機能的電気刺激における筋疲労抑制のための高周波数刺激の応用

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11671412
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 島田 洋一 秋田大学, 医学部, 助教授 (90162685)
• Keywords: 機能的電気刺激 / 筋疲労 / 高周波数刺激

Research Abstract

対象は雌ウサギ(日本白色種)成体10羽である。麻酔下に下肢後面を展開して坐骨神経に刺激用の双曲型銀塩化銀電極を装着し、被検筋は内側腓腹筋としてその遠位端を歪みゲージに固定した。筋疲労を比較する周波数は、低周波数刺激(20Hz)と高周波数刺激(50Hz、100Hz)とし、その他の刺激条件はパルス幅0.2msec、最大上刺激電圧で一定とした。間欠的刺激条件は、4秒間刺激を10秒毎(1/2.5cycle)、20秒毎(1/5cycle)、30秒毎(1/7.5cycle)に繰り返す3通りのduty cycleで比較した。筋疲労試験は15分間施行し、刺激によって生じる筋張力を経時的に計測した。筋疲労は、刺激開始時の最大筋張力(Ti)に対する刺激終了時の最大筋張力(Tf)の減衰率で表し、Clarkeのstrength decrement index(SDI)を、SDI={(Ti-Tf)/Ti}×100で求めて評価した。
20Hz、50Hz、100HzにおけるSDIを比較すると、1/2.5cycleで各々33.8±20.4%(mean±SD)、18.5±8.7%、18.7±9.5%、1/5cycleで20.2±11.8%、18.8±13.6%、8.7±1.4%、1/7.5cycleで19.4±15.4%、18.8±13.6%、6.9±2.7%であり、1/2.5cycleで高周波数刺激(50Hz、100Hz)の筋疲労が有意に小さかった(p<0.05)。他のcycleでも同様の傾向が認められた。4秒間刺激に対する筋収縮をみると、収縮力は50Hz、100Hz刺激で大きく、収縮力のピークが20Hz刺激では後半に、50Hz、100Hz刺激では刺激直後に出現した。

Research Products

• [Publications] Matsunaga & Shimada, Y.: "Muscle fatigue from intermittent stimulation with low and high frequency electrical pulses"Arch Phys Med Rehabil. 80. 48-53 (1999)
• [Publications] Miyamoto & Shimada, Y: "Hybrid functional electrical stimulation for energy-efficient restoration of standing-up motion"Arch Phys Med Rehabil. 80. 40-47 (1999)
• [Publications] 島田 洋一: "下肢FESにおける動作制御"日本災害医学会会誌. 46. 235-241 (1999)
• [Publications] 島田 洋一: "コンピュータ制御下の抹消神経電気刺激による運動機能再建"脳21. 2. 343-350 (1999)
• [Publications] 島田 洋一: "脊椎カリエス後変変形による遅発性対麻痺例と対する治療的電気刺激"日パラ医誌. 12. 230-231 (1999)