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The 3D in vivo Achilles' tendon moment arm, quantified during active muscle control and compared across sexes.

Published date 2011 Dec 3

The 3D in vivo Achilles' tendon moment arm, quantified during active muscle control and compared across sexes.

3D生体内でのアキレス腱瞬間腕(活発な筋肉制御の間、定量化されて、性全体に比較される)。

Published date

2011-12-03

Author

Frances T Sheehan

Affiliation

Functional and Applied Biomechanics Section, Rehabilitation Medicine Department, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892-1604, USA. fsheehan@cc.nih.gov

Abstract

The Achilles' tendon moment arm (ATma) is a critical quantity in that it defines the triceps surae's ability to generate a moment on the calcaneus, which is then transferred to the foot. This measure has been primarily acquired two-dimensionally in small male populations. Thus, the primary purpose of this study was to establish the first in vivo three-dimensional measures of the ATma, measured non-invasively during dynamic activity in a large normative population, inclusive of both males and female subjects (n=20). Subjects were each placed supine in a 1.5 T MRI and asked to repeat a simulated toe-raise while a full sagittal-cine-phase contrast (dynamic) MRI dataset was acquired. From these data, the 3D and 2D ATma was calculated. The ATma was scaled by the distal tibial width, based on a correlation analysis. The 2D ATma overestimated its 3D counterpart by 3.1 mm, on average. The scaled ATma was no different between the male and female cohorts, but the scaled Achilles' tendon area was smaller in the male cohort. The magnitudes of the ATma were most similar to previously reported values when variations in ankle angle were taken into account. The results of this study have important implications for the applicability of ATma data to both clinical questions and modeling. Any future studies should adapt the ATma based on subject size and/or sex, ensure compatibility between the manner in which the ankle angle is defined and the data being used, and account for the influence that muscle force has on the 3D ATma.

 

それが踵骨の上で瞬間を生成する下腿三頭筋の能力を定義するという点で、アキレス腱瞬間腕(ATma)は臨界量である。
そして、それから、それは足へ移される。
この手段は、主に小さい男性の集団で二次元的に後天性だった。
このように、本研究の主な目的はATmaの第1の生体内での3次元計測を確立することになっていた。
そして、大きな規範的な集団で動的な活性の間、非侵襲的に測定された。
そして、男性と女性被験者(n=20)を含んだ。
被験者各々は配置された1.5TのMRIでは仰向きの、そして、シミュレーションされた足指-増加を繰り返す依頼された、全矢状方向-シネ-相が対照をなす(動的な)間、MRIデータセットは後天性だった。
これらのデータから、3Dと2D ATmaは、算出された。
ATmaは遠位脛骨幅によって縮尺された。
そして、相関分析に基づいた。
平均して、2D ATmaは、3.1mmその3D相対物を過大評価した。
縮尺されたATmaは男性と女性のコホートの間に少しも異ならなかった、しかし、測定されたアキレス腱域は男性のコホートでより小さかった。
足首関節角度の変動が考慮されたとき、ATmaの大きさは前に報告された値と最も類似していた。
本研究の結果には、ATmaデータの臨床質問とモデリングへの適用性への重要な含みがある。
どんな将来の研究でも、従属する大きさおよび/または性に基づくATmaを適応させなければならなくて、足首関節角度が定義される方法と使われているデータの間に互換性を確実にしなければならなくて、筋力には3D ATmaの上である影響の原因でなければならない。


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