プロ野球投手の負傷率は過去20年間で着実に増加している。メジャーリーグベースボール (MLB) では、投手がこれらの負傷を負う割合が不釣り合いで、負傷者リストに載っている全日数の 62.4% を占めています。これらの怪我の約 26.3% は投球肘に影響しており、MLB では年間平均 74 日間プレーを失うことになります。 2015 年、コンテら は、メジャーリーグの投手の 25% とマイナーリーグの投手の 15% が毎年尺側側副靱帯 (UCL) の外科的再建 (俗に「トミー・ジョン」手術として知られる) を受けていることを観察しました。保存的に管理できる部分的なUCL断裂は、依然として3〜4か月のリハビリテーションを必要としますが、再建リハビリテーションはプレーに戻るまでに12〜18か月かかる場合があります。パフォーマンスが手術前のレベルに戻ることは保証されていません。研究によると、MLB 投手の 77% ～ 90% がプレーに復帰し、80% が以前のレベル以上のパフォーマンスに戻っていると推定されています。 2004 年から 2014 年にかけて、UCL 再建を受けた MLB 投手はレギュラーシーズンを平均 180 日欠場し、回復費用は投手 1 人あたり 200 万ドル以上に達しました。

UCL断裂の発生率、合併症、費用の高さを考慮すると、選手やコーチにとって怪我の予防は最優先事項となっています。プロの投手の事前に確立されている危険因子としては、速球の投球率が高い (48% 以上)、最高球速が高い (時速 154 キロ以上)、および試合間隔が短いことが挙げられます。生体力学の研究者は、危険因子を特定する可能性がある運動解析技術の進歩を利用して、怪我のリスクの代用となる全身の運動学的パラメーターと投球腕の運動学的パラメーターを特定しようと努めてきました。_ _

コーチング界で議論されている要素の 1 つは、投球中のフットコンタクト (FC) の際の前腕の回内度です。一部のコーチングスタッフは、過度の前腕回内を示す投手は、UCL への負荷が増大し、その後の怪我が発生する傾向が高い可能性があると示唆しています。この推測は、肘の共通屈筋起始部が内側上顆に由来するという事実に由来している可能性があります。過度の回内は、繰り返しの使用により肘の内側にあるこの筋肉量を疲労させるため、投手やコーチは、これが UCL 損傷の危険因子であると推測する可能性があります。さらに、FC は「パワーポジション」の始まりと呼ばれることもあり、投手は投球動作の変更を最も受け入れやすく、その後の投球部分に大きな影響を与える可能性があります。この極端な前腕回内により、コッキングの初期段階で野球ボールが本塁から離れた二塁側を向くようになります。参考までに、USA Baseball が推奨しているように、前腕の回内が少ないと、右投手の場合、向きがショートに近くなります。
この理論を裏付ける証拠の 1 つは、速球の運動学と UCL 再構成との関係から得られます。速球を投げる投手は、カーブボールを投げる投手よりもコッキング段階での前腕の回内が多くなります。さらに、速球の球数が増えた投手は UCL 損傷の発生率が高くなりますが、これは前腕の回内やひねり動作の増加が原因である可能性があります。Solomito et al は、FC では、カーブボール中の前腕の回外が 2°であるのに対し、速球中は前腕が平均 16°回内していることを発見しました。彼らはまた、肘の周りのトルクが変化球と比較して速球の方が著しく高いことも観察しました(それぞれ75.2対70.4N・m)。現在までのところ、FC の前腕回内を投球腕の運動との潜在的な相関関係として評価したグループはありません。Solomito らは、大学投手のコホートにおける肘の最大伸展時の前腕回内トルクと肘内反トルクとの関連を観察しましたが、この分析では、伝統的に過剰な前腕回内が問題視されてきた FC の時間を考慮していませんでした。明らかに大学のコホートで行われたこの評価は、その結果の適用可能性を他のプレーレベルに限定し、同時に個々の投手の前腕回内角の変化が投球腕の運動にどのような影響を与えるかを分析するのではなく、分析を「投手間」に限定した。最後に、この研究では 1 つの肘の運動、つまり肘の内反トルクのみを評価し、肘の周りの他の方向のひずみ力は考慮していません。

入手可能なデータが不足していることを考慮して、今回の研究の目的は、高校生投手とプロ投手の間で投球動作全体にわたる前腕の動きを比較し、FCでの前腕の回内または回外の程度によって描写される投手のサブグループの運動学的および運動学的パラメーターを特徴付けることでした。また、FC での前腕の回内または回外の程度と、肘内反トルクを含む投球腕の運動学との関連性を、個人レベル (投手内) および投手間 (投手間) の両方で評価しようとしました。私たちは、高校生投手とプロ投手の間で、投球動作全体にわたる前腕の動きに違いは観察されないという仮説を立てました。また、FC における肘内反トルクと前腕回内の間に有意な関連性は観察されないとの仮説を立てました。

ピッチ全体にわたる高校生とプロの前腕の回外と回外の回旋運動の比較を比較した。すべての高校生投手を合わせて、投手は膝の最大高さで回内が増加した点 (43° ± 30°) から開始し、手が離れた時点でピーク値 (44 ± 31°) に達しました。高校生の投手は、肘伸展（36 ± 42°）および FC（43 ± 30°）を通じて腕を回外し、最大外旋（1 ± 24°）およびボールリリース（-1 ± 26）で中立の回外角度を達成しました。 肩の最大内旋でフォロースルーを行うと、投手は回内位置 (20 ± 31°) に戻りました。すべてのプロの投手について、異なる時点における前腕の動きの同様の傾向が報告されました。しかし、プロの投手は高校生の投手と比較して、肘の伸展（ P = .023）から肩の最大外旋（P = .022）までの前腕の回内が増加していることが示されました。さらに、プロの投手は、高校生の投手で報告されているように肩の最大外旋からボールリリースまでではなく、明らかにボールリリース時にニュートラルポジション（3±17°）を達成しました。最後に、プロ投手は高校生投手と比較して回内が増加し、肩の内旋が最大で終了しました（それぞれ29±20°対20±31°; P = 0.019）。特定の回内/回外サブグループを比較した場合、高校生とプロの回内/回外サブグループの間には、どの時点でも有意な差はありませんでした ( P min = 0.10)。

前腕の回内におけるばらつきも、2 つのプレー レベル間で比較されました。プロの投手と比較すると、高校生投手の前腕回内変動（標準偏差で測定）は、膝の最大高さでより低かった（12.5 vs 22.5; P < .001）。手元分離では統計的に差はありません (19.1 vs 23.3; P = 0.204)。肘伸展では有意に高かった（51.6 vs 19.6; P < .001）。FC では統計的に差はありません (19.3 vs 17.3; P = 0.393)。肩の最大外旋では統計的に差がありません (12.4 vs 11.5; P = 0.566)。ボールリリース時に統計的には差がありません (13.5 vs 13.2; P = 0.808)。そして最大肩内旋では有意に高かった（17.7 vs 13.4; P = 0.032）。

高校生およびプロの前腕回内および回外コホートについて、投擲腕の運動学的パラメータおよび運動学的パラメータを検討した。高校生回内群の平均ボール速度は 31.4 ± 3.4 m/s、肘屈曲 99 ± 17°、前腕回内 30 ± 19°、肘内反トルク 54 ± 16 N・m でした。高校生回外群の平均球速は 30.7 ± 2.3 m/s、肘屈曲 93 ± 24°、前腕回内 -14 ± 9°、肘内反トルク 49 ± 14 N・m であった。評価されたパラメータの混合要因分散分析も含まれています。
ＦＣにおける前腕の回内と回外と運動学パラメータおよび投球腕の運動パラメータによる回帰結果を検討した。個々の高校生投手の FC での前腕回内が 10°増加するごとに、ボール速度は 0.2 m/s 減少し (B = -0.02; β = -0.10; P = 0.017)、肘の伸延力は 7.3 N 減少しました ( B = -0.73; β = -0.09; P = 0.006)。肘の前方力は個々の高校生投手にとって重要な値に近づき、前腕の回内増加との負の関連が認められました（B = -0.16; β = -0.04; P = 0.056）。個々の高校生投手の FC での前腕回内が 10°増加するごとに、FC での肘の屈曲は 5°減少しました (B = -0.46; β = -0.47; P < 0.001)。一方、最大肘伸展速度は 0.6 に達しました。ピッチの % 後 (B = -1.53​​; β = -0.10; P = .011)。10°増加するごとに、肘内側力は 4.1 N (B = 0.41; β = 0.07; P = 0.020) 増加し、肘内反トルクは 0.8 N·m (B = 0.08; β = 0.06; P = 0.016) 増加しました。
個々のプロ投手の FC での前腕回内が 10°増加するごとに、ボール速度は 0.1 m/s 増加し (B = 0.01; β = 0.08; P = 0.007)、FC での肩の外旋は 9° 減少しました (B = -0.90; β = -0.69; P < .001)、FC での肩の外転は 6°減少しました (B = -0.06; β = -0.09; P < .001)。10 回ごとに、肘の前方力は 2.3 N (B = -0.23; β = -0.06; P = 0.002) 減少し、肘の伸延力は 10.4 N (B = -1.41; β = -0.08; P = 0.017) 減少しました。 ° 個人のプロ投手の FC での前腕回内が増加。個々のプロ投手の前腕回外が 10°増加するごとに、ボール速度は 0.5 m/s 増加し (B = 0.05; β = 0.15; P = 0.031)、FC での肩の外旋は 11° 減少しました (B = - 1.06; β = -0.23; P < .001)。個々のプロ投手の FC での前腕回外が 10°増加するごとに、肘内側力は 5.5 N (B = -0.55; β = -0.05; P = 0.009) 減少しました。

FC での前腕の過剰な回内/回外を、肘内反トルクの潜在的な増加の原因として、そしてその結果として潜在的な損傷リスクの代用として調べました。この研究の主な結果は、
(1) 高校生およびプロの投手の個人またはコホートについて、FC での前腕回内と肘内反トルクとの間に有意な相関関係は見つからなかった ( P min = 0.21)、追加の投球腕の運動学、肘の前方力や伸延力など、両方のレベルで個々の投手の前腕回内との負の関連のみを示します。
(2) FC での前腕回内は、個人レベルで両コホートの FC での最大肘伸展速度、肩の外旋と肘の屈曲のタイミングを含むいくつかの運動学的パラメータと有意に関連していた。
(3) 前腕の回外は、個々の高校生投手の肘内反トルクと有意に正の相関があった。
(4) ボール速度は、評価されたプレーコホートと、個々の投手とコホートを区別する場合の両方に依存して、前腕の回内/回外と混合した関係を持っていました。

私たちの結果は、前腕の回内運動の増加は、高校生やプロの投手における肘内反トルクの増加、ひいてはUCL損傷の重大な危険因子ではない可能性があるという理論を裏付けるものです。さらに、私たちの研究では、肘の前方力や伸展力などの追加の投球腕の運動が、高校選手とプロ選手の両方で、個々の投手の前腕回内と弱い負の関連性を示していることも指摘されており、特定の投手の回内を増加させることにはほとんどリスクがない可能性が高いことが示唆されています。肘関節周りの運動力/トルクの増加。著者の知る限り、肘の運動学的結果に対する前腕の運動学の役割を評価したグループは他に 1 つだけです。Solomito et al は大学の投手を調査し、速球の前腕の末端伸展時に回内と肘内反トルクとの間に負の相関があることを観察しました ( P = 0.013)。いくつかの屍体研究では、前腕が回外した場合と比べて前腕が回内した場合に肘の内反弛緩が大きく、したがって過度の回内によるUCL損傷のリスクを伴う可能性があることが実証されていますが、これらは多くの理由から生体内投球シーケンスに不適切に適用されます。第一に、これらの体研究における回内度は、生体内で観察される可動域 (ROM) を超えています (屍体研究、40 ～ 80°、正常な患者の ROM、70 ～ 85°)。複数の屍体研究では、UCL が切断された標本が使用されており、典型的な ROM をはるかに超えた範囲での移動が可能でした。これらの研究では、投手が経験​​する力に対する生体内適用はほとんどなく、前腕に通常の限界を超えて負担をかけた場合に、より大きな肘内反トルク値を導き出すことができました。さらに、屍体には筋肉の収縮は見られず、臨床現場ではこれが保護につながる可能性があります。さらに、筋肉には腕を回内させるという主な役割と内反不安定性に対する安定化という副次的な役割があるというだけで、主な活動を行うことが常に副次的な役割につながるというわけではありません。

この研究では、FC での前腕回内が他のいくつかの運動学的パラメータと有意に関連していることが観察されました。特に、個人レベルで前腕の回内が増加したプロおよび高校生の投手は、FC での肘の屈曲と肩の外旋が減少していましたが、投球の後半で最大の肘伸展速度に達していました。肘の屈曲の増加、肩の外旋、および分節関節の最大速度の不適切なタイミングがすべて以前に研究されており、投球腕の運動学や損傷のリスクの増加に関係していることを考えると、これらは重要な発見です。これらのパラメータは投球の後半部分（つまり、肩の最大外旋、ボールリリース）で評価されましたが、ある運動学が投球動作のその後の部分に影響を与える可能性がある手段は、最も高い怪我のリスクを引き起こす可能性のある組み合わせシーケンスを解明する上で重要です。

前腕回内には有意な運動学的関係はなかったが、FC での前腕回外は個々の高校生投手の肘内反トルクと正の関連を示した。Solomito et al はさらに、肘の最大伸展時の回外モーメントが 1 N·m 増加するごとに、肘内反トルクも 1 N·m 増加することを観察しました。したがって、投球シーケンスの初期（現在の研究）および後期（Solomito et al 33 ）部分における肘内反トルクの上昇の原因として、前腕の回外が起こる可能性は依然として考えられます。コーチは投手に対し、投球中前腕の極端な回外動作を避けるよう指導することを検討するかもしれません。

球速は、評価されたプレーコホートに応じて、また個々の投手とコホートを区別する場合にも、前腕の回内/回外と混合した関連性を示した。特に、個人の高校生投手では、前腕の回内が増加すると球速度が低下しましたが、個人のプロ投手では、回外だけでなく回内が増加すると球速度が増加しました。最終的に、これらの結果に基づいて最終的な結論を導き出すことは困難ですが、プロの投手は、より極端な回内および/または回外の程度でより速いボール速度を達成できる可能性があると考えられます。統計的に有意ではありますが、これらの関連性は弱く、パフォーマンス上の利点に重大な影響を与える可能性は低いと考えられます。これらのボール速度と前腕の運動学的動きとの関連を完全に調査するには、追加の調査が必要です。