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Mar 16, 2023

MyotonPROの検出可能な変化を最小限に抑えるためのプロトコルと基準値、および筋肉および皮下組織の超音波画像測定

Rapporti scientifici Volume 12,

Scientific Reports volume 12、記事番号: 13654 (2022) この記事を引用

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7 引用

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

筋肉量と筋力の損失はパフォーマンスに影響を与える可能性があるため、筋肉の健康状態を評価することは最も重要です。 これに有用であることがわかっている 2 つの非侵襲的ツールは、MyotonPRO とリハビリテーション用超音波画像診断です。どちらも、研究チームが多く実施した以前の研究で信頼できることが示されています。 この研究は、研究者と臨床医の両方をサポートするために、これまで評価されていなかった局所的な身体構造の信頼性を判断し、その最小検出可能変化 (MDC) を決定することを目的としています。 20 人の健康な参加者が募集され、以前に確立されたプロトコルから 7 つの皮膚の位置の信頼性を判断しました。 信頼性は 3 人の独立した評価者の間で決定され、日々の信頼性は 1 週間ごとに 1 人の評価者によって評価されました。 組織の硬さ、張り、弾力性に関する評価者間および日間のクラス内相関係数 (ICC) は、中程度から優れた範囲 (ICC 0.52 ～ 0.97) であり、ほとんどが良好または優れています。 皮下厚さの ICC は、日ごとに良好または優れていました (ICC 0.86 ～ 0.91)、評価者間では中程度から優れていました (ICC 0.72 ～ 0.96)。筋肉では、評価者と日の間で中程度から優れていました (ICC 0.71 ～ 0.95)。 この研究のプロトコルは全体的に信頼性が高く再現可能であり、いくつかの測定点に対して確立された MDC 値も提供します。

筋肉量と筋力の損失は身体機能 1、生活の質 2、さらには死亡率 3 に影響を与える可能性があるため、筋肉の健康状態を評価することは最も重要です。 評価はさまざまな状況や設定に関連しており、その多くはアクセス、取り扱い、コストの容易さが重要な要素となる現場で行われます。 これらの状況には、次のような人々の筋肉の経時的変化を評価することが含まれます。 怪我の後5; 手術後6; 非活動期間中（例：集中治療中 7、神経変性疾患、つまりパーキンソン病、脳卒中 8 など）、または微小重力への曝露中/曝露後 9）。 正確で信頼性の高い評価には、有効で信頼性の高いツールを使用した堅牢なプロトコルが必要です。 個人の異常の評価は、文献の規範値との比較、または人々のグループ間の比較によって行うことができます10。 個人を経時的に評価する場合、実際の変化を特定できるように測定誤差の精度を知る必要があるため、測定の最小検出可能変化（MDC）が必要になります10、11、12。 本論文では、国際宇宙ステーション (ISS) で 6 か月のミッションに参加する宇宙飛行士 (Mytones プロジェクト、欧州宇宙機関) を対象に、微小重力が筋肉/腱/筋膜の生体力学および筋膜に影響を与えるかどうかを調べるための研究プロトコルについて説明します。粘弾性組織の特性。 現在の信頼性研究で調査対象となっている構造は、表面の位置、測定点 (MP) の位置を特定するための身体上の解剖学的ランドマークの認識のしやすさ、および医学的知識のないオペレーターにとっての参照のしやすさに関する解剖学的基準によって選択されました。 この研究は、これまで信頼性について評価されていないサイトに焦点を当てており、各サイトの MDC 値を提供して、個人を長期にわたって評価および監視できるようにしています。

有効で信頼性が高く、Myotones プロジェクトで使用されている 2 つのポータブル技術は、筋肉の厚さを測定するためのリハビリテーション用超音波画像法 (RUSI) 13,14 と、生体力学および粘弾性特性を評価するための非侵襲的 Myoton 技術 15,16 です。 特定の筋肉と腱については、RUSI17、18、19 と MyotonPRO デバイス 8、11 の両方に優れた信頼性があるという証拠がありますが、Myotones プロジェクトで使用される新しい部位については、その信頼性 (評価者間と評価者内の両方) を確立する必要があります。

RUSI 技術は、筋肉の健康状態を評価し、臨床および研究環境の変化を観察するための、安全で持ち運び可能で比較的安価な手段を提供します 13,14。 筋力は断面積 (CSA) と相関しており 20、CSA は筋肉の厚さと強く相関しています 21,22。 したがって、筋肉の厚さは、複雑な機器を必要とせず、また、痛みや認知障害などの理由で筋力検査を行うことができない人々の筋力の間接的な尺度を提供します。

MyotonPRO デバイスは、RUSI のような高度な専門知識を必要とせず、正しい測定位置を見つけることができれば、初心者でも効果的に使用できます16。 MyotonPRO は、表層組織の減衰した自然振動を加速度信号の形で検出し、静止音 (Hz)、動的剛性 (N/m)、弾性 (対数減少、log) を測定できます16。

本研究では、健康な男性ベッドレスト参加者 24 名を対象とした最近の研究で原理的に以前に報告されているように、下肢、上肢、体幹のさまざまな構造（筋肉、腱、筋膜）の特定部位における MyotonPRO および RUSI 測定の信頼性を検証しました。個人の経時的な変化を監視するための MDC 値を生成します。 これらの部位は、ISS の Myotones プロジェクトで評価されている構造に基づいています。このプロジェクトは、飛行中の宇宙飛行士の筋肉と関連する軟組織の健康状態を迅速、効率的、正確にモニタリングする手段を評価することを目的としています24。 これらの構造を確実に評価することは、臨床医や研究者にとっても役立つことを目的としています。

2つの技術（MyotonPROと超音波画像）を使用して、長時間の不活動によって影響を受ける可能性のあるいくつかの筋肉を検査するためのプロトコルを説明し、測定の信頼性を確立してMDC値を生成します。

MyotonPRO を使用した表層構造の機械的特性と、超音波イメージングを使用した筋肉および皮下組織の厚さを測定するために使用される方法論とプロトコルを定義します。

同じ日に 7 つの測定サイトで 3 人の独立した研究者の間で、Myoton と超音波測定の評価者間信頼性を調査する。

1 週間離れた異なる日に取得された測定値の評価者内の信頼性を調べるため。

さまざまな構造の測定値の MDC 値を確立し、異なる日に繰り返し測定して、経時的な個人の変化を評価するための参照値を提供します。

信頼性研究のサンプルサイズ要件について公表されている推奨事項はさまざまですが、15 ～ 20 名の参加者が十分であると示唆されており 25、Myoton による以前の研究では 20 名以下の参加者が使用されています 26、27、28。 サウサンプトン大学の職員および学生から20人の健康な参加者（n = 10男性、n = 10女性）が募集され（年齢28.95±2.77、BMI 24.28±1.47）、研究に参加した。 倫理の承認は、サウサンプトン大学環境生命科学部倫理委員会 (番号 40307) から得ました。 すべての方法は、関連するガイドラインおよび規制に従って実行されました。 この研究を宣伝するポスターが学部内に配布されました。 試験前にすべての被験者からインフォームドコンセントを得た。 参加者は 2 つのセッションに参加するよう求められ、最初のセッションは約 2 時間続き、2 番目のセッションは 1 週間後に午後に開催される 1 時間続きました29。 部屋の周囲温度は 22 ～ 24 °C に設定され、温度による緊張の変化を避けるために、測定中は暖かい衣服を着用しました。

18歳以上40歳以下。 英語を理解できること。

過去 5 年間に筋骨格系の損傷または手術を受け、1 週間以上動けなくなった。 コントロールされていない糖尿病または血圧。 既知の神経障害。 関節炎により日常活動を行う能力が制限されます。 がんの治療を受けている。 筋肉の機能に影響を与える薬を服用している。 MP部位に瘢痕がないこと、明らかな皮膚の炎症/発赤がないこと、けいれん/麻痺を引き起こす基礎疾患（パーキンソン病、ハンチントン病、脳卒中、神経損傷など）がないこと、12時間前に緊張を軽減または増強する薬剤を服用していないこと参加者には、データ収集セッション前の 12 時間以内に、セッションまでの移動手段（例：徒歩や自転車ではなく、公共交通機関や車を利用してください）。

この研究の MP は、ISS24 で現在進行中の Mytones プロジェクトの MP に基づいており、両方の技術が 11 か所でテストされています (そのうち 7 か所がこの研究で評価されています)。 すべての MP (すべて右側) を以下に示します (図 1)。

背側（左）と腹側（右）の測定点（右側のみ）がボディチャートに表示されます。

Myotones 研究に含まれる以下に挙げる MP の一部はすでに信頼性が十分に確立されているため、本研究では MP1、MP2、MP3、MP6、MP7、MP9、および MP10 の 7 つの測定点のみを検査しました。

足底筋膜 (MP1) - 足の中央アーチからかかとに向かって筋膜 (タイトなバンド) を、バンドの感触が失われるまで触診します。 MP1 はかかとの付け根から 1 cm 下にあります (超音波で確認) - 縦方向に撮影された超音波画像。

アキレス腱 (MP2) - 腱の最も薄い部分 (親指と人差し指を「鉗子」または「ピンセットのグリップ」として使用して触知可能) - 縦方向に撮影された超音波画像。

ヒラメ筋 (MP3) - MP2 と膝裏の膝窩のしわの中央との間の距離を測定します。 MP3 は、MP2 からふくらはぎの背面の 33% 上、内側 3 cm に位置します。縦方向に撮影された超音波画像です。

腓腹筋 (MP4) - MP2 より、ふくらはぎの後ろの 66% 上、次に内側 3 cm を測定 - 縦方向に撮影された超音波画像。

腰部多裂筋 L4 (MP5) - 腰の上部 (骨盤の腸骨稜) の間に線 (巻尺) を引き、背骨のレベルを見つけます。 背骨の中心から右に x = 1 cm を測定します。横方向に撮影された超音波画像です。

腹横筋 (TrA; 5.1) - 臍 (へそ) を見つけ、3 つの横腹筋 (外腹斜筋、内腹斜筋、TrA) が平行に見えるまで横に動かします (超音波のみ)。横方向に撮影された超音波画像。

頭脾 (MP6) - 外後頭隆起の基部 (頭蓋底の後ろの隆起) と肩峰 (肩上部の隆起) の間を巻尺で測り、線の中心に印を付けます。 C7 と耳のすぐ下の顎の角度 (下顎骨) の間を巻尺で測り、線が交差する位置に印を付けます。 この交差点から 3 cm 前方に移動します (超音波で確認)。横方向から撮影された超音波画像。

三角筋前部 (MP7) - 肩峰から肘の前のしわまで巻尺を置きます。 脇のしわと同じ高さのテープに指を置き、指を2cm上に動かします。 ポイントを確認するために、参加者に腕を上げるように依頼すると、指の下の筋肉が収縮するはずです。横方向から撮影された超音波画像です。

大腿直筋 (MP8) - 膝蓋骨の上縁と腸骨棘 (骨盤の右側前方の隆起) の間に形成される線の巻尺。 膝蓋骨から、上記 2 点間の合計距離の 33% を測定します (横方向に撮影された超音波画像)。

膝蓋下腱 (MP9) - 膝蓋骨の下端の中央と脛骨粗面 (脛骨またはすねの骨の上の隆起) を見つけます。 2 点間の距離の 50% を測定します (縦方向に撮影された超音波画像)。

前脛骨筋 (MP10) - 膝蓋骨の下端から内くるぶしと外くるぶしの間の足首関節の中央までの距離を測定します。 これら 2 点間の距離の 50% を測定します。 次に、腹部の筋肉 (前脛骨筋) の上で脚の外側に 2 cm 移動します。超音波画像は横方向に撮影されます。

スマートフォンサイズの非侵襲性デジタル触診デバイス (MyotonPRO) を使用して、筋肉の生体力学特性を評価しました (Myoton AS、エストニア)。 MyotonPRO デバイスは、対象の組織層に事前圧縮力 (0.18 N) の下で機械的インパルスを皮膚に加えます (持続時間 15 ミリ秒、力 0.4 N)。これにより、筋肉および腱を覆う軟組織からの信号バイアスを最小限に抑えます。 デバイスは皮膚に対して ± 5° 垂直に保持されます (MyotonPRO デバイスで確認)。 インパルスは下にある組織の減衰振動を引き起こし、これはトーン (周波数、Hz で表される)、剛性 (N/m)、および弾性 (対数減衰) のパラメーターとして記録されます。 プローブには皮膚をどれだけ押し下げるかを示す小さなマークがあり、事前圧縮荷重に達すると、インジケータライトがオレンジから緑色に変わり、プリセットされたインパルスが自動的に適用されます。 MyotonPRO デバイスは、測定ごとに少なくとも 5 つの異なる機械的インパルスのセット間の変動係数 (CV) を記録し、これを各パラメーターの横にパーセンテージとして表示します。 本研究では、3% CV の閾値が設定され、パラメータがこの閾値を超えた場合、測定が繰り返されました。

画像は、3.5 ～ 16.7 MHz のリニアトランスデューサーを備えたリアルタイム B モード超音波スキャナー (フランス、パリの ORCHEO lite、SONOSCANNER、CNES、CSA、および ESA によって設計され、ECHO デバイスと呼ばれる) を使用して撮影されました。 トランスデューサーは、下にある組織の圧迫を避けるために最小限の圧力で、画像化される MP に応じて皮膚上で横方向または縦方向に配置されました (上記の特定の部位を参照)。 超音波画像は上記の指示に従って、各点で 1 枚の画像を撮影して撮影されました。

すべての画像は、Matlab アルゴリズム (MW が作成) を使用して、1 人の研究者 (PM) によって後でオフラインで測定されました。 筋骨格軟部組織の超音波画像処理は、磁気共鳴画像法 (MRI) のゴールドスタンダードに対して信頼性があり 30,31 、有効であることが知られています 32,33。 Myoton 技術と同様に、画像の記録に影響を与える要因の標準化が重要です 14。

データを収集した 3 人の研究者の経験年数は次のとおりです。研究者 1: 超音波イメージング 5 年、Myoton テクノロジー 5 年。 研究者 2: 超音波技術 13 年、ミオトン技術 9 年。 研究者 3: 超音波は 30 年以上、ミオトンの技術は 9 年以上。

最初のセッションでは、オペレーターが最初に解剖学的測定ポイント (MP) を特定し、完全にリラックスした状態で担架に横たわっている参加者にマークを付けました。 測定値は、次のセッションに先立って各参加者のログブックに記録されました。 その後、他の記録が分からない 3 人の独立したオペレーターが MyotonPRO と超音波の測定を行いました。 評価者は同じセッション内で参加者を再採点する必要はなかったので、Myoton または超音波手順全体ではなく、データ取得の信頼性が評価されました。

MyotonPRO 記録の場合、上記のように 5 つのインパルスを 2 セット適用しました。 デバイス上の各変数の変動係数の測定値が検査され、3% を超える値があった場合は測定が再度行われました。 すべてのポイントが 2 回記録され、10 個のパルスの平均が取得され、分析に使用されました。 超音波画像は上記の指示に従って、各点で 1 枚の画像を撮影して撮影されました。

日間の評価者内信頼性については、参加者は少なくとも 1 週間後に 2 回目のセッション (午後) に招待されました。このセッションでは、前回のセッションと同じ MP を再配置した後、1 人のオペレーターのみが超音波測定と MyotonPRO 測定の両方を繰り返し測定しました。 。

評価者間信頼性は、二元混合単一スコアクラス内相関係数 (ICC) を使用して評価されました (3,1)34。

日間の評価者内信頼性は、双方向混合単一スコアクラス内相関係数 (ICC) で評価されました (3,1)34。

セッション内の評価者内信頼性は、5 つのインパルスの 2 セット間を比較するために、二元混合平均スコアクラス内相関係数 (ICC) (3,2) を使用して評価されました。

すべての統計テストは、SPSS (v 26、ニューヨーク州アーモンク: IBM Corp) を使用して、アルファ値を 0.05 に設定して実行されました。

ICC 結果の解釈のガイドラインは Koo と Li30 から引用されており、0.5 未満 = 不良、0.5 ～ 0.75 の間：中程度、0.75 ～ 0.90 の間 = 良好、0.90 以上は優れています。

超音波スキャンは、特注関数 (MW) を使用して Matlab (Mathworks、米国) で作成されたカスタム作成のグラフィカル ユーザー インターフェイス (GUI) で測定されました。 GUI を使用すると、研究者は超音波スキャナから取得したビットマップ画像をインポートできます。 GUI は、ピクセル数と超音波画像の側面に表示されるスケールから得られる 1 cm の距離との間の倍率を決定することによって画像を校正しました。 その後、GUI を使用して、研究者がさまざまなランドマークを識別してクリックすることで、超音波画像上で測定を行うことができました。 筋肉と腱ごとに、特定のランドマークと測定値を以下に詳しく説明します。 次に、距離がランドマーク間のユークリッド距離として計算され、倍率を使用してセンチメートルに変換され、Excel ファイルにエクスポートされました。

スキャンは、超音波スキャンの側面にあるスケールに対して校正され、カーソルで 1 cm の測定値をマークしました。

受動的筋肉の厚さは、上筋膜の底部から下筋膜の上部までの筋肉の境界間の超音波スキャンの断面で測定されました。

腱/筋膜の厚さは、幅 1 cm のボックスを作成し、構造の上部に線を作成し、下部に線を作成することによって測定されました。 次に、2 本の線の間の距離が 100 回自動的に測定され、平均の厚さが測定されました。

皮下組織の厚さは、皮膚の最上部から筋膜の上縁まで測定されました（つまり、筋膜区画と筋膜外膜層を含む通常の末梢筋膜構造であり、地域差のある1つの構造層（つまり筋膜）と見なされますが、これらすべてが異なります）ただし、構造レイヤーは USI 画像解像度を下回ります)。 2 番目の測定は、筋膜の上縁から下縁まで行われました。 筋膜の厚さは皮下組織の測定において脂肪の厚さに含まれています（図2）。 深部足部伸筋 (MP10 深部足部伸筋) - MP10 と同じ皮下組織の厚さを使用して超音波のみで測定されましたが、筋肉は脛骨までの 1 つの複合体として測定されました。

超音波の例とデータ解析のための測定点。 (a) 足底筋膜、(b) アキレス腱、(c) ヒラメ筋、(d) 頭脾筋、(e) 三角筋前部、(f) 膝蓋骨腱、(g) 前脛骨筋。

MDC は、測定誤差の意味のある実用的な評価を提供し、関連する測定単位の各変数に単一の値 35 を提供します。これは、誤差によって発生するスコアの最小変化であり、測定における偶然の変動とは関係がないと思われます 36。 SEM に基づく MDC は、Haley および Fragala-Pinkham に概説されている次の式を使用して計算されました 36: MDC = 1.96 (信頼度の z スコアレベル) × √2 × SEM)。 SEM を計算する式は、Wilken、Rodriguez35 で概説されているように、SEM = SD × (√(1 − ICC)) でした。

ICC の信頼性データを補完するために、一致限界を伴う Bland および Altman テストが使用され、グラフ化されました (補足表 1)36。 このテストは、各研究者 (R1 ～ R2、R2 ～ R3、R1 ～ R3) 間および日間のテストで実施されました。

MyotonPRO と超音波の結果を以下に示します。結果は中程度から優れた範囲にあり、大部分は良好または優れています。

2 セットの 5 パルスを比較した MyotonPRO のセッション内の同日の評価者内信頼性は、テストしたすべての部位のすべてのパラメーターで優れていました (0.96 ～ 0.99 の範囲、補足表 2) ため、以下ではこれ以上詳しくは示しません。

セッション内の評価者間信頼性は、中等度である頭脾 (MP6 = 0.733) を除き、すべての測定ポイントで優れているか良好でした (表 1)。 数日間の評価者内信頼性も、中等度である 2 つの測定点、頭脾筋 (MP6) とヒラメ筋 (MP3) を除くすべての測定点で優れているか良好です。

ほとんどの測定点は、アキレス腱 (MP2) と頭脾筋 (MP6) を除き、評価者間信頼性が良好から優れていることを示しました。どちらも中程度の信頼性があります (表 2)。 日間の信頼性は、足底筋膜 (MP1)、ヒラメ筋 (MP3)、前脛骨筋 (MP10) では優れており、三角筋前部 (MP7) と膝蓋骨腱 (MP9) では良好で、アキレス腱 (MP2) と頭脾筋では中程度です ( MP6）。 各測定点の MDC も計算されています。

評価者間の信頼性は、中程度の信頼性を持った Solues (MP3; 0.65) を除いて、すべての測定点で優れているか良好でした (表 3)。 日間の評価内信頼性は、頭脾筋 (MP6)、三角筋前部 (MP7)、および脛骨前部 (MP10) では優れており、足底筋膜 (MP1)、アキレス腱 (MP2)、ヒラメ筋 (MP3)、および膝蓋骨腱では中程度でした ( MP9)。

皮下厚さの評価者間信頼性は、優れたヒラメ筋 (MP3)、膝蓋骨腱 (MP9)、および前脛骨筋 (MP10) から中等度の足底筋膜 (MP1) までの範囲に及び、大部分は良好な信頼性を示しています (表 4)。 評価者内の信頼性は良好または優れていました。

筋肉/腱/足底筋膜の厚さに関する評価者内の信頼性は、優れた足底筋膜 (MP1)、膝蓋骨腱 (MP9)、前脛骨筋深層筋群 (MP10) から中等度のアキレス腱 (MP2) までの範囲でした。 評価者間の信頼性は、優れた頭脾筋 (MP6)、三角筋前部 (MP7)、膝蓋骨腱 (MP9)、前脛骨筋深筋群 (MP10) から中等度のアキレス腱 (MP2) までの範囲であり、大部分が良好な信頼性を示しました (表 5)。 。

この研究の目的は達成されました。次のとおりです。 2 つの技術 (MyotonPRO と超音波画像) を使用して、不活動によって影響を受けるいくつかの筋肉を検査するためのプロトコルを説明します。 測定技術の評価者間および評価者内の信頼性を確立する。 また、不活動の影響を受けている人々、または不活動から回復中の人々の経時的変化をモニタリングする研究で使用するための MDC の基準値を提供します。 この例には、微小重力下および微重力後の宇宙飛行士が含まれます。 集中治療を受けている人、病気や怪我で活動的でない人、リハビリ中の人。 または、筋肉量に影響を与える長期の症状を抱えて生活している人。 11 施設のプロトコールの一部の測定点の信頼性は、健康なコホートの文献ですでに確立されているため、本研究は、MDC を含む信頼性データを必要とする施設に焦点を当て、プロトコール全体のコンテキストでの完了のために、結果を求めました。すべてのサイトからの情報が以下の説明に含まれています。 全体として、MyotonPRO と超音波装置の両方について、大部分の測定点で良好または優れた信頼性があり、いくつかは中程度の信頼性があり、悪いものはありませんでした。 評価者間信頼性の結果を解釈する際には、評価者が測定点を再マークしなかったため、データ取得の信頼性のみが評価されたことに注意することが重要です。

同じセッションの評価者内信頼性は、すべてのポイントおよびすべての Myoton パラメーター (ICC 0.96 ～ 0.99) で優れており、これは文献で十分に確立されています 8、15、20、37。 この高レベルの信頼性は、今回の研究のように 3% のしきい値 CV が使用され、それより高い値の測定値が破棄され、記録が再取得された場合に可能になります。 Dellalana et al.11 では、腓腹筋内側筋測定の CV 値が剛性の 5.5% であった場合でも、ICC は 0.96 であり、デバイスの堅牢性と測定値の平均をとることの重要性を示しています。 ただし、上記の研究 11 では皮膚の硬さに焦点を当てた別のプローブが使用されたのに対し、本研究は筋肉の硬さに焦点を当てていることに注意してください。

日間の評価者内信頼性は評価者 1 によって検査され、ほとんどの測定点で 3 つの Myoton パラメータすべてについて優れから良好であり、いくつかは中程度の信頼性がありました。 どの測定点も良好または不良ではなく、他の測定点に関する文献と一致しています16、30、36、38、39。 セッション間の MDC も低いです (表 1、2、3)。

同じセッション中の測定と比較して、日ごとに観察される信頼性が低いことは予想されていましたが、次のようないくつかの要因によって説明される可能性があります。オペレーターが別の日に同じテストサイトを見つける能力。これはセッション内で繰り返される記録には必要ありませんでした。同じセッション。 位置のわずかな違いによる筋肉の長さと張力の微妙な変化。 テスト前の異なる活動、または温度の変化など。40. 記録の違いが使用されたデバイスに起因する可能性は低く、メーカーによって校正されており、ファントム材料でテストしても一貫性が保たれます。 不使用/病気/怪我の影響や介入への対応を調べるために、時間の経過に伴う変化をモニタリングできるようにするには、日ごとの信頼性が必要です。 日間の信頼性は、ヒラメ筋 (MP3)、内側腓腹筋 (MP4)、多裂筋 (MP5)、大腿直筋 (MP8) など、再配置が容易な大きな構造の方が高いようです。

対象組織 (筋肉/腱/筋膜) を覆う皮下組織は、構造と組成 (真皮コラーゲンと脂肪) が異なる可能性がありますが、参加者間および体の異なる場所 (手足と体幹) 間で水分/体液含有量も異なります。 ただし、MyotonPRO デバイスの事前設定とアルゴリズムにより、プローブの短時間の中程度の事前圧縮 (軟部組織の圧縮を対象とした) に続いて、数回のより強力な圧縮インパルス (発振信号のリフローを伴うより密度の高い筋肉組織を対象とした) を行っても、完全には緩和されません。ただし、上にある皮下組織組成物からの発振信号のバイアスは最小限に抑えられます41。

現在の研究と以前の研究の両方で、評価者間信頼性はすべての測定点で優れているか良好でした（補足表3）。 これは、Myoton テクニックが堅牢であり、セッションごとに同じオペレーターを使用できるとは限らない状況でも信頼性を提供できることを示しています。 Schoenrock や Zander23 の研究では、スケジュールの関係で 2 人の独立したオペレーターを使用する必要がありました。 ほとんどの研究は経験豊富なオペレーターを対象としていますが、初心者オペレーターを対象とした信頼性も調査されており、良好であることが判明しています16,37。 初心者における信頼性の実証は、宇宙飛行士が国際宇宙ステーションでの 6 か月の飛行期間中に (比較的初心者として) お互いにミオトン記録を行うミオトーン プロジェクトで現在のプロトコルを使用する場合に重要でした 24。

補足表 3 に示すように、すべての信頼性研究で、本論文で報告されている 3 つのパラメーターすべての MDC が報告されているわけではありません。

本研究は、アキレス腱の厚さはまだ中程度（ICC 0.71）であったことを除けば、すべての MP について日間の評価者内信頼性が優れているか良好であることを実証しました（表 4）。 これらの発見は、同様に優れたまたは良好な評価者内信頼性を発見した以前の研究の発見と同様でした（補足表4）。 皮下組織の厚さの評価者内信頼性を評価することが判明した他の唯一の研究では、優れた結果が得られており 30 、本結果をさらに裏付けています。

評価者間の信頼性も、2 つの点 (足底筋膜の皮下厚さとアキレス腱の厚さ) を除いて、優れたまたは良好でしたが、これらの点は依然として中程度 (それぞれ ICC 0.72 と 0.71) でしたが、これは潜在的に関係する測定値が小さかったためです。これは、次の結果と同様です。超音波インターレートの信頼性を評価する以前の研究（補足表 3）17、42、43、44、45。

超音波検査では複数のスキャンを実行し、分析で平均値を使用するのが一般的です (MyotonPRO と同様)46,47。 以前の研究による同じセッション内での優れた評価者内結果 48 は、各測定点で複数のスキャンを行う必要が必ずしも必要ではないことを示しています。 この事実は、宇宙飛行中の宇宙飛行士のプロトコルや高レベルのアスリートとの研究プロジェクトなど、時間の制約により 1 つの測定しか実行できない状況で非常に役立ちます。

宇宙飛行で人体が降ろされると、地上での姿勢のサポートと動作（ランニング、ウォーキング）に最も重要な筋肉（例：ヒラメ筋、多裂筋、外側広筋、首と背中の傍脊柱筋など）の筋肉の硬さが特に減少すると仮説が立てられています。 ）、一方、宇宙飛行中の微小重力による荷降ろし中に、たとえあったとしてもわずかにしか活動しない他の相筋（腓腹筋、腹直筋、肩や腕の筋肉など）は比較的影響を受けず、内部制御として機能します。

この研究の限界は、初心者のユーザーや解剖学的位置に精通していないユーザーの間で、関心のある測定点を見つける信頼性が確立されていないことです。 日間の信頼性も 1 人の研究者によってのみ評価されたため、すべての研究者が再度測定する必要があった場合には、他の変動が存在した可能性があります。 すべての超音波スキャンは 1 人の研究者によって測定されたため、相互信頼性は評価者の超音波取得技術を検査しましたが、スキャンを取得して測定する技術全体を検査したわけではありません。 さらに、同日の測定では評価者間で測定ポイントを再マークする必要がなかったため、完全なプロトコルではなく、評価者間信頼性によってデータ取得が評価されます。 ただし、この研究デザインにより、実際のイメージング技術の信頼性を調べることができ、これは判断する価値があります。 一日の時間帯を一定に保つよう努力が払われましたが、これは常に可能であるわけではなく、これが筋緊張の変化の一部を説明した可能性があります。Basti 氏のように、Yalcin29 は、安静時の筋緊張は 1 日の時間帯によって自然に変化する可能性があると述べています。

緊張、硬さ、弾性（MyotonPRO デバイスを使用）、および皮下および筋肉の厚さ（超音波画像を使用）などの筋肉の生体力学的特性をテストするためのプロトコルが、健康な身体（女性および男性）のいくつかの部位を測定するために説明されており、健康状態の評価に関連しています。比較的若くて健康な研究参加者における不活動と回復の影響。 どちらの技術も信頼性が高かったです。 MyotonPRO の評価者内信頼性 (同じセッション) は、すべての測定点および 3 つのパラメーターのそれぞれで一貫して優れていました (すべての ICC > 0.96)。これは、測定ごとに 5 つの機械的衝撃 (5 × 0.4 N 力) を 1 セットだけ必要とすることを示しています。ポイント。

全体として、MyotonPRO 測定値の評価者間信頼性は優れから良好で、少数の値は中程度でした。 これは、多くの研究室や臨床現場における将来のプロトコル内の Myoton オペレーターが信頼できるデータを収集できることを示しています。

優れた評価者内信頼性から中程度の評価者内信頼性 (日間) の結果は、調査対象のオペレーター (評価者 1) の Myoton 結果が再現可能であることを示しています。

この研究からの超音波スキャンは、中等度のままだった 3 つの点を除いて良好から優れていることが示されました: アキレス腱の厚さの日間の検者内信頼性 (ICC 0.71)、足底筋膜の厚さとアキレス腱の厚さの検者間信頼性 (ICC 0.72)それぞれ0.71）。

Myoton 測定と超音波測定の両方で、特定の筋肉、腱、足底筋膜上の測定点の最小検出可能変化 (MDC) 値が文書化されており、経時的な変化をモニタリングする研究の参照情報源となります。 Myotones プロトコルの測定点からの文献で入手できるが、本研究には含まれていない MDC の値も、このプロトコルのより完全な参考資料として本論文に記載されています。

現在の研究中に生成されたデータセット、および/または現在の研究中に分析されたデータセットは、リクエストに応じて責任著者から入手できます。

深川、NK 他高齢者の体力と機能の関係。 J.ジェロントール。 A 50、55–59 (1995)。

記事 Google Scholar

シルバ・ネト、LS 他高齢女性におけるサルコペニア、サルコペニア肥満、筋力および生活の質変数間の関連性。 ブラズ。 Ｊ．Ｐｈｙｓ． それで。 16(5)、360–367 (2012)。

記事 Google Scholar

ランタネン、T.ら。 当初は健康だった男性の死亡率の長期予測因子としての筋力と体格指数。 J.ジェロントール。 ビオール。 科学。 医学。 科学。 55(3)、M168–M173 (2000)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Cuellar、W. et al. 腹筋と多裂筋の評価と、高齢者の身体機能におけるそれらの役割: 系統的レビュー。 理学療法 103(1)、21–39 (2017)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ホッジス、P. et al. 実験的な椎間板または神経根損傷の後に、腰椎多裂筋の急速な萎縮が起こります。 Spine 31(25)、2926–2933 (2006)。

論文 PubMed Google Scholar

ヘベール、JJら。 腹部および腰部の体幹の筋肉の定量的評価のためのリハビリテーション用超音波画像の信頼性に関する系統的レビュー。 スパイン 34(23)、E848–E856 (2009)。

論文 PubMed Google Scholar

Berg、H.E. et al. 5週間ベッド上で休んだ後、股関節、大腿部、ふくらはぎの筋肉が萎縮し、骨量が減少します。 ユーロ。 Ｊ．Ａｐｐｌ． 生理。 99(3)、283–289 (2007)。

論文 PubMed Google Scholar

Chuang, LL、Wu, CY & Lin, KC 脳卒中患者の筋緊張、弾力性、硬さの筋緊張測定の信頼性、有効性、応答性。 アーチ。 物理学。 医学。 リハビリ。 93(3)、532–540 (2012)。

論文 PubMed Google Scholar

ハイズ、J.A. et al. 微小重力に応じた多裂筋と腹筋のサイズの変化: 腰痛研究への潜在的な影響。 ユーロ。 Spine J. 25(1)、175–182 (2016)。

論文 PubMed Google Scholar

ジャンセン、J.ら。 内転に関連した鼠径部痛が長年続いているアスリートでは、安静時の腹横筋の厚さが減少しています。 男。 それで。 15(2)、200–205 (2010)。

論文 PubMed Google Scholar

デララナ、LE 他健康な被験者の皮膚硬さを測定するためのデュロメーターおよびミオトンデバイスの再現性。 皮膚抵抗力。 テクノロジー。 1、1–10 (2018)。

Google スカラー

フィリッポ、M.ら。 大腿四頭筋と前大腿部の非収縮性組織の厚さを測定するための超音波イメージングの評価者間および評価者内の信頼性。 バイオメッド。 物理学。 工学エクスプレス 5(3)、037002 (2019)。

記事 Google Scholar

ウィテカー、JL et al. 理学療法における超音波画像処理: PT の業務範囲は何ですか? コンピテンシーベースの教育モデルとトレーニングの推奨事項。 Br. J.スポーツ医学。 53(23)、1447–1453 (2019)。

論文 PubMed Google Scholar

ウィテカー、JL et al. リハビリテーション用超音波画像診断: テクノロジーとその応用について理解します。 J. Orthop. スポーツ物理学。 それで。 37(8)、434–449 (2007)。

論文 PubMed Google Scholar

Agyapong-Badu, S. et al. 新しい手持ち式筋力測定装置を使用した、健康な男性と女性の大腿直筋と上腕二頭筋の筋緊張と機械的特性に対する加齢の影響の測定。 アーチ。 ジェロントル。 ジェリアトル。 62、59–67 (2016)。

論文 PubMed Google Scholar

Aird, L.、Samuel, D. & Stokes, M. 高齢男性の大腿四頭筋の筋緊張、弾力性、硬さ: MyotonPRO を使用した信頼性と対称性。 アーチ。 ジェロントル。 ジェリアトル。 55(2)、e31–e39 (2012)。

論文 PubMed Google Scholar

Cho、KH、Lee、HJ、Lee、WH 脳卒中後の患者における内側腓腹筋のリハビリテーション用超音波画像の信頼性。 クリン。 生理。 機能。 イメージング 34(1)、26–31 (2014)。

論文 PubMed Google Scholar

English, C.、Fisher, L. & Thoirs, K. in vivo で人間の四肢の骨格筋サイズを測定するためのリアルタイム超音波の信頼性: 系統的レビュー。 クリン。 リハビリ。 26(10)、934–944 (2012)。

論文 PubMed Google Scholar

Norasteh、A. et al. 無症候性および急性腰痛患者における腹筋に対する B モード超音波検査の信頼性。 J.ボディw. 移動。 それで。 11(1)、17–20 (2007)。

記事 Google Scholar

Lohr, C. et al. 健康なボランティアにおける腰椎起立筋の機械的および収縮的特徴を検出する際の、張筋検査および筋眼圧測定の信頼性。 ユーロ。 Ｊ．Ａｐｐｌ． 生理。 2018 年 1 ～ 11 日 (2018 年)。

Google スカラー

Young, A.、Stokes, M.、Crowe, M. 老婦人と若い女性の大腿四頭筋のサイズと強さ。 ユーロ。 Ｊ．クリン． 投資する。 14(4)、282–287 (1984)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Young, A.、Stokes, M.、Crowe, M. 老人と若者の大腿四頭筋の大きさと強さ。 クリン。 生理。 5(2)、145–154 (1985)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

シェーンロック、B.ら。 床上安静、運動対策、および人間の安静時の筋緊張系に対するリコンディショニングの効果。 フロント。 生理。 9, 810 (2018)。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Blottner, D.、Muckelt, P.、Albracht, K.、Schoenrock, B.、Salanova, M.、Warner, M.、Gunga, C.、Stokes, M. MYOTONES|長時間にわたる機内筋肉の健康状態モニタリング国際宇宙ステーションでの宇宙ミッション (2019)。

Atkinson, G. & Nevill, AM スポーツパフォーマンス研究の設計と分析における選択された問題。 J.スポーツサイエンス。 19(10)、811–827 (2001)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Bizzini, M. & Mannion, AF 骨格筋の硬さを評価するための新しい手持ち式デバイスの信頼性。 クリン。 バイオメック。 18(5)、459–461 (2003)。

記事 Google Scholar

ジャネッキー、D.ら。 エキセントリック運動の 2 回目の運動後は、最初の運動に比べて筋肉の受動的剛性の増加が少なくなります。 J.Sci. 医学。 スポーツ 14(4)、338–343 (2011)。

論文 PubMed Google Scholar

Viir、R. et al. 筋力測定法による僧帽筋の筋緊張評価の再現性。 J. Mech. 医学。 バイオル。 6(02)、215–228 (2006)。

記事 Google Scholar

バスティ、A.ら。 コアクロック遺伝子の発現の日内変動は、安静時の筋肉の特性と相関し、1 日を通しての運動パフォーマンスの変動を予測します。 BMJオープンスポーツエクササイズ。 医学。 7(1)、e000876 (2021)。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Agyapong-Badu, S. et al. 筋肉と非収縮組織の相対的な厚さを定量化するために超音波イメージングを使用して測定された大腿前部の組成: 筋骨格の健康状態を示す潜在的なバイオマーカー。 生理。 測定。 35(10)、2165 (2014)。

論文 PubMed Google Scholar

ヘベール、JJら。 腰椎椎間板手術後の早期の集学的リハビリテーション: 臨床転帰と腰部多裂筋機能に対する 2 つの運動プログラムの効果を比較するランダム化臨床試験。 Br. J.スポーツ医学。 49(2)、100–106 (2015)。

論文 PubMed Google Scholar

メンディス医学博士ら。 股関節前部の筋肉サイズを測定するためのリアルタイム超音波イメージングの有効性: 磁気共鳴イメージングとの比較。 J. Orthop. スポーツ物理学。 それで。 40(9)、577–581 (2010)。

論文 PubMed Google Scholar

ワーズリー、PR 他リハビリテーション用超音波画像法と磁気共鳴画像法を使用した内側広遠位筋測定の有効性。 男。 それで。 19(3)、259–263 (2014)。

論文 PubMed Google Scholar

Koo, TK & Li, MY 信頼性研究のためのクラス内相関係数の選択と報告のガイドライン。 J. Chiropr. 医学。 15(2)、155–163 (2016)。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

ウィルケン、JMら。 健康な成人の歩行運動学および運動学の信頼性および検出可能な最小変化値。 歩行姿勢 35(2)、301–307 (2012)。

論文 PubMed Google Scholar

Bland, JM & Altman, D. 2 つの臨床測定方法間の一致を評価するための統計的方法。 ランセット 327(8476)、307–310 (1986)。

記事 Google Scholar

Mullix, J.、Warner, M. & Stokes, M. 新しい手持ち式 MyotonPRO デバイスを使用した大腿直筋と大腿二頭筋の筋緊張と機械的特性のテスト: 相対比と信頼性。 仕事。 パプ。 健康科学 1(1)、1–8 (2012)。

Google スカラー

胡、Xら。 慢性腰痛のある若年成人の傍脊柱筋の緊張と硬さを定量化する: 信頼性に関する研究。 科学。 議員 8(1)、1–10 (2018)。

記事 ADS CAS Google Scholar

ケリー、JP 他超音波せん断波エラストグラフィーと表面の機械的変形を使用した棘下筋、脊柱起立筋、腓腹筋の組織硬さの特性評価。 J. Electromyogr. キネシオール。 38、73–80 (2018)。

論文 PubMed Google Scholar

Agyapong-Badu, SWM、Samuel, D. & Stokes, M. 筋力測定装置を使用した筋肉の機械的特性の標準化された記録に関する実際的な考慮事項: 記録部位、筋肉の長さ、収縮の状態、および以前の活動。 J Musculoskel Res 2018、21 (2018)。

Google スカラー

テクノロジー—ミオトン。 （2022年）。 https://www.myoton.com/technology/。 2022 年 6 月 1 日にアクセス

MG ベンベン 筋肉の大きさを評価するための診断用超音波の使用。 J. 強度条件解像度 16(1)、103–108 (2002)。

PubMed Google Scholar

Raj、IS、Bird、SR & Shield、AJ 高齢者の外側広筋と内側腓腹筋の構造の超音波測定の信頼性。 クリン。 生理。 機能。 イメージング 32(1)、65–70 (2012)。

論文 PubMed Google Scholar

Thoirs, K. & English, C. 筋肉の厚さの超音波測定: 検査者内の信頼性と体位の影響。 クリン。 生理。 機能。 イメージング 29(6)、440–446 (2009)。

論文 PubMed Google Scholar

ウィルソン、A.ら。 高齢者の腹部および腰部の多裂筋の超音波画像の測定: 信頼性に関する研究。 男。 それで。 23、114–119 (2016)。

論文 PubMed Google Scholar

コッペンハーバー、SL et al. 腰痛患者の腹横筋と腰部多裂筋の超音波画像診断時の測定誤差に対する複数の試験の平均値の影響。 J. Orthop. スポーツ物理学。 それで。 39(8)、604–611 (2009)。

論文 PubMed Google Scholar

シオンズ、JM et al. 超音波画像診断: 60 ～ 85 歳の成人と若年成人の多裂筋厚さの評価における検査者内および検査者間の信頼性。 J. Orthop. スポーツ物理学。 それで。 44(6)、425–434 (2014)。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

バートルズ、D. et al. 慢性労作性コンパートメント症候群患者に対する偏心運動の影響。 ユーロ。 Ｊ．Ａｐｐｌ． 生理。 88(6)、565–571 (2003)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

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資金は英国宇宙庁および科学技術施設評議会によって提供されました (助成金番号 ST/R005680/1)。

サウサンプトン大学健康科学部、サウサンプトン、英国

ポール・E・マッケルト、マーティン・B・ワーナー、トム・チェリオティス＝ジェームズ、マリア・ストークス

スポーツ、運動、変形性関節症と関節炎の研究センター、英国サウサンプトン

ポール・E・マッケルト、マーティン・B・ワーナー、マリア・ストークス

大学センター スパーショルト、ウィンチェスター、イギリス

レイチェル・マッケルト

ベルリン自由大学、ベルリン・フンボルト大学、実験臨床研究センター (ECRC) およびニューロキュア臨床研究センター (NCRC) の法人会員、臨床神経免疫学、ベルリンCharité–Universitätsmedizin、Lindenbergerweg 80、13125、ベルリン、ドイツ

マリア・ハスターマン

NeuroMuscular Group、宇宙医学および極限環境センター、シャリテ、ベルリン、ドイツ

ブリット・シェーンロック & ディーター・ブロトナー

KBR、ヒューストン、テキサス州、米国

デビッド・マーティン

Airbus DS Space Systems, Inc、米国テキサス州ヒューストン

ロバート・マクレガー

サウサンプトン NIHR 生物医学研究センター、サウサンプトン、英国

マリア・ストークス

ベルリン慈善大学メディジン、ベルリン自由大学法人会員、ベルリン・フンボルト大学、ベルリン保健研究所、統合神経解剖学研究所、ベルリン、ドイツ

ディーター・ブロトナー

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著者全員が最終原稿を読んで承認し、ICMJE の 4 つの主要な著者基準を満たしました。 さらに、著者全員がさまざまな立場でこの研究に積極的に関与しており、PEM は著者全員の寄稿と承認を得て論文の草稿を作成しました。 PEM、MBW、MS、MH、DM、RM、BS、DB が研究のコンセプトと設計に関与しました。 PEM、T.CJ、MBW、MS、RM がデータの取得と分析に関与しました。

ポール・E・マッケルトへの往復書簡。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

Muckelt、PE、Warner、MB、Cheliotis-James、T. 他。 MyotonPRO の検出可能な最小限の変化と筋肉および皮下組織の超音波画像測定のプロトコルと基準値。 Sci Rep 12、13654 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-17507-2

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受信日: 2022 年 2 月 27 日

受理日: 2022 年 7 月 26 日

公開日: 2022 年 8 月 11 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-17507-2

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科学レポート (2023)

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