内的・外的パワー水準に着目した走運動の機械的効率の解析

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20570232
• Research Institution: Kyushu Kyoritsu University
• Principal Investigator: 得居 雅人 九州共立大学, スポーツ学部, 教授 (00227571)
• Keywords: ランニング / 酸素摂取量 / 血中乳酸 / フォースプラットフォーム / モーションキャプチャ / アキレス腱

Research Abstract

1.概要:走運動時の内的・外的パワーを評価し、エネルギー消費量と併せて走運動時の機械的率を算出し、影響因子(特に下肢のバネ能力)を検討するための実験を実施した。
2.実験方法
1)被験者:一般成人の市民ランナー10名(男6、女4名)を用いた。
2)手順および測定項目
(1)ランニングの効率:室内50m全天候走路において、最大下速度の漸増負荷走(4分×3段階、計12分)を実施した。呼吸代謝分析器および心拍計を装着し呼気ガスと心拍数を測定した。分析区間ではモーションキャプチャシステムにより身体の基準点をキャプチャし地面反力を測定した。運動の前後に指先より静脈血を採取し血中乳酸値を測定した.
(2)自転車運動の効率:自転車エルゴメーターを用いて、最大下の強度の漸増負荷自転車運動(4分×3段階、計12分)を実施した。ランニング同様、呼気ガスと心拍数を、運動前後に血中乳酸値を測定した。
(3)ジャンプ力:垂直跳び、ドロップジャンプ(台高10cm、20cm)、10回連続ホッピングを実施し、跳躍高、接地時間を測定した。全てのジャンプは上肢の反動を用いないで行なった。
(4)アキレス腱硬度:等速性筋力測定器を用いて等尺性の脚関節底屈運動(10秒間)を実施し、Bモード超音波診断装置を用いて下腿(腓腹筋、アキレス腱)の矢状面動画を撮影し、発揮トルク、筋電図を記録した。
3.データ算出:以下の通り、走運動時の機械的効率を算出し、影響因子を検討する.
1)パワー出力:地面反力と動作解析から、身体各セグメントの機械的エネルギー・関節力・関節トルクを算出し、内的・外的パワー及び総パワーを算出する。
2)エネルギー消費量:有酸素エネルギーは呼吸交換比と酸素摂取量より、無酸素エネルギーは血中乳酸蓄積量から求める。
3)機械的効率:安静時以上のエネルギー消費量に対する総パワーの割合として算出する。
4)ジャンプインデックス、アキレス腱の伸張量からバネ能力を評価する。