经直肠实时奶牛B超机在牛繁殖研究中的应用代表了一项技术突破，彻底改变了生殖生物学知识。通过超声成像产生的新研究信息阐明了牛复杂生殖过程的性质，包括卵巢卵泡动力学、*体功能和胎儿发育。早期将超声技术集成到乳制品行业包括诸如经阴道滤泡抽吸和卵母细胞回收等应用并作为胚胎移植程序的补充技术。然而，这些应用是专门的，不太可能构成超声波技术在乳制品行业的广泛使用。本综述的目的是检查超声在乳制品行业的实际应用，这些应用可能构成未来该技术的广泛使用。
超声的实际应用包括妊娠状态的早期评估、怀双胎的母牛的识别、卵巢和子宫病变的检测以及小牛公母的确定。这些应用中的每一个都为提高奶牛场的繁殖效率提供了机会。不幸的是，大多数兽医学生继续被教导超声波是牛繁殖工作的辅助技术。然而，超声成像的信息收集能力远远超过直肠触诊。培训牛从业者使用超声波进行常规生殖检查的推广教育计划是将该技术快速应用于乳制品行业的关键一步。
奶牛B超机对奶牛做早期孕检奶牛B超设备
有关超声检查原理的详细信息超出了本综述的范围，已在别处进行了综述。一般来说，线性阵列、实时、B模式（亮度模式）超声扫描仪最适合涉及奶牛繁殖的兽医应用。大多数超声波机器由一个控制台单元组成，该单元包含电子设备、控件和一个屏幕，操作员可以在屏幕上看到超声波图像，以及一个发射和接收高频超声波的换能器。线阵换能器由一系列排列成一行的压电晶体组成。这些晶体在通电时会发出高频声波。线性阵列换能器的配置导致扫描场上的矩形图像（与扇形换能器产生的饼形图像相反）。目前，配备一个直肠探头的奶牛B超机售价为到4万左右不等，兽医级的奶牛B超机的图像质量差异很大，并且通常随着设备的成本而增加。可以使用更昂贵的机器，但对于奶牛的常规生殖检查不是必需的。
最常见的是使用专为经直肠使用而制造的线性阵列换能器按直肠扫描牛生殖器官。然而，包括取卵和卵泡消融在内的专业应用涉及使用扇形换能器的经阴道方法。5.0和7.5的线阵换能器MHz频率范围最常用于牛进行生殖超声检查，大多数兽医超声扫描仪与不同频率的探头兼容。声波的组织穿透深度和图像分辨率取决于换能器的频率并与之成反比。因此，5.0-MHz换能器导致组织穿透深度更大，图像细节更少，而7.5-MHz换能器导致组织穿透深度更小，图像细节更多。配备5.0-MHz换能器的超声扫描仪对于进行常规生殖检查的牛从业者最有用；然而，小的卵巢结构如发育中的卵泡最好使用7.5-MHz换能器成像。
牛卵巢成像
1、卵巢卵泡
卵泡发生是从卵巢中未生长的原始卵泡池中形成能够排卵的成熟卵泡的过程。卵巢卵泡是充满液体的结构，由内层颗粒细胞和外层膜细胞包围。卵母细胞通过称为卵丘的特殊颗粒细胞蒂悬浮在窦内。由于液体吸收而不是反射超声波，充满液体的结构（例如窦卵泡）表现为黑色圆形结构，周围环绕着回声卵巢组织。大多数兽医级超声扫描仪可以分辨直径为2至3毫米或更大的卵泡，并且在连续扫描期间可以轻松追踪较大的窦卵泡。。
2、*体
*体是一种短暂的内分泌腺，在排卵后由先前构成卵泡的组织形成。因此，*体可被视为卵泡发育的终末阶段。*体表现为卵巢间质内明显的回声区。许多*体表现为实体组织块，但也可能包含充满液体的腔。根据对奶牛的超声检查，79%的其他正常*体在发情周期和妊娠早期的某个时间包含直径小于2至大于10毫米的空洞。不应将含有*素化组织的卵巢囊肿与含有充满液体的腔的正常*体混淆。
*体的超声属性包括横截面直径、*体面积和回声性与*体结构和功能相关。已经报道了在奶牛中使用*体特征来提高妊娠诊断的准确性，但尚未报告泌乳奶牛的类似数据。在育种后特定时间评估的*体大小和回声特征可能被证明是提高奶牛和肉牛早期妊娠诊断准确性的一种方法。尽管超声在评估卵泡方面比直肠触诊更准确，但使用任何一种技术都难以区分发育中的*体和较老的退行性*体。
3、卵巢囊肿
目前，牛包囊的诊断最常发生在由牛从业者进行的常规产后直肠检查期间。大的、充满液体的结构的直肠触诊通常用作滤泡囊肿的临床指征。通过直肠触诊区分卵泡囊肿和*体囊肿是很困难的，即使对于有经验的从业者来说也是如此。使用经直肠超声检查可提高诊断的准确性，可正确识别90%以上的*体和近75%的滤泡囊肿。
奶牛B超机测卵巢囊肿4、卵巢结构作为诊断辅助工具
牛的彻底生殖检查包括观察两个卵巢的主要结构（或缺乏）。尽管直肠触诊可以是诊断妊娠的准确方法，但直肠触诊对于解决卵泡的方法很差。相比之下，超声成像是评估卵巢结构的一种高度准确和快速的方法。很多时候，牛从业者在生殖检查期间直接进行子宫扫描，而忽略了卵巢。这是不幸的，因为卵巢包含丰富的信息，可用于帮助诊断奶牛的生殖状态和选择适当的疗法或生殖干预。例如，*体的存在与否有助于诊断妊娠状态，尤其是在繁殖后早期进行妊娠检查时。当存在时，如果母牛怀孕，*体的大小和位置（即，左侧与右侧卵巢）表明了子宫内孕体的位置。因为牛中的大多数孪生是异卵的，多个*体的存在是有怀双胞胎风险的奶牛的诊断指标。卵巢病理和功能障碍，包括“静态卵巢”（例如，无卵泡奶牛的卵巢没有可辨别的卵泡或*体结构）和卵泡囊肿和*体化囊肿很容易区分。
奶牛超声成像牛子宫和概念
在早期胎儿发育过程中检测适当的胚胎以及胚胎和胎儿发育特征如下表所示。牛胎儿可以在繁殖后20天开始可视化，并持续到整个妊娠期。然而，由于其相对于图像视野的大小，使用5.0-MHz线性阵直肠探头在大约90天后无法对胎儿进行整体成像。
奶牛B超超声可识别特征的日期1、早孕诊断
使用经直肠超声检查在妊娠早期评估妊娠状态是超声在奶牛繁殖中最实际的应用之一。通过减少人工授精服务之间的间隔和提高人工授精服务率，对非妊娠母牛进行早期识别，提高牛的繁殖效率和妊娠率。根据第16天前子宫腔内液体的存在来诊断奶牛的妊娠是不可靠的，因为早在第10天未受精的小母牛中就存在少量液体；然而，到第20天，仅基于液体的诊断准确度接近%。奶牛的妊娠诊断准确度在第18天前使用5.0-MHz换能器或第16天前使用7.5-MHz换能器不超过50%。
在大多数农场条件下，早在人工授精后26天，就可以使用超声波快速准确地诊断妊娠诊断。在人工授精后21至25天进行超声妊娠诊断的敏感性和特异性分别为44.8%和82.3%，但在人工授精后26至33天进行时分别增加至97.7和87.7%。尽管可以及早确定妊娠状态，但必须小心以确保诊断的准确性。例如，与子宫位于盆腔内相比，肉牛的子宫位于骨盆入口的颅骨上方时，假阴性诊断的可能性更大。
超声是一种快速的妊娠诊断方法，经验丰富的触诊者很快就能适应超声技术。在天的繁殖季节结束时，使用直肠触诊评估小母牛妊娠所需的时间平均为11.3秒，而使用超声评估妊娠和胎龄所需的时间平均为16.1秒。胎龄也影响诊断所需的时间，年龄较大的胎儿需要较少的总诊断时间。尽管妊娠45天以上的超声检查并不能提高有经验的触诊者妊娠诊断的准确性，但它可能会提高经验不足者的诊断准确性。通常，有两个因素会影响在奶牛场进行超声检查的速度：操作员的熟练程度以及动物的可用性和约束力。当这两个因素都得到优化时，超声检查的速度可以接近触诊的速度，同时从每只动物收集的信息量超过触诊。
2、早期母牛胚胎丢失
流产会导致生殖效率低下，因为在怀孕期间任何时候评估的生育能力是受孕率和流产的函数。泌乳奶牛在人工授精后28至32天的受孕率为40%至47%，而奶牛的受孕率接近75%。同样，泌乳奶牛的流产率也高于奶牛。虽然导致奶牛早期胚胎丢失的具体因素尚不清楚，但它们可能与导致受孕率降低的因素相似。
由于与触诊相比，超声可以更早地确定妊娠状态，因此在繁殖后早期做出阳性诊断时，检测到的流产率通常更高。在人工授精后28天诊断出怀孕的奶牛中，10%到16%在人工授精后56天出现早期胚胎丢失。因此，使用超声在人工授精后28天诊断出怀孕的奶牛应安排在人工授精后60天左右进行后续检查，此时每天的胚胎丢失率急剧下降。尽管在使用超声波评估流产率的研究中流产率很重要，但超声波技术本身并未被认为是牛胚胎死亡的原因。此外，与直肠触诊相比，超声对于早期妊娠诊断的侵入性要小得多，并且可以最大限度地减少触诊引起的流产的罕见发生率。
目前，还没有切实可行的方法来减少泌乳奶牛的早期胚胎损失。然而，通过利用新的生殖技术提高奶牛群的人工智能服务率，认识到早期胚胎丢失的发生和严重程度实际上可能会提供管理机会。如果常规使用，经直肠超声检查有可能通过将人工授精到妊娠诊断的时间缩短至26至28天并具有高度的诊断准确性来提高畜群的繁殖效率。然而，只有当非妊娠诊断与快速将奶牛返回人工智能服务的管理策略相结合时，早期妊娠诊断才能提高繁殖效率，而且此类策略对受孕率的影响尚未经过实证检验。此外，在早期超声检查中被诊断出怀孕的奶牛早期胚胎丢失的风险更大，因此，必须进行后续的妊娠检查，以识别和重新繁殖出现这种丢失的奶牛。如果不加以识别，在早期妊娠诊断后经历胚胎丢失的奶牛实际上会通过延长产犊间隔来降低繁殖效率。这个概念不仅适用于超声波，还适用于任何用于评估配种后早期妊娠状态的方法。
3、鉴定母牛携带双胞胎
双胞胎是奶牛繁殖不可避免的结果，是不可取的，因为它降低了奶牛场的整体盈利能力和繁殖效率。据报道，奶牛双胞胎的发生率为2.5%至5.8%，并且受胎次的影响很大，从第一胎的1%到后期胎次的近10%。
在人工授精后40至55天，使用经直肠超声检查可以准确识别怀双胎的奶牛。在对双胞胎进行早期诊断时，必须仔细扫描两个子宫角的整个长度，以确保不会遗漏胚胎。由于奶牛的大多数双胞胎是由于双排卵，妊娠诊断时卵巢上存在两个或多个*体是奶牛受孕风险增加的极好指标双胞胎。总体而言，使用Ovsynch同步排卵后泌乳奶牛的双排卵发生率为14.1%，并且在人工授精时间附近产奶量高于平均水平的奶牛的双排卵频率比在人工授精时间附近产奶量低于平均水平的奶牛高近三倍。
在确定怀有双胞胎的母牛时，可以考虑多种管理方案，包括淘汰、流产和再配种，或持续管理直至分娩。可以通过扑杀奶牛或中止双胎妊娠来避免对奶牛的持续管理，通常是通过施用催生剂，如PGF2α。有几个因素会反对为了重新繁殖母牛而中止双胞胎妊娠。首先，虽然流产奶牛的产犊间隔会有很大差异，但根据泌乳奶牛的平均繁殖性能和管理指数，经过人工流产和再繁殖的奶牛的估计平均产犊间隔将超过天（约18个月）。其次，由于产犊双胞胎的母牛在随后的妊娠期间发生双胎妊娠的风险更大。第三，在泌乳奶牛中建立妊娠是困难的，妊娠代表了奶牛场的固有价值，它因选择性流产而丧失。最后，怀有双胞胎的奶牛比怀有单胎的奶牛经历更高的早期胚胎丢失率，并且有时会丢失一个胎儿而保留另一个。双胎妊娠早期的选择性流产可能导致分娩时产下单胎小牛，这不是一种合理的管理做法。基于这些考虑并根据母牛和小牛的价值，为了避免继续管理怀有双胞胎的母牛而进行淘汰是流产的更好选择。目前，奶牛双胞胎管理的信息不足，需要进一步研究以做出合理的双胞胎管理决策。
4、奶牛超声确定牛犊公母
经直肠超声可用于检测子宫内牛胎儿的公母。公母是通过使用超声评估生殖器结节的形态和位置来确定的，是一种可靠且准确的公母确定方法，从妊娠55天至60天开始。由于随着妊娠的进行，生殖道和孕体下降到骨盆边缘并进入腹腔，因此在妊娠后期使用经直肠方法物理接触胎儿变得越来越困难。通常，与早期妊娠诊断或卵巢结构检查所需的操作人员相比，使用超声确定公母需要更高水平的操作员经验和熟练程度。
在生产乳品系统中，当与证明胎儿公母鉴定费用合理的管理决策或策略相结合时，确定胎儿公母是有用的。换句话说，为有关胎儿公母的信息付费的乳制品生产商必须在经济上证明该信息的有用性。履行有关要出售的怀孕母牛所携带的小牛公母的销售合同义务是一种可能证明这笔费用是合理的情况。如果小牛的公母是淘汰怀孕母牛的决定因素，那么胎儿公母也可能是合理的。相反，如果信息不用于做出管理决策，则与胎儿公母相关的成本是没有根据的。由于与胎儿公母相关的经济和管理考虑，
超声成像的诊断局限性
在大多数情况下，超声波在奶牛场常规繁殖管理中的实际应用包括在给定时间点进行的单次超声波检查，而不是连续超声波检查。在单次超声检查中无法确定卵泡的生理状态（例如，显性、从属、生长、退化）或*体。此外，超声成像有助于区分结构的解剖属性，但提供的有关生理或内分泌状态的信息很少。例如，卵巢囊肿可以通过解剖学属性进行分类，例如直径和*体组织的存在与否；但是，无法提供有关功能的信息，例如血浆激素浓度。一个例外是胎儿心跳的可视化作为可存活胎儿的诊断指标。超声成像的诊断限制变得很重要，尤其是当超出限制并建议进行不正确的治疗或生殖干预时。彻底了解卵巢生理学和激素程序成功或失败的机制对于正确解释超声成像信息至关重要。
超声的经济考虑
迄今为止，关于使用超声检查奶牛生殖管理的经济分析很少发表。然而，使用其他技术（包括奶*体酮测试、压力安装热检测装置和直肠触诊）对早期检测非妊娠策略的经济评估表明，早期非妊娠被准确有效地检测到，经济回报更大。由于与直肠触诊相比，使用超声可以在人工授精后提前7至14d确定未怀孕，因此可以更早地检测到未怀孕的奶牛并返回人工授精服务，从而通过提高人工授精服务率来提高妊娠率。因此，早期识别人工授精后的未怀孕，再加上非怀孕奶牛的快速返回人工授精服务，可能是奶牛场的一种经济上有利可图的策略。
以前有报道称超声波是奶牛场一种经济上有利可图的繁殖管理策略。经济模型旨在评估超声检查对减少平均开放天数的年度影响。这些模型包括超声设备的成本和折旧、初次妊娠检查时70%的怀孕母牛，以及每天打开超过DIM的成本4.00美元。每周、每两个月和每月进行的超声检查的估计盈亏平衡成本分别为8.40美元、16.80美元和36.00美元。这些作者得出的结论是，在为15家管理良好的头奶牛场提供服务的同时，经验丰富的兽医可以轻松地在3年内收回对超声波机器的投资，只需支付超声波盈亏平衡成本的一半。此外，随着妊娠评估中怀孕母牛的比例降至70%以下，超声波的经济影响增加。然而，尽管有这份报告，但在证明使用超声波对奶牛进行繁殖管理之前，必须对超声波使用与定时授精方案相结合的经济性进行更彻底的评估。