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Validation of possible cow-side parameters for early detection of sickness in dairy cows (2010)

Art

Hochschulschrift

Autor

Burfeind, O.

Quelle

Berlin: Mensch & Buch Verl., 2010 — 52 Seiten

ISBN: 978-3-86664-850-0

Sprache

Englisch

Verweise

URL (Volltext): http://www.diss.fu-berlin.de/diss/receive/FUDISS_thesis_000000020802

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Abstract / Zusammenfassung

Eine frühe Erkennung von Zeichen einer Erkrankung und damit ein früher Therapiebeginn erhöhen die Chance für eine erfolgreiche Therapie von Erkrankungen bei Milchrindern. Wachsende Milchviehbestände sorgen für eine Reduzierung der verfügbaren Arbeitskraft pro Kuh oder Kalb. Eine systematische und regelmäßige Erhebung bestimmter klinischer Parameter könnte helfen Tiere für eine klinische Untersuchung vorzuselektieren.
Ziel dieser Arbeit war die Validierung verschiedener Parameter, die bei einer frühzeitigen Krankheitserkennung bei Milchkühen und Kälbern relevant sind.
In der ersten Studie wurde die Variabilität der rektal gemessenen Körpertemperatur bei Milchkühen unter Berücksichtigung folgender Faktoren bestimmt: 1) die Wiederholbarkeit der Messwerte sowohl innerhalb eines Untersuchers, als auch zwischen unterschiedlichen Untersuchern, 2) mögliche Unterschiede im Ergebnis bei der Verwendung unterschiedlicher digitaler Thermometer und 3) den Einfluss von Eindringtiefe und Kotabsatz auf das Ergebnis.
Im ersten Experiment wurde bei 33 Kühen die rektale Temperatur mehrmals hintereinander gemessen, um die Wiederholbarkeit der Messwerte innerhalb eines Untersuchers zu bestimmen. Die Messwerte zeigten eine hohe Übereinstimmung innerhalb eines Untersuchers (39.5 ± 0,5ºC, Variationskoeffizient = 0,2%). Innerhalb der zehn Messungen schwankte die maximale Differenz zwischen 0,1 und 0,5ºC bei derselben Kuh.
Im zweiten Experiment wurde die rektale Temperatur von 38 Kühen durch zwei unabhängige Untersucher gemessen, um die Wiederholbarkeit der Messung zwischen unterschiedlichen Untersuchern zu testen. Die Korrelation zwischen den Untersuchern war hoch (r = 0,98; P < 0,001) und die mittlere Abweichung lag bei 0,1 ± 0,2ºC (P < 0,01). Die Ergebnisse dieser Experimente zeigen deutlich, dass die rektale Temperatur mit einer hohen Wiederholbarkeit gemessen werden kann. Trotzdem konnte bei einigen Kühen eine beträchtliche Abweichung zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Messwert festgestellt werden (0,5ºC bei 2 Kühen und 0,4ºC bei 5 Kühen).
Im dritten Experiment wurde die Abweichung der Messwerte bei der Verwendung unterschiedlicher Thermometer in vitro und in vivo getestet. Ein Wasserbad wurde im Bereich von 35 bis 42ºC auf jedes volle Grad justiert. Bei jeder Stufe wurde die Temperatur mit einem validierten und mit den vier zu testenden Thermometern gemessen. Die Korrelation zwischen den vier Thermometern und dem validierten Thermometer war in allen Fällen hoch (r = 0,99; P < 0,001). Gleichzeitig war nur eine geringe mittlere Abweichung zwischen den Thermometern zu verzeichnen (0,0 bis 0,1 ± 0,1ºC). Zur Testung der Unterschiede zwischen den Thermometern in vivo wurde bei 37 Kühen mit allen vier Thermometern die rektale Temperatur gemessen. Die Ergebnisse der vier Thermometer zeigten eine hohe Korrelation (r = 0,94 bis 0,96; P < 0,001). Die mittlere Abweichung zwischen den Thermometern variierte zwischen 0,1 und 0,3ºC, wobei die Übereinstimmung bei vergleichbarer Sondenlänge höher war.
Im vierten Experiment wurde der Einfluss der Eindringtiefe getestet. Ein einziger Untersucher hat die rektale Temperatur von 33 Kühen gemessen, indem die Sonde im ersten Fall 11,5 cm und im zweiten Fall 6,0 cm ins Rektum eingeführt wurde. Die Ergebnisse zwischen den Eindringtiefen zeigten eine hohe Korrelation (r = 0,95; P < 0,001). Das Ergebnis der Messungen war bei 11,5 cm Eindringtiefe um 0,4 ± 0,2ºC höher als bei 6,0 cm (P < 0,001).
Im fünften Experiment wurde die rektale Temperatur vor und nach Kotabsatz bei 20 Kühen gemessen, um dessen Einfluss auf das Ergebnis zu testen. Der Unterschied vor und nach Kotabsatz war zu vernachlässigen. Während die gemessene Temperatur bei zwei Kühen vor dem Kotabsatz höher war, war sie bei 3 Kühen danach höher. Bei den verbleibenden 15 Kühen war der Unterschied kleiner als 0,3ºC.
Insgesamt zeigen die Ergebnisse dieser Studie, dass bei der Bewertung der rektalen Temperatur ein wenig Vorsicht geboten ist. Bei der Entwicklung von Standardprotokollen zur Überwachung von abgekalbten Kühen sollte die rektale Temperatur in einer Herde immer mit demselben Thermometer bei derselben Eindringtiefe gemessen werden, um eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse sicherzustellen.
Ziel der zweiten Studie war es 1) die Wiederholbarkeit eines Punktesystems zur Bewertung der Pansenfüllung von Milchkühen sowohl innerhalb eines Untersuchers als auch zwischen unterschiedlichen Untersuchern zu testen, 2) die Variation von Pansenfüllungsnoten bei ad libitum gefütterten Kühen im Verlaufe eines Tages zu bestimmen, 3) den Zusammenhang zwischen Unterschieden der Pansenfüllungsnoten innerhalb einer Kuh und Unterschieden in der Trockenmasseaufnahme zu ermitteln und 4) Pansenfüllungsnoten mit einer exakten Messung der Tiefe der Hungergrube zu vergleichen.
Im ersten Experiment wurde die Wiederholbarkeit eines Punktesystems zur Bewertung der Pansenfüllung von Milchkühen zwischen unterschiedlichen Untersuchern und die Variation von Pansenfüllungsnoten bei ad libitum gefütterten Kühen im Verlaufe eines Tages bestimmt. Dazu vergaben drei Untersucher dreimal täglich Pansenfüllungsnoten bei 42 Kühen (0800, 1400, 1900 h). Das zweite Experiment bestand aus drei Wiederholungen (67, 70, 71 Kühe) ebenfalls mit drei unterschiedlichen Untersuchern. In jeder Wiederholung wurden die Kühe von demselben Untersucher zweimal bewertet um die Wiederholbarkeit innerhalb eines Untersuchers zu testen. Innerhalb eines Untersuchers war die Wiederholbarkeit mittelmäßig (κw = 0.69; rS = 0.66, P < 0.001). Zwischen unterschiedlichen Untersuchern war die Wiederholbarkeit ebenfalls mäßig (κw = 0.68; rS = 0.71, P < 0.001).
Weiterhin wurden von allen Untersuchern im Mittel höhere Noten um 1900 h vergeben, als um 0800 und 1400 h (Untersucher A: 0800 h: 3.1 ± 0.7, 1400 h: 3.4 ± 0.7, 1900 h: 3.6 ± 0.7; Untersucher B: 0800 h: 3.2 ± 0.8, 1400 h: 3.5 ± 0.8, 1900 h: 3.7 ± 0.7; Untersucher C: 0800 h: 2.8 ± 0.7, 1400 h: 3.1 ± 0.8, 1900 h: 3.2 ± 0.7; n = 210).
Im dritten Experiment sollte die Beziehung zwischen Änderungen der Pansenfüllungsnoten innerhalb einer Kuh und Änderungen der Trockenmasseaufnahme untersucht werden. Dafür wurden Änderungen der Pansenfüllungsnoten innerhalb einer Kuh mit Änderungen der Trockenmasseaufnahme für ein 24-h Intervall verglichen. Weiterhin wurden Daten aus Experiment 1 benutzt, um diese Beziehung bei Vergleich von Tag und Nacht zu bestimmen. Es konnte sowohl eine Beziehung zwischen Änderungen der Pansenfüllungsnote und Änderungen der Trockenmasseaufnahme innerhalb einer Kuh beim 24-h Vergleich (rS = 0.1, P = 0.09) als auch beim Vergleich zwischen Tag und Nacht (rS =0.68, P < 0.01; n = 257) nachgewiesen werden
Das vierte Experiment untersuchte zum einen die Variation der objektiv ermittelten Tiefe der linken Hungergrube und zum anderen den Zusammenhang der Tiefe der Hungergrube und der vergebenen Pansenfüllungsnote. Weiterhin wurde die Variation der Tiefe der Hungergrube innerhalb der einzelnen Pansenfüllungsnoten untersucht. Die mittlere Variation der Tiefe innerhalb einer Kuh war moderat (5,59 ± 0,9 cm; Variationskoeffizient = 16%), wobei die maximale Abweichung über 70 ± 5 min von 1,2 bis 4,8 cm schwankte. Innerhalb der verschiedenen Pansenfüllungsnoten war die Abweichung ebenfalls hoch.
Spearman´s Rangkorrelation (rS) zwischen der Tiefe der Hungergrube und der vergebenen Pansenfüllungsnote war mäßig (Untersucher A: rS = -0.64, P < 0.001; Untersucher B: rS = -0.60, P < 0.001).
Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die Bewertung der Pansenfüllung sowohl innerhalb eines Untersuchers als auch zwischen unterschiedlichen Untersuchern moderat wiederholbar ist. Weiterhin besteht eine Beziehung zwischen den Pansenfüllungsnoten und einer exakten Messung der Tiefe der linken Hungergrube. Diese variiert nicht unerheblich über einen Zeitraum von 70 min innerhalb einer Kuh. Nichts desto trotz konnte eine annehmbare Beziehung zwischen Unterschieden in der Trockenmasseaufnahme und Unterschieden der Pansennote innerhalb einer Kuh bei Vergleich von Tag und Nacht, zweier Intervalle mit bedeutsamen Unterschieden in der Trockenmasseaufnahme, nachgewiesen werden. Unter diesem Aspekt sollte eine Bewertung der Pansennote nur zum zeitlichen Vergleich innerhalb eines Tieres genutzt werden.
Fragestellungen der dritten Studie war 1) festzustellen, ob die Wiederkauzeit von Färsen und Kälbern visuell von zwei unterschiedlichen Untersuchern wiederholbar zu ermitteln ist, 2) die Genauigkeit eines elektronischen Systems zur Erfassung der Wiederkauzeit (Hi-Tag System) im Vergleich zur direkten visuellen Bestimmung bei Färsen und Kälbern unterschiedlichen Alters zu ermitteln und 3) zu prüfen, ob das Saugen an einem Nuckel die Daten des Hi-Tag Systems beeinflusst.
In einem ersten Experiment wurde bei 20 Tieren die Dauer der Wiederkauaktivität durch direkte visuelle Beobachtung von zwei unabhängigen Untersuchern erfasst, um die Wiederholbarkeit zu ermitteln. Jedes Tier wurde über 2 Stunden beobachtet. Die von beiden Untersuchern erfassten Wiederkauzeiten korrelierten sehr gut miteinander (r = 0,99, P < 0,001). Die mittlere Abweichung war gering (0 ± 2 min, P = 0,91).
Sechs unterschiedliche Altersgruppen von je fünf Tieren (Gruppe 4 = 10 Tiere) wurden im zweiten Experiment benutzt, um die Genauigkeit des Hi-Tag Systems zur Überwachung der Wiederkautätigkeit im Vergleich zur direkten visuellen Beobachtung zu bestimmen (Gruppe 1: 25 ± 2 d, 64 ± 3 kg; Gruppe 2: 42 ± 2 d, 80 ± 15 kg; Gruppe 3: 62 ± 1 d, 90 ± 11 kg; Gruppe 4: 95 ± 10 d, 118 ± 7 kg; Gruppe 5: 185 ± 1 d, 207 ± 15 kg; Gruppe 6: 282 ± 7 d, 342 ± 14 kg). Die Korrelation war am höchsten in Gruppe 3 (r = 0,89; P < 0,001) und Gruppe 6 (r = 0,88; P < 0,001), niedriger in Gruppe 1 (r = 0,65; P = 0,009), Gruppe 2 (r = 0,70; P = 0,004) und Gruppe 5 (r = 0,72; P = 0,002) und am niedrigsten in Gruppe 4 (r = 0,47; P = 0,009). Die mittlere Abweichung war am niedrigsten in Gruppe 2 (0 ± 12 min; P = 0,77), Gruppe 3 (2 ± 10 min; P = 0,60) und Gruppe 6 (-4 ± 8 min; P = 0,05), mäßig in Gruppe 1 (-8 ± 10 min; P = 0,01) und Gruppe 5 (-8 ± 14 min; P = 0,03) und am höchsten in Gruppe 4 (-12 ± 16 min; P < 0,001). Die Variation der ermittelten Wiederkauzeiten war niedrig in Gruppe 6 (7,8 %) und Gruppe 3 (11,8 %), dagegen hoch in den Gruppen 1 (14,7 %), 2 (14,4 %), 4 (25,0 %) und 5 (22,8 %).
Das Ziel des dritten Experiments war zu bestimmen, ob das Saugen an einem Nuckel die Daten des Hi-Tag Systems bei nicht abgesetzten Kälbern beeinflusst. Neun Kälber wurden direkt vor dem Tränken am Morgen und am Nachmittag mit einem Logger ausgestattet. Dieser wurde direkt nach Beendigung der Milchmahlzeit wieder abgenommen und für den Rest des 2-h Intervalls in einen ruhigen Raum gelegt. Um ein negatives Kontrollintervall zu bekommen wurden die Logger dort für ein weiteres Intervall belassen. Die Korrelation zwischen der visuell und per Logger bestimmten Saugzeit war niedrig (r = -0,1; P = 0,70). In zwei der 18 Intervalle (11,1 %) zeichnete das Hi-Tag System 2 min auf. In den anderen 16 Intervallen, sowie in den 18 negativen Kontrollintervallen wurde durch die Logger nichts aufgezeichnet.
Das Hi-Tag System liefert ausreichende Informationen über die Wiederkautätigkeit bei Färsen ab einem Alter von neun Monaten. Bei jüngeren Tieren variieren die Ergebnisse erheblich. Da die automatische Messung der Wiederkautätigkeit bei Färsen und Kälbern möglicherweise nützlich in der frühzeitigen Erkennung von Erkrankungen und der Beobachtung der Pansenentwicklung sein ist, dürfte es sich lohnen den Algorithmus des Systems für Kälber entsprechend anzupassen.
Ziel der drei Studien war die Validierung von einfachen Tests um Rinder mit einem erhöhten Erkrankungsrisiko zu erkennen. Dabei sollte die Genauigkeit und Wiederholbarkeit solcher Tests immer kritisch hinterfragt werden.
Messungen der rektalen Körpertemperatur bei Milchkühen (objektiver Parameter) liefern verlässliche Informationen. Vorsicht ist bei der Interpretation von visuell ermittelten Pansenfüllungsnoten (subjektiver Parameter) geboten. Weitere Studien müssen zeigen, ob Pansenfüllungsnoten bei der Früherkennung von Krankheiten bei Milchkühen Hinweise geben können. Das Hi-Tag System liefert verlässliche Informationen über die aktuelle Wiederkauzeit von Kühen und Färsen ab einem Alter von neun Monaten. Bei jüngeren Tieren ist die Variation der Daten sehr hoch.