全身の力学的エネルギー変化の定量を通したスポーツ障害予防法の提案

Research Project

Project/Area Number	20K19521
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	川本裕大東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (10828677)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000) Fiscal Year 2022: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000) Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000) Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords	スポーツ障害 / 逆動力学 / 負荷 / エネルギー / テニス / フォアハンドストローク / バイオメカニクス / モーションキャプチャ
Outline of Research at the Start	スポーツの継続は生活習慣病や介護の予防につながり、増加し続ける医療・介護費を抑制する。ただし、特定の部位に大きな負荷がかかる誤った動作でスポーツを続けると、慢性的な痛みが生じてしまい、日常動作が困難となる場合もあるため、障害の原因を究明しその予防法を確立する必要がある。これまで障害の起きる関節や隣接する関節の使い方に着目して障害の原因が調べられてきたが、動作は全身の各関節の連動により生み出されるため、離れた関節の使い方が障害の原因となっている可能性がある。本研究においては全身の動作解析を通して、関節への負荷が大きくなる原因を明らかにし、介入実験を通して科学的根拠に基づいた障害予防法を確立する。
Outline of Annual Research Achievements	スポーツの継続は生活習慣病や介護の予防につながり、増加し続ける医療・介護費を抑制する。ただし、特定の部位に大きな負荷がかかる誤った動作でスポーツを続けると、慢性的な痛みが生じてしまい、日常動作が困難となる場合もあるため、障害の原因を究明しその予防法を確立する必要がある。これまで障害の起きる関節や隣接する関節の使い方に着目して障害の原因が調べられてきたが、動作は全身の各関節の連動により生み出されるため、離れた関節の使い方が障害の原因となっている可能性がある。また、障害の原因を明らかにするだけでなく、介入実験により負荷の低減を確認して初めて障害予防方法が確立できたといえる。本研究においては全身の動作解析を通して、関節への負荷が大きくなる原因を明らかにし、介入実験を通して科学的根拠に基づいた障害予防法を確立することを目的とする。当該年度は上級者のストローク動作を対象として力発揮および、各関節で発生・吸収・伝達される力学的エネルギーを定量した。肘関節での負荷の大きさはインパクト時のラケット速度と相関することが明らかになった。この結果から、ラケット速度が異なる被検者間で肘関節の負荷を比較した場合、概してラケット速度の大きな人の動作の方が肘関節の負荷が大きくなってしまう。そこで、各被験者のラケット速度が全被検者の平均と一致するように時間間隔を変更して動作解析を行うことで、負荷が大きい動作について検討していくこととした。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 申請時に所属していた大学の設備を用いて動作解析を行う予定であったが、研究代表者の異動により解析環境が利用できなくなった。そのため、当初の研究計画を変更し、解析環境の整備に研究予算と研究期間を充てる必要があった。しかしながら、当該年度に計画していた、全身の各関節でのエネルギー変化の定量までを完了することができた。また、各被験者のラケット速度が全被検者の平均と一致するように動作時間を変更して動作解析を行うプログラムを作成することができた。以上より研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
Strategy for Future Research Activity	当該年度は全身の各関節でのエネルギー変化を定量した。今後は、関節でのエネルギー変化と関節負荷の関係を明らかにしていく予定である。ある関節でのエネルギー変化が他の関節での負荷と関係していることが明らかになった場合、それらが変化する力学的メカニズムを明らかにし、そこから負荷を低減する動作を明らかにする予定である。負荷の大きかった被検者に対して動作指導を行い、負荷が低下することを確認することで科学的根拠に基づいた障害予防法を確立を目指す。また、当該年度の解析において、肘関節での負荷の大きさはインパクト時のラケット速度と相関することが明らかになった。そこで、各被験者のラケット速度が、全被検者のラケット速度の平均と一致するように動作時間を変更して動作解析を行うことで、負荷の大きい動作について検討する予定である。