ETD

• calves
• ECG
• HRV
• textile sensor band

Riassunto:
La variabilità della frequenza cardiaca (HRV) è riconosciuta come un utile indicatore di stress e benessere animale ed è stata associata a diverse condizioni patologiche nei bovini, come problemi podali e metrite, oltre che a procedure stressanti quali separazione materna, isolamento e decornazione.
La presente tesi aveva un duplice scopo: 1) la validazione di una nuova tecnologia tessile (Smartex) per la rilevazione dell’HRV nei vitelli da latte, confrontandola con l’elettrocardiogramma (ECG) standard base-apice; 2) l’applicazione di tale tecnologia per valutare la capacità dell’HRV di discriminare stati patologici neonatali (diarrea, BRD, comorbidità).
Per la validazione sono stati inclusi 20 vitelli femmine di razza Frisona Italiana, sani, di età compresa tra 20 e 60 giorni. Le registrazioni ECG Smartex e base-apice sono state effettuate simultaneamente per 16 minuti in vitelli in stazione, non sedati e non tosati. I parametri HRV sono stati analizzati con approcci temporali, frequenziali e non lineari. L’accordo tra i due sistemi è stato valutato con il coefficiente di correlazione intraclasse e con la correlazione di Spearman. Per l’applicazione clinica della tecnologia Smartext è stato eseguito uno studio trasversale dove sono stati inclusi 146 vitelli femmine di razza Frisona Italiana, di età compresa tra 7 e 70 giorni, sani o affetti da patologia spontanea. Prima delle registrazioni con Smartext, gli animali sono stati sottoposti a visita clinica ed ecografia toracica dal personale Medico Veterinario, e i dati sono stati registrati attraverso il Calf Health Scoring Chart e lo score ecografico toracico. Le registrazioni ECG Smartex sono state effettuate per 15 minuti in vitelli in stazione, non sedati. I vitelli sono stati quindi categorizzati in diverse categorie sulla base della presenza di febbre, diarrea neonatale e bovine respiratory disease (BRD). La distribuzione delle variabili HRV è stata valutata con il test di Shapiro-Wilk e il confronto tra gruppi clinici con il test di Mann-Whitney o Kruskal–Wallis.
È stata riscontrata un’ottima concordanza tra Smartex e Televet per la maggior parte dei parametri HRV. Nel complesso, le analisi hanno confermato l’affidabilità di Smartex rispetto all’ECG standard. Per quanto riguarda invece l’utilizzo di Smartext in condizioni di campo, non sono state riscontrate differenze significative tra vitelli affetti e non affetti da patologie neonatali.
La tecnologia Smartex si è dimostrata affidabile per la registrazione dell’HRV nei vitelli da latte, rappresentando un’alternativa valida e più pratica rispetto all’ECG tradizionale. Tuttavia, nelle condizioni patologiche indagate, la sola HRV non ha consentito di discriminare in modo significativo lo stato clinico degli animali.

Abstract:
Heart rate variability (HRV) is recognized as a useful indicator of animal stress and welfare, and it has been associated with various pathological conditions in cattle, such as lameness and metritis, as well as with stressful procedures including maternal separation, isolation, and disbudding.
The present thesis had two main objectives: (1) to validate a new textile-based technology (Smartex) for HRV detection in dairy calves, by comparing it with the standard base–apex electrocardiogram (ECG); and (2) to apply this technology to assess the ability of HRV to discriminate neonatal pathological conditions (diarrhea, bovine respiratory disease [BRD], and comorbidities).
For the validation study, twenty healthy female Italian Holstein calves, aged between 20 and 60 days, were enrolled. Smartex and base–apex ECG recordings were performed simultaneously for 16 minutes in standing calves, without sedation or clipping. HRV parameters were analyzed in the time, frequency, and nonlinear domains. Agreement between the two systems was assessed using the intraclass correlation coefficient and Spearman’s correlation.
For the clinical application of Smartex, a cross-sectional study was carried out including 146 female Italian Holstein calves, aged between 7 and 70 days, either healthy or affected by spontaneous diseases. Before Smartex recordings, all calves underwent a clinical examination and thoracic ultrasonography performed by a veterinarian. Data were collected using the Calf Health Scoring Chart and thoracic ultrasound scoring. Smartex ECGs were recorded for 15 minutes in standing, non-sedated calves. Animals were then classified according to the presence of fever, neonatal diarrhea, or BRD. The distribution of HRV variables was assessed with the Shapiro–Wilk test, while comparisons between clinical groups were performed using the Mann–Whitney or Kruskal–Wallis tests.
A very good agreement was observed between Smartex and Televet for most HRV parameters, overall confirming the reliability of Smartex compared with the standard ECG. However, in the field study, no significant differences were found between calves with and without neonatal diseases.
In conclusion, Smartex proved to be a reliable tool for recording HRV in dairy calves, representing a practical and valid alternative to traditional ECG. Nevertheless, in the pathological conditions investigated, HRV alone did not allow a significant discrimination of the animals’ clinical status.