種々の水中運動が下肢に及ぼす影響について 指導教官 富樫 泰一 発表者 鈴木 里紗 キーワード:水中運動、床反力、障害予防 1.研究目的 近年、体に負担が少なく、運動効果が得られ、 健康に良いと言われている水中運動(アクアビク ス、アクアエクササイズ、アクアフィットネス等 と呼ばれている運動)が盛んに行なわれるように なってきた。そこで、本研究では水中での連続ジ ャンプ動作に着目し、かかとの着地・未着地、水 深、テンポ、方・両足支持による、床反力の違い を明らかにし水中連続ジャンプにおける適切な方 法を検証する。 2.研究方法 2−1.アクアビクスクラスにおけるかかと着地の 有無に関する VTR 撮影による現状把握 石岡市にあるスポーツクラブでアクアビクスク ラス(参加者 55 名)30 分間の水中 VTR 撮影 2−2.会員への質問紙を用いた障害予防意識調査 上記クラブのアクアビクスに参加している会員 160 名に質問紙による障害予防意識調査の実施 2−3.水中床反力測定 (1)対象: 茨城大学学生1名(身長 162,5cm・体重 54kg・22 歳・女性) (2)床反力測定方法 水中床反力計を自作した。厚さ4mm,一辺が 50cm の正方形のステンレス板に防水ストレインゲ ージ(共和電業製、KFW-5-120-C1-16L5M2R)を対 角線上に4枚貼り付け、水中ジャンプ時の床反力 を測定した。床反力を平均ひずみから検出し、ひ ずみアンプ(共和電業製 DPM-310B)の出力を、デ ータレコーダー(日本工電製,RMG-5304)に記録 した。後日、データレコーダーの出力を A/D コン バーター((株)インターフェース社製、PCI-3168C) を介して、パソコンに取り込み Excel にてデータ処 理を施した。 (3) ジャンプの試技条件設定 1)かかとを着地・不着地 2)テンポ 60 と 80 3)水深 110cm と 130cm 4) 両脚・片脚 これらのジャンプ動作の条件をそれぞれに掛け 合わせ 16 通りになった。尚、跳躍高の設定が困難 であるため、そのかわり動作のテンポを設定した。 (4)床反力波形の分析 跳躍高が安定する 15秒から 25 秒までの床反力 のプラス期を取り出し、各床反力を重ねあわせ加 算平均した。そのデータを被験者の体重で正規化 し、垂直方向の床反力のピーク値と力積を求めた。 2−4.平均跳躍高 被験者の水中側方から8mm ビデオカメ(SONY TRV900)を用いて VTR 撮影を行い、腸骨稜の上 下移動高から平均跳躍高を計測した。撮影した VTR 画像はディジタイザーを用いてディジタイズ し、そのデータを Excel に取り込み、ピクセル値か ら実長へと比例換算し、平均跳躍高を求めた。こ のとき、被験者直立位の腸骨稜高を0とした。 2−5統計解析 2-3)で求めた床反力の力積を、2元配置分散分析法 を用いて、テンポ・水深・動作様式間による違い を比較した。 2−6.陸上連続ジャンプ (1)対象:茨城大学学生 1 名(身長 162.5cm,体 重 54kg,22 歳・女性) (2)床反力測定方法 陸上での連続ジャンプ時の垂直方向の床反力を フォース・プラットフォーム(キスラー社製:以 下フォースプレートとする)を用いて測定した。 (3)試技条件設定 1)テンポ 120 で軽く(つま先が浮く程度)2)高 さを意識せずに 3)少し高く 4)できるだけ高くこ の4条件でのジャンプとする。 (4)平均跳躍高 水中のときと同じように被験者の側方から 8mm ビデオカメラで VTR 撮影し、その画像から実長を 求めた。 3.結果と考察 3−1.水中 VTR 撮影と会員への障害予防意識調 査に関する結果と考察 石岡市のスポーツクラブでアクアビクスクラス の水中 VTR 撮影を 30 分間行った結果、インスト ラクターがかかとを着くようにアドバイスしてい たにもかかわらずかかとを着いていた人は約半数 だった。また、障害予防意識調査ではアクアビク スに参加して痛みを感じたことがある人が 29%だ った。痛くなった部位は、ふくらはぎが 44 %、膝 が 41%と多かった。このように水中運動でも体に 負荷がかかり、障害を起こすこともある(図1)。 痛くなった部位 もも 足首 腰 膝 ふくらは ぎ 図 1.痛くなった部位 3−2.水中床反力に関する結果と考察 (1)水中床反力のピーク値と力積に関する結果 と考察 「水深 110cm」での床反力(被験者の体重で正 規化)ピーク値は、テンポが速いほうが高くなる 傾向が見られた。逆に「水深 130cm」では、テン ポが速いほうが床反力のピーク値が低くなる傾向 が見られた。以上のことから、床反力のピーク値 は、テンポによって変動しやすいと考えられる。 一方、力積はテンポが遅いほうが力積は大きくな る傾向が見られた。また、 「かかとを着かない」ほ うが、力積が大きくなる傾向だった(図 2.3)。 2 1.5 床反力 1 0.5 0 時間 10 0 テンポ60 20 テンポ80 図 2.水深 110cm の床反力 1.5 1 床反力 0.5 0 1 3 5 7 9 11 時間 1306bh か検定した結果、 「かかとを着く」 ・ 「着かない」間 で有意差が見られた。このことから着地の仕方に より下肢へかかる衝撃力が変動するということが 考えられる。また、有意差が見られなかったが、 水深が浅いと 1.27 倍力積が大きかった。テンポが ゆっくりだと 1.43 倍力積が大きかった。このよう に水深、テンポは下肢への衝撃力に影響する可能 性があると考えられる。 (4)陸上での連続ジャンプと水中連続ジャンプ の比較と考察 陸上での連続ジャンプ時に受ける床反力のピー ク値は、平均跳躍高 6.72cm のジャンプで 1.955 で あった。このジャンプは水中ジャンプ時の「水深 110cm」・「テンポ 60」・「両脚支持」・「かかとを 着かない」ジャンプと同じくらいの床反力に値す る。やはり水中ジャンプ時に受ける床反力は、陸 上に比べて少なく、水中のほうが陸上に比べ下肢 が受ける衝撃力が小さいことが明らかになった(図 6)。 1308bh 60 40 図 3:水深 130cm の床反力 (2)平均跳躍高の結果と考察 水深差、テンポ差による違いがはっきりと見ら れた。同じ水深ならばテンポがゆっくりのほうが、 同じテンポなら水深が深いほうが平均跳躍高は高 くなることがわかった(図 4.5) 30 25 20 平均跳躍高 15 (cm) 10 5 0 1106bh 1106oh 1108bh 1108oh 図 4.水深 110cm の平均跳躍高 1106bh=テンポ 60 両脚支持かかと着く 1106oh=テンポ 60 片脚支持かかと着かない 1108bh=テンポ 80 両脚支持かかと着く 1108oh=テンポ 80 片脚支持かかと着かない 25 20 平均跳躍 15 高(cm) 10 5 0 1108oh 1108ot 1308oh 1308ot 図 5.テンポ 80 の平均跳躍高 1108oh=片脚支持かかと着く 1108ot=片脚支持かかと着かない 1308oh=片脚支持かかと着く 1308ot=片脚支持かかと着かない (3)統計解析の結果と考察 力積に動作様式の差、水深差、テンポ差がある 力積 20 0 0 5 10 15 20 25 平均跳躍高(cm) 図 6.陸上ジャンプと水中ジャンプの力積と平均 跳躍高 上のライン:陸上ジャンプ 下のライン:水中ジャンプ 4.まとめ (1)陸上ジャンプ時よりも水中ジャンプ時のほ うが、床反力が小さいことが明らかになった。 こ のことから、水中運動は、下肢への負担 が陸上よりも少なく腰痛の人や高齢者にも適 した運動であると言える。 (2)力積について着地の際、 「かかとを着く」か 「かかとを着かない」間で有意差が見られた。 また、水深によっても有意差が見られた。着 地動作、水深は下肢へ与える衝撃力の強さに 影響していると考えられる。 (3)水深が深くなると浮力も増大し自分自身が 支える体重の負担が軽減する(水深 110cm 水 中静位における体重約 23kg、水深 130cm で 約 8kg)。しかし水深の増大とともに平均跳躍 高の増大が見られ力積は増大した。水中運動 の指導の際には水深と跳躍高との関係に注意 が必要なことが明らかになった。 5.文献 1) 清水富弘(1997):アクアスポーツ科学,科 学新聞社 2) 野村武男(1987):アクアフィットネス,善 本社
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