Ob in freier Wildbahn, im Wildtiergehege oder im Zoo: Wie gut es einem Wildtier geht, lässt sich meist nur schwer durch bloßen Augenschein ermitteln. Tierärzte benötigen dafür zumindest Informationen über die Atmung und den Puls des Tieres – ist er zu schnell oder langsam, kann dies schon eine Krankheit verraten.
Pulsmessen per Digitalkamera plus Computerintelligenz
Das Problem jedoch: Bisher muss man die Tiere erst einfangen oder sogar betäuben, um ihnen den Puls messen zu können. Das jedoch ist schwierig, aufwändig und potenziell gefährlich für die beteiligten Menschen und belastend für das Tier: “Das Einfangen erzeugt Stress und vielleicht sogar ein langfristiges Trauma bei den Tieren und kann zudem ihren physiologischen Zustand beeinflussen”, erklären Ali Al-Naji von der University of South Australia und seine Kollegen. Deshalb suchen Forscher schon länger nach geeigneten Methoden, mit denen man grundlegende Parameter wie Puls und Atmung aus der Ferne messen kann. Tatsächlich gibt es inzwischen erste Versuche mit Mikrowellen-Radarsensoren, die jedoch teuer und nicht für alle Umgebungen geeignet sind.
Al-Naji und sein Team haben deshalb einen anderen Ansatz gewählt: Sie haben eine ganz normale hochauflösende Videokamera als Ausgangspunkt genutzt und diese um wein computergestütztes Auswertsystem ergänzt. “Durch die Nutzung von speziellen Bewegungs- und Signalverarbeitungstechniken können wir das kardiopulmonale Signal aus den Aufnahmen extrahieren, ohne dass wir die Tiere betäuben müssen”, berichten die Forscher. In ersten Tests haben sie ihr neues System an neun verschiedenen Tierarten im Zoo von Adelaide ausprobiert – von Riesenpandas, Löwen, Sumatratigern und Orang-Utans bis hin zu Alpakas, Kängurus und einem Pinguin. Alle Tiere liefen dabei frei im Gehege umher und wurden aus bis zu 40 Metern Entfernung gefilmt.
Vielversprechende Ergebnisse
Die Pilotstudie ergab: Bei allen Tierarten war es den Wissenschaftlern möglich, mithilfe ihres Systems die Pulsrate und Atemfrequenz zu ermitteln. Die aus den Videos ermittelten kardiopulmoralen Signale lagen in fast allen Fällen innerhalb der normalen Bandbreite für die jeweilige Tierart. Bei den Löwen beispielsweise zeigte das Video-System 54 Herzschläge pro Minute und eine Atemrate von 22 Zügen pro Minute an. Die normalen Spannbreiten dieser Parameter liegen für Löwen bei 42 bis 76 Herzschlägen und 14 bis 32 Atemzügen, wie Al-Naji und seine Kollegen berichten. “Damit zeigt unsere Technik vielversprechende Ergebnisse”, so die Forscher.
Sein Kollege Javann Chahl ergänzt: “Wir haben mit diesem Experiment gezeigt, dass Digitalkameras erfolgreich kardiopulmonale Signale von Tieren in einer Zooumgebung extrahieren können”, so der Wissenschaftler. “Die Technik erfordert zwar noch eine Verfeinerung und mehr Tests, aber sie zeigt, dass man Wildtiere auch aus der Ferne auf Anzeichen für Krankheiten hin untersuchen kann.”
