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ヒトの歩行中における足底腱膜の3次元変形動態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H04009
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関神奈川大学

研究代表者

衣笠 竜太  神奈川大学, 人間科学部, 教授 (10409378)

研究分担者 鈴木 崇人  神奈川大学, 人間科学部, 非常勤講師 (20638960)
八重嶋 克俊  神奈川大学, 人間科学部, 非常勤講師 (50625910)
荻原 直道  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70324605)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード足底腱膜 / 歩行 / ヒト / 変形 / アーチ
研究開始時の研究の概要

ヒト足部の縦アーチ(土踏まず)の主要な弾性(いわゆる“バネ”のように、力が加わると変形し、力を取り除くと元に戻る性質)要素は足底腱膜である。足底腱膜は歩行などに伴う機械的負荷の蓄積により変性し、毎年約300万人が罹患する足底腱膜炎や扁平足などを誘発するため、深刻な社会問題となっている。足底腱膜が実際のヒトの歩行時にバネのように伸び縮みしないとする反証もあることから、本研究は、2方向低電圧X線透視イメージング技術を新たに開発し、世界で初めてヒト歩行中の足底腱膜の3次元変形動態を明らかにする。

研究成果の概要

ヒトが歩いている時の足底腱膜の変形を明らかにすることが目的であった。1つ目の成果として、MR室内で使用可能な非磁性体の筋力計を用いて、力発揮中の足首の角度を測定したところ、平均9度であり、従来の先行研究の結果よりも小さいことが分かった。2つ目の成果として、静止立位時の足底腱膜のスティフネスを測定したところ、静止立位時の足底腱膜のスティフネスを測定したところ、ヤング率は64.7±9.4kPaと推定され、中足趾節関節を背屈させると指数関数的に増加した。3つ目の実験は、足底腱膜に複数の超音波プローブを貼った状態で歩行し、足底腱膜長変化を測定する計画を立てていたが、本実験を実施することができなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒト足底腱膜に関する定量的な情報は、ヒトの足の詳細なバイオメカニカルモデルの構築に貢献し、足底腱膜の力学的機能と病的メカニズムの理解を深める可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Quantification of the in vivo stiffness and natural length of the human plantar aponeurosis during quiet standing using ultrasound elastography2022

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Nozaki, Ryuta Kinugasa, Katsutoshi Yaeshima, Takeshi Hashimoto, Masahiro Jinzaki & Naomichi Ogihara
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 15707-15707

    • DOI

      10.1038/s41598-022-20211-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [備考]

    • URL

      https://muscle.kanagawa-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://muscle.kanagawa-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://muscle.kanagawa-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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