全肢体屈曲测试对主人饲养的马匹的静态和动态肌肉活动以及步态不对称性的影响

该研究通过表面肌电图和惯性测量单元，分析了全肢屈曲测试对16匹温血马肌肉活动和步态不对称的影响。结果显示屈曲测试期间及后续 trot 阶段肌肉活动无显著变化，但骨盆最大垂直位移在屈曲测试后显著增加（左后肢8.4±2.4mm，右后肢8.1±2.4mm，p<0.05），提示屈曲测试可能通过非肌肉机制影响运动对称性。

　　
本研究聚焦于评估马匹屈膝试验对神经肌肉功能及运动不对称性的影响。屈膝试验作为临床常用的诊断手段，其作用机制存在争议，尤其是关于静态肌肉激活和动态运动调整的关联性尚不明确。本研究通过表面肌电（sEMG）和惯性测量单元（IMU）的联合监测，系统探究了屈膝试验对健康马匹肌肉活动及运动模式的潜在影响。

### 背景与核心问题
屈膝试验通过被动拉伸关节囊和韧带，诱发局部疼痛反应以辅助诊断运动障碍。然而，该操作可能通过神经肌肉调节引发全身性反应，包括运动不对称性。现有研究多关注疼痛诱发机制，但对屈膝试验本身对肌肉活动的直接影响缺乏定量分析。本研究特别关注两点：其一，屈膝试验是否直接改变被测肢体的肌肉活动模式；其二，该操作是否通过改变重心分布或肌肉协调性，导致运动链的连锁反应。

### 研究方法与技术创新
实验采用16匹健康温血马作为样本，通过随机分组进行单侧肢体屈膝试验（持续60秒），随后采集动态运动数据。方法学上的创新包括：
1. **多维度生物信号采集**：结合表面肌电（监测5-10块关键肌肉群）与IMU（追踪头、肩、骨盆三维运动），实现神经肌肉活动与运动生物力学参数的同步记录。
2. **标准化数据处理**：采用双向四阶Butterworth滤波（40-450Hz）消除噪声，通过基线测量（静止状态）和动态对比（行走状态）消除个体差异。
3. **运动不对称性量化**：引入MinDiff（最小垂直位移差值）和MaxDiff（最大垂直位移差值）参数，精确量化运动链各节段的协同性变化。

### 关键发现解析
#### 静态肌电活动特征
所有测试组别（包括单侧屈膝试验）的静息肌电信号与基线相比无统计学差异（p>0.05）。这一结果提示：
- 屈膝试验本身可能未直接激活深层稳定肌群（如腰背肌群）
- 马匹可通过调整非测试侧肢体代偿维持平衡
- 静态肌电活动可能受试后动态运动的影响

#### 动态运动链响应
1. **骨盆运动模式改变**：
- MaxDiff值在单侧屈膝后显著增加（左后肢组：8.4±2.4mm，p=0.002；右后肢组：8.1±2.4mm，p=0.004）
- 这种"骨盆上抬"现象可能源于：
- 屈膝侧肢体负重力增加触发的反向调节
- 非测试侧肢体支撑压力传导至骨盆
- 脊柱稳定肌群（如腰背肌）的潜在代偿活动
2. **运动不对称性传导**：
- 骨盆MaxDiff与后肢屈膝试验存在显著相关性（r=0.83）
- 但未检测到头、肩段的横向位移差异（MinDiff/MaxDiff值在±2mm范围内波动）
- 提示屈膝试验可能通过单侧肢体支撑压力引发骨盆动力学改变，而非直接导致上肢运动链紊乱

### 机制探讨与临床启示
#### 神经肌肉调控机制
- **肌肉活动抑制现象**：测试侧屈肌群（如股二头肌）和稳定肌群（如臀中肌）在静息阶段无激活变化，表明屈膝试验未直接引发肌肉保护性收缩
- **中枢抑制假说**：可能存在脊髓水平抑制对屈膝侧肌肉的过度激活，同时未激活对侧稳定肌群，导致骨盆动态力学失衡
- **本体感觉重塑**：60秒的被动屈膝可能短暂改变关节囊本体感觉输入，影响后续运动模式

#### 临床应用价值
1. **诊断特异性存疑**：
- 健康马匹在屈膝试验后仅出现骨盆动力学改变，未伴随典型疼痛相关肌肉激活模式
- 动态不对称性（MaxDiff>5mm）可能作为异常征兆，但需结合其他指标综合判断
2. **操作标准化建议**：
- 需统一屈膝角度（当前研究未量化具体关节屈曲程度）
- 建议延长动态监测时间至3-5个步态周期，捕捉更全面的运动链调整
3. **技术改进方向**：
- 采用可穿戴式EMG设备实现双侧同步监测
- 结合超声弹性成像评估软组织反应

### 局限性分析
1. **力学参数测量局限**：
- IMU定位未覆盖整个脊柱，可能低估深层肌群活动
- 跑步速度波动（±10%）可能影响运动链分析
2. **样本代表性问题**：
- 仅纳入温血马品种，不同马种可能存在响应差异
- 健康标准采用主诉评估，未排除亚临床疼痛状态
3. **试验设计限制**：
- 未区分主动屈膝与被动牵拉的效果差异
- 单侧肢体试验可能掩盖双侧交互作用

### 未来研究方向
1. **多模态数据融合**：
- 结合红外热成像（评估皮肤血流变化）和超声心动图（评估心肌反应）
- 开发AI驱动的步态分析系统（如当前Sleip应用的基础）
2. **机制验证实验**：
- 通过局部麻醉验证疼痛受体参与度
- 采用运动捕捉系统量化精确关节角度变化
3. **长期效应追踪**：
- 评估屈膝试验引发的神经肌肉适应性变化
- 研究运动不对称性是否预示未来发病风险

### 总结
本研究证实屈膝试验可通过影响骨盆动力学参数（MaxDiff>8mm）产生可检测的运动不对称性，但未发现传统认知中的肌肉激活模式改变。这提示临床应用中需区分表面肌电信号与深层运动单位活动，建议将骨盆动力学评估纳入屈膝试验的标准化分析流程。对于亚临床状态马匹，单一屈膝试验结果可能存在较高假阳性率，需结合多指标综合诊断。