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: 1722

Basfinansiering fältförsöksverksamhet (Sverigeförsöken) Odlingssystem och jordbearbetning 2020
Ola Hallin, Hushållningssällskapen Service AB

Projektnummer: S-19-60-189 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 29 oktober 2021

The aim of the committee of soil management is to find systems for soil tillage, structural improvement and establishment of crops that can sustainably provide a high yield at a low cost for agriculture. Further objectives are to reduce the environmental impact, reduce soil compaction and increase …

Läs mer

Objektiv gangartsanalyse og halthetsutredning av islandshest
Marie Rhodin, Norges miljø- og biovitenskapelige universitet

Projektnummer: H-17-47-303 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 6 oktober 2021

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 …

Läs mer

Halva ytan bearbetas - odlingssystem med radhackning, bandsådd, bandsprutning och mellangrödor
Göran Bergkvist

Projektnummer: O-17-20-958 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 3 september 2021

Växtodling

We want to develop a high-yielding cropping systems where the need for tillage and herbicides is greatly reduced compared with current conventional farming systems. The cropping system include, cultivation with wide row spacing, strip sowing and band spraying, combined with the use of subsidiary …

Läs mer

Vitmossa (Sphagnum) är framtidens klimatvänliga torvsubstitut i våra trädgårdar
Sabine Jordan

Projektnummer: O-17-22-980 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 31 augusti 2021

Energi & biomassa
Trädgård
Växtodling

Peat use in horticulture is increasingly discussed due to its climate-relevance and the disturbance of mires. At the
same time, peat is the most important, natural horticultural growing media constituent and only a few other organic
constituents have gained acceptance in horticulture, but cannot …

Läs mer

Halksäkra golv förebygger skador hos nötkreatur; Minskar rillning halkrisken på betonggolv?
Christer Bergsten, SLU

Projektnummer: S-17-24-784 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 1 juli 2021

Slippery floors results in falls and injuries which can be fatal. Moreover, on dairy farms slippery floors impede oestrus behaviour and ease of heat detection and as result cause economical losses due to impaired fertility. Grooving is the most common way to treat concrete floors to reduce …

Läs mer

Golvunderlagets inverkan på kornas gång
Hans von Wachenfelt, Sveriges Lantbruksuniversitet - SLU

Projektnummer: V1430018 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 30 juni 2021

A primary reason for unhealthy legs and claws are unsuitable floor properties in dairy houses,
which may result in slippery floors and slip injuries to cows and mastitis.
The hygiene of a floor surface and floor properties affect the cow claw/floor interaction and gait.
The aim is to determine an …

Läs mer

Filtreringsmetoder för utvinning av växtproteiner avsedda för morgondagens produktion av livsmedel
Marilyn Rayner

Projektnummer: O-17-20-982 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 30 juni 2021

Växtodling

We are facing a protein shift in which a portion of the animal based protein in our diet needs to be replaced by plant proteins to reduce the climate impact from the food sector. Many agricultural by-streams contain high value proteins not used to their full potential. We aim to recover proteins …

Läs mer

Skörd2.0 – Utvinning av nya biomaterial genom förädling av restprodukter från jordbruk
Per-Olof Syrén

Projektnummer: O-17-22-943 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 30 juni 2021

Energi & biomassa

The main purpose of this interdisciplinary project is to generate renewable advanced materials from biomass through green technologies. Harvest2.0 focuses on valorizing furans extracted from agricultural by-products in combination with polymer technologies based on incorporation of the climate gas …

Läs mer

Karaktärisering av luftvägsjukdom hos häst med hjälp av transkriptomanalys i enskilda celler: en pilotstudie
Amanda Raine, Uppsala University

Projektnummer: H-19-47-475 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 30 juni 2021

Respiratory conditions is a growing issue in the equine industry and for horse welfare. Equine asthma is characterised by airway obstruction, chronic intermittent cough and mucus accumulation an impact the quality of life for affected horses. Similar to its human equivalent, equine asthma is a …

Läs mer

Overgangen fra vinterfôring til vårbeite - Metabolsk respons relatert til fôr og helse hos hest
Rasmus Bovbjerg Jensen, Norwegian University of Life Sciences

Projektnummer: H-19-47-484 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 30 juni 2021

The transition from winter-feeding to pasture involves a considerable diet change that might compromise the health of horses. Diseases like colic as well as insulin dysregulation and pasture associated laminitis are related to diet changes and pasture intake. However, little information exist on …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev