筋音図の解析

筋音図は,筋肉が収縮するときの側方へ拡大によって生じる圧力波を皮膚表面で振動センサを用いて計測したものです.振動の計測には,加速度センサ,レーザ変位計,コンデンサマイクロフォンなどが用いられます.

筋音図の発生メカニズムをシステム同定を用いて解析しています.入力を電気刺激,出力を筋音図とするシステムを考えて,その伝達関数を同定します.伝達関数の刺激頻度・刺激強度依存性や疲労による変化を探ります.運動時の筋音図の解析に上記の方法を適用することを目指しています.

u(t): 入力(電気刺激),y(t): 出力(筋音)

a: 筋と皮下組織の力学モデル,b: 簡単化したモデル

論文

  • T. Uchiyama, K. Saito:  ‘Stiffness and viscosity of the vastus lateralis muscle in cycling exercises at low constant power output‘, Advanced Biomedical Engineering, in press
  • T. Uchiyama, T. Tomoshige: ‘System identification of velocity mechanomyogram measured with a capacitor microphone for muscle stiffness estimation’, Journal of Electromyography and Kinesiology, Vol. 33, No. 2, pp. 57–63 (2017)
  • T. Fukawa, T. Uchiyama: ‘System identification of evoked mechanomyogram to clarify lower limb muscle stiffness in treadmill walking’, Advanced Biomedical Engineering, Vol. 5, pp. 1-6 (2016)
  • T. Uchiyama, K. Saito, K. Shinjo: ‘Muscle stiffness estimation using a system identification technique applied to evoked mechanomyogram during cycling exercise’, Journal of Electromyography and Kinesiology, Vol. 25, No. 6, pp. 847–852 (2015)
  • 府川,内山:「トレッドミル歩行中における前脛骨筋の弾性推定」,計測自動制御学会論文集,Vol. 51, No. 8, pp. 542-544 (2015)
  • 品田,内山:「等尺性随意収縮時の筋音図のシステム同定」,生体医工学,Vol. 53, No. 2, pp. 69-75 (2015)
  • 川端,内山:「ダブルパルス刺激による筋音図のシステム同定」,生体医工学,Vol. 53, No. 1, pp. 8-13 (2015)
  • T. Uchiyama, T. Tamura: ‘System identification of mechanomyogram at various levels of motor unit recruitment’, SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration,  Vol. 7, No, 6, pp. 321-326 (2014)
  • T. Uchiyama, H. Sakai: ‘System identification of evoked mechanomyogram from abductor pollicis brevis muscle in isometric contraction’, Medical & Biological Engineering & Computing, Vol. 51, No. 12, pp. 1349-1355 (2013)
  • T. Uchiyama, K. Shinohara: ‘Comparison of displacement and acceleration transducers for the characterization of mechanics of muscle and subcutaneous tissues by system identification of a mechanomyogram’, Medical & Biological Engineering & Computing, Vol. 51, No. 1-2, pp. 165-173 (2013)
  • 宇佐美,宮原,内山:「誘発筋音図のシステム同定と伝達関数の刺激頻度依存性の解析」,バイオメカニズム,Vol. 21,pp. 195-205 (2012)
  • T. Uchiyama, E. Hashimoto: ‘System identification of the mechanomyogram from single motor units during voluntary isometric contraction’, Medical & Biological Engineering & Computing, Vol. 49, No. 9, pp. 1035-1043 (2011)
  • 山口,樋口,内山:「前頸骨筋における誘発筋音図のシステム同定 〜伝達関数の収縮レベル依存性の解析〜」, 生体医工学,46巻6号,pp. 541-548 (2009)

発表

  • 森田,内山,堀:「状態空間モデルマッチングによる筋力学モデルのパラメタ集合同定」,計測自動制御学会第5回制御部門マルチシンポジウム(2018)
  • 内山,加藤:「小指外転筋の筋電と筋音を用いたシステム同定」,第60回自動制御連合講演会(2017)
  • T. Uchiyama, Y. Hori, K. Suzuki: ‘Estimation of tibialis anterior muscle stiffness during the swing phase of walking with various footwear’, 39th Ann. Int. Conf. of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (2017)
  • Y. Matsue, T. Uchiyama: ‘Medial gastrocnemius muscle stiffness dependent on gait speed’, 第56回日本生体医工学会大会 (2017)
  • K. Saito, T. Uchiyama: ‘Estimation of muscle stiffness during one cycle of pedaling exercises using system identification’, 第55回日本生体医工学会大会 (2016)
  • K. Suzuki, T. Uchiyama: ‘Influence of footwear on stiffness of tibialis anterior muscle during walking’, 第55回日本生体医工学会大会 (2016)
  • T. Kato, T. Uchiyama: ‘System identification of mechanomyogram in voluntary contraction of abductor digiti minimi muscle’, 第55回日本生体医工学会大会 (2016)
  • T. Fukawa, T. Uchiyama: ‘System identification of evoked mechanomyogram in treadmill walking’,生体医工学シンポジウム(2015)
  • T. Uchiyama, S. Otsuka: ‘Estimation of drosiflexion torque using a Kalman filter’, World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering (2015)
  • 府川,内山:「トレッドミル歩行中における前脛骨筋の誘発筋音図のシステム同定」,第54回日本生体医工学会大会(2015)
  • 内山,田村:「単一運動単位の筋音計測における同期加算平均回数の検討」,第35回バイオメカニズム学会学術講演会(2014)
  • 品田,内山:「等尺性随意収縮時の誘発筋音図のシステム同定」,生体医工学シンポジウム(2014)
  • 川端,内山:「ダブルパルス刺激による誘発筋音図のシステム同定」,生体医工学シンポジウム(2014)
  • 内山,田村:’Mechanomyogram model of abductor digiti minimi muscle depending on motor unit recruitment’, 計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム(2014)
  • 内山,佐藤:’System identification of mechanomyogram of tibialis anterior muscle in twitch like contraction’, 第53回日本生体医工学会大会(2014)
  • 品田,内山:’System identification of evoked mechanomyogram in isometric contraction’, 第53回日本生体医工学会大会(2014)
  • 板橋,内山:’Elbow joint angle dependency of biceps brachii muscle stiffness with an aid of system identification of mechanomyogram’, 第53回日本生体医工学会大会(2014)
  • 新庄,内山:’Measurement of evoked mechanomyogram in cycling exercise’, 第53回日本生体医工学会大会(2014)
  • 川端,内山:’System identification of mechanomyogram evoked by double pulse stimulation’, 第53回日本生体医工学会大会(2014)
  • 内山,酒井,田村:’Mechanism of Mechanomyogram and Its Model’, 計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム(2013)
  • M. Sato, T. Uchiyama:’System Identification of Mechanomyogram in Voluntary Contraction of Anterior Tibial Muscle’,第52回生体医工学会大会(2013)
  • 田村,内山:「筋音図のシステム同定による小 指外転筋収縮モデルの検討」,第33回バイオメカニズム学会学術講演会(2012)
  • 酒井,内山:「システム同定法を用いた短母指 外転筋誘発収縮モデルの検討」,第33回バイオメカニズム学会学術講演会(2012)
  • T. Uchiyama, Y. Miyazaki: ‘Independent Component Analysis of Mechanomyogram Detected with an Acceleration Sensor in Motion’, World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering (2012)
  • 田村,内山:「筋音図のシステム同定による単一運動単位収縮モデルの検討」,第51回生体医工学会大会(2012)
  • 酒井,内山:「短母指外転筋における誘発筋音図のシステム同定」,第51回生体医工学会大会(2012)
  • 内山,篠原:「加速度センサとレーザ変位計によって計測した筋音図のシステム同定」,第26回生体・生理工学シンポジウム(2011)
  • T. Uchiyama, K. Shinohara: ‘System identification of mechanomyograms detected with an acceleration sensor and a laser displacement meter’, 33rd Ann. Int. Conf. of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (2011)
  • 宇佐美,宮原,内山:「誘発筋音図の伝達関数の同定と筋力学特性の刺激頻度依存性の解析への応用」 ,第22回バイオメカニズムシンポジウム(2011)
  • 篠原,内山:「特異値分解を用いた加速度筋音図と変位筋音図のシステム同定」,第50回日本生体工学会大会(2011)
  • 宮崎,内山:「独立成分分析による動作中の筋音図の解析」,第50回日本生体工学会大会(2011)
  • 内山,橋本:「肘筋における単一運動単位の筋音図計測とシステム同定」 ,第25回生体・生理工学シンポジウム(2010)
  • 宇佐美,宮原,内山:「誘発筋音図の伝達関数による筋力学特性の刺激頻度依存性評価」 ,生体医工学シンポジウム2010 (2010)
  • 篠原,内山:’Analysis of acceleration and displacement mechanomyogram with system identification method’,第49回日本生体工学会大会(2010)
  • 宮崎,内山:’Analysis of mechanomyogram in motion using blind source separation’,第49回日本生体工学会大会(2010)
  • 濱野,内山:「筋音図と筋電図の伝播速度およびコヒーレンスの比較」 ,第48回日本生体医工学会大会(2009)
  • 山口,樋口,内山:「誘発筋音図のシステム同定による前頸骨筋の粘弾性評価」,生体医工学シンポジウム(2009)
  • T. Uchiyama, T. Yamaguchi, T. Higuchi: ‘System identification of mechanomyogram of anterior tibial muscle evoked by electrical stimulation’, World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering (2009)
  • T. Higuchi, T. Yamaguchi, T. Uchiyama: ‘System identification of mechanomyogram evoked by common peroneal nerve stimulation’, 30th Ann. Int. Conf. of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (2008)
  • 樋口,山口,内山:「総腓骨神経刺激における筋音図のシステム同定」,第47回生体医工学会大会(2008)
  • 内山,山口,樋口:「前頸骨筋の筋音図の部分空間法によるシステム同定」,第23回生体・生理工学シンポジウム(2008)
  • 大橋,内山:「等尺性収縮時における筋音図の伝播特性」,計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会(2007)