変形性膝関節症者の屋内・屋外環境下での膝関節にかかる負荷の相違

室内外环境下膝骨关节炎患者膝关节承受的负荷差异

• 批准号: 20K19372
• 负责人: 矢口 春木
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K19372/
• 关键词: ウェアラブルセンサ; 変形性膝関節症; 歩行解析; バイオメカニクス; 屋外階段昇降; バイオメトリクス; 研究環境調整; 関節負荷; 屋内・屋外動作解析

本研究は、独自に開発したウェアラブル型３次元動作解析装置を用いて、変形性膝関節症者における屋内環境と屋外環境、外気温による相違が歩行と階段昇降時の運動特性や膝関節にかかる負荷に与える影響を明らかにすることである。昨年度、同システムを用いて測定した若年者による長距離の屋外階段昇降の解析（神社の表参道の石段66段を解析対象）を終了させた。下肢関節での運動力学的変化は見られなかったものの、昇段前期と後期で足関節の運動学的パラメーターの有意差がみられることが明らかになった。これは、長距離階段の昇段に伴う身体重心の前方移動を代償する手段の一つと考えられた。この研究成果は、初めて長距離の屋外階段昇降のバイオメカニクス的知見を得たものであり、論文にて公表することができた。変形性膝関節症者は、一般的に屋内環境よりも屋外環境の活動の方が膝関節への愁訴が多い。しかしながら、屋内と屋外と環境による相違が歩行と階段昇降時の運動特性や膝関節にかかる負荷については明らかにされていない。光学式3次元動作解析装置は、基本的には屋内環境での測定となるが、本システムはウェアラブルセンサを用いており、測定環境に影響を受けずに測定することができる。昨年度は、変形性膝関節症者の測定に向けて、測定機器の調整や測定環境、対象者の条件を揃えるように準備を行った。本年度は、実測定を行い、解析、成果の公表を行う。本研究の仮説は、屋内よりも屋外環境の方が下肢関節のStiffnessが増大し、膝関節負荷が増大する考える。

该研究使用独特开发的可穿戴3D运动分析装置，旨在阐明室内和室外环境之间差异的影响以及骨关节炎患者对步行和楼梯上升的运动特征以及膝盖关节负荷的运动特征。去年，我们已经完成了使用相同系统测量的年轻人（分析神社的emotesando上的66个石头台阶）对长途户外楼梯攀爬和下降的分析。尽管在下肢关节中未观察到动力学变化，但据显示，促进的早期和晚期之间的踝关节运动学参数存在显着差异。由于促进长距离楼梯，这被认为是补偿身体重心向前运动的方法之一。这项研究发现是我们第一次获得有关长途户外楼梯攀岩和下降的生物力学知识，并能够在论文中发表。在膝盖骨关节炎的人中，人们在室外环境中活跃于膝盖关节时通常会遭受比室内环境更多的抱怨。但是，室内和室外之间的差异尚未阐明在步行和爬楼楼梯或膝盖关节上的载荷时的运动特征。光学3D运动分析设备基本上用于在室内环境中进行测量，但是该系统使用可穿戴的传感器，因此可以在不受测量环境影响的情况下进行测量。去年，进行了准备，以调整测量设备，衡量环境并满足目标受众的条件，以准备测量膝盖骨关节炎的患者。今年将进行实际测量，分析和结果将宣布。这项研究的假设是，下肢接头的刚度增加，膝关节负荷在室外环境中比室内环境增加。

项目成果

Biomechanical Characteristics of Long Stair Climbing in Healthy Young Individuals in a Real-World Study Using a Wearable Motion Analysis System

使用可穿戴运动分析系统进行的真实世界研究中健康年轻人长楼梯攀登的生物力学特征

• DOI: 10.3390/biomechanics2040047
• 发表时间: 2022
• 期刊: Biomechanics
• 作者: Yaguchi Haruki;Sekiguchi Yusuke;Honda Keita;Fukushi Kenichiro;Huang Chenhui;Nakahara Kentaro;Zhenzhao Cheng;Izumi Shin-Ichi
• 通讯作者: Izumi Shin-Ichi