x

Einleitung Entsprechend der Tierschutz-Schlachtverordnung sind Wirbeltiere vor der Tötung grundsätzlich zu betäuben. Die für Fische zulässigen Betäubungsmethoden haben sich jedoch für die Betäubung Afrikanischer Welse (Clarias gariepinus) in der Praxis als problematisch erwiesen. Ziel der Untersuchungen Das Untersuchungsziel bestand in der Erprobung und Optimierung von Betäubungsverfahren für die Schlachtung Afrikanischer Welse. Verschiedene Varianten der Vorkühlung, Eiswasserbehandlung und Elektrobetäubung wurden einzeln oder in Kombination vergleichend geprüft. Materialien und Methoden Zur Beurteilung der Betäubungswirkung dienten klinische Tests: Atmung, Schwimmbewegungen, Reaktion auf Manipulation, Gleichgewicht mit und ohne Manipulation, Augendrehreflex, Schmerzreiz. Weiterhin erfolgten Blutuntersuchungen mit Bestimmung der Cortisol-, Glukose-, Laktat-, Natrium-, Kalium- und Chloridgehalte zur Beurteilung der Stressbelastung der Welse. Insgesamt wurden 378 Afrikanische Welse genutzt. Die Untersuchungen umfassten sechs Teilversuche: Im Vorversuch 0 fand die Prüfung der Untersuchungsmethoden statt. Versuch 1a diente dem Vergleich von drei Varianten der Eiswasserbehandlung: Variante 1: Eiswasser mit +0,1 ± 0,2 °C, Variante 2: Eiswasser mit zusätzlichem Crash-Eis bei gleicher Temperatur und Variante 3: Eiswasser mit Kochsalz bei -2,0 ± 0,5 °C. Im Versuch 1b wurden drei Vorkühltemperaturen getestet: 10 °C, 15 °C und 20 °C. Die Elektrobetäubung (Versuch 2 bzw. Versuche 3 und 4 als Kombinationsmethoden) erfolgte am Einzeltier per Kopfdurchströmung mit 250 bzw. 300 V und 1,3 bzw. 1,8 A Wechselstrom. Bei der Prüfung der Kombination von Elektrobetäubung und Eiswasserbehandlung wurden die Welse nach der Kopfdurchströmung unmittelbar in ein mit Eiswasser gefülltes Becken umgesetzt. Versuch 4 diente der Überprüfung der Kombinationsmethode auf Praxistauglichkeit in einer Kreislaufanlage an 50 schlachtreifen Welsen. Ergebnisse Die maximalen Reaktionszeiten im Eiswasser lagen in den drei Varianten des Versuches 1a zwischen 3,8 und 4,7 Minuten (arithmetische Mittel). Die Eiswasserbehandlung ermöglichte kein schnelles Erreichen der Wahrnehmungs- und Empfindungslosigkeit. Die Variante 1 – Eiswasser mit +0,1 ± 0,2 °C – war mit den geringsten Belastungen verbunden. Gleiches trifft auf die Vorkühltemperatur von 15 °C zu. Mittels elektrischer Kopfdurchströmung wurde im Versuch 2 eine Betäubung der Welse erreicht, verbunden mit einer 30 bis 60 Sekunden andauernden Wahrnehmungslosigkeit. Die Betäubung geschah am Einzeltier nach vorheriger Separierung. In den Kombinationsversuchen 3 und 4 wurde kein durchgängiger Zustand der Wahrnehmungs- und Empfindungslosigkeit beobachtet. Die Welse zeigten im Mittel 2,7 bzw. 3,3 Minuten nach Umsetzen in das Eiswasser zuletzt Reaktionen auf klinische Tests. Schlussfolgerungen Die Eiswasserbehandlung ermöglicht keine tierschutzgerechte Betäubung entsprechend der Tierschutz-Schlachtverordnung. Eine Vorkühlung vor der Betäubung scheint notwendig. Vor der Elektrobetäubung schränkt sie die Beweglichkeit der Welse ein und ermöglicht somit ein besseres Ansetzen der Elektroden. Die Einzeltierbetäubung ist zeitaufwendig und setzt von der durchführenden Person ausreichend Erfahrung voraus, um Fehlbetäubungen zu vermeiden. Die kurze Wahrnehmungslosigkeit erfordert eine sich unmittelbar anschließende Entblutung bzw. Dekapitation. Für kleine Schlachtzahlen bzw. als Alternative zur Betäubung per Kopfschlag erscheint die untersuchte Methode mit der verwendeten gerätetechnischen Ausstattung bzw. unter Beachtung der elektrischen Betäubungsparameter geeignet. Zur Validierung der Kombination von Vorkühlung, Elektrobetäubung und Eiswasserbehandlung sind weitere Untersuchungen erforderlich. Es ist zu prüfen, ob durch eine Veränderung der Betäubungsparameter eine bis zum Tod anhaltende Wahrnehmungs- und Empfindungslosigkeit gewährleistet werden kann.

Background: The slaughter of pregnant cattle and the fate of the foetuses are relatively new subjects in the field of animal welfare. The Scientific Committee on Veterinary Measures relating to Public Health (SCVPH), however, does not believe this topic to be a critical issue because of the hitherto supposed rare occurrence of this practice. Some previous studies though, contradict this assessment, emphasising its relevance to animal welfare. With regard to the heterogeneous study design of previous investigations, the objective of this study is to evaluate the current situation concerning the slaughter of pregnant cattle in different German abattoirs. Additionally, the prevalence was assessed semi-quantitatively on the basis of a cross-sectional, voluntary and anonymous survey that was conducted amongst senior veterinary students of the University of Leipzig from 2010 until 2013. Results: Of 255 evaluable questionnaires, 157 (63.6 %) mention the slaughter of pregnant cattle, corresponding to 76.9 % of all visited abattoirs. Slaughter of pregnant cattle is reported often (>10 % of females) in 6 (3.8 %), frequently (1–10 % of females) in 56 (35.7 %), and rarely (<1 % of females) in 95 (60.5 %) of all cases (n = 157) respectively. About 50 % of these animals were reported to be in the second or third stage of gestation. 15 (10.6 %) of 142 questionnaires providing information about the foetus, state that the foetus showed visible vital signs after the death of the mother, but in one case the foetus was euthanized subsequently. Conclusions: The results show that the slaughter of pregnant cattle is a common and widespread practice in German abattoirs. The SCVPH’s assumption that pregnant cattle are only slaughtered in rare exceptional cases can no longer be maintained. The high proportion of foetuses in the second and third gestational stage must also be considered. In this context the implementation of suitable studies and detailed analysis of the current situation is indispensable to ensure the high standards in animal welfare in Germany and Europe.

Einleitung: Ausgangspunkt für die Untersuchungen sind Projektergebnisse aus der Mastphase, nach denen Fußballen von 45 % der in Deutschland gehaltenen Mastputen in der 6. Lebenswoche Epithelnekrosen aufweisen. Die vorliegende Arbeit ist Teil eines Folgeprojekts für die Aufzuchtphase und leitet aus den gewonnenen Ergebnissen Tierschutzindikatoren für die ersten Wochen ab. Ziele der Untersuchungen: Ziel der Arbeit war die Erhebung der Prävalenz von Fußballenentzündungen in der Aufzuchtphase von in Deutschland gehaltenen Mastputen des Hybrids B.U.T. 6 und die Messung der Einstreufeuchtigkeit in diesem Zeitraum. Tiere, Material und Methoden: Am Folgeprojekt nahmen bundesweit 46 Herden von 24 Betrieben teil. Aus jeder Herde wurden jeweils 60 Einzeltiere in der 1. Woche, dem ersten Untersuchungszeitpunkt (U1), und innerhalb der 4. und 5. Woche, dem zweiten Untersuchungszeitpunkt (U2), klinisch untersucht. Insgesamt wurden 5.531 Mastputen erfasst, davon 3.131 Hähne und 2.400 Hennen. Die Fußballen wurden mit Hilfe eines 5-stufigen Bewertungssystems beurteilt. Parallel zur klinischen Untersuchung wurden Einstreuproben aus dem Tränke-, Futter- und Ruhebereich sowie Vergleichsproben vor der Einstallung gezogen, insgesamt 625 Proben, und die Feuchtigkeit mit einem thermogravimetrischen Verfahren bestimmt. Die Tierhalter/-innen wurden zu den Haltungsbedingungen, zum Stallmanagement und zur Herkunft der Herde mit Hilfe von standardisierten Bögen befragt. Die biometrische Auswertung erfolgte mit Methoden der explorativen Datenanalyse, Hypothesentests und logistischen Regressionsmodellen. Die Betriebe wurden anschließend miteinander verglichen anhand der Parameter Fußballenscore, Einstreufeuchtigkeit, Mortalität sowie Gewichtsdifferenz zwischen Ist- und Sollwert. Ergebnisse: Die Aufzuchtställe waren am häufigsten mit Holzspänen eingestreut, aber auch Stroh, Strohpellets, Lignocellulose, Dinkelspelzen und Maisspindelgranulat wurden verwendet. Die Einstreufeuchtigkeit betrug im Stall 11 % vor Einstallung, 29 % zum U1 und 40 % zum U2. Unterschiede in der Einstreufeuchtigkeit zeigten sich in Abhängigkeit von der Lokalisation (am höchsten im Tränkebereich), dem Aufzuchtsystem, der Art der Einstreu und dem Tränkesystem (am höchsten um Rundtränken). Zum U1 hatten nach dem Bewertungssystem 27,3 % der Küken Veränderungen am rechten Fußballen. Die Veränderungen bestanden vor allem aus Hyperkeratosen, lediglich 0,1 % der Tiere hatte Epithelnekrosen. An den Fußballen wurden zusätzlich Rötungen und oberflächliche Hautrisse festgestellt, die nicht Teil des Bewertungssystems waren. Mehr Tiere waren von Veränderungen betroffen, wenn, statt des rechten, der stärker geschädigte Fußballen in die Beurteilung einbezogen wurde. Die Zahl betroffener Tiere stieg unter Berücksichtigung von allen Veränderungen an beiden Fußballen auf 48,9 %. Zum U2 hatten gemäß Bewertungsschema 63,3 % der Jungputen Veränderungen am rechten Fußballen. Hyperkeratosen unterschiedlichen Schweregrads zum Teil mit nicht ohne Substanzverlust lösbaren Schmutzanhaftungen prägten das Bild hauptsächlich, aber 12,1 % der Tiere hatten Epithelnekrosen und 0,2 % der Tiere wiesen eine Ballenläsion auf. Unter Berücksichtigung aller Schäden und beider Fußballen stieg die Zahl betroffener Tiere auf 77,0 %. Die Mortalität betrug 0,5 % zum U1 und 2,1 % zum U2. Die Körpergewichte blieben 6 % zum U1 und 9 % zum U2 unterhalb der vom Zuchtunternehmen empfohlenen Werte für das jeweilige Alter. Zum U1 wurden die Küken in klassischen Kükenringen, in „Großringen“ sowie in ringfreier Aufzucht gehalten mit durchschnittlichen Besatzdichten von 27, 16 und 10 Küken/m². Nach Auflösung der Ringe lag zum U2 die Besatzdichte durchschnittlich bei 9 Jungputen/m². Die statistische Analyse ergab, dass eine feuchtere Einstreu sich negativ auf die Fußballengesundheit auswirkt. Der Zustand der Fußballen zum U2 war auf Strohpellets besser als auf Holzspänen und Stroh. Ein Anstieg des Alters der Tiere, des Körpergewichts und der Verweildauer auf der Einstreu wirkte sich ebenfalls negativ auf die Fußballengesundheit aus. Diese drei Parameter ließen sich statistisch nicht voneinander trennen. Zum U1 führte eine höhere Besatzdichte auf Holzspänen signifikant zu einer feuchteren Einstreu, für die anderen Einstreuarten war die Stichprobe zu klein. Schlussfolgerungen: „Großringe“ erwiesen sich in Kombination mit weiteren Haltungsbedingungen als vorteilhaft für die Tiergesundheit. In Bezug auf die Flächenbelegung können zu Beginn und am Ende der Aufzuchtphase Besatzdichten wie in der Endmast erreicht werden. Das in der Praxis angewendete Einstreumanagement verhindert weder das Ansteigen der Einstreufeuchtigkeit noch eine Zunahme an Fußballenentzündungen während der Aufzuchtphase. Die Betriebe unterscheiden sich in der Fußballengesundheit während der Aufzuchtphase. Eine von 46 Herden ist kurz vor Umstallung frei von Fußballenveränderungen. Aus den vorliegenden Ergebnissen lassen sich drei Tierschutzindikatoren mit Grenzwerten für ein 3-stufiges Ampelsystem ableiten. Für die Mortalität werden Grenzwerte für Stufe 1 von 1,5 und für Stufe 2 von 2,5 % empfohlen. Der Fußballenscore wird auf 0,5 und 1,0 bei maximaler Kategorie von I des Bewertungssystems begrenzt. Die Einstreuqualität ist in Stufe 1 trocken und locker oder in Stufe 2 trocken und locker mit feuchtem nicht mit Kot verklebtem Tränkebereich, wobei trocken mit einer Einstreufeuchtigkeit von unter 30 % definiert wird. Weiterer Forschungsbedarf besteht für Tierschutzindikatoren, die Wohlbefinden und Angst charakterisieren; und im Einfluss der Besatzdichte auf die Tiergesundheit und das Verhalten.:1. Einleitung 2. Literaturübersicht 2.1 Aufzucht 2.2 Tränke 2.3 Einstreu 2.3.1 Einstreumaterial 2.3.2 Feuchtigkeitsursachen 2.3.3 Einstreumanagement 2.3.4 Krankheitsursache Einstreu 2.4 Fußballenentzündung 2.4.1 Klinik und Pathologie 2.4.2 Epidemiologie 2.4.3 Beurteilung der Fußballen 2.5 Tierschutzindikatoren 3. Tiere, Material und Methoden 3.1 Bestände und Untersuchungszeitraum 3.2 Datenerhebung 3.3 Besatzdichte 3.4 Untersuchung der Einstreu 3.4.1 Probennahme und -vorbereitung 3.4.2 Bestimmen der Einstreufeuchtigkeit 3.5 Beurteilung der Fußballen 3.6 Statistik 3.6.1 Fallzahlplanung 3.6.2 Deskriptive Statistik und Hypothesentests 3.6.3 Modelle 3.6.4 Vergleiche 4. Ergebnisse 4.1 Erhebung konstanter Daten 4.1.1 Betriebsdaten 4.1.2 Personal 4.1.3 Stallart und -einrichtung 4.1.4 Fütterungstechnik 4.1.5 Tränketechnik 4.2 Erhebung variabler Daten 4.2.1 Ablauf der Aufzuchtphase 4.2.2 Mortalität 4.2.3 Besatzdichte 4.2.4 Einstreubeschaffenheit 4.3 Einstreu 4.3.1 Feuchtigkeit 4.3.2 Management 4.4 Klinische Untersuchung 4.4.1 Ernährungs- und Entwicklungszustand 4.4.2 Kot 4.4.3 Fußballen 4.5 Weiterführende Statistik 4.5.1 Beginn von Fußballenveränderungen 4.5.2 Modelle 4.5.3 Betriebsvergleiche 4.5.3.1 Mortalität 4.5.3.2 Körpermassedifferenz 4.5.3.3 Einstreufeuchtigkeit 4.5.3.4 Fußballengesundheit 5. Diskussion 5.1 Methodenkritik 5.2 Einzelne Aspekte zu den Haltungsbedingungen 5.3 Mortalität 5.4 Besatzdichte 5.5 Einstreu 5.6 Einstreufeuchtigkeit 5.7 Fußballenveränderungen 5.7.1 Beurteilung der Fußballen 5.7.2 Fußballenergebnisse 5.7.3 Ursachen 5.7.3.1 Einstreufeuchtigkeit 5.7.3.2 Körpermasse 5.7.3.3 Geschlecht 5.7.3.4 Alter 5.7.3.5 Verweildauer 5.7.3.6 Art der Einstreu 5.7.3.7 Einstreumanagement 5.7.4 Grenzwert für die Einstreufeuchtigkeit 5.7.5 Vergleich von Aufzuchtphase und Beginn der Mastphase 5.8 Vergleichsparameter 5.9 Beurteilung von Betrieben 5.10 Indikatoren für die Aufzuchtphase 5.11 Schlussfolgerungen 5.12 Empfehlungen und Forschungsbedarf 6. Zusammenfassung 7. Summary 8. Literaturverzeichnis 9. Anhang 9.1 Rohdaten und ergänzende Übersichten 9.2 Fragebögen 9.3 Fotos 10. Danksagung / Introduction: The starting point for the examinations are project results from the fattening phase, according to which at the age of 6 weeks footpads with epithelial necrosis are common in 45% of fattening turkeys kept in Germany. The present study is part of a follow-up project for the rearing period and deduces animal welfare indicators for the first weeks from the results obtained. Aim of this study: The aim of this study was to survey the prevalence of footpad dermatitis in the rearing period of B.U.T. 6 fattening turkeys and the measurement of litter moisture in this period. Animals, material and methods: At total number of 46 flocks from 24 farms nationwide were part of the follow-up project. From each flock, 60 individual animals were examined clinically at examination time point 1 (U1) during the first week, and at examination time point 2 (U2) during week 4 and 5. A total of 5,531 fattening turkeys were recorded, including 3,131 gobblers and 2,400 turkey hens. The footpads were assessed with the aid of a 5-stage evaluation scheme. Parallel to the clinical examination, litter samples were taken from the drinking, feeding, and resting areas as well as comparison samples before birds entered the barn, a total of 625 litter samples. The moisture was determined by a thermogravimetric method. The livestock owners were surveyed on the husbandry conditions, the barn management, and the origin of the flock, using standardized questionnaires. The biometric evaluation was carried out using exploratory data analysis, hypothesis tests and logistic regression models. The farms were then compared with each other by means of the parameter of scoring of footpads, litter moisture, as well as mortality and weight difference between actual value and setpoint. Results: The most commonly used litter found in the rearing barns were wood shavings, but also straw, straw pellets, lignocelluloses, spelt husks, and corncob granules utilized. The litter moisture was 11% before birds entered the barn, 29% at U1, and 40% at U2. Differences in the litter moisture were found depending on the location (highest in the drinking area), the rearing system, the type of litter, as well as the watering system (highest near round drinkers). Using the evaluation scheme, at U1 27.3% of the poults had changes to the right footpad. The changes consisted mainly of hyperkeratosis, only 0.1% of the animals had epithelial necrosis. Outside of the scheme, redness and superficial skin cracks were found on the footpads. In addition, more animals were affected by changes when, instead of the right one, the more severely damaged footpad was included in the assessment. Taking into account all changes in both footpads, the number of affected animals increased to 48.9%. According to the evaluation scheme, 63.3% of the young turkeys had changes on the right footpad at U2. Hyperkeratosis of different severity degrees partially with dirt adhesions not removable without loss of substance, mainly characterized the picture, but 12.1% of the animals had epithelial necrosis and 0.2% of the animals had deep lesions. Taking into account all the damages and both footpads, the number of affected animals increased to 77.0%. The mortality was 0.5% at U1 and 2.1% at U2. The body weights remained at 6% (U1) and 9% (U2) below the recommended values for the respective age. At U1 the poults were kept in classical poult rings, “large poult rings”, and ringless rearing with average stocking densities of 27, 16 and 10 poults/m². After dismantling at U2 the stocking density averaged 9 young turkeys/m². The statistical analysis showed that a moister litter has a negative impact on the footpad health. In addition, the condition of the footpads during U2 on straw pellets was better than on wood shavings and straw. An increase in the age of the animals, the body weight and the length of stay on the litter also had a negative effect on the footpads. These three parameters cannot be separated statistically. During U1 a higher stocking density on wood shavings resulted in a moister litter significantly. For the other litter types the sample was too small to draw a comparison. Conclusions: “Large poult rings” proved to be beneficial for animal health in combination with other housing conditions. At the beginning and end of the rearing period, finishing period resembling stocking densities can be achieved in relation to the area occupation. stocking densities can be achieved in the same way as in the finishing period in relation to the area occupation. The litter management used in practice prevents neither the increase in litter moisture nor an increase in footpad dermatitis during the rearing period. Farms differ in footpad health during the rearing period. One out of 46 flocks is free of footpad changes at the end of the rearing period. From the present results three animal welfare indicators with limits for a 3-level traffic light system can be derived. For mortality, limits for stage 1 of 1.5% and stage 2 of 2.5% are recommended. The footpad score is limited respectively 0.5 and 1.0 at the maximum category of I of the evaluation scheme. The litter is dry and loose (stage 1) or dry and loose with a moist, non faeces clotted drinking area (stage 2), whereby dry is defined as a litter moisture of less than 30%. Further research is needed for animal welfare indicators that characterize well-being and fear, and in the influence of stocking density on animal health and behavior.:1. Einleitung 2. Literaturübersicht 2.1 Aufzucht 2.2 Tränke 2.3 Einstreu 2.3.1 Einstreumaterial 2.3.2 Feuchtigkeitsursachen 2.3.3 Einstreumanagement 2.3.4 Krankheitsursache Einstreu 2.4 Fußballenentzündung 2.4.1 Klinik und Pathologie 2.4.2 Epidemiologie 2.4.3 Beurteilung der Fußballen 2.5 Tierschutzindikatoren 3. Tiere, Material und Methoden 3.1 Bestände und Untersuchungszeitraum 3.2 Datenerhebung 3.3 Besatzdichte 3.4 Untersuchung der Einstreu 3.4.1 Probennahme und -vorbereitung 3.4.2 Bestimmen der Einstreufeuchtigkeit 3.5 Beurteilung der Fußballen 3.6 Statistik 3.6.1 Fallzahlplanung 3.6.2 Deskriptive Statistik und Hypothesentests 3.6.3 Modelle 3.6.4 Vergleiche 4. Ergebnisse 4.1 Erhebung konstanter Daten 4.1.1 Betriebsdaten 4.1.2 Personal 4.1.3 Stallart und -einrichtung 4.1.4 Fütterungstechnik 4.1.5 Tränketechnik 4.2 Erhebung variabler Daten 4.2.1 Ablauf der Aufzuchtphase 4.2.2 Mortalität 4.2.3 Besatzdichte 4.2.4 Einstreubeschaffenheit 4.3 Einstreu 4.3.1 Feuchtigkeit 4.3.2 Management 4.4 Klinische Untersuchung 4.4.1 Ernährungs- und Entwicklungszustand 4.4.2 Kot 4.4.3 Fußballen 4.5 Weiterführende Statistik 4.5.1 Beginn von Fußballenveränderungen 4.5.2 Modelle 4.5.3 Betriebsvergleiche 4.5.3.1 Mortalität 4.5.3.2 Körpermassedifferenz 4.5.3.3 Einstreufeuchtigkeit 4.5.3.4 Fußballengesundheit 5. Diskussion 5.1 Methodenkritik 5.2 Einzelne Aspekte zu den Haltungsbedingungen 5.3 Mortalität 5.4 Besatzdichte 5.5 Einstreu 5.6 Einstreufeuchtigkeit 5.7 Fußballenveränderungen 5.7.1 Beurteilung der Fußballen 5.7.2 Fußballenergebnisse 5.7.3 Ursachen 5.7.3.1 Einstreufeuchtigkeit 5.7.3.2 Körpermasse 5.7.3.3 Geschlecht 5.7.3.4 Alter 5.7.3.5 Verweildauer 5.7.3.6 Art der Einstreu 5.7.3.7 Einstreumanagement 5.7.4 Grenzwert für die Einstreufeuchtigkeit 5.7.5 Vergleich von Aufzuchtphase und Beginn der Mastphase 5.8 Vergleichsparameter 5.9 Beurteilung von Betrieben 5.10 Indikatoren für die Aufzuchtphase 5.11 Schlussfolgerungen 5.12 Empfehlungen und Forschungsbedarf 6. Zusammenfassung 7. Summary 8. Literaturverzeichnis 9. Anhang 9.1 Rohdaten und ergänzende Übersichten 9.2 Fragebögen 9.3 Fotos 10. Danksagung

Die Broschüre informiert über ein Projekt zur Umsetzung von einer angepassten Ackerrandbewirtschaftung zur Erhöhung des Habitatpotentials für Tiere und Pflanzen. Am Ackerrand wurden auf 9 m breiten Streifen die Effekte von Weiter Reihe und Untersaat von Luzerne untersucht. Es konnte nachgewiesen werden das mit den Maßnahmen mehr Laufkäfer und Spinnen den Acker besiedeln. Die Wirkung der Maßnahmenstreifen waren höher wenn sie an Landschaftselemente angrenzten. Die Publikation richtet sich an Landwirte, Berater und Naturschützer und soll zur Nachahmung der entsprechenden Maßnahmen einladen. Redaktionsschluss: 18.01.2022

http://www.marth.com/tkuehn/diss/diss_32_abstract.html / http://www.marth.com/tkuehn/diss/diss_32_abstract.html

Introduction: Stenotic nares are one of the most important characteristics of brachycephalic obstructive airway syndrome (BOAS), which was first described in 1949. However, although they have been mentioned in most texts about brachycephalic malformations, few studies have attempted to characterize the nasal entrance of dogs morphologically or functionally, and none of them have described it objectively with landmarks. Recently, as the popularity of brachycephalic dogs has exploded worldwide, innumumberable dogs are suffering from BOAS due to structural malformations. In the point of view of animal welfare, stenotic nares should be objectively evaluated to provide evidence of torture breeding. Objectives: The aim of this study was to objectively measure and thus characterize the nasal entrance stenosis of brachycephalic dogs in comparison to non-brachycephalic dogs. To this end, the following objectives were defined: 1. Our aim is to use three-dimensional (3D) soft-tissue morphometry to objectively measure the externally visible part of the nasal entrance of healthy and brachycephalic dogs. 2. Our aim is to define specific soft-tissue landmarks and parameters to objectively characterize the nasal entrance of dogs. 3. Compare 3D high-resolution scanning with computed tomography (CT) using the newly defined parameters. 4. Reexamine the nasal entrance with 3D scan six months after surgical correction of nasal entrance stenosis (Ala-vestibuloplasty). Animals, Material and Methods: Forty-five brachycephalic and 45 non-brachycephalic dogs were included in this study between 2018 and 2020. All the animals were referred to the Ear, Nose, and Throat Unit of the Small Animal Department at the University of Leipzig, either for surgical correction of BOAS or for endoscopic examination. Animals were excluded if their nasal entrance was potentially affected due to disease or previous surgery. All dogs were scanned with a 3D scanner under general anesthesia using a standardized anesthetic protocol before endoscopic intervention. The 3D scans and CT images were later imported into two advanced software (Amira, Thermo Fisher and Facial Analysis Tool) for objective measurement of the nasal entrance. Intra-observer error and ala-vestibuloplasty (AVP) efficacy of the CT images and 3D scans were tested and compared. All the data were normalized using Shapiro–Wilk normality test. All statistical analyses were later performed using Pearson or Spearman test for correlation, paired t-test, or t-test. Paired t-test was used to test whether the mean difference between pairs of measurements was zero. If it was not the same group of animals, t-test was used instead. Results: We defined new specific soft-tissue landmarks to calculate the nasal opening area (NOA) and stenotic angle (SA) to objectively describe the canine nasal entrance. The NOA and SA were significantly smaller in brachycephalic dogs than in non-brachycephalic dogs, and the NOA was significantly correlated with body weight, whereas SA was not. After nasal entrance correction via AVP, the nasal entrances were 295%left and 233%right larger than before surgery in brachycephalic dogs. Intra-observer reliability was tested with excellent significance through NOA measurements. Comparison between the 3D scanner and CT was measured with the NOA, and it did not show a significant difference between the methods. Conclusion: Obtaining the NOA and SA using 3D surface scans seems to be a reliable and reproducible tool for precise objective evaluation of the visible canine nasal entrance. With the measurement of derived NOA and SA, all the brachycephalic dogs in the study were found to have stenotic nares, and all they required AVP to relieve breathing difficulty. The brachycephalic nasal entrances were increased significantly after AVP, the modified nare correction surgery. We consider the results of our study strong evidence that the breeding of brachycephalic dogs is torture breeding. The restriction of nasal breathing due to the extreme reduction of the nasal entrance to a fraction of the size of that of non-brachycephalic dogs is obvious evidence of this.:1 INTRODUCTION - 1 - 1.1 General Introduction - 1 - 1.2 Objectives - 2 - 2 OVERVIEW OF THE LITERATURE - 3 - 2.1 Brachycephalic Obstructive Airway Syndrome (BOAS) - 3 - 2.1.1 General Introduction of BOAS - 3 - 2.1.2 How to Define Brachycephalic Dogs - 3 - 2.1.3 Commonly Affected Breeds - 4 - 2.2 The Canine Nasal Entrance - 4 - 2.2.1 Anatomy of the Canine Nasal Entrance and Stenosis - 4 - 2.2.2 Pathophysiology of Stenotic Nares in Brachycephalic Dogs - 5 - 2.3 Diagnosis of Stenotic Nares - 9 - 2.3.1 Visual Assessment - 9 - 2.3.2 Nostril Ratio - 11 - 2.3.3 Air Volume of the Nasal Entrance - 11 - 2.4 Development of Morphometry in Brachycephalic Dogs - 11 - 2.5 3D Scanners for 3D Model Reconstruction - 12 - 2.6 Landmarks - 14 - 2.6.1 Introduction of Landmarks - 14 - 2.6.2 Development of Landmarks in Human Medicine - 15 - 2.6.3 Development of Landmarks in Veterinary Medicine - 16 - 2.6.4 Cephalometric Analysis Software - 17 - 3 ANIMALS AND METHODS - 19 - 3.1 Animals - 19 - 3.2 Methods - 19 - 3.2.1 3D Scanning Process and Set-ups of Canine Nasal Entrance - 19 - 3.2.2 Cephalomorphometric Software - 20 - 3.2.3 Cephalometric Landmarks - 20 - 3.2.4 Advanced Morphometric Parameters for Nares - 22 - 3.2.5 Efficacy of Ala-Vestibuloplasty (AVP) - 24 - 3.2.6 Comparison between CT and the 3D Scanning Tool - 24 - 3.2.7 Intra-observer Reliability - 25 - 3.2.8 Statistics - 25 - 4 RESULTS - 26 - 4.1 Brachycephalic Dogs and Non-brachycephalic Dogs - 26 - 4.2 The Nasal Opening Area (NOA) - 28 - 4.3 Efficacy of Ala-Vestibulopasty - 30 - 4.4 Stenotic Angle (SA) - 31 - 4.5 Comparison between CT and the 3D Scanning Tool - 32 - 4.6 Intra-observer Reliability - 34 - 5 DISCUSSION - 36 - 5.1 The Nasal Entrance - 36 - 5.2 Method: the 3D Scanner - 37 - 5.3 Method: Comparison between CT and the 3D Scanner - 38 - 5.4 Method: Landmarks and Reproducibility, Intra-observer Reliability - 39 - 5.5 Nasal Opening Area (NOA) and Efficacy of Ala-Vestibuloplasty (AVP) - 42 - 5.6 Stenotic Angle (SA) - 44 - 5.7 Animal Welfare - 45 - 6 SUMMARY - 47 - 7 ZUSAMMENFASSUNG - 49 - 8 REFERENCES - 51 - / Einleitung: Die Naseneingangstenose ist eine der wichtigsten Merkmale des brachyzephalen Syndroms (BOAS), das erstmals 1949 beschrieben wurde. Obwohl diese komplexe Stenose in den meisten Texten über brachyzephale Fehlbildungen erwähnt wird, haben nur wenige Studien versucht, den Naseneingang von Hunden morphologisch oder funktionell zu charakterisieren. Eine objektive Beschreibung mit Landmarken ist bisher nicht bekannt. In den letzten Jahren ist die Popularität brachyzephaler Hunde weltweit explodiert. Unzählige Hunde leiden aufgrund struktureller Fehlbildungen an BOAS. Unter dem Gesichtspunkt des Tierschutzes sollte die einzige, mit bloßem Auge sichtbare Stenose der oberen Atemwege brachyzephaler Hunde, die Stenose des Naseneingangs objektiv bewertet werden können, um Hinweise auf eine Qualzucht zu belegen. Zielsetzung: Ziel dieser Studie war es, den Naseneingang von brachyzephalen Hunden im Vergleich zu nicht-brachyzephalen Hunden objektiv zu messen und damit die Stenose des Naseneingangs zu charakterisieren und eine chirurgische Therapie, die Ala-Vestibuloplastie (AVP), zu evaluieren. Zu diesem Zweck wurden die folgenden Ziele definiert: 1. Anwendung der dreidimensionalen (3D) Weichteilmorphometrie zur objektiven Messung des äußerlich sichtbaren Teils des Naseneingangs von gesunden und brachyzephalen Hunden. 2. Definition spezifischer Weichteil-Landmarken und Parameter zur objektiven Charakterisierung des Naseneingangs von Hunden. 3. Methoden-Vergleich zwischen den hochauflösenden 3D-Scans und der Computertomographie (CT) unter Verwendung der neu definierten Parameter. 4. Kontrolluntersuchung mit 3D-Scan sechs Monate nach der chirurgischen Korrektur der Naseneingangsstenose (Ala-Vestibuloplastik). Tiere und Methoden: 45 brachyzephale und 45 nicht-brachyzephale Hunde wurden zwischen 2018 und 2020 in diese Studie aufgenommen und wurden an die Hals-Nasen-Ohren-Abteilung der Kleintierklinik der Universität Leipzig überwiesen, zur endoskopischen Untersuchung der oberen Atemwege und gegebenenfalls zur chirurgischen Korrektur der BOAS-assozierten Stenosen. Ausgeschlossen wurden Tiere, deren Naseneingang aufgrund von Krankheiten oder einer früheren Operation verändert war. Alle Hunde wurden nach einem standardisierten Anästhesieprotokoll anästhesiert, ein Computertomogramm des Kopfes erstellt und vor dem endoskopischen Eingriff wurde der Kopf mit einem 3D-Scanner gescannt. Die 3D-Scans und CT-Bilder wurden in zwei Softwareprogramme (Amira, Thermo Fisher und Facial Analysis Tool) zur objektiven Messung des Naseneingangs importiert. Zur genauen Charakterisierung wurden neue Landmarken am Naseneingang definiert und zur Berechnung von zwei neuen, abgeleiteten Parametern, der Nasenöffnungsfläche (NOA) und dem stenotischen Winkel (SA) verwendet. Der Intraobserver-Fehler und die Wirksamkeit der Ala-Vestibuloplastie wurden anhand der CT-Bilder und 3D-Scans mit demselben Verfahren geprüft und verglichen. Alle statistischen Analysen wurden später mit dem Pearson-Test oder dem Spearman-Test für die Korrelation, dem gepaarten t-Test oder dem t-Test durchgeführt. Der gepaarte t-Test wurde verwendet, um zu prüfen, ob der Mittelwertunterschied zwischen Paaren von Messungen gleich Null war. Handelte es sich nicht um dieselbe Gruppe von Tieren, wurde stattdessen der t-Test verwendet. Ergebnisse: Mit den neu definierten spezifischen Weichteil-Landmarken und den abgeleiteten Parametern NOA und SA konnte der Naseneingang aller brachyzephalen und nicht-brachyzephalen Hunde objektiv beschrieben werden. NOA und SA waren bei brachyzephalen Hunden signifikant kleiner als bei nicht-brachyzephalen Hunden. NOA korrelierte in beiden Gruppen signifikant mit dem Körpergewicht. Dagegen zeigte SA keine Korrelation mit dem Körpergewicht. Nach der chirurgischen AVP waren die Naseneingänge bei allen brachyzephalen Hunden größer als vor der Operation, mit einer Zunahme der NOA links um 295 % und rechts um 233 %. Die Intraobserver-Zuverlässigkeit wurde durch NOA-Messungen getestet und war hoch signifikant. Zum Methoden-Vergleich zwischen 3D-Scanner und CT wurde die Nasenöffnungsfläche jeweils am gemessen und zeigte keinen signifikanten Unterschied zwischen den Methoden. Schlussfolgerungen: Morphometrische Messungen mit 3D-Oberflächenscans scheinen ein zuverlässiges und reproduzierbares Instrument zur präzisen, objektiven Bewertung des Naseneingangs des Hundes zu sein. Bei der Messung der abgeleiteten Flächen (NOA) und Winkel (SA) wurde bei allen brachyzephalen Hunden dieser Studie eine Naseneingangsstenose festgestellt. Nach der chirurgischen Korrektur der brachyzephalen Naseneingangsstenose, der AVP, waren die Nasenöffnungen deutlich vergrößert. Die Einschränkung der Nasenatmung durch die extreme Verkleinerung des Naseneingangs auf einen Bruchteil der Größe von nicht-brachyzephalen Hunden, betrachten wir als eindeutigen Beweis dafür, dass die Zucht von brachyzephalen Hunden eine Qualzucht ist.:1 INTRODUCTION - 1 - 1.1 General Introduction - 1 - 1.2 Objectives - 2 - 2 OVERVIEW OF THE LITERATURE - 3 - 2.1 Brachycephalic Obstructive Airway Syndrome (BOAS) - 3 - 2.1.1 General Introduction of BOAS - 3 - 2.1.2 How to Define Brachycephalic Dogs - 3 - 2.1.3 Commonly Affected Breeds - 4 - 2.2 The Canine Nasal Entrance - 4 - 2.2.1 Anatomy of the Canine Nasal Entrance and Stenosis - 4 - 2.2.2 Pathophysiology of Stenotic Nares in Brachycephalic Dogs - 5 - 2.3 Diagnosis of Stenotic Nares - 9 - 2.3.1 Visual Assessment - 9 - 2.3.2 Nostril Ratio - 11 - 2.3.3 Air Volume of the Nasal Entrance - 11 - 2.4 Development of Morphometry in Brachycephalic Dogs - 11 - 2.5 3D Scanners for 3D Model Reconstruction - 12 - 2.6 Landmarks - 14 - 2.6.1 Introduction of Landmarks - 14 - 2.6.2 Development of Landmarks in Human Medicine - 15 - 2.6.3 Development of Landmarks in Veterinary Medicine - 16 - 2.6.4 Cephalometric Analysis Software - 17 - 3 ANIMALS AND METHODS - 19 - 3.1 Animals - 19 - 3.2 Methods - 19 - 3.2.1 3D Scanning Process and Set-ups of Canine Nasal Entrance - 19 - 3.2.2 Cephalomorphometric Software - 20 - 3.2.3 Cephalometric Landmarks - 20 - 3.2.4 Advanced Morphometric Parameters for Nares - 22 - 3.2.5 Efficacy of Ala-Vestibuloplasty (AVP) - 24 - 3.2.6 Comparison between CT and the 3D Scanning Tool - 24 - 3.2.7 Intra-observer Reliability - 25 - 3.2.8 Statistics - 25 - 4 RESULTS - 26 - 4.1 Brachycephalic Dogs and Non-brachycephalic Dogs - 26 - 4.2 The Nasal Opening Area (NOA) - 28 - 4.3 Efficacy of Ala-Vestibulopasty - 30 - 4.4 Stenotic Angle (SA) - 31 - 4.5 Comparison between CT and the 3D Scanning Tool - 32 - 4.6 Intra-observer Reliability - 34 - 5 DISCUSSION - 36 - 5.1 The Nasal Entrance - 36 - 5.2 Method: the 3D Scanner - 37 - 5.3 Method: Comparison between CT and the 3D Scanner - 38 - 5.4 Method: Landmarks and Reproducibility, Intra-observer Reliability - 39 - 5.5 Nasal Opening Area (NOA) and Efficacy of Ala-Vestibuloplasty (AVP) - 42 - 5.6 Stenotic Angle (SA) - 44 - 5.7 Animal Welfare - 45 - 6 SUMMARY - 47 - 7 ZUSAMMENFASSUNG - 49 - 8 REFERENCES - 51 -

No description available.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines UAV-basierten Systems und der zugehörigen Methodenentwicklung zur automatisierten Rehkitzsuche in Feldern. Jedes Jahr sterben sehr viele Wildtiere -- vor allem Rehkitze -- während dem Mähen von landwirtschaftlich genutzten Wiesen. Mit herkömmlichen Methoden ist es unter vertretbarem Aufwand bisher nicht gelungen, die Zahl der Mähopfer auf ein erträgliches Maß zu reduzieren. Mit der Entwicklung des in dieser Arbeit beschriebenen "Fliegenden Wildretters" könnte sich das in Zukunft ändern. Mit Hilfe einer Wärmebildkamera aus der Vogelperspektive lässt sich ein warmes Tier, wie ein Rehkitz, wesentlich leichter aufspüren, als mit herkömmlichen Methoden. Auslegung und Aufbau des Systems orientieren sich speziell an dem Aspekt, wie eine möglichst hohe Flächenleistung erreicht werden kann, ohne dabei Tiere zu übersehen. Drei Faktoren sind besonders wichtig, um dieses Ziel zu erreichen: Eine hohe Geschwindigkeit des gesamten Suchprozesses, eine zuverlässige Detektion und eine präzise Lokalisierung der Tiere. Durch Automatisierung lassen sich viele Teilaspekte dieser Aufgabe beschleunigen. Deshalb werden im Rahmen dieser Arbeit verschiedene Methoden entwickelt und validiert, unter anderem zur Flugplanung, Flugsteuerung, Bilddaten-Auswertung, Objekt-Detektion und Georeferenzierung. Die Kenntnis der Rehkitz-Merkmale und der Einflussgrößen bei der Thermalbilderfassung helfen, die Qualität der Detektion zu erhöhen, weshalb sie in dieser Arbeit besondere Berücksichtigung finden. Auch die Präzision der Lokalisierung lässt sich durch Kenntnis der Einflussgrößen auf die Positions- und Lagemessung des UAVs erhöhen. Anhand von umfangreichen Messkampagnen wird die Funktion und Qualität des Systems unter realen Bedingungen belegt.

Background: In the life sciences, the amount of literature and experimental data grows at a tremendous rate. In order to effectively access and integrate these data, biomedical ontologies – controlled, hierarchical vocabularies – are being developed. Creating and maintaining such ontologies is a difficult, labour-intensive, manual process. Many computational methods which can support ontology construction have been proposed in the past. However, good, validated systems are largely missing. Motivation: The biocuration community plays a central role in the development of ontologies. Any method that can support their efforts has the potential to have a huge impact in the life sciences. Recently, a number of semantic search engines were created that make use of biomedical ontologies for document retrieval. To transfer the technology to other knowledge domains, suitable ontologies need to be created. One area where ontologies may prove particularly useful is the search for alternative methods to animal testing, an area where comprehensive search is of special interest to determine the availability or unavailability of alternative methods. Results: The Dresden Ontology Generator for Directed Acyclic Graphs (DOG4DAG) developed in this thesis is a system which supports the creation and extension of ontologies by semi-automatically generating terms, definitions, and parent-child relations from text in PubMed, the web, and PDF repositories. The system is seamlessly integrated into OBO-Edit and Protégé, two widely used ontology editors in the life sciences. DOG4DAG generates terms by identifying statistically significant noun-phrases in text. For definitions and parent-child relations it employs pattern-based web searches. Each generation step has been systematically evaluated using manually validated benchmarks. The term generation leads to high quality terms also found in manually created ontologies. Definitions can be retrieved for up to 78% of terms, child ancestor relations for up to 54%. No other validated system exists that achieves comparable results. To improve the search for information on alternative methods to animal testing an ontology has been developed that contains 17,151 terms of which 10% were newly created and 90% were re-used from existing resources. This ontology is the core of Go3R, the first semantic search engine in this field. When a user performs a search query with Go3R, the search engine expands this request using the structure and terminology of the ontology. The machine classification employed in Go3R is capable of distinguishing documents related to alternative methods from those which are not with an F-measure of 90% on a manual benchmark. Approximately 200,000 of the 19 million documents listed in PubMed were identified as relevant, either because a specific term was contained or due to the automatic classification. The Go3R search engine is available on-line under www.Go3R.org.