Способ неинвазивной прижизненной оценки физиологического состояния рыб


 


Владельцы патента RU 2596498:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Уральский научно-практический центр радиационной медицины" Федерального медико-биологического агентства России (ФГБУН УНПЦ РМ ФМБА России) (RU)

Изобретение относится к экологии и может быть использовано для неинвазивной прижизненной оценки физиологического состояния рыб по изменению цвета кожных покровов. Для этого фотографируют один из функциональных элементов организма рыбы при естественном освещении, получают цветное изображение этого органа (плавник) и проводят определение цветовых координат в выбранной цветовой модели пространства L*a*b. Преобразуют полученное изображение, применяя цветовой профиль, сгенерированный для данных условий освещения с помощью цветовой шкалы X-rite ColorCheker Passport и сохраняют его в формате TIFF 16 бит на канал. В пространстве L*a*b производят измерение цветовых координат, усредненных по всей поверхности плавника в канале *а, полученные значения сравнивают со значениями нормы, определенными для данного вида рыбы, сезона, местности. При этом значения, превышающие показатели нормы, указывают на болезненное состояние исследуемого животного, перенесение им стресса. Изобретение позволяет проводить неинвазивный прижизненный мониторинг состояния рыб. 1 пр.

 

Изобретение относится к вопросам биологического мониторинга состояния окружающей среды, рыбоводства, а также популяционной ихтиологии, а именно к исследованиям с помощью оптических средств, в частности к области измерения цвета поверхности объектов, и может найти применение в различных областях, где требуется объективное определение цвета поверхности биологических объектов, в том числе в биологическом мониторинге состояния окружающей среды, рыборазведении и аквариумистике (при определении состояния организма взрослых особей), при проведении контроля качества пищевых продуктов и т.д.

Известен способ оценки рыбоводного качества икры самок осетровых рыб, описанный в заявке №2008152495 по кл. A01K 61/00, заявке 29.12.08, опубл. 10.07.10.

Известный способ оценки рыбоводного качества икры самок осетровых рыб производится по содержанию каротиноидов в тканях и отличается тем, что определяют удельное содержание каротиноидов в гонадах зрелых самок и при их значениях в пределах 44,6-58,6 мкг/г сырой ткани икру оценивают как пригодную для рыбоводных целей.

Однако, поскольку заявка не стала патентом, то суть осуществления способа, его достоинства и недостатки оценить трудно.

Известен способ измерения цвета (см. Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике. - М.: Мир. - 1978. - С. 249-251) на фотоэлектрических колориметрах путем определения координат цвета исследуемого образца по функциям сложения МКО 1931 г.

Данный способ включает в себя тонкую регулировку трех фотоэлементов или фотоумножителей так, чтобы их чувствительность была пропорциональна по всему видимому спектру, например, функциям сложения МКО 1931 г. При этом если получено точное воспроизведение функций сложения МКО, то реакция фотоумножителей при измерении цвета исследуемого образца должна соответствовать реакции образца сравнения, в таком случае делают заключение об одноцветности исследуемого образца и образца сравнения относительно стандартного наблюдателя.

Недостаток известного способа заключается в его сложности из-за применения фотоколориметров, необходимости их тонкой регулировки.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ определения количества каротиноидов в мышцах лососевых рыб с помощью фотографического метода, представленный в статье авторов Yavuz Yagiz, Hordur G. Kristinsson, Murat O. Balaban, Brace A. Welt, Sivakumar Raghavan, Maurice R. Marshal «Correlation between astaxanthin amount and a* value in fresh Atlanticsalmon (Salmo salar) muscle during different irradiation doses» // Food Chemistry 120 (2010) 121-127 (см. приложения к заявке - Приложение 1 - оригинальный текст, Приложение 2 - перевод методической части на русский язык) и выбранный в качестве прототипа.

Известный способ включает в себя фотографирование с помощью цифровой камеры образца мышц, помещенных в световой короб, в условиях стандартного освещения лампами дневного света D65 и определение цветовых координат в пространстве L*a*b.

Недостаток известного способа заключается в следующем. Для определения состояния рыб требуется отделить мышцу рыбы (т.е. способ является инвазивным) и исследовать ее, что естественно, влечет за собой гибель животного. Кроме того, при измерении требуется размещение исследуемого образца в устройстве для измерения цвета, что усложняет методику исследования.

Задачей является исследование состояния рыбы без нанесения ущерба ее жизни и здоровью при упрощении использования способа в полевых условиях.

Поставленная задача решается тем, что в способе неинвазивной прижизненной оценки физиологического состояния рыб, заключающемся в исследовании одного из функциональных элементов организма рыбы путем фотографирования в условиях стандартного по цветовой температуре света освещении получения цветного изображения этого элемента, преобразования изображения и определения цветовых координат в выбранной цветовой модели пространства L*a*b, согласно изобретению, в качестве исследуемого функционального элемента организма рыбы используют ее плавник, фотографирование которого производят в условиях стандартного по цветовой температуре света освещении, преобразуют полученное изображение, применяя цветовой профиль, сгенерированный для данных условий освещения с помощью цветовой шкалы X-rite Color Cheker Passport, затем сохраняют его в формате TIFF 16 бит на канал, в пространстве L*a*b производят измерение цветовых координат усредненно по всей поверхности плавника, затем сравнивают координаты канала *а со значением показателя для здоровых рыб, при этом значения, превышающие показатели нормы, указывают на болезненное состояние исследуемого животного, перенесение им стресса.

Использование в качестве исследуемого функционального элемента организма плавника рыб дает возможность проводить исследование их состояния неинвазивно, сохраняя животным жизнь и здоровье без необходимости размещения исследуемого образца в устройстве для измерения цвета, что упрощает методику исследования.

Технический результат - возможность неинвазивного мониторинга состояния рыб с упрощением методики исследования.

Заявляемый способ обладает новизной, отличаясь от прототипа такими существенными признаками как использование в качестве исследуемого функционального элемента - плавника рыб, фотографирование плавника в условиях стандартизованного с помощью вспышки освещения, преобразование полученного изображения с применением цветового профиля, сгенерированного для данных условий освещения с помощью цветовой шкалы X-rite ColorCheker Passport, сохранение его в формате TIFF 16 бит на канал, выполнение измерения цветовых координат, усредненных по всей поверхности плавника в пространстве L*a*b, сравнение их с нормой, определенной для данного вида рыб, и оценка состояния рыбы, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.

Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, поэтому он считает, что заявляемый способ соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемый способ неинвазивной прижизненной оценки физиологического состояния рыб может найти широкое применение в биологическом мониторинге состояния окружающей среды, рыборазведении и аквариумистике (при оценке состояния организма взрослых особей), при проведении контроля качества пищевых продуктов и т.д., а потому соответствует критерию «промышленная применимость».

Заявляемый способ неинвазивной прижизненной оценки физиологического состояния рыб основан на определении цвета кожных покровов, а именно плавников рыб, поскольку было установлено, что цвет плавников рыб находится в достоверной зависимости от неблагоприятного влияния экологических факторов (например, ионизирующего излучения), инфицирования экзопаразитами.

Заявляемый способ неинвазивной прижизненной оценки физиологического состояния рыб заключается в следующем.

Исследуют один из функциональных элементов организма рыбы путем фотографирования его при освещении, получения цветного изображения этого органа и определения цветовых координат в выбранной цветовой модели пространства L*a*b. При этом в качестве исследуемого органа рыбы используют ее брюшной плавник, фотографирование которого производят в условиях стандартного по цветовой температуре света освещении. Затем преобразуют полученное изображение, применяя цветовой профиль, сгенерированный для данных условий освещения с помощью цветовой шкалы X-rite ColorCheker Passport. Преобразованное изображение сохраняют в формате TIFF 16 бит на канал. В пространстве L*a*b производят измерение цветовых координат усредненно по всей поверхности плавника. Далее полученные значения в канале *а сравнивают со значениями нормы, определенными для данного вида рыбы. Значения, превышающие показатели нормы, указывают на патологическое состояние исследуемого животного.

Способ обеспечивает оценку физиологического состояния рыбы без инвазивного вмешательства и размещения исследуемого образца в устройстве для измерения цвета.

Практически неинвазивная прижизненная оценка физиологического состояния рыб с измерением цвета поверхности плавника рыбы осуществляется с помощью заявляемого способа следующим образом.

1. Рыба фиксируется на поверхности с нейтральным цветом (белая бумага, ткань и т.д.) с помощью булавок или иным способом. Исследуемый плавник должен быть полностью отогнут от тела рыбы.

2. С помощью цифрового фотоаппарата получают цветное изображение в формате ARW (может иметь иную маркировку у других производителей, подходит любой 14 или 16-битный формат - NEF, TIFF, DNG и другие). Поверхность плавника, на которой будет происходить измерение, должна быть равномерно проэкспонирована.

3. К полученному изображению применяют цветовой профиль, сгенерированный для данных условий освещения (фотографическая вспышка, D55) с помощью цветовой шкалы X-rite Color Cheker Passport. Затем сохраняют в формате TIFF 16 бит на канал.

4. Далее производят непосредственно определение цветовых координат образца с помощью пакета программного обеспечения Adobe Photoshop: плавник необходимо выделить целиком, с помощью любого из инструментов раздела «выделение», затем с помощью фильтра Average усредняют цвет по всей поверхности плавника и с помощью инструмента Color sample производят замер цветовой координаты *а в пространстве L*a*b.

5. Полученные значения в канале *а сравнивают со значениями нормы (97,5% квантиль для выборки здоровых рыб из водоема контроля), определенными для данного вида рыбы, сезона, местности. Значения, превышающие показатели нормы, указывают на болезненное состояние исследуемого животного, перенесение им стресса.

Пример 1

В результате проведенных исследований на рыбах из радиоактивно-загрязненного водотока р. Теча и водотока сравнения - р. Миасс, обнаружено, что цвет брюшных плавников рыб, выловленных в р. Теча (среднее значение 28.6+1.5) достоверно более насыщенный в канале *а (Х2=13.8, df=1, р=0.0002), чем цвет плавников рыб с контрольной территории (среднее значение 18.3+1,5). При анализе цвета плавников рыб с обеих станций вместе значения канала *а брюшных плавников рыб, зараженных эндопаразитами - трипаносомами (среднее значение 22,2+1,3), достоверно выше (Х2=18.1, df=1, р=0,000021), чем значения полученные у здоровых рыб (среднее значение 14,2+1).

Было определено верхнее значение нормы насыщенности цвета брюшных плавников в канале *а для окуней, выловленных на контрольной территории и не зараженных эндопаразитами, которое равно 25. Таким образом, окуни, имеющие более высокие значения насыщенности цвета брюшного плавника, находятся в патологическом состоянии или состоянии выраженного стресса.

Для определения физиологического/патологического состояния рыб иных видов, необходимо определить границы нормы, проанализировав значения цвета плавников рыб с контрольной территории. Определить в качестве критерия физиологической нормы границу 97,5% квартиля. Значения показателя больше этого могут быть интерпретированы как проявления патологического состояния у рыб или состояния выраженного стресса.

В сравнении с прототипом заявляемый способ позволяет исследовать состояние рыбы без нанесения ущерба ее жизни и здоровью при упрощении использования способа в полевых условиях.

Способ неинвазивной прижизненной оценки физиологического состояния рыб по изменению цвета кожных покровов, заключающийся в исследовании одного из функциональных элементов организма рыбы путем фотографирования его при освещении, получения цветного изображения этого органа и определения цветовых координат в выбранной цветовой модели пространства L*a*b, отличающийся тем, что в качестве функционального элемента организма рыбы используют ее плавник, фотографирование которого производят в условиях естественного освещения, преобразуют полученное изображение, применяя цветовой профиль, сгенерированный для данных условий освещения с помощью цветовой шкалы X-rite ColorCheker Passport, затем сохраняют его в формате TIFF 16 бит на канал, в пространстве L*a*b производят измерение цветовых координат, усредненных по всей поверхности плавника в канале *а, полученные значения сравнивают со значениями нормы, определенными для данного вида рыбы, сезона, местности, при этом значения, превышающие показатели нормы, указывают на болезненное состояние исследуемого животного, перенесение им стресса.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, и может быть использовано для прогнозирования индивидуальной приверженности больных с артериальной гипертензией к лечению физическими нагрузками.

Изобретение относится к медицинской диагностике и представляет собой способ определения степени нарушения функции почек при почечной недостаточности, заключающийся в том, что утром после завтрака принимают 1 таблетку препарата «Золотой конек», запивая 100 мл воды, и через три часа по степени изменения окраски мочи определяют нарушение функции почек: в норме цвет мочи насыщенный ярко-зеленый, при почечной недостаточности - бледно-зеленый; повторное определение выполняют через шесть часов после приема таблетки: в норме моча становится бледно-зеленого цвета, при почечной недостаточности - зеленого цвета; заключительное определение выполняют через девять часов после приема таблетки: в норме цвет мочи соломенно-желтый, при почечной недостаточности цвет - бледно-зеленый.

Изобретение относится к микроэкологии и иммунологии и может использоваться для интегральной оценки состояния здоровья человека при прогнозировании инфекционного заболевания.
Изобретение относится к области медицины, а именно к способу выявления нервных структур в тканях. Сущность изобретения состоит в том, что исследуемый материал первоначально перфузируют через сосуды 5% раствором глюкозы с помещением на 10-15 мин в 1-2% раствор диметилсульфоксида на дистиллированной воде с дальнейшей промывкой сосудистого русла 5% раствором глюкозы, введением в сосуды 2% раствора Co(NO3)2 на 15-20 мин и промывкой 1-2 мин 5% раствором глюкозы, далее помещением для пропитывания в смесь из 10% Na2S и 70% этилового спирта на 1-8 ч, в зависимости от структуры и массы материала, с последующей промывкой в дистиллированной воде до исчезновения запаха сероводорода, фиксацией 3-е суток в 10% нейтральном формалине и доокрашиванием полученных гистологических срезов в 0,15% галлоцианине, причем исследуемые на микропрепарате нервные волокна, особенно безмякотные, - интенсивно черные на светлом фоне, а ядра клеток и их цитоплазма - слегка синие.

Изобретение относится к области медицины, а именно гепатологии, и касается способа прогнозирования эффективности проведения гепатотропной терапии у больных неалкогольной жировой болезнью печения (НАЖБП).

Изобретение относится к медицине, кардиологии. У обследуемых учитывают наличие или отсутствие артериальной гипертонии, сахарного диабета, отягощенной наследственности по ишемической болезни сердца, конституционно-морфологический тип по Рису-Айзенку и Теннеру.

Изобретение относится к медицине, экологии, токсикологии и может быть использовано для дифференциальной диагностики у детей дисметаболической нефропатии, ассоциированной с токсическим действием кадмия, хрома, свинца и фенола техногенного происхождения и дисметаболической нефропатии нетоксической природы.
Изобретение относится к области медицины, а именно к способу прогнозирования течения апластической анемии после спленэктомии по индексу соотношения масс CD4+ и CD8+Т-лимфоцитов.

Изобретение относится к медицине, а именно к акушерству и гинекологии, и может быть использовано для индивидуального прогнозирования антенатальной гибели плода у беременных и выбора рациональной акушерской тактики в зависимости от результатов прогноза.
Изобретение относится к ветеринарии и предназначено для взятия крови у шиншилл. Шиншиллу фиксируют на животе с запрокинутой назад головой.

Устройство включает понтоны для установки устройства на водоеме, внешний садок из водонепроницаемого материала, верхняя часть которого имеет форму куба, нижняя - форму опрокинутой усеченной пирамиды с металлическим наконечником и отверстием на вершине, насос и аэратор.

Устройство включает две основные части (2), между которыми расположена по меньшей мере одна шина (14). Каждая основная часть (2) содержит обращенные друг к другу на одном уровне соединенные первые захватывающие элементы (7) и вторые захватывающие элементы (15), выполненные с возможностью скольжения по вертикали в каждой основной части (2) для установки над указанными первыми захватывающими элементами (7) с их перекрыванием.

Способ включает отлов производителей разных рас и стадий половой зрелости. Маточное стадо резервируют в морской воде соленостью 3,07÷8,00‰ до наступления полового созревания производителей.

Способ предусматривает добавление в водную среду обитания молоди рыб гуминового соединения, содержащего в определенных количествах гуминовые кислоты и фульвокислоты.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при создании агробиокомплексов, предназначенных для выращивания растений, животных, рыб и птиц.

Установка включает опорный каркас, напорную емкость, инкубационные сосуды для икры, емкость для отвода личинок с сетчатым вкладышем и систему труб водоподачи и водоотведения.

Изобретение относится к рыбоводству и может быть использовано при выращивании молоди осетровых на предприятиях по разведению и воспроизводству. Способ предусматривает обработку оплодотворенной икры препаратом "Споротермин" в количестве 4 г на 100 мл воды на 1 кг оплодотворенной икры с экспозицией не менее 15 минут.

Изобретение относится к индустриальному рыбоводству и может быть использовано для получения жизнестойкой молоди рыб. Способ предусматривает обработку икры осетровых рыб водным раствором комплексного препарата Гамавит.
Изобретение относится к рыбоводству и может быть использовано для транспортировки и хранения живых личинок, молоди и взрослых особей рыб. Способ предусматривает сохранение живой рыбы в емкости с водой, содержащей щелочной фосфатный буфер в количестве 7 или 7,5 г на 6 л воды и водный раствор 6% перекиси водорода.

Изобретение относится к области исследований экологического состояния водоемов. Способ включает определение среднемесячной температуры воды, уровня выпавших осадков и уровня влажности воздуха.
Способ включает отбор половозрелых производителей, инъецирование их суспензией гипофиза рыб, отбор половых продуктов, осеменение икры, обесклеивание ее раствором молока при перемешивании пузырьками воздуха. После обесклеивания икру отмывают водой и подвергают обработке отваром коры и листьев ивы при перемешивании пузырьками воздуха. Затем производят инкубацию икры, выдерживание и подращивание личинок. Изобретение обеспечивает повышение выхода жизнеспособных личинок. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.
Наверх