一種牛體溫的監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種牛體溫的監(jiān)測方法，該方法包括利用牛體溫監(jiān)測系統(tǒng)對牛腿跖部的溫度(體表溫度)進行檢測從而獲得牛直腸溫度；其中，所述牛體溫監(jiān)測系統(tǒng)包括：至少一個數(shù)據(jù)檢測裝置，與所述數(shù)據(jù)檢測裝置連接的數(shù)據(jù)采集裝置，與所述數(shù)據(jù)采集裝置連接的上位機；所述數(shù)據(jù)檢測裝置檢測牛腿跖部溫度數(shù)據(jù)，并發(fā)送給所述數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置將所述牛腿跖部溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給所述上位機；上位機中存儲有跖部溫度與牛直腸溫度的混合線性模型，上位機通過運行所述混合線性模型獲得牛直腸溫度。
【專利說明】
一種牛體溫的監(jiān)測方法
[00011 本申請要求2015年7月2日提交的中國專利申請201510382882.7的優(yōu)先權(quán)，將其通 過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及畜牧養(yǎng)殖領(lǐng)域，具體的涉及一種牛體溫的監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 體溫是機體重要的生理指標，正常情況下，牛體溫會在相對恒定的范圍內(nèi)，隨生理 活動變化而成一定規(guī)律性變化(Cooper-Prado et al. 2011)，比如發(fā)情、排卵、妊娠及分娩 等。然而，在牛體溫檢測的實踐中，大部分牛場目前依然采用水銀體溫計進行直腸測溫，該 方法測溫效率低下，易引起牛疾病交叉?zhèn)鞑?，且不能準確實時獲取每頭牛的體溫數(shù)據(jù)，需要 的人力也較多，耗時費力，遠遠不能滿足現(xiàn)代規(guī)?；翀龅墓芾硪?朱翔宇，2013)。隨著 生物傳感技術(shù)的發(fā)展，部分發(fā)達國家已將無線傳感技術(shù)應用于奶牛體表測溫，并取得了一 定的研究成果。Bligh等1974年首次提出將無線遙測技術(shù)運用于動物體溫測定的構(gòu)想 (Bligh et al.l974);Kyle等與Suthar等（Kyle et al.l998;Suthar et al.2011)在奶牛 陰道植入含溫度采集、無線電接收設(shè)備的棒狀無線遙測系統(tǒng)，對奶牛陰道溫度進行實時檢 測；Raul等與Miranda等（Raul et al.2006;Miranda et al.2009)將與會陰肌肉組織無排 斥反應的無線溫度傳感器，植入奶牛會陰部肌肉，檢測會陰部溫度，進行發(fā)情鑒定;AlZahal 等與Edouard等(AlZahal et al.2009,2010;Edouard et al.2011)分別通過食道將無線電 瘤胃丸投入瘤胃，檢測奶牛瘤胃溫度變化，結(jié)果顯示，無線電瘤胃丸能夠有效檢測奶牛體內(nèi) 溫度變化。
[0004] 上述方法雖不同程度地達到了測溫目的，但無論瘤胃丸還是皮下埋置都會對奶牛 造成一定傷害，均不符合動物福利要求。近年來，紅外測溫不斷被用于豬體表溫度測量，然 而效果都不很理想，無法指導生產(chǎn)應用?，F(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展，推動了對人體體表溫度變化規(guī)律 的深入研究，并取得了一定階段性成果，然而，牛體表被毛較多，無毛裸露的體表部位較少， 并且檢測很不方便，體表溫度研究報道較少，僅見到關(guān)于熱應激對奶牛體表溫度的影響(溫 雅俐，2011)和乳區(qū)表面溫度變化與乳房炎關(guān)系(Metzner et al.2014)等少量研究，這些結(jié) 果只揭示了部分環(huán)境因素及體表個別部位溫度與部分病理現(xiàn)象的關(guān)系，沒有深入揭示體表 溫度與體溫(肛溫)間的關(guān)系及其變化規(guī)律，對牛體表溫度變化規(guī)律缺乏足夠深入系統(tǒng)的研 究。對牛體表溫度變化規(guī)律的研究需要對牛體溫進行連續(xù)不間斷測量，但是奶牛體表被厚 厚毛發(fā)覆蓋，體表無毛部位較少，且體表接觸式測溫受外界環(huán)境溫度影響較大難以反映體 溫的真實狀況，此外，檢測裝置難以固定的問題也為準確連續(xù)的測量牛的體溫帶來了不便。
[0005] 因此，有必要提供一種結(jié)果準確，信息采集簡便的牛體溫監(jiān)測方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種準確、連續(xù)的牛體溫監(jiān) 測方法。
[0007] 本發(fā)明提供了一種牛體溫的監(jiān)測方法，該方法包括利用牛體溫監(jiān)測系統(tǒng)對牛腿跖 部的溫度進行檢測從而獲得牛直腸溫度；
[0008] 其中，所述牛體溫監(jiān)測系統(tǒng)包括:至少一個數(shù)據(jù)檢測裝置，與所述數(shù)據(jù)檢測裝置連 接的數(shù)據(jù)采集裝置，與所述數(shù)據(jù)采集裝置連接的上位機;所述數(shù)據(jù)檢測裝置檢測牛腿跖部 溫度數(shù)據(jù)，并發(fā)送給所述數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置將所述牛腿跖部溫度數(shù)據(jù)發(fā)送 給所述上位機;上位機中存儲有跖部溫度與牛直腸溫度的混合線性模型，上位機通過運行 所述混合線性模型獲得牛直腸溫度；
[0009] 其中，所述混合線性模型如模型1所示，
[0010] 板型 1 ： Y = a+Xobo+Xsbs+Xtbt+Xibi+e ；
[0011] 模型1中，γ為直腸溫度，xQ為牛腿跖部溫度，xs為季節(jié)設(shè)計矩陣，bs為Xs的非隨機參 數(shù)向量;Xt為時間設(shè)計矩陣，bo為Χο的回歸系數(shù)，bt為Xt的非隨機參數(shù)向量;Xi為個體設(shè)計矩 陣，bi為Xi的隨機參數(shù)向量;a代表截距，e為隨機向量誤差。
[0012] 可選的，將所述數(shù)據(jù)檢測裝置固定于牛腿跖部跖骨下部近籽骨上方位置。
[0013] 所述上位機將檢測的跖部溫度及檢測時間點帶入所述混合線性模型，計算獲得牛 直腸溫度。
[0014] 可選的，所述數(shù)據(jù)檢測裝置包括：用于檢測牛腿跖部溫度數(shù)據(jù)的溫度傳感器、第一 處理器和zigbee通信模塊;所述溫度傳感器與所述第一處理器連接，所述第一處理器與所 述z igbee通信模塊連接。
[0015] 可選的，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括移動采集器、無線采集器和有線采集器；
[0016] 所述移動采集器分別與所述數(shù)據(jù)檢測裝置及所述上位機連接，所述無線采集器分 別與所述數(shù)據(jù)檢測裝置及所述有線采集器連接，所述有線采集器與所述上位機連接。
[0017] 可選的，所述移動采集器包括:zigbee通信模塊、第二處理器和CAN通信模塊；
[0018]所述zigbee通信模塊與所述第二處理器連接，所述第二處理器與所述CAN通信模 塊連接。
[0019]可選的，所述無線采集器包括zigbee通信模塊、第三處理器和射頻模塊；
[0020]所述zigbee通信模塊與所述第三處理器連接，所述第三處理器與所述射頻模塊連 接。
[0021]可選的，所述有線采集器包括zigbee通信模塊、第四處理器、射頻模塊及CAN通信 豐旲塊；
[0022]所述射頻單元與所述第四處理器連接，所述zigbee通信模塊與所述第四處理器連 接，所述第四處理器與所述CAN通信模塊連接。
[0023]可選的，所述上位機包括CAN通信模塊和中央處理器;所述CAN通信模塊與所述中 央處理器連接。
[0024]本發(fā)明還提供了本發(fā)明所述的方法在牛機體生理情況檢測中的應用。
[0025]所述牛機體生理情況包括發(fā)情、排卵、妊娠、分娩、疾病。
[0026]利用本發(fā)明所提供的方法檢測得到的牛體溫與真實溫度相比，各校正溫度與直腸 溫度差值絕對數(shù)的平均數(shù)達到0.104°c，90%數(shù)據(jù)差值的絕對值不超過0.2°C，且SAS9.3差 異顯著性分析后發(fā)現(xiàn)，校正后的體表溫度與真實直腸溫度間差異不顯著(P>〇.05)。
[0027]本發(fā)明所提供的方法選擇牛腿跖部為檢測位點，并配合使用能夠固定于牛腿部的 體溫檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)了牛體溫數(shù)據(jù)自動采集，此外還提供了通過牛腿跖部溫度計算牛直腸 溫度的混合線性模型，為牛的健康狀況、發(fā)情鑒定等生產(chǎn)活動提供數(shù)據(jù)支持。
[0028]本發(fā)明所提供的方法能夠顯著降低人工成本投入，而且可實現(xiàn)24小時全天候檢 測，避免了因為人為作息時間制度下的溫度檢測死角(如夜間、非關(guān)注期），為高產(chǎn)牛生理狀 態(tài)的適時預測和疾病的早期預警提供了技術(shù)基礎(chǔ)，不但可望實現(xiàn)人力的解放，也為養(yǎng)殖業(yè) 實現(xiàn)精細化管理提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和硬件設(shè)施。本發(fā)明為深入研究牛發(fā)情、妊娠、分娩等生理 狀態(tài)和發(fā)熱、中毒等伴隨溫度變化疾病的病理狀態(tài)體溫變化規(guī)律提供了技術(shù)支撐。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明一實施例提供的一種牛體溫監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2為本發(fā)明另一實施例提供的一種牛體溫監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖3為本發(fā)明另一實施例提供的數(shù)據(jù)檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖4為本發(fā)明另一實施例提供的移動采集器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖5為本發(fā)明另一實施例提供的無線采集器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖6為本發(fā)明另一實施例提供的有線采集器的結(jié)構(gòu)示意圖
[0035] 圖7為本發(fā)明實施例提供的一種上位機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖8為體表測溫設(shè)備與水銀溫度計測溫一致性分析的Bland-Altman圖；
[0037]圖9為校正后溫度與真實溫度比較。
【具體實施方式】
[0038] 以下將對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細的說明。應當理解的是，此處所描述的
【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0039] 本發(fā)明提供了一種牛體溫的監(jiān)測方法，該方法包括利用牛體溫監(jiān)測系統(tǒng)對牛腿跖 部的溫度進行檢測從而獲得牛直腸溫度；
[0040] 其中，所述牛體溫監(jiān)測系統(tǒng)包括:至少一個數(shù)據(jù)檢測裝置，與所述數(shù)據(jù)檢測裝置連 接的數(shù)據(jù)采集裝置，與所述數(shù)據(jù)采集裝置連接的上位機;所述數(shù)據(jù)檢測裝置檢測牛腿跖部 溫度數(shù)據(jù)，并發(fā)送給所述數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置將所述牛腿跖部溫度數(shù)據(jù)發(fā)送 給所述上位機;上位機中存儲有跖部溫度與牛直腸溫度的混合線性模型，上位機通過運行 所述混合線性模型獲得牛直腸溫度；
[0041 ]其中，所述混合線性模型如模型1所示，
[0042] 板型 1 ： Y = a+Xobo+Xsbs+Xtbt+Xibi+e ；
[0043] 模型1中，Y為直腸溫度，Χο為牛腿跖部溫度，Xs為季節(jié)設(shè)計矩陣，bs為X s的非隨機參 數(shù)向量;Xt為時間設(shè)計矩陣，bo為Χο的回歸系數(shù)，bt為Xt的非隨機參數(shù)向量;Xi為個體設(shè)計矩 陣，bi為Xi的隨機參數(shù)向量;a代表截距，e為隨機向量誤差。
[0044] 測定時間點指每天24小時進行體表溫度檢測，從1點開始依次進行檢測時間點的 計數(shù)。
[0045] 在本發(fā)明所提供的方法中，所述牛腿跖部為牛后腿跖部，這是由于后腿固定設(shè)備 可減少牛用嘴巴撕扯導致的設(shè)備損害，同時也避免牛只躺臥時采溫設(shè)備因佩戴在前腿而使 牛前腿受傷。
[0046] 優(yōu)選的情況下，將所述數(shù)據(jù)檢測裝置固定于牛腿跖部跖骨下部近籽骨上方位置。
[0047] 在本發(fā)明所提供的方法中，所述方法包括將體溫檢測裝置固定于牛腿跖部，24小 時實時檢測溫度數(shù)據(jù)，每小時自動檢測2-10次。
[0048] 如圖1所示，實施例1中所使用的牛體溫監(jiān)測系統(tǒng)包括：
[0049] 至少一個數(shù)據(jù)檢測裝置11，與數(shù)據(jù)檢測裝置11連接的數(shù)據(jù)采集裝置12,與數(shù)據(jù)采 集裝置12連接的上位機13;
[0050] 其中，數(shù)據(jù)檢測裝置11檢測牛腿跖部溫度數(shù)據(jù)，并發(fā)送給數(shù)據(jù)采集裝置12,數(shù)據(jù)采 集裝置12將所述活動量數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機13。
[0051] 數(shù)據(jù)檢測裝置11用于獲取牛腿跖部溫度數(shù)據(jù)，同時將獲得的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集 裝置12,數(shù)據(jù)采集裝置12接收到牛腿跖部溫度數(shù)據(jù)并將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機13,上 位機13根據(jù)接收牛腿跖部溫度數(shù)據(jù)，上位機能夠存儲檢測獲得的跖部溫度以及相應的檢測 時間點，上位機通過運行所述混合線性模型獲得牛直腸溫度，對牛的健康狀況、發(fā)情等進行 鑒定。
[0052] 具體來說，如圖3所示，數(shù)據(jù)檢測裝置11包括：用于檢測牛腿跖部溫度數(shù)據(jù)的溫度 傳感器31、第一處理器32和zigbee通信模塊33。
[0053] 其中，溫度傳感器31與第一處理器32連接，所述第一處理器32與所述zigbee通信 模塊33連接。
[0054]在本發(fā)明的一種實施方式中，數(shù)據(jù)檢測裝置11還包括電源34,電源34與第一處理 器32連接，用于給第一處理器32供電。
[0055] 其中，溫度傳感器31為接觸式測溫傳感器，安裝于牛腿跖部，用于采集牛腿跖部溫 度數(shù)據(jù)。
[0056] 其中，第一處理器為MSP430xxx處理器。
[0057] 應理解的是，數(shù)據(jù)檢測裝置11安裝在具有防水、抗震的密閉盒內(nèi)，佩戴在牛腿跖 部;溫度傳感器31的感溫端暴露在密閉盒與牛皮膚緊貼的表面，保證溫度探頭緊貼皮膚的 同時，隔絕外界環(huán)境對體溫的影響。電源34為充電紐扣鋰離子電池，電壓為3.6V、120mAH，每 個數(shù)據(jù)檢測裝置11的電源34由3個電池并聯(lián)構(gòu)成。
[0058]在本發(fā)明的一種實施方式中，如圖2所示，數(shù)據(jù)采集裝置12包括移動采集器121、無 線采集器122和有線采集器123;
[0059] 其中，所述移動采集器121分別與所述數(shù)據(jù)檢測裝置11及所述上位機13連接，所述 無線采集器122分別與所述數(shù)據(jù)檢測裝置11及所述有線采集器123連接，所述有線采集器 123與所述上位機13連接。
[0060] 如圖4所示，所述移動采集器121包括:zigbee通信模塊41、第二處理器42和CAN通 信模塊43;
[0061] 所述zigbee通信模塊41與所述第二處理器42連接，所述第二處理器42與所述CAN 通信模塊43連接。
[0062]由此可見，移動采集器121通過zigbee通信模塊41與數(shù)據(jù)檢測裝置的zigbee通信 模塊33連接。
[0063]如圖5所示，所述無線采集器122包括zigbee通信模塊51、第三處理器52和射頻模 塊53;
[0064] 所述zigbee通信模塊51與所述第三處理器52連接，所述第三處理器52與所述射頻 模塊53連接。
[0065]由此可見，無線采集器122通過zigbee通信模塊51與數(shù)據(jù)檢測裝置的zigbee通信 模塊33連接。
[0066]如圖6所示，所述有線采集器123包括zigbee通信模塊61、第四處理器62、射頻模塊 63及CAN通信模塊64;
[0067]所述射頻單元63與所述第四處理器62連接，所述zigbee通信模塊61與所述第四處 理器62連接，所述第四處理器62與所述CAN通信模塊64連接。
[0068]由此可見，有線采集器123通過射頻單元63與無線采集器122的射頻通信模塊53連 接。
[0069] 應該理解的是，上述第二處理器42、第三處理器52及第四處理器62均為STM32XXX 處理器;射頻模塊53及射頻模塊63均為433MHZ射頻模塊，
[0070]有線采集器123固定在擠奶廳入口或出口處，當牛只通過時自動采集數(shù)據(jù)，該方式 通信穩(wěn)定，抗干擾能力強;無線采集器122可實現(xiàn)采集器之間相互組網(wǎng)，各個采集器之間數(shù) 據(jù)相互傳遞，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的全時采集;移動采集器121主要是一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的采集方 式，通過手機客戶端將采集的數(shù)據(jù)無線傳輸給上位機13。
[0071 ] 如圖7所示，上位機13包括CAN通信模塊71和中央處理器72;
[0072]所述CAN通信模塊71與所述中央處理器72連接。上位機通過CAN通信模塊與數(shù)據(jù)采 集裝置12連接。
[0073] 應理解的是，上位機13還包括圖7中未示出的數(shù)據(jù)庫單元和客戶端單元，客戶端單 元實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯總和錄入數(shù)據(jù)庫單元。
[0074] 舉例來說，數(shù)據(jù)庫單元能實時存儲來自數(shù)據(jù)檢測裝置11的數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)庫單元 顯示界面具有縮放功能，能夠便捷的在同一頁面中顯示出最近任意時間段，如10天、1個月、 2個月等的數(shù)據(jù)情況，同時數(shù)據(jù)庫單元還會對每天采集到變化較大的牛只數(shù)據(jù)進行排序顯 示，供牛場決策者使用。
[0075] 實施例
[0076] 下面將通過實施例對本發(fā)明進行詳細說明。需要理解的是以下實施例的給出僅是 為了起到說明的目的，并不是用于對本發(fā)明的范圍進行限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離 本發(fā)明的宗旨和精神的情況下，可以對本發(fā)明進行各種修改和替換。
[0077] 實施例1
[0078] 本實施例用于說明利用本發(fā)明所提供的方法監(jiān)測牛體溫。
[0079] 1材料方法
[0080] 1.1試驗時間與地點
[0081 ] 分別于2014年冬（2月2日至10日；winter，Win·)、夏（6月2日至10日；summer， Sum.)、秋（10月2日至10日；autumn，Aut.)三個季節(jié)，在河北石家莊某牛場進行體表溫度與 直腸溫度測定，因為春季與秋季氣候條件相似，所以，僅選擇秋季進行溫度測定分析，以代 表春秋季測定效應。
[0082] 1.2試驗動物及其飼養(yǎng)管理
[0083]每個季節(jié)分別隨機選取7頭健康、產(chǎn)后60至90天二胎正?？煞蔽鏖T塔爾牛作為實 驗牛;試驗牛采用散欄式飼養(yǎng)、全自動TMR日糧飼喂，每天分別在2:00、6:00、12:00、18:00、 22:00投放飼料、保證自由采食和清潔飲水。
[0084] 1.3測溫設(shè)備及其測試與校正
[0085] 采用本發(fā)明所提供的體溫監(jiān)測系統(tǒng)。
[0086] 為使實驗結(jié)果準確科學，每次試驗前將7個體表溫度檢測裝置置于恒溫箱中，進行 測試實驗。首先設(shè)定恒溫箱溫度從30°C升至40°C (每0.5h升溫1°C)，測溫設(shè)備每0.5h自動測 溫一次。試驗期間，使用膠帶將水銀溫度計固定在恒溫箱玻璃門內(nèi)側(cè)，在自動測溫時間點， 同時讀取并記錄水銀溫度計顯示的恒溫箱內(nèi)溫度。該測試實驗重復三次，證明體表溫度自 動測定系統(tǒng)準確可靠后，進行后續(xù)體表溫度自動測定實驗。
[0087] 1.4體表溫度和體內(nèi)溫度的采集
[0088] 預試驗：正式試驗開始前兩天，將體表溫度（surface temperature，ST)檢測裝置 緊密固定于實驗牛后腿蹄腕部（即牛后腿跖部），并將測溫間隔設(shè)定為半小時，每4個小時用 數(shù)據(jù)采集裝置收集一次溫度數(shù)據(jù);根據(jù)溫度采集結(jié)果進行設(shè)備調(diào)試，同時進行試驗牛適應 性訓練。待設(shè)備測溫正常穩(wěn)定、試驗牛適應后，進行正式試驗。
[0089] 正式試驗：自動測溫裝置繼續(xù)沿用預試期的半小時測溫設(shè)置，連續(xù)測溫3天;數(shù)據(jù) 檢測裝置11檢測牛腿跖部溫度數(shù)據(jù)，并發(fā)送給數(shù)據(jù)采集裝置12,數(shù)據(jù)采集裝置12將所述活 動量數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機13,上位機通過運行混合線性模型1計算牛直腸溫度，模型l:Y = a+ Xobo+Xsbs+Xtbt+Xibi+e;(模型變異的解釋為0 · 562，模型1中，Y為直腸溫度，X。為牛腿跖部溫 度，Xs為季節(jié)設(shè)計矩陣，bs為X s的非隨機參數(shù)向量;Xt為時間設(shè)計矩陣，bo為Χο的回歸系數(shù)，bt 為Xt的非隨機參數(shù)向量;Xi為個體設(shè)計矩陣，bi為Xi的隨機參數(shù)向量;a代表截距，e為隨機向 量誤差，各系數(shù)的值見表1)。獲得直腸溫度，該直腸溫度為通過檢測跖部溫度得到的。
[0090] 同時，采用水銀體溫計，每2小時測定一次試驗牛直腸溫度(rectal temperature， RT)。測定直腸溫度時，先將試驗牛保定，待其休息10分鐘后將溫度計插入直腸，5分鐘后取 出溫度計，讀取數(shù)據(jù)，每頭牛每天共采集12個時間點的直腸溫度數(shù)據(jù)，也連續(xù)測溫3天。
[0091] 表1模型中各系數(shù)的值
[0092]
[0093]
[0094] 2結(jié)果與分析
[0095] 2.1體表溫度檢測裝置的測試分析
[0096]實驗室測試結(jié)果表明，恒溫箱溫度在30~40°C范圍內(nèi)變化時，7個檢測裝置的測定 結(jié)果發(fā)生了同步變化，且差異不顯著，自動測溫結(jié)果與恒溫箱內(nèi)實際溫度呈強相關(guān)（R2: 0.9987)。測溫結(jié)果一致性金標準分析得到的Bland-Altman圖顯示，7個測溫設(shè)備間的差異 僅為0 ±0.07°C (95%置信區(qū)間為-0.22~0.22°C，圖8)，可以忽略不計。說明該裝置的準確 性和穩(wěn)定性較好，可用于后續(xù)體表溫度研究。
[0097] 2.2體表溫度與直腸溫度的季節(jié)及測定日差異分析
[0098] 體表溫度與直腸溫度統(tǒng)計分析結(jié)果(表2、3)顯示，直腸溫度變化幅度較小，各季節(jié) 間、各測定日間均無顯著差異(P>〇.05)，說明生理條件下，直腸溫度基本恒定。各測定日間 體表溫度(表3)差異也不顯著(p>0.05)，說明自動測溫裝置性能較為穩(wěn)定。然而，不同于直 腸溫度，蹄腕部體表溫度測定結(jié)果季節(jié)差異顯著(P<〇.05)，其中，夏季溫度最高，冬季溫度 最低，各季節(jié)的測定結(jié)果均顯著低于直腸溫度測定結(jié)果(P < 〇. 〇 5)。
[0099] 表2體表溫度與直腸溫度統(tǒng)計分析結(jié)果
[0102]注:A、B、C表示同行數(shù)據(jù)的差異顯著性，字母相同者表示差異不顯著(p>0.05)，字
[0100]
[0101] 母不同者表示差異顯著(P<〇.05);
[0103] 表3相同季節(jié)三天體表溫度與直腸溫度情況
[0104]
[0105]注:A、B、C表示同列數(shù)據(jù)的差異顯著性，字母相同者表示差異不顯著(p>0.05)，字 母不同者表示差異顯著(P<〇.05);
[0106] 2.3體表溫度和直腸溫度的晝夜差異分析
[0107] 表4體表溫度與直腸溫度晝夜統(tǒng)計分析
[0108]
[0109] 注:A、B表示同列數(shù)據(jù)的差異顯著性，字母相同者表示差異不顯著(p>0.05)，字母 不同者表示差異顯著(p<〇.05);
[0110] 實驗牛不同季節(jié)各測定時間點溫度曲線（圖9)與統(tǒng)計分析結(jié)果(表4)表明，體表溫 度受時間因素影響顯著并呈現(xiàn)明顯晝夜變化規(guī)律，5:00至7:00為一天中的最低值，隨后逐 漸升高，到13:00到15:00左右達到一天的最高值，隨后逐漸降低，直至最低溫度。直腸溫度 變化幅度較小，但變化規(guī)律類似。
[0111] 將每個檢測時間點的直腸溫度(真實溫度）與同一檢測時間點通過跖部溫度獲得 的直腸溫度（即校正溫度)平均值作圖，結(jié)果如圖9所示：圖9顯示，通過測量跖部溫度獲得的 校正溫度與真實直腸溫度非常接近，在一天之內(nèi)均呈現(xiàn)有規(guī)律的晝夜變化，各校正溫度與 直腸溫度差值絕對數(shù)的平均數(shù)為〇.l〇4°C，90%數(shù)據(jù)差值的絕對值不超過0.2°C，說明該擬 合方程與本測溫系統(tǒng)結(jié)合，可以取得較理想的測溫結(jié)果。且SAS9.3差異顯著性分析后發(fā)現(xiàn)， 校正后的體表溫度與真實直腸溫度間差異不顯著(P>〇.05)，說明該方法校正后得到了理 想的效果，同時也說明利用本發(fā)明所提供的方法能夠通過牛跖部溫度獲得直腸溫度。
[0112] 對比例1
[0113] 選擇19頭健康牛只，使用手提式紅外測溫儀(DT8806H，測量精度為±0.1°C)分別 測量眼窩、鼻鏡、耳蝸、腹部無毛區(qū)、乳頭、牛角基部和尾根內(nèi)側(cè)共7個部位的體表溫度，同時 用水銀溫度計測量肛門溫度，將體表溫度與肛門溫度進行比較，結(jié)果用平均值±標準差表 示(如表5所示）：
[0114] 表5
[0115]
[0116] ~結(jié)果顯示，不同部位溫度與肛門溫度均存在一定差距，其中只有耳蝸和尾根內(nèi)偵? 溫度與直腸溫度最相近，且在7個測量部位中標準差最小，但耳蝸神經(jīng)末梢較為豐富，固定 溫度探頭牛只反應比較劇烈。同時考慮到溫度探頭的固定方法和可能性，分別研究了尾根 內(nèi)側(cè)固定、頸部固定的測溫效果。
[0117]尾根內(nèi)側(cè)固定試驗結(jié)果顯示，雖然尾根內(nèi)側(cè)可固定接觸式測溫探頭，但該位點距 肛門較近，探頭固定不牢，排糞時肛門抽動和牛尾擺動都不利于測溫探頭固定，且易受糞便 影響，與其相連的電源線也不易固定，易導致溫度探頭丟失，無法正常采集數(shù)據(jù)，經(jīng)過1個多 月的嘗試后不得不改換其他安裝位置。
[0118] 頸部固定結(jié)果表明：頸部皮膚毛發(fā)較密且長，較厚實的毛發(fā)有較強的隔熱效果，同 時，頸部表皮直接暴露于體表，較易受外界環(huán)境影響，也不易固定。經(jīng)試驗，頸部固定法可正 常采集體表溫度數(shù)據(jù)，但是采集數(shù)據(jù)與體溫偏離較大。表明頸部體表溫度測定很難避免環(huán) 境影響，溫度測定結(jié)果對真實體溫的指示程度較差，頸部測定途徑不能達到理想效果。
[0119] 雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在 本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因 此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種牛體溫的監(jiān)測方法，其特征在于，該方法包括利用牛體溫監(jiān)測系統(tǒng)對牛腿跖部 的溫度進行檢測從而獲得牛直腸溫度； 其中，所述牛體溫監(jiān)測系統(tǒng)包括:至少一個數(shù)據(jù)檢測裝置，與所述數(shù)據(jù)檢測裝置連接的 數(shù)據(jù)采集裝置，與所述數(shù)據(jù)采集裝置連接的上位機;所述數(shù)據(jù)檢測裝置檢測牛腿跖部溫度 數(shù)據(jù)，并發(fā)送給所述數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置將所述牛腿跖部溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給所 述上位機;上位機中存儲有跖部溫度與牛直腸溫度的混合線性模型，上位機通過運行所述 混合線性模型獲得牛直腸溫度； 其中，所述混合線性模型如模型1所示， 板型 1 ： Y = a+Xobo+Xsbs+Xtbt+Xibi+e ； 模型1中，γ為直腸溫度，xQ為牛腿跖部溫度，xs為季節(jié)設(shè)計矩陣，bs為Xs的非隨機參數(shù)向 量;Xt為時間設(shè)計矩陣，bo為Χο的回歸系數(shù)，bt為Xt的非隨機參數(shù)向量;Xi為個體設(shè)計矩陣，bi 為Xi的隨機參數(shù)向量;a代表截距，e為隨機向量誤差。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測方法，其特征在于，將所述數(shù)據(jù)檢測裝置固定于牛腿跖部 跖骨下部近籽骨上方位置。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)檢測裝置包括：用于檢測 牛腿跖部溫度數(shù)據(jù)的溫度傳感器、第一處理器和zigbee通信模塊;所述溫度傳感器與所述 第一處理器連接，所述第一處理器與所述zigbee通信模塊連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括移動采集器、 無線采集器和有線采集器； 所述移動采集器分別與所述數(shù)據(jù)檢測裝置及所述上位機連接，所述無線采集器分別與 所述數(shù)據(jù)檢測裝置及所述有線采集器連接，所述有線采集器與所述上位機連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述移動采集器包括:zigbee通信模 塊、第二處理器和CAN通信模塊； 所述zigbee通信模塊與所述第二處理器連接，所述第二處理器與所述CAN通信模塊連 接。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述無線采集器包括zigbee通信模 塊、第三處理器和射頻模塊； 所述zigbee通信模塊與所述第三處理器連接，所述第三處理器與所述射頻模塊連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述有線采集器包括zigbee通信模 塊、第四處理器、射頻模塊及CAN通信模塊； 所述射頻單元與所述第四處理器連接，所述zigbee通信模塊與所述第四處理器連接， 所述第四處理器與所述CAN通信模塊連接。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述上位機包括CAN通信模塊和中央 處理器;所述CAN通信模塊與所述中央處理器連接。9. 權(quán)利要求1-8中任意一項所述的方法在牛機體生理情況檢測中的應用。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的應用，其特征在于，所述牛機體生理情況包括發(fā)情、排卵、妊 娠、分娩、疾病。
【文檔編號】A61B5/01GK106037682SQ201610511696
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】王棟, 蔡勇, 寇紅祥, 陳曉麗
【申請人】中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所