理 学療法 学 第17巻 第1号 3
−・
10頁 (1990年 )原
著
膝
伸 筋
・屈
筋
の遠 心
性
お よ び
求
心
性 筋
収
縮特
性
*一
=表面 筋 電 図
の パ ワー
ス ペ ク トル に よる検
討
一
高
柳 清
美
1>井 原
秀
俊
2)中
山
彰
一
3)吉
村
理
1)下
畑
博
正
1) 要 旨 膝 周 囲筋の遠 心性お よび求心性 収縮に おける筋出力 特 性につ い て,
表 面筋電 波 形の周 波数分析を用い て検 討し た。 男 性2名, 女 性3名 を 対象と し, 左 膝の属 曲, 伸展 (0〜
90°
) 時の大 腿直筋, 内側広 筋, 外 側 広筋,
内 側ハ
ム,
外 側ハ ム,
腓腹筋の筋活 動 を 記 録,
パ ワー
スペ ク トル と その平 均 周 波数 (MPF ) を算出し た。
結 果は以下の通 りである。
(1) 膝 伸筋 群のMPF
は膝 角度が増加 するに 従い徐々 に減少し た が (P<0.
01
),
屈 筋 群は異 なっt
結 果を示し た。
特にハ
ム ス トリン グスの遠 心 性 収 縮で は膝 角度に は無 関係に高 値と なっ た。一
関節筋と二 関節筋との比 較で は,
前 者は筋の収縮形 態に は影響さ れ ない の に対 し,
後者で は全 て の筋で影 響され (P <O.
01), 個々 の筋 固有の反 応 あるいは対応を おこなっ てい る と考え られた。 キー
ワー
ド 遠心.
1
生筋収 縮・
求心 性筋収縮・
パ ワー
ス ペ ク トル1
緒 言 表面筋 電波形は連続発火し たima
ft の運 動 単 位が時 間 的・
空 間 的に 多数 重 畳し た集 合 電 位 と考 え られ,
その振 幅 と位相が時 間と ともに不 規則に変動し てい る不規則波形 とみなすことがで きる1)。
そ れ 故 近 年,一
種の確 率 過 程 とみ な し,
統計的手 法を用い ることで,
筋電 図 (以 下E MG ) デー
タの計量解 析が 行 わ れてい る。
筋電波 形を フー
リ:=展開し たスペ ク トル解析は,
疲 労の解 析,
漸 増負 荷の 実 験などに 応 用されて い る。
た とえばSadoyama
* Characteristics of eccentric and concentric muscutar
contraction on knee flexors and extensQrs
−
examiha.
tlon with power spectrum of surface EMG一
ユ)九 州 労 災 病 院リハ ビ リテ
ー
ショ ン科
Kiyomi Takayanagi
,
RPT,
Osamu Yoshimura,
MD,
Hiromasa Shimohata
,
RPT :Department of Rehabilitation
,
Kyushu Rosai Hospital 2) 同 整形 外 科Hidetoshi工hara
,
MD : Department of Orthopaedic Surgery,
Kyushu Rosai Hospita13)九州リハ ビ リテ
ー
ショ ン大 学 校Akikazu Nakayama
,
RPT :Department of PhysicalTherapy
,
Kyushu College of Rehabilitation 〔受付日 1988年10月22日) とMiyano2 ) は上 腕二頭筋,
Tesch とKomi3
) は大 腿 四頭筋,Huijing
ら4)は 下 腿三頭筋を対象に持 続 的 等 尺 性収縮を行な わ せ, 疲労に よ り EMG パ ワー
ス ペ ク トル の平 均パ ワ
ー
周波数 (rnean powerfrequency
:MP
F)は低 下 する と述べ てい る
。
Gander とHudgins5)は 上腕二頭 筋に漸 増負荷さ せ た実験で, 負荷の増加にとも ない EMG の パ ワー
スペ ク トル は 高 周波数領域に移行 する と し て い る。
これらの結果は活 動 電位がシャー
プで 疲 労し やすく,
高 出力時に活発な 活 動 をする速 筋線維 (Type ∬a,
TypeHb
)とパ ワー
ス ペ ク トル の 高 周 波 成 分が, 逆に活動電位の立 ち 上 が りが ゆる やか で疲労しに くい遅 筋線 維 (TypeI
)と低周波 成 分 が 関連 深い こと を示し て い る。
し か し周 波 数 解 析を用い た実 験は等 尺性 収 縮 (静 的 筋 出力)がほ とん どであ り,
スポー
ツ活 動を は じ めとして 日常の動作の 多くは 遠 心性 収 縮 (eccent・
ric contraction :
ECC
),
求 心 性 収 縮 (concent 「ic cont−
raction :COC )の動 的筋活動が主体であり, 主動 筋, 拮
抗筋の協 調 作 用に よっ て形づ くられて い る。
今回の実験の 目的は荷重 関節であ り, 多種 多様の傷害
を 頻 発する膝 関 節の 動的活動である ECC 及び COC の
4 理学 療 法 学 第17巻第
1
号 動に特 異i
生はあるの か.一
関節筋 二 関 節筋の違いに よ っ て活 動に差 異はあるのか とい う点につ いて表面EMG
の周波 数解 析を用い る こ とで検討 す るこ とで ある。
H .
方 法 (1) 対 象 膝に特記 すべ き 疾 患 を有さず,
日ごろ特別な トレー
ニ ン グを行っ ていない健 常 成人男 性2名,
女性3
名 (21,
4 ±6.
3才 )の計 5名のボラン テ ィ アを被験 者 と し た。
(2)測 定 方 法等速度性の
ECC ,
COC
を行わ せ る ため に肘・
膝 関節 評 価 訓 練 機器 GGT−
3000 (GGT Medizin−
ElectronicSysteme
GmeH
)を使 用し た。 被 験 者は機 器上腹 臥 位 と し,
下 腿を本 体 備え付 けの下 肢プレイス上にの せ,
膝伸 展 位で の大 腿 骨外顆の 中心 を機 器回転軸に合わせて,
骨 盤部, 大腿部, 下 腿部をベ ル ト に て 固定し た。
測 定は左 膝の み と し,
膝 角tWO
〜
90°
の範 囲につ い て 最 大随 意 収 縮を行わせ た (図ユ)。
ECC,
COC の 角速度は 15°
/sec とし, EMG の被 験 筋 群は主要な 膝屈伸筋である大腿直筋
,
内 側 広 筋,
外 側広 筋,
内側ハ ム ス ト リング, 外 側ハ ム ス ト リン グ,
腓腹筋の計 6 筋とした。
後の 膝 角 度と EMG 波 形との 関 連性を み る た めに ト リガー
と して電 気角度計 を機器に 固定,
同 期し てEMG
波形と 同時に デー
タレ コー
ダー
に記 録し た。
試 行は各 被 験 者共に3
回 ずつ と し,
疲 労 を 考 慮して 3 分ずつ試行間に休憩をいれた。
信号処理方法 (図2) デー
タレコー
ダー
か らの アナロ グ信 号を再生 し,12
bit
AID コ ンバー
タ (CONTEC :AD12−
16)に て1kHz でサン プリン グ し,16bit
コ ン ビ=
t.
・
一
ター
(NEC
: PC−
g801vm ,
CpU
:8086+8087,
クロ ッ ク: 8MHz )に入力 し た。
電 気角度計か らの角 度i
青報を 基準 化し, これ を 基 に し て0 〜15
,15〜
30,
30’
v45,45〜60,60〜
75,
75・
・
t
90°
の 6区 画の膝角度別の デー
タ (1024点) を切 り出し て,一
旦フ ロ ッ ピ ィディス クに保 存し た。 こ のデー
タよ り Sande・
Tukey
法に よ る高 速フー
リニ 変 換を行いパ ワー
ス ペ ク トル を算 出した。
なお不 連続 接 点の影 響を軽 減 する目的で,
特に裾の 広い スペ ク トル に有 効な Ham・
ming 窓 関数を用いた。
3回の試行の積 算平 均よ り MP F を求めて膝角度別パ ラメー
タ と し た。 な お MPF は次 式に よっ て求めた6〕。
∫
画
毒 MPF=
∫
ls
(!)dfS
(!) パ ワV一
ス ペ ク トル コ ンピュー
ター
へ の入 力 及びフー
リエ 変 換 演 算は高速 の 必 要 性よ り,
Ms−
DOS 上のアセ ン ブラ (MASM )で プロ グラムを作 成し,
他は BASIC との リソク で処 理 を 彳于っ た7)8,9}IO)11}IZ)。
図 1 測 定機器および測定肢位膝 伸 筋
・
屈 筋の遠心性お よび求心性 筋 収 縮 特 性 5図 2
パ ワ
ー
スペ ク トル解
析シ ス テムの ブF ッ ク図SubjeOt
:.
Y,.
K ・
age :21
sex :
female
deg) 0 100 200
(Hz)
Eccentric
contractiQn o loe 200 (Hz)Concentrie
cQntraction 図 3 大 腿 直 筋のECC ,
COC
のパ ワー
ス ペ ク トル波 形 (4) 統 計 処 理 方 法 各筋ごとにMPF
に対 する筋 収縮形態, 膝 角度の影響 につ い て繰 り返 しのある二元 配 置 法 (AOV2 )を用い,
各 因子の水 準 問の棄 却 検定 とし て Tukey の方 法を用い た1S) 。 皿.
結 果 1 伸 筋 群のパ ワー
ス ベ ク トル波形 図3は典 型 例に おける大 腿 直 筋の膝 角度 別パ ワー
ス ペ ク ト ル を表し て い る。
左 側がECC ,
右側がCOC
の分布
を示 す。
ほぼ全て の波 形に お い て 50Hz 前 後に ピー
ク を持つ single peak の形 状を 呈 し た
。
ま た ECC,
COC「
共に膝 屈 曲 角 度が増 加 するにつ れて高周波成分の減少が観 察された
。
こ の傾 向は他の 4例につ い ても全て 同様であ っ た。一
方,
外 側 広 筋に お い て も金 例に お い て同様の結
果 が 認め ら れたが,
内側 広 筋でe: 1例に COC で膝角度 に無関係に ほぼ一
定の値を示し た 以外同結 果と なっ た。 2 屈 筋 群のパ ワー
ス ペ ク トル波形図 4は同 じく典型例に おけ る内側ハ ム ス トジx
.
グの 膝 角度別パ ワー
ス ペ ク トル波 形である。
ECC
で は伸 筋群 と 同様に全 体 的に single peak 様の形 状 を 示し たが,
膝 屈 曲に伴 う 相 対 的 高 周 波 成 分の 減 少は 見 られ ず,
』COC
で は伸 筋 群と同様の形 状を 呈する の に加えて,
膝 屈曲に 伴い高 周 波 成 分の減 少傾 向が見ら れ た。
他の 4例に お い6 理学療 法 学
’
第17巻 第1号Subject:
Y .
K .
age :21
sex :female
(
4eg
)0
100
200
(Hz )
0
100
200
(Hz)
Eecentric
contraction Concentric contraction図 4 内 側ハ ム の
ECC ,
COC
の パ ワー
ス ペ ク ト ル波 形 表 1 大 腿 直 筋のMPF に対 する収 縮 形 態,
膝 角 度 の影 響C
:収縮形態 C1 :遠心 性 収 縮 A :膝 屈 曲角 度 A1 : 0〜
ユ5°
A4 :45−.
60°
<<分 散分析 表 》 C2 :求 心 性 収縮 A2 :15〜
30°
A5 :60〜
75°
A3 :30〜
45°
A6 :75〜
go°
表 2 内 側 広 筋のMPF に対 する収 縮 形 態,
膝角度 の影響C
:収縮形態 C1 :遠心・
「生収 縮 A :膝 屈 曲角度Al
: 0〜
15° A4 :45〜
60°
《分 散 分 析 表 》 C2 :求心 性 収縮 A2 :15〜
3Q°
A5 :60〜
75°
要 因 平 方 和 A3 :30〜
4S°
A6 :75〜90
° 自由度 平均平方和 F 値 要 因 平 方 和 自由 度 平均 平方和F
値 フP ッ ク CAC
×A 誤 差 7147 6868427207.
52206 41554宀
4 1787 686168541.
5050,
15 35.
6非 * 13.
7** 33.
6** 0.
8 フ 卩 ッ ク 8272 C 198A
5619C
×A 3.
882 誤差 3296 41rD厂
04 4 2068 19811240,
77674.
89 27.
6
** 2.
615.
0
** 0.
8 合計2206
59
合計 17389 59 《多重比較》C1
×C2
6,
76* * <<多重比 較 》 C1 ×C2−
0.
36 A1 A2A3
A4
A5
Al A2 A3A4
A5 A2A3A4A5A6一
3.
5−
−
10.
7*−
7.
2− 17.
8
**− 14.3
**−
26.
8**−
23.
3**−
32.
9**−
29.
4* *一 7 .1
−
16.
1* *−
22.
2**一
9.
0
−
15.
1* * A2A3
A4
}
A5
− 6.
1 A6 0.
7−
−
2.
6−
3.
3−
11.
9*−
12.
6*−
18.
1**−
18.
8* *−
25.
0**−
25.
7**一
9.
3−
15,
5* *−
22.
4**一
62−
−
13.
1*−
6.
9 * P 〈0.
05 ** P <0.
O1 でもほ ぼ同様で, 外側ハ ム ス ト リン グもほぼ 同様 な 結 果 と なっ た。 し か し腓腹 筋で は両 収 縮共に peak が低く,
高 周 波 成 分を多く含む裾 野が広いな だ らか な形 状 となっ * P く0.
05 * * P <0.
01 た。
3
膝 周囲筋の MPF に対 する収 縮 形 態 及び膝 角 度変化 の影 響膝 伸 筋
・
屈筋の 遠心.
1
生お よ び求 心 性筋 収縮 特 性 7 衰 3 C :Cl
:遠 心 性 収 縮A
:膝 屈 曲 角度 A1 : 0〜
15°
A4
:45〜
60Q 内 側ハ ムのMPF に対 する収縮形態,
膝角度 の影 響 収縮 形態 《分散 分 析 表 》 C2 :求 心 性 収 縮A2
:15〜30
° A5 :60〜
75°
A3
:30〜
45° A6 :75〜
90°
表 4 腓 腹 筋のMPF に対 する収 縮 形 態,
膝 角 度の 影 響 収 縮 形 態C
: Cl :遠 心 性 収 縮A
:膝 屈 曲 角 度 Al :O〜
15° A4 :45N60 ° 《分 散 分 祈 表 》 C2 :求心性収縮A2
:15〜30
°A5
:6e〜
75°A3
:30〜45
°A6
:75〜90
° 要 因 平 方 和 自 由度 平 均 平 方 和F
値 要 因 平方和 自由度 平 均 平 方 和F
値 フ P ッ ク 12523C
3286 A1003
C × A 2659 誤差 4934 415「
り 4 4 313132862007531.
8112.
1 27,
9** 29.
3** 1.
84.
7
** フ ロ ッ ク 7744 C 1170A
316 CXA 190.
5 誤 差 3853 415尸
D4 4 1936117063.
138.
1087.
56 22,
1** 13.
3** 0,
70,
4 合 計 2440559
合 計 13274 59 《多重比 較 》C1
水準間AI
A2 A3 《多重比 較 》 ClXC2 8.
83* *・
A4 A5 A1 A2 A3 A4 A5 A2 4,
4 A3 2,
6 A4 9.
2 A5 11.
1 A6 6,
6
1.
84.
86.
82
,
2 6.
68.
64.
0 0尸
022 4.
6A2
− 0.
7 A3−
1.
4 A4 0.
2A5
1,
0
A6
6.
O一
〇.
7 0.
91、
7
−
5.
3 1,
6
2 、
4−
4、
60,
8
−
−
6.
2
−
7.
9
* P く0、
05 ** P <0.
01 C2 水 準 間 AlA2
A3
A‘
1 A5 23遇
45ρ
O AAAAA一
4.
8−
9,
0−
18.
4
−
19.
0−
31.
2**一
4.
2− 13,
6
−
14.
2−
26,
4*一
9.
4−
10.
O−
22.
2一 6,
−
/2,
0
8 一
122 * P<0.
05
* * P <0.
01 大 腿 直 筋の MPF に お け る分散分 析結 果を表1に示 す。
ECC ,
COC 間,
膝 角度間におい て1% 水 準で有 意 差を 認め, 交 互作用は認められな かっ た。
水 準 間の検定で は ECC のほうが 高MPF
を 承し,
膝 角度水 準間で も屈 曲 角 度 が 増 加 する に従い,
明確なMPF の 減 少を示 す結 果 となっ た。
一
関 節 筋である内側広 筋で は ECC,
COC
間に は有 意 差は認め られ なか っ た が,
膝 角度 聞で は危 険率 1%で有 意差を認め た。 交互作用におい て は有 意 差は認め ら れず,
膝 角度の水 準 問で は大 腿直 筋と同様に膝屈曲 角度 が 増 加 す る に従い,
MPF は減 少し た (表 2),
外側広 筋に おい て も内側広筋とほぼ同様で,ECC ,
COC
間では有 意 差を 認めず,
膝屈曲角度 が 増加 す る に従いMPF
は減少する 傾向を示し た。 屈 筋の 内側ハ ム ス トリングはECC ,
COC
間に は危 険 率1%で有 意 差 を 認め た が, 膝 角度 間では有 意差を認め な かっ た。 交互作用 が 認め られ (P<O.
Ol ), 各水 準組 合せ につ い て検 定 する と表 3の結 果と なっ た。
ECC に お い て は角度間に は有 意 差を認め なか っ た が,COC
で は膝 屈 曲に従いMPF
は減 少 する傾 向を 示し た。
外 側ハ ム ス ト リングで も内側ハ ム ス b リン グ と同様の結 果で , ECC , COC 間と交 互作用に有 意 差 を認め (P <0.
01, P <0.
05),ECC
の膝 角 度 問でMPF
は変 化せず, COC でMPF
の減少傾 向が認め られた。
腓腹筋で は ECC,
COC
間に は有 意 差を認め たが (P 〈O.
Ol
),
膝 角度間,
交互作 用には有意差は認 め られな か っ た (表 4)。
各 筋 別のECC ,
COC
の膝 角度 別MPF
変 化を図5に 示 す。
N .
考 察 膝 周 囲筋のMPF
に対 する収 縮 形態及 び膝角度変化の 及ぼす 影 響の差 異に よっ て,
大 腿 直 筋,
内圓・
外 側 広 筋, 内 側・
外 側ハ ム ス トリン グ, 腓 腹 筋の 四つ の グルー
プに分類可 能で,
固 有の特 徴 を有し てい る と考え8
理 学 療 法 学 第17巻 第1号 (Hz) ECCENTRIC CONTRACTION 150 100 50 ..
一
.
一
・一 .
.
一
・一
一一
Xx . N一
150
100 50 CONCENTRICCONTRACTION
岬一
大 腿 直筋 弔一
内側 広 筋 → ← 外 側 広筋 e“‘’
”““
一
”一
”’
一一
一x
→一
内 側ハ ム + 外側ハ ムー
{}一
腓 腹 筋 0 15 30 45 60 75〜
15−
30−−
45〜
60〜
75〜
90 tV一
0 15 30 45 60 75〜
15〜
30〜
45〜
6〜
75〜
90 (DEG ) 図 5 膝周 囲筋の MPF一
角 度 関係 ら れ た (表 1〜
4,
図5)。
伸筋群と屈筋 群の差異と して,
まず 膝 伸筋の 群は ECC,
COC 共に膝関節 が 屈 曲 す るに従い MPF が 減 少 し た。 こ扣 こ対し屈筋
の 群は膝 角度問に有 意 差は認 め られ ず,
ECC,
COC 間で異なっ た MPF 角度 変化を 示した。
特に 群におい て は,
COC で は碑 筋群と 同様 に屈 曲に従い MPF は減 少 するが, ECC で は高値で, 膝 角 度に よる変化を認め な かっ た。
Westbury ら14}に よ れ ば,
皎 筋の MPF とバ イ オプシー
に よる組織学 的 検 査 との比較で,
MPF は筋 線 維タ イ プ (% Type 工)との 関連 性が強い と結 論づけ,
ま た Wretlnig15} ら も膝の等 速度性 最大 随意 収縮にお け る外 側 広 筋の MPF と組織学 的検 査との比 較よ り, MPF は % Type I 線 維量の予 測と な り得る と し てい る。一
方,
Ivy ら16),
琉子ら17) は 外 側 広 筋の筋 線 維 組 成と,
各 種 角速度の等速度性 最大随 意 収 縮における ピー
ク トル ク問に正の相関 が ある と し, 相 対 的に TypeHa
線維数比率の多い被験 者ほ どすべ て の 角速度で高 出 力を示す と報 告し た。
以 上の こ とよ り最 大 随 意 収 縮 下で膝 伸 筋 群は膝の伸展 位 (O一
・
30e) に お いて相対 的 なType
I 線 維 活 動 量の減 少,
Type Ha,
llb 線維 活 動 量の増 加を示 すと考えられ,
こ の膝 角度に おいて迅 速 な 対 応,
高 出力が可 能である こ と が示 唆され た。
こ れに 比し屈 筋 群はECC
出 力 時,
筋線維タイ プの 活 動 が膝角 度に は影響さ れに くい と考え ら れ, 特にハ ム ズ トリン グにおいて はECC
におい て全般 的に Type Ha,
且b 線 維の活 動 量の均一
性が 認 め られる。
換 言 す れば引っ 張 られる とい う刺 激に対し,
迅速 な対応,
筋 出 力の増 加,
維 持が可 能と なっ てい るの で はない か と考 え ら れ る。
次に
一
関 節 筋と二 関節 筋との比較を行う と,一
関節 筋 の 群が ECC,
COC 間の MPF に有 意差 を認めず,
筋 収 縮形態に影 響 されなか っ たの に対し, 二 関節筋である 群はECC ,
COC
間で有 意 差を認め,
群では ECC で MPF の高値,
で はCOC
で高 値 を 示し た。
膝の一
関節筋は膝屈曲角度には影 響 される が,
筋の収 縮 形態に はあ ま り関与せず,
ECC,
COC
間で は同様の筋線 維 組成での 活 動を示し,
安定 し た働ぎ を する と考え るこ とがで きる。
これに反し二 関節 筋は膝の屈 曲 角度の影響 は筋に よっ て異な り,
すべ 」 (の筋で収縮形態に影 響され,
個ftの筋 固 有の反 応をする かあるい は対応 を 行 う機能 を 持つの で はないかとい うこと が示唆された。 今回の実 験は股 関節の動 きを制 限し た申で の筋出力 特 性につ い て探求し た が,
特に二 関 節 筋は実 際の動作では 股,
膝, 足 関節の連結作用の複 雑な影 響を受 ける と考え ら れ,
今回 の実 験 結 果とは異 なっ て くるか もしれない。
ある不 規則性を持つ確率 点過程に統計 的処理 を加えよ う とするには
,
その系 列 が 無 限次 元の確 率 変 数で あり,
集 合 平 均が 時間に よらず一
定 値を とる定 常過 程か ど うか が問題にな る18)。
EMG 信号は生体か ら発せ られる もの である限 り有 限 時 間内で終る た め,
定 常性,
エ ル ゴー
ド 性を仮 定のな かに信号の処現 検 討を行 なっ た・
また E MG 信号は皮 膚 表 面か ら収集する た め 膝 翩 軌こ伴う筋 と電 極との相 対 的 ずれが生 じ るこ とが考 え られる。 これ らの検討 あるいは考 慮の必 要性が あ る と思わ れた。
膝 伸筋
・
屈筋の遠心性お よび求心性筋収 縮特性 9参 考
・
引 用 文 献1) 斉
Wh
L
易一
:筋 電 図デー
タ の計 量 解 析,
神 経進 歩,
19,
1172−
1220, 1975.
2)Sadoyama
,
T.
,
and Miyano,
H.
: Frequency analysisof surface EMG to evaluation of muscle fatigue
,
Eur,
J.
Appl.
PヒysioL,
47,
239−
246,
1981.
3)Tesch
,
P.
,
and Komi,
P.
V .
:EMG
EFrequency
spec−
trum
.
inuscle structure.
and fatigue during dynamiccontractlons in man
,
Eur.
J.
AppL PhysiQ廴,
42,
41−
51,
1979,
4)Huijing
,
P.
A.
,
Adelerhof,
A.
,
Giesbergen,
R.
.
.
Woit−
tiez,
R.
,
et aL ;Trlceps surae EMG power spectr 巳mchanges during sustaind submaximal isometric cont
・
ractions at different muscle lengths
,
Electromyogr.
clin.
NeurophysioL,
26,
181−
192,
1986.
5)Gander,
R .
E.
,
and Hudgins.
B.
S.
: Power spectraldensity oE the surface エnyoelectric signal of the bic
−
eps brachii as a function of static load,
Electromy−
ogr.
.
clin.
NeurophysioL,
25,
469−
479,
1985.
6)Maranzana , M
.
,
Molinari.
R.
,
and Sommariva,
G 〒;The parametrization ofthe electrDniyographic sigmar :
an approa
’
eh based on simuiated EMG signals,
.
Ele−
ctroMyogr
.
clin.
Neurophysiol.
,
24,
47−
65,
1984.
7)日 野幹雄: ス ペ ク トル 解析
,
朝 禽 出 版,
1977.
8)三 上直樹:高速フー
リエ 変 換の考 え方と輿 ・方,
ト ラン ジ ス タ 技 争椿,
23,
367−
376,
1986.
9)南 繁 夫 他:科 学計 測の た め の波 形 デー
タ処 理,
CQ 出版 社,
1985.
10) 藤 田 岩 男:8087を 用いた高 速フ ニ リエ 変 換プロ グラム,
別 冊イン ター
フ ェー
ス,
数 値 演 算プ P セッサ.
CQ 出 版 社,
1986.
11) 関岡清 次・
岩 尾憲三 :8086ッー
ル ラ イ ブ ラリ,
技 術 評 論 社,
1985.
12)竹本 晃,
稲村 浩 :ディジタル・
ス トV一
ジ・
スコー
プ へ の 応 用,
イン ター
フェー
ス,
工2,
256−
275,
1986.
13)田中 豊・
垂 水 共之 ; パ ソコ ン統計ハ ン ド ブッ ク皿一
実験 計画 法編,
共立出版,
1986.
14)
Westbury,
J.
R.
,
and Shaughnessy T.
G .
:Associations
between spectral representation of the surface elect
−
romS.
ogram and 飾 er type distribution and size imhuman masseter muscle
,
Electfomyogr.
clin.
Neuro−
physiQL
,
27,
427−
435,
1987,
15)Wretling
,
M,
L。
,
and Henriksson−
Larsen,
K.
:EMG :anoninvasive method for deterrnination of fibre type proportion
,
Acta physiol Scand.
,
131,
627−
628,
1987.
16)Ivy
,
J.
L.
,
Withers,
R.
T.
,
Brose,
D.
,
Maxwell,
B.
D.
,
et al・
:Isokinetic contractile prQpertile of the quadri−
ceps with r サlat
,
ion tofiber
type,
Eur.
J.
AppL
Phy−
sioLt 47,
247−255,
198L 17) 琉 子 友 男・
福 永 哲 夫・
.
近 藤正勝・
塩 野 潔他:[sokinetic 作業 時の.
peak torque.
に及ぼす 筋 線 維 比 率お よ び筋 断 面 積の影響,
体育 学 研 究… 27,
135一
工42,
1982.
18)三 田克己・
青 木 久・
塚原 玲 子・
矢 部 京 之 助 :持 続 性 収 縮 における筋 電 図の統 計 的 性 質一
正蜆 性お よび 定 常 性の検 討,
体 育 学 研 究,
30,55−
63,
1985.
10
-\8ta\
ee17igMle
<Abstract>
Characteristicsof eccentric and concentric muscular contraction on knee extensors and fiexors
-exaTnination
with power spectrum of surfaceKiyomi TAKAYANAGI, RPT,
Osamu
YOSHIMURA, MD, Hiromasa SHIMOHATA, RPTDqPartment
of
Rehabilitation,
Klryorshu
Rosai
Hospital
Hidetoshi
IHARA,
MD
DePartment
of
Orthopaedic Surgen3,.1<brushuRosai
HospitalAkikazu
NAKAYAMA,
RPT
Dapartment
of
l7lysical
Therapt,K),ushw
Collage
of
Rehabigitatien
The purpose of this study was to
investigate
the characteristics of extensor andflexor
muselesin
the humanknee
duringboth
eccentric and coneentric contractions utilizingfrequency
ana]ysis of su;face EMG, The subject$ inthis study were fivehealthy
volunteers; two rnen andi threewornen.Surface EMG was recorded
bipolarly
from
m. reetusfemoris,
m. vastus medialis, rn. vastusIate-ralis, m, inner
ham$tring,
m. euterhamstri]g
and rn. gastrocnerniusduring
left
knee
extention andflexien
(ON900).
EMG power spectrum and itsrnean powerfrequency
(MPF)
were computedfrom
the recorded EMG.The results obtained were as
follows;
1) The values of MPF in extensors were gradually
decreased
according to the knee angle(p<
O.Ol),while the values of MPF
in
flexor6
were not variable reinarkably according to the kneeangle,
,
ParticularlyMPF
ofhamstrings
during
eccentric contraction were shown high valuesthrou-ghout the
knee
angle.2)
Comparing
the values ofMPF
between
rnenarticular muscles and polyarticularmuscles, thevalues of the