| 研究課題/領域番号 |
21K17514
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分59010:リハビリテーション科学関連
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| 研究機関 | 茨城県立医療大学 |
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研究代表者 |
河村 健太 茨城県立医療大学, 保健医療学部, 助教 (00875742)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 酸素摂取量 / 頸部吸気筋 / リハビリテーション / 運動強度 / 呼吸筋 / 機械学習 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
リハビリテーションにおいて運動強度を評価することは安全に運動療法を進め, 回復に必要な運動負荷を処方できているか判断するために重要である。臨床では運動強度評価を呼気ガス分析や心拍数などで行うことが多いが, 簡便性や正確性に問題がある。本研究では漸増運動負荷試験中に呼吸筋の筋活動を測定し, 運動強度の指標となる呼気ガス分析による代謝機能のデータとの関連性を調べる。また, 呼吸筋の筋活動を詳細に解析して運動強度の予測モデルを作成する。予測したモデルの精度は, 実際にリハビリテーションを実施している入院患者で検証する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では呼吸筋の筋活動から運動強度設定の目安となる酸素摂取量を予測することが可能かどうかを調べ、運動強度の予測モデルを作成する。そして、作成した予測モデルの臨床応用可能性についても検証することが目的である。
2021年度は運動時の酸素摂取量や二酸化炭素排泄量を中心とした代謝データと呼吸筋活動の関連性、特徴を明らかにするための実験を実施した。健常成人を対象として自転車エルゴメーターによる漸増運動負荷試験を行い、換気量、酸素摂取量に二酸化炭素排泄量、呼吸筋の筋電図を同時計測した。漸増運動時の呼吸筋の筋活動の変化の特徴と機械学習モデルによる予測精度を報告した。
2022年度は健常成人を対象として、臨床的にリハビリテーションで採用されることが多い歩行運動での検証を行った。トレッドミルを用いて速度・傾斜を変化させて呼吸筋の筋活動と酸素摂取量の関連性を調べた。
2023年度はトレッドミルの実験データのサンプル数を増加し、解析したデータを現在論文投稿中である。頸部吸気筋の一部の筋活動と酸素摂取量には有意な正の相関関係を認めたが、今回の実験プロトコルでは臨床的に応用するには十分な精度とは言えなかった。そのため、呼吸筋の筋電図に追加して関節角度や加速度などのパラメーターも追加してより精度の高いモデルの作成が可能かの検証を開始している。
今後、追加パラメータの測定と追加解析を進めて、より精度の高いモデルの作成を目指す。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
呼吸筋の筋活動のデータ解析のみでは臨床的に活用可能な酸素摂取量の予測精度が保てない可能性があり、そのほかのパラメータを検討・測定しているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
頸部吸気筋の筋電図と酸素摂取量の解析結果、および追加パラメータの解析結果について論文投稿を行い、掲載を目指す。
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