基于3D卷积视频分析的猪步态评分方法

【目的】猪肢蹄病是种猪淘汰的重要原因之一,给养殖场带来巨大的经济损失。猪蹄疾病判断通常依赖人工肉眼观察猪只步态进行排查,存在效率低、人力成本高等问题。本文旨在实现自动化猪步态评分,高效判断猪只肢蹄健康状况。【方法】本文提出一种“端到端”的猪步态评分方法,在单头种猪经过测定通道时采集视频,并制作四分制步态数据集。采用深度学习技术分析视频,设计了一种基于3D卷积网络的时间注意力模块(Time attention module,TAM),有效提取视频帧图像之间的特征信息。将TAM与残差结构结合,构建猪步态评分模型TA3D,对步态视频进行特征提取与步态分类评分。为进一步提升模型性能并实现自动化处理,本文设计了步态关注模块(Gait focus module,GFM),能够自动从实时视频流中提取有效信息并合成高质量步态视频,在提高模型性能的同时降低计算成本。【结果】试验结果表明,GFM可以实时运行,步态视频大小可以减少90%以上,显著降低存储成本,TA3D模型步态评分准确率达到96.43%。与其他经典的视频分析模型的对比测试结果表明,TA3D的准确率和推理速度均达到最佳水平。【结论】本文提出的方案可应用于猪只步态自动评分,为猪肢蹄病的自动检测提供参考。

围产牛步态评分对母牛和犊牛健康状况及生产性能的影响

本文选择3个高产牧场1643头荷斯坦母牛,跟踪其步态评分(LS)、分娩状况、产后疾病情况、高峰产奶量以及所产犊牛在哺乳期内疾病情况和日增重,研究围产牛步态评分对母牛和犊牛健康及生产性能的影响。结果表明:随着围产牛LS的提高,头胎母牛和经产母牛分娩评分趋于呈二次曲线提高(P<0.10),头胎母牛(P<0.05)和经产母牛(P<0.10)高峰奶产量线性下降;产后疾病评分不受LS的影响(P>0.05);随着围产牛LS的提高,犊牛初生重呈二次曲线降低趋势(P<0.10),头胎牛所产犊牛的哺乳期疾病评分线性提高(P<0.05),经产牛所产犊牛的哺乳期疾病评分呈二次曲线提高趋势(P<0.10),经产牛所产犊牛的哺乳期日增重趋于线性降低(P<0.10),头胎牛所产犊牛的哺乳期日增重不受LS影响。综上所述,围产牛LS过高(4~5分)对母牛和哺乳期犊牛健康状况和生长性能均有不同程度的负面影响。

体况评分与步态评分对奶牛生产性能的影响

为探究奶牛体况评分和步态评分在奶牛管理中的作用,提高奶牛生产性能,研究对河南省362头泌乳天数在0-330 d的中国荷斯坦牛的体况和步态进行评分并收集了相应的DHI数据,利用固定模型分析牛只泌乳阶段、场-胎次、体况评分和步态评分四个因子对产奶量和体细胞数（SCC）的影响,同时对影响体况评分的因素进行了分析。结果表明：体况评分对产奶量的影响显著（P〈0.05）,与体况评分为3.00-5.00的牛只相比,体况评分低于3.00时的奶牛日产奶量高了2.6-4.2 kg;步态评分对产奶量的影响极显著（P〈0.01）,与步态评分低于2.25的牛只相比,步态评分2.25-5.00的奶牛日产奶量低了4.1-6.1 kg。体况评分和步态评分对SCC的影响均不显著。场-胎次、泌乳阶段、步态评分对体况评分均有显著影响（P〈0.05）。对体况评分和步态评分之间的关系进行分析,发现步态评分与体况评分之间存在显著的回归关系,且回归系数为负值,即随着步态评分的升高,体况评分降低。由此可见,适宜的体况和步态有利于提高奶牛产奶性能,且体况评分和步态评分间存在对于生产有利的回归关系。说明对牛群的体况和步态进行评分,合理控制牛群体况、加强肢蹄健康管理,对提高奶牛生产性能具有重要意义。

步态评分对泌乳性能、体况评分和体细胞的影响

为了探究步态评分对奶牛校正日产奶量、体况评分和体细胞数的影响,以量化肢蹄健康对奶牛生产性能的重要作用和日常饲养管理中预防肢蹄病的重要性,试验应用最小二乘法原理,配合线性固定效应模型,分析了步态评分等级对1 070头奶牛校正日产奶量、体况评分和体细胞数的影响。结果表明:步态评分对校正日产奶量影响极显著(P<0.01),步态评分≥2分的牛群与步态评分为1分的牛群相比,其校正日产奶量降低了6.95 kg;步态评分对体况评分影响显著(P<0.05),即步态评分越低体况评分越高;而且步态评分与体况评分对泌乳天数的回归关系的互作效应极显著(P<0.01),即步态评分为1分时体况评分随着泌乳天数的增加而上升,而步态评分大于1分时体况评分随着泌乳天数的增加而下降;对体细胞数而言,步态评分的影响虽然不显著,但是体细胞数有随着步态评分升高而增多的趋势。说明通过适宜的饲养管理保证牛群肢蹄健康和良好步态对奶牛生产性能和牛场经济效益是非常重要的。

体况评分与步态评分对奶牛生产性能的影响

为探究体况评分(Body Condition Score,BCS)和步态评分(Locomotion Score,LS)对奶牛泌乳性能的影响,本试验在2016年7月至8月通过对北京地区7个奶牛场近5 000头泌乳牛进行体况和步态评分并收集相关的DHI数据,采用固定模型分析BCS和LS的影响因素及场、胎次、泌乳阶段、LS和BCS对日产奶量、体细胞数及乳成分的影响。结果表明:BCS和LS对日产奶量均有极显著影响(P<0.01),BCS对乳蛋白率有显著影响(P<0.05);胎次对LS有极显著影响(P<0.01),而对BCS无显著影响,场-测量人、泌乳阶段对BCS和LS均有极显著影响(P<0.01);LS与BCS之间回归关系显著,LS较高的个体BCS较低。在生产上可以综合运用BCS和LS加强管理,提升产奶量,改善乳品质量,使牛场获得更大的经济利益。

中国荷斯坦牛步态评分及其对生产性能和血常规指标的影响

为探究荷斯坦牛步态评分(locomotion score,LS)影响因素及其对生产性能和血常规指标的影响,本研究收集测定了北京地区2个规模化牧场1486头泌乳牛的体况评分(body condition score,BCS)、LS和DHI(dairy herd improvement)数据,并测定了101头泌乳牛的血常规指标。采用固定模型分析了牧场、胎次和泌乳阶段对LS的影响,以及LS和BCS等因素对日产奶量、体细胞评分、乳成分和血常规指标的影响。结果表明,试验牛的胎次和泌乳阶段均对LS有极显著影响,LS随胎次的升高而增加,从1胎至5胎及以上,LS升高了0.71分;泌乳阶段Ⅲ(100~199 d)、Ⅵ(350 d以后)的LS均显著高于阶段Ⅱ(45~99 d)(P<0.05),且均高于2分。LS对日产奶量、乳成分和体细胞评分均无显著影响(P>0.05),但LS≥4分的奶牛日产奶量最低,较LS=1分的奶牛日产奶量降低了2.29 kg。各项血常规指标中,LS对奶牛红细胞数、血红蛋白含量、红细胞平均血红蛋白浓度、淋巴细胞数均有显著影响(P<0.05),而对白细胞数无显著影响(P>0.05)。随LS升高,奶牛红细胞数、淋巴细胞数、血红蛋白含量和红细胞平均血红蛋白浓度均表现出不同程度的降低。LS较差的奶牛,其机体的免疫力和造血功能会受到不同程度的影响。在规模化牧场中,定期评估牛群的LS能及时发现牛群肢蹄管理的问题,对减少因肢蹄问题引起的生产性能损失和过早淘汰等具有重要意义。

中文版爱丁堡视觉步态评分在脑瘫儿童中应用的信度和效度研究

目的验证中文版爱丁堡视觉步态评分(EVGS)在脑瘫儿童中应用的信度和效度。方法根据国际指南对原量表进行翻译和跨文化调适形成中文版,选取30例脑瘫患者的步态视频,由6位具有不同步态分析经验的评估师分别独立使用编译后的量表进行评分。测试者间和测试者内信度使用组内相关系数(ICC)进行评价,采用相关性分析和分组比较评价校标关联效度、聚合效度和区分效度。结果中文版EVGS 17个条目的组间ICC为0.20~0.87,组内ICC为0.41~0.90。有经验组的大部分条目具有良好的组间和组内信度,无经验组的大部分条目具有中等的组间和组内信度。相关性分析结果显示,中文版EVGS量表与PRS(r=0.77,P<0.001)和OGS(r=-0.85,P<0.001)呈强相关;与GMFM-D/E区总分(r=-0.55,P=0.002)呈中等程度相关,与10MWT(r=-0.69,P<0.001)和TUG(r=0.60,P<0.001)呈强相关。EVGS评分在不同GMFCS分级之间以及不同受累侧下肢之间的差异具有统计学意义(P<0.05)。结论中文版EVGS适用于不同经验水平的评估师,且应用于脑瘫儿童中具有良好的信度和效度。

基于动态多特征变量的黄羽肉鸡跛行状态定量评价方法

肉鸡步态是肉鸡健康状态的重要表征,为实现黄羽肉鸡跛行步态的无损自动化快速分类识别,提出了一种基于多特征变量的肉鸡跛行定量评价方法。该方法从步态视频中提取肉鸡的速度、步幅、步幅差、步频、投影面积参数,拟合得出速度、步幅与投影面积具有相关性(决定系数分别为0.805 1、0.793 5),据此定义肉鸡动态理想参数与异常指数,基于C4.5决策树模型,以速度异常指数、步幅异常指数、步幅差异常指数为分类特征,根据鸟类步态评分标准将肉鸡分为GS0~GS4五类,实现对肉鸡跛行状态进行预警和判别。实验结果表明:该模型针对GS0~GS4分类准确率依次为:66%、71%、74%、98%、95%,整体准确率为78%。该模型可作为早期跛行的检测工具,为养殖自动化的实现和动物福利产业的升级提供支持。

基于步态轮廓评分分析青年慢性非特异性腰痛患者的步态模式

目的通过研究步态轮廓评分(GPS)和运动分析剖面图(MAP)来量化青年慢性非特异性腰痛(chronic nonspecific low back pain,CNLBP)患者和健康青年人步态周期中的运动学变化。方法采用3D光学运动捕捉系统(Qualisys,Gothenburg,Sweden)采集CNLBP组和健康组受试者各11例的步态运动学数据,将其导入索尔福德大学Richard Baker教授编写的Excel文件并计算出GPS和MAP分数,并进行统计学分析。结果右膝关节膝关节屈曲和伸展GVS值CNLBP组为(5.66±1.83)°,健康组为(3.64±1.13)°,组间比较,差异有统计学意义(P<0.01),2组受试者其余各项GVS变量和GPS组间比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论青年CNLBP患者存在步态异常,GPS和MAP在青年CNLBP患者的步态评估中具有一定的适用性。

丙烯酰胺染毒大鼠步态及脑组织某些生化指标的变化

目的探讨丙烯酰胺(acrylamide,ACR)亚急性经口染毒对大鼠步态及脑组织的氧化损伤和血清中神经元特异性烯醇化酶(neuron specific enolase,NSE)活性的影响。方法 16只健康成年雄性SD大鼠按体重随机分为对照组和ACR组,每组8只,单笼饲养。ACR组按40 mg/kg灌胃,对照组灌等容量的生理盐水,连续12 d。观察大鼠一般行为体重并进行步态评分。在第12天染毒24 h后,两组大鼠均断头处死,在冰盘上分离大脑皮层和小脑并分离血清,全能酶标仪比色法测定大脑皮层和小脑组织的丙二醛(MDA)含量、总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性、还原型谷胱甘肽(GSH)含量和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性,ELISA法测定血清中的NSE含量。结果试验期间对照组大鼠体重持续稳定增长,ACR组则持续下降;对照组大鼠呈正常步态,ACR组的步态分值随着染毒时间的延长而持续增高。第3～12天,与对照组相比,ACR组的步态分值显著增加(P<0.01);与对照组相比,ACR组的大脑皮层T-SOD活力显著降低(P<0.01);小脑MDA含量显著增高(P<0.05);T-SOD活性和GSH含量均显著降低(P<0.01);血清中的NSE浓度显著增高(P<0.05)。结论 ACR亚急性染毒可引起大鼠的步态异常,小脑组织发生脂质过氧化以及血清中的NSE浓度升高。氧化损伤可能介导ACR的神经毒作用。

通阳利湿方对神经根型颈椎病急性期模型大鼠的影响

目的:探讨通阳利湿方对大鼠颈神经根急性疼痛的影响。方法:首先采用椎管插线法建立神经根型颈椎病急性根性疼痛大鼠模型。将符合入组条件的大鼠随机分成对照组与治疗组2组,每组20只。术后第5天、第20天分别对大鼠自发痛、步态评分、痛阈、游泳时间进行统计。结果:通阳利湿方能显著改善模型大鼠根性疼痛的相关行为,与对照组相比差异有显著性(P<0.05)。结论:通阳利湿方能明显减轻大鼠模型颈神经根急性根性疼痛,且提示有量效关系。

1-溴丙烷经口染毒致大鼠周围神经病模型的建立

目的观察1-溴丙烷（1-bromopropane，1-BP）的周围神经毒性，建立1-BP经口染毒致周围神经病的动物模型。方法40只雄性Wistar大鼠，随机分为低、中、高剂量组和对照组，每组10只；将1-BP溶于玉米油中，分别经口给予200、400、800mg／kg的1-BP，对照组给予等体积玉米油，灌胃体积均为0．2ml／100g，每日1次，每周5d，连续16周。定期观察各组大鼠步态，测定后肢抓力和后肢撑力，染毒8周和16周时检测血液学和生化指标。结果高剂量组染毒8～16周、中剂量组染毒14～16周和低剂量组染毒15、16周大鼠的步态评分均明显高于对照组，差异有统计学意义（P〈0．05，P〈0．01）。与对照组比较，高剂量组染毒9、12、14周大鼠后肢抓力明显下降，差异有统计学意义（P〈0．05，P〈0．01）；染毒16周时，动物后肢瘫痪。染毒16周时，中、低剂量组大鼠后肢抓力分别为对照组的72．6％和91．2％，差异有统计学意义（P〈0．01，P〈0．05）。染毒12、14、16周时，高剂量组大鼠后肢撑力指数明显高于对照组；染毒14、16周时，中剂量组大鼠后肢撑力指数明显高于对照组，差异均有统计学意义（P〈0．05，P〈0．01）。染毒8周高、中剂量组和染毒16周高、中、低剂量组血清中丙氨酸转氨酶（ALT）活力均明显低于对照组，差异均有统计学意义（P〈0．01）。结论神经系统是1-BP毒作用的敏感靶器官，1-BP暴露可导致大鼠周围神经病。

褪黑素对丙烯酰胺大鼠神经毒性拮抗作用

目的探讨褪黑素(MT)同时干预对丙烯酰胺(ACR)神经毒性作用的影响。方法 40只SD雄性大鼠按体重随机分为4组,每组10只,分别为对照组、丙烯酰胺、褪黑素与褪黑素干预组,丙烯酰胺2.3 mmol/L溶液日常饮用;褪黑素腹腔注射2.5 mg/kg1,次/d,连续9周。每周进行步态评分,试验结束后取出大脑、小脑检测抗氧化指标。结果与对照组比较,丙烯酰胺组与褪黑素干预组第3周开始步态分值明显升高,丙烯酰胺组大脑皮层SOD活性降低9.89%,小脑SOD活性、GSH含量分别降低7.49%1、2.31%,差异均有统计学意义(P<0.05);与丙烯酰胺组比较,褪黑素干预组第4、5周步态分值分别下降22.92%、15.85%,大脑皮层SOD活性升高14.96%,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论丙烯酰胺能导致大鼠步态改变,脑组织SOD活性及GSH含量降低。褪黑素对丙烯酰胺毒性早期有一定缓解作用,后期不明显。

褪黑素对丙烯酰胺毒性保护作用的研究

目的探讨褪黑素(MT)对丙烯酰胺(ACR)毒性的保护作用。方法 40只SD雄性大鼠按体重随机分为4组,即对照组、ACR组、MT组和联合组(MT+ACR组),每组10只,均单笼饲养。采用自由饮水染毒的方式,对照组饮用灭菌自来水;ACR组饮用浓度为2.3 mmol/L的ACR溶液;MT组饮用灭菌自来水,腹腔注射2.5 mg/kg MT,1次/d;联合组饮用浓度为2.3 mmol/L的ACR溶液,同时腹腔注射2.5 mg/kg MT,1次/d。连续9周。每周记录大鼠进食量、饮水量、体重增长,并进行步态评分。染毒结束后,各组大鼠均断头处死,称量重要脏器,并计算其脏器系数,测定大鼠血清生化指标。结果与对照组比较,ACR组大鼠从第3周开始步态出现明显改变,平均体重和食物利用率自第2周始明显降低,大脑和小脑脏器系数增高,ALB、Cr显著下降,上述差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。与对照组比较,MT组大鼠第7和8周平均体重明显降低,ALB、TP显著降低,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。与对照组比较,联合组大鼠从第3周开始步态出现明显异常,第2周始平均体重明显降低,食物利用率自第3周明显降低,大脑、小脑、睾丸脏器系数增高,ALB、TP、ALP、Cr明显降低,GLU明显增高,上述差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。与ACR组相比,联合组大鼠第4和5周时步态分值明显降低,第8周平均体重明显下降,大脑脏器系数有所增高,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 ACR对大鼠毒性作用主要表现为体重降低,以步态改变为体征的神经系统毒性;MT对ACR毒性保护作用不明显。