博士（歯学） 渡辺一彦 学位論文題名
超小型ウェアラブル筋電図測定システムを用いた無拘束 終日咬筋筋活動解析
学位論文内容の要旨
【 目 的 】
歯 ぎ し り や く い し ば り な ど の 口 腔 習 癖 で あ る ブ ラ キ シ ズ ム は ， 顎 関 節 症 の 筋 疲 労 の 原 因 の ー っ と し て 考 え ら れ ， ブ ラ キ シ ズ ム 患 者 の 夜 間 咀 嚼 筋 活 動 の 測 定 が 試 み ら れ て き て い る ， 夜 間 ブ ラ キ シ ズ ム の 回 数 や 大 き さ の 分 布 状 況 が 徐 々 に 明 ら か に な り つ っ あ る が ， 近 年 ， 夜 間 だ け で な く 日 中 覚 醒 時 に お け る 無 意 識 の 歯 の 接 触 や 筋 緊 張 が 注 目 さ れ て き て お り ， 日 中 の 咀 嚼 筋 活 動 へ の 配 慮 の 必 要 性 が 求 め ら れ て い る ． し か し ， 睡 眠 時 を 対 象 と し た ブ ラ キ シ ズ ム の 研 究 は 多 い も の の ， 日 中 を 対 象 に し た 研 究 は 少 な ぃ た め ， ブ ラ キ シ ズ ム 患 者 は も と よ り 健 常 者 に つ い て も ， 日 中 の 咀 嚼 筋 活 動 の 実 態 は 不 明 な 点 が 多 い ． ま た ， 食 事 中 の 咀 嚼 時 筋 活 動 を 基 準 と し て 夜 間 筋 活 動 や 非 機 能 時 の 日 中 咀 嚼 筋 活 動 量 を 相 対 評 価 す る こ と は 非 常 に 重 要 と 考 え ら れ る が ， そ の よ う な 観 点 の 研 究 は ほ と ん ど な ぃ ．
． 本 研 究 で は 超 小 型 ウ ェ ア ラ ブ ル 筋 電 図 測 定 シ ス テ ム を 導 入 す る こ と で 日 中 食 事 時 ， 食 事 時 以 外 の 日 中 日 常 生 活 時 ， 夜 間 睡 眠 時 を 網 羅 し た 無 拘 束 終 日 咬 筋 筋 活 動 解 析 を 可 能 と し ， 健 常 者 に お け る 実 態 の 解 明 を 試 み た ． ま た ， 終 日 咬 筋 筋 活 動 量 の 理 解 を よ り 容 易 に す る た め に ， 従 来 か ら 咀 嚼 筋 筋 電 図 検 査 の 対 象 と し て 多 く 用 い ら れ て き た ガ ム 咀 嚼 時 の 筋 活 動 量 も 測 定 し ， 終 日 咬 筋 筋 活 動 量 と の 関 係 を 調 べ た ．
【 方 法 】 1． 実 験1 1） 被 験 者
20名 （ 男 性10名 ， 女 性10名 ） の 若 年 健 常 有 歯 顎 者 で ， 歯 ぎ し り 音 の 指 摘 ， 歯 ぎ し り や く い し ば り の 自 覚 ， 起 床 時 の 顎 の 痛 み ， 疲 労 感 が な く ， 非 生 理 的 な 過 度 の 歯 の 咬 耗 を 認 め な い も の を 対 象 と し た ．
2） 超 小 型 ウ ェ ア ラ ブ ル 筋 電 図 測 定 シ ス テ ム
超 小 型 ウ ェ ア ラ ブ ル 筋 電 図 測 定 シ ス テ ム は 電 極 ・ メ モ リ ー 内 蔵 デ ー タ ロ ガ ー タ イ プ の ウ ェ ア ラ ブ ル 筋 電 図 測 定 装 置(wBMSと 略 ） を 使 用 し ， 咬 筋 部 に 貼 る 電 極 ユ ニ ッ ト(42.Ommx 27.7mmX8.lmm， 電 池 装 着 時12.6g)に は 測 定 電 極 ， 不 関 電 極 ， 増 幅 ア ン プ ， フ イ ル タ ー ， CPU，ADコ ン バ ー タ ， メ モ リ ー 等 が 収 納 さ れ て い る ． デ ー タ は ， 周 波 数 特 性10'‑‑500Hz， 分 解 能 10bit， サ ン プ リ ン グ 周 波 数lkHzの デ ジ タ ル 信 号 で メ モ リ ー に 記 録 さ れ る ， 3） 測 定 方 法
測 定 部 位 を 主 咀 嚼 側 咬 筋 部 と し た ． 朝 ， 装 置 を 貼 り 付 け て 夕 方 ま で 通 常 通 り の 日 常 生 活 を 過 ご し て も ら い ， 夕 方 に 一 旦 装 置 を 外 し て デ ー タ を 回 収 ． そ の 後 再 び 装 置 を 貼 付 し ， 翌 朝
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ま で 通 常 通 り の 日 常 生 活 を 過 ご し て も ら っ た ． 洗 顔 ， 入 浴 時 は 一 時 的 に 装 置 を 外 し た ． 入 眠 と 覚 醒 の 判 定 は ， 腕 時 計 型 の 東 芝 体 動 計NEM―Tl(株 式 会 社 パ ラ マ ・ テ ッ ク ） の 睡 眠 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム に よ り 行 っ た ． 測 定 中 の 行 動 は そ の 内 容 と 時 刻 を ， 体 動 計 の 時 刻 を 見 て ， 行 動 記 録 表 に 記 入 し て も ら っ た ．
4冫 デ ー タ 解 析
波 形 持 続 時 間0.08秒 以 上 ， 波 形 間 隔 を0.08秒 以 上 と し ， 基 線 振 幅3倍 以 上 の 振 幅 と 最 大 随 意 咬 み し め(MVC)の 波 形 振 幅 の20％ 以 上 の 振 幅 の2っ の 振 幅 閾 値 の 条 件 で 波 形 を 抽 出 し ， 各 波 形 の 積 分 値 ， 持 続 時 間 ， 各 波 形 の 最 大 振 幅 を 座 位 で のMVC波 形 振 幅 で 除 し た 値(%MVC値 ） を 求 め た ， 積 分 値 の 標 準 化 の た め に 積 分 値 を 各 被 験 者 のMVC波 形 振 幅 で 除 し た 値 を 求 め た （ 標 準 化 積 分 値 ） ．
終 日 筋 活 動 を 睡 眠 時 ， 食 事 時 間 帯 ， 食 事 時 間 帯 以 外 の 日 中 覚 醒 時 （ 以 下 ， 「 日 中 食 事 以 外 」 と 略 ） に 分 類 し た 後 ， 各 時 間 帯 時 間 ， 波 形 回 数 ， 単 位 時 間 当 た り の 波 形 回 数 ， 波 形 持 続 時 間 ，%MVC値 ， 標 準 化 積 分 値 合 計 ， 単 位 時 間 当 た り の 波 形 標 準 化 積 分 値 ，1波 形 当 た り の 標 準 化 積 分 値 の 平 均 を 算 出 し た ． ま た ， 各 々 の 時 間 帯 に 属 す る 波 形 の 標 準 化 積 分 値 を 合 計 し ， パ ー セ ン ト 表 示 し た ．
2． 実 験2 1） 測 定 方 法
実 験1被 験 者 中 の12名 を 対 象 と しwBMSを 主 咀 嚼 側 咬 筋 部 に 貼 り ， ガ ム 咀 嚼 時 の 咬 筋 筋 活 動 を 測 定 し た ． ガ ム 咀 嚼 と し て ， 咬 み 始 め 自 由 咀 嚼 と 軟 化 後 自 由 咀 嚼 の2条 件 を 設 定 し た ．
2） デ ー タ 解 析
咬 み 始 め 自 由 咀 嚼 で は 咀 嚼 開 始 か ら の30秒 間 ， 軟 化 後 自 由 咀 嚼 で は1分 問 咀 嚼 軟 化 し た ガ ム の 咀 嚼 開 始 よ り5回 目 か ら14回 目 の 10サ イ ク ル を 解 析 対 象 と し ， 波 形 持 続 時 間 ，%MVC値 ，1波 形 当 た り の 標 準 化 積 分 値 の 平 均 を 算 出 し た ， 得 ら れ た デ ー タ は ， 食 事 時 や 日 中 食 事 以 外 の 日 中 筋 活 動 と 比 較 し た ．
【 結 果 】 1． 実 験l
l） 食 事 時 は20%MVC以 上 の 割 合 が 高 く ， 振 幅 は 他 と 比 較 し て 大 き い も の の ， 持 続 時 間 が 短 い た め ， 結 果 的 に1波 形 当 た り の 標 準 化 積 分 値 は 比 較 的 小 さ く ， 特 に20％MVC以 上 で は ， 睡 眠 や 日 中 食 事 以 外 の 時 間 帯 の 半 分 程 度 で あ っ た ． し か し ， 波 形 回 数 が 圧 倒 的 に 多 く ，1 日 の 筋 活 動 合 計 の 半 分 以 上 を 占 め る こ と が 分 か っ た ．
2） 日 中 食 事 以 外 の 総 筋 活 動 量 は 食 事 に 近 い 比 較 的 大 き な 割 合 を 占 め ，1日 に お け る 日 中 食 事 以 外 の 筋 活 動 へ の 配 慮 の 必 要 性 が 示 唆 さ れ た ．
3） 睡 眠 時 の 波 形 は 日 中 食 事 以 外 と 比 較 し て 大 き さ ， 持 続 時 間 は 近 似 し た が ， 睡 眠 時 間 中 に お け る 波 形 の 発 現 頻 度 が 少 な ぃ こ と か ら 総 筋 活 動 量 は 極 端 に 小 さ い こ と が 示 さ れ た ． 4） 各 時 間 帯 の 標 準 化 積 分 値 合 計 が 終 日 の 中 で 占 め る 割 合 は ， 睡 眠 時 は 基 線3倍 以 上 と 20％MVC以 上 と も に 僅 か5.5％ で あ っ た が ， 日 中 食 事 以 外 で は 基 線3倍 以 上 で4111％ ， 20％MVC以 上 で34.1％ で あ り ， 食 事 時 の 基 線3倍 以 上53.3％ ，20％MVC以 上60.3％ よ り
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少な いも のの，近い 値を示し，1 日における日中 食事以外の筋活動への配慮の重要性が示 唆された．
2
．実験2
食事時，日中食事以外，睡眠時の標準化積分値合計をガム咀嚼と比較すると，それぞれ，
30
秒 の 咬 み 始 め ガ ム 自 由 咀 嚼 の
49倍 ，43 倍，
4倍， 軟化 後ガ ム自 由咀 嚼10 サイ クル の
387倍，
342倍，32 倍 に相当していた．また，波形振幅，1 波形当たり標準化積分値では，
食事時とガム咀嚼時の問に高い相関がみられた．
【考察】
本 研究 で正 常者 の日 中食 事以 外の 総筋活動量 （積分値合計）は食事に近い比較的大き な割 合を 占め，1 日における日中食事以外の筋活 動への配慮の必要性が示唆されたことか ら，今後，さらに日中食事以外の筋活動にっいて検討す る価値は高いものと考えられた．
筋 が消 費するエネ ルギーを考える際に積分値で見る方が合理的と考えるが ，過去の1 日 の食事に関するデータの大部分は，咀嚼回数，持続時間 についてであった，今回積分値も 解析したところ，積分値では食事が占める割合が低くなった，食事の筋電図波形は多く，振 幅も大きかったものの，波形持続時間は短く，1 波形当たりの積分値が小さかったことによる ものと思われる．波形の形態的特徴が異なるもの同士を 比較する際には注意が必要で，積 分値を評価に加えることの重要性が示されたものと考え る．
食事時，日中食事以外，睡眠時の各時間帯の波形特性 が明らかとなり，閾値の設定次第 で各時間帯の相対的割合が大きく変わることが分かった ，そのため，終日咀嚼筋活動解析 では，閾値設定が重要であることが示された，今後の展 望として，顎機能異常者の終日咀 嚼筋活動解析への進展が期待されたが，その際，波形閾 値についてさらなる検討が必要と 思 わ れ た ． ま た ． 様 々 な 年 代 を 対 象 と し た 測 定 デ ー タ の 集 積が 重要 と考 えら れた ．
【結論】
若 年健 常者 の食 事時 ，日 中食 事以 外，睡眠時 の各筋活動量の関係，さらに，各時間帯 の筋活動量とガム咀嚼時の筋活動量の関係が明らかにな った，これらの結果は，今後，顎 機 能 異 常 者 の 終 日 咬 筋 活 動 を 解 明 し て い く 際 の 参 照 値 と し て 重 要 と 考 え ら れ た ，
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学位論文審査の要旨 主 査 教 授 舩 橋 誠 副 査 教 授 横 山敦 郎 副査 准教授 山口泰彦
学 位 論 文 題 名
超小型ウェアラブル筋電図測定システムを用いた無拘束 終日咬筋筋活動解析
審査は，審査担当者全員の出席の下に行われた，
1．申請者より提出論文の概要が以下の通り説明された．
食事時を含む日中生活時，夜間睡眠時の全てを網羅した終日咀嚼筋活動の健常者における実 態を明らかにすることを目的に，超小型ウェアラブル筋電図測定システムを導入し，無拘束終日咬 筋筋活動解析を行った，また，ガム咀嚼時の筋活動も測定し，終日咬筋筋活動との関係を求め た．
若年健常者，男性10名女性10名を被験者として，電極・メモリー内蔵データロガータイプのウェ アラブル筋電図測定システム(wBMSと略）を主咀嚼側咬筋部に貼り，終日筋活動を測定した．筋 活動を睡眠時，食事時間帯，食事時間帯以外の日中（「日中食事以外」と略）に分類した後，基線 振 幅3倍 以 上の 波形 ，最大 随意咬み しめ(MVC)波形の 振幅の20％以上の 波形の2条件 で抽出 し，解析した．さらに，被験者中の12名を対象とし，wBMSを主咀嚼側咬筋部に貼り，ガム咀嚼時 の咬筋筋活動を測定し，波形解析を行った．
その結果，1）食事時の波形は209'oMVC以上の割合が高く，振幅は他の時間帯より大きいが持続 時間が短いため，1波形当たりの標準化積分値は小さぃことが示された，一方，睡眠時と日中食事 以外の振幅，持続時間は近似していた，2）各時間帯の標準化積分値合計が終日の中で占める割 合は，睡眠時は基線3倍以上と20％MVC以上ともに僅か5.5％であったが，日中食事以外では基 線3倍以上 で41.1％，20％MVC以上で34.1％であり，食事時の基線3倍以上53.3％，20％MVC以 上60.3％より少なぃものの，近い値を示し，1日における日中食事以外の筋活動への配慮の重要 性が示唆された．3）食事時，日中食事以外，睡眠時の標準化積分値合計をガム咀嚼と比較すると，
それぞれ，30秒の咬み始めガム自由咀嚼の49倍，43倍，4倍，軟化後ガム自由咀嚼10サイクルの 387倍，342倍，32倍に相当していた，また，波形振幅，1波形当たり標準化積分値では，食事時と ガム咀嚼時の問に高い相関がみられた．
以上のように，本研究により若年健常者の食事時，日中食事以外，睡眠時の各筋活動量の関係，
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さ ら に ， 各 時 間 帯 の 筋 活 動 量 と ガ ム 咀 嚼 時 の 筋 活 動 量 の 関 係 が 明 ら か に な り ， 今 後 ， 顎 機 能 異 常 者 の 終 日 咬 筋 活 動 を 解 明 し て い く 際 の 参 照 値 と し て 重 要 と 考 え ら れ た ．
2． 論 文 の 概 要 の 説 明 を 受 け ， 申 請 者 に 対 し 提 出 論 文 の 内 容 と そ れ に 関 連 し た 学 問 分 野 に つ い て 口 頭 試 問 が 行 わ れ た ．
主 な 質 問 内 容 は 以 下 の と お り で あ る ，
1） 日 中 筋 活 動 デ ー タ ， 咀 嚼 時 デ ー タ に 関 す る 先 行 研 究 の 有 無 や 本 研 究 と の 差 異 2） 被 験 者 工 ン ト リ ー 時 の 診 査 項 日 に つ い て
3） 使 用 し た 体 動 計 に よ る 睡 眠 判 定 の 原 理 に つ い て
4） 使 用 し た 超 小 型 ウ ェ ア ラ ブ ル 筋 電 図 測 定 シ ス テ ム の 精 度 特 性 ， 他 の 携 帯 型 筋 電 計 と の 差 異 5） 測 定 側 が 片 側 で あ っ た こ と の 影 響 の 有 無
6） 波 形 解 析 の 閾 値 の 設 定 法 に つ い て 7)1日 の 食 事 時 間 と 実 咀 嚼 運 動 時 間 に つ い て
8） 健 常 者 が 対 象 で も 食 事 以 外 の 日 中 筋 活 動 量 合 計 が 高 か っ た 本 研 究 の 結 果 の 解 釈 に つ い て 9） そ の 他 ， 筋 電 図 ， 咀 嚼 等 ， 顎 機 能 研 究 に 関 す る 一 般 的 事 項
10)今 後 の 研 究 の 展 開 と 将 来 展 望 に つ い て
上 記 の 質 問 に っ い て ， 申 請 者 に よ り 何 れ に 対 し て も ク リ ア ー で 適 切な 回 答 ， 説 明が 行 わ れ た ．ま た ， 将 来 展 望 と し て ， 日 中 の 咬 み し め 習 癖 の あ る 患 者 の 終 日 筋 電 図 デ ー タ の 例 を 提 示 し ， 今 後 顎 機 能 異 常 者 の 日 中 筋 活 動 を 測 定 す る こ と の 重 要 性 ， そ し て そ の 際 ， 今 回 の 健 常 デ ー タ は 参 照 値 と し て 重 要 で あ る と の 考 え が 示 さ れ た ，
本 研 究 で 得 ら れ た 若 年 健 常 者 の 食 事 時 ， 日 中 食 事 以 外 ， 睡 眠 時 の 各 筋 活 動 量 の 詳 細 は こ れ ま で 明 ら か に さ れ て い な か っ た 新 規 性 の あ る 重 要 な 知 見 で あ り ， 特 に 日 中 食 事 以 外 の 筋 活 動 に 関 す る 結 果 は ， 日 中 の 咀 嚼 筋 活 動 検 査 の 重 要 性 を 示 す も の で ， 今 後 の 顎 機 能 に 関 す る 研 究 や 治 療 の 発 展 へ っ な が る 可 能 性 が 高 く 評 価 で き た ． ま た ， 申 請 者 は 関 連 領 域 に 関 す る 専 門 的 知 識 を 有 し ， 研 究 の 企 画 ， デ ー タ の 取 得 ， デ ー タ の 解 析 と そ の 解 釈 の 能カ を 十 分 に 有す る も の と 考 えら れ ， 今 後 さ ら な る 研 究 発 展 へ 向 け て の 活 躍 が 期 待 さ れ た ，
以 上 ， 本 研 究 の 業 績 は 新 規 性 が あ る と と も に 歯 学 領 域 に 寄 与 す る とこ ろ 大 で あ り， ま た ， 申 請者 に は 顎 機 能 研 究 の 遂 行 に 関 し 十 分 能 カ が あ る も の と 理 解 され た こ と か ら， 博 十 （ 歯 学 ）の 学 位 に ふ さ わ し い も の と 審 査 員 一 同 か ら 認 め ら れ た ，
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