[P-KS-15-1] 打鍵時の音量変化が体幹および上肢運動制御に及ぼす影響
Keywords:ピアノ打鍵動作解析, 運動制御, 障害予防
【はじめに，目的】
ピアニストは長時間の反復練習により，腕や手に特殊な障害を抱えやすい。近年overuseに加え，身体のmisuseも障害発生の要因と指摘されている。しかし，overuseが前提となっているため，運動療法が処方されることは少ない。強い打鍵や遠位の鍵盤を打鍵するために体幹も大いに用いる。これまで体幹運動は着目されてきたが，手指と全身を同時に計測する難しさから，ピアノ演奏を全身運動として解析されてこなかった。本研究の目的は，ピアノ演奏を全身運動と捉え，強い打鍵時の体幹および上肢の演奏メカニズムを調査し，新たな理学療法領域拡大の基礎データを示すことである。
【方法】
［対象者］ピアノ未経験者5名［仕様機器］3次元動作解析VICON，YAMAHA Clavinova（CVP-30），DTM制作ソフトGarageband（Apple社）［課題］全て同じ音量（mf）で打鍵した（課題1）。次に3回に1回，fまたはffの強さで打鍵した（課題2，3）。テンポは全て120bpmとした。計測前に十分な練習時間を設けた。［解析方法］体幹傾斜角，上肢関節角度，手指関節角度を計測した。解析区間は中指MCPマーカーが最も高くなった時点から鍵盤マーカーが最も沈み込んだ点。各角度が指先への変位量への寄与度を表すdegree of contribution（以下，DOC）と打鍵の運動力学的効率性を表すkeystroke efficiency（以下，η）を算出した。［統計処理］各関節のDOC，ηに対しFriedman検定を実施し，多重比較にはWilcoxonの符合順位検定を実施した。
【結果】
［DOC］体幹のDOCにはいずれの課題においても有意な差は認められなかった。同音量での打鍵動作の繰り返し（課題1）と比較して，強い打鍵が求められると（課題2・3），肩および肘関節のDOCは有意に低下したが（p＜.01），その前後の打鍵では有意に増加した（p＜.01）。一方で，手関節より遠位関節のDOCは有意に増加したが（p＜.01），その前後の打鍵では有意に低下した（p＜.01）。［η］課題1と比較して，課題2・3のηは有意に増加したが（p＜.01），その前後の打鍵では有意に低下した（p＜.01）。
【結論】
ピアノ未経験者は上肢を主体とした打鍵であり，体幹運動の寄与は少なかった。しかし，ピアノ未経験者は肩・肘関節による手の上下運動を手・手指関節伸展運動によって代償する戦略と手指と鍵盤接触角度を大きくつけた打鍵戦略の2つを使い分けて打鍵することが明らかになった。また，強い打鍵の前後では前者の戦略がより顕著になり，打鍵効率性が低下した。このことからピアノ未経験者は2つの打鍵戦略間の移行がスムーズでなかったことが示唆された。特に打鍵中のDIP関節の過剰な伸展はbreaking-in of the nail joinと呼ばれる。これは音量やテンポの制御に有害であるとされ，手指への機械的ストレスが増大した可能性がある。今後，ピアニストの演奏を全身動作として捉えた研究により演奏メカニズムが解明されていけば，音楽家の治療に応用でき，新たな理学療法分野を広げる可能性がある。
ピアニストは長時間の反復練習により，腕や手に特殊な障害を抱えやすい。近年overuseに加え，身体のmisuseも障害発生の要因と指摘されている。しかし，overuseが前提となっているため，運動療法が処方されることは少ない。強い打鍵や遠位の鍵盤を打鍵するために体幹も大いに用いる。これまで体幹運動は着目されてきたが，手指と全身を同時に計測する難しさから，ピアノ演奏を全身運動として解析されてこなかった。本研究の目的は，ピアノ演奏を全身運動と捉え，強い打鍵時の体幹および上肢の演奏メカニズムを調査し，新たな理学療法領域拡大の基礎データを示すことである。
【方法】
［対象者］ピアノ未経験者5名［仕様機器］3次元動作解析VICON，YAMAHA Clavinova（CVP-30），DTM制作ソフトGarageband（Apple社）［課題］全て同じ音量（mf）で打鍵した（課題1）。次に3回に1回，fまたはffの強さで打鍵した（課題2，3）。テンポは全て120bpmとした。計測前に十分な練習時間を設けた。［解析方法］体幹傾斜角，上肢関節角度，手指関節角度を計測した。解析区間は中指MCPマーカーが最も高くなった時点から鍵盤マーカーが最も沈み込んだ点。各角度が指先への変位量への寄与度を表すdegree of contribution（以下，DOC）と打鍵の運動力学的効率性を表すkeystroke efficiency（以下，η）を算出した。［統計処理］各関節のDOC，ηに対しFriedman検定を実施し，多重比較にはWilcoxonの符合順位検定を実施した。
【結果】
［DOC］体幹のDOCにはいずれの課題においても有意な差は認められなかった。同音量での打鍵動作の繰り返し（課題1）と比較して，強い打鍵が求められると（課題2・3），肩および肘関節のDOCは有意に低下したが（p＜.01），その前後の打鍵では有意に増加した（p＜.01）。一方で，手関節より遠位関節のDOCは有意に増加したが（p＜.01），その前後の打鍵では有意に低下した（p＜.01）。［η］課題1と比較して，課題2・3のηは有意に増加したが（p＜.01），その前後の打鍵では有意に低下した（p＜.01）。
【結論】
ピアノ未経験者は上肢を主体とした打鍵であり，体幹運動の寄与は少なかった。しかし，ピアノ未経験者は肩・肘関節による手の上下運動を手・手指関節伸展運動によって代償する戦略と手指と鍵盤接触角度を大きくつけた打鍵戦略の2つを使い分けて打鍵することが明らかになった。また，強い打鍵の前後では前者の戦略がより顕著になり，打鍵効率性が低下した。このことからピアノ未経験者は2つの打鍵戦略間の移行がスムーズでなかったことが示唆された。特に打鍵中のDIP関節の過剰な伸展はbreaking-in of the nail joinと呼ばれる。これは音量やテンポの制御に有害であるとされ，手指への機械的ストレスが増大した可能性がある。今後，ピアニストの演奏を全身動作として捉えた研究により演奏メカニズムが解明されていけば，音楽家の治療に応用でき，新たな理学療法分野を広げる可能性がある。