2018 Fiscal Year Research-status Report
剪断波イメージングによる次世代の筋メカニクス可塑性評価の開発と運動療法の基盤創出
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18K10715
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| Research Institution | Sapporo Medical University |
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Principal Investigator |
谷口 圭吾 札幌医科大学, 保健医療学部, 准教授 (90381277)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 運動器理学療法 / 筋メカニクス / 医用画像評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，ヒト骨格筋における機械的な特性の可塑性解明および運動療法の基盤形成にむけて，筋メカニクス評価の臨床的意義の確立に関わる実験をおこなった．超音波せん断波イメージング技術を用いて，ヒト骨格筋の粘弾性に及ぼす静的なストレッチングの影響を検討した．運動課題は足関節最大背屈位を5分間保持する静的なストレッチ運動とし，運動介入の前後および施行後5，10，15，20分後に，粘性に関連するせん断波の周波数分散性，筋スティフネスに関連する弾性率を測定した．その結果，腓腹筋の弾性率は運動前に比して，運動直後に低減が認められ、20分後まで有意に低値を示した．一方，周波数分散性は運動前に比して，運動直後に最も低減するが，15分以降は有意な差を認めなかった．このことから静的なストレッチングは筋スティフネスのみならず，筋組織の粘性にも即時的な効果をもたらす可能性が示唆された．また，筋弾性の局在特性と関節受動トルクの関係性を検討することを目的に，膝関節の他動的屈曲運動時の膝伸展トルクおよび大腿直筋の弾性率を記録した．その結果，筋弾性は交互作用（角度×筋内部位）がみられ，膝深屈曲位で近位部が中央・遠位部よりも有意に高値を示すことから，膝屈曲に伴い生じる受動張力は筋内で不均一となる可能性が明らかとなった．さらに，弾性－トルク関係は有意な正の相関（r=0.89-0.96）を認めたため，膝伸展受動トルクは大腿直筋の力学的なストレスと強く関連することが示唆された．これらの知見は剪断波イメージングを用いた筋弾性計測から筋ストレスの定量的な推定評価の開発に繋がる基盤になりうると考える．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
剪断波イメージングで定量された骨格筋弾性の組織学的な規定因子の探索は継続した検討が必要であるものの，筋弾性特性に及ぼす運動や病態の影響を評価することで，筋メカニクスの可塑的な変化を多角的に検証する実験はほぼ予定通り遂行できている為．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，骨格筋を標的に従来の音響放射圧法を用いて筋組織弾性を計測するとともに，カラードプラ法で筋線維方向に伝搬する剪断波を映像化・定量化することで得られる筋弾性値との比較検証を予定している．本実験を遂行することで新規手法のカラーフロー画像による筋弾性評価の妥当性を検討し，その成果を学術大会および国内外の論文で公表する計画を立案している．
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| Causes of Carryover |
当初の予定より導入が遅れた剪断波エラストグラフィ用の超音波高周波リニアプローブおよびカラードプラ法によるせん断波の映像化システムを活用し，ヒト骨格筋の筋メカニクス可塑性評価と運動療法の基盤形成のなかで特に新規手法のカラーフロー画像による筋弾性評価方法の確立に向けた実験遂行とその成果公表を進めることにより，本研究課題の目的をより精緻に達成する為．2019年度の研究経費は申請時に記載した使途に加えて，前年度の助成金残額を使用し，超音波カラーフロー撮像に要する力学試験機器や消耗品の購入，研究協力謝金や学会発表・論文投稿時の費用に充てる予定である．
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