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文|娛梔

(資料圖片僅供參考)

編輯|娛梔

前言

馬場表面的機械性能被認為，是馬肌肉骨骼損傷的外在危險因素，在馬運動的站立階段。

當地面反作用力施加在蹄子上時，會導致馬的蹄子在離開地面時，首先會快速減速緊接著加速。

然后隨著馬的質心在種植的腿上移動，將馬向前推，較短的滑動持續(xù)時間和較大的水平蹄減速，可能會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險。

水平蹄制動時間越短，馬的第三掌骨縱向減速和高頻振蕩也較大，這可能會增加軟骨下骨和軟骨損傷的風險。

馬蹄滑的距離和持續(xù)時間，預計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蹄減速更大，競技場表面特性可能對蹄減速有顯著影響。

支撐或中間階段遵循沖擊和滑動階段，其特點是蹄部運動相對較少，垂直載荷峰值相對較小。

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保持速度，使馬更容易疲勞。

最后，當蹄子旋轉到表面并從地面抬起時，就會發(fā)生抓取或翻轉階段，在抓握過程中，蹄子能夠進一步旋轉到剪切強度較低的表面，這可以減少屈肌腱的應變并防止打滑。

經濟馬場的表面對馬匹的重要性

根據騎手給出的報告顯示，競技場表面所需的表面特征因學科而異，與其他學科相比，障礙賽的特點是更高的地面反作用力和更高的進近和著陸速度。

馬在跳躍表面必須支持更高的應變率和更高的垂直和剪切載荷，因此，要了解馬運動員的競技場表面特性與肌肉骨骼損傷風險的關系，特定運動期間比賽表面上的蹄運動非常重要。

運動期間的蹄部運動之前已經用加速度計和高速運動捕捉記錄過，既往已有報道過跳躍時肢體對蹄運動的影響。

其中著陸時前肢表現出較低的蹄角、較高的水平蹄速度和更大的減速，然而馬場的表面類型或表面特性對馬跳躍過程中，馬蹄運動的影響比較大。

表面類型對馳騁期間蹄運動的影響先前已在后肢中得到表征，其中泥土表面在滑動過程中表現出的腳跟水平運動明顯高于合成表面。

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，通過了解表面類型、表面成分或表面管理與蹄運動之間的關系。

可以修改競技場表面，以優(yōu)化馬蹄在減速并加速的表面訓練和比賽的所有馬奔跑的安全性。

因此馬場第一個目標是表征馬的前肢蹄在跳躍過程中的角度、位移、速度和減速，以評估肢體、跳躍階段和表面類型的影響，我們假設馬的前肢水平蹄子時減速會更大。

此外具有較大剪切力的表面預計具有更大的蹄減速，然而由于在考慮多種表面時，污垢和合成表面類型之間的剪切力沒有顯著差異，因此預計表面類型之間的蹄減速也不會有所不同。

第二個目標是確定馬蹄運動的參數與競技場表面的測量屬性之間的關系，馴馬師假設馬蹄水平運動與剪切特性呈負相關，垂直蹄運動與表面測試儀的垂直位移呈正相關，與其他垂直沖擊特性呈負相關。

材料和方法

1.研究設計

重復測量研究設計用于跟蹤四匹馬的太陽蹄角度，位置、速度和加速在加利福尼亞州北部的十二個競技場，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的重量為84公斤，在每個測試日開始時，由有執(zhí)照的獸醫(yī)目視觀察馬的骨科疼痛和不適。

在測試期間，沒有馬表現出跛行的跡象，但是有一匹馬在第一個測試日不可用，它的蹄子出現了問題，只能被淘汰。

所以真正跳上十二個競技場表面的只有十一匹馬，這些數據是根據加州大學戴維斯分校發(fā)布的相關協(xié)議收集的跳躍競技場表面對馬前肢生物力學的影響。

牛場之前有一個地桿和兩個橫軌居中，使馬匹接近測量的跳躍標準化，馬匹習慣了這些裝備后，在沒有跳桿的情況下通過跳躍網格進行3次小跑試驗，然后進行練習跳躍試驗。

在用表面測試設備在平行于跳躍網格的位置收集每匹馬的運動學數據后，立即測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道使用帶有代理蹄的線性剪切測試設備。

正態(tài)或非正態(tài)分布數據的所有變量中的中心趨勢和變異，在單個混合模型方差分析中評估了跳躍階段、肢體和競技場表面材料對SHA、位移、速度和加速度的影響。

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

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.研究結果

對排名數據的方差分析用于具有非正態(tài)分布殘差的變量，首先使用單變量回歸檢查蹄運動測量與表面成分、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制，在最初的撞擊和滑行期間，馬在起飛時腳跟向下，在著陸時腳趾向下，當蹄子以腳跟優(yōu)先配置撞擊表面時。

受傷風險可能會降低，因為蹄的結構在腳跟區(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到平坦方向，屈肌腱的張力會降低。

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)先撞擊被認為是舟狀動脈疾病的一個促成因素，因為蹄部旋轉和股骨伸展都會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首先撞擊，當沖擊力最大化時，這支持了在英國非精英障礙賽馬中觀察到的海軍損傷高患病率的可能機制。

最后還確定了馬匹在跳躍過程中，馬蹄的運動與競技場表面特性之間的幾個顯著關系，表面粘土含量與競技場表面的蹄運動關系最顯著。

每個表面對馬蹄不同的影響

通常粘土含量較高的表面會減少或減慢蹄子的運動，粘土對蹄運動的影響類似于紅土球場對網球的影響，因為粘土的高滑動摩擦系數會降低球速。

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階段蹄減速較少有關。

這些發(fā)現表明，具有這些特征的表面也可以通過減少第三掌骨的彎矩來降低馬受傷的風，然而在單個競技場表面內。

成分和可管理屬性并未系統(tǒng)地調整，因此未來的研究需要了解改變單一表面管理或成分參數對蹄減速的個性化影響。

盡管剪切性能預計與馬蹄的水平位移呈強負相關，尤其是在滑動階段，但粘附是唯一與蹄運動相關的剪切性能，高剪切力限制了馬蹄運動的量。

粘附力和摩擦系數已被定義為評估人類運動員比賽表面和鞋類之間摩擦力的重要指標。

其中更高的粘附力更大的摩擦系數有望減少滑移，盡管粘附與著陸時的幾個水平蹄運動變量有關。

但在所有情況下，粘附都與水平馬蹄的運動呈正相關，考慮到粘附的機械性質，這一結果非常違反直覺，以防止蹄子移動。

垂直蹄位移也有望與垂直沖擊測試儀的垂直位移密切相關，因為垂直沖擊測試裝置旨在模擬蹄與地面的相互作用。

然而沒有發(fā)現蹄子的垂直位移與測試儀的垂直位移之間的關系，在除4次跳躍試驗外的所有試驗中，蹄子垂直位移都超過了垂直測試儀進入表面的最大位移。

并在不同表面之間的行為時，減少混雜變量的數量，然而即使進一步發(fā)展，機械測試設備也會有局限性，可能無法準確或精確地表示馬蹄運動。

因此最好專注于增強和發(fā)展可以直接測量蹄部運動和力的非侵入性和低調設備，可是這樣的安排還是有 局限性和蹄伸桿在撞擊時可能的振動有關，這與蹄的矢狀面運動不一致。

但是在查看視頻捕獲時可能會觀察到較大的振動，并且在運動捕獲數據的高通過濾期間消除了小振動。

這也就是說馬匹在每個跑道的表面所發(fā)生的狀態(tài)不同，所以比較每種類型的一到兩個表面，可以捕捉到更多相關的馬匹跳躍震動運動。

總結

最后在這次研究中，成分和可管理特性在特定競技場表面內沒有變化，因此，當試圖確定表面參數對關節(jié)運動的個性化影響時。

其他組成和可管理的性質可能是混雜因素，表面溫度的混雜效應尤其值得注意，因為污垢表面的溫度明顯高于合成表面。

盡管在報告相關性時選擇了多元逐步回歸來統(tǒng)計解釋表面特性之間的可能關系，但未來的研究應評估改變單個表面管理或成分參數對蹄運動的個性化影響。

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