Képalkotó eljárások alkalmazása a szaporodásbiológiában Gábor György, tudományos tanácsadó ÁTK, HERCEGHALOM

A képalkotó eljárások definíciója A képalkotó eljárások általánosságban nem-invazív módszerek. A vizsgálat során a szervezet integritását nem szüntetjük meg. Annak felépítéséről, és működéséről lényeges információkat kaphatunk. Tanulmányozhatjuk a vizsgált test (szervek) anatómiai felépítését. Információt kaphatunk a szervek funkcionális működéséről, sőt akár a szerveket alkotó sejtek morfológiai és funkcionális állapotáról is.

Mi nem tekinthető ezen az alapon képalkotó eljárásnak? Mikroszkópos eljárások A szervezet ill. szervek morfológiai felépítéséről nem adnak információt, viszont a működéséről igen! Endoszkópiás vizsgálatok Minimálisan ugyan, de invazív beavatkozások (Rátky és mtsai, 2004)

A szaporodásbiológiai vizsgálatban hol alkalmazhatók a képalkotó eljárások?

A hímivar vizsgálatának lehetőségei 1. Infravörös hőfényképezés Ha a szervezeten belül nem kompenzált hőmérsékletváltozás történik, az a test felületén az infravörös hőfényképezés módszerével detektálható. Amennyiben a here hőszabályozásában változás áll be, az a funkció (azaz a spermatermelés) romlását eredményezheti. A normálistól eltérő elváltozások a hereborék felszínének infravörös hőfényképén (scrotal surface temperature, SST) jól nyomon követhetők. Coulter és mtsai (1988) kosok heréjének infravörös hőfényképezése (infrared thermography) segítségével tanulmányozták a here hőszabályozását. Kastelic és mtsai (1995) összefüggést igazoltak a hereborék felszíni és bőr alatti, valamint az intratesztikuláris hőmérséklet között.

Saját vizsgálataink (1998) bebizonyították, hogy a hereborék felületi hőmérsékletének infravörös termográfiás vizsgálata GnRH kezeléssel kombinálva értékes diagnosztikai információkkal szolgálhat a spermatermelés előrejelzésében, mivel a GnRH kezelés következtében a hereborék felszíni hőmérséklete megemelkedik.

A hímivar vizsgálatának lehetőségei 2. Ultrahangos vizsgálatok Valós idejű B-módú ultrahang scannereket alkalmazunk. Egy síkmetszetről szolgáltatnak képet. Az ultrahangos kép a képpontok (pixel) sokaságából épül fel, ez az alapja a számítógépes kép (pixel) analíziseknek. Az ultrahang készülékek által készített képeken valamennyi képpont (a fehértől a feketéig) egy szürke skála árnyalataiból áll. A korábbi berendezések 16-32 szürke árnyalatot voltak képesek megjeleníteni, míg a mai modern készülékek 256-512 szürke árnyalat megjelenítésére alkalmasak. Mivel az emberi szem a szürke színnek csak 18-20 árnyalatát képes megkülönböztetni, ezért van szükség olyan szoftverekre, amelyek a különbségeket jól képesek elkülöníteni.

Here ultrahangos vizsgálatok A bal és a jobb here képét is rögzítjük. Az átlagos szürkeséget (gray level) egy 256-os skálán értékeljük 0 (fekete) ill. 255 (fehér).

Az ultrahang vizsgálófej elektronikus tartója (auto image freezing function) Ahhoz, hogy két eltérő időben készült kép összehasonlítható legyen, standardizálni kellett az ultrahang erősségét és a nyomást a hereborék felszíne, és az ultrahang vizsgálófej között (0.76 kg/cm2). Mindkét herét a középvonalban a függőleges tengelyükre merőlegesen vizsgáltuk.

A here ultrahangos képének (testicular echotexture, ET) vizsgálata A bikahere ultrahangos képének (echotexture) értékelése számítógéppel. A bal és jobb here ultrahangos képe az ábra bal oldalán látható. A vizsgáló mezőt (6.5 x 1 cm) közvetlenül a parenchymának a tunica albuginea alatti részéhez helyezzük. A vizsgált terület felett a bőr és a bőr alatti zsírszövet látható. Az ábra jobb oldalán a szürkeségi fokozatok eloszlását hisztogram ábrázolja.

A here ultrahang képe és here tubulusok szövettani szerkezete közötti összefüggés (r= - 0.50, P<0.001) Az alacsonyabb szürkeségi érték (sötétebb szín) azt jelenti, hogy több az adott terület folyadéktartalma, azaz a tubulusok átmérője és a folyadéktartalma nagyobb. Ez jellemző a 12 hónapnál idősebb, és spermát termelő bikákra. A magasabb szürkeségi érték kisebb aktivitást jelez, vagy kóros elváltozás következménye lehet.

Kóros hereelváltozások Calcification (bika) Bal here: orchitis Jobb here: fibrózis (bika) Here daganat (kutya)

A hímivar ultrahangos vizsgálata mellékhere, prostata, ondóhólyag

A nőivar vizsgálata

Nagytestű haszonállatok ultrahangos vizsgálata Lineáris endocavitális vizsgálófej: 5-8 MHz A vizsgálófej védelme és a kontaktus biztosítása A vizsgálat menete: A rektális palpációs vizsgálathoz hasonlóan a méh és a petefészkek megkeresése A bélsár teljes eltávolítása A vizsgált szerv és a vizsgálófej együttes rögzítése Folyamatos scannelés a petefészek és a méhnyak között mindkét méhszarvon

Tejelő tehenek ultrahangos vizsgálata (a termékenyítés után 28-50 nappal) 1. Első negatív lelet után mindkét méhszarv folyamatos ellenőrzése. 2. A petefészkek ellenőrzése. 3. Vemhesség esetén is ellenőrizni a petefészket! 4. Sárgatest és folyadék a méhben: ivarzási nyálka, vagy felszívódó magzat??

A petefészek

Tüszőciszták kialakulása Magas karbamid koncentráció Toxinhatás (gomba toxinok)

Kóros (?) sárgatest képletek Üreges sárgatestek Közös jellemző: van progeszteron termelés! Oktan: Fiziológiás?? Méh hurut, gyulladás Energiahiány, acidózis Anovulációs tüsző Lutein ciszta

Petesejtek ultrahang segítségével történő in vivo kinyerése (ovum pickup) In vitro embrió előállításhoz tehenekben (Pieterse és mtsai, 1988), prepubertális üszőkben (Brogliatti és Adams, 1996) lovakban (Bracher és mtsai, 1993) is ultrahang segítségével végezték el a petesejt kinyerését. A speciálisan kialakított (intravaginális) szektor vizsgálófej tartójának tetején húzódik meg a tüszőfolyadék és a petesejt leszívásához szükséges tűvezető. A berendezés és eljárás eredményesen használható tüszőfolyadék leszívására (Ginther és mtsai, 1997), az intrafollikuláris injektálásra is (Kot és mtsai, 1995).

Kiskérődzők és sertés ultrahang vizsgálata Hímivar: a here és mellékhere vizsgálata a bika vizsgálatával megegyezik. Nőivar: a vemhességvizsgálat 3.5 MHz-es vizsgálófejjel a szőrmentes területen transzkután végzik. Fő célja, hogy az üres egyedek takarmányozásán keresztül költségest csökkentsenek (juh) ill. a sertésnél az újravemhesítés mielőbb megtörténjen. A petefészek vizsgálatok (rektálisan és transzkután is) lehetségesek.

Kutya vemhességvizsgálata

Ultrahang bio-mikroszkóp A B-módú ultrahang és a képek számítógépes pixel analízise egy ideális diagnosztikai eszköz lehetne A jelenleg kereskedelmi forgalomban árult ultrahang készülékek felbontása 0.7 – 1.0 mm - ez nem elegendő a mikroszkopikus méretű leképezéshez. Létezik már olyan kísérleti eszköz, ami képes mikroszkopikus felbontást produkálni. Ez az ún. ultrahang bio-mikroszkóp egy olyan kristályt használ, ami képes 30–70 MHz-es hullámokat kibocsátani, ezért alkalmas 30–50 mm-es felbontásra is. Az eszközt felszerelték spectrál Doppler-el is, és ennek segítségével az 50 mm átmérőjű erek vizsgálatát is elvégezheti (Singh és mtsai, 2003). A limitáló tényező a penetráció (behatolóképesség) mélysége, ami 30 MHz esetén 10, míg 50 MHz-nél mindössze 5 mm (a kép szélessége 1 cm), valamint a képfrissítés gyakorisága (8 képkocka másodpercenként). Nagy háziállatainkban és az emberben is a petefészkek a végbélhez és a hüvelyhez közel helyezkednek el, ezért lehetséges lesz a szaporító szervek ultrastuktúrájának majdnem a szövettani vizsgálatoknál megszokott felbontás melletti tanulmányozása. Mindez lehetőséget kínál majd pl. a petesejtek minőségének in vivo ellenőrzésére, a korai magzati fejlődés és elhalás, a méhen kívüli terhesség és a korai sárgatest elégtelenség, valamint az endometrium rendellenességeinek tanulmányozására.