TATM專題快訊

第 008 期 2022/06/30發佈

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乳牛熱影像檢測辨識技術

李國華、陳志毅、葉亦馨、陳怡璇、陳炤堅、李財福
行政院農業委員會畜產試驗所新竹分所

臺灣的氣候型態屬於高熱高濕，容易助長環境微生物的孳生及侵害牛隻，對乳牛的健康是一大挑戰。乳牛若感染了疾病（如牛流行熱、乳房炎及子宮炎等），全身或局部的體溫可上升至 39.5°C以上。而體溫是判識動物健康與否的重要指標，以牛流行熱（bovine ephemeral fever）為例，是由牛流行熱病毒所引起的急性發熱傳染病，牛隻感染後經過 3~8天的潛伏期，會突然出現 41℃以上的高燒，四肢關節浮腫與疼痛，有些會併發嚴重肺炎或無法站立而預後不良，若錯過黃金治療期，除了病情會延長以外，嚴重時可能導致淘汰或死亡。另外以乳房炎為例，依據國立中興大學莊士德老師的研究統計，每年臺灣因為乳房炎導致的經濟損失（包含因為乳房炎所廢棄的乳量、減產的乳量、早期淘汰的母牛及治療乳房炎的藥品成本）初步估計即達新臺幣10億7千萬元，這些乳牛疾病都造成酪農重大的經濟損失。

目前紅外線熱像儀（infrared thermography, IRT）廣泛被應用作為人類的體溫量測器，可以讓機場、高鐵、臺鐵及捷運等交通運輸系統迅速篩檢測量大量人群的皮表溫度，以協助預防疾病（例如新冠肺炎）之擴散。自105年開始，在農委會資訊中心e化計畫支持下，畜產試驗所即將該項技術應用於乳牛溫度偵測，以精準監測乳牛是否生病。首先利用手持式IRT對乳牛進行體溫測試，針對牛隻不同部位（包含前胸、三角窩及臀部等部位）進行體溫量測，並同時比對量測直腸溫度，藉以找出與直腸溫度最相近的體表部位。試驗結果發現，以體溫計測量牛隻的直腸平均溫度是38.6°C。以紅外線熱像儀測量牛隻不同部位的體表溫度則不盡相同，在牛隻的眼睛、前胸、三角窩及臀部等部位的平均溫度分別是38.1°C、34.2°C、34.8°C及35.2°C，顯示眼睛周圍的溫度變化與直腸溫度最具關連性，並進一步開發完成乳牛熱影像檢測辨識技術。

乳牛熱影像檢測辨識技術最大的特色是一種非侵入式乳牛體溫量測法，不似直腸體溫量測法會造成乳牛的緊迫及量測者安全上之顧慮，兼具省工省時之優點。主要技術內容為：應用紅外線熱像儀拍攝牛隻部位，取得牛隻該部位之熱影像圖，並進行辨識及溫度檢測，用以評估乳牛是否健康或發炎。本技術應用於乳牛場之驗證試驗，將2組雙鏡頭（紅外線鏡頭及可見光鏡頭）攝影式IRT，分別拍攝乳牛眼窩及乳房部位，再利用可見光鏡頭應用AI技術進行牛隻特定部位影像辨識，以接續熱像儀鏡頭自動鎖定與偵測牛隻眼窩溫度及乳房溫度，並記錄於電腦管理軟體系統，當溫度超過系統設定的閾值時，紅色警示燈會亮起，即時預警發燒及乳房炎牛隻。

結果顯示，可建立乳牛健康狀態的預防偵測機制，應用牛隻個體常態溫度，判識個別牛隻是否有發燒生病之現象，如所得資料，牛隻眼窩熱像溫度平均為36.4°C（n = 2,168），偵測到發燒牛隻眼窩熱像溫度平均為40.0°C （n = 12）。健康牛隻乳房之熱像溫度平均是35.2°C（n = 910），偵測到乳房炎牛隻之乳房溫度平均為40.8 °C（n = 156）。顯示畜產試驗所成功應用乳牛熱影像檢測辨識技術於乳牛群，以非侵入式、精準及快速取得乳牛體表溫度，掌握牛群體溫及異常體溫之牛隻，用以評估乳牛是否發燒或發炎，未來可作為牛隻疾病徵兆的預警管理，在臺灣乳牛場人力匱乏及專業照護人力不足下，將有效幫助酪農朋友進行乳牛疾病偵測，深具潛力。

圖1.	以紅外線熱像儀拍攝乳牛頭部之熱影像圖。

圖2.	以紅外線熱像儀拍攝乳牛頭部之可見光圖。

圖3.	以紅外線熱像儀拍攝乳牛乳房之熱影像圖。

圖4.	以紅外線熱像儀拍攝乳牛乳房之可見光圖。

授權公告

公告日期：2020/05/08
適用產業：
技術領域：生物技術
授權方式：非專屬
授權地區：台灣地區
授權年限：5

公告內容

一、技術內容：
本技術主要是乳牛熱影像檢測辨識技術，利用紅外線熱像儀拍攝牛隻所得之熱影像圖，進行乳牛體表溫度檢測與體溫辨識，用以評估乳牛之健康狀況；技術內容主要包含乳牛熱影像圖取得、檢測及體溫辨識等。
二、授權金額：10.5萬元（需另計5％營業稅）。
三、授權生產及製造地區：限我國管轄區域內。
四、廠商資格：
（一）廠商業別：依法成立之公司及酪農業者。
（二）應具備之專門技術：具資通訊相關或畜禽管理經驗。
（三）應有之機具設備：資通訊相關設備。
（四）應有之研究或技術人員人數：2人以上。
五、預期利用範圍及產品：乳牛熱影像疾病預警服務平台。

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