謎多き「人体のハンドル」距骨下関節の力学が明らかに もう足首の捻挫も怖くない?

medical 2020/03/02
距骨下関節の位置 / Credit: imok-academy
point
  • 足首の下側に位置する「距骨下関節」の3D画像撮影に初めて成功する
  • 体重のかかった状態での動きのメカニズムが解明されることで、足首の怪我に関する新たな治療法を開発できる

あまり耳慣れませんが、人体のハンドルとも称される「距骨下関節(きょこつかかんせつ、subtalar joint)」は、体の前後左右のバランスに関係する重要な骨です。

ただし足首の下に隠れるように位置しており、これまで詳細な画像化はなされていません。

特に、(全体重がかかる)立った状態での距骨下関節の動きのメカニズムが不明だったため、捻挫を含む足首の治療や診断を難しくしていましたこうした事情も、足首の怪我が長引く原因のひとつです。

しかし今回、イギリス・ポーツマス大学の研究により、距骨下関節の3Dイメージングに初成功。治療法の改善および人工の距骨下関節の作成などが期待されています。

研究の詳細は、1月23日付けで「Scientific Reports」に掲載されました。

Centre of Rotation of the Human Subtalar Joint Using Weight-Bearing Clinical Computed Tomography
https://www.nature.com/articles/s41598-020-57912-z

3D撮影でメカニズムが明らかに

「CTスキャン(コンピューター断層撮影法)」および「デジタル画像相関法」を組み合わせて撮影された距骨下関節の3D画像がこちらです。

a.横面、b.上面、c.後面/Credit: nature

距骨下関節は、主に「踵骨(しょうこつ、下図A)」と「距骨(B)」の2つの骨から成ります。

足首を回したり、曲げたりするのに必要な柔軟さ、それから、体を前進させたり、足首を捻挫させることなくジャンプできる頑丈さがあります。

 

Credit: Fernández et al, Scientific Reports

また、被験者数名の画像を組み合わせることで、立った状態での距骨下関節の正確な運動モデルも作成されました。これにより、足首をひねったり、曲げたり、歩いたりする際にかかる負荷状態を詳しく知ることができます。

それから、足首を「内向きに反った状態」と「外向きに反った状態」における距骨下関節への負荷変異も観察することができました。

a.横面、b.上面、c.後面/Credit: nature

上が「内向きに反った状態」で、下が「外向きに反った状態」で、色が赤に近づくほど負荷が強いことを示します。

研究主任のGianluca Tozzi氏は「こうしたクローズアップ観察が可能になることで、足首の怪我に対する新たな治療法の開発が期待できる」と話します。

人工骨の作成も可能に

もうひとつの大きな利点は、人工の距骨下関節の作成が可能になることでしょう。

人体の骨は、消耗や摩耗で修復不能になった場合、人工骨と置換することができます。例えば、股関節を人工骨に変えることもありますが、距骨下関節に関しては、内部のメカニズムが不明だったため、人工骨の作成も不可能でした。

Credit: nature

距骨下関節の損傷は、日常生活に大きな支障をきたします。悪化すれば歩けなくなるでしょうし、歩けなくなれば、運動不足で健康にも悪影響が出るでしょう。

今回の研究により、捻挫や骨の消耗など、個人の問題に合わせた治療法が可能にあると思われます。

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reference: sciencealertsciencedaily / written by くらのすけ
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