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Visualization and quantification of mechanical stress in the posterior shoulder capsule and development of effective exercise therapy

Research Project

Project/Area Number 19K19797
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionSapporo Medical University

Principal Investigator

Naoya Iida  札幌医科大学, 保健医療学部, 研究員 (70593490)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords超音波剪断波エラストグラフィ / 投球障害肩 / 関節包 / ストレッチング / 理学療法 / バイオメカニクス / 肩後方関節包 / 肩後方タイトネス / 野球選手 / タイトネス / 肩関節 / スティフネス
Outline of Research at the Start

肩関節後方関節包が硬い状態すなわちタイトネスは様々な肩関節疾患と関連する。これら疾患の詳細な病態解明や予防・治療法の開発のためには、関節運動中に後方関節包に加わる力学ストレスを定量化することが不可欠である。 本研究では、非侵襲的な軟部組織の弾性評価が可能な超音波剪断波エラストグラフィを用い、弾性計測による関節包の受動張力評価の妥当性を明らかとする。さらに、種々の関節運動中に後方関節包に加わる受動張力の定量化を試みる。本研究結果から、肩関節疾患の早期発見および予防、治療に有用な評価方法や運動療法を考案できる可能性がある。

Outline of Final Research Achievements

The tightness of the posterior shoulder capsule is closely related to the throwing shoulder injury. So far, there has been no consensus on the effective stretching position for the posterior capsule. This study showed that the ultrasound shear wave elastography can estimate non-invasively the passive tension of the capsule. Based on this finding, we investigated the effective stretching positions for the posterior capsule in fresh frozen human specimens and baseball players. As a result, shoulder internal rotation stretching at 30° of scapular plane elevation was the stretching position in which passive tension was strongly applied to the posterior capsule.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、これまで運動器領域では主に筋組織にしか活用されていなかった超音波剪断波エラストグラフィが関節包組織にも使用可能であることをはじめて示した。このことは、関節包や関節包と組織学的特徴がほぼ同一である靱帯組織の評価、治療方法の開発に超音波剪断波エラストグラフィが応用できることを示している。また、本研究で示された肩関節後方関節包への効果的なストレッチング肢位を医療機関やスポーツ現場で実施することで、野球選手のけがや障害の治療、予防に貢献できる可能性がある。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Posterior shoulder capsule of the dominant arm is stiffer in baseball players than that in non-throwing population2022

    • Author(s)
      Naoya Iida, Keigo Taniguchi, Shogo Soma, Kazuya Saizaki, Hajime Toda, Kota Watanabe, Masaki Katayose
    • Journal Title

      Journal of Shoulder and Elbow Surgery

      Volume: in press Issue: 7 Pages: 1335-1343

    • DOI

      10.1016/j.jse.2022.01.119

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Elasticity of baseball players’ posterior shoulder capsule during internal rotation stretching at 30 degrees of scaption2021

    • Author(s)
      Naoya Iida, Keigo Taniguchi, Kazuya Saizaki, Shogo Soma, Hajime Toda, Masaki Katayose
    • Journal Title

      Translational Sports Medicine

      Volume: 4 Issue: 6 Pages: 788-797

    • DOI

      10.1002/tsm2.282

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effective stretching positions for the posterior shoulder capsule as determined by shear wave elastography2021

    • Author(s)
      Naoya Iida, Keigo Taniguchi, Kota Watanabe, Hiroki Miyamoto, Tatsuya Taniguchi, Atsushi Teramoto, Masaki Katayose
    • Journal Title

      Journal of Shoulder and Elbow Surgery

      Volume: 30 Issue: 5 Pages: 1186-1195

    • DOI

      10.1016/j.jse.2020.08.021

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relationship between shear modulus and passive tension of the posterior shoulder capsule using ultrasound shear wave elastography: A cadaveric study2020

    • Author(s)
      Naoya Iida, Keigo Taniguchi, Kota Watanabe, Hiroki Miyamoto, Tatsuya Taniguchi, Mineko Fujimiya, Masaki Katayose
    • Journal Title

      Journal of Biomechanics

      Volume: - Pages: 109498-109498

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2019.109498

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 肩甲骨面挙上30°位での内旋ストレッチング中における肩後方関節包のスティフネス評価 ー野球経験者を対象にした検討ー2021

    • Author(s)
      飯田尚哉,谷口圭吾,才﨑和哉, 相馬章吾, 戸田創,金谷耕平,片寄正樹
    • Organizer
      第32回日本整形外科超音波学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波剪断波エラストグラフィを用いた肩関節後方軟組織に対する有効なストレッチング肢位の検討 -未固定凍結人体標本を用いた研究-2019

    • Author(s)
      飯田尚哉、谷口圭吾、渡邉耕太、宮本浩樹、谷口達也、片寄正樹
    • Organizer
      第70回北海道理学療法士学術大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 超音波剪断波エラストグラフィを用いた肩関節後方関節包の弾性評価2019

    • Author(s)
      飯田尚哉
    • Organizer
      5th Muscle Biomechanics Imaging Seminar
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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