体温是动物重要的基本生理指标，与体内众多生理过程密切相关，同时也受外界环境的影响。奶牛的体温变化可以灵敏指示动物体的健康状况、生理功能和所处环境的变化，是生产中进行奶牛发情鉴定、疾病诊断及热应激反应和应激程度评估的重要依据。长期以来，可以准确反映奶牛机体热平衡状况的温度指标备受关注，而研发方便、准确的体温测定装置也一直是奶牛生产和相关研究的重要内容。大量试验对如何准确、方便地获取奶牛的体温数据及哪些机体部位的温度能够准确反映奶牛体温进行了研究和探索，逐步形成和建立了一些奶牛体温的评价指标及相应的测定方法。同时，随着奶牛生产自动化和信息化程度的提高，数据连续采集和实时监测正在成为奶牛体温评定的发展方向和趋势。本文重点就奶牛体温的评价指标及其测定方法进行阐述。

1 体温概述

高等动物的机体都有一定的温度，即体温。体温反映机体特定区域的比热含量，其高低主要取决于该区域的血流量^[1]。根据血流，机体的热量分布可分为核心室和外周室^[2]，对应的温度分别被称为体核温度(core body temperature，CBT)和体表温度(body surface temperature，BST)。机体核心室包括心、肺、脑等躯干和头部的器官，而外周室包括四肢、皮肤和皮下组织。恒温动物核心组织间的温度虽然存在一定的差异，但相对比较稳定和一致，而外周组织间的温度差异较大，易受环境影响且与核心组织体温明显不同^[2]。因此，一般而言的动物体温是指CBT，表示动物机体内部器官或深部组织的热量状态。

众所周知，高等动物具有完善的体温调节机制，能够在外界环境温度改变时，通过调节机体的产热和散热过程，维持CBT的相对恒定。与大多数哺乳动物一样，奶牛的CBT维持在38.6 ℃左右^[3]，一般为38.0~39.3 ℃。研究发现，奶牛的体温呈现一定的年龄特征和昼夜节律性变化^[4-5]，同时又受繁殖周期、患病与否及热应激等因素的影响^[6-7]。

2 奶牛体温评价指标

鉴于核心组织间的温度差异，研究者认为可能没有哪个部位的温度能够真正代表CBT，但长期以来，人们仍然就CBT的适宜评价指标进行了大量探索。普遍认为，心脏的血液温度和下丘脑温度是最重要的或标准的CBT^[8]，因为心脏和大脑是机体的热量中心，自心脏流出的血液承载着流向体组织或自体组织回流的热量，而大脑是一个高度充血器官，其温度可能会被动地与心脏温度保持一致。因而，能否代表或反映上述部位的温度变化是能否作为CBT评价指标的重要依据。在奶牛上，CBT评价指标研究所涉及的机体部位或组织包括血液、鼓膜、腹膜、直肠、阴道、乳房、牛奶、瘤/网胃等。近年来，一些研究者尝试将BST通过校正模型转化为CBT的方法来获得动物的体温数据，以克服CBT测定相对困难的问题。

2.1 血液、鼓膜、腹膜和乳房温度

如前所述，心脏的血液温度是重要的CBT指标，而能够准确反映血液温度的微小变化也被认为是适宜CBT评价指标的重要特征^[9]，Taylor等^[10]也认为，如果存在一个标准的CBT指标，那肯定是以体核血液温度的形式存在。因此，测定血液温度是体温评价指标研究尤其是早期体温评价研究的重要内容。人和动物上的研究认为肺动脉血温度最能代表心脏血液温度或下丘脑温度^[11-12]，而双颈动脉干也是用以测定血液温度的位点之一，Blight^[12]比较发现热应激期间犊牛肺动脉和双颈动脉干血液温度的差异基本可以忽略不计。同时，血液温度也是判断其他温度指标准确性的重要依据，如Blight^[13]以双颈动脉干血液温度为基础，比较研究了直肠温度(rectal temperature，RT)能否作为有效的CBT评价指标。耳鼓膜因与下丘脑同由内颈动脉供血，所以鼓膜温度被认为可以作为下丘脑温度的评价指标^[14]，而研究也表明鼓膜温度能够比较灵敏地反映热应激对牛体温的影响^[15-16]，同时众多研究也比较研究了鼓膜温度与RT、阴道温度(vaginal temperature，VT)、皮肤温度、皮下温度间的关系^[17-19]。腹膜腔位于机体深部，而泌乳期奶牛的乳腺组织血流丰富，是高热组织，这2个部位的温度因而也被认为可以反映CBT。Bitman等^[5]比较发现泌乳期奶牛的乳房温度与腹膜温度高度一致，在温度(16.7±0.3) ℃的环境中均为(38.8±0.1) ℃。然而，尽管血液、鼓膜、腹膜及乳房温度被认为是比较准确的CBT评价指标，但这些指标的实用性不强，因为其测定过程复杂或测定方法具有创伤性，譬如，鼓膜温度的测定需要将测温探头准确放入鼓膜附近，并将温度传感系统固定在耳道内，测定装置和操作都较复杂；而血液、腹膜和乳房温度的测定则都需要借助手术在相应部位植入温度探头或记录器。因此，上述部位的温度多见于早期研究，近20年，鼓膜^[17]或腹膜^[20]温度偶有报道，而血液和乳房温度已鲜有研究或应用。尽管如此，这些部位的温度研究为各类动物的CBT提供了基础数据，同时也是当前各类体温评价指标、测定方法形成和建立的基础。

2.2 RT

RT可以代表CBT的观点最早由Bernard在1876年提出^[13]。因此，RT是最常用，也是使用最广泛的CBT评价指标。一般认为直肠接近深部组织，其内温度相对稳定且容易测定，而与血液和其他深部组织温度的比较^{[13, 21-22]}也表明，尽管RT与这些深部组织的温度间存在差异，但在很多情况下，RT是CBT的适宜评价指标。然而，RT反映CBT的有效性也往往会因为直肠的热惰性现象受到质疑。这是因为很多研究观察到当机体热量发生变化时，RT的响应速率和变化程度不如其他深部组织温度快速和明显。但通过牛上的研究，Bligh^[13]认为这一现象在某些研究体温快速变化研究中可能需要予以考虑，但若研究并不关注时间效应，且有足够的时间使RT发生变化，则并不会引起系统误差。目前，RT被认为是评定动物体热平衡状态的首要生理指标^[23]，用其反映热应激比呼吸频率和皮温更为可信，RT也被认为是奶牛疾病诊断和治疗的“gold standard”^[24]，更是其他体温评价指标准确与否的判断依据^[25-27]。但近20多年来，随着动物福利意识的增强和体温连续监测的需要，人们认为传统的RT测定方法具有创伤性，且存在干扰动物正常活动、耗时费力及无法实现连续监测等问题^[28-29]。因而，RT的一些替代指标开始出现。

2.3 VT

VT在奶牛繁殖机能如发情鉴定^[30-31]、分娩预测^{[6, 32]}等方面的研究中应用较多，同时也是奶牛热应激研究中常用的CBT指标^{[7, 33-34]}。VT既是奶牛体温的传统指标，也是RT的替代指标之一。说VT是传统体温指标，是因为早在1920年或更早，人们就与测定RT一样掌握了VT的测定方法，如Kriss^[35]详细阐述了测定时间、温度计的插入深度、奶牛采食、饮水、姿势变化等因素对RT和VT测定结果的影响。VT是RT的替代指标之一是因为随着奶牛繁殖和环境生理研究的发展，人们希望获得一段时间内体温的连续数据，但RT在此方面优势不明显。因此，研究者开始尝用无线电遥感测温技术来连续监测母牛的VT^[30-32]，并逐步开发形成了一些有应用价值的VT连续测定装置或方法^{[29, 31, 36]}。Vickers等^[37]比较发现，用连续测定装置测得的VT与传统法测得的RT相关，且能很好地反映奶牛体温的周期性变化。另据报道，VT连续测定过程对奶牛健康和活动无不良影响，且所测得的数值与RT高度相关(r=0.92~0.97)^{[27, 29, 36]}。因此，用连续法测定的VT被认为完全可以代替传统的RT用于奶牛CBT评定。

2.4 牛奶温度(milk temperature，MT)

就笔者掌握的资料，Lira等^[38]与Maatje等^[39]较早报道了MT。其初衷均是为了探讨MT能否像其他体温指标一样用于奶牛发情鉴定，但Lira等^[38]发现MT没有像鼓膜温度和RT那样在奶牛发情前后发生变化，且由于测定原因，MT与鼓膜温度和RT的相关性很低(r分别为0.20和0.33)；而Maatje等^[39]发现自集乳器中测定的MT与RT的一致性很高。后来，基于奶牛的乳房温度与腹膜温度高度相关^[5]的报道，人们试图用MT间接替代乳房温度来反映奶牛CBT。大量试验研究了MT在奶牛发情鉴定^[40-41]、热应激反应^[42-44]及疾病诊断^[45]等方面的作用。这些研究提供了一些MT的基本数据，如MT在数值上低于RT^{[39, 43-44]}和VT^[45-46]，与RT的相关程度在0.78~0.89^{[44, 47-48]}，而与VT相关性为0.52^[45]；凉爽条件下，MT在38.5~38.9 ℃，但炎热条件下，下午的MT可达39.2~39.6 ℃^[42]。就MT的体温评价作用而言，热应激上的研究认为MT与RT一样是有效的CBT指标^{[42-43, 48]}，但发情鉴定^[40]和疾病诊断^[45]方面的研究认为MT尽管可以在一定程度鉴定出发情和发热奶牛，但假阳性率和假阴性率较高，结果不可靠。鉴于上述原因，加之目前具有MT测定功能的商业挤奶器并不普遍，MT作为体温评价指标在近10年的研究和应用相对较少。此外，只能用于反映泌乳期奶牛的体温是MT作为体温评价指标的另一个不足之处。

2.5 瘤/网胃温度

尽管很早就有研究比较了瘤胃温度(rumen temperature，RuT)与RT^[49]，但将其用作体温评定指标是近10多年来的事情。随着无线电遥测技术和设备的发展，近年来，人们开始尝试将连续测定获得的RuT^[50-52]或网胃温度(reticular temperature，ReT)^[53-55]用作CBT评价指标，以监测奶牛的生理和健康。基于此，很多试验比较了RuT/ReT与其他CBT指标间的关系，如正常饲喂情况下，奶牛的RuT比RT高2 ℃，但禁食24 h后，这种差异缩小为0.7 ℃^[49]；且RuT与腹膜温度的一致性较高^[52]，与RT高度相关(r=0.92)^[56]，而ReT和RT的相关程度为r=0.65^[53]，其中位数与RT和VT的相关性较高^[55]。一般认为，由于瘤胃微生物的发酵产热，RuT/ReT通常会比其他CBT指标高0.5 ℃左右^{[49, 53]}，但RuT/ReT的瞬时数据受饮水和采食的影响较大^{[28, 49, 57]}，这一点在数据处理时要予以考虑。现有研究表明，用具有无线遥测功能的瘤/网胃丸监测的RuT/ReT作为体温指标，可以预测奶牛分娩^[58]和难产^[59]，诊断疾病^[54]和瘤胃酸中毒^[60-61]，反映奶牛热应激^[28]。但犊牛上的研究发现ReT与RT的调和相关系数仅有0.29，用以预测犊牛发热时的灵敏性(29%)和阳性预测值(17%)都较低^[50]。因此，RuT/ReT作为体温评价指标是否与动物年龄有关还有待进一步阐明。

2.6 BST

与CBT相比，BST的测定相对容易，且随着BST测定技术的发展，尤其是红外热成像(infrared thermography，IR)技术的发展，利用红外照相或摄像设备扫描获取动物全身或某些目标部位BST的研究越来越多。与传统的RT和VT测定方法相比，IR是一种无需接触动物的无抓捕式体温测定法。近10多年来，大量试验利用IR技术测定了奶牛包括眼部、面部、蹄部、后躯、肛门、外阴、乳房、腹部、背部及全身等在内的多个体表部位的温度^{[26, 34, 62-64]}，并研究了用这些部位的温度变化反映奶牛热应激^{[34, 64]}、繁殖^[65-66]、疾病^{[62, 67-68]}、营养代谢^[69-70]等生理过程的可行性。同时，一些试验也比较了用IR技术测定的BST与传统的RT/VT间的关系。就数值而言，同一环境条件下，任何部位的BST都低于对应的RT/VT，与RT/VT一般呈中等程度相关或无相关，如George等^[26]报道牛的眼部温度与RT和VT呈中等程度相关(r为0.52和0.58)，而鼻温与RT或VT间无相关性，认为用IR测定的眼部温度可以替代RT和VT指示牛的CBT；而Hoffmann等^[71]发现牛眼部、耳后和外阴的BST与VT的一致性高于肩部，Kaufman等^[34]研究发现乳房的表面温度与RT(r=0.57)和VT(r=0.74)中等或高度相关。此外，一些研究也试图通过BST来预测CBT，如Kou等^[25]用牛后腿腕部温度建立了一个预测RT的回归模型，而Vicente-Pérez等^[23]也建立了一个包括呼吸频率、气温和腹部表面温度在内，可以预测热应激母羊RT的多元回归模型。然而，尽管BST可以用以评估动物应激、繁殖、代谢、健康或疾病等生理状态，但能否通过BST预测CBT或者BST能否作为CBT的有效替代指标还需更多数据支持，因为BST的测定易受众多内部和外部因素影响，变异较大。

3 体温评价指标的测定方法

鉴于血液温度、鼓膜温度、腹膜温度和乳房温度等属早期的CBT指标，目前的研究和生产中应用较少，其测定方法不再赘述，需者可参考2.1中的相关文献。

3.1 RT的测定方法

RT的测定可归成人工手动法和自动连续法2种。前者是RT的传统测定方法，也是目前最常用的测定方法。手动法测定RT时，需先保定或固定动物，然后将兽用的水银温度计或数显式温度计插入直肠一定深度，3~5 min后取出读数。该法的优点是设备便宜耐用、方法简单易行、结果可靠准确^[72]，缺点是测定过程耗时费力、无法同时测定多头动物，不能实现连续测定^{[29, 72]}。此外，也有人认为保定会引起动物应激，影响测定结果的真实性^[73]，且测定者的操作能力、温度计类型、使用方法等也会影响测定结果的准确性^[74-75]，操作不当还会造成动物直肠损伤或人员受伤。为了克服上述问题，一些研究者另辟蹊径去研发其他CBT指标，而另一些则研发了RT的连续测定方法^{[27, 49, 72]}。Dale等^[49]在连续测定RuT的同时用热电偶连续测定了RT，这是笔者所知进行RT连续测定的最早报道，但其测定方法需将动物固定在饲栏中，因为有众多的数据线需要连接。无线电遥测技术的发展为体温连续测定提供了可能，Reuter等^[72]将无线温度数据记录器通过用塑料管连接到一个自制的铝质尾夹上，实现了牛RT的自动连续测定。该法减少了温度测定所需的人力和时间，可在不限制动物活动的情况下，以1 min间隔自动连续记录RT。但该装置在之后并未得到广泛应用，仅Burdick等^[36]在研发奶牛VT自动测定装置时有应用，但他们认为该装置固定不当会损伤牛尾。Suther等^[27]用直肠检查的办法将温度数据记录器放入直肠进行了RT的连续测定，而为了防止数据记录器被排除，他们给动物注射了普鲁卡因以保证温度记录时间至少在70~90 min。相对于其他体温连续监测方法，RT连续监测技术目前仍不成熟，相关研究和应用均较少。

3.2 VT的测定方法

VT测定也有手动法和自动连续法2种。手动法一般使用热电偶进行，现已鲜有应用；而连续测定法则主要使用锚定管型和阴道栓型装置进行，是目前VT测定的主要方法。

锚定管型测定装置最早由Redden等^[31]研发，他们给用来放在耳道内的无线发射器配了一个热敏电阻和发射天线，并将整个发射体用石蜡包埋。然后，设计制作了一个中空、外壁有8个指状凸起的塑料锚定管(anchor)，用来放置发射体，防止其从阴道滑出。这套装置可实现VT的连续、无干扰测定，但由于遥感技术水平所限，测定结果不是很准确，且因使用时还需配备外部信号接收器和电脑，在当时成本较高。但该装置是后来锚定管型VT测定装置的雏形，因为Hillman等^[29]研发了一套类似装置，并详细报道了装置各部分的清晰图片及锚定管的制作模型、材料和方法等。由于使用了由微处理器控制的温度记录器，Hillman的装置测定准确性较高、成本也有所降低。但目前未见其他研究者使用上述装置，仅与Hillman来自同一团队的Lee等^[76]对锚定管指状凸起长度是否会影响测定装置在阴道的位置进行了研究。笔者分析这可能与测定所需锚定管需要自制有关。

阴道栓型测定装置是将温度记录器连到一个空的阴道栓(control internal drug release insert，CIDR)上，然后置入阴道进行温度测定。该法可获得以1~15 min为间隔的连续6~15 d内的VT数据，时间间隔长短取决于所用记录器的型号。就笔者掌握的资料，使用该装置的最早报道来自Kendall等^[77]，他们将加拿大Vemco公司生产的Minilog温度记录器封入一个空的CIDR后放入奶牛阴道，以10 min间隔记录了连续10 d内的VT。之后，很多研究用类似的方法进行了奶牛VT的连续测定^{[27, 33, 36, 78]}，而Burdick等^[36]详细报道了该装置的组成和外形。阴道栓型装置具有轻巧、易于取放、对动物组织损伤小等特点，且仅需在植入时保定动物，一旦放入动物即可自由活动。Burdick等^[36]认为用该装置测定CBT优于Reuter等^[72]研发的RT连续测定装置，且比锚定管型装置小，材料容易买到，成本也更低。因此，阴道栓型装置是目前VT测定中的常用装置。

3.3 MT的测定方法

MT的测定主要是将温度感应器植入挤奶器中进行温度测定，感应器的位置不同，测定结果不同。MT最初的测定方法是测定集乳器中牛奶的温度^[39]，而Ball等^[79]则将热电偶植入挤奶杯的短管，以测定刚从乳头挤出的MT。Fordham等^[46]比较了将热敏电阻接在挤奶杯的短管、集乳器、长管起始端和末端对MT的影响，发现MT随着测定位点远离乳头而下降，同时受乳流速和挤奶量的影响，但短管和集乳器中的MT受乳流速和挤奶量的影响较小，且与MT最大值和VT最接近。因此，之后的研究多是将温度探头植入挤奶杯的短管来测定MT^{[40, 42]}，也有利用挤奶器自带的测温系统进行MT记录的^[45]。然而，目前自带测温系统的自动挤奶器较少。因此，在生产条件下进行MT测定的条件目前尚不成熟。

3.4 RuT/ReT的测定方法

RuT/ReT的测定主要有有线法和无线法2种。前者是将连有数据线的温度探头通过手术^[49]或瘘管^{[60, 80]}放到瘤胃腹囊处进行温度测定，数据线的另一端留在瘤胃外，与固定在牛背上或饲槽附近数据记录仪相连，测完后下载数据。该法10多年前应用较多，但由于需要自行组装和固定测定装置，使用过程相对繁琐，动物活动也会在一定程度上受限，因而一般只适用于试验条件下。无线测定RuT/ReT的装置目前主要有2类，一类是以Penner等^[81]报道的瘤胃pH连续监测系统为基础，由加拿大Dascor公司开发的LRC pH系统，该系统可同时监测瘤胃的温度、pH和氧化还原电位，但需要通过瘘管放入瘤胃，因而也只适用于试验研究；另一类是随着无线电遥测技术发展起来的瘤胃丸或网胃丸，前者如SmartStock公司(SmartStock，LLC，Pawnee，美国)生产的rumen temperature bolus^[82]，后者如smaXtec公司(smaXtec Animal Care GmbH，Graz，澳大利亚)生产pH & Temp Sensor^[28]。瘤胃丸或网胃丸的尺寸较小，如前述产品的尺寸分别只有82.6 mm×31.8 mm和132 mm×35 mm，内含微处理器、存储器、内置天线和电池，用注射枪通过口腔投入瘤胃或网胃，为滞留型设备，一旦投入就无法取出。瘤胃丸和网胃丸可以实现瘤/网胃数据的无线监测，尤其适合实际生产条件下的群体监测，使用时需要在牛群附件安装一个数据接收或传输站，以接收和传输瘤胃丸或网胃丸所记录的数据。目前，有些公司开发的瘤网胃丸也带有无线通信功能，可用手机实时查看数据。随着奶牛生产信息化和自动化程度的提高，牛体数据的连续、实时监测已成为奶牛生产中的新需求。因此，利用瘤胃丸、网胃丸或类似产品监测包括体温在内的各种指标在奶牛生产和研究中将会越来越普遍。

3.5 BST的测定方法

BST的测定主要利用IR技术进行。红外设备较多，有红外温度计、红外照相机、红外摄像机等。利用IR技术测定奶牛BST具有无创、低成本、快速和高效的优点，并且可以在不接触动物的情况下获取信息。测定时，需要先调整好测定距离，预设好需要测定或拍摄的机体部位，利用红外温度计、照相或摄像机对动物全身或机体某些目标部位进行扫描、拍照或录像，可直接读取数据或利用软件根据图片颜色的深浅获得机体不同部位的温度数据。数据分析一般会得到某个区域的最高温度，但利用IR测定的BST易受动物体表清洁程度、设备像素、测定距离等因素的影响，且目前还不能实现自动化和实时监测。此外，BST还可以通过在牛体某些部位佩戴测温装置^[25]或在皮下埋植无线温度传感器^[83]来测定，但上述方法主要用于肉牛，在奶牛上还未见有应用报道。

4 小结

综上，体温这样一个基本的生理参数，其评价指标众多且测定方法各异，而这些评价指标、测定方法的形成和发展过程表明：温度的测定需求推动了测温技术和设备的发展，而测温技术和设备的发展是体温评价指标和测定方法发展的基础。面对众多的评价指标和每种指标不同的测定方法，如何选择最适宜的评价指标或最准确的测定方法是一个难题。因为，可能没有哪个部位的温度能够真正代表CBT，而现有的每个评价指标和测定方法都是一个折衷方案，是对测定难易程度、响应速度和对抗外部环境等因素进行平衡的结果^[72]。而如何在体温评定结果的准确性与测定过程的省事程度间取折衷，值得每位研究者在试验前认真定夺。