2017 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of motor unit dynamics during human upper limb exercise
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26350678
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| Research Institution | Meiji University of Integrative Medicine |
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Principal Investigator |
赤澤 淳 明治国際医療大学, 保健医療学部, 講師 (10460742)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マルチチャネル表面筋電図 / 上腕二頭筋 / 上肢 / 運動時 / 同定 / 推定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年に開催される東京オリンピックの影響もあり，近年においては健康，スポーツ，科学への関心が高まっている．特にスポーツにおける競技能力向上のため運動生理学の知見を援用する取り組みは世界的に行われており，in vivoにおいてヒト動作において重要かつ大きな役割を担う上腕部を対象として，その神経筋の機能的最小単位である運動単位について詳細を知る意義は極めて大きい．
肘関節を屈曲するような運動時においては，皮膚表面にある電極と皮下の筋線維群（運動単位）との距離は変化する．この距離の変化に伴い運動単位の活動電位波形の形状は変化する．このため，運動時において運動単位の活動電位波形の同定が困難であるとの理由から，表面筋電図を用いて運動時における運動単位の生理学的なメカニズムを解析する研究はほとんど行われてこなかった．
本申請では，ヒト肘関節屈曲動作時において変化する皮膚表面で計測される活動電位波形の形状を追跡するシステムを構築した．動作時の計測時間を30秒とした場合，活動電位波形の同定を30秒の区間で行うのではなく，3秒間という活動電位波形の形状があまり変化しない区間で行い，その結果を熟練者の調べた結果と比較することでシステムの改良を行った．この3秒間の解析結果を結合することで運動単位の動態を出力した．次に，負荷が大きくなるに従い確認される単一運動単位の活動電位波形が重なった重畳波形については，シミュレーションにより作成した単一運動単位の活動電位波形を組み合わせた波形を作成し，これら２つの波形の差を計算することにより活動電位波形の同定を行うシステムを構築した．
最後に，同定を行った単一運動単位の活動電位波形をパーソナルコンピュータにおいてシミュレーションで作成した活動電位波形の差を比較することにより，計測した運動単位のテリトリを推定するシステムを構築した．
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