Association of distal extremity thermographic temperatures with lameness in cattle

Abstract

Early diagnosis of foot diseases with lameness in cattle farms contributes to animal welfare and economy. Since early diagnosis of foot diseases characterized by lameness is very important, this study aimed to compare lameness scores and thermal temperatures in cattle. While lameness scoring was performed in ten cows (3-5 years old), thermal temperatures were measured from 280 points (right and left limbs) in the foot regions. Before lameness scoring, the gait of the cows was video recorded. Then, the recordings were watched and scored by two observers. Animals were taken to a shaded area for thermographic examination, and thermal records were kept. The temperature values obtained from the thermal camera represent the highest temperature in the anatomical regions. Pearson's correlation coefficient (r) through a bivariate linear regression model was used to investigate the relationship between lameness score and hoof temperature. In addition, the correlation between different anatomical regions was also analyzed. The analysis revealed no significant correlation between the lameness score and any specific region on the hoof or limb. However, significant correlations were found between anatomical areas. According to the data obtained from the Forelimb, the dorsal surface of the lateral hoof (R1) had a high correlation with the dorsal surface of the interdigital area (R5). Similarly, a high correlation was found between the dorsal surface of the medial hoof (R3) and the posterior surface of the interdigital area (R7). In the data obtained from the Hindlimb, two regions were identified where the dorsal surface of the lateral hoof (R2) had a high correlation: the dorsal surface of the medial hoof (R4) and the dorsal surface of the interdigital area (R6). In conclusion, if thermography detects temperature increases before illnesses occur, appropriate measures can be taken. According to the study's findings, it was determined that thermography could be a guide in methods such as lameness scoring and can play an effective role in taking precautions in preventive medicine.

Keywords

• Cattle
• lameness
• score
• thermography

Sığırlarda distal ekstremite termografik sıcaklıklarının topallık ile ilişkisi

Öz

Sığır çiftliklerinde topallıkla seyreden ayak hastalıklarının erken teşhisi hem hayvan refahına hem de ekonomiye katkı sağlar. Topallıkla karakterize ayak hastalıklarının erken teşhisi çok önemli olduğundan, bu çalışma sığırlarda topallık skorlarını ve termal sıcaklıkları karşılaştırmayı amaçlamıştır. Toplam on inekte (3-5 yaş arası) topallık skorlaması yapılırken, ayak bölgelerinde toplam 280 noktadan (sağ ve sol uzuvlar) termal sıcaklıklar ölçülmüştür. Topallık skorlamasından önce ineklerin yürüyüşü videoya kaydedilmiştir. Daha sonra kayıtlar iki gözlemci tarafından izlenmiş ve puanlanmıştır. Termografik inceleme için hayvanlar gölgelik bir alana alınmış ve termal kayıtlar tutulmuştur. Termal kameradan elde edilen sıcaklık değerleri, anatomik bölgelerdeki en yüksek sıcaklığı temsil etmektedir. Topallık skoru ile tırnak sıcaklığı arasındaki ilişkiyi araştırmak için iki değişkenli doğrusal regresyon modeli aracılığıyla Pearson korelasyon katsayısı (r) kullanılmıştır. Ayrıca, farklı anatomik bölgeler arasındaki korelasyon da analiz edilmiştir. Analiz, topallık skoru ile tırnak veya distal ekstremite üzerindeki herhangi bir spesifik bölge arasında anlamlı bir korelasyon olmadığını ortaya koymuştur. Bununla birlikte, anatomik bölgeler arasında anlamlı korelasyonlar bulunmuştur. Ön ayaklardan elde edilen verilere göre lateral tırnağın dorsal yüzeyi (R1) interdigital alanın dorsal yüzeyi (R5) ile yüksek bir korelasyona sahipti. Aynı şekilde medial tırnağın dorsal yüzeyi (R3) ile interdigital alanın arka yüzeyi (R7) arasında yüksek bir korelasyon belirlendi. Arka ayaklardan elde edilen verilerde lateral tırnağın dorsal yüzeyinin (R2) yüksek korelasyona sahip olduğu iki bölge belirlendi; medial tırnağın dorsal yüzeyi (R4) ve interdigital bölgenin dorsal yüzeyi (R6). Sonuç olarak, termografi hastalıklar oluşmadan önce sıcaklık artışını belirleyebilmek için kullanılırsa gerekli önlemler alınabilir. Çalışma bulgularına göre Termografinin topallık skorlaması gibi yöntemlerde yol gösterici olabildiği ve koruyucu hekimlikte önlemlerin alınmasında etkin bir rol oynayabileceği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Sığır
• skor
• termografi
• topallık

Kaynakça

1. Cook NB, Rieman J, Gomez A, Burgi K (2012). Observation on the design and use of footbaths to control infectious hoof disease in dairy cattle. Vet J., 193:669-673.
2. García-Munoz A, Singh N, Leonardi C, Silva-Del-Rio N (2017). Effect of hoof trimmer intervention in moderately lame cows on lameness progression and milk yield. J Dairy Sci., 100:9205-9214.
3. Alsaaod M, Schaeffer AL, Buscher W, Steiner A (2015). The role of infrared thermography as a non-invasive tool for the detection of lameness in cattle. Sensors., 15:14513-14525.
4. Archer S, Bell N, Huxley J (2010). Lameness in UK dairy cows: A review of the current status. In Practice., 32:492-502.
5. Schlageter-Tello A, Van Hertem T, Bokkers EAM, Viazzi S, Bahr C, Lokhorst K (2018). Performance of human observers and an automatic 3-dimensional computervision- based locomotion scoring method to detect lameness and hoof lesions in dairy cows. J Dairy Sci., 101:6322-6335.
6. Flower FC, Weary DM (2006). Effect of hoof pathologies on subjective assessments of dairy cow gait. J Dairy Sci., 89:139-146.
7. Bobić T, Mijić P, Gregić M, Bagarıć A, Gantner V (2017). Early detection of the hoof diseases in holstein cows using thermovision camera. Agric Conspec Sci., 82:197-200.
8. Westermann S, Buchner HHF, Schramel JP, Tichy A, Stanek C (2013). Effects of infrared camera angle and distance on measurement and reproducibility of thermographically determined temperatures of the distolateral aspects of the forelimbs in horses. JAVMA., 242:388-395.

9. Alsaaod M, Büscher W (2012). Detection of hoof lesions using digital infrared thermography in dairy cows. J Dairy Sci. 95:735-742.
10. Sprecher DJ, Hostetler DE, Kaneene JB (1997). A Lameness scoring system that uses posture and gait to predict dairy cattle reproductive performance. Theriogenology, 47 (6):1179-1187.
11. Pezeshki A, Stordeur P, Wallemacq H, et al. (2011). Variation of inflammatory dynamics and mediators in primiparous cows after intramammary challenge with Escherichia Coli. Vet Res., 42:1-10.
12. Danscher AM, Enemark JMD, Telezhenko E, Capion N, Ekstrøm CT, Thoefner MB (2009). Oligofructose overload induces lameness in cattle. J Dairy Sci., 92:607-616.
13. Viazzi S, Bahr C, Schlageter-Tello A, et al. (2013). Analyse individual classification of lameness using automatic measurement of back posture in dairy cattle. J Dairy Sci., 96:257-266.
14. LokeshBabu DS, Jeyakumar S, Vasant PJ, et al. (2018). Monitoring foot surface temperature using infrared thermal imaging for assessment of hoof health status in cattle: A review. J Therm Biol., 78:10-21.
15. Turner TA (1991). Thermography as an aid to the clinical lameness evaluation. Vet Clin N Am Equine Pract., 7:311-338.
16. Stokes JE, Leach KA, Main DCJ, Whay HR (2012). An investigation into the use of infrared thermography (IRT) as a rapid diagnostic tool for foot lesions in dairy cattle. Vet J., 193:674-678.
17. Lawrence KE, Chesterton RN, Laven RA (2011). Further investigation of lameness in cows at pasture: an analysis of the lesions found in, and some possible risk factors associated with, lame New Zealand dairy cattle requiring veterinary treatment. J Dairy Sci., 94:2794-2805.
18. Murray RD, Downham DY, Clarkson MJ, et al. (1996). Epidemiology of lameness in dairy cattle: Description and analysis of foot lesions. Vet Rec., 138:586-591.
19. McLennan MW (1988). Incidence of lameness requiring veterinary treatment in dairy cattle in Queensland. Aust Vet J., 65(5):144-147.
20. Nikkhah A, Plaizier JC, Einarson MS, Berry RJ, Scott SL, Kennedy AD (2005). Short communication: Infrared thermography and visual examination of hooves of dairy cows in two stages of lactation. J Dairy Sci., 88:2749-2753.
21. Cockcroft PD, Henson FM, Parker C (2000). Thermography of a septic metatarsophalangeal joint in a heifer. Vet Rec., 146:258-260.
22. Eddy AL, van Hoogmoed LM, Snyder JR. (2001). The role of thermography in the management of equine lameness. Vet J. 162:172-181.