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第 1 章 緒論

1.2 肌肉組織之生理構造

肌肉主要分為骨骼肌、心肌及平滑肌,功能皆為產生力以便運動。其中能意識 控制的骨骼肌,能用來移動身體或控制精細動作,如四肢的肌肉。心肌及平滑肌 則不能由意識控制收縮,但為生存所需,例如心臟收縮、腸胃道蠕動等。

肌肉組織的功能有(1)運動,如透過骨骼肌、關節、骨骼的配合達到運動的效 果;(2)穩定姿勢,利用肌肉持續的收縮維持一定的姿勢;(3)協助體內物質的儲存 移動,如腸胃的平滑肌蠕動在消化系統內運送食物;(4)產生熱能以維持身體的恆 溫等。

肌肉細胞(Myocyte)通常也稱為肌肉纖維(Muscle fiber),型態上屬於長管狀,

由肌肉母細胞分化而來。每個肌肉母細胞(Myoblast)都含有肌原纖維,肌原纖維 (Myofibril)是很多肌小節(Sarcomere)所構成,例如肱二頭肌(Bicepsbrachii)的肌細胞 有多達十萬個肌小節,但平滑肌的肌原纖維沒有肌小節的構造。所謂肌小節即是 由粗纖維和細纖維構成,粗纖維是由肌凝蛋白(Myosin)組成;細纖維由肌動蛋白 (Actin)組成,此外肌小節不含胞器及細胞核,肌肉細胞周圍是由肌內膜

(Endomysium)所包覆,而成束的肌肉細胞由肌束膜(Perimysium)綑綁,稱做肌肉肌 束(Muscle fascicle),肌肉肌束聚集在一起就被稱做肌肉組織,而肌肉組織外圍會由 肌外膜(Epimysium)環繞。

在本篇中所拍攝的超音波影像如圖1-1,此範例影像為利用 Siemens Acuson

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S2000 US System 橫向拍攝正常人手臂肌肉中央肌肉截面所成的影像,在第四章的 變數討論中,將使用正常人手臂肌肉的超音波影像,在此影像中,肌肉的部分分 別以紅色及黃色線條圈出,上半部(紅色圈起部分)為手臂肱二頭肌(Bicepsbrachii);

下半部(黃色圈起部分)為肱肌(Brachialis),中間以肌外膜分隔;藍色線條圈起部分 則為動脈(Artery);橙色圈起部分為靜脈(Vein);綠色圈起部分為神經(Nerve)。脖子 部分肌肉則不會有兩大區域的分別,故僅以此圖作接下來的說明。

以肱二頭肌的橫切面來看,超音波影像呈現灰階的黑、白、灰參雜,健康的 肌肉橫切面超音波影像形態類似星空,稱為星空模型(Starry night pattern),其中黑 色的部分由肌肉細胞(Myocyte)所組成;白色的部分為纖維細胞(Fibrocyte)所組成的 結締組織(Connective tissue),包含了肌內膜、肌束膜、肌外膜;灰色的部分則為一 些細小的肌肉纖維。

本研究追蹤患者所拍攝的來源影像為脖子部分的肌肉(Dorr & Hendry, 2001),

其組成與手臂肌肉類似,且手臂肌肉有較大塊的肌肉組織方便做校正使用,因此 以手臂肌肉做為範例。

根據臨床醫師的經驗,肌肉組織功能性的好壞與其組成有高度的相關性,若 肌肉經過良好訓練,其肌肉組織中的肌肉細胞,也就是黑色部分占的比例會越大,

反之若肌肉功能性退化越嚴重,則肌肉組織中纖維構造,也就是白色部分占的比 例會越大,也就是俗稱的肌肉纖維化越嚴重。

因此接下來將介紹一套新開發的系統能夠利用影像處理的方式,將超音波影 像中的肌肉構造與纖維構造在肌肉組織中占的比例量化,以便臨床醫師追蹤患者 的纖維化情形及復健成效,甚至診斷接下來的病情需要的療程使用。

Acuson S20 的部分分別 部(黃色圈起 色圈起部分為

000 US Syst 別以紅色及黃

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