磁気共鳴画像法による生体内温度分布を用いた骨格筋クーリングの検証

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23650362
• 研究機関: 和歌山県立医科大学
• 研究代表者: 馬渕 博行 和歌山県立医科大学, みらい医療推進センター, 研究員 (50365508)
• 研究分担者: 赤木 亮太 芝浦工業大学, システム工学部, 助教 (20581458) ; 高橋 英幸 独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, その他部局等, その他 (00292540) ; 奥脇 透 独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, その他部局等, その他 (20274871) ; 俵 紀行 北海道大学, その他の研究科, 助教 (30344279) ; 三井 利仁 和歌山県立医科大学, 公私立大学の部局等, 助教 (70564186) ; 藤堂 幸宏 独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, その他部局等, その他 (30601075) [辞退]
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2015-03-31
• キーワード: 骨格筋 / 磁気共鳴画像法 / クーリング / コンディショニング

研究実績の概要

本研究では、磁気共鳴画像法（以下、MRI）を用い、骨格筋に対するクーリングの効果を非侵襲的に検証し、現場へ活用するための科学的エビデンスとして確立させる検討を行っている。MRIの指標のひとつであるT1値は、熱振動としてエネルギー放出を継続している縦緩和を示しており熱依存性が高い。これを基に、形態画像とT1値の分布を兼ね合わせ可視化した「MRI-T1map」を作成することで、視覚的に部位の道程が可能となることから生体内骨格筋に対するクーリングの効果を非侵襲的に検証することを目的としている。
平成２３年度は、電解質を含んだ水溶液を異なる温度に設定し、MRI-T1mapが有用であるかの検証、及び、骨格筋に対し、約５℃の水を循環させたクーリングパッドをあて、骨格筋の温度変化についてMRI-T1mapが有用であるかの検証を行った。その結果、水溶液の温度変化とともに骨格筋のT1値が変化し、可視化が可能であることが示唆された。
平成２４年度は、MRIの代表的な指標としてT1値とT2値が挙げられるため、水溶液及び骨格筋において温度によるT1値及びT2値の変化を検証した。この結果、温度変化に関して、水溶液においてはT2値では温度に依存した変化はみられないが、T1値は温度の上昇とともに増加し、温度の低下とともに値が減少することが確認された。
以上の結果により、生体内における温度変化がMRI-T1mapにより明らかになった。
平成２５年度、平成２６年度は、臨床現場及びスポーツ現場での活用を想定した研究を行った。骨格筋に対するクーリングを行った際、クーリング5分までに急激な温度低下が確認された。その後、緩やかに低下し、クーリング20分で温度低下は停止した。また、クーリング前に温度に戻るには、クーリングを行った時間と同等以上の時間を要することを確認した。