研究・業績

バイオメカニクス研究

スタッフ

准教授
青木 隆明
講師
瀧上 伊織
助教
下川 哲哉
医員
宮川 貴樹
大学院生
近藤 祐一

概要

もともと四肢・脊椎の運動器を対象とする整形外科分野は、生体力学と称するバイオメカニクス分野と密接な関係にあります。そのため岐阜大学整形外科では、以前より、この分野での研究活動が活発に行われてきました。現在、宮本敬、青木隆明、増田剛宏、日置暁、そして社会人大学院生を中心に活動を行っております(図1)。最近そして現在進行中の研究プロジェクトを紹介させていただきます。
図1

実績

ゴルフスイングにおける腰部固定帯の効果の検証

3次元動作解析システムを用いてゴルフスイングにおける腰部固定帯の効果の検証を行っております(橋本孝治、宮本敬、青木隆明)(図2、3)。装具装着により、スイング最終における腰椎の伸展角度の減少が認められ、腰椎変性疾患の治療・予防効果が示唆されています(図4)。日本シグマックス株式会社のサポートをいただき、岐阜大学リハビリテーション部との連携協力下に研究を行っております。


図2 図3

図4

腰にやさしい椅子“アライン”の開発

日常生活において、腰痛者が痛みを感じることの多い座位姿勢に着目し、腰の痛みの緩和や腰の負担を軽減し、腰痛の慢性化を防止する家庭用椅子の開発を飛騨産業株式会社、岐阜県生活技術研究所、岐阜大学整形外科(宮本敬)の産官学共同で行っております。デザインした椅子は座面がスライド&ロールするものであり(図5)、膝関節のバイオメカニクスよりヒントを得たものです。 この椅子に着座することにより、腰背筋の血流が改善することが明らかにされつつあります(図6)


図5


図6

脊椎荷重負荷における腰椎の動態

脊椎荷重装置を用いて、椎間板、アラインメント、椎間関節等の挙動の変化を3次元画像解析手法を用いて検証しています(日置暁、岩田崇裕)(図7)
図7

頚椎回旋動作におけるkinematics

頚椎前方固定等の体位における脊椎の動態を明らかにすべく3次元画像解析を行い、安全な手術手技に結びつける研究を行っております(棚橋宏行)(図8)。本研究はアジア太平洋整形外科学会脊椎・小児セクションにて、ベストポスター発表賞を受賞いたしました。


図8

腰背筋の筋内酸素動態の研究

腰背筋の筋内酸素動態の研究を通じて、スポーツにおけるパフォーマンス向上、脊椎後彎症における症状発症のメカニズム解明等を行っております(増田剛宏、宮本敬)(図9)。 スポーツ医科学講座との連携協力下に研究を行っております。
図9

重量物挙上動作の動態解析

重量物挙上動作における動作解析、腰背筋の動態、装具装着の脊椎への負荷軽減効果の検証等を行っております(増田剛宏、宮本敬)(図10)
図10

片脚式歩行支援機構の開発研究

片方の下肢に装具を装着させたときの歩行状態を、三次元解析装置(VICON)を用いて動作解析し、装具開発研究をしています。(青木隆明、リハビリテーションスタッフ)(動画1)


動画

業績リスト

  1. Tanahashi H, Miyamoto K, Hioki A, Iinuma N, Ohno T, Shimizu K. Alterations in Sagittal, Axial, and Coronal Curvature of the Cervical Spine with a Combination of Rotation and Extension in the Conventional Anterior Cervical Approach. European Spine Journal 15:[Epub ahead of print] 2013.
  2. Iwata T, Miyamoto K, Hioki A, Ohashi M, Inoue N, Shimizu K. In vivo measurement of lumbar foramen during axial loading using a compression device and computed tomography. Journal of Spinal Disorders and Techniques 26: E177-82, 2013.
  3. Hashimoto K, Miyamoto K, Yanagawa T, Hattori R, Aoki T, Ohno T, Matsuoka T, Shimizu K. Lumbar corsets can decrease lumbar motion in golf swing. Journal of Sports Science and Medicine 12: 80-87,2013.
  4. Hayashi T, Chen H, Miyamoto K, Zhou X, Hara T, Yokoyama R, Kanematsu M, Hoshi H,  Fujita H. Analysis on The Bone-Mineral-Density Distribution at Trabecular Bones in Thoracic and Lumbar Vertebrae Using X-Ray CT Images. Journal of Bone and Mineral Metabolism 29: 174-185, 2011.
  5. Hioki A, Miyamoto K, Shimizu K, Inoue N. Test-Retest Repeatability of Lumbar Sagittal Alignment and Disc Height Measurements with or without Axial Loading: A Computed Tomography Study. Journal of Spinal Disorders and Techniques 24: 93-98, 2011.
  6. Hioki A, Miyamoto K, Sakai H, Shimizu K. Lumbar axial loading device alters lumbar sagittal alignment differently from upright standing position: a computed tomography study. Spine 35: 995-1001, 2010.
  7. Oguri K, Fujimoto H, Sugimori H, Miyamoto K, Tachi T, Nagasaki S, Kato Y, Matsuoka T. Pronounced muscle deoxygenation during supramaximal exercise under simulated hypoxia in sprint athletes. Journal of Sports Science and Medicine 7: 512-519, 2008.
  8. Miyamoto K, Iinuma N, Ueki S, Shimizu K. Effects of Abdominal Belts on the Cross-Sectional Shape of the Trunk during Intense Contraction of the Trunk Muscles Observed by Computer Tomography. Clinical Biomechanics 23: 1220-1226, 2008.

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