運動機能−表面筋電図

方　法

概要

1. 検者・被験者がペアとなり、2人で1データを得る
2. 検者は、被験者の「上腕二頭筋」に1組（2個）の電極を貼付し、あわせて肘部に接地電極（1個）を貼付する
3. 検者はPowerLabの記録を開始し、被験者の腕を屈伸させて記録の点検をおこなう（必要に応じて、電極貼付位置を改善する）
4. （実験開始）被験者は机に肘を置き、前腕を前方に突き出す
5. 検者は、被験者の手にダンベルを載せる。EMGの記録と観察をおこないつつ、ダンベルの重量を増していく
6. すべてのダンベルについて記録を終えたら、PowerLabから必要なデータを入手する（下記、「データ処理」を参照）

筋への負荷の強さと筋活動量関係

被験者

検者・被験者がペアとなり、一方の記録をおこなった後、検者と被験者が役割を交替して記録を得る。

記録部位

「上腕二頭筋」について表面EMGを記録する。

機器のセット・アップ

1. 実習用パーソナルコンピュータ（PC）のデスクトップ上にある「実習�U_EMG」ショートカットアイコンをダブルクリックしてPowerLab専用ソフト「LabChart」を起動する。
2. このようにして起動した「LabChart」では、設定が本実習項目用に最適化されている。メイン・ウィンドウは2分割され、上段に「上腕二頭筋筋電図（原波形）」、下段に「積分上腕二頭筋筋電図」が表示される。

表面電極の貼付

1. 検者は、被験者の「上腕二頭筋」の走行を観察および触診にて確認し、「上腕二頭筋の長軸方向に 3 cm の間隔」で電極（＋−の2極で1組）の貼付位置を決める。
2. 検者は、電極貼付部位の皮膚表面をアルコール綿でよく拭う。
3. 検者は、被験者に電極を貼付する。
   • 『粘着電極』電極から剥離紙を除去し、電極を（電極中心間の距離）で貼付する。
   • 『皿電極』綿棒を用いてEMGペーストを電極に盛り、貼付位置に配置し、粘着テープでしっかり固定する（1個の電極につき1枚の粘着テープを用いる）。
4. 同様に、肘部に接地電極（1個）を貼付する。

記録の確認

検者がLabChart画面の右下にある「START」ボタンを押せば、記録が開始される（同ボタンの表示は「STOP」に変わる）。記録を止める際は、その「STOP」ボタンを押す。

被験者が腕を力強く屈伸した際、図1に示したような「良好な記録」が得られるまで（すなわち、以下に示した「1., 2.」が満たされるまで）、電極の貼付状態を工夫する※。

1. EMGそのものが記録されているか？（不良な記録例、図2）
2. EMGのS/N比（基線の太さに対する記録の大きさの比）は適切か？（不良な記録例、図3）
   S/N比は、いずれのEMGについても「最低でも5.0以上（すなわち、記録信号の電位が基線の太さの5倍以上）」を確保したい。

※ 不良な記録と判断されたならば、電極の貼付状態を改善する。点検の観点をいくつか記す：

• 筋の走行に沿っているか？筋の走行は、被験者の対象筋に力を入れさせ、視察および触診して確認する。
• 電極の貼付は十分か？粘着包帯を広く用いて、体動に伴ってずれたり剥がれたりしないよう固定する。
• 電極間距離は適切か？（上述参照）
• なお、電極の貼付位置を1 cm程度並行移動させれば記録状態が改善されることがある（筋腹の神経支配帯との位置関係を変える）。

それでも改善が見られない場合には、教員に相談する。
　

良好な記録が得られたら、粘着電極の上から粘着テープを貼付して電極位置がずれないよう固定する。

なお、ここまで（「記録の確認」）は「腕の屈伸運動（すなわち等張力性運動）」に伴うEMGを記録したが、以下の「実験開始」以降では「腕を動かさず、負荷（ダンベルの重量）を変化させる（すなわち等尺性運動）」の記録となる点に注意する。

実験開始

1. 被験者は、肘を机の上に固定し、手掌を上に向け、前腕を前方に水平に突き出す（前腕は机面に触れさせず、机面との角度が10°ほどになるよう浮かせる）。この姿勢により、ダンベルの保持が「等尺性運動」となる。
2. 検者はChart画面の右下にある「START」ボタンを押して記録を開始する。
3. 記録開始から数秒後、検者は被験者の手掌に最も軽量のダンベルを載せる（被験者はダンベルを落とさない程度に指を曲げる）。
4. 検者は5秒を計時し、被験者の手からダンベルを取る。なお、この5秒の間、被験者は腕をはじめとして体を動かしてはいけない（等尺性運動）。
5. 検者は、ダンベルを取って数秒の間隔をあけた後、Chartの記録を停止する（重要：すなわち、記録の1区画には「刺激前」〜「刺激中」〜「刺激後」の記録が含まれる…なぜ「刺激中のみの記録」としないのか、理由を考えなさい）。
6. ノート（課題の「実験ノート」ではなく、記録用紙を準備しておく）に「記録条件」と「時刻」を記入する。これは、後で記録を確認する際、データの特定に用いるためである。
7. 検者は、ダンベルをより重いものと交換して、再度筋電位を記録する。あるダンベルと次のダンベル間（すなわち、試行間）は、少なくとも10秒間は開ける。
8. 一人の被験者が一連の実験を終えたら、LabChartデータを「上書き保存」する。

データ処理

本実習で得られたEMGから、簡単なものだけでも数種類のデータが得られる（「課題」の「考察」を参照）が、今回は「積分筋電位の5秒間累積値」を図示する。

（解析対象）

・刺激中（5秒間）における原波形の最大振幅

・刺激中（5秒間）における原波形の平均振幅

・積分筋電位（時定数：0.3 s）の5秒間累積値

1. 「刺激中（被験者がダンベルを保持）」の記録を表示させる。
2. LabChart画面の下端にある「時間軸」にマウスカーソルを合わせる（画面右上の小ウィンドウに時刻が表示される）。
3. 刺激開始時〜終了時の5秒分をドラッグ＆ドロップして選択する。
4. LabChartメニューの [Commands]-[Add to Data Pad]を選択する。
5. LabChartメニューの [Window]-[Data Pad] でデータパッドを開き、E列（積分筋電位累積値（単位：mV.s；ミリボルト ドット 秒））、G列（原波形の最大振幅）、およびH列（原波形の平均振幅）の最下行に示された数値をそれぞれ読み取る。
6. LabChartメニューの [Window]-[Chart View] でもとの記録画面に戻る。