2023 Fiscal Year Research-status Report
Risk assessment and prevention of running-related injury in individuals with lower limb amputations
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22K11625
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
保原 浩明 東京理科大学, 先進工学部機能デザイン工学科, 准教授 (40510673)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | バイオメカニクス / ランニング / 義足 / 障害予防 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度はCFRP製のスポーツ用義足を装着した片側大腿切断者10名の実験データの解析に取り組んだ。すべての被験者に，フォースプレート内蔵型トレッドミル（FTMH-1244WA，テック技販社製）上で定常速度でのランニングを行わせた．ランニング速度は各被験者における最大走行速度を100％とした際の30％（平均で約6.5 km/h）から80％（平均で約15 km/h）に設定した．
トレッドミルから取得した地面反力（前後成分）のうち，アキレス腱炎と関連のあることが示唆されている，接地初期のブレーキ成分最大値を従属変数とした．この指標は，各速度で切断側および非切断側から各７ステップずつを抽出し，解析した．得られた結果は体重で除し，左右脚での比較，ならびに同程度の走速度で行った先行研究と横断的に比較した．
実験の結果，走速度の増加に伴って，切断側および非切断側の地面反力ブレーキ成分最大値は増大した．本実験における走速度変化（30％から80％）では，その値は両脚ともに約2倍に増加した．また，いずれの速度においても，非切断側の地面反力ブレーキ成分最大値が，切断側の値よりも有意に大きな値を示した．しかしながら，これらの値は先行研究で報告されている値と同等，あるいはそれ以下であった．
接地初期のブレーキ成分最大値はアキレス腱炎の発症リスクと関連があることが報告されている．義足アスリートは非切断側におけるランニング関連障害の発生リスクが健常者よりも高いことが報告されているため，本研究でも，同様の現象を予見していた．しかしながら，本研究の結果，非切断側における地面反力ブレーキ成分最大値は健常者と同等あるいはそれ以下であることが明らかとなった．これらの結果は，義足ランナの非切断側におけるアキレス腱炎の発症リスクは低いことが示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
10名を超える義足ランナーを対象に，均質なデータセットを構築できており，信頼性の高い分析が行えている，また，各年度で予定していた解析を確実に実行するだけでなく，追加で計測した地面反力データからも，義足ランナーの非切断側における障害発生リスク評価が可能になりつつある．その一方，同様のプロトコルで計測可能な義足ユーザの被験者動員は非常に困難であり，追加での計測可能な被験者数は決して多くないであろうことも推察された．今後は計測・評価の精度を上げるだけでなく，人的ネットワークを駆使しながら，サンプル数を増やすためのエフォートも割く予定でいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに計測した実験データから，スポーツ用義足を装着した片側大腿切断者が，立脚期中にどのタイミングで，どの程度の左右非対称性を有しているか，地面反力成分の分析から明らかにしてきている．今後はフリーモーメント（立脚中の圧力中心の鉛直軸周りに作用するモーメント：下腿部の捻転負荷）や，RCOF（必要摩擦係数：滑りによる転倒リスク）といった新たな指標も算出し，ランニングにともなう障害リスクにを記述していく予定でいる．また，得られた力学指標をスパイダーチャートに記述することで，各個人や，義足ごとに障害発生リスクがどう変化するのか，という点についても，可視化技術を積極的に利用していく予定でいる．
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| Causes of Carryover |
被験者動員は難しく，人件費への支出が生じなかったため．また，義足ユーザ２名に関しては被験者謝金を辞退する申し出があった．物品に関しても，当初に予定していたトレッドミルベルトの状態が多いのほか良好で，専門業者との打ち合わせの結果，当該年度は交換なしで実験を行うに至った．これらの事由により，次年度使用額が生じた．
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