| 研究課題/領域番号 |
19K11532
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分59020:スポーツ科学関連
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| 研究機関 | 立教大学 |
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研究代表者 |
石井 秀幸 立教大学, スポーツウエルネス学部, 准教授 (40534730)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | バイオメカニクス / スポーツ工学 / 有限要素解析 / 接地 / 足部内挙動 / 医用画像 / 形状抽出 / シミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，医用画像から抽出した3次元形状データを用い，着地および走行動作における接地中の足部内部で生じる力学現象を再現できる有限要素モデルを構築する．妥当性を検証した有限要素モデルを用いて，腱の牽引，腱などの材料特性を変化させて着地および走行動作における接地のシミュレーションを行うことにより，これらの要因が足部の骨の挙動とそこで生じる力学現象に及ぼす影響を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，医用画像から抽出した足部表面，骨，アキレス腱の3次元形状データを用いるとともに，靱帯，腱，足底腱膜，皮膚をモデル化し，足部の内部構造を考慮した有限要素モデルを作成した．有限要素解析結果を実験結果と比較することによって，有限要素モデルの妥当性を検討した．
今後は，有限要素モデルの妥当性確認および修正をさらに進める．その後，材料特性などを変化させて接地のシミュレーションを行い，骨の挙動とそこで生じる力学現象に及ぼす影響を明らかにする．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究を推進することで，着地および走行動作における接地中の足部内部で生じる力学現象を明らかにできる可能性がある．さらに材料特性などの変化が，着地衝撃応答や走行動作に影響を及ぼすメカニズムを検討することも可能である．これらの結果は，外傷・障害発生予防，パフォーマンス向上，製品開発に寄与する可能性があるという点で意義のあるものと考える．
また，スポーツバイオメカニクス分野では工学的手法を用いた研究が非常に少ないため，本研究で作成される有限要素モデルおよび得られる結果は，足部の研究のみならず，スポーツバイオメカニクス分野の発展に貢献するものと考える．
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