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2017 年度 実施状況報告書

運動時呼吸負荷トレーニングによる呼吸応答戦略の解明と効果予測モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K01518
研究機関埼玉県立大学

研究代表者

木戸 聡史  埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 講師 (50513214)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード呼吸筋トレーニング / 呼吸リハビリテーション / シミュレーション解析 / Model-based approach
研究実績の概要

これまでに健常若年成人と高齢者を対象にして身体運動と呼吸負荷を組み合わせて行う運動時呼吸負荷トレーニングが呼吸負荷なしの同強度のトレーニングと比較して心肺持久力と呼吸機能の一部を向上させることが報告されている。
本研究目的は運動時呼吸負荷トレーニングの安全性と効果を高めるための介入方法の改善、介入量と介入期間の最適化、適応対象者の確定を検討するための基盤となる生体応答メカニズムの解明である。当該年度には運動時呼吸負荷トレーニング中に取得した生体情報を活用して解析プログラムを作成した。運動中の呼吸動態の解明では呼吸相により動態が全く異なるため連続的に取得したデータの解析には注意が必要である。我々が取得した情報は呼吸筋筋電位・呼吸フロー、胸郭拡張差であったが、吸気相および呼気相での各吸気筋および呼気筋・呼吸フローの詳細な解析が可能となった。詳細な解析を行うためのパラメータ算出も可能となった。また、平行して胸郭モデルの作成を開始した。今後作成するモデルの実現可能性検討として簡易モデルを作成して解析パラメータを投入することで、深部筋である横隔膜動態の再現ができる可能性を確認した。これらにより次年度以降に行うシミュレーション解析の基盤が構築された。次年度以降には当該年度に実施した内容を基盤としてモデル精度の向上を図ることで、運動時呼吸負荷トレーニングにおける呼吸応答戦略の解明に迫る予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初は簡易モデルの作成までを予定していたが、当該年度には簡易モデルへ解析データの一部を投入して動作を確認することができたため。

今後の研究の推進方策

今後も当初研究計画に従って研究を推進する。しかしながら作成している胸郭モデルを解析する上では予測外の挙動を示すことが多くあるため、トライアルアンドエラーを繰り返して解析精度を高めると同時に解析の実現のための調整を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

当該年度では概ね予定通りの額の使用となったが、約1万円が次年度使用額となった。次年度には研究成果公開のために論文掲載料の一部としての使用を計画している。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] The Physiological Effects of Combined Training with Breathing Resistance and Sustained Physical Exertion in Healthy Young Adults2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kido, Ayako Katakura, Yasuhiro Nakajima, Toshiaki Tanaka, Tomoya Miyasaka, Syuhei Sakurai, Wenwei Yu
    • 雑誌名

      J Nov Physiother

      巻: 8 ページ: -

    • DOI

      10.4172/2165-7025.1000376

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cardiorespiratory Response during Combined Training with Breathing Resistance and Sustained Physical Exertion: a Pilot Study2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kido, Wenwei Yu, Yasuhiro Nakajima, Toshiaki Tanaka, Tomoya Miyasaka, Satoshi Shirogane, Hiroshi Maruoka, Kiyomi Takayanagi,
    • 雑誌名

      Phys Med Rehabil Res.

      巻: 2(2) ページ: 1-5

    • DOI

      10.15761/PMRR.1000139

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Respiratory muscle dynamics prediction formulas for inspiration load pressure change2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kido, A. Takahashi, Y. Yoshida, S. Sakurai, W. Yu
    • 学会等名
      European Respiratory Society International Congress 2017
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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