ABSTRACT
RESUMO Introdução: Ajustes antecipatórios (pré-ativação) dos músculos profundos do tronco aumentam a estabilidade lombopélvica. Estudos prévios demonstram que indivíduos assintomáticos podem apresentar atrasos no início de ativação muscular e alterações físico-funcionais. No entanto, não foram encontrados estudos que tenham verificado se testes físico-funcionais (TFF) são capazes de identificar alteração no início de ativação dos músculos estabilizadores lombopélvicos. Objetivo : Verificar os níveis de sensibilidade, especificidade e acurácia de um conjunto de testes de avaliação da capacidade física funcional para detectar alterações na pré-ativação dos músculos transverso do abdome/oblíquo interno (TrA/OI) e multífido lombar (ML) durante o teste de movimento rápido de flexão do ombro (TMRFO). Método : Participaram do estudo 27 voluntários assintomáticos para dor lombar, com média de idade de 23,8 anos (desvio padrão: 2,2), e que foram submetidos aos TFF e TMRFO para determinação do início da ativação dos músculos profundos do tronco por meio da eletromiografia de superfície. Foi verificada sensibilidade e especificidade e análise da acurácia através da curva ROC (Receiver Operating Characteristic) e teste de qui-quadrado para comparações entre porcentagens (p < 0,05) . Resultados : A "pré-ativação" foi a condição que ocorreu com maior frequência no grupo como um todo, bem como em ambos os gêneros, com exceção do TrA/OI no gênero feminino (χ2 = 0,28/P = 0,58). Entre todos os TFF aplicados, o de enrolamento repetitivo do tronco apresentou maior valor de sensibilidade, especificidade e área sob a curva ROC (0,75; 0,73; 0,74, respectivamente) . Conclusão : Entre os TFF avaliados, o de enrolamento repetitivo do tronco mostrou níveis aceitáveis de acurácia para identificar alterações na ativação da musculatura estabilizadora lombopélvica em voluntários assintomáticos para dor lombar. Assim, o teste de enrolamento repetitivo do tronco pode ser utilizado na clínica para predizer alterações na ativação dos músculos profundos do tronco.
ABSTRACT Introduction: Anticipatory adjustments (pre-activation) of the deep trunk muscles increase lumbopelvic stability. Previous studies have shown that asymptomatic individuals may experience delays in the start of muscle activation, as well as functional physical alterations. However, there are no studies that assess whether physical and functional tests (PFT) are able to identify changes in early activation of the lumbopelvic stabilizer muscles. Objective: To assess the levels of sensitivity, specificity and accuracy of a set of physical and functional performance tests to detect changes in anticipatory activation of the transversus abdominis/internal oblique muscles (TrA/OI) and lumbar multifidus (ML) during a task of fast shoulder flexion movements (FSFM) . Method: Twenty-seven volunteers, asymptomatic for low back pain, with a mean age of 23.8 (Standard deviation: 2.2) years, participated in the study. They were submitted to PFT and FSFM to determine the initial activation time of the deep trunk muscles through surface electromyography. Sensitivity and specificity were determined, and accuracy was analyzed by the ROC (Receiver Operating Characteristic) curve and chi-square test for comparisons between percentages (p<0.05) . Results: Anticipatory activation was the condition that occurred most frequently in the group as a whole, and in both genders, with the exception of TrA/OI in females (χ2=0.28/P=0.58). Among all the PFT assessed, the repetitive trunk flexion-extension test showed the highest values for sensitivity, specificity and area under the ROC curve (0.75; 0.73; 0.74, respectively). Conclusion: Among the PFT evaluated, the repetitive trunk flexion-extension test showed acceptable levels of accuracy for identifying changes in the activation of deep trunk muscles in volunteers who were asymptomatic for low back pain. Thus, the repetitive trunk flexion-extension test can be used clinically to predict changes in the activation of deep muscles of the trunk.
RESUMEN Introducción: Ajustes de anticipación (pre-activación) de los músculos profundos del tronco aumentan la estabilidad lumbopélvica. Estudios anteriores demostraron que individuos asintomáticos (sin dolor) pueden presentar retrasos en el inicio de la activación muscular y alteraciones físicas y funcionales. Sin embargo, no fueron encontrados estudios que hayan verificado si las pruebas físicas y funcionales (PFF) son capaces de identificar los cambios en la activación temprana de los músculos estabilizadores lumbopélvicos. Objetivo: Verificar los niveles de sensibilidad, especificidad y exactitud de un conjunto de pruebas de evaluación de la capacidad física funcional para detectar cambios en la pre-activación de los músculos transverso abdominal/oblicuo interno (TrA/OI) y multífido lumbar (ML) durante la prueba de movimiento rápido de flexión del hombro (PMRFH) . Método: Participaron del estudio 27 voluntarios, asintomáticos para el dolor lumbar, con una edad media de 23,8 años (desviación estándar: 2,2), sometidos a PFF y PMRFH para determinar el inicio de la activación de los músculos profundos del tronco mediante electromiografía de superficie. Se encontró una sensibilidad y especificidad y análisis de exactitud a través de la curva ROC (Receiver Operating Characteristic) y la prueba de chi-cuadrado para las comparaciones entre porcentajes (p < 0,05). Resultados: La "pre-activación" fue la condición que ocurrió con más frecuencia en el grupo como un todo y en ambos sexos, con excepción de TrA/OI en las mujeres (χ2 = 0,28/P = 0,58). Entre todos los PFF aplicados, la flexión repetitiva del tronco presentó un mayor valor de sensibilidad, especificidad y el área bajo la curva ROC (0,75; 0,73; 0,74, respectivamente) . Conclusión: Entre los PFF evaluados, la flexión repetitiva del tronco mostró niveles aceptables de exactitud para identificar cambios en la activación de los músculos estabilizadores lumbopélvicos en voluntarios asintomáticos para dolor lumbar. Así, la prueba de flexión repetitiva del tronco se puede utilizar clínicamente para predecir cambios en la activación de los músculos profundos del tronco.
ABSTRACT
This study aimed to determine and analyze the neuromuscular fatigue onset by median frequency (MDF) and the root mean square (RMS) behavior of an electromyographic signal (EMG). Eighteen healthy men with no prior knee problems initially performed three maximum voluntary isometric contractions (MVIC). After two days of MVIC test, participants performed a fatiguing protocol in which they performed submaximal knee-extension contractions at 20% and 70% MVIC held to exhaustion. The MDF and RMS values from the EMG signals were recorded from the vastus medialis (VM) and the vastus lateralis (VL). Analysis of the MDF and RMS behavior enabled identification of neuromuscular fatigue onset for VM and VL muscles in 20% and 70% loads. Alterations between the VM and VL in the neuromuscular fatigue onset, at 20% and 70% MVIC, were not significant. These findings suggest that the methodology proposal was capable of indicating minute differences sensible to alterations in the EMG signals, allowing identification of the moment when the MDF and the RMS showed significant changes in behavior. The methodology used was also a viable one for describing and identifying the neuromuscular fatigue onset by means of the analysis of EMG signals...
Este estudo teve como objetivo determinar e analisar o início da fadiga neuromuscular pelo comportamento do sinal de eletromiográfico (EMG) da frequência mediana (FM) e do root mean square (RMS). Dezoito homens saudáveis, sem problemas no joelho, realizaram inicialmente três contrações isométricas voluntárias máximas (CVMs). Após dois dias de CVM os sujeitos realizaram um protocolo de fadiga em que realizaram contrações submáximas de extensão do joelho em 20% e 70% da CVM até a exaustão. Os valores dos sinais de FM e RMS foram registrados a partir do vasto medial (VM) e vasto lateral (VL). A análise do comportamento da FM e RMS permitiu a identificação do início da fadiga neuromuscular para os músculos VM e VL em 20% e 70% da carga máxima. Alterações entre o VM e VL no início da fadiga neuromuscular, com 20% e 70% do MVIC, não foram significativas. Estes resultados sugerem que a metodologia proposta foi capaz de indicar diferenças mínimas sensíveis a alterações nos sinais EMG, permitindo a identificação do momento em que a FM e o RMS apresentaram mudanças significativas no seu comportamento. A metodologia utilizada também foi viável para descrever e identificar o aparecimento da fadiga neuromuscular por meio de análise de sinais de EMG...
Este estudio tieve como objetivo determinar y analizar la aparición de fatiga neuromuscular por la frecuencia media (FM) y la media de la raíz cuadrada (RMS) de lo señal electromiográfico (EMG). Dieciocho hombres saludables que no tienen problemas de rodilla previas inicialmente realizaron tres contracciones máximas voluntarias (CVM). Después de dos días de CVM los sujetos realizaron un protocolo de fatiga en la que se presentaron submáximas de extensión de rodilla en 20% y el 70% CVM hasta el agotamiento. Los valores de FM y RMS de las señales EMG se registraron desde el vasto medial (VM) y el vasto lateral (VL). Análisis del comportamiento de FM y RMS activado identificación de inicio fatiga neuromuscular para VM y músculos VL y 20% y el 70 % de la carga maxima. Las alteraciones entre el VM y VL en el inicio de la fatiga neuromuscular, en el 20% y el 70% de la CVM, no fueron significativas. Estos hallazgos sugieren que la propuesta de metodología fue capaz de indicar las diferencias minutos sensibles a las alteraciones en las señales de EMG, que permitan identificar el momento en que el FM y el RMS mostraron cambios significativos en el comportamiento. La metodología utilizada fue también una opción viable para la descripción y la identificación de la aparición de fatiga neuromuscular por medio del análisis de las señales de EMG...
Subject(s)
Humans , Male , Adult , Muscle Fatigue/physiology , Isometric Contraction , Quadriceps Muscle/physiology , Electromyography/methodsSubject(s)
Humans , Female , Adult , Young Adult , Biomechanical Phenomena , Patellofemoral Pain Syndrome/complications , ElectromyographyABSTRACT
O objetivo deste estudo foi analisar a reprodutibilidade de parâmetros no domínio da frequência do sinal eletromiográfico (EMG) utilizados na caracterização da fadiga muscular localizada. Quinze sujeitos do sexo masculino foram submetidos a um teste de fadiga baseado na extensão isométrica de joelho, sendo realizados em três momentos distintos com intervalos de sete dias. Para avaliar a reprodutibilidade dos dados entres os testes calculou-se o coeficiente de correlação intraclasse (CCI) para a frequência mediana (Fmed) no tempo total de exercício (FmedT), para a Fmed obtida a cada 10% do tempo de exercício (Fmed10%) e para as potências das bandas de frequência, obtidas da divisão do espectro de potência a cada 20 Hz. Os resultados demonstraram: (1) boa reprodutibilidade para a FmedT; (2) boa reprodutibilidade para a Fmed10%; e (3) maior variação no sinal EMG nas bandas de 20 a 120 Hz, no qual se destacam as bandas de 20-40 Hz e de 40-60 Hz, demonstrando maior sensibilidade ao processo de fadiga muscular. Conclui-se que a Fmed é uma variável que apresenta boa reprodutibilidade e que a análise fragmentada do espectro de potência, por meio das bandas de frequência, demonstrou-se sensível as variações que ocorrem no sinal EMG durante a instalação do processo de fadiga, tendo potencial para se tornar um novo método para a caracterização da fadiga muscular localizada.
The aim of this study was to analyze the reproducibility of the electromyography signal's parameters (EMG) in the frequency domain used in the characterization of localized muscle fatigue. Fifteen male subjects underwent a fatigue test based on isometric knee extension, being held at three different times at intervals of seven days. To assess the reproducibility of data between the tests we calculated the correlation coefficient (ICC) for the median frequency (MF) in total exercise time (MF T), MF obtained for every 10% of exercise time (MF10%) and the powers of the frequency bands obtained by dividing the power spectrum at windows of 20 Hz. The results showed: (1) excellent reproducibility for MF T, (2) good reproducibility for MF10%, and (3) greater variation in the signal EMG bands from 20 to 120 Hz, especially at the bands of 20-40 Hz and 40-60 Hz, which showed greater sensitivity to the process of muscle fatigue. We conclude that the MF is a variable that shows good reproducibility and that the fragmented analysis of the power spectrum, by means of frequency bands, showed that significant variations occur in the EMG signal during the installation of the fatigue process, having potential to become a new method for the characterization of localized muscle fatigue.
Subject(s)
Humans , Male , Adult , Biomechanical Phenomena , Muscle Fatigue/physiology , Quadriceps Muscle/physiology , Electromyography/methods , Reproducibility of ResultsSubject(s)
Humans , Female , Adult , Young Adult , Biomechanical Phenomena , Patellofemoral Pain Syndrome/physiopathology , Rotation , Thigh , Patellofemoral Pain Syndrome/rehabilitation , Femur , HipABSTRACT
CONTEXTUALIZAÇÃO: O uso da eletromiografia de superfície (EMG-S) tem sido considerado como instrumento de avaliação quantitativa na síndrome da dor patelofemoral (SDPF). Tratamentos conservadores objetivam melhorar o alinhamento patelar, e a estimulação elétrica do músculo vasto medial oblíquo (VMO) tem sido considerada por ser seletiva e não causar irritação articular. OBJETIVO: Verificar o efeito de um programa de fortalecimento muscular com estimulação elétrica do VMO na SDPF por meio da capacidade de avaliação da EMG-S. MÉTODOS: Participaram deste estudo 10 mulheres jovens (idade: 23,1±4,9 anos; massa corporal: 66,8±14,0 kg; estatura: 1,63±6,9 cm; IMC: 25,1±5,6 kg/m²) com SDPF unilateral, as quais realizaram o teste funcional de subir degrau para captação da atividade eletromiográfica dos músculos VMO e vasto lateral (VL), antes e após um programa de estimulação elétrica do VMO. A eletroestimulação foi realizada três vezes por semana, durante seis semanas. Foram consideradas, para análise entre VMO e VL, as variáveis razão do tempo do início até o pico de ativação, razão da integral do sinal (teste t para amostras dependentes) e diferença de início de ativação (teste de Wilcoxon), com nível de significância de p<0,05. RESULTADOS: Os resultados mostraram que ocorreu alteração somente no comportamento eletromiográfico relativo à razão da integral do sinal, mostrando que, após o treinamento muscular, ocorreram mudanças na capacidade de geração da força. CONCLUSÃO: O uso da eletroestimulação deve ser considerado no sentido de complementar a abordagem terapêutica conservadora em portadores da SDFP e a análise da razão da integral do sinal de EMG-S, como instrumento de avaliação. Artigo registrado no Australian New Zealand Clinical Trials Registry (ANZCTR) sob o número ACTRN 12609000079246.
BACKGROUND: The use of surface electromyography (SEMG) has been considered a tool for quantitative assessment of patellofemoral pain syndrome (PFPS). Conservative treatments aim to improve patellar alignment, and electrical stimulation of the vastus medialis obliquus (VMO) muscle has been considered effective because it is selective and does not cause joint irritation. OBJECTIVE: This study aims to investigate the efficiency of a muscle strengthening program with electrical stimulation of the VMO muscle in PFPS by SEMG. METHODS: A group of ten young women (age: 23.1±4.9 years; body mass: 66.8±14.0 kg; height: 1.63±6.9 cm; BMI: 25.1±5.6 kg/m²) with unilateral PFPS participated in the study. They performed the functional test of stair stepping to capture the electromyographic (EMG) activity of the VMO and vastus lateralis (VL) muscles, before and after a program of electrical stimulation of the VMO muscle. The electrical stimulation was performed three times per week for six weeks. For analysis between the VMO and VL muscles, we considered the variables: ratio of time of onset to peak of activation, ratio of the integrals of the signals (t-test for dependent samples), and difference between onsets of activation (Wilcoxon test), with significance level of p<0.05. RESULTS: The results only showed change in behavior in the EMG signal for the ratio of the integrals of the signals, indicating that changes occurred in the force-generating capacity of the muscle after the training. CONCLUSION: The use of electrical stimulation should be considered to complement the conservative therapeutic approach in patients with PFPS, and the analysis of the ratio of the integrals of the SEMG signals should be considered as an instrument of evaluation. Article registered in the Australian New Zealand Clinical Trials Registry (ANZCTR) under number ACTRN 12609000079246.
Subject(s)
Female , Humans , Young Adult , Patellofemoral Pain Syndrome/therapy , Transcutaneous Electric Nerve Stimulation , Muscle Strength , Muscle, Skeletal , Patellofemoral Pain Syndrome/physiopathologyABSTRACT
Many authors have studied physical and functional changes in individuals post-stroke, but there are few studies that assess changes in the non-plegic side of hemiplegic subjects. This study aimed to compare the electromyographic activity in the forearm muscles of spastic patients and clinically healthy individuals, to determine if there is difference between the non-plegic side of hemiplegics and the dominant member of normal individuals. 22 hemiplegic subjects and 15 clinically healthy subjects were submitted to electromyography of the flexor and extensor carpi ulnaris muscles during wrist flexion and extension. The flexor muscles activation of stroke group (average 464.6 u.n) was significantly higher than the same muscles in control group (mean: 106.3 u.n.) during the wrist flexion, what shows that the non affected side does not present activation in the standart of normality found in the control group.
Muitos autores estudaram as modificações funcionais e físicas em indivíduos pós-acidente vascular cerebral; porém, poucos estudos avaliam alterações no hemicorpo não plégico de indivíduos hemiplégicos. O objetivo deste estudo foi comparar a atividade eletromiográfica nos músculos do antebraço de pacientes espásticos e indivíduos clinicamente saudáveis, para averiguar se há diferença entre o lado não plégico de indivíduos hemiplégicos e o lado dominante de indivíduos clinicamente saudáveis. 22 indivíduos hemiplégicos e 15 clinicamente saudáveis foram submetidos à eletromiografia dos músculos flexor e extensor ulnar do carpo durante a flexão e extensão do punho. A ativação dos músculos flexores dos hemiplégicos (média: 464,6 u.n), foi significantemente maior que nos indivíduos do grupo controle (média: 106,3 u.n) durante o movimento de flexão do punho, o que demonstra que o hemicorpo não acometido dos pacientes estudados não apresenta o comportamento padrão de normalidade encontrado no grupo controle.
Subject(s)
Female , Humans , Male , Middle Aged , Electromyography/methods , Forearm/physiology , Hemiplegia/physiopathology , Muscle Contraction/physiology , Muscle Spasticity/physiopathology , Muscle, Skeletal/physiopathology , Case-Control Studies , Hemiplegia/etiology , Stroke/complicationsABSTRACT
Embora a análise no domínio da freqüência do sinal eletromiográfico (EMG) seja empregada na caracterização do processo de fadiga muscular localizada, sua aplicação, especificamente a da freqüência mediana (Fmed), é pouco explorada no âmbito esportivo. O objetivo do presente estudo foi verificar a viabilidade da aplicação do sinal EMG, através de sua análise no domínio da freqüência, como parâmetro para determinação e diferenciação no comportamento da fadiga muscular localizada. Dois grupos de sujeitos, um caracterizado como atletas (n =12) e outro como sedentários (n =12), foram submetidos a análises baseadas em procedimentos executados em três diferentes situações experimentais, todos envolvendo a modalidade de exercício isométrico: i) teste máximo para determinação da contração isométrica voluntária máxima (CIVM); ii) teste de fadiga, sustentado por 35 seg. a 80 por cento da CIVM; iii) teste de recuperação, sustentado por 10 seg. a 80 por cento da CIVM; neste ultimo foi monitorado o comportamento da Fmed nos três primeiros (Fmedi) e três últimos segundos (Fmedf) do sinal EMG no músculo tibial anterior durante o teste de fadiga. Durante os 10 segundos do teste de recuperação foi calculada a Fmed referente a todo o período (Fmedr). parâmetro utilizado no cálculo do índice de recuperação muscular (IRM). Os resultados apontam que a Fmedf apresentou valor menor em relação à Fmedi em ambos os grupos (p < 0,05). Quando comparado com o grupo de sedentários, o grupo de atletas apresentou valores maiores de Fmedi e Fmedf (p < 0,05). O valor médio e desvio-padrão do IRM para o grupo de atletas foram de 62,1 por cento ± 28,7 e, para o grupo de sedentários, de 55,2 por cento ± 27,8 (p > 0,05). Dessa forma, os resultados apresentados neste estudo permitem inferir a viabilidade na aplicação de parâmetros no domínio da freqüência do sinal EMG para a determinação e diferenciação do comportamento da fadiga muscular localizada.
Although the analysis in the frequency domain of the Electromyographic Signal (EMG) has been used in the characterization of the localized muscular fatigue process, its application, specifically the Median Frequency (MF), is rarely explored in sports. The objective of this study was to verify the viability of the EMG signal application, through its frequency domain analysis, as a parameter for determination and differentiation of the behavior of localized muscle fatigue. Two groups of subjects, one characterized as athletes (n = 12) and the other as sedentary (n = 12), were submitted to analysis based on procedures from three different experimental situations, all involving isometric exercise modality: i) maximum test for determination of the Maximum Voluntary Isometric Contraction (MVIC); ii) fatigue test, 35 sec. sustained load of 80 percent of MVIC; iii) recovery test, 10 sec. sustained load of 80 percent of MVIC. In the latter, the MF behavior in the three first (Fmedi) and three last (Fmedf) seconds of the EMG signal of tibialis anterior muscle during the fatigue test have been monitored. During the 10 seconds of the recovery test, MF was calculated regarding the whole period (Fmedr); this parameter was used to calculate the Muscular Recovery Index (MRI). The results showed that Fmedf presented lower value in relation to Fmedi in both groups (p < 0.05). Additionally, the Fmedi and Fmedf values for the athlete group were higher in comparison to the sedentary group (p < 0.05). The MRI mean value and standard deviation for the athlete group were 62.1 percent ± 28.7 and for the sedentary group was 55.2 percent ± 27.8 (p > 0.05). Therefore, the results presented in this study allow inferring the viability in the application of the frequency domain parameters of the EMG signal for the determination and differentiation of localized muscle fatigue behavior.