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2018 年度 研究成果報告書

3次元膝関節モデルによる外傷発生メカニズムの解明

研究課題

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研究課題/領域番号 15K01580
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 スポーツ科学
研究機関広島国際大学

研究代表者

加藤 茂幸  広島国際大学, 総合リハビリテーション学部, 准教授 (20368715)

研究協力者 永山 則之  岡山県工業技術センター
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード膝関節 / 有限要素法 / スポーツ外傷 / 受傷機転 / 前十字靱帯 / 半月板
研究成果の概要

本研究は、膝関節のMRI(磁気共鳴画像)から骨および靱帯、半月板を3次元有限要素モデルへと構築し、スポーツ外傷を受傷する状況をシミュレーションすることで、靭帯損傷や半月板損傷の外傷発生時の膝関節内の状況を明らかにすることを目的とした。3次元有限要素モデルを用いることで、皮膚の上からは見えない受傷時の膝関節内の状況を可視化することができた。膝関節の屈曲および外反、回旋の角度が増えてゆくにつれて、まず、内側側副靭帯への引っ張り応力が高くなった。その次に、外側半月板へ圧縮ストレスが加わった。その後、前十字靱帯へ高い引っ張り応力が生じていた。

自由記述の分野

スポーツ医学

研究成果の学術的意義や社会的意義

膝関節のスポーツ外傷である前十字靭帯損傷や内側側副靭帯損傷、半月板損傷の発生メカニズムが明らかにすることで、それに応じた予防策を講じることが可能になる。本研究において、膝関節の屈曲・外反・回旋によって、前十字靭帯、内側側副靭帯および半月板への負荷が加わることを示した。特に膝関節外反の動きに回旋が加わると負荷が高くなることから、予防策を講じるうえで重要な点は、スポーツ動作時の膝関節外反を制御することと共に、膝の回旋を起こさないステップ動作やターン動作を身につけることであると考える。

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公開日: 2020-03-30  

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