理学療法士の日常臨床において、歩行分析は欠かせない評価項目です。しかし、視診や経験に基づく評価だけでは、微細な動作変化や関節の動きを客観的に捉えきれない場面もあります。

そこで近年、注目されているのがセンサーを用いた定量的な評価です。特に「加速度」と「角速度」という物理量を組み合わせることで、より詳細に数値化できるようになりました。

この記事では、加速度・角速度の基礎概念についておさらいしながら、足部センサーを利用した歩行分析への活用方法について解説していきます。

加速度・角速度とは？

まずは基礎となる「加速度」と「角速度」について簡単におさらいしていきましょう。

加速度

加速度は、「時間単位あたりの速度の変化」のことを指します。

身体に装着したセンサーで取得できる加速度は、たとえば上下・前後・左右方向への動きの勢いや強さ、タイミングなどを数値として捉えることができます。

詳しくはこちら：加速度とは？歩行分析に使われる基本概念をやさしく解説

角速度

角速度は、「物体が回転する速さ」を示します。歩行中の関節（膝や足首など）は回転運動をするため、角速度を測定することでどのタイミングでどれだけ動いているかがわかります。

詳しくはこちら：角速度とは？歩行中の回転動作を測るポイントを解説

加速度・角速度と歩行の関係は？

歩くときの体の動きは、加速度や角速度といったセンサーのデータから詳しく知ることができます。

加速度は体がどのくらい速く動いたか、角速度は体がどのくらい回転したか（ひねりや傾き）を示します。

これらのデータを使うことで、「どのような歩容か」「左右の足の動きに差があるか」などを客観的に分析できます。特に、腰や足にセンサーをつけることで、普段の歩き方を数値として見える化できるため、リハビリや転倒予防にも役立ちます。

加速度・角速度をどのように活用するのか

株式会社ORPHEでは足部に装着した小型6軸（3軸加速度、3軸角速度）モーションセンサから得られる情報と身体情報を用いて、歩行・走行中の床反力に含まれる特徴的な値を推定することを、大阪大学大学院医学系研究科スポーツ医学教室との共同研究で開発しました（関連学術情報：鵜野ら、「シューズに内蔵した6軸モーションセンサを用いた歩行/走行時の床反力特徴量の推定」、日本臨床バイオメカニクス学会、2022）。

足部センサーのみで1歩ごとの床反力特徴量を推定できるため、従来の三次元動作解析装置や床反力計のような場所の制約を受けず、クリニックの廊下や訪問リハビリ先など、さまざまな環境下で歩行・走行の力学的評価が可能となります。

詳しくはこちら：ORPHE、モーションセンサを用いた床反力推定の特許を取得

加速度・角速度からわかる歩行データ

ORPHE ANALYTICS MEDICALでは、計測された加速度・角速度データが臨床で活用しやすい各種歩行パラメータへ即座に変換され、表示されます。

具体的には、以下のようなパラメータが測定可能です。

これらの数値を活用することで、「標準データからの逸脱がないか」「治療前後での数値変化」「リハビリ開始時と期間終了後で変化は見られたか」などを定量的に比較でき、臨床における強力な判断材料としてご活用いただけます。

また、以下のようなレポートを用いて患者様に対して数値やグラフを用いて解説ができるため、治療方針に納得していただいた上でリハビリを進めることができ、ラポール（信頼関係）の形成にも役立っているとのお声もいただいております。

各施設での導入事例はこちら

おわりに

加速度・角速度といったデータは、これまで感覚や経験に頼っていた歩行分析やリハビリ評価を、より客観的かつ精度の高いものへと進化させるツールです。

波形の変化や数値の違いを通じて、わずかな動作のクセや非対称性を見える化することで、リハビリの説得力や患者さんとのラポール構築にもつながります。

臨床の現場にデータをどう取り入れていくか。ORPHE ANALYTICS MEDICALは無料レンタルも行っておりますので、まずは一度ぜひ体験してみてください。