Detekce říje

Perspektivní metody detekce říje prasnic

Konvenční metody pro detekci říje založené na chování prasnic jsou subjektivní, a proto jsou výsledky inseminací často proměnlivé. Pro zlepšení účinnosti současných metod detekce říje je třeba vyvinout přesný prediktor ovulace.

 

Říje je proměnlivá

Průměrná doba trvání estrálního cyklu prasnice je 21 dní, v rozmezí od 17 do 25 dní, podle plemene a individuálních rozdílů. Říje je proměnlivá, průměrná doba trvání je 40 až 60 hodin a jakmile projdou dvě třetiny říje, dochází k ovulaci. Pro dosažení maximální míry zabřeznutí se doporučuje provést inseminaci 0–24 hodin před ovulací (viz graf).

Průběh říje u prasnic

 

Aby se předešlo ekonomickým ztrátám na investici do jedné prasnice, musí prasnice před vyřazením vyprodukovat alespoň tři vrhy. Mnoho prasnic je však nahrazeno dříve, než dosáhnou bodu zvratu. Ve většině případů je odstranění prasniček způsobeno reprodukčním selháním způsobeným nedostatkem pozorované říje. Zvýšený podíl náhrady a snížený počet porodů vedou ke zvýšení neproduktivních dnů a ke snížení vrhů a selat na prasnici za rok.

 

Běžné metody detekce říje

K detekci říje farmáři běžně používají metody manuálního pozorování, jako jsou test kancem, kontrola reflexu nehybnosti a hledání externě hodnotitelných fyziologických změn. Z hlavních viditelných příznaků říje u prasnic je uvolnění poševní sliznice a zvětšená, červeně zbarvená vulva.

 

Tyto znaky jsou u jednotlivých prasnic vysoce variabilní a nemohou poskytnout žádnou informaci o délce trvání říje. Procesy jsou pracné a časově náročné. Navíc lidské pozorování nemůže uspokojit požadavky sledování v reálném čase po dobu 24 hodin. Proto probíhá výzkum bezkontaktních a bez stresových technologií detekce říje u prasnic.

Konvenční metody pro detekci říje založené na chování prasnic jsou subjektivní, a proto jsou výsledky inseminací často proměnlivé.

 

Ideální marker

Veškeré markery pro predikci optimálního načasování inseminace by měly být vysoce přesné a s minimální chybovostí. Ideální marker by měl zahrnovat fyzickou změnu, kterou lze detekovat alespoň 24 hodin před ovulací, aby se zajistilo, že bude dostatek času na provedení inseminace a že spermie budou umístěny ve vejcovodu pro oplodnění včas. Takový marker by měl být také přítomen u velké většiny, ne-li u všech prasnic.

 

Existuje několik alternativních fyziologických a behaviorálních markerů, které lze využít pro detekci říje, jako jsou biomarkery ve slinách, v cervikálním hlenu, vodivost reprodukčního traktu, edém vulvy, tělesná teplota a celkové chování a aktivita prasnic (viz tabulka 1).

 

Tabulka 1. Souhrn markerů pro zlepšení detekce říje u prasnic

Markery	Výhody	Nevýhody
biomarkery ve slinách	minimálně invazivní	v současné době nemožné v reálném čase
biomarkery v cervikálním hlenu	minimálně invazivní	sběr vzorků může být obtížný v současné době nemožné v reálném čase
krystalizace hlenu	minimálně invazivní	v současné době subjektivní a časově náročné
elektrický odpor	již komerčně dostupné neinvazivní	proměnlivá míra úspěšnosti potenciální hrozba pro biologickou bezpečnost
tělesná teplota	lze provádět na dálku nízké náklady	v současné době není vhodné pro prasnice ustájené ve skupinách
behaviorální analýza – elektronická detekce	lze provádět na dálku	vysoké náklady na nastavení u některých systémů hlášena proměnlivá přesnost
behaviorální analýza – krokoměry a akcelerometry	lze provádět na dálku již komerčně dostupné	vysoké náklady na instalaci ušní známka není vždy bezpečně připevněna
behaviorální analýza – video	lze provádět na dálku začlenění strojového učení odstraní požadavky na pracovní sílu	vysoké náklady na nastavení technologie ještě není dostatečně přesná
zvuková analýza	lze provádět na dálku	rušení pozadí v hlučném prostředí není vhodné pro prasnice ustájené ve skupinách

 

 

Sliny

Sliny jsou z různých důvodů již dlouho považovány za dobrou volbu pro neinvazivní analýzy u zvířat. Mezi nevýhody této techniky patří vysoká variabilita koncentrace sledovaných molekul, která je způsobena variabilním objem slin produkovaných jedinci za různých podmínek a v různou denní dobu. Sliny navíc obsahují nízké koncentrace mnoha sledovaných molekul, což vyžaduje testovací metody s vysokou citlivostí.

 

Navzdory tomu se analýza steroidů ve slinách běžně používá v diagnostice. Úspěšná detekce koncentrací reprodukčních steroidů ve slinách prasat byla popsána pomocí plynové chromatografie a hmotnostní spektroskopie. Tímto způsobem lze sledovat aktivitu vaječníků nebo úspěšně rozlišovat proteinové profily u prasnic v různých fázích říjového cyklu, avšak implementaci v průmyslu brání nemožnost realizace v reálném čase.

Ve většině případů je vyřazení prasniček způsobeno reprodukčním selháním způsobeným nedostatkem pozorované říje.

 

Složení cervikálního hlenu

Složení hlenu se během říje rychle mění, jednak v závislosti na umístění v reprodukčním traktu, a na koncentraci hormonů (zejména estrogenu). Zvyšující se koncentrace estrogenu vede k vodnatější konzistenci hlenu, což poskytuje médium pro tranzit spermií po inseminaci. Toto pozorují chovatelé prasat jako hromadění hlenu na vulvě a je to spojováno s nástupem říje.

 

Krystalizace cervikálního hlenu

Krystalizace je vizuální jev, při kterém dochází k tvorbě vzorů v sušeném cervikálním hlenu. Tento jev je způsoben chloridem sodným a fosfátovými solemi v hlenu, které se hromadí kolem nerozpustných mucinů. Vzory se mění v reakci na koncentraci solí v hlenu, přičemž vyšší koncentrace způsobují tvorbu krystalických, kapradině podobných vzorů pozorovatelných pod mikroskopem. Bylo zjištěno, že zjevné vzorce kapradění se vyskytují převážně během folikulární fáze a zejména během říje.

 

Navzdory těmto výsledkům nebyl v komerčním prostředí vyvinut ani testován jasný a jednoduchý protokol pro klasifikaci krystalizace, protože tato technika je stále do jisté míry subjektivní. Z tohoto důvodu by důležitým doplňkem výzkumu v této oblasti byl vývoj umělé inteligence a strojového učení pro přesnou, spolehlivou a rychlou interpretaci vzorů.

Markery pro predikci optimálního načasování inseminace by měly být vysoce přesné, s minimální chybovostí a měly by být přítomny u velké většiny prasnic.

 

Vaginální elektrický odpor

Měření elektrického odporu se používá k detekci změn ve složení hlenu, ke kterým dochází v různých fázích říjového cyklu. Slizniční tkáně vedou elektrický náboj, který lze měřit zavedením proudu do epiteliální výstelky. Náboj je výsledkem zvýšené koncentrace sodných a chloridových iontů, které jsou elektricky vodivé, což způsobuje zvýšení elektrické vodivosti tkáně před behaviorální říjí a lze to detekovat pomocí elektrického odporu.

 

I když to naznačuje potenciální marker pro predikci doby ovulace, variabilita mezi prasnicemi naznačuje, že se nemusí jednat o přesnou metodu. Odchylky a čas potřebný k testování každé prasnice, včetně hygienických a biologických bezpečnostních obav týkajících se opětovného použití sondy, brání v současné době přijetí této technologie v průmyslu.

 

Edém vulvy

S rychlým rozvojem kamerových systémů a umělé inteligence byly testovány nové způsoby detekce říje u prasnic, jako je měření velikosti vulvy. Raný výzkum technologií pro monitorování tohoto biologického rysu říje ukázal slibné výsledky, přičemž kamery pro detekci a zaměřování světla dokázaly přesně detekovat zvětšení velikosti vulvy, které korelovalo s behaviorální říjí. V nedávné době byly kamerové záznamy kombinovány se strojovým učením jako prostředek detekce říje s vysokou úrovní přesnosti.

 

Tělesná teplota

Kolísání tělesné teploty se liší v závislosti na místě měření na těle. Tělesná teplota u prasnic se často měří na kořeni ucha nebo v konečníku, kde teplota úzce koreluje s teplotou tělesného jádra. Dalším potenciálním místem pro sledování tělesné teploty je vulva. Během říje dochází ke zvýšení průtoku krve do oblasti a je pozorována zvýšená teplota vulvy. Vrchol teploty vulvy byl u prasnic zjištěn mezi 12 a 36 hodinami před ovulací.

 

Automatickou detekci změn tělesné teploty lze detekovat pomocí video termografie. Tento proces zahrnuje zobrazování polohy těla a použití softwaru k výpočtu průměrné teploty, což může umožnit detekci teplotních změn specifických pro říji, které by mohly být použity jako marker pro načasování inseminace. ​​Technologie má také potenciál pro identifikaci dalších fyziologických událostí, jako je porod a onemocnění.

Alternativní fyziologické a behaviorální markery, které lze využít pro detekci říje, jsou neustálým předmětem výzkumu.

 

Kvantifikace chování

Změny v chování jsou často prvním viditelným příznakem, který naznačuje říji. Zvýšení efektivity v živočišné výrobě je možné identifikací a klasifikací tohoto chování pomocí technologií pro přesný sběr dat ve velkém měřítku. Aby tyto technologie mohly detekovat biologické a fyziologické události, je nutné pochopení pohybu a chování spojeného s touto událostí.

 

Podíl zvířat na chovatele roste, doba pozorování na zvíře se snižuje, a tak některé změny chování mohou zůstat bez povšimnutí. Zvyšující se velikost stáda komerčních chovů prasat podpořila používání přesných technologií k pozorování zvířat. Bylo vyvinuto několik technologií pro automatizované a přesné monitorování a existuje řada využití přesných technologií ve vztahu k reprodukční výkonnosti.

 

Zvuková analýza

Perspektivní technologií, která byla nedávno zkoumána pro monitorování různých stavů prasat, je zvuková analýza. Tato technika zahrnuje zaznamenávání vokalizací prasat v různých stavech (např. v říji) a trénování umělé inteligence k filtrování a rozpoznávání zvukových vzorců souvisejících s daným stavem. Problémem však je inherentní hluk pozadí komerčního chovu prasat, který je nutné odfiltrovat, aby bylo možné rozpoznat vokalizaci jednotlivých prasat.

Zvyšující se velikost stád komerčních chovů prasat podpořila používání přesných technologií k pozorování zvířat.

 

Technologie při detekci říje

V současnosti probíhají vědecké snahy o vývoj nákladově efektivních a uživatelsky přívětivých technologií pro detekci říje prasnic. Některé výsledky výzkumu detekce říje na základě senzorů a infračervené termografie u prasnic jsou uvedeny v tabulce 2.

 

Tabulka 2. Senzory a infračervená termografie použité pro detekci říje prasnic

Použitá technologie	Parametry	Pozorování
krokoměry	aktivita prasnic	pohyb prasnic se během říje zdvojnásobuje
akcelerometry	aktivita prasnic	pohyb prasnic se během říje zvýšil 10krát
intravaginální senzory dat a interní akcelerometr	vaginální teplota a aktivita	teplota klesla o 0,26 °C při nástupu říje aktivita se zvýšila o 38 % v den říje
akcelerometr s bezdrátovým senzorem	aktivita prasnic v reálném čase	prasnice v říji zvyšují aktivitu
infračervený senzor	denní aktivita	vrcholná denní aktivita má větší korelaci s detekcí říje než průměrná denní aktivita zjištěná přesnost byla 86 % a 80 %
RFID ušní štítek a senzor	délka a frekvence návštěv prasnice a kance	zjištěno 87,4 % prasnic vstupujících do říje specifičnost 99,4 %
ultrazvukové senzorové pole a DIRT kamera	doba stání, počet vulvální teplota kůže tělesná teplota	doba stání a počet zvýšeny vulvální teplota se v říji zvýšila o 20 % (4 °C)
DIRT kamera	vulvální teplota kůže hýžďová teplota kůže teplota povrchu těla	hodnoty vulvální a hýžďové teploty u prasnic byly významně vyšší než u prasniček termovizní kamery lze použít pro detekci říje
infračervená termografie	vulvální teplota kůže hýžďová teplota kůže teplota očí rektální teplota teplota kůže vemene	teplota vulvy během říje je vyšší vyšší rektální teplota během říje
DITI kamera	vulvální teplota kůže	teplota vulvy během říje se zvýšila o 20–32 %
DITI s vylepšeným detektorem FD-YOLOV5s	vulvální teplota	citlivost 89,3 % specifičnost 94,5 % chybovost 5,8 %

RFID – radiofrekvenční identifikace, DIRT – digitální infračervená termografie, DITI – digitální infračervené tepelné zobrazování, FD-YOLOV5s – fúze znaků a dilatovaná konvoluce YOLOV5s

 

 

V posledních několika letech se k detekci vztahu mezi změnami vulvální kožní teploty a iniciací říje u prasnic používá digitální infračervená termografie. Existují přenosné infračervené kamery s displeji, které umožňují jejich snadné použití ve srovnání se zpracováním dat generovaných akcelerometry nebo jinými senzory detekujícími pohyb.

 

Avšak zpracování infračervených fotografií a extrahování dat může být složité a vyžaduje sofistikované metody zpracování a interpretace obrazu. Jak senzory, tak infračervená termografie se osvědčily jako užitečné pro detekci říje, ale stále je co zlepšovat.

Pomocí digitálních technologií a umělé inteligence lze nejen detekovat říji, ale i stimulovat inseminaci prasnic.

 

Budoucnost technologií

Tradiční způsoby detekce říje vyžadují intenzivní práci, neustálé kvalifikované pozorování a ruční manipulaci. Pomocí technologií a modelů založených na umělé inteligenci lze monitorovat chování prasnic a fyziologické parametry na dálku a v reálném čase.

 

Očekává se použití špičkových zařízení s architekturami hlubokého učení, aby se minimalizovala doba zpracování obrazu a maximalizovala přesnost. Uživatelsky přívětivé mobilní aplikace poskytnou chovatelům jednodušší interpretace modelů strojového učení.

 

© 2026