表面電極から差動アンプを通して検出した生の筋電波形をFFT演算してみたところ
全周波数成分は数Hz~数kHzでした。しかし、純粋な筋電成分は何Hz付近なのでしょうか?
負荷と筋電レベルの関係を調べたく、どの周波数成分の電圧レベルを見たら良いか分からないのです。
ちなみに電極固定箇所は前腕部の撓側手根屈筋付近です。
よろしくお願い致します。

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A 回答 (2件)

どうも、myeyesonly です。


測定目的によって、必要な帯域というのは変わると思います。

波形解析や、立ち上がり時間の測定なら、ある程度低い領域まで必要で、100Hzできってしまってはちょっと厳しいと思います。

また、一般の筋電図のように、パルスの発生個数、頻度、その包絡線を見る時なんかは、おっしゃるような帯域が当てはまるかと思います。特に包絡線を見るようなときは、低域を入れてしまうと早い周期の基線動揺を起こすので見ずらくなると思います。

ですから、お望みの目的では、100Hz以上は妥当であろうかと思います。
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筋電図の基本波形はご存知ですよね?



  *
  ****
  *   *
**    ***  →ちょっと雑だけどまあこんな感じのやつ。

これを周波数スペクトル解析するとやはり数Hz~数KHzになることでしょう。
この場合、低周波成分は、中央~後半のなだらかな成分であり、高周波部分は、 前半の急峻なパルス波形です。ですから、基本波形にある程度広い大域があるので、純粋な筋電成分という考え方がちょっと?と思いますが・・・。

もし、筋肉の緊張し始めを示す急峻な立ち上がり部分(いわゆる筋電図)の測定では、10Hz程度以上ではないでしょうか。

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。確かに、基本波形から考えるといくつもの周波数成分が混ざっている事が考えられますが、針電極で計測した場合、筋電図はほぼ完全なパルス波形になると聞いたことがあります。このパルス波形の周波数が僕が知りたい周波数ではないか?と思うのですがどうでしょうか?おそらく100~1kHz(個人差あり)ではないかと思っていたのですが・・・

補足日時:2000/12/21 17:33
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Q筋電図の周波数解析について

筋疲労をみるために等尺性収縮運動をしているのですが、周波数中央値(Median Power Frequency)と平均周波数(Mean Power Frequency)のどちらを用いたらより筋疲労が分かるのでしょうか?よろしくお願いします。

Aベストアンサー

昔、筋電図系を大学で専門でやってましたが…。
私の研究室では「平均周波数」が一般的でした。
(なぜでしょう?…ってこれを質問されているんですよね(^_^;))
今、ちょっと見たところ、ここのページ↓

http://www.vbl.saga-u.ac.jp/research/forum2002.pdf

に、平均周波数と周波数中央値の両方の変化の様子がグラフに出ていますが、
どちらもそれなりに似た徐派化の様子が見えていますよね。
ということは、どちらでとっても疲労している様子は見られるのでしょうが、

どちらの方がより正しいか、ということは
「そもそも疲労とはなんなのか」という問題に関わってきますよね。

疲労は、やはり生理指標だけで確定できるものではないと、私は思っています。
やはり、被験者の主観的な感覚の疲労とすりあわせて、よりどちらが「人間の生理的・感覚的な本当の疲労に近い」のかを判断しなければならないと思います。

しかし、主観的な疲労、というのは
いくら数値化して計算しても、どうしても尺度があいまいになってしまいがちですよね。
正直、現状ではこの程度の差を「どちらが正しい」とは言えないのではないかと思います。

たくさんの被験者に実験してもらって、「どちらが正しいか」質問者さん自身に研究してもらえたらより良いかと思います…。

いずれにせよ、波形をどう解析するかというだけの問題ですから、研究の際は、両方の方法で解析されてみてはいかがでしょうか。

答えになってなくてすみません。

もしかしたら、「筋電図の場合」というより、
周波数中央値(Median Power Frequency)
平均周波数(Mean Power Frequency)
の数学的な意味の違いを調べた方がいいのかもしれません!?(この手のことはうとくて…すみません。)

参考URL:http://www.vbl.saga-u.ac.jp/research/forum2002.pdf

昔、筋電図系を大学で専門でやってましたが…。
私の研究室では「平均周波数」が一般的でした。
(なぜでしょう?…ってこれを質問されているんですよね(^_^;))
今、ちょっと見たところ、ここのページ↓

http://www.vbl.saga-u.ac.jp/research/forum2002.pdf

に、平均周波数と周波数中央値の両方の変化の様子がグラフに出ていますが、
どちらもそれなりに似た徐派化の様子が見えていますよね。
ということは、どちらでとっても疲労している様子は見られるのでしょうが、

どちらの方がより正しいか、と...続きを読む

Q心電図について教えて下さい。よろしくお願いします。

いきなり、質問ですが心電計についてですが、2つあります。

1つは、
心電計の時定数と心電図の波形とはどのような係わりをもっているのですか。

2つめは、
ハムフィルタの原理と役割について
是非教えて下さい。
よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

時定数が大きいと、低い周波数領域まで捉えることができます。逆にいうと、時定数が小さいと、低い周波数、ゆっくりとした波形は捕らえられないということです。
実際の心電図の波形では、T波やU波が一番ゆっくりとした波形といえます。大体1Hz位まででしょうかね。

さらにゆっくりとした波形でよく見られるものには、呼吸性の基線変動があります。これはどんなでも大体0.5Hz以下でしょう。こちらの方は臨床的な意義はまずないですよね。

ですから、時定数を小さくしていくと、まず最初に影響を受けるのはT波やU波です。これらは平坦化して検出しずらくなります。

ハムフィルタの原理は、必要以上に高い周波数をカットしてしまうものです。心電図で、一番高い周波数成分を含むのは、QRSの部分でしょう。その継続時間から見て、20~30Hz程度と考えられます。対して電源ハムは50Hzですから、40~45Hzあたりから遮断する特性をもったフィルタを入れれば心電図に影響を与えずに電源ハムを除去できることになります。
実際には、心電図も全く高周波成分がないわけではないので、多少の影響を受けます。具体的には、立ち上がりや立下りの急峻さが少し落ちます。細かいノッチなどは隠れてしまうこともあります。

時定数が大きいと、低い周波数領域まで捉えることができます。逆にいうと、時定数が小さいと、低い周波数、ゆっくりとした波形は捕らえられないということです。
実際の心電図の波形では、T波やU波が一番ゆっくりとした波形といえます。大体1Hz位まででしょうかね。

さらにゆっくりとした波形でよく見られるものには、呼吸性の基線変動があります。これはどんなでも大体0.5Hz以下でしょう。こちらの方は臨床的な意義はまずないですよね。

ですから、時定数を小さくしていくと、まず最初に影響を...続きを読む

Q筋電図の実効値

こんにちは、教えてください。

私は、今、体育大学の3年で筋電図を使った実験をしています。実効値(RMS)を求めたいのですが、エクセルで求めるにはどうすればいいでしょうか??

別の所(http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1428875139)では、標準偏差と言っていますが、ここで使われている加速度のものと一緒でいいのでしょうか??

また、実効値=標準偏差だとすれば、なぜそうなのかがよく分からないのですが(体育の学生なので…)、簡単な説明、もしくはそれが乗っているサイトも教えていただければ、幸いです。

Aベストアンサー

電圧の実効値とは、
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平均との差の二乗平均…どこかで聞いたことが
ありますね。そう、標準偏差値の定義と
たまたま一緒なのです。
各々、その分野での理由があって、
こういう定義になったのですがね。

と、いう訳で、統計ソフトの
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Qハムフィルタについて

ハムフィルタの役割や、周波数特性は分かるのでるのですが、原理がなんて説明したらいいのかわかりません。
なぜ、50~60Hzの周波数成分のみをカットするのですか?
ハムフィルタの原理を教えて下さい。
お願いします。

Aベストアンサー

おや、ご指名なのかな・・・?ふたたび myeyesonly です。またまた、でしゃばりました。m(__)m

さて、marimo_cx さんが、大体答えてらっしゃるので、フィルタの原理をわかる範囲で・・・

心電計の時定数は、基本的にコンデンサーと抵抗でできています。この回路は、電子回路としては、ハイバスフィルター(HPF)、もしくはローカットフィルタ(LCF)と呼ばれる回路の基本形なのです。ですから、心電計の入力回路には、「あまり低い周波数をカットするフィルタが入ってる」ということになります。

さて、この回路のコンデンサーをコイルに入れ替えたものも時定数といわれるのですが、高い周波数をカットする性質になります。実際にはコイルを使うとノイズを拾ったり、ある程度の大きさが必要になるので、小型化できないなどの不便を生じるので、ICを使った電子回路でやってます。

これらの回路の基本的な働きは、
コンデンサーと抵抗を直列につなぐと、コンデンサーは周波数の低い交流程、通しにくいので直列回路の両端にかかる電圧を分割する割合は、コンデンサーの方が大きく抵抗の方は小さな電圧になります。逆に高い周波数では、コンデンサーは通し安くなるので、抵抗にかかる電圧が大きくなります。

ですから、抵抗の両端から、電圧を取り出すと、周波数が高いほど、高い電圧が得られます。

この反対に、コイルを使った場合は、コイルは、高い周波数ほど通しにくくなるので、全く逆に、周波数が高いほど、抵抗にかかる電圧は低くなります。

この仕掛けを組み合わせると、一定の周波数幅を通さないとか、一定の周波数幅しか通さないという回路を作ることができ、それぞれ、ノッチフィルタ、バンドパスフィルタと呼ばれます。

なお、通常使用されているスタイラス(熱ペン)による心電計では、スタイラス自体が、そんな超高速では動かないので、記録計の部分自体がある程度時定数を持っています。

ハムフィルタは、その用途によって形状が大きく異なります。心電計では、スタイラスで書けないような高周波領域は必要ないので、前に書いたように、45Hz位から上をカットする回路をさっき述べたように計算して入れます。

逆に、高い周波数が必要な、場合、例えば、ラジオや電話などの簡易的なオーディオ等では、一定の周波数より高い周波数しか通さない回路を使います。

また、本式の?オーディオ等、全部いるけど、ハムだけ取りたいときは、これらの回路をいくつもかさねて、特定の幅だけ除去するノッチフィルタを使います。

こんなところでいかがでしょう?

それから marimo_cx さんご指摘のシールドですが、病院では、通常、心電図はシールドされた部屋でとります。また、心電計の電極端子から心電計本体まで、シールドされており、電力は、ACからとりますが、アースを共通にすることで、同相ノイズとなり、差動入力により除去されます。実際、シールドルームでは、ハムフィルタが必要になるのは、皮膚がかさかさになってる人(水分が少ないので、信号源インピーダンスが高くなる)などごくわずかです。

しかし病室ではそうはいかず、ACはやらずにバッテリーで駆動しますが、アースをとっても同相ノイズにならない場合が多く、ハムフィルタのお世話になることがよくあります。

あと邪道なのですが筋電図混入をどうしても防げない場合もハムフィルタであるていど軽減できます。

おや、ご指名なのかな・・・?ふたたび myeyesonly です。またまた、でしゃばりました。m(__)m

さて、marimo_cx さんが、大体答えてらっしゃるので、フィルタの原理をわかる範囲で・・・

心電計の時定数は、基本的にコンデンサーと抵抗でできています。この回路は、電子回路としては、ハイバスフィルター(HPF)、もしくはローカットフィルタ(LCF)と呼ばれる回路の基本形なのです。ですから、心電計の入力回路には、「あまり低い周波数をカットするフィルタが入ってる」ということになります。

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Qパワースペクトルとは?

パワースペクトルについて説明してくださいと先生に言われました。
全くわからない人に説明するので端的にわかりやすく説明したいのですが誰かできる人はいませんか?ちなみにぼくも詳しいことは全然わかりません。
本などを見ても式があったりしてそれをまた理解することが出来ません。
なんかイメージがわくような方法はないですかね?

Aベストアンサー

スペクトルとは、独立な成分それぞれについての強さをグラフにしたものです。
光の場合、光の種類を色で分類する事ができます。光といっても、その中に青はどれくらい、オレンジはどれくらいとそれぞれの色に応じて強さがあります。
光をそれぞれに分ける方法は、たとえばプリズムがあって、光をプリズムに通すといろいろな色にわかれてみえます。

ニュートンはプリズムを使った実験で有名です。一つ目のプリズムで光を分光し、赤と青の光を残して他の光を遮り、赤と青を二つ目のプリズムやレンズで一つにまとめました。その後でもう一度プリズムを通すと、いったんまとめたのにやはり赤と青しかでてこないのです。これから光の色の独立性(赤や青は、混ざらないものとして独立に扱って良い、ということ)がわかります。

このように色にはそれぞれを別々に扱ってもよいので、色ごとに物事を考えると分かりやすくなります。この色ごとについての強度を「光のスペクトル」、といいます。
強度はふつう「時間当たりに光りが運ぶエネルギー」(パワー)で表すので、この時は「パワースペクトル」です。

こんなふうに物事を自然な「成分(光の時は色)」にわけて考えた物がスペクトルです。詳しくは座標とフーリエ成分の関係について(フーリエ変換について)勉強するといいと思います(電磁場の実空間の振動とフーリエ空間上での振動の対応として)。

スペクトルとは、独立な成分それぞれについての強さをグラフにしたものです。
光の場合、光の種類を色で分類する事ができます。光といっても、その中に青はどれくらい、オレンジはどれくらいとそれぞれの色に応じて強さがあります。
光をそれぞれに分ける方法は、たとえばプリズムがあって、光をプリズムに通すといろいろな色にわかれてみえます。

ニュートンはプリズムを使った実験で有名です。一つ目のプリズムで光を分光し、赤と青の光を残して他の光を遮り、赤と青を二つ目のプリズムやレンズで一つにま...続きを読む

Q心電図の機器の設定

私の勤務する施設の心電図の機器の設定が、
 ハムフィルタ 60Hz
 筋電フィルタ 35HZ
 ドリフトフィルタ 0.5Hz
 ハイカット なし
という設定です。それぞれのフィルタの意味と、数値せっていの意味を教えてください。ちなみに先日、心電図の交流障害がどうしてもとれず、検査に出したらハムフィルタの設定が50Hzになっていたようでした。

Aベストアンサー

ハムフィルタ:交流障害の除去を目的としてその地域の交流周波数成分を除く
西日本60Hz、東日本50Hz

筋電フィルタ:筋電図成分はトゲトゲしたもので心電図成分より周波数が高いのでこの成分を除く高域遮断フィルタ 
1/eになる周波数で表示
35Hzより25Hzがより多くの成分を除去する

ハムフィルタ、筋電フィルタどちらも、心電図の波形にもその成分があるのでフィルタを使うと波形がひずむ
たとえば筋電フィルタ(高域遮断フィルタ)ではR波のような尖った波形はなまった感じとなり波高が下がる
そのため通常はフィルタは使わず、交流が入る元々の要因を減らしたり、被検者をリラックスさせて筋電図を除き、どうしても混入する場合にフィルタを使わない波形に追加してフィルタ使用波形を記録する

ハイカット:高域遮断フィルタを使わなくてもペン式心電計では高域は限界があった。
今のペンを使わない心電計の特性をそれに合わせるため100Hzなどでカットする
ONにしても問題ないが筋電フィルタを使うのならば意味がない

ドリフトフィルタ:基線のゆれを軽減させる
元々心電計はJIS規格で時定数は3.2sec以上(低域遮断周波数0.05Hz以下)となっていて、基線のゆれを減らそうとして時定数を短くすると低域遮断周波数が上がり、ST-Tなどゆっくりとした波形はひずんでしまう
http://www.sainaika.uinet.or.jp/research/ECG/TimeConstant.html
最近の機種はデジタル処理で時定数は変えないまま基線のゆれを軽減させる機能があるが、使わないのが本来の波形

生理検査を理解したプロが使うのなら、基本はハム、筋電、ドリフトフィルタはOFFで、必要に応じて最低限のフイルターのみONにする

他施設の波形を見て、最初からフイルターONの波形だった場合には、その施設の精度管理の意識が低いのを感じます

こうしたことは学生時代の臨床生理学の教科書にのっていることですから見直してください

ハムフィルタ:交流障害の除去を目的としてその地域の交流周波数成分を除く
西日本60Hz、東日本50Hz

筋電フィルタ:筋電図成分はトゲトゲしたもので心電図成分より周波数が高いのでこの成分を除く高域遮断フィルタ 
1/eになる周波数で表示
35Hzより25Hzがより多くの成分を除去する

ハムフィルタ、筋電フィルタどちらも、心電図の波形にもその成分があるのでフィルタを使うと波形がひずむ
たとえば筋電フィルタ(高域遮断フィルタ)ではR波のような尖った波形はなまった感じとなり波高が下がる
そ...続きを読む

Q筋電図の波形を見て分かることは何ですか?

筋電図の波形からはどのような情報が分かるのでしょうか?
筋がどれだけ働いているかということくらいですか?
「この波形にこんな特徴があるからこれは○○筋の波形だ」というところまで分かったりするものでしょうか?

Aベストアンサー

 筋肉による波形の違いはありません。どの筋肉に刺入されているかは、そこに力を入れてもらい、波形が動くことで確認します。

「こんな特徴があるからこれは○○病の波形だ」と言うのは分かることがあります。ミオトニックディストロフィーの急降下爆撃音はその代表でしょう。また筋肉への神経支配が途絶して、そのあと再支配されていく過程で出る波形などもあります。

 この検査においてはかなりの技術と知識が必要ですね。

Qアーチファクトってどういう意味か教えてください。

教科書読んでて分からない言葉があって困ってます。アーチファクトってどういう意味ですか?文脈からなんとなく想像は出来そうなんですが・・・ご存知のかたいらしたら教えてください。

Aベストアンサー

検査などにおける偽所見です。
たとえば、肺のCT検査の場合、どんなに上手に息を止めても心臓は動いているので、心臓周辺の組織はぶれてうつります。このために気管支や血管がぶれて腫瘍のように見えることが仮にあったとして、でもそこには本当は腫瘍がないので、こういう場合にartifact(人工産物)となります。

QFFTとパワースペクトルの違いについて教えてください。

FFTとパワースペクトルの違いについて教えてください。
勉強不足で申し訳ありません。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

信号をFFTで出したスペクトルというのは、
単にある信号をフーリエ展開した係数をプロットしたものに過ぎません。
ですので、位相によっては値がプラスにもマイナスにもなることがあります。

これに対してパワースペクトルというのは、信ある信号について
ある周波数における信号強度そのものをプロットしたものです。
ですので、位相にかかわらずかならず値がプラスになります。

確かFFTスペクトルを2乗したものがパワースペクトルになったと思います。
間違ってるかもしれないので、一応教科書も調べてみてください。

QEXCELにてローパスフィルタを作成する

実験の測定データをEXCELでデータ整理しようと考えております。データ整理のためローパスフィルタをかけたいのですが、具体的にどういった式、もしくはEXCELの機能を使用したらいいのでしょうか?デジタルフィルタが良く分からないのでよろしくお願いします。
ちなみにローパスフィルタは1000Hzをかけたいです。

Aベストアンサー

時系列データの処理ならば

OutputData(n+1) = OutputData(n) + (InputData(n+1) - OutputData(n)) * dt / T

dt:データのサンプリング間隔
T:フィルタの時定数 1/2πf
f:カットオフ周波数
n,n+1:それぞれn個目,n+1個目のデータをしめす。

でいけると思いますが、一次のパッシブなんで効果が薄いかも。(普通はベッセルかけるんでしょうけど、そこまではわからない)


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