キモグラフ

キモグラフ（ギリシャ語の κῦμα（うねりまたは波） + γραφή（書く）に由来。キモグラフィオンとも呼ばれる）は、時間の経過に伴う空間位置または信号強度を表す 2 次元プロットの一種です。現代の用法では、キモグラフは通常、顕微鏡学、細胞生物学、音声科学などの分野で動的プロセスを追跡するために使用される空間-時間プロットです。これらのプロットは、連続する画像フレームにわたって定義済みのパスに沿って強度値を抽出することで生成されます。結果の画像は次元が縮小され、一方の軸に時間、もう一方の軸に連続する空間情報が表示されます。この手法を使用すると、多くの場合、結果として得られる線や縞の傾きを測定することで、画像シーケンス内のダイナミクスを視覚化できます。これにより、研究者は、特にミトコンドリア輸送、小胞輸送、声帯振動などのアプリケーションで、動きの速度と方向性を定量化できます。キモグラフは空間情報を 1 次元の線に縮小しますが、高い時間解像度を提供するため、粒子追跡技術と併用したり、粒子追跡技術の代わりに使用したりすることがよくあります。

キモグラフ装置

キモグラフもまた、空間位置を時間経過とともにグラフ化するアナログ機器です。グラフ化とは、y軸が位置、x軸が時間を表すグラフのことです。キモグラフは、紙で巻かれた回転ドラムで構成され、スタイラスで描画することで、運動や圧力などの現象の変化を記録します。^{[ 1 ] [ 2 ]}

キモグラフ
ルートヴィヒのキモグラフ。圧力計の片方の腕はキモグラフに書き込むスタイラスに接続されている。下：キモグラフの記録
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キモグラフは、1840年代にドイツの生理学者カール・ルートヴィヒによって発明された、もともと機械式で油圧式の装置であり、血圧を計測する手段として初めて使用されました。血圧は油圧とレバーによって伝達され、回転ドラム上の煤で覆われた紙に白い線を刻むスタイラスを動かしました。時間はドラムの回転速度で表され、時計または音叉で駆動される2本目のスタイラスによって記録されました。キモグラフはすぐに生理学と生理学教育の中心的な機器となりました。19世紀から20世紀にかけて、研究者や技術者は、呼吸、筋肉の動き、発話など、幅広い生理学的現象を測定するために、この装置に多くの改良を加え、多数の新しいセンサー部品を考案しました。新しい検出および記録システムには、電気的および電子的方法があり、インクでプロットされました。^{[ 3 ]}

キモグラフは医学以外でも、大気圧、音叉の振動、蒸気機関の機能、動物の習性、細胞内の分子の動きなどを測定するために使用されていました。

実験生理学におけるキモグラフィー

キモグラフは、一般的に組織標本に対する異物の影響を研究するために使用されます。これは、臓器槽などの他の装置と併用される独立した記録装置です。筋収縮からの記録をトレースするために、ライティングレバーが使用されます。一般的に使用されるライティングレバーには、シンプルレバー、前頭ライティングレバー、スターリングハートレバーなどがあります。これらのライティングレバーは、補助装置にある支点に接続されます。^{[ 4 ]}

ビデオキモグラフィー

ビデオキモグラフィーは、声帯の振動を検査するために使用される高速画像化法です。これは、声門を横切る単一の横線から画像を撮影する高速ビデオ画像の1次元版です。これらの線画像は高速で連続して記録され、縦軸を時間としてリアルタイムで表示されます。得られたキモグラムは、粘膜の波動、声門の開閉、声帯振動の周期性、および対称性を示します。この方法は、声帯結節やポリープなど、振動パターンを変化させる病変の検出に特に有用です。現代のシステムでは、ビデオキモグラフィーと内視鏡画像を統合することで、構造と動態を同時に可視化できることが多くなっています。^{[ 5 ]}

深度キモグラフィー

深度キモグラフィーは、光干渉断層撮影法などの深度分解イメージング技術を組み込むことで、従来のキモグラフィー解析を3次元に拡張します。この手法では、組織（一般的には声帯）の垂直断面を経時的に撮影し、動的な深度分解キモグラムを作成します。これにより、表面と表面下の振動を同時に可視化できるため、喉頭検査における診断能力が向上します。この技術は、層状組織構造内の生体力学的運動を包括的に捉えることができます。

参照

• ビデオキモグラフィー
• 深度キモグラフィー

参考文献

1. トロント大学科学機器コレクション. 「垂直キモグラフ」 . www.psych.utoronto.ca . 2008年12月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年4月29日閲覧。
2. サイエンスミュージアム. 「キモグラフ、ロンドン、イングランド、1925-1935」 . 2017年4月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年4月29日閲覧。
3. クワン、アリスター（2016年）。「装置を準備する前にモルモットを殺してはいけない：キモグラフの失われた教育的文脈」『Teorie Vědy』38 : 301–335。
4. MN Ghosh; JR Vedasiromoni (2015).実験薬理学の基礎（第6版）. コルカタ. ISBN 978-8190296502. OCLC  949350586 .
5. 板村京平他 (2023). 「喉頭画像診断」北米耳鼻咽喉科クリニック誌.