Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Background

Research concerning footing and its contribution to injuries has been conducted primarily in racing Thoroughbreds. Studies in UK and Japan indicate that some specific factors could be responsible for an increase in performance-associated injuries. Researchers in Sweden have performed studies on Standardbred trotters. More research is needed to be done on equestrian sports since requirements on footing are not exactly the same in riding and trotting horses.

The lack of scientific evidence on the construction of equestrian surfaces has lead to anecdotal validation of designs. The market place has boundless numbers of commercial surfaces available and each claiming to be appropriate for the athletic horse. Recently, though accelerometers have been applied to measuring surface design and interaction between the horse and surface.
In this study, accelerometers are used in a very simple and non-invasive manner. It is a pilot and is a small part of a larger international research project.

Purpose
To evaluate the use of a simple accelerometer-based measuring technique to assess ground properties under field conditions.

Material and Methods
Five professional Swedish riders (show jumping) were chosen and the trials were made at their main training camps. Two horses at each training facility were equipped with accelerometers, attached to a custom made protection boot, to all four limbs. The horses were ridden over the different riding surfaces at the camp and data was collected through a wireless system to a portable computer. Each horse was also ridden on a surface with high surface firmness, asphalt or gravel (or both if available). This data was used as reference surfaces since asphalt/gravel are surfaces that could be assumed to have similar characteristics when measuring surface hardness. All surfaces were described regarding build-up.
Raw data from the trials was processed in MatLab© and Microsoft Excel© to get presentable data. Summarized acceleration and frequency domain data on the amount of measured high frequency vibrations was performed since there are indications in previous studies that this is causing skeletal injuries in the horse.
Data from each surface was compared to the reference surface (gravel/asphalt). The use of a reference surface helps to account for the differences in data caused by the inter variability in the moving pattern of the horses.

Results and discussion
Results obtained in this minor study show that it is possible to correlate the relationship between data collected from an accelerometer attached to a protection boot and the assumed surface hardness of a riding surface. Measurements from horses within the same camp showed similar results, when compared to a reference surface (i.e. asphalt/gravel).
Concerning study design, the most important conclusion is that speed has to be controlled to minimize a major source of error.

Bakgrund
Då hoppsporten idag är mycket mer tekniskt och fysiskt avancerad ställs högre krav på underlaget vid tävlingar. På senare år har ett antal hästar skadats under stora mästerskap i banhoppning, där underlaget tros ha varit en bidragande orsak. I galoppsporten har många vetenskapliga studier genomförts avseende underlagets betydelse för skaderisken. Detta har gjorts bl.a. i Storbritannien och Japan, och där har man kommit fram till ett antal underlagsfaktorer som kan påverka skaderisken. I Sverige har underlagsforskningen till stor del varit inriktad på travsporten. Då kraven på underlaget skiljer sig mellan travsport och ridsport vore det önskvärt med mer forskning på ridunderlag. Ridunderlag kan anläggas på väldigt många sätt och det finns få vetenskapligt förankrade rekommendationer om hur det ska anläggas. Orsaken till detta kan vara att det inte finns välutvecklade vetenskapliga mätmetoder för att studera underlagen. Att använda accelerometrar för att mäta hur krafter från hovisättningen varierar med olika underlag är en metod som provats i ett flertal försök på trav- och galoppsidan. I denna studie användes accelerometrar på ett mycket enkelt och non-invasivt sätt. Denna pilotstudie är en del av ett större forskningsprojekt finansierat av Internationella ridsportförbundet (FEI), Stiftelsen svensk hästforskning och World Horse Welfare (WHW) (före detta International league for the protection of horses (ILPH)).
Syfte
Att testa en enkel utrustning för kvalitativ mätning av ridunderlag under fältmässiga förhållanden.
Genomförande
Försöken utfördes på fem svenska professionella tävlingsryttares träningsanläggningar. Två hästar från varje anläggning utrustades med specialutformade benskydd försedda med accelerometrar som sattes på skenan som vanliga strykkappor. Hästarna reds ett antal gånger över de olika underlagen som fanns att tillgå på anläggningen varvid data samlades in och med hjälp av en sändare i benskydden skickades data via telemetri trådlöst till en bärbar dator. På samtliga anläggningar reds hästarna på ett referensunderlag, antingen en hårt packad grusväg eller asfalt. Asfalt eller grusväg får anses vara ett underlag som är relativt likvärdigt med avseende på ytfasthet. Alla underlag dokumenterades med avseende på hur de var anlagda. Rådata från mätningarna bearbetades i MatLab och exporterades till Microsoft Excel© där vidare uppställningar och jämförelser gjordes. Analyser gjordes dels med avseende på totalaccelerationer samt andelen höga frekvenser, något som tros ha betydelse för uppkomsten av skelettskador.
För varje underlag på anläggningen jämfördes data från underlagen med referensunderlaget, antingen asfalt eller grusväg (eller både och). Genom att använda ett likartat, ytfast underlag som referens kunde man i större utsträckning bortse från de troliga skillnader som hästarnas olika rörelsemönster utgjorde.
Resultat och diskussion
Utifrån resultaten i denna studie kan man dra slutsatsen att man sannolikt kan utläsa skillnader i underlagets ytfasthet i data från en accelerometer fäst till skenan i ett benskydd. Data från var och en av de fyra anläggningar, där data från två hästar kunde analyseras, visade likartade skillnader mellan de olika underlagen och referensunderlaget. Den viktigaste slutsatsen om studiens upplägg är att man bör mäta hastigheten under försöken för att minimera risken att hastigheten bidrar till onödigt stor felkälla.