Study of joint reaction force, moment and muscle activity of lower limbs during running (Comparison of the rear foot strike and the fore foot strike)

Abstract

In this paper, two foot strike patterns, which are the rear foot strike (RFS) and the fore foot strike (FFS), are compared from the viewpoint of the joint moment, joint reaction force and muscle activity using the actual measurement of running for two subjects. As the results, the landing reaction force has two peaks for RFS while one peak for FFS, and the significant features can be observed in the ankle joint rather than the knee and hip joint. The joint moment of the ankle joint for RFS acts toward the dorsal flexion direction at the beginning of landing, and then toward the plantar flexion direction, while the one for FFS acts toward the plantar flexion direction during landing. The bone-on-bone force for RFS shows two peaks as similar with the landing impact force. For RFS, the Tibialis anterior much works while for FFS, the Gastrocnemius and the Soleus works much. Moreover, the differences of subject A and B are shown as the contribution of joints on the running. 1. 緒 言 近年，我々の生活の中にジョギングやランニングが浸透してきている．ここでランニングを研究対象と考えた とき，普通の人々にとってのランニングと，アスリートにとってのランニングは研究内容が異なると思われる． 普通の人々がランニングを行うことで健康改善が期待できるが，逆に下肢の障害のリスクも増加する．ランニン グ障害の要因として年齢，性別，体型などの内的因子と走行距離，走行姿勢，走行路面の状態などの外的要因が 挙げられ，障害部位は下肢，特に膝関節に多い(van Gent et al., 2007)．これらのランニング障害の予防のために， 走行動作時の運動解析が利用されている．本研究ではアスリートが行うランニングを取り上げる．研究内容は普 通の人々にとってのランニングと異なるが，研究手順は類似している． ランニングの方法(走方法)は大きく二種類に分けられ， それらは着地時に踵から着地する踵着地 Rear foot strike (以下 RFS 走法) と着地時に前足部が足圧中心部となるように着地するつま先着地 Fore foot strike (以下 FFS 走法) である．一般に短距離競技では FFS 走法の競技者が多く，長距離競技になるにつれて RFS 走法が多くなる．しか