Relationship between upper and lower limbs muscle explosive strength with the vastus lateralis and biceps brachii architecture / Correlação entre a força muscular explosiva dos membros superiores e inferiores com a arquitetura do vasto lateral e do bíceps braquial / Correlación entre la fuerza muscular explosiva de las extremidades superiores e inferiores con la arquitectura del vasto lateral y el bíceps braquial

ABSTRACT We aimed to assess upper and lower limbs explosive strength, and its correlation with biceps brachii (BB) and vastus lateralis (VL) architecture. Absolute and maximum torque normalized rate of torque development (RTD) were measured from isometric elbow flexion (EF) and knee extension (KE). BB and VL architectures were assessed by ultrasound. Absolute RTD of KE was higher (129-272%), although normalized RTD was higher in EF (80-21%). The absolute RTD was correlated to muscle thickness only in the BB (r=.39-46). No relationship was found between muscle architecture and normalized RTD. In conclusion, the higher RTD from KE seems to be due to their greater strength. Only the muscle architecture could not explain the differences found in the RTD.

RESUMO Nosso objetivo foi avaliar a força explosiva de membros superiores e inferiores e a sua correlação com a arquitetura do bíceps braquial (BB) e vasto lateral (VL). A taxa de desenvolvimento de torque (TDT) absoluta e normalizada pela força máxima foi medida na flexão de cotovelo (FC) e extensão de joelho (EJ). A arquitetura do BB e do VL foi avaliada por ultrassonografia. A TDT absoluta de EJ foi maior (129-272%), mas a TDT normalizada foi maior na FC (80-21%). A TDT absoluta foi correlacionada com a espessura do BB (r=.39-46). A TDT normalizada não foi correlacionada à arquitetura muscular. Concluindo, a TDT superior da EJ parece causada pela maior força máxima. Apenas a arquitetura muscular não parece explicar a diferença na TDT.

RESUMEN Nuestro objetivo era evaluar la fuerza explosiva de los miembros superiores y inferiores y su correlación con la arquitectura del bíceps braquial (BB) y vasto lateral (VL). Se medio la tasa de desarrollo de torque (TDT) absoluta y normalizada por la fuerza máxima in la flexión de codo (FC) e extensión de rodilla (ER). La arquitectura del BB y VL fue evaluada por ultrasonido. La TDT absoluta de ER fue mayor (129-272%), pero la TDT normalizada fue mayor en la FC (80-21%). La TDT absoluta se correlacionó con el grosor del BB (r=.39-46). La TDT normalizada no se correlacionó con la arquitectura. En conclusión, la TDT superior del ER parece estar causado por la mayor fuerza máxima. La arquitectura muscular sola no parece explicar la diferencia en la TDT.

Variação aguda não uniforme da espessura muscular ao longo do peitoral maior em resposta ao supino reto em homens treinados / Non-uniform acute variation among pectoralis major's muscle thickness after bench press in trained men / Variación aguda no uniforme del espesor muscular al largo del pectoral mayor en respuesta al press de banca en hombres entrenados

O objetivo do estudo foi comparar a variação da espessura muscular (EM) ao longo do peitoral maior (PM) após três séries de 8 a 12 repetições máximas de supino reto. A amostra foi composta por 12 homens treinados. O comportamento da EM foi avaliado pré e imediatamente após a realização do exercício através de ultrassonografias, em três sítios do feixe esternal do PM: medial (próximo ao esterno), central e lateral (próximo ao úmero). Como resultado, o sítio medial apresentou variação relativa da EM de 14,78%, o central de 11,83% e o lateral de 10,04%, com diferença significativa apenas entre o sítio medial quando comparado ao lateral (p=0,036). Tal efeito pode estar relacionado a maior ativação do trecho medial do PM durante o supino reto ou pela específica morfologia do PM.

The aim of this study was to compare the variation of muscle thickness (MT) over the pectoralis major muscle (PM) after 3 sets of 8 to 12 repetitions of bench press. The sample was consisted of 12 trained men. Ultrasound images were acquired, to analyze the MT behavior, at three sites of the PM's sternal head: medial, central and lateral. The medial site had a MT relative variation of 14.78%, the central one of 11.83% and the lateral one of 10.04%, with a statistical difference observed only between the medial site when compared to the lateral site (p = 0.036); The possible cause of these effects might be related to a possible greater activation of the medial site during the bench press or due to PM's morphology. We conclude that the PM shows heterogeneous MT acute variation.

El objetivo del estudio fue comparar la variación de la espesura muscular (EM) a lo largo del pectoral mayor (PM) después de tres series de 8 a 12 repeticiones de press de banca. El comportamiento de la EM fue evaluado pre e inmediatamente después de la realización del ejercicio con ultrasonografías, en tres sitios de la cabeza esternal del PM: medial (cerca del esternón), central y lateral (cerca del húmero). Como resultado, el sitio medial presentó 14,78% de variación relativa de la EM, el central 11,83% y el lateral 10,04%, con diferencia significativa apenas entre el sitio medial cuando comparado al lateral (p = 0,036) . Este efecto puede estar relacionado con la mayor activación del sitio medial del PM durante el press de banca o por la morfología del PM.

Vastus lateralis muscle architecture to estimate knee extension moment of older individuals / Arquitetura do músculo vasto lateral para estimar o momento de extensão do joelho de indivíduos idosos / Arquitectura de los vasto lateral para estimar el momento de la extensión de la rodilla de las personas ancianas

The aim of this study was to compare the knee extension moment of older individuals with the muscle moment estimated through a biomechanical model. This was accomplished by using (1) the specific muscle architecture data of individuals, and (2) the generic muscle architecture available in the literature. The muscle force estimate was determined using a model with the muscle architecture from cadavers and the individual vastus lateralis muscle architecture of sixteen older volunteers. For the muscle moment comparison, all of the volunteers performed maximal voluntary isometric contractions (MVIC) in five different knee extension position angles. The architectural data was acquired using both resonance and ultrasound imaging. Both estimated muscle moments (generic and individual) were higher than the experimental. The architecture of the other vastii may be necessary to make the model more accurate for the older population. Although other factors inherent to ageing, such as co-contractions, fiber type percentage, and passive forces are not considered in the model, they could be responsible for the differences between moments in older people.

O objetivo deste estudo foi comparar o momento de extensão do joelho de idosos com momento muscular estimado por modelo biomecânico, utilizando (i) arquitetura muscular específica dos indivíduos e (II) arquitetura muscular genérica disponível na literatura. Para a estimativa da força muscular foi utilizado um modelo com a arquitetura muscular de cadáveres, e também com a arquitetura do vasto lateral de dezesseis voluntários idosos. Para a comparação todos voluntários realizaram contrações isométricas voluntárias máximas em cinco ângulos. Os dados de arquitetura foram adquiridos por meio de ultrassonografia e por ressonância magnética. Ambos os momentos estimados (genéricos e individuais) foram maiores do que experimental. A arquitetura dos outros músculos do quadríceps pode ser necessária para modelo ser mais preciso para a população idosa. Outros fatores inerentes ao envelhecimento não foram considerados no modelo, como cocontrações, tipagem de fibras e forças passivas, e devem ser responsáveis pelas diferenças entre os momentos.

El objetivo de este estudio fue comparar el torque extensión de la rodilla de ancianos con torque muscular estimado por modelo biomecánico, usando (i) la arquitectura muscular específica de los individuos y (II) (II) la arquitectura muscular genérica disponible en la literatura. Para la estimación de la fuerza muscular se utilizó un modelo con arquitectura muscular de cadáveres, y también con la arquitectura del vasto lateral de dieciséis voluntarios ancianos. Para la comparación todos los voluntarios realizaron contracciones isométricas voluntarias máximas en cinco ángulos. La arquitectura fue adquirida por ecografía y por resonancia magnética. Ambos las torques estimadas (genéricas y individuales) fueron mayores que el experimental. La arquitectura de los otros músculos de los cuádriceps puede ser necesaria para hacer el modelo más preciso para la población anciana. Otros factores inherentes envejecimiento no se consideran en el modelo, como co-contracciones, el tipo de fibra y fuerzas pasivas, y deben ser responsables de las diferencias entre las torques.

Efeito agudo de saltos intermitentes na arquitetura muscular do Vasto Lateral em atletas de voleibol / Acute effect of intermittent jumps on the Vastus Lateralis muscle architecture in volleyball players

O aumento do ângulo de penação de fibras musculares durante contração causa uma redução da geração de força do músculo. O objetivo deste estudo foi verificar a relação entre o ângulo de penação do músculo Vasto lateral (VL) com o rendimento em um teste de saltos verticais intermitentes. Foi testado um grupo de 18 atletas do sexo masculino da Confederação Brasileira de voleibol do Exército Brasileiro. Duas imagens longitudinais do VL, a 50% do comprimento da coxa, foram adquiridas com um Ultrassom modo-B. Posteriormente, os indivíduos realizaram um teste único do tipo Counter Movement Jump para avaliar a altura máxima do salto vertical. A tarefa de saltos verticais intermitentes compreendeu quatro séries de 15 segundos de saltos máximos. Imediatamente após a tarefa, duas imagens do ângulo de penação foram novamente adquiridas na mesma região. Duas medidas do ângulo de penação foram feitas em cada imagem, totalizando oito medições por indivíduo. Os resultados mostraram que houve redução significativa da altura dos saltos no decorrer da tarefa (35,77 ± 4,67 cm; 31,94 ± 4,51 cm; 27,04 ± 3,93 cm e 22,60 ± 3,66 cm para os intervalos de 0-15 s, 15-30 s, 30-45 s e 45-60 s, respectivamente). O ângulo de penação do VL não apresentou diferença significativa antes e após a realização da tarefa (12,72 ± 2,26º e 13,71 ± 3,40º, respectivamente). A correlação de Pearson entre as medidas do ângulo de penação no pré e pós teste intermitente e entre as alturas em todos os intervalos foram fracas (0,034

Increased pennation angle of the muscle fibers during contraction causes a reduced muscle force generation. The aim of this study was to investigate the relationship between the pennation angle of the vastus lateralis muscle (VL) with the performance of an intermittent vertical jumps test. We tested a group of 18 male athletes of the Brazilian Army Confederation of Volleyball. Two longitudinal images of the VL, at 50% of thigh length were acquired with a B-mode ultrasound. Soon after, subjects performed a Counter Movement Jump test to evaluate the maximum vertical jump height. The intermittent vertical jumps test comprised four sets of 15 s maximum jumps. Immediately after, the two images of the pennation angle were again obtained in the same region. Two pennation angle measurements were made in each image, totaling eight measurements per individual. The results of this study showed that there was a significant reduction of the jumps heights (35.77 ± 4.67 cm; 31.94 ± 4.51 cm; 27.04 ± 3.93 cm and 22.60 ± 3 66 cm intervals for 0-15 s, 15-30 s, 30-45 s and 45-60 s, respectively). The VL pennation angle did not present a significant difference before and after the test (12.72 ± 2.26 ° and 13.71 ± 3.40º respectively). The Pearson correlation between the pennation angle measurements before and after the intermittent test and among the heights in all intervals were weak (0.034

Confiabilidade das medidas de arquitetura do músculo Vasto Lateral pela ultrassonografia / Reliability of the measurements of architecture of the Vastus Lateralis muscle by ultrasonography

As medidas de confiabilidade das análises da arquitetura muscular pela ultrasonografia são importantes referências para estudos aplicados de mecânica muscular. O objetivo deste estudo foi determinar a confiabilidade das medidas de espessura muscular (EM), ângulo de penação (AP) e comprimento da fibra (CF) do músculo Vasto Lateral (VL). As imagens de ultrassom foram obtidas em um grupo (N=14; 22 ± 1,75 anos) em duas visitas (sessenta medidas por indivíduo). Foi calculado o coeficiente de correlação intraclasse (CCI), coeficiente de variação (CV) e erro típico da medida (ETM). Os resultados demonstram alta confiabilidade: CCI AP (0,83 a 0,99), EM (0,96 a 0,99) e CF (0,80 a 0,99); CV AP (3,68 a 6,34%), EM (3,12 a 3,84%) e CF (3,98 a 6,33%) e ETM AP (0,18 a 0,59º); EM (0,014 a 0,15mm) e CF (0,07 a 1,47mm). Essas medidas devem ser consideradas em estudos que analisam o impacto na arquitetura muscular em programas de condicionamento do Vasto Lateral.

Reliability of the measurements of the muscle architecture variables by ultrasound are important references for applied studies of muscle mechanics. The aim this study was to analyze the reliability of measurements of Vastus Lateralis (VL) muscle thickness (MT), pennation angle (PA) and fiber length (FL). Ultrasound images were obtained in two days (N=14, 22 ± 1,75 years) with a total of sixty measurements in each subject. Reliability was determined by intraclass correlation coefficient (ICC), coefficient of variation (CV) and typical error of measurement (TEM). Results show high reliability: MT (0,96 a 0,99), PA (0,83 a 0,99) and FL (0,80 a 0,99) ICC; MT (3,12 a 3,84%), PA (3,68 a 6,34%) and FL (3,98 a 6,33%) CV; MT (0,014 a 0,15mm), PA (0,18 a 0,59º) and FL (0,07 a 1,47mm) TEM. These measures should be considered in studies of the impact of conditioning programs in the architecture of the vastus lateralis muscle.

Confiabilidade de medidas de arquitetura muscular do tríceps sural por ultrassonografia de imagem / Reliability of triceps surae muscle architecture measurements obtained with sonographic imaging

Há, atualmente, na literatura, poucas pesquisas de confiabilidade e validação da quantificação de parâmetros de arquitetura muscular por ultrassonografia (US), relatando informações importantes como o erro típico da medida (ETM) e o coeficiente de correlação intraclasse (ICC). O objetivo do estudo foi aplicar a técnica de US para quantificar as medidas de comprimento da fibra (CF) e ângulo de penação (AP) dos músculos gastrocnêmios e determinar a confiabilidade e a reprodutibilidade dessas medidas. Duas imagens de cada gastrocnêmio de 19 indivíduos jovens e saudáveis foram adquiridas com um equipamento de ultrassom modo-B (7,5MHz), em duas visitas. CF e AP foram medidos cinco vezes nas duas imagens de cada indivíduo, totalizando vinte medidas de cada parâmetro para cada participante. A confiabilidade do total das 760 medidas foi determinada através do coeficiente de variação (CV), ICC e ETM. O CV do CF variou de 1,67 a 4,44 por cento e do AP de 3,8 a 11,62 por cento. Todos os ICC se encontram no intervalo de grande confiabilidade, com exceção do valor referente à medida interdias do AP do gastrocnêmio medial (0,67). Os dois valores mais altos de ETM (3,1º e 3,7º) correspondem aos dois valores inferiores do ICC (0,67 e 0,83), referentes às medidas repetidas interdias dos gastrocnêmios. As medidas de CF dos gastrocnêmios medial e lateral apresentaram ETM de 2,17mm e 2,25mm, respectivamente. Os resultados obtidos demonstraram que a metodologia utilizada para medição de CF e AP realizada em imagens de ultrassom apresentou alta confiabilidade.

There are few studies in the literature concerning the reliability and validity of the quantification of muscle architecture parameters using ultrasound that also report important information such as typical error of measurement (TEM) and intraclass correlation coefficient (ICC). The aim of this study was to use ultrasound imaging to quantify fiber length (FL) and pennation angle (PA) of the gastrocnemius muscle and to determine the reliability and reproducibility of these measurements. Two images of each gastrocnemius of 19 young healthy subjects were acquired using ultrasound equipment (7.5 MHz), in two visits. FL and PA were measured five times on each image, for a total of twenty measurements of each parameter. The overall reliability of the 760 measurements was determined through coefficients of variation (CV), ICC and TEM. The CV of FL ranged from 1.67 to 4.44 percent and from 3.8 to 11.62 percent for the PA. All ICC were within the high reliability range, with the exception of the between-visits PA value of the medial gastrocnemius (0.67). The two highest TEM values (3.1º and 3.7º) correspond to the two lowest ICC values (0.67 and 0.83), referring to repeated between-visit measurements of the medial and lateral gastrocnemius. FL measurements of the medial and lateral gastrocnemius had a TEM of 2.17 and 2.25 respectively. The results showed that ultrasound-based measurement of FL and PA exhibits high reliability.