加齢によるアキレス腱の力学的特性と筋収縮様式の変化が運動機能に及ぼす影響の解明

阐明与年龄相关的跟腱机械特性和肌肉收缩模式变化对运动功能的影响

• 批准号: 22K11426
• 负责人: 宮澤 拓
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: University of Human Arts and Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K11426/
• 关键词: 腱弾性; 超音波エコー; 立位制御; 加齢; 筋-腱相互作用

初年度の研究では、超音波エコー画像の画像処理プログラムの作成と実験環境の構築を主に行った。まず本研究予算にて計上した費用で購入した超音波エコーを使用し、下腿三頭筋の起始部から停止部までを描出し動画ファイルとして保存した。動画ファイルを数値解析ソフトウェアMATLABを使用し、起始部から停止部までの１枚のパノラマ画像となるような画像処理プログラムを作成した。具体的には時系列ごとに連続する画像データを相互相関から近似する移動量の位置を見つけ、重ね合わせることで一枚の画像を得た。さらに結合した画像は重なり合う領域を平均化することで平滑化した。結果、起始部から停止部までの全体像を筋の階層的な構造を明瞭に読み取れる質で結合することに成功した。一方結合したパノラマ画像では、筋線維の不明瞭さがみられた。これは筋腱全長を描出する際にプローブを動かしながら動画保存するため1フレームごとの解像度が静止画に比べて落ちるためである。筋線維を自動で読み取るプログラムにて解析することで部位ごとの羽状角の算出ができるように今後目指す予定である。アキレス腱の力学的特性を計測するためには、1．超音波エコーによる筋腱の描出、2．足関節を固定し筋トルクの測定が必要となる。足関節を固定し底屈トルクを測定できるトルク測定器をカスタムメードで作成し、底屈トルクを発揮している際の筋腱の動態を観察した。結果、腱の伸張量と底屈トルクからアキレス腱に加わる張力を算出することができた。しかし、底屈トルクはこれまでに報告された値よりも若干小さいものであった。足関節の固定性の改良などを行い、最大の筋力が発揮できるようにすることで正確な実験環境の構築を図る。今後は健常成人者での予備研究を追加で実施し、正確な計測が可能になり次第、高齢者での計測を開始し、本研究の主たる目的である加齢変化の解明に繋げていく。

The first year's research, the ultrasonic image processing, the creation of the image, and the construction of the environment were carried out by the master. The cost of purchasing and using the ultrasonic wave was precalculated in this study. The starting part and the stopping part of the triceps tendon are traced out and the animation is saved. Animation value analysis using MATLAB, starting part and stopping The image of the stop part of the 1 piece of のパノラマとなるような is processed by the プログラムをした. The specific には时 series ごとに连続する图データをcorrelationからapproximate するmovement amountのpositionを见つけ,重ね合わせることで一のimageをgetた.さらにcombinationしたimageは重なり合う区を averaging することで smoothingした. As a result, the overall structure of the starting part and the stopping part is similar to the をsuji layer, and the structure is clear and the quality is combined, and the combination is successful. One side combines the image of the したパノラマでは and the muscle line dimension of the unknown さがみられた. The full length of the tendon is drawn and the animation is saved.るため1フレームごとの resolution がstill pictureに比べて下ちるためである. The tendon line dimension is automatically calculated and the angle is calculated based on the analysis of the part and the angle of the feather.アキレス tendon's mechanical characteristicsをmeasurementするためには、1. Ultrasound imaging of tendons and tendons, 2. It is necessary to fix the foot joint and measure the strength of the tendon. Foot joint fixed foot flexion foot flexion foot flexion foot joint measuring instrument foot flexion foot joint measuring deviceドで成し, Bottom bending トルクを発动しているinterior tendon のdynamic を観Observation した. As a result, the amount of tendon extension and underflexion of the tendon and the tension of the tendon were calculated.しかし, bottom bend トルクはこれまでに report された値よりもseveral small さいものであった. The fixation of the foot joint is improved and the maximum strength of the tendons is improved and the environment is constructed correctly. In the future, we will add additional measures to the preparation of healthy adults, the possibility of accurate measurement, and the high order. The main purpose of this study is the beginning of the measurement and the explanation of the change.