膝アライメントに応じた歩行・走行方法の開発

研究課題

研究課題/領域番号	22K11669
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分59030:体育および身体教育学関連
研究機関	甲南大学
研究代表者	曽我部晋哉甲南大学, 全学共通教育センター, 教授 (90388760)
研究分担者	小田俊明兵庫教育大学, 学校教育研究科, 教授 (10435638) 秋原悠関西大学, 人間健康学部, 特別任用助教 (80913475)
研究期間 (年度)	2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス	交付 (2023年度)
配分額 *注記	3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円) 2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円) 2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円) 2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード	膝アライメント / 重心動揺 / 歩行 / 歩行周期 / 内反膝 / O脚 / ウォーキング / 変形性膝関節症
研究開始時の研究の概要	変形性膝関節症（膝OA）の危険因子としてO脚やX脚などの膝アライメント（骨の並び方）異常が挙げられる。膝アライメントに異常があると、ランニングのような膝関節への衝撃によって、膝OAのリスクが高まる。研究１では、異なる膝アライメントが両脚・片脚着地時の足底荷重へ及ぼす影響（令和4年度）、研究２では、異なる膝アライメントが歩行及び走行時の足底荷重に及ぼす影響（令和5年度）、研究３では、足底荷重からみた異なる膝アライメントに応じた歩行・走行方法の検討（令和6年度）をテーマに実験を行う。これらを明らかにすることによって、関節疾患に罹患することなく運動に取り組むことが出来ると考える。
研究実績の概要	2023年度は，研究１に付随する実験として，片脚での着地を想定し異なる膝アライメント（正常膝・内反膝・外反膝）の被験者を対象に，片脚立位時の重心動揺性を比較し，それぞれの特徴を明らかにした．膝関節に受傷経験のない健常男性名34名（正常膝:13名，内反膝:14名，外反膝7名）を対象に，重心動揺計（アニマ社製GRAVICORDER G500）上において，片脚静止立位を開眼30 秒，閉眼30 秒保持させた時の総軌跡長，単位面積長，X及びY方向の軌跡長・最大振幅及び動揺速度の平均，矩形及び外周面積を測定し，各群の平均値を算出した．総軌跡長では開眼時（正常膝:74.37±18.38,内反膝:69.16±16.62,外反膝:106.51±46.49）で外反膝と他２群間で有意差がみられた．単位軌跡開眼時（正常膝: 4.50±1.18,内反膝: 4.11±1.03,外反膝: 6.26±2.40）で外反膝と他２群間で有意差がみられた．Ｘ方向軌跡長では開眼時（正常膝:74.37±18.38,内反膝:69.16±16.62,外反膝:106.51±46.49）で内反膝と外反膝で有意差がみられた．Ｙ方向軌跡長では開眼時（正常膝:74.37±18.38,内反膝:69.16±16.62,外反膝:106.51±46.49）で外反膝と他2群間で有意差がみられた．本結果より外反膝が他の膝アライメントと比べて重心動揺性が大きくなることがわかった．この原因について，外反膝の相対的なKnee-Inが骨盤の前傾を起こすことで，下肢の筋に不安定性を誘発し，前後の動揺性が大きくなる可能性が考えられる．本結果にみられる外反膝での重心動揺の大きさは外反ストレスに対する防御反応を引き起こす要因の一つでありACL損傷と関連するため，当該アライメントを呈する場合には，片脚立位での着地に対する対策が必要ではないかと考える．
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 2: おおむね順調に進展している理由 2022年度は，研究2「異なる膝アライメントが歩行及び走行時の足底荷重に及ぼす影響」を実施し，2023年度は研究１「異なる膝アライメントが両脚・片脚着地時の足底荷重へ及ぼす影響」に付随する「異なる膝アライメントが片脚立位時の身体動揺に及ぼす影響について」を実施した．2024年度は，研究最終年となるため，これまでのデータを分析しながら，全ての研究計画を終了したいと考えている．
今後の研究の推進方策	今年度は，昨年度新たに導入した床反力計を用いて予備実験も終えている．7月～8月をめどに実験を終了し，9月からはその結果をもとに分析を行う予定である．