ゴルフスイング中の輝度モード超音波を使用した視覚的バイオフィードバックの提供
2022年8月25日
輝度モード超音波は、ゴルフスイング中に側腹壁の筋肉の視覚的なバイオフィードバックを提供するために使用することができる。スイング後の視覚的および口頭での指導は、筋肉の活性化と外斜筋と内斜筋のタイミングを高めることができます。
超音波バイオフィードバックは、スポーツのパフォーマンスと腰痛などの怪我のリスクを減らすために重要な、コア筋肉の活性化とタイミングを高めるのに役立ちます。バイオフィードバックに超音波を使用する主な利点は、リアルタイムの画像を提供することです。この画像は、口頭での手がかりとともに、患者が筋肉を適切に使用するのに役立ちます。
この方法は、野球やソフトボールのスイング、テニスのフォアハンドなど、他の回転運動に直接適用することもできます。まず、オン/オフボタンを使用して超音波装置を開いてオンにします。次に、キーボードの患者ボタンを押して新しい患者を追加し、画面の左側にある[新しい患者]を選択します。
目的の患者ID番号を入力し、試験タイプとしてMSKが選択されていることを確認して、[登録]をクリックします。終了して試験を開始し、Bモードに入ります。リニアアレイトランスデューサのヘッドをベルトの中央にある水平スリットに通して、リニアアレイトランスデューサを弾性ベルトに配置します。
次に、1〜2個のフォームブロックを適用して、トランスデューサーをその場所に固定します。超音波ゲルをリニアトランスデューサに塗布します。トランスデューサーを臍の外側約10センチメートルの外側腹壁に配置します。
面ファスナーを使用してベルトを参加者に固定し、トランスデューサーが外側腹壁に対して垂直に固定されるようにベルトが十分にきつく締まっていることを確認します。必要に応じて超音波の深さとゲインを調整して、筋膜の境界と外斜筋、内斜筋、および横腹筋の筋肉の厚さの鮮明な画像を取得し、横腹筋の筋膜境界が画面の端に表示されるようにしますこの縦方向のビュー。画像が鮮明になったら、ゴルフスイングを行う場合にセットアップ位置に立つなど、完了するタスクを反映する方法で患者を配置します。
次に、[フリーズ]、[保存]の順に押して、静止画像をキャプチャします。患者の検査に保存してリアルタイムで測定するか、後でアクセスして安静時の筋肉の厚さを測定します。もう一度[フリーズ]を選択して、ライブイメージングに戻ります。
ストアを押して、Bモードビデオでの録画を開始します。必要に応じて合図を調整しながら、各試行の後に口頭での合図または指示を提供します。画面の右下隅で、タイマーが始まり、ビデオがキャプチャされていることを示す明るい緑色で強調表示されていることを確認します。
もう一度 [ストア] を押してビデオを終了し、試験に保存します。画像がぼやけた場合は、必要に応じてフォームブロック内の超音波プローブの位置を調整します。各試行の後、画像の鮮明さについてビデオを確認し、画像がいずれかの時点で無響状態になった場合は、超音波プローブがスイング中に動いたことを示します。
トライアルを除外して再測定します。各スイングに続いて、超音波スクリーンを見ることができる場所に患者を配置します。測定する最初の静止画像を開きます。
カーソルを使用して、アクティブな画像の下にあるライブラリから目的の画像にカーソルを合わせ、[Enter]をクリックします。 [測定]を一度クリックして測定ツールを開き、カーソルが目的の筋肉の上筋膜境界上にあるときに[Enter]をクリックします。カーソルが下筋膜の境界を越えたら、もう一度Enterをクリックします。
必要な数のビデオがキャプチャされたら、処理する最初のビデオを開きます。カーソルを使用して、アクティブな画像の下にあるライブラリから目的の画像にカーソルを合わせ、[Enter]ボタンをクリックします。最初のフレームに達するまでBモードビデオ内の表示フレームを調整し、目的のサンプリングレートを決定します。
目的のフレームが開いたら、ボタンを一度クリックしてツールを開き、測定ツールを使用します。目的の筋肉の上筋膜境界にカーソルを置き、Enterをクリックして測定の最初の端を配置します。測定線を目的の筋肉の下筋膜境界にドラッグし、もう一度Enterをクリックして測定を完了します。
次に、ストアを押して測定画像を保存します。参加者または患者の名前/番号、フレーム番号、および厚さの測定を含むように整理されたスプレッドシートに測定値を記録します。元の B モード ビデオ フレームに戻り、分析する次のフレームまでスクロールします。
目的のフレームがすべて測定されるまで、測定手順を繰り返します。特定の時点での活性化率を決定するには、前に示したように厚さを測定し、この値を静止画像の厚さで割ります。バイオフィードバックが提供された50%の時点で結合された斜めの厚さが増加したかどうかを判断するために、活性化率を計算しました。
非バイオフィードバック試験では、厚さは1.685でしたが、バイオフィードバックの値は1.739です。したがって、バイオフィードバックは、ゴルフスイングの50%持続時間で斜めの筋肉活性化のわずかな増加をもたらしたと推測できます。超音波バイオフィードバックでは、患者が画像を理解するのに役立つ一般用語を使用できることが重要です。
目標は、コアを回転させて電力を生成することであることを説明します。この手順に続いて、腹横筋の筋肉の厚さも見ることができます。これは、動的な動きの間の患者の深部コア筋肉活動と脊椎の安定性を示すことができます。
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概要
本研究では、ゴルフスイング中の側腹壁筋の視覚的バイオフィードバックに、ブライトネスモード超音波を用いる手法について検討します。その結果、スイング後の視覚的および言語的な指示によって、外腹斜筋および内腹斜筋の活性化とタイミングを向上させることができることが示唆されました。
研究の主要構成要素
科学分野
- 神経科学
- スポーツ科学
- バイオフィードバック技術
背景
- 超音波バイオフィードバックにより、筋肉活動のリアルタイムイメージングが可能です。
- 筋活性化の向上は、運動パフォーマンスを高めるために不可欠です。
- 適切な筋タイミングを身につけることで、腰痛などの負傷リスクを軽減できます。
- この手法は、さまざまな回転動作を伴うスポーツ種目に適用可能です。
研究目的
- 超音波バイオフィードバックが体幹筋の活性化向上に有効であるかを評価する。
- 視覚的および言語的なキューが筋肉のタイミングに与える影響を検証する。
- ゴルフ以外のさまざまなスポーツ動作における応用について検討する。
使用方法
- リアルタイムフィードバックのためのBモード超音波の活用。
- 被験者に対するデバイスの操作方法および患者のセットアップに関する指導。
- 筋肉活性化タスク中の口頭によるキューの提供。
- スポーツ動作中の筋活性化パターンの分析。
主な結果
- 外腹斜筋および内腹斜筋の活性化の向上が観察された。
- 指導後に筋収縮のタイミングが改善したことが認められた。
- バイオフィードバックとしての超音波装置のユーザビリティについて、肯定的なフィードバックが得られた。
- さまざまなスポーツ分野への幅広い応用の可能性が示唆された。
結論
- 超音波バイオフィードバックは、体幹筋機能を向上させるのに有効である。
- 視覚的および言語的な指示により、筋肉のタイミングが大幅に改善される。
- この手法は、アスリートの傷害予防に有望である。
よくある質問
業界における重要性
リアルタイムBモード超音波バイオフィードバックにより、スポーツに関連する動的な動作における筋肉の活性化とタイミングを定量的に評価することが可能になります。この手法は、神経筋肉系の関与を客観的に評価することを可能にし、筋骨格系研究における標的の検証とメカニズム面でのリスク低減の両方に寄与します。視覚的なバイオフィードバックをアスレチックプロトコルに統合することで、体幹の安定性と傷害予防を目的としたトランスレーショナルな介入に対する予測精度を高めることができます。
バイオファーマR&Dにおける戦略的応用
初期探索およびターゲットバリデーション
- 機能的タスク実行中の筋肉活性化パターンの直接的な可視化および定量化を可能にします。
- 筋肉厚の変化を特定の動作フェーズと相関させることで、メカニズムに基づくリスク低減をサポートします。
- 神経筋肉標的に対する介入効果の客観的な評価を容易にします。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- 定量的な出力として、筋肉の厚さの標準化され再現性のある測定を提供します。
- 複数の動作アッセイに適用可能な、検証済みダイナミック・バイオフィードバック・プロトコルを確立します。
- ビデオに同期したフレームごとの解析を可能にし、堅牢なデータキャプチャを実現します。
トランスレーショナル・前臨床研究
- 筋活性化指標を、スポーツ医学およびリハビリテーションに関連する機能的アウトカムと整合させます。
- 神経筋メカニズムの解明から、介入法の前臨床検証までの継続性をサポートします。
- 怪我の予防研究における体幹筋の関与に関する、トランスレーショナルなバイオマーカーとしての可能性を提供します。
パイプラインおよびワークフローの統合
この手法は、神経筋機能の初期段階での発見と、それに続くアッセイ開発および筋骨格系の健康に関するトランスレーショナルリサーチを橋渡しするものです。
- 探索生物学： 動的な動作における機能的経路を明らかにするため、筋肉の活性化とそのタイミングを定量化します。
- スクリーニング： アッセイの標準化に向けて、再現性と定量性のある筋肉厚の測定結果を提供します。
- 分析： 活性化比の算出や、異なる条件下での介入効果の比較を可能にします。
- トランスレーショナルリサーチ： リアルタイムの筋肉関与指標を、傷害リスクやリハビリテーションの前臨床モデルに結びつけます。
- 企業での再利用： スポーツや運動障害における神経筋肉介入を評価するための、再利用可能なプラットフォームを提供します。
運用および企業への影響
- 科学的価値： 神経筋肉のターゲットエンゲージメントおよび機能的アウトカムの整合性における予測信頼性を向上させる。
- 運用の価値： 拡張可能で再現性のあるプロトコルにより、動的筋肉評価を標準化する。
- 戦略的価値： 体幹の安定性と傷害予防を標的とした介入における、go/no-go判断の根拠となる。
- ポートフォリオへの影響： 筋骨格系およびリハビリテーションに特化したアセットのリスク調整後の優先順位付けを支援する。
実施上の検討事項
- 超音波画像診断および筋骨格系解剖学の専門知識が必要です。
- ビデオキャプチャおよび計測ツールを備えたBモード超音波診断装置へのアクセスが必要です。
- 測定プロトコルとデータ解析について、チーム間での標準化が求められます。
- 適切なトランスデューサの固定により、さまざまな回転および動的運動モデルに適応可能です。
- 信頼性の高いデータを得るためには、画像の鮮明さとプローブの安定性が不可欠であり、プローブの移動を伴う試行は除外する必要があります。
