時間―周波数解析を用いた運動単位活動様式の筋音図学的研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13680078
• Research Institution: Institute for developmental research, Aichi human service center
• Principal Investigator: 赤滝 久美 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 治療学部, 研究員 (30280811)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 晋彦 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 治療学部, 研究助手 ; 渡壁 誠 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 治療学部, 研究員 (70182946) ; 三田 勝己 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 治療学部, 部長 (40100169)
• Keywords: Mechanomyogram / 筋音図 / 時間-周波数解析 / 短時間フーリエ変換 / 運動単位 / 上腕二頭筋 / 大腿四頭筋 / 第1背側骨間筋

Research Abstract

随意収縮力の変化は運動単位(MU)の動員と発火頻度によって調節される。これらMU活動様式の分析は、神経-筋機能の生理学的メカニズムを解明する上で重要である。長年にわたるMU活動様式の研究は、主として筋内筋電図が使用されてきた。しかし、侵襲的な本検査法は被験者に対する負担が大きく、無侵襲的検査法の開発が切望されている。一方、我々は一定筋力保持中に体表面上で導出された筋音図(Mechanomyogram : MMG)がMU活動様式と対応した変化を示すことを報告してきた。本研究ではこれまでの研究を一歩すすめ、連続的な力変化時のMU活動様式をMMG信号によって同定することを目的とした。ここでは、非線形に変化するMMG信号の周波数解析として、時間-周波数解析(短時間フーリエ変換法)を新たに導入した。連続的な力増大に伴うMUの動員と発火頻度の相対的役割は筋によって異なることが知られている。そこで本研究では大腿四頭筋、上腕二頭筋、第1背側骨間筋についてMMGを解析・比較し、短時間フーリエ変換法によるMU活動様式同定の妥当性を検討した。その結果、MMGは各筋固有のMU活動様式と一致した変化を示し、本解析法の妥当性と有用性が確認された。さらに、本手法を用いて高齢者の上腕二頭筋におけるMU活動様式を分析した。ここでは加齢に伴う速筋線維機能の低下と、それに伴う遅筋線維の力発揮に対する関与率の増大を筋音図学的に記述することが可能と成った。

Research Products

• [Publications] Akataki, Mita, Watakabe, Ito: "Age-related change in motor unit activation strategy in force production : a mechanomyographic investigation"Muscle Nerve. 25. 505-512 (2002)
• [Publications] Akataki, Mita, Watakabe, Ito: "Mechanomyographic responses during voluntary ramp contractions of the human first dorsal interosseous muscle"Eur. J. Appl. Physiol. (In press).