質量と負荷の分布は、センサーによって記録される地面反力のパターンを直接決定します。ミッドスタンス期において、体重や重心の移動は、四肢にかかる圧力の加え方を変化させます。これにより、データ収集システムは、安定性と支持時間に関する計算を調整する必要があります。
負荷の分布と支持位置の変動は、ミッドスタンス期の力学を根本的に変化させます。センサーは、さまざまな重心モデルが安定した四肢支持を達成するために必要な時間にどのように影響するかを判断するために、これらの地面反力の変化を捉えます。
質量分布の力学
地面反力への影響
歩行分析において、質量は静的な変数ではありません。動的な力の駆動力として機能します。質量分布が変化すると、センサーによって検出される地面反力のパターンが大幅に変化します。
これらのパターンは、ミッドスタンス期を定義する生データです。負荷の移動は、地面にかかる力の強度とベクトルを変化させます。
重心の重要な役割
重心（CoG）は、これらの測定の中心点として機能します。質量が再分配されると、重心が移動し、四肢が直立を維持するための力学的要件が変化します。
センサーはこれらの変動を記録して、「配分モデル」を分析します。「CoG」の配置が歩行サイクルの力学にどのように影響するかを示すデータが明らかになります。
センサーデータの解釈
安定時間の測定
このデータ収集の主な成果は、安定時間（stability duration）を決定することです。センサーは、特定の負荷の下で四肢が安定した支持を維持するために必要な特定の時間を測定します。
質量分布が不安定な「CoG」を作り出す場合、四肢を安定させるために必要な時間が変化します。この時間の差は、歩行効率を評価するための重要な指標です。
体重のかけ方の分析
センサーは、支持位置に基づいて四肢に体重がどのようにかけられているかを追跡します。テストシナリオでは、このかけ方を変更するために、さまざまな支持姿勢がよく使用されます。
支持位置と負荷の分布を相関させることにより、分析者は特定の物理構成がデータにどのように影響するかを特定できます。
トレードオフの理解
支持位置の複雑さ
このデータの分析における一般的な落とし穴は、支持位置の影響を見落とすことです。異なる位置は、総質量に関係なく、四肢を通る体重の移動方法を変更します。
支持位置が標準化されていないか、追跡されていない場合、重心に関するデータが歪む可能性があります。
変数の区別
データへの変更が、質量自体によって引き起こされたのか、それとも重心の移動によって引き起こされたのかを区別することは困難です。両方の要因が同時に地面反力を変更します。
正確な分析には、負荷の分布と「CoG」の配分が最終的な安定性の読み取り値に影響を与える、関連しているが異なる影響であることを理解する必要があります。
データ収集戦略の最適化
歩行分析が有益な洞察を提供することを保証するには、解釈を特定のテスト目標に合わせる必要があります。
- 安定性分析が主な焦点の場合：現在の負荷の下で四肢が安定するために必要な時間を理解するために、時間期間の指標を優先します。
- 機械的効率が主な焦点の場合：地面反力のパターンを分析して、「CoG」の配分が体重のかけ方をどのように変更しているかを確認します。
正確で実用的な歩行分析データを取得するには、質量分布を正確に制御することが不可欠です。
概要表：
| メトリックカテゴリ | 主要な影響ドライバー | データ収集結果 |
|---|---|---|
| 地面反力 | 質量の再配分 | 力の強度とベクトルパターンの変化 |
| 安定性評価 | 重心（CoG） | 安定した四肢支持に必要な時間の測定 |
| 体重のかけ方 | 支持位置 | 姿勢と負荷分布の相関 |
| 機械的効率 | 負荷配分 | 力パターンに基づく歩行効率の分析 |
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参考文献
- Kate Horan, Thilo Pfau. Timing Differences in Stride Cycle Phases in Retired Racehorses Ridden in Rising and Two-Point Seat Positions at Trot on Turf, Artificial and Tarmac Surfaces. DOI: 10.3390/ani13162563
この記事は、以下の技術情報にも基づいています 3515 ナレッジベース .