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Journal Schweiz Arch Tierheilkd  
Verlag GST  
Heft Band 162, Heft 3,
mars 2020
 
ISSN (print) 0036-7281  
ISSN (online) 1664-2848  
online seit 02 mars 2020  
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Science

Einsatz der Thermographie zum Monitoring der operationsbedingten Hitzeentwicklung während der thermischen Enthornung von Kälbern

L. Scherf1, J. Kretschmann1, M.-L. Fischer2, N. Mielenz3, G. Möbius2, S. Getto4, M. Kaiser1, H. Müller1, L. Bittner1, W. Baumgartner5, A. Starke1
1Klinik für Klauentiere der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig, 2Institut für Tierhygiene und Öffentliches Veterinärwesen der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig, 3Institut für ­Agrar- und Ernährungswissenschaften, Arbeitsgruppe Biometrie und Agrarinformatik, Martin-Luther-Universität, Halle-Wittenberg, 06120 Halle (Saale), Deutschland, 4Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und ­Automatisierung, 70569 Stuttgart, Deutschland, 5Universitätsklinik für Wiederkäuer, Veterinärmedizinische Universität Wien, 1210 Wien, Österreich

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Abstracts: English - Deutsch - Français - Italiano

English

Thermographic monitoring of skin surface temperature associated with hot-iron disbudding in calves

The goal of this study was to determine the skin surface temperatures of the head using thermography in 28 German Holstein heifer calves at the time of hot iron disbudding. Calves were divided into group 1 (hot-iron disbudding, n = 14) and 2 (sham disbudding, n = 14). Thermographic measurements were made at eight locations of the head (area surrounding both horn buds, both horn buds, muzzle, mucous membranes of the muzzle, both eyes) at nine time points (- 60 min (basal value), time of disbudding, 5, 30, 60, 90, 120, 240 and 480 min after disbudding) using a high-end thermographic camera (ThermoPro TP8, Firma DIAS Infrared GmbH). The rectal temperature was measured 60 min before and 5, 240 and 480 min after disbudding. The statistical software SAS version 9.4 was used for analysis. Skin surface temperatures and rectal temperature correlated at several locations (rp ≥ 0.45; p ≤ 0.05). The maximum temperature (approx. 67 ºC) was measured at the horn buds immediately after the hot-iron procedure. By five and 30 min after hot-iron disbudding, the temperature of the horn buds had decreased by up to 50%, whereas the temperatures at the other locations had increased significantly (p < 0.01) in both groups compared with the basal values. Measurements at 60, 90 and 120 min after the procedure both groups showed a continuous temperature increase (vicinity of both horn buds, both eyes and at the muzzle and associated mucous membranes) or a temperature plateau (both horn buds). The temperature returned to basal values at all locations (excl. muzzle and associated mucous membranes) between 4 and 8 hours after the procedure. The similarities between the temperature patterns observed in the present study and published blood cortisol concentrations in calves undergoing hot iron disbudding suggest that temperature increases reflect a perioperative stress response. Further studies are necessary to evaluate whether thermography of the head could serve as a proxy for the non-invasive evaluation of pain and stress in calves.

Keywords: disbudding, stress, veterinary medicine, infrared thermography, superficial temperatures

Deutsch

Einsatz der Thermographie zum Monitoring der operationsbedingten Hitzeentwicklung während der thermischen Enthornung von Kälbern

Ziel der Studie war es, die Oberflächentemperaturen im Kopfbereich von 28 weiblichen Deutsch-Holstein Kälbern um den Enthornungszeitraum mittels Thermographie darzustellen. Hierfür wurden die Studientiere in zwei Gruppen (1: thermisch enthornt (thermE), N = 14; 2: Scheinenthornung (ScheinE), N = 14) unterteilt. Zu neun Zeitpunkten (- 60 (Ruhewert), 0, 5, 30, 60, 90, 120, 240, 480 min) wurden thermographische Messungen an acht Lokalisationen im Kopfbereich (Umgebung linke Hornanlage (UliHa), linke Hornanlage (liHa), linkes Auge (liAu), Flotzmaul (FM), Schleimhaut Flotzmaul (SHFM), rechtes Auge (reAu), rechte Hornanlage (reHa), Umgebung rechte Hornanlage (UreHa)) mittels High-End Wärmebildkamera (ThermoPro TP8, Firma DIAS Infrared GmbH) durchgeführt. Außerdem wurde zu Minute - 60, 5, 240 und 480 die innere Körpertemperatur (IKT) rektal erfasst. Die statistische Auswertung pro Merkmal erfolgte mit SAS, Vers.9.4. An mehreren Lokalisationen (reAu, liAu, SHFM, liHa) konnte ein Zusammenhang zwischen der rektal gemessenen IKT und den thermographisch ermittelten Oberflächentemperaturen nachgewiesen werden (rp ≥ 0,45; p ≤ 0,05). Die Maximaltemperatur (ca. 67 °C) konnte direkt nach Abnahme des Brenners an den Ha der Kälber nach thermE ermittelt werden. Fünf und 30 Minuten nach dem Eingriff kam es zu einem Temperaturabfall an den Ha der Tiere nach thermE von bis zu 50%, während die Oberflächentemperaturen der anderen Lokalisationen bei den Kälbern beider Gruppen im Vergleich zum Ruhewert anstiegen (p < 0,01). Zu den Messungen 60, 90 und 120 Minuten kam es weiterhin zu einem stetigen Temperaturanstieg (UliHa, liAu, FM, SHFM, reAu, UreHa) bzw. einem Temperaturplateau (liHa, reHa). Vier, spätestens acht Stunden nach Enthornung war das Niveau des Ruhewertes an allen Lokalisationen (exkl. FM, SHFM) wieder erreicht. Aufgrund des analogen Verlaufs der Oberflächentemperaturen der vorliegenden Studie mit dem Verlauf der Kortisol-Konzentration im Blut von thermisch enthornten Kälbern ähnlich angelegter Studien lässt sich vermuten, dass es sich dabei um eine perioperative Stressantwort handeln könnte. Weitere Untersuchungen sind nötig, um einen möglichen Einsatz der Thermographie zur nicht invasiven Stressevaluierung zu prüfen.

Schlüsselwörter: Enthornung, Stress, Veterinärmedizin, Wärmebildkamera, Oberflächentemperatur

Français

Utilisation de la thermographie pour la surveillance de la chaleur générée pendant la chirurgie lors de l’écornage thermique des veaux

Le but de cette étude était de montrer les températures de surface dans la zone de tête chez 28 veaux femelles Holstein allemandes autour de la période d’écornage en utilisant la thermographie. À cette fin, les animaux étudiés ont été divisés en deux groupes (1: écornage thermique (thermE), N = 14; 2: pseudo-écornage (ScheinE), N = 14). À neuf reprises (- 60 [valeur au repos], 0, 5, 30, 60, 90, 120, 240, 480 min) des mesures thermographiques ont été effectuées à huit endroits dans la zone de la tête (environs du bourgeon de corne gauche (UliHa), bourgeon de corne gauche (liHa), œil gauche (liAu), mufle (FM), muqueuse nasale (SHFM), œil droit (reAu), bourgeon de corne droite (reHa), environs du bourgeon de corne droit (UreHa)). Ces mesures ont été réalisés à l’aide d’une caméra d’imagerie thermique haut de gamme (ThermoPro TP8, société DIAS Infrared GmbH). De plus, la température interne du corps (ICT) a été enregistrée par voie rectale aux minutes - 60, 5, 240 et 480. L’évaluation statistique de chaque caractéristique a été effectuée avec SAS, version 9.4. À plusieurs endroits (reAu, liAu, SHFM, liHa), une relation entre les ICT mesurées par voie rectale et les températures de surface déterminées par thermographie a pu être démontrée (rp ≥ 0,45; p ≤ 0,05). La température maximale (env. 67 °C) a pu être constatée au niveau des bourgeons de corne directement après l’écornage thermique. Cinq et 30 minutes après l’intervention, la température au niveau des bourgeons de corne avait diminué jusqu’à 50%, tandis que les températures de surface des autres emplacements chez les veaux des deux groupes avaient augmenté par rapport à la valeur au repos (p <0,01). Pour les mesures 60, 90 et 120 minutes, on a constaté une augmentation constante de la température (UliHa, liAu, FM, SHFM, reAu, UreHa) et un plateau de température (liHa, reHa). Le niveau de repos sur tous les sites (hors FM, SHFM) était de nouveau atteint quatre ou huit heures après l’écornage au plus tard. En raison du cours analogue des températures de surface dans la présente étude avec l’évolution de la concentration de cortisol dans le sang de veaux écornés thermiquement lors d’études similaires, il pourrait s’agir une réponse au stress périopératoire. Des investigations supplémentaires sont nécessaires pour vérifier l’utilisation possible de la thermographie pour l’évaluation non invasive du stress.

Mots-clés: écornage, stress, médecine vétérinaire, caméra thermique, température de surface

Italiano

Uso della termografia per monitorare lo sviluppo di calore durante la decornazione termica dei vitelli

Lo scopo dello studio era quello di rilevare le temperature superficiali nella zona della testa di 28 vitelli femmine di razza tedesca Holstein intorno al periodo di decornazione per mezzo della termografia. Gli animali dello studio sono stati suddivisi in due gruppi (1: decornazione termica (thermE), N = 14; 2: finta decornazione (shamE), N = 14). In nove punti temporali (- 60 (valore a riposo), 0, 5, 30, 30, 60, 90, 120, 240, 480 min) sono state effettuate misure termografiche in otto zone della testa (dintorni del corno sinistro (UliHa), corno sinistro (liHa), occhio sinistro (li-Au), muso (FM), mucosa del muso (SHFM), occhio destro (reAu), corno destro (reHa), dintorni del corno destro (UreHa)) mediante una termocamera di fascia alta (Ther-moPro TP8, società DIAS Infrared GmbH). Inoltre, la temperatura interna del corpo (TIC) è stata registrata per via rettale al minuto - 60, 5, 240 e 480. La valutazione statistica per ogni caratteristica è stata effettuata con SAS, Vers.9.4. In diversi punti (reAu, liAu, SHFM, liHa) si è potuta dimostrare una correlazione tra la TIC misurata rettalmente e le temperature superficiali determinate termograficamente (rp ≥ 0,45; p ≤ 0,05). La temperatura massima (ca. 67 °C) è stata determinata direttamente dopo la rimozione del bruciatore dall’Ha dei vitelli secondo la termE. Cinque e 30 minuti dopo la procedura, si è verificato un calo di temperatura fino al 50% sull’Ha degli animali dopo la termE, mentre le temperature superficiali delle altre zone sono aumentate nei vitelli di entrambi i gruppi rispetto al valore a riposo (p < 0,01). Per le misure a 60, 90 e 120 minuti, si è notato un continuo aumento della temperatura (UliHa, liAu, FM, SHFM, reAu, UreHa) o una temperatura stabile (liHa, reHa). Quattro, al più tardi otto ore dopo la decornazione, è stato nuovamente raggiunto il valore a riposo in tutte le zone (eccetto FM, SHFM). Sulla base dell’andamento analogo delle temperature superficiali del presente studio con il decorso della concentrazione di cortisolo nel sangue dei vitelli decornati termicamente provenienti da simili studi, si può ipotizzare che la temperatura sia una risposta allo stress perioperatorio. Sono necessarie ulteriori indagini per esaminare un possibile utilizzo della termografia per la valutazione non invasiva delle situazioni di stress.

Parole chiavi: decornazione, stress, medicina veterinaria, termocamera, temperatura superficiale

 
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