WO2019078742A1 - Procedimiento no invasivo para determinar densidad de conductos y/o fibras de camélidos sudamericanos y otros animales, y microscopio para llevar a cabo el procedimiento - Google Patents

Abstract

El presente invento se refiere al procedimiento no invasivo para determinar densidad de conductos y fibras de camélidos sudamericanos y otros animales, y un microscopio digital modificado para llevar a cabo el procedimiento. El mini microscopio digital modificado está compuesto por una tarjeta electrónica (1), un sensor óptico (2), un espaciador (3) una lente u objetivo (4), un dispositivo de iluminación (5), un vidrio plano ubicado en la parte delantera de la apertura del objetivo (4) y está cubierto de una película protectora (7). Todos estos componentes están ensamblados dentro de una carcasa (1) resistente a golpes, hermética cuya forma característica le da la ventaja de ser ergonómica. El procedimiento no invasivo para determinar la densidad de conductos y fibras en piel de animales vivos considera 4 pasos principales: a) La preparación de la piel y fibras del camélido para la toma de información (9); b) La calibración del área de imagen a capturar (10); c) Captura amplificada y almacenamiento de imágenes de piel y fibras en el animal vivo (11), y d) Procesamiento de las imágenes y mostrarlas en una interfaz de visualización (12). La presente invención permite obtener las siguientes características: Promedio y desviación estándar de la densidad de fibras/mm2; Promedio y desviación estándar de la densidad de conductos/mm2; relación Número Fibras / Número de conductos. Adicionalmente se determina las características de los haces por número de fibras que contienen. Estos resultados se pueden utilizar con fines de caracterización y evaluación de animales, habiéndose conseguido de esta manera nuevos criterios de selección, medidos en forma directa y objetiva con uso para el mejoramiento genético de sus animales.

Description

PROCEDIMIENTO NO INVASIVO PARA DETERMINAR DENSIDAD DE

CONDUCTOS Y/O FIBRAS DE CAMÉLIDOS SUDAMERICANOS Y OTROS

ANIMALES, Y MICROSCOPIO PARA LLEVAR A CABO EL PROCEDIMIENTO CAMPO TÉCNICO

E! procedimiento no invasivo para determinar densidad de conductos y/o fibras de camélidos sudamericanos y otros animales, y microscopio para llevar a cabo el procedimiento se encuadra dentro del sector técnico de instrumentos agropecuarios, pues involucra el proceso de la medición de la densidad de fibras y haces de fibras por área determinada en piel de animales vivos que sirven para ia caracterización de animales y como nuevo criterio de selección para el mejoramiento genético de la calidad y cantidad de fibras de camélidos y otros animales que producen fibra mediante un adecuado programa de mejoramiento genético. Permite también realizar un aporte a la laguna de conocimiento existente sobre haces de fibras y su densidad en camélidos y otros animales.

ESTADO DE LA TÉCNICA Se define la densidad de fibras (y/o pelos) como "el número total de fibras (y/o pelos) que crecen en una unidad definida de área de piel, usualmente en un animal vivo (Burns y Miller, 1931 ; Bell et al., 1936; Burns, 1937). Bosman (1934) indicó que la mayoría de los investigadores concuerdan que el número de fibras que crecen en una unidad de área es la base de la densidad; asimismo, considera que el número de fibras solo no expresa completamente la densidad, y cita su propio trabajo esbozando en su teoría que la densidad debe considerar el diámetro de fibra y ser expresado en términos de porcentaje de superficie de área realmente ocupado por las fibras. Cruz (201 1 ), indica que, en alpacas, la densidad es referida al número de fibras que existen por unidad de superficie del vellón (mm²) y que a mayor densidad existe mayor peso de vellón y también menor diámetro de la fibra (Torres y Carpió, 1992 y Espinoza, 2009), pudiendo así ésta característica servir como excelente criterio de selección cuando se desea mejorar cantidad y calidad de fibra. i De lo conceptualizado, la densidad de las fibras está relacionado con la producción y calidad de fibras, resultando importante, en última instancia, la cantidad de lana o fibras que puede tener una oveja (Burn, 1937) u otra especie animal que puede ser predicha por cualquiera de estos indicadores, existiendo también otros como el peso del vellón (que no evalúa la calidad), la densidad folicular, ratio folículos secundarios/primarios, entre otros.

Esto resulta ser cierto ya que la cantidad de lana o fibras producida por las ovejas, camélidos, conejos, cabras, entre otras, está en función a la variación entre animales, por efecto del medio ambiente temporal y el permanente; y que el primer aspecto es influenciado por el área corporal del animal, diámetro de las fibras, longitud de mecha y la densidad, siendo este último un criterio importante para la selección animal por lo cual resulta necesaria la implementación de metodologías precisas (Mathews, 1951). El peso corporal ha resultado ser un buen indicador del área corporal, mientras que la longitud de mecha es de fácil medición mediante una simple regla, y en la actualidad existen diversos equipos automatizados para medir la fibra, sin embargo, la medición de la densidad resulta aun considerablemente más dificultosa (McFadden y Neale, 1954). En la actualidad, existe y resulta común coger con la mano un conjunto de mechas en el animal, y determinar la compactación y densidad táctilmente. Aun siendo un método subjetivo, muchas personas pueden determinar la variación de la densidad entre animales de diferentes razas e incluso entre animales dentro de una raza en un amplio rango, sin embargo, Bell, Spencen y Hardy (1936), demostraron que este es un método "groseramente impreciso" por lo que se requiere de pruebas objetivas.

Es así como con el tiempo surgió el método del conteo de una porción de 500 fibras previamente pesadas y luego por ponderación con el peso de una porción más grande, tomada de un área determinada, se logran estimar el número de fibras. Antes del conteo la muestra es lavada y secada cuidadosamente bajo las mismas condiciones como indica Bosman (1934). Otro método alternativo es el de peso- volumen, fue sugerido por Burns y Miller (1931 ) para lo cual se toma en cuenta el peso de la muestra, el volumen de la lana (tomando en cuenta el conocimiento de la longitud y finura de las fibras) y la gravedad específica de la lana; entonces el número de fibras es calculado por la fórmula N =—— , donde N es el número de

S*A*L

fibras, S la gravedad específica de la lana adoptada como una constante 1.30, A es e! promedio del área seccional de las fibras y L es la longitud promedio de la medición de 50 fibras tomadas aleatoriamente; sin embargo, esto resulta ser un método indirecto. Los dos métodos anteriormente descritos (Bosman, 1931 ; Burns y Miller, 1931 ) utilizan procedimientos indirectos, necesitan condiciones específicas de laboratorio (a 20° C y 65% de humedad), involucran varios pasos, requieren muchas horas de trabajo y son imprecisos (Spender y Hardi, 1936).

Tao (1994) determina la densidad de fibra a partir de muestras de piel de conejos Rex previamente sacrificados. Las muestras fueron tomadas de 3 lugares: hombro, espalda, y grupa, los cuales luego de ser secados con aire seco, se sometieron al conteo considerando el número de fibras por cm² de área, con la ayuda de un microscopio de proyección. Khun et al. (2010). También utilizó la misma técnica, pero trabajó en nutrias, mientras que Naandam y Assan (2014) con la ayuda de una regla métrica de plástico y un marcador, tomaron seis secciones de muestras de 6.54 cm² (equivalente a una pulgada cuadrada) de piel de cabras previamente sacrificadas y desolladas, luego se afeitaron cada una de ellas con una rasurador para visualizar los folículos pilosos, los cuales fueron calculados mediante un contador de colonias de fondo brillante. Estas técnicas, aunque resultan ser directas, sin embargo, son invasivas, o necesitan del sacrificio del espécimen evaluado, además los datos obtenidos necesitan de la utilización de factores de corrección para compensar el efecto del encogimiento de la piel al extraerse la muestra del espécimen, convirtiendo en imprecisas dichas técnicas en mención.

Las técnicas descritas anteriormente descritas (Tao, 1994, Khun et al., 2010; Naandam y Assan, 2014) involucran la toma de muestra de piel, mediante el método de extracción ya sea cuando el animal está vivo o muerto; sin embargo, últimamente ha sido descrita una técnica no invasiva que permite medir el número y distribución espacial de fibras en la piel de ovinos. La técnica de impresiones de piel (SKIM) involucra la aplicación de un vinil polisiloxano (un material usado para obtener impresiones dentales) a una pequeña región de piel previamente rasurada, luego las impresiones son sometidas a SEM para su conteo y observación. Las impresiones parecen dar una representación rea! de la superficie de la piel, las fibras rasuradas y de las ubicaciones de las fibras en relación a la piel, y por lo tanto la técnica puede ser usada para examinar la agrupación de fibras en haces y la densidad de haces en la piel (Nagorcka et al., 1995). Analizando y utilizando la técnica SKIM Nagorcka et al. (1998) considera que mediante ella se podría: a) Contar el número de fibras en un área definida de piel utilizando el procedimiento de análisis de imagen, b) Estimar la densidad folicular total a través de la medición total de la densidad de fibra total, indicando la existencia de una fibra por folículo y que el efecto de la muda (o desprendimiento) de fibra puede ser ignorada, c) Contar el número de fibras por cada haz, calculando el número promedio de fibras por haz, d) Medir la densidad de folículos epidérmicos (por ejemplo, aquellos folículos que inician de la epidermis), e) Estimar la fracción de fibras de los folículos epidérmicos los cuales aparecen en haces de fibra, y f) Estimar la distancia promedio entre folículos epidérmicos vecinos. Lamentablemente esta metodología sólo se ha trabajado a nive! de laboratorio y a la fecha no ha sido ¡mplementada su uso en la práctica, siendo otra desventaja la exigencia de utilizar un procedimiento que requiere horas de trabajo, personal calificado y el uso de equipos que cuestan por encima de los US$ 80,000, como el microscopio electrónico de barrido (SEM), lo cual resulta inaccesible para los pequeños y medianos productores.

En función a lo referido, en camélidos y otros animales (ovinos, cabras, conejos, visón entre otros) la técnica habitual es de carácter invasivo, pues el proceso pasa por obtener un pedazo de pie! del animal vivo o muerto, llevarlas al laboratorio, afeitarlas y contar las fibras o pelos utilizando un microscopio de proyección (Tao, 1994; Khun et al., 2010; Naandam y Assan, 2014).

Con respecto a patentes podemos citar principalmente cuatro antecedentes:

La patente CN203298735U referido a un instrumento de detección de finura y densidad del pelaje de conejo Rex (Fang et al., 2013a) el cual está compuesto por un microscopio para la toma de imágenes del pelaje del conejo, para lo cual tiene un dispositivo para peinar las fibras previo a la captura y posteriormente considera el procesamiento de imágenes mediante un software basado en visión artificial, lo que permite obtener el diámetro de las fibras y la densidad del pelaje en conejos, ovejas, cabras y otros animales que tienen pelaje cuyas fibras tienen una sección transversal circular.

De otro lado, la patente CN103344188A referido a un detector de la finura y densidad de fibras de prendas de vestir de pelo de conejo Rex (Fang et al., 2013b) que utiliza casi el mismo instrumento del antecedente anterior con la diferencia que su finalidad es la medición en prendas de vestir.

La patente CN103234472A (Cheng et al., 2013) denominada método y sistema de detección de la finura de fibra y densidad de prendas de pelo de conejo Rex, que incluye tanto el aparato y el procedimiento basado en un sistema para la captura de imágenes de pelos, la transferencia de los datos a una computadora y finalmente la detección y análisis mediante un software, para obtener información del diámetro promedio y la densidad de las fibras en el pelaje.

Sin embargo, éstas tres patentes referenciadas tienen como objetivos el cálculo del diámetro promedio de las fibras (sean de pelos de las prendas o de los animales) y la determinación de la densidad de la fibras dentro del pelaje o del tejido por unidad de superficie de pelaje, pero NO PERMITEN DETERMINAR la densidad de fibras y/o conductos por unidad de área de piel seleccionada en el espécimen, que resulta ser el sentido correcto de densidad de fibras de acuerdo a Bums y Miller (1931 ), Bell et al., 1936); Bosman (1934), Burn (1937), Mathews (1951 ), McFadden y Neale (1954), Tao (1994), Rassman (1994), Nagorcka et al. (1995), Khun et al. (2010), Naandam y Assan (2014), entre otros.

Actualmente la patente US5331472A, denominada método y aparato para medición de la densidad de pelo (Rassman, 1994), considera un instrumento de forma cónica cuyo terminal de menor diámetro, se coloca sobre la zona del cuero cabelludo previamente preparada y en su terminal de mayor diámetro, se encuentra una lente para amplificar la imagen de la zona observada, permitiendo contar, tomar fotografía o procesar la información con la finalidad de realizar únicamente el conteo del número de pelos dentro de un área determinada del cabello humano; sin embargo, este antecedente no es apto para ser aplicado en animales puesto que la piel de un animal es mucha más densa, con conductos que poseen una o más fibras, necesitando un procedimiento específico y único hallado a través de la experimentación para determinar el largo adecuado de las fibras que permita llevar a cabo el procedimiento de medición, requiriendo de un microscopio hermético que aplane la piel del animal. Refiriéndonos al aparato para medir la densidad del cabello del antecedente, este tiene un extremo o boca en forma de un aro o anillo el cual cuando tiene contacto con la zona de piel a analizar, la piel tiende a curvearse al apoyar el aparato, volviendo impreciso la medida del área a analizar. Adicionalmente, en e! estado de la técnica no existe un procedimiento adecuado para medir la densidad de fibras y conductos de animales por unidad de área.

De la información anteriormente descrita podemos evaluar que actualmente en el estado de la técnica existen métodos subjetivos e indirectos (Bosman, 1931 ; Burns y Miller,1931 ), invasivos (Tao, 1994, Khun et al., 2010; Naandam y Assan, 2014) o muy complejos (Nagorcka, et al., 1995 y Nagorcka, et a!., 1998) que no permiten medir en menos de 5 minutos la densidad de fibras y haces de fibras en animales, por lo que a la fecha dicha característica no es tomada en cuenta como criterio de selección para la caracterización y mejora genética de los vellones de animales que producen fibras y lanas, a pesar que Mathews desde 1951 ya expresaba la necesidad de impiementar tecnologías precisas (con baja desviación estándar y alta repetibilidad) y rápidas (que requieren menos de 5 minutos), porque dicha característica tiene fuerte influencia en la calidad y cantidad de lana de ovejas (Burn, 1937). Asimismo, los inventos que se tienen a la fecha, únicamente determinan densidad de pelaje y NO densidad de fibras (definido como la cantidad de fibras por unidad de superficie), ni mucho menos tienen la capacidad de evaluar los haces de fibras, por So que este conocimiento en camélidos y otras especies de animales, permanece como "laguna" (poco estudiado y referenciado) dentro del conocimiento científico (Navarro, 2006), permaneciendo a la fecha sólo como problema científico, que por tanto necesita ser resuelto para el avance de la ciencia. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Como solución a los problemas antes mencionados, se desarrolló un procedimiento no invasivo para determinar la densidad de conductos y fibras de camélidos sudamericanos y un mini microscopio para llevar a cabo el procedimiento. Asimismo, determina la frecuencia de haces de fibras en función a la cantidad de fibras que contiene cada una de ellas.

La presente invención se refiere parcialmente a un mini microscopio digital modificado el cual comprende una tarjeta electrónica (1 ), un sensor óptico (2) que puede ser una mini cámara o detector de imagen, que mediante un espaciador (3) se encuentra distanciado de la lente u objetivo (4), así mismo cuenta con un dispositivo de iluminación que cumple con el objetivo de iluminar la muestra cuyas imágenes serán capturadas, está provisto con al menos un diodo emisor de luz o iluminación LED (5), un vidrio plano (6) de un grosor preferiblemente no mayor a 1 mm ubicado en posición separada y frente al campo de visión externo de la lente u objetivo (4) y donde dicho vidrio plano (6) está cubierto de una película protectora (7). Todos estos componentes (del 1 al 7), están ensamblados dentro de una carcasa (8) resistente a golpes, hermética cuya forma característica le da la ventaja de ser ergonómica.

El vidrio plano (6) cumple con el objetivo de obtener una distancia uniforme y plana entre el sensor óptico (2) y el plano donde se encuentra la muestra, de tal manera que el parámetro de profundidad de campo sea suficiente para obtener imágenes nítidas cuando el mini microscopio digital modificado funcione a mayor aumento sobre la superficie de piel de los animales a trabajar. Asimismo, el vidrio plano (6) tiene la función de protección de partículas de polvo, grasa, o sustancias propias del medio ambiente que pueden contaminar a la lente o al sensor óptico cuando el equipo entra en contacto con la superficie de trabajo que habitualmente es piel de animal. El protector (7) tiene la función de evitar ralladuras del vidrio plano y facilitar el cambio de! mismo cuando sea necesario. Asimismo, la carcasa (8) tiene unas extensiones a partir del extremo donde se coloca la lente objetivo, como brazos para mantener el vidrio plano (6) a una determinada distancia de separación del ¡ente objetivo (4), dicha forma cumple con la finalidad adecuar la colocación del vidrio plano (6), es resistente a golpes, hermético y ergonómico, las cuales son características necesarias cuando el equipo trabaja en campo abierto, o fuera de laboratorio, bajo condiciones de alta contaminación de partículas. El sensor óptico (2) puede ser un detector de imagen con una resolución no menor a 0.3 megapíxeles y con un mínimo de 2 áreas de campo de visión (para capturar imágenes de hasta 1 mm² a mayor aumento y de hasta 9mm² a menor aumento), tiene un sistema de autoenfoque y/o enfoque manual y cuenta con conexión alámbrica o inalámbrica a una computadora, celular, tableta electrónica o cualquier otro dispositivo de computación móvil similar.

Únicamente a través de la experimentación de la invención propuesta se determinó que las fibras del animal deben tener un largo entre 0.2 y 0.4 mm medidos desde el poro del conducto, de otro modo si las fibras son o se cortan en un tamaño mayor a 0.4 mm se obtendría una imagen enrevesada, volviendo imposible el conteo y la determinación de la densidad de fibras o conductos por unidad de área; mientras que si las fibras son de un tamaño menor a 0.2 mm, no se visualizarían las fibras que constituyen los haces.

El procedimiento no invasivo para determinar densidad de conductos y fibras en piel de animales vivos considera principalmente 4 etapas, un esquema representativo de ello se muestra en la Figura 2. a. La preparación de la piel y fibras del camélido para la toma de información (9).

b. La calibración del área de imagen a capturar (10).

c. Captura amplificada y almacenamiento de imágenes de piel y fibras en el animal vivo (1 1 ).

d. Procesamiento de las imágenes y mostrarlas las imágenes y opcionalmente el resultado en una interfaz de visualización (12).

A continuación, se revelan las características de cada una de las etapas del procedimiento: a. La preparación de la piel y fibras del camélido para la captura de imágenes (9), se realiza mediante el corte de las fibras (con una tijera o máquina de corte o máquina de esquila) en una zona del cuerpo del animal de un área aproximadamente entre 5 y 15 cm², preferiblemente de 10 x 10 crn². Luego, se rasura la fibra con el uso de una navaja provista de una hoja de afeitar, dejando entre 0.2 a 0.4 mm de largo de la de fibra desde el nivel de cada respectivo conducto. Luego, en casos que la fibra sea un color claro se procede al teñido, utilizando una mezcla de tinte y oxidante para dichos efectos. La zona estará lista para la toma de las imágenes cuando se encuentre lavada (con jabón y agua) y seca (con papel secante, toalla o secadora eléctrica). La altura de corte de las fibras dejado entre 0.2 y 0.4 mm permite una adecuada toma de imágenes, puesto que si las fibras son mayores a 0.4 mm impiden, por obstrucción, el adecuado conteo de las fibras, conductos y haces; mientras que si es menos a 0.2mm, no se visualiza las fibras que constituyen los haces.

La calibración del área de imagen a capturar (10), para lo cual se hace uso de una regla calibradora micrométrica (15) que permite indicar la distancia entre al menos dos puntos, que luego sirve para determinar el área de trabajo (14) para la captura de imágenes el cual se establece de acuerdo con el tipo de fibras y a la especie animal. Cuando el detector de imagen trabaja a mayor aumento, el área máxima a capturar es no menor a 1 mm² el que se debe utilizar cuando se desea evaluar densidades de pelo en vacunos, de fibras en alpacas, llamas, cabras y de lana en ovinos, mientras que para vicuñas se debe utilizar un área menor a 0.5 mm². Cuando el detector de imagen trabaja a menor aumento, el área máxima de trabajo es de 9 mm², que sirve para trabajos en pelo, barbas y bigotes de humanos.

Captura amplificada y almacenamiento de imágenes de piei y fibras en el animal vivo con el mini microscopio digital modificado propuesto poniendo el vidrio plano (6) con su respectivo protector (7) sobre la zona preparada de la piel del animal, pudiéndose ver la imagen a ser capturada en la pantalla de la computadora u otro dispositivo de computación móvil, la cual puede ser afinada realizándose el respectivo enfoque del mini microscopio digital modificado. Por cada zona preparada se toman al menos 5 imágenes, teniendo preferiblemente como referencia la ubicación de los puntos de un dado (15), es decir una toma cerca a cada esquina y una en la parte media de ¡a zona preparada. Las imágenes capturadas son almacenadas, y debidamente identificadas considerando también las repeticiones o sub muestras (16). Para agilizar la captura y almacenamiento de imágenes puede utilizarse un software privativo instalado en la computadora. Procesamiento de las imágenes y mostrado en una interfaz de visualización (12), esta etapa comprende realizar el conteo de las fibras por conducto en cada una de las imágenes debidamente identificadas (16). El conteo se realiza preferiblemente partiendo de la zona superior izquierda realizando el recorrido primero horizontalmente hacia la derecha y luego hacia abajo alrededor de 2 mm para iuego realizar el recorrido horizontal hacia la izquierda y nuevamente hacia abajo alrededor de 2mm, siguiendo estos recorridos hasta culminar toda la imagen (17), considerándose como fibras válidas (18) a contarse sólo a aquellas en las que se visualiza el punto de los conductos, resultando las otras fibras no válidas (19). Al momento del conteo se tendrá en cuenta las fibras por cada conducto de donde emergen (haces), marcándose los válidos mediante un símbolo determinado (20) para evitar dobles conteos. Luego de terminar el conteo de las fibras por cada conducto en una imagen se realiza las anotaciones respectivas (en forma manual o automática), pasándose luego a las imágenes siguientes, de modo que por cada zona de animal como mínimo deben contarse en 5 imágenes. Los resultados del número de fibras y número de conductos por área de trabajo (densidad de fibras o densidad de conductos), se ponderan a 1 mm² o a 1 cm², para fines de comparaciones, para lo cual se divide el promedio de fibras o el promedio de conductos obtenidos como mínimo en 5 imágenes, entre el área de trabajo (14) determinada al inicio de la captura de las imágenes, mientras que para obtener la desviación estándar de la densidad de fibras o densidad de conductos, se utiliza la siguiente fórmula:

Para determinar la relación N° de fíbras/N° de conductos, se divide la cantidad de fibras contadas entre la cantidad de conductos contados (Tabla N° 1 y Tabla N° 3). Asimismo, para determinar los tipos de haces de acuerdo con el número de fibras, se toma en cuenta la cantidad de fibras que emergen de cada conducto, presentándose los resultados en forma absoluta o relativa. En forma absoluta se presenta considerando la cantidad de haces que contienen 1 , 2, 3 o más fibras, mientras que en forma relativa se presenta en porcentaje por cantidad de haces que contienen diferentes cantidades de fibra. (Tabla N° 2). De esta forma el procedimiento y el equipo permiten obtener las siguientes características: Promedio y desviación estándar de la densidad de fibras/mm²; Promedio y desviación estándar de la densidad de conductos/mm²; relación N° Fibras/ N° de conductos; y adicionalmeníe las características de los haces por número de fibras que contienen.

Estos resultados se pueden utilizar con fines de caracterización y evaluación de animales, habiéndose conseguido de esta manera nuevos criterios de selección, medidos en forma directa y objetiva con uso para el mejoramiento genético de sus animales para la consideración de investigadores y productores de animales.

Ello supone una mejora en el estado de la técnica ya que a la fecha los métodos, procedimientos e inventos para obtener la densidad de fibras son subjetivos, indirectos o invasivos, requieren de un tiempo prolongado de procesamiento y son más complejos que el método propuesto, por lo que a la fecha dicha característica de la densidad de fibras no es tomada en cuenta como criterio de selección para la caracterización y mejora genética de los vellones de animales que producen fibras y lanas, a pesar que desde Mathews desde 1951 ya expresaba la necesidad de implementar tecnología precisas y rápidas, porque dicha característica tiene fuerte influencia en la calidad y cantidad de lana de ovejas (Burn, 1937), dichas implementación tecnológica se da a través de la presente invención y método respectivo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Con el objetivo de facilitar la comprensión de las características de la invención y complementar la descripción del mismo, se adjunta a la presente memoria descriptiva un juego de figuras en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: Figura N° 1 : Esquema del mini microscopio modificado.

Figura NT 2. Esquema de! procedimiento.

Figura N° 3: Calibrado para la captura de imagen.

Figura N° 4: Determinación del área de captura de imagen.

Figura N° 5: Referencia de los puntos a tomar en cuenta para la captura de imágenes.

Figura N° 6: Ejemplo de imágenes guardadas en la Tablet luego de ia captura, en la sección de galería.

Figura NT 7: Conductos y fibra o pelo que no se deben considerar para el conteo. Figura NT 8: Se hace un clic por cada fibra que se van marcando a manera de un triángulo rojo, para evitar volver a contarlo.

Figura N° 9: Conforme se realiza el conteo, se va generando el diagrama de barras, y al finalizar el conteo del total de imágenes trabajadas se obtienen los datos de promedios y desviación estándar de la densidad de conductos, densidad de fibras y relación N° de fibras/N° de conductos.

Figura N° 10: Imágenes capturadas de piel y fibras emergentes de llamas y alpacas, con el procedimiento y equipo descrito. A la izquierda superior cuando se trabaja a menor aumento y a la derecha superior a mayor aumento en llamas. A la izquierda y derecha inferior imágenes de fibras de alpacas y llamas a mayor aumento, respectivamente.

Tabla 1 : Promedio (x) Y desviación estándar (D.E.) de la densidad de fibras, densidad de conductos por mm² y relación N° de fibras/NT de conductos, en llamas y alpacas.

Tabla 2: Promedio ± error estándar (EE) del N° de fibras o haces de fibras por conductos de donde emergen, en alpacas y llamas.

Tabla 3: Resumen de estadísticos de la densidad de fibras, conductos y relación

N° de fibras/conductos, evaluados en 6 vaquillas Holstein.

Los componentes son descritos a continuación:

1 . Tarjeta electrónica

2. Sensor óptico: Detector de imagen o mini cámara digital

3. Espaciador

4. Lente u objetivo

5. Fuente de iluminación

6. Vidrio plano . Protector

. Carcasa

. Procedimiento para la preparación de la piel y fibras en el animal vivo. Consistente en varios pasos, que involucra tener una zona limpia, seca y con una determinada longitud de las fibras o pelos.

10. Captura amplificada de imágenes de piel y fibras en el animal vivo. Se realiza mediante un detector de imagen con no menos de 0.3 megapixeles y con un mínimo de 2 magnificaciones.

1 1. Almacenamiento de imágenes. Se realiza en un ordenador, tableta electrónica u otro dispositivo computacional similar, que cuenta con un software personalizado y permite almacenar varias imágenes de una sola zona de! animal, incrementando extensiones para su reconocimiento.

12. Procesamiento de imágenes y presentación de información en una interfaz de visualización. Se realiza preferentemente mediante un software personalizado, que permite contar el número de fibras por conducto.

13. Lámina milimetrada.

14. Área de trabajo determinada previa a la captura de imágenes

15. Puntos de donde se deben capturar las imágenes en la zona preparada

16. Identificación de imágenes considerando repeticiones o submuestras

17. Esquema de conteo de fibras

18. Fibras válidas para conteo

19. Fibras no válidas para conteo

20. Mareaje con símbolo de fibras conteo para evitar duplicidad en el conteo

21 . Presentación de haces en porcentaje

22. Galería de imágenes capturadas a evaluar

23. Cuadro de datos producto del procesamiento

24. Imágenes de fibras de llamas a menor aumento

25. Imágenes de fibras de alpacas a mayor aumento

26. Imágenes de fibras de alpacas a mayor aumento, donde se observan los haces 27. Imágenes de fibras de llamas a mayor aumento.

EJEMPLOS PREFERIDOS (O REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN) Según lo mencionado anteriormente, el presente invento está constituido por un dispositivo y un procedimiento de medición que comprende dicho dispositivo y que comprende 4 etapas (9, 10, 1 1 , 12). El procedimiento y equipo que pretendemos patentar permite obtener imágenes de fibras y conductos de la piel en animales vivos como alpacas, llamas (24, 25, 26 y 27), e inclusive de pelos del cuero cabelludo, barbas y bigotes de humanos, que luego son sometidos al procesamiento mediante el software a fin de obtener la densidad de fibras, densidad de conductos y relación N° de fibras / N° de conductos en un cuadro de texto producto del procesamiento (23) y el tipo de haces en base a la cantidad de fibras que contiene en un diagrama de barras (21).

Se describe a continuación un modo de realización preferida de la invención, siendo éste solo una de las realizaciones preferentes que se pueden llevar a cabo para el desarrollo del procedimiento y equipo no invasivo para determinar densidad de fibras y haces en animales vivos.

El procedimiento no invasivo para determinar densidad de conductos y fibras en piel de animales vivos se inicia con la preparación de la piel (9), para ello se sujeta apropiadamente al animal (alpaca), una vez la alpaca esté tranquilizada, se procede primero a cortar el exceso de la fibra con una tijera de punta roma a fin de no dañar a la alpaca, el corte se debe dar en una zona de un área aproximada de 10 x 10 cm², luego se procede a realizar un rasurado de esta área cuidadosamente con una navaja, dejando una altura de 0.2 a 0.4 mm de fibra desde el poro del conducto. A continuación, se realiza el teñido del vellón solo sí la alpaca es de color blanco usando una mezcla de tinte y oxidante en partes ¡guales, las cuales se mezclan obteniendo una pasta uniforme que se aplica a la zona preparada mediante una brocha, dejando por un periodo no menor a 40 minutos para la penetración del tinte a las fibras. Luego se procede al lavado de la zona utilizando un detergente con componente apolar para quitar la grasa y suciedad con abundante agua. Luego se seca la zona preparada con papel o toalla secante, dejando preparada la zona para la captura de imágenes. En alpacas con fibra de color oscuro no es necesario el teñido de la fibra, pero si la limpieza y secado de la zona. Para la captura amplificada de imágenes (24, 25, 26 y 27) se hace uso del mini microscopio digital modificado, procediéndose primero a calibrar el tamaño de las imágenes a ser capturadas dentro de un área definida (14), para lo cual se ubica el detector de imagen encima de la lámina milimetrada (13) donde mediante un puntero del ratón (dispositivo apuntador) se ubican 2 puntos haciendo "clic" en cada una de ellas, para definir el tamaño dentro del área enfocada y finalmente determinar el área de la imagen a ser capturada, ingresando el tamaño del lado del cuadrado de la imagen (expresado en milímetros) en la caja de texto de la interfaz gráfica del usuario. Cuando el detector de imagen trabaja a mayor aumento el área máxima a capturar es de 1 mm² el que se debe utilizar cuando se desea evaluar densidades de pelo en vacunos, de fibras en alpacas, llamas y cabras, de lana en ovinos u otros animales de similar densidad de vellón, mientras que para vicuñas se debe utilizar un área menor a 0.5mm². Cuando el detector de imagen trabaja a menor aumento, el área máxima de trabajo es de 9 mm². Una vez determinada el área de captura (14) se procede a la toma de las imágenes, los cuales se van visualizando en el lado izquierdo de la interfaz gráfica de usuario. Por cada zona preparada se toman al menos 5 imágenes, en cada una de las 4 esquinas de un cuadrado imaginario y en la intersección de las diagonales de! mismo, tomando como referencia de ubicación los puntos de un dado (15). Las imágenes capturadas de una zona llevan una identificación (16) para lo cual se introduce dicha identificación en la respectiva caja de texto de la interfaz gráfica de! usuario.

Previa a la captura de imágenes, se limpia el vidrio plano (6) y su respectivo protector (7) con un paño micro poroso a fin de evitar la presencia de suciedad y manchas. A continuación, se coloca el microscopio digital modificado sobre la superficie de la zona preparada procediendo a registrar la toma respectiva, donde el operador puede observar en e! ordenador, tableta electrónica u otro dispositivo computacional similar la imagen a tomar en tiempo rea!. Las imágenes obtenidas se almacenan en una galería de imágenes de un medio digital. De esta manera se obtienen imágenes capturadas nítidas provenientes de la piel del animal (24, 25, 26 y 27).

Las imágenes capturadas (24, 25, 26 y 27) se pueden procesar mediante un software privativo que nos permita realizar el conteo de las fibras por cada conducto, para ello se abre en la interfaz gráfica del usuario las imágenes guardadas en la sección galería de imágenes (22), la imagen seleccionada tiene la identificación del animal y el número de toma realizado (16) y se realiza el conteo en cada una de las imágenes haciendo un "che" para marcar a cada fibra con un triángulo, circulo o resaltando a la fibra de otro color(20) que facilita a! usuario evitar confusiones y duplicidad en el conteo. El conteo se realiza según el esquema propuesto (17) iniciándose desde la parte superior y terminando en la parte inferior de la imagen; durante el proceso de conteo se debe considerar que los conteos válidos son aquellos donde se aprecia el poro de la fibra que nace de un conducto (18), no se considera válidas cuando solo se ve la parte fina! de las fibras (19), pues de lo contrario se sobre estimaría la densidad de fibras. Los datos obtenidos se observan en el cuadro de datos producto del procesamiento (23) y en la parte de estadísticas se va generando un diagrama de barras (21); terminado el proceso de conteo del número de fibras, se obtiene automáticamente los promedios y desviación estándar de la densidad de fibras por mm², así como el promedio y desviación estándar de la densidad de conductos por mm²; y la relación del número de fibras sobre el número de conductos, de acuerdo a lo explicado en la realización del método.

Finalmente, los resultados obtenidos se exportan a una hoja Excel automáticamente, para el procesamiento respectivo de los datos obtenidos y para la caracterización y evaluación de los animales.

Asimismo, al realizar la evaluación en llamas y alpacas hemos obtenido resultados de dichas características, los cuales se muestran en la Tabla 1 y la Tabla 2, en los cuales se puede ver que la densidad de fibras y conductos, así como la relación (N° de fibras)/(N° de conductos) en alpacas es mayor a la de las llamas, resultado concordante con la información científica, pues las alpacas han sido seleccionadas hace más de 3,000 años con fines de producción de fibra (Wang eí al., 2003). Lamentablemente, no existe información científica sobre dicha características en estos animales, por lo que dichas características calculadas pueden ser de uso para la mejora de la producción de fibras de animales, abriéndose un vasto campo de estudio alrededor de ella, sin embargo nuestros resultados se encuentran dentro del rango de la densidad folicular (entendiéndose que los folículos son la fuente de origen de las fibras) para alpacas y llamas que varían entre 14 y 21 folículos/mm² (Arana, 1972; Rodríguez, 2002). Promedio (x) y desviación estándar (D.E.) de la densidad de fibras y densidad de conductos por mm²: También se muestran la relación N° de fibras/N° de conductos en llamas y alpacas.

Alpaca (n= 10) Llamas (n=9)

Característica

X D.E. x D.E.

Densidad de fibras 19.40 5.98 12.73 4.24

Densidad de conductos 8.20 2.25 6.77 6.77

Relación N° Fibras/N° de conductos 2.38 0.53 1 .89 1.89

Con respecto a la Tabla 2, se puede observar que en llamas y alpacas existen haces entre 2 hasta 5 fibras, encontrándose mayor cantidad de fibras de 3, 4 y 5 fibras en alpacas que, en llamas, lo cual sustenta también la mayor y mejor producción de fibras que tiene la alpaca frente a la llama. Lamentablemente, tampoco existe información científica al respecto, por lo que esta característica determinada por nuestro equipo y procedimiento, denominado FIBER DEN resulta innovador y muy útil para el mejoramiento de la producción animal, por lo que se espera brindar una apertura de estudio para académicos e investigadores. Tabla 2: Promedio ±| error estándar (EE) del N° de fibras o haces de fibras por conductos de donde emergen, en alpacas y llamas.

Conductos por Número de fibras que emergen de ella, en

Especie

n alpacas y llamas, expresado en %.

animal

1 fibra 2 fibras 3 fibras 4 fibras 5 fibras

31.10^a 0.52^a

24.90^b±5.51 28.18^b ±8.31 15.3^a ±6.82

Alpaca 6 ±6.62 ±0.52

24.28^b

Llama 6 41.15^a±3.70 31 .83^a ±3.48 ±4.61 2.72^b ±1.30 0.00^b

Diferencias estadísticamente significativas para cada característica, entre alpacas y llamas, son indicadas con diferentes letras (p<0.01 ). Tabla 3: Resumen de estadísticos de la densidad de fibras, conductos y relación N° de fibras/conductos, evaluados en 6 vaquillas Holstein.

Ñ Promedio D.E. C.V^~ Min Max

Densidad de fibras 6 1 1.78 1.42 12.02 10.80 12.40

Densidad de conductos 6 1 1.57 1 .40 12.25 10.70 12.40

Relación N° Fibras/N° de 6 1 .03 - - 1.00 1.03 conductos

Claims

REIVINDICACIONES

Un procedimiento no invasivo para determinar densidad de conductos y/o fibras en piel de animales vivos caracterizado porque comprende las siguientes etapas: a. Preparar la piel y fibras del camélido para la toma de información, mediante el corte de las fibras en un área del cuerpo del animal hasta un largo entre 0.

2 a 0.4 mm medido desde el poro del respectivo conducto de cada fibra, con un posterior lavado y secado del área;

b. Calibrar el área de imagen a capturar, mediante una regla calibradora micrométrica, estableciendo el área de trabajo de acuerdo con el tipo de fibras a medir y la especie animal;

c. Capturar una imagen amplificada mediante un mini microscopio digital, esta etapa de captura comprende poner el microscopio sobre el área preparada de la piel del animal, pudiendo proyectar la imagen a ser capturada en una computadora u otro dispositivo computacional similar, tomando al menos 5 imágenes en distintas posiciones del área preparada, luego las imágenes capturadas se identifican y almacenan en un medio digital; y,

d. Procesar las imágenes y mostrarlas en una interfaz de visualización, lo que comprende realizar el conteo de las fibras y conductos en cada una de las imágenes debidamente identificadas, considerándose como fibras válidas para el conteo sólo a aquellas en las que se visualiza el poro de los conductos, siendo el resto de fibras no válidas para el conteo, los resultados de! número de fibras y/o número de conductos se ponderan a 1 mm² o a 1 cm² para fines de comparaciones, dividiendo el promedio de fibras o el promedio de conductos obtenidos como mínimo en las 5 imágenes tomadas, entre el área de trabajo determinado en la etapa b).

El procedimiento no invasivo para determinar densidad de conductos y/o fibras en piel de animales vivos según la reivindicación 1 , caracterizado porque la preparación de la etapa a) comprende el teñido de la fibra utilizando una mezcla de tinte y oxidante, antes del lavado de la fibra.

3. Un mini microscopio digital modificado para llevar a cabo el procedimiento de la reivindicación 1 que comprende una tarjeta electrónica (1 ), un sensor óptico (2), una lente u objetivo (4), un dispositivo de iluminación led (5) caracterizado por que el sensor óptico se encuentra distanciado del lente u objetivo mediante un espaciador (3), además, comprende un vidrio plano (6) ubicado en posición separada y frente al campo de visión externo del objetivo (4) y está cubierto de una película protectora (7), y una carcasa (1 ) resistente a golpes y hermética.

4. El mini microscopio digital modificado según la reivindicación 3 caracterizado porque el sensor óptico (2) es un detector de imagen con una resolución no menor a 0.3 megapíxeles y con un mínimo de 2 áreas de campo de visión para capturar imágenes de hasta 1 mm² a mayor aumento y de hasta 9 mm² a menor aumento.

5. El mini microscopio digital modificado según la reivindicación 3 caracterizado porque contiene protocolos de conexión alámbrica o inalámbrica hacia una computadora, tableta u otro dispositivo computacional.

6. El mini microscopio digital modificado según la reivindicación 3 caracterizado porque comprende al menos dos enfoques de trabajo, y donde el enfoque puede realizarse de forma manual o automática.

7. El mini microscopio digital modificado según la reivindicación 3 caracterizado porque la iluminación es modificable en diversas intensidades de luz mediante un potenciómetro.

8. El mini microscopio digital modificado según la reivindicación 3 caracterizado porque el vidrio plano (6) tiene un grosor no mayor a 1 mm.