著者

近藤 正行 染岡 慎一 大渡 伸 山口 和正 藤本 博一 小坂 光男

出版者

長崎大学熱帯医学研究所

雑誌

熱帯医学 (ISSN:03855643)

巻号頁・発行日

vol.23, no.2, pp.p111-118, 1981-06

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常温環境下にて6名の健常被験者の上腕二頭筋(M. Biceps brachii)に随意・等尺性筋収縮を誘起し,その経過中に出現する筋疲労のEMG波形をデータ処理システム(ATAC450及びPC-8001)を用いて解析し以下の結果を得た.(1)等尺性筋収縮による筋疲労時のEMG波形には寒冷ふるえ時のEMGと同様に群化放電(grouping discharge: G.D.)が観察された.(2)G.D.の形成機序を解明するために,G.D.の構成成分である連続する2個の筋放電パルスのインターバルについて相関行列を求め,更にP-mode Cluster分析を行った.その結果得られたdendrogramは,2個のパルスのインターバルが1~19 msecと20~50msecの2群に分かれ,かつ,両群のヒストグラムは筋疲労の進行過程において相反的な動態を呈した.(3)(2)で示したCluster分析のdendrogramで,インターバルが2群に区分できなかった例に関して,相関行列を求めた後にDirect Varimax法による因子分析を行い因子行列を作成した.因子分析の結果から,G.D.形成のインターバルは19msec~21msecが適当値と判明し,この事は従来の研究結果が妥当である事を立証した事になる.(4)即ち,従来の研究ではG.D.の条件設定に主観的要素が混入する可能性を残していたが,本研究(上述(2)(3))の結果は,多変量解析の駆使によってG.D.の条件設定がより客観的となった点が進歩である.(5)体熱産生の寒冷ふるえと随意・等尺性筋収縮の誘発法や,そのEMG波形分析,特に,Cluster分析や因子分析の統計学上の意義について二・三の検討が加えられた.In a neutral temperature environment, six healthy human volunteers aged 22-33 years were examined by computer analysis of EMG patterns of dominant biceps brachii muscle throughout its isometric contraction against a constant load. The isometric contraction was performed from a seated position with the elbow resting on a flat surface and 45°angle to the table (90°flexion). Fatigue EMG of unilateral biceps brachii was recorded during 40% maximum contraction value (MCV) isometric contraction, using both surface and fine needle electrodes. Properties of grouping discharge in EMG patterns of cold shivering and muscular fatigue were investigated. The interval of consecutive two pulses, mean frequency and mean duration of grouping discharge were analyzed by Cluster analysis as well as by Factor analysis using an analogue computer ATAC 450 and a personal computer PC-8001. Two different modes of interval of grouping discharge were found from a dendrogram of P-mode Cluster analysis. One had an interval time of 1-19 msec and the other had 20-50 msec of consecutive two pulses of grouping discharge. The data of Factor analysis using a Direct Varimax method also revealed a significant difference between the two modes interval, namely in the one, less than 19 msec and in the other, more than 21 msec, respectively. These results indicate that the range of interval of consecutive two pulses of grouping discharge in EMG of cold shivering and isometric muscular contraction is conclusively 20 msec and that the range is identical with the result of previous studies. The difference between Cluster analysis and Factor analysis was further discussed to evaluate the purposes and nature of the statistical analysis.

著者

大渡 伸 染岡 慎一 近藤 正行 藤本 博一 土屋 勝彦 小坂 光男

出版者

長崎大学熱帯医学研究所

雑誌

熱帯医学 (ISSN:03855643)

巻号頁・発行日

vol.23, no.3, pp.p169-176, 1981-09

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正常ウサギの寒冷ふるえ(cold shivering)筋電図にみられる群化放電(GD)の解析に用いたGDの条件設定値の妥当性を検索するためにヒトの随意・等尺性筋収縮時の筋電図波形にみるGDをデータ処理システム(ATAC450及びPC-8001)にて解析,かつGDの詳細な分析を目的として下記の研究を実施した.(1)室温25℃・湿度65%の常温環境下にて先の論文に記載したと同一の被験者(6名・年令22~33才・体重54~72kg)の上腕二頭筋(M. Biceps branchi)に誘発させた等尺性筋収縮筋電図波形の中にあるGDの構成成分である筋放電を本研究の解析資料とした.(2)上記(1)の方法にて得られた筋電図波形に関して,Cluster分析および因子分析を用い,GDの条件設定値を検索し,連続する2個の筋放電パルス間隔およそ20msec以下を条件設定値と決定した.(3)等尺性収縮負荷による筋疲労の進行過程で記録された筋電図波形を経時的に分画し,GDの周波数,GDを構成する筋放電パルスの数,GDの持続時間及び一定時間内に出現するGDの発生率の4項目について解析し下記の結果を得た.(4)GDの平均周波数は等尺性収縮による筋疲労の初期(25, 40%MVC負荷開始2分目まで)には12~13c/sと比較的高い値を示すが疲労の中期(2分目以後)には10.0c/sとほぼ一定値に収束する.この結果からGDは疲労中期に形成されかつヒトの寒冷ふるえや筋疲労時にみるGDの周波数は10.0c/sである事が判明した.(5)筋疲労中期から極期(2分目~5分目)においてGD構成に参加する筋放電パルスの平均値は負荷開始より次第に増加し,36~38パルスでほぼ一定値を示し,GDの持続時間及び発生率もパルス数の変化とほぼ平行推移した.(6)これらの結果はGDの形成機序およびGDの体温調節上の意義を検索するため重要な資料であり,この点について幾らかの検討が加えられた.In an environmental control chamber (temperature: 25℃ and humidity: 65%), six healthy human volunteers aged 22-33 years were examined by computer analysis of EMG patterns of dominant biceps brachii muscle during fatiguing voluntray isometric contraction against a constant load. Fatiguing EMG activites of unilateral biceps brachii were recorded during 25 and 40% maximum contraction value (25 and 40% MCV) using fine needle electrodes. Grouping discharge in EMG patterns evoked by cold shivering was identically observed in electrical activity during fatiguing voluntary isometric contraction of human muscles. Following properties such as the interval of consecutive two pulses, mean frequency, mean duration, mean occurrence rate, and pulse numbers of grouping discharge in fatiguing EMG patterns were analyzed by Cluster analysis and Factor analysis using an analogue computer ATAC 450 and personal computer PC-8001. The range of interval of consecutive two pulses of grouping discharge in EMG of cold shivering as well as of isometric muscular contrac ion was conclusively less than about 20 msec. Mean frequency, duration, and occurrence rate of grouping discharge in EMG patterns during middle stage of muscular fatigue were about 10.0c/s, 140.0msec, and 85.5%, respectively. Pulse numbers participated in a certain group of consecutive grouping discharge increased in progress of mscular fatigue and eventually approximated to 36.0 in middle stage of muscular fatigue. These results indicate that various properties observed in grouping discharge of EMG activities evoked by cold shivering and isometric muscular contraction are identical and that rhythm of grouping discharge in their EMG patterns originate in the areas of the motoneuron pools of the spinal cord. Further thermoregulatory significance of grouping discharge during cold shivering and muscular fatigue was discussed in this paper.