An individual modelling tool for consecutive clinical mastitis during the same lactation in dairy cows: a method based on a survival model

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Issue		Vet. Res. Volume 31, Number 6, November-December 2000


Page(s)		583 - 602
DOI		10.1051/vetres:2000142
How to cite this article		Vet. Res. (2000) 583-602

DOI: 10.1051/vetres:2000142

Vet. Res. 31 (2000) 583-602

An individual modelling tool for consecutive clinical mastitis during the same lactation in dairy cows: a method based on a survival model

Patrick Gasqui^a - Odile Pons^b - Jean-Baptiste Coulon^c

^aUnité d'Epidémiologie Animale, INRA, 63122 Saint-Genès-Champanelle, France
^bUnité de Biométrie, INRA, 78352 Jouy-en-Josas, France
^cUnité de Recherche sur les Herbivores, INRA, 63122 Saint-Genès-Champanelle, France

(Received 8 February 2000; accepted 10 July 2000)

Abstract:

The high number of clinical mastitis recurring within the same lactation in dairy cows constitutes one of the factors of overdispersion in standard Poisson models. Our method, based on biological parameters, i.e., recurrence hazard in relation to udder exogenous infection (Rex) or recurrence hazard and rate in relation to endogenous infection (Ren), produced a model capable of integrating a possible change of state in the udder after clinical mastitis. This model was based on a study of the time intervals between successive clinical episodes, both types of risk being considered in the form of a distribution mixture in the survival model. The modelling tool allowed to determine the factors that specifically act on either one of the potential risks and estimated the distribution of the number of clinical mastitis per lactation, as well as the distribution of when mastitis occurs. Estimation results obtained by this method in an experimental herd were compared with those from more classical models with or without random individual effects. The distribution of the number of mastitis per lactation estimated by our method was well-fitted to the data and the method identified variation factors which were relatively standard in this type of study: lactation number, lactation stage and calving month. Prediction results obtained in another experimental herd with more recent data without parameter re-estimation demonstrated the adequacy of the model in fitting observed data. This modelling method based on biological parameters in a mixture of survival distributions was interesting to model clinical mastitis recurring within the same lactation. However in the future it will also be important to integrate the possible relationship between successive lactations and to apply this model to other types of farming systems.

Keywords: clinical mastitis / individual model / dairy cow / survival model / recurrence

Résumé:

Un outil de modélisation individuelle des mammites cliniques successives au sein d'une lactation chez la vache laitière : une méthode basée sur un modèle de survie. Les nombres élevés de mammites cliniques successives au sein d'une lactation chez des vaches laitières constitue un des facteurs de sur-dispersion dans les modèles de Poisson usuels. Avec notre approche fondée sur des paramètres biologiques : risque de récidive lié à une infection exogène de la mamelle (Rex), risque et taux de récurrence liés à une infection endogène (Ren), on obtient un modèle apte à prendre en compte un changement d'état de la mamelle suite à une mammite clinique. Ce modèle est fondé sur l'étude des intervalles de temps séparant les événements cliniques successifs, les deux types de risque étant pris en compte sous la forme d'un mélange de distribution dans le cadre des modèles de survie. L'outil de modélisation permet la mise en évidence de facteurs agissant spécifiquement sur l'un ou l'autre des risques potentiels, et permet d'estimer la distribution du nombre de mammites cliniques par lactation ainsi que la distribution de leurs instants d'occurrence. Des résultats d'estimation obtenus à l'aide de cette approche dans un domaine expérimental sont comparés aux résultats issus de modèles plus classiques avec ou sans effet individu aléatoire. Notre approche montre une bonne adéquation de la distribution estimée du nombre de mammites par lactation à celle observée, et la mise en évidence de facteurs de variation relativement classiques dans ce type d'étude : rang de lactation, stade de lactation et mois de vêlage. Des résultats de prédiction obtenus dans un autre domaine expérimental avec des données plus récentes sans ré-estimations des paramètres montrent l'adéquation du modèle pour ajuster des données observées. Cette approche de modélisation fondée sur des paramètres biologiques dans le cadre d'un mélange de distributions de survie, semble intéressant pour modéliser les mammites cliniques au sein d'une même lactation. Cependant il serait important d'intégrer dans le futur une possible relation entre lactations successives, et d'appliquer le modèle à d'autres types de système d'élevage.

Mots clé : mammite clinique / modèle individuel / vache laitière / modèle de survie / récurrence

Correspondence and reprints: Patrick Gasqui
Tel.: (33) 4 73 62 42 65; fax: (33) 4 73 62 45 48; e-mail: Patrick.Gasqui@clermont.inra

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