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Thèse de Doctorat
DOI
10.11606/T.10.2017.tde-02062017-110056
Document
Auteur
Nom complet
Manuel Agustín Silva
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Pirassununga, 2017
Directeur
Jury
Madureira, Ed Hoffmann (Président)
Birgel Junior, Eduardo Harry
Rodrigues, Paulo Henrique Mazza
Silva, Luciano Andrade
Zanella, Adroaldo José
Titre en anglais
Measuring rumination and physical activity as a tool for fresh cows health monitoring
Mots-clés en anglais
Activity
Dairy cow
Disease
Rumination
Resumé en anglais
The objectives of the current experiment were to characterize patterns of daily rumination time, activity and milk production around the diagnosis of health disorders, and to determine if the addition of rumination and activity data to a commercial dairy farm fresh cow health monitoring program improves sick cow detection and diagnosis of disease during the first 30 DIM. Holstein animals (primiparous = 282, parous = 328) were enrolled in the experiment approximately 60 d before expected calving date, and were divided into two groups (Collar Monitoring-CM-, n=293 ; Control-C-, n=317). Electronic rumination and activity monitoring tags (SCR Engineers Ltd., Netanya, Israel) were fitted on cows neck at enrollment and were kept until approximately 80 ± 3 DIM. Farm personnel checked the cows and performed the diagnosis of disease following the routine of the dairy. Cows from both of the groups were sent to check based on the parameters used by the farm. Additionally, cows from group CM were checked based on the data provided by the tags. Serum calcium concentration was determined using blood samples collected from 0 to 4 DIM. BHBA concentration was determined twice using blood samples collected from 4 to 12 DIM and 7 to 20 DIM. Subclinical hypocalcemia (SCHC) and subclinical ketosis (SCK) were characterized as Ca <8.55 ng/dL, and BHBA >1,000 µmol/L in any blood sample, respectively. Daily rumination time (DRT), daily activity (ACT), and daily milk production patterns for cows with clinical disease showed differences with healthy cows around diagnosis (P $lt;0.05). Cows with subclinical disorders and calving problems had changes in DRT, ACT, and milk production patterns compared to healthy cows around calving (P <0.05). DRT and ACT patterns of regrouped cows were characterized by differences with non-regrouped cows around regrouping (P <0.05). No differences were found for DRT, ACT, and milk production between groups C and CM. The overall sensitivity (Se) of collars to identify health disorders was 56.4% (n = 402 cases), considering a positive outcome as at least 1 alert based on rumination and activity from -7 to +2 d relative to diagnosis. Se was higher for cows with more than one disorder (75.8%) than for cows with one disease only (45.5%) (P <0.001). No differences between groups were found for overall Se, and Se for cows with one disease. However, for cows with more than one disorder, Se was higher in group CM than C (P = 0.005). Overall specificity, positive predicted values, and negative predicted values were 74.5%, 46.4%, and 57.6%, respectively. The overall incidence of disease was 48%. No differences between groups were found for overall incidence of disease and each disease. Among primiparous, group CM (43.3%) had higher overall incidence of disease than group C (32.1%) (P = 0.05). Although were not differences for parous, incidence of metritis tended to be greater in group C than CM (P = 0.1). Incidence of SCK and SCHC was not different between groups. A higher percentage of animals from group CM than C received treatment (P = 0.04), and these differences were seen in primiparous (P = 0.03), but not in parous. However, a higher percentage of parous not diagnosed as sick from group CM received support treatments (drenching and fluids) compared to C. No differences were shown for culling rate, service rate until 150 DIM, conception rate at first service, and percentage of cows marked as do not breed between groups. DRT and ACT patterns for sick cows showed differences around diagnosis compared to healthy cows. The use of DRT and ACT data was able to identify sick cows in a commercial dairy farm. Results suggest that it may be also useful to identify cows needing attention before clinical signs are visible, improving the prevention of health disorders. Its usefulness may vary according to parity, disease, severity of disease and health compromise, and the intensity of the farm system for checking cows. Future research should evaluate different parameters and parameters thresholds based on rumination and activity data for identifying sick cows, and their efficiency in dairies with different degrees of intensity for checking animals health.
Titre en portugais
Medição da ruminação e da atividade fisica como ferramenta no monitoramento de saúde de vacas recém paridas
Mots-clés en portugais
Atividade
Doença
Ruminação
Vaca leiteira
Resumé en portugais
Os objetivos deste experimento foram caracterizar os padrões diários do tempo de ruminação, atividade, e produção de leite arredor do diagnostico de doenças, e determinar se a adição de dados de ruminação e atividade num programa de monitoramento de saúde de vacas de uma fazenda comercial melhora a detecção de vacas doentes e o diagnostico de doenças durante os primeiros 30 DEL. Animais Holstein (primíparas = 282, multíparas = 328) foram utilizados no experimento aproximadamente 60±3 dias antes da data esperada de parto, e foram divididos em dois grupos (Collar Monitoring-CM-, n=293; Control-C-, n=317). Dispositivos eletrônicos para o monitoramento da ruminação e atividade acoplados a colares (SCR Engineers Ltd., Netanya, Israel) foram colocados nas vacas no enrolamento e mantidos ate aproximadamente 80±3 DEL. O monitoramento de saúde das vacas e o diagnostico de doenças foram realizados pelos funcionários da fazenda seguindo a rotina do estabelecimento. Os animais dos dois grupos foram enviados para checagem de saúde baseados nos parâmetros utilizados pela fazenda. Adicionalmente, as vacas do grupo CM foram checadas baseadas na informação suprida pelos colares. A concentração de cálcio sérico foi determinada usando uma amostra de sangue coletada do dia 0 ao 4 em leite. A concentração de beta-hidroxibutirato (BHBA) foi determinada duas vezes usando amostras de sangue coletadas do dia 4 ao 12, e do 7 ao 20 do posparto. Hipocalcemia subclínica (SCHC) e cetose subclínica (SCK) foram caracterizadas como Ca <8.55 ng/dL, e BHBA >1000 µmol/L em qualquer amostra, respectivamente. Os padrões diários do tempo de ruminação (DRT), atividade (ACT), e produção de leite de vacas com doenças clinicas arredor do diagnostico mostraram diferencias comparados com vacas sadias (P <0.05). Vacas com alterações subclínicas e problemas de parto tiveram alterações nos padrões de DRT, ACT, e produção de leite arredor do parto, quando comparadas a vacas controle (P <0.05). Padrões de DRT e ACT de vacas reagrupadas se caracterizaram por diferencias com vacas não reagrupadas (P <0.05). Não foram achadas diferencias em DRT, ACT, e produção de leite entre os grupos C e CM. A sensibilidade (Se) dos colares para identificar problemas de saúde foi de 56.4% (n = 402 casos), considerando como evento positivo a ocorrência de pelo menos uma alerta baseada em ruminação e atividade dentro dos 7 dias prévios ate 2 dias apos o diagnostico de doença. A Se foi maior para vacas com mais de uma doença (75.8%) que em para vacas com uma doença somente (45.5%) (P <0.001). Não se acharam diferencias na Se geral, nem Se para vacas com uma doença somente entre grupos. Porem, a Se foi maior no grupo CM que no grupo C (P = 0.005) em vacas com mais de uma doença. A especificidade (Sp), valores da predição positiva (PPV), e valores da predição negativa (NPV) foram 74.5%, 46.4%, e 57.6%, respectivamente. A incidência de doença foi de 48%. Não houve diferencias entre grupos na incidência de doença, nem na incidência de cada doença. Entre as primíparas, o grupo CM (43.3%) teve maior incidência de doença do que o grupo C (32.1%) (P = 0.05). Embora não teve diferencia na incidência de doença entre grupos para multíparas, a incidência de metrite teve uma tendência a ser maior no grupo C do que no grupo CM (P = 0.1). A incidência de SCK e SCHC não foi diferente entre grupos. Maior percentagem de animais do grupo CM recebeu tratamento do que do grupo C (P = 0.04), e estas diferencias foram observadas em primíparas (P = 0.03), mas não em multíparas. Contudo, uma maior percentagem de animais não diagnosticados como doentes do grupo CM recebeu tratamentos de suporte, quando comparado ao grupo C. Não se acharam diferencias na taxa de descarte, taxa de serviço aos 150 DEL, taxa de concepção ao primeiro serviço, e percentagem de vacas de descarte reprodutivo entre grupos. Resumindo, os padrões de DRT e ACT de vacas doentes arredor do diagnostico de doença mostraram diferencias comparados com os de vacas sadias. O uso da informação de DRT e ACT foi capaz de identificar vacas doentes numa fazenda comercial. Os resultados sugerem que a utilização dos colares pode ser util para identificar vacas com necessidade de atenção antes da aparição de sinais clínicos visíveis, melhorando a prevenção de problemas de saúde. A utilidade da utilização do sistema pode variar de acordo a ordem de partos dos animais, doença em questão, severidade da doença e comprometimento de saúde do animal, e com a intensidade do sistema de monitoramento de saúde dos animais da fazenda. Próximas pesquisas deveriam avaliar diferentes parâmetros baseados na informação de ruminação e atividade para identificar vacas doentes, e a sua eficiência em fazendas com diferentes graus de intensidade para o monitoramento de saúde.
 
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Date de Publication
2017-08-24
 
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