スラップスケート滑走動作の力学的合理性と筋機能に関するバイオメカニクス的研究

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15700412
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 結城 匡啓 信州大学, 教育学部, 助教授 (90302398)
• Keywords: バイオメカニクス / スラップスケート / 力学的要因 / 解剖学的要因 / 筋電図 / 3次元動作解析

Research Abstract

1.研究の目的と本年度の課題
本研究では,既に開発したスケートブレードに作用する3分力が計測できるセンサー内蔵スラップを一流選手に履かせて滑走させ,筋電図計測と3次元動作解析を併用することにより,スラップスピードスケートの力学的合理性と解剖学的観点からみた筋機能との関係についてバイオメカニクス的に明らかにすることを目的とした. これまでにスラップを開発したオランダの研究グループは,スラップの利点は従来のスケートで抑制されていた足底屈動作が可能になり足関節の発揮パワーが約15%増加することと推論した.我々は,従来のスケート滑走では氷の表面に残る傷が大きいことに着目し,スラップではブレードが離氷時の氷の破壊エネルギーが小さいという力学的な合理性を提唱している(2002)。昨年度は,これらを証明するために,スケートブレードが離氷時に氷を削る破壊エネルギーを定量化する方法を開発しようとした.そこで,本年度は追加実験を重ねてこれらの方法を確立しようとした.
2.実験の進捗状況
既に開発したセンサー内蔵スラップスケート(前々回科学研究補助費奨励(A))を選手に履かせて滑走させ,センサーからの信号を小型専用アンプを介して小型データロガに取り込みスラップ滑走中の静止座標系におけるブレード反力を計測するとともに,選手の下肢から表面筋電図を携帯計測システム(今回申請)を用いて記録する方法は完成した.しかし,スケートブレードが離氷時に氷を削る破壊エネルギーを定量化する方法の開発が気温の影響で誤差が大きく精度に問題がある状態で滞っている.
3.今後の課題
来年度は早い段階でブレードが氷を削る破壊エネルギーの定量化を確立し,本実験を行い,スラップを用いた滑走動作と踵を固定した動作をキネマティクスおよびキネティクス的にとらえ,二関節筋(特に腓腹筋)の筋放電パターンと筋長変化(筋の収縮速度)および関節トルクとを関連させて検討することによりスラップの力学的合理性と解剖学的要因との関係を明らかにする.