2020 Fiscal Year Research-status Report
運動中の筋機能を評価できる筋収縮パフォーマンスIndexの開発
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19K19967
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| Research Institution | Kawasaki University of Medical Welfare |
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Principal Investigator |
福原 真一 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 講師 (70745497)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 筋音図 / 筋電図 / ペダリング / 変位筋音図 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで研究代表者らは筋の電気的活動と機械的活動を反映する筋電図と筋音図を同時測定可能な筋音／筋電ハイブリッドセンサを開発してきた。筋電図は筋収縮の入力信号であって、筋音図はその出力信号と捉えられることから制御工学でいう伝達関数と同様の取り扱いが可能で、筋音／筋電比（出力／入力）は筋収縮時の筋の利得すなわちパフォーマンスの指標として解釈することができる。この指標により関節運動に寄与する個別の筋の質的な評価が可能となり、筋収縮機能の評価だけではなく持続的な運動による疲労の影響をも捉えることが期待される。
2020年度は日常的に部活動を実施している運動群を対象に筋音／筋電図のデータを収集した。運動中の筋パフォーマンスを示す指標として、筋電図と筋音図の回帰直線の傾き（出力／入力）から得られる出力特性、またその残差平方根から得られる安定性の検証を実施した。非運動群（前年度に計測済み）と運動群それぞれの傾きと残差平方和を統計学的に比較した。その結果、運動群は非運動群と比較して、有意に傾きは大きく、残差平方和は小さかった。また、傾きを残差平方和で除することによって、運動中の筋パフォーマンスを示す絶対的な指標を見出すことができた。また、筋音／筋電ハイブリッドセンサシステムのソフトウェアを一部改良した。ペダリング運動に限定されるものの、運動中の筋収縮状態が定量的な数値としてリアルタイムでモニタリングでき、そのトレンドも確認することが可能となった。これにより、運動の実施と評価を簡単に結び付けることが可能となり、運動継続のモチベーションを高める効果が期待できる。
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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
2020年度当初にペダリング中の筋収縮を体系的に評価するために、ケイデンスと筋音／筋電図の関係について検証を行った。これによって、本研究期間内に負荷・ペダリングストローク・ケイデンスの各面から筋収縮を定量評価することができた。この結果は、国際雑誌に投稿する予定である。その後、日常的に運動を行っている運動群を対象に筋音／筋電図の同時計測を実施し、前年度において既に実験を実施した非運動群データと統計学的に比較した。しかしながら、当初予定していたよりも被験者の動員数が下回っており、それを補完するために来年度に追加実験を実施する予定である。また、ペダリング中の筋機能をリアルタイムに表示できるソフトウェアの改良にも着手した。ペダリング中の筋機能が定量的な数値でモニタリングされ、それをトレンドで確認することが可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は、引き続き運動群を対象に筋音／筋電図データを収集する予定である。これらのデータを詳細に解析し、筋音／筋電図から得られる出力特性および運動中の安定性を考察する。筋音図と筋電図を組み合わせることによって、運動中の筋パフォーマンスを質的側面から評価できる新たな指標の確立を目指す。また、これら指標の有用性を国内外での学会や論文等で広く公表する予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの影響により、予定していた国際学会の現地参加を見送った。次年度も現地開催の参加は困難であると考えられるが、オンライン開催の学会に積極的に参加する予定である。また、国際雑誌への論文投稿費にも使用する計画である。
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Research Products
(6 results)
