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AGRICAM – reducing the usage of antibiotics and increasing animal welfare through advanced thermal imaging system for detecting early cases of mastitis in dairy cows

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Hightech-Kameras für weniger Antibiotikaeinsatz bei Rindern

Mithilfe modernster Technologie und Computeralgorithmen unterstützen EU-finanzierte Forschende Landwirte bei der Bekämpfung von Krankheiten in ihren Milchviehbeständen.

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

Mastitis (Euterentzündung) ist bei Milchkühen weltweit die häufigste und kostenintensivste Erkrankung. Diese potenziell tödliche bakterielle Infektion befällt die Euter des Tieres und wird beim Melken oder aus der Umwelt übertragen. Da Mastitis zu großen Einbußen in der Milcherzeugung sowie geringerer Milchqualität führt, hat sie deutliche wirtschaftliche Konsequenzen für die Betriebe. Gegenwärtig bietet nur der Einsatz von Antibiotika eine Lösung zur Eindämmung der Mastitis. Doch in vielen Fällen schlägt diese Methode nicht an, weil sich dabei antimikrobielle Resistenzen entwickeln können. Die Wissenschaft weltweit sucht daher dringend eine abiotische Behandlungsstrategie für den Kampf gegen die Mastitis.

Hilfe für Landwirte

Im Projekt AGRICAM wurde dazu nun eine sensorbasierte Lösung entwickelt, mit der laktierende Kühe überwacht werden können. „Unser patentiertes Wärmekamerasystem kann für große schwedische Milchviehbetriebe mit hohen Ertragsleistungen pro Tag mehr als 10 000 Analysen durchführen. Die Detektionszeit ist dabei zwei- bis viermal kürzer als bei gängigen Methoden, und für die Bekämpfung der Krankheit werden keine Antibiotika gebraucht“, erklärt Projektkoordinatorin Ellinor Eineren. Diese innovative Methode basiert auf einer Infrarotkameratechnologie aus dem Militär und ist nun zur Waffe im Kampf gegen Mastitis bei Milchkühen geworden. Bisher wurde Agricam in mehr als 30 Milchviehbetrieben in Schweden sowie beim Agri-Food and Biosciences Institute in Nordirland installiert. Die Technologie konnte bereits zeigen, dass sie als Forschungsinstrument geeignet ist und den Einsatz von Antibiotika reduzieren kann, was den Landwirten messbare wirtschaftliche Vorteile bringt. Agricam hat außerdem ein patentiertes optisches System weiterentwickelt, das ursprünglich Eineren erfunden hatte. Dabei werden Petrischalen durchleuchtet und Bakterienkulturen genauso zuverlässig wie im Labor in Echtzeit identifiziert. „Mit Bacticam können Landwirte zum halben Preis der gängigen Tests in acht bis zwölf Stunden bakteriologische Informationen bekommen. Das System besteht aus einer Proben- und Wärmekammer, wo die Bakterien in einer Petrischale gezüchtet und anschließend mit einem selbstlernenden automatischen Bilderklassifizierer analysiert werden“, erklärt Eineren.

Schnell, günstig und präzise

Ziel dieser neuen Lösung ist, die Kosten für Züchtung und Analyse von Bakterienkulturen für Milchviehbetriebe und Tierarztpraxen zu senken, die Genauigkeit der Bakterienidentifizierung zu erhöhen und die Ausgabezeit bei Analysen zu verkürzen. Sie muss den Vergleich mit der gängigen Methode, bei der ausgebildete Tierärztinnen oder Tierärzte Bakterienkolonien morphologisch bewerten, nicht scheuen. Bei der traditionellen Methode muss der Milchviehbetrieb seine Milchproben in ein Labor oder eine tierärztliche Praxis schicken und fünf bis 15 Tage auf sein Ergebnis warten. Dieses Vorgehen ist kostenintensiv; durch die Wartezeit kann der Betrieb zudem nicht schnell genug reagieren, um die Ausbreitung der Infektion in der Herde zu verhindern. Er müsste also mit einer Antibiotikabehandlung beginnen, bevor das Ergebnis da ist. Bacticam bedeutet daher eine echte Revolution für die Identifizierung von Bakterien vor Ort im Betrieb. Eineren bilanziert: „Indem wir die jüngsten Entwicklungen beim maschinellen Lernen zur Klassifizierung von Bildern nutzen, konnten wir die Identifizierung von Krankheitserregern automatisieren. Mit jedem Datensatz, der in den Algorithmus eingespeist wird, verbessert sich die Leistung von Bacticam weiter. So gehen wir davon aus, dass unser System schon bald besser sein wird als ausgebildete Fachleute – so bringen wir Analysen auf Expertenniveau in jeden Betrieb.“

Schlüsselbegriffe

AGRICAM, antibiotisch, Mastitis, Euterentzündung, Milch, Bacticam, Vieh, Rinder, Algorithmus,Wärmekamera, antimikrobiell

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