基于聲音的豬常見呼吸道疾病鑒別分析

摘要：隨著養豬業的迅速發展，豬的集約化水平越來越高，基于非洲豬瘟與新型冠狀病毒疫情影響，養殖場（戶）多采用封閉管理模式，近乎與外界隔離。利用物聯網技術和智能技術實現豬只的遠程在線監測，推動豬病監測預警、現代養殖業向自動化、智能化發展已成為大趨勢。本文主要研究分析了基于聲音的豬常見呼吸道疾病的鑒別診斷，為進一步實現智能化聲音監測系統打下了基礎。

關鍵詞：豬 呼吸道疾病 鑒別分析

1 常見呼吸道疾病分類及臨床癥狀

1.1 病毒性呼吸道疾病

病毒性呼吸道疾病主要包括豬繁殖與呼吸綜合征（PRRS）、豬流感（SI）、豬偽狂犬病（PR）、豬呼吸道冠狀病（PRC）、豬圓環病毒病（PC）等，因其具有極高的感染性和傳播性，需要高度關注。其發病時不同程度地伴有豬只聲音的特征，也為我們進行疾病監測提供了一定參考。

1）豬流行性感冒以高熱（40.5～41.5 ℃）、厭食、倦怠、扎堆、臥地不起、呼吸急促以及幾天后的咳嗽（早上較嚴重）為特征。用力腹式呼吸及呼吸困難最為典型。驅趕時發出陣發痙攣性咳嗽，聲音似犬叫，觸及尖叫并出現全身陣發性震顫。

2）豬繁殖與呼吸綜合征發病仔豬嗜睡，體溫升高（40～41 ℃），食欲不振，打噴嚏，咳嗽，呈腹式呼吸，呼吸困難。育成豬體溫可高達41 ℃以上，雙眼腫脹，結膜發炎，出現呼吸困難、耳尖發紫，精神沉郁等癥狀。

3）豬圓環病毒病主要癥狀為淋巴結腫大、腹瀉、蒼白和黃疸，呼吸困難，偶有咳嗽、發熱等。

4）豬偽狂犬病發病仔豬主要癥狀為結膜潮紅，流眼淚，有膿性分泌物，呼吸急促，咳嗽，打噴嚏，流清鼻涕，腹式呼吸；陣發性痙攣，有轉圈游泳式動作，犬坐姿勢，叫聲嘶啞或叫不出聲音。

1.2 細菌性呼吸道疾病

盡管病毒病仍然是養豬業面臨的巨大挑戰，但是細菌病依然持續對養豬業產生顯著影響，尤其是細菌性呼吸道疾病。常見豬細菌性呼吸道疾病主要有豬支原體肺炎（MPS）、豬肺疫（Pasteur）、副豬嗜血桿菌病（Hps）、豬傳染性萎縮性鼻炎（AR）、傳染性胸膜肺炎（PCP）、豬鏈球菌病（SS）等，此類疾病多發生于冬春季節。

1）豬支原體肺炎其病原為肺炎支原體（Mhp），主要癥狀為連續性咳嗽，呼吸加快，呈腹式呼吸。張口喘氣，有喘鳴聲，尤其早晨、夜間、運動、進食后癥狀明顯。

2）豬傳染性萎縮性鼻炎其病原為支氣管敗血波氏桿菌（Bb）和產毒素多殺性巴氏桿菌（T+Pm），是一種慢性呼吸道疾病。病豬主要表現為打噴嚏、鼻塞，流漿液性、黏液性或膿性分泌物，嚴重的張口呼吸。搖頭，拱地或摩擦鼻部，后期可見鼻面部變形，鼻端向上翹或鼻盤歪向一側。

3）傳染性胸膜肺炎其病原為胸膜肺炎放線桿菌（App），是一種高度傳染的呼吸道疾病。急性型癥狀主要表現為體溫升高，可達42 ℃以上，呼吸急促，張口伸舌喘氣，極為困難，陣發性咳嗽。犬坐不愿臥地，口鼻流泡沫樣分泌物；耐過后轉為慢性型，表現為間歇性咳嗽。

4）豬肺疫其病原為多殺性巴氏桿菌（Pm），病豬主要表現為呼吸困難，最急性型張口呼吸，呈犬坐姿勢，口鼻流出泡沫樣液體，可視黏膜藍紫色，后期身體下部皮膚變紅；急性型呼吸困難，咳嗽干而短，流膿性或鐵銹色鼻液，皮膚有紅斑；慢性型表現為持續咳嗽，呼吸困難。

5）豬鏈球菌病其病原為豬鏈球菌（SS），急性型病例主要表現為體溫升高（41～42.5 ℃），呼吸淺表而快，咳嗽，叫聲嘶啞，嘴角流白色泡沫，流漿液性鼻液；眼結膜潮紅，有膿性分泌物；四肢、耳末梢及腹部皮膚有出血斑，血尿，糞便干燥且硬，帶有黏膜、黏液。

6）副豬嗜血桿菌病其病原為豬副嗜血桿菌（HP），其主要存在于機體的上呼吸道。主要癥狀表現為發熱、咳嗽、呼吸困難。同時伴有腕關節、跗關節腫脹、跛行、疼痛等關節炎癥狀。

1.3 寄生蟲類呼吸道疾病

寄生蟲類呼吸道疾病主要有豬肺線蟲病，其病原為后圓線蟲。成蟲寄生于支氣管和細支氣管。大量盤繞的肺線蟲被黏膜覆蓋，可能阻塞周圍呼吸道。病豬表現為陣發性咳嗽，早晚運動后或遇冷空氣刺激時更為劇烈[1]。嚴重感染會出現典型呼氣式腹部隆起。

2 聲音分類及產生機制

豬發出的聲音可以傳達很多信息，例如生病、饑餓、環境等。咳嗽是一種較為常見和主要的聲音，它是一種反射性的動作，由于上呼吸道有異物侵入，或有黏液蓄積或吸入刺激性氣體，使上呼吸道（喉頭氣管、支氣管）黏膜受到刺激，或有炎癥過程存在，都能引起強烈的咳嗽。此外，在胸膜、食管管壁、腹膜、肝臟以及中樞神經系統（特別是大腦皮層）受到刺激時都可以反射性地發生咳嗽。從咳嗽的性質、頻度、強弱將其分為濕咳、干咳，結合嘶啞叫聲、尖叫等其他聲音。分類不同，產生的機制不同。

2.1濕咳

濕咳聲音濕而長，是呼吸道內有大量稀薄滲出液時所發出的咳嗽，多見于支氣管炎、支氣管擴張、肺膿腫、肺寄生蟲病。當病畜咳嗽時有聲音微弱，無力，呻吟以及盡力抑制咳嗽等。病豬發出低沉、短促的抽搐聲，并伴有痛苦的呻吟，喘氣急促，呈腹式呼吸。

2.2干咳

干咳時聲音短而干，強而有力，呼吸道內沒有滲出液或僅有少量的黏稠滲出物，見于慢性喉炎、氣管炎、氣管受壓、支氣管異物。由于呼吸道的纖毛破壞后，造成纖毛將黏液排出到喉嚨的效果較差，導致黏液在呼吸道積聚，促使豬咳嗽以清除黏液。有時黏液會堵住喉嚨，整個豬舍可聽到咳嗽聲。

2.3嘶啞叫聲

喉頭及發聲器官水腫，導致叫聲嘶啞，痛苦呻吟。病毒侵入呼吸道上皮細胞，細胞死亡后，神經末梢暴露在外，也會使喉嚨發癢，沙啞，發出嘶啞的叫聲。如：仔豬水腫病、豬流感。

2.4尖叫

病原發生在腦部時，多表現中樞神經機能錯亂，興奮和抑制交替發生，在敏感時，輕觸就能引起強烈反應，多數豬陣發性痙攣抽搐，在人接近觸摸時發出尖叫。如：豬腦膜腦炎。

2.5其他聲音

當豬發生咬尾或被打時會發出刺耳的尖叫聲；在饑餓時會發出急切的聲音；母豬在發情時發出低頻的吼叫聲；仔豬出生后找不到乳頭時發出咯咯聲；豬在尋找伴侶時發出的呼嚕嚕粗音；豬吃飽后走路時會發出哼哼聲。

3 從聲音特征鑒別疾病

聲音能表達很多信息，這里我們主要以豬呼吸道主要癥狀咳嗽等為例來分析。單聲輕咳多見于喉炎、氣管炎。陣發性咳嗽多見于異物吸入、支氣管炎等。連續性咳嗽多見于支氣管肺炎等。短促輕咳、咳而不爽多見于胸膜炎等。犬吠樣咳嗽多見于喉頭疾患、聲帶腫脹、氣管異物或支氣管受壓。嘶啞性咳嗽見于聲帶炎癥或壓迫喉返神經所致。從聲音的頻率、音色、咳嗽時間等對常見豬呼吸道疾病進行分析。

1）普通藍耳病，咳嗽的發生呈現一個加速過程。

2）豬流感病毒造成咳嗽迅速上升，咳嗽的頻率高，劇烈，夜里可聽到病豬哮喘聲，豬咳嗽的同時發熱高燒。

3）豬傳染性胸膜肺炎在豬圈外聽不到咳嗽，進圈后才聽出患豬弱咳、短咳、濕咳、咳嗽無力或欲咳而咳不出來，連續咳嗽，停不下來。

4）豬肺炎支原體，發病率的增加很緩慢，少見咳嗽，直到繼發細菌感染形成化膿性支氣管肺炎時，干咳變為濕咳，頻率上升。咳嗽持久且具有吸煙者咳嗽的獨特聲音——干咳。

5）豬肺疫急性型最常見，初期為痙攣性干咳，即咳嗽幾聲之后停了，一會兒繼續咳嗽，后變為濕咳。

6）豬傳染性萎縮性鼻炎有咳嗽兼鼻塞的聲音，連續或斷續性打噴嚏，呼吸有鼾聲。

7）豬氣喘病咳嗽次數逐漸增多，后期嚴重有張口喘氣，拉風箱似，有喘鳴音兼氣喘。表現為遠聽是咳嗽，近聽是豬喘氣聲。

8）豬肺絲蟲病慢性咳嗽，感染一個多月后，有陣發性咳嗽，呼吸迫促。

9）豬支原體肺炎病豬起初主要癥狀為咳嗽，患豬強咳、干咳，咳嗽音響亮、有力，夜里可聽到病豬哮喘聲。

10）副豬嗜血桿菌病打空腔咳嗽，帶啰音。

4 聲音監測的現狀與前景

聲音識別技術可以實現無接觸式監測畜禽舍內情況，且可以監測畜禽生病、饑餓等基于其他自動化監測技術不能監測到的畜禽異常狀態，很多學者也針對聲音識別技術在畜禽自動化養殖領域進行了廣泛的研究并取得了較多的研究成果。李江麗等[2]設計了生豬聲音采集設備并將聲音識別技術和聲音定位技術應用于生豬養殖領域，使用支持向量數據描述算法對豬咳嗽聲、驚駭聲、進食聲、噴嚏聲和哼哼聲進行識別。基于聲音的豬只異常行為檢測方面，南京農業大學研究基于語音識別技術的母豬咳嗽聲識別，設計了母豬咳嗽狀態監測系統，搭建了基于無線多媒體傳感器網絡的母豬聲音采集設備[3]。太原理工大學提出了一種豬只異常聲音檢測與識別系統，采集豬咳嗽聲、豬打噴嚏聲、豬饑餓哼叫聲、豬被壓喘息聲和豬打架尖叫聲5種聲音，設計了生豬異常聲音檢測系統上位機，實現了豬場自動化監測。

在已有對豬只疾病研究基礎上由研究聲音與環境以及豬只個體狀況之間關聯映射機制，搭建豬只異常聲音采集與分析系統，實現規模豬場封閉管理模式下24h無間隙監控和豬只異常的智能識別，實現豬病的早期預警，為豬病遠程智能診斷提供技術支撐。

參考文獻：

[1] 陳潤生.豬咳嗽疾病的鑒別診斷[J].現代農業科技，2016（14）：269-270.

[2] 李江麗，田建艷，張蘇楠.生豬咳嗽聲識別與定位方法的研究[J].黑龍江畜牧獸醫，2020（14）：36-41+150.

[3] 徐亞妮，沈明霞，閆麗，等.待產梅山母豬咳嗽聲識別算法的研究[J].南京農業大學學報，2016，39（4）：681-687.