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

Basfinansiering fältförsöksverksamhet (Sverigeförsöken) Ogräs 2020
Ola Hallin, Hushållningssällskapen Service AB

Projektnummer: S-19-60-184 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 14 februari 2021

Weed competes with the crop for light, water and nutrients. Competition for resources can cause crop losses which in some cases can be significant, as well as provide a crop of poorer quality. It is therefore important to develop strategies that keep weeds at a reasonable level. Not keeping the …

Läs mer

Basfinansiering fältförsöksverksamhet (Sverigeförsöken) Växtskydd 2020
Ola Hallin, Hushållningssällskapen Service AB

Projektnummer: S-19-60-187 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 12 februari 2021

Controlled inputs of plant protection agents are vital for achieving high yields in fresh condition. Integrated Pest Management (IPM) lays the foundation for this, in which plant protection is a very important tool for keeping the crop healthy and free from attacks by pathogens. The pathogens …

Läs mer

Optimerad skötsel och näringsförsörjning vid kläckning för en robustare kyckling
Helena Wall

Projektnummer: O-16-20-748 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 11 februari 2021

Matfågel

Conventional production of meat-type chickens in Sweden is characterized by high bio-security and low use of antibiotics. Still, there are indications of variations in day old chick quality causing economic losses in terms of variations in growth and increased condemnation at slaughter. The aim of …

Läs mer

Basfinansiering fältförsöksverksamhet (Sverigeförsöken) Vatten 2020
Ola Hallin, Hushållningssällskapen Service AB

Projektnummer: S-19-60-183 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 11 februari 2021

Water has a central role for all processes in and on the ground. During dry years and inferior stands during springtime, irrigation is vital for optimizing grain production. Knowledge about water-maintenance and water-economy are vital to develop long-term sustainable solutions for culture systems. …

Läs mer

Basfinansiering fältförsöksverksamhet (Sverigeförsöken) Vall och grovfoder 2020
Ola Hallin, Hushållningssällskapen Service AB

Projektnummer: S-19-60-186 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 11 februari 2021

The ley has a significantly greater impact on livestock production efficiency than any other crop in Swedish agriculture. In ley and maize forage production trial funds from Stiftelsen lantbruksforskning (the Foundation for agricultural research) are sought to the core funding of the field trials …

Läs mer

Utmaningar och behov för svenskt jordbruksproduktion - möjliga vägar för teknikutveckling för att uppnå lönsamhet samt miljö- och klimatanpassning
Eva Salomon, RISE Research institutes of Sweden

Projektnummer: JTI-19-82-290 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 31 januari 2021

Swedish agriculture needs to be environmentally and climate-friendly and at the same time be productive, profitable and ethically- and socially sustainable. RISE knowledge and skills covers a large part of Sweden’s agricultural technical competence. RISE has established national and internationally …

Läs mer

Test och utvärdering av ett digitalt utbildningskoncept till nytta för Sveriges fjäderfäbransch.
Helene Oscarsson, Vreta Kluster AB

Projektnummer: R-19-62-181 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 29 januari 2021

The Swedish poultry industry have been in a major scaleup phase during the last decades, not least in the region of Östergötland. To be able to continue this growth, the industry needs more staff and more young employees with the right competence with the ambition to work in the poultry sector. The …

Läs mer

Mot ett miljövänligt svenskt lantbruk
Magdalena Bieroza

Projektnummer: O-16-23-749 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 31 december 2020

Växtodling

Swedish farmers, advisors, authorities and researchers are working together towards the same goal of Zero Eutrophication by reducing losses of nutrients and sediment from agricultural land to streams, lakes and the Baltic Sea. The Focus on Phosphorus project was carried out to test measures of …

Läs mer

Medicintekniska produkter – innehåll och effekt på ledinflammation
Maria Löfgren, Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU)

Projektnummer: H-16-47-182 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 28 december 2020

Joint inflammation (osteoarthritis) is a common cause of lameness in horses. There is a need for safe and effective treatments of the disease. Blood derived autologous biological products such as autologous conditioned serum (ACS) and platelet-rich plasma (PRP) are used as intra-articular …

Läs mer

Kostnadseffektiva system för skörd av slybränslen
Daniel Nilsson

Projektnummer: O-17-21-988 • Status: Avslutat • Datum för slutrapport: 18 december 2020

Energi & biomassa

During recent decades the area with brushwood has increased in the Swedish rural landscape. A study has shown that the annual harvest of brushwood for fuel purposes could amount to about 6 TWh. Some advantages with the utilization of brushwood as fuel are that the growth areas do not compete with …

Läs mer
Prenumerera på vårt nyhetsbrev