Выявление хромоты КРС — что работает, а что нет, и к чему стремиться

Новые технологии, такие как акселерометры, прикрепленные к коровам, могут улучшить обнаружение и управление хромотой, но основополагающие проблемы в аналитике и алгоритмах могут помешать фермерам внедрить новые системы.

В недавней статье в журнале Dairy Science рассматривалась целесообразность использования акселерометров для обнаружения хромого крупного рогатого скота. Их обзор показал, что применение одного акселерометра для измерения походки коровы при низком разрешении (менее 100 Гц) потенциально может предоставить фермерам точный и недорогой метод автоматизации обнаружения хромоты. Однако, исследователи не дали полного одобрения этому методу. Основываясь на полученных данных, они пришли к выводу, что сохраняющиеся пробелы в алгоритмах определения хромоты и анализа означают, что до широкого внедрения этого метода на ферме еще несколько лет.

Справочная информация

Профилактика, выявление и лечение хромоты крупного рогатого скота является постоянной задачей для фермеров и животноводческой отрасли. Существующие методы профилактики, такие как улучшение поверхности для ходьбы и питания, являются лишь частью решения этой проблемы. Как известно, легкие и умеренные случаи хромоты трудно выявить, что приводит к тому, что они становятся более тяжелыми и дорогостоящими в лечении. В большинстве стратегий идентификации для оценки всего стада используются оценка локомоции. Обычная обрезка копыт является еще одним методом идентификации и лечения, поскольку ноги поднимаются и осматриваются фермерами и ветеринарами.

Несмотря на то, что эти методы обнаружения могут сработать, существуют некоторые практические препятствия на пути их применения. Несмотря на рекомендации о том, что подсчет баллов за локомоцию должен проводиться ежемесячно, это делается фермерами редко. Некоторые фермеры вообще этого не делают. Аналогичные проблемы существуют и с обрезкой копыт.

В большинстве случаев, несмотря на хорошо документированные недостатки, фермеры, как правило, полагаются на разовое обнаружение. Специальные наблюдения для диагностики являются проблематичными для случаев легкой и умеренной хромоты. «Обрезка копыт» неэффективна и не дает фермерам статистических данных на уровне стада, необходимых для управления их операциями.

Поиск путей автоматизации обнаружения хромоты был бы очень полезен фермерам. Автоматические и основанные на алгоритмах методы позволят выявлять случаи легкой и умеренной хромоты на ранней стадии и выявлять их по мере появления. Такое раннее обнаружение могло бы также сократить время между началом заболевания и лечением, предотвращая тяжелые случаи, ускоряя время выздоровления и экономя деньги на лечении.

Различные исследователи предлагали использовать для сбора статистических данных на уровне стада такие носимые устройства, как акселерометры. В идеале, эти устройства должны предупреждать фермеров об изменениях в походке или поведении коров и давать отчеты о прогрессе в восстановлении коров. Хотя это теоретически возможно, существуют препятствия для внедрения автоматизированных систем.

Во-первых, не все акселерометры созданы одинаковыми. Данные, собираемые устройствами, требуют анализа и адаптивных алгоритмов, и различные компании будут иметь свои уникальные системы измерения. Кроме того, фермеры могут быть не в состоянии инвестировать в новые технологии. Экономическая отдача от автоматизации определения хромоты все еще может быть незначительной, а поскольку многие фермеры воспринимают случаи легкой и умеренной хромоты как несрочные, промышленность может сохранить статус-кво.

Исследование

Исследователи рассмотрели многочисленные исследования по обнаружению хромоты. Особое внимание они уделили работам, в которых для определения состояния использовались акселерометры, и в которых акселерометры обладали высокой точностью во время диагностики. Исследователи также рассмотрели переменные, которые указывают на хромоту — такие как поведение при наступании или на шаг — и статистические методы устройств, используемых для идентификации случаев хромоты.

На что следует обращать внимание при автоматизации

Исследователи подчеркивают, что автоматизация в идеале должна иметь высокую точность и в то же время быть недорогой. Если бы решения достигли этого порога, фермеры с большей вероятностью приняли бы технологию, а хромоту можно было бы легче обнаруживать.

При описании точности исследователи использовали термины специфичность и чувствительность. В этом контексте специфика означает, что акселерометры могут правильно идентифицировать хромоту у коровы (истинная отрицательный показатель). Чувствительность означает, что устройства смогли правильно идентифицировать случаи хромоты (истинная положительный показатель).

Основываясь на фактических данных, исследователи рекомендуют инвестировать в системы с 90-процентной чувствительностью и 99-процентной специфичностью. Они считают, что это даст фермерам ценную информацию при сохранении доступной цены.

Объясняя свои рекомендации, исследователи сказали, что 99-процентный уровень специфичности сведет к минимуму ложноположительные результаты, что сделает более вероятным широкое внедрение. Пороговые значения в 90 и 99 процентов также позволят свести к минимуму ненужные осмотры копыт, что сэкономит фермерам время и труд.

Что касается алгоритмов, исследователи обнаружили, что показатели, основанные на поведении, не являются полностью надежными при обнаружении хромоты. Исследования, в которых использовались поведенческие показатели, имели низкую чувствительность и специфичность, а результаты не были обобщены для различных условий ведения хозяйства. Они отметили, что основанные показатели по походке позволяют правильно выявлять случаи в различных фермерских системах и породах.

Исследователи обнаружили, что прикрепление одного акселерометра с низким разрешением к каждой корове в стаде было бы относительно простым способом для фермеров автоматизировать обнаружение хромоты. Если бы алгоритм, интерпретирующий данные акселерометра, достиг показателей чувствительности и специфичности, он мог бы обеспечить фермерам экономическую и трудосберегающую выгоду.

В качестве последней рекомендации, исследователи призывают фермеров придерживаться коммерческой системы, которая была независимо протестирована на разных фермерских системах и с разными породами крупного рогатого скота. Это обеспечит надежность автоматизации и принесет наибольшую пользу ферме.

Источник: www.thecattlesite.com, фото: bovem-vet.ru