热成像技术（Thermal imaging）：早期检测猪咬尾损伤（Tail lesions）的潜在工具？

《Animal Welfare》：Thermal imaging: A potential tool for early detection of tail lesions in pigs?

　　

摘要：猪咬尾（Tail biting）行为无论从动物福利还是经济学角度均是严重问题。一旦该行为发生，及时识别并干预对于限制其蔓延及继发感染风险至关重要。本研究检验了热像仪成像能否作为咬尾早期检测的辅助手段，并评估了皮肤温度、尾部健康状况与应激及炎症唾液生物标志物之间的联系。热成像显示被咬尾部皮肤温度略高于无损伤尾部，但该温差不够大且特异性不足，尚无法作为实用的尾损伤早期检测工具，该方法仍值得进一步研究。已愈合的断尾皮肤温度低于其他健康类别尾部。结合断尾猪唾液皮质醇（Cortisol）水平较低——可能提示慢性应激，该结果支持了先前研究表明断尾猪存在慢性疼痛和/或因成为咬尾受害者而产生慢性应激的观点。这些发现深入揭示了应激、感染与咬尾之间的联系，也说明皮肤温度变化有潜力作为猪健康与福利挑战的早期指示指标。

论文解读：《Thermal imaging: A potential tool for early detection of tail lesions in pigs?》发表于《Animal Welfare》

一、研究背景与目的

猪咬尾（Tail biting）是集约化养猪生产中普遍存在的问题，既损害动物福利又造成经济损失。咬尾导致皮肤及皮下组织损伤，易继发局部或全身性感染。由于咬尾行为具有流行性传播特征，早期识别并在严重损伤出现前干预至关重要，但在大规模群养条件下肉眼发现轻度尾损伤十分困难。感染与应激均可引起体表和机体温度升高，红外热成像（Thermography / Infrared thermal imaging）作为一种非侵入式测量皮肤温度的方法，已被尝试用于生产动物健康状态及急慢性疼痛的评估。研究人员假设：因咬尾造成局部炎症和组织损伤，即便肉眼难以察觉的轻度尾损伤，其尾部皮肤温度（Tail skin temperature, TailT）也会高于正常尾部。本研究旨在验证热成像可否作为咬尾暴发早期检测的工具，同时探究TailT、耳部皮肤温度（Ear skin temperature, EarT）、直肠温度（Rectal temperature, RectT）与应激（皮质醇Cortisol、催产素Oxytocin）、炎症（结合珠蛋白Haptoglobin, Hp；降钙素原Procalcitonin, PCT）及免疫功能（腺苷脱氨酶Adenosine deaminase, ADA）唾液生物标志物之间的关联。

二、主要关键技术方法

研究在芬兰西南部一商品代仔猪育肥场开展，选用约8–9周龄Topigs Norsvin基因型（TN70 × Duroc）仔猪，纳入Part 1共473头猪（来自37个栏位），Part 2共129头猪（来自15个栏位）。尾部健康按评分系统评估（无损伤/Score 0、穿透性损伤/Score 2–3、严重损伤/Score 4，轻度Score 1归入无损伤），断尾与愈合状态单独记录。使用Thermidas IRT-384 VET Tablet热像仪（发射率0.98）从走廊距猪1–1.5 m拍摄尾部和双耳热图，软件分析感兴趣区（Region of Interest, ROI）取均值获TailT与EarT；部分亚组测RectT并采集唾液，?80°C保存后送检分析Cortisol、Oxytocin、Hp、PCT（AlphaLisa法）及ADA（比色法）。Part 1做单变量分析及广义线性混合模型（Generalized Linear Mixed Model, GLMM）校正栏位随机效应，并以ROC曲线评估TailT预测尾损伤的效能；Part 2由观察者依热图主观评分尾部/耳部升温程度，盲法后进行尾部临床评分，用卡方检验和多分类GLMM分析。

三、研究结果

Descriptive data（描述性数据）

Part 1中尾部损伤流行率栏均41.5%，断尾猪中65%伴新鲜损伤、35%已愈合； intact尾中36%伴损伤。TailT与EarT强相关（r_s=0.71, P<0.001），RectT仅与栏内中心化TailT弱相关。

Univariate analyses（单变量分析）

Part 1：有尾损伤者唾液PCT中位数低于无损伤者（P=0.038）。断尾（Shortened tail）皮肤温度低于未断尾（31.9±3.0 vs 33.1±2.8°C, P=0.022）。"已愈合断尾"猪EarT低于"完整无伤"尾猪（P=0.04）。EarT与唾液PCT（r_s=0.25, P=0.018）、TailT及EarT与唾液Cortisol（r_s=0.35及0.20, P<0.05）呈弱正相关。唾液ADA随栏内尾损伤猪比例升高而降低（r_s=?0.23, P=0.013）。

Part 2：有尾损伤者热图主观评分为升温的比例显著高于无损伤者（尾P=0.002，耳P=0.017）；断尾者比未断尾更常被评为主观升温（P<0.001）。

Multivariate analyses and evaluation of test performance（多变量分析与检测性能评价）

控制断尾因素后，栏内中心化TailT与尾损伤显著相关（P=0.036），预测完整无伤尾较栏均值低约0.27°C，有损伤尾高约0.13°C，温差约0.4°C（95% CI 0.05–0.91°C）。以中心化TailT预测尾损伤作ROC曲线，AUC=0.557（P=0.035, 95% CI 0.504–0.610），最佳截断值下灵敏度0.53、特异度0.41，分类性能仅略优于随机。唾液Cortisol与断尾负相关（P<0.001，断尾猪Cortisol更低）；ADA仅与栏内尾损伤比例负相关（P=0.002）。Part 2未能建立有效预测模型。

四、讨论与结论总结

研究发现被咬尾（皮肤穿透性损伤）TailT显著高于同栏无损伤尾，但平均温差仅约0.4°C，小于热像仪固有精度（±2°C），且ROC-AUC仅0.557，故目前热成像单独用于早期尾损伤检测实用性不足，但方法本身值得进一步优化（如长期远程监测个体温度变化）。已愈合断尾皮肤温度偏低，且断尾猪唾液Cortisol水平较低，结合文献提示可能为慢性痛或咬尾受害致慢性应激（低皮质醇血症 / hypocortisolism）。EarT与TailT强相关支持热成像可靠性，但与RectT相关弱，受环境温湿度及强栏位效应影响。唾液PCT与EarT弱正相关但未与尾损伤直接关联，可能与本研究中损伤偏轻、无全身败血症有关；ADA在尾损伤高发栏降低，或提示免疫抑制可能需进一步研究。Cortisol与皮肤温度的正相关可能部分源于保定处理引发的急性应激致体温与Cortisol同步升高。

综上，热成像显示轻度咬尾致尾部皮肤微升温，但温差小、特异性低，暂不适合作实用早期检测工具；已愈合断尾皮温低伴低Cortisol支持断尾猪可能存在慢性疼痛/慢性应激。未来可探索基于长时间个体皮肤温度动态变化的自动监测以提升咬尾早期预警能力。