A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Présentation projet ThermoCardioPig Eric Bobillier UR ADNC

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1 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Présentation projet ThermoCardioPig Eric Bobillier UR ADNC eric.bobillier@rennes.inra.fr CATI SICPA CATI DIISCO

2 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Besoin originel Mesurer en continu plusieurs paramètres physiologiques sur des porcs de 80/100kg placés en lots et soumis à différents stress thermiques. Nature des paramètres à mesurer: – Température cutané. – Rythme cardiaque. – Respiration. – Activité.

3 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Besoin originel (suite) Suivre jusquà 50 animaux en même temps. Mesures non-invasives. Mise en œuvre aisée. Fiabilité Réaliser 100 dispositifs pour 2 sites dexpérimentation. Coût !!!

4 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Recherche de lexistant. Système JET de Data Science International (DSI) Coût : 16000 pour 10 animaux !!!!!! Pas adapté aux porcs en lots

5 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Choix dobtention des données 2 possibilités : Datalogging ou monitoring. – Datalogging : les données sont enregistrées sur lanimal et récupérées en fin dexpérimentation par lanimalier. Avantages:1) Pas besoin dinfrastructure spéciale (dispositif de réception) » 2) Plus dautonomie car moins énergétivore. Défauts: Pas dinformations sur le déroulement de la mesure lors de la manipe. » (Données ou alarme en cas de problèmes ). – Monitoring : Les données sont transmisses en temps réelles par un média (radio, infrarouge, fil,..) et stockées par un PC. Avantages et défauts inversés par rapport au datalogging. Choix retenu : Monitoring par transmission radio.

6 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Dispositif retenu. Développement dune ceinture permettant la collecte des différents signaux physiologiques. Equipée dun boîtier électronique assurant la mesure, le traitement et la transmission des données collectées. Réception par un PC de toutes les mesures effectuées sur lensemble des animaux, afin den assurer lenregistrement, la visualisation, et le suivi (alarmes..) Prévoir en + un gilet de protection répulsif si animaux en lots.

7 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Choix mesure température Solutions classiquement utilisées : Thermocouple ou thermistance. – Avantages: Faible coût et mise en œuvre aisée. – Défauts : nécessite une calibration spécifique. Solution retenue: Capteur de température numérique calibré usine à 0.1°C par le fabriquant. Positionnement du capteur: Le choix a été pris de mettre le capteur entre le boîtier et la peau au niveau dun des deux muscles dorsaux. La mesure obtenue est proche de 0.5 à 1°de la température centrale. Ce positionnement peut être revue en fonction des choix des scientifiques. Mesure et envoie de la mesure au PC toutes les 30s

8 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Choix Mesure Rythme Cardiaque Solutions classiquement utilisées: – Electrodes autocollante Ecg : Très difficile à mettre en œuvre sur animal vigile. – Ceinture sportive « Polar » : Problème de captation du signal sur longue durée, car pas de sudation des porcs et gel conducteur absorbé au bout de quelques heures. Solution retenues: – Développement délectrodes spécifiques contenant de lacrylate de sodium (couche culote) permettant de conserver une humidité entre la partie conductrice et la peau durant plusieurs jours. Raccord électrique Caoutchouc conducteur Coton Couche culote Paroi étanche

9 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Choix Mesure Rythme Cardiaque (2) Détection du complexe R, validation de sa durée selon un min et un max. Mesure de lintervalle R-R et rejet si inférieur à 50 ou supérieur à 250. Calcul de la médiane des intervalles R-R et envoie au PC toutes les 30 s Min/Max Intervalle R-R

10 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Choix Mesure Activité Détection du mouvement dans les 3 directions par le biais dun accéléromètre MEMS 3 axes. Le mouvement nest pas vraiment caractérisé, mais toute accélération au dessus dun seuil fixé sera considérée comme un mouvement. Ces périodes dactivités sont cumulées sur 30s et envoyées toutes les 30s au PC.

11 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Choix Mesure Respiration Méthode de référence: Respiratory inductance plethysmography (RIP). Basée sur le principe de la mesure de variation de linductance dune bobine placée dans une ceinture autour de la poitrine de lanimal. Lors des respirations, la ceinture se dilate, entrainant des variations dinductance. Nécessite pour bien fonctionner de disposer de deux ceintures, une sur la poitrine et une sur le ventre. Malheureusement, narrivant pas à trouver ce type de ceinture, je nai pas pu implé- menter cette fonctionnalité dans le projet actuel.

12 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Boîtier électronique Capteur température + Accéléromètre Taille: 50/50/25 mm

13 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Ceinture de mesure Electrodes ECGSangle extensible Boîtier de mesure

14 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Programme dacquisition Logiciel développé sous LabView Permettant la visualisation, lenregistrement. Possibilité de suivre 32 animaux simultanément. (50 dans la future version) Création dune configuration expérimentale. Alarmes de suivi concernant létat de la batterie, lémission, la perte de la ceinture. Avec envoie automatique demail.

15 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Quelques caractéristiques Porté de transmission: 30m selon environnement. 1 point toutes les 30s, intégrant la mesure de T°, le rythme cardiaque médian, et lactivité cumulé durant ces 30s. Précision de la mesure de température; 0.1°C. Seuil de détection pour la mesure dactivité: 32 mG Poids boîtier électronique 70g, ceinture 300g. Autonomie: – Mesure T° et accélération plusieurs semaines. – ECG 1à 2 semaine maximum. Coût: Partie électronique 100/animal maxi.

16 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T Merci de votre attention