Analysis and characterization of the normal gait phases of walking Warmblood horses as a tool for the diagnosis of lameness / Análise e caracterização das fases do andamento normal dos cavalos através da combinação de fotogrametria e acelerometria como ferramenta para o diagnóstico da claudicação

Horses with lameness modify gait behavior, but when it is subtle, it may not be possible to identify it clinically. The objective of this research is to characterize the normal gait phases of walking Warmblood horses by combining photogrammetry and accelerometry to monitor lameness to indicate a structural or functional disorder in the extremities. The study was conducted in 23 adult male Warmblood horses. Photogrammetry was used to identify the kinematic variables of the limbs and the markers path over time; triaxial accelerometers were used to capture the orthogonal acceleration components. It was determined that only 10 horses showed a normal gait pattern, there was a 43% correspondence between the expert´s judgment and the diagnostic techniques. According to the Stashak classification of the gait phases, cycle phases to forelimb were 34/4/8/13/41, while for hind limb were 54/11/8/8/19 (% of the stride). The range of motion (ROM) of the neck, knee and fetlock joints was 45.52±5.63°, 196.04±19.7° and 209±11.52° respectively. A combination of experimental methods was used to identify the phases of gait cycle of healthy horses. There was a correspondence in the location of the points of maximum displacement of the limbs with both techniques. More detailed information on the limbs movement was obtained using the accelerometer technology. These methods are applicable to other conditions either outdoors or in the lab.(AU)

Os cavalos com claudicação modificam o comportamento do andamento. Porém, uma leve modificação pode não ser identificada clinicamente. O objetivo desta pesquisa foi caracterizar as fases do andamento normal dos cavalos através da combinação de fotogrametria e acelerometria, para identificar alterações estruturais ou funcionais nos membros. O estudo foi conduzido em 23 cavalos Warmblood machos adultos. A partir da fotogrametria foi possível obter as variáveis cinemáticas das extremidades e a trajetória dos marcadores ao longo do tempo. Por outro lado, os acelerômetros triaxiais foram usados para capturar as componentes ortogonais da aceleração. Determinou-se que apenas 10 cavalos mostraram um padrão de marcha normal, e houve uma correspondência de 43% entre pareceres dos peritos e as técnicas de diagnóstico. De acordo com a classificação das fases da marcha de Stashak, as fases do ciclo da extremidade anterior foram 34/4/8/13/41 enquanto para a extremidade posterior foram 54/11/8/8/19. A amplitude de movimento (ROM) de pescoço, joelho e sesamóide foram 45,52±5,63°, 196,04±19,7° e 209±11,52°, respectivamente. Uma combinação dos métodos experimentais foi utilizada para identificar as fases do ciclo de marcha de cavalos saudáveis. Constatou-se correspondência na localização dos pontos de deslocamento máximo do membro com ambas as técnicas. A informação mais detalhada do movimento dos membros foi obtida usando a acelerometria. Estes métodos são aplicáveis em outras condições, quer a campo ou no laboratório.(AU)

Analysis and characterization of the normal gait phases of walking Warmblood horses as a tool for the diagnosis of lameness / Análise e caracterização das fases do andamento normal dos cavalos através da combinação de fotogrametria e acelerometria como ferramenta para o diagnóstico da claudicação

Horses with lameness modify gait behavior, but when it is subtle, it may not be possible to identify it clinically. The objective of this research is to characterize the normal gait phases of walking Warmblood horses by combining photogrammetry and accelerometry to monitor lameness to indicate a structural or functional disorder in the extremities. The study was conducted in 23 adult male Warmblood horses. Photogrammetry was used to identify the kinematic variables of the limbs and the markers path over time; triaxial accelerometers were used to capture the orthogonal acceleration components. It was determined that only 10 horses showed a normal gait pattern, there was a 43% correspondence between the expert´s judgment and the diagnostic techniques. According to the Stashak classification of the gait phases, cycle phases to forelimb were 34/4/8/13/41, while for hind limb were 54/11/8/8/19 (% of the stride). The range of motion (ROM) of the neck, knee and fetlock joints was 45.52±5.63°, 196.04±19.7° and 209±11.52° respectively. A combination of experimental methods was used to identify the phases of gait cycle of healthy horses. There was a correspondence in the location of the points of maximum displacement of the limbs with both techniques. More detailed information on the limbs movement was obtained using the accelerometer technology. These methods are applicable to other conditions either outdoors or in the lab.(AU)

Os cavalos com claudicação modificam o comportamento do andamento. Porém, uma leve modificação pode não ser identificada clinicamente. O objetivo desta pesquisa foi caracterizar as fases do andamento normal dos cavalos através da combinação de fotogrametria e acelerometria, para identificar alterações estruturais ou funcionais nos membros. O estudo foi conduzido em 23 cavalos Warmblood machos adultos. A partir da fotogrametria foi possível obter as variáveis cinemáticas das extremidades e a trajetória dos marcadores ao longo do tempo. Por outro lado, os acelerômetros triaxiais foram usados para capturar as componentes ortogonais da aceleração. Determinou-se que apenas 10 cavalos mostraram um padrão de marcha normal, e houve uma correspondência de 43% entre pareceres dos peritos e as técnicas de diagnóstico. De acordo com a classificação das fases da marcha de Stashak, as fases do ciclo da extremidade anterior foram 34/4/8/13/41 enquanto para a extremidade posterior foram 54/11/8/8/19. A amplitude de movimento (ROM) de pescoço, joelho e sesamóide foram 45,52±5,63°, 196,04±19,7° e 209±11,52°, respectivamente. Uma combinação dos métodos experimentais foi utilizada para identificar as fases do ciclo de marcha de cavalos saudáveis. Constatou-se correspondência na localização dos pontos de deslocamento máximo do membro com ambas as técnicas. A informação mais detalhada do movimento dos membros foi obtida usando a acelerometria. Estes métodos são aplicáveis em outras condições, quer a campo ou no laboratório.(AU)

AVALIAÇÃO CLÍNICA, RADIOLÓGICA E TERAPÊUTICA DA OSTEOARTRITE EM GATOS

A doença articular degenerativa é uma das doenças que mais frequentemente acomete os felinos durante seu envelhecimento. Esta pode afetar somente o esqueleto apendicular, sendo reconhecida como osteoartrite ou englobar também os seguimentos espinhais, sendo classificada, portanto, como DAD. A doença se caracteriza pela inflamação e degeneração da cartilagem articular, podendo também alterar a conformação óssea. Este processo é acompanhado de dor e inflamação de forma contínua, podendo influenciar diretamente na atividade e qualidade de vida dos felinos. Além disso, o processo degenerativo não tratado pode levar à dor crônica e sensitização central. O diagnóstico da doença ainda representa um desafio, embora alta prevalência na população felina, os sinais clínicos da DAD são considerados discretos. Para isto, o uso de instrumentos de metrologia clínica tem se tornado cada vez mais relevantes no processo diagnóstico, embora ainda não exista uma ferramenta validada para tal no Brasil. A tecnologia também tem sido utilizada para auxiliar na avaliação diagnóstica e monitoração de tratamento em diversos estudos. Uma das ferramentas mais frequentemente escolhidas para os felinos é o acelerômetro. Entretanto, somente um dispositivo foi validado para a espécie. As terapias mais comumente empregadas na doença se baseiam no uso de anti-inflamatórios não esteroidais, suplementos articulares e analgésicos com possível ação central, embora nem todos os protocolos possuam evidências clínicas para seu uso. No presente trabalho foi possível realizar o processo de validação transcultural do Feline Musculoeskeletal Pain Score Chekclist (Feline MiPSC), visando sua utilização para triagem de dor musculoesquelética felina para aumentar as chances de diagnóstico dos gatos atendidos no país. O questionário apresentado neste estudo, pode ser associado ao exame ortopédico e avaliação radiográfica, aumentando a sensibilidade diagnóstica. A avaliação do acelerômetro Actigraph para uso em gatos também foi efetuada. O dispositivo foi comparado ao monitor previamente validado, fornecendo uma nova oportunidade para monitoração de atividade em gatos. Além disso, este estudo avaliou a resposta analgésica do meloxicam como único tratamento, ou associado ao tramadol e a gabapentina em gatos com DAD, comparando seus níveis de atividade e resposta clínica mediante tais protocolos.

Degenerative joint disease (DJD) is one of the most frequently diseases observed in cats during their ageing process. It is recognized as osteoarthritis (OA) when if affects exclusively the appendicular joints, or DJD if it also affects the spinal segments. The disease is characterized by inflammation and degeneration of the articular cartilage, potentially affecting bone conformation. This process is responsible for inducing pain and chronic inflammation and, possibly having directly influence in the activity and quality of life of cats. Moreover, the untreated degenerative process can lead to chronic pain and central sensitization. The diagnostic of DJD still represents a challenge, although, there is a high prevalence in the feline population once mild clinical signs are observed. For this reason, the use of clinical metrology instruments has become increasingly relevant for the diagnostic process, although there is still no validated tool for this purpose in Brazil. Technology has also been used to promote the diagnostic evaluation and treatment monitoring in several studies. One of the most recurrent tools for feline patients is the accelerometer. However, only one device has been validated for the species. The most common therapies for DJD are based on the use of non-steroidal anti-inflammatory drugs, joint supplements, and analgesics with possible central action, although not all protocols have clinical evidence for their use. In the present study, it was possible to carry out a cross-cultural validation process of the Feline Musculoskeletal Pain Score Checklist (Feline MiPSC), aiming its use for feline musculoskeletal pain screening and increasing the diagnostic chances of the cats seen in the country. The questionnaire presented in this research can be associated with orthopedic examination and radiographic evaluation, increasing the diagnostic sensitivity. The implementation of Actigraph accelerometer in cats was also evaluated. The device was compared to the previously validated monitors, providing a new possibility for activity monitoring in cats. Moreover, this study has evaluated the analgesic response of meloxicam alone, or associated with tramadol and gabapentin in cats with DAD, comparing their activity levels and clinical response to these different treatments.

Monitoramento de atividade física com acelerômetro em cães submetidos à correção cirúrgica de luxação patelar medial grau II e III

A luxação de patela é uma doença frequente na clínica de pequenos animais, especialmente em cães de porte pequeno. Embora existam muitas publicações acerca do assunto, não está bem elucidada a relação entre a melhora clínica e o aumento da atividade física voluntária do paciente no pós-operatório. O presente estudo teve por objetivo analisar de forma quantitativa, através do uso do acelerômetro, a atividade física voluntária de cães com luxação medial de patela grau II e III submetidos ao tratamento cirúrgico. Foram utilizados 11 animais, e os dados foram coletados em três momentos diferentes: antes, quinze e sessenta dias após a correção cirúrgica. O tipo e a intensidade da atividade física mensurada não sofreram variação significativa ao longo dos diferentes períodos de monitoramento. Não houve alteração na atividade física dos cães submetidos a diferentes técnicas cirúrgicas nos períodos de avaliação. Além disso, houve correlações positivas entre idade/grau e idade/atividade física; ou seja, o grau pareceu ser mais grave em pacientes mais velhos. Estes últimos apresentam níveis menores de atividade física vigorosa, com predomínio de atividade sedentária. Segundo os resultados referidos, pode-se concluir que cães com luxação patelar medial grau II e III, submetidos à correção cirúrgica, independente do procedimento realizado, não apresentam diferença na atividade física entre o período pré-operatório e 60 dias de pós-operatório.

Patellar luxation is a common disease in small animal medicine, particularly in small-breed dogs. Although many publications on the subject are available, the relationship between clinical improvement and patient increase in spontaneous postoperative physical activity remains unclear. This study aimed to quantitatively analyze, using an accelerometer, the spontaneous physical activity of dogs affected by medial patellar luxation grade II and III which were submitted to surgical correction. Eleven animals were used and data were collected at three different times: before surgery, and then fifteen days and sixty days after surgical correction. Type and intensity of physical activity measurements did not change significantly through different monitoring periods. At the same surveillance periods, no changes were detected in the physical activity of dogs submitted to different surgical techniques. Additionally, there were positive correlations between age and disease grade and between age and physical activity, meaning that patellar luxation grade were more severe in older patients. The latter also showed reduced levels of vigorous physical activity, exhibiting predominantly sedentary behavior. According to our results, we conclude that dogs with medial patellar luxation grade II and III which were submitted to surgical correction, regardless of the employed technique, do not show any significant difference in physical activity between preoperative and 60 days postoperative periods.

ANÁLISE BIOMECÂNICA DO ANDAMENTO EM POTROS DA RAÇA MANGALARGA MARCHADOR NOS PRIMEIROS 15 DIAS DE VIDA

Nosso estudo avaliou as características biomecânicas (comprimento e frequência da passada, deslocamento dorsoventral, potência dorsoventral, propulsão, potência médio lateral e potência total) de potros da raça Mangalarga Marchador, comparando com os melhores animais adultos da propriedade com o objetivo de identificar precocemente características desejáveis da marcha. Foram avaliados doze potros nos primeiros quinze dias de vida e dez adultos, em uma mesma propriedade. A obtenção das variáveis cinemáticas e cinéticas foi realizada com o equipamento de análise de andamento Equimetrix (Centaure Métrix, Fontainebleau, France) e a velocidade acompanhada com uso de GPS preso no braço do treinador. Foi realizada a comparação dos dois grupos, ao passo e à marcha. Nossos resultados demonstraram que ao passo podem ser observadas precocemente nesta raça a frequência e a simetria desde o nascimento e a regularidade a partir do décimo primeiro dia de vida. Em relação à marcha, a regularidade foi o único parâmetro consistente desde o nascimento.

The aim of this study was to compare the biomechanical characteristics of gait (length and frequency of the gait, dorsoventral displacement, dorsoventral power, propulsion, lateral power mean and total power) of foals and adult animals from Mangalarga Marchador breed to identify early characteristics of gait. Twelve foals were evaluated during the first 15 days of life and the results were compared to the mean values recorded from 10 adult horses. Kinematic and kinetic variables were obtained with Equimetrix (Centaure Métrix, Fontainebleau, France), and speed was monitored using a GPS attached to the trainer's arm. Step and marcha gait analyses were compared between groups. At walk, our results demonstrated that frequency and symmetry are similar to adults and can be observed early in foals since the day of birth whereas regularity is characteristic for this breed from the 11th day of life on. Regarding gait, regularity was the only consistent parameter since birth.

Uso do acelerômetro como método de mensuração de níveis de atividade física em equinos

A monitoração objetiva da atividade física traz grandes benefícios para a medicina veterinária, tanto em animais de estimação quanto de produção, por ser considerada um indicador de saúde e bem-estar animal. Conhecer o padrão natural de movimentação dos animais traz a possibilidade de correlacionar processos como dor ou estresse com uma eventual mudança de comportamento. Atualmente, os acelerômetros estão sendo amplamente utilizados para monitorar a atividade física de maneira objetiva, pois são dispositivos eletrônicos pequenos que permitem quantificar a frequência, duração e intensidade da atividade física através da mensuração da aceleração do movimento corporal. O objetivo deste trabalho é avaliar se o acelerômetro é capaz de quantificar a atividade física de equinos e identificar os diferentes níveis de atividade e andaduras. Foram utilizados 12 cavalos adultos, de diferentes raças utilizadas em provas de salto, equipados com seis acelerômetros fixados, um na cabeça, um na cernelha e um em cada membro torácico e um em cada membro pélvico. Os animais permanecerem em repouso durante 2 minutos e foram conduzidos, montados por um cavaleiro experiente, a passo, trote e galope durante 4 minutos no sentido horário e 4 minutos no sentido anti-horário. Os dados foram registrados em diferentes intervalos de amostragem ou epochs(15, 10, 5, 3 e 1 segundo) e convertidos em countspor minuto para que pudessem ser comparados. O acelerômetro foi capaz de medir a atividade física e de identificar quando o animal estava em repouso, ao passo, ao trote e ao galope em todos os locais analisados. Porém, os dados registrados na cernelha e nos membros pélvicos foram mais precisos para classificar as andaduras. O acelerômetro localizado na cabeça registrou os maiores valores quando o animal estava em repouso, o que reflete uma maior movimentação desta região mesmo quando não há deslocamento do animal. Não houve diferença estatisticamente significativa entre os dados registrados nos diferentes epochs. Concluise que o acelerômetro foi capaz de mensurar a atividade física na espécie equina e identificar o nível de atividade e andaduras, sendo que o posicionamento na cernelha e membro pélvico foram considerados mais adequados devido a maior precisão dos dados registrados. Além disso, os resultados obtidos não foram influenciados pelos diferentes intervalos de amostragem, portanto sugere-se que a utilização de epochsde 15 segundos é considerado adequado para o monitoramento da atividade física em equinos.

Objective monitoring of physical activity brings great benefits to veterinary medicine in pet and livestock animals, as it is considered an indicator of animal health and welfare. Knowing the natural pattern of animal movement provides relevant information, that later can be used to evaluate the possibility of pain or stress if there is a change in behavior. Nowadays, accelerometers are widely used to monitor physical activity in an objective way, since they are small electronic devices that allow quantifying the frequency, duration and intensity of physical activity by measuring the acceleration of body movement. The objective of this study is to evaluate the accelerometer capability to quantify the physical activity of horses and identify the different levels of activity and gaits. Twelve adult jumping horses of different breeds wore six accelerometers, one fixed on the head, one fixed on the withers and one fixed at each forelimb and each hindlimb. The animals would stand for 2 minutes, and then exercised by an experienced rider in three different gaits (walk, trot and gallop) for 4 minutes in a clockwise direction and 4 minutes in an anticlockwise direction. The data were recorded at different epochs (15, 10, 5, 3 and 1 second) and converted into counts per minute to be analyzed. Regardless of the location, the accelerometer was able to measure physical activity and to identify when the animal was at rest, walking, trotting and galloping. However, data recorded on the withers and hindlimbs were more accurate to classify gait. The accelerometer located on the head recorded the highest values when the animal was at rest, which reflects a greater movement of this region even when there is no displacement of the animal. There was no statistically significant difference between the data recorded in the different epochs. Therefore, we conclude that the accelerometer is able to measure physical activity in the horses, and to identify the level of activity and gaits, and the positioning at the withers and hindlimbs were considered more adequate due to the greater accuracy of the recorded data. In addition, the results obtained were not influenced by the different epochs used, so it we suggest that the use of 15-second epochs is considered adequate for the monitoring of physical activity in horses.