Strategies to prevent re-injury after anterior cruciate ligament reconstruction using a three-dimensional knee joint model

膝前十字靱帯（ACL）損傷はスポーツ活動中に発生する重大な外傷のひとつである。ACLを損傷した選手が再びスポーツ活動を行うためには、ACL再建術を受け、リハビリテーションを経てスポーツ復帰する。しかしながら、スポーツへ復帰した選手のACL再受傷（2度目の損傷：Secondary injury）率は低くない。ACL再建術を受けリハビリテーションを経てスポーツ復帰した選手が再び受傷することは避けなければならない。よって、ACL再受傷（2度目の損傷）の予防策を講じる必要がある。本研究では、再受傷が生じる原因をスポーツ動作解析と3次元膝関節モデルを組み合わせて分析し、動作中の関節内の靭帯へのストレス状況を可視化することを目的とする。これまでの年度においてはノンコンタクト損傷が生じる動作のひとつであるジャンプ着地動作の解析を進め、ACL再建後スポーツ復帰を果たしている選手の両脚着地動作では、動作時の関節角度と床反力および着地タイミングに非対称性を認めたことからACL再受傷（2度目の損傷）のリスクになると考えられた。当該年度は、ACL損傷の受傷機転のひとつである片脚着地動作についても解析を進め、3次元動作解析データを反映させたコンピュータシミュレーションを実行し、有限要素モデルにて動作時にACLや半月板等へ生じる負荷を算出し可視化した。ジャンプ着地の膝関節の外反と回旋が大きな例では靭帯と半月板への応力が高くなる傾向にあった。この外反と回旋については脛骨後方傾斜角が存在することによって、大腿骨は後方へ滑り、相対的に脛骨は前方移動することが考えられた。今後、この検証を有限要素モデルを用いて進めて行く予定である。

膝前十字靱帯（ACL）損傷はスポーツ活動中に発生する重大な外傷のひとつである。ACLを損傷した選手が再びスポーツ活動を行うためには、ACL再建術を受け、リハビリテーションを経てスポーツ復帰する。しかしながら、スポーツへ復帰した選手のACL再受傷（2度目の損傷：Secondary injury）率は低くない。ACL再建術を受けリハビリテーションを経てスポーツ復帰した選手が再び受傷することは避けなければならない。よって、ACL再受傷（2度目の損傷）の予防策を講じる必要がある。本研究では、再受傷が生じる原因をスポーツ動作解析と3次元膝関節モデルを組み合わせて分析し、動作中の関節内の靭帯へのストレス状況を可視化することを目的とする。これまでの年度においてはノンコンタクト損傷が生じる動作のひとつであるジャンプ着地動作の解析を進め、ACL再建後スポーツ復帰を果たしている選手の両脚着地動作では、動作時の関節角度と床反力および着地タイミングに非対称性を認めたことからACL再受傷（2度目の損傷）のリスクになると考えられた。当該年度は、ACL損傷の受傷機転のひとつである片脚着地動作についても解析を進め、3次元動作解析データを反映させたコンピュータシミュレーションを実行し、有限要素モデルにて動作時にACLや半月板等へ生じる負荷を算出し可視化した。ジャンプ着地の膝関節の外反と回旋が大きな例では靭帯と半月板への応力が高くなる傾向にあった。この外反と回旋については脛骨後方傾斜角が存在することによって、大腿骨は後方へ滑り、相対的に脛骨は前方移動することが考えられた。今後、この検証を有限要素モデルを用いて進めて行く予定である。