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二方向X線透視システムを用いたヒト足部楔舟立方骨構造の形態機能学的解析

Research Project

Project/Area Number 16J06253
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical anthropology
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

伊藤 幸太  慶應義塾大学, 理工学部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords直立二足歩行 / 足部骨格動態 / 類人猿 / 3次元計測 / 形態機能 / 足部骨格運動 / 3次元計測 / X線透視画像 / チンパンジー / 中足部
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、これまでヒト足部に内在する生得的な変形動態を明らかにすることを試みてきた。そのために二方向X線透視装置を用いた屍体足静荷重実験を行い、鉛直荷重下におけるヒト足部の3次元的な骨運動と、二足歩行との関係について考察を行った。その結果、ヒト足部では荷重下で踵骨が外反すると距骨・脛骨が内旋する特徴的な協調運動が生じること、さらにこの時前足部では外旋運動が生じ、このような足部の水平面内の変形が安定した直立二足歩行を実現する上で重要であることが示唆された。この結果について7月に国際会議で口頭発表を行った。また学術論文に投稿し、掲載された。

さらに、ヒト足部の歩行機能を類人猿足部との比較解析により明らかにするために、チンパンジーとゴリラの屍体足を用いて同様の荷重計測を行った。現在、チンパンジー足部4体、ゴリラ足部3体のX線透視計測とその解析を行った。その結果、まずヒト足部で観察された踵骨の外反運動が他の類人猿足部では生じないことがわかった。これは踵骨の形態がヒトと他の類人猿で大きく異なることに起因すると考えられる。この踵骨の運動の違いによって、距骨や脛骨の内旋運動が類人猿足部で相対的に小さくなることがわかり、ヒト後足部の協調運動が直立二足歩行の生成に寄与していることが示唆された。また、ヒト足部では踵骨に対する立方骨の可動性が相対的に低く、ヒト足部が生得的に硬い踵立方関節を有していることがわかった。最後に、類人猿足部では距骨と脛骨の内旋運動だけでなく、前足部の外旋運動が相対的に小さく、この足部の水平面内の運動の違いもまた、直立二足歩行運動にとって重要であると考えられる。この結果について11月に国内の学会において口頭発表を行い、現在論文を執筆中である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Three-dimensional innate mobility of the human foot bones under axial loading using biplane X-ray fluoroscopy2017

    • Author(s)
      Kohta Ito, Koh Hosoda, Masahiro Shimizu, Shuhei Ikemoto, Takeo Nagura, Hiroyuki Seki, Masateru Kitashiro, Nobuaki Imanishi, Sadakazu Aiso, Masahiro Jinzaki, Naomichi Ogihara
    • Journal Title

      Royal Society Open Science

      Volume: 4 Issue: 10 Pages: 171086-171086

    • DOI

      10.1098/rsos.171086

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dynamic measurement of surface strain distribution on the foot during walking2017

    • Author(s)
      Kohta Ito, Kosuke Maeda, Ikumi Fujiwara, Koh Hosoda, Takeo Nagura, Taeyong Lee, Naomichi Ogihara
    • Journal Title

      Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

      Volume: 69 Pages: 249-256

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Three-dimensional measurement of the human cadaver foot bone kinematics under axial loading condition using biplane X-ray fluoroscopy2017

    • Author(s)
      Kohta Ito, Koh Hosoda, Masahiro Shimizu, Shuhei Ikemoto, Takeo Nagura, Hiroyuki Seki, Masateru Kitashiro, Nobuaki Imanishi, Sadakazu Aiso, Masahiro Jinzaki, Naomichi Ogihara
    • Organizer
      The 13th biennial Footwear Biomechanics Symposium
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Morphofunctional analysis of the human foot using three dimensional finite element model2017

    • Author(s)
      Kohta Ito, Ryo Suzuki, Koh Hosoda, Takeo Nagura, Hiroyuki Seki, Masateru Kitashiro, Nobuaki Imanishi, Sadakazu Aiso, Masahiro Jinzaki, Naomichi Ogihara
    • Organizer
      The 26th Congress of the International Society of Biomechanics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 静荷重条件下におけるヒト足部と類人猿足部の3次元骨格運動の比較解析2017

    • Author(s)
      伊藤幸太、細田耕、名倉武雄、今西宣晶、相磯貞和、陣崎雅弘、大石元治、荻原直道
    • Organizer
      第38回バイオメカニズム学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 静荷重条件下におけるチンパンジー足部の3次元骨格運動の計測2016

    • Author(s)
      伊藤幸太,細田耕,名倉武雄,関広幸,北城雅照,今西宣晶,相磯貞和,陣崎雅弘,大石元治,荻原直道
    • Organizer
      第70回日本人類学会大会
    • Place of Presentation
      NGS学生総合プラザSTEP(新潟県・新潟市)
    • Year and Date
      2016-10-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 解剖学的有限要素モデルを用いたヒト足部midtarsal locking mechanismの解析2016

    • Author(s)
      伊藤幸太,鈴木諒,荻原直道,細田耕,清水正宏,池本周平,名倉武雄,関広幸,北城雅照,今西宣晶,相磯貞和,陣崎雅弘
    • Organizer
      第34回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形大学小白川キャンパス(山形県・山形市)
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of 3D foot deformation during human walking by digital image correlation method2016

    • Author(s)
      Kohta Ito, Kosuke Maeda, Ikumi Fujiwara, Takeo Nagura, Koh Hosoda, Taeyong Lee, Naomichi Ogihara
    • Organizer
      The 25th Congress of the International Society of Biomechanics
    • Place of Presentation
      Glasgow(UK)
    • Year and Date
      2016-06-23
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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