奶牛蹄部不同部位溫度在跛行診斷中的應(yīng)用

宋喬志，遲新宇，張建濤1,*

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江省普通高等學(xué)校動(dòng)物普通疾病防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150030)

奶牛跛行是肢蹄病在臨床上最直接的表現(xiàn)，嚴(yán)重危害著奶牛的健康，造成奶牛養(yǎng)殖和醫(yī)療成本的增加。同時(shí)，奶牛泌乳量的減少和因疾病而過(guò)早淘汰，嚴(yán)重降低了奶牛業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，阻礙著奶牛業(yè)集約化的發(fā)展。但是，奶牛跛行的早期識(shí)別存在困難，奶牛在觀察者面前可能隱藏著跛行[1]，而發(fā)現(xiàn)跛行時(shí)疾病通常會(huì)發(fā)展到較為嚴(yán)重階段[2-3]，錯(cuò)過(guò)最佳治療時(shí)間;因此，跛行早期診斷可以減少疾病的損害，提高治愈率[4-6]。

目前，紅外熱成像技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)有應(yīng)用于奶牛蹄病診斷的研究[7-9]，但在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有類(lèi)似的報(bào)道。紅外線(xiàn)成像儀價(jià)格相對(duì)較高，非常靈敏，但在測(cè)量過(guò)程中容易受到外界因素的影響，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果發(fā)生變化；相比之下，紅外線(xiàn)溫度計(jì)更加便宜、便攜、且易于使用，因此在牧場(chǎng)中有很大的應(yīng)用價(jià)值[10]。本試驗(yàn)擬通過(guò)手持式紅外線(xiàn)測(cè)溫儀測(cè)量奶牛右后蹄系部、外側(cè)趾遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁和蹄外側(cè)趾蹄底三角區(qū)的溫度，并且分析其與奶牛跛行程度的相關(guān)性，確定其診斷作用和最佳臨界值，為紅外線(xiàn)溫度計(jì)在奶牛跛行診斷中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)儀器紅外線(xiàn)測(cè)溫儀(型號(hào)：GM320)，深圳市聚茂源科技有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法試驗(yàn)時(shí)間為2018年8-11月，地點(diǎn)為黑龍江省南部某奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)的修蹄區(qū)。修蹄前，奶牛移動(dòng)到修蹄區(qū)時(shí)，由3名研究人員共同對(duì)奶牛進(jìn)行跛行評(píng)分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)采用1997年SPRECHER等[11]制定的5分制跛行評(píng)分體系。修蹄后，使用紅外測(cè)溫儀對(duì)奶牛右后蹄系部、右后蹄外側(cè)趾的遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁、蹄底溫度進(jìn)行測(cè)量(圖1)，測(cè)量時(shí)要保證被測(cè)部位干燥且無(wú)污物覆蓋，每同一部位重復(fù)測(cè)量3次，測(cè)量時(shí)待數(shù)值穩(wěn)定后記錄讀數(shù)。本試驗(yàn)共測(cè)得165頭奶牛的蹄部溫度數(shù)據(jù)。

A.右后蹄系部；B.右后蹄外側(cè)趾遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁；C.右后蹄外側(cè)趾蹄底三角區(qū)

2 結(jié)果

2.1 奶牛的跛行評(píng)分情況共收集了165頭奶牛跛行和蹄部溫度數(shù)據(jù)。在本次研究中跛行3分的奶牛最多，共65頭，其次是跛行2分奶牛共48頭，跛行1分牛共42頭，4分牛最少僅10頭(表1)。

2.2 跛行程度與系部溫度的關(guān)系系部溫度隨跛行評(píng)分增加而有升高的趨勢(shì)。跛行1分奶牛與跛行2分奶牛的系部溫度間存在顯著性差異(P<0.05)，跛行1分奶牛與跛行3,4分奶牛的系部溫度間存在極顯著性差異(P<0.01)(圖2)。

圖2 跛行評(píng)分與系部溫度的關(guān)系

2.3 跛行程度與遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁溫度的關(guān)系遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁溫度隨跛行評(píng)分增加而有升高的趨勢(shì)。跛行1分奶牛與跛行3，4分奶牛的遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁溫度間存極顯著性差異(P<0.01)，跛行2分奶牛與跛行3，4分奶牛的遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁溫度間存在顯著性差異(P<0.05)(圖3)。

圖3 跛行評(píng)分與遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁溫度的關(guān)系

2.4 跛行程度與蹄底三角區(qū)溫度的關(guān)系蹄底三角區(qū)溫度隨跛行評(píng)分增加而有升高的趨勢(shì)。跛行1分奶牛與跛行3，4分奶牛的蹄底三角區(qū)溫度間存極顯著性差異(P<0.01)(圖4)。

圖4 跛行評(píng)分與蹄底三角區(qū)溫度的關(guān)系

2.5 健康組與跛行組間的蹄部溫度差異將跛行評(píng)分為1，2分的奶牛歸為健康組，跛行分?jǐn)?shù)≥3分的奶牛歸為跛行組，健康組共有90頭奶牛，跛行組有75頭奶牛。與健康組相比，跛行組不同部位的蹄部溫度均有升高，且兩組間存在極顯著性差異(P<0.01)(圖5)。

2.6 利用ROC曲線(xiàn)分析蹄部溫度檢測(cè)跛行的效能繪制不同部位的蹄部溫度的ROC曲線(xiàn)(圖6)，結(jié)果顯示AUC(ROC曲線(xiàn)下面積)由大到小分別為系部(0.730)、遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁(0.729)和蹄底三角區(qū)(0.697)。系部溫度的最佳臨界值為25.30℃，其敏感性和特異性為74.7%，61.3%。遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁溫度的最佳臨界值為18.75℃，其敏感性和特異性為82.7%，57.3%。蹄底三角區(qū)溫度的最佳臨界值為19.90℃，其敏感性和特異性為74.7%，60.0%(表2)。

與健康組相比，**示P<0.01

圖6 不同區(qū)域蹄部溫度預(yù)測(cè)跛行的ROC曲線(xiàn)

表2 不同區(qū)域蹄部溫度預(yù)測(cè)跛行的價(jià)值評(píng)價(jià)

3 討論

奶牛發(fā)生肢蹄病時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出不同程度的跛行，程度嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致癱瘓。與此同時(shí)，疼痛引起奶牛的食欲和采食量的下降，造成奶牛體質(zhì)量減輕和產(chǎn)奶量大幅下降，并且增加醫(yī)療成本，嚴(yán)重降低了奶牛業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)的調(diào)查顯示，我國(guó)奶牛肢蹄病各地區(qū)的發(fā)病率可達(dá)到14.6%～37.6%[12-15]，在被淘汰的奶牛中，有20%左右的奶牛是由肢蹄病所造成[16-17]。據(jù)報(bào)道，奶牛肢蹄病可導(dǎo)致每頭病牛每天產(chǎn)奶量平均減少1.34 kg，每個(gè)泌乳期的產(chǎn)奶量減少357～420 kg[18-19]。因此奶牛跛行問(wèn)題已經(jīng)得到牧場(chǎng)管理人員的關(guān)注。

目前，判斷奶牛跛行及其程度主要采用已經(jīng)建立的奶牛跛行評(píng)分體系[11,20]，但人工進(jìn)行跛行評(píng)分存在某些固有的缺點(diǎn)。首先，跛行評(píng)分僅限于評(píng)估由疼痛引起的步態(tài)變化，還需要對(duì)跛行的肢蹄進(jìn)行詳細(xì)的檢查，才能對(duì)疾病做出具體的診斷；其次，識(shí)別跛行早期的奶牛存在困難，出于動(dòng)物本能，奶牛在觀察者面前可能隱藏著跛行[1]。最重要的是，跛行評(píng)分是一種主觀上的評(píng)價(jià)，觀察者本身和觀察者之間的一致性和可靠性存在著問(wèn)題。O’CALLAGHAN等[21]曾報(bào)道，同一觀察者對(duì)同一群奶牛進(jìn)行2次跛行評(píng)分，其2次觀察的結(jié)果只有56%是重合的；此外，不同的觀察者對(duì)同一群奶牛進(jìn)行跛行評(píng)分時(shí)，觀察的結(jié)果僅37%是一致的。

近年來(lái)，紅外熱成像技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于牧場(chǎng)對(duì)奶牛跛行的早期識(shí)別和診斷。當(dāng)疾病發(fā)生在機(jī)體的某部位時(shí)，該區(qū)域的血流將相應(yīng)地改變，造成局部溫度的變化，表現(xiàn)出溫度的升高或降低[22]。應(yīng)用紅外線(xiàn)測(cè)量蹄部溫度時(shí)，主要選取在蹄冠帶或系部區(qū)域的皮膚[7,23-24]。據(jù)報(bào)道，跛行奶牛的后蹄外側(cè)趾背側(cè)蹄壁與健康奶牛相比溫度升高[25]。ALSAAOD等[7]發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)跛行的奶牛，其與受跛行影響的蹄部與對(duì)側(cè)健康的蹄相比，蹄冠帶的表面溫度明顯增加。他們認(rèn)為，通過(guò)紅外熱成像測(cè)量健康和病變蹄之間的溫度差異可用于檢測(cè)奶牛的蹄病，而無(wú)需對(duì)蹄部進(jìn)行臨床檢查。

由于奶牛蹄病多發(fā)于后蹄外側(cè)趾[15]，所以本試驗(yàn)使用紅外線(xiàn)測(cè)溫儀，對(duì)奶牛右后蹄不同部位的溫度進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果顯示不同部位的蹄部溫度存在差異，其中系部溫度最高，其次是蹄底三角區(qū)溫度，遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁溫度最底。隨著跛行評(píng)分的升高，系部、遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁、蹄底三角區(qū)的溫度上升。跛行奶牛與健康奶牛相比，不同部位的蹄部溫度均有升高趨勢(shì)，2組間系部、遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁、蹄底三角區(qū)的溫度存在極顯著性差異。通過(guò)繪制ROC曲線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)系部和遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁的AUC(曲線(xiàn)下面積)均大于0.700，系部為0.730、遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁為0.729，說(shuō)明這2個(gè)區(qū)域的溫度，在診斷奶牛跛行上的效能良好，且相近。系部溫度的最佳閾值為25.30℃，具有74.7%的敏感性和61.3%的特異性；遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁溫度的最佳閾值為18.75℃，具有82.7%的敏感性和57.3%的特異性。在對(duì)奶牛的跛行診斷上，系部溫度具有較好的特異性，遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁溫度則具有較好的敏感性。因此，系部溫度和遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁溫度均可作為診斷奶牛跛行的參考指標(biāo)。

本試驗(yàn)中蹄底三角區(qū)的AUC均小于0.7，說(shuō)明這個(gè)區(qū)域溫度不能應(yīng)用于診斷奶牛跛行，這與其他的研究結(jié)果不一致。STOKES等[3]報(bào)道，后蹄蹄底最高溫度的上升與蹄部病變存在有關(guān)，有無(wú)蹄病的蹄之間存在溫度差異，確定27℃(敏感性80%，特異性73%)為后蹄損傷的閾值溫度。MAIN等[8]使用低成本的紅外線(xiàn)溫度計(jì)在修蹄前測(cè)量后蹄蹄底的溫度，結(jié)果顯示病變肢體的蹄溫高于健康肢體，建立以25.25℃(敏感性72%，特異性73%)為檢測(cè)蹄部損傷的閾值。上述事實(shí)說(shuō)明，不同牧場(chǎng)之間，有無(wú)蹄病或跛行的閾值溫度存在很大差異。因此，牛場(chǎng)應(yīng)根據(jù)實(shí)際調(diào)查的結(jié)果，建立自己跛行的閾值溫度。

在該奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)，奶牛系部溫度、遠(yuǎn)軸側(cè)蹄壁溫度對(duì)奶牛跛行診斷具有良好的效能，并分別建立25.30℃(敏感性74.7%、特異性61.3%)、18.75℃(敏感性82.7%、特異性57.3%)的最佳閾值。