Development of Walking and Running Methods According to Knee Alignment

Research Project

Project/Area Number	22K11669
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 59030:Physical education, and physical and health education-related
Research Institution	Konan University
Principal Investigator	曽我部晋哉甲南大学, 全学共通教育センター, 教授 (90388760)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小田俊明兵庫教育大学, 学校教育研究科, 教授 (10435638) 秋原悠関西大学, 人間健康学部, 特別任用助教 (80913475)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000) Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000) Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords	膝アライメント / 歩行 / 歩行周期 / 内反膝 / O脚 / ウォーキング / 変形性膝関節症
Outline of Research at the Start	変形性膝関節症（膝OA）の危険因子としてO脚やX脚などの膝アライメント（骨の並び方）異常が挙げられる。膝アライメントに異常があると、ランニングのような膝関節への衝撃によって、膝OAのリスクが高まる。研究１では、異なる膝アライメントが両脚・片脚着地時の足底荷重へ及ぼす影響（令和4年度）、研究２では、異なる膝アライメントが歩行及び走行時の足底荷重に及ぼす影響（令和5年度）、研究３では、足底荷重からみた異なる膝アライメントに応じた歩行・走行方法の検討（令和6年度）をテーマに実験を行う。これらを明らかにすることによって、関節疾患に罹患することなく運動に取り組むことが出来ると考える。
Outline of Annual Research Achievements	2022年度は、異なる膝アライメント（正常膝・内反膝・外反膝ための歩行・走行を開発するために、膝に生じる衝撃力を計測する予定であったが、昨今の社会情勢の中、新たな機材の納入時期の大幅な遅延により、既存の装置を用いて2023年度に実施予定であった歩行実験の一部を実施した。歩行は、足の着地動作によって各局面に分類することが出来る（歩行周期）のだが、中でも立脚中期（片脚で体重を支える局面）は、最も膝関節に生じる荷重が大きくなる。そこで、各膝アライメントの被験者を対象（各5名）に、2km/h（低速歩行）、4km/h（通常歩行）、6km/h（高速歩行）時の、歩行周期の各割合を算出し比較した。歩行速度は、トレッドミル（米Scifit社製）で規定し、歩行動作の解析はMac 3 D システム（Motion Analysis社製）を用いて行った。8 台の赤外線カメラを使用して、身体に取り付けた反射マーカーの空間座標をPC に取り込み、リアルタイム動作解析システムEvaRT 5.04（Motion Analysis社製）を用いて解析を行った。各速度における立脚中期の割合を比較した結果、2km/h(外反膝：31.4±1.7%　内反膝：28.0±6.3%　正常膝：28.4±2.5%)、4km/h:（外反膝：31.8±2.4%　内反膝：23.6±6.5%　正常膝：24.9±3.2%）、6km/h(外反膝：26.9±3.8%　内反膝：20.9±5.6%　正常膝：20.9±4.9%) において、各速度とも外反膝の割合が高いことが分かった（p<0.05）。また、外反膝は、立脚中期における左右方向の膝の動揺性も大きく、着地時に膝関節が内側へ移動する動きがみられた。その結果、内側側副靭帯や半月板への負荷も生じるため、動作の改善が必要なのではないかと思われる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 令和4年度に研究１「異なる膝アライメントが両脚・片脚着地時の足底荷重へ及ぼす影響」を実施予定であった。しかし、本実験遂行にあたり新規導入予定であった装置がコロナ等を含む昨今の社会情勢の中で、輸入も含め納入時期が大幅に遅延する見込みとなった。そのため、既存の装置を利用して令和５年度に実施予定であった研究２「異なる膝アライメントが歩行及び走行時の足底荷重に及ぼす影響」を令和4年度に実施した。今年度は、昨年度実施予定であった研究１を実施し、令和6年度までの研究期間内に、全ての研究を終了したいと考えている。
Strategy for Future Research Activity	今後、研究を遂行するにあたり、国内メーカーの装置を購入する予定である。そのことにより、購入予定の機材を速やかに調達できるため、昨年度実施予定であった研究１を実施したいと考えている。