呼吸筋活動による新しい運動強度予測モデルの開発とリハビリテーションへの臨床応用

基于呼吸肌活动的新型运动强度预测模型及其康复临床应用

• 批准号: 21K17514
• 负责人: 河村 健太
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Ibaraki Prefectural University of Health Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K17514/
• 关键词: 酸素摂取量; 呼吸筋; 機械学習; 運動強度; リハビリテーション

本研究では呼吸筋の活動から運動強度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が臨床応用可能か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、酸素摂取量に二酸化炭素排泄量、呼吸筋（胸鎖乳突筋、横隔膜、腹直筋）と下肢（大腿直筋、外側広筋、腓腹筋外側頭）の筋電図、胸部運動を同時計測した。2022年度は健常成人を対象として臨床的に近いトレッドミルを用いて速度・傾斜を変化させて筋活動と酸素摂取量の関連性を調べた。試験はランプ負荷試験と、ランプ負荷試験から推察した代謝閾値前後の負荷の2回の試験を実施した。現在サンプル数の蓄積とデータ解析途中ではあるが、予測された代謝閾値の前後では筋活動の大きさが異なり、一度閾値を超えるとその傾向が持続する可能性が考えられた。また、筋によってその傾向が異なる様子も観察されている。今後、サンプル数をさらに蓄積させていき、酸素摂取量の変化に反応する傾向が高いパラメーターの選出を行う。そのうえでデータを学習・予測モデルの作成を行っていく予定である。併せて、呼吸筋や下肢筋の筋電図以外にも酸素摂取量の予測が可能なパラメーターを追加検討している。

This study で は respiratory muscle の activity か ら exercise intensity を be す る こ と が may か ど う か を べ, exercise intensity の be モ デ ル を made す る. そ し て, consummate し た be モ デ ル が clinical 応 may use か 検 card す る こ と が purpose で あ る. 2021 annual は movement の acid element, take quantity や two acidification carbon emissions を center と し た metabolic デ ー タ と respiratory muscle activity の masato even sex, 徴 を Ming ら か に す る た め の be 験 を be applied し た. The healthy adult を often like と seaborne し て since planning car エ ル ゴ メ ー タ ー に よ る gradually raised sports load test line を い, acid, take quantity に two acidification carbon emissions, respiratory muscle (sternoclavicular mastoid muscle, diaphragm, rectus muscle) と lower limbs (straight leg muscle, lateral hiroo, phil. The lateral head of the abdominal muscle) の jin electric 図 を, chest movement at the same time measuring し た. は 2022 health adults often を like と seaborne し て clinical に nearly い ト レ ッ ド ミ ル を with い て speed, tilt を variations change さ せ て muscle activity と acid element, take quantity の masato even sex を adjustable べ た. Test は ラ ン プ load test と, ラ ン プ load test か ら push examine し た の load before and after the metabolic threshold numerical の 2 back の test を be applied し た. Now サ ン プ ル number の accumulation と デ ー タ analytic way で は あ る が, be さ れ た metabolic threshold before and after the numerical の で は muscle activity の big き さ が different な り, once the threshold numerical を え る と そ の tendency が hold 続 す る possibility が exam え ら れ た. Youdaoplaceholder0, sinews によってそ また tend to が different なる samurai 観 observe されて る る る. Number in the future, サ ン プ ル を さ ら に accumulation さ せ て い き, acid, take quantity の variations change に anti 応 す る high tendency が い パ ラ メ ー タ ー の elected う を line. Youdaoplaceholder0 そ うえでデ タを タを タを study · pretest モデ モデ を make を lines って く く predetermine である. And せ て, respiratory muscle や lower limb muscle の muscle electricity outside 図 に も acid element, take quantity の may be が な パ ラ メ ー タ ー を beg し additional 検 て い る.

项目成果

Features of electromyography threshold of the respiratory muscles during incremental exercise test

增量运动试验呼吸肌肌电阈值特征

• DOI: 10.1016/j.resp.2021.103785
• 发表时间: 2022
• 期刊: Respiratory Physiology & Neurobiology
• 影响因子: 2.3
• 作者: Kawamura Kenta;Iida Shogo;Kobayashi Masaaki;Setaka Yukako;Tomita Kazuhide
• 通讯作者: Tomita Kazuhide

吸気筋活動による運動時の経時的な酸素摂取量の予測可能性の検討

使用吸气肌活动检查运动期间摄氧量随时间变化的可预测性

• 发表时间: 2021
• 作者: 河村健太;阿江数通;冨田和秀
• 通讯作者: 冨田和秀

Prediction of the oxygen uptake patterns during an incremental exercise test using long short - term memory in electromyography

使用肌电图中的长短期记忆预测增量运动测试期间的摄氧量模式

• DOI: 10.7600/jspfsm.70.355
• 发表时间: 2021
• 期刊: Japanese Journal of Physical Fitness and Sports Medicine
• 作者: Kawamura Kenta;Ae Kazumichi;Tomita Kazuhide
• 通讯作者: Tomita Kazuhide

Correlation between electromyogram threshold of respiratory muscles and anaerobic threshold

呼吸肌肌电阈值与无氧阈值的相关性

• 发表时间: 2021
• 作者: Kawamura Kenta;Iida Shogo;Kobayashi Masaaki;Setaka Yukako;Tomita Kazuhide
• 通讯作者: Tomita Kazuhide