肌械圖（ mechanomyography ）

1. 肌械圖（mechanomyography） 健康照護研究所 廖麗君

2. 一、何謂肌械圖 • 當肌肉收縮時會產生肌纖維震動，正如同撥動琴弦般會產生聲音，以儀器記錄其肌纖維震動訊號所得的圖形，即稱為肌械圖（mechanomyography, MMG）。 • 過去對此肌肉收縮所產生的震波與聲音，所定義之名詞並不一致，例如muscle sound, soundmyogram, acousticmyography, phonomyography, vibromyography。

3. 肌肉收縮時發出的聲音(muscle sound)

4. 二、肌械圖概念與應用的發展史_1 • 十七世紀以前：Jesuit priest 與 Francesco Maria Grimaldi 指出當手指在耳朵旁邊作快速反覆的動作時，可聽到聲音 • 在非正式文獻最早之記載則是在1810年Wollaston 提出「肌纖維在極短的時間內重複多次收縮所發出的聲音，且聲音的音調取決於收縮震動的頻率」 • Collongues (1860)則用聽診器聽肌肉收縮時所發出的聲音

5. 肌械圖概念與應用的發展史_2 • 直到1989年Orizio首先於正式科學文獻發表有關人類肌肉收縮時之肌肉聲音，並於1993年首先提出mechanomyography用於紀錄此現象。

6. 檢測肌械圖的儀器 • 目前從皮膚表面檢測肌械圖的儀器包括 • 壓電計（piezoelectric contact sensors） • condensor microphone • 加速規（accelerometers）等

7. 加速規與肌械圖

8. 肌電圖與肌械圖 肌電圖 肌械圖

9. 二、為什麼又開始受重視？ • 當神經衝動產生動作電位而使得肌纖維收縮時，會產生電位變化與肌纖維振動 • 自1929年（Adrian & Bronk）以後已開始用肌電圖（Electromyography, EMG）記錄 • 來偵測人類骨骼肌收縮時電位變化的情形；但對於肌纖維收縮時之肌肉機械性質則直到1989年Orizio提出肌械圖（MMG）後，才開始能進一步的被測量。 • 由於MMG的發展，使得進一步瞭解有關肌肉內肌纖維體積的改變而產生的壓力波（聲波、振動波），因此藉由偵測肌肉振動、位移、和聲音的電能轉換，並藉著類比EMG的訊號，可瞭解肌肉收縮產生的力氣與運動單位之激發頻率、或肌肉之機械性質之關係。

10. Orizio 的背景與機緣 • Orizio是運動醫學領域之神經生理專家，主要研究有關肌肉生物訊號，例如力量與EMG的相關 • 因為EMG只能呈現肌肉收縮之神經控制部分，但是EMG並不能提供有關機械性質的貢獻，所以才激起了他對於應該需要找出一個量化的方法的動機。 • 並因為近年來檢測儀器的發展與生物訊號處理方法以斟完備，才讓Orizio等人能解出其訊號的含意，進而運用於探討肌肉收縮時之生理與力學現象。

11. 重要性與應用性 • 此方法對於運動科學研究中研究肌肉收縮後產生疲勞現象的研究有其應用性。 • 目前已有研究將其用來探討中風病人之肌肉痙攣 • 所謂肌肉痙攣是指當被動拉長肌肉時感覺肌肉阻力的增加，但其原因到底是因為神經成分（牽張反射過渡仍易被啟動）或是肌肉機械成分（黏彈性質）所致？ • 因為配合了MMG訊號的紀錄，證實了其所研究的中風病人的肌肉痙攣，機械性質的變化是主因。（Huang et al., 2006）

12. 三、為什麼會被遺忘的原因 • 其實在十七、十八世紀就已經知道肌肉收縮時會產生聲音，但是為什麼過了將近兩百來才又被進一步的作研究？我認為其原因為 • 當時並不能理解肌肉收縮產生的聲音可以有什麼進一步的利用價值 • 無法被測量：因為當時沒有相對應的測量工具。 • 受制於知識傳播的不發達？

13. 四、對我的啟發 • 這讓我體認到對於自己有興趣的研究主題，每個主要探討的現象可不可以被測量，且如何找到或如何發展一個精確呈現其現象特質的工具是很重要的； • 而且要嘗試著從其他領域來找出可解決的辦法，例如MMG便是將醫工領域的訊號蒐集與處理方法加以運用的結果。

14. 參考資料 • 1. Orizio C, Perini R, Veicsteinas A. Muscular sound and force relationship during isometric contraction in man. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1989;58(5):528-33. • 2. Orizio C. Muscle sound: bases for the introduction of a mechanomyographic signal in muscle studies. Crit Rev Biomed Eng. 1993;21(3):201-43. Review. • 3. Huang CY, Wang CH, Hwang IS. Characterization of the mechanical and neural components of spastic hypertonia with modified H reflex. J Electromyogr Kinesiol. 2006 Aug;16(4):384-91.

15. 謝謝聆聽！