垂直安定性指数（VSI）は、転倒リスクをどのように反映しますか？バランスと斜面への影響を分析する

垂直安定性指数（VSI）は、垂直方向の力に対して人がどれだけ効果的にバランスを維持できるかを定量化することにより、転倒リスクの重要な生体指標として機能します。具体的には、体重に対する垂直地面反力の二乗平均平方根偏差を測定します。偏差が大きいほど、関節への負担が大きく、歩行サイクル中の傾斜地での体の安定性が低下することを示します。

核心的な洞察： VSIは、安定性効率の直接的な代理として機能します。垂直方向の力の変動が大きいほど、関節への負担が増加し、「不安定」性が高まり、特に下り坂歩行のような高衝撃活動中のバランス喪失のリスクが高まることを示します。

VSIの生体力学

指標の定義

VSIは、人の強さを測定するものではなく、地面との相互作用の一貫性と制御性を測定するものです。これは、対象者の総体重に対する垂直地面反力の偏差を評価することによって計算されます。

偏差の解釈

安定した歩行では、垂直方向の力は予測可能なパターンに従います。VSIが高い偏差を示す場合、それは体が不安定な力の伝達を経験していることを意味します。この不規則性は、神経筋系が安定した重心を維持するのに苦労していることを示唆しており、バランスの低下を直接的に示しています。

傾斜面でのVSIのパフォーマンス

下り坂の課題

傾斜面、特に下り坂は、体に加わる力を劇的に変化させます。主な参照点では、下り坂歩行は高い垂直衝撃力を発生させることが強調されています。

関節への負担との相関

VSIと関節反力との間には強い正の相関があります。傾斜によって関節（膝、股関節、足首）にかかる物理的な負担が増加すると、VSIは通常、「不安定」な安定性スコアを反映します。これにより、VSIは効果的な警告システムとなります。関節への負担が高いと機能的な不安定さにつながり、転倒の可能性が高まります。

トレードオフの理解

垂直安定性と水平安定性

VSIは特に垂直方向の安定性と衝撃力に焦点を当てていることに注意することが重要です。体重支持と衝撃に関するバランスの測定には優れていますが、摩擦が少ない表面（氷や濡れた草など）での滑りやすさのような水平方向の摩擦に関連するリスクを完全に捉えることはできない場合があります。そのような場合、せん断力が主な破壊点となります。

間接測定

VSIは派生指標です。これは不安定さの原因（例：足首の筋力低下や固有受容感覚の欠陥）ではなく、不安定さの結果（力の偏差）を反映します。リスクを特定しますが、バランスの具体的な生理学的原因を診断するものではありません。

目標に合わせた適切な選択

## 安全性と設計への応用

VSIデータを効果的に活用するには、具体的な目標に合わせてアプローチを調整してください。

• 主な焦点が履物デザインの場合：下り坂歩行中にVSIによって特定される高い垂直衝撃力を緩和するために、プロトタイプにおける衝撃吸収と構造的サポートを優先してください。
• 主な焦点が歩行リハビリテーションの場合：VSIを使用して関節への負担の蓄積を監視し、傾斜地での神経筋制御を改善するトレーニングを通じて指標値を下げることを目指してください。
• 主な焦点がリスク評価の場合：高いVSIスコアを荷重支持の不安定性の警告信号として扱い、転倒が発生する前に介入が必要であることを示します。

体に作用する垂直方向の力を安定させることで、転倒の機械的な前駆物質を直接軽減できます。

概要表：

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