CC BY
103
Ветеринария. Животноводство
ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФРАКРАСНОЙ ТЕРМОГРАФИИ В ИССЛЕДОВАНИИ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ КОРОВ
Анна Фадеевна КОЛЧИНА,
доктор ветеринарных наук,
профессор кафедры хирургии и акушерства,
Анастасия Константиновна ЛИПЧИНСКАЯ,
аспирант, Уральская ГСХА
620075, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42; тел.: 8-9045455538, 8 (343) 257-47-42; е-таП: kolchina08@mail.ru, lip4inskaya@yandex.ru
Ключевые слова: термография, доильные установки, молочная железа, мастит.
Thermography, milking machines, mammary
gland, mastitis.
Машинное доение коров - один из базовых технологических процессов в производстве молока, от уровня развития которого во многом зависит эффективность молочного скотоводства. Воздействие негативных факторов машинного доения является ведущей причиной поражений сосков вымени высокопродуктивного скота [1, 2]. Оценка влияния доильной аппаратуры на состояние сосков и вымени основана на визуальных наблюдениях. Известные на данный момент способы и конструкции для измерения физиологических показателей сельскохозяйственных животных, контролирующие процесс доения, имеют ограничения в применении при исследованиях в условиях производства и требуют чрезвычайных затрат времени и средств. Кроме того, дальнейшего совершенствования требуют методы раннего выявления мастита. Одной из новых технологий в исследовании молочной железы крупного рогатого скота является тепловидение, основанное на регистрации видимого изображения собственного инфракрасного излучения поверхности тела с помощью специальных приборов -термографов.
Основа термографии - изменение интенсивности инфракрасного излучения патологического очага: увеличение вследствие усиления кровоснабжения и метаболических процессов или уменьшение в областях с пониженным региональным кровотоком. Наличие патологического процесса характеризуется одним из трёх качественных термографических признаков: появление аномальных зон гипер- или гипотермии, нарушение нормальной термотопографии сосудистого рисунка и изменение градиента температуры в исследуемой зоне [3, 4].
Важными термографическими критериями отсутствия патологических изменений являются сходство и симметричность теплового рисунка, характер распределения температуры, отсутствие участков аномальной гипертермии. В норме термографическая картина характеризуется симметричным рисунком относительно средней линии. При обработке термограмм в современных компьютерных термографах имеется возможность построения гистограмм симметрично расположенных областей, что расширяет диагностические возможности метода и повышает его информативность [5].
Термография, позволяя получать чёткую картину температурного режима любой области тела, может оказать значительную помощь на предварительном этапе определения локализации патологического очага при воспалительных процессах. Даже незначительное воспаление визуализируется на термограмме. При этом здоровые участки окрашены в более холодные цвета спектра, а участки с очагами воспаления - в красный, оранжевый и белый [6].
ЦЕЛЬ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Целью исследований была оценка информативности тепловидения как метода функциональной диагностики в исследовании молочной железы коров.
Исследования проводились с использованием отечественного портативного компьютерного термографа «Иртис-2000 СН», предназначенного для бесконтактного измерения распределения температуры поверхности тела по его тепловому излучению. Камера комплектуется ИК-приёмником, охлаждаемым жидким азотом. Это определяет её высокую чувствительность в широком диапазоне температур и стабильность параметров термографа независимо от температуры окружающей среды, обеспечивая высокую точность измерения. Прибор позволяет создавать цифровые снимки-термограммы, что даёт возможность их последующего анализа с использованием ПК [7].
На первом этапе работы проводилось составление термокарты молочной железы, а также регистрация изменения температуры тканей вымени и сосков после доения. Исследование было выполнено на 10 высокопродуктивных коровах. Получено и проанализировано 82 термограммы.
2010 г. 95
/____ ____________|___95
Ветеринария. Животноводство
Следующим этапом исследований было изучение влияния машинного доения на температуру поверхности сосков вымени. Исследования были проведены в двух сельхозорганизациях Свердловской области: на молочном комплексе ООО «Шиловское», использующем доильную установку АДМ-8, и на молочном комплексе агрофирмы «Патруши», где доение коров проводится на установке «Европараллель» фирмы DeLaval.
Оценка доильного оборудования по влиянию на температуру соска в процессе доения проводилась при нормальных эксплуатационных условиях. На первом молочном комплексе с доильной установкой АДМ-8 нами было получено и проанализировано 82 термограммы вымени и сосков 41 коровы, на втором (доильное оборудование «Европараллель) - 78 термограмм. Показатели температуры сосков устанавливали в трёх точках: в области основания, середины и верхушки.
На третьем этапе исследований были получены и проанализированы 48 термограмм молочной железы от 24 коров с клинически выраженным и скрытым маститом. Предварительно животные подвергались комплексному клиническому обследованию с установлением характера мастита по типу воспаления и течению.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Известно, что выделить норму в количественной оценке термограмм невозможно. Необходим индивидуальный подход с учётом единых качественных признаков для отдельных областей тела. Разница температур симметричных участков в норме не превышает 0,2-0,4°С [3, 4].
При анализе термокарт нами было выявлено, что колебания локальной температуры на симметричных участках поверхности молочной железы здоровых коров (в одинаковых температурных условиях) варьируют в узких пределах, что позволило рассчитать средние показатели. До доения температура поверхности вымени животных составила в среднем 30,49°С при максимальной температуре 30,86°С, минимальной - 29,43°С.
В целом на термограммах молочной железы видно, что самая высокая температура отмечается в паховой области вблизи соприкосновения с конечностями и в нижней трети молочного зеркала по срединной линии. Это связано с наличием большего количества соединительной ткани по сравнению с другими областями молочной железы. Температура срединной линии до доения выше, чем после доения, в среднем на 1,68°С вследствие изменения наполненности молочной железы молоком и уменьшения нагрузки на ткани.
В ходе исследований было установлено, что температура поверхности молочной железы во время доения снизилась вследствие опорожнения и уменьшения объёма вымени, а, следовательно, изменения кровообращения в органе. Однако после доения средняя температура верхушки соска по сравнению с температурой до доения возросла, что может быть объяснено, на наш взгляд, повышенной функциональной нагрузкой на сосок во время доения и механическим воздействием доильной аппаратуры. Следует отметить, что эти данные согласуются с результатами исследований других авторов [8, 9].
Результаты измерений температуры сосков, полученные при сравнении влияния различных доильных установок, были обработаны и представлены в виде разности температур до и после доения (табл., рис. 1).
Таблица
Разность температуры в начале и конце доения в разных точках сосков вымени
Установка п Разность температуры до и после доения
основание соска середина соска верхушка соска
АДМ-8 82 0,42±0,044* 1,75±0,031* 2,26±0,036*
Европараллель 78 -1,12±0,026 0,80±0,024 1,28±0,032
* Разность достоверна, Р<0,05.
При доении на установке АДМ-8 увеличение температуры по сравнению с температурой до доения было обнаружено во всех трёх контролируемых точках соска. Средняя температура в области верхушки соска при доении на этой установке увеличилась на 1,8-2,9°С (5,9-8,7%).
При доении в доильном зале «Европараллель» повышение температуры в аналогичной области было менее выражено и достигало в среднем только 0,9-1,9°С (2,8-6%). При этом средняя температура основания соска была ниже на 1,12°С по сравнению с показателем, полученным до доения, что соответствует снижению температуры вымени, показывая более щадящий режим доения.
Ветеринария. Животноводство
Рис. 1. Средние показатели и стандартное отклонение разности температур в начале и конце доения
в разных точках сосков вымени
При исследовании термограмм животных, больных различными формами мастита, установлено, что тепловидение позволяет уточнять локализацию изменений, интенсивность патологического процесса, распространённость, характер изменений, динамику состояния железы (рис. 2).
Рис. 2. Пример термограммы молочной железы коровы с острым маститом
/
J.
Ветеринария. Животноводство
На термограммах наглядно отражается, что у больного животного нарушено распределение температур симметрично относительно средней линии тела. Этот симптом служит основным критерием тепловизионной диагностики заболеваний. Так, температура поражённых четвертей вымени у коров с острым маститом по сравнению с симметричными имела различия в 4°С и выше, у животных с подострым маститом - 2-3°С, со скрытым - около 1°С, что легко визуализировалось на термограмме. Эти результаты подтверждают данные R.J. Berry [10] и других исследователей, которыми установлено, что инфракрасная термография даёт возможность обнаружения мастита на ранней стадии.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
На основании полученных результатов можно заключить, что достоинством метода тепловидения является возможность быстрого (скорость сканирования не более 3,2 сек.) бесконтактного получения изображения зон аномальной температуры молочной железы; при этом он может быть использован на большом количестве животных.
Полученные данные подтверждают, что показатели температуры соска до и после доения на термограммах можно использовать как индикаторы качества работы доильного оборудования и его влияния на молочную железу.
Использование термографии в целях диагностики воспалительных процессов в вымени и патологии сосков у коров позволяет раскрыть новые аспекты патогенеза и может помочь в разработке современных средств и методов лечения и профилактики.
ЛИТЕРАТУРА
1. Елесин А. В., Баркова А. С. Заболевания сосков вымени // Животноводство России. 2008. № 8. С. 47-48.
2. Mein G. A., Neijenhuis F., Morgan W. F., Reinemann D. J. at al. Evaluation of bovine teat condition in commercial dairy herds: non-infectious factors // Proceedings of the 2nd International symposium on mastitis and milk quality. 2001. P. 347-351.
3. Schaefer A. L. et al. Early detection and prediction of infection using infrared thermography // Canadian journal of animal science. 2004. V. 84. P. 73-80.
4. Willits S. Infrared thermography for screening and early detection of mastitis infections in working dairy herds // InfraMation Proc. ITC 108 A. 2005-06-01.
5. Diakides N. A., Bronzino J. D. Medical infrared imaging. London ; New York : CRC Press Taylor Group LLC. 2006. 451 p.
6. Rodríguez C., Matamoros A., Valilla J. Application of the thermography study of big ruminants udder and its possible pathological complications // RCCV Vol. 2 (2). 2008. P. 66-72.
7. Инструкция по работе с термографом ИРТИС-2000. М., 2006. 48 с.
8. Paulrud C. O., Clausen S., Andersen P. E., Rasmussen M. D. Infrared thermography and ultrasonography to indirectly monitor the influence of liner type and overmilking on teat tissue recovery // Acta vet. Scand. V. 46. 2005. P. 137-147.
9. Vegricht J., Machalek A., Ambroz P., Brehme U., Rose S. Milking-related changes of teat temperature caused by various milking machines // Res. Agr. Eng. 2007. V. 53 (4). P. 121-125.
10. Berry R. J., Kennedy A. D., Scott S. L. et al. Daily variation in the udder surface temperature of dairy cows measured by infrared thermography: potential for mastitis detection // Canadian journal of animal science. 2003. V. 83. Р. 687-693.
Аннотация
УДК 619 : 618 : 619.2 : 615.2
Колчина А.Ф., Липчинская А.К. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФРАКРАСНОЙ ТЕРМОГРАФИИ В ИССЛЕДОВАНИИ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ КОРОВ.
Проведены исследования молочной железы здоровых и больных маститом высокопродуктивных коров при помощи инфракрасной термографии. Установлено, что данный метод эффективен для ранней диагностики маститов и оценки влияния различных типов доильных установок на состояние молочной железы.
Kolchina A., Lipchinskaja A. THE POSSIBILITY OF INFRARED THERMOGRAPHY APPLICATION IN THE INVESTIGATIONS OF MAMMARY GLAND OF COWS.
The infrared thermography investigations of healthy and mastitic udder of high-cows were carried out. It was determined that this method is effective in early detection of mastitis and for the evaluation of influence of the various types of milking machines on mammary glands health.
