Атлас племінних свиней - є анатомічним атласом живої свині, сформованим відповідно до основоположного поданням про анатомію. (Фогтманн Хансен, 2010). У нашому випадку анатомічний атлас побудований на основі великого обсягу знімків КТ. При реєстрації кожної тварини в базі даних система адаптується і підлаштовується під нові дані. Це оновлення атласу дозволить автоматично маркувати окремі ділянки, що в подальшому буде сприяти дослідженню варіації між тваринами.

Йорген Конгсро

Старший науковий співробітник

Широке застосування методу комп'ютерної томографії в племінній програмі компанії Топігс Норсвін забезпечило зростання генетичного прогресу за конституцією тулуба і виявлення кульгавості (артрозів). Першорядне значення було приділено змісту пісного м'яса і забійному виходу туші. Тварина представляється у вигляді набору цифрових пікселів на знімках КТ. Грубо кажучи, як якщо б цілу свиню поклали в м'ясорубку і виміряли кількість жиру, пісного м'яса і кісток.
Забігаючи наперед, відзначимо, що сегментація на основі атласу є основою для проведення розбирання туші на окремі частини в базі даних знімків живих свиней. Атлас, про який піде мова в цій статті, є свого роду фенотипическим аналогом картування генів в геноміки.

анатомія

Анатомічні атласи в історії використовувалися для вивчення анатомії всіх живих істот, як людини, так і тварини. Посмертний розтин і подальше вивчення передували винаходу неінвазивних методів дослідження, таких, як комп'ютерна томографія, ультразвукове дослідження і магнітно-резонансна діагностика. Використання сучасних неінвазивних методів дозволяє проводити дослідження на живому об'єкті. Отримані результати вимагають вивчення взаємозв'язків між зображеннями об'єкта і його фізичною формою. Цей взаємозв'язок може бути представлена ​​у вигляді атласу, в якому відображені різні частини об'єкта на основі щільності (жир, постність, кістки), на основі анатомічних особливостей (печінка, легені, мускулатура), а також на основі м'ясних висівок (грудинка, карбонад, окіст , лопатка і т.д.). Цей атлас дозволить нам вдосконалити використання бази даних знімків КТ і сформувати навички застосування цієї інформації на фенотипах свиней, що використовуються в племінних програмах Топігс Норсвін.

Атлас. версія 1.0

Атлас може містити різнорівневу інформацію. Все геніальне починається з простого, ми вирішили почати з побудови простого атласу. Поділ свині на сегменти - частини туші, м'ясні відруби - лягло в основу цього атласу. Потім ми створили атлас на основі експертних даних про те, яким чином ми могли б відокремити внутрішні органи від частин туші, а потім сегментувати тушу на м'ясні відруби. Маркування сегментів була зроблена в 2D, потім поступово зображення нашаровувалися один на одного, збиралися разом для отримання зображення в 3D форматі. Формування першого атласу виявилося трудомісткою справою, багато часу було витрачено на побудову самого ізображенія.С іншого боку, це зображення мало стати ключовим шаблоном для цілої популяції тварин (з урахуванням анатомічних особливостей тієї чи іншої групи). Зображення нових тварин потім вносяться в базу і приводяться у відповідність з шаблоном атласу. Нові знімки реєструються в базі даних двома способами - простим поєднанням двох зображень і з використанням тривимірного формату кожного сегмента окремо. Інформація різного рівня, різних верств поступово вноситься в базу даних протягом виробничого процесу. Ці додаткові дані також можуть стати шаблонними. Зберігання знімків КТ в базі забезпечує нас великим обсягом даних, дозволяючи використовувати атлас більш ефективно.

Створений атлас для племінної роботи є свого роду фенотипическим аналогом картування геному в геноміки.

Опорні анатомічні точки скелета свині як орієнтири в побудові атласу

Анатомічні особливості кісткового скелета свині лягли в основу точок для побудови атласу. Такі ділянки скелета як хребет, таз, ребра, лопатка, стегно в якійсь мірі прискорили процес створення атласу, зокрема, сегментування на м'ясні відруби. М'ясники використовують скелет свині в якості основи для сортової розробки туші. Наша мета полягає в перенесенні цього процесу у віртуальний простір атласу.
Створення нових шарів інформації також вимагає більшого обсягу даних. Додаткові функції атласу дозволять розділяти об'єкт на різні групи м'язів і внутрішні органи. За допомогою експертних знань ми також можемо маркувати різні типи кісток.

Створення більш функціонального атласу вимагає експертних знань і маркування сегментів

Атлас внутрішніх органів представлений в двомірному вимірі (2D) у фронтальній перспективі. Він являє собою зображення черевної порожнини свиней чистих ліній з внутрішніми органами. Ця модель може бути використана для маркування внутрішніх органів на знімках майбутніх об'єктів. Як я вже говорив раніше, атлас містить багаторівневу інформацію, що включає дані про кістковій структурі, туші, м'язах, черевної порожнини і внутрішніх органах свині. Більш складний функціонал інструменту вимагає більшого обсягу даних і додаткового маркування сегментів об'єкта. Таке маркування може бути як повністю автоматизована на основі піксельних значень або щільності (жир, постність, ділянки кісткової структури об'єкта), так і зроблена фахівцями вручну (м'ясні відруби, внутрішні органи, або ж прояв остеохондрозу в суглобах). Структура атласу, представлена ​​в цій статті в комбінації з великою базою даних знімків КТ, з 2008 року і до цього дня, дозволить і далі розвивати цей високотехнологічний інструмент для виробництва нових і поліпшених фенотипів, які можуть використовуватися в племінних програмах компанії Топігс Норсвін.

Введення атласу в багатовимірний простір

Атлас свиней за замовчуванням є тривимірним (3D). Ми проводимо дослідження анатомії в форматі 3 D, а знімки КТ відтворюють анатомію в цифровому форматі. При додаванні додаткових даних крім знімків КТ, програма також підтримується і в інших форматах. Наприклад, ми можемо додати в атлас 3D дані по приросту ваги, якості м'яса (спектроскопія ІК), ультразвуковим вимірюванням шпику, філе, внутрішньом'язового жиру. В майбутньому ми плануємо включати в базу скани МРТ, ПЕТ, а також зображення / відео поведінки свиней. Всі вищевикладені можливості вплинуть кращим чином на вдосконалення цього інструменту, він буде доступний в багатовимірному форматі.

Наша основна мета і завдання полягає в створенні багатофункціонального цифрового інструменту, що містить великий обсяг фенотипических даних наших племінних тварин. Доступність, точність і детальність фенотипических даних дозволять отримати максимальний генетичний потенціал свиней генетики Топігс Норсвін.