[3a1705-07] バイオメカニクス／口頭発表②

10:20 〜 10:34

[05バ-口-06] IMUを用いたランニング1サイクルの局面分けと筋電図解析

*梶原 和子^1,4、廣瀬 圭^2,4、宇田 峻也^4,5、中野 紘志^4,5、小野寺 恵介^3,4,5、岡田 空大¹、堀本 遼治¹、竹田 正樹^5,6 (1. 同志社大学大学院スポーツ健康科学研究科博士前期課程、2. 小松大学、3. びわこ学院大学、4. 同志社大学大学院スポーツ健康科学研究科博士後期課程、5. 同志社大学スポーツセンシングセンター、6. 同志社大学スポーツ健康科学部)

本研究では１）慣性センサ（IMU）を用いて，ランニング中の1サイクルの局面（着地，支持，回復，振り出し局面）分けの方法を検証すること，および2）局面ごとの筋電図（EMG）を解析することを目的とした．被験者は， 100 m，200ｍ，400 mをそれぞれ専門とする男子3名（20，21，34歳）の陸上競技選手とした．IMU（6軸IMU，サンプリング周波数1000 Hz）は，腰部，大腿部，下腿部，足部に，EMG（1000 Hz）は右脚8箇所（①腓腹筋，②ヒラメ筋，③前脛骨筋，④半腱様筋，⑤外側広筋，⑥大腿直筋，⑦大腿筋膜張筋，⑧大殿筋）に装着した．トレッドミルにて，スタート後10秒かけて25km/hに到達するように設定し，定速走行に到達したことを確認した後，10秒間（15－25秒）の加速度，角速度および筋電図を解析対象とした．トレッドミルの真横（被験者に対して90度方向）からカメラ（200 Hz）で被験者を撮影し，ビデオデータをWinanalyzeで解析した．IMUのデータから，拡張カルマンフィルタ（EKF）を使用し，腰部，大腿部，下腿部，足部の姿勢（ロール角とピッチ角）を推定し，さらに，ビデオカメラデータをもとに，センサ取り付け位置と座標系を補正し，股関節，膝関節，足関節角度を計算した．IMUから推定した関節角度変化とカメラの4局面のタイミングを使って，ランニング1サイクルを 4局面に分類すると，それぞれの局面の関節角度の特徴点が確認された．その特徴点を基に，各局面ごとの筋電図を解析した結果，局面ごとの筋電図の特徴を明らかにすることができた．着地局面で腓腹筋，ヒラメ筋，外側広筋，支持局面では腓腹筋，ヒラメ筋，外側広筋，半腱様筋，回復局面では大腿直筋，半腱様筋，大腿筋膜張筋，前脛骨筋，振り出し局面では半腱様筋，大腿筋膜張筋，大殿筋，腓腹筋，ヒラメ筋，外側広筋，前脛骨筋の活動が観察された．