東海スポーツ傷害研究会会誌：Vol.33（Dec.2015）

投球時肩最大外旋位における肩甲上腕関節水平伸展角度に影響を与える因子～足部接地時の各関節角度との相関～
まつした整形外科

小山太郎

松下廉

中部大学大学院

生命健康科学研究科

宮下浩二

手 15 名（右投げ 13 名，左投げ 2 名）を対象とした．

【はじめに】
投球障害肩の発生要因のひとつに不良な投球動

年齢 20.2±0.7 歳，身長 179.5±5.7cm，体重 72.9±作があげられる．その中でも hyperangulation と呼8.1kg（いずれも平均 ± 標準偏差）であった．投球時ばれる肩最大外旋位（以下，MER）での過度な肩甲に肩及び肘関節の疼痛がないことを条件とした．

上腕関節水平伸展位を呈する投球動作は，上腕骨方法は以下の通りである．まず，対象の胸骨柄，第頭の前方への偏位により前方組織の障害や Internal

7 頸椎（C7），第 8 胸椎（Th8）および第 12 胸椎（Th12）

Impingement による腱板，関節唇の損傷を惹起すの棘突起，両側の上後腸骨棘（PSIS）に反射マーカーるとされている ．

を貼付した．また，投球側の肩峰，上腕遠位端背側，

1)

肩甲上腕関節水平伸展角度の増大が生じる要因

前腕遠位端背側の 3 ヵ所に棒状のテーピング用パッについて，投球動作解析の結果から MER 時の胸椎ドを貼付し，その両端には 1 つずつマーカーを貼付の非投球側方向への回旋角度の増大 や，MER 時した（図 1）．

2)の肩甲帯伸展角度の低下 3) があげられている．しかその後，対 象の投球動作を 4 台のハイスピードし，これらの報告はいずれも MER 時の関節運動のカメラ（ フォーアシスト社 製 IEEE1394b 高 速 カメ検討である．一連の投球動作は運動連鎖で成り立っ

ラ，FKN-HC200C）にて，200 コマ / 秒で撮影した．ており，後期コッキング期以降の肩関節運動にはそ撮影した画像から，三次元ビデオ動作解析システム

れ以前の足部接地時の肩・肘関節角度が影響を及Frame-DIAS Ⅱ（DKH 社製）を用いて，DLT 法（Directぼすとされている ．そのため，hyperangulation

Linear Transformation method）5) によりマーカーを呈する要因を探るためには，MER 時点での解析の三次元座標値を算出した．

4)

のみではなく，足部接地時の各関節角度と MER 時得られた三次元座標値から，MER を算出するための肩甲上腕関節水平伸展角度の関係も明らかにするに，肩全体の外旋角度（以下，肩外旋角度）を算出した．

必要がある．

肩外旋角度は，体幹に対する前腕の角度であり，肩そこで，本研究では MER 時の肩甲上腕関節水平甲上腕関節外旋，肩甲骨後傾，胸椎伸展を含む，見伸展角度が増大する要因を明らかにすることを目的

かけ上の肩関節全体の外旋角度である．算出方法はとして，足部接地時の肩の各関節角度と MER 時の以下の通りである．まず，前腕パッド両端のマーカー

肩甲上腕関節水平伸展角度の関係を分析した．の中点，上腕パッド両端のマーカーの中点，C7 棘突起からなる平面の法線ベクトルと，上腕パッド両端の【対象と方法】
本研究の趣旨に同意の得られた大学硬式野球部投マーカーの中点，C7 棘突起，Th12 棘突起からなる平面の法線ベクトルを算出した．次にこの 2 つの法線

Key words：投球障害肩（Throwing shoulder），三次元動作解析（Three-dimensional motion analysis），肩甲上腕関節水平伸展角度（Gleno-humeral horizontal extension angle）

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ベクトルの内積を求め，その余弦から角度を算出した

肩外旋角度，肩外転角度，肩甲上腕関節水平伸展角（図 2） ．基本姿勢として肩外転 90 度，内外旋中間度，肩甲上腕関節外旋角度，肩甲帯伸展角度，肩甲位，肘屈曲 90 度，前腕回内外中間位を撮影し，こ骨後傾角度を算出した 7)．肩外旋角度の算出方法との時の関節角度を 0° として，算出した肩外旋角度を同様に 2 平面の法線ベクトルの内積から算出し，基補正した．

本姿勢から角度補正を行った（図 3）．

6)算出した肩外旋角度の最大値を MER とし，MER統計学的検定として，MER 時の肩甲上腕関節水平時の肩甲上腕関節水平伸展角度，及び足部接地時の伸展角度と足部接地時の各関節角度の関係をピアソンの相関係数を用いて検討した．有意水準は 5% とした．

図1．マーカーおよびテーピングパッドの貼付位置
図 1．マーカーおよびテーピングパッドの貼付位置

写真の位置に反射マーカーを貼付した．
写真の位置に反射マーカーを貼付した．

また，投球側の肩峰，上腕遠位端背側，前腕遠位端背側の 3 ヵ所に棒状のテーピング用パッド（20cm×2cm×1.5cm）を貼付し，また，投球側の肩峰，上腕遠位端背側，前腕遠位端背側の3 ヵ所に棒状のテーピング用パ
その両端には 1 つずつマーカーを貼付した．

ッド（20cm×2cm×1.5cm）を貼付し，その両端には 1 つずつマーカーを貼付した．

図 2．肩外旋角度の算出方法

図 2．肩外旋角度の算出方法

体幹に対する前腕の角度であり，肩甲上腕関節，肩甲骨および胸椎の運動を含む肩関節全体の外旋角度である．

体幹に対する前腕の角度であり，肩甲上腕関節，肩甲骨および胸椎の運動を含む肩関節全前腕パッド両端のマーカーの中点，上腕パッド両端のマーカーの中点，C7棘突起からなる平面の法線ベクトルと，上腕パッド両端のマーカーの中点，C7棘突起，Th12 棘突起からなる平面の法線ベクトルの 2 つの法線ベクトルの内積を求め，その余弦から角度を体の外旋角度である．
算出した．

前腕パッド両端のマーカーの中点，上腕パッド両端のマーカーの中点，C7 棘突起からなる平面の法線ベクトルと，上腕パッド両端のマーカーの中点，C7 棘突起，Th12 棘突起からなる平面の法線ベクトルの 2 つの法線ベクトルの内積を求め，その余弦から角度を算出した．

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図 3．各関節角度の算出方法
図 3．各関節角度の算出方法

a. 肩外転角度：体幹に対する上腕の角度であり，肩甲上腕関節および肩甲骨の運動を含む肩関節全体の外転角度である．Th12 棘突起，a.肩外転角度：体幹に対する上腕の角度であり，肩甲上腕関節および肩甲骨の運動を含む肩肩峰パッドの両端からなる平面の法線ベクトルと，肩峰パッドの両端，上腕パッドの中点からなる平面の法線ベクトルがなす角度を関節全体の外転角度である．Th12 棘突起，肩峰パッドの両端からなる平面の法線ベクトル肩外転角度として算出した．
b. 肩甲上腕関節水平伸展角度：上腕パッドの中点，肩峰パッドの中点，両上後腸骨棘（PSIS）の中点からなる平面の法線ベクトルと，と，肩峰パッドの両端，上腕パッドの中点からなる平面の法線ベクトルがなす角度を肩外肩峰パッドの中点，C7 棘突起と胸骨柄の中点，両 PSIS の中点からなる平面の法線ベクトルがなす角度を肩甲上腕関節水平伸展転角度として算出した．
角度として算出した．

c. 肩甲上腕関節外旋角度：肩峰パッド両端の点と上腕パッドの外側端の点の3 点からなる平面の法線ベクトルと，上腕パッドの両端
b.肩甲上腕関節水平伸展角度：上腕パッドの中点，肩峰パッドの中点，両上後腸骨棘（PSIS）と肩峰のパッドの後方端の 3 点からなる平面の法線ベクトルのなす角度を肩甲上腕関節外旋角度として算出した．の中点からなる平面の法線ベクトルと，肩峰パッドの中点，C7 棘突起と胸骨柄の中点，両d. 肩甲帯伸展角度：C7 棘突起と胸骨柄の中点，胸骨柄，両 PSIS の中点からなる平面の法線ベクトルと，C7 棘突起と胸骨柄の中点，PSIS の中点からなる平面の法線ベクトルがなす角度を肩甲上腕関節水平伸展角度として算肩峰パッドの中点，両PSIS の中点からなる平面の法線ベクトルがなす角度を肩甲帯伸展角度として算出した．

e. 肩甲骨後傾角度：肩峰パッド両端と C7 棘突起の 3 点からなる平面の法線ベクトルと C7，Th8 棘突起と，肩峰パッド後端の 3 点出した．

からなる平面の法線ベクトルのなす角度を肩甲骨後傾角度として算出した．

c.肩甲上腕関節外旋角度：肩峰パッド両端の点と上腕パッドの外側端の点の 3 点からなる平面の法線ベクトルと，上腕パッドの両端と肩峰のパッドの後方端の 3 点からなる平面の法線ベクトルのなす角度を肩甲上腕関節外旋角度として算出した．
d.肩甲帯伸展角度：C7 棘突起と胸骨柄の中点，胸骨柄，両 PSIS の中点からなる平面の法線ベクトルと，C7 棘突起と胸骨柄の中点，肩峰パッドの中点，両 PSIS の中点からなる平面の法線ベクトルがなす角度を肩甲帯伸展角度として算出した．
e.肩甲骨後傾角度：肩峰パッド両端と C7 棘突起の 3 点からなる平面の法線ベクトルと C7，Th8 棘突起と，肩峰パッド後端の 3 点からなる平面の法線ベクトルのなす角度を肩甲骨後傾角度として算出した．

東海スポーツ傷害研究会会誌：Vol.33（Dec.2015）【結果】
MER 時の肩甲上腕関節水平伸展角度と足部接地時の肩甲上腕関節水平伸展角度の間に有意な正の相関 が みられ た（r=0.52，p<0.05）． また，MER 時の肩甲上腕関節水平伸展角度と足部接地時の肩甲骨後傾角度の間に有意な負の相関がみられた（r=-0.65，p<0.01）（図 4）．その他の項目では有意な相関はみられなかった．

図 4. 肩最大外旋位(MER）時の肩甲上腕関節水平伸展角度と足部接地時の各関節角度

図 4. 肩最大外旋位 (MER）時の肩甲上腕関節水平伸展角度と足部接地時の各関節角度の関係の関係【考察】
本研究の結果，足部接地時の肩甲上腕関節水平伸ける肩甲上腕関節水平伸展角度の変化に関連する可展角度と MER 時の肩甲上腕関節水平伸展角度の間能性が高い．また，MER における肩甲上腕関節水平に，有意な正の相関がみられた．このことは，足部伸展角度の増大を予防するためには肩甲帯の伸展運

接地時に肩甲上腕関節水平伸展角度が増大したいわ動が重要となる 3) が，肩甲骨が前傾するほど，運動ゆる「肘を後方に引きすぎた」投球動作では，MER学的には肩甲帯の伸展運動が制限される．そのため，時の肩甲上腕関節水平伸展角度も増大していることを足部接地時の過剰な肩内旋・伸展運動に伴って生じ示している．さらに，MER 時の肩甲上腕関節水平伸る肩甲骨の前傾は，足部接地以降の位相での肩甲帯展角度と足部接地時の肩甲骨後傾角度の間に有意なの伸展運動を制限してしまう．結果として，MER での負の相関関係がみられた．つまり，足部接地時に肩肩甲上腕関節水平伸展角度の増大に至ると考えられ甲骨が前傾位にあるほど MER 時の肩甲上腕関節水る．さらに，肩甲骨前傾位では，肩外転運動時に肩平伸展角度が増大しているといえる．

甲骨に対して相対的に上腕骨の（水平）伸展方向へ

信原は，足部接地時とリリース時の間の検討ではあの動きを伴いやすい．そのため，足部接地時に肩甲るが，それぞれの肩水平伸展角度の間に正の相関が骨前傾位を呈する投球動作は，同時に肩甲上腕関節みられたと報告している ．このように，足部接地時水平伸展角度が増大する可能性が高く，これは MERの肩甲上腕関節水平伸展角度は，その後の位相におでの肩甲上腕関節水平伸展角度の増大につながると

8)考えられる．

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以上のことから，hyperangulation に伴う投球障

2）中原啓吾．野球選手における肩関節水平伸展角害のリハビリテーション及び予防のためには，足部接度に影響する因子について．早稲田大学大学院ス

地時に肩甲上腕関節水平伸展角度及び肩甲骨前傾角

ポーツ科学研究科．修士論文，2008．

度が増大しないよう対策を講じる必要がある．そして，

3）小山太郎，宮下浩二，松下廉．投球動作におけ

そのために重要となるのは，足部接地時にこれらの肢る肩最大外旋時の肩甲上腕関節水平伸展角度に位が生じる要因をさらに明らかにすることである．ワ

影響を与える因子．日本臨床スポーツ医学会誌

インドアップから足部接地における骨盤の後傾，胸椎2014；4：S133．

後彎アライメント や肘，前腕の機能低下
9)

10)

は，テ

4）宮下浩二，浦辺幸男，小林寛和ほか．投球動作

イクバック動作に影響を与え，結果として足部接地時の肩最大外旋角度に相関する要因．体力科学に肩甲骨前傾，肩関節水平伸展位を招くとされてい2008；57：141-150．

る．さらに早期コッキング期での僧帽筋下部線維の5）Abdel-Aziz YI，H.M. Kahara．Direct作用もテイクバック時に肩甲骨を主体とした肩水平伸

linear transformation from comparator

展運動を行う上で重要だと報告されている ．このよcoordination into object coordinates in close-

うに，足部接地時の肩甲上腕関節水平伸展角度及びrange photogrammetry．In Proceedings of

肩甲骨前傾角度の増大が生じる理由には，肩甲骨周the American Society of Photogrammetry

囲の機能的な問題や投球動作における前腕や体幹・Symposium on Close-Range Photogrammetry．

下肢との連動など，多くの要因があげられる．そのた

Falls Church (VA)：American Society ofめ選手ごとに異なる足部接地時の肩甲上腕関節水平Photogrammetry Symposium on Close-Range

伸展角度及び肩甲骨前傾角度を増大させる要因を評

Photogrammetry．1971：1-19．

11)

価し，それに対してアプローチを行うことで，結果とし6）Miyashita, Koji1，Kobayashi Hirokazu，て，MER での肩甲上腕関節水平伸展角度増大を防ぐ

Koshida Sentaro．Glenohumeral, scapular,ことができると考える．

and thoracic angles at maximum shoulder
external rotation in throwing．The American【結語】

journal of sports medicine 2010；38(2)：363-

1. 大学野球投手を対象に，MER 時の肩甲上腕関節368．

水平伸展角度と足部接地時の各関節角度の相関関係を分析した．

7）宮下浩二，小林寛和，横江清司．投球動作における下肢・体幹・上肢関節の連動．Jounal of

2. MER 時の肩甲上腕関節水平伸展角度は，足部接Athletic Rehabilitation 2003；4：39-49．

地時の肩甲上腕関節水平伸展角度との間に正の相

8）信原克哉．肩 その機能と臨床．第 4 版．東京：

関，足部接地時の肩甲骨後傾角度との間に負の相関がみられた．

医学書院；2012．349-415．
9）宮下浩二．下肢・体幹機能からみた肩関節イン

3. 足部接地時の肩甲上 腕関節水平 伸展角度の増ピンジメント症候群に対する運動療法 ‐ その評価大 及び 肩 甲 骨 後 傾 角 度の 減 少は，MER 時 のと治療のコツ ‐．臨床スポーツ医学 2013；30(5)：

肩甲上 腕 関節水平 伸展角度の増大につながり，473-478．

hyperangulation による障害に至る危険性が高まると考えられる．

10）
宮下浩二．投球動作のバイオメカニクスとコンディ
ショニングのポイント．臨床スポーツ医学 2012；29(12)：1183-1188．

【文献】
1）Frank W. Jobe．OPERATIVE TECHNIQUESIN UPPER EXTREMITY SPOTRS INJURIES．
USA：Mosby-Year book；1996．164-176.．

11）田中稔，佐藤克己，永元英明ほか．プロ野球投手の肩甲帯機能と障害発生因子：僧帽筋下部の重要性．肩関節 2012；36(3)：1023-1027．