Stiftelsen lantbruksforskning

Lantbruks- och trädgårdsföretagarnas egen forskningsstiftelse finansierar behovsdriven forskning för svenska förhållanden.
Läs mer

Objektiv gangartsanalyse og halthetsutredning av islandshest

Status: Avslutat
Projektnummer: H-17-47-303
Kategori: Research program | Horse
Ansökningsår: 2017
Datum för slutrapport: 6 oktober 2021
Huvudsökande: Marie Rhodin
Organisation: Norges miljø- og biovitenskapelige universitet
E-postadress: marie.rhodin@slu.se
Telefon: 004618672194
Medsökande: Pia Haubro Andersen
Medsökande: Cathrine Fjordbakk
Beviljade medel: 2 067 500 SEK

Icelandic horses are increasingly popular in Sweden and Norway. Their strength lies in their unique gaits, however, in lame horses this trait becomes a weakness. Evaluating not only lameness but also the leg of origin for lameness in any gait other than trot is exceptionally challenging. Today, we lack the most basic knowledge of how Icelandic horses move in the different gaits and how these gaits change in the event of lameness. Biomechanical research on lameness has excelled due to the use of automatic computerized sensor analysis. However, such analysis is currently limited to use during trot.The aim of this project is to study how Icelandic horses move in the different gaits; develop new algorithms for automatic classification and coding of these gaits; as well as identify sensitive symmetry variables to detect not only lameness but also origin of lameness in the different gaits. These findings can also be used to quantify gait traits for genetic studies as well as a breeding tool.

Islandshästar blir allt mer populära i Skandinavien. Deras unika gångarter gör dem mycket framgångsrika men gångarterna är också en svaghet, om de blir halta. Att utvärdera hälta och var hältan kommer ifrån är mycket svårt i andra gångarter än trav. Idag saknar vi den mest grundläggande kunskapen om hur islandshästar rör sig i de olika gångarterna och hur de förändrar sitt rörelsemönster när de blir halta. Den biomekaniska forskningen har kommit långt med att mäta hälta och automatisera dataanalysen för kliniskt bruk men dessa analyser förutsätter dock att hästen travar. Syftet med det här projektet är att studera hur islandshästar rör sig i de olika gångarterna, utveckla nya algoritmer för automatisk klassificering av gångarter samt identifiera känsliga symmetrivariabler för att detektera om hästen är halt samt var hältan kommer ifrån i de olika gångarterna. Kunskapen kan även användas för att kvantifiera gångartsegenskaper i genetiska studier samt i avelsarbetet.

Syftet med studien var att se hur islandshästar rör sig i olika gångarter, utveckla metoder för automatisk klassificering av gångarter och hälta i olika gångarter. Algoritmer utvecklades för identifiering av hovisättning och rörelsen hos 44 Islandshästar registrerades med IMU-sensorer i skritt, trav, tölt, galopp och pass. Avancerad dataanalys gjordes med hjälp av Al och med 98,9% säkerhet kunde gångarterna klassificeras korrekt. Huvudet, korsets och mankes rörelse i relation till benisättningen studerades hos 24 hästar. Huvudet och korset rör sig upp och ned två gånger under stegcykeln i alla gångarter utom galopp och lägsta position inträffade i mitten av belastningsfasen för alla gångarter utom för korsets i skritt. En lindrig hälta inducerades på 21 hästar och hästarnas rörelsemönster registrerades i skritt, trav och tölt. I trav kunde huvudets vertikala rörelse användas för att detektera en frambenshälta och korsets rörelse för en bakbenshälta men inte i tölt.

Islandshästar blir allt mer populära i Skandinavien. Deras unika gångarter gör dem mycket framgångsrika men gångarterna är också en svaghet, om de blir halta. Att utvärdera hälta och var hältan kommer ifrån är mycket svårt i andra gångarter än trav. Den biomekaniska forskningen har kommit långt med att mäta hälta och automatisera dataanalysen för kliniskt bruk men dessa analyser förutsätter dock att hästen travar. Syftet med det här projektet var att studera hur islandshästar rör sig i de olika gångarterna, utveckla nya algoritmer för automatisk klassificering av gångarter samt identifiera känsliga symmetrivariabler för att detektera om hästen är halt i de olika gångarterna. Kunskapen kan även användas för att kvantifiera prestation, och studera gångartsegenskaper i genetiska studier samt i avelsarbetet.

Metod
Studie 1
Del 1 genomfördes i Utrecht där algoritmer utvecklades för identifiering av hov-isättning och hov-upplyft med IMU-sensorer genom validering mot en kraftmätningsplatta.
Del 2 genomfördes på Island, Hólar Universitet, där 44 Islandshästar utrustades med 13 IMU-sensorer. Hästarnas rörelser registrerades i skritt och trav för hand samt under ridning i skritt, trav, tölt, galopp och för vissa av hästarna även i pass. Data analyserades med hjälp av algoritmerna som utvecklades i del 1 för att detektera isättning och upplyft av hovarna. Därefter kunde avancerade dataanalyser göras med hjälp av AI och forskare vid KTH för att få fram en automatiserad gångartsklassificering.

Av de 44 hästarna som deltog i studien valdes 24 friska hästar ut med ett symmetriskt rörelsemönster. Huvudet, korsets och mankes rörelse i relation till benisättningen studerades i skritt, trav, tölt, pass och galopp och jämfördes med rörelsen hos varmblodiga ridhästar.

Studie 2
Studien genomfördes på Island och en mild-måttlig fram eller bakbenshälta inducerades på 21 hästar och hästarnas rörelsemönster registrerades med IMU-sensorer när de skrittade och travade för hand samt reds i skritt, trav och tölt.
Därefter testades de utvecklade algoritmerna för gångartsklassificering och symmetrimätningar på 80 friska samt halta Islandshästar i Sverige med avseende på gångartklassificering samt rörelseasymmetri.
Resultat
Studie 1 Vinkelhastighet och accelerationsdata från IMU-sensorerna användes för att identifiera isättning respektive upplyft av hovarna. Med 98,9% säkerhet kunde sedan gångarterna hos Islandshästarna klassificeras med hjälp av data från IMU-sensorerna och avancerade AI-analyser.
Huvudet och korset rör sig upp och ned två gånger under varje stegcykel i alla gångarterna. Huvudets och korsets lägsta position inträffade vid mitten av belastningsfasen för alla gångarter utom för korsets rörelse i skritt.

Studie 2 I skritt och trav kunde huvudets vertikala rörelseasymmetri användas för att detektera en frambenshälta men inte i tölt. Korsets vertikala rörelse kunde användas för att detektera bakbenshälta i trav men inte i tölt och skritt.
Algoritmerna för gångartsklassificering samt symmetrimätningar i de olika gångarterna fungerade utmärkt och kunde klassificera gångarterna hos 80 Islandshästar och detektera rörelseasymmetrier/hälta hos majoriteten av hästarna. Det är dock oklart när en asymmetri är kopplad till smärta vilket kräver ytterligare studier. På en liten andel av hästarna genomfördes en hältutredning och rörelseanalyserna fungerade utmärkt.

Konklusion
Gångartsklassificering kan göras automatiskt hos hästar som rör sig i skritt, trav, galopp, tölt och pass. Huvudets och korsets lägsta position infaller mitt under belastningsfasen, där fram- respektive bakbenet bär som mest vikt i trav, tölt, pass men ej i skritt för korset. Det innebär att asymmetrier för huvudet eller korsets lägsta positioner är ett bra mått på en belastningshälta. När Islandshästen blir frambenshalt kan man titta på asymmetri i huvudets lägsta position för att detektera hälta i skritt och trav men inte i tölt. Vid bakbenshälta kan man se asymmetri i korsets vertikala rörelse i trav men inte i skritt och tölt.
Rekommendation
Vi har nu skapat grunderna för att göra objektiv gångartsklassificering av islandshästar som rör sig i andra gångarter än trav. Vi har också identifierat att de variabler som används för subjektiv och objektiv hältbedöming i trav inte kan appliceras i tölt. Då hältbedömning av Islandshästar är mycket svår kan objektiva hjälpmedel förbättra diagnostiken av ortopediska skador hos våra Islandshästar. Ytterligare bearbetning av data krävs för att hitta variabler som kan upptäcka fram- och bakbenshälta i tölt.

 

Antal träffar i projektbanken: 1712

UTVÄRDERING AV EN NY PROFYLAKTISK METOD FÖR ATT MINSKA LIDANDET HOS HÄSTAR MED SOMMAREKSEM
Rickard Ignell, Swedish University of Agricultural Sciences, SLU

Projektnummer: H-17-47-282 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2017

Insect bite hypersensitivity (IBH) associated with Culicoides biting midges is the most common allergic skin disease in
horses, seriously reducing welfare of affected horses. The main symptom is severe pruritus, with risk of self-infected
open wounds. The choice for treatment and prevention of this …

Läs mer

Identifiering av gener med negativ inverkan på hästens hälsa och välbefinnande: Ett ramverk baserat på helgenomsekvensering och bioinformatik på häst
Sofia Mikko, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: H-18-47-406 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

The overall aim of this project is to improve equine health and welfare by identifying causative mutations for inherited diseases to aid informed breeding of healthy horses. We will use a comparative genomics approach, combining whole-genome sequencing (WGS) and bioinformatics with state-of-the-art …

Läs mer

Finns 'Hopparknä' hos häst?- en studie av patellardesmopati som orsak till knähälta hos sporthästar
Marie Rhodin, Sveriges Lantbruksuniversitet

Projektnummer: H-18-47-393 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Soft tissues around the kneecap (patella) as a cause of equine lameness is an area yet to be scientifically investigated but that is often clinically treated with “alternative” methods without an established diagnosis. In human medicine, patellar tendinosis is a common verified diagnosis. …

Läs mer

Fältförutsättningar för lyckad löklagring med minskat svinn
Lars Mogren, SLU

Projektnummer: R-18-25-146 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Consumers appreciate onions in all kinds of cooking. Onions can be grown in Sweden with good results. Onions can be stored for a long period. There is a potential to increase the self-sufficiency in onions. To achieve this, a better knowledge of long-term-storage potential indicator factors that …

Läs mer

En mänsklig sida av hästvälfärden
Petra Andersson, Göteborgs universitet

Projektnummer: H-18-47-401 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

The goal of the applied project is to shed light on overlooked aspects of the complex subject of horse welfare.
Because of the specific position stall owners have, they are especially suitable to contribute to our knowledge about
the possibilities and limitations that set the conditions for …

Läs mer

Ökad hållbarhet i mjölkproduktionen genom förbättrad fodereffektivitet
Pekka Huhtanen, Sveriges Lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-18-26-129 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Improved feed efficiency (FE) is a key parameter for increased sustainability in modern diary production. The project aims to increase the efficiency of converting feed into milk and reducing the environmental impact of dairy production. In order for farmers and breeding companies to include FE as …

Läs mer

Den mångfunktionella mjölkgården: Indikatorer och verktyg för ekosystemtjänster och biodiversitet
Pernilla Tidåker, SLU

Projektnummer: R-18-26-136 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2018

Sustainable dairy systems must strive for practices that reduce the negative impacts and enhance the positive impacts, and find measures to track changes in relation to different goals. The aim of this project is to investigate how indicators and tools for ecosystem services and biodiversity can be …

Läs mer

Gödselfiber som strö - effekt på hygien, djurhälsa, mjölkkvalitet,ekonomi och miljö
Knut-Håkan Jeppsson

Projektnummer: O-19-20-312 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Energy and biomass
Meat
Milk

About 200 dairy farms in Sweden use recycled manure solids (RMS) as bedding material and the number is increasing. Advantages is low price, reliable availability and good cow comfort. The main disadvantage is the risk of increased bacterial growth on the lying area affecting especially udder health …

Läs mer

Hur stor del av mjölkkornas dräktighetsförluster kan förklaras av olika genetiska defekter?
Britt Berglund

Projektnummer: O-19-20-305 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Milk

The project aims are to use the information about cow's DNA profile to estimate the severity of fertility problems caused by specific genetic defects in the Swedish Red (SRB) and Holstein dairy breeds, and to estimate the economic impact of pregnancy losses caused by these genetic defects. Our goal …

Läs mer

Utveckling av Bästa praxis inom svensk klövvård
Evgenij Telezhenko

Projektnummer: O-19-20-318 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2019

Meat
Milk

Every year, about 500,000 claw trimmings are recorded in Swedish dairy cattle. The aim of claw trimming is to detect, treat and prevent painful claw lesions. However, the claw trimming in itself can be harmful and cause claw lesions if it is not done correctly. The aim of the project is to develop …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev