背筋の筋トレの筋電図は揺れも拾う？僧帽筋のグラフとフィルターの読み方

2026.11.02
ヨガとからだの小さな疑問

動きに合った処理と、測る前の工夫を分ける

雑音への対処は、記録した後で低い周波数を弱める方法だけではない。上肢の振動運動装置を開発した研究では、装置が与える力の振幅、周波数、基準となる力をそれぞれ調整できるようにした。その測定に混ざる動作アーチファクトに対して、適応型の計算手法を提案している。7人のボランティアによる予備検証で、動作由来の成分を良好に除去したと報告している。[8]

適応型とは、変化する条件に合わせて処理を調整する考え方である。この研究は、対象とする運動と装置に合わせ、神経筋の活動を評価できるよう信号を整えた例だ。少人数の装置開発研究であるため、その成功をもって、どの背筋種目でも同じ方法が最適だとは言えない。方法の名前より、どんな運動で確かめたかを読むことが役立つ。[8]

そもそも混入を抑えて記録する方向の工夫もある。衣服を使う筋電計測の開発研究では、電極と皮膚の接触圧が変わることを動作アーチファクトの問題として扱い、ポリウレタンフォームで圧を制御した。設計の最適化により接触圧を1.0〜2.0 kPaに制御し、動作アーチファクトを抑えている。これは特定の測定装置の設計結果である。[13]

ここから、運動着をきつくすればよい、とは読み取らない。研究が調べたのは、素材の変形特性や厚さを考えた接触圧の制御であり、服を締める強さの勧めではない。グラフの裏側には、電極をどう身体に接触させたかという、信号処理より前の条件もある。それを調べる入口として、この研究は分かりやすい。[13]

皮膚に密着する柔軟なセンサーを使った別の予備研究では、5人を対象に、最大の力で静止して収縮する条件と、静止しない収縮条件を調べた。試作システムは比較機器と同程度の信号品質を示し、動作アーチファクトに対する信号の比では、より良好な結果を報告している。快適さと、動いている最中の信号品質をともに評価した研究である。[2]

これらを並べると、グラフの数字に至るまでに違う段階の工夫があると分かる。皮膚と電極の接触を保つ設計、記録した成分を減らすフィルター、運動に応じて調整する処理である。違う装置で得た値を比べる際には、この経路の違いを無視しない。筋肉名と棒の高さだけを切り抜けば、測定の仕事が画面から消えてしまう。[2][4][8][13]

さらに、振動の周波数に山があるからといって、その周波数の成分をすべて雑音と決めるわけにもいかない。機械的な振動に同期した筋肉の電気活動を数学的に扱った研究では、筋活動の信号自体にも、振動周波数とその倍数の成分が含まれることを示している。動作アーチファクトが必要な筋信号と重なる問題は、単純な色分けでは済まないのである。[6]

この数理研究は、整流という信号処理にも注意を向けている。整流は、波の符号をそろえて扱う処理であり、振動条件では特定の周波数成分を強め、周波数の構成を大きく変えると報告された。著者は振動中の生の筋電図について動作アーチファクトの除去を必要とし、周波数特性を変える整流を避けるよう強く提案している。ここでの提案も、振動刺激中の信号解析という文脈で読むべきだ。[6]

つまり、処理の有無だけではなく、どの順序で何を調べたかが重要になる。全身振動の実験で動作の混入が問題になったことと、数理研究で筋活動にも振動に対応する成分が示されたことは、矛盾ではない。同じ付近の周波数に複数の出どころがあるため、測定の工夫と解析の工夫を組み合わせる必要がある、と読むことができる。[6][7]

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よくある誤解

「大きく揺れるグラフほど、僧帽筋がよく働いた」という読み方は成り立たない。皮膚と電極の微小な動きも記録され、振動運動では活動の大きさを表す実効値へ影響することが示されている。ただし逆に、大きい波を全部雑音とみなすのも誤りである。筋肉の信号と混入成分を分けるために、動作条件や処理を確認する必要がある。[1][7]

「40 Hzで切れば、あとは筋肉の信号だけになる」とも言えない。この設定で動作アーチファクトの大部分を減らせた実験はあるが、同じ研究の中でも動作によって最高周波数は異なり、台からのジャンプでは41 Hzだった。著者は異なる条件なら先に周波数特性を調べるよう勧めている。境界の数字を覚えることより、その数字が確かめられた条件を一緒に読むことが先だ。[1]

「フィルターをかけた研究と、かけていない研究は同じ目盛りで比較できる」という考え方にも注意がいる。機器開発研究では雑音の低減と筋信号の保持の兼ね合いが検討され、振動の数理研究では整流が周波数構成を変えることが示されている。処理が違えば、見ている数値の成立条件も違う。数字の大小を比べる前に、比較に使える条件かを確かめたい。[4][6]

筋電図の紹介に細かな数値が並ぶと、運動の選択にも同じ細かさを求めたくなる。しかし、処理の設定が分からないグラフの差を追いかけても、判断の土台は固まらない。測定の研究が実際に行っているのは、動きや接触に由来する変動を捉え、必要な信号が保たれるかを確認する作業である。読者も、その確認の有無へ目を向けるとよい。[1][4][13]

今日からできること

背筋や僧帽筋のグラフを保存するなら、筋肉名と一緒に測定動作の説明も残す。立位で10 Hz、歩行で32 Hzだった実験のように、動作によって混入する周波数は違う。[1]
フィルターの設定が示されていたら、数字だけでなく何を残すための処理かも読む。40 Hzの実験では、反射と直接の筋反応の時間や振幅も確認している。[1]
振動運動のグラフでは、動作アーチファクトへの対処を探す。15人の実験で示された平均29%は、その振動条件の値として読み、背筋のグラフの補正には使わない。[7]
新しい測定機器の紹介は、対象人数と評価した課題を確認する。5人のセンサー試験と7人の装置試験は、それぞれ予備検証として読む。[2][8]
記録方法を相談できる場では、接触の保ち方と処理方法を分けて尋ねる。1.0〜2.0 kPaに制御した研究は、接触圧も設計の対象になる具体例だ。[13]

実際に動画を見直すときは、順位が書かれた場面だけでなく、測定の説明が出るところへ戻ってみる。止まって測ったのか、動きながら測ったのか、処理の説明があるのかを言葉で残す。測定の説明が見つからなければ、差の細かな解釈を急がない。動作の違いと処理の兼ね合いがある以上、同じ形の棒グラフというだけで、同じものさしだと扱わない姿勢が役立つ。[1][4]

グラフを読む作業と、身体を動かす予定を立てる作業も分けてよい。筋電図の揺れを知ったからといって、日常の練習すべてに測定器が必要になるわけではない。まずは数値を根拠に種目を選ぶ場面で、測定条件を確かめる。研究が積み重ねている接触面や信号処理の工夫を、筋肉の順位へ短絡させず読むための一歩である。[1][2][4]

オンザショア立川店で、グラフの比較から練習の予定へ

筋電図の波を比べた後は、実際に身体を動かす時間を予定に入れたい。オンザショア立川店は、JR立川駅北口から徒歩1分、東京都立川市曙町2-14-10 エトロワビル3Fにある溶岩ホットヨガスタジオである。営業時間は全曜日8:00〜23:30、年中無休だ。朝と仕事帰りのどちらに通うかを考える際にも、まずこの時間帯と所在地を予定に照らせる。

溶岩プレートを敷いたスタジオでのホットヨガのほか、常温のヨガ、ピラティス、パーソナルトレーニングがあり、ヨガだけで25種類以上のレッスンがある。運動を続ける場所として、内容と通う時間を一緒に検討できる。

妊娠中は溶岩ホットヨガに参加できず、常温のマタニティヨガがある。医師から運動を止められている方は利用できない。ヨガの体験レッスンは税込1,980円。60分のレッスンにバスタオル2枚、フェイスタオル1枚、ヨガマットのレンタルが含まれる。店の案内、料金、体験予約で、通う準備を進められる。

参考文献

[1] Estimating and minimizing movement artifacts in surface electromyogram — Karacan I, Topkara Arslan B, Karaoglu A, Aydin T, Gray S, Ungan P, Türker KS., 2023, Journal of electromyography and kinesiology : official journal of the International Society of Electrophysiological Kinesiology. DOI: 10.1016/j.jelekin.2023.102778

[2] A Preliminary Usability Study of Integrated Electronic Tattoo Surface Electromyography (sEMG) Sensors — Lim J, Sun M, Liu JZ, Tan Y., 2023, Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Annual International Conference. DOI: 10.1109/embc40787.2023.10340589

[4] Ultra-Low-Power Digital Filtering for Insulated EMG Sensing — Roland T, Amsuess S, Russold MF, Baumgartner W., 2019, Sensors (Basel, Switzerland). DOI: 10.3390/s19040959

[6] On the Power Spectrum of Motor Unit Action Potential Trains Synchronized With Mechanical Vibration — Romano M, Fratini A, Gargiulo GD, Cesarelli M, Iuppariello L, Bifulco P., 2018, IEEE transactions on neural systems and rehabilitation engineering : a publication of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. DOI: 10.1109/tnsre.2018.2803019

[7] Relevance of motion artifact in electromyography recordings during vibration treatment — Fratini A, Cesarelli M, Bifulco P, Romano M., 2009, Journal of electromyography and kinesiology : official journal of the International Society of Electrophysiological Kinesiology. DOI: 10.1016/j.jelekin.2008.04.005

[8] Novel vibration-exercise instrument with dedicated adaptive filtering for electromyographic investigation of neuromuscular activation — Xu L, Rabotti C, Mischi M., 2013, IEEE transactions on neural systems and rehabilitation engineering : a publication of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. DOI: 10.1109/tnsre.2012.2219555

[13] Wearable EMG Measurement Device Using Polyurethane Foam for Motion Artifact Suppression — Takagi T, Tomita N, Sato S, Yamamoto M, Takamatsu S, Itoh T., 2024, Sensors (Basel, Switzerland). DOI: 10.3390/s24102985

この記事の情報は2026年10月時点のものです。個別の健康状態については医師にご相談ください。