Aduayom-Ahego, Akouetevi

江原, 義弘

霜鳥, 大希

Niigata Regional Repository

－ 19 －
第15回 新潟医療福祉学会学術集会
関節モーメントの精度の検定方法
 
新潟医療福祉大学大学院医療福祉学研究科  
Aduayom-Ahego Akouetevi，霜鳥大希 
新潟医療福祉大学義肢装具自立支援学科 
江原義弘  
 
【背景・目的】最近の歩行分析では関節モーメントを計算
し、それによって動作を分析する方法が主流になっている。
関節モーメントは動作解析装置によって得られる人間の
動きのデータと、床反力によって得られる運動力学的デー
タを組み合わせて計算される。関節モーメントを計算する
計算式そのものについては工学的な考察によってその妥
当性は内外の研究者によって認められている。さらに計算
式に入力する、運動学的データ、生体力学定数のデータ、
運動力学的データなど個々のデータの正確性については
ある程度の検証の方法がある。計算された関節モーメント
の信頼性を評価する良い方法がなかった。本研究はこの方
法論を確立しようとするものである。検証する原理は「生
体内で発生される力学的仕事が、動作後の位置エネルギー
の増加に一致する」という物理学の原則を活用するもので
ある。
 
【方法】被験者は健常男性 名（年齢＝22±3、身長＝
170±3cm、体重＝63±5kg）であった。マーカー貼付位置
は臨床歩行分析研究会が推奨する ポイントを使用した。
被験者の左右の足がそれぞれ別の床反力計に乗るように
立たせた。まず股関節の動作は体幹を約 度前傾させた
お辞儀の姿勢を動作開始姿勢とした。ここから４秒ほどか
けてゆっくり直立姿勢にさせた。この際、上肢は体幹の胸
部に交差させたままとし、背中を曲げないなど極力体幹内
の動きを起こさないように努めた。次に膝関節の動作は膝
の屈伸動作をさせた。そして足関節の動作は床から踵の上
げ下げをさせた。
この間の動作を 9,&212[IRUG0HWULFV+]、床反力
$07,+]で計測した。次にコンピュータ内部で
ERG\EXLOGHUのソフトを使用して関節中心位置を PP～
PPまで PP刻みに後方に移動させ、重心・関節モーメ
ント・関節モーメントのパワーを再計算した。
 
【結果】まず股関節や膝関節と足関節位置を通常の方式に
則って推定した場合について計算した。左右足関節が生み
出した仕事、左右の足関節と左右の膝関節の生み出した仕
事の和、左右の、足・膝・股関節の仕事の和を計算した。
位置エネルギーの増加分と下肢の仕事の量は最終的に一
致しなかった。  
次にさらにコンピュータ内部で股関節中心位置を 5mm
～50mm まで 5mm 刻みに後方に移動させた場合の位置
エネルギーと下肢全体の仕事を再計算すると位置エネル
ギーは股関節の位置によらずほぼ同様の変化を示した。仕
事の変化は、股関節の位置が後方に変更されるに従って全
体的により大きな値となった。関節位置を後方と前方に変
更した場合に位置エネルギーの値にもっとも近くなった
（表１）。 
 
Subjects Hip(mm) Knee(mm) Ankle(mm) 
A -10 39 19 
B -12 26 -9 
C -21 35 -12 
D -30 26 15 
E -18 - - 
 
Mean -18 31 3 
Max -10 39 19 
Min -30 26 -12 
表 1 従来の関節中心位置から変更すべき量（-=後、+＝前） 
 
【考察】身体運動では関節モーメントの生み出した仕事が
身体の力学的エネルギーの増加分と一致する。動作終了時
点の仕事の量が位置エネルギーの増加分ともっとも近い
場合の関節位置が、もっとも正確な関節位置と考えられる。
またこのときの関節モーメントがもっとも信頼性の高い
関節モーメントと考えられる。 
 今回、力学的の仕事は関節の位置を変更すると、その値
が変化した。股関節位置を後方 18mm に変更した場合に
位置エネルギーの値にもっとも近くなった。膝関節中心位
置は前方 31mm に変化した場合にあった。足関節中心位
置は前方 3mm に変化した場合にあった。 
 
【結論】この関節位置で計算した関節モーメントがエネル
ギー論からみたもっとも信頼性の高い関節モーメントの
値と考えられた。位置エネルギーと力学仕事を比較する方
式は関節モーメントの信頼性を確認する方法として有用
である。今回は本方式の適用の第１歩として関節の前後位
置のみに着目した。床反力計の正確性と運動エネルギーも
確認することも重要である。また関節中心の上下方向・左
右方向位置を検討するには別の工夫が必要である。 
 
 
 
O−3


関節モーメントの精度の検定方法

http://nirr.lib.niigata-u.ac.jp/bitstream/10623/71545/1/019_w1501.pdf

関節モーメントの精度の検定方法

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Niigata Regional Repository