はじめに
歩行時の各関節の運動（角度の変化）をまとめました。
「ペリー 歩行分析1)」を参考にしました。
角度のみをまとめています。
歩行周期についての予備知識が必要な記事になっています。
目次
距腿関節（足関節）
初期接地（0 〜 2% GC）
GC は gait cycle（歩行周期）の略です。
中間位で接地するように見えますが，正確には 2° 底屈位で接地します。
そして，初期接地から荷重応答期にかけて，まずは底屈していきます。
底屈の動きは，遊脚終期から生じています。
つまり，底屈しながら接地しています。
荷重応答期（2 〜 12% GC）
初期接地から荷重応答期までは，ヒールロッカーが生じています。
肉眼では，距腿関節が中間位に固定されているように見えますが，実際には底屈と背屈が行われます。
初期接地に続いて底屈していき，4% GC と 5% GC で底屈のピーク（5.7°）となります。
背屈に転じ，荷重応答期の終わり（12% GC）にほぼ中間位（底屈 0.1°）に戻ります。
立脚中期（12 〜 31% GC）
アンクルロッカーの相です。
距腿関節は背屈を続けます。
31% GC で背屈 7.7° です。
背屈のスピードは，荷重応答期と比べると遅くなります（グラフの傾きが緩くなっています）。
立脚終期（31 〜 50% GC）
踵が上がっていく相ですが，距腿関節の背屈は続きます。
43% GC から45% GC にかけて最大背屈位（10.7°）をとります。
それから，底屈に転じます。
50% GC で背屈 8.2° です。
最大背屈位の前後では角度変化がゆっくりで，背屈約 10° を保持しているかのようです。
前遊脚期（50 〜 62% GC）
底屈は急加速し，一気に底屈位となります。
62% GC で底屈 17.4° です。
遊脚初期（62 〜 75% GC）
足趾離地の瞬間（62% GC）に最も底屈位となるように見えますが，ほんの一瞬後の 63% GC で最大底屈位（17.5°）となります。
そして，急速に背屈します。
75% GC で底屈 2.4° です。
トウクリアランスのために背屈が必要ですが，遊脚初期の間はまだ底屈位です。
遊脚中期（75 〜 87% GC）
77% GC から 78% GC にかけて中間位（0°）を通過し，このあたりから背屈の速度が落ちて，83% GC で背屈のピーク（2.3°）となり，それ以降は底屈に転じます。
87% GC で背屈 1.7° です。
底屈はわずかであり，距腿関節は中間位を保持しているようにみえます。
トウクリアランスのため，距腿関節は背屈位になるイメージがあるかもしれませんが，実際にはほぼ中間位です。
遊脚終期（87 〜 100% GC）
引き続き底屈していきますが，わずかであり，中間位を保持しているようにみえます。
最終的に底屈 2° となり，初期接地をむかえます。
距骨下関節
中間位で接地した後，外反していきます。
最大の外反（5°）は 立脚中期の 20% GC で生じます。
立脚終期の初期はまだ 5° 外反位ですが，立脚終期の終わりには 2° 外反位まで内反します。
前遊脚期の間に中間位となり，遊脚期は中間位です。
距骨下関節が外反すると，距骨が内旋し，脛骨が内旋します。
歩行に最小限必要な距骨下関節可動域は 8 〜 12° である6)との記述がありますが，それ以上の詳しい情報はありません。
横足根関節
立脚中期に横足根関節が背屈し，衝撃を吸収します。
立脚終期には，距骨下関節が内反することで横足根関節がロックされ，前足部での支持性が高まります。
中足趾節関節
25° 背屈位で接地します。
前足部が接地すると中間位に戻ります。
立脚終期では，踵の挙上に伴い，21° まで背屈します。
前遊脚期も背屈が続き，足趾離地の直前に 55° 背屈位となります。
足が上がると底屈しますが，遊脚中期ではわずかに背屈位です。
遊脚終期に，初期接地に備えて背屈していきます。
膝関節
初期接地（0 〜 2% GC）
4.7° 屈曲位で接地し，屈曲していきます。
2% GC で屈曲 8.0° です。
遊脚終期で屈曲が始まっていますので，屈曲しながらの接地です。
荷重応答期（2 〜 12% GC）
さらに屈曲していき，11% GC が最初のピーク（屈曲 17.9°）です。
歩行速度が速くなると，初期接地や荷重応答期での屈曲角度は大きくなります。
水平面では，荷重応答期に 4〜8° 内旋します。
前額面では，立脚期に外転が生じます。
初期接地から荷重応答期の間（何% GCかは記載なし）に最大（4°）となります。
立脚中期（12 〜 31% GC）
伸展に変わります。
12% GC で屈曲 17.8°，31% GC で屈曲 5.1° で，伸展が続きます。
そのスピードは他の相と比べるとゆっくりです。
水平面では外旋します。
立脚終期（31 〜 50% GC）
伸展が続きますが，37% GC と 38% GC で屈曲 3.2° となり，それ以降は屈曲していきます。
次の前遊脚期に向けて，屈曲スピードは徐々に加速していきます。
50% GC で屈曲 12.2° です。
水平面では，立脚終期の後半から前遊脚期の初めに，約1°内旋します。
前遊脚期（50 〜 62% GC）
急速に屈曲し，62% GC で屈曲 44.3° になります。
遊脚初期（62 〜 75% GC）
さらに屈曲し，遊脚初期の終わりのほう（71% GC） で最大屈曲位（58.7°）となります。
そして，伸展していきます。
75% GC で屈曲 56.0° ですので，まだ伸展はゆっくりです。
前額面では，遊脚期が始まると膝関節は内転します。
遊脚中期（75 〜 87% GC）
急速に伸展していきます
87% GC で 屈曲 19.7° です。
前額面での内転角度は遊脚中期に最大（2°）となります。
遊脚終期（87 〜 100% GC）
さらに伸展して，95% GC に伸展位（伸展 0.9°）になります。
その後，少し屈曲（100% GC で屈曲 4.7°）しながら，初期接地となります。
前額面での運動は，遊脚終期に外転に切り替わります。
前額面での動きについての異なるデータ
膝関節の内外転に関して，別の文献3)に異なるデータがあります。
初期接地から前遊脚期が終わる直前までは，内外転は起こらず，1.2° 外転位のままです。
その後は外転し，遊脚初期の膝関節屈曲角度が最大となるときの直後に，最大外転位（6.4°）に達します。
そして，残りの遊脚期の間に内転し，初期接地には元の外転 1.2° に戻ります。
このデータは 5 人の被験者から得られたものです。
そのうちの 1 人は，立脚期に内転位ですし，別の 1 人は遊脚期に内転します。
膝の内外転に関しては，個人差があると考える方がいいのかもしれません。
股関節
矢状面での屈曲・伸展の角度は，垂直線に対する大腿の角度です。
前額面での内外転の角度は骨盤に対する大腿の角度です。
初期接地（0 〜 2% GC）
屈曲 21.6° で接地し，5% GC までほとんど動きません。
前額面では，ほとんど中間位（0°）です。
荷重応答期（2 〜 12% GC）
5% GC から伸展が始まり，12% GC で屈曲 17.2° になります。
前額面では，荷重応答期の終わりまでに 10° 内転します。
水平面での最大内旋角度は荷重応答期の終わりに起こります。
その角度について文献1)には「水平面の大腿の回旋角度の範囲は平均 8° である。この角度に骨盤の動き（7.7°）を加えると，股関節の回旋は平均 15° になる」と書いてあるのですが，あやふやな文でよく分かりません。
立脚中期（12 〜 31% GC）
伸展が続き，25% GC と 26% GC の間で 0° を通過します。
31% GC で伸展 6.1° です。
立脚終期（31 〜 50% GC）
さらに伸展し，50% GC で最大伸展位（19.2°）となります。
この約 20°の過伸展位は，股関節伸展（骨盤に対する大腿の伸展），骨盤前傾の増加（3〜7°），骨盤後方回旋（5°）が合わさったものです。
前遊脚期（50 〜 62% GC）
屈曲が始まります。
グラフにあるように，スピードは屈曲の方が速くなります。
62% GC で伸展 6.6° です。
前額面では，56% GC までに中間位に戻ります。
遊脚初期（62 〜 75% GC）
屈曲が続き，65% GC と 66% GC の間で 0° を通過します。
75% GC で屈曲 16.9° です。
前額面では外転し，65% GC で最大の 5° になります。
水平面での最大の外旋は遊脚初期の初めに生じます。
遊脚中期（75 〜 87% GC）
屈曲がピークとなり，84% GC と 85% GC での屈曲角度は 23.9° です。
そして，わずかに伸展し，87% GC で屈曲 23.6° です。
前額面では中間位です。
遊脚終期（87 〜 100% GC）
遊脚終期の始めは伸展し，最後は屈曲するのですが，角度変化はわずかです。
肉眼では，屈曲約 20° を維持しているように見えます。
100% GC で屈曲 21.6° です。
前額面では中間位です。
骨盤
文献には，骨盤の動きがあまり詳しく書かれていません。
また，矛盾していると思われるところもあります。
ポイントとなるところだけを列挙します。
前額面での骨盤の側方傾斜が荷重応答期に起こります。
その角度は 4° です。
股関節の内転としては前述の通り，10° です。
矢状面では，単下肢支持期前半に後傾，遊脚終期に前傾します。
水平面での最大前方回旋（5°）は遊脚終期と初期接地の間で生じ，最大後方回旋（5°）は立脚終期で生じます。
中間位になるのは立脚中期（遊脚中期）です。
おわりに
文献1)には，1% GC ごとの小数点 1 桁までの角度が提示されています（図 1 〜 3 はそのデータより作図）。
しかし，その角度は測定の仕方によって変わりうるものです。
また，別の文献2)には異なる角度が載っていたりします。
真に正しい数字ではないと考えるのが妥当です。
あわせて読みたい
ランチョ・ロス・アミーゴ方式の歩行周期の定義（従来の用語との関連）
その他の歩行に関する記事の一覧はこちら
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参考文献
1）武田功（統括監訳）: ペリー 歩行分析 原著第2版 -正常歩行と異常歩行- .医歯薬出版, 2017.
2）月城慶一, 山本澄子, 他（訳）: 観察による歩行分析. 医学書院, 2006.
3）Lafortune MA, Cavanagh PR, et al.: Three-dimensional kinematics of the human knee during walking. J Biomech. 1992; 25: 347-57. doi: 10.1016/0021-9290(92)90254-x.
4）P. D. Andrew, 有馬慶美, 他（監訳）：筋骨格系のキネシオロジー 原著第3版. 医歯薬出版, 2020, pp723-731.
5）武田功（統括監訳）: ブルンストローム臨床運動学原著第6版. 医歯薬出版, 2013, pp502.
6）山嵜勉（編）: 整形外科理学療法の理論と技術. メジカルビュー社, 1997, pp39.
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