2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of MMG/EMG Hybrid Transducer System usable on the site to evaluate Muscular Contraction Function
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17K01360
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
岡 久雄 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 教授 (80116441)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福原 真一 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 助教 (70745497)
渡辺 彰吾 岡山大学, 保健学研究科, 准教授 (20548341)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 筋音図 / 筋電図 / MMG / EMG / 筋収縮 / 変位筋音図 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，スポーツ科学や臨床医学で広く用いられる筋電位信号（ＥＭＧ）に加え，筋自身の収縮特性を反映する筋音信号（ＭＭＧ）を同時に測定するため，①日常動作中でも実使用が可能なＭＭＧ／ＥＭＧハイブリッドセンサシステムを開発し，②筋疾患，筋疲労やトレーニング評価等のフィールド使用での問題点の抽出と改善を行って，③新たに提案する筋収縮パフォーマンス指標（ＭＭＧ／ＥＭＧ比）の有効性を確立し，④臨床診断，リハビリテーション，スポーツ科学分野等，国内外へ広く普及させることである。
平成30年度は，昨年度後半に引き続き，開発したシステムを用いて，片麻痺患者や脊髄損傷患者等の筋疾患者，高齢者のリハビリテーション運動や予防運動，トレーニング評価等，実際のフィールドでの使用を想定した場合の問題点を抽出し，病院や高齢福祉施設，企業の研究協力者と共にその改善を図った。一方，ラボレベルでは，上腕二頭筋の等尺性収縮や，リカンベントバイク，今年度新たに購入した立ちこぎ式電動アシスト三輪自転車による動的運動実験を行い，センサシステムの操作性なども含めて改善を検討した。また，ＭＭＧ／ＥＭＧの解析にあたって，これまで提案したＤＦＴ（離散フーリエ変換）手法に対して，Parsevalの定理を適用し，リアルタイムで解析結果を得られるように工夫するとともに，Android OSでも使用できるよう，ソフトウェアの改良を行った。さらにこれまでの加速度ＭＭＧ／ＥＭＧ比という筋収縮パフォーマンス指標を修正し，新たな筋収縮パフォーマンス指標【変位ＭＭＧの変化分／ＥＭＧ比】を提案し，リカンベントバイクの実験結果に適用して，筋疲労評価等に適用できる可能性を見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成30年度は，
【Ⅱ．実使用での問題点の抽出と改善】において，片麻痺患者や脊髄損傷患者，高齢者のリハビリテーション運動や予防運動，トレーニング評価，リカンベントバイクや立ちこぎ自転車等への適用において，センサの取付け，データの取得，計測ソフトウェアのAndroid OSへの適用，Parsevalの定理を適用したリアルタイムでの解析評価等を実現した。
【Ⅲ．新たなパフォーマンス指標の提案】において，「変位ＭＭＧの変化分／ＥＭＧ比」という新たな筋収縮パフォーマンス指標を提案し，筋疲労評価等に適用できる可能性を見出し，その有効性をさらに検証している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成31年・令和元年度は最終年であり，【Ⅳ．医療・介護・スポーツ分野へ広く適用】する。すなわち，開発したＭＭＧ／ＥＭＧハイブリッドセンサシステムと，新たな筋収縮パフォーマンス指標を，臨床診断，リハビリテーション，スポーツ科学等の分野で適用しつつ，本センサシステムを国内外に向けて広く普及させる。
そのために，研究協力病院や施設，研究協力者をさらに増やし，片麻痺患者や脊髄損傷患者，高齢者の介護予防やリハビリトレーニング，これまでも行ってきた足こぎ車椅子やリカンベントバイク，立ちこぎ式電動アシスト三輪自転車，各種健康器具への適用例を増やし，その結果を国内外で実施される学会発表等で広く公表する予定である。
また，本研究で開発された「ＭＭＧ／ＥＭＧハイブリッドセンサシステム」は，既に国内企業が販売（http://www.erd.co.jp/pg116.html）し，自由に購入して使用できる環境が整ってきたので，適用実績等をアピールすることで，さらに国内外に向けて広く普及させる計画である。
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| Causes of Carryover |
平成30年度後半には，Android版Bluetoothによる計測ソフトウェアは完成して使用できる環境を整えたが，本ソフトウェアに対応できるセパレート型ハイブリッドセンサの購入は平成31年度当初に行うこととした。また，研究協力を得ているリハビリテーション病院や施設への複数回の出張を予定していたが，先方の都合により，年度をまたぐことになったため，H30年度の使用額を留保し，次年度に使用することにした。
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| Remarks |
（１）開発されたMMG/EMGハイブリッドセンサの市販 http://www.erd.co.jp/pg116.html
（２）2019年中国経済産業局「異分野連携新事業分野開拓計画」異分野連携新事業分野開拓計画（平成３１年２月８日認定分）https://www.chusho.meti.go.jp/keiei/shinpou/2019/190208bunya.pdf
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