アキレス腱の形状が局所的な変形に与える影響の推定：有限要素法を用いて

本研究は、アキレス腱断裂やアキレス腱症の発生に関連するアキレス腱の形状特性を特定することを目指して、有限要素解析を用いてアキレス腱の形状が局所的な変形に与える影響を明らかにすることを目的としている。この目的を達成するために、本年度は先行研究で得られたアキレス腱の3次元形状からアキレス腱の最も近位の厚みと幅、最小横断面積位置の厚みと幅、最も遠位の厚みと幅、長さ、最小横断面積出現位置におけるそれぞれの平均値と標準偏差（SD）を算出した。そして、それらの平均値に基づき、標準的な3次元アキレス腱形状をComputer Aided Designソフトを用いて作成した。さらに、それぞれのパラメータにおいて平均値±2SDの範囲で1SDごとにパラメータの値を変化させたモデルを作成し、引っ張り張力をかけた際の局所的な変形（ひずみ）を分析した。その結果、形状を変化させると局所的なひずみが大きく変化することが明らかとなった。例えば最も遠位部の厚みを小さくしたモデルでは、標準的な形状と比較して局所的なひずみが27%大きくなった。また、最小横断面積位置の幅を小さくしたモデルでは、標準的な形状と比較して局所的なひずみが18%大きくなった。さらに、形状により、局所的なひずみが大きくなる位置が異なることが明らかとなった。これらのことは、アキレス腱の形状がアキレス腱断裂やアキレス腱症の発生に関連するリスク因子の一つであり、また、それらの傷害が発生する位置にも影響する因子であることを示している可能性がある。

本研究は、アキレス腱断裂やアキレス腱症の発生に関連するアキレス腱の形状特性を特定することを目指して、有限要素解析を用いてアキレス腱の形状が局所的な変形に与える影響を明らかにすることを目的としている。この目的を達成するために、本年度は先行研究で得られたアキレス腱の3次元形状からアキレス腱の最も近位の厚みと幅、最小横断面積位置の厚みと幅、最も遠位の厚みと幅、長さ、最小横断面積出現位置におけるそれぞれの平均値と標準偏差（SD）を算出した。そして、それらの平均値に基づき、標準的な3次元アキレス腱形状をComputer Aided Designソフトを用いて作成した。さらに、それぞれのパラメータにおいて平均値±2SDの範囲で1SDごとにパラメータの値を変化させたモデルを作成し、引っ張り張力をかけた際の局所的な変形（ひずみ）を分析した。その結果、形状を変化させると局所的なひずみが大きく変化することが明らかとなった。例えば最も遠位部の厚みを小さくしたモデルでは、標準的な形状と比較して局所的なひずみが27%大きくなった。また、最小横断面積位置の幅を小さくしたモデルでは、標準的な形状と比較して局所的なひずみが18%大きくなった。さらに、形状により、局所的なひずみが大きくなる位置が異なることが明らかとなった。これらのことは、アキレス腱の形状がアキレス腱断裂やアキレス腱症の発生に関連するリスク因子の一つであり、また、それらの傷害が発生する位置にも影響する因子であることを示している可能性がある。