JPH0532057B2 - - Google Patents

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JPH0532057B2
JPH0532057B2 JP60070368A JP7036885A JPH0532057B2 JP H0532057 B2 JPH0532057 B2 JP H0532057B2 JP 60070368 A JP60070368 A JP 60070368A JP 7036885 A JP7036885 A JP 7036885A JP H0532057 B2 JPH0532057 B2 JP H0532057B2
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JP
Japan
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motor unit
muscle
myoelectric potential
waveform
potential
Prior art date
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JP60070368A
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English (en)
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JPS61228827A (ja
Inventor
Tadashi Masuda
Ahei Sadoyama
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、筋肉の神経筋接合部の位置及び分布
を計測するための神経支配検出装置に関するもの
である。
[従来の技術] 新肉は多数の筋線維によつて構成され、それら
の各筋線維は運動神経からの刺激によつて興奮
し、収縮力を発生する。一つの運動神経細胞から
神経支配を受ける筋線維群は、同期して興奮し、
それらの筋線維群は運動単位と呼ばれている。ま
た、各筋線維と運動神経の結合部は、神経筋接合
部と呼ばれ、それぞれの運動単位で一定の分布を
もち、筋肉上でその神経筋接合部が分布する領域
は神経支配帯と呼ばれている。而して、上記神経
筋接合部は、運動神経の損傷や種々の神経筋疾患
により消失・再構成され、それに伴つて神経筋接
合部の位置及び分布の広がりに変化を生じる。従
つて、神経筋接合部の位置及び分布の広がりの変
化を監視することにより、運動神経の損傷や神経
筋疾患の程度を知るための指標とすることができ
る。
このような神経筋接合部の位置及び分布を計測
する場合、皮膚面に節電位信号を検出する電極を
貼着して活動電位を検出すると、特定の運動単位
における活動電位だけでなく、独立に興奮する多
数の運動単位における活動電位が同時に検出され
る。そのため、特定の運動単位における活動電位
を分離して観察することは困難であり、当然上記
特定の運動単位における神経筋接合部の位置及び
分布を正確に検出することができない。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明の目的は、特定の運動単位の興奮に同期
させて筋電位信号を加算平均することにより得ら
れる波形が運動単位電位波形そのものであること
に着目し、多数の筋電位検出用電極を配列させて
なる電極配列体で検出した筋電位信号から、特定
の運動単位の活動電位波形を分離観察可能とし、
それによつて上記特定の運動単位における神経筋
接合部の位置及び分布を検出できるようにした装
置を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を解決するため、本発明の検知装置
は、筋肉上の皮膚面に貼着して筋電位信号を検出
する複数の筋電位検出用電極を配列させた電極配
列体と、特定の運動単位の興奮を検出する特徴信
号抽出手段と、上記特徴的信号抽出手段によつて
検出した特定の運動単位の興奮に同期させて上記
電極で検出した筋電位信号の加算平均を行う制
御・演算装置と、上記制御・演算装置での加算平
均によつて得られた運動単位活動電位波形に基づ
き、活動電位伝播の開始位置である運動単位内の
神経筋接合部の位置及び分布を表示する表示装置
とを備えることにより構成される。
[作用] 上記構成の装置においては、各電極で検出した
筋電位信号から特定の運動単位の興奮に同期させ
てその筋電位信号の加算平均を行うことにより、
運動単位活動電位波形を求め、活動電位伝播の開
始位置として、運動単位内の神経筋結合部の位置
及び分布が表示装置に表示される。
[実施例] 第1図は本発明の実施例の構成を示し、測定対
象の筋肉から筋電位信号を検出すると共に、その
信号を電気的に処理、記録、表示するものとして
構成されている。これらの動作は、操作者がキー
ボード等からなる操作盤を操作することにより、
適宜進行させることができる。
さらに具体的に説明すると、筋肉上の皮膚面に
貼着される電極配列体11は、第2図から明らか
なように、柔軟性基板12上に多数の筋電位検出
用電極12,13……を一例の電極例として配列
させたもので、この電極配列体11を第3図に示
すように筋肉10上に皮膚面に筋線維方向に向け
て貼着し、その状態で筋肉に力を入れると、その
活動度に応じて電極13,13,……から筋電位
信号が検出される。
なお、上記筋電位検出用電極13,13,……
は、貼着面が正方形のものを示しているが、これ
に限るものではなく、また電極配列も一例にする
ことなく、例えば2次元的な基盤目状に配列させ
ることもできる。
而して、上記電極13,13,……は、増幅器
14,14,……の正及び負の端子に接続し、そ
れにより隣接する一対の電極13,13で検出さ
れた筋電位信号の電位差を出力させ、さらにそれ
らの増幅器14をアナログ/デイジタル変換器に
接続し、デイジタル信号に変換するようにしてい
る。
第4図は、上述したところに従つて得られた筋
電図の一例を示すものである。上記増幅器14で
増幅された筋電位信号には、通常、多数の独立に
興奮する運動単位の活動電位が含まれており、そ
のままでは個々の運動単位の活動電位を分離する
ことができない。
個々の運動単位の活動電位を分離するために
は、筋肉内に針電極を刺入して特定の運動単位の
活動電位を検出するか、表面電極によつて抽出し
た筋電位から大きなピークなど、特徴的な信号を
抽出して、特定の運動単位の興奮を検出し、それ
と同期させて、その前後の筋電位信号を加算平均
することにより、単一運動単位の活動電位を分離
することができる。第5図は、上記第4図の記録
と同時に、筋肉内に刺入した針電極を用いて計測
した単一運動単位の活動電位波形を示すものであ
る(#1〜#5が5つの運動単位を示す)。さら
に、単一運動単位の1回の興奮を一本の縦棒とし
て表示した発射時刻を第6図に示し(図中には6
つの運動単位の発射を示し、台形の線は筋の収縮
力を示している。)、この単一運動単位の発射時刻
を基に加算平均された表面筋電位波形を第7図に
示す。
この場合の加算平均の具体的な手順を説明する
と、次の通りである。
はじめに、連続的な信号として第4図に示すよ
うな表面筋電図の記録がある。そして、これと同
時に記録した単一運動単位の発射時刻の記録(第
6図)がある。この時刻は、表面筋電位信号の記
録上のある時刻と対応している。加算平均するに
あたつては、この発射時刻を基準としてその前
後、例えば0.1秒間の表面筋電図の信号の断片を
抽出する。その結果、このような断片的な波形が
単一運動単位の発射回数だけ得られる。これらは
同じデータの長さをもつており、同じ個数の数値
化されたデータから構成される。そして、これら
のデータを基準とした時刻に対して整列させ、基
準とした時刻から、一定時間前、あるいは一定時
間後のデータの平均をとる。これが加算平均の手
順である。
これを、数式を用いて説明すると、表面筋電図
データをE(t)、単一運動単位の発射がN回あつた
として、その発射時刻t1,t2,……,tNとしたと
き、加算平均された結果A(s)は、 A(s)=1/N Nn=1 E(to+S) となる。ここでsは基準とした時刻の前後の時間
を示す変数で、−T<s<T(Tは例えば0.1秒)
である。
上記加算平均した結果の波形を観察すると、以
下のことがわかる。
即ち、チヤンネル5からチヤンネル1及びチヤ
ンネル9からチヤンネル16に向つて、それぞれ
ほぼ同一波形で筋線維上を伝播する活動電位が見
られ、また中間部分では筋線維上を両方向に伝播
する筋電位が見られる。而して、筋活動電位は神
経筋接合部から開始し、筋線維上を両方向に伝播
するので、上記第4図の例においては、矢印によ
つて示したチヤンネル5とチヤンネル6の間、及
びチヤンネル8とチヤンネル9の間近辺に、それ
ぞれ上記特定の運動単位の神経筋接合部があるこ
とがわかる。
具体的には、このような計算処理は汎用電子計
算機のプログラムとして実現することもできる
し、専用の電子回路を用いて実現することもでき
る。
第1図における制御・演算装置は、アナログ/
デイジタル変換器の出力に基づき上述した加算平
均を行うものである。
即ち、上記制御・演算装置においては、増幅器
14からの各電位信号に、多数の独立に興奮する
運動単位の筋電位信号が含まれていることから、
特定の運動単位の筋電位信号を分離検出するた
め、特定の運動単位の興奮に同期させてその加算
平均を行うように構成している。
上記特定の運動単位の興奮は、特徴的信号抽出
手段により検出されるもので、この特徴的信号抽
出手段としては、例えば、筋肉内に針電極を刺入
して、特定運動単位の活動電位を抽出するとか、
表面電極によつて検出した筋電位から、大きなピ
ークなど、特徴的な信号を抽出するようにした手
段が用いられる。そして、制御・演算装置におい
て、特定の運動単位の興奮に同期させて上記電極
で検出した筋電位信号の加算平均を行うため、こ
の特徴的信号抽出手段からの出力が、制御・演算
装置に加算のためのトリガーとして与えられる。
また、上記制御・演算装置は、キーボード等の
操作盤を通じて必要な指示を与えることにより、
測定結果のデータを記憶装置へ記憶させ、あるい
はそれをCRTまたはプリンタ等の表示装置へ表
示させるための制御を行うものである。
上記表示装置は、制御・演算装置の演算結果に
基づき、活動電位伝播の開始位置である運動単位
内の神経筋接合部の位置及び分布を、例えば第4
図Bに示すような波形によつて表示し、あるいは
それらを数値データとして表示するものである。
さらに具体的に説明すると、活動電位の伝播開
始位置である神経筋接合部と分布を表示するに
は、一つには、第7図に示すような信号の波形を
並べて表示し、あるいはそれらの波形を基に神経
筋接合の位置を判定して、その結果を文字または
図形化して表示することができる。さらに、他の
態様で表示するには、第8図に例示するように、
筋肉の概略形状とそれに重ね合わせるようにして
神経筋接合位置(斜線部分)を表示すればよい。
而して、その波形を観察分析することにより、
神経筋接合部の位置及び分布を知得できるが、上
記の分析は、表示装置に表示された波形を操作者
が視覚的に観察することにより行い得るだけでな
く、制御・演算装置において演算した結果として
表示するように構成することもできる。
[発明の効果] このような本発明によれば、簡単な装置によつ
て運動単位内の神経筋接合部の位置及び分布を正
確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の筋肉における神経支配帯の検
出装置の全体構成図、第2図はその電極列及び増
幅器の接続状態を示す構成図、第3図は測定対象
である筋肉への電極配列体の貼着状態を示す説明
図、第4図は運動単位の活動電位の総和である表
面筋電位波形を示す波形図、第5図は筋肉内に刺
入した針電極によつて検出した単一運動単位の電
位波形を示す波形図、第6図は運動単位の発射を
1本の縦棒として表示した波形図、第7図は加算
平均の結果得られた単一運動単位の活動電位の伝
播状態を示す波形図、第8図は神経筋接合位置の
表示例を示す説明図である。 11……電極配列体、13……電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 筋肉上の皮膚面に貼着して筋電位信号を検出
    する複数の筋電位検出用電極を配列させた電極配
    列体と、特定の運動単位の興奮を検出する特徴的
    信号抽出手段と、上記特徴的信号抽出手段によつ
    て検出した特定の運動単位の興奮に同期させて上
    記電極で検出した筋電位信号の加算平均を行う制
    御・演算装置と、上記制御・演算装置での加算平
    均によつて得られた運動単位活動電位波形に基づ
    き、活動電位伝播の開始位置である運動単位内の
    神経筋接合部の位置及び分布を表示する表示装置
    と、を備えたことを特徴とする筋肉における神経
    支配帯の検出装置。
JP60070368A 1985-04-03 1985-04-03 筋肉における神経支配帯の検出装置 Granted JPS61228827A (ja)

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JP60070368A JPS61228827A (ja) 1985-04-03 1985-04-03 筋肉における神経支配帯の検出装置

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JPS61228827A JPS61228827A (ja) 1986-10-13
JPH0532057B2 true JPH0532057B2 (ja) 1993-05-14

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009538669A (ja) * 2006-06-02 2009-11-12 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ バイオフィードバックシステム及びディスプレイデバイス
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