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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Clarification of the mechanism of muscle fatigue: a shear wave ultrasound elastography study

Research Project

Project/Area Number 16H05918
Research InstitutionShibaura Institute of Technology

Principal Investigator

赤木 亮太  芝浦工業大学, システム理工学部, 准教授 (20581458)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords筋剛性率 / 膝関節伸展筋群 / 足関節底屈筋群 / 筋力 / 中強度 / 高強度
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,速筋線維が優先的に動員される「最大努力での繰り返しの筋力発揮」に伴う筋疲労,及び,遅筋線維が重要な役割を果たす「最大下努力での持続的な筋力発揮」に伴う筋疲労を想定し,これらの筋疲労課題前後の個々の筋の疲労度合を,超音波剪断波エラストグラフィにより定量した骨格筋内部の硬さ(剛性率)を用いてモニタリングする.平成30年度は,「最大下努力での持続的な関節トルク発揮による筋疲労課題」及び「最大努力での繰り返しの関節トルク発揮による筋疲労課題」の双方に取り組んだ.
最大下努力の疲労課題に関しては,被験者を若年男性24名として,膝関節伸展筋群を対象に,全力の40%という中強度の力発揮を疲労困憊まで継続させた.その際の筋疲労抵抗の個人差について,大腿直筋,内側広筋及び外側広筋の3筋の疲労度合の個人差から検討した.その結果,一部の筋では有意な関係性が観察されたものの,そもそも,疲労に伴い筋が硬くなる,という前提が崩れていた.一方,最大努力の疲労課題に関しては,被験者を若年男性36名とし,足関節底屈筋群を対象に,全力での力発揮を断続的に40回×2セット実施させた.その際の筋疲労抵抗の個人差について,腓腹筋内側頭及び外側頭,ヒラメ筋の3筋の疲労度合の個人差から検討した.ただし,こちらの課題に関しても同様に,疲労に伴い筋が硬くなる,という前提が崩れていた.このように,平成28年度及び平成29年度(どちらも低強度の力発揮での疲労課題)と結果が異なった理由として,中強度以上では,筋温や血流の影響が筋剛性率に及ぼす影響が大きく,疲労度合の評価が難しかったことが予想される.
得られた研究成果については,現在,投稿論文を執筆している.また,2019年の夏・秋には国際会議・国内学会大会での発表を予定している.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Muscle size-strength relationship including ultrasonographic echo intensity and voluntary activation level of a muscle group.2018

    • Author(s)
      Akagi R, Suzuki M, Kawaguchi E, Miyamoto N, Yamada Y, Ema R
    • Journal Title

      Archives of Gerontology and Geriatrics

      Volume: 75 Pages: 185-190

    • DOI

      10.1016/j.archger.2017.12.012

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of sex and joint action on voluntary activation2018

    • Author(s)
      Ema R, Suzuki M, Kawaguchi E, Saito I, Akagi R
    • Journal Title

      PeerJ

      Volume: 6 Pages: e5968

    • DOI

      10.7717/peerj.5968

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Individual differences in knee extensor fatigue induced by sustained middle-level contraction2019

    • Author(s)
      Hirata N, Hirata K, Akagi R
    • Organizer
      XXVII Congress of the International Society of Biomechanics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Can low-intensity squat exercise improve knee and hip flexion and extension strength simultaneously?2019

    • Author(s)
      Sato S, Hirata N, Tanimoto H, Imaizumi N, Ando R, Hirata K, Akagi R
    • Organizer
      XXVII Congress of the International Society of Biomechanics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 足関節底屈における瞬発的な筋力の加齢変化をもたらす要因:神経筋活動の筋間差という視点から2018

    • Author(s)
      江間諒一,川口恵実,鈴木桃香,赤木亮太
    • Organizer
      日本体育学会第69回大会

URL: 

Published: 2019-12-27  

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