奶牛蹄部不同部位溫度在跛行診斷中的應用

宋喬志，遲新宇，張建濤1,*

(1.東北農業大學 動物醫學學院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江省普通高等學校動物普通疾病防治重點實驗室，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，嚴重危害著奶牛的健康，造成奶牛養殖和醫療成本的增加。同時，奶牛泌乳量的減少和因疾病而過早淘汰，嚴重降低了奶牛業的經濟效益，阻礙著奶牛業集約化的發展。但是，奶牛跛行的早期識別存在困難，奶牛在觀察者面前可能隱藏著跛行[1]，而發現跛行時疾病通常會發展到較為嚴重階段[2-3]，錯過最佳治療時間;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，紅外熱成像技術在國外已經有應用于奶牛蹄病診斷的研究[7-9]，但在國內還沒有類似的報道。紅外線成像儀價格相對較高，非常靈敏，但在測量過程中容易受到外界因素的影響，導致測量結果發生變化；相比之下，紅外線溫度計更加便宜、便攜、且易于使用，因此在牧場中有很大的應用價值[10]。本試驗擬通過手持式紅外線測溫儀測量奶牛右后蹄系部、外側趾遠軸側蹄壁和蹄外側趾蹄底三角區的溫度，并且分析其與奶牛跛行程度的相關性，確定其診斷作用和最佳臨界值，為紅外線溫度計在奶牛跛行診斷中的應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗儀器紅外線測溫儀(型號：GM320)，深圳市聚茂源科技有限公司產品。

1.2 試驗方法試驗時間為2018年8-11月，地點為黑龍江省南部某奶牛養殖場的修蹄區。修蹄前，奶牛移動到修蹄區時，由3名研究人員共同對奶牛進行跛行評分，評分標準采用1997年SPRECHER等[11]制定的5分制跛行評分體系。修蹄后，使用紅外測溫儀對奶牛右后蹄系部、右后蹄外側趾的遠軸側蹄壁、蹄底溫度進行測量(圖1)，測量時要保證被測部位干燥且無污物覆蓋，每同一部位重復測量3次，測量時待數值穩定后記錄讀數。本試驗共測得165頭奶牛的蹄部溫度數據。

A.右后蹄系部；B.右后蹄外側趾遠軸側蹄壁；C.右后蹄外側趾蹄底三角區

2 結果

2.1 奶牛的跛行評分情況共收集了165頭奶牛跛行和蹄部溫度數據。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系系部溫度隨跛行評分增加而有升高的趨勢。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 跛行評分與系部溫度的關系

2.3 跛行程度與遠軸側蹄壁溫度的關系遠軸側蹄壁溫度隨跛行評分增加而有升高的趨勢。跛行1分奶牛與跛行3，4分奶牛的遠軸側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分奶牛的遠軸側蹄壁溫度間存在顯著性差異(P<0.05)(圖3)。

圖3 跛行評分與遠軸側蹄壁溫度的關系

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

圖4 跛行評分與蹄底三角區溫度的關系

2.5 健康組與跛行組間的蹄部溫度差異將跛行評分為1，2分的奶牛歸為健康組，跛行分數≥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曲線分析蹄部溫度檢測跛行的效能繪制不同部位的蹄部溫度的ROC曲線(圖6)，結果顯示AUC(ROC曲線下面積)由大到小分別為系部(0.730)、遠軸側蹄壁(0.729)和蹄底三角區(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%。遠軸側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 不同區域蹄部溫度預測跛行的ROC曲線

表2 不同區域蹄部溫度預測跛行的價值評價

3 討論

奶牛發生肢蹄病時，會表現出不同程度的跛行，程度嚴重會導致癱瘓。與此同時，疼痛引起奶牛的食欲和采食量的下降，造成奶牛體質量減輕和產奶量大幅下降，并且增加醫療成本，嚴重降低了奶牛業的經濟效益。近年來的調查顯示，我國奶牛肢蹄病各地區的發病率可達到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]。據報道，奶牛肢蹄病可導致每頭病牛每天產奶量平均減少1.34 kg，每個泌乳期的產奶量減少357～420 kg[18-19]。因此奶牛跛行問題已經得到牧場管理人員的關注。

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

近年來，紅外熱成像技術越來越多地應用于牧場對奶牛跛行的早期識別和診斷。當疾病發生在機體的某部位時，該區域的血流將相應地改變，造成局部溫度的變化，表現出溫度的升高或降低[22]。應用紅外線測量蹄部溫度時，主要選取在蹄冠帶或系部區域的皮膚[7,23-24]。據報道，跛行奶牛的后蹄外側趾背側蹄壁與健康奶牛相比溫度升高[25]。ALSAAOD等[7]發現，出現跛行的奶牛，其與受跛行影響的蹄部與對側健康的蹄相比，蹄冠帶的表面溫度明顯增加。他們認為，通過紅外熱成像測量健康和病變蹄之間的溫度差異可用于檢測奶牛的蹄病，而無需對蹄部進行臨床檢查。

由于奶牛蹄病多發于后蹄外側趾[15]，所以本試驗使用紅外線測溫儀，對奶牛右后蹄不同部位的溫度進行測量，結果顯示不同部位的蹄部溫度存在差異，其中系部溫度最高，其次是蹄底三角區溫度，遠軸側蹄壁溫度最底。隨著跛行評分的升高，系部、遠軸側蹄壁、蹄底三角區的溫度上升。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，2組間系部、遠軸側蹄壁、蹄底三角區的溫度存在極顯著性差異。通過繪制ROC曲線，發現系部和遠軸側蹄壁的AUC(曲線下面積)均大于0.700，系部為0.730、遠軸側蹄壁為0.729，說明這2個區域的溫度，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；遠軸側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。在對奶牛的跛行診斷上，系部溫度具有較好的特異性，遠軸側蹄壁溫度則具有較好的敏感性。因此，系部溫度和遠軸側蹄壁溫度均可作為診斷奶牛跛行的參考指標。

本試驗中蹄底三角區的AUC均小于0.7，說明這個區域溫度不能應用于診斷奶牛跛行，這與其他的研究結果不一致。STOKES等[3]報道，后蹄蹄底最高溫度的上升與蹄部病變存在有關，有無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溫度計在修蹄前測量后蹄蹄底的溫度，結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%)為檢測蹄部損傷的閾值。上述事實說明，不同牧場之間，有無蹄病或跛行的閾值溫度存在很大差異。因此，牛場應根據實際調查的結果，建立自己跛行的閾值溫度。

在該奶牛養殖場，奶牛系部溫度、遠軸側蹄壁溫度對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。