論文の公開元へeスポーツを想定した打鍵操作に対するスポーツ医学的検討
概要
学位論文
eスポーツを想定した打鍵操作に対する
スポーツ医学的検討
令和4年度
筑波大学大学院
人間総合科学学術院人間総合科学学術群
スポーツ医学学位プログラム
沖中
美世乃
目次
図のタイトル一覧 ...................................................i
表のタイトル一覧 .................................................iii
用語の定義と略語 ..................................................iv
研究全体像 .......................................................vii
第 1 章 背景 .......................................................1
第1節
e スポーツとは ..........................................1
第2節
e スポーツの操作の特徴 ..................................4
第3節
e スポーツプレイヤーと障害 ..............................7
第4節
e スポーツとスポーツ医学 ................................8
第5節
本研究の目的 ...........................................9
第 2 章 文献研究（e スポーツと打鍵） ..............................10
第 3 章 文献研究（静的ストレッチング） ............................15
第 4 章 高校生 e スポーツプレイヤーに対する実態調査 ................22
第1節
序論 ..................................................22
第2節
方法 ..................................................23
第3節
結果 ..................................................24
第4節
考察 ..................................................31
第5節
結論 ..................................................35
i
第 5 章 e スポーツを想定した打鍵操作負荷評価プロトコルの開発 ......36
第1節
序論 ..................................................36
第2節
方法 ..................................................38
第3節
結果 ..................................................45
第4節
考察 ..................................................59
第5節
結論 ..................................................65
第 6 章 打鍵操作に対する静的ストレッチングの効果の検証 ............66
第1節
序論 ..................................................66
第2節
方法 ..................................................67
第3節
結果 ..................................................71
第4節
考察 ..................................................76
第5節
結論 ..................................................79
第 7 章 総合考察 ..................................................80
引用文献 ..........................................................83
研究業績 .........................................................100
謝辞
.........................................................101
ii
図のタイトル一覧
図 1 入力数、入力時刻、入力間隔
図 2 e スポーツと運動器に関する共通点が想定される分野
図 3 スポーツと e スポーツの研究数と研究分野の比較
図 4 高校生 e スポーツプレイヤーの愁訴の有無と愁訴部位
図 5 高校生 e スポーツプレイヤーのセルフケアの状況
図 6 連続高速打鍵を行ったキーボードと手の位置
図 7 打鍵実験の際のモニター画面例
図 8 打鍵入力記録プログラム
図 9 主観的疲労感の変化
図 10 筋硬度の変化
図 11 平均入力速度の経時変化
図 12 表面筋電図の例 (区間 100ms の RMS 値)
図 13 撮影動画の例
図 14 入力数、入力時刻と入力間隔の例
図 15 入力数(入力速度)と入力間隔の経時変化の例
i
図 16 入力時刻と筋活動の照合の例
図 17 入力記録、表面筋電図、撮影動画の照合の例
図 18 入力時刻、筋活動と撮影動画の照合によって検出可能な内容
図 19 静的ストレッチングの検証実験のフロー
図 20 主観的疲労感の変化
図 21 筋硬度の変化
図 22 10 打ごとの所要時間の経時変化
図 23 10 打ごとのミスタッチ数の経時変化
図 24 スポーツ医学における e スポーツ
ii
表のタイトル一覧
表 1 打鍵に類似した動作の先行研究一覧
表 2 ストレッチングの効果に関するシステマティックレビュー一覧
表 3 高校生 e スポーツプレイヤーのプレイ時間
表 4 高校生 e スポーツプレイヤーの睡眠時間
表 5 入力記録、表面筋電図、撮影動画での得られる情報の違い
iii
用語の定義と略語
本研究で用いた主な用語の定義及び略語は以下の通りである．
⚫ eスポーツ（読み イースポーツ）
コンピュータゲームを競技として捉える際の名称であり、electronic
sportsの略称である。一般社団法人日本eスポーツ連合の定義1は、広義には
電子機器を用いて行う娯楽、競技、スポーツ全般を指す言葉であり、コン
ピュータゲーム、動画ゲームを使った対戦をスポーツ競技として捉える際
の名称“としている。ゲームの内容はさまざまなジャンルや種類がありゲ
ームごとに専門にするプロプレイヤーがいる。
本論文では主に、文部科学省後援の高校生eスポーツ大会で種目となった
「Leage of Legend(リーグ･オブ･レジェンド)」「Fortnite（フォートナイ
ト）」のようなゲームを想定する。これらは画面の中のキャラクタをマウス
やキーボードによって操作し他のプレイヤーと競う。どちらもパソコンに
無料でダウンロードおよび参加することができる。
⚫ 従来スポーツ
野球、サッカー、陸上競技といった一般に“スポーツ”と呼ばれる競技
については、本論文では“従来スポーツ”と記載する。
⚫ 入力時刻、入力数、入力速度、入力間隔
パソコンキーボードの連続打鍵の入力の時刻を記録し、開始合図から1回
目の入力を開始基準の0秒とし、2回目の入力を1打目として算出した。1打
目以降から終了合図まで入力のあった時刻を「入力時刻」として「入力
iv
数」を算出、30秒までの各1秒間の入力数を「入力速度」、次の入力までの
時間、つまり1打目から2打目、2打目から3打目の所要時間を「入力間隔」
と定義した（図1）。
⚫
ミスタッチ
パソコンキーボードの打鍵を行った際に、打鍵する動作を行ったが入力
が記録されなかったものを、ミスタッチと定義する。
⚫ visual analog scale (VAS)
痛み等の症状を数値データとして示す評価指標で、左端が「症状なし」、
右端が「想像できる最大の症状」とした長さ10cmのスケールが記載された
用紙を使い、被験者が現在の症状がどの程度かを自ら記入する視覚的なス
ケールである。
v
矢印：入力記録のあった時刻
0～1 秒の間の打数は、6 打
図 1 入力数、入力時刻、入力間隔
vi
研究全体像
⚫ eスポーツは若い世代を中心に世界的な人気
⚫ 腕の故障で引退するプレーヤーもいる
⚫ 1分間に500～600操作、非日常な速さと量、使い方
eスポーツのような高速連続打鍵の影響は不明
高校生プレーヤーの
愁訴の調査研究
⚫ 多くが運動器に愁訴あり。
手に愁訴もあり。
⚫ 受診するほどではないが、
約半数がセルフケアとして、
「ストレッチ」を実施
……… 第１研究
（第4章）
……… 第２研究
（第5章）
打鍵評価の開発
⚫ 打鍵操作負荷評価プロトコルの開発
⚫ 入力記録、表面筋電図、動画の
組み合わせで打ち損じを検出
高速連続打鍵へのストレッチの影響の検証
⚫ 静的ストレッチは、直後の打鍵操作の序盤のスピード
をあげ、マイナスの影響がなかった。
vii
……… 第３研究
（第6章）
第1章
第1節
背景
e スポーツとは
e スポーツとは、electronic sports の略称であり、コンピュータゲームを競
技として捉える際の名称である。一般社団法人日本 e スポーツ連合は、“「e ス
ポーツ(esports)」とは、「エレクトロニック・スポーツ」の略で、広義には
電子機器を用いて行う娯楽、競技、スポーツ全般を指す言葉であり、コンピュ
ータゲーム、動画ゲームを使った対戦をスポーツ競技として捉える際の名称”
と定義している 1。
若い世代を中心にプレイヤーが増加しており、人気ゲームでは世界大会が開
催され、賞金総額が1000万ドルに達するものもある。アメリカの17歳の少年が
ゲーム「Fortnite」の世界大会で300万ドルの賞金を獲得したことも大きな話
題となった2。プレイ動画は世界中に放映されショービジネスになりつつある。
コンピュータゲームにおいてもゴルフやテニスなどのように賞金を目指して戦
う競技となった3。eスポーツの人気は、サッカーや野球のように、プレイヤー
とそれを観戦する観客および中継の視聴者から構成されている4。
2022年、世界のeスポーツ市場は13億8000万米ドル強、2025年には18億7000
万米ドルに達すると予測されている。2022年時点で、全世界のeスポーツの視
聴者数は5億3,200万人に達し2025年までに6億4,000万人を超えると予想されて
いる5。日本でもゲーム大会自体は20数年前から開催されていたが、賞金などが
発生しない大会であった。2000年頃から海外メディアで“eスポーツ”という
語が使われるようになったが、日本では2018年にeスポーツの普及を目的とし
1
た団体の発足、eスポーツ事業への参入するゲーム会社やゲーム関連企業の急
増、国内でのeスポーツ大会の開催の増加、マスメディアがeスポーツを取り上
げ、eスポーツという言葉が普及したといわれる4,6–8。
eスポーツは、日本学術会議の「科学的エビデンスを主体としたスポーツの
在り方」においても取り上げられ 9、経済産業省と文部科学省がeスポーツの支
援をしている。文部科学省後援の2020年のeスポーツ高校選手権には、1,779の
学校から参加があった 10。eスポーツクラスやeスポーツクラブを設けている学
校、科学クラブやコンピュータクラブの一部としてeスポーツを行っている学
校があり、eスポーツを高校の公式活動に取り入れる動きがある。
1対1で戦うゲームもあれば、チーム戦のゲームもあり、ゲームの種類はさま
ざまである。「いきいき茨城ゆめ国体」の文化プログラムの一環として、国民
体育大会史上初となるeスポーツ大会「全国都道府県対抗eスポーツ選手権2019
IBARAKI」が開催された。そこでは、サッカーゲーム、自動車レース、パズル
ゲームが行われた。一方、文部科学省後援の高校生eスポーツ大会で行われた
ゲームでは「League of Legends(リーグ・オブ・レジェンド）」「Fortnite (フ
ォートナイト)」などのチームでの対戦ゲームが行われている。「League of
Legends」は5人対5人の陣取りゲームで、チーム内で役割分担し相手チームの
本拠地の破壊を目指す。「Fortnite」とは、100人のプレイヤーが、ひとつの
仮想の島に上陸し武器やアイテムを収集しながら最後の1人に生き残ることを
目指す。どちらも世界的に人気が高いゲームで、競技大会の開催中にマークし
た最高同時視聴者の報告では、Fortnite World Cup2019では約230万人、2019
2
World Championship（League of Legends）では約4,400万人といわれている。
ゲームによってジャンルや操作方法がさまざまであり、使用するデバイスもパ
ソコン、スマートフォンなど異なる。本研究では、高校生eスポーツ大会で行
われたようなパソコンを使ったゲームを想定する。
3
第2節
e スポーツの操作の特徴
eスポーツは、多くのゲームがパソコンとインターネット環境さえあれば、
ゲームを無料でダウンロードできるため、若年者から高齢者、性別や国籍、障
害の有無を問わず、誰でも参加が可能である。従来スポーツでは、体格や筋力
といった身体的要素によって勝敗が左右される。しかし、eスポーツでは体格
や筋力の差はあまり影響がないため、子供であっても大人と対等に競うことが
できる場合も多い。10代のプレイヤーが世界大会で優勝するなど2、若いプレイ
ヤーが活躍する土壌はあり、ますます若年化する可能性もある。
パソコンを使ったコンピュータゲームでは、マウスとキーボードを使う。マ
ウスとキーボードの操作は、一般のパソコン操作と共通する操作もあるが、操
作の速さ、操作量が異なる。例えば、左手でキーボードを使い、画面の中のキ
ャラクタを「W」で前、「A」で左、「S」で後ろ、「D」で右、のように移動さ
せ、右手のマウスで照準をあわせ攻撃を実行する等、ゲームごとにさまざまな
操作がある。日常生活における使用頻度の少ない左薬指や左小指も駆使し、1
分間に500～600の操作をすることもある。
eスポーツの勝敗は運だけでは決まらず、プレイヤーの戦略や操作テクニッ
クで左右される。目まぐるしく変わる戦況に、瞬間的または俯瞰的な判断を下
し、最適な操作を行う。特殊な操作やタイミングを習得するために、トッププ
レイヤーは毎日膨大な練習を重ねる。eスポーツは、従来のスポーツとは運動
様式は異なるが、大会での勝利を目指し、トレーニングを積む訓練構造は共通
するものがある。
4
モニターを凝視し、キーボードとマウスを操作することは、パソコンワーカ
ーと類似している。膨大で高速な打鍵操作は、ピアニストの動作と類似してい
る。よりよいパフォーマンスを目指し膨大な量の練習を行う点は、音楽とも従
来スポーツとも共通点がある。しかし、パソコンワーカーやピアニストでは、
想定した内容を入力する、もしくは演奏するものであるが、eスポーツは、相
手よりもより素早い動作を求め、相手の動きに咄嗟に対応等、相違点もある。
予測不可能な相手の動きや環境の変化に適応することは、対人競技の従来スポ
ーツと共通している。しかし、従来スポーツでは全身または大きな筋を使うが
eスポーツは手指の小さな筋を使用する等、運動様式が異なる。eスポーツは、
ピアノ、パソコン、従来スポーツと共通する要素、異なる要素があり、(i)手
指の動作
(ii)膨大な反復練習
(iii)相手に対する咄嗟の動作を含むと考え
られる (図2) 。
5
(i) 手指の操作
パソコン業務
楽器演奏
（ピアノなど）
eスポーツ
(ii) 膨大な反復練習
対人競技
スポーツ
採点競技
スポーツ
(iii) 対戦相手に対する
咄嗟の動作
競争
スポーツ
図 2 e スポーツと運動器に関する共通点が想定される分野
6
第3節
e スポーツプレイヤーと障害
eスポーツにおいて、プレイヤーが故障で引退する記事が散見されるように
なった。中国では15歳でプロキャリアをスタートさせ、NIKE社と初のスポンサ
ー契約を果たしたスタープレイヤーが、肩の痛みにより23歳で引退し 11、他に
も著名なプレイヤーが、手首や手の故障により20代で引退している 12。アメリ
カのEmaraら13は、eスポーツの一般的な筋骨格系および健康上のリスクを挙げ、
ヘルスガイドを提案しおり、eスポーツでは長時間の同一姿勢、長時間の画面
凝視、何百という反復復動が特徴的であり、潜在的なリスクとして頭痛、ドラ
イアイ、視覚的緊張、心理的および行動上の問題、頸部、胸部および腰部の痛
み、肩、肘および手首の酷使、手根管症候群、肘部管症候群、過剰な体重増加、
臀部および坐骨の痛み、ハムストリングの痛みの可能性があるとしている。
Zwibelら 14は、オステオパシー医として、頸椎、腰椎、上肢の機能不全を含む
筋骨格系の損傷を負う可能性があると指摘している。
多くの打鍵をするという点で共通するピアニストについては、ピアノを専攻
する高校生の調査結果で、63人中29人(46%)が手や指の痛みを経験していると
報告している 15。これらは指の頻繁な使用が、問題を引き起こす可能性がある
ことを示唆している。パソコン業務ではVDT症候群16,17、ピアノでは演奏関連筋
骨格系障害15,18、スポーツでは使いすぎ障害19,20のように、運動器を酷使するこ
とでそれぞれ体に負担があることが指摘されており、その予防策が講じられて
いる。
7
第4節
e スポーツとスポーツ医学
従来スポーツでは、若い世代の運動器の使いすぎによる障害があるという概
念は一般的である。同じ部位を反復することで微小な損傷が蓄積し、疲労した
組織が十分に回復しないまま運動を継続すること等で、疼痛や機能障害を生じ
る21。eスポーツは高速で膨大な打鍵を繰り返すことから、スポーツにおける使
いすぎ症候群のような“eスポーツ障害”の可能性が考えられる。
メディカルリハビリテーション、いわゆる一般的なリハビリは、リハビリの
結果として日常動作がスムーズにでき、社会復帰できるようになることを目的
としている。疼痛緩和や機能回復が目標であり、安静が第一である。それに対
して、アスレティックリハビリテーションは、スポーツによる怪我や不調の回
復の他、パフォーマンスの向上や怪我の再発防止を目的として実施される。競
技の特性にあわせ、競技者の希望に応じてサポートを行う。競技者にとって、
疼痛緩和が目的の場合もあれば、目標とする大会で最高のパフォーマンスがで
きることを優先される場合もある。eスポーツプレイヤーに対しても、アスレ
ティックリハビリテーションとしてケアが必要となる可能性がある。
e スポーツにおける高速連続打鍵の反復が使いすぎ症候群、“e スポーツ障害”
を引き起こすとすれば、スポーツ医学で行われてきた知見を取り入れることで、
プレイヤーの身体の負担を軽減することができ、スポーツ医学にとっても新た
に貢献できる分野の開拓として利点があると考えられる。
8
第5節
本研究の目的
eスポーツはマウスやキーボードによる膨大で高速な操作が特徴の1つである
が、トッププレイヤーが若くして腕の故障で引退しているという現状、プレイ
ヤーが過剰と思われる練習を行っている可能性があること、若いプレイヤーが
多いことから、従来スポーツにおける使いすぎ症候群のような“eスポーツ障
害”があると考えた。そこで本研究では、高速連続打鍵は負荷があるという仮
説から、若いプレイヤーの現状を把握し、負荷があるとすればそれに対する有
効な介入の方略を明らかにすることを目的とした。
9
第2章
文献研究（eスポーツと打鍵）
eスポーツは新しい領域であるが、海外における研究論文数は着実に増加し
ている。図3に、Web of Scienceにおいてeスポーツに関する先行研究数を、従
来のスポーツと比較して示した(2022年1月検索)。従来スポーツは、競技人口
が多いメジャーなスポーツ、東京オリンピックの新種目である比較的新しいス
ポーツを選択した。
“eスポーツ”という語が使用されている論文は、2005年以降に増加してい
る 。 e ス ポー ツ は 、 従 来 ス ポ ーツ と カ テゴ リ を 比 較す る と 図3 の よ う に、
Hospitality
Leisure
Sport
Tourism 、 Communication 、 Psychology
Multidisciplinaryといった研究分野の割合が多い。スポーツ医学として先進
的な分野であり、今後、スポーツ分野としての研究が隆盛すると予想される。 ...
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