歩行周期の要点〜荷重応答期（ローディングレスポンス）

はじめに

歩行周期における荷重応答期（ローディングレスポンス，loading response，LR）の定義，働き，関節の角度，筋の活動などについて，大事なところをまとめます。

歩行周期（ランチョ・ロス・アミーゴ方式）の全体についてはこちらの記事をご覧ください。

定義

始まり（2% GC）：初期接地
終わり（12％ GC）：反対側の足が地面から離れた瞬間

GC は gait cycle（歩行周期）の略

反対側の足が地面から離れる瞬間（爪先離地）と観察肢の足底全体が地面に接する瞬間（足底接地）はほぼ同じですが，完全に一致するのかどうかは不明です（別の記事で簡単に解説しています）。

主な機能

初期接地とともに，最初の両下肢支持期を構成します。
両下肢支持といっても，体重は急速に移動していっており，荷重の受け継ぎが行われます。

主な機能は

衝撃吸収
荷重を受け継ぎつつ安定性を確保
前進の維持

です。

衝撃吸収は膝関節が主要な役割を担います。

推進力を増大させる重要なメカニズムはヒールロッカーです（ロッカーファンクションについてはこちら）。
荷重応答期はヒールロッカーが行われる相と言ってもいいでしょう。

肢位と運動範囲

概要

足底が床に近づきながら，膝関節が約 20° 屈曲し，反対側の骨盤が 4° 落下します。

距腿関節

底屈 4.1°（2% GC）→ 底屈 5.7°（5% GC）→底屈 0.1°（12% GC）

初期接地に続いて荷重応答期でも底屈していきます。
5% GC 以降は背屈に転じ，12% GC でほぼ中間位に戻ります。
距腿関節が背屈に転じますが，足底は引き続き床に近づいていきます。
これは脛骨が前傾しているということです。

距骨下関節

回内（踵骨 5° 外反）位となります。
しかし文献²⁾には「最大の外反が起こる頃には（20% GC で 5° 外反）」とも書かれており，距骨下関節の動きははっきりしません。

膝関節

屈曲 8.0°（2% GC）→ 屈曲 17.9°（11% GC）→ 屈曲 17.8°（12% GC）

荷重応答期の終わりまでに，膝関節および下肢全体はともに最大内旋位となります。
膝関節の内旋角度は 4 〜 8° です。

大腿

股関節ではなく大腿の角度（静止立位を基準とした大腿の位置）です。

屈曲 21.7°（2% GC）→ 屈曲 17.2°（12% GC）

わずかに伸展します。

荷重応答期の終わりに大腿の最大内旋位となります。

骨盤

5° 前方回旋位のままです。

前額面で遊脚側が 4° 下降します。

筋の働き

距腿関節

床反力ベクトルが足関節の後方を通るので，底屈方向のモーメントが生じます。
これに対して背屈筋群である前脛骨筋，長趾伸筋，長母趾伸筋が働きます。
底屈を制動することで衝撃吸収が行われます。
また，背屈筋群が働くことで，足部だけが落ちていくのでなく，下腿が引っ張られて前進します（ヒールロッカー）。

床反力ベクトルは前方に移動していくので，底屈方向のモーメントは小さくなっていきます。

距骨下関節

初期接地の時と同じで，踵と床の接点は距骨下関節の外側にあり，踵骨が外反します。
前脛骨筋と後脛骨筋が外反を抑制します。
そして，抑制されながら外反することで，衝撃を吸収します。
後脛骨筋の活動は 3% GC で最大となります。

距骨下関節の外反は他の関節に影響を及ぼします。
距骨下関節が外反することで横足根関節の固定が解除されます。
前足部接地の衝撃は．横足根関節の背屈で吸収します。
また，距骨下関節外反によって脛骨が内旋します。
脛骨が内旋すると，膝関節のロックが外れます。

膝関節

床反力ベクトルは膝関節の後方を通るため，屈曲モーメントが生じます。
また，ヒールロッカーで下腿が前に出ますが，大腿よりも下腿が先に前に出ることになり，膝関節はより屈曲しやすくなります。
膝が屈曲しすぎないよう膝関節伸筋が働き，それが衝撃吸収になります。
大腿四頭筋の広筋群の活動は 6% GC で最大になります。
大腿直筋は股関節屈曲作用があるため活動しません。
大殿筋上部線維は腸脛靭帯を介して膝を伸展します。

12% GC で膝を屈曲させるような力は働かなくなります。

膝関節に対する内転モーメントが立脚期すべてにわたり発生しますが，荷重応答期で最も顕著になります。
これに対して腸脛靱帯が抵抗します。

股関節

床反力ベクトルは股関節の前方にあり，股関節屈曲モーメントが生じます。
股関節伸筋としては，単関節筋である大殿筋下部線維と大内転筋が主に働きます。
大殿筋下部線維は 3% GC で最大強度になります。
ヒールロッカーで下腿が前進しますが，大腿四頭筋の働きにより，大腿も引っ張られて前進します。
その結果，股関節は伸展します。

床反力ベクトルは股関節の内側にあり，股関節内転モーメントが生じます。
中殿筋，小殿筋，大殿筋上部線維，大腿筋膜張筋が働きます。
非荷重側の骨盤が落下しますが，これが衝撃吸収になります。
中殿筋は 6% GC で最大強度になります。
大殿筋上部線維は 3% GC で最大強度になります。