人間の姿勢診断

現在の知識水準において、「体質」という用語は、個人の形態的・機能的組織の統一性を反映しており、それは個人の構造と機能の特性に反映されています。これらの変化は、絶えず変化する環境要因に対する身体の反応です。それらは、特定の環境要因（社会的要因を含む）の影響下で遺伝プログラムを個人が実行することによって形成される、補償適応メカニズムの発達的特徴として表現されます。

人体の形状を測定する方法論を、その空間座標の相対性を考慮して客観化するために、ラプーチンの人体体座標系 (1976) が動きの研究の実践に導入されました。

体性座標三面体の中心として最も適切な位置は、人体計測上の腰椎点1iで、これはL椎骨棘突起の頂点（a-5）に位置します。この場合、数値座標軸zは真の垂直方向に対応し、軸xとyは水平面内で直角に位置し、矢状方向（y）と前頭方向（x）の動きを決定します。

現在、海外、特に北米では、新たな分野が活発に発展しています。それは、運動人体測定学です。これは、測定を用いて人の体の大きさ、形状、プロポーション、構造、発達、そして一般的な機能を評価し、成長、身体活動、パフォーマンス、そして栄養に関する問題を研究する、新しい科学分野です。

運動人体測定法では人間を研究の中心に据え、人間の構造的状態や体重形状のさまざまな定量的特徴を決定することができます。

体内の質量形状に関連する多くの生物学的プロセスを客観的に評価するには、人体を構成する物質の比重を知る必要があります。

密度測定法は、人体全体の密度を評価する方法です。密度は、脂肪量と除脂肪量を評価する手段としてよく用いられ、重要なパラメータです。密度（D）は、質量を人体の体積で割ることによって算出されます。

体のD = 体重 / 体の体積

体の体積を測定するためにさまざまな方法が使用されていますが、最も一般的な方法は、水圧計または置換された水を測定する圧力計を使用することです。

静水量法で体積を計算する場合は、水の密度を補正する必要があるため、次の式になります。

D_体= P1/{(P1-P2)/x1-(x2+G1g}}

ここで、p1 は通常の状態での物体の質量、p2_は水中での物体の質量、x1 は水の密度、x2 は残留体積です。

消化管内の空気量を測定することは困難ですが、その体積は小さい（約100ml）ため、無視できます。他の測定尺度との整合性を保つため、この値は（170.18 / 身長）3を乗じることで身長に合わせて調整できます。

体組成を測定するための最良の方法は、長年にわたり密度測定法でした。新しい方法は通常、その精度を検証するために密度測定法と比較されます。この方法の弱点は、体密度指標が体内の脂肪の相対量に依存していることです。

二成分体組成モデルを使用する場合、体脂肪密度と除脂肪体重を決定するには高い精度が求められます。体脂肪を決定するために体密度を変換する際には、Siriの標準式が最もよく使用されます。

体脂肪率 = (495/Dbody) - 450。

この式は、すべての個人において脂肪密度と除脂肪密度が比較的一定であると仮定しています。実際、体のどの部位でも脂肪密度はほぼ同じで、一般的に認められている値は0.9007 g cm ^-3です。しかし、除脂肪密度（D）の決定はより困難です。Siriの式によれば、除脂肪密度は1.1です。この密度を決定するには、以下の仮定が必要です。

• 正味体重を含む各組織の密度は既知であり、一定のままである。
• 各タイプの組織における正味体重の割合は一定です (たとえば、骨は正味体重の 17% を占めると仮定します)。

体組成を判定するためのフィールド法も数多く存在します。生体電気インピーダンス法は、わずか 5 分で完了する簡単な手順です。被験者の体に 4 つの電極 (足首、足、手首、手の甲) を配置します。感知できない電流が、微細電極 (手と足) から近位電極 (手首と足首) へと組織を通過します。電極間の組織の電気伝導率は、組織内の水分と電解質の分布によって異なります。除脂肪体重には、ほぼすべての水分と電解質が含まれています。その結果、除脂肪体重の電気伝導率は、脂肪体重の電気伝導率よりも大幅に高くなります。脂肪体重は、高インピーダンスを特徴とします。したがって、組織を通過する電流の量は、特定の組織に含まれる脂肪の相対的な量を反映します。

この方法は、インピーダンスの測定値を相対的な体脂肪の測定値に変換します。

赤外線相互作用法は、赤外線分光法を用いて光の吸収と反射の原理に基づく手法です。測定部位の上部の皮膚にセンサーを置き、中央の光ファイバー束を通して電磁波を送信します。同じセンサーの周辺部に配置された光ファイバーは、組織から反射されたエネルギーを吸収し、分光光度計を用いて測定します。反射エネルギーの量は、センサー直下の組織の組成を示します。この方法は、複数の領域で測定する場合に非常に高い精度を特徴としています。

研究者たちは死体を用いて、体のバイオリンクの空間配置に関する多くの測定を行ってきました。過去100年間で、約50体の死体が人体の各部のパラメータを研究するために解剖されてきました。これらの研究では、死体を凍結し、関節の回転軸に沿って解剖した後、各部の重量を測定し、主によく知られている物理的振り子法を使用して、リンクの質量中心（CM）の位置と慣性モーメントを決定しました。さらに、各部の組織の体積と平均密度も決定しました。この方向の研究は、生きている人間に対しても行われました。現在、生存中の人体の質量の形状を決定するために、水浸漬、写真測量、突然の解放、さまざまな姿勢で人体を計量、機械的振動、放射性同位元素、物理モデリング、数学モデリングの方法など、いくつかの方法が使用されています。

水浸法では、体節の体積と体積中心を求めることができます。専門家は、これに体節の平均組織密度を乗じることで、人体の質量と重心の位置を計算します。この計算は、人体の各体節のどの部位でも組織密度が一定であるという仮定に基づいて行われます。写真測量法を用いる場合も、通常、同様の条件が適用されます。

突然の解放と機械的振動の方法では、人体のある部分または別の部分が外力の作用下で動き、靭帯と拮抗筋の受動的な力はゼロになると見なされます。

様々な姿勢で人体を計量する方法は、死体研究の結果から得られたデータ（体節の長手軸上の重心の相対位置）に、呼吸運動による干渉、繰り返し測定における姿勢の再現性、関節の回転中心の決定における不正確さなどにより、大きな誤差が生じるため、批判されてきました。繰り返し測定では、このような測定の変動係数は通常18%を超えます。

放射性同位元素法（ガンマスキャン法）は、ガンマ線の狭い単一エネルギービームが何らかの物質の特定の層を通過すると、その強度が弱まるというよく知られた物理原理に基づいています。

放射性同位元素法の変種は、次の 2 つのアイデアに基づいています。

• 検出器結晶の厚さを増加して装置の感度を向上させること。
• ガンマ線の細いビームの拒絶。実験中、被験者の10個のセグメントの質量慣性特性が測定された。

スキャンが進むにつれて、人体計測点の座標が記録されました。これは、セグメントの境界と、あるセグメントを別のセグメントから分離する平面の位置の指標として機能します。

被験者の四肢の型を取る物理モデリング法が用いられました。そして、石膏模型上の慣性モーメントだけでなく、重心の位置も測定しました。

数学的モデリングは、体の各部位または全体のパラメータを近似するために使用されます。このアプローチでは、人体は球、円柱、円錐などの幾何学的要素の集合として表現されます。

ハーレス（1860）は、人体の各部の類似物として幾何学図形の使用を提案した最初の人物である。

ハナヴァン（1964）は、人体を均一な密度の 15 個の単純な幾何学的図形に分割するモデルを提案しました。このモデルの利点は、共通質量中心 (CCM) の位置とリンクの任意の位置での慣性モーメントを決定するために、少数の単純な人体測定値しか必要としないことです。ただし、人体セグメントをモデル化する際に通常行われる 3 つの仮定 (セグメントは剛性であると仮定、セグメント間の境界は明確であると仮定、セグメントは均一な密度を持つと仮定) によって推定値の精度が制限されます。同じアプローチに基づいて、ハッツェ (1976) は、人体のより詳細なモデルを開発しました。彼の 17 リンク モデルでは、各人の身体構造の個別性を考慮するために 242 個の人体測定値を必要とします。このモデルでは、セグメントを異なる幾何学的構造を持つ小さな質量要素に分割し、セグメントの形状と密度の変化を詳細にモデル化できます。さらに、このモデルは左右対称性を前提とせず、皮下組織の含有量に応じて体節の密度を調整することで、男性と女性の体構造の特殊性を考慮しています。また、肥満や妊娠などによる体形態の変化も考慮し、子供の体構造の特殊性もシミュレートできます。

グバ（2000）は、人体の部分的な寸法（ラテン語のpars（部分）に由来する）を決定するために、バイオリンク上に機能的に異なる筋群を区切る基準線（refer（ランドマーク））を引くことを推奨している。これらの線は、著者が死体解剖と屈折検査の測定から決定した骨点間に引かれ、アスリートの典型的な動作の観察によっても検証されている。

著者は、下肢に以下の参照線を引くことを推奨しています。大腿部には、膝関節の伸展と屈曲、股関節における大腿部の屈曲と内転を司る筋群を区切る3本の参照線を引きます。

外垂直線（EV）は、大腿二頭筋の前縁の投影線に相当します。大転子の後縁に沿って大腿骨の外側表面を通り、大腿骨の外側上顆の中央まで引かれます。

前垂直線（AV）は、大腿部の上部と中部の3分の1にある長内転筋の前縁、および大腿部下部の3分の1にある縫工筋の前縁に相当します。AV線は、大腿部の前内側表面に沿って、恥骨結節から大腿骨内上顆まで引かれます。

後垂直線（3B）は、半腱様筋の前縁の投影線に相当します。これは、大腿骨の後方内面に沿って、坐骨結節の中央から大腿骨内上顆まで引かれます。

すねに3本の基準線が引かれています。

脚の外側垂直線（EVL）は、長腓骨筋の下3分の1の前縁に相当します。腓骨頭の頂点から外果の前縁まで、脚の外側表面に沿って引かれます。

脛骨前垂直線 (AVT) は脛骨の稜線に相当します。

脚の後垂直線（PVT）は脛骨の内側の縁に相当します。

肩と前腕に2本の基準線が引かれています。これらの線は肩（前腕）の屈筋と伸筋を区別するものです。

肩外側垂直筋（EVS）は、肩の上腕二頭筋と上腕三頭筋の間の外側溝に相当します。腕を肩峰突起の中央から上腕骨外上顆まで下ろした状態で行います。

内垂直腕（IVA）は上腕骨内側溝に相当します。

外側垂直前腕線（EVF）は、上腕骨の外側上顆から橈骨の茎状突起まで、その外側表面に沿って引かれます。

内垂直前腕（IVF）は、上腕骨の内顆から尺骨の茎状突起までその内面に沿って引かれます。

基準線間の距離を測定することで、個々の筋群の筋力発現を判断することができます。例えば、大腿部の上部3分の1で測定したPV線とHV線間の距離は、股関節屈筋の筋力発現を判断できます。下部3分の1で測定した同じ線間の距離は、膝関節伸筋の筋力発現を判断できます。脛部の線間の距離は、足の屈筋と伸筋の筋力発現を特徴づけます。これらの弧の寸法とバイオリンクの長さを用いることで、筋肉量の体積特性を決定することができます。

人体における重心の位置は、多くの研究者によって研究されてきました。ご存知のとおり、その位置は個々の体部位の質量の配置に依存します。体における質量の移動や、それらの以前の関係の崩壊に伴う変化は、重心の位置も変化させます。

共通重心の位置は、ジョヴァンニ・アルフォンソ・ボレッリ（1680年）によって初めて決定されました。彼は著書『動物の運動について』の中で、直立姿勢における人体の重心は臀部と恥骨の間に位置することを指摘しました。彼は、第一級てこの原理を用いて、死体を板の上に置き、鋭いくさびの上でバランスをとることで、共通重心の位置を特定しました。

ハーレス（1860）は、ボレリ法を用いて死体の各部位における共通重心の位置を決定した。そして、各部位の重心の位置が分かった上で、これらの部位の重力力を幾何学的に合計し、図面から与えられた位置における体全体の重心の位置を決定した。バーンスタイン（1926）も同じ方法を用いて人体全体の重心（GCM）の前面を決定し、同じ目的で横顔写真術を適用した。彼は第二級てこを用いて人体全体の重心の位置を決定した。

死体を用いた研究を行ったブラウンとフィッシャー（1889）は、重心の位置について多くの研究を行いました。これらの研究に基づき、彼らは人体の重心が骨盤領域にあり、平均して仙骨隆起から2.5cm下、股関節の横軸から4～5cm上にあることを明らかにしました。立位時に胴体を前方に押し出すと、人体の重心（GCM）の垂直線が、股関節、膝関節、足首関節の横軸の前を通過します。

身体の異なる姿勢における重心位置を決定するために、主点法の原理に基づく特別なモデルが構築されました。この方法の本質は、共役リンクの軸を斜座標系の軸とし、これらのリンクを接続する関節の中心を座標原点とすることです。Bernstein (1973) は、身体の各部位の相対重量と各リンクの重心の位置を用いて、身体の重心を計算する方法を提案しました。

Ivanitsky (1956) は、Abalakov (1956) が提案し、特別なモデルの使用に基づいて人体ボディマス指数を決定する方法を一般化しました。

ストゥカロフ（1956）は、人体のGCMを決定するための別の方法を提案した。この方法では、人体の各部位の相対的な質量を考慮せず、モデルの個々のリンクの重心位置を示す指標を用いて人体モデルが作成された。

コズイレフ (1963) は、第一級てこの閉鎖系の動作原理に基づいて設計された、人体の CM を決定するための装置を開発しました。

CMの相対位置を計算するために、Zatsiorsky (1981) は、体幹質量と体重の比 (x1) と胸骨中部前後径と骨盤頂径の比 (x2 ₎を引数とする回帰式を提案した。この式は以下の通りである。

Y = 52.11 + 10.308x. + 0.949x ₂

Raitsyna (1976) は、女性アスリートの CM 位置の高さを決定するために、脚の長さ (x、cm)、仰向け時の体長 (x、₂ cm)、骨盤の幅 (x、cm) などの独立変数データを含む多重回帰式 (R = 0.937、G = 1.5) を提案しました。

Y = -4.667 _Xl + 0.289x ₂ + 0.301x ₃. (3.6)

体の各部分の重量の相対値の計算は、19 世紀からバイオメカニクスで使用されてきました。

ご存知のとおり、回転軸に対する質点系の慣性モーメントは、これらの点の質量と回転軸までの距離の2乗の積の合計に等しくなります。

物体の質量形状を特徴付ける指標には、体積中心と体表面積中心も含まれます。体積中心は、静水圧の合力が作用する点です。

体表面の中心は、環境からの合力の作用点です。体表面の中心は、環境の姿勢と方向に依存します。

人体は複雑で動的なシステムであるため、人体の比率、大きさや質量の比は、その発達の遺伝的メカニズムの発現の法則に従って、また外部環境、生活の技術的・生物社会的条件などの影響を受けて、生涯を通じて絶えず変化します。

子どもの成長と発達の不均一性は多くの研究者によって指摘されており（Arshavsky, 1975; Balsevich, Zaporozhan, 1987-2002; Grimm, 1967; Kuts, 1993, Krutsevich, 1999-2002）、彼らは通常これを身体の発達における生物学的リズムと関連付けています。彼らのデータによると、

子どもの身体発達における人体計測学的指標の最も顕著な増加は、疲労の増加、作業能力と運動能力の相対的な低下、そして身体全体の免疫反応の弱化を伴います。明らかに、幼少期の生物の発達過程においては、一定の時間（年齢）間隔における構造と機能の相互作用の遺伝的に固定された一連の順序が維持されます。まさにこのことこそが、医師、教師、そして親が、このような年齢の子どもに対してより一層の配慮を払うべき理由であると考えられています。

人間の生物学的成熟の過程は、誕生から20～22歳までの長い期間にわたります。この時期には、身体の成長が完了し、骨格と内臓の最終的な形成が行われます。人間の生物学的成熟は計画されたプロセスではなく、異時的に進行します。これは、身体形成の分析において既に最も明確に現れています。例えば、新生児と成人の頭部と脚部の成長率を比較すると、頭部の長さは2倍、脚部の長さは5倍になることがわかります。

様々な著者による研究結果をまとめると、年齢に伴う体長の変化に関する、多かれ少なかれ具体的なデータを提示することができます。専門文献によると、ヒト胎児の縦方向の寸法は、子宮内期間の1ヶ月目末までに約10mm、3ヶ月目末までに90mm、9ヶ月目末までに470mmになると考えられています。8～9ヶ月になると、胎児は子宮腔を満たし、成長は緩やかになります。新生児の男児の平均体長は51.6cm（グループによって50.0～53.3cm）、女児は50.9cm（49.7～52.2cm）です。通常、通常の妊娠中の新生児の体長の個人差は49～54cmです。

子どもの体長は、生後1年目に最も大きく成長します。グループによって21～25cm（平均23.5cm）の範囲で変化します。1歳になると、平均74～75cmに達します。

1歳から7歳までの期間、男女ともに体長の年間増加は10.5cmから5.5cmへと徐々に減少します。7歳から10歳までは、体長は平均して年間5cm増加します。9歳から、成長率に男女差が現れ始めます。女子では、10歳から15歳の間に特に顕著な成長の加速が見られ、その後縦方向の成長は鈍化し、15歳を過ぎると急激に減速します。男子では、13歳から15歳の間に最も急激な体の成長が見られ、その後も成長は鈍化します。

思春期における成長率の最大値は、女子では11歳から12歳、男子ではその2歳遅れで観察されます。思春期における成長加速の開始時期は子どもによって異なるため、最大値の平均値はやや過小評価されています（年間6～7cm）。個々の観察結果によると、ほとんどの男子の最大成長率は年間8～10cm、女子は年間7～9cmです。女子の思春期における成長加速は女子よりも早く始まるため、いわゆる成長曲線の「第1交差」が起こり、女子は男子よりも身長が高くなります。その後、男子が思春期における成長加速期に入ると、体長で再び女子を追い抜きます（「第2交差」）。都市部に住む子どもの平均成長曲線の交差は、10歳4ヶ月と13歳10ヶ月です。Kuts (1993) は、男女の体長を特徴付ける成長曲線を比較し、二重交差があることを示しました。最初の交配は10歳から13歳の間に観察され、2回目の交配は13歳から14歳の間に観察されます。一般的に、成長過程のパターンはどのグループでも同じであり、子供たちはほぼ同時に一定の体格に達します。

身長とは異なり、体重は非常に不安定な指標であり、比較的早く反応し、外因性および内因性要因の影響を受けて変化します。

思春期には、男女ともに体重の大幅な増加が見られます。この期間（10〜11歳から14〜15歳）には、女子の体重は男子より重くなり、男子の体重増加は顕著になります。男女ともに体重の最大増加は、体長の最大増加と一致します。Chtetsov（1983）によると、4歳から20歳までの間に、男子の体重は41.1 kg増加するのに対し、女子は37.6 kg増加します。11歳までは男子の体重が女子より重くなり、11歳から15歳までは女子の体重が男子より重くなります。男子と女子の体重変化の曲線は2回交差します。最初の交差は10〜11歳で、2回目の交差は14〜15歳で発生します。

男子では12～15歳の間に体重が急激に増加し（10～15%）、女子では10～11歳の間に増加します。女子では、すべての年齢層において体重増加の激しさがより顕著です。

Guba (2000) が実施した調査により、著者は 3 歳から 18 歳までの期間における人体のバイオリンクの成長に関するいくつかの特徴を特定することができました。

• 異なる平面に位置する体の各寸法は同期して増加します。これは、成長過程の強度を分析する場合、または3歳から18歳までの成長期間における総成長量と年間身長増加量の関係を分析する場合に特に明確に見られます。
• 一つの肢において、バイオリンクの近位端と遠位端の成長速度は交互に変化します。成人期に近づくにつれて、バイオリンクの近位端と遠位端の成長速度の差は着実に減少します。著者は、ヒトの手の成長過程においても同様のパターンを発見しました。
• バイオリンクの近位端と遠位端に特徴的な2つの成長スパートが明らかになりました。これらの成長スパートは、成長量は一致していますが、時期は一致していません。上肢と下肢のバイオリンク近位端の成長を比較すると、3歳から7歳にかけて上肢の成長が顕著になり、11歳から15歳にかけて下肢の成長が顕著になることが示されました。四肢の成長の異時性、すなわち胎生期に明確に現れていた頭尾方向の成長効果の存在が、出生後の個体発生において確認されました。

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