Characterizing the magnitude of vibration imposed by stochastic whole-body vibration platforms used in rehabilitation and training: a preliminary study / Caracterização da magnitude da vibração imposta por plataformas vibratórias estocásticas de corpo inteiro utilizadas em reabilitação e treinamento: estudo preliminar

Abstract The use of devices that produce stochastic whole-body vibration as a resource for rehabilitation and training programs has been founded on the theory of stochastic resonance. However, the prescription of rehabilitation and training programs must be preceded by the verification of imposed-vibration magnitude and of how it can be affected by the presence of an individual on the devices. The aim of this research was to characterize and analyze the effect of an individual's mass on the vibratory stimulus provided by stochastic whole-body vibration (SWBV) devices. The sample consisted of 30 repetitions for each one of the 6 vibration levels of the SWBV device (level 02, 04, 06, 08, 10 and 12), performed in two experimental situations (Without Load; Load [70Kg]; ≈ 35 kg on the right and left surfaces of the platform). For the antero-posterior, latero-lateral, and vertical directions, all variables showed significant differences between treatments, levels and interaction between experimental factors (p<.05), except for the Disp variable between treatments (p=.075). To measure vibration magnitude, a triaxial accelerometer was attached at the center of the board of one of the platform surfaces. Load interferes with parameters of vibration imposed by SWBV platforms, increasing ARMS and APEAK in the latero-lateral and antero-posterior directions, reducing these same parameters in the vertical direction.

Resumo O uso de dispositivos que produzem vibração estocástica de corpo inteiro como recurso para programas de reabilitação e treinamento foi fundamentado na teoria da ressonância estocástica. Entretanto, a prescrição de programas de reabilitação e treinamento deve ser precedida da verificação da magnitude da vibração imposta e de como ela pode ser afetada pela presença de um indivíduo nos dispositivos. O objetivo deste estudo foi caracterizar e analisar o efeito da massa do indivíduo sobre o estímulo vibratório proporcionado por dispositivos de vibração estocástica de corpo inteiro. A amostra consistiu em 30 repetições para cada um dos 6 níveis de vibração de um dispositivo de vibração estocástica de corpo inteiro (nível 02, 04, 06, 08, 10 e 12), realizados em duas situações experimentais (Sem carga e Carga [70Kg], 35 kg nas superfícies direita e esquerda da plataforma). Para medir a magnitude da vibração, um acelerômetro triaxial foi fixado ao centro do assoalho de uma das superfícies da plataforma. Para os eixos ântero-posterior, látero-lateral e vertical, todas as variáveis mostraram diferenças entre tratamentos, níveis e interação entre fatores experimentais (p<.05), exceto para a variável de deslocamento pico - a - pico (Disp) entre tratamentos (p=.075). A carga interfere com parâmetros de vibração impostos sobre as plataformas de vibração estocástica de corpo inteiro, aumentando a aceleração média (ARMS) e de pico (APEAK) nas direções látero-lateral e ântero-posterior, reduzindo estes mesmos parâmetros na direção vertical.

Development of a low cost force platform for biomechanical parameters analysis

AbstractIntroduction: The maintenance of balance and body orientation during standing is essential to perform different activities. One of the devices used to measure balance them is the force platform. This device measures the ground reaction force (GRF) and displacement of the center of pressure (COP), both biomechanical parameters involved in human motion. This article proposes a new design for non-commercial low-cost force platforms for scientific research purposes. Methods for calibration and validation are also described. Methods A force platform, developed according to International Standards of Measurement and dedicated to measuring feet contact forces was built for approximately one tenth of the cost of commercial platforms. Calibration was performed by loading known masses, centralized or distributed, on the platform. An experimental study was conducted with four volunteers in different conditions to validate and verify the practical applicability of the device. Results The platform calibration showed an adequate connectivity, linearity and reliable measurement of the variables proposed in this research, being suitable for studies of human postural behavior. Conclusion Based on the validation results, we believe the low-cost platform can be used as stabilometric device to measure postural control and balance in clinical or sports experiments. However future studies will be required to provide a final validation and compare its performance with other force platforms.

Acute effects of local vibration on the neuromuscular responses / Efeito agudo da vibração local sobre as respostas neuromusculares

The aim of this study was to evaluate acute neuromuscular responses to local vibrations (LV) exposure through monitoring of imposed acceleration. Nineteen healthy males (age = 22.43 ± 2.76 years; body mass = 76.4 ± 12.94 kg; height = 175 ± 6.76 cm) performed an elbow flexion isometric exercise (Scott bench) in two experimental conditions: simple isometric exercise (Control - CON) and vibrating isometric exercise (Local Vibration - LV; Frequency = 20.01 ± 0.13, displacement = 2 - 5 mm). Protocols consisted of 5 maximal voluntary contractions of 12 seconds each and five minutes of recovery between series with (LV) or without vibration (CON). During the exercise, individuals were seated on the bench with the dominant arm resting on the bench support at an approximate angle of 45º between shoulder flexion and the torso. Strength parameters (Rate of Force Development - RFD, p = .030; Peak Force - PF, p = .027; and Fatigue Index - FI, p = .001) significantly increased in LV compared to CON. For EMG parameters, significant changes were only observed for highest value of increase rate of the EMG signal - RER (p = .041), median frequency of EMG signal between peak force and force at the end of the isometric action - MFFbic (p = .045) (agonist) and root mean square of EMG signal of peak force at the end of the isometric action - RMSFtric (p <.001) (antagonist). The addition of local vibrations in resistance training induced an increase in maximal strength, explosive strength and reduced the capacity to sustain strength generation.

O objetivo deste estudo foi avaliar as respostas neuromusculares durante o exercício com a variação dos parâmetros de vibração local. Foram recrutados 19 indivíduos saudáveis do gênero masculino (idade = 22,43 ± 2,76 anos; massa corporal = 76,4 ± 12,94 kg; altura = 175 ± 6,76 cm) que executaram o exercício isométrico em duas situações experimentais: somente o exercício isométrico (Controle); exercício com a adição de vibrações locais (LV; Frequência = 20 ± 3Hz, Deslocamento = 2 - 5 mm). Os parâmetros de força foram significativamente aumentados no tratamento LV comparados ao tratamento controle (RFD, p = ,030; PF, p = ,027; and FI, p = ,001). Para os parâmetros de atividade eletromiográfica, foram observadas alterações significativas para a RER (p = ,041), MFFbic (p = ,045) no músculo bíceps braquial (agonista) e RMSFtric (p <.001) no músculo tríceps braquial (antagonista). A adição de vibrações locais no treinamento contra ­ resistência, induziu um aumento da força máxima, força explosiva e uma redução da capacidade de sustentar a produção de força.

Análise do COP e sentido de posição em jogadores universitários de futebol com e sem instabilidade de tornozelo / The analysis of COP and joint position sense in university soccer players with and without ankle instability

Resumo O objetivo do estudo foi comparar o comportamento do COP e do sentido de posição articular passivo em indivíduos com e sem instabilidade de tornozelo, e correlacionar as variáveis de COP e sentido de posição articular passivo. Participaram 20 indivíduos, divididos em dois grupos: grupo estável (GE) e grupo instável (GI). A avaliação do COP foi feita com o teste de apoio unipodal, com olhos abertos e fechados sobre uma plataforma de força. O teste de reposicionamento articular passivo foi realizado com os olhos vendados. O tornozelo foi posicionado em um ângulo alvo (10° e 20°) e o dinamômetro movia passivamente o tornozelo, então os participantes eram instruídos a apertar o botão para parar o movimento quando sentissem que o tornozelo estava no ângulo alvo, obtendo assim o erro angular absoluto (EAA). Foram obtidas as variáveis: deslocamento total (DT); desvio padrão ântero-posterior (DPap) e médio-lateral (DPml); velocidade média total (VMT); velocidade média ântero-posterior (VMap) e médio-lateral (VMml). A comparação entre dados que apresentaram distribuição normal foi feita com o teste t de Student, enquanto que para DT e DPml foi utilizado o teste de Mann-Whitney. Da mesma forma, foram usados os testes de Pearson e Spearman para correlacionar as variáveis. Foi adotado α < 0,05. Houve diferença entre EAA-10° (p < 0,05). Foram encontradas fortes correlações entre: EAA-10° e VMT (p < 0,01 r = −0,867); EAA-10° e VMap (p < 0,01 r = −0,854); EAA-10° e VMml (p < 0,01 r = −0,771), na condição olhos abertos, e EAA-10° e DT (p < 0,05 r = −0,666); EAA-10° e DPap (p < 0,05 r = −0,685) e EAA-10° e VMml (p < 0,05 r = −0,766) na condição olhos fechados. Entorses de tornozelo prejudicam o sentido de posição, sem afetar o equilíbrio.(AU)

Abstract The aim of the study was to compare the behavior of COP and passive ankle position sense in subjects with and without functional ankle instability. Took part in this study 20 subjects, divided into two groups: stable group (SG) and unstable group (UG). The COP evaluation was made with the single-leg balance test, with eyes opened and closed, on a force plate. The passive ankle position sense test was performed with subjects blindfolded. The ankle was positioned in a target angle (10° and 20°) and the dynamometer moved passively the ankle, then the subjects were instructed to push the stop button when they feel that the ankle was on the target angle, obtaining the absolute angular error (AAE). The following variables were obtained: total displacement (TD); antero-posterior (SDap) and medio-lateral standard deviation (SDml); total mean velocity (TMV); antero-posterior (MVap) and medio-lateral mean velocity (MVml). The comparison between the data with normal distribution was made with the Student's t test, while to the TD and SDml was used the Mann-Whitney test. The correlations were performed with the Pearson and Spearman tests. We adopted α < 0.05. We observed difference between AAE-10° (p < 0.05). Strong correlations were found between: AAE-10° and TMV (p < 0.01 r = −0.867); AAE-10° and MVap (p < 0.01 r = −0.854); AAE-10° and MVml (p < 0.01 r = −0.771), with eyes opened, and AAE-10° and TD (p < 0.05 r = −0.666); AAE-10° and SDap (p < 0.05 r = −0,685) and AAE-10° and MVml (p < 0.05 r= −0.766) with eyes closed. Ankle sprains harm the joint position sense without affecting the balance.(AU)

Análise de equações preditivas da gordura corporal em jovens atletas de "taekwondo" / Analysis of predictive equations of body fat in young taekwondo athletes / Análisis de ecuaciones predictivas de la grasa corporal en atletas jóvenes de taekwondo

Devido à falta de métodos acessíveis válidos para mensurar o percentual de gordura corporal (%G) de taekwondistas adolescentes (TKDA), objetivou-se analisar seis equações antropométricas de predição do %G, em cinco TKDA (12,23 anos ± 1,60), utilizando como método de referência a Densitometria Radiológica de Dupla Energia (DEXA). Os %G estimados pelas equações foram comparados pelo teste t-student, regressão linear e Bland e Altman (B&A) com os obtidos por DEXA. Apenas a equação de Slaughter et al. (1988) foi adequada pelo cálculo amostral, e embora tenha subestimado o %G (em 4,85% ± 0,98), esta apresentou alta correlação (R = 0,935; R² = 0,874 EPE = 1,01) e baixa amplitude nos limites de concordância a 95% (3,84%) pelo B&A em comparação com a DEXA. Portanto, esta equação mostrou-se adequada para a predição do %G em TKDA, desde que seja corrigida pela equação de ajuste [%G (DEXA) = 1,64 + 1,24 • %G (Eq 4)] gerada pela regressão linear.

Due to the lack of valid and accessible tests to measure the body fat percentage (BF%) of adolescent taekwondo athletes (TKDA), this study aimed to analyze six anthropometric equations in the prediction of BF% with the Dual-Energy-x-Ray (DEXA) as referential method for five TKDA (12.23 years ± 1.60). The BF% estimated by the equations were compared with DEXA values using the t-student , linear regression and Bland & Altman (B&A) tests. Only the equation of Slaughter et al. (1988) was adequated by the sample size calculation, and although it subestimated the BF% (in 4.85% ± 0.98), it showed a high correlation (R = 0.935; R² = 0.874 EPE = 1.01) and low amplitude in the limits of agreement at 95% (3.84%) by B&A in comparison to DEXA. However, this equation is adequated to predict the BF% in TKDA, if it's corrected by the adjustement equation [%G (DEXA) = 1,64 + 1,24•%G (Eq 4)] generated by linear regression.

Debido a la falta de métodos accesibles válidos para medir el porcentaje de grasa del cuerpo (%G) de atletas de taekwondo adolescentes (TKDA), destinada a analizar seis ecuaciones antropométricas de predicción de %G, en cinco TKDA (12,23 años ± 1,60 ), utilizando como método de referencia la Densitometría Radiológica de Energía Dual (DEXA). El %G estimado por las ecuaciones fue comparado mediante la prueba t-student, regresión lineal y Bland & Altman (B&A) con los que se obtienen mediante DEXA. Sólo la ecuación del SLAUGHTER et al. (1988) fue adecuada para el cálculo del tamaño de la muestra y, a pesar de que había subestimado la %G (4,85 % ± 0,98 ), este mostró una alta correlación (R = 0,935 ; R2 = 0,874 EPE = 1,01 ) y baja amplitud dentro de los límites de concordancia con el 95% (3,84 %) por B&A en comparación con la DEXA. Por lo tanto, esta ecuación demostró ser adecuada para la predicción de %G en TKDA, desde que corrigida mediante la siguiente ecuación de ajuste [ %G (DEXA) = 1,64 + 1,24 • %G (eq 4)] generada mediante regresión lineal.

Bases neurais e metabólicas da fadiga durante o exercício / Neural and metabolic bases of the fatigue during the exercise

A proposta deste estudo foi realizar uma revisão de literatura sobre as possíveis causas da fadiga durante o exercício e seus principais locais de manifestação. A fadiga tem etiologia multifatorial, porém é um fator limitante do desempenho físico e sua origem depende do tipo, intensidade e duração do exercício; tipo de fibra recrutada; grau de aptidão individual e pode ser dividida em central e periférica. Os principais locais de manifestação analisados foram o Sistema Nervoso Central, unidade motora, sarcolema, túbulos T, retículo sarcoplasmático e as pontes cruzadas. Sendo que as principais causas pesquisadas foram a hipoglicemia; o aumento na razão triptofano livre/ aminoácidos neutros; nível de amônia cerebral; depleção parcial do ATP-CP; falhas na bomba de sódio e Potássio, junção neuromuscular, sarcolema, túbulos T e retículo sarcoplasmático; acúmulo de metabólitos; atividade enzimática; e não menos importante o estresse oxidativo. Estes mecanismos são caracterizados por alteração na produção de força requerida em conseqüência da deterioração de um ou de vários processos responsáveis pela excitação-contração-relaxamento muscular.

The aim of this study was to review the literature on the possible causes of the fatigue during theexercise and its main places of manifestation. The fatigue has multifatorial etiology, however it is a limit factor of thephysical performance and its origin depends on the type, intensity and duration of exercise; type of enlisted fiber; degree ofindividual aptitude and can be dived in central and peripheral. The main analyzed place of manifestation had been theCentral Nervous System, motor unit, sarcolema, T-tuble, sarcoplasmatic reticulum and the crossed bridges. Being that themain searched causes had been the hypoglycemia; the increase in the reason free triptofano / neural amino acids; cerebralammonia level; partial depletion of the ATP-CP; imperfections in the bomb of Sodium and Potassium, neuromuscularjunction, sarcolema, T-tubles and sarcoplasmatic reticulum; metabolites accumulation of enzymatic activity and did not less important the oxidative stress. These mechanisms are characterized by alteration in force production required inconsequence of the deterioration of one or some responsible processes for the muscular excitement-contraction-relaxation.