Využitelnost měření teploty povrchu těla zvířat

Ing. Kateřina SOBÍŠKOVÁ

Doctoral thesis

Usability of measurement of animal surface temper

Abstract:

Cílem disertační práce bylo představit technické možnosti snímání a měření tělesné teploty a navrhnout způsob bezkontaktního měření teploty povrchu těla zvířat včetně přenosu dat do nadřazeného programového vybavení. Dílčí výsledky se mohou podílet na vytvoření automatizovaného systému řízení stáda a tím zajistit lepší sledování životní pohody zvířat. povrchové teploty v oblasti tělesného jádra, oblasti vemene a dále v oblasti oka. Z jednotlivých oblastí byly získány termogramy, někdy též označované jako termovizní snímky. Celkem proběhlo 34 měření v roce 2013 a 17 měření v roce 2014. Do pokusu byly zařazeny krávy holštýnského plemene ze střediska Petrovice. Hodnoceny byly tři různé skupiny dojnic ve dvou rozdílných stájích. V první skupině byly dojnice od druhého dne do dvou měsíců po otelení. Druhou skupinu tvořily dojnice od čtvrtého do pátého měsíce po porodu. Třetí skupina zahrnovala dojnice v sedmém až osmém měsíci po otelení. Z výsledků měření vybraných povrchových teplot bylo zjištěno, že nejvíce spolu korelují povrchová teplota tělesného jádra a povrchová teplota vemene. Při snímání povrchových teplot ovšem hrají významnou roli míra znečištění, osrstění a osvalení zvířete. Důležité jsou také technologické parametry přístroje, jeho nastavení a v neposlední řadě i emisivita povrchu. Jedním ze způsobů bezkontaktního měření povrchové teploty bylo snímání povrchových teplot pomocí termovizní kamery. Pomocí tohoto nástroje byly snímány Dalším experimentem byla možnost snímání teplot pomocí termočidla. Tento pokus probíhal v období od srpna do září 2016 v účelovém zařízení školního statku v experimentální stáji akreditované pro pokusné účely. Do pokusu byly zařazeny dvě klinicky zdravé krávy holštýnského plemene, kterým byl implantován identifikační čip a testována jeho funkčnost. Tento čip byl implantován oběma zvířatům v oblasti kořene ocasu a byl opatřen senzorem biologických funkcí, který sledoval tělesnou teplotu zvířete. Zařízení bylo uzpůsobeno pro odeslání informací pro identifikaci zvířete a informací o tělesné teplotě zvířete pomocí bezdrátového spojení se čtečkou čipů. Na základě získaných poznatků by mohl být navržen a následně ověřován jeden či více systémů, nejlépe bezkontaktního snímání tělesné teploty. Co se týče užití jiných možností snímání povrchových teplot je toto zatím ve stavu vývoje a realizace. Nevýhodou výše popsaného zařízení je, že nedokáže rozpoznat příčinu zvýšené teploty a vyžaduje zásah ošetřovatele, aniž zásah není nezbytný. Ošetřovatel nemusí rozpoznat akutní případy a může docházet k trvalému poškození zdraví či dokonce úhynu zvířete. Úkolem zařízení je nalezení způsobu bezobslužného měření teploty zvířete spojeného s jeho elektronickou identifikací, který by dokázal rozpoznat nemocná či rodící zvířata od přehřátých, který by zvířata roztřídil a vykonal opatření k zachování jejich zdraví. Vynález by měl být použitelný u širokého spektra zvířat.

Abstract:

The aim of the dissertation was to present technical possibilities of scanning and measuring the body temperature and provide a method for a non-contact measurement of body surface temperatureof animals including data transfer to higher-level software. Partial results can be part of an automated herd management system to ensure better animal welfare monitoring. One method of contactless measuring the surface temperature was taking the surface temperature by using an infrared camera. This tool was used to scan surface temperatures in the area of the body core, the udder region and the eye area. Thermograms, sometimes referred to as thermal imaging, were obtained from the individual regions. In total, there were 34 measurements in 2013 and 17 measurements in 2014.Cows from Petrovice centre were included in the experiment. Three different groups of dairy cows were evaluated in two different stables. In the first group there were cows which gave birth 2 days to 2 months before. The second group consisted of dairy cows which calved 4 to 5 months before. The third group included dairy cows which gave birth 7 to 8 months before. Based on the results of measurements of selected surface temperatures, it was found that the surface core temperature and the udder surface temperature correlated most. However, when measuring surface temperatures, the degree of pollution, coating, and oscillation of the animal play an important role. Moreover, technological parameters of the device are also important, specially its setting and the emissivity of the surface. This experiment ran from August to September 2016 in a purpose-built schoolhouse facility in an experimental stable accredited for experimental purposes. The experiment included two clinically healthy cows of the Holstein breed, which had been implanted with the identification chip and tested for its functionality. This chip was implanted to both animals in the tail root region and was fitted with a biological function sensor that followed the body temperature of the animal. The device was adapted to send animal identification information and animal body temperature information by means of a wireless connection to the chip reader. Based on the findings, one or more systems, preferably non-contact body temperature scanning, could be designed and tested. Regarding the use of other surface temperature scanning possibilities, this is still in the process of development and implementation. The disadvantage of the above described device is that it fails to recognize the cause of the elevated temperature and requires intervention by the attendant without the intervention being necessary. The attending keeper may not recognize acute cases and may cause permanent damage to the health or even death of the animal. The task of the device is to find a method of unattended animal temperature measurement connected with its electronic identification that would recognize sick or infected animals from overheated ones. This device would categorize the animals and take precautions to preserve their health. The invention should be applicable to a wide variety of animals.

Keywords

tělesná teplota, bezkontaktní měření teploty, automatizovaný systém, životní pohoda zvířat, termovizní kamera, termočidlo

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 5. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 29. 8. 2018

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Agriculture

Doctoral programme / field:
Animal husbandry / General zootechnics