Ein System zur automatischen Erfassung der Klauengesundheit von Milchkühen kann durch möglichst frühzeitige präventive und kurative Eingriffe sowohl das Tierwohl steigern als auch ökonomische Verluste minimieren. Ziel war die Entwicklung eines automatischen Systems, dass mittels 3D Sensordaten die Rückenkrümmung einer Kuh erfassen kann und einen entsprechenden Locomotion Score ausgibt. In dieser Studie wurden von August bis Dezember 2016 auf einem Milchviehbetrieb mit Boxenlaufstallhaltung 200 Kühe der Rasse Deutsche Holstein automatisch von einem System nach Verlassen des Melkstandes erfasst. Das System bestand aus zwei RFID-Antennen zur Tiererkennung, einem 3D Sensor zur Lahmheitsbeurteilung und zwei 2D Kameras zur visuellen Bonitur und Validierung. Anhand der 2D Videos wurde nach der Methode von SPRECHER et al. (1997) für 1489 Datensätze ein Locomotion Scores vergeben. Im 2,5D-Tiefenbild wurden zunächst die Hüfthöcker als höchste, äußerste Punkte im Bild identifiziert. Ausgehend von einer Verbindungslinie zwischen den Hüfthöckern, wurde die Wirbelsäule als Polylinie der höchsten Punkte in Richtung Bildanfang ermittelt. Im 3D-Raum wurde dann an die gefundene Rückenlinie ein Kreis approximiert, dessen Radius umgekehrt proportional zur Krümmung des Kuhrückens ist. Der Vergleich der visuell vergebenen und der automatisch gemessenen Scores ergab für das Modell mit fünf Stufen eine Übereinstimmung von 59 % und für das Modell mit drei Stufen 65 %. Die Korrelation nach Spearman (rs = 0,73) zeigte einen deutlichen Zusammenhang zwischen den berechneten und den visuellen Scores. Mit einer Genauigkeit von 82 % wurden 96 % der lahmen Kühe auch als lahm erkannt. Die größte Übereinstimmung wurde für den Locomotion Score 2 erreicht (80 %). In dieser Arbeit wurde ein automatisches System entwickelt, welches durch die Berechnung der Krümmung der Rückenlinie insbesondere beginnende Lahmheiten sehr gut erkennen kann. / A system for automatic detection of lameness in dairy cows can increase animal welfare as well as minimize economic losses through early preventative and curative treatments. The aim of this study was to develop an automatic system that uses 3D sensor data to detect the spine curve of a cow and generate a corresponding locomotion score. In the present study 200 German Holstein cows housed in a free stall barn were recorded via an automatic system after leaving the milking parlour from August to December 2016 on a dairy farm. The system consisted of two RFID-antennas, a 3D depth camera for automatic lameness detection and two standard 2D cameras for visual classification and validation. An amount of 1,489 2D sets of data were locomotion scored according to the method of SPRECHER et al. (1997). Locomotion Score 1 was used to score a healthy cow and Locomotion Score 2 – 5 for lameness with increasing severity. In the analysis five levels (score 1 – 5) as well as three levels (score 1, 2, and ≥ 3) were compared. In the 2.5D depth image the hip joints were identified as the highest, outermost points in the image. Starting from a connection line between the hip joints, the spine was determined as a polyline of the highest points in anterior direction. On the 3D surface, a circle was approximated to the detected back line whose radius is inversely proportional to the curvature of the cow´s back. A comparison of the visually assigned and automatically detected scores showed a 59 % match of the five-level model and 65 % for the three-level model. The Spearman correlation (rs = 0.73) showed a clear correlation between the calculated and the visual scores. With an accuracy of 82 %, 96 % of lame cows were identified as lame. The highest agreement was reached for locomotion Score 2 (80 %). In the present study an automatic system was developed, which can recognize in particular beginning lameness by calculating the curvature of the back.

Die Abschlussarbeit beschäftigt sich mit der Klauengesundheit von Deutschen Holsteins Kühen in einem Sächsischen Milchviehbetrieb. Ziel war die Erfassung und Bewertung der Klauenmaße und Klauen­gesund­heit bei unterschiedlicher Laufflächengestaltung. Aufgrund einer hohen Prävalenz von 89,1 % im Bereich Klauen und Gliedmaßen und der starken Abnutzung des vorhandenen Gussasphaltes im Laufstall, wurde nach der Ist-Aufnahme (Klauenschnitt, Erfassung von Klauenkrankheiten und –maßen) im Mai 2016 eine Stallhälfte am Futtertisch komplett mit Gummiboden (Kraiburg Kura P) ausgelegt und zwei Versuchsgruppen (N=178) gebildet. Während der 93-tägigen Versuchsphase wurden Daten zum Locomotion Score, Hygienescore, Anzahl aktiver Kühe, Gruppenstärke sowie Klimadaten erhoben. Am Ende der Beobachtungsphase wurden alle Versuchstiere einer weiteren Klauenpflege unterzogen, die Klauenmaße und eventuelle Klauenerkrankungen erfasst. Im Ergebnis konnte gezeigt werden, dass sich die Klauengesundheit der Versuchsgruppe, auf einer Kombination von Gummiboden und Gussasphalt, im Vergleich zur Kontrolle, bei der nur Gussasphalt berücksichtigt wurde, verbessert hatte. Zudem konnte verdeutlicht werden, dass Klauenerkrankungen multifaktoriell sind. Der Einbau von Gummiboden kann gesundheitsfördernd wirken, z. B. durch geringere Belastung und besseres Wohlbefinden, aber das Management hat einen essentiellen Anteil der Klauen- und Gliedmaßen­gesundheit. Als Empfehlung wird eine Kombination aus weichen und abrasiven Laufflächen als sinnvoll angesehen. Jedoch wird eine Analyse des gesamten Managements und der Haltungsumwelt der Tiere unerlässlich, da der Mensch der wichtigste Einflussfaktor auf die Klauen- und Gliedmaßengesundheit ist.:Inhalt Abkürzungsverzeichnis V Abbildungsverzeichnis VI Tabellenverzeichnis VIII 1. Einleitung 1 2. Literaturteil 2 2.1 Physiologische Grundlagen der Hornqualität und des Hornwachstums 2 2.1.1 Anatomie der Klaue und der Klauenhaut 2 2.1.2 Hornqualität 5 2.1.3 Messung der Klauenhornhärte zur Darstellung der Hornqualität 6 2.1.4 Erfassung der Klauenmaße zur Überprüfung des Hornschuhs 9 2.2 Übersicht zu den wichtigsten Klauenerkrankungen 12 2.3 Faktorenkrankheit Dermatitis Digitalis 17 2.4 Bewertung des Gangverhaltens mittels Locomotion Score 20 2.5 Bewertung der Stallhygiene mittels Hygienescore 23 2.6 Liegeflächenmanagement und Liegeverhalten 26 2.7 Gussasphalt vs. Gummibelag, Vor- und Nachteile der dargestellten Bodenbeläge 30 2.8 Stallklima 34 2.9 Management der Klauen- und Gliedmaßengesundheit 36 3. Material und Methoden 39 3.1 Tierbestand und betriebliche Gegebenheiten 39 3. 2 Versuchsaufbau 41 3.3 Datenerfassung 46 3.3.1 Bestimmung der Klauenmaße 46 3.3.2 Erfassung der Klauenbefunde 48 3.3.3 Erfassung Locomotion Score 49 3.3.4 Erfassung Hygienescore 50 3.3.5 Erfassung weiterer Parameter für die Beurteilung Klauengesundheit 50 3.3.6 Bestimmung Klimadaten 51 3.4 Datenauswertung 52 4. Ergebnisse 53 4.1 Prävalenz 53 4.1.1 Auswertung aller Klauenerkrankungen 53 4.1.2 Auswertung Dermatitis Digitalis 56 4.2 Klauendaten 57 4.3 Locomotion Score 59 4.4 Hygienescore 61 4.5 Auswertung weiterer Parameter für die Beurteilung der Klauengesundheit 62 4.6 Klimadaten 67 5. Diskussion und Schlussfolgerungen 69 5.1 Ist-Situation der Klauengesundheit in Bezug auf die gesamte Herde 69 5.2 Entwicklung der Klauengesundheit und Klauenmaße in den Untersuchungsgruppen 70 5.3 Weitere Einflussfaktoren auf die Klauengesundheit 75 5.4 Locomotion Score 79 5.5 Hygienescore 80 5.6 Schlussfolgerungen für die Praxis 81 6. Zusammenfassung 83 Literaturverzeichnis 85 Anhang 97 / The current work focuses on claw health within a herd of German Holsteins on a Saxon dairy farm. The aim was to record and evaluate the claw dimensions and claw health on different flooring systems. Due to a high prevalence of 89.1% in the area of the claws and limbs and the heavy wear of the existing mastic asphalt in the playpen, the operational management decided to carry out a partial renovation of the flooring system. Thus, after recording the actual condition (claw cut, recording of claw diseases and dimensions) in May 2016, one half of the stable at the feeding table was completely covered with rubber flooring (Kura P by Kraiburg) and two test groups (N=178) were formed. During the 93-day trial period, data were collected on locomotion score, hygiene score, number of active cows, group strength and climate data. At the end of the observation phase, all test animals were subjected to further claw care, claw dimensions and possible claw diseases were recorded. As a result, it was shown that the claw health of the experimental group had improved on a combination of rubber flooring and mastic asphalt compared to the control that only considered mastic asphalt. In addition, it could be shown that claw diseases are multifactorial. The installation of rubber flooring can have a health-promoting effect, e.g. by reducing stress and improving well-being, but management plays a major role in claw and limb health. A combination of soft and abrasive treads is considered reasonable. However, an analysis of the overall management and housing environment of the animals becomes essential as humans are the most important factor influencing claw and limb health.:Inhalt Abkürzungsverzeichnis V Abbildungsverzeichnis VI Tabellenverzeichnis VIII 1. Einleitung 1 2. Literaturteil 2 2.1 Physiologische Grundlagen der Hornqualität und des Hornwachstums 2 2.1.1 Anatomie der Klaue und der Klauenhaut 2 2.1.2 Hornqualität 5 2.1.3 Messung der Klauenhornhärte zur Darstellung der Hornqualität 6 2.1.4 Erfassung der Klauenmaße zur Überprüfung des Hornschuhs 9 2.2 Übersicht zu den wichtigsten Klauenerkrankungen 12 2.3 Faktorenkrankheit Dermatitis Digitalis 17 2.4 Bewertung des Gangverhaltens mittels Locomotion Score 20 2.5 Bewertung der Stallhygiene mittels Hygienescore 23 2.6 Liegeflächenmanagement und Liegeverhalten 26 2.7 Gussasphalt vs. Gummibelag, Vor- und Nachteile der dargestellten Bodenbeläge 30 2.8 Stallklima 34 2.9 Management der Klauen- und Gliedmaßengesundheit 36 3. Material und Methoden 39 3.1 Tierbestand und betriebliche Gegebenheiten 39 3. 2 Versuchsaufbau 41 3.3 Datenerfassung 46 3.3.1 Bestimmung der Klauenmaße 46 3.3.2 Erfassung der Klauenbefunde 48 3.3.3 Erfassung Locomotion Score 49 3.3.4 Erfassung Hygienescore 50 3.3.5 Erfassung weiterer Parameter für die Beurteilung Klauengesundheit 50 3.3.6 Bestimmung Klimadaten 51 3.4 Datenauswertung 52 4. Ergebnisse 53 4.1 Prävalenz 53 4.1.1 Auswertung aller Klauenerkrankungen 53 4.1.2 Auswertung Dermatitis Digitalis 56 4.2 Klauendaten 57 4.3 Locomotion Score 59 4.4 Hygienescore 61 4.5 Auswertung weiterer Parameter für die Beurteilung der Klauengesundheit 62 4.6 Klimadaten 67 5. Diskussion und Schlussfolgerungen 69 5.1 Ist-Situation der Klauengesundheit in Bezug auf die gesamte Herde 69 5.2 Entwicklung der Klauengesundheit und Klauenmaße in den Untersuchungsgruppen 70 5.3 Weitere Einflussfaktoren auf die Klauengesundheit 75 5.4 Locomotion Score 79 5.5 Hygienescore 80 5.6 Schlussfolgerungen für die Praxis 81 6. Zusammenfassung 83 Literaturverzeichnis 85 Anhang 97