2010 Fiscal Year Annual Research Report
実際に起きた膝前十字靭帯損傷のビデオ映像から受傷メカニズムの力学法則を解明する
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21700667
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| Research Institution | National Agency for the Advancement of Sports and Health |
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Principal Investigator |
小笠原 一生 独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, スポーツ科学研究部, 研究員 (70443249)
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| Keywords | 前十字靭帯 / 画像処理 / 静力学 / スポーツ傷害 / 予防 / 関節モーメント / Zero moment point |
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| Research Abstract |
本研究の目的は実際におきた膝前十字靭帯(ACL)損傷のビデオ映像を解析して膝に作用した力,モーメントを推定し,この傷害のメカニズムを解明することである.初年度(2009年度)は,(1)膝モーメント推定のためのモデル構築,(2)モデルの精度検証,(3)前十字靭帯損傷の映像収集,を行った.最終年度である2010年度は,ハンドボールで生じたACL損傷にモデルを適用し,膝に加わったストレスの定量化を行った.3方向のアングルから偶然撮影できたジャンプ着地時のACL損傷例を対象とした.映像の背景に映り込んだコートラインや,ゴールのペイントパターン等の既知の寸法情報をもとにDLT法を用いて受傷者の3次元的なキネマティックモデルを再構築した.地面との衝突時に床から足部に加わる衝撃力(床反力)は,宮地ら(1988)のmass-spring-damper modelを用い,かつ,受傷者の身体重心の加速度から,着地後約100ms以降の床反力を推定した.(1)で構築したモデルに,推定した床反力を代入し膝に加わった関節モーメントを算出した.結果として,接地後約30msで衝撃力に由来した膝外反モーメントの急峻な高まりが観察され,画像から判断した膝脱臼のタイミングが,そのピークと同期していたことから,接地直後の膝外反モーメントが本症例の直接的なメカニズムであったと考えられた.怪我の発生が接地後約30msと,反射でも間に合わない非常に短い時間帯で生じたことから,本外傷を予防するためには着地前の予測的な姿勢制御が重要な役割を果たすと推察された.
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Research Products
(2 results)
