Validation terrain de protocoles d’évaluation des systèmes de détection en ligne des mammites

Résumé Article “Field validation of protocols developed to evaluate in-line mastitis detection systems.”
Kamphuis C., Dela Rue B.T., Eastwood C.R.
Journal of Dairy Science, 2016, (99) :1619-1631.

L’objectif de cette étude était d’évaluer, en conditions d’élevage, des protocoles déjà décrits et développés d’évaluation de méthodes de détection en ligne des mammites, basées ici sur la conductivité et les concentrations en cellule somatiques (CCS). En effet, les études reposent parfois sur des méthodologies différentes (exemples de gold standard différents) rendant difficile les comparaisons des qualités intrinsèques entre méthodes de détection des mammites.

Dans ce but, les auteurs sont partis d’une méthodologie proposée par l’auteur lui-même, permettant d’évaluer deux aptitudes distinctes mais complémentaires: la détection de toutes les mammites cliniques et la détection des vaches avec une forte concentration cellulaire. L’objectif est double: permettre de produire des informations utiles à la fois pour les éleveurs (performances de détection, taux de fausses alertes) et pour les fabricants afin d’ajuster au mieux leurs outils.

Pour l’objectif de détection des mammites cliniques

L’étude a reposé sur les données collectées dans 3 fermes néo-zélandaises (> 500 vaches), en salle de traite roto avec toutes le même système de détection en ligne. La valeur maximale de conductivité était enregistrée à chaque poste et les CCS tous les 4 postes. La présence de grumeaux a été retenue comme gold standard. Le protocole recommandait la collection de 20 cas cliniques au minimum par ferme. Pour chaque cas, les données concernant les grumeaux était collectées (filtre observé puis nettoyé).

Un scoring des grumeaux a pu être ensuite réalisé sur photo. Un cas clinique a été défini comme l’observation de grumeaux à au moins 2 traites consécutives sur 3. Le cas clinique était jugé terminé lorsque 4 traites consécutives ne relevaient aucun grumeau. Les situations avec des grumeaux observés juste une fois ont été exclues. La sensibilité a été alors calculée de 2 manières : la sensibilité globale correspondant à la proportion de cas cliniques correctement détectés par le système, et la sensibilité précoce se référant à la proportion de cas cliniques détectés dans une fenêtre s’étalant de 2 traites avant à une traite après la détection du premier grumeau (soit 4 traites). Les systèmes étaient calés afin de ne pas générer plus de 10 fausses alertes pour 1000 vaches.

Pour l’objectif de détection des vaches à forte CCS

Les CCS obtenues par le contrôle de performances ont été jugées comme gold standard. Les données issues de 4 traites consécutives ont été utilisées. La contribution de chaque vache à la CCS du tank a été évaluée. Le pourcentage de vaches à exclure afin de réduire la CCS de tank de 25% a été ainsi calculé. Trois fermes supplémentaires ont été utilisées pour cet objectif.

Les résultats ont ensuite été présentés lors d’un workshop auquel assistaient notamment 7 fabricants de systèmes de détection en ligne. Ils ont ainsi pu donner leur avis également sur d’éventuels ajustements des protocoles. Il en ressort les résultats suivants :

En termes de performances des méthodes

Objectif cas clinique

• Un total de 110 cas cliniques a été collecté (de 19 à 56 par ferme) sur 88 vaches (de 15 à 42 vaches par ferme)
• 38% de la totalité des observations de grumeaux survenait lors d’épisodes de cas cliniques.
• Sur les 529 grumeaux observés en dehors de tout épisode clinique, respectivement 49%, 38% et 12% ont été jugés de faible, moyenne ou forte densité.
• Sur les 325 grumeaux observés lors d’épisode clinique, respectivement 26%, 37% et 37% ont été jugées de faible, moyenne ou forte densité.
• Aucun des systèmes n’a atteint la sensibilité de 80% recommandée par l’auteur dans ces travaux antérieurs. Des taux de sensibilité d’environ 50% ont été obtenus mais ont été associés à un taux de fausses alertes bien trop important. De l’hétérogénéité a été observée entre fermes.

Tableau : Performance des systèmes mesurant la conductivité électrique maximale à chaque poste de traite ou mesurant en ligne les CCS tous les 4 postes pour identifier les épisodes de mammites cliniques selon 4 niveaux de fausses alertes

• En excluant les grumeaux de faible densité, et en acceptant un seuil de 10% de fausses alertes, près de 20 points de sensibilité globale ont été gagnés (sensibilité globale de 78% pour les systèmes mesurant la conductivité électrique maximale à chaque poste de traite).

Objectif vaches fortes CCS

La CCS de tank dans les 3 élevages à faible concentration cellulaire était de 128 000 cell/mL. Pour réduire ce taux de 25%, 0,7% des vaches, les plus fortes en CCS devaient être exclues. Lorsqu’on se basait sur la conductivité max ou la mesure en ligne des CCS, ce pourcentage passait à 6,6 et 25,4% respectivement. Les systèmes étudiés ici n’atteignaient pas les performances cibles énoncées par l’auteur dans ses travaux antérieurs.

Parmi les 3 élevages à forte concentration en cellules, l’exclusion du 1% des vaches les plus élevées en cellules s permettait de réduire de 25% la CCS de tank. Ce pourcentage d’animaux à exclure passait à 15% si on se basait sur la conductivité maximale.

En termes de validation des protocoles

• Les 2 protocoles proposés ont été jugés valides scientifiquement et par les fabricants et peuvent être considérés comme à utiliser tels que pour la collecte de données.
• Le protocole pour évaluer la performance de détection des cas cliniques reste plus lourd à mettre en place mais faisable.
• L’évaluation dans 3 fermes au moins semble un minimum.
• 4 améliorations sont proposées: le rajout d’une étape d’analyse supplémentaire qui ignorerait les grumeaux de très faible densité, l’extension de la fenêtre d’étude des alertes de 4 à 5 traites, fixer à 10 le nombre maximum de traites pour détecter une mammite clinique et le calcul de sensibilité pour un éventail plus large de taux de fausses alertes.
• Il ressort également de la discussion qu’il ne semble pas nécessaire de fixer de performances minimales standard mais qu’il s’agit plutôt à l’éleveur de trouver son propre compromis performance et prix.

En conclusion, il ressort dans les conditions de cette étude que les protocoles élaborés initialement ont globalement satisfait à une évaluation terrain ainsi qu’à une évaluation de leur mise en œuvre par les fournisseurs de matériel. Le protocole pour valider les performances de détection de cas cliniques bien que faisable reste plus lourd et compliqué à mettre en œuvre que celui visant à valider la détection de vaches à fortes teneurs cellulaires. La validation sur 3 fermes semble nécessaire pour tenir compte de la variabilité observée sur le terrain. Quelques pistes d’amélioration ont été identifiées. Il s’agit là d’un pas important vers l’élaboration de protocoles standards internationaux pour harmoniser les performances et l’évaluation de tels systèmes de détection des mammites.

GP FR/ORUM/0317/0032