IT201600100910A1

IT201600100910A1 - Metodo per il rilevamento della motilità ruminale in animali da allevamento

Info

Publication number: IT201600100910A1
Application number: IT102016000100910A
Authority: IT
Inventors: Giorgio Marchesini; Paolo Balasso; Lorenzo Serva
Original assignee: Univ Degli Studi Padova
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2018-04-07
Also published as: WO2018065957A1

Description

METODO PER IL RILEVAMENTO DELLA MOTILITÀ RUMINALE

IN ANIMALI DA ALLEVAMENTO

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione si riferisce ad un metodo per il rilevamento della motilità ruminale in animali da allevamento.

Il metodo di cui trattasi si inserisce nel settore della zootecnia ed è vantaggiosamente destinato ad essere impiegato in allevamenti intensivi di animali ruminanti, quali bovini, ovini, caprini.

In particolare, il metodo oggetto della presente invenzione consente di fornire dati relativi alla motilità ruminale e al comportamento degli animali di un allevamento, mettendo a disposizione informazioni che potranno essere impiegate per ottenere indicazioni sullo stato di salute e di benessere degli animali.

Stato della tecnica

Come è noto, nell’ambito dell’allevamento intensivo degli animali da reddito sono in vigore specifiche normative che richiedono agli allevatori di garantire idonee condizioni di benessere e di salute degli animali attraverso appropriate condizioni di stabulazione.

Tuttavia, sia per gli allevatori che per gli organi di controllo, risulta particolarmente difficoltoso valutare le condizioni di salute e di benessere di tutti gli animali, specialmente in allevamenti di grandi dimensioni.

Ad esempio, una valutazione della salute degli animali è fatta attraverso analisi comportamentali che prevedono l’osservazione (diretta o tramite telecamere) degli animali 24 ore su 24 per lunghi periodi (ad esempio per più giorni), al fine di rilevare comportamenti anomali degli animali medesimi che possano essere sintomi di malattie o di inadeguate condizioni di salute.

Tale metodologia di analisi risulta complessa da attuare, in quanto richiede molto tempo e numeroso personale, in particolare in allevamenti intensivi dove l’elevato numero di animali rende particolarmente difficile l’osservazione di ogni singolo animale.

Allo scopo di risolvere almeno in parte il suddetto inconveniente sono state introdotte nel mercato apparecchiature in grado di rilevare in continuo dati relativi al movimento di ciascun animale, consentendo di ricavare informazioni relative al tempo trascorso dall’animale in mangiatoia, al tempo speso dall’animale in decubito o al tempo speso a ruminare.

Tali apparecchiature di tipo noto comprendono più sensori di movimento, ciascuno dei quali è destinato ad essere applicato ad un corrispondente animale, ad esempio ad un collare, ad una zampa oppure ad un orecchio, ed è dotato di un trasmettitore radio in grado di inviare i dati rilevati ad una unità centrale costituita ad esempio da un computer.

Alcuni esempi di tali apparecchiature di tipo noto sono descritti nelle privative brevettuali US 2013/0138389, WO 2010/108496 e WO 2013/005038.

In particolare, la domanda di brevetto WO 2013/005038 descrive un’apparecchiatura di tipo noto per il monitoraggio di bestiame, la quale comprende un accelerometro a tre assi montato su un collare destinato ad essere applicato al collo di un corrispondente animale.

L’accelerometro è predisposto per rilevare dati relativi al movimento ed alla posizione del collo dell’animale e ad inviare, mediante segnali radio, tali dati ad una stazione di ricezione.

In funzione dei dati forniti dall’accelerometro è possibile determinare l’attività dell’animale per individuare ad esempio se l’animale è in piedi, è in decubito, sta camminando, sta mangiando, ecc.

La suddetta apparecchiatura di tipo noto, sebbene sia in grado di fornire dati relativi al comportamento dell’animale, non è in grado di fornire ulteriori parametri indicativi delle condizioni di salute dell’animale medesimo, quali il livello di cortisolo nel sangue, la frequenza cardiaca, la frequenza respiratoria, la motilità ruminale, ecc.

In particolare, la rilevazione continua di alcuni parametri fisiologici, quali la motilità ruminale, consente di ottenere informazioni utilizzabili per individuare o prevenire patologie legate ad un’alimentazione sbilanciata, caratterizzate da alterata motilità ruminale, malfunzionamenti dell’apparato digerente, a cui si affiancano problemi metabolici (ipocalcemia, acidosi ruminale o chetosi) che portano gli animali al collasso e anche alla morte.

Allo stato attuale dell’arte, la motilità ruminale può essere misurata manualmente utilizzando uno stetoscopio o un ecografo. Tali strumentazioni consentono di effettuare le misurazioni solo da personale specializzato (ad esempio veterinari) e in modo estemporaneo.

Sono altresì note apparecchiature impiegate per rilevare l’attività di ruminazione degli animali per individuare ad esempio i momenti in cui gli animali stanno mangiando. Tali apparecchiature, come quella descritta nella domanda di brevetto WO 2014/201039, prevedono l’impiego di sensori di movimento atti a rilevare la movimentazione della mandibola per individuare l’attività di masticazione dell’animale.

Anche queste ultime apparecchiature di tipo noto, tuttavia, non consentono di rilevare ulteriori parametri fisiologici significativi quali la motilità ruminale.

Presentazione dell’invenzione

Scopo principale della presente invenzione è pertanto quello di ovviare agli inconvenienti manifestati dalle soluzioni di tipo noto, mettendo a disposizione un metodo per il rilevamento della motilità ruminale in animali da allevamento, il quale sia in grado di fornire in maniera altamente affidabile informazioni relative alle contrazioni ruminali degli animali di un allevamento.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un metodo per il rilevamento della motilità ruminale in animali da allevamento, il quale sia in grado di fornire in maniera continuativa le informazioni relative alle contrazioni ruminali.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un metodo per il rilevamento della motilità ruminale in animali da allevamento, il quale sia in grado di fornire, al contempo, dati relativi alle contrazioni ruminali e dati relativi al tempo trascorso dall’animale in differenti condizioni comportamentali, quali in posizione di decubito o di stazionamento o di deambulazione.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un metodo per il rilevamento della motilità ruminale in animali da allevamento attuabile in maniera semplice negli allevamenti intensivi.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche tecniche dell’invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento alla figura 1 che rappresenta un esempio di un animale a cui è applicato un accelerometro per l’attuazione del metodo in oggetto.

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferita

Il metodo di cui trattasi è destinato ad essere impiegato in allevamenti intensivi per rilevare informazioni relative alle contrazioni ruminali, e vantaggiosamente informazioni relative al comportamento degli animali, utilizzabili per stimare il grado di benessere e di salute degli animali medesimi.

In particolare le informazioni relative alla motilità ruminale sono particolarmente utili per rilevare, mediante successive fasi di analisi, in maniera precoce eventuali disfunzioni dei prestomaci, che sono alla base di molte patologie riscontrabili negli animali ruminanti ed in particolare nei vitelli a carne bianca e nelle vacche da latte.

La contrazione ruminale, come noto nel settore di riferimento, è un’azione involontaria della muscolatura liscia che interessa il rumine dell’animale durante il processo digestivo.

Il metodo in oggetto comprende una fase di applicazione di un accelerometro 1, preferibilmente del tipo a tre assi, su un fianco di un animale ruminante, quale un bovino, in particolare sul fianco sinistro dell’animale.

Tale fase di applicazione, preferibilmente, prevede di applicare un accelerometro 1 a ciascun animale dell’allevamento o a ciascun animale di un campione significativo degli animali dell’allevamento.

Vantaggiosamente, l’accelerometro 1 è posizionato in corrispondenza della fossa del fianco dell’animale, ad esempio mediante un’imbragatura 2.

In particolare, con riferimento all’esempio illustrato in figura 1, l’imbragatura 2 comprende una cintura 3 la quale è avvolta attorno al tronco dell’animale e porta montato l’accelerometro 1 disposto in corrispondenza della fossa del fianco dell’animale.

Vantaggiosamente, l’accelerometro 1 è disposto all’interno di un contenitore fissato alla cintura 3 dell’imbragatura 2 ed appoggiato alla cute dell’animale sulla fossa del fianco dell’animale medesimo.

Preferibilmente, l’imbragatura 2 comprende un peso 4 fissato alla cintura 3 e disposto sotto all’addome dell’animale per mantenere stabile l’imbragatura 2 medesima.

In particolare, l’imbragatura 2 comprende altresì un collare 5 avvolto al collo dell’animale e collegato alla cintura 3 mediante una o più fasce di collegamento. Vantaggiosamente, l’accelerometro 1 è dotato di tre assi cartesiani di misurazione X, Y, Z, di cui:

− un primo asse X posizionato sostanzialmente ortogonale al suolo quando l’animale è in piedi in posizione quadrupedale,

− un secondo asse Y sostanzialmente parallelo al suolo quando l’animale è in piedi in posizione quadrupedale e sostanzialmente parallelo all’asse longitudinale AL dell’animale,

− ed un terzo asse Z ortogonale al primo asse X ed al secondo asse Y e sostanzialmente ortogonale all’asse longitudinale AL dell’animale.

Per asse longitudinale AL dell’animale si intende l’asse che si sviluppa dalla testa al retro dell’animale medesimo e disposto in particolare sostanzialmente parallelo al suolo quando l’animale è in piedi in posizione quadrupedale.

In particolare, le posizioni degli assi X, Y, Z dell’accelerometro 1 sopra riportate sono riferite alle componenti principali degli assi X, Y, Z medesimi potendo questi ultimi, nell’applicazione reale dell’accelerometro 1, presentare delle deviazioni dalle condizioni di parallelismo e/o ortogonalità sopra descritte, in funzione ad esempio della particolare fisiologia dell’animale a cui è applicato l’accelerometro 1.

In accordo con un esempio realizzativo particolare, l’accelerometro presenta un range di misurazione delle accelerazioni di circa ±10 G con un’accuratezza di ±0,15 G.

Ad esempio, il metodo in oggetto può essere attuato impiegando come accelerometro 1 il dispositivo denominato MSR145W (della PCE Italia s.r.l. con sede a Capannori (LU) Italia).

Secondo la presente invenzione, il metodo in oggetto comprende una fase di rilevamento di una serie temporale di misure di accelerazione Xa, Ya, Za effettuate mediante l’accelerometro 1 in particolare in un determinato intervallo temporale di rilevamento TR.

Vantaggiosamente, il suddetto intervallo temporale di rilevamento TR dura per l’arco di più giorni/settimane/mesi, essendo in particolare la fase di rilevamento eseguita in maniera continua ventiquattro ore su ventiquattro.

Preferibilmente, l’accelerometro 1 rileva le misure di accelerazione Xa, Ya, Za con una determinata frequenza di rilevazione F, ad esempio di almeno 5 rilevazioni al secondo (ovvero con periodo di rilevamento TP = 1/F).

Vantaggiosamente, nella fase di rilevamento l’accelerometro 1 rileva le misure di accelerazione Xa, Ya, Za sui tre assi cartesiani X, Y, Z. In particolare, le misure di accelerazione Xa, Ya, Za comprendono: prime misure assiali di accelerazione Xa lungo il primo asse X, seconde misure assiali di accelerazione Ya lungo il secondo asse Y, e terze misure assiali di accelerazione Za lungo il terzo asse Z. Il metodo in oggetto, inoltre, comprende una fase di discriminazione, dalla serie temporale di misure di accelerazione Xa, Ya, Za, di un gruppo di selezione di misure di accelerazione Xa, Ya, Za rilevate in un primo intervallo temporale T1 (o in un insieme di più primi intervalli temporali T1) compreso vantaggiosamente nell’intervallo temporale di rilevamento TR. Le misure di accelerazione Xa, Ya, Za di tale gruppo di selezione sono indicative di una prima condizione comportamentale dell’animale assunta nel suddetto primo intervallo temporale T1.

Il metodo comprende inoltre una fase di elaborazione del suddetto gruppo di misure di accelerazione Xa, Ya, Za rilevate nel primo intervallo temporale T1, la quale calcola corrispondenti parametri di motilità ruminale PM indicativi del rilevamento di contrazioni ruminali dell’animale.

Vantaggiosamente, la fase di discriminazione e la fase di elaborazione del metodo in oggetto sono implementate mediante almeno una unità di elaborazione elettronica, comprendente ad esempio un computer.

Preferibilmente, l’unità di elaborazione elettronica è predisposta in posizione remota rispetto agli accelerometri 1, ad esempio in un locale dell’allevamento o in un centro di elaborazione.

Vantaggiosamente, le misure di accelerazione Xa, Ya, Za rilevate da ciascun accelerometro 1 sono trasmesse all’unità di elaborazione elettronica per implementare le fasi di discriminazione e di elaborazione.

In particolare, ciascun accelerometro 1 è dotato di un modulo di trasmissione atto ad inviare all’unità di elaborazione elettronica le misure di accelerazione Xa, Ya, Za rilevate.

Preferibilmente il modulo di trasmissione è di tipo wireless in modo tale da trasmettere in maniera automatica, ad esempio mediante onde radio, le misure di accelerazione Xa, Ya, Za all’unità di elaborazione elettronica.

Opzionalmente, il modulo di trasmissione è dotato di un’interfaccia di trascrizione per memorizzare in un supporto elettronico portatile (quale una chiavetta USB) le misure di accelerazione Xa, Ya, Za al fine di riportarle nell’unità di elaborazione elettronica.

Vantaggiosamente, la suddetta fase di discriminazione individua più categorie comportamentali dell’animale inerenti a corrispondenti differenti livelli di attività dell’animale medesimo. In particolare tali categorie comportamentali comprendono: una prima categoria relativa ad una condizione di decubito dell’animale, in cui quest’ultimo ad esempio dorme o riposa; una seconda categoria relativa ad una condizione di stazionamento dell’animale, in cui quest’ultimo staziona in posizione quadrupedale (ad esempio per mangiare, bere, ecc.); una terza categoria relativa ad una condizione di deambulazione dell’animale, in cui quest’ultimo cammina ad esempio per spostarsi nella stalla o per pascolare.

La suddetta fase di discriminazione fornisce, per ciascuna delle suddette categorie comportamentali, il tempo speso dall’animale in ciascuna categoria durante il primo intervallo temporale T1 delle misure di accelerazione Xa, Ya, Za.

Vantaggiosamente, la prima condizione comportamentale dell’animale, in cui è individuato il gruppo di selezione misure di accelerazione Xa, Ya, Za ed il corrispondente primo intervallo temporale T1, corrisponde alla suddetta prima categoria comportamentale in cui l’animale è in decubito. In sostanza, la fase di discriminazione seleziona il tempo (primo intervallo temporale T1) in cui l’animale è in decubito e le misure (del gruppo di selezione) rilevate quando l’animale è in tale condizione.

In accordo con una diversa forma realizzativa la prima condizione comportamentale dell’animale corrisponde alla suddetta seconda categoria di stazionamento dell’animale, oppure comprende la prima e la seconda categoria comportamentale dell’animale.

In particolare, le misure di accelerazione Xa, Ya, Za rilevate nel suddetto primo intervallo temporale T1 (corrispondenti in particolare alla condizione di decubito e/o di stazionamento dell’animale) si sono dimostrate sorprendentemente adatte a fornire, mediante la suddetta fase di elaborazione, indicazioni particolarmente affidabili relativamente al rilevamento di contrazioni ruminali dell’animale. Vantaggiosamente, la fase di discriminazione del metodo in oggetto comprende una prima fase di trasformazione della serie di misure di accelerazione Xa, Ya, Za (rilevate dall’accelerometro 1) in una corrispondente serie di variabili trasformate VT, le quali sono vantaggiosamente adatte ad una essere successivamente elaborate mediante un’analisi al discriminante lineare.

La fase di discriminazione comprende inoltre una seconda fase di trasformazione della serie di variabili trasformate VT in una corrispondente serie di parametri posturali PP indicativi dell’attività motoria dell’animale nell’intervallo temporale di rilevamento TR, ed una fase di selezione, da tale serie di parametri posturali PP, di primi parametri posturali PP1 indicativi della prima condizione comportamentale dell’animale. Tali primi parametri posturali PP1, quindi, risultano derivati, mediante la prima e seconda fase di trasformazione, dal gruppo di selezione delle misure di accelerazione Xa, Ya, Za rilevate nel primo intervallo temporale T1 in cui l’animale assume la prima condizione comportamentale (ad esempio di decubito).

Vantaggiosamente, la seconda fase di trasformazione e la fase di selezione sono ottenute mediante un’analisi discriminante lineare.

In particolare, i coefficienti di peso impiegati nella suddetta analisi discriminante lineare sono ottenuti in maniera sperimentale e presentano valori che dipendono in particolare dalla specie di animale a cui il metodo è destinato ad essere applicato.

Ad esempio, l’analisi discriminante lineare è implementata in linguaggio R mediante la funzione statistica LDA di tale linguaggio R (nota al tecnico del settore).

Vantaggiosamente, in accordo con una forma realizzativa particolare, la prima fase di trasformazione (per il calcolo delle variabili trasformate VT dalle misure di accelerazione Xa, Ya, Za) prevede di calcolare una serie di variabili differenziali ΔX, ΔY, ΔZ, ciascuna delle quali è ottenuta dalla differenza tra due misure consecutive della serie temporale delle misure di accelerazione Xa, Ya, Za. In particolare, per ciascun asse cartesiano X, Y, Z di rilevamento delle misure di accelerazione Xa, Ya, Za, viene calcolata la differenza tra la misura assiale di accelerazione Xa(t), Ya(t), Za(t) rilevata all’istante “t” e la successiva misura assiale di accelerazione Xa(t+TP), Ya(t+TP), Za(t+TP) rilevata all’istante “t+TP”. Più in dettaglio, per ciascun asse cartesiano X, Y, Z di rilevamento delle misure di accelerazione Xa, Ya, Za, sono calcolate:

prime variabili differenziali ΔX = Xa(t+ TP) - Xa(t);

seconde variabili differenziali ΔY = Ya(t+ TP) - Ya(t);

terze variabili differenziali ΔZ = Za(t+ TP) - Za(t).

Inoltre, la prima fase di trasformazione prevede di calcolare una serie di variabili medie Xp, Yp, Zp, ciascuna delle quali è ottenuta dalla media di almeno due misure consecutive della serie temporale delle misure di accelerazione Xa, Ya, Za. In particolare, per ciascun asse cartesiano X, Y, Z di rilevamento delle misure di accelerazione Xa, Ya, Za, viene calcolata la media tra la misura assiale di accelerazione Xa(t), Ya(t), Za(t) rilevata all’istante “t” e la successiva misura assiale di accelerazione Xa(t+TP), Ya(t+TP), Za(t+TP) rilevata all’istante “t+ TP”. Più in dettaglio, sono calcolate:

prime variabili medie Xp(t) = (Xa(t+ TP) Xa(t))/2;

seconde variabili medie Yp(t) = (Ya(t+ TP) Ya(t))/2;

terze variabili medie Zp(t) = (Za(t+ TP) Za(t))/2.

Pertanto, per ciascuna misura di accelerazione Xa, Ya, Za si ottengono le sei variabili ΔX, ΔY, ΔZ, Xp, Yp, Zp.

Quindi, la prima fase di trasformazione prevede di calcolare una serie di variabili differenziali pulite X.med, Y.med, Z.med ciascuna delle quali è ottenuta dalla mediana di più variabili differenziali ΔX, ΔY, ΔZ in un intervallo temporale di calcolo TC.

Più in dettaglio, per ciascun asse cartesiano X, Y, Z di rilevamento delle misure di accelerazione Xa, Ya, Za, sono calcolate:

prime variabili differenziali pulite X.med = mediana(ΔX(t), …, ΔX(t+TC)); seconde variabili differenziali pulite Y.med = mediana(ΔY(t), …, ΔY(t+TC)); terze variabili differenziali pulite Z.med = mediana(ΔZ(t), …, ΔZ(t+TC)).

Preferibilmente, il suddetto intervallo temporale di calcolo TC è determinato sperimentalmente in base a specifici fattori degli animali, quali la specie, la categoria di produttività, l’età, ecc.

Vantaggiosamente, il suddetto intervallo temporale di calcolo TC è compreso circa tra 10 secondi e 120 secondi.

Inoltre, la prima fase di trasformazione prevede di calcolare una serie di variabili medie pulite Xp.med, Yp.med, Zp.med, ciascuna delle quali è ottenuta dalla media delle variabili medie Xp, Yp, Zp nell’intervallo temporale di calcolo TC. Più in dettaglio, per ciascun asse cartesiano X, Y, Z di rilevamento delle misure di accelerazione Xa, Ya, Za, sono calcolate:

prime variabili medie pulite Xp.med = media(Xp(t), …, Xp(t+TC)); seconde variabili medie pulite Yp.med = media(Yp(t), …, Yp(t+TC));

terze variabili medie pulite Zp.med = media(Zp(t), …, Zp(t+TC)).

Quindi, la prima fase di trasformazione prevede di calcolare variabili differenziali complessive X.sum, Y.sum, Z.sum, ciascuna delle quali è ottenuta dalla somma delle variabili differenziali pulite X.med, Y.med, Z.med in un intervallo temporale di somma TS, e di calcolare variabili medie complessive Xp.sum, Yp.sum, Zp.sum, ciascuna delle quali è ottenuta dalla somma delle variabili medie pulite Xp.med, Yp.med, Zp.med nell’intervallo temporale di somma TS.

prime variabili differenziali complessive X.sum = (X.med(t) … X.med(t+TS)); seconde variabili differenziali complessive Y.sum = (Y.med(t) … Y.med(t+TS)); terze variabili differenziali complessive Z.sum = (Z.med(t) … Z.med(t+TS)); prime variabili medie complessive Xp.sum = (Xp.med(t) … Xp.med(t+TS); seconde variabili medie complessive Yp.sum = (Yp.med(t) … Yp.med(t+TS)); terze variabili medie complessive Zp.sum = (Zp.med(t) … Zp.med(t+TS)). In questo modo, ciascuna delle suddette variabili trasformate VT comprende corrispondenti variabili differenziali complessive X.sum, Y.sum, Z.sum e variabili medie complessive Xp.sum, Yp.sum, Zp.sum, secondo la relazione: VT = (X.sum, Y.sum, Z.sum, Xp.sum, Yp.sum, Zp.sum).

Ciascuna variabile trasformata VT è utilizzata come variabile di ingresso nella suddetta analisi discriminante lineare per calcolare il corrispondente parametro posturale PP associabile ad una delle suddette tre categorie comportamentali. In particolare, la suddetta fase di discriminazione produce in uscita le categorie comportamentali assunte dall’animale durante l’intervallo di rilevamento TR, individuando vantaggiosamente:

− il primo intervallo temporale T1 (o insieme di primi intervalli temporali T1) in cui l’animale assume la prima categoria comportamentale (di decubito), − un secondo intervallo temporale T2 (o insieme di secondi intervalli temporali T2) in cui l’animale assume la seconda categoria comportamentale (di stazionamento),

− ed un terzo intervallo temporale T3 (o insieme di terzi intervalli temporali T3) in cui l’animale assume la terza categoria comportamentale (di deambulazione).

Una volta individuate le categorie comportamentali dell’animale nell’intervallo di rilevamento TR, è prevista la suddetta fase di elaborazione del gruppo di selezione delle misure di accelerazione Xa, Ya, Za rilevate nel primo intervallo temporale T1 (o gruppo di primi intervalli T1) in cui l’animale assume la prima condizione comportamentale (ad esempio di decubito), al fine di ottenere i parametri di motilità ruminale PM indicativi delle contrazioni ruminali dell’animale, quali il numero di contrazioni ruminali, la durata media delle contrazioni ruminali, ecc.

Vantaggiosamente, la fase di elaborazione prevede di calcolare i parametri di motilità ruminale PM in funzione dei valori delle seconde misure assiali di accelerazione Ya (rilevate lungo il secondo asse Y) e delle terze funzioni assiali di accelerazione Za (rilevate lungo il terzo asse Z), in accordo in particolare con quanto descritto in dettaglio nel seguito.

Vantaggiosamente, la fase di elaborazione prevede di calcolare una serie di variabili pulite primarie X1, Y1, Z1 ottenute come risultato di una prima funzione di smoothing (implementata in particolare con una funzione mediana) sul gruppo di selezione delle misure di accelerazione Xa, Ya, Za. Opportunamente, la suddetta prima funzione di smoothing è calcolata con un primo intervallo di smoothing TS1, il quale è compreso preferibilmente nel range tra circa 1 secondo e 120 secondi.

In particolare le suddette variabili pulite primarie X1, Y1, Z1 sono calcolate per ciascun asse cartesiano X, Y, Z di rilevamento delle misure di accelerazione Xa, Ya, Za. Più in dettaglio, le variabili pulite primarie X1, Y1, Z1 comprendono: − prime variabili pulite primarie X1, ottenute da corrispondenti prime misure assiali di accelerazione Xa, secondo la relazione:

X1(t) = mediana (Xa(t), …, Xa(t+TS1));

− seconde variabili pulite primarie Y1, ottenute da corrispondenti seconde misure assiali di accelerazione Ya, secondo la relazione:

Y1(t) = mediana (Ya(t), …, Ya(t+TS1));

− terze variabili pulite primarie Z1, ottenute da corrispondenti terze misure assiali di accelerazione Za, secondo la relazione:

Z1(t) = mediana (Za(t), …, Za(t+TS1)).

Quindi, la fase di elaborazione prevede di calcolare una serie di variabili pulite secondarie Y2, Z2 ottenute come risultato di una seconda funzione di smoothing (implementata in particolare con una funzione mediana) sulle corrispondenti variabili pulite primarie Y2, Z2. Opportunamente, la suddetta seconda funzione di smoothing è calcolata con un secondo intervallo di smoothing TS2, preferibilmente maggiore del primo intervallo di smoothing TS1 e compreso in particolare nel range tra 10 secondi e 1200 secondi.

In particolare, le suddette variabili pulite secondarie Y2, Z2 sono calcolate relativamente al secondo asse Y e per il terzo asse Z. Più in dettaglio, le variabili pulite secondarie Y2, Z2 comprendono:

− seconde variabili pulite secondarie Y2, ottenute da corrispondenti seconde variabili pulite primarie Y1, secondo la relazione:

Y2(t) = mediana (Y1(t), …, Y1(t+TS2));

− terze variabili pulite secondarie Z2, ottenute da corrispondenti terze variabili pulite primarie Z1, secondo la relazione:

Z2(t) = mediana (Z1(t), …, Z1(t+TS2)).

Vantaggiosamente, i valori dei suddetti primo e secondo intervallo di smoothing TS1, TS2 sono definiti in funzione della specie e categoria produttiva dell’animale e sono determinati in particolare mediante prove sperimentali.

Quindi, la fase di elaborazione prevede di confrontare le variabili pulite primarie Y1, Z1 con le corrispondenti variabili pulite secondarie Y2, Z2, producendo corrispondenti parametri di confronto, e di individuare eventi delle contrazioni ruminali in funzione di tali parametri di confronto.

Più in dettaglio, la fase di elaborazione prevede di confrontare ciascuna seconda variabile pulita primaria Y1(t) con la corrispondente seconda variabile pulita secondaria Y2(t), e di confrontare ciascuna terza variabile pulita primaria Z1(t) con la corrispondente terza variabile pulita secondaria Z2(t).

Quando Y1(t) < Y2(t) o Z1(t) > Z2(t) per un numero di rilevazioni consecutive t di durata maggiore di un determinato valore di soglia VS, viene individuata una corrispondente contrazione ruminale e ne viene vantaggiosamente rilevata la durata.

In sostanza, la fase di elaborazione prevede di individuare ciascun evento di contrazione ruminale quando le seconde variabili pulite primarie Y1(t) sono inferiori alle corrispondenti seconde variabili pulite secondarie Y2(t) o le terze variabili pulite primarie Z1(t) sono maggiori delle corrispondenti terze variabili pulite secondarie Z2(t) per un intervallo di tempo, in cui sono state rilevate le corrispondenti misure di accelerazione Ya(t), Za(t), di durata superiore al suddetto valore di soglia VS.

Vantaggiosamente, il suddetto valore di soglia VS è compreso nel range tra circa 1 secondo e 120 secondi ed è preferibilmente determinato, in particolare mediante prove sperimentali, in funzione della specie e/o categoria produttiva dell’animale.

La fase di elaborazione prevede quindi di calcolare, dagli eventi di contrazioni ruminali individuati, i parametri di motilità ruminale PM dell’animale.

Preferibilmente, i parametri di motilità ruminale PM comprendono la frequenza delle contrazioni ruminali nei primi intervalli temporali TS1 (espressa ad esempio in numero di contrazioni al minuto), calcolata in particolare dividendo il numero di contrazioni ruminali per il corrispondente primo intervallo temporale TS1.

Vantaggiosamente, i parametri di motilità ruminale PM comprendono la media della durata delle contrazioni ruminali nel corrispondente primo intervallo temporale TS1 in cui l’animale assume consecutivamente la prima condizione comportamentale (ad esempio di decubito).

L’invenzione così descritta raggiunge pertanto gli scopi prefissati.

In particolare, le informazioni relative alla motilità ruminale, e vantaggiosamente le informazioni relative alle categorie comportamentali assunte dall’animale, sono particolarmente utili per rilevare, mediante successive fasi di analisi, in maniera precoce eventuali disfunzioni dei prestomaci, che sono alla base di molte patologie riscontrabili negli animali ruminanti.

Ad esempio, i dati giornalieri relativi ai parametri di motilità ruminale PM, e vantaggiosamente alle categorie comportamentali, potranno essere utilizzati per essere confrontati con valori medi fisiologici, presenti ad esempio in letteratura, propri della specie e della categoria dell’animale, fornendo informazioni indicative sullo stato di salute e/o di benessere dell’animale medesimo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per il rilevamento della motilità ruminale in animali da allevamento, detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere: − una fase di applicazione di un accelerometro (1) in corrispondenza di un fianco di un animale ruminante; − una fase di rilevamento di una serie temporale di misure di accelerazione (Xa, Ya, Za), effettuata mediante detto accelerometro (1); − una fase di discriminazione, da detta serie temporale di misure di accelerazione (Xa, Ya, Za), di almeno un gruppo di selezione di misure di accelerazione (Xa, Ya, Za) rilevate in almeno un primo intervallo temporale (T1) e indicative di una prima condizione comportamentale di detto animale assunta in detto primo intervallo temporale (T1); − una fase di elaborazione di detto gruppo di selezione di dette misure di accelerazione (Xa, Ya, Za) rilevate in detto primo intervallo temporale (T1), la quale fase di elaborazione calcola corrispondenti parametri di motilità ruminale (PM) indicativi del rilevamento di contrazioni ruminali di detto animale.
2. Metodo secondo la rivendicazione n. 1, caratterizzato dal fatto che detto accelerometro (1) è posizionato in corrispondenza della fossa del fianco di detto animale.
3. Metodo secondo la rivendicazione n.1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta fase di discriminazione comprende: − una prima fase di trasformazione di detta serie temporale di misure di accelerazione (Xa, Ya, Za) in una corrispondente serie di variabili trasformate (VT); − una seconda fase di trasformazione di detta serie di variabili trasformate (VY) in una corrispondente serie di parametri posturali (PP) indicativi dell’attività motoria di detto animale; − una fase di selezione, da detta serie di parametri posturali (PP), di primi parametri posturali (PP1) indicativi di detta prima condizione comportamentale, detti primi parametri posturali (PP1) essendo stati derivati, mediante detta prima e seconda fase di trasformazione, da detto gruppo di selezione di misure di accelerazione (Xa, Ya, Za) rilevate in detto primo intervallo temporale (T1).
4. Metodo secondo la rivendicazione n. 3, caratterizzato dal fatto che detta prima fase di trasformazione prevede di: − calcolare una serie di variabili differenziali (ΔX, ΔY, ΔZ), ciascuna delle quali è ottenuta dalla differenza tra due misure consecutive di dette misure di accelerazione (Xa, Ya, Za); − calcolare una serie di variabili medie (Xp, Yp, Zp), ciascuna delle quali è ottenuta dalla media di almeno due misure consecutive di dette misure di accelerazione (Xa, Ya, Za); − calcolare variabili differenziali pulite (X.med, Y.med, Z.med), ciascuna delle quali è ottenuta dalla mediana di più dette variabili differenziali (ΔX, ΔY, ΔZ) in un intervallo temporale di calcolo (TC); − calcolare variabili medie pulite (Xp.med, Yp.med, Zp.med), ciascuna delle quali è ottenuta dalla media di dette variabili medie (Xp, Yp, Zp) in detto intervallo temporale di calcolo (TC); − calcolare variabili differenziali complessive (X.sum, Y.sum, Z.sum), ciascuna delle quali è ottenuta dalla somma di dette variabili differenziali pulite (X.med, Y.med, Z.med) in un intervallo temporale di somma (TS); − calcolare variabili medie complessive (Xp.sum, Yp.sum, Zp.sum), ciascuna delle quali è ottenuta dalla somma di variabili medie pulite (Xp.med, Yp.med, Zp.med) in detto intervallo temporale di somma (TS); ciascuna detta variabile trasformata (VT) comprendendo corrispondenti dette variabili differenziali complessive (X.sum, Y.sum, Z.sum) e dette variabili medie complessive (Xp.med, Yp.med, Zp.med).
5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta prima condizione comportamentale corrisponde ad una condizione di decubito di detto animale.
6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che, in detta fase di rilevamento, detto accelerometro (1) rileva dette misure di accelerazione (Xa, Ya, Za) su tre assi cartesiani (X, Y, Z), le quali misure di accelerazione (Xa, Ya, Za) comprendono: − prime misure assiali di accelerazione (Xa) lungo un primo asse (X) di detti assi cartesiani (X, Y, Z) posizionato sostanzialmente ortogonale al suolo quando detto animale è in piedi in posizione quadrupedale; − seconde misure assiali di accelerazione (Ya) lungo un secondo asse (Y) di detti assi cartesiani (X, Y, Z) posizionato sostanzialmente parallelo al suolo quando detto animale è in piedi in posizione quadrupedale e sostanzialmente parallelo ad un asse longitudinale (AL) di detto animale; − terze misure assiali di accelerazione (Za) lungo un terzo asse (Z) di detti assi cartesiani (X, Y, Z) ortogonale a detto primo asse (X) e a detto secondo asse (Y) e sostanzialmente ortogonale all’asse longitudinale (AL) di detto animale.
7. Metodo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta fase di elaborazione prevede di calcolare detti parametri di motilità ruminale (PM) in funzione dei valori di dette seconde misure assiali di accelerazione (Ya) e di dette terze misure assiali di accelerazione (Za) di detto gruppo di selezione.
8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta fase di elaborazione prevede di: − calcolare variabili pulite primarie (X1, Y1, Z1) ottenute come risultato di una prima funzione di smoothing applicata su detto gruppo di selezione di dette misure di accelerazione (Xa, Ya, Za); − calcolare variabili pulite secondarie (Y2, Z2) ottenute come risultato di una seconda funzione di smoothing applicata su dette variabili pulite primarie (X1, Y1, Z1); − confrontare dette variabili pulite primarie (Y1, Z1) con corrispondenti dette variabili pulite secondarie (Y2, Z2), producendo corrispondenti parametri di confronto; − individuare eventi di dette contrazioni ruminali in funzione di detti parametri di confronto; − calcolare, da detti eventi di contrazioni ruminali, detti parametri di motilità ruminale (PM).
9. Metodo secondo le rivendicazioni 7 e 8, caratterizzato dal fatto che dette variabili pulite primarie (X1, Y1, Z1) comprendono: − seconde variabili pulite primarie (Y1) ottenute, mediante detta prima funzione di smoothing, da corrispondenti dette seconde misure assiali di accelerazione (Ya) di detto gruppo di selezione; − terze variabili pulite primarie (Z1) ottenute, mediante detta prima funzione di smoothing, da corrispondenti dette terze misure assiali di accelerazione (Za) di detto gruppo di selezione; dette variabili pulite secondarie (Y2, Z2) comprendendo: − seconde variabili pulite secondarie (Y2) ottenute, mediante detta seconda funzione di smoothing, da corrispondenti dette seconde variabili pulite primarie (Y1); − terze variabili pulite secondarie (Z2) ottenute, mediante detta seconda funzione di smoothing, da corrispondenti dette terze variabili pulite primarie (Z1); detta seconda fase di elaborazione prevedendo di: − confrontare ciascuna seconda variabile pulita primaria (Y1) con la corrispondente detta seconda variabile pulita secondaria (Y2); − confrontare ciascuna terza variabile pulita primaria (Z1) con la corrispondente detta terza variabile pulita secondaria (Z2); − individuare ciascun detto evento quando dette variabili seconde pulite primarie (Y1) sono inferiori alle corrispondenti seconde variabili pulite secondarie (Y2) o dette terze variabili pulite primarie (Z1) sono maggiori di dette terze variabili pulite secondarie (Z2) per un intervallo di tempo, in cui sono state rilevate le corrispondenti dette misure di accelerazione (Ya, Za), di durata superiore ad un determinato valore di soglia (VS).
10. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta prima funzione di smoothing e detta seconda funzione di smoothing sono implementate con funzioni mediane.
11. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta fase di discriminazione e detta fase di elaborazione sono implementate mediante almeno una unità di elaborazione elettronica.