厚的界線也會有區(qū)別，導(dǎo)致不同的人員的測量準確性有不同，而且它們常常和儀器因素交叉一起影響測量結(jié)果。

豬的背膘會隨著豬的生長不斷變厚，有的豬只有兩層背膘，有的豬有3層背膘，同時第3層背膘與眼肌肌膜的結(jié)構(gòu)很相似，這在成像不清晰的B超上很難去區(qū)別辨認。而在A超的測定過程中，當遇到第3層背膘與眼肌肌膜的分界不清晰時，A超顯示的3層背膘厚數(shù)值會在幾個數(shù)字之間跳動，這大大增加了測量的難度，正是因為第3層背膘的不確定性，有些豬場在生產(chǎn)中只測豬的兩層背膘厚。

生產(chǎn)中為了提高活體測膘的準確性，一方面可以通過加強測定人員對于測定操作和圖像識別方面的培訓(xùn)，在統(tǒng)一測定方法基礎(chǔ)上，進一步規(guī)范測量操作和圖像識別的原則，可以降低因方法學(xué)帶來的誤差，提高活體測膘的準確性和精確性；另一方面有賴于獸用超聲技術(shù)的進一步普及和發(fā)展，可以預(yù)見的是，隨著高、精、尖的超聲儀器運用在活體測膘上，儀器和人員誤差可以進一步得到縮小。

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2017-03-13）

李根（1990-），男，碩士，研究方向為動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)，E-mail：lga1990@163.com