Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования.
1.1 Распространение мастита и экономические последствия для животноводства 9
1.2 Этиология маститов, патогенез и их классификация 13
1.3 Анализ мероприятий по борьбе со скрытыми маститами 16
1.4 Рабочая гипотеза применения электрофизических свойства молока для диагностики мастита и электрофизиотерапии при его лечении и профилактике 22
1.5 Выводы и задачи исследований 24
2. Теоретические предпосылки использования электрофизических факторов при диагностике, лечении и профилактике маститов
2.1 Исследование электрохимических и биологических свойств молока и его смеси с поверхностно-активным веществом 26
2.2 Теоретические предпосылки использования диэлектрической проницаемости смеси молока с поверхностно-активным веществом для диагностики скрытого мастита 29
2.3 Разработка структурной схемы устройства для диагностики мастита у коров 42
2.4 Влияние рефлексотерапии на регуляцию молокоотдачи 44
2.5 Теоретическое обоснование биофизических процессов в нервной системе молочной железы коровы при электрическом воздействии 47
2.6 Анализ биофизического процесса при электрической обработке тканей и полостей in vivo молочной железы коровы 55
2.7 Моделирование электрических импульсов, обеспечивающих безболезненность воздействия на молочную железу при лечении и профилактике мастита 61
2.8 Разработка устройств для воздействия на молочную железу коровы при профилактике и лечении мастита 69
2.9 Выводы 74
3. Программа и методики экспериментальных исследований эффективности использования электрофизических факторов в борьбе с маститом у коров
3.1 Программа экспериментальных исследований 76
3.2 Методика определения оценки способа, основанного на использовании диэлектрической проницаемости смеси молока с поверхностно-активным веществом для диагностики скрытого мастита у коров 77
3.3. Методика оценки безболезненности воздействия электрических импульсов при профилактике и лечении мастита 82
4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований
4.1 Экспериментальные исследования эффективности использования диэлектрической проницаемости смеси молока с ПАВ для диагностики скрытого мастита у коров 90
4.2 Экспериментальные исследования воздействия электрических импульсов на молочную железу при профилактике и лечении мастита у коров 94
4.3 Эффективность электростимуляции при профилактике мастита у первотелок и его лечение у коров 100
5. Экономические показатели комплекса устройств используемых в системе мероприятий по борьбе с маститами
5.1. Ресурсные показатели комплекса устройств для борьбы с маститом... 105
5.2. Обоснование инвестиций для использования технических средств
для борьбы с маститом в хозяйствах АПК 111
Выводы 114
Литература
- Анализ мероприятий по борьбе со скрытыми маститами
- Теоретические предпосылки использования диэлектрической проницаемости смеси молока с поверхностно-активным веществом для диагностики скрытого мастита
- Методика определения оценки способа, основанного на использовании диэлектрической проницаемости смеси молока с поверхностно-активным веществом для диагностики скрытого мастита у коров
- Экспериментальные исследования воздействия электрических импульсов на молочную железу при профилактике и лечении мастита у коров
Введение к работе
Существенным тормозом увеличения производства молока, улучшения его качества и снижения себестоимости является значительное распространение в стадах коров мастита (заболевание молочной железы), наносящего хозяйствам весьма ощутимый экономический ущерб.
По данным отечественных и зарубежных специалистов воспаление молочной железы является одним из основных заболеваний у коров. Несмотря на очевидные достижения науки и передовой практики в разработке и осуществлении лечебно-профилактических мероприятий при воспалении молочной железы у коров, наблюдается тенденция увеличения удельного веса мастита среди других заболеваний в стадах крупного рогатого скота.
Ряд исследователей: Е.В. Ильинский, М.В. Назаров, Н.К. Оксамитный, Карташова В.М., 3. О. Паркидзе и другие отмечают снижение эффективности лечебных мероприятий вследствие значительного распространения во внешней среде лекарственно-устойчивых штаммов условно-патогенной микрофлоры, являющихся возбудителями мастита у коров. Применение для лечения больных маститом коров антибиотиков, сульфаниламидов и препаратов фуранового ряда приводит к накоплению их остаточных количеств в организме животных, что снижает качество молока. В связи с этим очевидна необходимость создания и испытания новых, а также усовершенствования известных лечебно-профилактических мероприятий, исключающих использование лекарственных препаратов при воспалении молочной железы у коров. К таким мероприятиям относятся различные методы физиотерапии, например, электропунктура, воздействие различного рода электрическим током и т.п. Использование электрического воздействия эффективно, так как при этом восстанавливается лимфо- и кровообращение, улучшаются адаптационная и компенсирующая функции на уровне клеток тканей, органов и организма в целом, кроме того, такой метод экологически чист и прост в применении.
Несмотря на то, что эффективность и целесообразность электрофизиотерапии в ветеринарной медицине общепризнаны, ее методологическое и техническое обеспечение развиты слабо. Режимы электрофизиотерапевтического воздействия и устройства для их реализации позаимствованы из медицинской практики и в большинстве своем применяются без учета физиологических особенностей и уровня болевого дискомфорта у животных.
Изложенное свидетельствует о целесообразности проведения научно-исследовательских работ, направленных на создание режимов и методик безболезненной электрофизиотерапии, а также создания устройств для их технической реализации. Исходя из этого, исследования, результаты которых представлены в работе, выполнялись в соответствии с госбюджетными темами «Снижение энергозатрат и повышение эффективности электромагнитных аппаратов и источников питания для новых условий с- х. Производства», 1996-2000 гг (ГР №01960009015) и « Разработка и исследование энергосберигающих технологий, оборудования и источников электропитания для АПК», 2001-2005 гг. (ГР № 01200113477).
Целью работы является повышение эффективности электрофизических методов и технических средств диагностики, профилактики и лечения скрытых маститов у коров. Для её достижения в работе поставлены задачи:
— изучить зависимость диэлектрической проницаемости смеси пробы молока с поверхностно-активным веществом от количества соматических клеток, обуславливающих уровень гелеобразования;
- теоретически обосновать использование диэлектрической проницаемости молока для диагностики скрытого мастита;
- определить наиболее эффективные параметры электрического воздействия на основании анализа биофизических процессов в нервной системе, а также в тканях и полостях молочной железы;
— определить и теоретически обосновать математическую модель пакета электрофизиотерапевтических сигналов для обеспечения безболезненного
элетрического воздействия;
- разработать схемные и конструктивные параметры устройства для реализации режима и методики электрофизиотерапии, профилактики и диагностики скрытого мастита у коров;
— провести лабораторные исследования и испытания устройств на основании клинической оценки терапевтической эффективности, разработать методики их применения и эксплуатации;
- исходя из результатов исследований и испытаний комплекса устройств, определить перспективные направления их использования, оценить надежность и экономический эффект от их внедрения.
Объектом исследований являлось молочное поголовье КРС красной степной и черно-пёстрой пород.
Предмет исследования составляли: зависимость диэлектрической проницаемости смеси молока с поверхностно-активным веществом от уровня гелеобразования при диагностике мастита и состояние вымени коровы при воздействии электрических импульсов различной формы, частоты и амплитуды на биологически активные зоны вымени.
Методика исследований. Теоретические исследования биофизических процессов в вымени коровы и режимов электроимпульсного воздействия на нее в основном базировались на методах математической статистики и моделирования. При их реализации использовались математические методы анализа классической нейрофизиологии, электроники, биофизики. При экспериментальных исследованиях использовались методы теории планирования и обработки результатов экспериментов, а также элементы теории надёжности, методы экономического анализа.
Научную новизну представляют: - зависимость диэлектрической проницаемости смеси молока с поверхностно-активным веществом от уровня гелеобразования, обуславливаемого количеством соматических клеток в нем;
- амплитудно-частотные режимы безболезненной электрофизиотерапии;
- методики диагностики, электрофизиотерапевтической профилактики и лечения мастита у коров;
- способы и устройства для диагностики, профилактики и лечения мастита, защищенные патентами России № 2190324, №2193842, № 2210768 (приложение 1).
Практическая ценность работы. Предложенные методики для системы мероприятий по борьбе с маститами и разработан комплекс устройств для их реализации, позволяющий (по сравнению с чисто медикаментозными методами лечения) повысить уровень санитарного качества молока, а также снизить удельный вес мастита среди других заболеваний в стадах крупного рогатого скота, а в конечном счете повысить полезную отдачу и рентабельность молочного скотоводства.
Методы и устройства для диагностики и безболезненной электрофизиотерапии высокоэффективны и не требуют значительных дополнительных капиталовложений, а также специальной подготовки пользователей.
Результаты исследований, а также разработанные устройства могут быть использованы в конструкторской практике при создании целого ряда унифицированных конструкций применительно к реализации различных целей ветеринарной и медицинской физиотерапии.
Реализация результатов исследований. Экспериментальные образцы комплекса устройств, используемых в борьбе с маститами внедрены в хозяйствах Гулькевичского района Краснодарского края и позволили получить экономию медикаментов на одну корову в месяц 1275 руб., а за счет увеличения надоя молока в год - 14,6 тыс. руб. По результатам научно-производственных испытаний Куб ГАУ совместно с управлением ветеринарии Краснодарского края разработаны и изданы рекомендации и инструкция по эксплуатации комплекса устройств «Стимул-3». Прибор рекомендован для использования в хозяйствах края (приложение 2).
На 4-м Московском международном салоне инноваций и инвестиций комплекс устройств для борьбы с маститом «Стимул» награжден золотой медалью (копия диплома представлена в приложении 3).
Апробация работы и публикация результатов исследований. Результаты исследований докладывались, обсуждались и одобрены на ежегодных научных конференциях КубГАУ в 2000-2003 гг., научном симпозиуме «Sim-pozion §tiin ific jubiliar cu participare interna onala» в г. Кишинёве в 2000г., научно практической конференции «Ресурсосбережение в электромеханизации АПК» в г. Краснодаре в 2000 г., на научном семинаре в г. Ставрополе, 2003 г.
Основное содержание работы опубликовано в 15 печатных работах (в том числе в трех патентах РФ).
Объём и структура работы. Диссертация включает введение, пять глав, общие выводы, список использованной литературы и приложения. Она содержит 135 страниц общего текста, включая 34 рисунка и 14 таблиц. Список использованной литературы представлен 165 наименованием, в том числе 25 на иностранных языках. Приложения включают 6 наименований, в т.ч. фрагменты статистических и экспериментальных исследований, акты внедрения, рекомендации и инструкции по использованию комплекса устройств, принципиальную схему электростимулятора, копии патентов, диплома награждения золотой медалью за разработку комплекса устройств для борьбы с маститом.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Теоретические предпосылки метода использования диэлектрической про ницаемости пробы молока с поверхностно-активным веществом для диагностических целей, а также устройство для его реализации;
2. Теоретическое обоснование биофизических процессов в молочной железе при электрическом воздействии.
3. Моделирование электрических импульсов, обеспечивающих безболезненность воздействия при профилактике и лечении маститов и устройства для их осуществления;
4. Результаты экспериментальных исследований, клинических наблюдений и обоснование эффективности инвестиций для внедрения разработанных устройств.
Анализ мероприятий по борьбе со скрытыми маститами
Существующий опыт борьбы с маститами коров указывает на то, что можно добиться положительных результатов только путем систематического применения профилактических и терапевтических мер. Система мероприятий по борьбе с маститами включает диагностику, лечение и профилактику. Диагностику проводят в основном по качеству молока, которое определяется содержанием в нем соматических клеток. Если их содержание повышенное, то определяют, от какой группы коров получено молоко. Затем всех коров данной группы проверяют на наличие заболевания путем исследования индивидуальных проб молока. Диагностику мастита у всех коров стада проводят ежемесячно При обнаружении мастита, лечение необходимо начинать как можно раньше. По мнению ученых: Авдеева ТА., Балибалова Е.Н., Банкового И.И., Иноземцева В.П. Самоделкина А.Г. Гранина А.С., и других желательно широко использовать физиотерапевтические методы, поскольку они наиболее эффективны и экологически чисты.
Важнейшим звеном в системе мероприятий по борьбе с маститами является профилактика этой болезни, которая включает целый ряд мероприятий, важнейшим из которых является контроль за соблюдением правил машинного доения коров. Очень часто не соблюдаются правила санитарной обработки и стимуляции молокоотдачи, с начала подготовки коровы к доению до подключения к доильному аппарату уходит гораздо больше времени, чем положено по норме» доильные аппараты работают в режиме, не предусмотренном инструкцией и т. д.
У коров, больных клиническими формами маститов, легко установить диагноз и дифференцировать формы заболевания. Для этого используют данные анамнеза, проводят клинические исследования вымени, путем осмотра, пальпации, пробного доения и использования специальных приборов. При скрытых формах маститов осуществляют лабораторные исследования, включающие цитологические, физико-химические и бактериологические методы диагностики.
Цитологические методы диагностики включают следующие виды исследований молока: а) прямой подсчет соматических клеток (лейкоцитов, ядер эпителиальных клеток); б) определение количества соматических клеток с помощью реактивов, состоящих из поверхностно-активных веществ; в) постановку пробы отстаивания; г) определение рН; д) определение электропроводности. Прямой подсчет соматических клеток в молоке - наиболее распространенный метод, используемый для выявления скрытого мастита [105]. Объясняется это тем, что при первых признаках воспаления начинается усиленная миграция лейкоцитов в очаг воспаления, и частота обнаружения в молоке патогенных микроорга низмов - возбудителей мастита возрастает пропорционально увеличению в нем числа лейкоцитов. Такая зависимость делает показатель количества соматических клеток в молоке решающим фактором, характеризующим болезненное состояние вымени. Таким образом, увеличение содержания соматических клеток в молоке является первым сигналом неблагополучия тканей молочной железы [60]. Согласно ГОСТу 13264-88 «Молоко коровье. Требования при закупках» все сырое молоко, независимо от его предназначения, подразделяют на три сорта — высший, первый и второй. Одним из основных показателей сортности молока, является количество соматических клеток. В частности, для молока высшего сорта показатель содержания соматических клеток должен быть не более 0,5 млн/мл. Для молока первого и второго сорта - не более 1,0 млн/мл.
Оценка здоровья коровы в зависимости от количества соматических клеток в молоке представлена в таблице 1.3.
В России и за рубежом число соматических клеток в молоке коровы определяли до последнего времени по методу Прескотга-Брэда. Этот метод в последующем был принят зарубежными учеными в качестве эталона для настройки электронных приборов при подсчете соматических клеток. Все методы подсчета числа соматических клеток Прескотга-Брэда, Ньюманса, и экспресс-метода И.ИАрхангельского основаны на предварительной подготовке
исследуемого молока Это окрашивание либо мазков молока, предварительно высушенных, обезжиренных, зафиксированных и нанесенных на предметное стекло (в первом и во втором методах), либо самого молока ( в третьем методе), которое подвергают термической обработке, вносят под покровное стекло счетной камеры Фукса-Розенталя и подсчитывают количество соматических клеток по их окраске под микроскопом.
Однако известные методы прямого подсчета количества соматических клеток в молоке при большом количестве проб секрета молочной железы для диагностики мастита или проверки качества молока не нашли широкого применения из-за их трудоемкости и сложности.
Для подсчета содержания соматических клеток в пробе было разработано не мало приборов, таких как «Культер», «Фоссоматик», «Целлоскоп», «Пико-скель», «Автоанализатор». Однако, эти приборы из-за конструктивных и эксплуатационных сложностей, требующих хороших лабораторных условий, не смогли найти широкого применения в условиях хозяйств.
Наиболее приемлемым, но менее точным является метод определения числа соматических клеток с помощью поверхностно-активных веществ (ПАВ), т.е. веществ которые понижают поверхностное натяжение за счет способности адсорбироваться на поверхностях раздела сред.
Теоретические предпосылки использования диэлектрической проницаемости смеси молока с поверхностно-активным веществом для диагностики скрытого мастита
Для экспресс-диагностики мастита у коров определяют число соматических клеток с помощью реактивов, включающих поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые добавляют в молоко коровы [58].
Молоко от здоровой коровы имеет однородную консистенцию, желтовато-белый или белый цвет, сладковатый вкус, специфический запах [14]. Оно включает 250 компонентов, которые можно разделить на истинные, образующиеся в процессе нормального обмена при секреции молока, и посторонние. Молоко можно рассматривать как сложную коллоидную систему, состоящую из воды, сухого вещества и газов. В сухое вещество входят такие истинные компоненты, как жир, белок, молочный сахар (лактоза), макро- и микроэлементы, витамины, ферменты и другие компоненты. К посторонним, неистинным составным частям относят: антибиотики, гербициды, инсектициды, радиоизотопы, патогенную микрофлору, т.е. вещества, случайно попавшие в молоко. Отдельные компоненты его находятся в определенном соотношении, которое нарушается при заболеваниях животных и других процессах, происходящих в молоке. При этом изменяются его химический состав, технологические и биологические свойства молока, в результате чего снижается его ценность.
Помимо химических и биологических свойств молоко обладает и физическими свойствами, такими, как: плотность, вязкость, поверхностное натяжение, точка замерзания, электропроводность, окислительно-восстановительный потенциал, и др. Поскольку для нас представляет интеpec электрические свойства молока, то имеет смысл рассмотреть только его электропроводность.
Молоко является хорошим проводником электрического тока. Электропроводность определяется наличием в нем ионов солей, а также заряда других компонентов. Наибольшее влияние на электропроводность молока оказывают ионы хлоридов натрия. В литературе есть данные [165], указывающие на то, что с повышением содержания жира в молоке электропроводность снижается.
На электропроводность молока влияют индивидуальные особенности коров, и другие факторы. Электропроводность молока утренней дойки (42,7-1 (У4) ниже, чем вечерней (44,1 Ы О"4); при заболевании вымени коров маститом электропроводность молока возрастает (до 6510"4-130-10"4).
Таким образом, по электропроводности молока можно судить о физиологическом состоянии организма коровы.
При слабом поражении вымени маститом в молоке повышается уровень сухого вещества, жира, белка, солей и понижается содержание молочного сахара, а количество соматических клеток в 1 мл молока увеличивается до 2 млн. и более. При мастите повышается уровень иммунных глобулинов вдвое, а сывороточных альбуминов - в 15 раз, содержание р-лактоглобулина и а-лактоальбумина уменьшается. Молоко приобретает щелочную реакцию, под действием сычужного фермента плохо свертывается и имеет повышенное количество лейкоцитов. В связи с тем, что при подсчете лейкоцитов, как правило, учитываются и содержащие ядра эпителиальные клетки, принято говорить не о содержании в молоке лейкоцитов, а о количестве соматических клеток [69]. Их подсчет дает представление о наличии воспалительного процесса в молочной железе коровы.
В настоящее время в России для экспресс-диагностики мастита у коров применяются препараты димастин, мастидин, 20%-ный раствор сульфанола, в состав которых входят анионактивные ПАВ, в качестве которых используют алкилсульфаты, алкилсульфонаты, алкилбензолсульфонаты.
В результате научных исследований об использовании ПАВ для диагностики мастита [58], выяснилось, что с помощью их можно определить примерное количество соматических клеток по образованию гелеобразных сгустков. Механизм образования гелеобразных сгустков при добавлении ПАВ к биологическим объектам объясняется тем, что неполярные углеводородные цепочки молекул ПАВ, внедряясь в соматические клетки, разрушают их ядра, вступая при этом во взаимодействие с белками и вытесняют ДНК из связанного с белком в свободное полимерное состояние.
Поскольку выделение ДНК происходит в молоке, которое считается раствором высокомолекулярных соединений, то имеет смысл рассматривать поведение макромолекулы ДНК как составной части этого раствора.
При начальной стадии мастита в молоке, как уже указывалось, повышается уровень сухого вещества, жиры, белки и другие вещества. Однако ориентироваться на эти показатели нельзя, т.к. повышение жирности можно рассматривать как повышение качества молока. Начальную стадию мастита трудно распознать, она может характеризоваться лишь количеством соматических клеток в молоке.
Таким образом, в зависимости от количества соматических клеток система может более или менее быть вязкой, а значит, и ее электропроводность в зависимости от вязкости может меняться.
Методика определения оценки способа, основанного на использовании диэлектрической проницаемости смеси молока с поверхностно-активным веществом для диагностики скрытого мастита у коров
Поскольку объектом экспериментального исследования является установление зависимости влияния количества соматических клеток в молоке на изменение диэлектрической проницаемости уровней гелеобразования в смеси молока с поверхностно-активным веществом, то предпочтительно в качестве переменных факторов использовать изначальные параметры для рисунка 2.6. Тогда значение уровня отклика, оптимизации смеси будет состоять из изменения ее диэлектрической проницаемости или тангенса угла потерь St т.е. количественных параметров и качественных парамеДрвшовышения точности измерения диэлектрической проницаемости смесь необходимо поместить в электрическое поле, где действовала бы только электронная поляризация, параметры, которой находятся в фазе с быстроменяющимся полем, т.е. в высокочастотном поле (f 1 МГц), где на диэлектрические свойства смеси не сказываются ориентационная и ионная поляризация. Так как эти виды поляризации вносят большие погрешности при измерении диэлектрической проницаемости. Известно, что при низких и средних частотах точность исследований параметров молока будет ниже [105] и лишь при высоких частотах не будет сказываться влияние приэлектродной поляризационной емкости.
Таким образом, в данном поисковом эксперименте варьирующим фактором является плотность гелеобразования смеси, зависящая от количества соматических клеток, а задачей оптимизации - нахождение значений диэлектрической проницаемости, или тангенса угла потерь б для каждого уровня плотности гелеобразования смеси.
Следовательно, изменение уровня фактора, а именно плотности геле-образования в смеси в зависимости от количества соматических клеток является основным источником рассеяния диэлектрической проницаемости — выходной переменной. Обработку результатов данного эксперимента можно планировать как однофакторный без ограничений на рандомизацию. Такой план позволяет проверить гипотезу о наличии эффекта вносимого исследуемым фактором, путем выделения и сравнения двух дисперсий, одна из которых определяет эффект изменения уровней исследуемого фактора, а другая характеризует рассеяние связанное с ошибкой эксперимента [33,130].
Перед планированием следует указать, что поскольку наиболее распространенным является метод визуального определения количества соматических клеток в молоке, то для этого молоко смешивают с определенным веществом, например мастидином или димастином, далее визуально определяют плотность образовавшегося гелеобразного сгустка, делая отметки в виде крестов и по их количеству судят о степени проявления мастита. Так, например, если в смеси молока с мастидином имеются хлопья (небольшие сгустки), то это начальная стадия скрытого мастита, и при учете проставляется одна отметка; при наличии в жидкости до 30% гелеобразных сгустков - две отметки, это 1-я стадия проявления мастита, до 50% сгустков - три отметки- 2-я. Четыре отметки ставится, когда вся смесь представляет собой желеобразный сгусток.[58].
План эксперимента по определению влияния количества соматических клеток в смеси на изменение диэлектрической проницаемости будет иметь вид (таблица 3.1).
В таблице столбцы соответствуют уровням исследуемого фактора, т.е. количество соматических клеток (тыс/мл) и плотности сгустков в крестах т.е.гелеобразное состояние, а строки указывают номер наблюдений. По такому плану можно выявить эффект связанный с изменением уровня исследуемого фактора.
Модель эксперимента при однофакторном планировании будет иметь вид: yi} = JLI + + 7} + Eg, (3.1) где Уу - результат измерения диэлектрической проницаемости, относящегося к / —й строке иу -му столбцу; (Л — математическое ожидание среднего значения диэлектрической проницаемости по всему эксперименту; 7} — эффект вносимый j-м уровнем плотности гелеобразования смеси; Єу случайная ошибка эксперимента при каждом измерении.
Оценку эффектов, вносимых каждым уровнем фактора определяется как разница между средними по уровням и общим средним: tj— yjср— У (3.2), где tj - оценка эффекта 7} по данным эксперимента.
В таблице Уj — суммарное значение диэлектрической проницаемости соответствующее у - уровню гелеобразования смеси; у ср — среднее значение диэлектрической проницаемости соответствующее j— уровню гелеобразования смеси; N — число наблюдений.
Использовав, формулы [130] для дисперсионного анализа однофактор-ного эксперимента вычисляем оценки дисперсии, связанной с изменением уровней исследуемого фактора s yPt и дисперсии ошибки эксперимента s ош.
Для оценки результатов эксперимента выдвигается обычно нулевая гипотеза Но, где эффекты уровней исследуемого фактора отсутствуют, различие средних значений по уровням объясняются только ошибкой эксперимента.
Для проверки нулевой гипотезы Но . Tj — 0 вычисляем дисперсионное отношение Fpac4 = s ур/ S ош- 1,58 затем по таблицам F - распределения для числа степеней свободы (4,5) и уровню значимости 0,05 взятому из той же таблицы определяем FmcR =5,19. Поскольку Fpac4 FmasRi то гипотеза HQ принимается, а различие между средними значениями по уровням определяются только ошибкой эксперимента. Такой результат сравнения приводит к выводу, что различия между средними значениями по уровням определяются ошибкой эксперимента, а значения диэлектрической проницаемости исследуемой смеси зависят от количества соматических клеток, определяющих уровень гелеобразования смеси.
Экспериментальные исследования воздействия электрических импульсов на молочную железу при профилактике и лечении мастита у коров
Роль переходного сопротивления электрод - кожа имеет большое значение при съеме сигнала с биологической системы.
Эквивалентная электрическая схема контура, включающего в себя биологическую систему и электроды представляет собой Е$п — э.д.с. источника биопотенциалов; г - сопротивление внутренних тканей биологической системы; R- сопротивление кожи и электродов, контактирующих с ней; Rex - входное сопротивление усилителя биопотенциалов.
При усилении сигнала учитывается соотношение сопротивлений Rt= (г + R) и R Вопрос согласования полных сопротивлений (импедансов) достаточно сложный. Если учитывать только радиотехническую сторону вопроса, то следует на вход усилителя подать максимальную мощность от источника усиливаемых сигналов. Это осуществляется при равенстве внутренне го сопротивления источника и сопротивления потребителя, т.е. при данных условиях 7?;= Rex
В электрофизиологии считают [7], что Rex должно в 10—20 раз превышать наибольшее возможное значение Rj. Малая частота биопотенциалов приводит к тому, что в цепях усилителя невозможно использовать конденсаторы, так как при малых частотах значительно возрастает емкостное сопротивление. Поэтому для усиления биопотенциалов используют усилители постоянного тока, полоса пропускания которых имеет нижнюю границу со = 0. В качестве усилителя биопотенциалов используется операционный усилитель, типа 153УД5. Для регистрации изменения омега-потенциала был использован прибор со стандартными навесными элементами с диапазоном измеряемых напряжений 27—75 мВ; класс точности 0,5; входное сопротивление 20 мОм; чувствительность 1мВ,
Для безопасности работы и исключения «блуждающих» токов корпуса приборов заземлены индивидуальными проводниками на общий контур в соответствии паспортными эксплутационными требованиями. Сопротивление контура заземления равно 2,1 Ом. В качестве источника питания для устройств измерительных каналов использован многопредельный регулируемый стабилизированный источник питания.
Эксперименты проводились в ЗАО «Госплемзавод Гулькевичский». Были сформированы две группы (контрольная и опытная) животных-аналогов по возрасту, полу, живой массе и исходному уровню омега-потенциал а. Каждая группа состояла из 5 первотелок красной степной породы. В контрольной группе определяли динамику развития молочной железы и молочной продуктивности, не связанную с электровоздействием, а зависящую от хозяйственного уровня содержания животных на ферме. Перед экспериментом у коров обеих групп были сделаны замеры параметров молочной железы (длина, ширина, обхват вымени и расстояние от вымени до земли), определен суточный удой, проведены исследования на мастит.
Коров опытной группы доили двукратно с одновременным воздействием импульсного тока. В первые несколько дней электростимуляцию осуществляли прибором «Стимул-3», который вырабатывал высокочастотные импульсы с переменной частотой 10Гц - 200 кГц , амплитудой 10—100 В модулированные низкочастотной колоколообразной огибающей с частотой следования 0,01—2 Гц. Причем каждый день электростимуляцию осуществляли при повышенной амплитуде напряжения, например в первый день - от 0 до 10 В, на второй день - от 10 до 20 В; на третий - 20-30В; на четвертый 30-40 В; на пятый — 40—50 В; и т.д., до тех пор, пока не повысится уровень омега — потенциала (ОП), который каждый раз измеряли через 2-6 мин после электровоздействия.
В следующие несколько дней воздействовали прибором «Стимул —2», который формирует высокочастотные импульсы модулированные по частоте и амплитуде трапецеидальной огибающей, с таким же ежедневным изменением амплитуды напряжения и измерением уровня омега—потенциала.
В последующие дни воздействовали импульсами прямоугольной, а затем треугольной формы и с такими же режимами изменения напряжения и измерения уровня омега-потенциала. Кроме того, дополнительно измеряли изменения уровня омега-потенциала через другие промежутки времени после электровоздействия колоколообразными импульсами и среднесуточный удой.
Результаты исследований изменения уровня омега-потенциала (ОП) в зависимости от амплитуды напряжения и формы импульса представлены в приложении 5.
Анализ проведенных исследований подтвердил теоретические предпосылки представленные в главе 2. Действительно, низкочастотный кол околообразный импульс является наиболее эффективным инструментом при осуществлении безболезненного электрического воздействия , причем с достаточно широким оптимальным диапазоном амплитуды напряжения от 10 до 60 В, при котором животное не испытывает дискомфорта.
Кроме того, дополнительные измерения уровня ОП через определенные промежутки времени и суточный удой коров после воздействия колоколо-образного импульса при фиксированных значениях амплитуды напряжения показали следующие зависимости (рисунки 4.2. и 4.3.)
