筋音による筋機能の無侵襲評価法の開発とリハビリテーションへの応用

筋機能の分析・評価に際しては是非とも無侵襲,無拘束,無苦痛な測定が望まれる。このことは身体運動に制限を有する障害者にとって健常者以上に重要なことである。従来,無侵襲な筋機能の評価には筋電図および筋力の二つが代表指標とされてきた。しかし、四肢の変形や拘縮を有する障害者では、筋力を正確に知ることが困難である。そこで本研究では、筋音を手がかりに筋機能の新しい無侵襲計測・評価法を確立することを目的とした。筋音は独自に開発したチタン酸バリウムを用いた圧電型加速度センサーによって導出した。また、補助データとして筋力、筋電図、X線CT像による筋断面積を測定した。まず、本研究では筋音と筋力との関係についてその再現性を分析し、筋音信号の有用性を確認した。また、測定した筋音、筋電図に対してスペクトル推定を中心とした数理解析を行った。その結果、筋音信号は運動単位のリクルートメントや発火頻度、筋線維タイプによって変化することが示され、運動単位活動様式を無侵襲に評価し得る可能性が示唆された。次いで、これら筋音、筋電図、筋力の計測処理法を活用し、実験的研究として脳性麻痺患者を対象に肘関節屈曲動作時の上腕二頭筋の筋機能を分析した。その結果、脳性麻痺患者の運動機能障害は、従来よりいわれている神経機能障害のみならず、筋自体の機能低下にも関連することが推察された。特に、筋機能では筋線維萎縮の存在が推察された。また、その萎縮は速筋線維においてより進行していることが筋音のスペクトル解析の結果より示唆された。

筋機能の分析・評価に際しては是非とも無侵襲,無拘束,無苦痛な測定が望まれる。このことは身体運動に制限を有する障害者にとって健常者以上に重要なことである。従来,無侵襲な筋機能の評価には筋電図および筋力の二つが代表指標とされてきた。しかし、四肢の変形や拘縮を有する障害者では、筋力を正確に知ることが困難である。そこで本研究では、筋音を手がかりに筋機能の新しい無侵襲計測・評価法を確立することを目的とした。筋音は独自に開発したチタン酸バリウムを用いた圧電型加速度センサーによって導出した。また、補助データとして筋力、筋電図、X線CT像による筋断面積を測定した。まず、本研究では筋音と筋力との関係についてその再現性を分析し、筋音信号の有用性を確認した。また、測定した筋音、筋電図に対してスペクトル推定を中心とした数理解析を行った。その結果、筋音信号は運動単位のリクルートメントや発火頻度、筋線維タイプによって変化することが示され、運動単位活動様式を無侵襲に評価し得る可能性が示唆された。次いで、これら筋音、筋電図、筋力の計測処理法を活用し、実験的研究として脳性麻痺患者を対象に肘関節屈曲動作時の上腕二頭筋の筋機能を分析した。その結果、脳性麻痺患者の運動機能障害は、従来よりいわれている神経機能障害のみならず、筋自体の機能低下にも関連することが推察された。特に、筋機能では筋線維萎縮の存在が推察された。また、その萎縮は速筋線維においてより進行していることが筋音のスペクトル解析の結果より示唆された。