Contact point (CP) trajectory is a crucial parameter in estimating medial/lateral tibio-femoral contact forces from musculoskeletal (MSK)models。 本研究の目的は,被験者固有のCP軌跡をMSKモデルに組み込む方法を開発することであった。 10名の健常者が45秒間のトレッドミル歩行試験を行った。 準静的スクワット時の低線量2面X線画像を用いて、伸展-屈曲の関数として脛骨と大腿骨に被験者固有のCP軌道を構築した。 各伸展屈曲位において、脛骨と大腿骨のCPを、内側は3方向、外側は前後・近位遠位方向に重ね合わせ、膝関節の5つの運動拘束を構成した。 これらの制約に対応するラグランジュ乗数から、内側・外側の接触力を直接求めることができた。 このCP軌道モデルの結果を、一般的なMSKモデルから採用した線形CP軌道モデルおよび球面上CP軌道モデルと比較した。 CP軌道の変更は膝関節運動に顕著な影響を及ぼし、特定の被験者において内側および外側接触力をそれぞれ1.03BWおよび0.65BW変化させることができた。 内側・外側接触力の方向と大きさは被験者によって大きく異なり、CPの内側・外側移動だけでは接触力の増減パターンを決定することはできなかった。 提案した運動学的制約は、様々な関節モデルから導かれるCPの軌道や、3次元イメージング技術から実験的に計測された軌道に適応可能である。

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