モーションキャプチャーによる投球動作解析と肘の靭帯への負荷

技術の進化はすさまじく、今でも膨大な量の研究が行われており次々と新たな発表がなされています。それでも現代のスポーツ科学で解明できることと、解明できない技術的な限界があります。今回はその技術的な限界について解説させていただきたいと思います。

モーションキャプチャーによる投球動作解析の限界

モーションキャプチャーによる解析にも限界があります。

ピッチャーの肘の怪我についてこれまで多くの研究が行われてきました。例えば、次の図のようなモーションキャプチャーという設備を使うことでピッチング動作を細かく解析するような方法があります。この技術で肘全体にかかっている負荷を算定することができます。

これにより多くの怪我のメカニズムが解明されてきましたが、なんでも調べることができる万能な設備というわけではありません。

その限界のひとつが、ピッチング動作によってどのくらい靭帯に負荷がかかっているのかを直接算定することが難しいという技術的な限界がありました。モーションキャプチャーで算定できるのは、あくまで肘全体にかかる負荷であり、ひとつひとつの筋肉や靭帯への影響まで細かくわかるわけではありません。

変化球を投げることが肘の怪我の原因になっているのか？

骨格筋モデルで怪我のメカニズムをより細かく解析する

ひとつひとつの筋肉や靭帯への負荷を評価できないという従来の方法の弱点を打ち破る可能性があるのが、「骨格筋モデル」と呼ばれる高度な技術です。

参照https://www.drivelinebaseball.com/2017/03/computed-muscle-control-analysis-pitching-mechanics/

この技術の凄いところは、ひとつひとつの筋肉や靭帯の機能をコンピューター内で再現し、それらにどのような負荷がかかっているのかを詳しく調べることができることです。

（Buffi et al 2015より引用）

例えば、上の図のように上腕三頭筋の働きが肘の負荷を軽減できていることを可視化することができます^１。

とても高度な技術であり、上の図のようなピッチャーのモデルを開発した人はメジャーリーグの人気球団に採用されているようです。この技術をうまく使うことができればトップクラスの球団からも高い評価を得ることができる可能性があるわけです。

テクノロジーは凄いけれど弱点もある

すべての技術や方法に共通することですが、長所があれば短所があります。

骨格筋モデルの弱点は、筋肉の負荷などの算定はコンピューターによるシミュレーションの推定値にすぎず、実際の人の身体と違っている可能性があります。その全てを鵜呑みにしてはいけません。

• その技術がどのように計算されているのかを理解する
• 計算過程で使われているデータを実際の人間から得られた内容と比較する
• 計算結果が過去の文献と比べて大きなズレが生じていないかを確認する

というように、コンピューターによって得られた情報以外のものとの整合性を確かめることが重要です。

まとめ

骨格筋モデルはそう簡単なものではありませんが、この技術を上手に使いこなすことで今までわからなかった怪我のメカニズムを解明できる可能性があります。このような研究はどんどん増えていてスポーツ医学はますます進化していくことでしょう。

最後まで読んでいただき、ありがとうございました。

＜参考文献＞

1. Buffi JH, Werner K, Kepple T, Murray WM. Computing muscle, ligament, and osseous contributions to the elbow varus moment during baseball pitching. Ann Biomed Eng. 2015;43(2):404-415