パラシュート開口時の首への負荷を軽減する自由落下アクロバット：介入の評価。 (ACROPOSE)

スカイダイバーの間での首の痛みの有病率の上昇は、繰り返しパラシュートを開くことに関連しています。 パラシュート オープニング ショック (POS) は、人間の突然の残忍な減速です。 スカイダイビング (航空機からのスポーツ パラシュート) では、自由落下するスカイダイバーの速度を 200 km/h から 30 km/h まで数秒以内に低下させます。 地球の重力加速度 (G で表される無次元比) の 9 ～ 12 倍の POS 減速度の大きさが測定されています。 これらの硬い開口部は痛みを伴い、非常に硬い開口部の多くは、医療システムに目に見える損傷を引き起こしました. 主観的に正常に開いている間、人間の首で測定された減速度は 4 G を超え、最初の発生速度 (ジャーク) は 20 G/s を超えます。 アクティブなスカイダイバーが 1 日に 10 回のジャンプを行い、パラシュートでのキャリア中に 1000 回をはるかに超えるジャンプを蓄積する可能性があることを考えると、これらの値は問題があります。 戦闘機のパイロットは、加速曝露が少なくなった後、首の痛みに苦しんでいます. スウェーデンのスカイ ダイビング人口では、首の痛みの有病率は 45% であり、一般人口の推定値 37% と比較されます。 最近発表されたデータは、スカイダイバーの首の筋肉が POS 中に過度の負担にさらされていることを示しており、私たちのグループのデータは POS が生体力学的に離散的なフェーズで構成されていることを示唆しています。 最初のフェーズには、腹側から背側への初期ジャークが含まれます。つまり、「後方に引っ張られた」、負の Gx で示されます。これは、スカイダイバーが腹臥位から直立姿勢に急速に回転するときです。 この段階では、頭部の質量中心から肩のパラシュート接続点までのモーメント アームが長く、首に大きなトルクが発生する可能性があります。 正の Gz で示される第 2 フェーズには、尾側から頭側に向けられた大部分の POS 減速が含まれます。 ジャークから首を前方に曲げた状態で第 2 段階に入ると、首の筋肉が明らかに不利になります。

スポーツでは、スポーツの練習方法によって怪我を防ぐことが望ましいように思われます。 アスリートの間で POS の首への負荷を軽減するための多くのテクニックが提案されていますが、そのうちの 2 つは生体力学的に魅力的です: パラシュートの展開対気速度を下げることと、メインのパラシュートを引き出す前に人体の頭を高く配置することです。 これらの手法が実際に POS 中の首への負担を軽減するかどうかは、体系的に評価されていません。 最大 POS 減速度と自由落下速度の間の経験的に決定された関係から、速度が 220 km/h から 190 km/h に減少すると、最大減速度が減少し、それによって (一定質量の) 力が 25% 減少すると計算できます。 このような速度低下は、人体のみを使用して可能です。 私たちの静的人体計測評価は、頭の前方への屈曲が発生しない限り、平らな腹から相対風への平面から 45 度の角度まで頭を高く上げると、頭頸部のレバー アームが 30% 減少する可能性があることを示唆しています。 . したがって、速度の低下と頭頸部のレバー アームの低下をうまく組み合わせることで、POS 中の頸部のトルクを約半分にすることが期待できます。 このような実質的な機械的変化は、生物学的影響があると仮定できます。

介入プロトコルは、観察データと静的人体測定計算に基づいており、事例情報に触発されています。 対象分野の専門家によって体系的に検証されており、この検証の結果が公開されています。 介入は、速度の低下と頭頸部のレバー アームの低下の組み合わせとして考えられます。主な結果変数は、それぞれ G と G/s で表される減速とジャークの大きさであり、研究対象は、スカイダイビングで 2 回連続してスカイダイビングを完了した経験豊富なスカイダイバーです。ランダムな順序で同日 (1 つはコントロール ジャンプ、もう 1 つは介入ジャンプ)。

推定される現実世界の 30% の効果サイズと望ましい 0.9 検出力レベルに基づいて、サンプル サイズの計算は、パラメトリック分析に十分な 16 人の被験者を示唆しています。 ドロップアウトを可能にするために、サンプル サイズは 20 人の被験者に増やされます。 したがって、20 人の非常に経験豊富なスカイダイバーが調査に採用され、同じ日に 2 回連続して終末速度スカイダイビングを行います。 彼らの人口統計と背景データは、スカイダイバー向けの検証済みの Web ベースのアンケートを使用して取得されます。 被験者は、経験豊富なスカイダイバー向けに、電子メール リストなどの電子フォーラムを通じて募集されます。 彼らは、自分で梱包して維持する独自のスポーツ パラシュート システムを使用します。 これの理論的根拠は、各被験者の典型的で快適な状態を維持することですが、なじみのないシステムは望ましくない精神運動交絡因子を導入する可能性があり、また高度な外部妥当性を維持することです (標準化されたパラシュートの 1 つのタイプのみを使用する場合と比較して)。

計画されている測定器の詳細な説明は、別途公開されています。 機器のセットアップ全体は、スウェーデンのパラシュート協会の国家安全責任者によって空中での使用が承認されています。 複数の 3 軸加速度計を使用して減速度とジャークを測定し、パラシュートの開閉や頭の動きなどの複雑な動きを記録するビデオ撮影を行います。 高度と落下速度のデータは、最先端のスカイダイビング デバイスを使用して、気圧と全地球測位システム (GPS) 高度計で収集されます。

高度 4000 m からの 2 回連続のスカイダイビングは、各被験者が同じ日に完了します。 1 つはコントロール ジャンプで、もう 1 つは介入ジャンプです。 安全上の理由から、メイン パラシュートの最終速度展開高度は通常よりも高くなり、高速着陸は禁止されています。 2 つのスカイダイブのうちの 1 つで、被験者は、人体を使用して実行される一連の自由落下操作からなる介入を行います: . 操作の詳細は、書面による指示で被験者に与えられます。

この研究では、最初の 2 つのジャンプで介入ジャンプまたは「通常の」ジャンプを実行するランダムな順序で、クロスオーバー、被験者内、反復測定デザインを使用します。 コンピューター化された無作為化はブロックで実行されます。つまり、4人の被験者ごとのブロックで、介入ジャンプと対照ジャンプで始まる被験者の数が等しくなります。 データの処理と分析のために計画された方法論の詳細な説明は、別途公開されています。 グループ メジャー内で繰り返される ANOVA を使用して効果を測定し、回帰を使用して関係をテストする予定です。

この研究結果は、スカイダイバーの首の痛みを予防するための基礎に貢献することが期待されています。 この健康問題に対処する作業において、私たちの研究は、重要な将来の意味を持つ論理的な分岐点を作成する可能性があります. 静的生体力学と理論計算から、計画された介入により、パラシュートを開く際の首のトルクが半分になることが期待されます。 実際の結果はそれほど印象的な効果を示さないかもしれませんが、この仮定を検討することは重要です。何らかのメリットがあることが実証できれば、さらに大規模な集団研究と実施が正当化されるように思われ、おそらくこの集団の広範な健康問題に対するエレガントな解決策を提供するでしょう. 一方、計画された介入がその生体力学的結果変数にほとんどまたはまったく影響を与えないことが実証された場合、それが基づいている従来の知恵のスカイダイバーの良いアドバイスに疑いが投げかけられ、将来の注意は製造業者に向けられます。パラシュートシステム。

この調査は、スウェーデンの空域で、スウェーデンのパラシュート協会の国家安全責任者と協力し、その監督の下で実施されます。 スウェーデン パラシュート協会内で利用可能なスポーツ パラシュートのすべての安全リソースが採用されます。 この研究は、ヘルシンキ宣言に準拠して実施されます。 すべての被験者は、安全面（研究中に高速着陸を行わないことに同意するなど）を含む研究に関する口頭および書面による情報を受け取り、参加するための書面による同意に署名します。 すべての被験者は、いつでも研究への参加を終了できることを通知されます。