[P-KS-42-4] 健常成人における上半身質量中心点と下半身質量中心点位置の検討
重心測定板法と三次元動作解析装置との比較
Keywords:上半身質量中心点, 下半身質量中心点, 重心測定板法
【はじめに，目的】身体重心点（以下；COM）の観察は重要であるが，動作時のCOMの位置は変化するため，観察は難しい。福井は，上半身質量中心点（以下；UCOM），下半身質量中心点（以下；LCOM）の中点がCOMに近似するとし，観察の有用性を述べている。近年では，三次元動作解析装置で，UCOM，LCOMを算出する検討が散見されるが，肢節を剛体と捉える点や肢節質量，重心位置は屍体や数学モデルより推定しているものが多く，実測値と異なる可能性がある。また，COMは骨盤内に位置するため，骨盤を上半身，下半身どちらに入れるかによってUCOM，LCOMの位置が変化する。以上より算出されるUCOM，LCOMの妥当性を確かめる必要性を感じた。そこで我々は，COM計測により正確と言われる重心測定板法を計測に用いてUCOM，LCOMを算出し，三次元動作解析装置で算出したUCOM，LCOMとの差異を検討することを目的とした。
【方法】対象は，健常成人18名（男性13名，女性5名，平均年齢25.4±2.0歳，平均身長168±6.8cm，平均体重60±14.8kg）であった。三次元動作解析装置（Vicon Motion Systems社製，MXカメラ10台）と床反力計（AMTI社製）1枚，木製板1枚，別の木製板2枚を使用した。重心測定板法では，木製板1枚を使用し，両端に尖った支点を取り付け，片端を床反力計に乗せた。その後，木製板の上に背臥位姿勢をとらせた。てこのつりあいで重心位置を計算し，Wを全質量，Fを頭部側の床反力計にかかる力，Dを足部側支点から頭部側支点の距離，足底部からCOMの距離をCOMDとし，COMD＝D×F/WからCOMを算出した。その後，COMを境に2分し，別の木製板2枚を配置した。上半身質量をUW，頭部側の床反力計にかかる力をUF，重心側支点から頭部側支点の距離をUD，COMからUCOMの距離をUCOMDとし，UCOMD＝UD×UF/UWからUCOMを算出した。同様に下半身質量をLW，重心側支点から足部側支点をLD，足部側の床反力計にかかる力をLF，COMからLCOMの距離をLCOMDとし，LCOMD＝LD×LF/LWからLCOMを算出した。上半身と下半身の質量は，COMを算出したデータを参考に，質量分布より推定した。三次元動作解析装置では，身体標点として反射マーカーを42個貼付し，立位姿勢を10秒間測定した。UCOMは，COMより上部，LCOMはCOMより下部として演算した。UCOM，LCOMの演算データとして上部骨盤，下部骨盤の質量，重心位置を求めるため，Zatsiorosky and Seluyanovの先行研究を用い，肢節重心位置，質量比の推定をした。
【結果】身長に対する足底からの高さを示す。重心測定板法におけるUCOMの平均値は71.72±0.93％,LCOMの平均値は，35.62±1.8％であった。三次元動作解析装置におけるUCOMの平均値は，70.69±0.9％,LCOMの平均値は，35.49±0.6％であった。
【結論】Zatsiorosky and Seluyanovの先行研究は，本研究の被験者と人種が異なることに考慮は必要であるが，三次元動作解析装置で算出したUCOM，LCOMは，ほぼ妥当と考えられる。今後，身体運動の分析をする際に，UCOM，LCOMを以前よりも正確に算出することが出来ると考える。
【方法】対象は，健常成人18名（男性13名，女性5名，平均年齢25.4±2.0歳，平均身長168±6.8cm，平均体重60±14.8kg）であった。三次元動作解析装置（Vicon Motion Systems社製，MXカメラ10台）と床反力計（AMTI社製）1枚，木製板1枚，別の木製板2枚を使用した。重心測定板法では，木製板1枚を使用し，両端に尖った支点を取り付け，片端を床反力計に乗せた。その後，木製板の上に背臥位姿勢をとらせた。てこのつりあいで重心位置を計算し，Wを全質量，Fを頭部側の床反力計にかかる力，Dを足部側支点から頭部側支点の距離，足底部からCOMの距離をCOMDとし，COMD＝D×F/WからCOMを算出した。その後，COMを境に2分し，別の木製板2枚を配置した。上半身質量をUW，頭部側の床反力計にかかる力をUF，重心側支点から頭部側支点の距離をUD，COMからUCOMの距離をUCOMDとし，UCOMD＝UD×UF/UWからUCOMを算出した。同様に下半身質量をLW，重心側支点から足部側支点をLD，足部側の床反力計にかかる力をLF，COMからLCOMの距離をLCOMDとし，LCOMD＝LD×LF/LWからLCOMを算出した。上半身と下半身の質量は，COMを算出したデータを参考に，質量分布より推定した。三次元動作解析装置では，身体標点として反射マーカーを42個貼付し，立位姿勢を10秒間測定した。UCOMは，COMより上部，LCOMはCOMより下部として演算した。UCOM，LCOMの演算データとして上部骨盤，下部骨盤の質量，重心位置を求めるため，Zatsiorosky and Seluyanovの先行研究を用い，肢節重心位置，質量比の推定をした。
【結果】身長に対する足底からの高さを示す。重心測定板法におけるUCOMの平均値は71.72±0.93％,LCOMの平均値は，35.62±1.8％であった。三次元動作解析装置におけるUCOMの平均値は，70.69±0.9％,LCOMの平均値は，35.49±0.6％であった。
【結論】Zatsiorosky and Seluyanovの先行研究は，本研究の被験者と人種が異なることに考慮は必要であるが，三次元動作解析装置で算出したUCOM，LCOMは，ほぼ妥当と考えられる。今後，身体運動の分析をする際に，UCOM，LCOMを以前よりも正確に算出することが出来ると考える。