L’imagerie diagnostique, notamment les rayons X, les IRM et les tomodensitogrammes, constitue depuis longtemps un outil crucial dans la surveillance de la santé humaine et animale. Cependant, pour les chercheurs qui étudient les populations sauvages, l’administration de ces tests courants peut s’avérer difficile.
Dans le but de surmonter cet obstacle, un projet collaboratif a été lancé par des scientifiques de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) et des collègues du zoo et du jardin botanique de Cincinnati, ainsi que d’autres zoos et aquariums. L’équipe teste actuellement l’utilisation de la vidéo thermique et de l’analyse d’images pour mesurer la fréquence cardiaque et respiratoire chez divers animaux dans un environnement contrôlé.
Le but ultime de cette recherche est de faire progresser le développement de techniques non invasives pour évaluer la santé des animaux sauvages, en particulier des espèces menacées et en voie de disparition pour lesquelles des procédures de diagnostic plus invasives pourraient comporter des risques prohibitifs.
Un nouvel article détaillant le travail de l’équipe a été publié aujourd’hui dans la revue Biologie BMC. L’étude souligne l’importance de comprendre le taux métabolique ou la dépense énergétique d’un animal, car cela fournit des informations cruciales sur les chances de reproduction et de survie d’une espèce.
Malheureusement, la collecte de ces mesures de référence auprès des populations sauvages est complexe sur le plan logistique et souvent invasive. Des tests encore plus simples, tels que l’obtention des fréquences cardiaque et respiratoire, nécessitent souvent l’immobilisation de l’animal, ce qui peut présenter ses propres risques. De plus, la fixation de dispositifs de suivi peut être à la fois coûteuse et invasive.
La recherche, dirigée par Caroline Rzucidlo, étudiante diplômée du MIT-WHOI, étudie le potentiel de la thermographie infrarouge (IRT) combinée au logiciel de grossissement vidéo eulérien (EVM) pour mesurer les taux vitaux des espèces sauvages exotiques.
À terme, l’équipe souhaite appliquer cette technique pour étudier les populations de phoques de Weddell en Antarctique, en évaluant si ces animaux seront physiologiquement préparés à survivre et à se reproduire dans des environnements en évolution rapide.
« Les taux cardiaques et respiratoires sont souvent utilisés comme indicateurs pour déterminer le taux métabolique », a expliqué Rzucidlo. « Les caméras thermiques peuvent détecter les changements de température de la peau associés au flux sanguin et les changements de température de l’air associés à l’expiration. Ainsi, déterminer si les caméras thermiques pouvaient capturer de manière non invasive ces changements de température chez les animaux était la première étape.
Même si les caméras vidéo thermiques peuvent facilement mesurer la chaleur et la température corporelle, comme en témoigne la technologie utilisée pour détecter la fièvre chez les humains dans les aéroports, la question restait de savoir si cette approche pouvait être appliquée aux animaux exotiques. Il n’était pas possible d’effectuer leurs travaux directement sur le terrain, car les chercheurs devaient d’abord valider l’exactitude et la précision de la méthode, ce qui nécessitait un réglage contrôlé.
« Nous n’avions aucune idée de l’efficacité avec laquelle nous pouvions mesurer les fluctuations de température avec la caméra thermique, notamment à quelle distance de l’animal nous devions être, et comment l’épaisseur de la fourrure, de la graisse ou des écailles affecterait les lectures », a expliqué Rzucidlo.
Le zoo et jardin botanique de Cincinnati offrait le cadre idéal pour tester divers animaux dans diverses conditions, permettant ainsi aux chercheurs d’affiner leurs méthodes. En collaboration avec Erin Curry, physiologiste de la reproduction, et d’autres spécialistes des soins aux animaux, Rzucidlo a consacré des mois à collecter des données vidéo thermiques sur un éventail de créatures terrestres et marines dans l’installation.
L’étude a également englobé des travaux menés dans d’autres endroits, tels que le zoo de Louisville (Kentucky), le zoo et aquarium de Columbus (Ohio) et le zoo de Salisbury (Maryland). Au total, 58 animaux, allant des dragons de Komodo aux ours polaires, ont participé à la recherche.
« Le fait de pouvoir surveiller des animaux individuels sous surveillance humaine a créé un environnement contrôlé pour valider cette technologie qui est impossible à reproduire dans la nature », a déclaré Rzucidlo.
« Les zoos offrent un cadre unique pour développer des technologies pouvant contribuer à la conservation des populations sauvages. Les animaux des zoos subissent des contrôles vétérinaires réguliers et certains individus sont même formés pour participer volontairement à des examens de bien-être. Utiliser un stéthoscope pour obtenir de véritables fréquences cardiaques tout en collectant simultanément des vidéos infrarouges d’une variété d’espèces était un objectif tout à fait réalisable », a ajouté Curry.
Il est vite devenu évident pour l’équipe que la vidéo thermique à elle seule ne suffisait pas. « Capter la chaleur et la température est une étape, mais nous avions besoin du logiciel informatique EVM pour amplifier les changements de température associés à la fréquence respiratoire et au rythme cardiaque », a expliqué Rzucidlo. « L’utilisation des deux ensemble était la combinaison gagnante et nous a offert une vision sans précédent de la santé animale. »
Alors que des caméras thermiques ont déjà été utilisées pour obtenir des taux vitaux chez quelques espèces sélectionnées (principalement celles sans poils), cette étude révolutionnaire représente la première application de cette technologie à un large éventail d’animaux exotiques. De plus, la recherche identifie les caractéristiques spécifiques qui rendent une espèce adaptée à l’acquisition de mesures par imagerie thermique.
« Cette nouvelle étude prend des données d’imagerie thermique dans un environnement contrôlé et nous permet d’établir des références pour une suite d’espèces. Après avoir développé et affiné ces méthodes dans le cadre zoologique, nous pouvons ensuite utiliser ces techniques d’imagerie et les appliquer pour répondre à des questions écologiques beaucoup plus vastes dans la nature », a déclaré Michelle Shero, scientifique associée à WHOI.
« Nous utilisons même cette méthode en Antarctique pour étudier la dynamique énergétique des populations de phoques de Weddell. Nous pouvons utiliser ces méthodes nouvellement développées pour commencer à nous demander comment la dépense énergétique d’un animal peut changer si les conditions environnementales changent, ou quelles sont les demandes énergétiques pour la reproduction.
« De plus, l’utilisation d’outils d’imagerie non invasifs et acquis rapidement nous permettra d’effectuer de meilleures mesures avec moins de perturbations et pour beaucoup plus d’animaux que ce qui aurait jamais été possible avec les techniques traditionnelles. C’est ce qu’il faut réellement pour commencer à se poser des questions sur la santé de la population.
—
0 réponse à “L’imagerie thermique peut aider à surveiller la santé des animaux sauvages”