歩行のバイオメカニクスの基礎:遊脚期【二重振り子運動】まとめ

【医療者向け】歩行

歩行のバイオメカニクスシリーズの遊脚期【二重振り子運動】についてです。

今回の二重振り子運動の記事を読む前に↓を参照して頂けるとより深く理解できるかと思われます。

二重振り子運動の説明には慣性力の理解が不可欠です。

まず慣性力について説明していきます。

慣性力とは?

止まっていた電車が進行方向に進み始める(加速度運動)と、つり革は進行方向とは反対側に動き、進行方向とは反対側に力が働いているように感じます。

反対に動いていた電車が止まろうとする(減速)とつり革は元々進んでいた進行方向側に動きます。

このように慣性力とは加速度と反対向きに働く力であり、物質の質量と加速度を掛け算し表すことが出来ます。

-m(質量)×α(加速度)=慣性力

健常者における遊脚期とは

遊脚期は基本的に上図のように股関節と膝関節の2つを軸とした二重振り子運動となっています。

遊脚期では股関節を軸にして先に大腿骨が前方に動き、大腿骨の前方への動きについていくように膝関節を軸に下腿骨が動きます。

大腿骨が下腿骨よりも先に前方に動き、下腿骨が大腿骨に後からついてくるように前方に動くため、自分の意志とは関係なく膝関節は屈曲します。

続いて二重振り子が生じる条件は遊脚側の加速と減速です。

加速と減速の加速度(マイナスの加速度も含む)が大切であり、加速度が生じる条件として立脚後期での下肢筋活動と対側への速やかな体重移動が行われることが重要と言われています。

前遊脚期のポイント

遊脚期で一番大切なのはタイミングは前遊脚期と言われています。

前遊脚期を見る際に3つのポイントがあります。

1対側への重心誘導

2足関節底屈筋による膝関節屈曲

3股関節屈筋による膝関節屈曲

対側への重心誘導

前遊脚期とは対側下肢接地~足趾離地の期間を指す為、両脚支持期であるということです。

重心を対側下肢側へ移行しないと下肢を振り出すことが出来ないので、この遊脚前期のタイミングで対側下肢へ重心を速やかに移行させる必要があります。     立脚終期は踵離地から始まり、Ankle RockerからForefoot Rockerに切り替わるタイミングでもあります。 Ankle RockerからForefoot Rockerに切り替えることで、重心の下降を緩やかにし対側下肢を振り出す時間を確保しています。

また、Forefoot Rockerは、重心軌道の方向修正と重心移動の方向のコントロールに関与すると言われています。(上図) また、Forefoot RockerではMP関節を支点とした回転運動となり、母趾の軸では斜め内側方向に向きます。(上図)

母趾で蹴り出すことで対側下肢方向への速やかな重心移動に移することが出来ます。

 

しかし前遊脚期の際に母指での蹴り出しが行えず仮に小趾優位の蹴り出しを行った場合、床反力は身体重心より遠ざかり重心が支持基底面から離れていくためスムーズな対側への体重移動が困難となります。(上図)

下肢をスムーズに振り出すためには、まず振り出す下肢を蹴り出す(プッシュオフ)することにより、対側下肢への重心移動を開始させます。

振り出す側の下肢股関節外転筋の活動により、対側下肢への重心移動を促進させます。

振り出し側の外転筋活動に対して支持側である対側下肢も同じように股関節外転筋を働かせることで支持側側へ倒れることなくスムーズな振り出しを可能にしています。

足関節底屈筋による膝関節屈曲

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