Development of a new non-invasive muscle strength estimation method using ultrasound images

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K12953
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 三秋 泰一 金沢大学, 保健学系, 准教授 (60251964)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮地 利明 金沢大学, 保健学系, 教授 (80324086)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 超音波 / 筋力 / 筋輝度 / 筋厚

Outline of Annual Research Achievements

目的：30歳代、40歳代、60歳代のデータが少なかったため、平成30年度から継続してデータを収集し、超音波画像から得られる量的および質的データに加え、性別、年齢、身体特性を変数に含む筋力の重回帰式を求めることを目的とした。
対象：神経学的、整形外科的疾患を有さない21～77歳の男女40名（男：20名 女：20名）とした。
方法：左肘屈筋群の超音波画像の撮像は、超音波装置Mylab25、7.5MHzリニア型プローブ(esaote社製)を用いた。筋の量的データとして筋厚を計測し、質的デー
タとしてグレースケール分析により筋の反射強度（筋輝度）を求めた。求めた筋輝度からYoungらの補正式を用いて補正筋輝度を算出した。超音波画像の測定位置は肩峰と上腕骨外側上顆を結んだ中枢から60%の位置とした。画像解析には、解析ソフトImageJ(NIH)を用いた。左肘屈筋群の筋力測定は、ハンドヘルドダイナモメータμTasF-1(アニマ社)を用いて測定した。
統計処理：筋厚、筋輝度、性別、年齢、身長、体重を説明変数、最大筋力を目的変数として重回帰分析を行った。
結果：重回帰分析の結果、目的変数に最大筋力、説明変数に体重、筋厚、補正筋輝度が抽出され、最大筋力 = 3.35620676X1＋0.24068836X2－0.0250657X3＋0.14658327X4＋8.20952166（X1: 性別[1 or 0], X2: 体重, X3: 補正反射強度, X4: 筋厚）の重回帰式が得られた。自由度調整済み決定係数は0.61であった。今回の結果より最大筋力は筋厚および筋輝度に身体特性（性別、体重）から比較的高い精度で筋力を推定できることが示唆された。