Оптико-електронна система оцінки життєздатності ембріонів тварин - Автореферат

Підвищення ефективності аналізу життєздатності ембріонів вимагає розширення існуючих параметрів оцінки якості ембріонів, з урахуванням стадії їхнього розвитку та розробки технічних засобів автоматизації процесу оперативного і достовірного визначення значень параметрів ембріонів, а на їхній основі - оцінки їхньої життєздатності. Однак застосування більшості з існуючих вимірювально-обчислювальних комплексів ускладнено: по-перше, необхідністю їхньої істотної доробки та адаптації, з урахуванням особливостей обєкта, що досліджується (ембріона), а по-друге - великою вартістю існуючих систем. Таким чином, розробка системи аналізу життєздатності ембріонів, доступної при промисловій експлуатації на станціях штучного запліднення, яка забезпечить необхідні вірогідність, точність, малі витрати часу на оцінку зразка біоматеріалу з ембріонами є актуальним завданням. Впровадження системи оцінки життєздатності ембріонів здійснювалося при виконанні науково-дослідних робіт: “Розробка методів ультразвукової технології й електротехнічних систем обробки й технічних засобів контролю якості сільськогосподарських продуктів” (№ ДР 0102U000686); “Розробка засобів підвищення надійності електропостачання та нових електротехнологій для забезпечення виробничого процесу АПК” (№ ДР 0102U000688) (акт впровадження, частка здобувача - 45%); У публікаціях автором особисто отримані наступні наукові результати: у патенті на винахід [8] запропонована реалізація процесу розпізнавання життєздатних ембріонів і принципи побудови відповідних блоків для реалізації цього підходу; у патенті на винахід [9] запропонована апаратурна реалізація методу порівняння ембріона з еталоном на основі аналізу величин невязки між отриманими значеннями яскравості в точках ембріона та еталонних значень; у роботах [7, 12] запропонований та запатентований спосіб визначення життєздатності ембріона по динаміці його параметрів; у роботі [3] проведена класифікація оптичних і морфологічних параметрів оцінки якості ембріонів; у роботі [2] запропоновані моделі еталонів ранньої морули із чотирма бластомерами та модель еталона пізньої бластоцисти; у роботі [4] запропоновані вибір та обґрунтування параметрів основних блоків (оптичного та електронного трактів) оптико-електронної системи для оцінки життєздатності ембріонів; у роботі [5] запропонований розрахунок економічної ефективності впровадження оптико-електронної системи в племінне тваринництво, зазначені додаткові складові економічного ефекту; у роботі [1] розглянуті питання окупності витрат на впровадження оптико-електронної системи в технологічний процес трансплантації ембріонів; у роботі [10] запропоноване обґрунтування параметрів оптичного та електронного трактів оптико-електронної системи; у роботі [11] класифіковані й сформульовані основні завдання, що виникають при проектуванні оптико-електронної системи для оцінки життєздатності ембріонів; у роботі [6] розглянуті можливості застосування оптико-електронної системи для оцінки життєздатності ембріонів.З метою підвищення ефективності контролю життєздатності ембріонів, запропоновано розширити число існуючих параметрів оцінки життєздатності ембріонів з урахуванням часового фактору та стадії розвитку ембріона. Попередній контроль стану ембріона та процесів його ділення можна робити шляхом дослідження оптичного випромінювання, що розсіюється ембріоном. Для практичної реалізація методів обєктивної оцінки ембріонів, заснованих на оптичній візуалізації необхідно вирішити задачу формування еталонів на різних стадіях розвитку ембріона та розробці алгоритмів обробки зображень. Користуючись співвідношеннями (1) і (2) та враховуючи розкид (дисперсію) значень яскравості зображення, що дорівнює: , де ? - матриця розміром n x m вхідної інформації про зображення ембріона; n та m - відповідно число рядків і стовпців дискретного поля зору ? (растра); можлива, побудова нерівності виду: , яке в аналітичному виді дозволяє описати область А, що і є її математичною моделлю. Загальне рішення (загальна оцінка якості ембріона по всій сукупності параметрів з урахуванням значень їхніх вагових коефіцієнтів) буде мати такий вигляд: Припустимо, що в цьому випадку оцінка якості ембріона здійснюється по пятибальній шкалі.Показано, що проблема контролю життєздатності ембріонів є актуальною задачею, вирішення якої буде сприяти підвищенню ефективності тваринництва. Встановлено, що основою існуючих методів оцінки життєздатності ембріонів є субєктивна їх оцінка оператором. Показано, що обєктивний контроль стану ембріона забезпечують методи, засновані на оптичній візуалізації з наступним автоматичним аналізом зображення. Показано, що для оцінки життєздатності ембріонів досить набору геометричних та оптичних показників. Запропоновано принципи побудови математичних моделей еталонів ембріонів на основі теорії R - функцій, що дозволило проводити обєктивну оцінку ембріонів на різніх стадіях розвитку (зигота, рання морула з двома та чотирма бластомерами, пізня бластоциста).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ