综述：利用红外热成像技术诊断奶牛的肢体疾病

《The Veterinary Journal》：The use of infrared thermography for diagnosing limb disorders in dairy cattle

　　摘要：在奶牛养殖中，肢体疾病与乳腺炎及生殖系统疾病一同构成最为严重的健康问题。这些疾病不仅会损害动物福利，还会降低产奶量，给养殖户带来巨大经济损失。传统的诊断方法，如视觉步态评分和蹄部修剪，存在主观性强、应用频率低以及难以早期发现疾病等优点。近年来，人们越来越关注利用红外热成像技术来辅助疾病诊断并监测奶牛的跛行情况。该技术通过记录身体表面发出的红外辐射，通过分析蹄部及四肢周围的温度异常变化来识别炎症反应。本文旨在评估红外热成像作为一种现代无创技术，在农场条件下用于早期检测奶牛蹄部疾病和步态异常的适用性。

引言：过去二十年来，由于对乳制品需求的不断增加，养牛业逐渐向集约化方向发展（Urban-Chmiel等人，2024）。这一过程促使人们更注重提升动物生产力，并推动了大规模奶牛场的建设（Urban-Chmiel等人，2024；Espiritu等人，2025）。然而，这样的环境变化使得牛只面临由多种物理、生理和心理因素共同作用产生的应激状况，其强度往往超出正常范围，甚至达到极端水平（Ko?acz等人，2020）。不良的饲养条件包括过高的饲养密度（Ko?acz等人，2020；Urban-Chmiel等人，2024）、固定栏舍饲养方式（Ko?acz等人，2020）、缺乏垫料（de Vries等人，2015；Solano等人，2015；Ko?acz等人，2020；Wessels等人，2025）、无法自由活动在户外（Sadiq等人，2017；Dutton-Regester等人，2020；Ko?acz等人，2020；Espiritu等人，2025；Wessels等人，2025）、为管理或兽医治疗而频繁移动或重新分组牛只、高温环境，以及机械设备产生的噪音和振动（Ko?acz等人，2020）。随着牛群规模的扩大，用于观察和照料每头牛的时间变得有限，这导致动物福利下降，包括跛行在内的健康问题日益增多（Dutton-Regester等人，2020；Ko?acz等人，2020；Urban-Chmiel等人，2024；Espiritu等人，2025）。

跛行与乳腺炎、生殖系统疾病一样，是奶牛最严重的健康问题之一（ózsvári，2017；Dolecheck和Bewley，2018；Oehm等人，2019；Urban-Chmiel等人，2024）。这是一种影响牛只运动系统的疼痛性疾病，会导致其行走方式改变、步态异常以及姿势不正常（Medina-González等人，2022）。在现代奶牛养殖中，跛行不仅是重大的动物福利问题（Oehm等人，2019；Roche等人，2024），还会对养殖场的经济效益造成严重负面影响（ózsvári，2017）。有研究指出，其对牛群生产力的危害仅次于乳腺炎（Thomsen等人，2023）。与跛行相关的经济损失包括产奶量下降（ózsvári，2017；Oehm等人，2022；Thomsen等人，2023；Espiritu等人，2025）、体重增长缓慢（ózsvári，2017；Espiritu等人，2025）、治疗费用增加（ózsvári，2017；Oehm等人，2022；Thomsen等人，2023）、繁殖性能下降（Oehm等人，2022；Thomsen等人，2023）、产犊间隔时间延长（ózsvári，2017），以及被淘汰或提前从牛群中移除的风险上升（ózsvári，2017；Oehm等人，2022；Thomsen等人，2023；Espiritu等人，2025）。

为减少跛行问题，奶农需要了解牛群中跛牛的数量及其跛行的严重程度（van Nuffel等人，2015）。目前最常用的监测方法是视觉步态评分，即观察者需判断牛只的步态、姿势或行为是否有变化。但这种方法具有主观性，取决于观察者的经验，且难以在农场日常管理中持续应用（van Nuffel等人，2015）。

近年来，精准畜牧养殖技术逐渐受到重视。这种技术整合了摄像头、传感器、声学设备等多种技术，常与人工智能相结合，用于支持畜牧生产中的数据收集与分析。精准畜牧养殖旨在在降低环境影响、优化资源利用的同时，提升动物的生产效率、健康状况和福利水平（Kleen和Guatteo，2023）。这一策略有助于养殖户做出更科学的决策，以保障动物健康、改善动物福利，并提升畜牧生产的可持续性（Papakonstantinou等人，2024）。在此背景下，跛行检测系统的自动化已成为研究与开发的重要方向，其目的是减少人为误差，提高牛群管理的效率（van Nuffel等人，2015；Dutton-Regester等人，2020；Bobi?等人，2025）。

红外热成像似乎是早期检测跛行的理想方法，因为它能够记录身体表面发出的红外辐射，甚至在出现可见的临床症状之前，就能识别出与炎症或损伤相关的温度变化（Casas-Alvarado等人，2024）。因此，它可作为辅助工具，用于早期诊断奶牛的肢体疾病（Alsaaod等人，2014；Gianesella等人，2018；Fabbri等人，2020；Anagnostopoulos等人，2021）。此外，热成像技术还有很大的潜力与其他精准畜牧养殖技术及数据分析系统相整合，从而为牛群健康监测打造完全自动化的实时诊断工具（Co?kun等人，2023；Feighelstein等人，2024）。本文旨在评估热成像技术在诊断和监测奶牛肢体疾病中的应用，尤其着重探讨其在早期识别炎症和疼痛方面的作用。