スポーツ傷害（J. sports Injury）Vol. 18：55−57

2013

ドロップジャンプ着地による動的バランス計測：
着地直後の重心動揺軌跡解析○木村 佳記（PT）1），中田 研（MD）2），松尾 知彦（MD）2），前 達雄（MD）2），米谷 泰一（MD）2），
小柳 好生（AT）3），小笠原 一生（AT）3），杉山 恭二（PT）1），佐藤 睦美（PT）4），内田 良平（MD）5）
1）

大阪大学医学部附属病院 リハビリテーション部
大阪大学大学院 医学系研究科器官制御外科学講座
3）
武庫川女子大学 健康スポーツ科学部
4）
大阪保健医療大学 保健医療学部
5）
関西労災病院 スポーツ整形外科
2）

緒言ベル（週 1 回程度のスポーツ習慣）5 名，月 1 回程度の運動を行うレベル 5 名であった．年齢は 27. 5 ± 9. 3 歳（男性

スポーツ選手の身体機能の評価は，柔軟性の評価には関27. 7 ± 9. 8 歳，女性 27. 3 ± 9. 3 歳），身長は 164. 1 ± 8. 3cm

節可動域測定，筋力の評価には筋力計や等速度運動機器で（ 男 性 168. 65 ± 7. 1cm， 女 性 157. 5 ± 5. 0cm）， 体 重 はの測定があるが，動的なバランス能力に対する定量的評価

65. 1 ± 12. 9kg（男性 71. 0 ± 12. 9kg，女性 56. 9 ± 7. 2kg），

方法は少ない．我々は片脚ドロップジャンプ着地の足圧中

足 長 は 25. 0 ± 1. 7cm（ 男 性 26. 1 ± 1. 4cm， 女 性 23. 6 ±心（center of pressure ： COP）軌跡の分析を行い，着地0. 4cm）であった．被験者には研究内容を説明してデータと姿勢保持の動的バランス評価を試みている．先行研究の使用について同意を得た．

において，片脚ドロップジャンプテストは着地後 5 秒間の方COP 軌跡長が個人内では再現性が高く，かつ個人間では法差があることから，個人のバランス能力を反映する再現性の高いテストであると報告した 1），2）．また，着地後 1 秒間

1．運動課題
運動課題は，健側下肢で高さ 20cm の台から 30cm 前方の軌跡長が 5 秒間の全長の 58. 6% を占めることから 2），接へ飛び降りて着地した後，静止姿勢を保持する「片脚ドロッ

地直後の COP 軌跡長の分析が重要と考えられた．

プジャンプテスト」を指示した．上肢は腕組みとして体か目的ら離さないようにし，着地後は下肢の屈曲位を維持しつつ，できる限り静止するよう指示した（図 1）．課題は 10 回実

本研究の目的は，片脚ドロップジャンプの着地から 1 秒以内の床反力と COP 軌跡長の特性を明らかにし，動的バ施した．
2．計測
着地後の床反力を床反力計（BERTEC FORCE PLATE

ランス評価の指標を検討することである．

TYPE 4060H ： BERTEC Corp.）を用いて，サンプリン対象

グ周波数を 1200Hz として計測した．データの記録と COP
軌跡の算出には，我々が開発したソフト（テクノロジーサー

対象は，片脚の膝関節傷害で治療中の患者 17 名（男性10 名，女性 7 名）で，健側での片脚ドロップジャンプが可

ビス社製）を用いた．
3．解析

能な者とした．運動習慣は，競技レベル（毎日～週 3 回以後半 5 回のデータを分析対象とした．床反力は体重で，上のスポーツ習慣）2 名，学校および社会人のクラブ所属

COP 軌跡長は足長で正規化した．なお，着地から 20ms の5 名（週 2 回以上のスポーツ習慣），レクリエーションレ

計測値はバラつきが大きく，計測装置の感度の問題と考え— 55 —

ク値と，ピーク発生までの時間（tz）を調べた．10ms 毎の COP 軌跡長は，ピーク値とピークを示す時期（tcop）を抽出し，tcop と tz との関係を調べた．また，運動能力の異なる代表例 2 例の結果を比較した．

結果1）着 地後 1 秒以内における 100ms 毎の COP 軌跡長の全長に対する割合

20 ～ 100ms が全長の 34 ± 12％を占め，100 ～ 200ms
は 14 ± 6%，以後の 100ms 区間では全て 10% 以下であった．
2）着地後 100ms 以内の Fz と COP 軌跡長Fz のピーク値は体重の 379. 2 ± 77. 2％（248 ～ 502%）
で，tz は 65. 7 ± 11. 9ms（40 ～ 80ms） で あ り， 着 地 後100ms 以内にピークを示すことが分かった．10ms 毎のCOP 軌跡長は，足長の 13. 9 ± 6. 4%（4. 0 ～ 25. 5%），tcop
は 30 ～ 80ms であり，COP 軌跡長も Fz と同様に着地後100ms 以内にピークを示した．全被験者の全試技におい
図 1．運動課題
front drop jump landing：20cm 台から 30cm 前方へのジャンプ着地を行う．上肢は腕組みとし，着地後は下肢の屈曲位を維持し，できるだけ静止姿勢を保持するように指示した．て，tcop は tz と同時期または直前 10ms 以内に生じていたが，これらの発生時期には個人差があった．
3）運動能力の異なる代表例 2 例の比較
図 2 に運動能力の異なる 2 例のグラフを示す．症例 1 は，バスケットボールの社会人クラブチームに所属しているられたため分析の対象外とした．評価項目として，着地後男性である．症例 2 は月 1 回程度の運動を行うレクリエー

1 秒以内の 100ms 毎の COP 軌跡長の全長に対する割合をションレベルの女性である．Fz のピーク値は，症例 1 は算出し，次に，着地後 100ms 以内の床反力垂直成分（Fz）334 ± 39%BW，症例 2 は 416. 9 ± 55. 6%BW，tz は，症例と 10ms 毎の COP 軌跡長の特性を分析した．Fz は，ピー

1 は 81. 4 ± 1. 4ms， 症 例 2 は 71. 8 ± 7. 6ms，tcop は， 症 例

図 2．10ms 毎の COP 軌跡長の変化と床反力垂直成分との関係
線グラフは 10ms 毎の COP 軌跡長の変化，棒グラフは床反力垂直成分の最大値とその発生時期を示す．
a．運動能力の比較的高い例：28 歳男性，社会人バスケットボールクラブ所属．
b．運動能力の比較的低い例：30 歳女性，運動習慣のないレクリエーションレベル．

— 56 —

1 は 70 ～ 80ms，症例 2 は 50 ～ 80ms であり，個人差が認められた．

本研究の限界として，対象が片側の膝関節傷害を有する症例の健側下肢であり，健常者の結果とは異なる可能性が挙げられる．今後，多くのサンプルから年齢，性別，競技考察

レベル，競技種目，傷害の有無などによる標準値を調査する必要がある．また，切り返しやターンなど，接地後に加着地後 1 秒以内の 100ms 毎の COP 軌跡長の全長に対す速度を高めることが要求される高度な運動能力の評価にる割合を算出した結果，20 ～ 100ms が全長の 34 ± 12％は，異なる運動課題が必要な可能性がある．しかし近年，を占めたことから，着地後 100ms 以内の床反力と COP 軌

切り返しや着地動作の接地初期に傷害が生じるメカニズム

跡長が重要と考えられ，この時期の分析を行った．そのが報告されており 4），本研究で得られた着地直後の指標が結果，着地後 40 ～ 80ms で Fz がピークを示し，10ms 毎関連すると考えている．今後，本指標により評価した動的の COP 軌跡長がその付近で最大であることが分かった．

バランス能力と傷害発生の関係を調査していく予定であ

10ms 毎の COP 軌跡長のピークは，COP 移動速度のピーる．

クを示すことから，片脚ドロップジャンプの着地後 30 ～結80ms において，床反力が最大になる直前またはその付近語で，COP を急激に移動させて着地バランスを制御していることが考えられた．このような接地後 100ms 以内バラ

片 脚 ド ロ ッ プ ジ ャ ン プ の 着 地 後 30 ～ 80ms に，Fz とンス制御は，ヒトの知覚と運動系のフィードバックによるCOP 軌跡長のピークが存在し，かつ個人差があったこと制御では間に合わず，着地前からのフィードフォワードにから，これらの指標は個人の動的バランス能力の評価に有よる制御が要求されると考えられる 3）．このため，接地直用と考えられた．

後の床反力と COP 軌跡の解析によって，フィードフォワードによる動的バランスの制御能力が評価できる可能性があ参考文献ると考えられた．
運動能力の異なる 2 例の比較では，運動能力が高い症例

1 は，Fz と COP 軌跡長のピーク値が小さく tz と tcop が長いことから，ゆっくりとした柔らかい着地で接地時の加速度が吸収され，衝撃と COP のズレが小さくなったと考えられた．このため，症例 1 はフィードフォワードによるバランスの制御能力が高く，下肢関節への負荷が小さい安全性の高い運動戦略をとっていると推察された．一方，症例 2
は症例 1 と対照的に，Fz が大きく施行毎の tz と tcop にもバラつきがあった．このため，接地時の加速度の吸収が不十分で一定しないことから，下肢関節への負荷が大きく着地時のバランスの崩れも生じやすいと考えられた．こように，Fz と COP 軌跡長のピーク値と時間特性には個人差があり，これらの指標は個人の動的バランス能力の評価に有用と考えられた．

１）杉山恭二，木村佳記，佐藤睦美，他．動的バランス評価方法の検討：片脚 drop jump 着地動作における重心動揺総軌跡長の再現性．日本臨床スポーツ医学会誌 2011；19（4），182 −182．
２）杉山恭二，木村佳記，佐藤睦美，他．片脚 drop jump 着地動作における重心動揺総軌跡長の再現性．スポーツ傷害（J.
sports Injury）2012； 17：40 − 42.
３）小笠原一生，古賀英之，中前敦雄，他．ビデオ解析による非接触型前十字靱帯および内側側副靱帯損傷時の膝モーメント推定と受傷メカニズムの物理的考察．日本臨床スポーツ医学会誌 2013；21（1），131 − 141.
４）Koga, H. Nakamae A, Shima Y, et al.： Mechanisms fornoncontact anterior cruciate ligament injuries ：knee joint
kinematics in 10 injury situations from female team handballand basketball. Am J Sports Med 2010 ； 38 ： 2218 −2225.

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