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Investigation of the mechanism for muscle fatigue improvement using local alternating heat and cold stimulation

Research Project

Project/Area Number 22K17616
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

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

Principal Investigator

SAWADA Tomonori  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 研究員 (70867697)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords筋疲労 / 温冷交代刺激 / 筋硬度 / 筋組織循環動態 / 近赤外線分光法 / 自律神経活動 / 心拍変動 / H反射 / 筋組織酸素動態 / 筋緊張 / 筋血流量
Outline of Research at the Start

温冷交代浴は温水と冷水に交互に浸かる入浴方法の一つであり,疲労もしくは損傷した筋組織の浮腫や炎症を軽減させるほか,精神的なリラックス手段としても広く利用されている.一方、実施場所に制限があり,また温度や衛生面での管理が難しい問題を有している.
本研究は局所に定量的な温冷刺激を与えることが可能なデバイスを用いて温冷交代刺激を実施し,客観的な生理学的評価指標をもとにした筋疲労の改善メカニズムを検証することを目的とする.

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to examine the effects of local alternating heat and cold stimulation on muscle fatigue induced by repetitive contraction and to understand the mechanism of the muscle fatigue improvement of based on physiological evaluation parameters. As a result, the local alternation of heat and cold stimulation improved not only subjective fatigue, but also affected the following parameters that supported the improvement of muscle fatigue: circulatory dynamics in the target muscle tissue using near-infrared spectroscopy, autonomic nervous activity using heart rate variability analysis, and spinal excitability using the H-reflex.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

交代浴はリハビリテーション領域やスポーツ現場で広く活用されているが、大きな浴槽が2つ必要であること、温度管理が難しいこと、複数名が使用する際に衛生面に問題があることなどの欠点が存在していた。本研究によって局所的な温冷交代刺激の生理学的効果が明らかとなりその有効性が示された。また、従来の交代浴と比較して場所を選ばす簡便に実施できることから、本研究で用いた温冷交代刺激が筋疲労に対する新たな予防的治療手段となり得る可能性が示唆された。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Local alternating heat and cold stimulation affects hemodynamics and oxygenation in fatigued muscle tissue and autonomic nervous activity: a single-arm interventional study2024

    • Author(s)
      Sawada Tomonori、Okawara Hiroki、Nakashima Daisuke、Aoki Kentaro、Namba Mira、Iwabuchi Shuhei、Katsumata Yoshinori、Nakamura Masaya、Nagura Takeo
    • Journal Title

      Journal of Physiological Anthropology

      Volume: 43 Issue: 1 Pages: 11-11

    • DOI

      10.1186/s40101-024-00358-3

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 局所的な温冷刺激が僧帽筋上部線維の 筋組織酸素動態と筋硬度に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      澤田智紀、大川原洋樹、中島大輔、中村雅也、名倉武雄
    • Organizer
      第34回日本運動器科学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 局所的な温冷交代刺激による僧帽筋の筋硬度変化と筋組織循環動態の変化との関連性の検証2023

    • Author(s)
      澤田智紀、大川原洋樹、中島大輔、中村雅也、名倉武雄
    • Organizer
      第50回日本臨床バイオメカニクス学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 局所的な温冷交代刺激が筋組織循環動態と自律神経活動に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      澤田智紀、大川原洋樹、中島大輔、中村雅也、名倉武雄
    • Organizer
      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ウェアラブル温冷刺激装置を用いた局所的な温冷交代刺激が筋組織血流動態に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      澤田智紀、大川原洋樹、中島大輔、岩渕修平、松本守雄、中村雅也、名倉武雄
    • Organizer
      第33回日本運動器科学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 局所的な温冷交代刺激が筋硬度と自律神経活動に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      澤田智紀、大川原洋樹、中島大輔、岩渕修平、中村雅也、名倉武雄
    • Organizer
      第49回日本臨床バイオメカニクス学会学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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