超声波技术彻底革新了水产养殖管理，实现了对鱼类性别和性腺成熟度的非侵入性、快速和精准鉴定。本文探讨了鱼类超声波技术（鱼类超声波、超声波鱼）的原理、方法及其在澳大利亚、英国和新西兰的实际应用，重点阐述了其在可持续水产养殖中发挥的变革性作用。
野生和养殖鱼类的性别和性腺成熟度直接影响其种群结构、繁殖效率和产业经济效益。传统的性腺成熟度评估方法包括解剖观察、性腺指数（GSI）测定、激素水平检测等。虽然这些方法准确，但存在侵入性强、耗时费力、难以重复使用等缺点。超声成像技术可以对水中或水外的鱼体进行实时扫描，通过分析组织的回声特征，实现性腺形态和血流动力学的可视化，成为一种重要的无创监测工具。
1. 原则鱼类超声波技术
鱼类超声波设备利用高频声波来观察内部器官，包括性腺。卵巢（含有发育中的卵母细胞）和睾丸（均质管状结构）之间不同的组织密度会产生独特的回声模式¹⁶。例如：
雌鱼：由于卵母细胞充满液体，卵巢呈现为一簇簇小的、低回声（暗）球形结构。
雄鱼：睾丸呈现均匀的高回声（明亮）图案，形态紧凑对称。
先进的人工智能驱动系统现在可以自动进行图像分析，在 0.03 秒内实现性别识别准确率超过 97% ⁵。
2. 性腺评估的操作流程
步骤一：鱼的准备
镇静鱼以减少其压力并稳定其位置。
在腹部涂抹水溶性凝胶以增强超声波耦合。
步骤 2：扫描协议
将换能器平行于侧线放置于鳃盖后方，以捕捉腹腔的横截面图像 213。
确定关键地标：
胃：可作为定位性腺的参考点。
卵巢：成熟的卵巢充满腹膜腔（例如，在鲑科鱼类中）或聚集在胃附近的背腹侧（例如，在罗非鱼等较小的物种中）。
睾丸：位于鱼鳔附近，质地均匀。
步骤 3：成熟度评级
形态学标准：卵母细胞直径（>50）μm 表示产卵准备状态），性腺指数（GSI = 性腺重量/体重）× 100%）13.
分子生物标志物：采用qPCR分析CYP19A1（芳香化酶）和Vtg（卵黄蛋白原）的表达水平，以验证超声检查结果。
3.鱼类超声波设备在水产养殖中的应用
胎儿水肿：超声检查结果与性腺指数（GSI）和激素水平高度相关。通过F3和M3/M4阈值可以快速识别成熟个体，从而减少频繁手术的次数。
尼罗罗非鱼：超声波识别准确率达到95%，显著优于人工目测分拣（87%），但对于小于400个个体的睾丸成像仍然具有挑战性。 g.
大西洋鲑鱼：超声波在野生和养殖雄性鲑鱼成熟度监测中的应用，减少了不必要的牺牲，具有广泛的推广价值。
中华鲟：通过结合超声图像和性激素测定，对 10 至 17 岁个体的性别和成熟度进行了分类，验证了超声在保护珍稀鱼类物种方面的应用潜力。
雄性和雌性倒置虹鳟：研究证实，超声波在评估雄性和雌性倒置个体的性腺结构方面具有很高的效率，这有助于培育单雄性和雌性资源。
超声成像技术在识别鱼类性腺成熟度和性别方面已展现出较高的准确性和重复性，但其应用仍受以下因素影响：
4全球研究与应用
澳大利亚
澳大利亚研究人员率先开发了用于澳洲肺鱼（Lates calcarifer）养殖的便携式超声波系统。通过将卵巢回声纹理与血浆雌二醇水平相关联，他们在预测产卵窗口期方面达到了 95% 的准确率，从而优化了孵化场的计划 13。
英国
英国'斯特灵大学将机器学习与超声成像相结合，用于监测大西洋鲑鱼（Salmo salar）的成熟度。他们的AI模型利用实时B型图像预测性别和成熟阶段，从而减少了70%的人工劳动⁵。
新西兰
在新西兰，利用超声波引导进行帝王鲑（Oncorhynchus tshawytscha）选择性育种，提高了孵化场的雌雄比例。养殖户使用手持设备来识别雌雄个体。“高价值“雌性早期，提高鱼子酱生产效率 6.
4. 相对于传统方法的优势
非侵入性：消除了与手术性别鉴定相关的压力和死亡风险¹。
成本效益：与人工性腺活检相比，可降低 50% 的人工成本 5.
可扩展性：既适用于小型农场（例如英国的鳟鱼养殖场），也适用于工业化运营（例如澳大利亚的金枪鱼养殖场）。
5. 挑战与未来方向
物种特异性校准：性腺回声强度因分类群（例如，鲶鱼与鲤鱼）而异，需要定制成像方案。
自动化：新兴平台，例如 GreenFox'人工智能驱动的分拣机承诺每小时处理 3,500 条鱼，准确率达 99%，符合工业 4.0 的发展趋势。
气候适应：新西兰的研究人员正在利用超声波监测的性腺发育数据开发热应激恢复模型。
结论
鱼类超声技术（鱼类超声波、超声波鱼）通过实现对繁殖周期的精准管理，正在重塑全球水产养殖业。随着人工智能和便携式成像技术的不断创新，澳大利亚、英国和新西兰等国家正引领着向数据驱动型可持续鱼类养殖的转型。
发布时间：2025年6月20日