Kongres Psi v pohybu

AK Vet Med, s.r.o. připravuje pod záštitou Asociace fyzioterapie a rehabilitace zvířat České republiky, z.s. kongres Psi v pohybu na kterém bude poprvé v ČR přenášet Prof. Dr. Dr. H. C. Martin S. Fischer z university Jena. Celý dvou denní kongres bude simultánně tlumočen do češtiny. Přihlásit na kongres se můžete ZDE.

  Prof. Dr. Dr. h. c. Martin S. Fischer

Martin Stephan Fischer (*10. července 1954 v Reutlingen) je německý zoolog, evoluční biolog a výzkumník pohybu. Od roku 1993 je Fischer profesorem zoologie a evoluční biologie na Univerzitě Friedricha Schillera v Jeně.

Fischer studoval v letech 1975-1983 v Tübingenu u Gerharda Mickoleita, Wolfa-Ernsta Reifa a Dolfa-Seilachera a v Paříži u Francoise Jouffroyové a Pascala Tassyho. Vliv na něj mělo i pozdější setkání s Dietrichem Starckem. V roce 1986 získal Fischer na univerzitě v Tübingenu doktorát (Dr. rer. nat.). Jeho disertační práce nesla název Die Stellung der Schliefer (Hyracoidea) im phylogenetischen System der Eutheria: zugleich ein Beitr. zur Anpassunsgeschichte d.Procaviidae. Jeden rok vyučoval anatomii člověka v Centru pro morfologii na univerzitě ve Frankfurtu nad Mohanem. Poté působil jako vědecký asistent Wolfganga Maiera v Zoologickém ústavu v Tübingenu. Ihned po habilitaci v roce 1993 byl jmenován do funkce vedoucího katedry speciální zoologie a evoluční biologie na Univerzitě Friedricha Schillera v Jeně, kde je dodnes ředitelem stejnojmenného ústavu a oddělení Fyletického muzea.

Martin S. Fischer je zakladatelem moderní fluoroskopie neboli rentgenové kinematografie v Německu. Jeho výzkum a výzkum jeho pracovní skupiny zahrnuje všechny hlavní skupiny suchozemských obratlovců, zejména savců a ptáky. V největším relevantním archivu ústavu na světě („Jenská sbírka rentgenových filmů“) je shromážděno více než 60 000 rentgenových filmů a asi 20 000 filmů z prvních 15 let práce jeho pracovní skupiny. Od roku 2005 se intenzivně zabývá pohybem psů a změnil pohled na jejich pohybový aparát, zejména ve veterinární medicíně. Od konce devadesátých let se podílí na národních i mezinárodních projektech vývoje vozíků pro psy. Fischer byl a je zapojen do mnoha národních a mezinárodních univerzitních, akademických a technických komisí (Vědecká rada, DFG, CNRS) a aktivně se podílel na budování své fakulty, mimo jiné jako děkan v období po sjednocení

Společně se svou ženou, kulturoložkou Barbarou Happe, pořádá každoročně pro univerzitu velké výroční výstavy umění ve staré tramvajové vozovně v Jeně. Na výstavě vystavují umělci jako Frank Stella, Peter Halley a Rotraut. Manželé jsou majiteli Haus Auerbach v Jeně, prvního soukromého Bauhausu, který v roce 1924 postavil Walter Gropius.

V roce 1986 obdržel Fischer za svůj doktorát sponzorskou cenu Německé společnosti pro mammalogii. V roce 2018 získal na katedře veterinárního lékařství Univerzity Justuse Liebiga v Giesenu (Department of Veterinary Medicine at Justus Liebig University of Giessenu udělila čestný doktorát.

Kniha Psi v pohybu (Dogs in motion)

Tato kniha přináší množství fascinujících poznatků o pohybu psů, dosud téměř neznámé oblasti, podaných vědeckým stylem, který je obecně srozumitelný. Rozsáhlý soubor dat a obrázků je tak zpracován v bohatě ilustrované publikaci. „Dog in motion“, zaujme nejen vědeckými výsledky a nastavuje nová měřítka animací průběhu pohybu do videosekvencí, ilustrace slouží dvojím způsobem, jsou poučné a estetické. Ilustrace vytvořili Lauströer a Andikfar. Tato velmi zajímavá kniha neoslovuje výhradně vědce, ale je určena všem majitelům psů a lidem, kteří se zajímají o psy (nebo o anatomii savců) obecně, jak je nastíněno v úvodu. Ke knize je přiloženo DVD s rozsáhlým obrazovým materiálem obsahujícím vysokorychlostní videa vybraných psů, rentgenové snímky a mnoho animací. Inovativní ilustrační styl oživuje anatomii psů a názorně ukazuje kostru a svaly a pojivové tkáně při pohybu. Kniha vychází z výsledků dosud nejrozsáhlejší studie na toto téma, experimentu, kterého se zúčastnilo 327 psů 32 různých plemen, a přináší zcela nové poznatky o pohybových sekvencích, které psi provádějí. Přiložené DVD obsahuje více než 400 filmů, rentgenových snímků a 3D animací a s přesností a názorností demonstruje jak variabilitu, tak uniformitu psí lokomoce. Předchozí studie o pohybu psů se zaměřovaly na poruchy lokomoce psů, zatímco jiné se soustředily na konkrétní aspekty pohybu. Přesné sekvence pohybu v rámci pohybového systému nebyly známy, dokud Fischer a jeho tým nezačali studovat zdravé psy v pohybu. Kniha „Dog in motion“ obsahuje komplexní výsledky studie více než 300 psů a jejich pohybu v kroku, klusu nebo cvalu. Psi byli zkoumáni několika technikami, aby se odhalilo, jak se pohybují. Martin Fischer a Karin Lilje použili vysokorychlostní rentgenové snímky a také infračervené snímání založené na reflexních bodech umístěných na psech, aby zaznamenali detaily jejich pohybu ze strany i zepředu. Kombinací těchto metod získali údaje o pohybu psů v dosud neznámé přesnosti. Zajímavé je, že zjistili, že bez ohledu na to, jaké plemeno psa sledovali, se vzorce pohybu shodují. Ačkoli se chůze mnoha plemen mohou zdát velmi odlišné, základní pohyby kostí, svalů a pojivových tkání se tolik neliší. Vezmeme-li v úvahu proporce předních končetin psů, Fischer a spol. zjistili, že jsou u všech plemen psů téměř totožné. Pokud jde o celkovou délku přední končetiny, délka pažní kosti činí vždy přesně 27 %. Z toho lze vyvodit, že všichni psi běhají velmi podobně – ať už jde o plemeno toy nebo německého ovčáka či německou dogu. Studie ukazuje, že dosavadní zobrazení a učebnice byly neúplné nebo dokonce chybné, zejména pokud jde o výšky odpovídajících částí hrudních a pánevních končetin. Lopatka, představující ramenní pletenec u psů, a os coxae jsou často zobrazovány ve stejné úrovni, zatímco skutečné umístění těchto kloubů je ve skutečnosti odlišné. Spíše si odpovídají stehenní kost (stehno) a lopatka, stejně jako pažní kost a holenní kost (tibia/fibula) a předloktí a střední část chodidla pánevní končetiny. Podle autorů se lopatka a předloktí pohybují v odpovídajícím pohybu se stehnem a středním chodidlem pánevní končetiny, což je jinak, než jsme si dříve mysleli. Kyčelní a ramenní kloub zvířat nejsou na stejné úrovni, tyto klouby spolu nekorelují. A nejsou středem rotace při pohybech. Středem rotace předních končetin je lopatka. Lopatka je s kostrou spojena pouze prostřednictvím svalů (druh synsarkózy). Vlastní ramenní kloub zůstává při pohybu téměř nehybný. Velká rozmanitost domácích psů se pohybuje vzásadě podobně, domestikací vyvolaná variabilita morfologie jako extrémní formy selektivním šlechtěním tyto základní podobnosti nezměnila. Bylo by fascinující porovnat všechny tyto vysoce zajímavé poznatky o pohybu psů s poznatky o „vlku v pohybu“, abychom si udělali představu o změnách způsobených domestikací vztahujících se k procesu pohybu. Člověkem odchovaný vlk před pohlavní dospělostí by se mohl pohybovat aměřit stejně jako psi. Je možné, že základní pohyby se nebudou tolik lišit. Fischer a Lilje osvětlili průběh pohybu u psů. Jejich zjištění změní i akademickou výuku. Kniha „Dog in motion“ by se měla stát nezbytnou součástí výuky anatomie v kurzech veterinární medicíny a zoologie.

Nová studie

   Každý majitel štěněte či mladého psa hledá odpovědi na otázky o pohybu štěněte, tak aby zabránil vzniku ortopedických onemocnění. Otázky typu: Kolik minut či hodin se smí pohybovat štěně?, Co se stane, když se táto ideální hodnota překročí?, Nezpůsobí nadbytek pohybu opotřebení kloubů?, Je možné nechat štěně chodit do schodů a ze schodů?. Bohužel do dnešní doby moc odpovědí na tyto otázky neznáme, myslím, vědecky ověřené odpovědi. A jak říkají autoři nové studie: Kde končí znalosti, začínají názory. A ty nemusí být vždy pravdivé. Abychom se tedy dozvěděli vědecká fakta o vývoji pohybu u štěňat a mladých psů byla v roce 2021 v Německu za účasti prof.dr.Dr.h.c. Martina S. Fischera započata velká, několikaletá studie o vývoji pohybu u vybraných plemen.

Studie, která by měla odpovědět na otázky typu:

•  Mění se pohyb/pohybový vzorec během vývoje od štěněte k dospělému psovi?
• Jak se mění pohyb/pohybový vzorec u dospělého psa?

Kromě toho se zaobírá otázkou, zda jsou zjištěné odchylky od normy časným indikátorem poruch pohybového aparátu. To znamená, že v ideálním případě lze velmi brzy u štěněte identifikovat rozvoj onemocnění jako např. dysplazie kyčelního kloubu nebo dysplazie lokte. Cílem je zdokumentovat různorodost vývoje, zejména sourozenců z vrhu, ale přinejmenším v rámci jednoho plemene.

Měření parametrů pohybu se začínají měřit u štěňat ve věku před 16. týdnem až po dosažení dospělosti. Psi jsou sledováni po dobu 3 let. Výběr plemen vycházel ze skutečnosti, že u některých plemen se častěji vyskytují dědičné změny pohybového aparátu. Vybráni byli, za pomoci prof.Dr.Petera Friedricha, prezidenta VDH, čistokrevní jedinci plemen erdelteriér, australský ovčák, bígl, belgičtí ovčáci (malinois, groenedael, laekenois, tervueren), bernský salašnický pes, border kolie, boxer, kolie, zlatý retrívr, velký švýcarský salašnický pes, hovawart, sibiřský husky, samojed, aljašský malamut, rotvajler, skotský teriér, vipet, velscorgi.

Vyšetření se provádí za pomoci běhacího systému CanidGait® – běžecký pás vybavený přístroji s maticí tlakových sensorů, které zaznamenávají vertikální síly končetin a detailní rozložení tlaku v tlapě psa, stejně jako metrické parametry (délky kroků, délku cyklu chůze, rychlost a trvání a délku fáze podpěry a vznosu – kmitu). Zjištěním polohy těžiště během pohybu získáme cenné informace o symetrii chůze.

V průběhu studie účastníci vyplňují dotazníky týkající se vývoje jejich psa.

Více zde: https://gangwerkentwicklung.uni-jena.de/about

Dynamika končetin u agility skoků

Dynamika různých chodů psů byla zkoumána v mnoha pracích, ale neexistují studie, které by se zaměřovaly na dynamiku končetin při skocích. Skákání je podstatnou součástí agility, psího sportu, při kterém psovodi vedou své psy přes překážkovou dráhu, v co nejkratším čase. Předpokládali jsme, že parametry končetin, jako je délka a tuhost končetiny, ukazují na úroveň dovedností psů. Analyzovali jsme globální parametry končetin při skákání u 10 pokročilých a 10 začínajících psů. V experimentech jsme shromažďovali 3D kinematiku a síly reakce na zem při skocích psů při vysokých rychlostech. Naše výsledky odhalily obecné strategie ovládání končetin při skákání a zdůraznily rozdíly mezi pokročilými a začínajícími psy. Při odrazu byla prostorově vedoucí hrudní končetina o 75 % (P<0,001) tužší, než následující hrudní končetina. Při doskoku byla následující hrudní končetina o 14 % (P<0,001) tužší, než vedoucí hrudní končetina. To naznačuje vzpěrné působení hrudních končetin k dosažení výšky skoku při vzletu a k přenosu vertikální rychlosti na horizontální rychlost při dopadu (se změnami rolí hrudních končetin). Během doskoku byly poddajnější (24 %) hrudní končetiny začátečníků (P=0,005), což má za následek o 17 % (P=0,017) vyšší kompresi končetin ve fázi podpěru. Toto souviselo s větší mírou excentrické svalové kontrakce, což by zase mohlo vysvětlovat častější poranění měkkých tkání, ke kterým často dochází v oblasti ramene u psů začátečníků. U všech končetin byla délka končetiny při odrazu větší u pokročilých psů. Délka a tuhost končetin by tedy mohly být použity jako objektivní měřítka dovedností.

Söhnel K, Rode C, de Lussanet MHE, Wagner H, Fischer MS, Andrada E. Limb dynamics in agility jumps of beginner and advanced dogs. J Exp Biol. 2020 Apr 1;223(Pt 7):jeb202119. https://doi.org/10.1242/jeb.202119 PMID: 32098886.

Hrudní končetina bígla

   První vysoce přesná 3D kinematická data zadních končetin in vivo zaznamenaná u normálních psů čtyř plemen (bígl, francouzský buldok, malinois, vipet) pomocí biplanární vysokofrekvenční fluoroskopie v kombinaci s 3D optoelektrickým systémem a následnou analýzou XROMM bez použití markerů (Scientific Rotoskopie, SR nebo proces 3D-2D registrace) odhalí

1. 3D kinematiku zadních končetin v dosud nevídané míře,
2. podstatná omezení při používání údajů založených na kožních markerech.

Očekávali jsme, že že kinematika zadních končetin se bude lišit v závislosti na tvaru těla. Srovnání čtyř plemen však stanovuje, že francouzský buldoček se liší od ostatních, pokud jde o trajektorie ve frontální rovině (abdukce/addukce) a rotace stehenní kosti v dlouhé ose. Francouzští buldočci převádějí rozsáhlou rotaci v dlouhé ose stehenní kosti (>30°) do silného laterálního posunu a rotace kolem kraniokaudální (roll) a distálněproximální části osy kosti (odklon) pánve, aby se kompenzovala silně abdukovaná poloha zadních končetin na začátku stání. Předpokládáme, že plemena, která vykazují neobvyklou kinematiku, zejména vysokou abdukci stehenní kosti, mohou být náchylná k vyššímu dlouhodobému zatížení křížových vazů.

Fischer M.S., Silvia V. Lehmann S.V., Andrada E.. Three-dimensional kinematics of canine hind limbs: in vivo, biplanar, high-frequency fluoroscopic analysis of four breeds during walking and trotting. Scientific REporTS | (2018) 8:16982 | https://doi.org/10.1038/s41598-018-34310-0

3-D inverzní dynamickou analýzu celé hrudní končetiny zdravých psů při chůzi a klusu

CÍL
Provést 3-D inverzní dynamickou analýzu celé hrudní končetiny zdravých psů při chůzi a klusu.

ZVÍŘATA
5 zdravých dospělých bíglů.

POSTUPY
Levá hrudní končetina každého psa byla opatřena 19 anatomickými značkami. Rentgenová fluoroskopie byla použita k optimalizaci polohy markerů a k provedení vědecké rotoskopie u 1 psa. Pro každého psa byla vypočtena inverzní dynamika při chůzi a klusu na základě údajů získaných z infračerveného systému zachycení pohybu a instrumentovaného čtyřpásmového pásu. Morfometrické údaje byly získány z virtuální rekonstrukce levé hrudní končetiny vytvořené na základě CT téhož psa, u kterého byla provedena vědecká rotoskopie.

VÝSLEDKY
Segmentální úhly, točivý moment a silové vzorce byly popsány pro segmenty lopatky, pažní kosti, loketní kosti a karpu v tělesném rámci. U lopatky a pažní kosti se kinematika a dynamika stanovená na základě údajů z fluoroskopie podstatně lišila od kinematiky a dynamiky stanovené na základě údajů z markerů. Bylo potvrzeno dominantní působení rotace lopatky na kinematiku přední končetiny. Směrové změny ve vzorcích točivého momentu a síly pro každý segment byly mezi oběma chůzemi poměrně konzistentní, ale amplituda těchto změn byla často větší při klusu, než při chůzi.

ZÁVĚRY A KLINICKÝ VÝZNAM
Výsledky ukázaly, že ovládání kloubů hrudních končetin psů je podobné jak při chůzi, tak při klusu. Rotace hrudní končetiny kolem podélné osy a pohyb lopatky by měly být znovu zváženy při hodnocení onemocnění pohybového aparátu, zejména před léčbou nebo rehabilitací a po ní.

Andrada E., Reinhardt L., Lucas K., Fischer M. S.. Three-dimensional inverse dynamics of the forelimb of Beagles at a walk and trot. Am J Vet Res2017;78:804-817, https://doi.org/10.2460/ajvr.78.7.804