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

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

Fördjupad förståelse och visualisering av samhällsekonomiska effekter av hästnäringen: Utökad modell för hästnäringen i Sverige och Norge
Tobias Heldt, Högskolan Dalarna

Projektnummer: H-20-47-566 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

The overall purpose for this project is to deepen the understanding for how economic effects of the horse industry can be understood and visualised at micro level using consumption and production data in both Sweden and Norway. Background to the project is to find in the industry’s need for …

Läs mer

Växtnäringskretslopp till uthållig ölproduktion
Björn Vinnerås, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: JTI-20-83-489 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Just going to the bathroom is contributing to algae blooms and climate change. Sweden alone releases roughly 15400 tonnes of N and 240 tonnes of P into lakes, rivers and seas, through municipal wastewater (including after treatment). Urine contains 80% of the plant nutrients found in wastewater and …

Läs mer

Kylning av golv till slaktgrisar - förbättrad djurvälfärd, hälsa, produktion och stallmiljö
Cecilia Lindahl, RISE Research Institutes of Sweden

Projektnummer: JTI-20-82-482 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Heat stress is expected to be of major concern in Swedish animal production systems in the future. The air temperatures in parts of Sweden are expected to correspond to today's temperatures in southern Europe, where livestock experience heat stress today. Excessive thermal load affects the welfare …

Läs mer

Amerikansk vapenfluga larver som fodermedel i äggproduktion – med fokus på miljöberikning och alternativ proteinkälla.
Fernanda Tahamtani, Sveriges Lantbruksuniversitet

Projektnummer: JTI-20-82-485 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

Poultry have a strong motivation for foraging and spend most of the day pecking and searching for food. In commercial conditions, the birds are fed a pellet diet, which is consumed very quickly. Consequently, hens spend a large part of the day engaging in abnormal non-food related pecking …

Läs mer

Fluglarvskompostering för hållbart omhändertagande av organiska restströmmar från växthusodling
Cecilia Lalander, Sveriges lantbruksuniversitet

Projektnummer: JTI-20-83-497 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

This application aims at finding a solution to a problem that exists in greenhouse production. Greenhouses have long been considered to be closed systems with no leakage to the surrounding environment. However, it has been shown that plant protection products (PPP) are found in the environment …

Läs mer

Vallbaserade produkter för enkelmagade djur – ett steg närmare kommersialisering!
Carina Gunnarsson, RISE Jordbruk och livsmedel

Projektnummer: JTI-20-82-491 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

This project is about refining grass to meet a demand for proteins for, above all, organic poultry production and an expected increased demand for soy-free feed solutions for monogastric animals. Forage-based products also improve the economic preconditions to increase the proportion of grass in …

Läs mer

Metan- och lustgasemissioner från fjäderfägödsellager
Kristina Mjöfors, RISE- Research Institutes of Sweden

Projektnummer: JTI-20-82-483 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2020

The purpose of the project is to produce reliable emission factors for storage of poultry manure regarding methane and nitrous oxide emissions.

This project will focus on methane and nitrous oxide emissions from laying hens and the project is a supplement to an FoU project funded by the Swedish …

Läs mer

Ridskolan som framtida lärandecenter för en miljömässigt hållbar hästsektor och för samhället i stort
Susanna Hedenborg, Malmö University

Projektnummer: H-21-47-631 • Status: Pågående • Ansökningsår: 2021

While the equine sector in Sweden and Norway provides leisure activities, entertainment and employment for many people of all ages, these come with associated negative effects. Studies of the environmental impacts caused by the sector show that nutrient leakage from manure piles, paddocks and …

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
Prenumerera på vårt nyhetsbrev