Details of a Researcher - KATAYOSE Masaki

Papers - KATAYOSE Masaki

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廣田健斗, 渡邉耕太, 齋藤悠城, 片寄正樹, 寺本篤史, 山下敏彦

整形・災害外科 ( 金原出版(株) ) 61 ( 7 ) 861 - 868 2018.06

＜文献概要＞生体において長母趾屈筋(FHL)分枝パターンを判別するテスト方法を考案し,その妥当性を検討した。本テストは足関節中間位にて母趾趾節間関節の自動屈曲運動を行わせ,同時に屈曲した足趾を記録する方法である。1)機能解剖学的検証:Thiel法固定足標本6肢を用いた。FHL,長趾屈筋(FDL)をそれぞれ牽引し,各趾末節骨に挿入した鋼線の屈曲角度変化量を算出し,その後,FHLの分枝を肉眼的に観察した。2)生体による検証:健常男性4名に対しワイヤー電極を介してFHLを電気刺激し,電気刺激による屈曲趾とFHL分枝テストの一致度を評価した。1)FHL分枝の付着する足趾では,FHL牽引時の足趾屈曲角度変化量がFDL牽引時と同等であった。2)電気刺激による屈曲趾とFHL分枝テスト中に屈曲した足趾は全被験者で一致していた。FHLの収縮時にはFHL分枝が付着する足趾も十分に屈曲することが示された。今回考案したテストはFHLの分枝判別に利用できると考えられた。

A Multi-modality Approach Towards Elucidation of the Mechanism for Human Achilles Tendon Bending During Passive Ankle Rotation.

Ryuta Kinugasa, Keigo Taniguchi, Naoto Yamamura, Mineko Fujimiya, Masaki Katayose, Shu Takagi, V. Reggie Edgerton, Shantanu Sinha

Scientific Reports 8 ( 1 ) 4319 - 4319 2018.03 [Refereed] [International journal]

The in vitro unconstrained Achilles tendon is nearly straight, while in vivo experiments reveal that the proximal region of the Achilles tendon, adjacent to Kager's fat pad, bends ventrally during plantarflexion but remains nearly straight during dorsiflexion. Tendon bending is an important factor in determining the displacement of the foot compared to the shortening of the muscle fibers. The objective of this study was to elucidate the various mechanisms that could cause tendon bending, which currently remain unknown. Examination of Thiel-embalmed cadavers, with preservation of native articular joint mobility, revealed that the Achilles tendon still bent ventrally even when its surrounding tissues, including the skin surface, Kager's fat pad, and distal portions of the soleus muscle were removed. Shear modulus and collagen fiber orientation were distributed homogeneously with respect to the longitudinal line of the tendon, minimizing their causative contributions to the bending. Given that tendon bending is not caused by either the nature of the deformations of the tissues surrounding the Achilles tendon or its physical properties, we conclude that it results from the geometric architecture of the Achilles tendon and its configuration with respect to the surrounding tissues.

DOI PubMed

アーチサポートが立位での足趾屈曲力に与える影響

廣田健斗, 渡邉耕太, 片寄正樹, 寺本篤史, 山下敏彦

日本臨床スポーツ医学会誌 ( (一社)日本臨床スポーツ医学会 ) 26 ( 1 ) 109 - 114 2018.01

【はじめに】足趾の屈曲機能は足部の安定化やスポーツパフォーマンスに重要であることが知られている。足内側縦アーチ低下や足部障害をきたした選手に、アーチサポートを処方することは一般的である。しかしアーチサポートによる足趾機能への影響は不明である。そこで本研究の目的は、内側縦アーチのアーチサポートが立位での足趾屈曲力に影響するかを検討することとした。【方法】6名の健常男性を対象とした(平均21歳)。測定条件:肢位は静止立位とし、全足趾同時に最大努力での足趾屈曲運動を5秒間行った。使用したアーチサポートは高さ5mmで、内側縦アーチ下に挿入した。評価項目:足アーチ形状評価にはアーチ高比を用い、アーチ高を切頂足長で除した値とした。足趾屈曲力は足圧分布測定システム(ニッタ株式会社、F-スキャン)にて計測した。データ解析:アーチサポート有無の2条件間で足趾屈曲力を比較した。統計学的解析は対応のあるt検定を用いた(p<0.05)。【結果】アーチ高比の値はローアーチ〜正常の範囲であった(平均0.331±0.019)。足趾屈曲力はアーチサポート無し条件で8.26±1.86kg、アーチサポート有り条件で9.20±2.03kgであり、両群間で有意差を認めた(p=0.004)。【考察】アーチサポートによる足趾屈曲力の向上には、内側縦アーチの支持性向上や足内在筋の圧迫、バランス機能の改善が関与したと考えた。アーチサポートの有効性には、足趾屈曲力向上もかかわっている可能性が示唆された。(著者抄録)

新たな足関節底屈筋力評価法の信頼性と有用性

小林匠, 野宮杏奈, 谷口圭吾, 片寄正樹

日本アスレティックトレーニング学会誌 4 ( 1 ) 2018 [Refereed]

Estimation of quadriceps femoris muscle dysfunction in the early period after surgery of the knee joint using shear-wave elastography.

Makoto Kawai, Keigo Taniguchi, Tomoyuki Suzuki, Masaki Katayose

BMJ open sport & exercise medicine 4 ( 1 ) e000381 2018 [International journal]

OBJECTIVES: Orthopaedic surgery of the knee joint results in functional deterioration of the quadriceps femoris muscle. However, little is known about quadriceps femoris muscle dysfunction in the early postsurgical period. Therefore, we examined the stiffness of the quadriceps femoris muscle in the early postsurgical period. METHODS: Seven patients and seven healthy controls performed quadriceps contraction exercises. In resting and contraction conditions, the shear modulus, muscle thickness and pennation angle were measured for the vastus medialis (VM), vastus lateralis (VL) and the rectus femoris (RF) using ultrasound elastography. RESULTS: The shear moduli of the VM, VL and RF in the control group did not significantly interact, while the shear moduli in the patient group did show a significant interaction. In the resting condition, there was no difference between the unaffected and affected sides in the patient group, but the shear moduli of the VM and VL in the contraction condition was significantly lower on the affected side than the unaffected side.The contraction ratios between muscles by limbs did not significantly interact. However, there were main effects due to muscle and limb factors. The VM and VL had a significantly higher contraction ratio than the RF, and the control and unaffected limbs had a higher contraction ratio than the affected limb. CONCLUSION: The results demonstrated a decrease in muscle stiffness during contraction in patients with quadriceps femoris dysfunction. Measurement of the shear modulus has potential as a new evaluation index and with high sensitivity to decreases in muscle contraction.

DOI PubMed

外側方向の片脚ホップ動作における足関節捻挫群の足関節角度の特徴

吉田昌弘, 吉田真, 片寄正樹

日本アスレティックトレーニング学会誌 3 ( 1 ) 39 - 44 2017.12 [Refereed]

Muscular responses appear to be associated with existence of kinesthetic perception during combination of tendon co-vibration and motor imagery

Eriko Shibata, Fuminari Kaneko, Masaki Katayose

EXPERIMENTAL BRAIN RESEARCH ( SPRINGER ) 235 ( 11 ) 3417 - 3425 2017.11 [Refereed]

The afferent inputs from peripheral sensory receptors and efferent signals from the central nervous system that underlie intentional movement can contribute to kinesthetic perception. Previous studies have revealed that tendon vibration to wrist muscles elicits an excitatory response-known as the antagonist vibratory response-in muscles antagonistic to the vibrated muscles. Therefore, the present study aimed to further investigate the effect of tendon vibration combined with motor imagery on kinesthetic perception and muscular activation. Two vibrators were applied to the tendons of the left flexor carpi radialis and extensor carpi radialis. When the vibration frequency was the same between flexors and extensors, no participant perceived movement and no muscle activity was induced. When participants imagined flexing their wrists during tendon vibration, the velocity of perceptual flexion movement increased. Furthermore, muscle activity of the flexor increased only during motor imagery. These results demonstrate that kinesthetic perception can be induced during the combination of motor imagery and co-vibration, even with no experience of kinesthetic perception from an afferent input with co-vibration at the same frequency. Although motor responses were observed during combined co-vibration and motor imagery, no such motor responses were recorded during either co-vibration alone or motor imagery alone, suggesting that muscular responses during the combined condition are associated with kinesthetic perception. Thus, the present findings indicate that kinesthetic perception is influenced by the interaction between afferent input from muscle spindles and the efferent signals that underlie intentional movement. We propose that the physiological behavior resulting from kinesthetic perception affects the process of modifying agonist muscle activity, which will be investigated in a future study.

DOI

Three-dimensional morphometric analysis of the talus: implication for variations in kinematics of the subtalar joint.

Nozaki S, Watanabe K, Katayose M

Surgical and radiologic anatomy : SRA 39 ( 10 ) 1097 - 1106 2017.10 [Refereed] [International journal]

PURPOSE: Three-dimensional (3D) movement of the clinical subtalar joint (CSTJ) is primarily determined by the morphology of the articular surfaces of the talus. The purposes of this study were to assess the 3D orientation of the CSTJ facets of the talus and the talar head and to determine the tri-axial angular relationship. METHODS: Fifty dry tali were scanned using computed tomography to create a 3D bone model of the talus. The tri-axial angles of the anterior, middle, and posterior facets and the talar head were calculated. A correlation analysis between the angles of the posterior facet and the talar head was also performed. RESULTS: The transverse angle at both the posterior facet and the talar head was significantly correlated with the sagittal angle (r = -0.441, p < 0.001; and r = -0.694, p < 0.001, respectively). The sagittal angle of the posterior facet was significantly correlated with that of the talar head (r = 0.478, p < 0.001). CONCLUSIONS: When the posterior facet of the talus and the talar head exhibits a greater downward and lesser medial orientation, a greater inversion/eversion at the CSTJ should be induced, while an opposite orientation should induce greater plantarflexion/dorsiflexion and medial/lateral rotation at the CSTJ. Our findings will be useful for planning rehabilitation programs and surgical interventions to correct the subtalar joint orientation in clinical settings.

DOI PubMed

アキレス腱縫合術後症例における筋・腱組織の機械的特性および足関節の力学特性の経時変化

河合誠, 谷口圭吾, 加藤拓也, 寺本篤史, 鈴木智之, 小路弘晃, 渡邉耕太, 片寄正樹, 山下敏彦

日本整形外科スポーツ医学会雑誌 ( (一社)日本整形外科スポーツ医学会 ) 37 ( 4 ) 455 - 455 2017.08

急性の電気刺激が血流依存性の血管調節機能に与える影響

大岩正太郎, 岩本えりか, 長岡凌平, 伊藤翔太, 高見次郎, 根木亨, 片寄正樹

理学療法科学 ( (一社)理学療法科学学会 ) 32 ( 2 ) 249 - 254 2017.04

[目的]血管内皮機能の指標である血流依存性血管拡張反応(以下、FMD)および低血流依存性血管収縮反応(以下、L-FMC)に着目し、急性的な電気刺激が血流依存性の血管調節機能に与える影響を明らかにすることを目的とした。[対象と方法]健常成人男性8名。被験者の右前腕に対して30分間の電気刺激介入を行い、介入前後で右上腕動脈のFMDおよびL-FMCを測定し、介入前後で比較した。[結果]FMDとL-FMCは介入により増加を示したが有意差は認めなかった。一方、FMD+L-FMCは介入前と比較して介入後に有意に増加を示した。[結語]急性的な筋への電気刺激は血流依存性の血管収縮・拡張能に影響を与える可能性があるが、今後電気刺激の設定について更なる検討が必要である。(著者抄録)

Thiel法固定足標本を用いた足趾屈曲筋牽引時の足趾屈曲角度変化

廣田健斗, 渡邉耕太, 齋藤悠城, 片寄正樹, 山下敏彦

日本整形外科学会雑誌 ( (公社)日本整形外科学会 ) 91 ( 3 ) S978 - S978 2017.03

棘上筋腱断裂症例における肩関節周囲筋の筋活動の特徴

榊善成, 山崎肇, 及川直樹, 佐藤史子, 内山英一, 倉秀治, 片寄正樹, 山下敏彦, 岡村健司

日本整形外科学会雑誌 ( (公社)日本整形外科学会 ) 91 ( 2 ) S292 - S292 2017.03 [Refereed]

足関節底屈角度変化が下腿三頭筋の動的筋弾性に及ぼす影響

小林匠, 谷口圭吾, 加藤拓也, 金谷耕平, 片寄正樹

日本整形外科超音波学会会誌 ( 日本整形外科超音波学会 ) 28 ( 1 ) 56 - 61 2017.03 [Refereed]

若年健常成人男性7名7足(平均23.0±2.0歳)を対象とした。股関節・膝関節伸展位で自動足関節底屈可動域を測定した。筋スティフネスは剪断弾性係数に基づいて評価した。剪断弾性係数はリニアプローブおよび超音波剪断波エラストグラフィ技術搭載の装置を用いて測定した。被検筋は腓腹筋外側頭(LG)およびヒラメ筋(SOL)とした。最大自動足関節底屈角度は、50〜65°(58.6±4.8°)であった。安静時筋スティフネスは角度に主効果を認め、底屈0%と比べて底屈100%で有意に筋スティフネスは減少したが、交互作用はなかった。最大随意収縮時の動的な筋スティフネスには交互作用を認めた。LGは底屈角度の増加に伴い有意に減少したが、SOLは底屈角度間で有意差を認めなかった。底屈0・50%ではLGはSOLより有意に高かったが、底屈100%では筋間に有意差を認めなかった。足関節底屈ピークトルク値は角度に主効果を認め、底屈角度の減少に伴い有意に減少したが、交互作用はなかった。

Analysis of Leg Swing Control by the Hamstring Muscles during the Late Swing Phase of Sprinting under Muscle Fatigue Condition

MIYAZAKI Terumitsu, AOKI Nobuhiro, KATAYOSE Masaki

Rigakuryoho kagaku ( The Society of Physical Therapy Science ) 32 ( 5 ) 639 - 643 2017

[Purpose] This study aimed to clarify the effects of the semitendinosus muscle (ST) and biceps femoris muscle (BF) on lower limb kinematics during the late swing phase of sprinting under selective muscle fatigue conditions. [Subjects and Methods] Seven healthy young adults participated in this study. Sprinting trials were performed before and after selective ST and BF muscle fatigue. Torque and median power frequency were analyzed using surface electromyography of voluntary contraction trials to evaluate selective muscle fatigue. Knee/hip flexion angle and knee extension angular velocity were analyzed in sprinting trials during the late swing phase. [Results] Only the ST and BF were tested under selective muscle fatigue conditions. Lower limb kinematics showed no change before and after the sprinting trials. [Conclusion] The ST and BF had no effect on lower limb kinematics during the late swing phase of sprinting.

DOI CiNii

A comparison of dominant and nondominant the pathway of rotator cuff intramuscular tendon for the glenoid plane in healthy subjects

戸田創, 菅野洋平, 片寄正樹

札幌保健科学雑誌 ( 札幌医科大学 ) 6 ( 6 ) 7 - 13 2017 [Refereed]

(目的)本研究は肩甲骨を直上から観察した際の回施筋腱板筋群の筋内腱の走行と関節窟面の成す角（Shear Force Angle Anterior-Posterior、以下SFA-AP）の健常成人における利き手??非利き手の比較をすることを目的とした。（方法）オーバーヘッドアスリートでない健常男性15名30肩を対象とした。3 Dimensional （以下3D）MRIを用いて肩甲骨全形・上腕骨近位と棘上筋、棘下筋、小円筋、肩甲下筋の筋内腱を領域選択し、肩甲骨および筋内腱の3D形態を描出し、4筋それぞれのSFA-APを計測した。各筋における利き手と非利き手の比較にPaired T-testを用いた（p<0.05）。（結果）4筋それぞれのSFA-APは利き手/非利き手の順で棘上筋が7.3±3.3/6.7±3.5、棘下筋が2.9±4.0/1.5±3.0、小円筋が7.0±3.9/6.4±3.5、肩甲下筋が13.0±2.6/13.1±2.7であった。各筋の利き手/非利き手の間で有意差は認められなかった。（結語）日常生活での上肢使用頻度の違いは腱板筋群の前後方向の向きには影響しないことが示された。

DOI CiNii

坐骨神経の深度が経皮的磁気刺激による誘発収縮力に及ぼす影響

青木信裕, 片寄正樹

理学療法学Supplement ( 公益社団法人日本理学療法士協会 ) 2016 497 - 497 2017

【はじめに，目的】膝関節屈筋は坐骨神経支配であり，電気刺激を用いて坐骨神経を介した最大張力の測定が困難である。我々は磁気刺激によって坐骨神経を刺激し，膝関節屈曲力を誘発する試みを行っている。これまでに磁気刺激によって坐骨神経の最大上刺激ができる対象者とできない対象者が存在することを報告した。磁気刺激は対象までの距離が結果に影響を及ぼすため，刺激部位における坐骨神経の走行と磁気刺激によって得られる誘発収縮力には関係性がある可能性がある。本研究では，殿部での坐骨神経の深度が，経皮的磁気刺激によって誘発される収縮力に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。

【方法】健康な成人男性に対して左殿部に経皮的に磁気刺激を行った。磁気刺激は大型円形コイルを磁気刺激装置に接続し，コイル辺縁を刺激部位上に配置して実施した。被験者の姿勢は，ベッド上で股関節，膝関節を屈曲90°とした四つ這い位となり，腹部に台を入れて支持した肢位とした。左殿部を磁気刺激部位とし，坐骨結節と大腿骨大転子を指標に15mm間隔で格子を作成し，絶対座標系を定義した。経皮的磁気刺激は，直径20cmの大型円形コイルを磁気刺激装置に接続し，コイル辺縁を刺激部位上に配置し，末梢方向に誘導電流を流した。刺激部位・条件の決定は我々が報告した方法で実施した。磁気刺激によって誘発される膝関節屈曲力が最大となる刺激部位を探索し，得られた屈曲力を誘発収縮力とした。その後，超音波画像診断装置を用いて刺激部位の坐骨神経を撮像し，体表からの深度を計測した。坐骨神経の深度と得られた誘発収縮力について相関関係を求めた。

【結果】坐骨神経の深度と誘発収縮力の間には，有意な負の相関関係があった。

【結論】磁気刺激を用いた坐骨神経刺激では，対象者の坐骨神経の深度を確認することで最大上刺激できる対象者を推定できる可能性がある。

DOI CiNii

Three-Dimensional Analysis of Talar Trochlea Morphology: Implications for Subject-Specific Kinematics of the Talocrural Joint

Shuhei Nozaki, Kota Watanabe, Masaki Katayose

CLINICAL ANATOMY ( WILEY-BLACKWELL ) 29 ( 8 ) 1066 - 1074 2016.11 [Refereed]

Three-dimensional 93D) behavior of the talocrural joint is primarily determined by the articular surface morphology of the talar trochlea and tibiofibular mortise. However, morphological features of the anterior and posterior regions of the talar trochlea remain unclear. The objectives of this study were to evaluate anterior and posterior radii of the medial and lateral talar trochlea and to estimate subject-specific kinematics of the talocrural joint. Fifty dry tali were scanned using computed tomography to create 3D bone models. Radii of curvature of the anterior and posterior region at both the medial and lateral trochlea were calculated. Orientations of the dorsiflexion and plantarflexion axis passing through the centers of the circles fitted to the anterior region of the medial and lateral trochlea and through the centers of the circles fitted to the posterior region of the medial and lateral trochlea were evaluated, respectively. The anterior radius of the medial trochlea was significantly smaller than that of the lateral trochlea by a mean of 7.8 mm 9P< 0.001). The posterior radius of the medial trochlea was larger than that of lateral trochlea in 30 samples 960%) and vice versa in 20 samples 940%). Unilateral asymmetric shape of anterior trochlea would induce external rotation of the talus during ankle dorsiflexion, whereas bilateral asymmetric shape of posterior trochlea would induce opposite axial rotations among subjects during ankle plantarflexion, which would help the physical therapists to restore talocrural joint motions to ideal state for patients with ankle injuries. (C) 2016 Wiley Periodicals, Inc.

DOI PubMed

棘上筋断裂症例における肩関節周囲筋の筋活動の特徴

榊善成, 山崎肇, 及川直樹, 内山英一, 片寄正樹, 岡村健司

日本肩関節学会抄録集 ( (一社)日本肩関節学会 ) 43回 316 - 316 2016.09 [Refereed]

新しいInternational Ankle Consortium基準を用いた慢性足関節不安定症の該当率とその特徴の検討

小林匠, 渡邉耕太, 片寄正樹, 山下敏彦

日本臨床スポーツ医学会誌 ( (一社)日本臨床スポーツ医学会 ) 24 ( 2 ) 269 - 274 2016.04

International Ankle Consortium(IAC)は2013年に慢性足関節不安定症(CAI)の選択基準を公表し、CAIの研究においては本基準を用いた対象の統一が期待される。本研究はIAC基準によるCAI該当率を調査し、その特徴を検討することを目的とした。医療系養成校学生325名を対象に本基準で調査した結果、CAI該当率は4.0-7.1%であり、推奨される3つの自覚的足関節不安定感調査間で該当率に有意差が認められた。性別およびスポーツ活動歴の有無でCAI該当率に有意差は認めなかった。IAC基準は今後の研究で用いられるべきだが、調査項目によって対象の範囲が異なる可能性があることに留意が必要と考えられた。(著者抄録)

THE SKIN ACTS TO MAINTAIN MUSCLE SHEAR MODULUS

Yasuhide Yoshitake, Naokazu Miyamoto, Keigo Taniguchi, Masaki Katayose, Hiroaki Kanehisa

ULTRASOUND IN MEDICINE AND BIOLOGY ( ELSEVIER SCIENCE INC ) 42 ( 3 ) 674 - 682 2016.03 [Refereed]

It is not clear how the tissues covering the skeletal muscles affect the muscles' mechanical properties. The main purpose of this study was to examine changes in muscle shear modulus as a representative mechanical property of muscle with and without the covering tissues of skin and epimysium (fascia). Shear modulus of the medial gastrocnemius (MG) muscle was determined using ultrasound shear-wave elastography in the Thiel's embalmed cadavers under three different conditions: original (intact cadavers), removal of the skin on the MG and subsequent removal of the epimysium. Muscle shear modulus significantly decreased by 50% after removal of the skin, whereas no additional changes in shear modulus were observed after subsequent removal of the epimysium. This study suggests that the skin is a main contributor for maintaining the muscle mechanical properties among tissues covering the skeletal muscle. (E-mail: y-yoshi@nifs-k.ac.jp) (C) 2016 World Federation for Ultrasound in Medicine & Biology.

DOI PubMed

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