20240214: クロスカントリースキー・スケーティングスキル・足底圧分布

クロスカントリー スキーのスケーティング スタイルは、速度と傾斜に応じてスキーヤーが切り替えるさまざまなテクニックで構成されています ( Nilsson et al., 2004 )。これらのテクニックの中で、V2 (スキー推力ごとのポーリング フェーズ、G3 とも呼ばれる) は、競技中、特にスプリント レースでスキーヤーによってますます使用されるようになりました ( Andersson et al., 2010 )。いくつかの研究では、V2 スキー速度を決定するサイクル特性を調査し、速度とサイクル長の間に強い関係が存在することに同意しました ( Bilodeau et al., 1992 , 1996 ; Smith, 1992 ; Boulay et al., 1994 ; Sandbakk et al., 2011）。エリートスキーヤーは、短くても強力な推進フェーズと長い滑走フェーズ ( Bilodeau et al., 1992 ; Stöggl et al., 2008 )、つまり低デューティ サイクルで長いサイクル長を達成します。興味深いことに、トップスキーヤーでは、シーズン間の準備中に、最大スキー速度、サイクル長、滑走フェーズの絶対持続時間が比例して増加することがわかりました ( Losnegard et al., 2017 )。著者らは、これらの変化をスキーヤーの全体的なフィットネスとバランスの改善と解釈し、それを「スキー板がフラットになったことで雪上の摩擦が減少した可能性がある」と関連付けました。実際、雪面に対するスキー板の平坦度 (スキー板のエッジング角度) は、雪面層へのスキー板の侵入に影響を与えるため、滑走段階に影響を与える可能性があり ( Smith, 2000 )、スキー板を平らに保つことで摩擦係数を下げるためのコーチからアスリートへの実際的な推奨事項を説明しています。滑走中。最近の研究では、増分テスト中に到達したピーク速度は、スキーと雪の最初の接触、つまり外側エッジとの接触におけるフラットまたは負のスキーエッジング角度と相関していることが示されました ( Stöggl and Holmberg、2015 )。しかし、古い研究では、スキーのエッジング角度は、オリンピックの 50 km レース中のスキーのパフォーマンス (サイクル速度とレース速度によって評価される) に有意な関係がないことがわかりました ( Smith と Heagy、1994 年)。この研究では、滑走フェーズ中にスキー板をフラットに維持したスキーヤーは一人もいませんでした。これらの両方の研究では、スキーのエッジング角度は垂直方向に対するシャンクの角度によって推定されていますが、前額面で足関節に起こる可能性のある動きが原因で結果に偏りが生じる可能性があります。最新の慣性測定装置によって可能となるように、スキー板上で直接測定を行うと精度が向上します ( Sakurai et al., 2016 )。
しかし、滑走フェーズ中のスキーと雪の相互作用を改善するためにスキーのエッジング角度を研究することの妥当性には疑問の余地があります。スキーのエッジング角度は、雪上でのスキーの位置を特徴付けるだけであり、スキーと雪の相互作用の質を評価し、滑走に影響を与える最適な変数ではない可能性があります。摩擦力は垂直抗力に直接依存するため、滑走段階中の雪の抵抗は、スキー板にかかる荷重 (つまり、スキーヤーの体重) の内側外側分布によっても影響を受ける可能性があります。したがって、内外側の足底圧力分布を分析することは、滑走段階中の足、スキー、雪の相互作用をよりよく理解するために重要である可能性があります。実際、この分布は、滑走フェーズ中にスキーヤーの体重がスキー板上でどのように移動するかについての関連情報を提供する可能性があります。スケートサイクル中の圧力の中心パターンは、エリートスキーヤーを対象として以前に研究されています ( Smith, 1992 ; Stöggl et al., 2011 )。これら 2 つの研究は、滑走段階では圧力の中心がほぼ内側外側の中心にあることを示しました。これは、足底の内側領域と外側領域の間で圧力が均一に分布していることを意味します。この内外方向の均一な圧力分布により、スキーヤーは足全体に荷重を分散させ、その後スキー板に荷重を分散させることができ、雪の抵抗を軽減し、滑走段階中の減速を最小限に抑えることができます。たとえスキーのエッジングがスキー板の下のより均一な圧力分布と直観的に関連付けられていたとしても、後者の方がより優れており、内側外側の足底圧力分布によってより直接的に特徴付けられる可能性があります。したがって、本研究の主な目的は、雪上 V2 スキー中の相対滑走時間、スキーのエッジング角度および足底圧の内側外側分布の両方に対するスキーヤーのパフォーマンス レベルの影響を判断することでした。相対滑走時間とスキーのエッジング角度および足底圧の内側外側分布との間の関連性をさらに裏付けるために、相関分析を使用してこれらの変数間の関係を評価しました。より高いレベルのスキーヤーは、より平坦なスキーエッジング角度よりも、相対的に長い滑走フェーズと、内外方向のより均一な足底圧力分布を示すだろうと仮説が立てられました。

滑走フェーズ中の非対称指数(A)とスキーのエッジング角度(B)の時間経過。データは、国レベルのグループ（黒色）と地域レベルのグループ（灰色）の平均値（太い実線）±SD（斜線部分）

まず、Tグライドは地域レベルのグループと比較して、全国レベルのスキーヤーの方が有意に大きかった。これらの結果は、滑走フェーズの相対持続時間がスキースケートのパフォーマンスの決定要因であることを裏付けています ( Bilodeau et al., 1992 ; Stöggl et al., 2008 ; Losnegard et al., 2017 )。T glide は相対的な滑空時間の計算であることを強調しておく必要があります。興味深いことに、絶対滑空時間は追加の分析として計算され、グループ間で差はありませんでした(全国: 0.61 ± 0.08 秒対地域: 0.56 ± 0.08 秒、P = 0.38)。これは、滑走フェーズの持続時間自体がスキーヤーのレベルを区別するのではなく、むしろ所定のサイクルタイムで滑走フェーズを長くできるかどうかによって決まることを意味します。この能力は、より効果的なプッシュオフおよび/またはより効果的なグライディングフェーズの両方に起因すると考えられます。さらに言えば、ASI最小値と ASI平均値は両方とも大幅に低く、ASI範囲は地域レベルのグループと比較して全国レベルのスキーヤーの方が大きい傾向があり、これはより効果的な滑走段階の解釈にある程度の功績を与えています。全国レベルのスキーヤーは足底圧が外側に向かってより分散して滑走フェーズを開始したのに対し、地域レベルのスキーヤーはすでに足底圧がほとんど内側に分散していたことを示しています。滑走段階の終わりには、両グループのスキーヤーの足底圧力分布はほぼ同じで、次の押し出しを最適化するために必要な圧力のほとんどが内側領域にかかっていた ( Smith、2000 )。全国レベルのスキーヤーは、滑走段階に備えて、低レベルのスキーヤーよりも重心をスキー板に対して横方向に配置できるようです。これにより、体重をスキー板の真上に置くことができる可能性があり ( Smith and Heagy, 1994 ; Stöggl and Holmberg, 2015 )、より安定性が得られ (筋肉の等尺性収縮が少なくなり)、滑走段階を長くできる可能性があります。高レベルのスキーヤーが示したより長い滑走フェーズが、より効果的な押し出しに起因するのかどうかを理解するには、推進力の分析を含むさらなる研究が必要です。逆に、スキーエッジ角度変数のいずれに関しても、全国レベルと地域レベルのスキーヤーの間で差異は観察されませんでした。したがって、スキーヤーのパフォーマンスのレベルを識別する上で、スキーのエッジ角度はそれほど重要ではない可能性があります。

さらに、T glide はASI minおよび ASI rangeと正の相関があり、これはグループ間で観察された T glideの違いと ASI 変数の違いの間の関連性を裏付けています。これらの結果は、滑走フェーズが最も長いスキーヤーは、ステップの開始時の値が低い、つまり足の側面領域にかかる圧力が大きいため、滑走中の ASI 変動が大きいことを示しています。Ｔ ｇｌｉｄｅとＡＳＩｍａｘ との間に相関関係は存在せず、これは滑空段階の終了時の圧力分布が滑空段階の持続時間に影響を及ぼさないことを示している。前述したように、外側領域から内側領域への足底圧力分布のこの変化は、滑走段階中のスキー板上の物質移動に関連している可能性があります。この解釈は、V2 運動学の差異の大部分が内外側次元、特に重心運動学で発生していることを示す最近の研究の結果と一致しています ( Gløersen et al., 2018 )。実際、足にかかる力（したがって圧力）は、特に滑走段階でスキー板の安定性を維持するために重要です。したがって、足底圧力分布は、スキーヤーのスキー板上の重心の位置を間接的に知らせることができます。今回の結果は、 Stöggl と Holmberg (2015)によっても提案されているように、滑走フェーズの開始時に重心をスキー板の真上 (さらには横方向) に配置する機能によって、より長い滑走フェーズが可能になったことを示唆しています。これらの結果は、 Losnegard らの結果とも一致しています。彼らは、滑走時間が長いほど、スキーサイクル中の重心の内側外側の動きの振幅が大きくなることに関連していることを観察しました。モーション キャプチャ測定を使用して、相対滑走時間、足底圧の内側外側分布、重心内側外側の動きの間の関係を確認するには、さらなる研究が必要です。

また、滑走フェーズ中のフラット スキーのエッジ角は必ずしも相対的な滑走時間に関連するとは限らないという仮説も立てました。T glideと EDG rangeの間に有意な相関関係が見つかったため、この 2 番目の仮説は部分的に確認されました。しかし、EDG範囲もその他のスキーエッジ角度変数も、国レベルと地域レベルのスキーヤーの間で違いはありませんでした。したがって、スキーヤーの技術的能力を定量化する上で、スキーのエッジ角度の変数はそれほど重要ではない可能性があると主張できます。実際、 Smith と Heagy (1994)の観察と一致して、すべてのスキーヤーは滑走フェーズ中にスキーのエッジング角度にばらつきがありました。また、今回の結果は、スキーと雪の接触時のスキーエッジング角度 (EDG min ) も、滑走フェーズ中の平均スキーエッジング角度 (EDG means ) も、相対的な滑走時間やパフォーマンスに関連していないことも示しました。したがって、スキー板を雪の上で平らに保つというコーチからアスリートへの広範な実際的な推奨は、適切ではない可能性があります。

ただし、どのスキーヤーでも滑走フェーズ中にエッジ角が約 0°の期間がなかったとしても、スキー板の最小および最大エッジ角は平均してフラットから ± 7 ～ 8° にすぎませんでした。参加者全員がこの控えめな量のエッジを保持できたようですが、これはスキーの滑りにほとんど影響を与えなかった可能性があります ( Smith、2000 )。制限の 1 つは、スキー板のエッジ角度がグローバル基準系 (つまり、地球ベース) で測定されていることです。したがって、絶対値は雪道の傾斜によってわずかに偏った可能性があります。本研究におけるトラックの傾斜はわずか 2.5°であったため、潜在的な最大バイアスは非常に低く、現在の調査結果に異議を唱えるものではないと想定されました。

ASI とスキーのエッジング角度範囲の間の相関関係を除けば、他の ASI 変数とスキーエッジング角度の変数は相互に相関していなかったということは言及する価値があります。これは、足底の圧力分布とスキーのエッジング角度がスキーヤーのテクニックについて異なる情報をもたらすことを示しています。この結果は、スキーヤーの体重を一方のエッジまたは他方のエッジに移動させることによって、長手方向軸に沿ったスキー板の回転 (つまり、エッジング) を開始できるため、少し驚くべきように思えるかもしれません。ただし、前額面の小さな動きが足関節で発生した可能性があり、エッジング角度には影響しますが、足底圧力分布には影響しません。これは、傾斜面での姿勢制御に関する以前の研究によって裏付けられており、傾斜面に立ったときに圧力中心の位置のシフトが少ないことが示されています（Kluzik et al., 2005 ; Lin and Nussbaum, 2012）。これは、本研究におけるより長い滑走フェーズは、適度なエッジング角度を維持しながら、スキー板上のより優れた内外側物質移動によって達成された可能性があることを裏付けています。

今回の結果は、若いクロスカントリースキーヤーへの V2 技術の指導に影響を与える可能性があります。研究者らは、一定の速度において相対滑走時間の増加がパフォーマンスに関係し、スキーヤーが 2 回の押し出しの間でより長い回復を行えることを裏付けています。コーチやインストラクターからの伝統的なアドバイスは、滑りを向上させるためにスキーを平らに保つことに重点を置くことですが、今回の結果は、スキーヤーがステップの開始時に体重のかなりの部分を足の外側領域に置くように努めなければならないことも示唆しています。滑走フェーズ中に内側領域への大きな移動を実現するためです。前述のコーチングへの影響を補うために、滑空時間とプッシュオフの有効性の関係を評価するにはさらなる研究が必要です。