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奶牛跛行问题严重影响动物福利和养殖效益，现有跛行检测方法存在诸多不足，且对前肢跛行运动模式研究较少。研究人员通过对 12 头奶牛进行试验，利用惯性测量单元（IMU）分析前肢跛行的运动学变化。结果发现 22 个运动参数在跛行前后有差异，该研究有助于开发自动跛行检测系统。
在奶牛养殖领域，跛行是一个让养殖户们头疼不已的问题。它不仅严重威胁奶牛的健康和福利，还会导致奶牛过早被淘汰，给养殖户带来巨大的经济损失。目前，奶牛跛行的检测主要依靠养殖户的肉眼观察，但这种方法主观性强、容易出现误差，而且还很容易受到 “barn blindness”（养殖户因习惯而忽视自家牛群问题）的影响，导致很多跛行奶牛不能被及时发现和治疗。同时，现有的跛行检测工具大多是基于后肢跛行的运动模式开发的，对于前肢跛行的检测效果不佳。在这样的背景下，深入研究奶牛前肢跛行的运动学变化，开发更有效的跛行检测方法迫在眉睫。
为了解决这些问题，瑞典农业科学大学瑞典畜牧研究中心的研究人员开展了一项关于奶牛前肢跛行运动学变化的研究。他们的研究成果发表在《animal》杂志上，为奶牛跛行的早期检测和治疗提供了重要的理论依据。
研究人员用到的主要关键技术方法如下：
首先是动物筛选，选取 17 头符合特定标准的奶牛，包括胎次、体态、临床检查和爪子检查结果等，最终 12 头奶牛的数据纳入研究。其次，采用新开发的跛行诱导方法，通过增加爪子压力模拟常见爪部疾病，引发奶牛轻度、可逆的单侧前肢跛行。最后，利用惯性测量单元（IMU）收集数据，在奶牛身上多个部位安装 IMU，采集其在直线行走时的运动数据，包括加速度和角速度等，并进行后续的分析处理 。
研究结果如下：
- 线性混合模型分析：对 31 个结果变量进行线性混合模型分析，发现 22 个变量在基线和跛行条件下有显著差异。步长在多数模型中有显著贡献，且步长与条件的交互作用在 17 个模型中显著。
- 肢体参数：跛行时，诱导前肢的最大伸展角度增加 1.5°，最大收缩角度减少 3.0°；非诱导前肢最大伸展角度减少 1.7°。除对侧后肢伸展角度外，其他后肢伸展和收缩角度均有 1.2° - 1.4° 的减少。同时，前肢跛行使奶牛步态更像踱步，多个肢体间蹄着地的相对时间发生改变。
- 上体参数：跛行时，头部（poll）、颈部的垂直运动范围增加，骨盆（TS）的垂直运动范围减小，背部垂直运动范围增加。头部和颈部的第一谐波（不对称分量）振幅显著增加，第二谐波（对称分量）振幅显著减小，表明上体垂直位移不对称性增加。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次专门调查奶牛前肢跛行的运动学变化，发现前肢跛行导致肢体最大伸展和收缩角度以及肢体间协调模式改变，上体运动也发生变化，如头部和颈部运动不对称性增加。虽然研究中观察到的变化较细微，但为开发自动跛行检测系统提供了重要信息。不过，研究中使用的跛行诱导方法虽模拟了常见爪部疾病，但仍需在临床跛行病例中进一步验证。此外，还需要进行纵向研究，以探究所研究参数在个体内随时间和不同跛行情节的稳定性。总的来说，该研究为奶牛跛行的研究和检测开辟了新的方向，对提高奶牛养殖效益和动物福利具有重要意义。
