端坐位からの立ち上がり動作における JERK最小モデルを用いた身体重心推定位置の 軌跡の算出に必要な経由点の検討 伊藤 翼 1，対馬 栄輝 1，石田 水里 2 1 弘前大学大学院保健学研究科，2 鳴海病院リハビリテーション部 キーワード；立ち上がり動作・JERK最小モデル・身体重心推定位置 【目的】理学療法では端坐位からの立ち上がり動作（立 ち上がり動作）の練習を行う機会は多いが，獲得が困難 な例も多い． これには単純な関節運動機能だけではなく， 筋活動のタイミングや適切な筋出力, つまり運動協調性 に問題があると考える．運動協調性と動きの軌跡の滑ら かさには相関関係があり，滑らかであれば効率良く動い ていると判断できる. 滑らかさは加速度の変化量 （つまり 躍度）で測ることができる． F l a s hと H o g a n （1 9 8 5 ）により考案された J E R K最小モ デル（J E R Kモデル）とは，上肢運動の協調性を測定して 加速度変化量が最小となる軌跡を求める方法である．こ れを立ち上がり動作における，身体重心推定位置（重心） 軌跡の滑らかさの測定に応用し，動作の効率性を捉えた い．ところが，その計算のためには動作開始時と終了時 の位置だけではなく経由点も指定しなければならない． この経由点は不明であるため，どの動作時期が経由点と してふさわしいか決定することが目的である． 【方法】対象は健常男性 1 0人（平均年齢 2 1 . 8 ±3 . 0歳） とした．対象者にはヘルシンキ宣言に基づき，実験内容 を説明し，同意を得た． 立ち上がり動作は，被験者を座面の高さを変更できる ティルトテーブル上に端坐位とさせ，動作開始から終了 まで 2秒間かけて行わせた．開始姿勢は，大腿を床面に 対して平行に，下腿を床面に対して垂直にし，殿部の奥 行きは大腿中点と座面端が一致するようにし，両上肢を 胸の前で組んだ状態とした．立ち上がり動作は 3回ずつ 行わせた． 被験者のボールを蹴る側の下肢と反対側の，上半身重 心（剣状突起の高さの体幹側面） ・下半身重心（大腿部中 上2 / 3点と 1 / 2点間） ・大腿骨外側顆・大転子・肩峰にマ ーカーを貼った．マーカー貼付側の矢状面から，立ち上 がり動作をデジタルカメラにて撮影した．カメラは床面 に対して水平に，被験者から 2 m離して設置した．背もた れと座面にはスイッチを設置し，動作開始と離殿の瞬間 を記録した． 撮影した動画より，動作開始から終了までのマーカー の位置を 1 / 3 0秒ごとに計測した． その後， 重心の位置 （上 半身重心と下半身重心の中点）も求めた． 次に，J E R Kモデルを用いて，加速度変化量が最小とな る軌跡を求めた．その際に経由点として，離殿時または 体幹伸展開始時の 1点を経由点とした場合，離殿時と足 関節最大背屈時の 2点を経由点とした場合，の 3条件の J E R Kモデルを算出した． 実際の重心軌跡とこれらの J E R K モデルが，どれだけ一致しているかを比較した． 【結果】経由点を離殿時または体幹伸展開始時の 1点に すると， 実際の重心移動軌跡と J E R Kモデルにおける前後 方向距離の差は大きくなる者が多かった（下図左） ．それ に対し，経由点を離殿時と足関節最大背屈時の 2点にす ると前後方向距離の差は小さかった（下図右） ． 【考察】当初，離殿や体幹伸展開始時を基準として 2相 に分けられると考えていたので，経由点は 1点でもよい と考えていた．しかし今回，S c h e n k m a nら（1 9 9 0 ）の方 法による相分けを元に経由点を 2点にすることで，1点 にしたときよりも実際の軌跡に近い J E R Kモデルの算出 が可能であった．立ち上がり動作において重心は，前後 の加速度方向が 2回大きく変化する．まず，動作開始時 から重心は前方移動を開始し，離殿前後の時期に加速度 が後方へ変化する．動作終了直前に前方への重心移動を 止めるために加速度を後方へ再度変化させる．従って， 重心の前後方向における加速度方向の大きな変化は動作 開始時を除くと理論的には 2回しか存在しないため，経 由点は 2つでよいと考える． 経由点を 3点以上にした場合，J E R Kモデルは滑らかな 重心移動軌跡の評価として不適切になる．経由点は運動 特徴を表す時点に最小限に留める必要がある（猪狩 ら, 2 0 1 3 ）．また，立ち上がり時の重心軌跡に比較的似た U字や C字，S字の軌跡では，経由点を 2つ指定すると運 動軌跡がよく再現される（池上ら, 2 0 0 8 ;猪狩ら, 2 0 1 3 ） という報告も存在することから，経由点は 2点が最適と 考える．
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