Use of infrared thermography to assess body temperature as a stress indicator on horses during ridden and lunging sessions

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As a sport, equitation is a cause of physiological stress in the equine athlete. Personality is a factor generally associated to the different responses of equines to stressors. Stress in horses has been measured through specific biomarkers, which includes body temperature, which recent work has shown the usefulness of infrared thermography (IRT) as a non-invasive tool to measure animal body temperature and correlated to workload and personality. This study explored ocular temperature measured by IRT associated to personality and stress in horses submitted to dressage exercising, in three modalities: riding lesson, ridden training and lunging. In this study, a total of 16 horses were tested on each modality on a semi-random order. Head IRT images were taken for each horse before and after the sessions, using a camera FLIR F4 (FLIR Systems AB, Sweden), and training time was registered. Fitting an ellipse to the eye using the FLIR Tools+ software tool, the maximum eye surface IRT temperature (IRTmax) was determined and subdivided into the means of pre (mIRTmax_b) and post (mIRTmax_a) workout. For personality assessment a novel stimuli test was conducted to generate 3 groups, and the ridden behaviour was scored every session with the focal observation method (mRBS). T was compared between modalities with a Kruskal-Wallis H test followed by a post hoc pairwise comparison. The variation of IRTmax pre and post workout within modalities was compared using Wilcoxon signed-rank test and between modalities with Kruskal-Wallis H test. IRTmax before exercise was tested between individuals with a Kruskal-Wallis H test. Wilcoxon signed-rank tests were ran for individual differences between before and after IRTmax. Then, DIF_IRTmax between individuals was tested with a Kruskal-Wallis H test. Correlations between mRBS and mIRTmax_a and groups were tested with Spearman Rank Correlation test, and sex and age groups with multiple comparisons followed by Kruskal-Wallis H tests with post hoc. Variances in mRBS between modalities was assessed using the Kruskal-Wallis H test. The mIRTmax_b between groups was assessed with Kruskal-Wallis H test. T was statistically different (p˂0,001), but no differences were found in IRTmax tests (p: 0,073 and p: 0,082), expect between individuals (p being the first to test dressage training in a familiar environment through IRT, further studies should be conducted to confirm the effectiveness of IRT in assessing dressage workload and ridden behaviour to design better fitness assessment tools.
Sendo um desporto, a equitação provoca stress fisiológico no cavalo atleta. A personalidade é um fator associado às diferentes respostas dos equinos a elementos geradores de stress. O stress em cavalos pode ser avaliado através de biomarcadores, incluindo a temperatura corporal que tem sido estudada utilizando termografia por infravermelhos (IRT), uma ferramenta não invasiva para medir a temperatura corporal e que permite correlacionar a temperatura com carga de trabalho e personalidade. O presente estudo procurou associar a temperatura ocular medida através de IRT com a personalidade e o stress de cavalos durante o treino de Ensino em três modalidades: aulas de equitação, treino montado e trabalho à guia. Neste estudo, um total de 16 cavalos foram submetidos a sessões nas diferentes modalidades numa ordem semialeatória. Imagens termográficas da cabeça foram tiradas antes e depois das sessões utilizando a câmara FLIR F4 (FLIR Systems AB, Sweden) e o tempo de treino foi registado. Uma elipse foi ajustada ao olho com o programa FLIR Tools+ para obter a temperatura máxima da superfície do olho (IRTmax) que foi subdividida nas médias das temperaturas do pré (IRTmax_b) e pós (IRTmax_a) exercício. Para determinar a personalidade fez-se um teste de novo estímulo que gerou 3 grupos e o comportamento durante o exercício foi classificado através do método de observação focal (mRBS). O tempo (T) foi comparado entre modalidades através do teste de Kruskal-Wallis seguido por um post hoc de comparação múltipla. A variação entre IRTmax pré e pós exercício entre modalidades foi comparada com o teste de Wilcoxon e entre modalidades com o teste de Kruskal-Wallis. IRTmax antes do exercício foi testado entre indivíduos com o teste de Krukal-Wallis. O teste de Wilcoxon foi utilizado para determinar diferenças individuais entre IRTmax pré e pós exercício. DIF_IRTmax entre indivíduos foi testada com o teste de Kruskal-Wallis. Correlações entre mRBS e mIRTmax_a e os grupos foram testadas com o teste de Spearman, e mRBS com sexo e idade através de comparações múltiplas seguidas pelo teste de Kruskal.Wallis com post hoc. Variações em mRBS entre modalidades e a mIRTmax_b entre grupos foi testada com o teste de Kruskal-Wallis. O tempo foi estatisticamente diferente (p˂0,001), mas não houve diferenças nos testes feitos a IRTmax (p: 0,073 e p: 0,082), exceto entre indivíduos (p<0,001). Não houve diferenças em DIF_IRTmax (p: 0,566). Houve correlações entre mRBS e os grupos, sexo e idade (p<0,001). Não houve associações entre mRBS e mIRTmax_a (p: 0,883) ou modalidade (p: 0,271), nem entre mIRTmax_b e os grupos (p: 0,514). Os resultados sugerem que um cavalo treinado demonstra baixos níveis de stress quando é exercitado num ambiente familiar, e que a carga de trabalho foi submáxima. O teste de personalidade foi apropriado e teve uma relação positiva com o comportamento durante o exercício. Sendo o primeiro a avaliar cavalos durante o treino de Ensino num ambiente familiar utilizando IRT, considera-se necessário realizar mais estudos relacionando a carga de trabalho na disciplina com o comportamento para criar ferramentas de avaliação de fitness adequadas.
Descrição
Esta dissertação foi elaborada com vista à obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Zootécnica apresentada à Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro
Palavras-chave
infrared thermography , welfare
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