体 幹 深 部 筋 トレーニングが 競 技 パフォーマンスに 与 える 影 響 成 田 崇 矢 金 岡 恒 治 半 谷 美 夏 小 泉 圭 介 大 久 保 雄 目 次 要 約 1,2 課 題 1: 体 幹 深 部 筋 トレーニングが 跳 躍 高 へ 与 える 即 時 的 影 響 3-5 課 題 2: 体 幹 深 部 筋 トレーニング+ 動 作 練 習 が 片 脚 着 地 動 作 に 及 ぼす 影 響 6-10 課 題 3: 競 泳 選 手 における 体 幹 深 部 筋 トレーニングが 蹴 伸 び 動 作 に 及 ぼす 影 響 11-15 まとめ 16
体 幹 深 部 筋 トレーニングが 競 技 パフォーマンスに 与 える 影 響 成 田 崇 矢 金 岡 恒 治 半 谷 美 夏 小 泉 圭 介 大 久 保 雄 要 約 我 々はこれまで スポーツ 選 手 の 腰 部 障 害 予 防 対 策 としての 体 幹 深 部 筋 トレーニング 時 の 体 幹 筋 活 動 を 検 証 し 科 学 的 根 拠 に 基 づいたトレーニング 方 法 とするべく 基 礎 的 な 研 究 を 行 ってきた その 結 果 から 得 られた 知 見 を 基 に 日 本 水 泳 連 盟 医 事 委 員 会 では 競 泳 選 手 に 対 する 様 々な 腰 部 障 害 予 防 対 策 を 実 施 して いる 当 初 は 障 害 予 防 対 策 として 実 践 してきた 体 幹 筋 深 部 トレーニングであるが 競 技 の 直 前 の warming-up として 実 施 した 際 競 技 中 のボディバランスが 改 善 し 競 技 パフォーマンス 向 上 にも 寄 与 してい るように 感 じる 選 手 が 多 かった しかし 体 幹 深 部 筋 トレーニングが 競 技 パフォーマンスに 及 ぼす 影 響 につ いての 検 証 は 十 分 ではなく 特 に 即 時 効 果 は 定 かではない このため 体 幹 深 部 筋 トレーニングが 競 技 力 向 上 に 及 ぼす 影 響 を 検 証 することを 目 的 に 以 下 の 3 つの 課 題 を 行 った 課 題 1: 体 幹 深 部 筋 トレーニングが 跳 躍 高 へ 与 える 即 時 的 影 響 方 法 : 関 東 学 生 クラブリーグに 所 属 している 大 学 ラグビー 選 手 30 名 ( 年 齢 :20.1±1.2 歳 身 長 :172.2±5.3 cm 体 重 :71.1±7.4 kg)を 対 象 に 体 幹 深 部 筋 トレーニング 前 後 の 垂 直 跳 びを 5 回 ずつ 計 測 した 垂 直 跳 びの 撮 影 は ハイスピードカメラ(CASIO 製 EX-FH 25)にて 行 い シャッタースピードは 毎 秒 120 コマとした 体 幹 深 部 筋 トレーニングは Front Bridge Back Bridge 左 右 Side Bridge の 4 種 類 を 行 なった A B C の 3 つのグループに 群 分 けし A B それぞれのグループの 体 幹 深 部 筋 トレーニングの 時 間 は A は 一 種 目 90 秒 合 計 360 秒 B は 45 秒 間 合 計 180 秒 C は 体 幹 深 部 筋 トレーニングを 行 わず 5 分 間 の Rest をした また 各 種 目 間 には 15 秒 の 休 息 を 行 った 垂 直 跳 びは 5 回 のうちの 最 高 点 を 記 録 として 採 用 し ハイス ピードカメラより 得 られた 画 像 を フリーソフト Image J を 用 いて 跳 躍 高 の 測 定 を 行 なった マーカーから 地 面 までの 基 本 姿 勢 時 の 高 さと 最 高 点 での 高 さを 計 測 しその 差 を 最 大 跳 躍 高 とし 得 られた 値 から post の 値 を pre の 値 で 除 し 100%を 基 準 として 変 化 率 を 求 めた 統 計 処 理 :SPSS(IBM SPSS Statistics 19.Ink)を 用 いて 変 化 率 に 対 して 3 群 間 の 介 入 前 の 跳 躍 高 変 化 率 を 一 元 配 置 分 散 分 析 にて 解 析 を 行 った 有 意 差 を 認 めた 場 合 は Tukey の HSD 法 を 用 い 事 後 検 定 を 行 っ た 有 意 水 準 は 5% 未 満 とした 結 果 :1 種 目 90 秒 体 幹 筋 トレーニングの 介 入 した A グループの 跳 躍 高 の 増 加 が 大 きく 体 幹 筋 トレーニン グを 行 わない C グループに 比 べ 有 意 に 増 加 した 課 題 2: 体 幹 深 部 筋 トレーニング+ 動 作 練 習 が 片 脚 着 地 動 作 に 及 ぼす 影 響 方 法 : 大 学 女 子 バスケットボール 選 手 7 名 ( 年 齢 20.3±1.4 歳 身 長 168.1±5.0cm 体 重 58.7±4.9kg)を 対 象 とした 介 入 ( 体 幹 深 部 筋 トレーニング+ 動 作 練 習 ) 前 後 に 手 を 腰 にあてたまま 30cm の 高 さの 台 から 前 方 30cm の 位 置 に 片 脚 着 地 を 行 った 着 地 から 5 秒 間 その 姿 勢 を 保 持 し その 際 の 体 幹 周 囲 筋 の 筋 活 動 着 地 姿 勢 を 測 定 した 介 入 は 体 幹 深 部 筋 トレーニングを3 種 類 (Front Bridge30 秒 Side Bridge 左 右 30 秒 ず つ Back Bridge30 秒 ) ドローイン( 腹 部 引 き 込 み 動 作 )を 行 った 次 に 着 地 動 作 の 動 作 練 習 を 体 幹 筋 活 動 を 筋 電 図 にてモニタリングし 正 しい 筋 活 動 様 式 を 学 習 させた 後 再 度 試 技 を 行 った 着 地 姿 勢 は 体 表 にマーカーを 装 着 ( 両 方 の 肩 峰 ASIS 膝 蓋 骨 中 央 足 関 節 中 央 の8ヶ 所 )し 前 額 面 よりハイスピード カメラを 用 いて 撮 影 した 画 像 を 解 析 した 着 地 姿 勢 の 測 定 項 目 は 肩 峰 傾 斜 角 度 骨 盤 傾 斜 角 度 膝 関 節 外 ( 内 ) 反 角 度 股 関 節 内 転 角 度 とした 筋 活 動 は 右 側 の 腹 直 筋 内 腹 斜 筋 / 腹 横 筋 外 腹 斜 筋 脊 柱 起 立 筋 大 腿 直 筋 内 転 筋 大 殿 筋 中 殿 筋 の 8 筋 の 活 動 の 動 作 中 モニタリングを 行 った 統 計 処 理 : 三 次 元 動 作 解 析 ソフト framedias4 を 用 いて 着 地 脚 の 接 地 から 1 秒 間 の 水 平 面 および 三 次 元 重 心 総 軌 跡 長 膝 関 節 屈 曲 角 度 膝 関 節 外 反 角 度 股 関 節 屈 曲 角 度 股 関 節 外 転 角 度 骨 盤 側 方 傾 斜 角 度 骨 盤 回 旋 角 度 体 幹 前 傾 角 度 の 8 項 目 について 解 析 した 各 測 定 項 目 について 対 応 のある t 検 定 を 用 いて pre 試 技 と post 試 技 間 で 比 較 した 有 意 水 準 は 5%とした 結 果 : 水 平 面 重 心 軌 跡 長 は pre 試 技 260.96±40.21mm post 試 技 285.36±56.54mm 三 次 元 重 心 総 軌 跡 長 は pre 試 技 457.90±32.92mm post 試 技 491.27±47.29mm 膝 関 節 屈 曲 角 度 は pre 試 技 60.50± - 1 -
7.77 post 試 技 58.18±10.74 膝 関 節 外 反 角 度 は pre 試 技 18.48±4.04 post 試 技 17.40±8.28 股 関 節 屈 曲 角 度 は pre 試 技 51.99±14.22 post 試 技 48.76±13.5 股 関 節 外 転 角 度 は pre 試 技 89.70 ±3.72 post 試 技 91.72±5.62 骨 盤 側 方 傾 斜 角 度 は pre 試 技 9.83±4.94 post 試 技 8.75± 4.99 骨 盤 回 旋 角 度 は pre 試 技 9.72±3.39 post 試 技 7.95±2.79 体 幹 前 傾 角 度 は pre 試 技 19.49 ±11.66 post 試 技 17.52±9.69 であった 全 ての 項 目 において pre 試 技 と post 試 技 の 間 に 有 意 な 差 を 認 めなかった 課 題 3: 競 泳 選 手 における 体 幹 深 部 筋 トレーニングが 蹴 伸 び 動 作 に 及 ぼす 影 響 方 法 : 対 象 は 大 学 水 泳 部 競 泳 部 門 に 所 属 する 競 泳 選 手 19 名 ( 男 子 14 名 女 子 5 名 )とした 介 入 動 作 である 体 幹 深 部 筋 トレーニングは Back Bridge 左 右 Side Bridge ドローイン Prone Bridge (エルボーニー + 手 挙 げ エルボーニ + 脚 挙 げ)の 5 種 目 とした 各 種 目 60 秒 合 計 300 秒 行 い 種 目 間 に 15 秒 の 休 息 をとった 試 技 は 介 入 前 に 3 回 行 った 介 入 後 は 介 入 終 了 時 から 直 後 (1~2 分 後 ) 15 分 後 30 分 後 に それぞれ 1 回 行 った 到 達 距 離 は 指 先 の 到 達 位 置 を 目 視 で 測 定 した またハイスピードカメラを 水 中 の 2.5m と 7.5m 地 点 に 設 置 し 被 験 者 の 右 側 から 蹴 伸 び 動 作 を 撮 影 した 解 析 は ImageJ を 使 用 し 撮 像 した 画 像 から 座 標 を 算 出 し 2.5m~7.5m の 5m 間 の 平 均 速 度 を 算 出 した また 2.5m から 前 後 10ms 計 20ms からそれぞれの 瞬 間 速 度 を 算 出 した 介 入 前 介 入 直 後 介 入 15 分 後 介 入 30 分 後 の 到 達 距 離 2.5m ~7.5m の 平 均 速 度 2.5m の 瞬 間 速 度 瞬 間 速 度 に 対 して SPSS(IBM SPSS Statistics 19.Ink)を 用 いて 一 元 配 置 分 散 分 析 を 行 った なお 有 意 水 準 は 5% 未 満 とした 結 果 各 測 定 項 目 の 平 均 値 を 介 入 前 介 入 直 後 介 入 15 分 後 介 入 30 分 後 の 順 に 示 す 到 達 距 離 は 15.41± 2.12m 14.99±2.20m 15.50±2.80m 15.42±2.54m であった 2.5m~7.5m の 平 均 速 度 は 1.06±0.16m/s 1.05±0.15m/s 1.06±0.15m/s 1.05±0.16m/s であった 2.5m の 瞬 間 速 度 は 2.02±0.25m/s 1.91± 0.26m/s 2.01±0.23m/s 1.92±0.41m/s であった 7.5m の 瞬 間 速 度 は 0.83±0.24m/s 0.76±0.19m/s 0.81±0.23m/s 0.75±0.25m/s であった いずれも 各 試 技 間 に 有 意 な 差 を 認 めなかった まとめ 本 研 究 では 体 幹 深 部 筋 トレーニングの 即 時 効 果 を 課 題 1 では 垂 直 跳 び 課 題 2 では 片 脚 着 地 課 題 3 では 蹴 伸 びを 測 定 試 技 に 検 証 を 行 った 結 果 として 課 題 1 の 体 幹 深 部 筋 とレーニングを 4 種 類 90 秒 行 った 後 の 垂 直 跳 びのみパフォーマンスの 向 上 を 認 め その 他 の 試 技 では パフォーマンスの 向 上 を 認 めなかった 代 表 者 所 属 : 健 康 科 学 大 学 日 本 水 泳 連 盟 医 事 委 員 会 - 2 -
課 題 1: 体 幹 深 部 筋 トレーニングが 跳 躍 高 へ 与 える 即 時 的 影 響 目 的 体 幹 深 部 筋 トレーニングが 跳 躍 高 に 即 時 的 に 及 ぼす 影 響 と トレーニング 量 との 関 係 を 明 らかにすることを 本 課 題 の 目 的 とした 方 法 被 験 者 : 関 東 学 生 クラブリーグに 所 属 している 大 学 ラグビー 選 手 30 名 を 対 象 とした 被 験 者 の 年 齢 身 長 体 重 の 平 均 値 と 標 準 偏 差 を 以 下 の 表 1 に 示 す 表 1 被 験 者 の 年 齢 身 長 体 重 の 平 均 値 と 標 準 偏 差 身 長 (cm) 体 重 (kg) 年 齢 ( 歳 ) 172.2 ±5.3 71.1 ±7.4 20.2 ±1.3 (Mean±SD) 使 用 機 材 :ハイスピードカメラ(CASIO 製 EX-FH 25)を 用 いて 撮 影 した 設 定 は 毎 秒 120 コマで 撮 影 を 行 な った 実 験 概 要 : 被 験 者 には 事 前 に 身 長 と 体 重 を 調 査 し それをもとに BMI を 算 出 した そのデータをもとに 被 験 者 の BMI の 平 均 値 が 均 等 になるように A B C の 3 つのグループに 分 けた( 表 2) はじめに 5 回 垂 直 跳 びの 撮 影 を 行 い それぞれのグループで 異 なる 介 入 を 行 なったあとに 再 び 5 回 の 垂 直 跳 びを 撮 影 した 介 入 前 の 垂 直 跳 びの 跳 躍 高 を pre とし 介 入 後 の 垂 直 跳 びの 跳 躍 高 を post と 定 義 した 表 2 グループごとの 身 体 特 性 の 値 A B C 身 長 (cm) 173.7 ±5.3 172.1 ±4.0 170.8 ±6.6 体 重 (kg) 71.6 ±5.4 71.6 ±7.4 70.1 ±9.6 BMI 23.8 ±2.2 24.2 ±2.5 24.0 ±2.5 図 1 実 験 プロトコール 介 入 : 体 幹 トレーニングは Front Bridge Back Bridge 左 右 Side Bridge の 4 種 類 を 行 なった( 図 2) 各 種 目 は 始 めに Front Bridge 次 に 右 Side Bridge 左 Side Bridge 最 後 に Back Bridge の 順 番 で 行 なった A,B それぞれのグループの 体 幹 トレーニングの 時 間 は A では 一 種 目 90 秒 合 計 360 秒 B では 45 秒 間 合 計 180 秒 行 った また 種 目 間 に 15 秒 の 休 息 を 行 った 一 方 C グループでは 5 分 間 の Rest を 介 入 させた ( 表 3) - 3 -
a.front Bridge b.back Bridge c.side Bridge 図 2 体 幹 トレーニング 表 3 各 グループの 体 幹 トレーニング 実 施 時 間 グループA グループ B グループ C Front Bridge 介 入 動 作 Back Bridge 右 Side Bridge 左 Side Bridge Rest 時 間 各 種 目 90 秒 各 種 目 45 秒 計 360 秒 計 180 秒 300 秒 実 験 試 技 :ジャンプはカメラに 対 して 正 面 を 向 いて 行 った 体 幹 トレーニングの 前 後 に 5 回 ずつ 行 い それ ぞれ 5 回 のうちの 最 高 点 をその 被 験 者 の 記 録 として 採 用 した また ジャンプは 腕 の 振 込 動 作 の 影 響 を 排 除 するために 腰 に 手 を 当 てた 状 態 で 行 い 地 面 に 引 いたラインにつま 先 を 合 わせて 行 った また 解 析 時 の 目 印 となるように 被 験 者 の 上 前 腸 骨 棘 にビニールテープでマーカーを 付 けた なお 計 測 の 基 準 にする ために 地 面 な 引 いたラインに 垂 直 でかつ カメラに 対 して 平 行 に 0.7m の 棒 を 設 置 した( 図 4) 図 4 実 験 試 技 測 定 :フリーソフト Image J を 用 いて 撮 動 した 映 像 から 跳 躍 高 の 測 定 を 行 なった( 図 4) マーカーから 地 面 までの 基 本 姿 勢 時 の 高 さと 最 高 点 での 高 さを 計 測 しその 差 を 最 大 跳 躍 高 とし 得 られた 値 から post の 値 を pre の 値 で 除 し 100%を 基 準 として 変 化 率 を 求 めた 統 計 処 理 : SPSS(IBM SPSS Statistics 19.Ink)を 用 いて 3 群 間 の 介 入 前 の 跳 躍 高 変 化 率 を 一 元 配 置 分 散 分 析 にて 解 析 を 行 った 有 意 差 を 認 めた 場 合 は Tukey の HSD 法 を 用 い 事 後 検 定 を 行 った 有 意 水 準 は 5% 未 満 とした また 画 像 からの 測 定 の 信 頼 性 を 確 認 するため A グループの 最 高 点 を 記 録 した 動 画 20 本 を 3 回 解 析 し それらの 実 数 値 に 対 して ICC 検 定 を 行 なった - 4 -
結 果 A グループの 最 高 点 を 記 録 した 動 画 20 本 を 3 回 解 析 し それらの 実 数 値 に 対 して ICC 検 定 を 行 なった ところ ICC(1.1)=0.89 となり 今 回 の 解 析 は 信 頼 性 があるものとした 介 入 前 の 跳 躍 高 は A グループ 47.7±6.3 cm B グループ 42.6±5.9 cm C グループ 43.7±6.0 cmであっ た また 3 群 間 の 結 果 に 有 意 差 を 認 めなかった 体 幹 トレーニング 前 後 の 垂 直 跳 びの 変 化 率 は 90 秒 ずつトレーニングを 行 った A グループは 104.0± 4.0% 45 秒 ずつトレーニングを 行 った B グループは 101.6±7.2% トレーニングを 行 わなかった C グループ は 99.5±4.3%であった 事 後 検 定 により A グループと C グループの 変 化 率 に 有 意 差 を 認 めた ( 図 5) 図 5 体 幹 トレーニング 前 後 の 変 化 率 A 群 :90 秒 介 入 B 群 :45 秒 介 入 C 群 : 介 入 なし 考 察 90 秒 の 体 幹 トレーニングを 行 なった A 群 と 45 秒 の 体 幹 トレーニングを 行 なった B 群 の 変 化 率 に 有 意 差 を 認 めなかったが 体 幹 トレーニングを 行 わなかった C 群 の 変 化 率 は A 群 の 変 化 率 は 有 意 差 を 認 めた この 事 から 4 種 類 の 体 幹 トレーニング 90 秒 行 なった 場 合 何 もしない 場 合 と 比 較 し 垂 直 跳 びのパフォーマン スが 向 上 すると 考 える しかし トレーニング 時 間 が 45 秒 の B 群 と C 群 の 変 化 率 に 有 意 差 を 認 めなかった ことから 同 じ 体 幹 トレーニングであっても 45 秒 以 下 のエクササイズでは 垂 直 跳 びのパフォーマンスが 向 上 しないことが 示 唆 された 先 行 研 究 では 5 分 間 6 種 目 の 体 幹 トレーニングを 介 入 動 作 として 行 なったが 垂 直 跳 びに 有 意 差 は 認 めな かった 1) この 実 験 の 体 幹 トレーニングの 持 続 時 間 は 60 秒 より 短 かった 本 研 究 においても 45 秒 よりも 90 秒 の 体 幹 トレーニングにより 垂 直 跳 びのパフォーマンス 向 上 が 示 唆 された 1 種 目 90 秒 ずつトレーニング を 行 なった 方 が 体 幹 筋 群 の 深 層 の 細 かい 筋 肉 にまで 刺 激 が 届 いた 可 能 性 がある 今 後 の 課 題 として 垂 直 跳 びよりも ドロップジャンプとリバウンドジャンプを 行 なった 際 に 体 幹 トレーニン グの 介 入 効 果 が 高 いと 報 告 1) がある 事 から 試 技 を 検 討 し より 体 幹 トレーニングの 効 果 の 高 い 試 技 を 検 討 する 必 要 があると 考 える 参 考 文 献 1) 橋 本 輝 前 大 純 郎 山 本 正 嘉 一 過 性 の 体 幹 スタビライゼーションエクササイズが 垂 直 跳 び ドロップジ ャンプ リバウンドジャンプのパフォーマンスに 及 ぼす 効 果 2011:3:71-80 - 5 -
課 題 2: 体 幹 深 部 筋 トレーニング+ 動 作 練 習 が 片 脚 着 地 動 作 に 及 ぼす 影 響 目 的 バスケットボールの 競 技 中 に 多 く 見 られ ACL 損 傷 の 発 生 機 転 となり 得 る 片 脚 着 地 時 のバランス 能 力 に 体 幹 深 部 筋 トレーニングが 及 ぼす 即 時 効 果 について 検 証 することを 本 研 究 の 目 的 とした 方 法 被 験 者 : 大 学 バスケットボールリーグ 1 部 に 所 属 し トレーニング 習 慣 のある 女 子 バスケットボール 選 手 6 名 ( 年 齢 20.3±1.5 歳 身 長 167.0±4.5cm 体 重 58.2±5.2kg)を 対 象 とした また 過 去 に 膝 関 節 傷 害 の 既 往 歴 が 無 く 過 去 6 ヶ 月 以 内 にその 他 の 下 肢 傷 害 の 既 往 歴 がないことを 被 験 者 の 条 件 とした プレー 中 にピボットフット( 軸 脚 )にしやすい 方 の 脚 を 着 地 脚 と 定 義 した 6 名 の 被 験 者 のうち 右 脚 を 着 地 脚 とした 者 が 2 名 左 脚 を 着 地 脚 とした 者 が 4 名 であった 測 定 試 技 :30cm の 高 さの 台 から 着 地 脚 と 反 対 側 の 脚 で 踏 み 切 り( 図 1) 前 方 に 片 脚 着 地 を 行 い 着 地 後 5 秒 間 着 地 姿 勢 ( 図 2)を 保 持 するよう 指 示 した(pre 試 技 ) その 後 体 幹 深 部 筋 トレーニングを 実 施 し 再 び 同 様 の 試 技 を 行 った(post 試 技 ) 試 技 は 上 肢 による 影 響 を 排 除 するために 両 手 を 腰 に 当 て 行 った また シ ューズによる 影 響 を 排 除 するために 試 技 は 全 てシューズを 履 かずに 行 った 試 技 を 行 う 前 に 十 分 に 練 習 を 行 い 手 が 腰 から 離 れた 遊 脚 が 床 に 接 地 した 極 端 に 上 体 が 傾 いた 着 地 脚 が 接 地 後 に 接 地 点 より 移 動 した 場 合 を 失 敗 試 技 とし pre 試 技 post 試 技 ともに 成 功 試 技 が 2 回 得 られるまで 測 定 を 実 施 し た 図 1 踏 切 姿 勢 図 2 着 地 姿 勢 体 幹 深 部 筋 トレーニングは Front Bridge(FB) Side Bridge(SB) 左 右 Back Bridge(BB)を それぞれ 30 秒 1 セットずつ 行 った( 図 3) - 6 -
図 3-1 Front Bridge (FB) 図 3-2 Back Bridge (BB) 図 3-3Side Bridge (SB) 動 画 撮 影 :ハイスピードカメラ(CASIO 社 製 EX-F1)を 用 いて 被 験 者 が 台 から 降 りて 着 地 し 5 秒 間 静 止 す る 様 子 を 300Hz で 撮 影 した カメラは 被 験 者 の 前 額 面 と 矢 状 面 が 撮 影 できるよう 前 方 左 側 方 右 側 方 の 3 ヶ 所 に 全 身 が 写 るようにそれぞれ 着 地 位 置 から 4m の 地 点 に 設 置 した( 図 4) 着 地 点 図 4 カメラ 位 置 - 7 -
マーカー 貼 付 位 置 は 頭 頂 と 左 右 の 肩 峰 肘 頭 手 関 節 中 央 大 転 子 上 前 腸 骨 棘 (ASIS) 上 後 腸 骨 棘 (PSIS) 膝 関 節 外 側 裂 隙 膝 蓋 骨 中 央 腓 骨 頭 外 果 足 関 節 中 央 踵 骨 隆 起 足 先 の 合 計 27 ヶ 所 とし た( 図 5) 図 5 マーカー 貼 付 位 置 動 作 解 析 : 三 次 元 動 作 解 析 ソフト framedias4(dkh 社 製 )を 用 いて 被 験 者 の 前 左 右 の 3 方 向 から 各 マ ーカーを 2 台 のカメラで 撮 影 し 動 画 を 解 析 した 接 地 は 着 地 脚 の 足 先 が 床 面 に 着 いた 瞬 間 と 定 義 し 接 地 から 1 秒 間 を 解 析 区 間 とした 解 析 対 象 は 水 平 面 および 三 次 元 重 心 総 軌 跡 長 膝 関 節 屈 曲 角 度 ( 図 6 角 度 a ) 膝 関 節 外 反 角 度 ( 図 6 角 度 b ) 股 関 節 屈 曲 角 度 ( 図 6 角 度 c) 股 関 節 外 転 角 度 ( 図 6 角 度 d ) 骨 盤 側 方 傾 斜 角 度 ( 図 6 角 度 e ) 股 関 節 回 旋 旋 角 度 体 幹 前 傾 角 度 ( 図 6 角 度 f ) の 9 項 目 について 解 析 した 骨 盤 側 方 傾 斜 角 度 および 股 関 節 回 旋 角 度 は 前 額 軸 体 幹 前 傾 角 度 は 垂 直 軸 をそれぞれ 0 とし そこからの 変 化 量 を 絶 対 値 として 算 出 し た f d e c b a 図 6 測 定 角 度 - 8 -
統 計 処 理 : 各 測 定 項 目 について 対 応 のある t 検 定 を 用 いて pre 試 技 と post 試 技 間 で 比 較 した 有 意 水 準 は 5%とした 結 果 重 心 動 揺 : 片 脚 着 地 における 水 平 面 上 および 三 次 元 重 心 総 軌 跡 長 は pre 試 技 と post 試 技 の 間 に 有 意 な 差 を 認 めなかった( 表 1) 表 1 水 平 面 および 三 次 元 重 心 軌 跡 長 の 平 均 ± 標 準 偏 差 ( 単 位 :mm) 関 節 角 度 : 各 関 節 の 最 大 角 度 は pre 試 技 と post 試 技 の 間 に 有 意 な 差 を 認 めなかった( 表 2 図 7) 表 2 各 関 節 角 度 の 平 均 ± 標 準 偏 差 ( 単 位 : ) 図 7 各 関 節 角 度 の 比 較 ( 全 て 有 意 差 なし) 考 察 本 研 究 において 体 幹 深 部 筋 トレーニングにより 片 脚 着 地 時 の 重 心 総 軌 跡 長 および 各 関 節 角 度 が 変 化 しなかったことから 体 幹 深 部 筋 トレーニングが 片 脚 着 地 時 の 重 心 動 揺 および 関 節 角 度 に 及 ぼす 影 響 は 無 い または 極 めて 小 さいということが 示 唆 された - 9 -
体 幹 深 部 筋 トレーニングにより 閉 眼 状 態 での 片 脚 立 位 時 の 重 心 動 揺 が 減 少 し 静 的 バランスが 即 時 的 に 向 上 すると 報 告 されている 1,2) また 体 幹 深 部 筋 トレーニングによってローカル 筋 が 活 性 化 され 体 幹 の 安 定 性 が 向 上 し 動 的 バランスが 向 上 するということが 示 唆 されている 3) しかし ここで 示 された 動 的 バラン スの 評 価 は 片 脚 立 位 姿 勢 から 能 動 的 に 前 方 斜 め 後 方 内 側 斜 め 後 方 外 側 など 多 方 向 に 遊 脚 を 伸 ばす テストであり 本 研 究 で 行 った 片 脚 着 地 のように 接 地 後 に 大 きな 床 反 力 を 受 けながら 減 速 する 動 作 中 の バランスとは 性 質 の 異 なるものであると 考 える 片 脚 静 止 立 位 時 には 両 脚 静 止 立 位 時 と 比 較 して 遊 脚 側 の 脊 柱 起 立 筋 外 腹 斜 筋 立 脚 側 の 内 腹 斜 筋 腰 部 多 裂 筋 の 筋 活 動 が 高 く 遊 脚 側 の 腰 部 脊 柱 起 立 筋 が 骨 盤 を 水 平 保 持 し 重 心 の 安 定 化 に 外 腹 斜 筋 が 重 心 の 側 方 動 揺 の 制 御 に 付 与 していると 報 告 されている 1) 片 脚 着 地 時 には 両 脚 着 地 時 よりも 着 地 脚 の 膝 関 節 屈 曲 角 度 が 減 少 し 膝 関 節 外 反 角 度 が 増 加 また 中 殿 筋 大 内 転 筋 内 側 広 筋 大 腿 直 筋 大 腿 二 頭 筋 半 腱 様 筋 の 筋 活 動 が 増 加 する 4,5) ことから 片 脚 着 地 時 には 着 地 脚 側 の 中 殿 筋 と 大 内 転 筋 が 股 関 節 の 内 外 転 を 制 御 し 大 腿 四 頭 筋 が 着 地 時 の 衝 撃 緩 和 に 伴 う 膝 関 節 の 屈 曲 によりエキセントリック 収 縮 を 呈 し ハムストリングスが 脛 骨 の 前 方 変 位 を 制 御 していると 考 える 体 幹 深 部 筋 トレーニングにおける 筋 活 動 については 先 行 研 究 において FB では 腹 横 筋 腹 直 筋 外 腹 斜 筋 が SB では 支 持 側 の 腹 横 筋 外 腹 斜 筋 中 殿 筋 が BB では 多 裂 筋 脊 柱 起 立 筋 大 殿 筋 の 筋 活 動 が 大 きいと 報 告 されている 3,4,6) これらの 先 行 研 究 から 体 幹 深 部 筋 トレーニングにより 外 腹 斜 筋 や 中 殿 筋 多 裂 筋 や 腰 部 脊 柱 起 立 筋 が 活 性 化 されることでバランス 能 力 が 向 上 すると 予 想 された しかし 本 研 究 の 結 果 では 体 幹 深 部 筋 トレ ーニング 介 入 前 後 で 重 心 動 揺 および 関 節 角 度 の 変 化 は 認 めなかった この 理 由 として 本 研 究 で 行 った FB SB BB の 3 種 類 の 体 幹 深 部 筋 トレーニングでは 全 ての 関 節 を 固 定 させることから 腰 椎 と 膝 関 節 の 安 定 性 を 高 めることが 出 来 たとしても 股 関 節 の mobility の 獲 得 は 期 待 出 来 ないため 片 脚 着 地 時 の 各 関 節 角 度 の 改 善 は 見 られなかったものと 考 えられる 本 研 究 においては 体 幹 深 部 筋 トレーニングによって 片 脚 着 地 時 の 即 時 的 な 動 的 バランスの 向 上 は 認 め なかったが 体 幹 深 部 筋 トレーニングの 種 類 や 介 入 期 間 他 のエクササイズとの 組 み 合 わせを 検 討 するこ とで 体 幹 深 部 筋 トレーニングが 傷 害 予 防 に 貢 献 する 可 能 性 があると 思 われる 参 考 文 献 1. 鈴 木 哲 ほか. 片 脚 立 位 時 の 体 幹 筋 活 動 と 重 心 動 揺 との 関 係. 理 学 療 法 科 学. 2009;24(1):103 107 2. 今 井 厚 ほか. 異 なる 体 幹 エクササイズが 静 的 バランスに 及 ぼす 即 時 効 果. The journal of Japane Stabilization Society of Clinical Sports Medicine. 2012;20(3),469-474 3. 今 井 厚. Stabilization Exerci 体 幹 深 部 筋 トレーニングの 有 効 性. 筑 波 大 学 大 学 院 人 間 総 合 科 学 研 究 科 博 士 論 文.2012 4. 林 慶 光 ほか. 2 次 元 および 3 次 元 動 作 解 析 法 を 用 いたジャンプ 着 地 動 作 中 の 下 肢 外 反 アライメントの 比 較. 弘 前 医 学. 2009;60:77-85 5. 根 地 島 誠 ほか. 片 脚 および 両 脚 着 地 時 の 下 肢 関 節 角 度 と 筋 活 動. 理 学 療 法 科 学. 2008;23(3):447 451 6. 大 久 保 雄 ほか. 腰 椎 Stabilization Exerci 体 幹 深 部 筋 トレーニング 時 の 四 肢 挙 上 による 体 幹 筋 活 動 変 化. The journal of Japane Stabilization Society of Clinical Sports Medicine. 2011;19(1),94-101 - 10 -
課 題 3: 競 泳 選 手 における 体 幹 深 部 筋 トレーニングが 蹴 伸 び 動 作 に 及 ぼす 影 響 目 的 体 幹 深 部 筋 トレーニング 介 入 前 後 の 蹴 伸 び 動 作 のパフォーマンスを 比 較 し 体 幹 深 部 筋 トレーニ ングの 競 泳 競 技 のパフォーマンスへの 効 果 を 明 らかにすることを 目 的 とする 方 法 対 象 : 大 学 水 泳 部 競 泳 部 門 に 所 属 する 競 泳 選 手 19 名 ( 男 子 14 名 女 子 5 名 年 齢 20±1 歳 身 長 174.1±6.9cm 体 重 67.7±8kg)であった 2.2 介 入 体 幹 深 部 筋 トレーニングは Back Bridge 左 右 Side Bridge ドローイン エルボーニ + 手 挙 げ エルボ ーニ + 脚 挙 げの 5 種 目 とした 1 種 目 60 秒 合 計 300 秒 行 った また 種 目 間 に 15 秒 の 休 息 をとった 各 エクササイズの 詳 細 を 以 下 に 示 す (1) Back Bridge( 図 1) 膝 を 曲 げた 背 臥 位 の 姿 勢 をとり そこから 臀 部 を 持 ち 上 げ 体 幹 を 真 っ 直 ぐにする その 状 態 で 片 方 の 脚 を 1 秒 で 床 から 挙 上 し 1 秒 で 下 げる 続 けて 反 対 脚 でも 同 様 に 行 い これを 左 右 15 回 ずつ 合 計 30 回 行 う 図 1 Back Bridge 図 2 Side Bridge ドローイン (2) Side Bridge ドローイン( 図 2) Side Bridge で 体 幹 を 側 屈 し 腰 部 を 挙 上 する 3 秒 で 挙 上 し 3 秒 は 脱 力 する 合 計 10 回 行 う (3) エルボーニ ( 図 3,4) 肘 と 膝 で 身 体 を 支 える 肘 は 肩 の 下 あたりにつけ 肩 から 膝 までが 一 直 線 になるようにし 腹 部 はドロー インする これが 基 本 姿 勢 である 手 挙 げでは 基 本 姿 勢 を 保 持 したまま 片 方 の 上 肢 を 1 秒 で 前 方 に 出 し 1 秒 で 戻 す 続 けて 反 対 側 でも 同 様 に 行 い これを 左 右 15 回 ずつ 行 う 脚 挙 げでは 基 本 姿 勢 を 保 持 したまま 片 方 の 膝 を 1 秒 で 床 から 挙 上 し 1 秒 で 下 げる 続 けて 反 対 脚 でも 同 様 に 行 い これを 左 右 15 回 ずつ 行 う 図 3 エルボーニ + 手 挙 げ 図 4 エルボーニ + 脚 挙 げ - 11 -
実 験 試 技 : 水 深 1.3m 1 コースあたりの 幅 2mのプールで 行 った 蹴 伸 びは 介 入 前 に 3 回 行 った( 図 5) 1 2 回 目 は 練 習 とし 3 回 目 の 記 録 を 介 入 前 のデータとして 採 用 した 介 入 後 は 介 入 終 了 時 から 直 後 (1~2 分 後 ) 15 分 後 30 分 後 にそれぞれ 1 回 行 った 蹴 伸 びの 際 には 息 が 苦 しくなる これ 以 上 進 まなくなる 脚 が 沈 む のいずれかに 当 てはまる 場 合 に 試 技 をやめるよう 指 示 した 到 達 距 離 は 最 大 到 達 距 離 時 の 指 先 を 目 視 で 測 定 した また 速 度 の 測 定 にはハイスピードカメラ(HAS-220,DITECT 社 製 )を 使 用 した ハイ スピードカメラは 水 中 の 2.5m および 7.5m 地 点 に 設 置 し 被 験 者 の 右 側 から 撮 影 した カメラの 設 定 は 200fps シャッタースピードは 1/500 とした 解 析 時 に 2.5m および 7.5m 地 点 を 明 確 にするため ガムテー プでしるしをつけたカラーコーンを 被 験 者 の 左 側 に 設 置 した( 図 6 7) なお 水 着 は 競 泳 用 練 習 水 着 を 着 用 した 図 5 蹴 伸 びの 様 子 2.5m 7.5m 図 6 実 験 のセットアップ 図 7 カラーコーンの 位 置 解 析 : 解 析 はフリーソフト ImageJ を 用 いて 行 った 撮 像 した 画 像 から 座 標 を 算 出 し 2.5m~7.5m の 5m 間 の 平 均 速 度 を 算 出 した 2.5m 7.5m から 前 後 10ms 計 20ms からそれぞれの 瞬 間 速 度 を 算 出 した - 12 -
統 計 処 理 : 介 入 前 介 入 直 後 介 入 15 分 後 介 入 30 分 後 の 到 達 距 離 2.5m~7.5m の 平 均 速 度 2.5m の 瞬 間 速 度 7.5m の 瞬 間 速 度 に 対 して SPSS(IBM SPSS Statistics 19.Ink)を 用 いて 一 元 配 置 分 散 分 析 を 行 った なお 有 意 水 準 は 5% 未 満 とした 結 果 到 達 距 離 図 8 介 入 前 後 における 到 達 距 離 の 比 較 到 達 距 離 の 平 均 値 はそれぞれ 介 入 前 15.41±2.12m 介 入 直 後 14.99±2.20m 介 入 15 分 後 15.50± 2.80m 介 入 30 分 後 15.42±2.54m となった ペアごと 比 較 すると 介 入 前 と 直 後 (p=0.82) 介 入 前 と 15 分 後 (p=1.00) 介 入 前 と 30 分 後 (p=1.00) 直 後 と 15 分 後 (p=0.98) 直 後 と 30 分 後 (p=1.00) 15 分 後 と 30 分 後 (p=1.00)となり 各 試 技 間 に 有 意 差 は 見 られなかった 2.5m~7.5m の 平 均 速 度 図 9 介 入 前 後 における 2.5m~7.5m の 平 均 速 度 の 比 較 2.5m~7.5m の 平 均 速 度 の 平 均 値 はそれぞれ 介 入 前 1.06±0.16m/s 介 入 直 後 1.05±0.15m/s 介 入 15 分 後 1.06±0.15m/s 介 入 30 分 後 1.05±0.16m/s となった ペアごと 比 較 すると 介 入 前 と 直 後 (p=1.00) 介 入 前 と 15 分 後 (p=1.00) 介 入 前 と 30 分 後 (p=1.00) 直 後 と 15 分 後 (p=0.73) 直 後 と 30 分 後 (p=1.00) 15 分 後 と 30 分 後 (p=1.00)となり 各 試 技 間 に 有 意 差 は 見 られなかった - 13 -
3.3 2.5m の 瞬 間 速 度 図 10 介 入 前 後 における 2.5m の 瞬 間 速 度 の 比 較 平 均 値 はそれぞれ 介 入 前 2.02±0.25m/s 介 入 直 後 1.91±0.26m/s 介 入 15 分 後 2.01±0.23m/s 介 入 30 分 後 1.92±0.41m/s となった ペアごと 比 較 すると 介 入 前 と 直 後 (p=1.00) 介 入 前 と 15 分 後 (p=1.00) 介 入 前 と 30 分 後 (p=1.00) 直 後 と 15 分 後 (p=1.00) 直 後 と 30 分 後 (p=1.00) 15 分 後 と 30 分 後 (p=1.00)となり 各 試 技 間 に 有 意 差 は 見 られなかった 考 察 介 入 前 後 の 到 達 距 離 に 有 意 な 差 を 認 めなかった 有 意 差 を 認 めなかったが 介 入 直 後 が 最 も 到 達 距 離 が 短 かった これは 体 幹 深 部 筋 トレーニングがやや 高 強 度 なトレーニングであったため 疲 労 により 到 達 距 離 が 減 少 したと 考 える また 蹴 伸 びが 真 っ 直 ぐ 進 まず コースロープにぶつかってしまい 到 達 距 離 が 短 くなってしまった 被 験 者 もいた これは 蹴 り 出 し 時 に 両 足 の 力 に 差 が 生 じてしまった または 介 入 時 による 体 幹 深 部 筋 への 刺 激 に 左 右 差 があったからだと 考 える 本 実 験 は 蹴 り 出 す 際 の 接 地 位 置 水 深 方 向 について 被 験 者 に 対 し 特 に 指 示 をしなかった しかし 杉 浦 らは 到 達 距 離 の 長 短 について 蹴 り 出 しの 接 地 位 置 が 関 係 していることを 報 告 している 1) また 蹴 り 出 す 方 向 はほとんど 水 面 と 平 行 に 行 う ことと 潜 行 する 場 合 の 水 深 は 0.35m~0.60m 付 近 が 適 切 であるとの 報 告 もある 2) 水 中 ハイスピードカメ ラによる 2.5m および 7.5m 付 近 の 映 像 から 試 技 によって 水 深 や 蹴 り 出 す 方 向 が 変 わってしまった 被 験 者 がいた そのため 蹴 り 出 し 時 の 接 地 位 置 蹴 り 出 す 方 向 が 到 達 距 離 に 影 響 を 与 えたと 考 えられる 介 入 直 後 介 入 15 分 後 介 入 30 分 後 の 試 技 はそれぞれ 1 回 のみであったため 蹴 り 出 し 時 にうまく 壁 を 蹴 ることができなかったり 水 深 や 方 向 を 誤 ってしまったりすることで 体 幹 深 部 筋 トレーニングが 姿 勢 に 与 えた 影 響 を 相 殺 してしまったことも 考 えられる 多 くの 被 験 者 が 胸 式 呼 吸 を 行 っていたが 呼 吸 法 に ついて 特 に 指 定 しなかったため より 空 気 を 取 り 込 もうと 腹 式 呼 吸 を 行 った 被 験 者 がいた 丸 山 らは 腹 式 呼 吸 を 用 いることで 胸 式 呼 吸 と 比 較 して 浮 心 の 重 心 に 対 する 相 対 位 置 がより 尾 側 に 位 置 することを 報 告 している 3) 浮 心 と 重 心 のずれによって 下 肢 が 沈 む 方 向 へモーメントが 働 き 圧 力 抵 抗 の 増 大 につな がる そのため 呼 吸 法 の 違 いによって 圧 力 抵 抗 が 変 化 し 到 達 距 離 に 影 響 を 与 えたことも 考 えられる 以 上 より 蹴 伸 びの 到 達 距 離 には 姿 勢 以 外 に 影 響 を 及 ぼす 要 因 が 多 いため 体 幹 深 部 筋 トレーニング が 蹴 伸 びの 到 達 距 離 に 影 響 を 与 えなかったとは 言 えないと 考 える 介 入 直 後 介 入 15 分 後 介 入 30 分 後 のいずれも 介 入 前 より 到 達 距 離 が 向 上 した 被 験 者 3 名 に 関 し ては 2.5m~7.5m の 平 均 速 度 も 増 加 していたが 全 被 験 者 について 見 ると 有 意 差 を 認 めなかった 杉 浦 らは 水 中 の 移 動 速 度 を 保 持 するのは 姿 勢 であるが 速 度 を 作 り 出 すのは 壁 を 蹴 る 力 積 であると 報 告 している 12) 介 入 後 それぞれ 1 回 のみの 試 技 であったため うまく 壁 を 蹴 ることができず 力 積 が 小 さくな - 14 -
り 体 幹 深 部 筋 トレーニングで 姿 勢 が 良 くなっていても 速 度 が 遅 くなった 可 能 性 がある また 体 幹 深 部 筋 トレーニングは スタティックなものではなく 四 肢 を 動 かすダイナミックなものを 採 用 したため 体 幹 深 部 筋 だけでなく 蹴 り 出 し 時 に 使 われる 大 腿 四 頭 筋 など 下 肢 の 筋 にも 刺 激 が 入 り 被 験 者 によっては 下 肢 の 筋 が 疲 労 し 力 積 が 小 さくなってしまったと 考 える 参 考 文 献 1. 杉 浦 加 枝 子 ら 熟 練 者 にお ける 蹴 伸 び 動 作 と 力 発 揮 と の 関 係 日 本 水 泳 水 中 運 動 学 会 4,2001:11-15 2. 合 屋 十 四 秋 野 村 照 夫 松 井 敦 典 蹴 伸 び 動 作 の 力 発 揮 と 前 方 牽 引 による 受 動 抵 抗 との 関 係 愛 知 教 育 大 学 研 究 報 告 55,2006:21-25 3. 丸 山 祐 丞 近 田 彰 治 矢 内 利 政 呼 吸 様 式 が 重 心 位 置 と 浮 心 日 に 与 える 影 響 : 水 泳 における 水 平 姿 勢 維 持 への 示 唆 体 育 学 研 究 57,2012:641-651 4. 杉 浦 加 枝 子 合 屋 十 四 秋 大 学 熟 練 泳 者 における 蹴 伸 び 動 作 の 性 差 愛 知 教 育 大 学 教 育 実 践 総 合 センター 紀 要 7,2004,91-95 - 15 -
まとめ 本 研 究 では 体 幹 深 部 筋 トレーニングの 即 時 効 果 を 課 題 1 では 垂 直 跳 び 課 題 2 では 片 脚 着 地 課 題 3 では 蹴 伸 びを 測 定 試 技 に 検 証 を 行 った 結 果 として 課 題 1 の 体 幹 深 部 筋 とレーニングを 4 種 類 90 秒 行 った 後 の 垂 直 跳 びのみパフォーマンス の 向 上 を 認 め その 他 の 試 技 では パフォーマンスの 向 上 を 認 めなかった 実 際 のスポーツ 選 手 は パフォーマンスの 向 上 を 認 めることから どの 様 な 種 目 や 課 題 で 有 効 なのか 等 の 検 証 を 今 後 行 っていきたい - 16 -