第 5 章 外側広筋の筋線維走行方向推定実験
5.2 実験方法
羽 状 筋 の筋 線 維 走 行 方 向 を推 定 するため，膝 関 節 角 度 90deg（屈 曲 位 ）と 0deg（伸 展 位 ）に お いて 仮 想 単 極 誘 導 法 を 用 いて 表 面 筋 電 図 計 測 を行 った．仮 想 単 極 誘 導 法 による表 面 筋 電 図 を計 測 するため，電 極 を 縦 8 個×横 8 個 の計 64 個 配 置 したマトリクス状 電 極 を作 製 した．それぞ れ の 電 極 は 直 径 1mm の 純 銀 線 を 用 い て い る ． 電 極 は 縦 横 そ れ ぞ れ
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5mm 間 隔 で配 置 されている．各 電 極 にはそれぞれボルテージフォロア回 路 を組 み込 み能 動 化 している．
本 研 究 では ，筋 の 変 動 に 対 応 可 能 な 筋 電 信 号 計 測 法 の 活 動 電 位 伝 導 速 度 計 測 への応 用 を考 慮 し電 極 中 心 間 距 離 を 10mm とした．これは，
電 極 中 心 間 距 離 5mm，サンプリング周 波 数 10kHz で活 動 電 位 伝 導 速 度 計 測 を行 った 場 合 ，先 行 研 究 の報 告[33]にある活 動 電 位 伝 導 速 度 で
ある 3~6m/s 間 の分 解 能 が悪 くなってしまうからである．そのため，全 部 で
64個 ある電 極 の内 ，縦 4 個×横 4 個 の計 16 個 の電 極 を用 いて，表 面 筋 電 図 計 測 を行 った．
マトリ クス状 電 極 か らの 信 号 を 増 幅 するために，16 チャンネルの筋 電 ア ンプを用 いた．計 測 に用 いた筋 電 アンプの増 幅 率 は 60dB，周 波 数 帯 域
は 4.5Hz～452Hz である．
ま た ， 仮 想 単 極 誘 導 法 の ハ ム ノ イ ズ に 対 す る 有 用 性 に つ い て 検 討 す る ため，膝 関 節 角 度 屈 曲 位 において計 測 された表 面 筋 電 信 号 の周 波 数 解 析 を行 った．
被 験 者 は健 常 成 人 男 性 1 名 である．利 き足 及 び被 験 足 は右 足 である．
本 実 験 にお ける 計 測 は，皮 膚 表 面 に電 極 を 貼 付 し て計 測 する 表 面 筋 電 図 計 測 法 を利 用 するため被 験 者 に無 侵 襲 である．また．被 験 者 には実 験 の 説 明 を 十 分 に 行 い ， 実 験 内 容 に つ い て の 同 意 を 得 た 上 で 実 験 を 行 っ た．
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開 発 し た マ トリ ク ス 状 電 極 を 上 前 腸 骨 棘 と膝 蓋 骨 上 縁 を 結 ん だ線 上 の 遠 位 1/3 から 3cm 外 側 に固 定 し[10]，膝 関 節 屈 曲 位 ・伸 展 位 それぞれ の外 側 広 筋 の表 面 筋 電 図 を計 測 した．図 18 にマトリクス状 電 極 ，基 準 電 極 ，不 関 電 極 の 貼 付 位 置 を 示 す ．図 中 の 番 号 は そ れぞ れ マト リ ク ス状 電 極 のチャンネル番 号 を示 している．
図 18 電 極 貼 付 位 置
被 験 者 には椅 坐 位 （股 関 節 角 度 90deg）で膝 関 節 角 度 90deg と 0deg の 2 肢 位 において 3 秒 間 の等 尺 性 随 意 収 縮 を行 なうよう指 示 した．その 際 の発 揮 筋 張 力 は 10%MVC とした．
実 験 に使 用 した A/D 変 換 器 の量 子 化 bit 数 は 16bit，サンプリング周
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波 数 は 10kHz で PC に取 り込 み保 存 した．
計 測 した筋 電 信 号 に筋 線 維 走 行 方 向 推 定 法 を適 用 し，膝 関 節 屈 曲 位 と膝 関 節 伸 展 位 での外 側 広 筋 の筋 線 維 走 行 方 向 を推 定 した．