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

Mindre mjölkkobesättningars roll i en hållbar och robust svensk livsmedelsförsörjning
Lisa Ekman

Projektnummer: O-21-20-635 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

Meat
Milk

Dairy cows are an important part of a sustainable and resilient food production as they facilitate circular flows on the farm and contribute to carbon sequestration, open landscapes and biodiversity. To achieve a sustainable dairy production in all parts of Sweden, we need large as well as small …

Läs mer

Vallen i nordiskt perspektiv
Johanna Wallsten, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-21-41-605 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

This project aims to create a popular scientific review of the use of leys for livestock. Target groups are the agricultural
sector and industry. The project has five work packages (WP); administration, crop production, harvest and
conservation, feed value for different animals, and economy. The …

Läs mer

Förbättrad diagnostik för att kontrollera och förebygga infektioner med Lawsonia intracellularis, en bakterie som orsakar stora kostnader för grisproduktionen.
Magdalena Jacobson

Projektnummer: O-21-20-623 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

Meat

The bacterium Lawsonia intracellularis causes the disease proliferative enteropathy. The bacterium is present in >40% of the Swedish piglet-producing herds and production losses are estimated to 2 900 SEK per sow and year. The disease is spread by faeces and the pigs are usually affected after …

Läs mer

Kolugnt i stallet med avelsarbete och automatisk registrering av kors beteende.
Katja Nilsson

Projektnummer: O-21-20-631 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

Milk

The goal with this project is to increase the profitability and production efficiency on Swedish dairy farms by renewing
the genetic evaluation of the breeding value of temperament in dairy cows. We want to investigate if automatic
recordings of behaviour using SLU Gigacow on farm level can improve …

Läs mer

Optimering av svämtäcke som biofilter för minskad avgång av växthusgaser och ammoniak från gödsellager
Kristina Mjofors

Projektnummer: O-21-23-624 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

Meat
Milk

It is well known that storage of animal manure and digestate causes emissions of methane (CH4), nitrous oxide (N2O) and ammonia (NH3). A crust on liquid manure acts both as a physical barrier for NH3 and as a biofilter that oxidize CH4 and NH3. However, N2O can be formed in some crusts, and there …

Läs mer

Strukturkalkning – tidpunktens betydelse och de långsiktiga effekterna
Lisbet Norberg

Projektnummer: O-21-23-622 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

Crop production

Structure liming on clayey soils (>15% clay) is one of the prioritized measures for mitigation of phosphorous losses to surrounding water. This project increases the knowledge about the effect of structure liming on phosphorous leaching losses on short and long term by investigating the timing and …

Läs mer

Samodling för mer hållbar rapsodling
Georg Carlsson

Projektnummer: O-21-20-636 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

Crop production

Oilseed rape (OSR) is a profitable and important crop in Swedish agriculture, especially winter OSR which is cultivated on approximately 100000 ha each year. Cultivation of OSR relies on large inputs of fertilizers and pesticides, which has economic costs as well as negative environmental impacts. …

Läs mer

Tömtryck hos varmblodiga travare: kör vi med trasiga bromsar?
Elke Hartmann, Swedish University of Agricultural Sciences

Projektnummer: H-20-47-562 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Harness racing is hazardous as horses are running in close proximity at high speeds. Thus, an effective communication between driver and jockey-horse via rein signals to the bit is essential for safety reasons and horse welfare. However, scientific studies on rein tension in Standardbred trotters …

Läs mer

Förbättra rödklöver som proteinkälla för idisslare genom att optimera polyfenoloxidas initierad proteinkomplexbildning och smältbarhet av aminosyror
Sophie Julie Krizsan, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: R-22-33-641 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2022

Feeding protein supplements is advantageous because of a positive response in milk production. Rapeseed meal has given better production responses on a protein basis than soybean meal, but its supply is not sufficient to meet the requirements of dairy production. Red clover is one alternative to …

Läs mer

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
Prenumerera på vårt nyhetsbrev