Züchtungskunde, 84, (2) S. 158-170, 2012, ISSN 0044-5401
© Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart
Scientific Articles
Möglichkeiten des Einsatzes der Infrarot-Thermographie zur automatischen Gesundheitsüberwachung bei Milchkühen
Ulrike Franze1 ; Steffi Geidel1 ; Ulrike Heyde1 ; A. Schroth1 ; T. Wirthgen2 ; S. Zipser2 ; 1 Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden, Fakultät Landbau/Landespflege, Pillnitzer Platz 2, 01326 Dresden, E-Mail: {franze, geidel, heyde, schroth}@htw-dresden.de ; 2 Fraunhofer Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme, Zeunerstraße 38, 01069 Dresden, E-Mail: {tom.wirthgen, stephan.zipser}@ivi.fraunhofer.de
Die Infrarot-Thermographie als nicht-invasive Methode zur automatischen Gesundheitsüberwachung von Milchviehherden wurde auf zwei landwirtschaftlichen Produktionsbetrieben an insgesamt 552 Milchkühen (Holstein-Friesian) untersucht. Dafür wurde die Infrarotkamera in den Melkstand fest integriert und entsprechende Wärmebilder von den Tieren zu jeder Melkzeit aufgenommen. Die Untersuchungen ergaben, dass die durch Infrarot-Thermographie gemessene Oberflächentemperatur hauptsächlich durch die Umgebungstemperatur (Korrelation um 0,6) sowie die Tageszeit (mittlere Infrarot-Temperaturen 0,2…0,4 K höher zur Abend- als zur Morgenmelkzeit) beeinflusst wird. Alle anderen betrachteten Faktoren (Luftdruck, relative Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit, Verschmutzung) können bei weiteren Untersuchungen unter ähnlichen Bedingungen vernachlässigt werden. Es konnte kein Zusammenhang zwischen der Infrarot-Temperatur an der Schenkelfläche und der Rektaltemperatur sowie zwischen der Infrarot-Temperatur der hinteren Euterviertel und der viertelspezifischen elektrischen Leitfähigkeit im Vorgemelk gefunden werden. Dennoch zeigten hintere Euterviertel mit einer Mastitis und Viertel mit normaler Sekretion signifikant unterschiedliche mittlere Infrarot-Temperaturen (p < 0,10; t-Test). Kühe mit latenter Infektion, unspezifischer Mastitis und Mastitis der hinteren Euterviertel, können anhand von täglichen Infrarot-Aufnahmen mit Sensitivitäten von ca. 30% und Spezifitäten von ca. 70% detektiert werden, wenn das tierindividuelle Infrarot-Temperaturniveau berücksichtigt wird.
Die Technologie der Infrarot-Thermographie ist damit nutzbar für die Entwicklung von automatischen Systemen der Gesundheitsüberwachung in Milchviehherden.
Automatische Gesundheitsüberwachung; Milchkuh; Infrarot; Mastitis; Thermographie
Investigation of infrared thermography for automatic health monitoring in dairy cows
Infrared thermography as a non-invasive method for automatic health monitoring in dairy herds was investigated at two commercial farms using a total of 552 dairy cows (Holstein-Friesian). Therefore the infrared camera was integrated into the milking parlor and infrared images of the cows were taken at every milking. Investigations showed that surface temperature measured by infrared thermography is mainly influenced by ambient temperature (correlations about 0.6) and daytime (infrared temperatures 0.2…0.4 K higher at evening milking than at morning milking). All other factors (air pressure, relative humidity, wind speed, cleanliness) investigated can be neglected for further studies under similar conditions. There was no relation for infrared temperature measured at lower leg area and rectal temperature. In addition there was also no relation between infrared temperature of rear udder quarters and electrical conductivity of these quarters found. But cows with udder disease show significantly different infrared temperatures of rear udder quarters than cows with healthy udders (p < 0.10; t-Test). Cows with latent infection, unspecific mastitis and mastitis of rear udder quarters can be detected by daily infrared thermography with sensitivities of around 30% and specificities of around 70% if the change of surface temperature is considered individually for the animal.
The technology of infrared thermography is useful for the development of automatic health monitoring system for dairy herds.
Automatic health monitoring; dairy; infrared; mastitis; thermography