Patologías, Sistemas de Cultivo

Imágenes hiperespectrales para cuantificar la hemorragia en la aleta dorsal del salmón

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By Milthon Lujan

Configuración de imágenes. Una cinta transportadora está iluminada por bombillas de luz halógena en una caja de teflón de fondo abierto, que produce un campo de luz uniforme y difuso. Una cámara de barrido hiperespectral está montada sobre la caja de teflón y escanea la cinta transportadora a través de una ranura en la parte superior de la caja. La cámara es operada por una computadora junto a la cinta transportadora. Fuente: Lindberg et al., (2023).
Configuración de imágenes. Una cinta transportadora está iluminada por bombillas de luz halógena en una caja de teflón de fondo abierto, que produce un campo de luz uniforme y difuso. Una cámara de barrido hiperespectral está montada sobre la caja de teflón y escanea la cinta transportadora a través de una ranura en la parte superior de la caja. La cámara es operada por una computadora junto a la cinta transportadora. Fuente: Lindberg et al., (2023).

En la piscicultura, las lesiones morfológicas son consideradas como indicadores operacionales de bienestar. Sin embargo, el elevado número de peces en un solo sistema de producción hace que el registro de estas lesiones se mantenga como un problema.

A menudo los indicadores operacionales de bienestar se puntúan manualmente por observadores humanos basados en esquemas de puntuación pre-aprobados; no obstante, este proceso puede ser laborioso y propenso a subjetividad y error.

Un equipo de científicos de Nofima AS y de la Norwegian University of Life Sciences evaluaron el uso de un sistema de imágenes hiperespectrales para cuantificar la presencia y la gravedad de hemorragias externas en los salmones del Atlántico, centrándose en las aletas dorsales como prueba del concepto de indicadores operativos de bienestar.

Lesiones físicas como indicadores operacionales de bienestar

Las lesiones físicas son indicadores operacionales de bienestar animal bien establecidos para especies acuáticas. Estas lesiones pueden incluir hemorragias, como por ejemplo la hemorragia de la aleta, que es una lesión común a lo largo del ciclo de producción del salmón.

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La hemorragia es indicativa de una lesión activa que puede estar directamente relacionada con problemas de bienestar en curso en el sistema de crianza. Por lo tanto, la identificación precisa de la hemorragia de las aletas es una herramienta valiosa para la gestión del bienestar de los peces en el esquema FISHWELL.

En las operaciones de la industria salmonera, las heridas de las aletas se agrupan en un indicador operacional de bienestar de tipo mixto denominado “daño activo de las aletas”.

Imágenes hiperespectrales

“La imagen hiperespectral es una técnica espectroscópica que captura el reflejo de la luz en bandas de longitud de onda estrechas con un nivel de detalle que supera la percepción visual de los humanos y las cámaras tradicionales” definen los científicos.

Además destacan que “las cámaras hiperespectrales producen imágenes en las que cada píxel contiene un gráfico que muestra la composición de la luz registrada por ese píxel en un rango del espectro electromagnético”.

En la actualidad, las imágenes hiperespectrales vienen siendo usadas en aplicaciones que incluyen evaluaciones de calidad y seguridad alimentaria, diagnósticos médicos y mediciones de parámetros de vegetación y cultivos en silvicultura y agricultura.

En la industria pesquera las imágenes hiperespectrales se usan con éxito para medir diferentes estados oxidativos de la hemoglobina en filetes de bacalao del Atlántico.

Metodología del estudio

Los científicos emplearon a dos observadores inexpertos para auditar manualmente las lesiones en la aleta dorsal en 234 post-smolt de salmones del Atlántico siguiendo un protocolo estandarizado que calificó la erosión de la aleta y también clasificó la lesión como activa/curada.

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Posteriormente, tomaron imágenes de los mismos peces con un sistema de cámara hiperespectral y las evaluaciones visuales calificadas manualmente se compararon con imágenes hiperespectrales de la misma aleta.

Como parte de su metodología los científicos procesaron imágenes hiperespectrales para segmentar la aleta dorsal de cada pez y se cuantificó la presencia de sangre en el tejido analizando la información espectral, lo que arrojó un índice de hemorragia de aleta.

Plataforma de imágenes hiperespectrales

El estudio describe un innovador sistema de imágenes hiperespectrales de alto rendimiento para cuantificar la presencia y la gravedad de la hemorragia de la aleta dorsal como un indicador operacional de bienestar para el salmón del Atlántico.

“La plataforma de imágenes hiperespectrales fue robusta para detectar el sangrado en las aletas y puede ayudar a clasificar las heridas activas con mayor exactitud que los observadores humanos”, reportan los científicos.

Según los resultados del estudio, las imágenes hiperespectrales tienen el potencial para mejorar las auditorías de bienestar en la piscicultura del salmón.

Los científicos destacan que “Los datos también sugieren que la cámara hiperespectral puede detectar hemorragias que no son fácilmente visibles para el ojo humano”.

Conclusión

“La medición hiperespectral automatizada de la hemorragia en la aleta dorsal al enfocarse en la hemoglobina es un método muy preciso para distinguir entre aletas dorsales activas y curadas o ilesas. La abundancia total de hemoglobina por unidad de superficie de la aleta tiene cierta concordancia con la puntuación humana manual de los indicadores de bienestar de la operación”, concluyeron los científicos.

Los científicos recomiendan realizar más pruebas y validaciones para integrar estas herramientas en los programas de auditoría de bienestar existentes, debido a que el enfoque automatizado incluye una mayor sensibilidad, precisión y rendimiento; además, de producir datos cuantitativos para los investigadores o la administración de la granja salmonera.

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El estudio fue financiado por Research Council of Norway a través de una subvención a Nofima para el proyecto PrecisionVision, y los proyectos Vision2Precision, DigitalAqua y SmoltFieldGenetics de Nofima.

Referencia (acceso libre)
Lindberg S-K, Durland E, Heia K, Noble C, Alvestad R and Difford GF (2023) Digital scoring of welfare traits in Atlantic salmon (Salmo salar L.) – a proof of concept study quantifying dorsal fin haemorrhaging via hyperspectral imaging. Front. Anim. Sci. 4:1162384. doi: 10.3389/fanim.2023.1162384

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