筋骨格超音波画像の新規応用

要約

我々は、動的な活動中にミリ秒以下の時間分解能で、筋肉の収縮速度、歪みやひずみ率を測定するための新しい超音波ベースのベクトル組織ドプライメージング技術について説明します。このアプローチは、動的な筋機能の補完的な測定値を提供し、筋骨格障害のメカニズムのよりよい理解につながる可能性があります。

要約

超音波は、動的なタスクの間に筋肉や腱の動きを画像化するための魅力的なモダリティであり、臨床や研究室の設定で生体力学的研究のための補完的な方法論的アプローチを提供することができます。この目標に向かって、超音波画像からの筋肉の運動学の定量化のための方法は、画像処理に基づいて開発されている。これらのメソッドの時間分解能は、典型的には、ドロップ着陸などの非常に動的なタスクのためには十分ではない。我々は、筋肉の運動を定量化するためのドップラー法を利用する新しいアプローチを提案する。我々は、超音波を用いた動的活動中サブミリ秒の時間分解能を有する筋骨格収縮速度、歪み及び歪み速度を測定するために使用することができる新規ベクターの組織ドプライメージング（VTDI）技術を開発した。この予備的研究の目的は、筋骨格ベロシティを測定する際にVTDI技術の再現性と潜在的な適用性を検討することであった健康な被験者のドロップ着陸タスクの間ITIES、。 VTDI測定は、関節運動学及び動力学のための3次元モーションキャプチャ、床反力のための筋肉の活性化および力プレートのタイミング電図等の他の生体力学の技術と並行して行うことができる。これらの補完的な技術の統合は、筋骨格系障害の病因および病態生理学の基礎となる動的な筋機能と機能障害のより良い理解につながる可能性があります。

概要

筋骨格系障害は、成人¹で広く普及している。彼らは米国の²の大手慢性疾患であり、世界的に³人の25％に影響を与えると報告されている。筋骨格系障害は日常生活動作（ADL）、機能制限や生活⁴の低品質の活動に機能低下と関連している。彼らの経済的負担が原因生産性の損失と高い医療費⁴の意味がある。これらの疾患のいくつかの病態生理は不十分に理解されたままになります。例えば、前十字靭帯（ACL）損傷の再構成次の変形性関節症^（OA）4の病因は、大腿四頭筋強度および機能⁵における変化に関連しているが、根本的なメカニズムは不明である。基礎となるメカニズムを解明するために、より良好な動的な筋肉機能を理解する必要がある。

機能的な個々の筋肉の評価は、部分的またはADLとアクティブなライフスタイル（ つまりスポーツ）に関連したタスク全体の実行中に筋肉の機能と、これらの疾患の病因や病態生理学におけるその潜在的な役割についてのさらなる洞察を提供することができます。さらにリハビリテーション時の筋肉の機能改善の定量は、転帰尺度として用いることができる。診療所で筋肉や関節の機能を測定する従来の技術は、運動の範囲、筋力および/または筋持久基等の身体検査を含む。現在臨床において、筋電図（EMG）を筋肉活性化/同時活性化、周波数、および筋活動の振幅を評価するために使用される。しかし、筋電図は、筋肉内の電気的活性化の尺度であり、必ずしも筋力、収縮能力や筋肉の他の機能要素についての情報を提供していません。このような3次元モーションキャプチャシステムのような他の洗練されたfの生体力学的評価、または地面反力の共同運動学及び動力学および力プレートは、歩行ラボ^6-9に行うことができる。これらの技術によって行われた測定は、関節のレベルであり、必ずしも動的または機能活性時に個々の筋機能の直接的な理解を提供していない。ダイナミックな活動を行いながら、同時に筋肉のイメージングを実行する能力は、潜在的に筋肉のレベルで、より良く、より現実的な機能評価につながる可能性があります。

研究の大半は、静的がちな位置に筋肉の機能に焦点を当てているが、この方法は、さらに、リアルタイムの状況の間の筋肉の動作の理解を強化するために新たな道を開くことができます。

超音波診断は、リアルタイムで、筋肉や腱のダイレクトイメージングを可能にすることができるので、ADLの間、筋骨格のダイナミクスと機能を測定するための魅力的な代替である。の超音波ベースの定量的措置例えば、筋肉の厚さ、長さ、幅、断面積（CSA）、繊維pennation角と束の長さなどの筋肉形態およびアーキテクチャは、広く^10-12使用されてきた。近年、画像処理方法は、動的タスク^13-14の間にこれらの定量的な尺度を評価し、定量するために使用されてきた。これらの進歩は、 生体内の筋肉機能の理解に新たな方法論的なアプローチを可能にした。しかし、これらの方法は主に、従来のグレースケール（またはB-モード）の超音波イメージングを用いに頼っているので、十分に価値があることが示された組織速度、歪及びドップラー原理を用いて歪み速度を測定する超音波の可能性を悪用していない心筋機能^15〜16を評価する。

我々は、高時間分解能で収縮速度、歪み及び歪み速度を測定することができるベクターの組織ドプライメージング（VTDI）技術（サブmilliseconを開発したD）ダイナミックな活動^17〜18の間。具体的には、VTDI技術は、高フレームレートで非常に動的なタスク（ 例えば 、ドロップ着陸、歩行など ）の間に筋肉や腱の測定を行うことができます。 VTDI技術は、超音波ビームに沿った速度成分のみを推定する従来のドップラー超音波、に対する改善であるので、超音波照射角度に依存する。 VTDIは異なる角度で操舵つの異なる超音波ビームを用いて、筋肉や腱の速度を推定し、撮像面における超音波照射角度とは無関係である。筋肉の収縮は、3Dで起こるので、撮像面の角は依然として重要である。私たちは、臨床現場で行われるようにこれらの測定を可能にする、研究·インタフェースで、市販の超音波システムでこのメソッドを実装している。

VTDIのシステム経験の再現性と潜在的な利用可能性を調査するために、EMは、動的タスク中大腿直筋筋速度を測定する際に、私たちは健康な成人ボランティアに予備調査を行った。本論文では、方法論と収縮速度を推定するための実験を示して、歪みと直筋の歪速度は、ドロップ着陸タスクの実行中に、ミリ秒の時間分解能を持つ筋肉大腿 。

プロトコル

1。計装

ベクターTDIは、2つ以上の独立した方向から採取したドップラー速度測定から得られた速度ベクトルを推定に基づいている。研究インタフェースを備えた超音波システムは、VTDIを開発するために使用した。研究インターフェースは、ソフトウェア開発キット（SDK）を使用して、低レベルのビームフォーミングおよびパルスシーケンス制御を可能にした。 128トランスデューサ素子のビュー38ミリメートルフィールドとからなる5-14 MHzのリニアアレイトランスデューサを用いた。研究は、2つのインタフェースの送信にアレイトランスデューサを分割し、開口部を受け取り、法線に対して15°の受信ビームを操縦するために使用された。送信ビームは、関心領域（ 例えば、筋腹）に焦点を合わせた。送信および受信開口は、32の要素に設定した。

8人の被験者、4人の男性と4人の女性（29.7±6.5歳）を本研究に採用された。の被験者からの運動学的措置右下肢は、高速性能と200 [Hz]のサンプリングレートで八カメラモーションキャプチャシステムを用いて捕捉した。実験中の地面反力データは2,000 Hzでサンプリングする2つの力板を得た。

高速度カメラが三脚に取り付けられ、被写体から2メートルに配置され、500フレーム/秒で液滴着弾を捕捉するために使用した。

2。件名の準備

1. ショーツ、スポーツブラやショートTシャツとランニング靴を着用して被験者に依頼してください。
2. 被験者は10分の自己主導のウォームアップとデータ収集前にストレッチを行うように指示します。これは、異常な筋肉収縮を回避し、任意の筋肉のけいれんの範囲を減少させることである。
3. ウォームアップセッションの後、身体の特定のランドマーク反射マーカを配置します。具体的には、場所校正大転子上のマーカー、二国間の内側および外側膝と内側およびlateraL踝。事後に追跡マーカーを置き、各足^19〜20上の太ももやシャンク、および5マーカーに優れた腸骨稜、および場所のクラスタを前方。
4. 静的トライアルを得るために、3Dカメラのフォーカスエリアの中心に立って科目を演出します。参加者は、静的な3Dモーションキャプチャデータを取得するために、彼らの肩を越え腕に力がプレートの上に立つ必要があります。
5. そして、振動子ホルダに超音波トランスデューサを配置し、振動子ホルダからの超音波トランスデューサの脱落を回避するために、良好なからくりを確保する。振動子ホルダはLexenポリカーボネートおよび成形可能なプラスチックを用いて行った。
6. 皮膚と超音波トランスデューサとの良好な接触を確保するために、トランスデューサーに、超音波伝達ゲルの寛大な量を適用します。
7. 縦AXの大腿直筋の筋肉の画像に被写体の腿に振動子ホルダと一緒に超音波トランスデューサを配置です。変換器は、 直筋の腹筋大腿イメージに途中、前腸骨棘と横epicondoyleの間に配置されなければならない。脚に超音波トランスデューサとトランスデューサホルダーを固定する前に、大腿四頭筋群の軸方向のスライスを取得します。指針としてこれを使用して、超音波トランスデューサは、現在大腿直筋を画像化され、より横方向の移動または外側から内側、vastii筋群を画像化を避けるためにしないことを確認してください。
8. 今、対象者の大腿部に振動子ホルダを固定するために凝集自己粘着包帯を使用しています。この手順のステップは、反射マーカーをブロックしたり、カバーしていないことを確認します。自己粘着性包帯は緩いまたは過度にタイトであってはなりません。 LAX包帯ドロップ着陸タスクの実行中に、超音波トランスデューサが落下し危険になり、過度にタイトな包帯は、不快感の原因となる、表面的な血液の流れを乱し、おそらく落下着陸のダイナミクスを変える。
9. Tを配置500フレーム/秒で動画を収集するには、少なくとも2メートル離れて矢状面での被写体からの彼高速度カメラ。被験体の全体滴着陸シーケンスが捕獲され得ることを保証するために、カメラのレンズの焦点を合わせる。

3。実験プロトコール

1. すべてのマーカーと超音波トランスデューサが安全であると、フォースプレートから50センチメートルで、高さ30cmのところのプラットフォームに立って被験者に依頼してください。プラットフォーム（約2.5メートル）周辺は落下着陸作業を妨げたり、被写体を傷つける可能性のあるオブジェクトの明確であることを確認してください。これは、超音波トランスデューサコードを含む。
2. 腰に手を置く被験者は前落下着陸タスクを開始し、全体のドロップ着陸シーケンス中に指示する。
3. 超音波、液滴着弾タスク開始前の3Dモーションキャプチャ、力プレートと高速度カメラのデータ収集を開始する。異なる機器間の同期を実現することができますすべてのデータ収集を開始するために単一のキープレスを用いて、dは。キーボードに取り付けられた圧力センサは、特定のキーが押されると、同期トリガ信号を生成することができる。
4. 同時に、両方の足で、プラットフォームや土地からドロップ着陸タスクを実行する対象を演出します。対象者ではなく、そこからジャンプの箱からドロップしていることを確認してください。具体的な指示は、ランディング技術に関して提供されていない。
5. 被写体が完全に安定して落下着陸シーケンスを完了した後にデータ収集を停止します。
6. このプロトコルを主題ごとに5回繰り返します。

4。超音波データ解析

1. コンピュータに超音波システムからの生データをエクスポートして保存します。
2. 各々からの生の無線周波数（RF）、超音波データは、ビームが40 MHzでデジタル化される受け取る。 MATLABを使用してデータを処理します。
3. 搬送波周波数を除去するためにRFデータに対して直交復調を行う。 STATを削除ionaryと20Hzのハイパス·フィルタを使用して、各受信ビームからの各深さの直交データをフィルタリングすることにより低周波クラッタ。
4. 両方に沿って速度が従来の自己相関速度推定器^21を使用して受信ビームを推定する。
5. 図1に見られるように、落下着陸シーケンス全体にわたって（トランスデューサーに沿って）横方向および軸方向（トランスデューサに垂直な方向）の速度波形を得るために、個々の速度波形を組み合わせる。
6. ²²先に説明したように式1を用いて個々の速度成分から得られた速度ベクトルの大きさを得る。
   
   _β1及びf ₂ fは、ビームステアリング角であるつの受信周波数成分であり、f _tは送信周波数である。
7. 横方向及び軸方向の歪み速度ドを計算/空間gradiを使用してdtは横方向及び軸方向速度のエント。
   
   V ₂とV _1は、距離Lで区切られた二つの空間の位置と推定瞬時速度どこ
8. それぞれ軸方向および横方向の歪み速度を統合することにより、軸方向および横方向の歪み、Eを計算します。
   

5。 3Dモーションキャプチャデータの解析

1. さらに分析するためにコンピュータに3Dモーションキャプチャデータをエクスポートします。
2. 静的スタンディングトライアルを使用して、最小二乗最適化²³で3Dモーションキャプチャソフトウェアを使用して、運動学モデル（骨盤、太もも、すね、足）を作成します。
3. 腰の運動、ひざ、足首の関節を定量化するために、この運動学モデルを使用してください。
4. 4次のローパスButterworを用いた反射マーカの軌跡と地面反力を絞り込むそれぞれの3Dモーションキャプチャソフトウェアを用いて7 Hzおよび25 Hzのカットオフ周波数を有する第フィルタ。
5. デンプスターの方法に従って、各参加者の推定セグメントの慣性特性を利用して、標準的な逆動力学解析を用いて運動学および接地力データから3次元の関節の力とモーメントを計算します。セグメント間関節モーメントは、内部瞬間として定義されている（ 例えば 、膝内線モーメントが屈曲負荷抵抗する膝に適用される）。

6。ハイスピー​​ドカメラのデータ解析

1. 分析と超音波と3Dモーションキャプチャ運動学的データとの比較のためにコンピュータへの高速カメラデータからビデオをエクスポートします。
2. 15フレーム/秒でムービーを再生し、落下着陸動態を観察します。
3. 次いで、anatomiに可視マーカーを追跡することによって全体滴着弾試験中に振動子ホルダの動きと超音波トランスデューサの変位を定量化する高速ビデオデータを用いて校正目印。落下着陸のダイナミクスの評価は、より良い別の打ち上げと着陸のスタイルを理解するためにも同時にを行うことができます。

結果

の方法を実証する私たちの前の仕事からの代表的な結果を以下に示す。我々の現在の研究に利用される方法は、画像処理とモーションキャプチャを統合しながら、以下に示す代表的な結果は、これらの測定値を別々に実施された研究からである。

I.超音波（VTDI）

3Dモーションキャプチャおよび高速カメラからのデータを使用して、被験体のジャンプ、着地および安定相のパターンは、それぞれの試験のために研究した。軸方向と横方向の直が VTDIから筋肉速度大腿は 3Dモーションキャプチャおよび高速カメラから収集されたデータと比較した。このデータを使用して、落下着陸シーケンス全体を通して、軸方向および横方向の大腿直筋の筋肉の速度の時間的特性を調べた。正横方向速度は、膝屈曲時に大腿直筋筋の伸張性収縮に対応負の横方向の速度は、膝伸展時の​​筋の求心性収縮に対応する。これは、 図2に示されている。すべての被験者全体のドロップ着陸シーケンスは約1.45±0.27秒続いた。

各被験者には、軸方向と横方向の筋速度は0.99とR2 = 0.75（ 図3）の傾きと試験の間に強い再現性を示した。 2人（男女）は、より高い速度を持っていたが6 8のうち、対象者のための速度値は、48〜62センチメートル/秒の類似の範囲であった。各被験者の個々の体重や筋肉の厚さを調整し、男性（72.96センチメートル/秒）、女性よりも有意に高い筋肉速度（48.71センチメートル/ sec）を提示し、P = 0.029、。

超音波トランスデューサの位置は、高速度カメラを用いたドロップ着陸シーケンスを考え追跡した。転子カフ（緑破線間での線分の間の角度オピニオン線分）および中間大腿カフ（紫色の点線線分）との間の線分を算出した。被験体当たり2試行（試行1および2のように1の対象に関連すると）、16試験の合計は、 図4で観察される。着陸中の解剖学的マーカーに対するトランスデューサホルダの最小の角度変化（0.91°±0.54度）は、すべての16の試験にわたって観察された。超音波トランスデューサ角度変化は（ICC _2,1 = 0.90、P <0.05）だけでなく、高い再現性を示しました。これは着陸試験中の変換器の動きが最小であったことを示しており、速度測定は、何らかの変換器の動きに影響を受けなかった。

II。 3Dモーションカメラ·フォースプレート

当社は、主に膝や股関節屈曲角度、膝外反角、膝外反モーメントに着目した。ヒップF：私たちは、地面との最初の接触時に、被験者は以下の運動学的なパターンを持っていたことが分かったLEXION 41°±13度、膝屈曲23°±9度、膝外反母趾0.03°±6度。彼らは着陸フェーズで進行するにつれて、達成される最大の角度であった：±8度（ 図5）°股関節屈曲58°±19度、膝屈曲54°±24度、膝外反母趾-4。膝外反モーメントが着陸フェーズ（ 図6）の間に、その最大値に初期接地接点から0.03±0.03〜0.1±0.1 NM /キロに減少を発表した。

図1。 腹直筋のVTDI速度測定の表現は、グレーのビームが2個々の送信を表し、受信ビームを。筋肉大腿と赤線は（膝の近位-遠位方向）、横方向速度成分と青色の線が軸方向速度を表し（筋肉の厚さに沿って）コンポーネント。

図2。滴着弾時の軸方向及び横方向の速度は、ビデオフレームのシーケンス（上パネル）と比較される。下部パネルは、Aは、初期膝屈曲に対応する軸方向と横方向の速度は、であり、Bは、膝の伸長に対応し、Cは、に対応する地面を打つつま先、Dは地面を打つかかとに相当し、Eは、膝屈曲後の着陸に対応し、Fは、膝伸展と安定化に対応しています。

図3。全8科目（サブジェクトごとに2試験）のための合成速度ベクトルの大きさの再現。男性は青い円の赤いダイヤモンドと女性で示されている。

図4。パネルAエラーが発生超音波振動子ホルダ製線分と半ば腿（紫色の破線の線分）上のマーカおよび超音波トランスデューサ製線分と大転子上のマーカーとの間の角度（緑色線分破線）。パネルB.大腿中央部と超音波トランスデューサと大転子上のマーカによって作ら線分上に超音波トランスデューサホルダとマーカー製線分との間の角度の絶対誤差。

図5。図は、ドロップ着陸タスク中に3Dモーションキャプチャを示しています。プラットフォームから発射するための初期膝屈曲に対応して、Bが地面に当たるつま先に対応し、Cが地面に当たるかかとに対応し、Dは、膝屈曲後の着陸に対応し、Eは KNEに対応E拡張と安定。 大きな画像を見るにはここをクリックしてください。

図6。図は、ドロップジャンプの立脚相中に代表膝外反モーメントの変化を示している。膝外反モーメントが着陸フェーズ中に最大値に初期接地接点から0.1±0.1 NM /キロに0.03±0.03から増加を発表した。 拡大表示するには、ここをクリックしてください図。

ディスカッション

超音波イメージングは​​、例えば、3次元モーションキャプチャ、動力測定法、電図、および接地反力の測定などの従来の対策を補完することができ、動的試験において、筋肉運動の直接的な評価を提供する能力を有する。このアプローチは、基本的な生体力学の研究と臨床評価のために広く適用することができます。生の無線周波数（RF）、超音波データまたはエンベロープ検波グレースケール（またはB-モード）画像データに対して相互相関を使用して（1）スペックル追跡方法：超音波を用いて組織の動きを推定する3つの主要なアプローチがある。これらの技術は、広く、骨格^24-25および心臓²⁶の筋肉運動追跡および推定の両方に使用されている、（2）筋線維束または機能^27-28および心臓²⁹の両方に用いられる（3）組織ドプライメージング技術を追跡する画像処理方法^-30及び骨格³¹動き推定。空間的なクロスCに基づいてスペックルトラッキングorrelationは、組織の動きを追跡するために広く使用されており、サブピクセル解像度での動きを追跡することができる。しかし、スペックルパターンは、より大きな動きの間に急速に非相関。像面のうちの運動も、スペックル追跡のための課題を提起する。筋肉束の長さを追跡するための方法は、全体の束は、動的タスク中の画像で視覚化され、より良い適用性を持っている。画像データを処理する方法に依存して、撮像フレームレートによって制限される低時間分解能を有し、従って、高速で動きを追跡することはできません。さらに、これらの束の追跡方法は、平面運動のうちに非常に敏感である。このように筋肉へのプローブの相対移動は、追跡が失敗する可能性があります。従来の組織ドプライメージング（TDI）から速度の推​​定値は、同様に小さなプローブの動きに、より堅牢で、高い時間分解能を持つことができます。ドップラー法は、このように、ドップラー推定値が不正確デュかもしれない、唯一の超音波ビームに沿って速度コンポーネントを推定することができる筋肉の動きに超音波照射の様々な角度へのE。提案VTDI方法は、異なる角度で操舵つの異なる超音波ビームを利用することによって、この問題を克服するので、速度推定値は、撮像面における超音波照射角度とは無関係である。また、VTDIの実効時間分解能は約0.1ミリ秒であることができるので、この方法では、動的な活動（ 例えば 、ドロップ着地、歩行やジョギング）中に骨格筋の動きを追跡することができます。

我々のアプローチの他の利点は、ベクトル組織ドプライメージングを行うための臨床超音波システムに基づいて、リニアアレイ撮像トランスデューサの使用を含む。我々は、電子的に送信/受信ビームステアリング、開口サイズを受信し、大きな視野を走査するために、位置をフォーカスを制御する。さらに、このアプローチは、同時実時間イメージングと二本鎖VTDIを実行するように拡張することができる。私たちのシステムはまた、私たちは、Lに従来のBモード撮像を行うことができます組織株および運動の定量のために関心領域をocate。この方法は、臨床スキャナに実装されましたので、我々はバイオメカニクス研究のための歩行実験室でこのVTDI方法を展開することができました。

この手法の限界は確認をする必要があります。様々な要因は、ドップラー測定の精度に影響を与える。 （に沿って筋線維全体で）2次元でのVTDI基づく速度推定値は（32要素ワイド）2送信/受信サブアパーチャに分割し、15度のビームを操縦するために、リニアアレイトランスデューサを必要とします。超音波は、より高い角度に光を送受信するステアリングは、グレーティングローブによる速度措置に影響を及ぼす可能性があります。また、VTDIのビーム重複領域の面積は、潜在的に速度推定値に影響を与え、様々なビーム焦点深度を^32に変更^します。ドップラー推定値の分散は、tの（2）分散分析時間ウィンドウ内の組織（1）の加減速に依存するドップラレンジゲート内の発行速度（3）ワイドバンドに使用される開口内に変化するドップラー角は、送信とも呼ばれて超音波ビームを受信し、スペクトル幾何³³および送信された超音波パルスの（4）の帯域幅を広げるので、ドップラー偏移³⁴キャリア周波数に比例する。いくつかの方法は、分散を制限するために使用することができる。このような自己相関等の相基づく速度推定器は、典型的には、スペクトル推定量に比べて小さく、分析時間ウィンドウを利用しますが、それらは、ドップラーシフトではなく、ピークシフトを意味する推定。広帯域2Dフーリエ変換のようなスペクトル推定量は^、35を変換により、パルス帯域に分散を減らすことができます。二つのドップラービームを操縦利用VTDIの場合には、筋肉へのビーム​​重複領域における相対的な組織速度の分散が考慮すべき別の要因である。 大腿直筋の筋収縮は、3Dと収縮ベロシティにありITYは、筋肉に沿って空間的に変化。したがって、慎重に関心領域を選択することが重要である。

本研究では、VTDIを使用して8人の健康なボランティアのドロップ着陸タスクの実行中に大腿直筋筋運動の再現性を検討した。試験は独立していたにも関わらず、我々は試験間の個人のための高い相関性と再現ピーク筋収縮速度を観察した。我々は現在、さらに、このパターンを調べるために、我々の研究でより多くの被験者を募集しています。本研究では、非侵襲的に設けられており、 腹直筋の収縮速度のリアルタイム測定は、ドロップ着陸中筋大腿 。 1：収縮速度の次のパターンが落下着陸タスク（ 図2）の様々な段階の間に観察された。筋収縮速度は、膝屈曲（打ち上げ相）と拡張子（イン·ザ·エアPの間に、軸方向に比べ横方向に支配する長谷）。 大腿直筋の筋肉がイン·ザ·エアフェーズの間に打ち上げ段階と求心性収縮時の伸張性収縮を受けているので、これは、期待されている。 2。無視できるほど低い軸筋の速度を有する第三段階（つま先が地面に触れて）、中に低側筋速度。これは、このフェーズ3の間、 大腿直筋の筋収縮を低下させるために対応している。かかとが地面に触れた直後に、軸方向および横方向の筋の速度が大幅に増加。これは、筋線維と筋線維それぞれ、法線に沿った速度の増加を引き起こす、おそらく圧縮形状に伸張性収縮および変化の両方を受ける筋肉に起因する。落下着陸タスクは高い衝撃仕事であるという事実にもかかわらず、VTDI、再現直筋速度を大腿明らかにした。この筋が過剰負荷から膝関節を保護するための主原因であるため、この超音波技術は、臨床的影響を与える可能性がある。したがって、ACL再建の患者で大腿直筋筋のさらなる評価は、OAの早期加速発症につながるメカニズムを理解することが保証されています。

この研究の参加者は、全30センチプラットフォームから自然落下着陸タスクを実行するように求めていたが、我々はジャンプや打ち上げの高さの違いを発見した。また、高速度カメラデータを用いて、全ての被験者が異なる液滴着弾スタイルを有することが観察された。これは、タスクの間に活性化パターンの可能性の違いの結果として筋肉大腿直筋のピーク結果のベロシティ値の被験者の間のわずかな違いを説明できる。別の可能な要因は、潜在的に筋収縮の異なるレベルにつながると生産を強制する可能性が大腿直筋の筋の断面積の違いである。

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Ultrasound System	Ultrasonix	Sonix RP
3D Motion Capture System	Vicon Motion Systems	Vicon T-20
Force Plates	Bertec Corporation	Bertec 4060-10
High Speed Camera	Photron	Photron 512 PCI 32K