Entwicklung einer intraruminalen Datenmesseinheit als Managementhilfe in der Milchviehhaltung

Sievers, Anne Katrin

In Milchviehherden steigt die Anzahl der Tiere pro Herde kontinuierlich an, wodurch jedoch die Zeit für Einzeltierbeobachtungen abnimmt. Das Ziel der vorliegenden Studie war die Entwicklung einer Datenmesseinheit im Netzmagen als Managementhilfe, mit der Temperatur-, Druck- und Leitfähigkeitsverläufe in Einzeltieren erfasst werden können. Vorteil eines intraretikulären Bolus ist, dass Messungen ohne Beeinflussung durch äußere Faktoren erfolgen können, keine Manipulationen von außen vorgenommen werden können und die Verlustrate gering ist. Gemeinsam mit der Firma Kneisner und Doering Elektronik GmbH, Braunschweig, wurde ein Kunststoff-Bolus entwickelt (16,5 cm Länge, 3,6 cm Außendurchmesser, Gewicht 245 g, spezifisches Gewicht 1,47 g/cm³), welcher ein Thermometer, ein Barometer, ein Leitfähigkeitsmessgerät, einen Mikrorechner zur Datenspeicherung und Funktionssteuerung und einen Akku enthält. Zum Laden und Programmieren wurde der Bolus über eine serielle Schnittstelle an einen Computer angeschlossen. In verschiedenen In vitro- und In vivo-Versuchen wurde die Funktions-weise der Messgeräte überprüft. Die Bolus-Werte wurden mit Werten verglichen, die mit Referenzgeräten ermittelt wurden. In vitro zeigte das Thermometer eine Messgenauigkeit von 0,1 °C. In dem In vivo- Experiment, das mit vier fistulierten, laktierenden Kühen durchgeführt wurde, konnten mit Hilfe des Bolus Tagestemperaturverläufe und Fieber dargestellt werden. Mit dem Bolus kann somit jede Erkrankung festgestellt werden, die mit einer längerfristigen Erhöhung der Körpertemperatur einhergeht. Druckänderungen wurden in vitro zu 50 % erfasst. In vivo konnten durch die Messung von Druckschwankungen Netzmagenkontraktionen dargestellt werden, wodurch auch Änderungen der Kontraktionsfrequenz erfasst werden konnten. Der Bolus ist damit geeignet, jede Krankheit anzuzeigen, die sich in einer veränderten Vormagenmotorik niederschlägt. Das Leitfähigkeitsmessgerät zeigte anhand einer Kalibrierkurve massive Messungenauigkeiten und ist somit für Messungen sowohl in vitro als auch in vivo ungeeignet, unterschiedliche Konzentrationen an KKFS anzuzeigen, wodurch Indigestionen oder auch eine Pansenazidose erkannt werden könnten. Aber auch Leitfähigkeit selbst ist aufgrund vieler Einflussfaktoren und sich überdeckender Effekte ein sehr komplexer Parameter und für die Erkennung pathophysiologischer Zustände ungeeignet. Für einen Einsatz des Bolus als Managementhilfe in Milchviehherden sind weitere umfassende Entwicklungen notwendig, wie z.B. das Senden und Empfangen von Daten aus der Kuh und die Entwicklung von Software zur Auswertung von Rohdaten.

The number of animals within European dairy herds is increasing while the time for surveillance of each cow is decreasing. The aim of the present study was to develop an intrareticular device (Bolus) as a management aid for monitoring changes in conductivity, pressure and temperature in individual cows. The Bolus is independent of external disturbing factors, can not be manipulated from the outside and is not lost easily. In cooperation with a commercial company (Kneisner and Doering Elektronik GmbH, Braunschweig), we have developed a plastic bolus (16.5 cm length, 3.6 cm outer diameter, weight 245 g, specific weight 1.47 g/cm³) containing a thermometer, a barometer, an electrical conductivity meter, a chip for data storage and functional management and a rechargeable battery. For loading and programming the Bolus is connected to a computer by a serial interface. In a series of in vitro and in vivo experiments the principal functioning of the measurement devices was checked. The data obtained by the Bolus were compared to those obtained by external reference devices. Water temperatures in vitro could be recorded with an accuracy of 0.1 °C. In the in vivo experiment, using four ruminally cannulated lactating cows, daily temperature curves and fever could be shown with the help of the Bolus. Consequently the Bolus is able to detect any illness which causes a long-lasting increase in body core temperature. Pressure changes were recorded in vitro with an efficacy of 50 %. In vivo pressure recordings were successfully used for registration of contractions of the reticulorumen and to detect a change in contraction frequency. Therefore the Bolus is useful to detect illnesses which reduces ruminoreticular motility. Measurement of the conductivity of ruminal fluid by the instrument integrated within the Bolus was severely hampered by an inaccurate measurement principle. For this reason the instrument is useless for in vitro and in vivo measurements. Furthermore with the external reference conductivity meter no results could be obtained in vitro and in vivo with respect to the influence of different concentrations of SCFA to detect illnesses, like rumen acidosis etc. Conductivity is a complex parameter due to a high number of influencing factors and overlapping effects and therefore does not appear to be a useful parameter to detect pathophysiological changes. The intraruminal device is able to reliably monitor changes in body temperature and ruminoreticular motility. The use of the device as a management tool however, needs further development, e.g. with respect to sending and receiving data from the inside of the cow.

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Sievers, Anne: Entwicklung einer intraruminalen Datenmesseinheit als Managementhilfe in der Milchviehhaltung.

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