デュアルベルト医療用トレッドミルは、左右の足のメカニクスを分離します。これにより、標準的なシングルベルト機器では不可能なレベルの運動学的精度が得られます。内蔵フォースプレートを備えた2つの独立したベルトを使用することで、厳密に標準化された歩行速度を維持しながら、接地反力（GRF）の連続的かつ分離された測定が可能になります。
主なポイント デュアルベルト設計は、両足が同じ表面に着地する際に発生するデータの「クロスストーク」を排除し、各四肢の独立した分析を可能にします。この分離は、関節角度、モーメント、および筋力を正確に計算するために不可欠であり、安全靴の安定性と衝撃吸収性を検証するために必要な客観的なデータを提供します。
独立測定のメカニズム
四肢のメカニクスの分離
デュアルベルトシステムの決定的な特徴は、各足が独自の独立したベルトに着地できることです。
この分離により、一方の足の機械的作用がもう一方のデータ収集に干渉しないことが保証されます。これにより、左右の側それぞれについて、関節角度、モーメント、および筋力を正確に計算できます。
統合フォースプレート
標準的なトレッドミルとは異なり、医療用バージョンはベルトの下に高精度フォースプレートが統合されています。
これらのプレートは、高サンプリング周波数で3次元力ベクトルデータをキャプチャします。これにより、接地反力（GRF）の連続測定が可能になります。GRFは、すべてのステップで地面から体に戻って作用する力です。
リアルタイム運動学的データ
ベルトとセンサーの統合により、歩行サイクルのリアルタイム分析が可能になります。
アナリストは、歩行サイクルのさまざまな段階、特に立脚期中の運動学的パフォーマンスを評価できます。この連続データストリームは、靴が一定の負荷下でどのように機能するかを動的に示します。
安全靴のパフォーマンス評価
衝撃吸収性の評価
安全靴は、着用者の関節に伝達される衝撃力を軽減する必要があります。
GRFデータを使用して、アナリストは接地時の衝撃吸収性を評価できます。高精度測定により、靴が衝撃過渡を効果的に減衰させているか、それとも骨格に過剰な力を伝達しているかが明らかになります。
エネルギー放出と効率の分析
保護に加えて、安全靴は疲労を防ぐために効率的な動きを可能にする必要があります。
システムは、蹴り出し段階でのエネルギー放出の効率を評価します。このデータは、靴のデザインが前方推進を助けているか、それともエネルギーを吸収しすぎて着用者の負担を増やしているかを判断するのに役立ちます。
対称性と安定性の検証
安全靴には、しばしば重いつま先キャップや硬いソールがあり、意図せずにユーザーのバランスを崩す可能性があります。
左右のベルトからの独立したデータを比較することにより、システムは靴の対称性の客観的な評価を提供します。特定のデザインが、裸足での歩行やベースラインメトリックと比較して、歩行の不均衡や不安定性を引き起こしているかどうかを明らかにします。
標準化の重要性
変動条件の制御
安全靴を正確に評価するには、テスト環境を一貫させる必要があります。
トレッドミルは、標準化された一定の歩行速度を提供し、地上歩行で見られる変動を排除します。これにより、データの変更は、ユーザーの速度の変化ではなく、靴のデザインによって引き起こされることが保証されます。
データ比較可能性の向上
工業用メトロノームなどのツールを使用してケイデンスを標準化する（例：1分あたり100歩）ことで、一貫性がさらに強化されます。
ペースを制御することで、個々の歩行リズムによる変動が排除されます。これにより、歩幅と足底圧タイミングなどの収集データが、異なる靴のプロトタイプや被験者間で比較可能であることが保証されます。
トレードオフの理解
トレッドミル vs. 地上歩行
デュアルベルトトレッドミルは優れたデータキャプチャを提供しますが、トレッドミル歩行は自然な地上歩行とは若干異なる場合があります。
被験者は、ベルトの動きのために歩行戦略を変更する可能性があります（歩幅を短くしたり、スタンスを広げたり）。アナリストは、データを解釈する際に、この「トレッドミルへの適応」期間を考慮する必要があります。
解釈の複雑さ
独立フォースプレートによって生成されるデータ量は膨大です。
左右のGRFを分離するには、生の運動学的データを靴のデザインに関する実行可能な洞察に変換するための高度なソフトウェアと専門知識が必要です。これは「プラグアンドプレイ」の評価ではなく、生体力学的な理解が必要です。
目標に合った正しい選択をする
テストプロトコルにデュアルベルトトレッドミルを統合する際は、出力を特定の目標に合わせます。
- 怪我の予防が主な焦点の場合：初期接地段階での衝撃吸収性に関するデータを優先し、靴が運動連鎖を保護していることを確認します。
- 疲労軽減が主な焦点の場合：蹴り出し段階の効率と対称性データに焦点を当て、靴が自然でバランスの取れたエネルギー消費を可能にすることを確認します。
- デザイン検証が主な焦点の場合：空間時間パラメータ（歩幅とケイデンス）を使用して、靴が裸足での歩行と比較して基本的な運動スキルを悪化させないことを確認します。
デュアルベルトトレッドミルは、歩行分析を主観的な観察から厳格な定量的科学へと変革し、安全靴が作業者を真に保護することを保証します。
概要表：
| 特徴 | シングルベルトトレッドミル | デュアルベルト医療用トレッドミル |
|---|---|---|
| データ分離 | 足間のデータクロスストーク | 独立した左右の四肢分析 |
| 力キャプチャ | 基本的な速度監視 | 統合3Dフォースプレート（GRF） |
| 運動学的精度 | 低い（主観的推定） | 高い（分離された関節/筋力） |
| 靴分析 | 一般的な耐久性 | 正確な衝撃吸収とエネルギー放出 |
| バランステスト | 限定的 | 客観的な対称性と安定性の検証 |
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