一種牛體溫的測量方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種牛體溫測量方法，該方法包括：首先檢測牛腿跖部溫度和直腸溫度，再將檢測時間和季節(jié)影響作為固定效應(yīng)，個體影響作為隨機(jī)效應(yīng)對牛腿跖部溫度和直腸溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行混合線性模型分析，建立牛腿跖部溫度和直腸溫度關(guān)系的數(shù)學(xué)模型；在需要測量牛體溫時將測量獲得的牛腿跖部溫度帶入所述數(shù)學(xué)模型計(jì)算獲得牛直腸溫度。本發(fā)明的測量部位選擇為牛腿跖部，有利于溫度檢測設(shè)備的固定，而且可以降低因固定檢測設(shè)備給動物造成的不適感；另一方面，本發(fā)明所提供的方法同以往的直腸手動測溫法相比，不但減少了測定的人力物力投入，而且可實(shí)現(xiàn)24小時全天候檢測，可望實(shí)現(xiàn)人力的解放，也為養(yǎng)殖業(yè)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和硬件設(shè)施。
【專利說明】
一種牛體溫的測量方法
[00011本申請要求2015年7月2日提交的中國專利申請201510383182.X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測量方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 體溫是機(jī)體重要的生理指標(biāo)，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(shí)踐中，大部分牛場目前依然采用水銀體溫計(jì)進(jìn)行直腸測溫，該 方法測溫效率低下，易引起奶牛疾病交叉?zhèn)鞑?，且不能?zhǔn)確實(shí)時獲取每頭牛的體溫?cái)?shù)據(jù)，需 要的人力也較多，耗時費(fèi)力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代規(guī)模化牧場的管理要求(朱翔宇，2013)。隨 著生物傳感技術(shù)的發(fā)展，部分發(fā)達(dá)國家已將無線傳感技術(shù)應(yīng)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(yùn)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(jìn)行實(shí)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(yīng)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(jìn)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(dá)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(dǎo)生產(chǎn)應(yīng)用?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)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(bào)道較少，僅見到關(guān)于熱應(yīng)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(jìn)行連續(xù)不間斷測量，但是奶牛體表被厚 厚毛發(fā)覆蓋，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(shí)狀況，尤其是，檢測裝置難以固定的問題成為牛體溫準(zhǔn)確連續(xù)測量難以突破的瓶頸。因 此，目前還沒有找到一種準(zhǔn)確的牛體溫連續(xù)測量方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種能夠準(zhǔn)確、連續(xù)的測量 牛體表溫度的方法。
[0006] 選擇合適的牛體溫檢測位置對盡可能減少外界環(huán)境因素影響，高保真采集體表溫 度至關(guān)重要，而已有研究均沒有找到特別合適的溫度檢測位置。檢測位置不同主要關(guān)系到 兩個方面，一方面是關(guān)系到被檢測部位的體溫是否能在一定程度上反映被測動物的真實(shí)體 溫狀態(tài)；另一方面是關(guān)系到該部位是否能夠適合進(jìn)行連續(xù)自動的檢測，是否能夠避免被測 動物的活動所引起的體溫檢測的誤差。
[0007] 本發(fā)明的發(fā)明人在對牛體溫狀況的長期深入研究過程中發(fā)現(xiàn)，牛體表溫度與牛的 實(shí)際體溫(直腸溫度)之間存在一定程度的差異，而且不同體表部位與真實(shí)溫度之間的變化 趨勢也不一致。這為通過測量牛體表溫度表征體溫帶來了難度。發(fā)明人經(jīng)過大量摸索實(shí)驗(yàn)， 提供了 一種牛體溫測量方法，該方法包括:步驟一:首先檢測牛腿跖部溫度和直腸溫度，再 將檢測時間和季節(jié)影響作為固定效應(yīng)，個體影響作為隨機(jī)效應(yīng)對牛腿跖部溫度和直腸溫度 數(shù)據(jù)進(jìn)行混合線性模型分析；
[0008] 步驟二:在需要測量牛體溫時將測量獲得的牛腿跖部溫度帶入所述數(shù)學(xué)模型計(jì)算 獲得牛直腸溫度。
[0009] 可選的，所述牛腿跖部為牛后腿跖部。
[0010] 可選的，所述牛腿跖部為牛腿跖骨下部近籽骨上方。
[0011] 可選的，所述方法包括將體溫檢測裝置固定于牛腿跖部，實(shí)時檢測牛只溫度數(shù)據(jù)。
[0012] 可選的，述方法包括利用體溫檢測裝置每小時檢測2-10次。
[0013] 可選的，所述數(shù)學(xué)模型是將檢測時間和季節(jié)影響作為固定效應(yīng)，個體影響作為隨 機(jī)效應(yīng)對牛腿跖部溫度和直腸溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行混合線性模型分析。
[0014] 本發(fā)明還提供了所述牛體溫的測量方法在牛機(jī)體生理情況檢測中的應(yīng)用。
[0015] 可選的，所述應(yīng)用包括檢測牛腿跖部溫度通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到牛直腸溫度，利 用所述牛直腸溫度作為牛機(jī)體生理情況的指標(biāo)。
[0016] 可選的，牛機(jī)體生理情況包括發(fā)情、排卵、妊娠、分娩。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明的測量部位選擇為牛腿跖部，有利于溫度檢測設(shè)備的 固定，而且可以降低因固定檢測設(shè)備給動物造成的不適感;另一方面，本發(fā)明所提供的方法 同以往的直腸手動測溫法相比，不但減少了測定的人力物力投入，而且可實(shí)現(xiàn)24小時全天 候檢測，避免了因?yàn)槿藶樽飨r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(yù)測和疾病的早期預(yù)警提供了技術(shù)基礎(chǔ)，不但可望實(shí)現(xiàn)人力的解放，也為養(yǎng) 殖業(yè)實(shí)現(xiàn)精細(xì)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。本 研究自主探索了尾根內(nèi)側(cè)、頸部、后腿蹄腕部等多個溫度探頭固定位置，最終通過數(shù)據(jù)分 析，發(fā)現(xiàn)后腿跖部采集的溫度數(shù)據(jù)較穩(wěn)定，同時該位置固定牢固，避免了溫度探頭脫落現(xiàn) 象。
【附圖說明】
[0018] 圖1為體表測溫裝置安裝示意圖；
[0019] 圖2為體表測溫設(shè)備與水銀溫度計(jì)測溫一致性分析的Bland-Altman圖；
[0020] 圖3為不同季節(jié)牛一天內(nèi)體表溫度和直腸溫度變化曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下將對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)的說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的
【具體實(shí)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。
[0022] 本發(fā)明提供了一種牛體溫的測量方法，該方法包括:步驟一:首先檢測牛腿跖部溫 度和直腸溫度，再將檢測時間和季節(jié)影響作為固定效應(yīng)，個體影響作為隨機(jī)效應(yīng)對牛腿跖 部溫度和直腸溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行混合線性模型分析，建立牛腿跖部溫度和直腸溫度關(guān)系的數(shù)學(xué) 模型；步驟二:在需要測量牛體溫時將測量獲得的牛腿跖部溫度帶入所述數(shù)學(xué)模型計(jì)算獲 得牛直腸溫度。在本發(fā)明所提供的方法中，所述牛腿跖部為牛后腿跖部，這是由于發(fā)明人在 研究過程中發(fā)現(xiàn)，牛后腿跖部的溫度的變化趨勢相比于前腿更接近直腸溫度的變化趨勢， 而且后腿固定設(shè)備可盡可能減少牛用嘴巴撕扯導(dǎo)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。
[0023] 在本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】中，所述牛腿跖部為跖骨下部近籽骨上方，該部位 由于跖骨下面相連的近籽骨凸起，可使測溫設(shè)備得以固定。
[0024] 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，實(shí)時 檢測牛只溫度數(shù)據(jù)，例如可以每小時自動檢測2-10次，檢測的時間間隔優(yōu)選為相同的時間。
[0025] 所述數(shù)學(xué)模型是將檢測時間和季節(jié)影響作為固定效應(yīng)，個體影響作為隨機(jī)效應(yīng)對 牛腿跖部溫度和直腸溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行混合線性模型分析。
[0026] 在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述混合線性模型如模型1所示：
[0027 ]板型 1 ： Y = a+Xobo+Xsbs+Xtbt+Xibi+e ；
[0028] 模型1中，Y為直腸溫度，Χο為牛腿跖部溫度溫度，Xs為季節(jié)設(shè)計(jì)矩陣，bs為Xs的非隨 機(jī)參數(shù)向量;Xt為時間設(shè)計(jì)矩陣，bo為Χο的回歸系數(shù)，bt為Xt的非隨機(jī)參數(shù)向量;Xi為個體設(shè) 計(jì)矩陣，bAXi的隨機(jī)參數(shù)向量;a代表截距，e為隨機(jī)向量誤差。本發(fā)明所提供的方法對于測 量體溫所使用的工具沒有特別的限制，只要能夠準(zhǔn)確測量跖部溫度即可，例如可以為接觸 式測溫或非接觸式測溫。優(yōu)選的情況下，測量體溫所使用的工具為能夠固定于待測部位的， 可以進(jìn)行實(shí)時、連續(xù)、自動體溫檢測的工具。
[0029]本發(fā)明還提供了本發(fā)明所述的方法在牛機(jī)體生理情況檢測中的應(yīng)用。
[0030] 可選的，所述應(yīng)用包括檢測牛腿跖部溫度通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到牛直腸溫度，利 用所述牛直腸溫度作為牛機(jī)體生理情況的指標(biāo)。
[0031] 可選的，牛機(jī)體生理情況包括發(fā)情、排卵、妊娠、分娩。
[0032] 具體的，可以將利用本發(fā)明所提供的方法計(jì)算得到的牛直腸溫度應(yīng)用于了解被測 動物的生理情況，從而為指導(dǎo)畜牧生產(chǎn)提供依據(jù)。值得注意的是，其直接目的不是為了獲得 動物疾病的診斷結(jié)果或健康狀況。
[0033] 下面將通過【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。需要理解的是以下實(shí)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(jìn)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(jìn)行各種修改和替換。
[0034] 對比例1
[0035]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(jì)測量肛門溫度，將體表溫度與肛門溫度進(jìn)行比較，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表 示(如表1所示）：
[0036] 表1
[0037]
[0038]~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)側(cè) 溫度與直腸溫度最相近，且在7個測量部位中標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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。
[0039]尾根內(nèi)側(cè)固定試驗(yàn)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(diǎn)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(dǎo)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。
[0040]頸部固定結(jié)果表明：頸部皮膚毛發(fā)較密且長，較厚實(shí)的毛發(fā)有較強(qiáng)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(yàn)，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(shí)體溫的指示程度較差，頸部測定途徑不能達(dá)到理想效果。
[0041 ] 實(shí)施例1
[0042] 1材料方法
[0043] 1.1試驗(yàn)時間與地點(diǎn)
[0044] 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(jìn)行體表溫度與 直腸溫度測定，因?yàn)榇杭九c秋季氣候條件相似，所以，僅選擇秋季進(jìn)行溫度測定分析，以代 表春秋季測定效應(yīng)。
[0045] 1.2試驗(yàn)動物及其飼養(yǎng)管理
[0046]每個季節(jié)分別隨機(jī)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(shí) 驗(yàn)牛;試驗(yàn)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。
[0047] 1.3測溫設(shè)備及其測試與校正
[0048] 市售水銀溫度計(jì)1支，獸用水銀體溫計(jì)2支，體表溫度自動測定系統(tǒng)，包括體表溫度 檢測裝置7套(該裝置采用接觸式測溫）、數(shù)據(jù)采集裝置1套(該裝置用于采集檢測裝置中存 儲的體溫?cái)?shù)據(jù)）。如圖1所示，該系統(tǒng)采用接觸式測溫方式，選擇牛體表被毛稀疏的后肢蹄腕 部為體表測溫部位，將蹄腕部肌肉、血管較豐厚部位（即牛腿跖部，牛腿跖骨下部近籽骨上 方)作為溫度傳感器固定位置，并根據(jù)該部位形狀設(shè)計(jì)了具有一定弧度的固定外殼，通過外 殼與腿部緊密貼合使傳感器能夠與肌體緊密接觸。同時，又在外殼中與肌體貼合一側(cè)的中 心設(shè)計(jì)了一個凹巢，溫度傳感器固定于凹巢內(nèi)，進(jìn)一步降低了溫度、風(fēng)力等外界環(huán)境因素對 測溫效果的影響，檢測獲得的溫度。
[0049] 為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確科學(xué)，每次試驗(yàn)前將7個體表溫度檢測裝置置于恒溫箱中，進(jìn)行 測試實(shí)驗(yàn)。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(yàn)期間，使用膠帶將水銀溫度計(jì)固定在恒溫箱玻璃門內(nèi)側(cè)，在自動測溫時間點(diǎn)， 同時讀取并記錄水銀溫度計(jì)顯示的恒溫箱內(nèi)溫度。該測試實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次，證明體表溫度自 動測定系統(tǒng)準(zhǔn)確可靠后，進(jìn)行后續(xù)體表溫度自動測定實(shí)驗(yàn)。
[0050] 1.4體表溫度和體內(nèi)溫度的采集
[0051 ] 預(yù)試驗(yàn)：正式試驗(yàn)開始前兩天，將體表溫度（surface temperature，ST)檢測裝置 緊密固定于實(shí)驗(yàn)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(jìn)行設(shè)備調(diào)試，同時進(jìn)行試驗(yàn)牛適應(yīng) 性訓(xùn)練。待設(shè)備測溫正常穩(wěn)定、試驗(yàn)牛適應(yīng)后，進(jìn)行正式試驗(yàn)。
[0052] 正式試驗(yàn)：自動測溫裝置繼續(xù)沿用預(yù)試期的半小時測溫設(shè)置，連續(xù)測溫3天；同時， 采用水銀體溫計(jì)，每2小時測定一次試驗(yàn)牛直腸溫度(rectal temperature，RT)。測定直腸 溫度時，先將試驗(yàn)牛保定，待其休息10分鐘后將溫度計(jì)插入直腸，5分鐘后取出溫度計(jì)，讀取 數(shù)據(jù)，每頭牛每天共采集12個時間點(diǎn)的直腸溫度數(shù)據(jù)，也連續(xù)測溫3天。
[0053] 1.5數(shù)據(jù)處理與分析
[0054]設(shè)備實(shí)驗(yàn)室測試數(shù)據(jù)，使用SAS9.2進(jìn)行差異顯著性分析與線性回歸分析，并使用 Bland一Altman法進(jìn)行一致性評價(jià)。
[0055]每頭牛每天有48條體表溫度數(shù)據(jù)與12條直腸溫度數(shù)據(jù)。因直腸溫度兩個小時內(nèi)變 化較小，故取相鄰兩個時間點(diǎn)的直腸溫度平均值作為中間時間點(diǎn)的直腸溫度，并舍棄所有 非整點(diǎn)體表溫度數(shù)據(jù)，使每頭牛每天各有23個相同時間點(diǎn)的體表溫度與直腸溫度數(shù)據(jù)，三 個季節(jié)一共獲得1449條相同時間點(diǎn)的體表溫度與直腸溫度數(shù)據(jù)。采用SAS 9.2進(jìn)行體溫?cái)?shù) 據(jù)差異顯著性分析與協(xié)方差分析，同時采用TableCUrVe2D/3D進(jìn)行線性回歸分析與非線性 回歸分析，并進(jìn)行體表溫度校正分析。
[0056] 2結(jié)果與分析
[0057] 2.1體表溫度檢測裝置的測試分析
[0058]實(shí)驗(yàn)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(shí)際溫度呈強(qiáng)相關(guān)（R2: 0.9987)。測溫結(jié)果一致性金標(biāo)準(zhǔn)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2)，可以忽略不計(jì)。說明該裝置的準(zhǔn)確 性和穩(wěn)定性較好，可用于后續(xù)體表溫度研究。
[0059] 2.2體表溫度與直腸溫度的季節(jié)及測定日差異分析
[0060] 跖部體表溫度與直腸溫度統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果(表1、2)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?xiàng)l件下，直腸溫度基本恒定。各測定 日間體表溫度(表2)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，跖部體表溫度測定結(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)。
[0061 ]表1體表溫度與直腸溫度統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果
[0062]
[0063]
[0064]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 母不同者表示差異顯著(P<〇.05);
[0065] 表2相同季節(jié)三天體表溫度與直腸溫度情況
[0066]
[0067]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);
[0068] 2.3跖部體表溫度和直腸溫度的晝夜差異分析
[0069] 表3體表溫度與直腸溫度晝夜統(tǒng)計(jì)分析
[0070]
[0071]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);
[0072] 實(shí)驗(yàn)牛不同季節(jié)各測定時間點(diǎn)溫度曲線（圖3)與統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果(表3)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(dá)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。
[0073] 2.4跖部體表溫度與直腸溫度回歸分析
[0074] 假設(shè)體表溫度與直腸溫度間存在線性關(guān)系，將體表溫度對直腸溫度進(jìn)行回歸分 析。
[0075] 2.4.1僅考慮季節(jié)為固定效應(yīng)
[0076] 以季節(jié)因素為固定效應(yīng)，個體為隨機(jī)效應(yīng)，對體表溫度和直腸溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行混合 線性模型分析。建立的混合線性模型A如下：
[0077] Υ = &+Χ(Λ()+ΧΑ+Χ^+Θ其中，Y為直腸溫度，Xo為牛腿跖部溫度，Xs為季節(jié)設(shè)計(jì)矩陣， bs為Xs的非隨機(jī)參數(shù)向量，即固定效應(yīng);Xi為個體設(shè)計(jì)矩陣，bo為Xo的回歸系數(shù)，bi為Xi的隨 機(jī)參數(shù)向量，即隨機(jī)效應(yīng);a代表截距，e為隨機(jī)向量誤差。
[0078] 采用模型A對體表溫度和直腸溫度進(jìn)行混合線性分析，得到模型的參數(shù)估計(jì)見表 4,模型解釋的變異為0.399。
[0079] 表4僅考慮季節(jié)效應(yīng)因素為固定效應(yīng)的混合線性模型結(jié)果
[0080]
[0081 ] 2.4.2同時考慮季節(jié)和測量時間為固定效應(yīng)
[0082]不考慮時間因素影響得到的決定系數(shù)僅為0.399,效果不夠理想。考慮到單因素方 差分析提示不同測量時間對體表測溫結(jié)果有顯著影響。因此，在前面模型的基礎(chǔ)上，加入測 量時間作為固定效應(yīng)，建立的混合線性模型B如下：
[0083] Y = a+XQbQ+Xsbs+Xtb t+Xibi+e其中，在模型A的基礎(chǔ)上，Xt為時間設(shè)計(jì)矩陣，bt為Xt的 非隨機(jī)參數(shù)向量。模型B中各參數(shù)的估計(jì)值見表5,模型解釋的變異為0.562。因此，考慮時間 因素的回歸模型優(yōu)于不考慮時間因素的回歸模型。
[0084] 表5同時考慮季節(jié)因素測定時間因素為固定效應(yīng)的混合線性模型結(jié)果
[0085]
[0086]
[0087] 2.5直腸溫度與校正后體表溫度對比
[0088] 運(yùn)用混合線性模型B得出的回歸方程對體表測溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行矯正，各校正溫度與直 腸溫度差值絕對數(shù)的平均數(shù)為0.104 °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。
[0089] 2.6交叉驗(yàn)證
[0090]為驗(yàn)證上述線性模型的預(yù)測效果，將全部數(shù)據(jù)隨機(jī)平均分為10等份，隨機(jī)選取9份 建立混合線性模型，剩下1份使用建立的模型進(jìn)行預(yù)測，依次重復(fù)10次，得到每個體表溫度 對應(yīng)的預(yù)測直腸溫度。最后對預(yù)測的直腸溫度與真實(shí)直腸測溫?cái)?shù)據(jù)做相關(guān)分析以評價(jià)模型 的預(yù)測效能。考慮時間點(diǎn)因素模型的相關(guān)系數(shù)為0.644,明顯高于不考慮時間點(diǎn)因素模型的 相關(guān)系數(shù)0.569。
[0091]通過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(shí)直腸溫度間差異不 顯著(p>0.05)，說明該方法校正后得到了理想的效果，同時也說明牛體表溫度與直腸溫度 之間存在良好的曲線關(guān)系?？梢酝ㄟ^將測量得到的牛腿跖部溫度帶入混合線性模型B，計(jì)算 獲得牛直腸溫度，完成牛體溫的測量。即可以通過本發(fā)明所提供的方法，利用體表溫度直接 獲得直腸溫度數(shù)據(jù)。
[0092]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實(shí)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(jìn)，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(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種牛體溫測量方法，該方法包括： 首先檢測牛腿跖部溫度和直腸溫度，再將檢測時間和季節(jié)影響作為固定效應(yīng)，個體影 響作為隨機(jī)效應(yīng)對牛腿跖部溫度和直腸溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行混合線性模型分析，建立牛腿跖部溫 度和直腸溫度關(guān)系的數(shù)學(xué)模型；在需要測量牛體溫時將測量獲得的牛腿跖部溫度帶入所述 數(shù)學(xué)模型計(jì)算獲得牛直腸溫度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述牛腿跖部為牛后腿跖部。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測量方法，其特征在于，所述牛腿跖部為牛腿跖骨下部近 籽骨上方。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量方法，其特征在于，所述方法包括將體溫檢測裝置固定于 牛腿跖部，實(shí)時檢測牛只溫度數(shù)據(jù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測量方法，其特征在于，所述方法包括利用體溫檢測裝置每小 時檢測2-10次。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的測量方法，其特征在于，所述數(shù)學(xué)模型是將檢測 時間和季節(jié)影響作為固定效應(yīng)，個體影響作為隨機(jī)效應(yīng)對牛腿跖部溫度和直腸溫度數(shù)據(jù)進(jìn) 行混合線性模型分析。7. 權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的方法在牛機(jī)體生理情況檢測中的應(yīng)用。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用包括檢測牛腿跖部溫度通過數(shù)學(xué) 模型計(jì)算得到牛直腸溫度，利用所述牛直腸溫度作為牛機(jī)體生理情況的指標(biāo)。9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的應(yīng)用，其特征在于，牛機(jī)體生理情況包括發(fā)情、排卵、妊娠、 分娩。
【文檔編號】G01K5/22GK106037684SQ201610515955
【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(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所