歩行を客観的なデータとして捉える上で、ぜひ知っておきたい指標のひとつが「角速度」です。角速度は身体の回転の速さを表すもので、骨盤や体幹、関節の微細な回旋動作を数値化します。

これにより、歩行周期や左右のバランス、さらには異常歩行の兆候を捉えるため、理学療法の現場での評価や治療計画に欠かせないツールとなっています。

当記事では、角速度の基礎知識から測定方法、歩行との関係までをわかりやすく解説し、臨床での活用に役立つポイントをお伝えします。

角速度とは？

角速度とは、「物体がどれくらい速く回転しているか」を示す物理量です。
たとえば、腕を振る、股関節を回す、体幹をひねるといった動作は、すべて回転運動に含まれます。

私たちが歩くとき、骨盤や体幹、関節も微細に回転しています。こうした動きを「角速度」で捉えることで、より詳細かつ定量的な歩行分析が可能になります。

角速度の求め方

角速度は、次の式で求めることができます。

• 角速度（rad/s）＝ 角度の変化量（rad） ÷ 時間（秒）

rad(ラジアン)とは、角度の単位の一つです。日常で私たちがよく使う「度(°)」と意味合いは同じですが、以下のような違いがあります。

• 360度（円1周）＝ 約6.28ラジアン（正確には2π）

• 180度＝ 約3.14ラジアン（π）

• 90度＝ 約1.57ラジアン（π ÷ 2）

例えば、1秒間に90度回転した場合、およそ1.57ラジアンであるため、角速度は約1.57 rad/sになります。このように、角速度は、どれくらいの速さで回転したかを数値として表現できるのです。

角速度の測定方法

角速度は、ジャイロセンサー（角速度センサー）を用いて測定します。

ジャイロセンサーは、スマートフォンやウェアラブルデバイスにも内蔵されており、小型の計測装置です。腰や足部などにセンサーを取り付けて、各部位の回転データを取得します。ORPHE ANAYTICS MEDICALでは、足部のセンサーで角速度を取得する仕様となっています。

角速度データからわかること

角速度を使った分析では、様々な情報が得られます。装着する部位（腰・脚・足部）によっても得られるデータは異なりますが、ここでは足部に装着した場合に角速度データからわかることの一例を紹介します。

歩行周期の判定

足部の角速度は、歩行中の踵が地面に着く瞬間（IC）や足を振り出す瞬間（ISw）といった歩行のフェーズを検出するのに適しています。これらのイベントを角速度の変化から判別することで、歩行周期やステップタイミングを正確に把握できます。

こちらも参照：【図解でわかる】歩行周期について各相ごとのポイントを解説！

左右の非対称性

左右それぞれの足に装着したセンサーから得られる角速度データを比較することで、歩行の左右バランスの崩れや非対称性を検出することができます。左右の動きの違いを算出することで、転倒リスク評価や治療プログラムの立案に役立ちます。

足部の回内・回外

足部の角速度は、足部の回内や回外の動きを捉えられます。これにより、接地から蹴り出しまでの足のローリング動作を分析でき、歩行の癖や過剰な回内・回外が原因となる障害リスクの把握に役立ちます。

異常歩行の検出

パーキンソン病や関節疾患などで見られる異常歩行は、足部の角速度パターンに特徴的な変化として現れるケースがあります。例えば、歩行中の回旋動作が減少したり、断続的になるような現象です。

また中枢疾患などで起こるぶん回し歩行も捉えることが可能です。

おわりに

角速度は、身体の回転運動をとらえるうえで欠かせない指標です。
歩行中の回旋や歩行周期のバランスなどの左右差を可視化することで、リハビリテーション、スポーツ、高齢者の転倒予防など、多くの場面で役立ちます。

次回は、加速度と角速度を組み合わせた歩行分析の活用例を紹介します。