Sensor-based lameness detection in group housed sows
Final Report Abstract
In der Gruppenhaltung tragender Sauen treten vermehrt Lahmheiten auf, deren Häufigkeit und Schwere maßgeblich von der Bodengestaltung, dem Management und dem Tierverhalten (z.B. agonistische Interaktionen) abhängen. Lahmheiten schränken das Wohlbefinden der Sauen ein und führen zu direkten wirtschaftlichen Einbußen (z.B. Tierarztkosten, eingeschränkte Nutzungsdauer). Hinzu kommt, dass bei wachsenden Schweinebeständen und größeren Tiergruppen die Einzeltierüberwachung und damit die Lahmheitserkennung erschwert sind. Das Projekt zielte daher auf eine computergestützte frühe Erkennung von Lahmheiten in der Gruppenhaltung von Sauen ab, wobei erstmals serielle Daten (Lokalisation, Beschleunigung) genutzt wurden. Die Untersuchungen wurden im Lehr- und Versuchszentrum Futterkamp (Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein) durchgeführt. Insgesamt wurden 200 Sauen mit einer speziellen Ohrmarke ausgestattet, die die x- und y-Koordinaten aus den Empfangszeiten der gesendeten Signale (ein Signal pro Sekunde) errechneten und zusätzlich mit einem Drei-Achsen-Beschleunigungssensor bestückt waren. Nach anfänglich hohen Datenverlusten reduzierte sich diese gegen Ende der Datenerfassung auf ca. 10%. Die Lahmheiten wurden durch die Mitarbeiter und den betreuenden Tierarzt protokolliert (u.a. Diagnosen, Behandlungen). Zusätzlich wurde wöchentlich ein Lahmheitsbonitur an allen Sauen vorgenommen. Auf Basis der Positionsbestimmung wurden die Aktivitätsparameter zurückgelegte Wegstrecke und Anzahl besuchter Quadrate je Tag abgeleitet. Beide Parameter zeigten einen deutlichen Abfall mit fortschreitender Lahmheit (Behandlung). Auch mit fortschreitender Trächtigkeit und einer höheren Wurfzahl reduzierten sich die Aktivitätsparameter. Die tägliche Gesamtbeschleunigung zeigte dagegen keine signifikante Veränderung über den betrachteten Zeitraum von 14 Tagen. Für das Referenzmerkmal Lahmheitsbonitur ergab sich keine eindeutige Beziehung zu den Aktivitätsparametern. Die einmalige wöchentliche Bonitur ist scheinbar nicht ausreichend, um die Lahmheit zuverlässig zu identifizieren. Die Beschleunigungsdaten wurden tierindividuell weiter analysiert. Nach Entfernung des „Rauschens“ (Wavelet Transformation) und der Berechnung spezieller Lageund Streuungsmaße konnte in einem numerischen Experiment (je sieben kranke und gesunde Sauen) eine gute Trennung zwischen gesunden und lahmen Sauen erzielt werden. Da die Ohrmarken im Abferkelstall nicht entfernt wurden, war es außerdem möglich zu untersuchen, ob die Beschleunigungsdaten zuverlässige Hinweise auf eine bevorstehende Geburt liefern. Diese Untersuchung wurde an 24 Sauen in konventionellen Abferkelbuchten durchgeführt. Die Detektionsraten erreichten 12 Stunden vor der Geburt zuverlässige Werte, 85% aller Sauen wurden zu diesem Zeitpunkt erkannt. Damit liefern die Beschleunigungsdaten verlässliche und frühzeitige Informationen für die bevorstehende Geburt. Die Positionsdaten und die abgeleiteten Aktivitätsparameter sind grundsätzlich geeignet, um Lahmheiten bei Sauen zu identifizieren. Allerdings muss bei den Positionsdaten beachtet werden, dass die genaue Bestimmung der Position recht kostenintensiv ist. Die Sensoren für die ausschließliche Erfassung der Beschleunigung sind dagegen preiswert und weisen zudem den Vorteil auf, dass das „Beschleunigungsmuster“ auch für weitere Merkmale wie z.B. die Geburtserkennung eingesetzt werden kann.
Publications
- 2015. Lameness detection in gestating sows using positioning and acceleration data. 65th EAAP, Book of Abstracts No. 20,103
Trauslen, I., Breitenberger, S., Müller, K., Krieter, J.
(See online at https://doi.org/10.3920/978-90-8686-799-8) - 2015. Lameness detection in gestation kept sows from ear tag-sampled acceleration data. 65th EAAP Tagung, Book of Abstracts 20
Scheel, C., Traulsen, I., Auer, W., Stamer, E., Krieter, J.
(See online at https://doi.org/10.3920/978-90-8686-799-8) - 2016. Automatic detection of lameness in gestating group-housed sows using positioning and acceleration measurements. Animal 10, 979-977
Traulsen, I., Breitenberger, S., Auer, W., Stamer, E., Müller, K., Krieter, J.
(See online at https://doi.org/10.1017/S175173111500302X) - 2016. Using acceleration data to detect automatically the beginning of farrowing in sows. 66 EAAP Tagung Book of Abstracts. 21, 298
Traulsen, I., Scheel, C., Auer, W., Müller, K., Krieter, J.
(See online at https://doi.org/10.3920/978-90-8686-799-8) - 2017. Detecting lameness in sows from ear tag-sampled acceleration data using wavelets. Animal
Scheel, C., Traulsen, I., Auer, W., Müller, K., Stamer, E., Krieter, J.
(See online at https://doi.org/10.1017/S1751731117000726)
