2021 Fiscal Year Research-status Report
Prevention of occurrence of baseball elbow injury by newly developed motion analysis using inertial sensor
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19K11506
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| Research Institution | Shigakkan University |
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Principal Investigator |
後藤 英之 至学館大学, 健康科学部, 教授 (30347405)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 慣性計測装置 / 3次元動作解析 / 投球動作 / 肘関節 / 加速度 / 内側側副靱帯 / 剪断波エラストグラフィ / 弾性係数 |
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| 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、2020年度には、大学野球選手20名を対象に測定を行った。2021年度は屋外での計測に着手した。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、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予備実験を行った。また、女子軟式野球および男子硬式野球選手に対して、屋外での実戦投球時の肘関節力学的負荷を計測した。、得られた結果と、投球フォームとの関連や球種、ボールの種類による変化、肩関節可動域・肩甲骨の可動性について横断的研究を行った。また、肩関節にも同時にinertial sensorを装着して測定した。2022年度は肩関節および肩甲骨の可動性を改善することによって、肘関節加速度負荷を減少できるかどうか、介入研究を実施しする。これらの研究結果によって、野球肘予防に関する新たな知見が得られるものと考えている。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。
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| 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。さらに、2021年度からは共同研究者（水谷未来）によって、精密に投球速度および回転数、回転軸を測定することができる装置（Rapsode）が導入され、より測定精度が向上している。コロナウイルス感染予防の観点から、学外からの少年野球選手などの被験者を募ることはできていないため、現在、大学生野球選手を対象に測定を行っている。屋外（野球場）での計測ができることが実証されたため、今後は練習場へ赴き、測定を続けていることで、測定方法をより簡便化することができる見込みがたっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
慣性計測装置による肘関節間力の計測による野球肘予防効果の検証
2022年度は屋外での計測数を積極的に行い、各年代でのデータの取得を目指している。得られた結果と、投球フォームとの関連や球種、ボールの種類による変化、肩関節可動域・肩甲骨の可動性との比較といった横断的研究を行う。また、肩関節にも同時にinertial sensorを装着して測定を行い、肩・肘同時のデータ解析が可能なシステムを開発する。さらに、肩関節および肩甲骨の可動性を改善することによって、肘関節加速度負荷を減少できるかどうか、介入研究を実施する。 まず、肩甲骨や胸郭の柔軟性を高める集中的なエクササイズを行うことによって胸郭の柔軟性がどの程度向上し，球速パフォーマンスや肩，肘関節にかかる負荷にどう影響がするかを調査する。これについては、2021年度に本学研究倫理審査委員会の承認を得て、既に研究に着手している。対象は肩，肘に傷害のない大学硬式野球投手とし，エクササイズ処方前後に体組成と関節可動域を測定し、10球の全力投球を行わせ 最高球速，平均球速，回転数と肩前方と内側側副靭帯直上の加速度を測定する。その後エクササイズ処方群とコントロール群，エクササイズ前とエクササイズ後の比較分析を行う。現在2022年5月現在で、8名の測定が終了しており、さらに被験者を増やして測定を継続する予定である。これらの研究結果によって、投球肩・肘障害予防に関する新たな知見を得る。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。
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| Causes of Carryover |
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（Qualisys Track Manager)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、新たな機器の購入を最小限にすることができた。当該年度では、計測部位の確認のためのエコー装置附属の探触子および球速および回転数を計測するための装置と計測、記録ソフトウェア使用のための購読料、実験者データの個人情報の保護と処分のための機器の購入を行った。次年度では計測の回数を増やし、消耗品の購入するともに、正常例の測定のための謝金と、学術発表のための経費として利用する予定である。
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[Journal Article] Bilateral suprascapular notches are asymmetrically shaped in a third of the Asian population2021
Author(s)
Jumpei Inoue, Kaneaki Tawada, Katsumasa Sugimoto, Hideyuki Goto, Atsushi Tsuchiya, Tetsuya Takenaga, Satoshi Takeuchi, Keishi Takaba, Hideki Murakami, Masahito Yoshida
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Journal Title
Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy, 2021, 29.12: 3989-3996.
Volume: 29
Pages: 3989-3996
DOI
Peer Reviewed
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