2020 Fiscal Year Research-status Report
タンデム自転車エルゴメータを用いた受動動作による末梢及び中枢血流応答
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18K10950
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| Research Institution | Kawasaki University of Medical Welfare |
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Principal Investigator |
小野寺 昇 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 教授 (50160924)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片山 敬章 名古屋大学, 総合保健体育科学センター, 教授 (40343214)
荻田 太 鹿屋体育大学, スポーツ生命科学系, 教授 (50224134)
彦坂 和雄 川崎医療福祉大学, リハビリテーション学部, 教授 (60129004)
斎藤 辰哉 独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, スポーツ科学部, 契約研究員 (60758085)
細川 貴之 川崎医療福祉大学, リハビリテーション学部, 准教授 (30415533)
和田 拓真 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 助教 (00803909)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | タンデム自転車エルゴメータ / 筋血流量 / 脳血流量 / 酸化ヘモグロビン / 心拍数 / 酸素摂取量 / 受動運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[研究の目的] タンデム自転車エルゴメータを用いれば、例えば前乗り被験者が能動ペダリングを担当すれば、後ろ乗り被験者は、受動動作のペダリングが可能となる。この方法を用いることにより受動的動作での筋血流量増大、筋温上昇、心拍数や酸素摂取量の増大を確認できる。受動的動作での末梢の活性化が脳血流の促進に寄与するのであれば、受動的な動作においても中枢の活性化が生じるという学術的な「問い」に答えることができると考えた。本研究の目的は、受動的なペダリング運動時の筋血流量と脳血流量の関連性の解明にある。
[研究実施計画] 本研究は、筋血流量と脳血流量を定量し、心拍数・酸素摂取量との関連性を明らかにする計画を立てている。
[研究の成果の具体的な内容] 2019年度の成果を2020ECSS（ヨーロッパスポーツ科学会議）に発表した。2020年度は、筋血流量増大と前頭前野酸化ヘモグロビン濃度変化の関連性を明らかにする実験計画を立てていたがコロナ禍の影響により、計画が遅延している。実験室実験が難しい状況にあるため、フィールドでの実験を行った。タンデム自転車の漕ぎ手の特定を心拍数を指標にして前乗りと後ろ乗りのしんたん負担度を比較した。２時間の走行中、前乗りの負担度が後ろ乗りよりも高いことを明らかにした。前乗りの負担度が高い要因としてハンドル操作、ブレーキ操作など身体活動以外の要因が前乗りに集中していることにあると考えられた。このフィールドでの実験をまとめて学会誌に投稿した。
[研究の成果の意義・重要性] 本研究成果は、脳血流の促進に能動運動が寄与するという定説に加え、受動的動作においての脳血流の促進に寄与する重要なエビデンスを捉えている。脳卒中などで一時的に随意運動が制限させた状況にあっても受動的動作を積極的に取り入れることで中枢を活性化させる可能性を示唆する意義を持つと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究は、筋血流量と脳血流量を定量し、心拍数・酸素摂取量との関連性を明らかにする計画を立てている。研究開始から2年間経過し、受動ペダリング運動時の心拍数及び酸素摂取量がペダル回転数の増加に依存し、その増加は、有意であることを確認している。
2019年度には、受動ペダリング運動時の前頭前野の酸化ヘモグロビン濃度を全頭測定型functional NIRS装置を用いて測定し、脳血流量の定量への取り組みとした。その研究成果を「受動ペダル運動時の心拍数と前頭前野酸化ヘモグロビン濃度変化の関連性」として国際学会であるECSS2020(European College of Sport Science 2020, Spain)にて公表した。ポスター演題としてアクセプトされた。新型コロナウィルスによる影響で会期が延期になったが、オンライン学会（2020年10月28日発表）として成立した。
2020年に受動ペダリング運動時の筋血流量と脳血流量の関連性に関する実験を計画していた。しかしながら、新型コロナウィルスによる影響で実験実施場所である川崎医療福祉大学への分担研究者の移動が困難になったこと、同時に被験者の確保、実験環境の確保が困難となったために、実験を延期している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の目標は、①筋血流量を定量し、酸素摂取量との関連性を明らかにすること、②脳血流量を定量し、酸素摂取量との関連性を明らかにすること、③筋血流量と脳血流量との関連性を明らかにすること、としている。
①と②については、すでにデータ取得済であるが新型コロナウィルスによる影響により、国内だけでなく、海外の学会の開催の延期になっているため、 PDCAサイクルにおけるCheck項目である学会発表などのよる研究成果の公表と評価を可能な範囲で行っている。限定的な評価ではあるが国際学会（オンライン学会）において有用なコメントを得ている。今後、これまでの実験成果の学術誌への論文投稿(DO)を推進することとする。
遅れている③の実験については、予防接種が整った段階での実験の再開を計画することとするが、一方で現状での可能な範囲での実験も立案している。具体的には、筋血流量の定量と脳血流量の定量を独立して行う計画である。タンデム自転車の実験では、測定項目を増やせば実験者の数が２倍になる。このことにより、独立して行えば実験者の人数を半分に減少させ、実験環境における「密」を回避できると考えている。さらに、フィールドでの実験では、コロナ禍の影響をさらに減少させることが可能であるため、実験室実験に加えて、可能な範囲での研究の履行を行うことにする。
本研究の目標は、受動的動作での末梢の活性化が脳血流の促進に寄与する重要なエビデンスとなることを検証するにある。受動的動作が中枢を活性化させる可能性を示唆する意義を持つ研究成果に結びつけたい。
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| Causes of Carryover |
本研究課題の目標は、①筋血流量を定量し、酸素摂取量との関連性を明らかにすること、②脳血流量を定量し、酸素摂取量との関連性を明らかにすること、③筋血流量と脳血流量との関連性を明らかにすることとしている。
①と②については、すでにデータ取得済であるが新型コロナウィルスによる影響により、国内だけでなく、海外の学会の開催の延期になっている。そのため、国内の学会（日本運動生理学会、日本体力医学会、日本体育・スポーツ・健康学会）及び国際学会（European College of Sport Science：ECSS）での発表を行うために旅費と参加費を確保している。これまでの、実験から得られた成果を欧文の科学誌に投稿するための英文校正料及び投稿料に予算として計上する。
遅れている③の実験については、予防接種が整った段階での実験の再開を計画することとする。この実験のための実験者と被験者の謝金を計上する。実験者は、名古屋大学と鹿屋体育大学から移動し、実験が終了するまで滞在することとする。そのため、旅費及び宿泊費を予算として計上する。一方で現状での可能な範囲での実験も立案している。具体的には、フィールドでの実験を行うこととする。そのための実験者の旅費及び被験者の謝金を予算として計上する。実験から得られた成果を欧文の科学誌に投稿するための英文校正料及び投稿料に予算を計上する。
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[Journal Article] Comparison of the Heart Rate and %V(・)O2peak between the Front and the Rear Rider in a 2-hour Endurance Tandem-bicycle Ride2021
Author(s)
Sho Onodera, Hiroki Hamada, Yurie Aratani, Noboru Yoshida, Yuraro Tamari, Takuma Wada, Tatsuya Saito, Yasukiyo Tsuchida, Sotaro Hayashi, Yasuko Ishimoto, Toshiyuki Wakimoto, Kaori Matsuo, Hidetaka Yamaguchi, Akira Yoshioka, Keisho Katayama, Futoshi Ogita
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Journal Title
Kawasaki Journal of Medical Welfare
Volume: 26(2)
Pages: 151-155
Peer Reviewed / Open Access
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