RSAU-MTAA
Electronic Library

     

Details

Title: Идентификация популяций клеток крови рыб на основе сверточной нейронной сети для составления лейкограммы = Identification of fish blood cell populations on the basis of a convolutionary neural network for compiling a leukogram // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии / Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy: Научно-теоретический журнал Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева. – 2023. – Вып. 4
Creators: Пронина Г.И.; Быков Д.В.; Уколова А.В.; Ульянкин А.Е.; Карасев А.Н.; Тутрикова М.А.; Акимушкина М.А.; Канаева К.А.
Imprint: Москва: РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева, 2023
Collection: Журнал «Известия ТСХА»
Subjects: ЗООТЕХНИЯ — БИОЛОГИЯ И ВЕТЕРИНАРНАЯ МЕДИЦИНА; клетки крови рыб; машинное обучение; сверточная нейронная сеть (CNN); классификация; обработка изображений; fish blood cells; machine learning; convolutional neural network (CNN); classification; image processing
UDC: 639.3; 519.6
Document type: Article, report
File type: PDF
Language: Russian
DOI: 10.26897/0021-342X-2023-4-110-125
Rights: Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Additionally: All documents
Record key: RU/ЦНБ имени Н.И. Железнова/EPERIODIKA/EPERIODIKA-20240111-02621

Allowed Actions: Read Download (10.6 Mb)

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

В аквакультуре требуется физиологическая оценка для контроля состояния здоровья рыб. Кровь является наиболее быстро реагирующей на изменения внешних факторов системой в организме гидробионтов. Изучение гематологических показателей рыб позволяет проводить раннюю диагностику заболеваний, отрабатывать технологический режим разведения и выращивания, селекцию. Типизация клеток циркулирующих жидкостей является важной для составления гемоцитарной и лейкоцитарной формул, характеризующих клеточное звено иммунного ответа организма. В представленных исследованиях разрабатываются модели сверточной нейронной сети для классификации клеток крови карповых и осетровых рыб. Точность моделей оценивается на основе метрик Accuracy и Precision, Recall, 1 F при макроусреднении. На основе обработки снимков крови подготовлено 1104 изображения клеток крови карповых и осетровых рыб, включающие в себя 15 популяций клеток: гемогистобласты, миелобласты, промиелоциты, миелоциты, метамиелоциты, палочкоядерные нейтрофилы, сегментоядерные нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, моноциты, лимфоциты, эритробласты, нормобласты, зрелые эритроциты, тромбоциты. Разработаны модели сверточной нейронной сети для распознавания популяций клеточных элементов крови (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов) карповых и осетровых рыб. Обучение моделей происходило на 80% подготовленных изображений. При этом удалось избежать проблемы переобучения, о чем свидетельствуют построенные графики изменения значений функции потерь (разреженной категориальной перекрестной энтропии – sparse categorical crossentropy) и точности (accuracy) в процессе обучения. Построенные модели позволяют распознавать клетки крови карповых рыб с точностью 75,0% (метрика 1 F при макроусреднении равна 0,570) и клетки крови осетровых рыб с точностью 76,6% ( 1 F при макроусреднении составляет 0,664). //A study was carried out to assess the quality of frozen-thawed semen using the sex separation method and the traditional method in a comparative aspect, and the authors believe that the work will be of some interest to specialists in zootechnical and biological fields, as well as to veterinary specialists. The work was carried out at the Federal Research Center for Animal Husbandry named after Academy Member L.K. Ernst and on the basis of LLC “Agrofirma Zarya”, Bogorodsky district, Nizhny Novgorod region in the period from 2017 to 2022. usng the semen of eight sires. To assess the quality of the semen, the index of nuclear DNA fragmentation (nDNA) in chromatin was determined, and the activity of spermatozoa was assessed visually and using the Biola AFS‑500 sperm analyser (ZAO Biola, Moscow). On the basis of the studies conducted, it was found that the morphology of the spermatozoa depends on the individual characteristics of the sires; the content of abnormal spermatozoa varies from 2 to 8% when collected by the traditional method and from 4.10 to 15% when collected by the sexing method. A significant difference between the sires is observed in the iDNA fragmentation index – this indicator varies from 2.66 to 8.62% and from 8.50 to 28.57%, respectively. The division of spermatozoa by sex has a direct effect on the quality indicators, leading to a decrease in their activity. This indicator is 11.2% higher in semen obtained by the traditional method than by the alternative technique. The number of abnormal cells in the semen divided by sex is 2.2% higher than in the semen collected by the traditional method, and the proportion of spermatozoa with fragmented iDNA is 7% higher. The velocity of spermatozoa in the studied doses of semen collected using the technique of sex separation was 96–113 μm/s immediately after thawing, and five hours after incubation at +38°C in a thermostat this indicator decreased to the level of 20–34 μm/s. The age of puberty of their calves obtained from the sexed semen from birth to fruitful insemination is 490 days, which is 16 days more than in group I, where heifers were obtained from the semen frozen in the traditional way (TS). The term of fruiting in heifers born from the use of the sexed semen (SS) was 273 days, while that of heifers born from the use of traditionally frozen semen (TS) was 275 days (2 days more). The age of heifers from birth to first calving in the SS group was 762 days and was 14.4 days more than in the TS group, which was 748 days.

Document access rights

Network User group Action
RSAU-MTAA CSL Local Network All Read Print Download
-> Internet All Read Print Download

Usage statistics

stat Access count: 142
Last 30 days: 14
Detailed usage statistics