動的バランスからみた高齢者の階段昇降動作の基礎的研究

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階段昇降動作の重心移動に関する基礎的知見を得るために、18歳から65歳までの健康な成人男子15名(年齢39.7±17.8歳,身長1.70±0.06m,体重65.9±10.3kg)の階段昇降動作を4台のCCDカメラによって撮影した。階段は蹴上18cm、踏面29cmであった。DLT (Direct Linear Transformation)法によって身体各部の3次元座標値を算出し、松井の重心係数によって身体重心を求めた。支持脚のつま先の着地から踏出し脚のつま先の着地までを100%として相対時間を求め、身体重心の変位の平均値を求めた。被験者が階段を1段昇るのに要した時間は0.72±0.15秒、降りは0.68±0.13秒であった。階段を昇る時、降る時いずれの場合にも脚の接地時に身体重心は左右方向で、ほぼ両足の中央に位置し、脚の接地直前には身体重心は基底面内に無いことか明らかとなった。身体重心の左右方向の運動では、支持脚接地時に両足の中央に位置した重心が、支持脚接地にともない支持脚側へ移動する。この時、支持脚は身体重心の外側に位置するので、重力の影響によって左右面内で身体の回転が起き、この回転によって身体重心の支持脚側への速度にブレーキがかかり、最終的には踏出し脚側へ加速され両足の中央に来たときに踏出し脚が接地した。この身体重心の左右面内の振動は、脚を交互に接地することによって、重力を利用して身体重心を動的にバランス制御していることを示唆する結果であった。身体重心の前後方向の運動についてみると、脚の着地時に、重心はつま先より後方にあるため重力は身体を後方へ回転させるトルクとして作用し、減速しながち支持点を越え、その後重力によって再び加速されていた。以上の結果より健康な成人男子の階段昇降動作は、重力を利用したエネルギー効率の高い動的バランス制御が行われていると考えられた。