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2021 年度 実績報告書

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

研究課題

研究課題/領域番号 19K19967
研究機関川崎医療福祉大学

研究代表者

福原 真一  川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 講師 (70745497)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード筋音図 / 筋電図 / 筋パフォーマンス
研究実績の概要

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。
2021年度は前年度に引き続き運動群を対象に筋音図と筋電図データの取得を実施した。これまでの研究成果から以下の知見が得られた。1)筋電図はすべての負荷においてコントロール群とアスリート群との間で差がなかったのに対して、筋音図は高負荷域でアスリート群がコントロール群よりも有意に大きかった。2)筋電図と筋音図の相関関係から、アスリート群の回帰直線は強い正の相関を認め、コントロール群よりも有意に大きい傾きが得られた。3)アスリート群の残差平方和はコントロール群よりも有意に小さかった。4)傾きを残差平方和で除した値はアスリート群とコントロール群との間で明らかな差が認められた。
運動中の筋パフォーマンスを表す指標としてDMPI(dynamic muscle performance index)= 回帰直線の傾き/残差平方和と定義した。DMPIは直接的かつ鋭敏に運動中の筋パフォーマンスを反映する指標として期待される。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

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 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Pedaling stroke length effects on the muscle mechanical and electrical activity during recumbent cycling2021

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Fukuhara, Hisao Oka
    • 雑誌名

      Gazzetta Medica Italiana - Archivio per le Scienze Mediche

      巻: 180(9) ページ: 455-463

    • DOI

      10.23736/S0393-3660.20.04516-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Indices reflecting muscle contraction performance during exercise based on a combined electromyography and mechanomyography approach2021

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Fukuhara, Takaki Kawashima, Hisao Oka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11(1) ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-021-00671-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 人工心肺用鉗子操作における筋電図学的分析2022

    • 著者名/発表者名
      福原 真一
    • 学会等名
      第35回医療福祉研究報告会
  • [学会発表] 筋音/筋電ハイブリッドセンサによる等速性膝伸展時の筋疲労評価2021

    • 著者名/発表者名
      河島 隆貴, 石田 弘, 岡田 裕, 福原 真一
    • 学会等名
      第58回日本リハビリテーション医学会学術集会
  • [学会発表] 運動中の筋パフォーマンスを反映する新たな評価指標の確立 ― 筋音/筋電図による複合的アプローチ ―2021

    • 著者名/発表者名
      福原 真一, 岡 久雄
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
  • [学会発表] 筋電図に基づいた人工心肺の鉗子操作における筋活動の特性分析2021

    • 著者名/発表者名
      福原 真一, 榎本 敦樹, 小田 由布子, 岡寺 菜香, 熊谷 亮哉, 杉野 太軌
    • 学会等名
      第11回中四国臨床工学会
  • [学会発表] ECMOにおける教育の体系化を目指したシミュレーションシステムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      原 真一, 小山 智也, 枝村 優真, 山岡 明加, 柳田 恵佑, 堀内 優之介
    • 学会等名
      第11回中四国臨床工学会
  • [学会発表] Opposing responses of electromyography and mechanomyography with increasing pedaling cadence2021

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Fukuhara, Hisao Oka
    • 学会等名
      43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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