20240305 : ゴルフスィング・手関節運動・バイオメカニクス・外傷予防

手関節の怪我は、サブエリートおよびエリートレベルのゴルファーで報告されている怪我の中で 2 番目に多いものです (Robinson et al.、引用2019年）。リード手関節 (右利きゴルファーの左手関節) は手関節の損傷全体の 67% を占め、そのうち 52% は尺側手根伸筋 (ECU) の筋肉/腱/鞘の病理に関連しています (Hawkes et al.,引用2013年; ロビンソンら、引用2019年）。この腱の病理は通常、腱障害、腱鞘炎、または亜脱臼を伴う腱の不安定性に関係しており、ゴルファーが 5 ～ 24 週間練習を減らし、年間 3 ～ 12 回のトーナメントを欠場する可能性があります (Hawkes et al.,引用2013年）。アマチュアに比べてエリートレベルのゴルファーで手関節の怪我の発生率が高い理由は、練習量が多いこと、スイング速度が速いこと、ボールコンタクト時の下向きの打撃動作（つまり、クラブヘッドで地面を打つこと）によるものであると仮説が立てられています。しかし、リード手関節における ECU 損傷の素因となる可能性のある要因は、生体力学および筋電図研究を通じてまだ調査されていません。

ECU は、回外と回内での活性化が同等であり、両方の位置において前腕内で最も活性な筋肉の 1 つです (Bader et al.,引用2018年）。回外では、腱は橈骨の長軸に対して約 30°で第 6 区画から出て、ECU 支帯とサブシースに最大の張力がかかります。前腕の回転位置は ECU の動作に影響を与えます。回外では、腱は背側の位置を想定し、純粋な伸筋として機能しますが、手関節が中立位置にある場合、ECUは伸展と尺側偏位を組み合わせた動きで最も活発になります（Shah et al.、引用2017年）。シンらはテニス肘のあるアマチュアゴルファーとプロゴルファーのリードアームとトレイルアームの筋電図（EMG）分析を行ったところ、短橈側手根伸筋（ECRB）のEMG活動はダウンスイングでリードアームでピークに達し、スイング中は徐々に減少することが判明した。スイングの残りの部分 (Farber et al.,引用2009年）で、トレイルアームでは、リード側と比較して、ECRB はテイクアウェイでより多く動員され、ダウンスイングではあまり動員されませんでした (Farber et al.,引用2009年）。これらのデータは、ECU は伸長に加えて尺側偏位にも関与しているため、(位置および動作において) ECRB に近いにもかかわらず、ECU の EMG 挙動が異なる可能性があることを示唆しています。

ゴルフスイングは通常 3 つのフェーズに分かれています。バックスイング、ダウンスイング、フォロースルー。これまでに 3 つの研究でゴルフスイング中の前腕の筋肉の EMG が調査されています (Farber et al.,引用2009年; グレイズブルックら、引用1994年; ソービーら、引用2016年）。ECUはエリートおよびサブエリートゴルファーの手関節/前腕で最も頻繁に損傷する構造であるにもかかわらず、前述の研究のどれもその活動を捉えていません。ECU がゴルフスイング中いつ最も活発になるか、全体的にリード手手関節とトレイル手関節のどちらがより活発になるかは不明です。この筋肉の活動の種類が、腱障害/腱滑膜炎の発生率にある程度関与している可能性があります。収縮の位相、大きさ、種類に関する角速度のダイナミクスをより深く理解することで、潜在的な損傷のメカニズムやパフォーマンスマーカーについてのより深い洞察が得られる可能性があります。

最近、統計的パラメトリック マッピング (SPM) が関節運動学や EMG を含む時系列データを調査するために使用されています (Pataky et al.,引用2013年; ロビンソンら、引用2015年）。これには、時系列全体にわたる振幅とタイミングが考慮されるため、離散パラメーター分析よりも利点があります。このアプローチは、動きのパターンだけでなく、動的動作中の筋肉活動の寄与とタイミングを調査するために使用でき、特に筋肉活動と関節速度のタイミングを考慮する場合に、潜在的な損傷リスクの観察を改善するのに役立つ可能性があります。したがって、この研究の目的は、サブエリートゴルファーのゴルフスイング中のリードおよびトレイルの手関節の三平面角速度に関連して、リードおよびトレイルアームのピーク包絡線および平均整流されたECU筋活動を評価することでした。仮説は、筋活性化の順序が異なる場合の、より大きな ECU ピークエンベロープと平均整流筋活動が、トレイルと比較してリード側で見られ、これらの反応はゴルファーが使用するさまざまなクラブにわたって一貫しているだろう、というものでした。

ピッチングウェッジ、7番アイアン、ドライバーのゴルフスイング全体にわたるピークエンベロープEMGデータの比較データ曲線とSPM分析を示しています。すべてのクラブで、ダウンスイング中のトレイル ECU で顕著に大きな活動が見られ ( p  < 0.001)、バックスイング ( p  < 0.001) およびフォロースルー ( p  < 0.024) 中にリード ECU がより多く動員されました。
ゴルフスイング全体におけるリード側とトレイル側の包絡線筋電図の時間のパーセンテージとしてのデータ曲線（左）と SPM 解析（右）の比較。「スイング開始」は 0 で発生し、最初の垂直点線は「トップ オブ スイング」イベントを示し、2 番目の垂直点線は「インパクト」イベントを示し、「スイング終了」は 100 で発生します。

手関節の運動学

ピッチングウェッジ、7番アイアン、ドライバーのゴルフスイング全体にわたる角速度データの比較データ曲線とSPM分析を示しています。ゴルフスイングの 3 つの段階すべてを通じて、屈曲/伸展、外旋/内旋、およびリード手関節とトレイル手関節の間の橈骨/尺骨偏向において、統計的に異なる運動パターンが見られました。
ピッチング ウェッジの 3 平面 IMU 運動学データと対応する統計パラメトリック解析 「スイング開始」は 0 で発生し、最初の垂直点線は「トップ オブ スイング」イベントを示し、2 番目の垂直点線は「インパクト」を示します。 100でイベントが発生し「スイングエンド」が発生します。

. 7 番アイアンの 3 平面 IMU 運動学データと、対応する統計パラメトリック解析 「スイング開始」は 0 で発生し、最初の垂直点線は「トップ オブ スイング」イベントを示し、2 番目の垂直点線は「インパクト」を示します。 」イベントが発生し、100で「スイングエンド」が発生します。

ドライバーの 3 平面 IMU 運動学データと対応する統計パラメトリック解析 「スイング開始」は 0 で発生し、最初の垂直点線は「トップ オブ スイング」イベントを示し、2 番目の垂直点線は「インパクト」イベントを示します100で「スイングエンド」が発生します。

サブエリートゴルファーのゴルフスイング中のリードとトレイルの手関節の三平面角速度に関連して、リードとトレイルのアームのピークエンベロープおよび平均修正されたECU筋活動を評価することでした。仮説は、筋活動のシーケンスが異なる場合の ECU のピークと平均筋活動が、トレイルと比較してリード側でより大きく見られ、これらの反応はゴルファーが使用するさまざまなクラブにわたって一貫しているだろう、というものでした。主な発見は、1) ECU がリードアームとトレイルアームでさまざまな程度で作動すること、2) サブエリートレベルのゴルファーではさまざまなタイミングで作動することです。各手関節で示される異なる運動学とそれに関連する筋肉活動が、臨床的に見られる非対称な損傷パターンに寄与している可能性があります。ダウンスイングでのゴルフのパフォーマンス指標は、どちらの腕の ECU 筋活動の大きさとも相関関係がありませんでした。これらの発見は、スイングの各段階で筋活動の順序がトレイル手関節とリード手関節で異なり、これはすべてのクラブで一貫しているという私たちの仮説を裏付けました。

ECU の損傷は、熟練したゴルファーにとって共通の問題です (Hawkes et al.、引用2013年）。傷害に関連する原因因子を理解し、その後の治療、リハビリテーション、予防戦略を提供することはすべて、医療およびスポーツ科学の専門家にとって重要な役割です。ほとんどの ECU 損傷は、単一の個別の事故の後に発生するのではなく、組織に繰り返し伝わる力による組織の過負荷によって二次的に発生します。このメカニズムは、腱障害または腱滑膜炎を引き起こす可能性があります (Hawkes et al.、引用2013年）。あまり一般的ではありませんが、外傷性の損傷は、腱がそのサブシースから引き裂かれて ECU が不安定になることが含まれます。ECU損傷が蔓延しているにもかかわらず、それに関連する原因因子はまだ研究されていません。スイング中に筋肉の収縮を介して腱を介してかかる非対称な負荷と、スイング中に各手関節で発生する複雑な運動学は、エリートゴルフで臨床的に見られる非対称な損傷の表現型に関連している可能性があります。

研究では、より熟練したゴルファーほど、インパクト時のリード手首の半径方向のずれが少ないことがわかっています（Fedorcik et al.、引用2012）一方、尺側偏位の進行性増加に伴う遠位尺骨負荷の増加を説明する生体力学的研究がいくつかあります（af Ekenstam et al.、引用1984年; マルコフら、引用1998年引用2000年）。前腕が回転して回内になると、尺骨が相対的に伸びるため、この所見はさらに悪化すると予想されます。プロゴルファーの手関節の運動学を研究したところ、手を前腕遠位部分に基準にした場合、トレイル側に比べてリード側の方が内外旋可動範囲が広いことがわかりました（Carson et al.、引用2019年）。さらに、著者らは、ゴルフクラブを握るときの手の位置が、インパクト時の運動学とターゲットに対するクラブフェイスの角度の変化に影響を与えることを発見した。ECRBのEMG活動はダウンスイングでリードアームでピークに達し、スイングの残りの部分では徐々に減少することを実証しました。トレイルアームでは、ECRB はダウンスイング中に減少し、インパクト前に増加し、その後スイングの残りの期間を通じて徐々に減少しました (Farber et al.,引用2009年）。これらの発見は、ダウンスイングでトレイル ECU アクティビティがリード手関節よりも大きかったという ECU のデータとは対照的です。これは、ECRB と比較して、活動的な尺側偏位 (手関節の伸展に加えて) と橈骨偏位への抵抗における ECU の役割によって説明される可能性があります。

この研究は、ゴルフスイング中の ECU の EMG 活動を分析した最初の研究です。リード側の負傷がより一般的であるにもかかわらず、ダウンスイング中およびクラブが最高速度に達するインパクト時において、トレイル側の方がより大きな活動がピークになるようです。リードとトレイルの手関節の運動学の追加分析により、スイングの 3 つのフェーズすべてで統計的に異なる動作パターンが実証されました。ECU の筋腱機能を考慮すると、ダウンスイング中およびインパクト前後において、リード手関節の伸展/屈曲および尺骨/橈骨偏位の両方の動作速度が、トレイル手関節に比べて遅いように見えます。この運動パターンは、トレイル手関節と比較してより等尺性/遠心性な ECU 腱負荷を表している可能性があり、したがって臨床的に見られる非対称の損傷パターンを部分的に説明できる可能性があります。肘の位置によって許可または禁止される前腕の回旋 (回内/回外) の位置や動きなど、他の動作パターン要因も ECU の動作に影響を与える可能性があります。以前の研究では、リード手関節は、トレイル手関節と比較して、ゴルフスイング全体を通して尺骨/橈骨偏位方向により広い範囲の動きをすることが実証されています（Sweeney et al.、引用2012年）。これは、エリートゴルファーに見られるECU腱損傷の非対称性において付加的な役割を果たす可能性があります。

ゴルフスイングのパフォーマンス特性（つまり、クラブヘッドスピード、迎え角、またはスイング方向）と、トレイルアームまたはリードアームのいずれかでECU筋肉によって行われる仕事との間に相関関係はありませんでした。専門家の臨床意見は、急角度の迎え角が手首の損傷、特にリード手関節に関連している可能性があることを以前に示唆しています（Golf Fitness Magazine、引用2008年; テキサス州の手外科専門医、引用2019年）。ECUの筋肉活動を手関節の尺骨側を通る力の代用マーカーとして考えると、今回の研究結果は、スイングの仕組みだけがゴルフスイング中のECU損傷の唯一の危険因子ではないことを示唆している可能性がある。この EMG データは、スイング中の手首の運動学についてのこれまでの理解に基づいています。この研究は、ECU 腱の損傷パターンを理解するための追加の変数を探索するための強力な基盤を研究者に提供します。
リード前腕とトレイル前腕の ECU 筋は、スイングの各段階で異なるレベルの筋肉活動を行います。手関節の運動学の違いとそれに伴う筋肉活動が、臨床的に見られる非対称な損傷パターンに寄与している可能性があります。

ハイライト

ゴルフスイング中のリード手関節とトレイル手関節の三平面角速度に関連したリードアームとトレイルアームのピークおよび平均尺側手根伸筋（ECU）筋活動を評価しました。15 人のサブエリートの男性右利きゴルファー ( M年齢 = 34.7 歳 ±13.3、Mハンディキャップ = 1.5 ± 2.2) を募集し、屋内ゴルフ シミュレーターでピッチング ウェッジ、7 番アイアン、ドライバー クラブでそれぞれ 5 ショットを実行しました。表面筋電図 (EMG) センサーは ECU 筋腹部に配置され、慣性測定ユニット センサーは前腕遠位部と手の背部の両側に配置されました。すべてのクラブで、ダウンスイング中にトレイル ECU 筋肉の動員が統計的により大きくなりました ( p  < 0.001)。リード ECU 筋は、バックスイング ( p  < 0.001) およびフォロースルー ( p  < 0.024) 段階でより多く動員されました。ゴルフスイングの 3 つのフェーズすべてを通じて、リード手関節とトレイル手関節の間には統計的に異なる 3 平面運動パターンがありました。ダウンスイングの筋電図データとインパクト時のクラブヘッドの運動学の間に有意な関係は見つかりませんでした。結論として、手関節の運動学とそれに関連する筋肉活動の違いが、臨床的に見られる非対称な損傷パターンに寄与している可能性があります。