Temperaturmessung mittels Wärmebildkamera, als Refinement an der Nacktmaus

Etablierte Methoden zur Erfassung der Körpertemperatur sind invasiv, wodurch diese ein Maß an Belastung und Stress für Mäuse verursachen. Vor diesem Hintergrund wurde die nicht invasive Thermografie, als angewendetes Refinement mit etablierten, invasiveren Temperaturmessverfahren an Nacktmäusen verglichen.
In dieser Studie zeigten die qualitative Thermografie von einzelnen Nacktmäusen und von Mäusen in der Gruppe, dass die Methode geeignet ist, die abgestrahlte thermische Energie (Wärmestrahlung) zu messen und physiologische Zustände zu detektieren. Eine akkurate Identifikation aller Mäuse per Wärmebildkamera ist bei größeren Käfiggruppen und mehreren Thermogrammen trotz zusätzlicher digitaler Bildgebung jedoch nicht praktikabel.
Die qualitativen Thermogramme der Mäuse in der Gruppe sind geeignet einzelne auffällige Mäuse einer Käfiggruppe wiederholt im Thermogramm zu detektieren. Die abgestrahlte thermische Energie von Nacktmäusen in der Gruppe kann im qualitativen Thermogramm mittels Wärmebildkamera FLIR E40 visualisiert werden.
Die quantitative Thermografie stellt eine praktische Anwendung dar, um berührungslos und nicht invasiv, die Temperaturen von Nacktmäusen im physiologischen Bereich reproduzierbar zu messen. Die vorliegende Studie ergab, dass ein Temperaturwert aus einer minimalen Anzahl von 10 Thermogrammen bei der quantitativen Methode genutzt werden sollte. Bezugnehmend auf den Erkenntnissen der quantitativen Thermografie ist davon auszugehen, dass thermografisch gemessene Hauttemperaturen nicht überschätzen werden. Daraus resultiert, dass der höchste, maximal gemessene Temperaturwert (irTmax) aller Thermogramme derjenige Wert ist, der den realen irT-Wert am besten widerspiegelt. Die Studienergebnisse zeigen, dass die höchste irTmax aus allen Thermogrammen bei einer quantitativen Messung als Temperaturwert genutzt werden sollte, statt eines Mittelwertes der Temperaturen oder eines Mittelwertes der maximalen irT (irTmax).
Sowohl die thermografischen Messungen der 4 weiblichen BALB/cAnN - Foxn1nu/nu/Rj Mäuse unterschiedlichen Ernährungszustands, als auch die Messung der 50 männlichen Rj:NMRI - Foxn1nu/nu Mäuse und die Mehrfachmessungen der 20 BALB/cAnN - Foxn1nu/nu/Rj Mäuseböcke über einen längeren Zeitraum zeigen die Praktikabilität der Wärmebildkamera.
Die für alle quantitativen Thermogramme verwendete Wärmebildkamera des Modells FLIR E40 hat eine höhere Messfleckgröße und eine geringere Kameraauflösung und -qualität, verglichen mit den momentanen technischen Möglichkeiten. Für den Vergleich der verschiedenen Temperaturmessmethoden wurde die Wärmebildkamera des Modells FLIR T660 genutzt. Eine geringere Größe des Messflecks ermöglichte es, mit der WBK FLIR T660 hochwertigere irT - Ergebnisse zu erhalten als bei der Messung mit dem Modell FLIR E40. Eine automatische Fokussierung ist auf Grund des notwendigen Kontrastes in Form eines minimalen Temperaturunterschiedes in einigen Anwendungsgebieten allerding umstritten. In dieser Studie zeigt sich, dass die Autofokusfunktion des Modells FLIR T660 die Nutzung eines Stativs bedingt, um Mikrovibrationen der Hand des Anwenders zu vermeiden und hochwertige Temperaturergebnisse zu erhalten. Nur die Verwendung eines Stativs ermöglicht die Fokussierung einer Nacktmaus in einer konstanten Ebene zur thermografischen Messung. Wobei einzig die hohe Aufnahmefrequenz des Modells FLIR T660 radiometrische autofokussierte Videoaufnahmen selbst bei bewegten Mäusen ermöglicht.
In dieser Studie wurde die Anwendung der Wärmebildkamera mit invasiveren Methoden, wie einer rektalen Sonde, einem subkutan implantieren Transponder und einen intraperitoneal implantierten Datenloggen gegenübergestellt. Die Wärmebildkamera ist ein stressfreies Messwerkzeug, sodass kein chirurgischer Eingriff und kein Einbringen von Fremdmaterial in die Maus notwendig sind. Rektal mit der Sonde model 5885, Precision Digital Thermometer with PRT [platinum resistance thermometer] (H Tinsley, New Addington, United Kingdom) erhobene Temperaturwerte sollten vorsichtig interpretiert werden, da die Durchführung zu Komplikationen führen kann und die entstehenden Einzeltiereffekte bei der Fehlerbetrachtung berücksichtigt werden müssen. Die Transponder-Messungen mit den IPTT-100 (Bio Medic Data Systems, Seaford, DE) haben zusätzlich den Vorteil der Möglichkeit einer Identifizierung der Maus. Wobei diese Studie zeigt, dass im Experiment die Nutzung von temperaturkalibrierten Transpondern zu empfehlen ist. Die Datenlogger, DST Nano-T Temperature Recorder (Starr Oddi, Gardabaer, Iceland) haben zwar den Vorteil der kontinuierlichen Temperaturmessung, aber in dieser tierexperimentellen Studie, waren die von der Software berechneten, registrierten intraperitoneal gemessenen Temperaturen für die Fragestellung nicht verwendbar.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Wärmebildkamera ebenso genau ist wie die rektale und die subkutane Temperaturmessmethode. Die Studie zeigt, dass die infrarot gemessene Temperatur geeignet ist, die Temperatur von Nacktmäusen widerzuspiegeln und ebenso valide ist wie die rektale und subkutane Temperaturmessung.
Zusammengefasst stellt die höchst effiziente, nicht invasive Methode der Thermografie ein Refinement gegenüber anderen Temperaturmessverfahren dar. Diese Methode detektiert Defizite des Ernährungszustandes der Tiere und ermöglicht frühzeitig das Wohlergehen von Nacktmäusen durch geeignete Maßnahmen zu verbessern. Die Thermografie ist ein vielversprechender Ansatz, um die Tierbeurteilung unter anderen Aspekten vorzunehmen, um zukünftig eine bessere tägliche in Augenscheinnahme in der Versuchstierhaltung herbeizuführen. Die qualitative Thermografie stellt sich als geeignete Refinement Methode dar, um die von Nacktmäusen abgestrahlte Wärmestrahlung zu visualisieren und, neben der täglichen Inaugenscheinnahme der Tiere, deren Wohlbefinden objektiv zu beurteilen.
Zusätzlich stellt die quantitative Thermografie eine praktische Anwendung dar, um berührungslos und nichtinvasiv die Temperaturen von Nacktmäusen in physiologischen Temperaturbereichen reproduzierbar zu messen. Die Thermografie ist bei Nacktmäusen im Vergleich zu etablierten Temperaturmessverfahren (rektale, subkutane und intraperitoneale) bei gleicher Messgenauigkeit weniger invasiv. Ein Ersatz, der in verschiedenen Studien üblicherweise verwendeten Temperaturerfassung, sollte durch die Möglichkeit, der nicht invasive Methode grundsätzlich abgewogen werden.
Die Temperaturmessung mittels Thermografie als nicht invasives Verfahren stellt eine Verbesserung gegenüber etablierten Methoden dar, weil diese nicht mit Belastungen wie die Fixation oder dem Risiko einer Infektion verbunden ist. Im Rahmen von Studien können mit dieser Messmethode im Sinne des 3R - Prinzips nicht manipulativ Temperaturen sicherer an der Nacktmaus gemessen werden.