NL1012863C2 - Werkwijze en systeem voor het elektronisch onderzoeken van dieren zoals koeien. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze en systeem voor het elektronisch onderzoeken van dieren zoals koeien.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het elektronisch onderzoeken van melkproducerende dieren zoals koeien. De uitvinding heeft eveneens betrekking op een systeem voor het uitvoeren van een dergelijke werk-5 wijze.

De werkwijze en systeem voor het elektronisch onderzoeken van melkproducerende dieren zoals koeien is op zich bekend. Zo is het bekend om met behulp van sensoren de geleidbaarheid van rauwe melk van een dier te meten met als 10 doel te bepalen of het dier mogelijk lijdt aan een bepaalde ziekte zoals mastitis. Indien de geleidbaarheid van de melk een bepaalde drempel overschrijdt kan worden aangenomen dat een uier van het dier geïnfecteerd is. Een nadeel is echter dat het niet duidelijk is welk type bacterie de oorzaak is 15 van de infectie. Hierdoor is bestrijding van de infectie minder efficiënt mogelijk en is het niet direct duidelijk of de melk niet langer geschikt is voor consumptie. Een verder nadeel is dat de geleidbaarheidsmeting geen nauwkeurige aanwijzing is voor een eventuele infectie.

20 De uitvinding beoogt een oplossing te verschaffen voor de genoemde nadelen.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt dienovereenkomstig gekenmerkt in dat met behulp van tenminste één elektronische neus een geur wordt 25 gedetecteerd van rauwe melk die afkomstig is van het tenminste ene te onderzoeken dier waarbij de elektronische neus een het de gedetecteerde geur representerend signaal bepaalt; en dat het signaal aan een computer wordt toegevoerd voor verdere verwerking en analyse van de 30 gedetecteerde geur. De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat op deze wijze op een zeer accurate wijze de dieren kunnen worden onderzocht op bijvoorbeeld een infectie van de uier. In het bijzonder is het aldus mogelijk te bepalen welke bacteriën in de rauwe melk 101 2 8 63 2 aanwezig zijn. Hiermee kan bijvoorbeeld nauwkeurig worden vastgesteld of het dier mogelijk lijdt aan mastitis en welke bacteriën hiervan de oorzaak zijn.

In het bijzonder geldt dat tenminste één elektroni-5 sche neus in contact gebracht wordt met lucht afkomstig van de rauwe melk van het dier voor het detecteren van de geur.

Bij voorkeur geldt dat met behulp van de tenminste ene elektronische neus de geur van melk per kwartier van de uier van het dier waar de melk afkomstig is wordt 10 gedetecteerd voor verdere verwerking met behulp van de computer. Op deze wijze is het zelfs mogelijk te bepalen welk kwartier van de uier mogelijk is geïnfecteerd

De werkwijze volgens de uitvinding is geschikt voor laboratoriumtoepassing, daarnaast tevens bijzonder geschikt 15 om op de boerderij te worden uitgevoerd. Hierbij kunnen de computer en de elektronische neus worden uitgevoerd als een stand-alone unit met behulp waarvan de boer periodiek of wanneer hij twijfels heeft over de gezondheid van het dier, in dit geval een koe, geuranalyse kan uitvoeren aan de hand 20 van rauwe melk van de koe. Het is echter ook mogelijk dat de tenminste ene elektronische neus in een melkinstallatie of een melkrobot wordt opgenomen. Op deze wijze is het mogelijk om online de melk van zojuist gemolken koeien te analyseren. De tenminste ene elektronische neus kan dan 25 bijvoorbeeld zijn opgenomen in een melktank, melkleiding, melkklauw of tepelbeker van de melkrobot of melkinstallatie.

Het systeem volgens de uitvinding wordt gekenmerkt in dat het systeem tenminste is voorzien van een elektro-30 nische neus voor het detecteren van een geur van rauwe melk die afkomstig is van het ten minste ene te onderzoeken dier waarbij de elektronische neus een het de gedetecteerde geur representerend signaal bepaalt; en dat het systeem verder is voorzien van tenminste een computer waaraan het signaal 35 wordt toegevoerd welke computer is ingericht voor verdere verwerking en analyse van de gedetecteerde geur.

1012863 3

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin toont fig. 1 een systeem volgens de uitvinding voor het uitvoeren van een werkwijze volgens de uitvinding.

5 Het systeem 1 voor het elektronisch onderzoeken van melkproducerende dieren zoals koeien is tenminste voorzien van een elektronische neus 2 en een computer 4 die via een leiding 6 met de elektronische neus 2 is verbonden.

De elektronische neus 2 is een op zich bekende elek-10 tronische neus en kan bijvoorbeeld zijn voorzien van een veelvoud van gassensoren 8.1, 8.2, ..... tot 8.n die elk zijn ingericht om een signaal af te geven wanneer zij in contact komen met een vooraf bepaalde geur. De door de individuele gassensoren 8.1 tot 8.n gegenereerde signalen 15 worden via leiding 6 aan de computer 4 toegevoerd. De gassensor 2 wordt in gebruik boven rauwe melk 10 geplaatst die afkomstig is van het te onderzoeken dier. Ook is het mogelijk dat lucht wordt afgezogen boven de betreffende melk om vervolgens langs de sensor te worden geleid. Er 20 geldt dus dat de tenminste ene elektronische neus in contact wordt gebracht met lucht afkomstig van een hoeveelheid van de rauwe melk, afkomstig van het dier voor het detecteren van de geur. In dit voorbeeld bevindt de rauwe melk 10 zich in een behuizing 12 die volgens de 25 uitvinding kan bestaan uit een veelvoud van verschillende voorwerpen en/of onderdelen van machines zoals hierna zal worden uiteengezet. Met behulp Van de elektronische neus wordt derhalve een geur van de rauwe melk gedetecteerd, meer in het bijzonder de aanwezigheid van een aantal vooraf 30 bepaalde geuren.

Tevens wordt met behulp van de elektronische neus 2 derhalve op leiding 6 een signaal gegenereerd dat in dit voorbeeld de signalen van de individuele gassensoren 8.1 tot 8.n omvat. Dit signaal wordt aan de computer 4 35 toegevoerd voor verdere verwerking en analyse van de met 101 2 8 63 4 behulp van de elektronische neus bepaalde geur van de rauwe melk.

Hiermee kan bijvoorbeeld mastitis infectie in de uier van de koe worden vastgesteld. Vroegtijdige constate-5 ring van een mastitis infectie bij het melkvee kan tot een hoge mate van preventie en verbetering van de kwaliteit leiden. Hierbij kunnen lage concentraties van mastitis veroorzakende bacteriën in de melk worden gedetecteerd.

Deze mastitis veroorzakende bacteriën veroorzaken dat de 10 melk een op zich bekende geur krijgt die afhankelijk is van het type bacterie. Wanneer aldus in een vroegtijdig stadium bepaalde typen bacteriën met behulp van de elektronische neus worden gedetecteerd kan het dier preventief worden behandeld opdat het geen mastitis krijgt. Wanneer de infectie 15 al wel aanwezig is kan het dier eveneens in een vroegtijdig stadium worden behandeld.

De typen bacteriën die aldus kunnen worden gedetecteerd zijn bijvoorbeeld de Staphilococcus aureus, Escherichia coli, Streptococcus agalactiae, Streptococcus 20 uberis en anderen.

Bij voorkeur geldt dat met behulp van de tenminste ene elektronische neus 4 de geur van melk per kwartier van de uier van het dier waar de melk van afkomstig is wordt gedetecteerd voor verdere verwerking met behulp van de 25 computer. Hiermee kan exact worden vastgesteld welk kwartier van de uier van het dier mogelijk geïnfecteerd is met een bepaalde bacterie. In dat geval kan de melksensor 2 bijvoorbeeld in de leiding naar de tepelbeker of in de tepelbeker van een melkrobot of melkinstallatie zijn 30 opgenomen. De behuizing 12 toont in fig. 1 schematisch de betreffende leiding naar de tepelbeker en de tepelbeker.

In het bijzonder geldt dat voor de geur van rauwe melk per kwartier en voor elk kwartier van een uier wordt geanalyseerd, zoals getoond in fig. 2. In dat voorbeeld 35 geldt bij voorkeur dat in elke melkleiding/beker 12.1 - 12.4 die verbonden is met een melkklauw van een melkrobot 101 2863 5 een verbinding naar de elektronische neus 2.1 - 2.4 is opgenomen. Elk der elektronische neuzen 2.1 - 2.4 is via leidingen 6 met de computer 4 verbonden en zijn bijvoorbeeld identiek aan de elektronische neus 2 van fig.

5 1.

Ook is het mogelijk dat de geur van melk afkomstig van een veelvoud van kwartieren van een uier van het dier met behulp van de elektronische neus wordt gedetecteerd voor verdere verwerking met behulp van de computer 2. In 10 dat geval bestaat de rauwe melk derhalve uit een mengsel dat afkomstig is van elk der kwartieren van de uier van het dier. De behuizing 12 kan dan bijvoorbeeld zijn gevormd door een melkverzamelkamer van de op zich bekende melkrobot, zoals schematisch getoond in fig. 1.

15 Bij een andere variant wordt de geur van melk afkomstig van een veelvoud van dieren met behulp van de tenminste ene elektrische neus gedetecteerd voor verdere verwerking door de computer. In dat geval bestaat de behuizing 12 bijvoorbeeld uit een op zich bekende melktank 20 van een melkrobot waarin de melk van de dieren wordt verzameld.

De elektronische neus 2, 2.1 - 2.4 bestaat zoals hiervoor uiteengezet bijvoorbeeld uit een veelvoud van sensoren 8.1 tot 8.n. Deze sensoren kunnen dusdanig zijn 25 uitgevoerd dat de sensoren respectievelijk gevoelig zijn voor van elkaar verschillende geuren. Op deze wijze kan een geurspectrum van de rauwe melk worden bepaald.

Met behulp van de computer kan aan de hand van het door de elektronische neus 2, 2.1 - 2.4 bepaalde signaal de 30 aanwezigheid van een aantal vooraf bepaalde geuren worden bepaald. Zo kan bijvoorbeeld sensor 8.1 de signalen genereren wanneer een vooraf bepaalde eerste geur aanwezig is terwijl de sensor 8.2 een signaal genereert wanneer de vooraf bepaalde tweede geur aanwezig is. Een en ander geldt 35 geheel analoog voor de sensoren 8.3 - 8.n. De computer 4 kan dusdanig worden ingericht dat deze aangeeft welke van 6 de sensoren 8.1 tot 8.n een signaal genereert dat boven bepaalde vooraf bepaalde waarden ligt. Ligt het signaal van bijvoorbeeld sensor 8.i boven een vooraf bepaalde waarde kan worden geconcludeerd dat de vooraf bepaalde geur 5 behorende bij de sensor 8.i door de rauwe melk wordt afgegeven.

Aangezien bepaalde typen bacteriën bepaalde karakteristieke geuren of spectra afgeven wanneer deze zich in rauwe melk bevinden kan op deze wijze met de computer 10 worden bepaald welke bacteriën, of andere relevante bestanddelen in de melk, zoals bijvoorbeeld aceton, progesteron, etc., eventueel aanwezig zijn in de rauwe melk. Met de computer kan derhalve aan de hand van het signaal van de elektronische neus de aanwezigheid van 15 tenminste één vooraf bepaald type bacterie of andere bestanddelen in rauwe melk worden bepaald. Meer in het bijzonder kan aldus worden vastgesteld of het dier geïnfecteerd is en aldus het risico loopt om mastitis te krijgen dan wel reeds mastitis heeft. Wanneer met behulp 20 van de geursensor de rauwe melk per kwartier wordt onderzocht kan voor elk kwartier worden vastgesteld of deze is geïnfecteerd. Is deze geïnfecteerd dan kunnen preventieve maatregelen worden genomen om mastitis te voorkomen dan wel maatregelen worden genomen om het dier te 25 genezen. Zoals gezegd is het ook mogelijk dat de rauwe melk per uier van het dier wordt onderzocht. Indien de computer vaststelt dat bepaalde type bacteriën in de rauwe melk afkomstig van de betreffende uier aanwezig zijn kan nader onderzoek vaststellen welke van de kwartieren mogelijk is 30 geïnfecteerd. Zoals gezegd is het ook mogelijk dat de melk wordt onderzocht die zich in een tank bevindt van de melkrobot. Indien met behulp van de geursensor van deze melk wordt vastgesteld dat bepaalde typen bacteriën aanwezig zijn kan de veestapel die is gemolken nader worden 35 onderzocht om te bepalen welk dier is geïnfecteerd.

101 2863 7

De werkwijze kan bij voorkeur op de boerderij worden toegepast. Hierbij kan de inrichting zoals getoond in tig.

1 deel uit maken van een melkrobot zoals hiervoor omschreven. De computer 4 kan in dat voorbeeld ook een 5 onderdeel zijn van een op zich bekende boerderij computer 14. In de boerderij computer 14 zijn nog andere gegevens van de dieren aanwezig zoals het eetgedrag, de hoeveelheid melk die per dier wordt afgegeven, de geleidbaarheid van de melk van het dier etc. Om een nog beter beeld van de gezondheid 10 van de dieren te krijgen kunnen deze gegevens in combinatie met de gegevens van de computer 4 worden verwerkt.

De inrichting volgens fig. 1 kan eveneens per melk-plaats worden toegepast. In dat geval is elke melkplaats voorzien van een inrichting volgens fig. 1 waarbij de 15 behuizing 12 bijvoorbeeld wordt gevormd door een melkklauw van de betreffende melkplaats. Op deze wijze kan het onderzoek van het dier tijdens het melken worden uitgevoerd.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor 20 geschetste uitvoerings- en toepassingsvormen. De computer kan bijvoorbeeld dusdanig zijn ingericht dat op basis van de aanwezigheid van één vooraf bepaalde geur en/of aanwezigheid van een vooraf bepaalde combinatie van een vooraf bepaald aantal geuren geconcludeerd wordt dat een 25 bepaalde bacterie en/of andere relevante bestanddelen in de melk, zoals bijvoorbeeld aceton, progesteron, etc., en/of een vooraf bepaalde combinatie hiervan aanwezig zijn in de rauwe melk. De geuren waarvoor de sensoren 8.1 tot 8.n gevoelig zijn kunnen bijvoorbeeld worden aangeduid met Gx, 3 0 G2, ......tot Gn. Voorts kan met het getal gt (i = 1, 2,

. . .n) worden aangeduid in welke mate de geur Gt aanwezig is dan wel of de mate waarin de geur Gi hier aanwezig is boven een bepaalde drempelwaarde uitkomt. Het gedetecteerde geurspectrum kan dan worden uitgedrukt in de vector G

35 = (g1# g2, g3, .....git .....gn) . De mogelijk te detecteren typen bacteriën kunnen bijvoorbeeld worden aangeduid met i 4 1 - v - 8

Blf B2, Bj, .... Bm. Met het getal bj kan worden aangegeven in welke mate de bacterie B3 aanwezig is in de rauwe melk dan wel of de hoeveelheid bacteriën Bj die in de rauwe melk aanwezig zijn een vooraf bepaalde drempelwaarde 5 overschrijdt. De vector B = (bx, b2/ ......bJf . . . . bj kan dan worden aangeduid als het bacteriespectrum. Het verband tussen het geurspectrum G en het bacteriespectrum B kan worden uitgedrukt in de volgende matrix vermenigvuldiging:

10 B = A. G

Hierbij is A n x m matrix waarvan de matrices Ai;j proefondervindelijk kunnen worden vastgesteld. Het geurspectrum kan ook dienen voor het detecteren van ziekten bijvoorbeeld stofwisselingsziekten, zoals o.a. slepende 15 melkziekte, (acetongeur), Tbc, etc. Ook kan geurspectra informatie geven over reproductiestadia van de koe, bijvoorbeeld het al dan niet bronstig/tochtig zijn van de dieren. Ruiken van andere parameters die iets vertellen ' over de status (gezondheid, reproductie, etc.) van het 20 dier. De detector kan dus ook worden uitgevoerd voor het verkrijgen van informatie over de gezondheid en/of vruchtbaarheid van het dier.

Voorts kan de inrichting volgens fig. 1 ook zijn uitgevoerd als een stand-alone unit. De boer kan dan de 25 geursensor 2 boven de rauwe melk 10 plaatsen om deze te onderzoeken. Hij kan hiertoe een monster rauwe melk nemen en deze in een willekeurig reservoir 12 deponeren, zoals bijvoorbeeld een beker. Dergelijke varianten worden elk geacht binnen het kader van de uitvinding te vallen. De 30 inrichting is ook toepasbaar buiten de boerderij, zoals op een laboratorium.

101 2 8 63

Claims (26)

1. Werkwijze voor het elektronisch onderzoeken van melkproducerende dieren zoals o.a. koeien, met het kenmerk, 5 dat met behulp van tenminste één elektronische neus een geur wordt gedetecteerd van rauwe melk die afkomstig is van het tenminste ene te onderzoeken dier waarbij de elektronische neus een het de gedetecteerde geur representerend signaal bepaalt; en dat het signaal aan een 10 computer wordt toegevoerd voor verdere verwerking en analyse van de gedetecteerde geur.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tenminste ene elektronische neus in contact gebracht wordt met lucht afkomstig van een hoeveelheid van de rauwe 15 melk afkomstig van het dier voor het detecteren van de geur.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat met behulp van de tenminste ene elektronische neus de geur van melk per kwartier van de uier van het dier waar de 20 melk van afkomstig is wordt gedetecteerd voor verdere verwerking met behulp van de computer.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de geur van melk afkomstig van elk kwartier, per kwartier met behulp van de tenminste ene elektronische neus wordt 25 gedetecteerd voor verdere verwerking met de computer.

5. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de geur van melk afkomstig van een veelvoud van kwartieren van een uier van het dier met behulp van de tenminste ene elektronische neus wordt gedetecteerd voor 30 verdere verwerking met de computer.

6. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de geur van melk afkomstig van een veelvoud van dieren met behulp van de tenminste ene elektronische neus wordt gedetecteerd voor verdere verwerking met de computer.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de elektronische neus bestaat uit een 101 2 8 63 veelvoud van sensoren die gevoelig zijn voor van elkaar verschillende geuren voor het bepalen van een geurspectrum van de rauwe melk.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met 5 het kenmerk, dat met behulp van de computer aan de hand van het signaal van de tenminste ene elektronische neus de aanwezigheid van tenminste een vooraf bepaalde geur wordt bepaald.

9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met 10 behulp van de computer aan de hand van het signaal van de tenminste ene elektronische neus de aanwezigheid van tenminste een vooraf bepaald type bacterie/bestanddelen in de rauwe melk wordt bepaald.

10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met 15 het kenmerk, dat aan de hand van het signaal van de tenminste ene elektronische neus met behulp van de computer wordt bepaald of het dier besmet is met een mastitis veroorzakende bacterie.

11. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met 20 het kenmerk, dat de werkwijze op de boerderij of het laboratorium wordt uitgevoerd.

12. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de tenminste ene elektronische neus in een melkrobot wordt opgenomen.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de tenminste ene elektronische neus in een melktank, melkleiding, melkklauw, of een tepelbeker van de melkinstallatie/melkrobot wordt opgenomen.

14. Werkwijze volgens conclusie 12 of 13, met het 30 kenmerk, dat de werkwijze tijdens het melken van het dier wordt uitgevoerd.

15. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1- 13. met het kenmerk, dat de werkwijze na het melken van het dier wordt uitgevoerd.

16. Systeem voor het elektronisch onderzoeken van melkproducerende dieren zoals koeien, met het kenmerk, dat .c jsv ‘Γ &·. 'f: X l y Ü - ** " het systeem tenminste is voorzien van een elektronische neus voor het detecteren van een geur van rauwe melk die afkomstig is van het ten minste ene te onderzoeken dier waarbij de elektronische neus een het de gedetecteerde geur 5 representerend signaal bepaalt; en dat het systeem verder is voorzien van tenminste een computer waaraan het signaal wordt toegevoerd, welke computer is ingericht voor verdere verwerking en analyse van de gedetecteerde geur.

17. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met 10 het kenmerk, dat de detectie wordt uitgevoerd voor het verkrijgen van informatie over de gezondheid en/of vruchtbaarheid van het dier.

18. Systeem volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat, in gebruik, de tenminste ene elektronische neus in contact 15 met lucht afkomstig van een hoeveelheid van de rauwe melk, afkomstig van het dier, wordt gebracht voor het detecteren van de geur.

19. Systeem volgens conclusie 16 of 17, met het kenmerk, dat de elektronische neus bestaat uit een veelvoud van 20 sensoren die gevoelig zijn voor van elkaar verschillende geuren voor het detecteren van een geurspectrum van de rauwe melk dat door het signaal wordt gerepresenteerd.

20. Systeem volgens een der voorgaande conclusies 16-18, met het kenmerk, dat de computer is ingericht om aan de 25 hand van het signaal van de tenminste ene elektronische neus de aanwezigheid van tenminste een vooraf bepaalde geur te detecteren.

21. Systeem volgens een der voorgaande conclusies 16-19, met het kenmerk, dat de computer is ingericht om aan de 30 hand van het signaal van de tenminste ene elektronische neus de aanwezigheid van tenminste een vooraf bepaald type bacterie of andere relevante bestanddelen in de melk, zoals bijvoorbeeld aceton, progesteron, etc. in de rauwe melk te bepalen.

22. Systeem volgens een der voorgaande conclusies 16-20, met het kenmerk, dat de computer is ingericht om aan de 10 1 2 8 63 hand van het signaal van de tenminste ene elektronische neus te bepalen of het dier mogelijk lijdt aan mastitis.

23. Systeem volgens een der voorgaande conclusies 16-21, met het kenmerk, dat het systeem is uitgevoerd als een op 5 zichzelf functionerende stand-alone eenheid.

24. Systeem volgens een der voorgaande conclusies 16-21, met het kenmerk, dat de tenminste ene elektronische neus in een melkrobot is opgenomen.

25. Systeem volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat 10 de tenminste ene elektronische neus in een melktank, melkleiding, melkklauw, of tepelbeker van de melkrobot wordt opgenomen.

26. Systeem volgens conclusie 23 of 24, met het kenmerk, dat, in gebruik, de computer on-line, tijdens het melken 15 van het dier, het signaal verder verwerkt. *« ' «· '* >· L VS·