Review article Statistical modelling for clinical mastitis in the dairy cow: problems and solutions

4. CONCLUSION
Considering the variety of the available
modelling techniques in epidemiology
[49], it is detrimental that only a few
CMAST specific explanatory modelling
approaches have been published. The devel-
opment of such approaches could involve
a significant improvement in the field of
bovine mastitis research, the disease remain-
ing an economic and hygienic problem for
all dairy channels [12, 35, 46]. The next step
would be to integrate udder inflammation
markers into the CMAST explanatory
model, essentially milk somatic cell counts
(SCC), in order to model in a synthetic
attempt both clinical and subclinical masti-
tis after reviewing and discussing the
previously published SCC modelling and
simulation techniques.
Figure 3. Diagram showing the modelling elements making it possible to take into account a rela-
tionship between consecutive cases of mastitis within lactation and between consecutive lactations
in the same animal (reproduced from [37] with permission).

---

502
P. Gasqui, J. Barnouin
ACKNOWLEDGEMENTS
We sincerely thank Natacha Blaszczyk (Unité
d’Épidémiologie Animale, INRA) for the trans-
lation of this article.
REFERENCES
[1] Allore H.G., Erb H.N., Approaches to mode-
ling intramammary infections in dairy cattle,
Prev. Vet. Med. 39 (1999) 279–293.
[2] Allore H.G., Schruben L.W., Erb H.N.,
Oltenacu P.A., Design and Validation of a
Dynamic Discrete Event Stochastic Simula-
tion Model of Mastitis Control in Dairy
Herds, J. Dairy Sci. 81 (1998) 703–717.
[3] Barkema H.W., Schukken Y.H., Lam T.J.G.M.,
Beiboer M.L., Wilmink H., Benedictus G.,
Brand A., Incidence of Clinical Mastitis in
Dairy Herds Grouped in Three Categories by
Bulk Milk Somatic Cell Counts, J. Dairy Sci.
81 (1998) 411–419.
[4] Barkema H.W., Schukken Y.H., Lam
T.J.G.M., Beiboer M.L., Benedictus G.,
Brand A., Management Practices Associated
with the Incidence Rate of Clinical Mastitis,
J. Dairy Sci. 82 (1999) 1643–1654.
[5] Barkema H.W., Van Der Ploeg J.D.,
Schukken Y.H., Lam T.J.G.M., Benedictus
G., Brand A., Management Style and Its
Association with Bulk Milk Somatic Cell
Count and Incidence Rate of Clinical Masti-
tis, J. Dairy Sci. 82 (1999) 1655–1663.
[6] Barnouin J., Chassagne M., Factors associ-
ated with clinical mastitis incidence in
French dairy herds during late gestation and
early lactation, Vet. Res. 29 (1998) 159–171.
[7] Barnouin J., Chassagne M., Predictive varia-
bles for the occurrence of early clinical mas-
titis in primiparous Holstein cows under field
conditions in France, Can. Vet. J. 42 (2001)
47–53.
[8] Barnouin J., Fayet J.C., Jay M., Brochart M.,
Enquête éco-pathologique continue : facteurs
de risque des mammites de la vache laitière.
I. Analyses multidimensionnelles sur don-
nées d’élevage, Can. Vet. J. 27 (1986) 135–
145.
[9] Bartlett P.C., Miller G.Y., Lance S.E., Heider
L.E., Clinical mastitis and intramammary
infections on Ohio dairy farms, Prev. Vet.
Med. 12 (1992) 59–71.
[10] Bartlett P.C., Miller G.Y., Lance S.E., Heider
L.E., Environmental and managerial determi-
nants of somatic cell counts and clinical mas-
titis incidence in Ohio dairy herds, Prev. Vet.
Med. 14 (1992) 195–207.
[11] Bartlett P.C., Agger J.F., Houe H., Lawson
L.G., Incidence of clinical mastitis in Danish
dairy cattle and screening for non-reporting
in a passively collected national surveillance
system, Prev. Vet. Med. 48 (2001) 78–83.
[12] Beaudeau F., Seegers H., Ducrocq V.,
Fourichon C., Bareille N., Effect of health
disorders on culling in dairy cows: a review
and a critical discussion, Ann. Zootech. 49
(2000) 293–311.
[13] Beaudeau F., Fourichon C., Seegers H.,
Bareille N., Risk of clinical mastitis in dairy
herds with a high proportion of low individ-
ual milk somatic-cell counts, Prev. Vet. Med.
53 (2002) 43–54.
[14] Bendixen P.H., Vilson B., Ekesbo I., Astrand
D.B., Disease frequencies of tied zero-graz-
ing dairy cows and of dairy cows on pasture
during summer and tied during winter, Prev.
Vet. Med. 4 (1986) 291–306.
[15] Bendixen P.H., Vilson B., Ekesbo I., Astrand
D.B., Disease Frequencies in Dairy Cows in
Sweden. V. Mastitis, Prev. Vet. Med. 5
(1988) 263–274.
[16] Bigras-Poulin M., Meek A.H., Martin S.W.,
Interrelationships among Health Problems
and Milk Production from Consecutive Lac-
tations in Selected Ontarion Holstein Cows,
Prev. Vet. Med. 8 (1990) 15–24.
[17] Bigras-Poulin M., Meek A.H., Martin S.W.,
McMillan I., Health problems in selected
Ontario Holstein cows: frequency of occur-
rences, time to first diagnosis and associa-
tions, Prev. Vet. Med. 10 (1990) 79–89.
[18] Bradley A.J., Green M.J., An Investigation of
the Impact of Intramammary Antibiotic Dry
Cow Therapy on Clinical Coliform Mastitis,
J. Dairy Sci. 84 (2001) 1632–1639.
[19] Calavas D., Faye B., Bugnard F., Ducrot C.,
Raymond F., Analysis of associations among
diseases in French dairy cows in two consec-
utive lactations, Prev. Vet. Med. 27 (1996)
43–55.
[20] Chassagne M., Barnouin J., Chacornac J.P.,
Biological predictors for early clinical masti-
tis occurrence in Holstein cows under field
conditions in France, Prev. Vet. Med. 35
(1998) 29–38.
[21] Collett D., Modelling Binary Data, Chapman
& Hall, London, 1991.
[22] Cox D.R., Role of Models in Statistical Anal-
ysis, Statistical Sci. 5 (1990) 169–174.

---

Statistical modelling for clinical mastitis
503
[23] De Haas Y., Barkema H.W., Veerkamp R.F.,
Genetic parameters of pathogen-specific
incidence of clinical mastitis in dairy cows,
Anim. Sci. 74 (2002) 233–242.
[24] Detilleux J.C., Kehrli M.E., Freeman A.E.,
Fox L.K., Kelley D.H., Mastitis of Peripartu-
rient Holstein Cattle: A Phenotypic and
Genetic Study, J. Dairy Sci. 78 (1995) 2285–
2293.
[25] Diggle P.J., Liang K., Zeger S.L., Analysis of
longitudinal Data, Clarendon Press, Oxford,
1994.
[26] Donald A., Prevalence estimation using diag-
nostic tests when there are multiple, corre-
lated diseases states in the same animal or
farm, Prev. Vet. Med. 15 (1993) 125–145.
[27] Donald A.W., Estimating the prevalence of
mastitis and other organ-specific diseases in
the presence of within-animal disease corre-
lation and diagnostic test correlation, Prev.
Vet. Med. 20 (1994) 113–133.
[28] Elbers A.R.W., Miltenburg J.D., De Lange
D., Crauwels A.P.P., Barkema H.W.,
Schukken Y.H., Risk Factors for Clinical
Mastitis in a Random Sample of Dairy Herds
from the Southern Part of The Netherlands, J.
Dairy Sci. 81 (1998) 420–426.
[29] Emanuelson U., Oltenacu P.A., Incidences
and Effects of Diseases on the Performance
of Swedish Dairy Herds Stratified by Produc-
tion, J. Dairy Sci. 81 (1998) 2376–2382.
[30] Fang W., Jiang C., Liu H., Epidemiologic
aspects of bovine mastitis and its control in
several dairy herds in southeastern China,
Prev. Vet. Med. 15 (1993) 169–180.
[31] Faye B., Waltner-Toews D., McDermott J.,
From ‘ecopathology’ to ‘agroecosystem
health’, Prev. Vet. Med. 39 (1999) 111–128.
[32] Fleischer P., Metzner M., Beyerbach M.,
Hoedemaker M., Klee W., The Relationship
Between Milk Yield and the Incidence of
Some Diseases in Dairy Cows, J. Dairy Sci.
84 (2001) 2025–2035.
[33] Fleming T.R., Harrington D.P., Counting
Processes and Survival Analysis, John Wiley
& Sons, New York, 1991.
[34] Fourichon C., Beaudeau F., Bareille N.,
Seegers H., Incidence of health disorders in
dairy farming systems in western France,
Livest. Prod. Sci. 68 (2001) 157–170.
[35] Fourichon C., Seegers H., Beaudeau F.,
Verfaille L., Bareille N., Health-control costs
in dairy farming systems in western France,
Livest. Prod. Sci. 68 (2001) 141–156.
[36] Gasqui P., Pons O., Coulon J.B., An individ-
ual modelling tool for consecutive clinical
mastitis during the same lactation in dairy
cows: a method based on a survival model,
Vet. Res. 31 (2000) 583–602.
[37] Gasqui P., Coulon J.B., Pons O., An individ-
ual modelling tool for within and between
lactation consecutive cases of clinical masti-
tis in the dairy cow: an approach based on a
survival model, Vet. Res. 34 (2003) 85–104.
[38] Gonzalez R.N., Jasper D.E., Kronlund N.C.,
Farver T.B., Cullor J.S., Bushnell R.B.,
Dellinger J.D., Clinical Mastitis in Two Cali-
fornia Dairy Herds Participating in Conta-
gious Mastitis Control Programs, J. Dairy
Sci. 73 (1990) 648–660.
[39] Gröhn Y.T., Erb H.N., McCulloch C.E.,
Saloniemi H.S., Epidemiology of Mammary
Gland Disorders in Multiparous Finnish Ayr-
shire Cows, Prev. Vet. Med. 8 (1990) 241–
252.
[40] Gröhn Y.T., Eicker S.W., Hertl J.A., The
Association Between Previous 305-day Milk
Yield and Disease in New York State Dairy
Cows, J. Dairy Sci. 78 (1995) 1693–1702.
[41] Hardeng F., Edge V.L., Mastitis, Ketosis, and
Milk Fever in 31 Organic and 93 Conven-
tional Norwegian Dairy Herds, J. Dairy Sci.
84 (2001) 2637–2679.
[42] Heringstad B., Klemetsdal G., Ruane J., Clin-
ical Mastitis in Norwegian Cattle: Frequency,
Variance Components, and Genetic Correla-
tion with Protein Yield, J. Dairy Sci. 82
(1999) 1325–1330.
[43] Heringstad B., Klemetsdal G., Ruane J., Var-
iance components of clinical mastitis in dairy
cattle effects of trait definition and culling,
Livest. Prod. Sci. 67 (2001) 265–272.
[44] Heringstad B., Rekaya R., Gianola D.,
Klemetsdal G., Weigel K.A., Bayesian Anal-
ysis of Liability of Clinical Mastitis in Nor-
wegian Cattle with a Threshold Model:
Effects of Data Sampling Method and Model
Specification, J. Dairy Sci. 84 (2001) 2337–
2346.
[45] Hillerton J.E., Bramley A.J., Staker R.T.,
McKinnon C.H., Patterns of intramammary
infection and clinical mastitis over a 5 year
period in a closely monitored herd applying
mastitis control measures, J. Dairy Res. 62
(1995) 39–50.
[46] Hortet P., Seegers H., Loss in milk yield and
related composition changes resulting from
clinical mastitis in dairy cows, Prev. Vet.
Med. 37 (1998) 1–20.

---

504
P. Gasqui, J. Barnouin
[47] Hu S., Fang W., Lu H., Jiang C., Zhu P., Ye
J., Ye D., Yan H., Effect of teat dipping and
dry cow therapy on mastitis in a commercial
dairy herd in China, Prev. Vet. Med. 10
(1990) 91–96.
[48] Hurd H.S., Kaneene J.B., The National Ani-
mal Health Monitoring System in Michigan.
II. Methodological Issues in the Estimation of
Frequencies of Disease in a Prospective
Study of Multiple Dynamic Populations,
Prev. Vet. Med. 8 (1990) 115–125.
[49] Hurd H.S., Kaneene J.B., The application of
simulation models and systems analysis in
epidemiology: a review, Prev. Vet. Med. 15
(1993) 81–99.
[50] International Dairy Federation, Recommen-
dations for representation of mastitis-related
data, Bulletin of the IDF, IDF, Bruxelles, 321
(1997) 16–21.
[51] Judge L.J., Erskine R.J., Bartlett P.C.,
Recombinant Bovine Somatotropin and Clin-
ical Mastitis: Incidence, Discarded Milk Fol-
lowing Therapy, and Culling, J. Dairy Sci. 80
(1997) 3212–3218.
[52] Kadarmideen H.N., Pryce J.E., Genetic and
economic relationship between somatic cell
count and clinical mastitis and their use in
selection for mastitis resistance in dairy cat-
tle, Anim. Sci. 73 (2001) 19–28.
[53] Kadarmideen H.N., Rekaya R., Gianola D.,
Genetic parameters for clinical mastitis in
Holstein-Friesians in the United Kingdom: a
Bayesian analysis, Anim. Sci. 73 (2001) 229–
240.
[54] Kaneene J.B., Hurd H.S., The National Ani-
mal Health Monitoring System in Michigan.
I. Design, Data and Frequencies of Selected
Dairy Cattle Diseases, Prev. Vet. Med. 8
(1990) 103–114.
[55] Kelton D.F., Lissemore K.D., Martin R.E.,
Recommendations for Recording and Calcu-
lating the Incidence of Selected Clinical Dis-
eases of Dairy Cattle, J. Dairy Sci. 81 (1998)
2502–2509.
[56] Lafi S.Q., Al-Rawashdeh O.F., Ereifej K.I.,
Hailat N.Q., Incidence of clinical mastitis and
prevalence of subclinical udder infections in
Jordanian dairy cattle, Prev. Vet. Med. 18
(1994) 89–98.
[57] Lancelot R., Faye B., Lescourret F., Factors
affecting the distribution of clinical mastitis
udder quarters in French dairy cows, Vet.
Res. 25 (1997) 45–53.
[58] Lehmann E.L., Model Specification: The
Views of Fisher and Neyman, and Later
Developments, Statistical Sci. 5 (1990) 160–
168.
[59] Lescourret F., Coulon J.B., Faye B., Predic-
tive Model of Mastitis Occurrence in the
Dairy Cow, J. Dairy Sci. 78 (1995) 2167–
2177.
[60] Lund M.S., Jensen J., Petersen P.H., Estima-
tion of Genetic and Phenotypic Parameters
for Clinical Mastitis, Somatic Cell Produc-
tion Deviance, and Protein Yield in Dairy
Cattle Using Gibbs Sampling, J. Dairy Sci. 82
(1999) 1045–1051.
[61] McCullagh P., Nelder J.A., Generalized Lin-
ear Models, 2nd ed., Chapman & Hall, Lon-
don, 1989.
[62] McDermott J.J., Progress in analytic methods
– more sophistication or back to basics?,
Prev. Vet. Med. 25 (1995) 121–133.
[63] McDermott J.J., Schukken Y.H., A review of
methods used for cluster effects in explana-
tory epidemiological studies of animal popu-
lations, Prev. Vet. Med. 18 (1994) 155–173.
[64] McDermott J.J., Schukken Y.H., Shoukri
M.M., Study design and analytic methods for
data collected from clusters of animals, Prev.
Vet. Med. 18 (1994) 175–191.
[65] Morse D., DeLorenzo M.A., Wilcox C.J.,
Natzke R.P., Bray D.R., Occurrence and
Reoccurrence of Clinical Mastitis, J. Dairy
Sci. 70 (1987) 2168–2175.
[66] Myllis V., Rautala H., Characterization of
Clinical Mastitis in Primiparous Heifers, J.
Dairy Sci. 78 (1995) 538–545.
[67] Nash D.L., Rogers G.W., Cooper J.B.,
Hargrove G.L., Keown J.F., Hansen L.B.,
Heritability of Clinical Mastitis Incidence
and Relationships with Sire Transmitting
Abilities for Somatic Cell Score, Udder Type
Traits, Productive Life, and Protein Yield, J.
Dairy Sci. 83 (2000) 2350–2360.
[68] Oltenacu P.A., Natzke R.P., Mathematical
Modeling of Mastitis Infection Process, J.
Dairy Sci. 59 (1975) 515–521.
[69] Peeler E.J., Green M.J., Fitzpatrick J.L.,
Morgan K.L., Green L.E., Risk Factors Asso-
ciated with Clinical Mastitis in Low Somatic
Cell Count British Dairy Herds, J. Dairy Sci.
83 (2000) 2464–2472.
[70] Rupp R., Boichard D., Genetic Parameters
for Clinical Mastitis, Somatic Cell Score,
Production, Udder Type Traits, and Milking
Ease in First Lactation Holsteins, J. Dairy
Sci. 82 (1999) 2198–2204.
[71] Rupp R., Boichard D., Relationship of early
first lactation somatic cell count with risk of

---

Statistical modelling for clinical mastitis
505
To access this journal online: 
www.edpsciences.org
subsequent first clinical mastitis, Livest.
Prod. Sci. 62 (2000) 169–180.
[72] Rupp R., Beaudeau F., Boichard D., Rela-
tionship between milk somatic-cell counts in
the first lactation and clinical mastitis occur-
rence in the second lactation of French Hol-
stein cows, Prev. Vet. Med. 46 (2000) 99–
111.
[73] Schnier C., Hielm S., Saloniemi H.S., Com-
parison of the disease incidences of dairy
cows kept in cold and warm loose-housing
systems, Prev. Vet. Med. 53 (2002) 247–261.
[74] Schukken Y.H., Erb H.N., Smith R.D., The
Relationship between Mastitis and Retained
Placenta in a Commercial Population of Hol-
stein Dairy Cows, Prev. Vet. Med. 5 (1988)
181–190.
[75] Schukken Y.H., Casella G., van den Brock J.,
Overdispersion in clinical mastitis data from
dairy herds: a negative binomial approach,
Prev. Vet. Med. 10 (1991) 239–245.
[76] Shpigel N.Y., Winkler M., Ziv G., Saran A.,
Clinical, bacteriological and epidemiological
aspects of clinical mastitis in Israeli dairy
herds, Prev. Vet. Med. 35 (1998) 1–9.
[77] Slettbakk T., Jorstad A., Farver T.B., Holmes
J.C., Impact of milking characteristics and
morphology of udder and teats on clinical
mastitis in first- and second-lactation Norwe-
gian cattle, Prev. Vet. Med. 24 (1995) 235–
244.
[78] Suriyasathaporn W., Schukken Y.H., Nielen
M., Brand A., Low Somatic Cell Count: a
Risk Factor for Subsequent Clinical Mastitis
in a Dairy Herd, J. Dairy Sci. 83 (2000)
1248–1255.
[79] Sviland S., Waage S., Clinical bovine masti-
tis in Norway, Prev. Vet. Med. 54 (2002)
65–78.
[80] Uribe H.A., Kennedy B.W., Martin S.W.,
Kelton D.F., Genetic Parameters for Com-
mon Health Disorders of Holstein Cows, J.
Dairy Sci. 78 (1995) 421–430.
[81] Waage S., Sviland S., Odegaard S.A., Identi-
fication of Risk Factors for Clinical Mastitis
in Dairy Heifers, J. Dairy Sci. 81 (1998)
1275–1284.
[82] Waage S., Odegaard A., Lund A., Brattgjerd
S., Rothe T., Case-Control Study of Risk Fac-
tors for Clinical Mastitis in Postpartum Dairy
Heifers, J. Dairy Sci. 84 (2001) 392–399.
[83] Washburn S.P., White S.L., Green J.T.,
Benson G.A., Reproduction, Mastitis, and
Body Condition of Seasonally Calved Hol-
stein and Jersey Cows in Confinement or Pas-
ture Systems, J. Dairy Sci. 85 (2002) 105–
111.