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文|娛梔

(資料圖片僅供參考)

編輯|娛梔

前言

馬場(chǎng)表面的機(jī)械性能被認(rèn)為，是馬肌肉骨骼損傷的外在危險(xiǎn)因素，在馬運(yùn)動(dòng)的站立階段。

當(dāng)?shù)孛娣醋饔昧κ┘釉谔阕由蠒r(shí)，會(huì)導(dǎo)致馬的蹄子在離開(kāi)地面時(shí)，首先會(huì)快速減速緊接著加速。

然后隨著馬的質(zhì)心在種植的腿上移動(dòng)，將馬向前推，較短的滑動(dòng)持續(xù)時(shí)間和較大的水平蹄減速，可能會(huì)在第三掌骨上施加較大的彎曲力矩，從而增加肌肉骨骼損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

水平蹄制動(dòng)時(shí)間越短，馬的第三掌骨縱向減速和高頻振蕩也較大，這可能會(huì)增加軟骨下骨和軟骨損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

馬蹄滑的距離和持續(xù)時(shí)間，預(yù)計(jì)著馬表面的速度影響，其中馬蹄在沙面小跑，比在砂紙表面上小跑時(shí)蹄減速更大，競(jìng)技場(chǎng)表面特性可能對(duì)蹄減速有顯著影響。

支撐或中間階段遵循沖擊和滑動(dòng)階段，其特點(diǎn)是蹄部運(yùn)動(dòng)相對(duì)較少，垂直載荷峰值相對(duì)較小。

如果支撐期間的蹄位移很大，可能需要馬施加更多的肌肉力來(lái)保持速度，使馬更容易疲勞。

最后，當(dāng)蹄子旋轉(zhuǎn)到表面并從地面抬起時(shí)，就會(huì)發(fā)生抓取或翻轉(zhuǎn)階段，在抓握過(guò)程中，蹄子能夠進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)到剪切強(qiáng)度較低的表面，這可以減少屈肌腱的應(yīng)變并防止打滑。

經(jīng)濟(jì)馬場(chǎng)的表面對(duì)馬匹的重要性

根據(jù)騎手給出的報(bào)告顯示，競(jìng)技場(chǎng)表面所需的表面特征因?qū)W科而異，與其他學(xué)科相比，障礙賽的特點(diǎn)是更高的地面反作用力和更高的進(jìn)近和著陸速度。

馬在跳躍表面必須支持更高的應(yīng)變率和更高的垂直和剪切載荷，因此，要了解馬運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技場(chǎng)表面特性與肌肉骨骼損傷風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系，特定運(yùn)動(dòng)期間比賽表面上的蹄運(yùn)動(dòng)非常重要。

運(yùn)動(dòng)期間的蹄部運(yùn)動(dòng)之前已經(jīng)用加速度計(jì)和高速運(yùn)動(dòng)捕捉記錄過(guò)，既往已有報(bào)道過(guò)跳躍時(shí)肢體對(duì)蹄運(yùn)動(dòng)的影響。

其中著陸時(shí)前肢表現(xiàn)出較低的蹄角、較高的水平蹄速度和更大的減速，然而馬場(chǎng)的表面類(lèi)型或表面特性對(duì)馬跳躍過(guò)程中，馬蹄運(yùn)動(dòng)的影響比較大。

表面類(lèi)型對(duì)馳騁期間蹄運(yùn)動(dòng)的影響先前已在后肢中得到表征，其中泥土表面在滑動(dòng)過(guò)程中表現(xiàn)出的腳跟水平運(yùn)動(dòng)明顯高于合成表面。

此外在全蠟沙道上觀察到前肢蹄的水平和垂直位移高于草皮履帶，通過(guò)了解表面類(lèi)型、表面成分或表面管理與蹄運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。

可以修改競(jìng)技場(chǎng)表面，以?xún)?yōu)化馬蹄在減速并加速的表面訓(xùn)練和比賽的所有馬奔跑的安全性。

因此馬場(chǎng)第一個(gè)目標(biāo)是表征馬的前肢蹄在跳躍過(guò)程中的角度、位移、速度和減速，以評(píng)估肢體、跳躍階段和表面類(lèi)型的影響，我們假設(shè)馬的前肢水平蹄子時(shí)減速會(huì)更大。

此外具有較大剪切力的表面預(yù)計(jì)具有更大的蹄減速，然而由于在考慮多種表面時(shí)，污垢和合成表面類(lèi)型之間的剪切力沒(méi)有顯著差異，因此預(yù)計(jì)表面類(lèi)型之間的蹄減速也不會(huì)有所不同。

第二個(gè)目標(biāo)是確定馬蹄運(yùn)動(dòng)的參數(shù)與競(jìng)技場(chǎng)表面的測(cè)量屬性之間的關(guān)系，馴馬師假設(shè)馬蹄水平運(yùn)動(dòng)與剪切特性呈負(fù)相關(guān)，垂直蹄運(yùn)動(dòng)與表面測(cè)試儀的垂直位移呈正相關(guān)，與其他垂直沖擊特性呈負(fù)相關(guān)。

材料和方法

1.研究設(shè)計(jì)

重復(fù)測(cè)量研究設(shè)計(jì)用于跟蹤四匹馬的太陽(yáng)蹄角度，位置、速度和加速在加利福尼亞州北部的十二個(gè)競(jìng)技場(chǎng)，從1.1米高的牛身上跳了三次。

所有馬匹使用的騎手和大頭釘?shù)闹亓繛?4公斤，在每個(gè)測(cè)試日開(kāi)始時(shí)，由有執(zhí)照的獸醫(yī)目視觀察馬的骨科疼痛和不適。

在測(cè)試期間，沒(méi)有馬表現(xiàn)出跛行的跡象，但是有一匹馬在第一個(gè)測(cè)試日不可用，它的蹄子出現(xiàn)了問(wèn)題，只能被淘汰。

所以真正跳上十二個(gè)競(jìng)技場(chǎng)表面的只有十一匹馬，這些數(shù)據(jù)是根據(jù)加州大學(xué)戴維斯分校發(fā)布的相關(guān)協(xié)議收集的跳躍競(jìng)技場(chǎng)表面對(duì)馬前肢生物力學(xué)的影響。

牛場(chǎng)之前有一個(gè)地桿和兩個(gè)橫軌居中，使馬匹接近測(cè)量的跳躍標(biāo)準(zhǔn)化，馬匹習(xí)慣了這些裝備后，在沒(méi)有跳桿的情況下通過(guò)跳躍網(wǎng)格進(jìn)行3次小跑試驗(yàn)，然后進(jìn)行練習(xí)跳躍試驗(yàn)。

在用表面測(cè)試設(shè)備在平行于跳躍網(wǎng)格的位置收集每匹馬的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)后，立即測(cè)量剪切力和垂直地面反作用力。

這些表面的剪切和垂直特性既往已有報(bào)道使用帶有代理蹄的線性剪切測(cè)試設(shè)備。

正態(tài)或非正態(tài)分布數(shù)據(jù)的所有變量中的中心趨勢(shì)和變異，在單個(gè)混合模型方差分析中評(píng)估了跳躍階段、肢體和競(jìng)技場(chǎng)表面材料對(duì)SHA、位移、速度和加速度的影響。

其中馬作為隨機(jī)效應(yīng)包括在內(nèi)，起飛時(shí)馬的跳躍高度和水平速度作為協(xié)變量包括在內(nèi)。

還分析了表面和相以及表面和鉛之間的更高水平的相互作用，方差分析殘差的正態(tài)性。

2.研究結(jié)果

對(duì)排名數(shù)據(jù)的方差分析用于具有非正態(tài)分布?xì)埐畹淖兞?，首先使用單變量回歸檢查蹄運(yùn)動(dòng)測(cè)量與表面成分、可管理因素、剪切表面屬性和垂直沖擊屬性的關(guān)系。

除了快速的水平減速外，障礙賽中馬匹還有損傷的次要機(jī)制，在最初的撞擊和滑行期間，馬在起飛時(shí)腳跟向下，在著陸時(shí)腳趾向下，當(dāng)蹄子以腳跟優(yōu)先配置撞擊表面時(shí)。

受傷風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)降低，因?yàn)樘愕慕Y(jié)構(gòu)在腳跟區(qū)域提供了更大的彈性，以減輕沖擊載荷，此外在腳跟優(yōu)先沖擊中，隨著蹄在站立期間旋轉(zhuǎn)到平坦方向，屈肌腱的張力會(huì)降低。

這部分抵消了胎鎖伸展引起的屈肌腱力增加，相比之下，腳趾優(yōu)先撞擊被認(rèn)為是舟狀動(dòng)脈疾病的一個(gè)促成因素，因?yàn)樘悴啃D(zhuǎn)和股骨伸展都會(huì)增加施加到深部手指屈肌腱和舟骨的力。

由于腳趾在跳躍著陸時(shí)首先撞擊，當(dāng)沖擊力最大化時(shí)，這支持了在英國(guó)非精英障礙賽馬中觀察到的海軍損傷高患病率的可能機(jī)制。

最后還確定了馬匹在跳躍過(guò)程中，馬蹄的運(yùn)動(dòng)與競(jìng)技場(chǎng)表面特性之間的幾個(gè)顯著關(guān)系，表面粘土含量與競(jìng)技場(chǎng)表面的蹄運(yùn)動(dòng)關(guān)系最顯著。

每個(gè)表面對(duì)馬蹄不同的影響

通常粘土含量較高的表面會(huì)減少或減慢蹄子的運(yùn)動(dòng)，粘土對(duì)蹄運(yùn)動(dòng)的影響類(lèi)似于紅土球場(chǎng)對(duì)網(wǎng)球的影響，因?yàn)檎惩恋母呋瑒?dòng)摩擦系數(shù)會(huì)降低球速。

此外具有較高表面溫度、更多可變尺寸顆粒和較少粘附的表面與滑動(dòng)階段蹄減速較少有關(guān)。

這些發(fā)現(xiàn)表明，具有這些特征的表面也可以通過(guò)減少第三掌骨的彎矩來(lái)降低馬受傷的風(fēng)，然而在單個(gè)競(jìng)技場(chǎng)表面內(nèi)。

成分和可管理屬性并未系統(tǒng)地調(diào)整，因此未來(lái)的研究需要了解改變單一表面管理或成分參數(shù)對(duì)蹄減速的個(gè)性化影響。

盡管剪切性能預(yù)計(jì)與馬蹄的水平位移呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)，尤其是在滑動(dòng)階段，但粘附是唯一與蹄運(yùn)動(dòng)相關(guān)的剪切性能，高剪切力限制了馬蹄運(yùn)動(dòng)的量。

粘附力和摩擦系數(shù)已被定義為評(píng)估人類(lèi)運(yùn)動(dòng)員比賽表面和鞋類(lèi)之間摩擦力的重要指標(biāo)。

其中更高的粘附力更大的摩擦系數(shù)有望減少滑移，盡管粘附與著陸時(shí)的幾個(gè)水平蹄運(yùn)動(dòng)變量有關(guān)。

但在所有情況下，粘附都與水平馬蹄的運(yùn)動(dòng)呈正相關(guān)，考慮到粘附的機(jī)械性質(zhì)，這一結(jié)果非常違反直覺(jué)，以防止蹄子移動(dòng)。

垂直蹄位移也有望與垂直沖擊測(cè)試儀的垂直位移密切相關(guān)，因?yàn)榇怪睕_擊測(cè)試裝置旨在模擬蹄與地面的相互作用。

然而沒(méi)有發(fā)現(xiàn)蹄子的垂直位移與測(cè)試儀的垂直位移之間的關(guān)系，在除4次跳躍試驗(yàn)外的所有試驗(yàn)中，蹄子垂直位移都超過(guò)了垂直測(cè)試儀進(jìn)入表面的最大位移。

并在不同表面之間的行為時(shí)，減少混雜變量的數(shù)量，然而即使進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)械測(cè)試設(shè)備也會(huì)有局限性，可能無(wú)法準(zhǔn)確或精確地表示馬蹄運(yùn)動(dòng)。

因此最好專(zhuān)注于增強(qiáng)和發(fā)展可以直接測(cè)量蹄部運(yùn)動(dòng)和力的非侵入性和低調(diào)設(shè)備，可是這樣的安排還是有 局限性和蹄伸桿在撞擊時(shí)可能的振動(dòng)有關(guān)，這與蹄的矢狀面運(yùn)動(dòng)不一致。

但是在查看視頻捕獲時(shí)可能會(huì)觀察到較大的振動(dòng)，并且在運(yùn)動(dòng)捕獲數(shù)據(jù)的高通過(guò)濾期間消除了小振動(dòng)。

這也就是說(shuō)馬匹在每個(gè)跑道的表面所發(fā)生的狀態(tài)不同，所以比較每種類(lèi)型的一到兩個(gè)表面，可以捕捉到更多相關(guān)的馬匹跳躍震動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

總結(jié)

最后在這次研究中，成分和可管理特性在特定競(jìng)技場(chǎng)表面內(nèi)沒(méi)有變化，因此，當(dāng)試圖確定表面參數(shù)對(duì)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的個(gè)性化影響時(shí)。

其他組成和可管理的性質(zhì)可能是混雜因素，表面溫度的混雜效應(yīng)尤其值得注意，因?yàn)槲酃副砻娴臏囟让黠@高于合成表面。

盡管在報(bào)告相關(guān)性時(shí)選擇了多元逐步回歸來(lái)統(tǒng)計(jì)解釋表面特性之間的可能關(guān)系，但未來(lái)的研究應(yīng)評(píng)估改變單個(gè)表面管理或成分參數(shù)對(duì)蹄運(yùn)動(dòng)的個(gè)性化影響。

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