王 豐，張 波，周明旭，3，馬 芳，盧 宇

（1.江蘇省食品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室-省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院動(dòng)物免疫工程研究所，國(guó)家獸用生物制品工程技術(shù)研究中心，江蘇南京 210014；2.金陵科技學(xué)院智能科學(xué)與控制工程學(xué)院，江蘇南京 211100；3.江蘇省動(dòng)物重要疫病與人獸共患病防控協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇揚(yáng)州 225009）

近年來(lái)，我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展快速，畜禽生產(chǎn)從規(guī)模、種質(zhì)、飼養(yǎng)管理等各方面均得到了極大提高。然而養(yǎng)殖環(huán)境落后、防疫不到位、畜禽及其產(chǎn)品跨區(qū)域（國(guó)）交易運(yùn)輸?shù)纫蛩貙?dǎo)致動(dòng)物疫病尤其是人獸共患病不斷發(fā)生，不僅給畜牧業(yè)帶來(lái)了較大經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重威脅食品安全和人類(lèi)健康。

動(dòng)物疫病是制約我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的最主要障礙之一。針對(duì)奶牛養(yǎng)殖，其重大疫病多達(dá)30余種，發(fā)病情況極其復(fù)雜，疫病防控任務(wù)艱巨。據(jù)估計(jì)，我國(guó)奶牛業(yè)每年因傳染病造成的死亡率達(dá)3%～5%，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)90億～150億元，因奶牛乳腺炎等經(jīng)濟(jì)性疾病導(dǎo)致產(chǎn)奶量下降和奶制品質(zhì)量降低造成的間接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)60億～80億元[1]。而牛結(jié)核病與布魯氏菌病為代表的“兩病”防控形勢(shì)更為嚴(yán)峻。根據(jù)部分公布的流行病學(xué)數(shù)據(jù)顯示，北方某地區(qū)33個(gè)奶牛場(chǎng)990頭牛結(jié)核病真實(shí)個(gè)體陽(yáng)性率為13.99%，群陽(yáng)性率為51.51%[2]；河南省89個(gè)規(guī)模奶牛場(chǎng)布魯氏菌病非免疫場(chǎng)陽(yáng)性率為18.52%[3]。感染奶牛可能進(jìn)一步感染牛場(chǎng)工人，以及污染牛奶，嚴(yán)重威脅公共衛(wèi)生安全。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)暴發(fā)重大疫病的牲畜多采取撲殺策略，而我國(guó)養(yǎng)殖戶(hù)與政府均無(wú)法承擔(dān)全部撲殺成本。鑒于我國(guó)國(guó)情和養(yǎng)殖業(yè)的現(xiàn)實(shí)狀況，建設(shè)疫病實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)，做到“早發(fā)現(xiàn)、早反應(yīng)、早治療”，防止疫情擴(kuò)散，具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

科學(xué)、有效的疫病預(yù)防和控制措施可以大大減少疫病對(duì)奶牛業(yè)造成的危害，而預(yù)警監(jiān)測(cè)是疫病預(yù)防和控制的基礎(chǔ)。疫病預(yù)警監(jiān)測(cè)又是開(kāi)展診斷、治療、免疫、凈化等一系列獸醫(yī)工作的前提。預(yù)警監(jiān)測(cè)是一種實(shí)用獸醫(yī)技術(shù)，它可以對(duì)被監(jiān)視群體健康狀況實(shí)施長(zhǎng)期、持續(xù)、實(shí)時(shí)的監(jiān)視，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，進(jìn)行確診，進(jìn)而在最早的時(shí)間內(nèi)采取有效措施，阻止疫情擴(kuò)散，防止新病例出現(xiàn)。廣義上說(shuō)，疫病預(yù)警技術(shù)包括國(guó)家和地方各級(jí)政府職能部門(mén)、社會(huì)團(tuán)隊(duì)以及企業(yè)所有針對(duì)疫病的預(yù)警監(jiān)測(cè)技術(shù)。疫病預(yù)警監(jiān)測(cè)平臺(tái)將為牛場(chǎng)提供早期診斷的依據(jù)，促進(jìn)奶牛健康、綠色養(yǎng)殖。疫病監(jiān)測(cè)技術(shù)已在國(guó)外規(guī)?；翀?chǎng)得到廣泛應(yīng)用。在我國(guó)，疫病預(yù)警技術(shù)作為檢測(cè)、診斷、治療、免疫的最前端，已在奶牛疫病防控中逐步得到重視。本文綜述了國(guó)內(nèi)外奶牛疫病預(yù)警技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，以期為預(yù)警監(jiān)測(cè)技術(shù)的本地化發(fā)展提供參考。

1 奶牛疫病預(yù)警的要求

為實(shí)現(xiàn)疫病預(yù)警的目的，疫病監(jiān)測(cè)技術(shù)必須滿(mǎn)足4個(gè)基本要求[4]：

（1）能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)被監(jiān)測(cè)群體的健康變化狀態(tài)及疾病病例，發(fā)現(xiàn)異常的疫病流行趨勢(shì)。敏感的監(jiān)測(cè)技術(shù)有利于潛在疫病病例、事件的早期發(fā)現(xiàn)。通過(guò)早發(fā)現(xiàn)，可在疫情發(fā)生最初期，啟動(dòng)流行病學(xué)調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室分析，同時(shí)及早采取有效的干預(yù)或控制措施，防止疫情進(jìn)一步擴(kuò)散。

（2）可長(zhǎng)時(shí)間搜集用來(lái)評(píng)價(jià)動(dòng)物疫病流行“正?！被颉爱惓！钡幕A(chǔ)疫情信息。這些信息可以用來(lái)評(píng)估給定時(shí)間內(nèi)被監(jiān)視群體的疫病流行狀況，包括疾病發(fā)生頻率、季節(jié)性分布規(guī)律、發(fā)生周期和空間分布等。建立準(zhǔn)確的基礎(chǔ)疫情信息數(shù)據(jù)庫(kù)是評(píng)價(jià)疫情流行模式的關(guān)鍵，也是疫情早發(fā)現(xiàn)的前提條件。

（3）可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的、持續(xù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)視。許多病原微生物在感染過(guò)程中，從易感動(dòng)物暴露到出現(xiàn)臨床癥狀的時(shí)間非常短，而且出現(xiàn)臨床癥狀后導(dǎo)致無(wú)法治療的情況很多。為能進(jìn)行快速反應(yīng)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)須對(duì)動(dòng)物健康信息變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視。

（4）宏觀(guān)角度上，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須具有處理大范圍疫情的能力。一些疫情通常會(huì)在多個(gè)地區(qū)同時(shí)發(fā)生，或迅速大范圍擴(kuò)散，因此監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須具有對(duì)這些疫情進(jìn)行同時(shí)處理的能力。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常由一個(gè)大的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，不同級(jí)別的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相互連接，構(gòu)成覆蓋全國(guó)的國(guó)家監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2 國(guó)內(nèi)外疫病預(yù)警技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 獸醫(yī)巡檢預(yù)警技術(shù)

動(dòng)物生命指征即臨床癥狀為疫病預(yù)警提供了可能性。有效的獸醫(yī)巡檢方式，在當(dāng)前絕大部分牧場(chǎng)的疫病預(yù)警方面，發(fā)揮著不可替代的作用。該技術(shù)主要依靠獸醫(yī)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定奶牛健康狀況。牧場(chǎng)獸醫(yī)每天定時(shí)在牧場(chǎng)巡視，系統(tǒng)觀(guān)察記錄奶牛的臨床癥狀，對(duì)發(fā)現(xiàn)的異常牛只進(jìn)行重點(diǎn)觀(guān)察、檢測(cè)、診斷。該項(xiàng)技術(shù)已被荷蘭牧場(chǎng)高級(jí)顧問(wèn)專(zhuān)家Jan Hulsen博士系統(tǒng)整理成《奶牛信號(hào)學(xué)》系列叢書(shū)和配套的培訓(xùn)課程，在全世界30多個(gè)國(guó)家出版和教授，2017年在我國(guó)翻譯出版。

2.2 奶樣體細(xì)胞數(shù)測(cè)定技術(shù)

乳腺炎是對(duì)奶牛業(yè)影響最大的疾病之一。全球2億頭奶牛中，約1/3患過(guò)隱性乳腺炎，每年造成300億美元的損失，其中我國(guó)每年的經(jīng)濟(jì)損失在100億以上[5-6]。牧場(chǎng)總奶樣體細(xì)胞數(shù)（somatic cell count，SCC）高于50萬(wàn)/mL時(shí)，預(yù)示50%～60%的奶?；加须[性乳腺炎[7]，達(dá)到150萬(wàn)～200萬(wàn)個(gè)/mL時(shí)，預(yù)示乳腺大腸桿菌感染到達(dá)高峰值，180萬(wàn)～220萬(wàn)個(gè)/mL時(shí)，預(yù)示金黃色葡萄球菌感染出現(xiàn)高峰值[8]。研究表明[9-10]，根據(jù)SCC＞50萬(wàn)個(gè)/mL判斷發(fā)生隱性乳腺炎的準(zhǔn)確度（誤差?。└哂诟鶕?jù)SCC≤50萬(wàn)個(gè)/mL判斷無(wú)隱性乳腺炎的準(zhǔn)確度（誤差大）。因此，國(guó)內(nèi)牛場(chǎng)主要根據(jù)SCC來(lái)預(yù)警奶牛隱性乳腺炎，多數(shù)選擇丹麥Foss公司的FossomaticTMFC體細(xì)胞檢測(cè)儀，也有的選擇美國(guó)Bentley、荷蘭Delta Instruments、中國(guó)牛博士、韓國(guó)DBT等公司生產(chǎn)的體細(xì)胞檢測(cè)儀。該方法方便快捷，但對(duì)陽(yáng)性奶樣，還需要額外進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)和檢測(cè)才能進(jìn)一步確診[11]。

2.3 奶牛群體改良測(cè)定技術(shù)

除了乳腺炎，酮病也是圍產(chǎn)期奶牛最主要的疾病之一。由于其與圍產(chǎn)期其他疾病有緊密的聯(lián)系，因此初產(chǎn)奶牛酮病的發(fā)病率對(duì)于評(píng)估牛群圍產(chǎn)期日糧水平以及提前干預(yù)可能發(fā)展為其他疾病的酮病牛是很重要的[12]。奶牛群體改良（dairy herd improvement，DHI），也稱(chēng)奶牛生產(chǎn)性能測(cè)定體系，不僅可以有效改善牛場(chǎng)的飼養(yǎng)管理狀況，還可以預(yù)警奶牛乳腺炎及酮病的發(fā)生[13]。DHI在以色列、加拿大等奶業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用已經(jīng)很成熟。我國(guó)從1993年開(kāi)始引入DHI測(cè)定，1999年中國(guó)奶業(yè)協(xié)會(huì)成立全國(guó)DHI工作委員會(huì)，以促進(jìn)這一新技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用。隨著我國(guó)奶牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展和政府的大力推廣，DHI測(cè)定近幾年在國(guó)內(nèi)迅猛發(fā)展。乳脂率和脂蛋比都是DHI測(cè)定中最主要的指標(biāo)之一。乳脂率超過(guò)4.5%，脂蛋比大于1.4，表明奶牛體脂動(dòng)員較多，牛群發(fā)生酮病的風(fēng)險(xiǎn)較高[14]，同時(shí)還有發(fā)生瘤胃酸中毒的風(fēng)險(xiǎn)[15]。

2.4 奶牛計(jì)步器及發(fā)情、反芻項(xiàng)圈預(yù)警技術(shù)

1979年以色列Afimilk公司在全球率先研制出奶牛計(jì)步器，通過(guò)給奶牛佩戴計(jì)步器，記錄下奶牛每天行走的步數(shù)[16]。當(dāng)奶牛處在發(fā)情期時(shí)，每天行走的步數(shù)將達(dá)到正常情況下的數(shù)倍；而在非發(fā)情階段，若行走步數(shù)明顯高于或者低于健康牛群的步數(shù)，預(yù)示奶?？赡芑加心承┮卟。缈袢〉?。瑞典Delaval、法國(guó)Allflex等公司隨后也陸續(xù)推出類(lèi)似產(chǎn)品。

2006年以色列SCR Engineers公司推出SCR監(jiān)測(cè)項(xiàng)圈。該技術(shù)同時(shí)具備發(fā)情監(jiān)測(cè)與反芻監(jiān)測(cè)功能[17]。反芻次數(shù)下降，預(yù)示奶牛健康狀況不良。結(jié)合運(yùn)動(dòng)傳感器采集的工作頻率，項(xiàng)圈可以更好地提醒獸醫(yī)關(guān)注異常牛只，起到發(fā)病預(yù)警的作用。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)奶牛計(jì)步器、項(xiàng)圈生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展迅速，大量國(guó)產(chǎn)計(jì)步器涌入市場(chǎng)，拉低了進(jìn)口產(chǎn)品的市場(chǎng)售價(jià)，客觀(guān)上攤薄了國(guó)外產(chǎn)品盈利空間。但該類(lèi)產(chǎn)品并沒(méi)有相關(guān)技術(shù)的突破和創(chuàng)新，仍然僅適用于牛群的發(fā)情與反芻監(jiān)測(cè)。

2.5 動(dòng)物疫病防控大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

每種疫病流行都有其時(shí)間與空間的規(guī)律性。通過(guò)長(zhǎng)期持續(xù)地對(duì)某種疫病進(jìn)行流行病學(xué)調(diào)查，可以掌握疫病流行的時(shí)間與空間規(guī)模，為疫病預(yù)警提供理論依據(jù)。

動(dòng)物疫病防控大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)集成存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)挖掘分析，以提供動(dòng)物疫病暴發(fā)預(yù)警信息。根據(jù)傳染病的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律，利用各種模型或算法，對(duì)傳染病的發(fā)生和發(fā)展作出預(yù)測(cè)，進(jìn)而對(duì)傳染病的流行趨勢(shì)及影響范圍進(jìn)行預(yù)警，是疫病預(yù)防控制中的一項(xiàng)重要工作。谷歌公司“網(wǎng)絡(luò)爬蟲(chóng)”以及其他“軟件密探”，運(yùn)用搜索詞條和統(tǒng)計(jì)建模相結(jié)合的方法，在流感暴發(fā)1 d后就形成了疫情報(bào)告，具有顯著的時(shí)間優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，谷歌的監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)分析還曾成功預(yù)測(cè)了美國(guó)H1N1和幾內(nèi)亞等地埃博拉的流行情況?；诰W(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以更快地鎖定流行區(qū)域的發(fā)病熱點(diǎn)，使預(yù)測(cè)結(jié)果具有更好的時(shí)效性[18]。我國(guó)對(duì)進(jìn)境動(dòng)物實(shí)行嚴(yán)格的疫病檢測(cè)與監(jiān)測(cè)，現(xiàn)已將相關(guān)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用其中，為檢驗(yàn)檢疫管理、疫病預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等提供快速、科學(xué)手段。

鄭家三等[19]從軟件工程的角度設(shè)計(jì)和研發(fā)，開(kāi)發(fā)了奶牛主要群發(fā)性生產(chǎn)疾病的預(yù)警系統(tǒng)，用于對(duì)奶牛酮病、鈣磷代謝障礙等主要群發(fā)性疾病的早期預(yù)警。用戶(hù)可以在系統(tǒng)的幫助下，通過(guò)輸入某一個(gè)疾病的預(yù)警指標(biāo)數(shù)值，再通過(guò)系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配及處理，經(jīng)過(guò)一系列規(guī)則的運(yùn)算，最終得出牛群發(fā)病概率。該類(lèi)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證具有科學(xué)性強(qiáng)、可信度大、準(zhǔn)確率高等優(yōu)點(diǎn)，可以更好地為奶牛場(chǎng)開(kāi)展群發(fā)性疾病早期預(yù)防提供技術(shù)支撐，為奶牛業(yè)的健康發(fā)展提供有利的醫(yī)療技術(shù)保障。

2.6 智能化體溫連續(xù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及預(yù)警技術(shù)

體溫是疫病監(jiān)測(cè)預(yù)警的重要指標(biāo)之一。口蹄疫、布魯氏菌病、病毒性腹瀉等重大傳染病，均有明顯的發(fā)熱癥狀。此外，產(chǎn)乳熱、產(chǎn)褥敗血癥、產(chǎn)褥膿血癥等產(chǎn)科病也有明顯發(fā)熱特征。2014年我國(guó)軍方研發(fā)的體溫遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)在埃博拉病診療方面起到了很好的幫助作用，并成功應(yīng)用于塞拉利昂援助行動(dòng)中[20]。2016年國(guó)外第一款奶牛智能耳標(biāo)“酷經(jīng)理”進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)?！翱峤?jīng)理”具備發(fā)情監(jiān)測(cè)、反芻監(jiān)測(cè)、耳廓溫度監(jiān)測(cè)等功能，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)奶牛因病導(dǎo)致的耳廓溫度變化，預(yù)警動(dòng)物健康狀況。

南京稻盛弘網(wǎng)絡(luò)科技有限公司2012年發(fā)明了視頻與射頻雙頻融合以及視頻、射頻、音頻三頻融合監(jiān)測(cè)技術(shù)，同時(shí)研發(fā)出基于自組網(wǎng)的智能化體溫連續(xù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及預(yù)警平臺(tái)，將無(wú)線(xiàn)測(cè)溫與互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了溫度檢測(cè)與分析的遠(yuǎn)程操作，大大提高了檢測(cè)的便捷性，成為規(guī)模養(yǎng)殖和疫病預(yù)警平臺(tái)的技術(shù)基礎(chǔ)[21-22]。基于高精度與連續(xù)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)，該產(chǎn)品已經(jīng)被中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所馬流感、馬傳貧國(guó)家參考實(shí)驗(yàn)室（OIE馬病實(shí)驗(yàn)室），中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所、上海畜牧獸醫(yī)研究所、加拿大圭爾夫大學(xué)、中國(guó)獸醫(yī)藥品監(jiān)察所等采用，并已開(kāi)始在伊利、牧原、天邦、賽科星等養(yǎng)殖企業(yè)試用。2014—2017年，稻盛弘瘤胃體溫監(jiān)測(cè)器、母畜陰道體溫監(jiān)測(cè)器、尾靜脈體溫監(jiān)測(cè)器、高精度耳部無(wú)線(xiàn)體溫發(fā)射器（HMT）等陸續(xù)研發(fā)成功，并在美國(guó)堪薩斯州立大學(xué)中美獸醫(yī)中心跨洋使用，表明平臺(tái)不受時(shí)間與空間限制，可進(jìn)行大規(guī)模動(dòng)物疫病預(yù)警。

2.7 基于AI和群體熱成像的奶牛行為分析技術(shù)

即通過(guò)可見(jiàn)光與紅外成像設(shè)備，監(jiān)視記錄對(duì)象的行為與溫度特征，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)視頻數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)經(jīng)驗(yàn)值比對(duì)，篩查行為異常與溫度異常對(duì)象，鎖定病畜。東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所都研究了非接觸式紅外測(cè)溫系統(tǒng)，采用圖像識(shí)別及機(jī)器學(xué)習(xí)算法（SVM），并結(jié)合射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)，確定每個(gè)待測(cè)目標(biāo)的身分。在以上基礎(chǔ)上，采集紅外熱像儀測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了集測(cè)溫、目標(biāo)識(shí)別及身份識(shí)別為一體的測(cè)溫系統(tǒng)。

該系統(tǒng)包括紅外熱像儀、自然光攝像頭、可轉(zhuǎn)動(dòng)的云臺(tái)以及數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)。對(duì)于養(yǎng)殖場(chǎng)動(dòng)物的體溫測(cè)量，還需要利用RFID技術(shù)，以便記錄每個(gè)個(gè)體的體溫狀況。利用溫度校準(zhǔn)模塊進(jìn)行溫度標(biāo)定校準(zhǔn)。以測(cè)試養(yǎng)殖場(chǎng)的動(dòng)物為例，系統(tǒng)的工作流程如下：首先在養(yǎng)殖場(chǎng)的上方安置云臺(tái)，確保能夠全面覆蓋整個(gè)區(qū)域。云臺(tái)上安裝紅外熱像儀和分辨率較高的自然光攝像頭，作為輔助識(shí)別工具。RFID射頻標(biāo)簽?zāi)軌蜃鳛閯?dòng)物身份的識(shí)別標(biāo)志，在測(cè)溫的同時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)個(gè)體體溫異常，便可記錄下動(dòng)物的身分信息。由于紅外熱像儀在使用過(guò)程中，會(huì)發(fā)生溫度漂移，因此隔一段時(shí)間后，要對(duì)紅外熱像儀進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證溫度的準(zhǔn)確性。最后是數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)，包括云臺(tái)控制、溫度區(qū)域檢測(cè)、圖像識(shí)別、拍攝錄像等功能。

目前國(guó)外相關(guān)技術(shù)主要基于商業(yè)化熱成像，成本高、精度有限。將非制冷（小型化）紅外成像技術(shù)應(yīng)用于動(dòng)物發(fā)熱型疾病探測(cè)，尚有一系列科學(xué)問(wèn)題需要解決[23-24]。多種熱紅外圖像特征的提取和強(qiáng)化方法，如基于個(gè)體絕對(duì)溫度、溫差、時(shí)序溫度變化等，為準(zhǔn)確預(yù)警奠定了基礎(chǔ)。

2.8 生物氣溶膠激光光譜測(cè)量技術(shù)

病原微生物檢測(cè)的常規(guī)方法是分離培養(yǎng)、PCR、ELISA和基因組測(cè)序等。這些方法的樣品前處理復(fù)雜，耗時(shí)較長(zhǎng)，不利于現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)時(shí)在線(xiàn)檢測(cè)。光譜技術(shù)是針對(duì)微生物分子組成、含量和構(gòu)成的不同，找出對(duì)生物分子敏感的光譜技術(shù)，結(jié)合主成分分析、分級(jí)聚類(lèi)或人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，尋找不同微生物間的差別與規(guī)律，以實(shí)現(xiàn)微生物的快速檢測(cè)與鑒定[25]。光譜技術(shù)因具有快速準(zhǔn)確、安全高效、非破壞性和便于在線(xiàn)偵檢等特點(diǎn)，成為一種新型無(wú)創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)，在病原微生物檢測(cè)、疫病診斷等領(lǐng)域得到重視。

病原微生物在大氣中漂浮的載體是生物氣溶膠。氣溶膠使得許多病原微生物可以在空氣中存活并通過(guò)空氣在牧場(chǎng)中傳播，對(duì)奶牛健康構(gòu)成威脅[26]。通過(guò)生物氣溶膠的激光光譜識(shí)別和熒光雷達(dá)探測(cè)，測(cè)得病原微生物種類(lèi)和濃度[27]，可以達(dá)到預(yù)警疫病的目的。該技術(shù)在軍方的應(yīng)用中定位為“生物戰(zhàn)劑”的偵察報(bào)警技術(shù)，目前主要集中在現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)與遠(yuǎn)距離遙測(cè)生物氣溶膠領(lǐng)域。北京匯豐隆公司研發(fā)的該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，并達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平，已經(jīng)裝備在遼寧艦上。

3 展望

近年來(lái)，疫病預(yù)警技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)得到迅速發(fā)展，但與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍具有一定差距，相應(yīng)的預(yù)警技術(shù)在不同的環(huán)境中也具有一定的局限性。雖然我國(guó)的駐場(chǎng)獸醫(yī)臨床水平普遍較高，但受限于人員流動(dòng)的不確定性，國(guó)內(nèi)牛場(chǎng)新發(fā)疾病多且復(fù)雜，常規(guī)的獸醫(yī)巡檢模式已不能滿(mǎn)足大規(guī)模養(yǎng)殖牛場(chǎng)對(duì)于疾病迅速、高效預(yù)警的現(xiàn)實(shí)需求。SCC測(cè)定已經(jīng)在我國(guó)奶牛場(chǎng)全面推廣應(yīng)用。該方法可以初步診斷隱性乳腺炎，對(duì)保障奶牛場(chǎng)正常生產(chǎn)具有重要意義。全國(guó)多地正在鼓勵(lì)建設(shè)奶牛DHI檢測(cè)中心。該測(cè)定技術(shù)以監(jiān)測(cè)生產(chǎn)性能為主，可以顯著改善牛場(chǎng)的飼養(yǎng)管理水平，及時(shí)評(píng)估生產(chǎn)性能，同時(shí)預(yù)警奶牛乳腺炎及酮病。計(jì)步器和發(fā)情、反芻項(xiàng)圈對(duì)奶牛場(chǎng)監(jiān)測(cè)發(fā)情、反芻效率高，可同時(shí)滿(mǎn)足對(duì)產(chǎn)后癱瘓、肢蹄病、反芻異常以及重癥奶牛的預(yù)警監(jiān)測(cè)。然而，以上三類(lèi)技術(shù)只能完成對(duì)乳腺炎、營(yíng)養(yǎng)性疾病和重癥奶牛（步數(shù)明顯減少）的預(yù)警任務(wù)，不適用于其他病原性疫病的早期發(fā)現(xiàn)，對(duì)于牧場(chǎng)重大疫病預(yù)警的應(yīng)用有限。

針對(duì)現(xiàn)代規(guī)模化奶牛養(yǎng)殖，基于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)的新興技術(shù)手段完成對(duì)奶牛重大疫病的預(yù)警診斷是未來(lái)突破和發(fā)展的方向，但現(xiàn)有的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)仍有不足，如：美國(guó)谷歌公司依靠獸醫(yī)在各種搜索引擎上產(chǎn)生信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘，雖然形成相應(yīng)的疫病數(shù)據(jù)庫(kù)，但離不開(kāi)獸醫(yī)的人工查詢(xún)，預(yù)警效率受限；稻盛弘公司基于體溫實(shí)時(shí)測(cè)定的智能化預(yù)警平臺(tái)可以完成對(duì)多種疫病的報(bào)警，但無(wú)法完全替代臨床診斷來(lái)應(yīng)對(duì)復(fù)雜的發(fā)病情況，不能監(jiān)測(cè)環(huán)境中的病原微生物[22]；中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所及東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基于AI和群體熱成像的奶牛行為分析技術(shù)與國(guó)外技術(shù)水平相當(dāng)，但對(duì)發(fā)病初期無(wú)異常體溫或行為的牛只無(wú)效；北京匯豐隆公司生物氣溶膠激光光譜測(cè)量技術(shù)預(yù)警效率極高，但目前主要被軍方用于人類(lèi)重大疫病，針對(duì)牧場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境的病原監(jiān)測(cè)有待優(yōu)化和成熟[27]。盡管如此，也可以看到國(guó)內(nèi)在疫病預(yù)警技術(shù)研發(fā)上的努力，部分技術(shù)已經(jīng)達(dá)到甚至領(lǐng)先國(guó)際水平。期待該類(lèi)預(yù)警技術(shù)可以進(jìn)一步相互結(jié)合、取長(zhǎng)補(bǔ)短，充分利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征，完善重大疫病的預(yù)警診斷機(jī)制，滿(mǎn)足我國(guó)奶牛生產(chǎn)的實(shí)際需要，推動(dòng)我國(guó)奶牛業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展。