奶牛蹄部不同部位温度在跛行诊断中的应用

宋乔志，迟新宇，张建涛1,*

(1.东北农业大学 动物医学学院，黑龙江 哈尔滨 150030；2.黑龙江省普通高等学校动物普通疾病防治重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150030)

奶牛跛行是肢蹄病在临床上最直接的表现，严重危害着奶牛的健康，造成奶牛养殖和医疗成本的增加。同时，奶牛泌乳量的减少和因疾病而过早淘汰，严重降低了奶牛业的经济效益，阻碍着奶牛业集约化的发展。但是，奶牛跛行的早期识别存在困难，奶牛在观察者面前可能隐藏着跛行[1]，而发现跛行时疾病通常会发展到较为严重阶段[2-3]，错过最佳治疗时间;因此，跛行早期诊断可以减少疾病的损害，提高治愈率[4-6]。

目前，红外热成像技术在国外已经有应用于奶牛蹄病诊断的研究[7-9]，但在国内还没有类似的报道。红外线成像仪价格相对较高，非常灵敏，但在测量过程中容易受到外界因素的影响，导致测量结果发生变化；相比之下，红外线温度计更加便宜、便携、且易于使用，因此在牧场中有很大的应用价值[10]。本试验拟通过手持式红外线测温仪测量奶牛右后蹄系部、外侧趾远轴侧蹄壁和蹄外侧趾蹄底三角区的温度，并且分析其与奶牛跛行程度的相关性，确定其诊断作用和最佳临界值，为红外线温度计在奶牛跛行诊断中的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验仪器红外线测温仪(型号：GM320)，深圳市聚茂源科技有限公司产品。

1.2 试验方法试验时间为2018年8-11月，地点为黑龙江省南部某奶牛养殖场的修蹄区。修蹄前，奶牛移动到修蹄区时，由3名研究人员共同对奶牛进行跛行评分，评分标准采用1997年SPRECHER等[11]制定的5分制跛行评分体系。修蹄后，使用红外测温仪对奶牛右后蹄系部、右后蹄外侧趾的远轴侧蹄壁、蹄底温度进行测量(图1)，测量时要保证被测部位干燥且无污物覆盖，每同一部位重复测量3次，测量时待数值稳定后记录读数。本试验共测得165头奶牛的蹄部温度数据。

A.右后蹄系部；B.右后蹄外侧趾远轴侧蹄壁；C.右后蹄外侧趾蹄底三角区

2 结果

2.1 奶牛的跛行评分情况共收集了165头奶牛跛行和蹄部温度数据。在本次研究中跛行3分的奶牛最多，共65头，其次是跛行2分奶牛共48头，跛行1分牛共42头，4分牛最少仅10头(表1)。

2.2 跛行程度与系部温度的关系系部温度随跛行评分增加而有升高的趋势。跛行1分奶牛与跛行2分奶牛的系部温度间存在显著性差异(P<0.05)，跛行1分奶牛与跛行3,4分奶牛的系部温度间存在极显著性差异(P<0.01)(图2)。

图2 跛行评分与系部温度的关系

2.3 跛行程度与远轴侧蹄壁温度的关系远轴侧蹄壁温度随跛行评分增加而有升高的趋势。跛行1分奶牛与跛行3，4分奶牛的远轴侧蹄壁温度间存极显著性差异(P<0.01)，跛行2分奶牛与跛行3，4分奶牛的远轴侧蹄壁温度间存在显著性差异(P<0.05)(图3)。

图3 跛行评分与远轴侧蹄壁温度的关系

2.4 跛行程度与蹄底三角区温度的关系蹄底三角区温度随跛行评分增加而有升高的趋势。跛行1分奶牛与跛行3，4分奶牛的蹄底三角区温度间存极显著性差异(P<0.01)(图4)。

图4 跛行评分与蹄底三角区温度的关系

2.5 健康组与跛行组间的蹄部温度差异将跛行评分为1，2分的奶牛归为健康组，跛行分数≥3分的奶牛归为跛行组，健康组共有90头奶牛，跛行组有75头奶牛。与健康组相比，跛行组不同部位的蹄部温度均有升高，且两组间存在极显著性差异(P<0.01)(图5)。

2.6 利用ROC曲线分析蹄部温度检测跛行的效能绘制不同部位的蹄部温度的ROC曲线(图6)，结果显示AUC(ROC曲线下面积)由大到小分别为系部(0.730)、远轴侧蹄壁(0.729)和蹄底三角区(0.697)。系部温度的最佳临界值为25.30℃，其敏感性和特异性为74.7%，61.3%。远轴侧蹄壁温度的最佳临界值为18.75℃，其敏感性和特异性为82.7%，57.3%。蹄底三角区温度的最佳临界值为19.90℃，其敏感性和特异性为74.7%，60.0%(表2)。

与健康组相比，**示P<0.01

图6 不同区域蹄部温度预测跛行的ROC曲线

表2 不同区域蹄部温度预测跛行的价值评价

3 讨论

奶牛发生肢蹄病时，会表现出不同程度的跛行，程度严重会导致瘫痪。与此同时，疼痛引起奶牛的食欲和采食量的下降，造成奶牛体质量减轻和产奶量大幅下降，并且增加医疗成本，严重降低了奶牛业的经济效益。近年来的调查显示，我国奶牛肢蹄病各地区的发病率可达到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]。据报道，奶牛肢蹄病可导致每头病牛每天产奶量平均减少1.34 kg，每个泌乳期的产奶量减少357～420 kg[18-19]。因此奶牛跛行问题已经得到牧场管理人员的关注。

目前，判断奶牛跛行及其程度主要采用已经建立的奶牛跛行评分体系[11,20]，但人工进行跛行评分存在某些固有的缺点。首先，跛行评分仅限于评估由疼痛引起的步态变化，还需要对跛行的肢蹄进行详细的检查，才能对疾病做出具体的诊断；其次，识别跛行早期的奶牛存在困难，出于动物本能，奶牛在观察者面前可能隐藏着跛行[1]。最重要的是，跛行评分是一种主观上的评价，观察者本身和观察者之间的一致性和可靠性存在着问题。O’CALLAGHAN等[21]曾报道，同一观察者对同一群奶牛进行2次跛行评分，其2次观察的结果只有56%是重合的；此外，不同的观察者对同一群奶牛进行跛行评分时，观察的结果仅37%是一致的。

近年来，红外热成像技术越来越多地应用于牧场对奶牛跛行的早期识别和诊断。当疾病发生在机体的某部位时，该区域的血流将相应地改变，造成局部温度的变化，表现出温度的升高或降低[22]。应用红外线测量蹄部温度时，主要选取在蹄冠带或系部区域的皮肤[7,23-24]。据报道，跛行奶牛的后蹄外侧趾背侧蹄壁与健康奶牛相比温度升高[25]。ALSAAOD等[7]发现，出现跛行的奶牛，其与受跛行影响的蹄部与对侧健康的蹄相比，蹄冠带的表面温度明显增加。他们认为，通过红外热成像测量健康和病变蹄之间的温度差异可用于检测奶牛的蹄病，而无需对蹄部进行临床检查。

由于奶牛蹄病多发于后蹄外侧趾[15]，所以本试验使用红外线测温仪，对奶牛右后蹄不同部位的温度进行测量，结果显示不同部位的蹄部温度存在差异，其中系部温度最高，其次是蹄底三角区温度，远轴侧蹄壁温度最底。随着跛行评分的升高，系部、远轴侧蹄壁、蹄底三角区的温度上升。跛行奶牛与健康奶牛相比，不同部位的蹄部温度均有升高趋势，2组间系部、远轴侧蹄壁、蹄底三角区的温度存在极显著性差异。通过绘制ROC曲线，发现系部和远轴侧蹄壁的AUC(曲线下面积)均大于0.700，系部为0.730、远轴侧蹄壁为0.729，说明这2个区域的温度，在诊断奶牛跛行上的效能良好，且相近。系部温度的最佳阈值为25.30℃，具有74.7%的敏感性和61.3%的特异性；远轴侧蹄壁温度的最佳阈值为18.75℃，具有82.7%的敏感性和57.3%的特异性。在对奶牛的跛行诊断上，系部温度具有较好的特异性，远轴侧蹄壁温度则具有较好的敏感性。因此，系部温度和远轴侧蹄壁温度均可作为诊断奶牛跛行的参考指标。

本试验中蹄底三角区的AUC均小于0.7，说明这个区域温度不能应用于诊断奶牛跛行，这与其他的研究结果不一致。STOKES等[3]报道，后蹄蹄底最高温度的上升与蹄部病变存在有关，有无蹄病的蹄之间存在温度差异，确定27℃(敏感性80%，特异性73%)为后蹄损伤的阈值温度。MAIN等[8]使用低成本的红外线温度计在修蹄前测量后蹄蹄底的温度，结果显示病变肢体的蹄温高于健康肢体，建立以25.25℃(敏感性72%，特异性73%)为检测蹄部损伤的阈值。上述事实说明，不同牧场之间，有无蹄病或跛行的阈值温度存在很大差异。因此，牛场应根据实际调查的结果，建立自己跛行的阈值温度。

在该奶牛养殖场，奶牛系部温度、远轴侧蹄壁温度对奶牛跛行诊断具有良好的效能，并分别建立25.30℃(敏感性74.7%、特异性61.3%)、18.75℃(敏感性82.7%、特异性57.3%)的最佳阈值。