20240617：足関節回外捻挫・ビデオ分析・傷害メカニズム・中足部支点
足関節は、さまざまなスポーツで最も頻繁に負傷する部位の一つです。足関節複合体の損傷は主に靭帯の捻挫であり、その大部分は外側靭帯複合体に関わります。これが急性外傷によって最も一般的に影響を受ける人体構造であり、非接触メカニズムが接触メカニズムに比べて主な原因となります。足関節回外捻挫は無害な外傷と見なされることが多いですが、再発率が高く、持続的な傷害関連症状を発展させることが多く、最終的には年間医療費の増加につながります。国際足関節協議会（IAC）は、足関節回外捻挫の予防をその8つの研究優先事項の一つとして強調しています。
2005年、BahrとKrosshaugは包括的な傷害原因モデルを開発しました。このモデルでは、傷害のメカニズムを定量化することで、傷害予防対策の開発や保護具の設計を導くことができると提案しました。しかし、足関節捻挫の予防を最適化する能力は、これらの傷害のメカニズムに対する現在の理解が不完全であるために制限される可能性があります。
現在まで、足関節の外側靭帯の急性捻挫は、「足後部の過度な内反または足の底屈および内転の組み合わせの結果」と定義されていました。しかし、足関節捻挫のメカニズムに関する既存の知識は主に、過去および将来の試合中のアスリートからの報告によって得られています。これまでのところ、回外捻挫に関連する外側靭帯の捻挫に関する病態力学的証拠は、主に外科観察、死体実験、および傷害後の生体力学的シミュレーションから得られています。この文脈では、実際の傷害事故の観察が回外捻挫の発生メカニズムを理解するために重要です。生体力学的実験室で発生する偶発的な足関節傷害の詳細な分析は、回外捻挫の傷害メカニズムの理解に最近の進展をもたらしました。このような傷害の最初の症例報告は2009年に発表されました。以降、同様の事故が記録され公開されていますが、研究は実験中の偶発事故に頼るだけではいけません。しかし、他の足関節捻挫を研究する代替手段は限られており、実験中に参加者に故意に傷害を負わせることは倫理的に非常に問題があります。
最近の進展により、モデルベースのイメージマッチング法による法医学的運動分析技術が導入され、テレビ放映されるスポーツイベント中に捕らえられた傷害の定量的症例報告分析が可能になりました。これらの分析方法はもともと前十字靭帯（ACL）損傷のメカニズムを分析するために開発されましたが、その後さらに発展し、テレビ放映されるスポーツイベント中に捕らえられた選択された足関節回外捻挫に関する強力な法医学的運動分析を提供するようになりました。複数の症例報告および小規模なビデオ分析研究は、足関節回外捻挫が底屈と内反の組み合わせによる傷害という従来の見解に挑戦しました。代わりに、最近では「内反-内旋捻挫」が足関節回外捻挫のメカニズムのより適切な運動学的記述として提案されています。
最近の系統的レビューでは、インドアスポーツやコートスポーツが足関節回外捻挫の特に高リスクの活動として特定され、1000アスリート曝露あたり7件の負傷発生率が報告されています。しかし、このように一般的な傷害であるにもかかわらず、これらのスポーツにおける具体的な傷害メカニズムに関する知識は乏しいです。これまで、ACLなどの他の傷害と同じ程度に実際の傷害イベントの大規模なビデオ分析研究で文書化されたことはありません。非常に高い足関節捻挫発生率を考慮すると、これらの傷害はテレビ放映されるインドアスポーツやコートスポーツイベント中に時折捕らえられることが予想されます。これらのビデオを集めることで、傷害メカニズムの広範なケースシリーズ分析が可能になるかもしれません。
したがって、本研究の目的は、オンラインプラットフォームから足関節回外捻挫の傷害を描写する大量のビデオ録画を収集し、検討することでした。利用可能なビデオを系統的に特定し、取得し、分析することで、このデータベースはさまざまなインドアスポーツやコートスポーツにおける傷害メカニズム、傷害動作、および傷害パターンに関する洞察を提供できると考えられます。
今までにわかっていること
不完全な理解による予防の限界:
怪我のメカニズムに対する理解が不完全であるため、怪我予防の最適化が制限されている可能性がある。
既存の知識の源:
これまでの知識は、主に前向きに怪我をしたアスリートからの回顧的報告や、特定のスポーツにおける小規模なビデオ分析やケーススタディから得られている。
病態力学的証拠:
現在の証拠は主に外科的観察、死体実験、および生体力学的シミュレーションから得られている。
室内およびコートスポーツの怪我のメカニズム:
室内およびコートスポーツにおける怪我のメカニズムに関する知識は乏しく、大規模なビデオ分析による実際の怪我のイベントの記録はない。
この研究が既存の知識に追加したこと
スポーツによる怪我のメカニズムの違い:
足関節回外捻挫の怪我のメカニズムはスポーツによって異なり、研究において区別する必要がある。
直接接触による怪我が多数:
観察された怪我の大部分は、他のプレーヤーの足と最初に接触した後に発生する直接接触によるものである。
重要な役割を果たす内反と内旋:
怪我のメカニズムにおいて内反と内旋が重要な役割を果たし、底屈は主要な要因ではない。
接触メカニズムと固定点による足関節の回外運動:
足関節の回外運動は、接触メカニズムの種類と足と床の間の固定点（支点）に関連しているようである。
靴と床の相互作用:
靴と床の相互作用は足関節回外捻挫の発生において重要な要因であり、今後の予防プロトコルや介入において対処する必要がある。
全体で585本の傷害ビデオが収集され、そのうち140本が破棄され、445本の傷害ビデオがさらなる記述統計分析に使用されました。これらのうち、198本のビデオ（45%）は足関節に焦点を当てたカメラアングルが1つ、169本（38%）はアングルが2つ、67本（15%）はアングルが3つ、11本（2.5%）はアングルが4つ以上ありました。1995年から2021年の間に396人の異なるアスリートがこれらの傷害を負い、そのうち125人（32%）が女性であり、放送された競技レベルのものでした。結果として、男性が309件（69%）、女性が136件（31%）の傷害を負いました。最も多くの傷害が発生したスポーツはバスケットボール（n=184；41%）、バレーボール（n=125；28%）、ハンドボール（n=54；12%）、テニス（n=50；11%）、バドミントン（n=22；5%）でした。
着地接触（つまり、床または他の足への接触）に対するコーエンのカッパIRRは0.94、傷害メカニズムは0.87、先行動作は0.80、靴の表面固定点は0.74、負傷した足の初期接触位置は0.69、一次変形動作は0.66、二次変形動作は0.59でした。
傷害メカニズムの概要
分析されたすべての傷害のうち、298件（67%）は直接接触による傷害であり、そのうち6件は物体との接触によるものでした。別の113件（25%）は非接触による傷害、32件（7%）は間接接触による傷害であり、そのうち1件は物体との接触に続いて発生しました。バスケットボール（n=140；76%）、ハンドボール（n=43；80%）、バレーボール（n=103；82%）は主に直接接触による傷害が特徴的であり、テニス（n=48；96%）およびバドミントン（n=21；96%）は主に非接触による傷害が特徴的です。接触場所の大部分は相手の足との接触またはその上（n=200；45%）、または床との接触（n=187；42%）でした。すべての傷害の半分以上がジャンプ着地後に発生し（n=226；51%）、続いてランニング（n=55；12%）、シャッフル動作（n=43；10%）でした。
主要な受傷時の動作は主に内反（n=288；65%）または内旋（n=146；33%）でした。二次的動作は主に内旋（n=213；48%）または内反（n=135；30%）で特徴付けられました。底屈は主要な動作としてはあまり見られませんでした（n=8；2%および19；4%）。接触傷害は主に内反が主要な動作として特徴付けられ（n=213；73%）、次いで内旋（n=74；25%）が続きました。非接触傷害は内反（n=59；52%）および内旋（n=49；42%）が主要な関節の動きとして均等に分布していました。前足部側面（n=235；53%）および中足部側面（n=179；40%）が、足が床に対して回転する主な支点として現れました。
主な傷害パターン
全体の傷害のうち、249件（56%）は他のプレイヤーの足との接触によって引き起こされました。これには「相手の足上」「チームメイトの足上」「自分の足上」が含まれます。床との接触が発生した状況と組み合わせると、これらのシナリオはすべての傷害ケースの大部分を占めます。これらの結果に基づき、2つの主な傷害パターンが特定されました：
1）床との初期接触、
2）足（相手またはチームメイト）との初期接触。
傷害メカニズムによると、非接触および間接接触傷害は床との接触の後に発生し、ほとんどの直接接触傷害は他の足との初期接触の後に発生しました（n=248；83%）。直接接触ケースのうち、床との接触が先行したものは43件（14%）のみでした。
これらの傷害はさらに2つの大きな傷害シナリオに分類されました：
1）「足との接触」後の接触傷害（全ケースの55%、n=246）、
2）外部の歪み物体や体がない「床との接触」後の傷害（間接および非接触；全ケースの33%、n=144）。
異なるスポーツでは、バスケットボールの傷害の65%、バレーボールの78%、およびハンドボールの61%が足との接触後に発生しました。テニスおよびバドミントンでは、それぞれ100%および95%が床との接触傷害でした。足との接触後に発生した傷害は、54%のケース（246中132件）で中足部側面の支点、41%（246中102件）で前足部側面の支点が主要でした。「足との接触」傷害の79%（246中194件）で内反が主要な受傷動作でした。床との接触後に発生した非接触および間接接触傷害は、69%のケース（144中100件）で前足部側面の支点が主要であり、主要な受傷動作は内反（49%、144中71件）と内旋（47%、144中68件）に均等に分布していました。
受傷機転
外側の足関節捻挫は歴史的に足底屈-内反（プランターフレクション-インバージョン）による負傷として記述されてきましたが、今回の研究で得られたほとんどの受傷は、主に内反および内旋（インターナルローテーション）によるものであり、足底屈は決定的な要因として大きく無視されています。このパターンは、足関節の内反が矢状面の動きに関係なく進行する可能性があることを確認する最近の研究と一致しています。受傷の進行において足底屈が本質的な部分を形成しないことは、実験室のイベントや詳細な3次元（3D）法医学的分析からの定量的分析によって裏付けられています。
しかし、足底屈が受傷の主要な動きか、または単に初期接触時に存在するだけかを区別することが重要です。足関節捻挫の進行が初期の足底屈によってあらかじめ決定されていなくても、この関節位置が着地時に足関節を長いモーメントアームと増加した関節の脆弱性のために高いリスクにさらす可能性があります。回収された受傷の半数以上はジャンプからの着地中に発生し、初期接触および荷重吸収の初期段階で足底屈位置が関与していることを示しています。足関節の背屈位置は、距骨が脛骨のプラトーに対して固定されることを助け、前距腓靱帯の損傷から保護する可能性があります。また、背屈位置は距骨下関節の機械的な「ロック」を促進するとも長い間考えられてきましたが、これが距骨下関節の内反を防ぐことはなく、背屈で発生する足関節捻挫が踵腓靱帯の単独損傷に繋がりやすい理由を説明するかもしれません。本研究において、内反のみの負傷は直接接触による損傷シナリオでより顕著でした。これは、回外捻挫が足の内側に対する直接の打撃、または他の足に着地する際の回避動作によって引き起こされるためです。以前の研究では、足関節捻挫は支点を中心に回転することが示されています。本研究においても、受傷が直接接触によるものか、他のプレイヤーの足に着地する場合かにかかわらず、シューズと床の間の摩擦が支点を形成することが観察されました。特に室内スポーツにおいて、過剰な摩擦は足関節捻挫のリスクを増加させると考えられます。
受傷パターン
支点と侵害運動の相互作用を観察すると興味深い傾向が現れます。前足部側面が表面に固定されたシナリオでは、内旋と内反が主な侵害運動として均等に分布していました。ビデオ分析中、どちらの動きがより支配的かを結論づけることは難しく、両方の動きが同等に支配的である印象を与えました。
一方、中足部側面が固定されたシナリオでは、内反が負傷シーケンスの中で最も強力な要因でした。本研究の観察結果により、アスリートが他のプレイヤーの足に着地または踏みつけた場合、内反動作を特徴とする受傷の発生確率が3.6倍高いことが示唆されました。
将来の展望と影響
オンラインビデオプラットフォームは、足関節捻挫の実際の発生メカニズムを研究するための優れたリソースです。将来的には、より高品質のビデオを利用して、足関節捻挫のバイオメカニクスの詳細な説明を提供することが望まれます。
負傷メカニズムはスポーツによって異なり、研究結果もそれに応じて差別化されるべきです。多くの損傷は他のプレイヤーの足に接触した後に発生し、足関節底屈は主な負傷要因として排除され、内反と内旋が主要な要因となります。シューズと表面の相互作用が負傷の発生に重要な役割を果たしていることが示唆されます。予防プロトコルとブレースはこれらの動きを防ぐことを目指し、足の外側縁の摩擦を最小限に抑えるべきです。
まとめ
足関節外側靭帯損傷は、屋内およびコートスポーツにおける最も一般的な傷害の一つです。自己報告および事例研究によると、これらの傷害は接触および非接触の両方のメカニズムで発生し、通常は過度の内反に底屈および足の内旋（内転）が組み合わさって引き起こされます。傷害メカニズムのビデオベースの文書化は存在しますが、文献で報告されている事例の数は限られています。
この研究の目的は、多数のビデオ録画された屋内およびコートスポーツの足関節外側靭帯損傷を収集し、体系的に分析することです。具体的には、異なるスポーツにおける傷害メカニズム、受傷機転、および傷害パターンを記述することを目指しました。
放送レベルの競技から収集された合計445件のユニークなビデオ録画された足関節外側靭帯損傷を分析しました。ビデオは2人の異なるレビュアーによって独立して分析されました。結果には、IOCコンセンサスガイドラインに従った傷害メカニズムの分類、足関節の主および副の異常運動、および足が回転する支点（フォルクラム）の文書化が含まれます。
298件（67%）の傷害は直接接触によるものであり、113件（25%）は非接触、32件（7%）は間接接触によるものでした。直接接触の傷害は特にバスケットボール（76%）、ハンドボール（80%）、バレーボール（82%）で顕著であり、一方でテニスとバドミントンでは非接触の傷害が優勢でした（両者で4%対96%）。主な異常運動は内反（65%）および内旋（33%）であり、主な支点は前足部外側（53%）および中足部外側（40%）でした。他のプレーヤーの足に着地することが傷害の主な原因（246件、55%）であり、主に内反（79%）が中足部支点（54%）で特徴付けられました。床への非接触着地（144件、33%）は主に前足部支点（69%）での異常が特徴でした。
オンラインビデオプラットフォームからの足関節捻挫の3分の2は直接接触によるものであり、そのほとんどが他のプレーヤーの足に着地することによるものです。異常運動は傷害メカニズムおよび足と床の間の支点に関連しているようです。傷害メカニズムはスポーツによって大きく異なるため、将来の研究では特定の傷害メカニズムを明確に区別して調査する必要があります。