運動単位数推定法

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運動単位数推定法 (英 Motor Unit Number Estimation, MUNE)は、筋電図から運動単位の数を推定する技法である。

原理[編集]

運動単位は1つのα運動ニューロンと、それが神経支配する全ての筋線維から成る。

筋は、その中では多くの運動単位に分かれており、各単位に何本の筋線維が含まれるか(神経支配比)が運動単位によって異なる。一般に、眼球運動を担っている筋などでは運動に特異性を要するので、運動単位当たりの筋線維の数は少なく、飛び跳ねるのを担うふくらはぎの筋などでは運動に特異性が少ないので、運動単位当たりの筋線維の数はより多い。

MUNEでは、一般式として以下のものを用いる。
運動単位数 = 複合筋活動電位サイズ / 表面で検出される運動単位活動電位サイズの平均値

筋または筋グループに向かう運動神経の閾値上最大刺激(supramaximal stimulation)を用いて、複合筋活動電位サイズを求める(神経伝導検査に類似)。それには表面電極を用いる。複合筋活動電位サイズは、その神経が支配する筋からの、表面で検出された運動単位活動電位の合計である。

表面で検出された運動単位活動電位(Surface-detected motor unit action potential :SMUAP)サイズは、個々の運動単位の寄与である。これらの活動電位の平均サイズを求めるやり方は、用いる方法により異なるので、以下ではそれについて説明する。

方法[編集]

運動単位数を推定するのに用いる方法は現在のところ少なくとも6つある。These include incremental stimulation, multi-point stimulation method, F-response method, spike-triggered averaging method and the statistical method.(これらには、刺激の増大、多点刺激法、F-応答法、スパイクトリガー平均法、および統計法が含まれる。)刺激の増大(Incremental stimulation)は、最も見通しのよい概念なので、ここではそれについて説明する。

According to Henneman's size principle, motor unit recruitment is always in the same order from smallest to largest motor unit. Additionally, the motor unit action potential is an all-or-none phenomenon - once the recruitment threshold (the stimulus intensity at which a motor unit begins to fire) is reached, it fires fully. Incremental stimulation starts giving electrical stimulation at a very low stimulus intensity and increases gradually to reach the recruitment threshold of successively larger motor units until the intensity of the CMAP is reached. A 'step' is noted when an increase in stimulus leads to an increase in recorded EMG (i.e. another motor unit's threshold is reached and it is recruited). The CMAP is then divided by the number of steps required to reach the intensity of the CMAP to get a mean SMUAP size. The number of steps does not correlate to the total number of motor units in the muscle. Instead, the CMAP size is then divided by the mean SMUAP size to get an estimation of the number of motor units in the muscle.

Uses[編集]

The number of motor units per muscle can change due to aging, disease, or injury. These techniques are used to diagnose disease or monitor the effects of aging, disease and injury over time. In neuropathies, motoneurons die off, reducing the number of motor units progressively. In myopathies the size of the motor units is reduced because of the death of motor fibres, but the number of motor units remains the same until the disease progresses to a very severe state. In collaboration with other electromyography techniques, these conditions can be diagnosed and monitored. In a similar vein, normal aging also reduces the number of motor units but not to the same degree as disease. The effects of injury depend on the circumstances.