Load distribution within the contracting hamstring muscles: relevance to strain injuries in sport

收缩腿筋肌肉内的负荷分布：与运动中拉伤的相关性

基本信息

批准号：
17F17412
负责人：
川上泰雄
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-11-10 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17412/
关键词：
muscle strain injury hamstrings ultrasonography injury fatigue elastography in vivo

项目摘要

スプリント動作中に頻発するハムストリングスの肉離れの発生機序を探るという研究目的に関して、動的筋力計を用いて一定の角速度で膝関節伸展を行い、その際の超音波エラストグラフィ画像を、ハムストリングスを構成する3筋（大腿二頭筋、半腱様筋、半膜様筋）からリアルタイムで取得する、という実験系を前年度に確立した。この実験系のもとで、平成30年度は、1）筋活動様式や収縮強度が各筋の応答に及ぼす影響、2）各筋の解剖的特徴（大きさや形状）と超音波エラストグラフィによる剪断弾性率との関連性、の2点に関しての研究を進めた。令和元年度は、これに続き、3）異なる筋活動様式のもとでの筋疲労が各筋の負担度に及ぼす影響、4）等尺性・短縮性筋活動のもとでの大腿二頭筋長頭と半腱様筋の剪断弾性率の筋内分布と収縮強度の関連性、に関する研究を行った。研究の結果、筋の剪断弾性率と収縮強度の間に存在する非直線的な関係に筋による違いがあり、特に半腱様筋の「負担度」が高いこと、筋疲労は短縮性筋活動で顕著であるにも関わらず、大腿二頭筋長頭の「負担度」は伸長性筋活動のもとでの筋疲労に伴って低下することなどが示された。また、各条件下の各筋の応答には大きな個人差が存在することも明らかになった。上記の研究成果はこれまでに国内外含めて報告例がなく、極めて新規性が高い。実験結果は、ハムストリングスの肉離れを経験したスプリント系の選手の傷害の統計結果や内省と呼応するものであり、肉離れの発生機序の解明に大きく迫るものである。また、筋の反応に個人差が大きいことは、同様の運動を実施しても肉離れを経験しやすい者とそうでない者がいる、という事実と関係している可能性がある。研究成果は臨床上、また、骨格筋メカニクス研究上、大変意義深いものといえる。研究成果は査読付きの国際学会において2件の口頭発表として結実し、現在、学術論文の投稿準備中である。

为了探索短跑过程中经常发生的腿筋拉伤的机制，我们去年建立了动态测功机以恒定角速度伸展膝关节，并收集超声弹性成像图像来显示腿筋肌肉。一种实验系统，从构成肌肉的三块肌肉（股二头肌、半腱肌和半膜肌）实时获取数据。基于这个实验系统，2018年我们将研究1）肌肉活动模式和收缩强度对每块肌肉反应的影响，2）每块肌肉的解剖特征（大小和形状）以及使用超声弹性成像的剪切力。研究两点：与弹性模量的关系。 2019年，我们将继续关注3）不同肌肉活动模式下肌肉疲劳对每块肌肉负荷的影响，以及4）等长和缩短肌肉活动下肌肉疲劳对每块肌肉负荷的影响。进行了头肌长头和半腱肌剪切模量肌内分布与收缩强度关系的研究。研究表明，肌肉剪切模量和收缩强度之间的非线性关系因肌肉而异，半腱肌的“负荷”特别高，并且肌肉疲劳是由肌肉活动缩短引起的。股二头肌长头上的“应变”随着伸肌活动下的肌肉疲劳而减少。研究还表明，每种情况下每块肌肉的反应存在很大的个体差异。上述研究成果国内外尚未见报道，极具新颖性。实验结果呼应了经历过腿筋拉伤的短跑运动员的伤病统计和反思，对于阐明肌肉拉伤发生的机制大有帮助。此外，肌肉反应的巨大个体差异可能与以下事实有关：即使进行类似的锻炼，有些人更容易出现肌肉撕裂，而另一些人则不会。该研究成果可以说对于临床以及骨骼肌力学研究都具有重要意义。研究结果已在同行评审的国际会议上进行了两次口头报告，目前正在准备提交学术论文。