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

Thermographic monitoring of skin surface temperature associated with hot-iron disbudding in calves
 
: Scherf, Lisa; Kretschmann, Johannes; Fischer, Marie Luise; Mielenz, Norbert; Möbius, Gerd; Getto, Sascha; Kaiser, Matthias; Müller, Hendrik; Bittner, Lilli; Baumgärtner, W.; Starke, Alexander

:

Schweizer Archiv für Tierheilkunde 162 (2020), No.3, pp.174-184
ISSN: 0036-7281
German
Journal Article
Fraunhofer IPA ()
Oberflächentemperatur; Thermographie; Rindvieh

Abstract
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.

 

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.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-586337.html