Details of a Researcher - KATAYOSE Masaki

経頭蓋直流電気刺激と運動イメージ想起を用いた介入による皮質長期増強様効果の検証

柴田恵理子, 金子文成, 長畑啓太, 速水達也, 片寄正樹

日本理学療法学術大会 ( JAPANESE PHYSICAL THERAPY ASSOCIATION ) 2010 ( 0 ) AcOF2023 - AcOF2023 2011

【目的】経頭蓋直流電気刺激（以下tDCS）は，大脳皮質を微弱な電流で非侵襲的に刺激することによって，皮質運動野の興奮性の変化を一過性に引き起こすことができる手法である。過去の研究では，tDCSを用いて皮質運動野を刺激することにより，経頭蓋磁気刺激（以下TMS）による運動誘発電位（以下MEP）振幅の変化が最大で90分持続したということが報告されている。一方で，Furubayashiらは，tDCS単独の刺激が日本人に対して効果が少ないことを報告した（Exp Brain Res, 2008）。そこで我々のグループは，tDCSに動画による運動錯覚と運動イメージ想起を組み合わせた多重同期刺激の効果を昨年度の本学術集会で報告した。結果は，皮質運動野の興奮性が増大し，少なくとも30分間はその変化が持続するというものであった。しかし，その実験では対照条件がなかったため，追加実験が必要であった。そこで，本研究では急性的に皮質運動野の興奮性を修飾することができる手法として，運動イメージ想起に着目し，tDCS単独の介入と，tDCSに運動イメージ想起を組み合わせた介入による皮質長期増強様効果を比較した。 【方法】対象は健康な成人8名とした。測定肢位は安楽な椅子座位とし，机上に手掌が接地するように左前腕を置いた。tDCSを用いた2種類の介入をそれぞれ同一被験者に対して，異なる日に実施した。一つ目の介入では，安静状態でtDCSを15分間実施した（以下tDCS介入）。二つ目の介入では，tDCSと同時に運動イメージ想起を実施した（以下tDCS-イメージ介入）。tDCSの刺激電極は，陽極を左第一背側骨間筋のHot Spot，陰極を左眼窩上部に配置し，刺激強度は1mAとした。運動イメージ想起は，最大随意収縮の強度で示指が外転する運動を3秒間行なわせ，その後3秒間安静，さらにその後3秒間運動イメージ想起を行なう手順で15分間繰り返した。なお，筋収縮を伴わずに運動イメージ想起を行なうことができるようになるまで，筋電図でモニタしながら事前に練習を行なった。筋電図の記録には表面皿電極を使用し，貼付部位は第一背側骨間筋と小指外転筋とした。得られた筋電図は増幅後，バンドパスフィルター（5Hz～1KHz）を通過させ，サンプリング周波数20KHzにてA/D変換した。TMSによる試験は，介入前に2回（pre1, preI2），そして介入直後（post0）, 15分後（post15），30分後（post30），60分後（post60）に行った。TMSは8字コイルを使用し，刺激強度は介入前安静時閾値の1.05倍，1.15倍，1.25倍とした。得られた第一背側骨間筋のMEP振幅は，最大上M波にて正規化した。統計学的解析として，各介入，各刺激強度で記録されたMEPについて，反復測定による一元配置分散分析を実施し，Dunnett法にて多重比較を行なった。 【説明と同意】本研究は，本学倫理委員会の承諾を得た上で実施した。また，被験者にはヘルシンキ宣言に基づき，事前に研究目的や測定内容等を明記した書面を用いて十分な説明を行った。その上で，被験者より同意を得られた場合のみ測定を開始した。 【結果】tDCS介入では，TMS刺激強度1.25倍でのみ介入直後と15分後のMEP振幅の平均値が高かった。しかし，全ての刺激強度において介入前と比較して介入後のMEP振幅に有意差はなかった。tDCS-イメージ介入では，TMS刺激強度1.15倍と1.25倍において，介入直後と15分後におけるMEP振幅が介入前と比較して有意に大きいことが検出された（1.15倍; pre1 vs. post0: p=0.002, pre1 vs. post15: p=0.002, 1.25倍; pre1 vs. post0: p=0.034, pre1 vs. post15: p=0.036）。また，TMS刺激強度1.05倍では，介入前と比較して介入15分後におけるMEP振幅が有意に大きかった（1.05倍; pre1 vs. post15: p=0.023）。 【考察】本研究では，tDCSに運動イメージ想起を組み合わせた介入を行なった際の皮質長期増強様効果を，MEPを用いて検証した。その結果，tDCS単独ではMEP振幅の変化が検出されず，Furubayashiらに矛盾しない結果となった。また，tDCSに運動イメージ想起を組み合わせることによってMEP振幅が増大し，さらに介入15分後まで持続するという結果が得られた。このことから，tDCS単独よりも他の感覚入力を組み合わせて実施するほうが効果は大きいと考える。しかし，我々の昨年度の報告では多重同期刺激の効果が少なくとも30分持続していることから，複数の感覚入力を組み合わせた方が効果は大きいということが推察できる。今後も対照条件を附加し，さらに検証する必要がある。 【理学療法学研究としての意義】tDCSと運動イメージ想起を組み合わせることによって皮質運動関連領域の興奮性が変化したとすれば，運動パフォーマンスの向上や運動学習を効果的に行うためのコンディショニング手段としての利用など，臨床的有用性に結びつく可能性があり，意義深いものと考える。

選択的筋疲労条件を用いた半腱様筋機能の解明

青木信裕, 金子文成, 片寄正樹

日本理学療法学術大会 ( JAPANESE PHYSICAL THERAPY ASSOCIATION ) 2010 ( 0 ) AbPI2121 - AbPI2121 2011

【目的】これまでに我々のグループは，ハムストリングを構成する半腱様筋（ST），半膜様筋（SM），大腿二頭筋（BF）の筋活動が膝関節屈曲角度によって変化することを報告した（西野, 2004. Kubota, 2009）。しかし，動的課題でハムストリングの各筋が有する機能は明らかではない。各筋の役割を検索するために，各筋の機能を欠損させて動的な運動学的解析を行うことが有効であると考える。このことから，選択的な筋疲労を誘起することによる機能的欠損実験を試みてきた。本研究の目的は，ハムストリングにおける動的機能の解明への導入として，疲労による STの機能的欠損によって静的筋出力時にハムストリングのふるまいがどのように変化するかを明らかにすることである。 【方法】対象は健常成人男性とし，左下肢を測定対象とした。測定機器は等速性筋力測定機器を使用し，測定肢位は腹臥位とした。介入はSTの選択的な疲労を誘起するために，STへの神経筋電気刺激(NMES)とした。NMESは低周波治療機器を使用し，刺激肢位は腹臥位で膝関節屈曲60°とした。電気刺激は刺激周波数20Hz，刺激時間30分，刺激強度は被験者が耐えうる最大強度と規定した。実験課題は等尺性膝関節屈曲運動の最大随意収縮（MVC）課題と一定力出力課題とし，NMESによる介入の前後でランダムに実施した。MVC課題は膝関節屈曲15゜，60゜，105゜で2回ずつ実施した。一定力出力課題は膝関節屈曲105゜で実施し，膝関節屈曲105゜での介入前MVC課題で得られた最大トルクの25％，50％，75％を目標値として設定した。測定項目は膝屈曲トルクと下肢筋活動とした。筋活動の測定は表面電極を使用し，ST，SM，BFから導出した。データ解析として，MVC課題は各角度における最大膝屈曲トルクの最大値を採用し，そのときの各筋の筋電図積分値と中央周波数を算出した。一定力出力課題は目標値を出力している部分の3秒間を分析対象とし，筋電図積分値と中央周波数を算出した。統計学的解析は，最大膝屈曲トルクにおいては測定時期要因と膝関節角度要因について反複測定二元配置分散分析を実施した。交互作用が認められた場合には単純主効果の検定を行った。筋電図積分値と中央周波数は各筋の各出力強度によってそれぞれ対応のあるt検定を実施した。有意水準は5%とした。 【説明と同意】本研究は，本学倫理委員会の承認を得た上で実施した。また，被験者にはヘルシンキ宣言に基づき，事前に研究目的や測定内容等を明記した書面を用いて十分な説明を行った。その上で，被験者より同意の得られた場合のみ測定を開始した。 【結果】膝関節最大屈曲トルクは介入後にどの関節角度においても有意に低下した。そのときの筋電図積分値は膝関節15°では介入後においてST，SMが有意に低下し，膝関節105°では介入後においてSM，BFで有意に増加した。一定出力課題では，STは介入後において25%，50%の出力の際に筋電図積分値が有意に増加し，中央周波数が有意に低下した。SMは全ての出力において介入後に筋電図積分値が有意に増加し，中央周波数は50％の出力の際に有意に増加した。BFは介入前後で変化はなかった。 【考察】最大トルクが介入後に低下したことから，NMESで筋疲労が生じていたことは明らかであった。また，一定出力課題のSTにおける筋電図解析の結果から，STには筋疲労が生じたことが示唆された。これまでの金子らのグループによるST機能に関する解析結果から，STの疲労によって膝関節深屈曲位で選択的なトルクの低下が予想された。しかし，今回の結果からSTの疲労により深屈曲位での低下が起こるわけではなかった。積分筋電図の結果から，膝関節伸展位では介入後にSTとSMが膝屈曲トルクに貢献することができなくなったために最大トルクが低下したと考える。一方，膝関節105°では介入後にSMとBFの筋活動量は増加していたにもかかわらず，膝屈曲トルクが減少していた。このことから，膝関節深屈曲位での膝屈曲トルクの生成にはSTが大きく貢献している可能性が考えられ，過去の報告に矛盾しない。一方，一定出力課題時にはSMは筋電図積分値が増加しているにも関わらず，中央周波数は増加した。このことは，SMでは介入後に筋伝導速度が速くなったことを示し，動員された運動単位が質的に変化した可能性が高い。STが疲労し十分な膝屈曲トルクの生成ができなかったためにSMがその機能を補うように活動した可能性がある。これらのことから，ハムストリング内側のSTとSMにおいてはお互いの機能を補完するように機能的に連関する機構がある可能性があり，今後の研究課題である。 【理学療法学研究としての意義】STが静的課題下で果たす機能的役割を明らかにすることは，膝関節障害を有する症例の評価・治療の根拠となる可能性がある。

スキー外傷予防プログラムの効果検証に関する取り組み~運動機能に及ぼす効果の検討~

森田寛子, 谷口圭吾, 加藤満, 中田周兵, 池田祐真, 佐藤太軌, 寒川美奈, 片寄正樹

日本スキー学会誌 ( 日本スキー学会誌編集事務局 ) 20 ( 1 ) 77 - 81 2010.09

CiNii J-GLOBAL

半腱様筋への電気刺激がもたらす選択的筋疲労の検証

AOKI NOBUHIRO, KANEKO FUMINARI, AOYAMA TOSHIYUKI, HAYAMI TATSUYA, KATAYOSE MASAKI

理学療法の医学的基礎 14 ( 1 ) 38 2010.05

Quantitative measurement of the ankle joint anterior drawer test using ultrasonography

Masahiro Yoshida, Kazuhiro Sugawara, Makoto Yoshida, Keigo Taniguchi, Masaki Katayose

Rigakuryoho Kagaku ( Society of Physical Therapy Science (Rigaku Ryoho Kagakugakkai) ) 25 ( 4 ) 499 - 503 2010

[Purpose]: Using ultrasonography diagnostic equipment, measurement of the extension distance of the anterior talofibular ligament (ATFL) was performed at rest and in the anterior drawer test (ADT), and the intra-rater and inter-rater reproducibility was examined. [Subjects]: Ten ankles of 8 university students who had suffered an ankle sprain within the last 12 months were the subjects. [Method]: Ultrasonographic images were captured with an 8 MHz linear probe on the anterolateral ankle at rest and at the time of ADT. The distance between the talus and the lateral malleous was measured as the ATFL extension on a PC, and the intra-rater and inter-rater reproducibility was examined using intraclass correlation coefficients (ICC). We also compared the correspondence of the talus - lateral malleous distance at rest as well as at the time of ADT with the t test. [Results]: At both rest and at the time of ADT, high intrarater and inter-rater reproducibilities were found. We found a significant difference between the talus - lateral malleous distance at rest, 16.5 ± 3.9 mm, and when performing the ADT, 20.9 ± 4.9 mm. [Conclusion]: From the aspects of both safety and reproducibility, we confirmed the utility of quantitative assessment using ADT with ultrasonographic imaging for ankle sprains.

アスリートの前十字靭帯損傷―再建術後のリハビリテーション最前線― 《各論》スキー選手に対する膝前十字靭帯再建術後のリハビリテーション

寒川美奈, 片寄正樹

臨床スポーツ医学 ( 文光堂 ) 26 ( 7 ) 821 - 827 2009.07

CiNii J-GLOBAL

スポーツ外傷・障害再発予防のための理学療法―医療現場での取り組み医療現場におけるスポーツ理学療法の概要

片寄正樹

理学療法(東京) 26 ( 3 ) 377 - 381 2009.03

認知課題が歩行に及ぼす影響について

宮部瑶子, 古名丈人, 井平光, 牧迫飛雄馬, 片寄正樹

理学療法学 ( (公社)日本理学療法士協会 ) 36 ( Suppl.2 ) 707 - 707 2009.03

DOI

679. Push-up plus動作における肩関節屈曲角度の違いが前鋸筋下角部線維の筋活動に与える影響について(リハビリテーション・運動療法,一般口演,第63回日本体力医学会大会)

戸田創, 谷口圭吾, 菅原一博, 吉田昌弘, 大岩正太郎, 片野唆敏, 片寄正樹

体力科學 ( 日本体力医学会 ) 57 ( 6 ) 972 - 972 2008.12

621. 股関節外転・内転筋力と片脚スクワット時の下肢アライメントの検討(スポーツと疾患,一般口演,第63回日本体力医学会大会)

森田寛子, 谷口圭吾, 吉田昌弘, 大岩正太郎, 菅原一博, 片寄正樹

体力科學 ( 日本体力医学会 ) 57 ( 6 ) 943 - 943 2008.12

623. 斜面台の傾斜が静止立位荷重での長腓骨筋と後脛骨筋の活動に与える影響(スポーツと疾患,一般口演,第63回日本体力医学会大会)

舟根聡太, 菅原一博, 谷口圭吾, 吉田真, 吉田昌弘, 大岩正太郎, 片寄正樹

体力科學 ( 日本体力医学会 ) 57 ( 6 ) 944 - 944 2008.12

185. 下肢の自覚的運動強度における生理的寄与因子に関する研究 : 下肢の自覚的運動強度と外側広筋における筋内酸素化動態との関連性(呼吸・循環,一般口演,第63回日本体力医学会大会)

片野唆敏, 山中悠紀, 石川朗, 大岩正太郎, 根木亨, 片寄正樹

体力科學 ( 日本体力医学会 ) 57 ( 6 ) 725 - 725 2008.12

スポーツ外傷とその予防・再発予防腰椎捻挫(ぎっくり腰) 発症メカニズムとその予防・再発予防

片寄正樹

臨床スポーツ医学 ( 文光堂 ) 25 70 - 74 2008.11

CiNii J-GLOBAL

スポーツ現場における内科的コンデショニングとドーピング(スポーツに対する理学療法,テクニカルセミナー(1),評価の再考,第43回日本理学療法士協会全国学術研修大会)

片寄正樹

理学療法学 ( 公益社団法人日本理学療法士協会 ) 35 ( 3 ) 66 - 66 2008.10

動画で学ぶ関節機能評価と臨床推論理学療法における関節機能評価の要点と臨床推論の進め方

吉田昌弘, 片寄正樹

理学療法(東京) 25 ( 9 ) 1251 - 1258 2008.09

905 RCTにより運動療法介入効果が認められた変形性膝関節症集団の初期状態(骨・関節系理学療法,一般演題(ポスター発表演題),第43回日本理学療法学術大会)

金子文成, 片寄正樹, 古名丈人, 島田真梨子, 横井孝志

理学療法学 ( 公益社団法人日本理学療法士協会 ) 35 ( 2 ) C0905 - C0905 2008.04

【目的】変形性膝関節症（膝OA）に対する運動療法効果は介入を開始する初期状態によって異なるといわれている。我々のデータにおいても，類似した結果が得られている。したがって，膝OAに対する運動療法を実施する際に，関節内の状況を把握し，運動療法の適用範囲を絞り込むためのスクリーニングを実施することが重要である。我々は，これまでに無作為化比較対照試験（RCT）で行った膝OAに対する運動療法効果を報告し，ヘルスケアとして実施する場合のスキームを提案してきた。その中で，運動療法介入を希望する対象者の中から運動療法の適応となる症例を抽出するための一次スクリーニングの重要性を強調した。しかし，研究としての条件設定からある基準により一次スクリーニングを実施してきた経験はあっても，より確実に運動療法効果を与えるためにどのような基準で一次スクリーニングを実施するべきか，明確な指標は確立されていない。本研究は，理学療法士がヘルスケア事業を実施する場合に，X線所見に基づく膝OAグレード分類への代替として，体力測定項目や理学所見項目から段階付けできる指標を明らかにすることを目的とした。 【方法】本研究は，事前に我々の所属機関の倫理委員会により承認された。参加者へは詳細な説明書に基づいて十分な説明を行った上で同意を得た。 札幌市近郊在住の55歳から75歳の女性を対象に，膝関節に疼痛など慢性的に不調を有する方々を公募した。その結果，アンケート調査によるスクリーニングをクリアし，無作為に抽出した中から，整形外科医の診断により膝OAと診断された128名を分析対象とした。レントゲン写真の所見から北大分類によりグレード分けが行われた。自発的な疼痛および運動機能障害の評価として，Western Ontario McMaster Osteoarthritis Index（WOMAC）を実施した。運動機能検査として，ファンクショナルリーチテスト，開眼片足立ち，最大歩行速度，Timed up and go（TUG），膝関節伸展・屈曲筋力，下肢伸展筋力，長座体前屈などを行った。理学評価として，関節可動域の計測，基準となる動作中の疼痛の有無の確認，圧痛点の確認，動作時疼痛の強さの評価（VAS）を実施した。以上の検査結果を，グレード1から5に群分けし，一元配置分散分析を実施した。さらに，グレードを目的変量としたステップワイズ重回帰分析を行った。 【結果】関節可動域は伸展，屈曲共に群要因に主効果があった。重回帰分析では関節可動域と長座体前屈を説明変数とした場合の重相関係数が0.58であった。 【考察とまとめ】今回行っていない検査手法による変数などを用いてさらに継続的に研究する必要はあるものの，関節可動域と長座体前屈の値は，スクリーニングを実施する際の有効な変数であることが示された。

157 中高齢者の膝痛に対する運動介入が膝関節軟骨に及ぼす影響 : 大腿骨軟骨の超音波画像評価による検討(骨・関節系理学療法,一般演題(ポスター発表演題),第43回日本理学療法学術大会)

佐保泰明, 金子文成, 吉田真, 吉田昌弘, 大岩正太郎, 菅原一博, 谷口圭吾, 片寄正樹

理学療法学 ( 公益社団法人日本理学療法士協会 ) 35 ( 2 ) C0157 - C0157 2008.04

【目的】加齢に伴い憎悪する膝関節の慢性的な疼痛は、生活機能低下に直結する問題である。我々は中高齢者の慢性的な膝痛改善を目的として理学療法を応用したヘルスケアサービスを実施するためのシステム構築を試み、これまで疼痛や運動機能の改善を報告した。しかしながらこのような運動介入が関節軟骨に影響を与えるかは明らかではなく、軟骨の簡便な評価方法が求められる。本研究では、超音波法を用いた軟骨評価方法を検討し、その評価方法を用いて運動介入前後の軟骨の変化を捉えることが可能か試みることを目的とした。 【方法】1）対象：札幌市及び近郊在住の55-75歳の女性で、膝関節に慢性的な疼痛又は不安感を訴えるものとした。参加応募者の中から除外基準[(1)日本整形外科学会膝疾患治療成績判定基準(JOA-S)が65点以下、(2)急性的に疼痛が憎悪し3週間以内に病院を受診した症例、(3)疼痛や拘縮のために横座り又は胡坐が不可能である、(4)膝痛以外に疾患を有する]適応外の者を一次抽出した。さらに本研究固有の調査票への回答値から層化割り付けして対照群と介入群に分類し、介入群を対象に測定を行なった。対象者は、事前に倫理委員会の承認を得た研究計画書に基づいて十分な説明を受けた後、同意書に署名した。2）測定方法と分析：軟骨の撮影には、Bモード超音波診断装置（TOSHIBA社製、Famio 5）および超音波画像ファイリングシステム（SSB社製、Ultrasound Diver）を用いた。測定肢位は膝関節120-130度屈曲位とした。測定部位を膝蓋骨上縁の近位部として、8 MHz のリニアプローブを用いて大腿骨顆の短軸像を撮影した。得られた軟骨画像から、grade0：normal、grade1：軟骨表層の輝度変化、grade2：軟骨の透明度の減少、grade3：軟骨厚の減少、grade4：軟骨の完全欠損または軟骨下骨面の輝度変化と規定し、grade判定を行った。3）介入プログラム：介入は1回当り約90分、週に2回の頻度で12週間実施した。プログラムは、ストレッチング、固定自転車による有酸素運動、非荷重位での運動を中心とした筋力強化運動、不安定パッドやボールによるスタビライゼーションで構成した。 【結果】運動介入前後で、gradeが変化するものがあり、介入前には正常軟骨に特徴的な透明度が減少しておりgrade2と判定されたが、介入後には透明度が正常軟骨に近づきgrade1と判定される例、軟骨厚の変化が認められる例があった。 【考察・まとめ】超音波法により軟骨のgrade判定が可能であり、超音波法を用いて運動介入前後の軟骨の状態変化を追跡できる可能性が示唆された。

モーグルスキーの外傷の実態,傾向および課題―ナショナルチームと北海道の状況について―

井上雅之, 寒川奈美, 寒川奈美, 片寄正樹, 大西祥平

北海道整形災害外科学会雑誌 49 ( 2 ) 31 - 34 2008.03

スピードスケートトップアスリートにおけるMRIによる身体組成評価―大腿部―

渡邉耕太, 山下敏彦, 高尾良英, 向井直樹, 飛田格子, 油井直子, 村上成道, 片寄正樹, 奥脇透, 本間俊行, 高橋英幸

北海道整形災害外科学会雑誌 49 ( 2 ) 109 - 110 2008.03