TERMOGRAFIA - users2.unimi.itusers2.unimi.it/lzzmsm/TIE LEZ.30 - termografia.pdf · Dr.ssa Veronica Redaelli La termocamera rileva la radiazione emessa dagli oggetti e la trasforma

Dr.ssa Veronica REDAELLIDept. of Veterinary Medicine

TERMOGRAFIA

Dr.ssa Veronica Redaelli

TERMOVISIONE

Sistema che fornisce immagini

della radiazione infrarossa

emessa dagli oggetti


TERMOVISIONE

L’INFRAROSSO


DALL’ENERGIA ALLA TEMPERATURA

L’ENERGIA EMESSA DAGLI OGGETTI E’ PROPORZIONALE ALLA LORO TEMPERATURA ALLA QUARTA

ogni temperatura ha una radiazione

prevalente

lmaxT = costante

La distribuzione spettrale dell’energia dipende dalla temperatura

4TE


La termocamera rileva la radiazione emessa dagli oggetti e la trasforma in un valore di temperatura

piccole variazioni di temperatura causano grosse variazioni di energia

GRANDE SENSIBILITÀ DEL METODO ! (0,08 °C)

Energia di corpo nero

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 100 200 300 400 500

Temperatura (°C)En

ergia

(Wat

t/mq)

4TE


SOLE (6000 K) UV, visibile, vicino IR

LAMPADE A INCANDESCENZA (3000 K)Visibile (30%) e IR (70%)

OGGETTI A TEMP. AMBIENTE (300 K)lontano IR (intorno ai 10 mm)

SOLE LAMPADEOGGETTI


soleCorpo a

temperatura ambiente

TERMOCAMERE


TERMOCAMERE


TERMOCAMERE

•Risoluzione termica

migliore di 0,05 °C

•Risoluzione spaziale

1.4 mrad

sensore di tipo

microbolometrico

a matrice piana (320x240)


1.68 mrad

0,05 °C

TERMOCAMERAAVIO TVS 500

RISOLUZIONE SPAZIALE e RISOLUZIONE TERMICA

MISURE IN CAMPO ANIMALE

L’ANGOLO DI RIPRESA

TRASPARENTE NEL VISIBILE≠

TRASPARENTE NELL’INFRAROSSO


Ma quanti animali……

EMISSIVITA’


È un fattore che rappresenta per

ogni oggetto reale il grado di somiglianza col comportamento

di un corpo nero ideale

0 ≤ ≤ 1

bassa riflessione

PELLE 0,98

ACQUA 0,93

CARTA 0,95

EMISSIVITA’



?


SOFTWARE E ANALISI

320 240

22,3 22,1 22,2 22,1 22,3 22,1 22,1

22,3 22,1 22,2 22,1 22,3 22,3 22,1

22,5 22,5 22,5 22,3 22,3 22,3 22,5

22,5 22,3 22,6 22,2 22,2 22,3 22,3

22,6 22,3 22,5 22,2 22,6 22,3 22,5

22,5 22,2 22,5 22,5 22,3 22,6 22,6

22,8 22,6 22,5 22,5 22,5 22,6 22,8

22,6 22,6 22,6 22,6 22,3 22,5 22,6

22,2 22,5 22,6 22,5 22,5 22,3 22,6

°C38,0

35,5

33,0

30,5

28,0

25,5

23,0

20,5

18,0

Punto T °C Emis. Ta °C

A 37,7°C 0,97 27,8

B 24,3°C 0,97 27,8

20,5 22 24 26 28 30 32 34 36 39Temperatura °C

0

1

2

3,6

De

ns

ità

%

Max.: 38,1°C Min.: 21,3°C Med: 29,9°C

Istogramma - Rettangolo 1


Applicazioni sulvivente

• Misura dellatemperaturacorporea non acontatto

(SARS – screeningpassivo di massa)

- la pelle è unemettitore ideale diradiazione (quasi uncorpo nero)

Punto di misura per latemperatura corporea interna

Cfr. ecodoppler

Profilo termico


• ANALISI A DISTANZA

• NON INVASIVA

• NON PUNTUALE MA BIDIMENSIONALE

• STRUMENTI PORTATILI

• DISPONIBILITA’ DI OTTICHE

• POSSIBILITA’ DI VIDEOREGISTRARE

LA TERMOCAMERA

IN ZOOTECNIA:

problema della

misurazione delle

temperature

con i metodi attuali

è la necessità della

manipolazione degli

animali

da parte dell’uomo

invasivi

➢dalla registrazione di singole immagini termografiche alla realizzazione di veri e propri video termografici

+ annullata interazione con l’animale + aumentata notevolmente la quantità di informazioni ottenibili a parità di tempi di indagine

• condizioni difficili che si trovano tipicamente in

ambito zootecnico (sporco, umidità, etc.)

➢ protezioni

•movimento degli animali

-problemi pratici: opportuni software di acquisizione

pc portatile esterno dischi esterni aggiuntivi

aumento dei tempi di elaborazione

MISURE IN CAMPO ANIMALE


BENESSERE

ANIMALE

QUALITA’ E SICUREZZAdel prodotto finale

LA TEMPERATURA

CUTANEAè uno dei parametri fondamentali

per l’individuazione di patologie, condizioni di stress o malessere

IN CAMPO

ZOOTECNICO


Valutazione oggettiva

della presenza di

CONDIZIONI DI

STRESS

Rilievo di fenomeni

di vasocostrizione o

vasodilatazione

periferica


media delle temperature

OCCHIO

35,4°C in condizioni basali

35,1°C in condizioni di stress

(P=0.0011)

media delle temperature

ORECCHIO

35,3°C in condizioni basali

34,8°C in condizioni di stress

(P<0.001) * media su 30 immagini

** media su 3 immagini

ESPERIMENTO 1 - ORECCHIO

Coniglio Temperatura basale (°C) *

Temperatura fase di stress (°C)**

A 35,1 35,0

B 35,4 34,8

C 35,6 34,8

D 35,5 34,6

E 35,2 34,8

F 35,4 34,9

G 36,2 34,7

H 35,6 35,0

I 35,1 34,7

L 35,1 34,7

M 35,2 34,6

N 35,4 34,8


30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

occhio dx occhio sx perineo

no stress

stress

****

*

normo-reactive

highly-reactive

Tem

pera

tura

(

°C )

** = P<0,01

* =p<0,05

SEX t LSMEAN

Standard

Error Pr > |t|

F 37.267 0.199 <.0001

M 37.915 0.148 <.0001


CANI

sottoposti ad

addestramento


IPPOTERAPIA



Applicability of infrared thermography of chimpanzees in semi-natural conditions

at long distances: a preliminary study *

Fabio Luzi 1, Giulia Ferrari1, Marco Gargano2, Nicola Ludwig2, Caterina Spiezio 3, Veronica

Redaelli1, Augusto Vitale4

1 Dipartimento di Medicina Veterinaria, Università degli Studi di Milano 2 Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano 3 Parco Natura Viva Bussolengo , Verona

4 Dipartimento di Biologia cellulare e Neuroscienze, Reparto di Neuroscienze comportamentali, ISS, Roma, Italy

Corresponding author: [email protected].

INTRODUCTION

Infrared thermography (IRT) is a

technique widely used in wildlife studies

for the assessment of animal welfare.

The peripheral blood flow is under the

control of the autonomic nervous

system, so cutaneous temperature on

selected areas can be considered as a

good indicator of the health status of an

animal. In the case of chimpanzees’

studies, at now most of the available

data derive from subjects kept in small

enclosures, with little ecological validity.

RESULTS AND DISCUSSION

Through this system it was possible to detect cutaneous temperature in different

areas, on chimpanzees in semi-natural conditions during their daily behaviours (Fig.

2 e 3). So, despite the distance from the animals this system can be a valuable tool

to study the chimpanzee’s behaviour and thermoregulation in a non invasive way.

Next step will be the accurate calibration of this built-in instrumentation and the

creation of a temperatures database for this species of apes.

MATERIALS and METHODS

Infrared camera FLIR A65 (640 x 512

pixel, uncooled microbolometer

detector, thermal sensitivity 0.05°C), 2

germanium tele lenses 7° and 13°

angle of view and a dedicated laptop

were used. The system was tested on

a group of eleven chimpanzees (Pan

troglodytes) in semi-natural conditions,

housed at Parco Natura Viva in

Bussolengo, Verona (Fig.1). The study

ran between April and December 2016.

Images and videos were shot at

distance greater than 10 meters, during

the everyday chimpanzees’ life.

AIM OF THE STUDY

The aim of this research was

to develop an infrared

method allowing the

acquisition of thermographic

videos and images of

animals at long distances.

22° Congresso dell’Associazione per la Scienza e le Produzioni Animali – 13/16 giugno 2017 – Perugia

*A part of this work was presented at the “VII Convegno Nazionale della Ricerca nei Parchi”, Parco Natura Viva, 1-4

October, 2016.REFERENCES

- Ludwig N., Luzi F., Ricca R. La termografia : teoria e applicazioni (2015). Ed.

Point Veterinaire – Milano.

- Huffman MA, Spiezio C, Sgaravatti A, Leca JB. Leaf swallowing behavior in

chimpanzees (Pan troglodytes): biased learning and the emergence of group level

cultural differences. Animal Cognition 2010.Vol 13: 871-880

Fig.1 Chimpanzees’ area at Parco

Natura

Viva -

Bussolengo

Fig. 2 e

3

Exampl

es of

infrared

images

obtaine

d at

around

20

meters

from

the

subject

s


Vediamo le temperature !!


Vediamo le temperature !!


TERMOREGOLAZIONEproblematiche legate soprattutto al periodo estivo

°C38,0

35,8

33,5

31,3

29,0

26,8

24,5

22,3

20,0

°C38,0

35,8

33,5

31,3

29,0

26,8

24,5

22,3

20,0


Video termografico è

particolarmente utile:

*movimento degli animali*variazioni termiche rapide


non solo gli animali … MA ANCHE

CONTROLLO AMBIENTALE !!!


2nd International Feed for Health Conference • Tromsø, Norway • 14-15 June 2010

… e dell’

ALIMENTAZIONE


Rilievo della temperatura cutanea deglianimali e dei veicoli durante una situazioneparticolarmente critica come quella del

TRASPORTO


TRASPORTO

L’ipofertilità, le MASTITI e le PATOLOGIE PODALIsono le tre principali patologie presenti negli allevamenti di BOVINE DA LATTE

ottimi risultaticome screening preventivo

possibile inserimento nellagestione quotidiana

introduzione di uno scoretermografico oggettivo

Monitorare l’evoluzione di fenomeninon misurabili in altri modi :

GESTIONE CAVALLI SPORTIVI

383634323028

PRE PAS TRT GLP REC RAF LMP

AZIONE

TEMPERATURA ⁰C

T (°C)39,0

38,0

37,0

36,0

35,0

34,0

33,0

32,0

Monitoraggio dei

cambiamenti fisiologici

di temperatura

dopo i pasti

Temperature 24h cavalli

occhi

corone

rettale

ora

La termografia: teoria e applicazioni

A cura di N. Ludwig, F. Luzi e R. Ricca

Anno: 2015 Mese: ottobre

Editore: Point Vètèrinaire Italie

Autore: AA.VV.

http://www.pointvet.it/web/media/libreria/termografia.jpg

Grazie

per

l’attenzione !

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