Utilizzo della valutazione ecografica quale strumento di diagnosi di mastite nella bovina da latte

Mastitis, an inflammatory condition of the mammary gland, poses significant challenges in dairy farming due to economic losses and animal welfare concerns. Traditional diagnostic methods have limitations, necessitating the exploration of alternative approaches. This thesis investigates the utility of ultrasound imaging in diagnosis of mastitis. The study employs a prospective design, where ultrasound examinations are conducted on 89 dairy cattle presenting with suspected mastitis. Concurrently, bacteriological, Somatic Cells Count (SCC) and clinical examinations are performed to classify animals into healthy, subclinical and clinical groups, providing a comparative basis for ultrasound findings. SCC, bacteriological examination findings and the presence of clinical signs were used as discriminators to divide the animals into three groups: healthy (SCC ≤ 100,000 cells/ml, bacteriological examination negativity and absence of clinical signs); subclinical (SCC > 100,000 cells/ml and/or bacteriological examination positivity and absence of clinical signs); clinical (SCC > 100,000 cells/ml and/or bacteriological examination positivity and presence of clinical signs). The ultrasound examination was carried out scanning each quarter longitudinally to investigate the udder, with a specific focus on the milk cistern. The milk cistern images were analysed and each quarter was assigned a value from 0 to 3, based on echogenicity. Grade 0 represents total anechogenicity of the cistern; grade 1 mild echogenicity; grade 2 moderate to massive echogenicity; grade 3 widespread and massive echogenicity. The bacteriological examination showed a prevalence of cases of mastitis induced by coagulase negative Staphylococci (50%), followed by Streptococcus uberis (19%), coliforms (10%), while 13 of the cows sampled tested negative in bacteriological tests. Regarding the division of animals on a clinical basis, 11 animals were categorised as healthy, 55 as subclinical and the remaining 23 as clinical. The Shapiro-Wilk test showed a non-normal distribution of the data, which is why non-parametric tests were applied. Using the Chi-square test, the trend of the ultrasound scores according to the clinical group was defined. The test showed a significant difference between the healthy, subclinical and clinical groups (p-value< 0.0001). It could be observed that the lowest scores (grade 0 and 1) were assigned in healthy udder conditions as well as higher scores were assigned to quarters in subclinical and clinical conditions. These data demonstrate how the ultrasound score value increases in inflammatory conditions. Finally, milk analysis was performed on the individual quarters on a restricted dataset, allowing the quarter and not the individual animal to be used as the sample unit. Here, the Kruskal-Wallis test was applied, which showed significant differences between the mean ultrasound scores of the different clinical groups. Preliminary analysis suggests promising results, with ultrasound demonstrating potential in detecting mastitis-associated alterations within the mammary gland. Additionally, suggesting avenues for future research, such as exploring other ultrasound parameters or validating findings in larger cohorts, can help advance the field.

La mastite rappresenta una delle principiali patologie nell’allevamento della bovina da latte. La diagnosi tempestiva e accurata è essenziale per limitarne la diffusione nella mandria e intraprendere il giusto piano terapeutico. Questo studio si pone come scopo principale la valutazione dell’utilità e efficacia dell’ecografia mammaria come metodo diagnostico innovativo in bovine da latte affette da mastite. La prova è stata condotta reclutando 89 bovine di razza Frisona Italiana provenienti da un’unica azienda del Nord-Italia. Gli animali sono stati inclusi nello studio il giorno stesso della diagnosi di mastite e segnalamento da parte dell’allevatore. Per ciascun individuo sono stati svolti: la visita clinica; l’esame batteriologico e la conta delle cellule somatiche (SCC) su un pool dei quattro quarti; un esame ecografico della mammella. La SCC, l’esito dell’esame batteriologico e la presenza di segni clinici sono stati usati come criterio differenziale per dividere gli animali in tre gruppi: sani (SCC ≤ 100.000 cellule/ml, negatività all’esame batteriologico e assenza di segni clinici); subclinici (SCC >100.000 cellule/ml e/o positività all’esame batteriologico e/o presenza di segni clinici e assenza di segni clinici); clinici (SCC >100.000 cellule/ml e/o positività all’esame batteriologico e presenza di segni clinici). L’esame ecografico è stato effettuato con scansione longitudinalmente per indagare lo stato di salute della mammella, con uno specifico focus sulla cisterna del latte. Le immagini della cisterna del latte sono state analizzate e a ciascun quarto è stato assegnato un valore da 0 a 3, sulla base dell’ecogenicità. Il grado 0 rappresenta la totale anecogenicità della cisterna; il grado 1 ecogenicità lieve; il grado 2 ecogenicità da moderata a massiva; il grado 3 ecogenicità ampiamente diffusa e importante. L’esame batteriologico ha evidenziato una prevalenza di casi di mastite indotta da Stafilococchi coagulasi negativi (50%), seguiti da Streptococcus uberis (19%), coliformi (10%), mentre 13 delle bovine campionate sono risultate negative. Per quanto concerne la divisione degli animali su base clinica, 11 soggetti sono stati categorizzati come sani, 55 subclinici e i restanti 23 come clinici. Per le variabili quali lo stadio di lattazione, il numero di lattazioni e la SCC è stata svolta un’analisi statistica descrittiva, mettendo in evidenza le caratteristiche degli animali campionati. Sono stati inoltre analizzati gli esiti dell’esame della minima concentrazione inibente per le principali molecole utilizzate in zootecnica. Il test Shapiro-Wilk ha evidenziato una distribuzione non-normale dei dati, motivo per cui si è proceduto all’applicazione di test non-parametrici. Attraverso l’utilizzo test del Chi-quadrato, è stato definito l’andamento degli score ecografici in base al gruppo clinico di appartenenza. Il test ha evidenziato una differenza significativa tra i gruppi sani, subclinici e clinici (p-value< 0,0001). Si è potuto osservare come gli score più bassi (grado 0 e 1) siano stati assegnati in condizioni di salute della mammella così come score più alti siano stati assegnati a quarti in condizioni subcliniche e cliniche. Questi dati dimostrano come il valore dello score ecografico aumenti in condizioni infiammatorie. Infine, su un dataset ristretto sono state eseguite le analisi del latte sul singolo quarto, permettendo di utilizzare come unità campionaria il quarto e non il singolo animale. In questo caso è stato applicato il test di Kruskal-Wallis che ha evidenziato differenze significative tra le medie degli score ecografici dei diversi gruppi clinici. L’ecografia mammaria si è dimostrata un buon strumento per la valutazione diagnostica di di mastite e simultaneamente per la valutazione dello stato di salute della mammella, seppur lo studio necessiti di futuri accorgimenti.