Tổng quan về ứng dụng công nghệ xử lý ảnh thân nhiệt trong chẩn đoán bệnh gia cầm (phần 2)

• Tổng quan về ứng dụng công nghệ xử lý ảnh thân nhiệt trong chẩn đoán bệnh gia cầm (phần 1)

3. ĐẶC TÍNH SINH LÝ, SINH HOÁ TRÊN GIA CẦM

3.1 Cơ chế sinh nhiệt trên cơ thể gia cầm

Thân nhiệt (Cooper& cs., 1998) là nhiệt độ cơ thể của người và động vật. Hiện nay, động vật được chia thành hai nhóm chính là nhóm biến nhiệt và nhóm hằng nhiệt.

Động vật biến nhiệt có thân nhiệt biến đổi theo môi trường sống: cá, ếch, nhái, bò sát…

Động vật hằng nhiệt: Nhóm này có thân nhiệt duy trì ở một trị số tương đối nhất định.Động vật hằng nhiệt có thân nhiệt thay đổi trong phạm vi hẹp, phụ thuộc vào độ tuổi, trạng thái sinh lý, trạng thái thần kinh, nhịp sinh học…

Thân nhiệt phản ánh rất nhiều đặc tính sinh lý, sinh hóa của cơ thể gà nuôi (như dinh dưỡng cơ thể, vật nuôi no hay đói, mức độ hoạt động, vật nuôi có bị kích động không, hay đơn giản gà nuôi có bị stress hay không). Mỗi khi các đặc tính sinh lý, sinh hóa trên thay đổi, cũng làm nhiệt độ thân nhiệt của gà biến đổi.

Hầu hết các giống gia súc, gia cầm đều có thân nhiệt ổn định. Thân nhiệt của gà cao hơn thân nhiệt của người, trung bình từ 39 độ C cho tới 40 độ C (Xiong, X.,& cs., 2019). Cơ thể của gà cũng có cơ chế tự điều tiết nhiệt độ. Không giống một số loài động vật máu nóng, gà không có tuyến mồ hôi để giải phóng nhiệt độ cơ thể. Do đó, gà thường tỏa lượng nhiệt dư thừa theo bốn cách sau:

Bức xạ nhiệt: Gà sẽ truyền sức nóng của mình cho các đối tượng xung quanh qua không khí, từ bề mặt da bằng các tia bức xạ nhiệt.

Truyền dẫn nhiệt: Gà tìm kiếm, chui rúc với mục đích tiếp xúc trực tiếp với các vật có nhiệt độ mát như đất, đệm sàn, nền tường ẩm,… và truyền dẫn nhiệt trực tiếp từ cơ thể cho các vật lạnh đó.

Đối lưu nhiệt: Thoát nhiệt lên trên theo hình thức đối lưu. Để tăng thoát nhiệt cơ thể bằng hình thức đối lưu, gà sẽ tìm đến một nơi mát mẻ trong chuồng, giang rộng đôi cánh, mở rộng mạch máu trong các vách và da.

Bốc hơi nước: Vì không có tuyến mồ hôi nên việc bốc hơi nước sẽ không xuất hiện trên bề mặt da mà chủ yếu qua đường hô hấp để giảm nhiệt độ cơ thể.

3.2 Một số bệnh gây tăng thân nhiệt ở gà

a, Bệnh tụ huyết trùng

– Đặc điểm (Christensen, J.P.& cs., 1997): Bệnh thường xảy ra ở gà trưởng thành và phát triển mạnh vào những lúc giao mùa. Bệnh xảy ra đột ngột, lây lan nhanh và thường gây chết nhiều về đêm. Thân nhiệt của gà tăng cao có khi lên tới 44 độ C, ở các vị trí đầu và mào của gà bị đổi màu và nhiệt độ nóng bất thường.

Hình 12. Hình ảnh gà bị bệnh tụ huyết trùng (Kim & cs., 2011)

Triệu chứng: Gà có biểu hiện ủ rũ, kém hoặc bỏ ăn, mồng tím tái, miệng chảy nhiều dịch nhờn. Thức ăn không tiêu, gà bị tiêu chảy phân trắng đôi khi có lẫn máu. Gà bị thở khò khè, bại liệt rồi chết. Bệnh kéo dài, mào và yếm sưng, gà tiêu chảy, sưng khớp.

b, Bệnh cúm gia cầm H5N1 trên gà

Đặc điểm (Monne, I.,& cs., 2008): Là một bệnh cấp tính do virus gây nên. Bệnh có tính lây lan nhanh trên phạm vi rộng và thường gây thành dịch và tử vong nhiều ở gà, lây nhiễm từ loài này sang loài khác và cả người. Thời gian ủ bệnh từ vài giờ đến 3 ngày.

Hình 13. Ảnh thể hiện gà bị bệnh H7N1(Hernández, 2014)

Triệu chứng: Biểu hiện của bệnh là gà bị sốt cao, ho, mệt mỏi toàn thân. Kèm theo các triệu chứng tiêu hóa như buồn nôn, tiêu chảy.

c, Bệnh Newcastle (bệnh gà rù)

Đặc điểm: Bệnh Newcastle (Miller, P.J.&cs., 2013) hay còn gọi bệnh gà rù là một bệnh truyền nhiễm cấp tính của loài gà, có triệu chứng và bệnh tích giống với bệnh cúm gà.

Triệu chứng: Đặc trưng của bệnh là viêm, xuất huyết và loét niêm mạc đường tiêu hóa. Bệnh hay xảy ra với thể bệnh phổ biến là thể cấp tính: Gà sốt cao từ 42,5 – 43 độ C; gà chậm chạp, đứng tụ lại thành đám, gà bỏ ăn, lông xù, ủ rũ, tiêu chảy phân trắng xám.

Hình 14. Gà bị bệnh Newcastle(Cattoli. & cs., 2011)

d, Bệnh Gumboro

Đặc điểm: Bệnh Gumboro là một bệnh truyền nhiễm cấp tính ở gà (Syahruni, S.,&cs., 2021), nhưng chủ yếu là ở gà 3 – 6 tuần tuổi và gà tây. Bệnh do một loại virus tác động vào túi Fabricius gây suy giảm miễn dịch ở gà, khiến cho gà dễ mắc các bệnh khác.

Triệu chứng: Bệnh có diễn biến rất nhanh, đàn gà có dấu hiệu hoảng loạn, uống nước nhiều, sốt rất cao lên đến 43 độ C. Gà có hiện tượng tiêu chảy nặng, phân màu trắng nhớt.

Hình 15. Gà bị bệnh Gumboro, ủ rũ, xù lông(Ivan Dinev.&cs., 2010)

e, Bệnh kí sinh trùng đường máu ở gà

Đặc điểm (Christensen, J.P.& cs., 1997): Bệnh ký sinh trùng đường máu ở gà hay còn gọi là bệnh sốt từng cơn, bệnh sốt rét gà. Bệnh xảy ra nhiều vào các tháng nóng ẩm giai đoạn chuyển mùa từ mùa xuân sang mùa hè, khi côn trùng hút máu phát triển và truyền mầm bệnh cho gà.

Triệu chứng: Thời gian ủ bệnh và diễn biến của bệnh kéo dài từ 7 – 12 ngày. Gà bị sốt cao có thể lên tới 43 đến 44 độ C, hay rùng mình, ít đi lại, mệt mỏi, ủ rũ, bỏ ăn, gầy, mào nhợt nhạt, trở nên trắng bệch sau nhiều ngày. Gà hay bị mất thăng bằng, thở nhanh và có tình trạng thiếu máu. Gà bị tiêu chảy kéo dài, phân màu xanh lá cây, nhớt, có thể lẫn máu do ruột bị tổn thương.

4. GIÁM SÁT SỨC KHOẺ VẬT NUÔI (GIA CẦM) BẰNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ẢNH THÂN NHIỆT

4.1 Hiện tượng stress nhiệt của gà

Yếu tố chính dẫn đến stress nhiệt ở gà là sự thay đổi của nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ gió trong môi trường nuôi. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học tại trường đại học Newcastle ở Vương quốc Anh (Naturally Speaking., 2015) đã chỉ ra một số ảnh hưởng của stress nhiệt tới quá trình sinh trưởng và phát triển của gà:

Gà giảm ăn: Cảm giác ngon miệng bị suy giảm sẽ khiến cho gà không đảm bảo đủ năng lượng cần thiết cho hoạt động chuyển hóa trong cơ thể, ví dụ như: chuyển hóa protein, carbohydrate. Việc giảm ăn làm gà thiếu các chất dinh dưỡng cần thiết, ảnh hưởng đến sức đề kháng và tăng trưởng của gà thịt.

Tăng nguy cơ nhiễm trùng: Nhiệt độ chuồng quá nóng khiến gà thở bằng miệng thay vì bằng khoang mũi. Điều này khiến gà bị tăng nguy cơ nhiễm trùng ảnh hưởng xấu đến quá trình sinh trưởng và phát triển.

Hình 16. Phát hiện stress nhiệt qua camera ảnh nhiệt (Nguồn: Naturally Speaking., 2015) 

Các nhà khoa học tại trường đại học Newcastle (Naturally Speaking., 2015)ở vương quốc Anh cho rằng có 2 phương pháp chính để theo dõi căng thẳng ở gà, đó là: thực hiện lấy mẫu máu đo nồng độ hocrmone và đo nhiệt độ cơ thể. Khi gà bị strees nhiệt, triệu chứng rõ nhất là gà bị sưng tấy kèm theo nhiệt độ của da tăng cao trong một khoảng thời gian.

Đối với phương pháp lấy mẫu máu để phát hiện stress nhiệt ở gà nuôi sẽ ảnh tạo hoảng loạn cho gà, điều này ảnh hưởng tới kết quả của phép đo. Thêm vào đó, để thực  hiện phương pháp này đòi hỏi người thực hiện phải có am hiểu và chuyên môn cao.

Đối với phương pháp sử dụng hình ảnh nhiệt để phát hiện stress ở gà mang tới hiệu quả hơn bởi cách này sẽ ít xâm lấn tới môi trường sống của gà, tránh việc tiếp xúc trực tiếp giữa con người với gà.

Một số giải pháp làm giảm Stress nhiệt ở gà nuôi hay được áp dụng:

• Thiết kế chuồng cao ráo, thông thoáng, mát mẻ vào mùa hè, tránh mưa tạt, gió lùa.
• Hướng chuồng gà ở phía đông nam hoặc đông tây, có thể tránh bức xạ mặt trời.
• Trồng cây xanh xung quanh chuồng để tạo bóng mát, luôn giữ nền chuồng nuôi sạch sẽ.
• Cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng hợp lý cho gà.
• Phun sát trùng định kỳ khoảng 2-3 lần/tuần và tiến hành tẩy giun sán chuột bọ quay khu trang trại.

4.2 Ứng dụng ảnh nhiệt để xác định và dự báo sớm bệnh nhiễm virus Highly pathogenic avian influenza (HPAI) H5N1 trên gà nuôi

Cúm gia cầm là bệnh truyền nhiễm do virus có thể lây nhiễm không chỉ cho gà, mà cả con người và các động vật khác. H5N1 là dạng cúm gia cầm phổ biến nhất, nó có thể gây chết cho gà và dễ dàng ảnh hưởng đến con người. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, H5N1 được phát hiện lần đầu tiên ở người vào năm 1997 và đã giết chết gần 60% người mắc bệnh. Việt Nam (USAID., 2013) là một trong những nước đầu tiên trên thế giới bị ảnh hưởng bởi dịch cúm gia cầm H5N1 và cũng là nước đầu tiên báo cáo ca bệnh cúm gia cầm ở người năm 2003. Tính đến nay, Việt Nam đã có hơn 3.000 dịch cúm trên gia cầm và 124 ca bệnh ở người, trong đó 62 người đã tử vong. Tuy Việt Nam được xem như một mô hình về ứng phó với cúm gia cầm, Việt Nam vẫn đứng thứ ba trên toàn cầu chỉ sau Indonesia và Ai Cập về tỷ lệ ca bệnh và tỷ lệ tử vong do cúm gia cầm ở người.

Dịch H5N1 bùng phát rất nhanh chóng, rất khó kiểm soát, thời gian ủ bệnh từ vài giờ đến 21 ngày, có trường hợp kéo dài đến 28 ngày, tỷ lệ chết từ 80 – 100% gây tổn thất lớn cho các hộ chăn nuôi. Một số chẩn đoán lâm sàng bằng mắt thường dễ nhận biết của bệnh: gia cầm sốt cao, chảy nước mắt, đứng tụm một chỗ, lông xù, phù đầu và mắt, da tím tái, chân xuất huyết,chảy nước dãi ở mỏ. Triệu chứng chung là giảm hoạt động, giảm tiêu thụ thức ăn, gầy yếu, giảm trứng. Trường hợp nặng có biểu hiện ho, khó thở, suy sụp hô hấp; rối loạn thần kinh, ỉa chảy, một số con có biểu hiện co giật hoặc ở tư thế không bình thường.

Nhóm nghiên cứu tại các trường đại học ở Hàn Quốc (Jin-Yong Noh,& cs., 2021)đã sử dụng ảnh nhiệt như một công cụ để chẩn đoán và phát hiện sự thay đổi bất thường về thân nhiệt của gà nuôi. Nhóm nghiên cứu đã tiêm virus vào cơ thể của gà, sau đó theo dõi sự thay đổi nhiệt độ thông qua camera ảnh nhiệt.

Hình 17. Hình ảnh sử dụng camera ảnh nhiệt để đo thân nhiệt của gà(Nguồn: Naturally Speaking., 2015) 

Để xác định ảnh hưởng của việc nhiễm virus lên thân nhiệt của gà, nhóm nghiên cứu tại đại học ở Hàn Quốc đã theo dõi thân nhiệt của gà trong khoảng thời gian 24 giờ trước khi cấy virus. Thân nhiệt của gà trước khi nhiễm virus thay đổi từ 40,5°C đến 42°C. Tổng hợp các thông số được nhóm tác giả thể hiện trên đồ thị sau, trong đó: Temperature là nhiệt độ cơ thể của gà, hours post infection là các khoảng thời gian sau nhiễm trùng.

Hình 18. Đồ thị sự thay đổi thân nhiệt của gà trước và sau tiêm virus (Jin-Yong Noh, & cs., 2021)

Từ đồ thị trên ta thấy: Thân nhiệt của gà trước khi nhiễm virus thay đổi từ 40,5°C đến 42 °C. Sau khi cấy virus, thân nhiệt của gà giảm xuống thấp nhất là 1,3 °C sau khoảng 24 giờ nhiễm bệnh, thân nhiệt của gà bắt đầu tăng từ khoảng thời gian 26 giờ sau tiêm và đạt đỉnh 43 °C từ 27 giờ đến 36 giờ sau tiêm. Sau 48 giờ tiêm thân nhiệt của gà giảm đột ngột.

Ưu điểm: giúp thu thập dữ liệu nhanh, tỉ lệ chính xác cao, phát hiện sớm nhiệt độ tăng bất thường ở cá thể gà giúp điều chỉnh chế độ chăm sóc cho chúng, đồng thời đưa ra pháp đồ điều trị kịp thời làm giảm tỉ lệ lây nhiễm và tử vong ở gà nuôi. 

Nhược điểm: Khi vật nuôi di chuyển ra xa sẽ làm giảm độ chính xác của phép đo gây ảnh hưởng tới theo dõi và chẩn đoán. Nguồn pin của camera có thời lượng sử dụng nhất định, cần kiểm tra và bổ sung kịp thời để đảm bảo khả năng vận hành và không bị gián đoạn trong quá trình sử dụng. Cần có hệ thống xử lý và người có trình độ chuyên môn cao để xử lý vấn đề.

4.3 Phát hiện sớm tử vong do thay đổi thân nhiệt ở gà con sau nở

Không như các động vật có vú, gà rất khó tự điều chỉnh thân nhiệt. Chúng không có tuyến mồ hôi. Đặc biệt, chúng rất dễ bị ảnh hưởng khi nhiệt độ bên ngoài thay đổi. Đặc biệt là con mới nở, chúng sẽ rất mẫn cảm với sự thay đổi nhiệt độ bên ngoài. Trong tự nhiên, chúng sẽ được bảo vệ trong lòng của gà mẹ. Lông của gà con hoàn toàn không có khả năng cách nhiệt. Gà con mới nở thì các cơ quan như huyết quản, hô hấp, tiêu hóa, miễn dịch và hệ xương cốt chưa hoàn toàn phát triển. Chính vì vậy, việc quản lý nhiệt độ gà con trong vòng 48 tiếng đầu là rất quan trọng.

Hình 19. Biểu đồ nhiệt độ của gà tương ứng với điều kiện môi trường

Biểu đồ trên cho ta thấy tầm quan trọng của nhiệt độ đối với gà con. Theo đó, gà con được cho tiếp xúc với nhiệt độ bên ngoài giảm dần lần lượt là 35°C, 32°C, 28°C, 20°C và sau đó tiến hành đo thân nhiệt cơ thể với thời gian 30 phút, 60 phút, 90 phút và 120 phút sau nở. Kết quả ở nhóm gà tiếp xúc với nhiệt độ bên ngoài là 35°C, 32°C thì sau 2 tiếng thân nhiệt hầu như không giảm. Gà con duy trì được thân nhiệt bình thường, thân nhiệt không giảm nhanh. Tuy nhiên, ở nhóm gà nuôi ở nhiệt độ 28°C, 20°C thì thân nhiệt giảm rất nhanh.

Hình 20. Dùng camera ảnh nhiệt đo thân nhiệt của gà con (Ferreira, V.M.O.S., & cs., 2011)

Ưu điểm: Việc thu thu thập dữ liệu nhanh kèm tỉ lệ chính xác cao, phát hiện sớm nhiệt độ tăng bất thường ở cá thể gà giúp điều chỉnh chế độ chăm sóc cho chúng, đưa ra pháp đồ điệu trị kịp thời làm giảm tỉ lệ tử vong của gà sau nở.

Nhược điểm: Khi gà con di chuyển ra xa sẽ làm giảm mạnh độ chính xác của phép đo, do gà mới nở nên chúng khá nhỏ và số lượng nhiều nên dễ bị che khuất bởi gà mẹ. Nguồn pin có thời lượng sử dụng nhất định, cần kiểm tra và bổ sung kịp thời để đảm bảo khả năng vận hành và không bị gián đoạn trong quá trình sử dụng. Cần có hệ thống xử lý và người có trình độ chuyên môn cao để xử lý.

5. Ý NGHĨA CỦA VIỆC ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ẢNH TRONG GIÁM SÁT, CHẨN ĐOÁN BỆNH TRÊN GIA CẦM

Thân nhiệt cao hay thấp được coi là triệu chứng bệnh quan trọng trên gà, từ đó có thể căn cứ vào thân nhiệt để chẩn đoán là bệnh cấp tính hay mãn tính, bệnh nặng hay bệnh nhẹ trên cơ thể gà. Dựa vào thân nhiệt người chủ trang trại có thể chẩn đoán phân biệt giữa bệnh truyền nhiễm với hiện tượng trúng độc. Thông qua chỉ số thân nhiệt hàng ngày để theo dõi kết quả điều trị và cung cấp thức ăn nước uống hợp lý cho việc chăm sóc gà. Giảm thiểu khả năng lây lan dịch bệnh từ gà sang người. Tránh được những rủi do về sức khỏe và kinh tế.

Những ưu điểm nổi bật của công nghệ xử lý ảnh thân nhiệt trong việc giám sát và chăm sóc vật nuôi: Đo được nhiều cá thể cùng một lúc. Phát hiện khu vực có nhiệt độ bất thường trên cơ thể vật nuôi. Thuận tiện và đo được từ khoảng cách xa không ảnh hưởng đến vật nuôi. Tính chính xác của phương pháp cao. Tuy nhiên phương pháp này vẫn còn tồn tại  nhược điểm là khi vật nuôi di chuyển ra xa sẽ làm giảm độ chính xác của phép đo. Để đảm bảo được sự chính xác của phép đo, môi trường xung quanh phải đảm bảo yếu tố thuận lợi, ví dụ như: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, tốc độ gió,.. Thêm vào đó, công việc này còn đòi hỏi người vận hành phải có kinh nghiệm và hiểu biết để kịp thời xử lý vấn đề sảy ra.

6. KẾT LUẬN

Ứng dụng công nghệ kỹ thuật cao trong chăn nuôi đã và đang là một xu thế tất yếu của rất nhiều nền nông nghiệp tiên tiến trên thế giới. Những nền nông nghiệp thông minh với các thiết bị làm việc chính xác sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất, năng suất, chất lượng đáp ứng được các yêu cầu khắt khe của người tiêu dùng trên toàn thế giới. Việc ứng dụng công nghệ cao trong đánh giá, chẩn đoán và kiểm soát bệnh vật nuôi nên được nghiên cứu và áp dụng trong tương lai gần bởi sự cần thiết của nó và sự thuận lợi về mặt nền tảng công nghệ thông tin cao mà Việt Nam đang sở hữu. Trước tiên, công nghệ xử lý ảnh thân nhiệt hoàn toàn có thể áp dụng được trong việc xác định thân nhiệt của vật nuôi, nhằm phân loại vật nuôi bị stress hay bị sốt và cần đưa ra giải pháp cách ly để điều trị, giảm thiểu tối đa rủi ro trong chăn nuôi.