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脛骨応力の非侵襲的推定に基づくランニング障害軽減策の効果判定

研究課題

研究課題/領域番号 14780646
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

川本 竜史  慶應義塾大学, 総合政策学部, 専任講師 (90317305)

研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2003年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2002年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード脛骨 / 応力推定 / ランニング障害 / 3次元逆ダイナミクス / 有限要素法 / インソール
研究概要

本研究では、3次元の逆ダイナミクスと有限要素法(FEM)を併用して、非侵襲的に身体運動中の脛骨応力を推定する方法を確立するととともに、代表的なランニング障害軽減策(成型インソール)の科学的効果判定を試みた。
成人男性5名を対象として、走行の3次元動作分析実験およびMRI撮影に基づく脛骨形状のモデリングを行った。これらのデータをもとに、FEMによる脛骨せん断応力のシミュレーションを行った。本手法によって、運動にともなう負荷作用の個人差と骨形状の個人差をともに考慮した、脛骨せん断応力の非侵襲的推定に成功した。また、本研究の結果、走行中の脛骨せん断応力の個人差は、骨形状よりも負荷作用に強く依存することが明らかとなった。本研究成果は、関連国際学会(International Society of Biomechanics XIXth Congress)で高い評価を受け、学会賞(NAC/Miyashita Asian Award)を受賞した。
上記研究結果に基づき、負荷軽減策としての成型インソールに着目した。この着用効果を検証することを目的として、成人男女28名を対象とした走行の動作分析実験を実施した。この結果、成型インソールの着用によつて、特に着地衝撃が大きい走者では、着地時の地面反力が著しく軽減されることが明らかとなった。本成果は、国内学会において発表するとともに、査読論文として公表した。更に、一部の被験者では、成型インソールの着用によって、走行中の脛骨捻り負荷が有意に軽減することも確認できた。
本研究では、逆ダイナミクスとFEMを併用することによって、個人差をともなう走行中の脛骨せん断応力を非侵襲的に推定できた。更に、走行時の脛骨せん断応力は、骨形状よりも負荷作用に強く依存することが明らかとなり、成型インソールの着用によって、走行時の脛骨応力を効果的に軽減できる可能性が示された。

報告書

(2件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (7件)

  • [文献書誌] Ryuji KAWAMOTO: "Quantitative investigation of torsional loading of the tibia during quick change of running direction"International journal of sport and health science. Vol.1 No.1. 24-33 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 川本竜史: "足底板の着用による走行時床反力の軽減効果"バイオメカニクス研究. 第7巻第4号. 272-276 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ryuji KAWAMOTO: "Non-invasive quantification of torsional shear stresses of the tibia during running"Abstracts and Proceedings of International Society of Biomechanics XIXth Congress. (CD-ROM). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 川本竜史: "走行時床反力の軽減に対する足部装具(インソール)の効果判定"体力科学. 第52巻第6号. 797 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 川本竜史, 石毛勇介, 深代千之, 渡會公治: "脛骨捻り負荷と走速度との定量的関係"バイオメカニクス研究. Vol.6 No.4. 250-258 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 川本竜史, 石毛勇介, 深代千之, 渡會公治: "3次元逆ダイナミクスと有限要素解析を併用した走行中の脛骨捻り応力の定量"第17回 日本バイオメカニクス学会大会論集. 24-25 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 川本竜史, 入澤正, 高橋勉: "市販インソールの足部アーチ支持効果に関するバイオメカニクス的研究"体力科学. Vo.51 No.6. 760 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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