生体膝関節運動における脛骨高原および半月板の形状が及ぼす影響の解明

• Project/Area Number: 19K24295
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0909:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
• Research Institution: Health Science University
• Principal Investigator: 遠藤 悠介 健康科学大学, 健康科学部, 助教 (20850564)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
• Keywords: 前十字靭帯損傷 / 脛骨後方傾斜角度 / 三次元動作分析 / 脛骨後方傾斜 / 生体膝関節運動分析

Outline of Research at the Start

本研究は、ACL損傷における危険因子と生体運動の関係を明らかにすることを目的とした研究である。
本研究の実験課題は、ACL損傷における解剖学的危険因子として認識されている脛骨後方傾斜角度や、半月板形状などの膝関節の解剖学的構造をMRI画像診断装置により評価し、膝関節三次元動作分析データとの関連性を検証することである。本研究の長期的な展望は、ACL損傷の発症リスクを予測するための基礎的データの一端を担うことができるようになることである。

Outline of Annual Research Achievements

前十字靭帯（Anterior Cruciate Ligament; ACL）損傷において膝関節の解剖学的構造は危険因子として一定の見解が得られている。特に脛骨後方傾斜角度はACL損傷の受傷メカニズムと関連すると考えられおり、屍体膝を用いた研究において、脛骨後方傾斜の存在がACLを断裂させる運動を生じさせることが明らかになっているが、生体の膝関節バイオメカニクスとの関連は不明である。本研究の目的は脛骨高原に存在する脛骨後方傾斜角度が膝関節バイオメカニクスに及ぼす影響を検証し、ACL損傷の発症リスクを予測するための基礎的データの一端を担うことができるようになることである。
2019年度に動作解析用ソフトウェアを購入し、実験環境の構築を行った。また、三次元動作解析のためのプログラムスクリプトを開発・修正した。2019年度後半に実験1として、MRI画像診断装置を用いた膝関節MRI画像の撮像を31名62脚（男性15名、女性16名）に実施した。計測した膝関節のMRI画像より画像解析ソフトウェアを用いて脛骨後方傾斜角度の計測を実施した。また実験2として、実験1に参加した被験者の片脚着地動作時の三次元動作の計測を実施した。脛骨後方傾斜角度と膝関節キネマティクスの関係について解析を進行中であり、脛骨後方傾斜角度と脛骨回旋運動の間に相関傾向を認めている。
今後、表面筋電図のデータ解析を実施し、膝関節の解剖学的構造と神経筋機構との関連を検証する予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実験環境の構築にあたって計測困難な項目があり、一部研究計画の変更を行った。また、新型コロナウイルスの影響により2019年度末～2020年度前半に被験者の確保が困難な状況になった。目標被験者数には到達しなかったが、現状計測が完了している被験者で解析を実施していく。

Strategy for Future Research Activity

脛骨後方傾斜角度と膝関節キネマティクスの関係について解析が終了次第、表面筋電図の解析に移行する予定である。