本研究は膝前十字靭帯損傷予防に向けたトレーニング効果を Modified-Tuck Jump Assessment（TJA） と加速度センサを用いて検討した．高校女子バスケットボール選手を対象とし，加速度センサを装着した状 態で tuck jump test を 10 秒間実施した．TJA の合計点に加えて，着地時の鉛直加速度を算出した．介入 群には予防トレーニングを 17 週間実施し，非介入群は通常の練習のみ行った．予防トレーニングによって TJA 合計点は減少傾向を示したものの，統計学的な有意差を認めなかった．その一方で，加速度センサで 記録した体幹加速度は有意に減少した．このことから，視覚的な動作評価に加速度センサを組み合わせるこ とで，スポーツ現場における着地動態の変化を客観的に示せる可能性が示唆された． キーワード：前十字靭帯，tuck jump，加速度センサ （受付日：2020 年 5 月 7 日，受理日：2020 年 7 月 21 日）
Ⅰ 背景
高 校 女 子 選 手 の 膝 前 十 字 靭 帯（anterior cruciate ligament: 以下 ACL）損傷はバスケットボールで多発し， 本邦での発生頻度は 11.1/1000 athlete-years といわれて いる1）．高校年代の女子バスケットボールにおいては非 接触型損傷が 65％を占め2），競技復帰には少なくとも 9 ヶ月以上の期間を要する3）．一度 ACL 損傷をきたすと 再受傷リスクが 20 〜 30 倍に増加4）するだけでなく，将 来の変形性膝関節症のリスクも上昇させる5）．そのため， 特にジュニア期の女子バスケットボール選手に対して積 極的な予防策を講じることが必要である． ACL 受傷場面のビデオ分析によると，接地後 40ms という極めて短時間に膝外反・下腿内旋に加えて，体重 の約 3.2 倍の床反力が生じると報告されている6）．バス ケットボールの非接触型損傷はカッティングより着地場 面に多く7），特にジュニア期のスティッフな着地様式は ACL 損傷リスクを高める8）．実際，ACL 受傷時の股関 節および足関節は完全に固定されたまま可動性を失って おり9），それとは対照的に非受傷場面の股関節は十分な 屈曲および回旋運動が生じていた10）．つまり，ACL 損 傷のメカニズムとなる不良な下肢アライメントやス ティッフな着地に着目することは，ACL 損傷予防の観 点から重要である．近年のメタアナリシス11）では，下 肢筋力と着地安定性の向上を目的とした神経筋トレーニ ングを若年アスリートに実施することが ACL 損傷予防 のガイドラインとして示されている．実際に思春期の女 子バスケットボール選手に対してスクワットやジャンプ を含めた介入プログラムを実施したところ，下肢アライ メントの改善が見られている12）． ACL 損傷の危険因子を検証する方法として，動作機 能を評価するための様々なテストバッテリーが考案され ている13）．着地動作に対する代表的なテストとしてdrop vertical jump14）や single-leg drop landing15）があ
げられるが，これらは単発的かつ単純な動作を評価して いる．しかしながら，スポーツ場面を考えてみると，比 較的高い強度の運動で ACL 損傷は発生しており，バス ケットボールにおける好発場面の 1 つであるリバウンド 着地などは，繰り返しのジャンプを強いられることもあ る．そのため，より連続的かつ複雑な着地動作のテスト として，tuck jump を用いた評価が考案されている． Tuck Jump Assessment（以下 TJA）16, 17）は 10 秒間連
続して行う抱え込みジャンプの動作を総合的に評価する ものであり，ACL 損傷に関係するリスク動作の判定に 加え，運動パフォーマンスの評価も含んでいる16）．動作 の観察にはスマートフォンやタブレット端末など身近な 機器を用いるため特別な備品や設備投資の負担が少な く，スポーツ現場で簡便に用いやすい評価方法である． TJA はアライメントの判定だけでなく ACL 損傷リスク となる「スティッフな着地」を評価する項目も含まれて いるものの，映像から判定する視覚的評価に頼ってい る．そのため，スティッフな着地の判定については信頼 性が低いという報告もあり18），評価手法の課題としてあ げられている． 一般的に着地時の衝撃緩衝能を測るツールとしては フォースプレートが用いられる．しかしながら，埋め込 1）東京有明医療大学 保健医療学部，〒135-0063 東京都江東区有明 2-9-1
み式のフォースプレートは床反力を精度高く計測できる 一方で，高重量かつ高価であるためスポーツ現場におけ る汎用性を広げた評価には向いていない．そのような 中，近年ではウエアラブルセンサを用いて衝撃の大きさ や頻度をスポーツ現場で計測する試みが行われてお り19-22），片脚着地テストにおける床反力と体幹加速度は 強い相関を示している23）．我々も本研究のパイロットス タディとして tuck jump 着地時の体幹加速度と床反力 を計測したところ，両者の鉛直成分は強い相関を示す （r=0.88）ことを確認した24）．加速度センサは使用場所 を問わず持ち運びが可能であるため，スポーツ現場にお ける評価には適している．しかしながら，加速度センサ を使った予防トレーニングの効果検証は行われていな い． そこで本研究は，高校女子バスケットボール選手に対 する予防トレーニングの効果を TJA と体幹加速度を組 み合わせて検討することを目的とした．本研究の仮説 は，予防トレーニングの介入によって TJA 合計点と体 幹加速度が減少することである．
Ⅱ 方法
2．1 対象 ACL 損傷の既往がない健常な高校女子バスケット ボール選手を対象とし，10 名を介入群（Intervention Group: IG，年齢 15.9±0.6 歳，身長 162.3±5.8 cm，体重 53.6±3.3 kg，競技歴 6.1±1.7 年 ; 平均±標準偏差），12 名を非介入群（Control Group: CG，年齢 15.8±0.5 歳， 身長 160.0±5.7 cm，体重 54.9±4.2 kg，競技歴 5.2±2.9 年）とした．IG と CG は異なる 2 つの高校の部活動に 所属している選手であったが，両チームとも県大会出場 レベルのチームあり，週 22 時間程度の練習を行ってい た． 対象者および保護者には研究の内容と予測されるリス クについて口頭および文書にて十分に説明を行い，書面 での同意を得た．本研究は東京有明医療大学倫理審査委 員会の承認を得て実施した（有明医療大研第 234 号）． 2．2 研究デザイン 本研究は 17 週間の「短期縦断研究」とし，観察期間 前後に tuck jump の動作および加速度データを収集し た．観察期間中，IG は通常のウォーミングアップに加 えて週 3 回の傷害予防プログラムを取り入れた．CG は 通常と同じウォーミングアップのみを実施した．両群と も，観察期間中にその他の予防トレーニングは実施しな かった．ウォーミングアップ以外の練習に制限は設けな かった（図 1）． 2．3 測定方法 測定に先立ち，自作のビデオと口頭指導を用いて対象 者に tuck jump test のやり方を説明し17），テスト実施前には練習を 2 回ずつ行った．十分な休息をとった後， 本番試技として各自 1 回の tuck jump test を実施した． 測定は全て練習を行っている体育館で実施した． 対象者は専用ベストとコンプレッションウェアを使用 し，3 軸加速度センサ（SS-WS1201，200 Hz）を上背部 に装着20-24）した．Tuck jump test は先行研究17, 25）と同
じくフロアに着地場所の印（横 35 cm×縦 41 cm）を作 成し，対象者は 3 軸加速度センサを装着した状態で 10 秒間の抱え込みジャンプを実施した．Tuck jump の動 作をビデオカメラ（CASIO EXILIM EX-FC150,30 Hz） で前額面および矢状面から撮影した（図 2）．シューズ は選手個人が競技で用いているものを使用し，観察期間 前後の測定は同じシューズで行った． 2．4 評価方法 1）Tuck jump の動作評価 撮影したビデオ映像を Fort-Vanmeerhaegheら17）が 提唱する Modified-TJA に準じて評価した．動作の評価 は TJA に慣れた検者 A が行った．評価者（YS）の信 頼性を確認するため，3 週間の期間をあけて同一ビデオ で TJA を 2 回実施したところ，級内相関係数 ICC（1,1） は 0.64（substantial reliability）であった．
2）Tuck jump 着地時の体幹加速度 連続した tuck jump で生じた体幹加速度のうち，各 着地時の鉛直最大加速度を抽出し，その平均を個人の代 表値とした．加速度センサの再現性を確認するため，運 動介入を行わない大学生 11 名を対象として 3 ヶ月の期 間をあけて連続した tuck jump を 2 回実施したところ， 級内相関係数 ICC（1,1）は 0.85（excellent reliability） であった．10 秒間に観察できた tuck jump 回数は IG で 平均 15.0 回（Pre: 15.1±1.3 回 , Post: 14.9±1.2 回），CG で平均 15.6 回（Pre: 16.3±0.9 回 , Post: 15.0±0.9 回）で あった．
2．5 IG に対する予防トレーニング
Otsuki ら12）が 提 唱 す る injury prevention training
program を改変し，着地動作に注目した 5 項目（両足 スクワット，スクワットジャンプ，片足スクワット，ラ テラルホップ，tuck jump）を本研究の予防トレーニン グとして採用した（図 3，表 1）．動作指導のポイントと して「足関節，膝関節，股関節を一直線に保つこと」12） 「柔らかく，小さい音で着地すること」26）を掲げ，チー ムに帯同するアスレティックトレーナー（日本スポーツ 協会アスレティックトレーナー）が週 2 回，コーチ（日 本バスケットボール協会 C 級コーチ）が週 1 回の指導 を実施した．なお，コーチにはトレーナーから事前に指 導ポイントを共有し，介入中にも継続的にエラー動作の 確認と修正を行いながら，予防プログラムを実施した． 2．6 統計処理 測定結果は平均（mean）±標準偏差（SD）で表記し， 統計的検定量の算出には IBM SPSS Statistics ver.22 for 図 2 Tuck jump test
図 3 チームに提示した予防トレーニング
Windows を用いた．TJA の合計点および着地時の体幹 加速度について，測定時期（pre vs post）および群間 （IG vs CG）の比較を行うため，繰り返しのある二元配 置分散分析を行った．事後検定として，交互作用がみら れた要因について Bonferroni 法による多重比較検定を 行った．また，TJA 各項目の得点は 3 段階評価（0~2） の順序尺度となっていることから，ノンパラメトリック な手法である符号検定（sign test）を用い，各群におけ る観察期間前後のスコアを比較した．統計学的有意水準 は 5％未満とした．
Ⅲ 結果
TJA 合計点および体幹加速度の比較を表 2,3 に示し た． TJA 合 計 点 に つ い て は 交 互 作 用 が み ら れ ず （F=0.316，p=0.58），体幹加速度に交互作用が認められ た（F=7.335，p<0.05）．多重比較の結果，IG の体幹加 速度は pre-test に比べて post-test で有意に低かった （p<0.01）． TJA の各項目におけるスコアを表 4 に示した．IG に おける着地タイミングの非対称性（p<0.05）および CG における着地足の前後のずれ（p<0.05）は，観察期間前 後で有意差を認めた．その他の項目について，統計学的 な有意差は認めなかった．Ⅳ 考察
本研究は tuck jump 中にみられる動作と体幹加速度 の評価を用いて，高校女子バスケットボール選手に対す る傷害予防トレーニングの効果を検証した．その結果， TJA 合計点に有意な変化はみられなかったものの， tuck jump 着地時の体幹加速度は予防トレーニングの介 入によって減少することが確認できた． 表 3 体幹加速度の比較1）TJA による動作評価 TJA の合計点は観察期間前後に統計学的な有意差を 認めなかったものの，IG では pre-test（7.2±1.4 点）か ら post-test（5.9±0.7 点）にかけて減少傾向を示した （p=0.087）．Lindblomら27）は本研究より若年の女子サッ カー選手（14.1±0.8 歳）を対象とした介入研究を行っ ており，8 週間の予防トレーニングの実施によって TJA 合計点の減少を報告している．また，興味深いことに， このポジティブな成果は少女に限局した結果であり，少 年サッカー選手では TJA の変化はみられなかった27）． 女 子 は 男 子 よ り も TJA の 合 計 点 が 高 い ス コ ア を 示 す27, 28）ことからも，対象者の属性によって TJA の介入 効果は異なる可能性が考えられた．本研究では設定した 検出力（α level=0.05）には至らなかったものの，IG （p=0.087）は CG（p=0.269）に比べて観察期間前後で TJA 合計点の改善傾向がみられていることから，高校 女子バスケットボール選手に対しても予防トレーニング によって tuck jump 動作の全体的な修正は見込める可 能性が示唆された． また，合計点で変化が出にくかった理由として，10 項目から構成される TJA の各評価によっては，変化し やすい項目とそうでない項目があると考えられた．本研 究では IG の着地タイミングの非対称性（p=0.031），CG の着地足の前後のずれ（p=0.016）に観察期間前後で有 意差を認めたが，この 2 項目はジャンプ動作の中でも特 に「接地の瞬間」にみられる着地動態を評価する項目で あった．このことから，連続した tuck jump の中でも 特に「接地の瞬間」の動きに着目することが，視覚的な 動作評価を行う上で重要なポイントになる可能性が示唆 された．しかしながら，本研究では IG のみならず，介 入を行っていない CG においても項目の一部に変化が観 察された．TJA17）は各項目を 3 段階（0〜2）の順序尺 度で判定することに加え，本研究を行った評価者が有す る検者内信頼性（ICC=0.68）も完璧ではなかった．ま た，3 段 階 の 判 定 ス コ ア が 0（none），1（small），2 （large）に該当する適合領域は各項目で異なってい る17）．そのため，本邦高校女子バスケットボール選手に 対する TJA 各項目の変化については，今後さらなる検 証が必要であると考えられる．そのようななか，本研究 と同年代である高校女子サッカー選手へのフィードバッ クを意識したトレーニング介入では，「着地時の膝外反」 と「過度な着地音」に改善効果がみられている25）．本研
究でもトレーニング実施時に「膝を内側に入れないよう にする」ことを特に注意しながら動作指導を行ってお り，スコア上では有意な変化に至らなかったものの， IG に対する予防介入前後のビデオ映像からは多くの事 例で膝外反の改善が確認できた（図 4）．その一方で「過 度な着地音」についてはビデオ映像から観察期間前後の 有意な変化を確認できなかったが，この項目の信頼性に は一致した見解がえられていない18）．その理由として， 着地音の評価は判定基準が曖昧であることや，最初にみ る対象者の着地音が各評価者の判定基準となりやすい29） ことが示されている．本研究では「着地音を小さくする こと」を指導ポイントの 1 つとして実施したが，TJA スコアに反映されるほどの動作修正には至らなかった． 2）着地時の体幹加速度
Tuck jump 着地時の体幹加速度は，IG に実施した 17 週間の予防トレーニング後に有意な減少を示した．この ことから，視覚的評価に頼る TJA では抽出が難しかっ た着地動態の変化を，体幹加速度を用いることで客観的 に確認できる可能性が示唆された．下肢屈曲が小さく， 床反力が大きい着地は ACL 損傷リスクの 1 つである8） が，これまでにも動作指導の介入によって着地時の屈曲 角度の増加12），床反力の減少26）は確認されている．本 結果は，こうした先行研究を支持するものであった．近 年では tuck jump に対して筋電図を用いた検討もされ ており，トレーニング介入によって内側広筋およびハム ストリングのプレアクティベーションの改善が報告され ている30）．TJA のスコア改善にはフィードフォワード メカニズムの関与が重要であるといわれており17），加速 度センサを用いることでこうした個人の着地特性を簡便 かつ客観的に評価できると考えられた． バスケットボール競技では着地場面における ACL 受 傷が多い7）．そのため，予防トレーニングのポイントの 1 つとしてジャンプ動作に注目し，スティッフな着地を 改善することに焦点を当てることが推奨されている8）． 本研究は比較的強度が高く，バスケットボールの競技特 性にも活かされる tuck jump において，加速度指標を 用いてトレーニング効果を確認できた．今後は様々なセ ンサテクノロジーを活用することによって，実験室とは 乖離するスポーツ現場での動力学的な評価への展開が期 待される．また，加速度センサは複数人の同時計測が可 能であるため，個人スポーツだけでなくチームスポーツ 図 4 介入群に対するトレーニング前後の tuck jump test の事例
な点である．本研究で実施したトレーニングは，tuck jump を含む 5 項目の動作から構成されているが，ジャ ンプ以外の ACL 受傷メカニズムである減速・カッティ ングの要素は含んでいない．その他のトレーニングが TJA スコアや体幹加速度に与える影響については不明 である．また，介入と非介入に用いたチームが異なって おり，全く同じ背景での比較はできていない．対象のサ ンプルサイズも過少であることから，今後は大規模チー ムでの実施やマルチセンターリサーチのような複数チー ムで連携した研究デザインの構築が必要である．
Ⅴ 結論
本研究は，高校女子バスケットボール選手に対する 17 週間の予防トレーニング効果を TJA と体幹加速度を 組み合わせて検討した．IG の TJA 合計点は減少傾向に とどまったものの，tuck jump 着地時の体幹加速度は有 意に減少した．このことから，視覚的な動作評価に加速 度センサを組み合わせることで，スポーツ現場における 着地動態の変化を客観的に示せる可能性が示唆された．謝 辞
本研究は，平成 28 年度東京有明医療大学特別研究費 の助成を受けた．研究に協力していただいた選手・保護 者の皆さま，チームの監督・スタッフに感謝いたしま す． 利益相反 本研究に関して開示する利益相反事項はない．文 献
1 ）Takahashi S, Okuwaki T.：Epidemiological survey of anterior cruciate ligament injury in japanese junior high school and high school athletes: cross-sectional study. Res Sports Med, 25 (3) : 266-276, 2017.
2 ）Takahashi S, Nagano Y, Ito W, Kido Y, Okuwaki T.：A retrospective study of mechanisms of anterior cruciate ligament injuries in high school basketball, handball, judo, soccer, and volleyball. Medicine (Baltimore), 98 (26) : e16030, 2019.
3 ）Grindem H, Snyder-Mackler L, Moksnes H, Engebretsen L, Risberg MA.：Simple decision rules can
5 ）Poulsen E, Goncalves GH, Bricca A, Roos EM, Thorlund JB, Juhl CB.：Knee osteoarthritis risk is increased 4-6 fold after knee injury - a systematic review and meta-analysis. Br J Sports Med, 53 (23) : 1454-1463, 2019.
6 ）Koga H, Nakamae A, Shima Y, Iwasa J, Myklebust G, Engebretsen L, Bahr R, Krosshaug T.：Mechanisms for noncontact anterior cruciate ligament injuries: knee joint kinematics in 10 injury situations from female team handball and basketball. Am J Sports Med, 38 (11) : 2218-25, 2010.
7 ）Krosshaug T, Nakamae A, Boden BP, Engebretsen L, Smith G, Slauterbeck JR, Hewett TE, Bahr R.： Mechanisms of anterior cruciate ligament injury in basketball: video analysis of 39 cases. Am J Sports Med, 35 (3) : 359-67, 2007.
8 ）Leppänen M, Pasanen K, Kujala UM, Vasankari T, Kannus P, Äyrämö S, Krosshaug T, Bahr R, Avela J, Perttunen J, Parkkari J.：Stiff landings are associated with increased ACL injury risk in young female basketball and floorball players. Am J Sports Med, 45 (2) : 386-393, 2017.
9 ）Koga H, Nakamae A, Shima Y, Bahr R, Krosshaug T.： Hip and ankle kinematics in noncontact anterior cruciate ligament injury situations: video analysis using model-based image matching. Am J Sports Med, 46 (2) : 333-340, 2018.
10）Sasaki S, Koga H, Krosshaug T, Kaneko S, Fukubayashi T.：Kinematic analysis of pressing situations in female collegiate football games: new insight into anterior cruciate ligament injury causation. Scand J Med Sci Sports, 28 (3) : 1263-1271, 2018.
11）Petushek EJ, Sugimoto D, Stoolmiller M, Smith G, Myer GD.：Evidence-based best-practice guidelines for preventing anterior cruciate ligament injuries in young female athletes: a systematic review and meta-analysis. Am J Sports Med, 47 (7) : 1744-1753, 2019.
12）Otsuki R, Kuramochi R, Fukubayashi T.：Effect of injury prevention training on knee mechanics in female adolescents during puberty. Int J Sports Phys Ther, 9 (2) : 149-56, 2014.
13）Fox AS, Bonacci J, McLean SG, Spittle M, Saunders N.： A systematic evaluation of field-based screening methods for the assessment of anterior cruciate ligament (ACL) injury risk. Sports Med, 46 (5) : 715-35, 2016.
14）Krosshaug T, Steffen K, Kristianslund E, Nilstad A, Mok KM, Myklebust G, Andersen TE, Holme I, Engebretsen L, Bahr R.：The vertical drop jump is a poor screening
Ther Today, 13 (5) : 39-44, 2008.
17）Fort-Vanmeerhaeghe A, Montalvo AM, Lloyd RS, Read P, Myer GD.：Intra- and inter-rater reliability of the modified tuck jump assessment. J Sports Sci Med, 16 (1) : 117-124, 2017.
18）Read PJ, Oliver JL, de Ste Croix MB, Myer GD, Lloyd RS.：Reliability of the tuck jump injury risk screening assessment in elite male youth soccer players. J Strength Cond Res, 30 (6) : 1510-6, 2016.
19）笹木正悟，永野康治，福林 徹：異なる片脚着地動作が
体幹加速度と体幹角度 , 下肢角度に及ぼす影響，日本臨床
スポーツ医学会誌，25（2）：239-247, 2017.
20）Nagano Y, Sasaki S, Higashihara A, Ichikawa H.： Movements with greater trunk accelerations and their properties during badminton games. Sports Biomech, 19 (3) : 342-352, 2020.
21）Sasaki S, Nagano Y, Ichikawa H.：Loading differences in single-leg landing in the forehand- and backhand-side courts after an overhead stroke in badminton: a novel tri-axial accelerometer research. J Sports Sci, 36 (24) : 2794-2801, 2018.
22）Sasaki S, Nagano Y, Ichikawa H.：Differences in high trunk acceleration during single-leg landing after an
the tuck-jump exercise. J Sport Rehabil, 22 (1) : 7-18, 2013.
26）Prapavessis H, McNair PJ, Anderson K, Hohepa M.： Decreasing landing forces in children: the effect of instructions. J Orthop Sports Phys Ther, 33 (4) : 204-7, 2003.
27）Lindblom H, Waldén M, Carlfjord S, Hägglund M.： Limited positive effects on jump-landing technique in girls but not in boys after 8 weeks of injury prevention exercise training in youth football. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 28 (2) : 528-537, 2020.
28）Arundale AJH, Kvist J, Hägglund M, Fältström A.： Jump performance in male and female football players. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 28 (2) : 606-613, 2020.
29）Smith CA, Chimera NJ, Lininger MR, Warren M.： Modified tuck jump assessment: reliability and training of raters. J Sports Sci Med, 16 (3) : 440-442, 2017.
30）Letafatkar A, Rajabi R, Minoonejad H, Rabiei P.： Efficacy of perturbation-enhanced neuromuscular training on hamstring and quadriceps onset time, activation and knee flexion during a tuck-jump task. Int J Sports Phys Ther, 14 (2) : 214-227, 2019.
Tokyo 135-0063, Japan
Abstract We aimed to compare the modified Tuck Jump Assessment (TJA) and a tri-axial accelerometer for evaluation of the efficacy of a prevention program for anterior cruciate ligament injury. Twenty-two female high school basketball players participated and were divided into two groups: an intervention group (n=10) and control group (n=12). The intervention group underwent an injury prevention program for 17 weeks, whereas the control group maintained a regular training routine. Each participant conducted a tuck jump test in 10 seconds while wearing a tri-axial accelerometer on their upper back. The TJA score and vertical trunk acceleration during tuck jump landing were analyzed before and after the training period. The total TJA score did not change significantly in both the intervention and control groups. Vertical trunk acceleration decreased in the intervention group (pre-test: 8.2±1.6 G, post-test: 6.7±1.0 G, p<0.001), whereas it did not change in the control group (pre-test: 7.6±2.0 G, post-test: 7.5±1.7 G, p=0.842). This short-term longitudinal study suggests that injury prevention training for junior basketball players may change their landing mechanics during a tuck jump test. Furthermore, combining TJA and a wearable sensor such as an accelerometer device may be useful to evaluate training efficacy more objectively.
