エリートアスリートにおける複数の関節角度にわたるアキレス腱の剛性を評価する振動ベースのエラストグラフィープロトコルの信頼性

私たちは新しいエラストグラフィープロトコルを用いて、複数の関節角度にわたるアキレス腱の剛性を評価し、さまざまなスポーツのエリートアスリートにおける生体力学的適応を特徴づけています。既存の手法とは異なり、当社の振動ベースのエラストグラフィーは、連続的な腱の剛性や可動域全体にわたる変化を信頼性高く評価します。まずは、18歳から26歳までのプロ男子アスリートを含む全国レベルのスポーツチームから参加者をリクルートしましょう。

利き脚を決めるために、参加者にボールを蹴らせます。装置、9L3から8.5メガヘルツのリニアアレイプローブを備えたM5軟部組織エラストメーター、機械励起モジュールを準備してください。アキレス腱ブーツ、超音波ジェル、診察ベッドなどの追加の機器を用意してください。

メイン電源を入れてシステム状態表示器が点灯しているか確認してください。その後、タブレットインターフェースの電源を入れ、指定されたアプリケーションアイコンを選択して超音波システムソフトウェアを起動し、システムがリアルタイムのBモード画像表示とともにメインの超音波操作インターフェースに入ったことを確認します。Bモードパラメータを周波数7.5メガヘルツ、4本の取得ライン、5ミリメートルの深さ範囲、300ミリ秒の取得時間に設定します。

次に、参加者に靴を脱ぐよう指示し、足首を約5センチほど完全に伸ばして診察用のソファにうつ伏せにします。触診して、踵骨結節の上端を特定します。このランドマークの近くに皮膚マーカーを使って0.5センチメートルの位置をマークし、初期の測定地点を定義します。

トランスデューサー表面に均一に予熱された結合ゲルを塗布します。プローブを測定部位に軽く当て、ターゲットポイントをプローブの前方の下に合わせます。次に超音波システムをエラストグラフィーモードに切り替えてください。

基準線を、獲得の深さ範囲が浅い腱筋膜のすぐ下から始まるように位置してください。興味のある部位を調整して腱の厚さを覆い、皮膚や皮下組織、ケイガー脂肪パッドは避けてください。取得前に、トランスデューサー面が皮膚表面に対してほぼ垂直で75度以上であることを確認し、画像品質を確認します。

トランスデューサーと皮膚の距離が約5ミリメートルであることを確認してください。気泡が目に見えないこと、筋膜や腱線維がはっきり見えることを確認してください。励起装置がオンになったら、システムが自動的にせん断率を計算し、有効データの平均値と標準偏差値を表示できるようにします。

取得時には参加者とオペレーターの姿勢を一定に保ち、少なくとも10の有効な連続データポイントを得てください。十分なデータポイントが集まったら、フリーズ機能を押してデータ取得を停止します。データセットの外れ値を確認し、システム編集機能を使って異常なデータポイントを削除してください。

両アキレス腱の測定は、リラックスしたゼロ度の中立、20度足底屈曲、40度足底屈曲、20度背屈、40度背屈の条件下で順次測定を行います。各足首の角度で少なくとも3回測定を繰り返します。連続データポイントの標準偏差が平均の10%未満である場合のみ、装置の内部検証基準で求められる場合のみ測定を検証してください。

ブーツヒンジ機構の両側ロックノブを緩めてください。構造マーカーをゴニオメトリックスケールに合わせて、手動で目標の角度に足首を誘導します。ロックノブをしっかり締めて、足首関節を目標の角度で固定します。

角度を固定した後にすぐに超音波測定を行い、粘弾性腱の弛緩を防ぎます。その後、参加者にアンクルブーツを脱ぐよう指示します。すべての器具と超音波プローブを清掃し消毒してください。

測定は、皮膚表面に平行な明確な連続腱線維構造と、あらかじめ定められた関心領域内で安定した均質なエラストグラフィー色マップを持つ高品質なBモード画像で視覚的に特徴づけられました。平均変動係数は、異なる節合角度で0.14から0.25の範囲でした。クラス間相関係数値は、評価されたすべての結合角で0.871から0.974の範囲でした。

最も高い信頼性は緩和状態で観察され、最も低い信頼性は中立のゼロ度位置で観察されました。アキレス腱の硬さは、すべての参加者で足底屈曲から背屈へ非線形的に増加しました。一般化された混合モデルでは関節角度に有意な主効果が示されたのに対し、サイドおよびスポーツタイプでは主効果が認められませんでした。

角度とスポーツとの相互作用は重要で、特定の足首角度でのスポーツ特有の剛性の違いを示していました。このプロトコルは非侵襲的にアキレス腱の機能剛性スペクトルを測定し、動的角度にわたる非線形の機械的挙動を捉えます。動的取得時の最大の課題は、一定の接触圧力とプロ垂直性を維持し、動きのアーティファクトを避けることです。

今後の研究では、腱の挙動をマッピングし、腱のリハビリテーションを監視し、トレーニング適応を評価し、動的なスポーツパフォーマンスを予測できるでしょう。