[P-SP-08-1] 2次元画像を用いた投球動作における“膝割れ”の定量的評価
Keywords:投球動作, 膝割れ, 2次元画像評価
【はじめに，目的】
投球動作のステップ脚が接地から動作終了までに膝が外側に向く“膝割れ”は，骨盤，体幹の回旋異常を伴い，投球障害の一因とされる。そのため，投球フォームの指導が行われるが，その効果を簡便に判定する評価方法は確立されていない。そこで，デジタルカメラと体表指標による前額面の2次元画像（2D）を用いた“膝割れ”の定量的な評価方法を考案し，動作分析に広く使用される3次元動作解析（3D）装置との比較により，2D評価の有用性を検討した。
【方法】
対象は，健常野球経験者25例（年齢22.3±2.1歳，身長172.5±6.2cm，体重68.9±11.0kg，野球歴16.4±3.4年）とした。投球動作は前方からデジタルカメラ（CASIO社製EX-F1，ハイスピードモード300Hz）で撮影し，同時に3D装置（OMG社製VICON MX，サンプリング周波数300Hz）を用いて解析した。分析位相はfoot plant（FP），最大外旋（MER），ball release（BR）とした。動作解析ソフト（東総システム社製ToMoCo-LiteおよびOMG社製VICON NEXUS）を用いて，投球動作中のステップ脚の上前腸骨棘と膝蓋骨上縁を結ぶ中点（A）と膝蓋骨上縁（P）を結んだ線および脛骨粗面（T）と内外果間の中点（M）を結んだ線とのなす角（AP-TM角）を2D，3Dとも計測した。そして，plug-in-gaitマーカーモデルを使用して，ステップ脚の股・膝・足関節の各角度を算出した（3D計測値）。2DのAP-TM角の①信頼性の検討には，級内相関係数（ICC）を求めた。また，②妥当性の検討には，AP-TM角の3Dに対する2Dの計測誤差を算出し，2DのAP-TM角と3D各計測値間の相関係数（r）も検討した（p＜0.05）。
【結果】
①信頼性 ICC（検者内，検者間）：FP（0.97，0.97），MER（0.99，0.98），BR（0.99，0.97）
②妥当性 計測誤差：FP 2.1±1.4°，MER 1.5±1.3°，BR 2.1±1.8°
相関：FP（股関節内外転r=0.14，膝関節内外反r=-0.24，足関節回内外r=0.05）
MER（股関節内外転r=0.83，膝関節内外反r=0.93，足関節回内外r=0.92）（p＜0.01）
BR（股関節内外転r=0.94，膝関節内外反r=0.98，足関節回内外r=0.97）（p＜0.01）
【結論】
各位相の2Dで計測したAP-TM角は信頼性が高く，基準とした3D計測値の誤差（±0.15°）を含めても十分な精度を有しており，本法の臨床評価としての妥当性が示唆された。また，MERとBRにおける2DのAP-TM角と3Dの股・足関節角度との強い相関関係から，膝関節内外反の角度計測である本法は，前額面上での股関節や足関節の運動を反映した指標であり，これらの隣接する関節からのアプローチにも示唆を与えると考えられた。
2D評価の臨床的意義は，“膝割れ”を呈する症例に対するフォーム指導の客観的，即時的な効果判定が可能であり，視覚的フィードバックとしても利用できることにある。
投球動作のステップ脚が接地から動作終了までに膝が外側に向く“膝割れ”は，骨盤，体幹の回旋異常を伴い，投球障害の一因とされる。そのため，投球フォームの指導が行われるが，その効果を簡便に判定する評価方法は確立されていない。そこで，デジタルカメラと体表指標による前額面の2次元画像（2D）を用いた“膝割れ”の定量的な評価方法を考案し，動作分析に広く使用される3次元動作解析（3D）装置との比較により，2D評価の有用性を検討した。
【方法】
対象は，健常野球経験者25例（年齢22.3±2.1歳，身長172.5±6.2cm，体重68.9±11.0kg，野球歴16.4±3.4年）とした。投球動作は前方からデジタルカメラ（CASIO社製EX-F1，ハイスピードモード300Hz）で撮影し，同時に3D装置（OMG社製VICON MX，サンプリング周波数300Hz）を用いて解析した。分析位相はfoot plant（FP），最大外旋（MER），ball release（BR）とした。動作解析ソフト（東総システム社製ToMoCo-LiteおよびOMG社製VICON NEXUS）を用いて，投球動作中のステップ脚の上前腸骨棘と膝蓋骨上縁を結ぶ中点（A）と膝蓋骨上縁（P）を結んだ線および脛骨粗面（T）と内外果間の中点（M）を結んだ線とのなす角（AP-TM角）を2D，3Dとも計測した。そして，plug-in-gaitマーカーモデルを使用して，ステップ脚の股・膝・足関節の各角度を算出した（3D計測値）。2DのAP-TM角の①信頼性の検討には，級内相関係数（ICC）を求めた。また，②妥当性の検討には，AP-TM角の3Dに対する2Dの計測誤差を算出し，2DのAP-TM角と3D各計測値間の相関係数（r）も検討した（p＜0.05）。
【結果】
①信頼性 ICC（検者内，検者間）：FP（0.97，0.97），MER（0.99，0.98），BR（0.99，0.97）
②妥当性 計測誤差：FP 2.1±1.4°，MER 1.5±1.3°，BR 2.1±1.8°
相関：FP（股関節内外転r=0.14，膝関節内外反r=-0.24，足関節回内外r=0.05）
MER（股関節内外転r=0.83，膝関節内外反r=0.93，足関節回内外r=0.92）（p＜0.01）
BR（股関節内外転r=0.94，膝関節内外反r=0.98，足関節回内外r=0.97）（p＜0.01）
【結論】
各位相の2Dで計測したAP-TM角は信頼性が高く，基準とした3D計測値の誤差（±0.15°）を含めても十分な精度を有しており，本法の臨床評価としての妥当性が示唆された。また，MERとBRにおける2DのAP-TM角と3Dの股・足関節角度との強い相関関係から，膝関節内外反の角度計測である本法は，前額面上での股関節や足関節の運動を反映した指標であり，これらの隣接する関節からのアプローチにも示唆を与えると考えられた。
2D評価の臨床的意義は，“膝割れ”を呈する症例に対するフォーム指導の客観的，即時的な効果判定が可能であり，視覚的フィードバックとしても利用できることにある。