Exploratory study of electromyographic behavior of the vastus medialis and vastus lateralis at neuromuscular fatigue onset / Estudo exploratório do comportamento eletromiográfico do músculo vasto medial e vasto lateral no início da fadiga neuromuscular / Estudio exploratorio de la conducta electromiográfica del vasto medial y vasto lateral en la aparición de fatiga neuromuscular

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...

Análise da reprodutibilidade de parâmetros no domínio da frequência do sinal EMG utilizados na caracterização da fadiga muscular localizada / Analysis of reliability of EMG signal frequency domain parameters used in the characterization of localized muscle fatigue

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.