Zaawansowane technologicznie kamery pozwalają ograniczyć stosowanie antybiotyków u bydła
Zapalenie wymienia jest najczęściej występującą i kosztowną chorobą bydła mlecznego na całym świecie. Potencjalnie śmiertelne zakażenie bakteryjne obejmuje wymiona zwierząt, zaś patogeny dostają się do ich organizmu podczas procesu dojenia lub z otoczenia. Z powodu znacznych strat w produkcji mleka i spadku jego jakości, zapalenie wymienia wywiera poważne negatywne skutki ekonomiczne na gospodarstwa rolne. Stosowanie antybiotyków jest obecnie jedynym rozwiązaniem umożliwiającym kontrolowanie choroby wymienia, lecz w wielu przypadkach metoda ta jest nieskuteczna, gdyż nie zapobiega rozwojowi oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe (AMR). Z tego też powodu naukowcy z całego świata pilnie poszukują sposobów leczenia zapalenia wymienia niewymagających stosowania antybiotyków.
Pomoc dla rolników
Uczestnicy projektu AGRICAM postanowili zmierzyć się z tym wyzwaniem i opracowali rozwiązanie oparte na czujnikach do monitorowania krów w okresie laktacji. „Nasz opatentowany system kamer termowizyjnych wykonuje dziennie ponad 10 000 analiz dla dużych, zmechanizowanych gospodarstw mleczarskich w Szwecji, oferując prędkość detekcji od dwóch do czterech razy większą w porównaniu do innych dostępnych na rynku metod, pozwalając przy tym wyeliminować stosowanie antybiotyków w leczeniu zapalenia wymienia”, przekonuje koordynatorka projektu Ellinor Eineren. To innowacyjne podejście zostało zapożyczone od wojskowych kamer na podczerwień i stało się przydatnym narzędziem do zwalczania zapalenia wymienia u krów mlecznych. Urządzenie Agricam zostało jak dotąd zainstalowane w ponad 30 szwedzkich gospodarstwach mleczarskich oraz w Instytucie Rolno-Spożywczym i Bionauk w Irlandii Północnej. Technologia dowiodła, że jako narzędzie badawcze jest wydajna w zakresie zmniejszania stosowania antybiotyków i dostarcza wymiernych korzyści ekonomicznych rolnikom. W ramach projektu Agricam powstał również opatentowany i wymyślony przez Eineren system optyczny, który skanuje szalki Petriego i identyfikuje wyhodowane na nich bakterie w czasie rzeczywistym z dokładnością równą tej otrzymywanej w laboratoriach. „Bacticam dostarcza rolnikom informacje bakteriologiczne w ciągu 8–12 godzin o połowę taniej niż ma to miejsce w przypadku obecnych testów. Składa się z elementu do pobierania próbek oraz podgrzewania, w którym bakterie są hodowane na szalce Petriego, a następnie analizowane przy użyciu klasyfikatora obrazu wykorzystującego uczenie maszynowe”.
Szybki, tani i dokładny
Do głównych celów związanych z wdrożeniem tego rozwiązania należą: zmniejszenie ponoszonych przez rolników i lekarzy weterynarii kosztów hodowli i analizy bakterii, zwiększenie dokładności identyfikacji szczepów bakterii oraz skrócenie czasu reakcji potrzebnego na analizę. Porównanie realizacji tych celów z obecnymi metodami badań morfologicznych kolonii bakterii przez wyszkolonych lekarzy weterynarii wypada na korzyść Bacticam. Ponadto stosowanie metod tradycyjnych wymaga od rolników przesłania próbek mleka do laboratorium lub weterynarza i oczekiwania na wyniki od 5 do 15 dni. Podejście to jest drogie, zaś zwłoka uniemożliwia rolnikom podjęcie szybkich działań celem zapobiegnięcia rozprzestrzenienia się zakażenia na całe stado. Z tego też powodu rolnicy wdrażają antybiotykoterapię przed otrzymaniem wyniku. Bacticam ma więc szansę zrewolucjonizować identyfikację patogenów na miejscu. Na koniec Eineren stwierdza: „Wykorzystując najnowsze postępy z zakresu metod uczenia maszynowego do klasyfikacji obrazu udało się nam zautomatyzować identyfikację patogenów. Osiągi Bacticam są nieustannie doskonalone wraz ze zwiększaniem się ilości danych wejściowych algorytmu i już wkrótce mamy nadzieję przewyższyć zdolności wyszkolonych profesjonalistów, tym samym dostarczając gospodarstwom rolnym narzędzie zasługujące na miano eksperta”.
Słowa kluczowe
AGRICAM, antybiotyk, zapalenie wymienia, mleko, Bacticam, bydło, algorytm, kamera termowizyjna, przeciwdrobnoustrojowy
