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2021 年度 実施状況報告書

ウェアラブルデバイスを用いた下肢血行動態センシングによる座位行動の減少方策の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K17691
研究機関東京医科大学

研究代表者

遠藤 祐輝  東京医科大学, 医学部, 兼任助教 (90894866)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード近赤外線分光法 / 座位行動 / 筋酸素動態 / ウェアラブルデバイス / 加速度計 / 微小循環 / 軽運動
研究実績の概要

座位行動による健康へのリスクファクターの一つは下肢血流の低下であるが、生活環境下での座位行動評価には、妥当性やコストの点から加速度計による評価が一般である。超音波ドップラ法や血管内皮機能検査法による下肢血行動態評価は、測定装置の大きさやコスト、手技等の観点から生活環境下で使用することは困難であったが、近年開発された加速度計内蔵型ウェアラブル近赤外線分光法装置(NIRS)を使用することにより、非侵襲的かつ簡便に生活環境下での下肢血行動態を評価することが可能となった。
本研究の目的は、①ウェアラブルNIRSによる座位行動時の下肢血行動態低下を検出する新規評価法を確立すること、②ウェアラブルNIRSにより生活環境下における座位行動時の下肢血行動態を解明すること、③座位行動による下肢血行動態の低下を解消させる具体的な行動様式の開発とそれらの効果を検証することである。
2021年度は、ウェアラブルNIRSを使用した生活環境下での座位行動評価プロトコル確立にむけたウェアラブルNIRSの設定(サンプリングレート、加速度・角速度など)の検討や下肢血行動態評価に適した被験筋を抽出のための予備実験を実施した。また、予備実験の結果や先行研究での知見を踏まえ、実験室環境下での3時間座位姿勢保持時の下肢血行動態、および座位姿勢保持中の軽運動(足関節底背屈運動)の実施が下肢血行動態に及ぼす影響をウェアラブルNIRSで評価した。その結果、座位姿勢保持後における筋代謝の有意な低下と軽運動実施による筋代謝低下の抑制効果が確認された。

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

新型コロナウイルス感染症の拡大に伴う緊急事態宣言やまん延防止等重点措置により、ヒトを対象とした実験の実施が困難であったため、本年度に実験を行えた人数は5名であり、予定をしていた被験者数20名分のデータを収集することができなかった。一方で、当初は2年目以降に予定していた座位行動時の下肢血行動態の停滞を解消させる運動プロトコルとその効果の検討を始めることができた。

今後の研究の推進方策

2021年度に実施した実験プロトコルをベースに、引き続き対象者数を増やして実験を実施する。また、ウェアラブルNIRSから得られる加速度計と筋酸素化指標の連続データの解析を進め、生活環境下での実験に向けた座位行動評価指標を確立させる。加えて、ウェアラブルNIRSを使用した生活環境下座位行動における下肢血行動態の解明に向けた実験を開始する。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルスの影響で当初予定していた被験者数の測定を実施できなかったこと、2021年度実施した測定における被験者への謝金を別予算より支出することが可能になったこと、参加予定であった学会がWeb開催となったことから、当初計上していた謝金、測定機器や消耗品などの物品購入費用、旅費に次年度使用額が生じた。
2022年度は、2021年度に実施できなかった測定と2022年度に実施予定の測定を実施し、謝金、実験備品および消耗品の購入に使用する予定である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Changes in Optical Path Length Reveal Significant Potential Errors of Muscle Oxygenation Evaluation during Exercise in Humans2021

    • 著者名/発表者名
      Endo T, Kime R, Fuse S, Murase N, Kurosawa Y, Hamaoka T
    • 雑誌名

      Medicine & Science in Sports & Exercise

      巻: 53 ページ: 853~859

    • DOI

      10.1249/MSS.0000000000002530

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduced Scattering Coefficient During Incremental Exercise Is Constant Without Being Affected by Changes in Muscle Oxygenation or Hemodynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Endo T, Kime R, Fuse S, Murase N, Kurosawa Y, Hamaoka T
    • 雑誌名

      Advances in Experimental Medicine and Biology

      巻: 1269 ページ: 107~112

    • DOI

      10.1007/978-3-030-48238-1_17

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation of Plasma Amino Acid and Anthropometric Profiles with Brown Adipose Tissue Density in Humans2021

    • 著者名/発表者名
      Kuroiwa M, Hamaoka-Fuse S, Sugimoto M, Kurosawa Y, Aita Y, Tomita A, Anjo M, Tanaka R, Endo T, Kime R, Hamaoka T
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 10 ページ: 2339~2339

    • DOI

      10.3390/jcm10112339

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of brown adipose tissue vascular density on body adiposity in healthy Japanese infants and children2021

    • 著者名/発表者名
      Kuroiwa M, Hamaoka‐Fuse S, Amagasa S, Kime R, Endo T, Tanaka R, Kurosawa Y, Hamaoka T
    • 雑誌名

      Obesity Science & Practice

      巻: 8 ページ: 190~198

    • DOI

      10.1002/osp4.559

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Total hemoglobin concentrations measured in supraclavicular region in children and adults using near-infrared time-resolved spectroscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Miyuki Kuroiwa, Sayuri Fuse, Riki Tanaka, Tasuki Endo, Ryotaro Kime, Yuko Kurosawa, Takafumi Hamaoka
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2022 BiOS
    • 国際学会
  • [学会発表] Greater muscle oxygenation during moderate-intensity constant-work exercise in endurance athletes2022

    • 著者名/発表者名
      Tasuki Endo, Rotaro Kime, Riki Tanaka, Sayuri Fuse, Miyuki Kuroiwa, Yuko Kurosawa, Takafumi Hamaoka
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2022 BiOS
    • 国際学会
  • [学会発表] Seasonal differences in brown adipose tissue vascular density determined using total hemoglobin concentration in the supraclavicular region among Japanese healthy adults2022

    • 著者名/発表者名
      Sayuri Fuse, Miyuki Kuroiwa, Riki Tanaka, Tasuki Endo, Ryotaro Kime, Yuko Kurosawa, Takafumi Hamaoka
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2022 BiOS
    • 国際学会
  • [学会発表] Brown adipose tissue density is inversely correlated with the changes in plasma branched-chain amino acids produced during strength training2022

    • 著者名/発表者名
      Riki Tanaka, Sayuri Hamaoka-Fuse, Miyuki Kuroiwa, Masahiro Sugimoto, Yuko Kurosawa, Yasuko Aita, Atsumi Tomita, Mikiko Anjo, Tasuki Endo, Ryotaro Kime, Takafumi Hamaoka
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2022 BiOS
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト褐色脂肪組織に与える環境要因の検索2021

    • 著者名/発表者名
      布施沙由理、二連木晋輔、黒岩美幸、遠藤祐輝、田中璃己、木目良太郎、黒澤裕子、浜岡隆文
    • 学会等名
      第40回日本臨床運動療法学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 持久性鍛錬者と非鍛錬者における一定負荷運動時の活動筋組織酸素動態の差異2021

    • 著者名/発表者名
      遠藤祐輝、木目良太郎、布施沙由理、田中璃己、黒岩美幸、黒澤裕子、浜岡隆文
    • 学会等名
      第76回日本体力医学会大会
  • [学会発表] 近赤外時間分解分光法を用いて評価したヒト褐色脂肪組織密度と関連する因子の検討2021

    • 著者名/発表者名
      布施沙由理、黒岩美幸、遠藤祐輝、田中璃己、木目良太郎、黒澤裕子、浜岡隆文
    • 学会等名
      第27回医用近赤外線分光法研究会・第25回酸素ダイナミクス研究会 合同研究会
  • [学会発表] 運動トレーニングによる褐色脂肪組織密度と血中BCAA濃度の関連2021

    • 著者名/発表者名
      田中璃己、布施沙由理、黒岩美幸、杉本昌弘、黒澤裕子、相田泰子、富田淳美、安生幹子、遠藤祐輝、木目良太郎、浜岡隆文
    • 学会等名
      第27回医用近赤外線分光法研究会・第25回酸素ダイナミクス研究会 合同研究会
  • [学会発表] Correlation of Plasma Amino Acid and Anthropometric Profiles with Brown Fat Tissue Density in Humans2021

    • 著者名/発表者名
      Miyuki Kuroiwa, Sayuri Hamaoka-Fuse, Masahiro Sugimoto, Yuko Kurosawa, Yasuko Aita, Atsumi Tomita, Mikiko Anjo, Riki Tanaka, Tasuki Endo, Ryotaro Kime, Takafumi Hamaoka
    • 学会等名
      obesity week
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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