脛骨応力の非侵襲的推定に基づくランニング障害軽減策の効果判定

基于胫骨应力的无创估计确定跑步损伤缓解措施的有效性

• 批准号: 14780646
• 负责人: 川本 竜史
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780646/
• 关键词: 脛骨; 応力推定; ランニング障害; 3次元逆ダイナミクス; 有限要素法; インソール

本研究では、3次元の逆ダイナミクスと有限要素法(FEM)を併用して、非侵襲的に身体運動中の脛骨応力を推定する方法を確立するととともに、代表的なランニング障害軽減策(成型インソール)の科学的効果判定を試みた。成人男性5名を対象として、走行の3次元動作分析実験およびMRI撮影に基づく脛骨形状のモデリングを行った。これらのデータをもとに、FEMによる脛骨せん断応力のシミュレーションを行った。本手法によって、運動にともなう負荷作用の個人差と骨形状の個人差をともに考慮した、脛骨せん断応力の非侵襲的推定に成功した。また、本研究の結果、走行中の脛骨せん断応力の個人差は、骨形状よりも負荷作用に強く依存することが明らかとなった。本研究成果は、関連国際学会(International Society of Biomechanics XIXth Congress)で高い評価を受け、学会賞(NAC/Miyashita Asian Award)を受賞した。上記研究結果に基づき、負荷軽減策としての成型インソールに着目した。この着用効果を検証することを目的として、成人男女28名を対象とした走行の動作分析実験を実施した。この結果、成型インソールの着用によつて、特に着地衝撃が大きい走者では、着地時の地面反力が著しく軽減されることが明らかとなった。本成果は、国内学会において発表するとともに、査読論文として公表した。更に、一部の被験者では、成型インソールの着用によって、走行中の脛骨捻り負荷が有意に軽減することも確認できた。本研究では、逆ダイナミクスとFEMを併用することによって、個人差をともなう走行中の脛骨せん断応力を非侵襲的に推定できた。更に、走行時の脛骨せん断応力は、骨形状よりも負荷作用に強く依存することが明らかとなり、成型インソールの着用によって、走行時の脛骨応力を効果的に軽減できる可能性が示された。

This study で は, 3 dimensional の inverse ダ イ ナ ミ ク ス と finite element method (FEM) を and し て, noninvasive に body movement の tibial 応 presumption force を す を る method established す る と と と も に, representative な ラ ン ニ ン グ handicap of 軽 reduction strategy (molding イ ン ソ ー ル) の scientific services try fruit determine を み た. Adult male five を like と seaborne し て, direction の three dimensional movement analysis be 験 お よ び MRI pinch of shadow に base づ く tibial shape の モ デ リ ン グ を line っ た. こ れ ら の デ ー タ を も と に, FEM に よ る tibial せ ん break 応 force の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た. This technique に よ っ て, sports に と も な う load function の personal poor と bone shape の individual poor を と も に consider し た, tibia せ ん break 応 force の presumption of noninvasive に successful し た. ま た, の results of this research, go line の tibial せ ん 応 の individual difference は, broken bone shape よ り も load function strong に く dependent す る こ と が Ming ら か と な っ た. The research results of this study are で, the International Society of Biomechanics XIXth Congress で is awarded 価を, and the NAC/Miyashita Asian Award を is awarded た. The research results mentioned above are based on に づ に, load 軽, load reduction, と <s:1>, て, <s:1>, <s:1>, ソ, に, に and に. こ の with sharper fruit を 検 card す る こ と を purpose と し て, adult men and women 28 を like と seaborne し た direction の action analysis be 験 を be applied し た. こ の results, molding イ ン ソ ー ル の with に よ つ て, に landing impact shock が big き walked い で は の ground reaction force, landing が the し く 軽 minus さ れ る こ と が Ming ら か と な っ た. This achievement にお, domestic academic society にお にお て release table するとと に に, 読 paper と て public table た た More に, a の is 験 で は, molding イ ン ソ ー ル の with に よ っ て, go line の twisting り load tibia が intentionally に 軽 minus す る こ と も confirm で き た. This study で は, reverse ダ イ ナ ミ ク ス と FEM を and す る こ と に よ っ て, poor personal を と も な う go line の tibial せ ん break 応 force を presumption of noninvasive に で き た. More に, row is の tibial せ ん 応 は, broken bone shape よ り も load function strong に く dependent す る こ と が Ming ら か と な り, molding イ ン ソ ー ル の with に よ っ て, row is の tibial 応 force を unseen fruit に 軽 minus で き が る possibility in さ れ た.

项目成果

Ryuji KAWAMOTO: "Quantitative investigation of torsional loading of the tibia during quick change of running direction"International journal of sport and health science. Vol.1 No.1. 24-33 (2003)

河本龙二：“跑步方向快速改变时胫骨扭转载荷的定量研究”国际运动与健康科学杂志。

川本竜史: "足底板の着用による走行時床反力の軽減効果"バイオメカニクス研究. 第7巻第4号. 272-276 (2003)

Ryuji Kawamoto：“穿着底板减少跑步时地面反作用力的效果”生物力学研究第 7 卷第 4. 272-276 (2003)。

Ryuji KAWAMOTO: "Non-invasive quantification of torsional shear stresses of the tibia during running"Abstracts and Proceedings of International Society of Biomechanics XIXth Congress. (CD-ROM). (2003)

Ryuji KAWAMOTO：“跑步过程中胫骨扭转剪切应力的非侵入性量化”国际生物力学学会第十九届大会摘要和会议记录。

川本竜史, 入澤正, 高橋勉: "市販インソールの足部アーチ支持効果に関するバイオメカニクス的研究"体力科学. Vo.51 No.6. 760 (2002)

Ryuji Kawamoto、Tadashi Irisawa、Tsutomu Takahashi：“市售鞋垫足弓支撑效果的生物力学研究”《体能科学》Vo.51 No.6 (2002)。

川本竜史: "走行時床反力の軽減に対する足部装具(インソール)の効果判定"体力科学. 第52巻第6号. 797 (2003)

Ryuji Kawamoto：“评估足部矫形器（鞋垫）在跑步过程中减少地面反作用力的有效性”《体能科学》第 52 卷第 6 期第 797 期（2003 年）。