Исследование травм конечностей у скаковых лошадей

Исследователи из Университета Мэсси изучают травмы конечностей у скаковых лошадей, фиксируя их 3D-движения на камеру и моделируя их на компьютере.

Доктор Боб Колборн из Massey Equine Group и аспирант-механик Алиенор Барден получили финансирование от The New Zealand Equine Trust для решения этой проблемы.

Значимость проблемы:

• Конная индустрия составляет около 2% ВВП Новой Зеландии.
• Около трети лошадей, начинающих тренировки и скачки, завершают карьеру из-за травм.
• Около трех четвертей этих травм — опорно-двигательные.
• Цель работы — оценить влияние различных поверхностей грунта на силы, действующие на конечность во время движения.

Методология:

• Лошадей заставляют рысью и галопом двигаться по дорожке на песчаной арене.
• Движение фиксируется над силовой платформой, встроенной в поверхность, с помощью шести инфракрасных камер.
• Камеры записывают 3D-движение сегментов конечностей на постоянной поверхности.

Анализ данных:

• Полученные базовые данные позволяют смоделировать и анимировать сегменты конечностей.
• На основе модели оцениваются силы, приложенные к связкам и сухожилиям.
• Модель используется для тестирования нагрузки на связки и сухожилия при изменении опоры и сил реакции грунта (например, при неожиданно мягкой или твердой поверхности в фазе опоры).

Цель моделирования: Определить, способны ли лошади реагировать на внезапное изменение состояния грунта во время нарушенной фазы опоры, или же реакция происходит только в следующей фазе опоры, когда поверхность уже могла снова измениться.

Научный контекст:

• Физические свойства поверхностей для верховой езды и скачек связывают с травмами конечностей у лошадей.
• Большая часть исследований в этой области сосредоточена на способности поверхности поглощать ударные и сдвигающие силы между копытом и грунтом.

Ключевой механизм и гипотеза:

• На мягком грунте поверхность поглощает силы удара, и конечность может оставаться относительно жесткой.
• На твердой поверхности конечность становится более податливой, чтобы смягчить ударные воздействия и снизить нагрузку.
• Однако эта податливость может иметь свою цену: если дистальные суставы меньше поддерживаются натяжением сухожилий, то разрушительные возмущения, вызванные твердым неровным грунтом, могут привести к скручиванию копыта при ударе и, как следствие, к повреждению связок или суставов.