本 研 究 で は 筋 の 変 動 に 対 応 可 能 な 筋 電 信 号 計 測 法 の 開 発 を 目 的 と して研 究 を行 った.
まず,第 3 章 において,仮 想 単 極 誘 導 法 により計 測 した表 面 筋 電 信 号 の , 特 定 の 電 極 間 の 差 動 信 号 の 伝 達 時 間 差 を 利 用 し た 筋 線 維 走 行 方 向 推 定 法 を 開 発 した .仮 想 単 極 誘 導 法 を 用 いることで ,計 測 後 に任 意 の 電 極 間 の差 動 信 号 を 算 出 するこ とがで き る.つ まり , 多 点 同 時 計 測 によ り 得 ら れた 表 面 筋 電 信 号 か ら , 本 推 定 法 を 用 い て推 定 し た 筋 線 維 走 行 方 向 に沿 った 2 点 間 の差 動 信 号 を算 出 することができる.
第 4 章 では,既 知 信 号 として生 成 した模 擬 筋 電 図 の筋 線 維 走 行 方 向 推 定 を 行 い,開 発 し た筋 線 維 走 行 方 向 推 定 法 の 妥 当 性 について検 証 し た .また 同 時 に筋 線 維 走 行 方 向 推 定 に用 いる差 動 信 号 のセグメ ント長 に ついても検 討 を行 った.その結 果 ,推 定 結 果 が 5deg から 45deg までの 間 で は 筋 線 維 走 行 方 向 を 推 定 可 能 で あ る こ と が 示 唆 さ れ た . ま た ,
10%MVC 発 揮 時 の筋 線 維 走 行 方 向 推 定 に用 いる差 動 信 号 のセグメント
長 には 0.1s 以 上 が適 していることも示 唆 された.
第 5 章 では実 際 に仮 想 単 極 誘 導 法 を用 いて膝 関 節 屈 曲 位 及 び伸 展 位 での 外 側 広 筋 の 表 面 筋 電 図 を 計 測 し ,筋 線 維 走 行 方 向 を 推 定 し た . 仮 想 単 極 誘 導 法 により計 測 した表 面 筋 電 信 号 にはハムノイズの混 入 が見
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ら れた が ,算 出 し た 差 動 信 号 で は 従 来 の双 極 誘 導 法 と同 様 に ハ ムノイ ズ が 低 減 さ れて い るこ と が 確 認 できた . さら に ,本 研 究 で開 発 し た 筋 線 維 走 行 方 向 推 定 法 を用 いて,外 側 広 筋 の筋 線 維 走 行 方 向 が推 定 可 能 である ことを示 した.
第 6章 では,本 推 定 法 により推 定 した筋 線 維 走 行 方 向 に沿 う 2 つの電 極 がマトリクス状 電 極 の 16 個 の電 極 の中 から選 択 できない可 能 性 を考 慮 し,マトリクス状 電 極 から得 られた筋 電 信 号 から電 極 間 に見 立 てた仮 想 電 極 の信 号 を推 定 する方 法 について検 証 し た.その結 果 , 推 定 し た筋 線 維 走 行 方 向 に沿 う電 極 がマトリクス状 電 極 の中 になくても,電 極 間 の 筋 電 信 号 を 補 完 することで筋 線 維 走 行 方 向 に沿 う 電 極 間 の差 動 信 号 が算 出 可 能 になった.つまり,筋 腹 上 に マトリクス電 極 を貼 付 するだ けで,筋 線 維 走 行 方 向 に 沿 い,か つ,神 経 筋 接 合 部 を 避 けた 筋 電 信 号 を 計 測 可 能 な計 測 法 を実 現 できたと考 える.
し か し な が ら , 筋 線 維 走 行 方 向 推 定 に 関 す る 課 題 も 残 さ れ た . ま ず , 推 定 結 果 が 5deg から 45deg の間 でしか算 出 できない点 である.さらに,
30 回 の推 定 から 25 回 以 上 推 定 結 果 を算 出 できた組 合 せは 2 通 りしか なかった点 も挙 げられる.今 後 ,同 時 サンプリングが可 能 な AD 変 換 器 の 使 用 やサンプリング周 波 数 を上 げる等 の対 策 を取 り,現 状 より精 度 の高 い 推 定 が行 え るよ う に 本 推 定 法 を 改 善 し て いきた い. また ,推 定 に用 いる差 動 信 号 のセグメ ント長 や推 定 可 能 な回 数 の下 限 についての検 討 も 行 い,
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よ り多 くの 組 合 せで筋 線 維 走 行 方 向 の推 定 が可 能 となるように し ていきた い.
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謝 辞
本 研 究 の遂 行 と論 文 執 筆 に あたり,多 大 なるご指 導 ,ご助 言 を頂 き まし た大 阪 電 気 通 信 大 学 大 学 院 医 療 福 祉 工 学 研 究 科 吉 田 正 樹 教 授 に心 より感 謝 の意 を表 するとともに,厚 く御 礼 申 し上 げます .
さらに ,論 文 執 筆 に対 して懇 切 丁 寧 な ご 指 導 ,ご助 言 を頂 きました ,南 部 雅 幸 教 授 ,新 川 拓 也 教 授 に心 から御 礼 申 し上 げます.
そ し て , 研 究 遂 行 に あ た り , 多 大 な る ご 指 導 , ご 協 力 を 頂 き ま し た 京 都 大 学 大 学 院 医 学 研 究 科 市 橋 則 明 教 授 ,岡 山 大 学 大 学 院 保 健 学 研 究 科 岡 久 雄 教 授 , 大 阪 電 気 通 信 大 学 大 学 院 医 療 福 祉 工 学 研 究 科 中 村 英 夫 講 師 ,広 島 工 業 大 学 生 命 学 部 生 体 医 工 学 科 服 部 託 夢 助 教 に 心 から御 礼 申 し上 げます.
大 阪 電 気 通 信 大 学 医 療 福 祉 工 学 研 究 科 生 理 工 学 研 究 室 の 岩 下 篤 司 氏 ,久 利 彩 子 氏 には本 研 究 の遂 行 に際 して貴 重 な助 言 をいただきまし た.心 から御 礼 申 し上 げます.
大 阪 電 気 通 信 大 学 理 学 療 法 学 科 生 理 工 学 研 究 室 の皆 様 には,数 多 くのご迷 惑 をおかけしたことをお詫 びします.また,充 実 した学 生 生 活 が送 れたことを心 から感 謝 申 し上 げます.
最 後 に,ここにあげら れなかった多 くの方 々の,ご指 導 ,ご協 力 があった ことをここに記 します.
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