Influence of foot strike patterns on the behavior of muscle-tendon units during running

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ヒトには走行時に前足部着地や踵着地といった着地方法を意識的または無意識的に変化させるという特徴がある。またヒトは走速度の増大に伴って着地方法を踵着地から前足部着地に変えることが報告されている。本研究は全体として、先行研究の少ない時速18km以上の速度における着地方法の影響も含めて検討することで、下腿三頭筋の筋束の動態や筋活動および酸素摂取量などの測定を合わせて、着地方法が走行のエネルギー効率に影響を与える筋生理学的メカニズムを明らかにすることを目的とする。2022年度では、時速15kmと19kmの速度において、前足部着地または踵着地で走ることで、着地方法が酸素摂取量と下腿の筋活動に与える影響とその速度依存性を検討するための実験を行った。踵着地と比較して前足部着地では時速15kmと19kmの速度のどちらでも表面筋電図法から判定した接地期の前脛骨筋の活動が低下したが、酸素摂取量に変化がないという結果になった。先行研究では時速14.4km以下では前足部着地よりも踵着地の方が走行のエネルギー効率が良いと報告されていたが、本研究の結果は多くの人が無意識的に前足部着地を選ぶようになる時速19kmに近い速度では前足部着地と踵着地の走行経済性が変わらないことを示唆している。さらに、超音波画像診断装置のプローブをアキレス腱上に固定するための固定具を3Dプリンターによって作成し、モーションキャプチャーシステムと併せて使用することで、時速20kmから時速28kmにおける着地方法がアキレス腱と腓腹筋内側頭の筋束の動態に与える影響を非侵襲的に検討する実験を行った。