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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der
Erfindung.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Beobachtung der Kernkörpertemperatur eines Tiers,
insbesondere ein Verfahren zur Beobachtung der Kernkörpertemperatur
eines Wiederkäuers unter
Verwendung eines mit der Nahrung aufgenommenen Bolus.
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2. Stand der Technik.
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Das Verfahren zur Übertragung
einer Nachricht in Form eines codierten Datenpakets von einem im
Magen eines Wiederkäuers
untergebrachten Bolus zu einer entfernten Empfängereinheit in Form einer stationären Basiseinheit
oder einer tragbaren Einheit ist bekannt. Beispielsweise beschreibt US-Patentantrag
Seriennummer 08/918,607 ein System zur Fernbeobachtung einer Temperatur,
die im Magen einer Kuh aufgenommen wird. Ein derartiges System ist
ein technischer Schritt vorwärts
und ermöglicht
einem Benutzer die individuelle Beobachtung der Kernkörpertemperatur
einer Mehrzahl von Kühen
in einer Herde.
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Bestimmte physiologische Zustände einer Kuh
führen
dazu, dass die Kernkörpertemperatur
der Kuh im Verhältnis
zur normalen Kernkörpertemperatur
etwas variiert. Beispielsweise steigt die Kernkörpertemperatur der Kuh einige
Stunden bevor sie brünstig
ist und mit hoher Wahrscheinlichkeit empfängt. Die Kernkörpertemperatur
einer Kuh kann etwa 12 Stunden vor dem Brunstzustand der Kuh z. B.
um annähernd
0,27°C (0,5°F) steigen.
Außerdem kann
die Kernkörpertemperatur
einer Kuh steigen, wenn die Kuh krank ist oder wenn sie sich im
Zusammenhang mit sehr heißen
Umweltbedingungen im Hitzestress befindet. Umgekehrt fällt die
Kernkörpertemperatur
einer Kuh kurz bevor die Kuh ein Kalb wirft, wenn die Kuh unter
Hypothermie leidet oder wenn die Kuh tot ist. Die Kernkörpertemperatur
der Kuh ist deshalb ein Indikator unterschiedlicher physiologischer
Zustände.
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Ein Problem mit der Verwendung eines
ingestiblen Bolus zur Bestimmung der Kernkörpertemperatur auf der Grundlage
einer im Magen der Kuh abgenommenen Temperatur liegt in der Tatsache, dass
die Kuh im Laufe eines Tages ziemlich oft säuft (z. B. 10 bis 12 mal pro
Tag) und täglich
eine relativ große
Menge an Wasser zu sich nimmt. Die Temperatur des Wassers ist naturgemäß in der
Regel wesentlich niedriger als die Kernkörpertemperatur der Kuh. Jedesmal
wenn die Kuh säuft,
fällt deshalb
die im Magen abgenommene Temperatur sehr schnell ab, je nach Menge
und Temperatur des aufgenommenen Wassers. Die von der entfernten
Empfängereinheit
empfangenen Temperaturdaten variieren folglich über eine relativ große Bandbreite.
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In EP-A 0 549 081 wird eine Vorrichtung 3 (1) offenbart, die unter
die Haut eines Schweins 1 implantiert wird. Die Vorrichtung 3 umfasst
einen Sensor 4 (2),
der Temperaturen in elektrische Signale wandelt. Die Signale werden
einem Filter 6 zugeführt,
der jene Signale unterdrückt,
die Werte außerhalb
eines bestimmten Bereichs aufweisen. Die vom Filter 6 kommenden
gefilterten Signale werden in die Arithmetikeinheit 7 weiter
geleitet und dort so verarbeitet, dass sich ein oder mehrere charakteristische
Werte ergeben (Spalte 3, Zeilen 31–51 ). Es ist möglich, in
einem Zeitintervall hintereinander unterschiedliche charakteristische
Werte zu erfassen, die wiederum zu einem einzigen charakteristischen
Wert kombiniert werden können.
Mit dem Ende des Zeitintervalls sendet die Arithmetikeinheit 7 mittels
des Senders 9 die charakteristischen Werte und/oder die aus
dem Filter 6 kommenden Signale an einen Empfänger 10.
Der Empfänger 10 leitet
die empfangenen Daten an den zentralen Datenprozessor 11 weiter.
Es könnte
ein Vergleich der charakteristischen Werte mit Referenzdaten oder
mit charakteristischen Werten von anderen Zeitintervallen oder von
anderen Tieren vorgenommen werden. Eine Sichtanzeige des Vergleichs
kann durch Anzeigen an der Verarbeitungseinheit 11 gewährleistet
werden (Spalte 4, Zeilen 7–24).
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In US-A-4 399 821 wird ein Verfahren
zur Verwendung eines Bolus zur Übertragung
physiologischer Daten auf einen Empfänger offenbart. In diesem Dokument
wird jedoch nichts zu der durchschnittlichen Kernkörpertemperatur über einen
Zeitraum im Hinblick auf die Bestimmung des physiologischen Zustands
eines Wiederkäuers
ausgesagt.
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Es ist ein Ziel der Erfindung, ein
Verfahren zur Analyse von Temperaturdaten im Zusammenhang mit Temperaturen
zu schaffen, die im Magen eines Wiederkäuers abgenommen wurden, und
des weiteren eines Verfahrens zur Anzeige der Daten von physiologischen
Zuständen
oder physiologischen Veränderungen
des Wiederkäuers
oder zur Information eines Benutzers hierüber.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Feststellung eines physiologischen Zustands eines
Wiederkäuers
durch die mathematische Analyse mindestens eines Teils eines Verlaufs
von Daten, die abgenommene Temperaturen in einem Magen des Wiederkäuers anzeigen.
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Die Erfindung umfasst ein Verfahren
zur Feststellung eines physiologischen Zustands eines Wiederkäuers durch
Beobachtung der Kernkörpertemperatur
des Wiederkäuers,
wie in den Ansprüche 1
und 19 beansprucht. Im Magen eines Wiederkäuers wird ein Bolus mit einem
Temperatursensor und einem Sender untergebracht. Unter Verwendung
des Sensors wird eine Mehrzahl von Temperaturen im Magen abgenommen,
wobei jede Temperatur für eine
Temperatur an einem jeweiligen diskreten Zeitpunkt innerhalb einer
Zeitperiode steht. Mit Hilfe des Senders wird eine Mehrzahl von
Funksignalen zu einem entfernten Empfänger gesendet, wobei jedes Funksignal
mindestens eine der abgenommenen Temperaturen repräsentiert.
Die Mehrzahl von Temperaturen wird mit Hilfe des entfernten Empfängers zu
diskreten Zeitpunkten im Laufe der Zeitperiode mathematisch analysiert.
Der physiologische Zustand des Wiederkäuers wird unter Verwendung
der mathematisch analysierten Temperaturen festgestellt.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung
liegt in der Tatsache, dass ein physiologischer Zustand des Wiederkäuers aus
der Ferne festgestellt werden kann, wodurch der Benutzer in die
Lage versetzt wird, zu intervenieren oder Abhilfemaßnahmen
als Reaktion auf den festgestellten physiologischen Zustand zu ergreifen.
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Ein weiterer Vorteil liegt darin,
dass unterschiedliche physiologische Zustände des Wiederkäuers festgestellt
werden können.
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Ein weiterer Vorteil liegt darin,
dass eine einfache Benutzerschnittstelle gegenwärtige und vergangene physiologische
Zustände
des Wiederkäuers anzeigt,
ohne die Notwendigkeit einer Interpretation der Daten durch den
Benutzer.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die oben erwähnten und andere Merkmale und
Vorteile der Erfindung und die Art und Weise, wie diese erreicht
werden, werden einsichtiger und die Erfindung wird besser verständlich durch
Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der Erfindung im Zusammenhang
mit den begleitenden Zeichnungen:
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1 ist
eine grafische Darstellung von Temperaturen, die im Magen eines
Wiederkäuers während einer
Vierundzwanzigstundenperiode abgenommen wurden;
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2 ist
ein Fließdiagramm,
das ein Ausführungsbeispiel
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zur Feststellung eines
physiologischen Zustands des Wiederkäuers darstellt;
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3 ist
ein Fließdiagramm,
das ein Ausführungsbeispiel
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zur Feststellung eines
Eintagsdurchschnitts der Kernkörpertemperatur
des Wiederkäuers
darstellt;
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4 ist
ein Fließdiagramm,
das ein Ausführungsbeispiel
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zur Feststellung eines
Fünftagesdurchschnitts der
Kernkörpertemperatur
des Wiederkäuers
darstellt;
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5 ist
eine grafische Darstellung einer exemplarischen Bildschirmausgabe
des entfernten Empfängers,
die die physiologischen Zustände
mehrerer Wiederkäuer
visuell anzeigt.
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Gleiche Bezugszeichen beziehen sich über alle
Zeichnungen hinweg auf gleiche Teile. Die hier ausgeführte Exemplifizierung
stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einer Form dar; dieses ist nicht geeignet, den
Geltungsbereich der Erfindung auf irgendeine Weise zu beschränken.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Bezug nehmend auf die Zeichnungen,
und insbesondere auf 1,
ist eine grafische Illustration eines typischen Temperaturprofils
im Magen eines Wiederkäuers,
wie etwa einer Kuh, während
einer 24-Stunden-Periode dargestellt. Eine normale Kernkörpertemperatur
einer Kuh liegt zwischen 38,6 und 39,2°C (101° – 102°F), normalerweise bei etwa 38,9°C (101,5°F). Es ist
evident, dass die Temperatur im Magen der Kuh im Laufe eines Tages
erheblich schwankt. Dies ist in erster Linie auf die Aufnahme kühlen oder
kalten Wassers zurück
zu führen,
das die Kuh tagsüber
säuft.
Jedesmal wenn die Kuh säuft, fällt die
Temperatur im Magen ab. Wenn die Kuh zu saufen aufhört, beginnt
die Kernkörpertemperatur der
Kuh sofort damit, die Temperatur im Magen auf den Kernkörpertemperaturwert
zurück
anzuheben. Wenn die Kuh erneut säuft,
bevor die Temperatur im Magen die Kernkörpertemperatur erreicht hat
(wie im dargestellten Beispiel um ungefähr 5:15 Uhr geschehen), fällt die
Temperatur im Magen wieder ab, je nach Temperatur und Menge des
aufgenommenen Wassers.
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Wie aus 1 hervorgeht, schwankt das Temperaturprofil
im Magen einer Kuh im Laufe einer 24-Stunden-Periode beträchtlich.
Anderseits schwankt die Änderung
der Kernkörpertemperatur
einer Kuh, die unterschiedlichen physiologischen Zustände zugeordnet
wird, wie etwa Brünstigkeit, Krankheit,
Hitzestress und Kalbung, nicht mit großer Bandbreite, in der Regel
nur ±0,13
bis 1,11°C
(±0,25 bis
2°F). Folglich
analysiert die vorliegende Erfindung zur Feststellung eines physiologischen
Zustands der Kuh die Daten in Verbindung mit der Temperatur im Magen
der Kuh mathematisch und interpretiert sie, um einen physiologischen
Zustand oder eine physiologische Veränderung der Kuh abzuleiten.
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Im allgemeinen benützt die
vorliegende Erfindung Temperaturdaten, die von einem Bolus im Magen
einer Kuh abgenommen werden, um den physiologischen Zustand der
Kuh festzustellen. Zwar säuft
möglicherweise
eine Kuh durchschnittlich mehr als eine andere Kuh, es hat sich
jedoch herausgestellt, dass jede Kuh im Laufe eines Tages von einem Tag
zum anderen eine relativ gleichbleibende Wassermenge zu sich nimmt.
Die Durchschnittstemperatur im Magen einer Kuh bleibt folglich von
einem Tag auf den anderen relativ konstant, so lange der physiologischer
Zustand der Kuh ebenfalls konstant bleibt. Eine Änderung in der Durchschnittstemperatur
im Magen der Kuh kann auch ein Hinweis auf eine Veränderung
des physiologischen Zustands der Kuh sein. Um die physiologische
Veränderung
festzustellen, wird ein Verlaufsprofil der Durchschnittstemperaturdaten
einer spezifischen Kuh ermittelt. Der Datenverlauf für eine spezifische
Kuh wird über
einen längeren
Zeitraum berechnet, der ausreicht, um ein hinreichend adäquates Datenprofil
der Kuh zu erstellen. Der längere
Zeitraum kann beispielsweise mehrere Tage umfassen, eine Woche,
einen Monat oder sogar eine Jahreszeit. Diese Datengeschichte, die
dann als Grundlage verwendet wird, wird mit den Magentemperaturdaten über einen
kürzeren
Zeitraum verglichen, womit eine Person in die Lage versetzt wird, angemessen
zu reagieren oder einzugreifen, wenn eine Änderung des physiologischen
Zustands der Kuh festgestellt wird. Der kürzere Zeitraum kann beispielsweise
einen Halbtag, einen Tag oder mehrere Tage umfassen. Der kürzere Zeitraum
muss lange genug gewählt
werden, um gültige
Daten zu liefern, aber auch kurz genug, dass eine Person zeitgerecht reagieren
oder eingreifen kann.
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Nunmehr bezugnehmend auf 2, wird ein Ausführungsbeispiel
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zur Feststellung eines
physiologischen Zustands einer Kuh detaillierter beschrieben. Es
ist zu beachten, dass die Daten unter Verwendung eines ingestiblen
Bolus (wie im übergeordneten
Patentantrag Seriennr. 08/918,607 beschrieben) auf einen entfernten
Empfänger übertragen
werden, der in Form einer stationären Basiseinheit oder einer
tragbaren Einheit vorliegen kann. Wenn nichts anderes festgestellt
wird, werden Einzelheiten, die Elektronikfachleuten bekannt sind,
weggelassen, da es sich um außenstehende
Details handelt, die auf die praktische Anwendung der Erfindung
keine Auswirkungen haben. Es ist des weiteren zu beachten und wird
von Fachleuten erkannt werden, dass die Methodologie und Logik der
vorliegenden Erfindung wie hier beschrieben unter Verwendung jeder
Anzahl struktureller Konfigurationen ausgeführt werden können, wie elektronischer
Hardware, Software und/oder Firmware oder Ähnliches.
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An Kasten 10 empfängt der
entfernte Empfänger
eine Nachricht in Form eines Funksignals, das von einem im Magen
einer Kuh implantierten Bolus übertragen
wird. Die Nachricht bzw. das Signal ist vorzugsweise in Form eines
Datenpakets gegeben, das von einer Anzahl von Datenimpulsen dargestellt wird.
Für jede
Nachricht enthält
das Datenpaket Temperaturdaten, welche die im Magen abgenommene Temperatur
darstellen, Identifikationsdaten, wie die der spezifischen Kuh eindeutig
zugeordnete Identifikationsnummer und Datums- und/oder Zeitstempeldaten in Entsprechung
zu dem diskreten Zeitpunkt, zu dem die Temperatur vom Bolus abgenommen wurde.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht
jedes Datenpaket einer einzelnen im Magen abgenommenen Temperatur;
es ist aber auch möglich,
dass ein Datenpaket Daten in Entsprechung zu mehreren abgenommenen
Temperaturen und diesen zugeordneten diskreten Abnahmezeiten enthält. An Kasten 12 wird
die vom entfernten Empfänger empfangene
Nachricht oder das Datenpaket analysiert ("geparst"), um die Temperaturdaten, die Identifikationsdaten
und die Zeitstempeldaten zu trennen und sicherzustellen. Die geparsten
Daten werden dann in einer Speichervorrichtung abgelegt, wie etwa einem
RAM-Speicher und/oder einem nichtflüchtigen Langzeitspeicher (Kasten 14).
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
wird die geparste Nachricht sowohl in einem RAM-Speicher wie in
einem Langzeitspeicher, wie beispielsweise einer Festplatte, abgelegt.
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An Kasten 16 wird ein Eintagesdurchschnitt der
im Zeitraum eines Tages (d. h. 24 Stunden) abgenommenen Temperaturen
berechnet. Für
eine detailliertere Erklärung
der Berechnung eines Eintagesdurchschnitts wird hiermit auf 3 verwiesen. Im allgemeinen
wird eine Eintagesdurchschnittstemperatur nur unter Heranziehung
des Verfahrens in den Blöcken 40–46 berechnet,
wenn der Zeitstempel auf der geparsten Nachricht mindestens eine
Stunde nach einer vorherigen Berechnung des Eintagsdurchschnitts
liegt. Insbesondere entsprechen die Variablen NACHRICHT(ZEIT) und
LETZTERDURCHSCHNITT(ZEIT) jeweils Zeigerwerten in einem Speicher,
wie einem RAM-Speicher. Der Zeigerwert NACHRICHT(ZEIT) verweist
auf eine Stelle im Speicher, auf der die Zeitstempeldaten für die aktuelle
Nachricht untergebracht sind, und der Zeigerwert LETZTERDURCHSCHNITT(ZEIT)
verweist auf eine Stelle im Speicher, auf der die Zeitstempeldaten
für die
letzte Eintagesdurchschnittstemperaturberechnung untergebracht sind.
Wenn die Zeitstempeldaten am Zeigerwert NACHRICHT(ZEIT) nicht größer sind als
die am Zeigerwert LETZTERDURCHSCHNITT(ZEIT) untergebrachten Zeitstempeldaten plus
eine Stunde, dann wird kein Eintagesdurchschnitt berechnet, und
das Verfahren endet bei 48. Wenn aber der Wert der Zeitstempeldaten
an der Speicherstelle NACHRICHT(ZEIT) mehr als eine Stunde größer ist
als der Wert der Zeitstempeldaten an der Speicherstelle LETZTERDURCHSCHNITT(ZEIT),
wird in Kasten 42 eine Eintagesdurchschnittstemperatur
berechnet. Der Eintagesdurchschnitt wird berechnet durch Addieren
aller in den letzten 24 Stunden abgenommenen Temperaturwerte. Das
heißt,
die 24-Stunden-Periode ist ein Gleitfenster, das von den in der
NACHRICHT(ZEIT) enthaltenen Zeitstempeldaten rückwärts berechnet wird. Der Gesamtwert
aller Temperaturen in den letzten 24 Stunden wird dann durch die
Gesamtzahl der Temperaturen in den letzten 24 Stunden dividiert
(d. h. die Anzahl geparster Nachrichten, die in den letzten 24 Stunden
für diese
spezifische Kuh empfangen wurden). Die Eintagesdurchschnittstemperatur
wird dann im Speicher abgelegt (Kasten 44), vorzugsweise
sowohl auf einer Festplatte wie auch im RAM-Speicher. Der Zeigerwert
LETZTERDURCHSCHNITT(ZEIT) wird dann so geändert, dass er auf die Speicherstelle
zeigt, welche in NACHRICHT(ZEIT) die Zeitstempeldaten enthält.
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An Kasten 18 wird ein Fünftagesdurchschnitt berechnet.
Insbesondere Bezug nehmend auf die entsprechende 4 wird eine Variable Gesamttemperatur
um den Temperaturwert der aktuell geparsten Nachricht erhöht, die
im Zeigerwert NACHRICHT(TEMPERATUR) enthalten ist (Kasten 50). Die
Datumsdaten für
die an der Speicherstelle NACHRICHT(ZEIT) gespeicherte gegenwärtige Nachricht
minus fünf
Tagen werden mit den Datumsdaten verglichen, die an der Speicherstelle
DATUM(STARTINDEX)(Entscheidungskasten 52) gespeichert sind.
Ist das Ergebnis vom Entscheidungskasten 52 NEIN, was bedeutet,
dass das Datum der gegenwärtig
geparsten Nachricht weniger als fünf Tage älter als das Datum ist, zu
dem der letzte Fünftagesdurchschnitt
berechnet wurde (was deshalb vorkommen kann, weil die Daten vom
Bolus etwas zufällig übertragen
werden), dann wird ein neuer Fünftagesdurchschnitt
berechnet, wie in Kasten 54 dargestellt. Insbesondere wird
der Fünftagesdurchschnitt
berechnet durch Dividieren der Variablen Gesamttemperatur durch
die durch die Differenz AKTUELLERINDEX-STARTINDEX gegebene Anzahl
der Temperaturdaten, die seit Berechnung des letzten Fünftagesdurchschnitts
berechnet wurden.
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Wenn andererseits das Ergebnis vom
Entscheidungskasten 52 JA ist, was bedeutet, dass ein Zeitraum
von mehr als fünf
Tagen seit Berechnung des letzten Fünftagesdurchschnitts vergangen
ist, wird der Wert der Temperatur an der Speicherstelle in Entsprechung
zum Zeiger STARTINDEX von der Variablen GESAMTTEMPERATUR abgezogen
(Kasten 56). Mit anderen Worten, die Variable GESAMTTEMPERATUR
wird durch ein Gleitfenster von Temperaturdaten für die letzten
fünf Tage
repräsentiert,
und jedes Temperaturdatum, das älter
als fünf
Tage ist, wird von der Variablen GESAMTTEMPERATUR subtrahiert. An
Kasten 58 wird der ganzzahlige Zeigerwert STARTINDEX um
Eins inkrementiert.
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An Kasten 20 wird die Variable
DELTA durch Subtrahieren der Fünftagesdurchschnittstemperatur von
der Eintagesdurchschnittstemperatur berechnet. Es ist erforderlich,
die Differenz auf diese Weise zu berechnen (d. h. Eintagesdurchschnitt
minus Fünftagesdurchschnitt),
damit festgestellt werden kann, ob die Eintagesdurchschnittstemperatur
der Kuh zunimmt oder abnimmt. Eine Änderung des physiologischen
Zustands der Kuh im Zusammenhang mit Brünstigkeit oder Krankheit löst ein Ansteigen
des Eintagesdurchschnitts aus, während
eine Änderung des
physiologischen Zustands im Zusammenhang mit einer Kalbung ein Sinken
des Eintagesdurchschnitts auslöst.
Auch eine Änderung
des physiologischen Zustands im Zusammenhang mit Hitzestress löst einen
Anstieg der Kernkörpertemperatur
aus.
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An den Entscheidungskästen 22, 26 und 30 werden
die Variable DELTA und die Temperatur für die gegenwärtig geparste
Nachricht mit Schwellwerten verglichen, um festzustellen, ob der
physiologische Zustand der Kuh bestimmten Kriterien entspricht.
Insbesondere wird die Variable DELTA am Entscheidungskasten 22 mit
einem Wert SCHWELLE 1 verglichen. Der Wert SCHWELLE 1 entspricht einem
physiologischen Zustand, in dem die Kuh sich in Brunst befindet
und bereit ist, zu diesem Zeitpunkt oder in wenigen Stunden von
einem Stier oder durch künstliche
Besamung gedeckt zu werden. Wenn man weiß, dass die Kuh in Brunst ist,
kann sie von der Herde getrennt und mit dem Stier in einem getrennten
Deckpferch untergebracht oder künstlich
besamt werden. Es hat sich in empirischen Tests herausgestellt,
dass der Wert der SCHWELLE 1 in Abhängigkeit von bestimmten Faktoren
variieren kann, wie beispielsweise die Rasse der Kuh, die Jahreszeit
usw. Beispielsweise kann der Wert der SCHWELLE 1 je nach Rasse der
Kuh zwischen 0,14°C
und 0,83°C (0,25°F und 1,5°F) variieren.
Obwohl der Wert der SCHWELLE 1 für
eine bestimmte Kuh im allgemeinen konstant ist, kann er demnach
von einer Kuh zur anderen schwanken. Tests haben gezeigt, dass ein Wert
der SCHWELLE 1 für
eine Angus-Kuh annähernd
0,14°C (0,25°F) sein kann,
während
der Wert der SCHWELLE 1 für
eine Holstein-Kuh annähernd 0,28°C (0,5°F) sein kann.
Wenn das Ergebnis vom Entscheidungskasten 22 JA ist, erfolgt
eine visuelle Anzeige auf einem Bildschirm für diese Kuh in Form eines gelben
Kästchens
oder einer Zelle (Kasten 24, wie weiter unten detaillierter
beschrieben).
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In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die
Konstante SCHWELLE 1 einem Brunst-Schwellwert. Allerdings kann die
Konstante Schwelle 1 auch einem Krankheits-Schwellwert entsprechen,
was bedeutet, dass die Kernkörpertemperatur
der Kuh auf einen Punkt angestiegen ist, der eine Krankheit anzeigt.
Ein Krankheits-Schwellwert wird im allgemeinen auf einem Niveau
festgelegt, das höher
ist als der Schwellwert für die
Brünstigkeit.
Beispielsweise kann ein Krankheits-Schwellwert auf annähernd 1,11°C (2°F) über der
normalen Kernkörpertemperatur
der Kuh gesetzt werden. Alternativ kann ein zusätzlicher Entscheidungskasten
zu dem in 2 dargestellten
Verfahren hinzugefügt
werden (etwa zwischen den Entscheidungskästen 22 und 26),
so dass der berechnete Wert von DELTA mit einem Schwellwert im Zusammenhang
mit Brunst und einem Schwellwert im Zusammenhang mit Krankheit verglichen
wird.
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Am Entscheidungskasten 26 wird
die Variable DELTA mit einer Konstanten SCHWELLE 2 verglichen. Es
hat sich gezeigt, dass eine Kernkörpertemperatur einer Kuh wenige
Stunden vor dem Kalben von der normalen Kernkörpertemperatur abfällt. Die Konstante
SCHWELLE 2 entspricht somit einem empirisch bestimmten
Wert, der anzeigt, dass die Kuh im Begriffe ist zu kalben. Dadurch
hat eine Person die Möglichkeit,
einzugreifen und die Kuh in einen Kalbungspferch zu verlegen oder
die Kuh zumindest zu überwachen,
um sicherzustellen, dass keine Probleme bestehen. Wenn beispielsweise
die Variable DELTA zwischen –0,55
und –1,11°C (–1° und –2°F) ist, kann
die Kuh zum Kalben bereit sein. Wenn das Ergebnis von den Entscheidungskästen 26 JA
ist, erhält
der Benutzer eine visuelle Anzeige in Form eines orangefarbigen
Kästchens
oder einer Zelle auf einem Displaymonitor für diese individuelle Kuh (Kasten 28).
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Obwohl die Konstante SCHWELLE 2 als
einem Kalbungs-Schwellwert zugeordnet beschrieben wird, ist auch
zu berücksichtigen,
dass eine Person unter Heranziehung einer bekannten Trächtigkeitsperiode
rasch entscheiden kann, ob die Kuh tatsächlich im Begriffe ist zu kalben.
Ist die Kuh nicht zum Kalben fällig
und das Ergebnis vom Entscheidungskasten 26 ist dennoch
JA, kann das Ergebnis vom Entscheidungskasten 26 einen
anderen physiologischen Zustand anzeigen, wie etwa Hypothermie oder eine
tote Kuh. Es ist zu beachten, dass in das in 2 dargestellte Verfahren natürlich auch
zusätzliche
Entscheidungskästen
für diese
besonderen physiologische Zustände
eingeführt
werden können.
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Am Entscheidungskasten 30 wird
der Istwert der geparsten Nachricht (nicht das DELTA zwischen dem
Eintagesdurchschnitt und dem Fünftagesdurchschnitt)
mit einer Konstanten SCHWELLE 3 verglichen. Die Konstante SCHWELLE
3 entspricht einem physiologischen Zustand, in dem die Kuh hohen Temperaturen
ausgesetzt war und unter Hitzestress steht, wie es an einem heißen Tag
passieren kann, wenn die Kuh keinen geeigneten Unterstand, Belüftung und/oder
Wasser zur Verfügung
hat. Natürlich kann
der spezifische Wert der Konstanten SCHWELLE 3 zwischen den Rassen,
den geografischen Regionen und den Jahreszeiten wechseln. Die Hitzebelastung
ist besonders in der Milchindustrie von Bedeutung, da Hitzestress
die Milchproduktion einer Milchkuh einige Tage lang zurückgehen
lassen kann. Wenn das Ergebnis vom Entscheidungskasten 30 JA ist,
erfolgt eine visuelle Anzeige an den Benutzer in Form eines roten
Kästchens
oder einer Zelle auf einem Bildschirm (Kasten 32). Der
Benutzer kann dann eingreifen, um eine Korrektur der Situation zu
versuchen, indem das Tier mit Wasser besprengt, mit Ventilatorluft
befächert
wird usw. In einem (nicht dargestellten) alternativen Ausführungsbeispiel
kann an der Ausgangsseite des Entscheidungskastens 30, wenn
das Ergebnis JA ist, ein zusätzlicher
Steuerkasten vorgesehen sein, der es der entfernten Empfängereinheit
erlaubt, einen automatischen Versuch zur Verbesserung der Situation
zu unternehmen, etwa durch die automatische Betätigung von Abluftventilatoren
oder eines Sprinklersystems in einem Gebäude.
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Wenn das Ergebnis der einzelnen Entscheidungskästen 22, 26 und 30 NEIN
ist, hat die berechnete Variable DELTA eine der Konstanten SCHWELLE
1 oder SCHWELLE 2 nicht überschritten,
und die spezifische Temperatur der geparsten Nachricht hat die Konstante
SCHWELLE 3 nicht überschritten. Folglich
wird für
die Kuh ein normaler physiologischer Zustand festgestellt, und auf
dem Display erscheint für
diese spezifische Kuh eine visuelle Anzeige in Form eines grünen Kästchens
oder einer Zelle (Kasten 34).
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An Kasten 36 wird auf einem
Bildschirm ein individueller Datenpunkt in Entsprechung zu der Temperatur
der geparsten Nachricht angezeigt, wie im folgenden näher beschrieben.
Der Datenpunkt kann dem Istwert der abgenommenen Temperatur, dem
Wert des berechneten DELTA, dem Eintagesdurchschnitt oder dem Fünftagesdurchschnitt
entsprechen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht der
Datenpunkt dem berechneten Eintagesdurchschnitt.
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Bezug nehmend auf 5 wird ein Abschnitt einer Bildschirmanzeige
für einen
Benutzer dargestellt. Die Schraffierung in den Kästchen entspricht der Standardschraffierung
für unterschiedliche
Farben. Es ist zu sehen, dass die Mehrheit der Kästchen der Farbe Grün zuzuordnen
ist, was bedeutet, dass der physiologische Zustand der Kuh normal
und unverändert
ist. Ein einziges Kästchen
für jede
der drei unterschiedlichen Kühe
ist den Farben Gelb, Orange und Rot zuzuordnen, was bedeutet, dass
ein entsprechender Schwellwert überschritten
wurde. Wenn eine visuelle Anzeige wie in 5 dargestellt erfolgt, muss der Benutzer
die Daten nicht interpretieren, um den physiologischen Zustand einer
Kuh zu bestimmen. Der Benutzer wirft einfach einen Blick auf die Anzeige
für eine
bestimmte Kuh und einen bestimmten Tag, um festzustellen, ob der
physiologische Zustand normal ist oder sich auf einen Zustand verändert hat,
der ein Eingreifen oder Aufmerksamkeit erfordert. Es ist jedoch
auch zu sehen, dass für
jede der in 5 dargestellten
Zellen Datenpunkte auch innerhalb der Zellen vorhanden sind. Durch
Anklicken einer bestimmten Zelle mit einer Maus kann der Benutzer
die Datenpunkte für
diese Zelle auf einem Gesamtbildschirm anzeigen, wodurch der Benutzer
in die Lage versetzt wird, die Daten bei Bedarf oder Wunsch anzuzeigen
und zu interpretieren. Obwohl also das Verfahren der Anzeige des
physiologischen Zustands der Kuh sehr einfach ist und keinerlei
Analyse oder Interpretation bedarf, kann ein anspruchsvollerer Benutzer
die Daten auch auf geeignete Weise analysieren und interpretieren.
Die Daten einer bestimmten Zelle können beispielsweise so angezeigt
werden, wie in 1 dargestellt.
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Im Gebrauch sendet der zuvor im Magen
einer Kuh platzierte Bolus eine Nachricht auf etwas zufälliger Basis
an eine entfernte Empfängereinheit, beispielsweise
eine stationäre
Basiseinheit. Die Nachricht wird geparst, um die Identifikationsnummer der
Kuh, das Zeitstempeldatum und die Temperaturdaten festzustellen.
Unter Heranziehung des in 3 und 4 dargestellten, oben beschriebenen
Verfahrens werden eine Eintagesdurchschnittstemperatur und eine
Fünftagesdurchschnittstemperatur
berechnet. Ein DELTA-Wert, der für
die Differenz zwischen dem Eintagesdurchschnitt und dem Fünftagesdurchschnitt
steht, sowie der Wert der abgenommenen Temperatur werden mit diesen
zugeordneten Schwellwerten verglichen. Wird ein bestimmter Schwellwert überschritten,
erfolgt eine aktualisierte visuelle Anzeige, die in einer Zelle
des Monitors eine physiologischen Änderung des Zustands des Tieres anzeigt,
indem die Farbe des Monitors geändert
wird. Wenn der Benutzer zusätzliche
detaillierte Informationen über
den physiologischen Zustand des Tieres wünscht, kann mit einer Maus
eine Zelle auf der Anzeige angeklickt werden, um die dieser zugeordneten Daten
auf volle Bildschirmanzeige mit allen abgenommenen Datenpunkten
für die
relevante Zeitperiode zu vergrößern. Der
Benutzer kann eingreifen oder wenn nötig den Zustand des Tieres
prüfen.
Alternativ dazu kann in einem (nicht dargestellten) Ausführungsbeispiel
die entfernte Empfängereinheit
automatisch die Umgebungsbedingungen der Tierunterkunft kontrollieren,
um die Auswirkungen eines abgenommenen physiologischen Zustands
wie Hitzestress zu reduzieren.
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In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
des Verfahrens zur Feststellung eines physiologischen Zustands einer
Kuh sind die Übermittlungszeiten
vom aufgenommenen Bolus zur entfernten Empfängereinheit etwas zufällig auf
der Grundlage eines von einem Benutzer eingestellten Messintervalls.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann
das Messintervall zwischen zwei Sekunden und neun Stunden eingestellt
werden. Es versteht sich, dass bei längerem Messintervall weniger
Daten empfangen werden und die Messgenauigkeit entsprechend abnimmt.
Je kürzer
umgekehrt das Messintervall, desto höher die Genauigkeit der Daten,
wobei aber auch die Berechnungszeit und die Speichererfordernisse
zunehmen. Ein Messintervall zwischen 2 Minuten und 30 Minuten hat
sich als besonders akzeptabel erwiesen, und derzeit wird ein Messintervall von
annähernd
7,5 Minuten verwendet.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
erhält
der Benutzer eine Anzeige des physiologischen Zustands des Tiers
auf einem Anzeigebildschirm mit vereinfachtem Layout und Design,
die keine Dateninterpretation erfordert. Es ist aber auch zu beachten, dass
im Falle der Überschreitung
eines bestimmten Schwellwerts dem Benutzer ein zusätzlicher
Anzeigetyp zur Verfügung
gestellt werden kann, um diesem zu zeigen, dass ein bestimmter physiologischer Zustand erfasst
wurde. Beispielsweise kann dem Benutzer ohne Probleme eine Anzeige
in Form eines akustischen Alarms oder einer digital aufgezeichneten
Nachricht bereitgestellt werden, wenn ein Schwellwert überschritten
wird.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird
zudem jeder Bolus im Magen einer zugeordneten Kuh untergebracht,
um Temperaturdaten an die entfernte Empfängereinheit zu senden. In einem
anderen Ausführungsbeispiel
kann ein Bolus, der einen Sender und einen Temperatursensor enthält, einfach auf
einem Brett oder an einem anderen geeigneten Ort, wo sich eine Kuhherde
aufhält,
platziert werden. Der Bolus nimmt in diesem Fall die Umgebungstemperaturbedingungen
ab und sendet ein entsprechendes Signal an die entfernte Empfängereinheit.
Die Identifikationsnummer in der Nachricht, die von der Empfängereinheit
geparst wird, kann leicht so zugeordnet werden, dass das Verfahren
erkennt, dass der Bolus auf Umgebungstemperaturen reagiert, und nicht
auf Temperaturen im Magen einer Kuh. Die Umgebungstemperaturen oder
ein Umgebungstemperaturausschlag in einer relativ kurzen Zeitspanne
kann sich auf den einen oder die mehreren Schwellwerte auswirken,
die im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden. So
kann die Modifizierung einer oder mehrerer Schwellwerte in Abhängigkeit von
der erfassten Umgebungstemperatur möglich sein.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden
des weiteren die Eintagesdurchschnittstemperatur und die Fünftagesdurchschnittstemperatur unter
Heranziehung aller Datenpunkte in entsprechenden, diesen zugeordneten
Zeitperioden berechnet. In einem anderen, in gestrichelten Linien
in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
können
extrem hohe und tiefe Datenwerte, die schlechten Daten oder Daten
außerhalb
einer bestimmten Bandbreite zugeordnet sind, unter Verwendung bekannter Datenschnitttechniken
herausgefiltert werden (Kasten 60). Beispielsweise können Temperaturdaten
in Verbindung mit einer Kuh, die extrem kaltes Wasser säuft, wodurch
die Temperatur unter einen bestimmten Wert unterhalb der normalen
Kernkörpertemperatur
abfällt,
herausgefiltert werden.
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Des weiteren werden in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
die Eintagesdurchschnittstemperatur und die Fünftagesdurchschnittstemperatur unter
Anwendung einer einfachen Durchschnittstemperaturberechnung über jeweils
bestimmte Zeitperioden mathematisch in Bezug zueinander analysiert. Es
ist auch zu beachten, dass andere mathematische Analysetechniken
verwendet werden können,
um die abgenommenen Temperaturdaten zu analysieren und einen bestimmten
physiologischen Zustand des Tieres oder eine Änderung des physiologischen
Zustands des Tieres festzustellen. Beispielsweise kann beobachtet
werden, dass die Neigung der Temperaturdatenkurve in 1 scharf abfällt, wenn
die Kuh Wasser säuft,
während
die Neigung der Linie zwischen angrenzenden Punkten, wenn die Magentemperatur
näher an
der Kernkörpertemperatur
liegt, wesentlich geringer ist. Es kann unter Anwendung statistischer
Verfahrenstechniken oder numerischer Analysetechniken möglich sein,
die Daten auf der Grundlage der Neigung der Kurve zu jedem Zeitpunkt zu
analysieren, um den physiologischen Zustand des Tieres festzustellen.
Alternativ kann es möglich
sein, unterschiedliche Datenkurvenermittlungstechniken zur Eliminierung
von Daten oder besseren Annäherung
von Daten zu benützen,
ohne die Messempfindlichkeit zur Feststellung eines physiologischen
Zustands des Tieres zu beeinträchtigen.
Ein wichtiges Kriterium ist, dass bei der mathematischen Analyse der
Daten die Datengeschichte einer Kuh herangezogen wird.