Prevention of occurrence of baseball elbow injury by newly developed motion analysis using inertial sensor
| Project/Area Number |
19K11506
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
|
|---|
| Research Institution | Shigakkan University |
|---|
Principal Investigator |
後藤 英之 至学館大学, 健康科学部, 教授 (30347405)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯本 雄二 至学館大学, 健康科学部, 教授 (00184367)
水谷 未来 至学館大学短期大学部, 短期大学部, 助教 (10750094)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
|
| Budget Amount *help |
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
|
|---|
| Keywords | 慣性計測装置 / 3次元動作解析 / 投球動作 / 肘関節 / 加速度 / 内側側副靭帯 / 剪断波エラストグラフィ / 弾性係数 / 野球肘 / ３次元動作解析法 / 障害予防 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
野球肘発症の原因は投球動作中に多大な力学的負荷がかかるためである。このため、多くの野球選手が肘障害を発症し競技を断念している。個々の選手について投球時の肘への力学的負荷量がわかれば、過度な投球による障害発症を減らせる。そこで、本研究は身体に装着するだけで測定可能な慣性計測装置と３次元動作解析を組み合わせて、投球中の肘関節への力学的負荷をより高い精度で測定し、安全な投球強度を示すことによって野球肘の発症を予防することを目的とする。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
慣性計測装置（inertial sensor）は四肢に装着するだけで、装置に負荷される6軸方向の加速度、回旋加速度をリアルタイムに測定できる。よってこの方法は投球時の力学的負荷の計測に用いられてきた動作解析装置に変わる簡便で汎用性の高い手法となり得る。
本研究に着手した2年間の活動によってinertial sensorによる投球動作中の肘関節への力学的負荷の測定結果を、３次元動作解析装置との同期によって精度検証を行い、正確な加速度解析の手法を確立することができた。令和2年度には、男子大学硬式野球選手8名、軟式野球選手6名、女子硬式野球選手6名を対象に測定を行った。測定においてはコッキング後期に肘関節内側に負荷される加速度を球種、球速、ボールの種類の違いによって変化するか介入研究も実施した。全体では平均球速93.9±5.1km/hに対して肘内側への合成加速度は448.6±209.8ｍ/sec2であった。この際、3次元動作解析装置との精度検証のために至近距離でネットスローを行ったが、室内投球のため全力投球ができないことや有効な投球であったかどうか判別できないといった限界が指摘された。そこで、今年度は屋外での計測に着手することとする。屋外で使用可能な高速度カメラおよび付属機器と加速度計との同期ユニット、発光ユニットを利用して、コッキング後期のタイミングを判別し計測を実施する。また、専用のマウンドを使用して投球動作を天候に左右されずに安定して計測できるよう準備を進める。さらに、投球負荷による肘関節の靭帯に対する変化を定量化するために、剪断波エラストグラフィー機能の付加された超音波検査機器（LOGIQS8:GEヘルスケアジャパン）の探触子（transducer）を使用して、投球前後の靭帯の弾性係数を計測する。これにより投球負荷量と弾性係数の変化量との関連性について調査を行う。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
私たちの施設には3次元動作解析装置（QUOLISYS）、ハイスピードカメラ、解析ソフトがあり、また共同研究者（水谷未来）は同装置による計測方法について、学術的見識があったため、適切な動作解析方法を選択することができた。また、慣性計測装置（MVP-RF10-AC：MicroStone社）および、スピードガンを入手したため、試行実験を行うことができた。研究対象者の募集については新型コロナウイルス感染予防の影響によって予定より対象者を集めにくい状況ではあるが、学内でのＰＣＲ検査体制を確立するなど十分な感染予防対策を施し、同意を得た上で研究への協力をお願いしている。このような努力によって順調に正常例における加速度測定が実施できた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
慣性計測装置による屋外での計測方法の確立と靭帯の組織弾性計測
3次元動作解析装置との比較検討による精度検証ができたことから、さらに対象数を増やして、データを蓄積していく。また、室内での測定をさらに拡大し、屋外でより実戦に近い環境での投球時の計測を行っていく。屋外で使用可能な高速度カメラ（GC-LJ25B, JVC）および付属機器と加速度計との同期ユニット(SS-WSY12)および発光ユニット(SS-WSYLT1, スポーツセンシング）を利用して、コッキング後期のタイミングを判別し計測を実施する。また、専用のマウンドを使用して投球動作を天候に左右されずに安定して計測できるよう準備を進める。また、投球負荷による肘関節の靭帯に対する変化を定量化するために、剪断波エラストグラフィーの機能の付加された超音波検査機器（LOGIQS8:GEヘルスケアジャパン）の探触子（transducer）を使用して、投球前後の靭帯の弾性係数を計測する。これにより投球負荷量と弾性係数の変化量との関連性について調査を行う。
|
Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
