スマートフォンを用いた局所振動の手の感覚運動能力への急性効果 (SmartVib)

背景：

局所振動（LV）は、筋活動、パフォーマンス、疼痛知覚の調節を目的として、理学療法およびリハビリテーション分野で研究されている。 その神経生理学的効果は、緊張性振動反射および増強された感覚求心性入力によって媒介される。 全身振動（WBV）と比較して、LVはより標的的で携帯性の高いアプローチを提供する。 短期間のLV適用は、筋力、触覚知覚、反応時間、および痛覚閾値に急性変化をもたらすことが示されている。

手領域は、機械受容器の密度が高く、皮質表現野が広範であるため、機械的刺激に対する感受性の高いモデルを提供する。 スマートフォンは、プログラム可能な触覚モーターを通じて制御された振動出力を生成でき、振動触覚フィードバック応用のためのリハビリテーションで使用されてきた。 しかし、手への携帯電話振動後の握力、2点識別、圧痛閾値、および反応時間の評価を組み合わせた研究は限られている。

周波数範囲（80-220 Hz）は、パチニ小体の最適感度帯域（約100-300 Hz）をカバーするように選択され、80 HzはLV文献で一般的に使用されている。 3つの周波数レベル（80、150、220 Hz）は、用量反応関係の可能性を探るため、範囲の下部、中部、上部を体系的に表している。

研究デザイン：

3条件（80 Hz、150 Hz、220 Hz）による無作為化クロスオーバーデザイン。 各参加者は、異なる日に行われる別々のセッションで、3つの周波数条件すべてを完了する。 セッション間には最低48時間のウォッシュアウト期間を維持し、セッションは一日の同じ時間帯に行う。 適用順序は、6つの可能な順序（3! = 6）全体で釣り合いのとれた無作為化によって決定される。

測定順序（握力、PPT、2PD、反応時間）は、各参加者について最初のセッションで無作為化され、すべての事前テスト、事後テスト、および3つのセッション全体で一貫して維持される。 すべての測定は同じ評価者によって行われる。 振動後の測定は3-5分以内に完了する。 総測定時間（振動を除く）はセッションあたり10分を超えない。

振動プロトコル：

振動は、デバイスの触覚モーターを使用したカスタムiPhoneアプリケーションを介して提供される。 各セッションでは1つの周波数条件を適用する。 刺激は、45秒の振動＋15秒の休息を5回繰り返す構成（合計約5分）である。

参加者の姿勢：背もたれ付き座位、肩は中立位、肘は約90度屈曲、前腕はテーブル上で支持され中立位、手首はリラックス（0-20度伸展）。 スマートフォンは利き手の手のひらに自然に保持される。 参加者は適用中に意識的に握ったり収縮したりしないよう指示される。 スマートフォンの向きと接触面は、繰り返しおよびセッション全体で一貫して保たれる。

アウトカム測定：

1. 握力：ASHT推奨姿勢によるJamar油圧式握力計。 15-30秒の休息を挟んで3回試行；3回の試行の平均値を使用。 変動が10％を超える場合は追加測定を行う。
2. 圧痛閾値（PPT）：利き手の母指球への圧痛覚計、プローブ約1 cm2、適用速度約1 kg/s。 30秒の休息を挟んで3回試行；平均値を使用。
3. 2点識別（2PD）：利き手の中指末節掌側へのベースライン2点識別器、目閉じ。 3回中少なくとも2回で正しく識別された最小距離を閾値（mm）として記録。
4. ネルソン手反応時間テスト：視覚刺激-運動反応を定規落下法で測定。 3回の練習試行の後、5回の有効試行；最良値と最悪値を除外し、残り3回の平均を使用。 自由落下の公式を用いて反応時間を計算。

サンプルサイズ：

Amiez et al. (2024) に基づき、控えめに効果量を低減（偏η²約0.10、Cohen f = 0.33）、一元配置反復測定分散分析の検出力分析（3条件、α = 0.05、検出力 = 0.80、ρ = 0.50）により、最低18名の完了者が必要と算出された。 潜在的脱落を考慮し、目標登録数を20名とする。

統計分析：

記述統計。 主要分析：各アウトカム変数について二元配置反復測定分散分析（3周波数 × 2時点）。 ボンフェローニ補正による事後対比較。 効果量（偏η²）。 持ち越し効果の評価。 仮定が満たされない場合はノンパラメトリック代替法を使用。 有意水準：p < 0.05。