若 年 者 に お け る 各 種 食 品 咀 嚼 時 の 筋 電 図 と顎 運 動
EMG and Mandibular Movement during Chewing Some Foods長 澤
亨,阿
部 泰 彦*,津
賀 一 弘*,大
川 周 治*,津
留 宏 道*
Tooru Nagasawa, Yasuhiko Abe', Kazuhiro Tsuga', Shuji Ohkawa* and Hiromichi Ts&r u'
朝 日 大 学 歯 学 部 歯 科 補 綴 学 第 一 講 座 、*広 島 大 学 歯 学 部 歯 科 補 綴 学 第 一 講 座
Department of Removable Partial Denture Prosthodontics , Asahi University School of Dentistry *Department of Removable Prosthodontics, Iliroshima University School of Dentistry
I緒 言
過 去1様 々 な 食 品 が 咀 嚼 試 験 用 食 品 と し て 用 い ら れ て き た.Yurkstas and Manly1)は35種 類 の 食 品 に つ い て 調 査 し,義 歯 使 用 者 で は 硬 い 食 品 と 軟 ら か い 食 品 を 用 い な け れ ば な ら な い と 述 べ た.ま た,Kapurら2)は 全 部 床 義 歯 使 用 者 に 適 し た 食 品 を 調 査 す る た め35種 類 の 食 品 を5群 に 分 類 し,ニ ン ジ ン が 試 験 食 品 と し て 最 適 で あ る と 報 告 し た.そ れ ら は 主 と し て 咀 嚼 機 能 を 検 討 す る の に 適 し た 食 品 を 探 求 す る も の で あ っ た. 我 々 は3)天 然 歯 列 者 を 対 象 と し て10種 類 の 食 品 を 咀 囎 時 の 筋 電 図 を 記 録 し,咀 嚼 初 期 に は 食 品 の 特 性 が 現 れ,咀 嚼 末 期 で は 食 品 差 は な く 個 人 差 が 強 く 現 れ る こ と を 報 告 し た.ま た,全 部 床 義 歯 装 着 者 を 対 象 に8種 類 の 食 品 を 咀 嚼 さ せ, 末 期 で は1サ イ ク ル 中 に 占 め る 筋 放 電 持 続 時 間 の 割 合 が 減 少 す る こ と を 報 告 し た の.し か し, 当 時 はEMGの 分 析 法,分 析 器 具 と も に 何 も な く,た だEMG原 波 形 を 見 る の み で 詳 細 につ い て は 不 明 で あ っ た. 津 島5,は こ れ ま で の 研 究 か ら,咀 嚼 動 作 を E MGか ら 観 察 す る に は 単 一 食 品 で は 不 十 分 で あ り,弾 性 食 品 と し て カ マ ボ コ,線 維 性 食 品 と し て 生 ニ ン ジ ン,破 砕 性 食 品 と し て ピ ー ナツ を 用 い て 全 部 床 義 歯 装 着 者 のEMG時 間 的 パ ラ メ ー タ の 正 常 存 在 範 囲 を 求 め,そ れ を も と に 義 歯 使 用 者 の 咀 嚼 機 能 の 判 定 を 可 能 に し た. 先 に 我 々 は,全部 床 義 歯 装 着 者 に 対 し 一 般 的 な 食 品10b品 目 を 選 択 し,ア ン ケ ー ト に よ り 咀 嚼 可 能 な 食 品 を 調 査 し た,そ の 結 果 を も と に, 咀 嚼 可 能 な 食 品 の 百 分 率 を 咀 嚼 指 数 と し て 求 め, 咀 嚼 指 数 か ら 咀 嚼 容 易 な も の か ら 咀 嚼 困 難 な も の ま で 食 品 を5グ ル ー プ に わ け た.各 グ ル ー プ か ら4食 品,合 計20食 品 の 中 で ど れ だ け の 食 品 が 咀 嚼 可 能 で あ る か を 調 べ,全 部 床 義 歯 装 着 者 の 主 観 か ら 咀 嚼 機 能 を 判 定 す る 方 法 を 提 唱 し た の .咀 嚼 容 易 な 食 品 と 咀 嚼 困 難 な 食 品 咀 嚼 時 の EMGに つ い て 検 討 す る た め,こ れ ら の 各 グ ル ー プ か ら 選 択 し た11食 品 に つ い て,食 品 の 咀 咽 難 易 度 と 硬 さ,咀 嚼 筋 活 動 量 につ い て 検 討 し, そ の 結 果 を1991年 の 国 際 歯 科 補 綴 学 会 に お い て 報 告 し た71. 今 回,若 年 者 を 対 象 に こ れ ら 食 品 咀 嚼 時 の 咀 嚼 筋EMGと 顎 運 動 につ い て 検 討 し,男 女 別 に 集 計 し た. 表1被 験 食 品 食 品 は 入 手 し や す い も の を 選 択 し た
II実 験 材 料 と 方 法 被 験 者 は20歳 代 の 男 性10名,女 性10名(平 均 年 齢24.6歳)で あ る.こ れ ら 被 験 者 は 顎 機 能' 異 常 の 徴 候 が な く 正 常 歯 列 を 有 す る も の で あ る. 表1に 示 す よ う に 試 験 食 品 は どこ で も 入 手 容 易 な も の と し て,最 も 咀 嚼 容 易 な1群 か ら ト ー フ (BC),米 飯(BR).プ リ ン(PU),2群 か ら レ タ ス(LE),キ ュ ーリ(CU) .カマ ー ボ コ(B F),3群 か ら ピ ー ナ ツ(PE),タ ク ア ン(PR), 4群 か ら 堅 焼 き セ ン ベ イ'(BC),最 も 咀 嚼 し に く い5群 か ら ス ル メ(DC),チュ ー イ ン ガ ム (CG)の 合 計11食 品 を 選 択 し た.な お,表1に は 参 考 の た め に 咀 嚼 指 数 も 合 わ せ て 示 し た.以 後,食 品 を す べ て こ の 略 号 で 示 す. こ れ ら 食 品 を 普 通 に 食 べ る 一 口 量 と し て,被 験 者 に 自 由 に 咀嚼,嚥 下 さ せ た.食 品 は そ れ ぞ れ3回 ずつ ラ ン ダ ム に 与 え た.食 品咀 嚼 時 に お け る 両 側 の 側 頭 筋 前 腹 と 咬 筋 の 表 面 電 極 に よ る EMGと シ ロ ナ ソ グ ラ フ に よ る 下 顎 運 動 を デ ー タ レ コ ー ダ に 収 録 し,以 下 に 述 べ る 分 析 を 行 っ た.す な わ ち,筋 活 動 量,EMGの 時 間 的 パ ラ メ ー タ,下 顎 運 動 の 閉 口,咬 合,開 口 の 各 相 の 時 間 的 パ ラ,メ ー タ,三 次 元 的 運 動 速 度,下 顎 切 歯 点 の 前 頭 面 に お け る 運 動 領 域 面 積 お よ び 最 大 開 口 量 な ど で あ る.特 に,咀 嚼 運 動 の 分 析 を 行 う に は 咀嚼 開 始 後 第5ス ト ロ ー ク か ら の10ス ト ロ ー ク を 対 象 と す る の が よ い と 志 賀 と 小 林8)は 報 告 し て い る が,BF,cuな ど で は 咀 嚼 ス ト ロ ー ク 数 が き わ め て 少 な く15ス ト ロ ー ク に 満 た な い 被 験 者 が あ り,今回 は 第3か ら の10ス ト ロ ー ク を 分 析 区 間 と し た.な お,CGで は 十 分 咀 嚼 軟 化 後 記 録 す る よ う に し た. III結 果 と 考 察 1群 の 食 品 中BCとPU咀 嚼 時 は 表 面 電 極 で は 筋 活 動 の 認 め ら れ な い 被 験 者 が 多 く,集 計 か ら 除 外 し た の で,9食 品 につ い て 分 析 を 行 っ た.BC は 咀 嚼 指 数 が 最 も 高 く 軟 ら か い 食 べ や す い 食 品 で あ る が,PUはBRよ り 咀 嚼 指 数 が 低 い 値 を 示 し た.つ ま り,BRよ りPUの 方 が 食 べ に く い こ と を 示 し て い る が,こ れ は 全 部 床 義 歯 使 用 者 の 値 で, 食 べ た こ と が な い こ と か ら ア ン ケ ー ト 上 咀 嚼 指 数 が 低 く な っ た も の と 思 わ れ る.今 回 は,若 年 図1各 種 食 品咀 嚼 時1スト ロ ー ク あ た り の 筋 活 動 量 図21ス トロー ク の 筋 放 電 持 続 時 間 の 有 歯 顎 者 を 対 象 と し た の で ,軟 ら か いPUは ほ と ん ど 咀 嚼 す る 事 な く 嚥 下 し た の で あ ろ う. 図1に 食 品 咀嚼 時1ス ト ロ ー ク あ た り の4筋 合 計 し た 筋 活 動 量 を 示 す.横 軸 は 食 品 を 咀 嚼 し や す い も の か ら 配 列 し て あ る.一 般 に 図 の 右 の 方,す な わ ち咀 嚼 し に く い 食 品 で は 筋 活 動 が 大 き い が,こ の こ と は す で に 報 告 し たT).し か し, 咀 嚼 指 数 が 高 い1群 のBR,LEは2群 のCU,BFよ り咀 嚼 筋 活 動 が や や 大 き か っ た.最 大 の 筋 活 動 を 必 要 と す る の は 男 女 と もCGで,最 小 はBrで あ っ た.BRは 口 本 人 が 主 食 に し て い る こ と か ら 咀 嚼 指 数 が 高 か っ た の か も 知 れ な い.筋 活 動 量 は 1,2群 の 食 品,3,4群 の 食 品,5群 の 食 品, そ れ ぞ れ の 間 に 有 意 差 が 認 め ら れ た が,1群 と 2群,3群 と4群 の 問 に は 差 が な か っ た.ま た, 図 か ら 明 ら か な よ う に 一 般 に 男 性 の 筋 活 動 量 が 大 き く,BRとLEに お い て 有 意 差 が 認 め ら れ た. 男 性 のCG咀 嚼 時 の 活 動 量 と 比 較 す る と,女 性 の BFで は 約1/2の 活 動 量 で あ っ た.
図3単 位 時 間 あ た り の 筋 活 動 量 す べ て の 食 品 に お い て 男 性 の 活 動 量 が 有 意 に 大 き い 図4筋 放 電 間 隔 女 性 の 時間 が 有 意 に 長 い 図5咀 嚼 周 期 い ず れ の 食 品 で も 男 性 の 咀 嚼 が 速 い 食 品 に よ り 咀 嚼 時 の 筋 の 放 電 パ タ ー ン は 異 な り,筋 放 電 持 続 時 間 の 長 い 食 品 と 短 い 食 品 が 存 在 す る こ と が 考 え ら れ る.従 っ て,図1の 筋 活 動 童 は 筋 放 電 持 続 時 間 が 長 け れ ば 増 加 す る の が 当 然 で あ る. そ こ で 、 食 品 別 に 筋 放 電 持 続 時 間 を 求 め,そ れ を 図2に 示 し た.一 般 に 女 性 は 男 性 よ り 筋 放 電 持 続 時 間 が 長 く,LE,cu,BF,PRで 有 意 差 が 認 め ら れ た.ま た,咀 嚼 し に く い 食 品 ほ ど 持 続 時 間 が 長 い こ と も わ か る. 図3は,先 に 示 した 図1の 筋 活 動 量 を 図2の 持 続 時 間 で 除 し た,単 位 時 間 あ た り の 筋 活 動 量 で あ る.こ の 値 は 食 品 の 咀嚼 難 易 度 と は 関 係 が な い.男 女 と も 最 小 はBF,最 大 は5群 のDC(男 性),CG(女 性)で あ っ た.ま た,す べ て の 食 品 で 男 性 は 女 性 よ り 大 き か っ た.男 性 に お け る 9食 品 の 平 均 は472.5μVs/sで あ り,女 性 の そ れ は373.1μVs/sに 過 ぎ な か っ た.一 般 に 筋 放 電 振 幅 は 男 性 が 女 性 よ り 大 き く,そ の た め単 位 図6平 均 開 口 速 度(上)と 平 均 閉 口 速 度(下)
図7咬 合 相 時 間 図8咬 合 相 認 識 法 咬 合 相 は,図 中 最 下 段 の 整 流 後 の 速 度 波 形 と 予 め 設 定 さ れ た 速 度閾 値(B)に よ っ て 行 う. そ の 前 に、位 置 の,閾 値 を 決め て お く 図9各 種 食 品 咀 嚼 時 に お け る 切 歯 点 の 前 頭 面 投 影 面積 時 間 あ た り の 筋 活 動 量 は 男 性 が 大 き く な っ た の で あ ろ う. 図4に 筋 放 電 間 隔 を 示 す.筋 放 電 間 隔 は す べ て の 食 品 に つ い て 女 性 が 有 意 に 長 く,そ の 結 果 当 然の こと で あ る が,周 期 は す べ て の 食 品 で 女 性 が 有 意 に 長 く な っ た(図5).ま た,周 期 と 咀 嚼 難 易 度 、に は 有 意 な 相 関 が あ っ て,男 女 と も 咀 嚼 困 難 な 食 品 で は 周 期 圏が 延 長 し た.咀嚼 頻 度 を 男 性 と 女 性 で 比 較 す る と,9食 品 平均 す る と 男 性 は1.71Hz,女 性 で は1.4Hzで あ っ だ.特 に CUで は 差 が 大 き く,男 性2.0Hz ,に 対 し て 女 性 は .1.6Hzで あ っ た. サ ル で は モ ン キー ピ ス ケ ッ ト の よ う な 硬 い 食 物 と、リ ン ゴ の よ う な 軟 ら か い 食 物 と で 咀 嚼 運 動 を 比 較 す る と,軟 ら か い 食 物 の 方 が 咀 嚼 運 動 の リ ズ ム は 早 い こ と が 報 告 さ れ て い る の.咀 嚼 難 易 度 と 食 品 の 硬 さ と の 問 に 相 関 が あ る こ と を す で に 我 々 は 報 告 し て い る7}こ と か ら,ヒ ト で 'も サ ル'と 同 じ 反 射 性 調 節 機 構 の あ る こ と が わ か る.し か し,サ ル で は 咀 嚼 周 期 が2.5-3.3Hz9 )と ヒ ト よ り か な り 速 い. 以 上,EMGの 時 間 的 パ ラ メ ー タ ー か ら 女1生 は 男 性 よ り 弱 い 力 で咀嚼 し,し か も そ め 間 隔 が ゆ っ ぐ り して い る こ と が 明 ら か に,な っ た. 次 け 下 顎 運 動 で あ る.図6に 示し たの は 三 次 元に お け る 開 閉 口 時 の 平 均 運 動 速 度 で あ る.開 目 速 度 の 最 大 は 男 女 ともHCで,最 小 はDCで あ っ た.ま た,PRとCG以 外 鳳 男 性 が 女 性 よ り 有 意 に 大 き か っ た. 同 じ 図6の 下 段 に 示 す の が 閉口 運 動 速 度 で あ る.最 大 はLE(男 性),BRI(女 性)で,こ の よ う に 閉 口,す な わ ち 咬 み こ ん で い く と き は 咀 嚼 し や す い 食 品 の 値 が 大 き く な る の か も 知 れ な い. 閉 口 速 度 で はPR,DC,CG以 外 は 有 意 に 、男 性 の 値 が 大 き く な っ た.開 口 速 度 と 閉 口 速 度 で は 男 女 と も 閉 口 速 度 の 方 が 大 き く,閉 口 速 度 で は 男 性 のLE咀 嚼 で100mm/sを 越 え た が, 1女 性 で は 最 大 のBRで 約,70mm/sで あっ た. 図7に 咬 合 相の 時 間 を 示 し た.男 女 と も 咀 嚼 困 難 なDC、とCGの 値 が 大 き い 以 外 は 食 品 、に よ る 差 はな い.ま た,CUとHCでは 男 女 間 に 有 意 差 が 認 め ら れ,女 性 の 方 が 咬 合 相 は長 い が,,他 の 食 品 に つ い て は 性 差 は 認 め ら れ な かさ た.Neillと 、Howell10),は20歳 代 の 学 生 に5種 類 の 食 品 を 咀 嚼 さ せ 顎 運 動 を 分 析 し て い る が,咬 合 相 は す べ
図10最 大 開 日 量 て の 食 品 に お い て 男 性 よ り 女 性 が 延 長 した と 報 告して い る.我 々 が 性 差 を 認 め な か っ たPE,CG につ い て も,彼 ら の 結 果 で は 女 性 が 延 長 し て い る.我 々 の 結 果 で は,有 意 差 は な か っ た が す べ て の 食 品 で 女 性 の 方 が 延 長 し て い る.有 意 差 の 問 題 だ け で あ る が,こ の 違 い は 咬 合 相 の 認 識 の 相 違 に よ る と 思 わ れ る.Neillら10)の 認 識 方 法 は わ か ら な い が,我 々 は 垂 直 運 動 速 度 と 開 口 量 か ら 閾 値 を 決 め て 咬 合相 を 認 識 し て い る 日,( 図8).実 際 の 測 定 で は 電 磁 気 的 な ノ イ ズ を 考 慮 し て 咀 嚼 時 開口 量 の20%以 下,垂 直 速 度 の10% 以 下 の 両 方 の 条 件 を 満 た す 場 合 を 閾 値 と し て 認 識 し て い る.な お,鹿 野 ら12)は 位 置 の 閾 値 と 速 度 閾 値 か ら 咬 合 相 を 認 識 す る 方 法 が 最 も 適 切 で あ る と 報 告 し て い る.従 っ て,我 々 の 認 識 方 法 が 適 切 で あ っ た と い え よ う. 図9は 各 食 品 咀 嚼 時 に お け る 切 歯 点 の 前 頭 面 投 影 面 積 で あ る.こ れ は 開 口 舅 と 側 方 移 動 量 に 影 響 さ れ る と こ ろ が 大 き い と 思 わ れ る.つ ま り, choPPer typeかglinder typeか に よ っ て 変 わ る.今 回 の9食 品 で は 女 性 で15.3-33.Smm2に 過 ぎ な い 被 験 者 が あ り,ま た,29.0-116.4mm
2ま で 広 が る 被 験 者 が あ っ た が,今 回 の 被 験 者 の 咀嚼運 動 の 観 察 か ら は,食 品 に よ っ て .chopper typeで あ っ た りglinder typeで あ っ た り す る
パ タ ー ン が 多 く,は っ き り し た こ と は わ か ら な か っ た.大 体 咀 嚼 困 難 な 食 品 で は 面 積 が 大 き い が,個 人 差 が 大 き い こ と は 標 準 偏 差 か ら わ か る. BR,CU,BF,PE,HCの 各 食 品 で は 男 女 差 が 認 め ら れ,女 性 よ り 男 性 が 有 意 に 大 き く な っ た. 図10に 各 食 品 咀 嚼 時 の 開 口 量 を 示 す.こ れ は 先 の 前 頭 面 投 影 面 積 と 特 に 関 係 は な い.ま た, 食 品 の 硬 さ と も.関 係 は な い.こ の 中 で けDC以 外 は 男 女 差 が あ り,開 口 量 は 女 性 よ 、り 男 性 が 大 き か っ た. IVま と め 方 法 の と こ ろ で 述 べ た よ う に,今 回 は 一 口 量 と い う 表 現 を 用 い た.欧 米 の マ ナ ー の 本 で は 食 品 は 必 ず 一 口 大 に 切 っ て 食 べ る こ と と 記 さ れ て い る.イ ギ リ ス 式 マ ナ ー で は 一 口 大 と は, 公的 な 席 で は 人 か ら 話 し か け ら れ た と き,食 塊 を 口 腔 前 庭 に 押 し や っ て 受 け 答 え で き る 量 で あ る. 具 体 的 に い う と,ビ フ テ キ な ど で は 約1cm 立方位 で13),我 々 の 常 識 か ら み る と ず い ぶ ん 量 が 少 な い.今 回 は 一 応 常 識 的 と 考 え ら れ る 量 に'し た.一 口 大 ,に は 個 人 差 が あ る が,今 回 はBRで は 10.Og,CUで は3.Ogと い う よ う .に 規 定 量 を 与 え た.こ の 量 で は 男 女 間 に 咀 嚼 回 数 の 違 い は 認 め ら れ な か っ た . 以 上 、 女 性 は 男 性 に 比 べ て 弱 い力 で ゆ っ く り と 狭 い 範 囲 で 咀 嚼 動 作 を行 っ て い る と 結 論 で き よ う.咀 嚼 回 数 に 性 差 のない こ と か ら 考 え る と , 女性 の咀嚼 機 能 は 男 性 よ り 劣 っ て い る よ う で あ る が,恐 ら く-「 量 が 違 う の で は な い か と 思 わ れ る. V文 献
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-catory ability . J Appl Physiol , 3:45-53, 1950
2) Kapur, K., Soman , S. and Yurkstas. A.: Test foods for measuring mast icatory per
-formance of denture wearers . J Prosthet Dent, 14:483-491, 1964. 3) 津 留 宏 道 ほ か:各 種 食品咀嚼 時 に お け る 咀 嚼 筋 活 動 の 筋 電 図 学 的 研 究,第1報 .正 常 咬 合 者 に つ い て.補 綴 誌,10:163-172,1966 . 4) 長 澤 亨 ほ か:各 種 食 品 咀 嚼 時 に お け る 咀 嚼 筋 活 動 の 筋 電 図 学 的 研 究,第2報 .総 義 歯 使 用者 に つ い て.補 綴 誌,14:120-126 ,1976.
5) 津 島 隆 司:筋 電 図 法 に よ る 総 義 歯装 着 者 の 咀 嚼 機 能 評 価 に 関 す る 研 究.広 大 歯 誌,14:114 -128 ,1982.
6) Sato, Y. et al.: An evaluation of chew-ing functiom of complete denture wearers. J Prosthet Dent, 62:50-53, 1989.
7) Nagasawa, T. et al. :Chewing difficulty of some foods and EMG activity of
masti-catory muscles. Advanced Prosthodont Worldwide (Ed. Thsru, II. et al.), 382-383,
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9) Luschei, E. S. and Goodwin, G. M.:Pat terns of mandibular movement and jaw muscle
ac-tivity during mastication in the monkey . J Neurophysiol, 37 : 954-966, 1973
10) Neill, D. J. and Iloaell, P. G. T. :A study of mastication in dentate. individuals.
J Oral Rehabil, 1:93-98, 1988 11) 漁 賀 一 弘 ほ か:シ グ ナ ル プ ロ セ ッ サ を 用 い た 咀 嚼 筋 筋 電 図 解 析 シ ス テ ム.顎 機 能,5:145-150,1987. 12) 鹿 野 洋 一ほ か:総 義 歯 装 着 者 の 咀 嚼 運 動 分 析 に 部 け る 咬 合 相 認 織 に 関 す る 一 考 察.顎 機 能,8:195-200,1990. 13) 渡 辺 誠1西 洋 食 作 法.80-81,主 婦 の 友 社 , 東 京,1991.
