Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Automatisierte Erfassung von Tierschutzindikatoren beim Schwein am Schlachthof

Das Ziel dieses Pilotprojektes war es, ein automatisiertes Erfassungssystem für die Tierschutzindikatoren Ohr- und Schwanznekrosen beim Schwein für den Einsatz am Schlachthof zu entwickeln und zu evaluieren. Dazu wurde ein Kamerasystem konstruiert, dass in der Lage ist, eine automatisierte Erfassung und Bewertung durchzuführen. Nach den intensiven Entwicklungsarbeiten sowohl an dem Kamerasystem als auch an den sogenannten Spezifikationen, bei denen es sich um projektinterne Leitfäden für die Bewertung der jeweiligen Tierschutzindikatoren handelt, wurden umfassende Evaluierungen und statistische Analysen mit adäquaten Stichprobenumfängen durchgeführt. Insgesamt 5.952 Schlachtkörper wurden durch einen Standardbeobachter und drei weitere Beobachter im Vergleich zu dem Kamerasystem evaluiert. Zur Kontrolle des Erfolgs des Kamerasystems wurden die Sensitivität (richtig positive Rate), die Spezifität (richtig negative Rate), die Genauigkeit (Verhältnis der richtig erkannten Befunde zu allen untersuchten Bildern), der positive prädiktive Wert (gibt an, wie viele der als krank erkannten Schweine tatsächlich erkrankt sind) und der negative prädiktive Wert (gibt an, wie viele der als gesund erkannten Schweine tatsächlich gesund sind) errechnet. Dabei wurden gute Werte für Ohrnekrosen (Sensitivität: 77,0 %, Spezifität: 96,5 %, Genauigkeit: 95,4 %, positiver prädiktiver Wert: 59,0 %, negativer prädiktiver Wert: 98,5 %) und sehr gute Ergebnisse für Schwanznekrosen (Sensitivität: 77,8 %, Spezifität: 99,7 %, Genauigkeit: 99,5 %, positiver prädiktiver Wert: 72,4 %, negativer prädiktiver Wert: 99,8 %) erzielt. Des Weiteren wurde die Übereinstimmung zwischen den Bewertungen der vier Beobachter am Band und dem Kamerasystem mit Krippendorff’s alpha berechnet. Die Ergebnisse variierten zwischen 0,42 und 0,67 für Ohrnekrosen und 0,42 bis 0,55 für Schwanznekrosen. Bessere Werte von 0,64 für Ohrnekrosen und 0,75 für Schwanznekrosen ergaben sich bei der Übereinstimmung zwischen dem System und den Bewertungen anhand der Bilder durch den Standardbeobachter. Weitere wissenschaftliche Untersuchungen sollten durchgeführt werden, um das Kamerasystem tiefergehend zu prüfen und zu verbessern und es um weitere Anwendungsmöglichkeiten zu erweitern. Für den Versuchsstandort ist zusammenfassend festzuhalten, dass das Erfassungssystem erfolgreich für die Tierschutzindikatoren Ohr- und Schwanznekrosen etabliert wurde. Auch Haut- und Gelenksveränderungen können von dem System erkannt werden. Da im Rahmen dieses Projektes keine abschließende Entscheidung über die Grenzwerte und Klassifizierung dieser Befunde getroffen werden konnte, wurde eine automatisierte Bewertung noch nicht etabliert. Das System konnte am Projektstandort vollständig in das bestehende IT-System eingebunden werden. Es ist für den täglichen praktischen Einsatz hervorragend geeignet und die tierindividuelle Zuordnung erfolgt einwandfrei. Diese zuverlässige, dem Einzeltier zuzuordnende Speicherung bietet auch über den eigentlichen Projektzweck hinaus erhebliche Vorteile. Es könnten beispielsweise der Vergleich der Daten eines jeden Schlachttages durchgeführt werden, der Vergleich verschiedener angelieferter Partien von verschiedenen Mästern oder demselben Mäster oder der Vergleich von Geschlechtern. Durch eine mögliche Rückmeldung der am Schlachthof standardisiert erfassten Tierschutzindikatoren an den Landwirt und/oder die zuständigen Behörden könnte das System im Idealfall zu einer Verbesserung der Haltungsbedingungen und dem Gesundheitszustand der Tiere beitragen.

The aim of this pilot study was to develop and evaluate an automated system for the assessment of ear and tail lesions as welfare indicators in pigs at the abattoir. Therefore, a camera-based system was constructed to enable automatic assessment. The extensive processing phase included the technical part but also the development of so-called “specifications”. “Specifications” were guidelines within the project, which described the lesions by defined traits and were backed by example pictures. After this phase, the evaluations and statistical analysis based on an appropriate sample size took place. A total of 5,952 carcasses were examined from the standard observer and three other observers, and the results were compared to the camera system. As quality parameters the sensitivity (correctly positive rate), the specificity (correctly negative rate), the accuracy (ratio of the correctly rated to all rated pictures), the positive predictive value (‘how likely is it that this individual has the disease given that the test result is positive?’) and the negative predictive value (‘how likely is it that this individual does not have the disease given that the test result is negative?’) were calculated. We detected good values for ear lesions (sensitivity: 77.0%, specificity: 96.5%, accuracy: 95.4%, positive predictive value: 59.0%, negative predictive value: 98.5%) and very good values for tail lesions (sensitivity: 77.8%, specificity: 99.7%, accuracy: 99.5%, positive predictive value: 72.4%, negative predictive value: 99.8%). The reliabilities of assessments by four individual human observers directly at the abattoir and the camera system were calculated using Krippendorff’s alpha. This varied between 0.42 and 0.67 for ear lesions, and between 0.42 and 0.55 for tail lesions, while better values were reached for the agreement between the system and picture-based evaluation (0.64 for ear lesions and 0.75 for tail lesions). More scientific evaluations at different abattoirs are now needed to further test and improve the camera-based system and its various scopes of application. In summary the automated camera assessment system was implemented successfully for the welfare indicators ear and tail lesions at the test abattoir. The system is also able to detect joint lesions and skin damage due to poor handling methods. In the context of this project, the definition of thresholds and the method of categorisation of these indicators was not enclosed. Therefore, an automated assessment of joint and skin lesions was not established. The camera-based system was synchronized with the abattoir’s IT-system. After the development phase it suited well for the daily use. The reliable storage of data offers further advantages, for example the chance to compare the results of a day, of different batches or of different sexes. The results could be reported to the farmers and/or the competent authority and be used to control and adjust the on-farm management and livestock health.

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