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伝播波パラメータ分布に基づく多チャンネル表面筋電図による筋収縮メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K11546
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関電気通信大学

研究代表者

板倉 直明  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (30223069)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード多チャンネル表面筋電図 / 筋収縮メカニズム / 筋線維伝導速度 / 表面筋電図 / 多チャンネル / 伝播波
研究開始時の研究の概要

多チャンネル表面筋電図に関して、新たに提案した伝播波を定量的に抽出できるmulti-channel法を使用して多チャンネル表面筋電図を解析し、定量的に抽出した伝播波に基づき、すべての伝播波の種々の伝播波パラメータの分布から、従来、考察できなかった収縮に関与する運動単位の数やその性質など、筋収縮メカニズムを考察する。そのために必要な特徴や特性を多くの実験を通して明らかにすると同時に、その明らかにした特徴や特性が、スポーツやリハビリテーションなど多くの応用分野で簡単に使用し、役に立つデータとなるように測定電極の形状や信号増幅方法なども検討し、応用分野で簡単に使えるようにする。

研究成果の概要

筋収縮は、α運動ニューロンの興奮インパルスが目指す筋に伝えられて発生する。この時、骨格筋を構成する筋線維の筋電位は筋線維に沿って伝播するため、多チャンネル表面筋電図で、この伝播波を測定すれば、筋収縮メカニズムの考察が可能になる。
本研究では、多チャンネル表面筋電図の測定に用いる電極形状の違いによる伝播波の特徴の違いを検討した。その結果、棒状電極に比べて円弧状電極で伝播波がえやすく、僅かに電極方向が異なると伝播波の特徴が異なることから、筋線維は筋肉全体で同じような収縮をしていないことが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の表面筋電図解析では、筋収縮メカニズムを考察するために充分な解析結果が得られていなかったため、筋収縮メカニズムの考察が必要な分野において、筋電図解析を用いた研究が殆ど見受けられないのが現状となっている。
そこで、多くの研究者の興味に充分に対応できる新たな表面筋電図解析法を開発し、筋肉を構成する筋線維の組成を筋電図から明らかにし、筋収縮メカニズムの考察を可能とした。また、測定電極の形状や信号増幅方法なども検討し、応用分野で簡単に使えるようにすることで、スポーツやリハビリテーションなど多くの分野で筋肉トレーニング効果等を簡易に評価することが可能になる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 異なる電極形状をもつ多チャンネル表面筋電図における伝播波解析2021

    • 著者名/発表者名
      大倉康平、水野統太、Marzieh Aliabadi Farahani、松本悠佑、水戸和幸、板倉直明
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 141 号: 4 ページ: 539-545

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.141.539

    • NAID

      130008014317

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2021-04-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of end-plate using multi-channel surface EMG2019

    • 著者名/発表者名
      Marzieh Aliabadi Farahani,Hiroki Yamada,Kota Akehi,Kazuyuki Mito,Tota Mizuno,Naoaki Itakura
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 24 号: 3 ページ: 390-395

    • DOI

      10.1007/s10015-019-00531-3

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Analysis of Conducting Waves Using Multichannel Surface EMG Based on Arc-Shaped Electrode2021

    • 著者名/発表者名
      Kohei Okura, Yu Matsumoto, Kazuyuki Mito, Tota Mizuno, Naoaki Itakura
    • 学会等名
      International Conference on Human-Computer Interaction(HCI 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多チャンネル表面筋電図を用いた複数方向の電極における伝播波解析2021

    • 著者名/発表者名
      大倉康平,松本悠佑,板倉直明,水戸和幸,水野統太
    • 学会等名
      電気学会 計測/知覚情報 合同研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Conducting Waves Using Multi-channel Surface EMG Based on Difference in the Electrode Shape2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Okura, Marzieh Aliabadi Farahani, Yu Matsumoto, Kazuyuki Mito, Tota Mizuno, Naoaki Itakura
    • 学会等名
      International Conference on Human-Computer Interaction(HCI 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Parameter change of propagating waves in dominant arms and non-dominant arms using multichannel surface electrogram2019

    • 著者名/発表者名
      Marzieh Aliabadi Farahani, Miki Haruna, Kota Akehi, Kazuyuki Mito, Tota Mizuno, Naoaki Itakura
    • 学会等名
      25th International Conference on Noise and Fluctuations (ICNF2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 異なる電極形状をもつ多チャンネル表面筋電図における伝播波解析2019

    • 著者名/発表者名
      大倉康平、Marzieh Aliabadi Farahani、水戸和幸、水野統太、板倉直明
    • 学会等名
      IEEE主催2019年度第2回学生研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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