2013 Fiscal Year Annual Research Report
ヒト足部筋骨格形態に内在する歩行安定化機構と直立二足歩行の進化
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23247041
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
荻原 直道 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (70324605)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細田 耕 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (10252610)
中村 俊康 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (70265859)
名倉 武雄 慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (90306746)
今西 宣晶 慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (00184820)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 足圧分布 / 二足歩行 / 進化 / 足部モデル |
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| Research Abstract |
本課題で制作した足裏分布剪断力測定システムにより計測した、ヒトの二足歩行中に足裏に作用する3方向の分布荷重の時間変化の詳細な解析を行った。具体的には、足が地面に接触している期間（立脚期）における足部の変形動態と、そこに作用する3方向の分布荷重の対応関係を調べ、足部と床面の詳細な力学的相互作用のメカニズムを明らかにした。
また、新鮮屍体標本を用いた足部の実験的研究を行った。圧縮試験機に足部屍体標本を取り付け、足部に圧縮荷重を作用させることで床面に足裏が接地した状態を模擬した。そのとき足部に作用する反力の時間変化を6軸ロードセルによって計測し、足部の荷重-変位曲線を求めた。その結果、足部が内反・外反すると、足部のスティフネス特性は大きく変化することが明らかとなった。
さらに、ヒトとチンパンジーの足部精密筋骨格モデルを構築し、足部筋骨格構造の差異が足部の変形特性に与える影響を評価した。具体的には、CT画像に基づいて解剖学的に精密なヒトとチンパンジーの足部筋骨格系の有限要素モデルを構築し、静止立位時の足部と床面の力学的相互作用を再現した。その結果、おなじ荷重条件では、チンパンジーの足部はより扁平になり、また踵骨底面に応力が集中し、ヒトのように前足部に荷重が分散されないことが明らかとなった。ヒトの足部が持つ構造的特徴が、足部の変形特性、ひいては荷重伝達特性に大きな影響を与えていることがシミュレーションより示唆された。また、ヒトとチンパンジーなど、大型類人猿の筋系の差異を明らかにし、二足歩行機能との関係を考察した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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