| Project/Area Number |
20K19524
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | Fukui University of Technology |
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Principal Investigator |
辻本 典央 福井工業大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (20757520)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | 歩行 / ランニング / 支持期 / 後足部外反 / 地面反力 / 足関節中心 / 足圧中心軌跡 / 下肢慣性障害 / 足圧分布中心 / 下肢慢性障害 / 後足部 / 外反 / モーメント / 足圧中心 |
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| Outline of Research at the Start |
ランニング時において、足が地面に接地している際（支持期）に発生する後足部外反モーメント（後足部を外反方向に動かす力）の大きさは、下肢慢性障害の一要因と考えられている。しかし、ヒトは通常どの程度の大きさの後足部外反モーメントを受けているのか、また、どの程度のモーメントの大きさになると下肢慢性障害と関係してくるのかについては分かっていない。本研究では、後足部外反モーメントの大規模データを得ることで、後足部外反モーメントの大きさの標準値や、障害リスクに繋がる異常値の基準を作成することを目標としている。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ランニング支持期中、一般的に足部は地面反力由来の後足部外反モーメント（後足部を外反方向に動かす力）を受ける。このモーメントを過度に受けると、下肢慢性障害と関係が深いと言われる過度の後足部外反動作に繋がると考えられる。そのため、受けるモーメントの大きさにはどの程度の幅があり、どの程度から過度な値とみなせばよいのか、その基準について知ることが重要となる。
これまで、後足部外反モーメントは地面反力計とモーションキャプチャにて測定されてきた。しかし我々は、立位中の足部の状態と、ランニング支持期中の足部長軸に対する足圧中心（COP）の側方変位によって、モーメントを高い精度で推定できることを明らかにした。また、これはランニングのみならず、歩行でも成立することを明らかにした。受ける後足部外反モーメントの大きさの分布を示すためには多くのデータが必要となるが、上記の研究成果によって、可搬性に富む足圧分布測定器を用いて測定を進められる状況となり、実験室以外の様々な場所でデータ収集が行いやすい状況を作ることができた。
次のステップとしては、立位時の足部状態と、足圧分布測定器によるランニング時のCOP軌跡のデータを取得し、推定後足部外反モーメントのデータを大量に取得していく計画である。諸々の理由により（詳細は現在までの進捗状況に記載）、まずは、データを確実に収集できる歩行動作を対象としてモーメントの分布の検証を行うこととした。現在111名の被験者のデータを取得できており、モーメントの大きさの分布がどのようになるかを分析していく。
ランニングの実験については一旦保留状態となっているが、歩行データにおいて分析の仕方や出てきた分布の傾向を把握しておき、ランニングでの分析における対応方法が定まった際に迅速に進めることができるよう、歩行での分析を行っている状況である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究ではランニング支持期中の後足部外反モーメント（推定値）の大規模データを取得し、受けるモーメントはどの程度の大きさか、また、どの程度の大きさが過度な値となるのかを明らかにすることを目的としている。
大規模データの取得を見据え、どのような場所でもモーメントを測定する手法を確立することを目的に、これまでに我々が示してきた足圧分布測定器を用いた後足部外反モーメントの推定値の精度を検証していく予定であった。しかし、分析を進める中で、ランニング時の足圧分布測定器のデータでは、ランニング時の接地状況によって足部長軸が上手く示されず、値を推定できない状況が発生した。このことから、ランニング時の分析の実施を一旦保留とし、確実にデータ分析が可能な歩行時において、足圧分布測定器を用いた際のモーメントの推定精度を検証することとした。精度検証のためのデータとしては43名のデータの取得を行うことができ、現在分析中である。
また、それと平行して、ランニング時に足圧分布測定器で足部長軸を示すことができない被験者のデータ分析方法について検討を行った。検討の結果、足部長軸の向きは歩行とランニングにおいて有意な相関があり、歩行時の足部長軸の向きからランニング時の足部長軸の向きを74.8%の寄与率にて説明できることが示された。よって、歩行によって足部長軸の方向を確認した後、ランニング測定を実施することで、どのようなランナーにおいても足圧分布測定器のデータから足部長軸を示すことができ、モーメントを推定できる可能性があることが確認できた。
このように、一旦ランニング時の分析において想定通りに進まず、その打開策を検討していた期間があった。そのため、当初の予定からはやや遅れが生じている状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは確実にデータが収集できている歩行時のデータにおいて分析を進めていくこととする。地面反力由来の後足部外反モーメントと足圧分布測定器から推定した後足部外反モーメントの関係性を確認するためのデータとして43名の被験者のデータが集まっている。
この関係性を明らかにしたうえで、次は歩行における推定後足部外反モーメントの分布図を作成する。この分析に対するデータとしては現在111名の被験者のデータが集まっている。比較的多くのデータ数が収集できているため、分布の傾向は確認できる状況であると考えられる。
歩行時のデータとランニング時のデータでは、分析のプロセスはほぼ同じになると考えられる。そのため、この歩行時のデータを用いた分析は、ランニング時のデータを用いた分析を行う状況になった際に、スムーズに分析を遂行するための事前分析として実施している。
一旦歩行を中心にデータ取得を行う方向に力を注いだため、ランニング時のデータ収集をあまり行えていない状況であるが、今後、ランニングのデータ収集を行い、現在行っている歩行時のデータ分析にて得られた手法を活用して分析を行っていく予定である。
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