ABSTRACT
Contextualização: A estimulação elétrica neuromuscular (EENM) é uma técnica bastante utilizada na área da reabilitação em fisioterapia, porém a instalação da fadiga ocorre de maneira mais rápida se comparada à contração voluntária. Na prática clínica, torna-se necessário monitorar a fadiga muscular em protocolos de EENM, visando adequar os parâmetros da corrente elétrica e prolongar o tempo de estimulação. OBJETIVOS: O objetivo deste estudo foi utilizar a mecanomiografia como meio de avaliação da fadiga muscular periférica durante a aplicação de um protocolo de EENM. MÉTODOS: Um sistema de aquisição de sinais mecanomiográficos (MMG) e um protocolo experimental foram desenvolvidos. Durante os ensaios in vivo com 10 voluntários, foram realizados testes de contração voluntária máxima (CVM) para extensão do joelho. Realizou-se uma fase de potencialização com contrações dinâmicas produzidas por EENM a 10 por cento da CVM (100 Hz, 400 µm) no músculo quadríceps femoral, e o protocolo de EENM propriamente dito ocorreu a 30 por cento da CVM (50 Hz, 400 µm). Simultaneamente, foram adquiridos os sinais de MMG RMS (amplitude) e MMG MPF (frequência) do músculo reto femoral e de torque (amplitude) para a extensão do joelho. RESULTADOS: A linha de tendência da MMG RMS foi descendente, indicando que a MMG RMS relaciona-se à amplitude do torque. Porém, a MMG MPF não teve uma boa correlação com o torque para este protocolo de EENM. CONCLUSÕES: A MMG pode ser aplicada simultaneamente à EENM, pois não ocorre interferência elétrica, e pode ser utilizada na realização de movimentos funcionais na contração muscular gerada por EENM. Artigo registrado no Australian New Zealand Clinical Trials Registry (ANZCTR) sob o número ACTRN12609000866202.
Background: Neuromuscular electrical stimulation (NMES) is a widely used technique for rehabilitation in physical therapy, however it causes muscle fatigue more rapidly than does voluntary contraction. In clinical practice, it becomes necessary to monitor muscle fatigue during NMES protocols to adjust the parameters of electrical current stimulation and, thus, increase stimulation time. OBJECTIVES: The aim of this study is to use mechanomyography (MMG) as a means of evaluating peripheral muscle fatigue during the execution of an NMES protocol. METHODS: An MMG signal acquisition system and an experimental protocol were developed. During in vivo tests, 10 participants performed maximal voluntary contractions (MVCs) for knee extension. A maximization phase was conducted with dynamic contractions generated by NMES at 10 percent of MVC (100 Hz, 400 µs) on the quadriceps muscle, and the main NMES protocol occurred at 30 percent of MVC (50 Hz, 400 µs). Simultaneously, MMG RMS (amplitude) and MMG MPF (frequency) signals of the rectus femoris and the knee extension torque were acquired. RESULTS: The tendency line of the MMG RMS was descendant, indicating that MMG RMS correlates with torque amplitude. However, MMG MPF did not show a significant correlation with torque for the present NMES protocol. CONCLUSIONS: MMG is a technique that can be simultaneously applied to NMES because there is no electrical interference and it can be used during functional movements in the NMES-generated muscle contraction. Article registered in the Australian New Zealand Clinical Trials Registry (ANZCTR) under the number ACTRN12609000866202.
ABSTRACT
Apesar da mecanomiografia (MMG) ser uma técnica com crescente destaque em investigações relativas ao fenômeno da contração muscular, poucos trabalhos se dedicaram a entender os possíveis efeitos de variáveis antropométricas no sinal de MMG. Portanto, o objetivo do estudo foi avaliar os efeitos da dobra cutânea e do perímetro do braço no comportamento do sinal de MMG nos domínios do tempo e da freqüência em diferentes níveis de contração isométrica. Participaram do estudo 21 indivíduos do sexo masculino (24,9 ± 7,8 anos) e 21 do feminino (20,7 ± 2,5 anos), todos destros. O protocolo experimental constou de um teste de contração voluntária máxima (CVM) que permitiu determinar cinco cargas percentuais administradas durante os testes de força (20 por cento, 40 por cento, 60 por cento, 80 por cento e 100 por cento da CVM). Um acelerômetro biaxial foi colocado sobre o ventre muscular do bíceps braquial direito. O sinal de MMG foi analisado nos domínios do tempo, mediante o comportamento da amplitude do sinal, por meio do cálculo da raiz média quadrática (valor RMS), e da freqüência, através da freqüência mediana (FM) calculada a partir do seu espectro de potência. Estes parâmetros foram extraídos a partir dos sinais gerados na direção X, perpendicular às fibras musculares. Foram também medidos os parâmetros antropométricos dobra cutânea biciptal (BD_DC_B) e perímetros de braço relaxado (BD_PR) e contraído (BD_PC) no terço médio do braço direito. Ambos os grupos apresentaram um comportamento decrescente da FM com o nível de contração. O valor RMS apresentou comportamento crescente com a carga para ambos os grupos. Houve diferenças estatisticamente significativas (p < 0,05) entre as variáveis antropométricas quando comparados os grupos. Sugere-se que o valor RMS, ao contrário da FM, que poderá sofrer atenuações por parte dos tecidos presentes na interface entre o músculo e o transdutor, seja mais consistente na discriminação da força muscular.
In spite of being a useful method on muscle contraction analysis, few studies have been dedicated to understand how some anthropometrical parameters can interfere in the mechanomyographic (MMG) signal properties. Therefore, the aim of this study was to evaluate the effects of skinfold thickness and arm circumference in the MMG signal behavior in the temporal and frequency domains at different levels of isometric contraction. Twenty-one males (24.9 ± 7.8 years) and 21 females (20.7 ± 2.5 years), all right-handed, participated in this study. Prior to the MMG signals collection, a maximum voluntary contraction test (MVC) was performed to further determine the five levels (20 percent, 40 percent, 60 percent, 80 percent and 100 percent of CVM) used during the tests. The two groups performed isometric contractions in the five different levels while MMG signal was collected from the right biceps brachii muscle by a biaxial accelerometer. The root mean square value (RMS), and the median frequency (MF) calculated from the MMG power spectrum were extracted from the MMG signals in X direction, which meant perpendicular to the muscle fibres direction. The bicipital skinfold thickness (BD_DC_B), and the circumference of the right arm, with and without contraction of elbow muscles flexors, have also been measured. The MF presented a decreasing behaviour with the increasing level of contraction; the RMS value followed an increasing pattern, though. There were significant statistical differences (p < 0.05) for the anthropometric variables between groups. It is suggested that the RMS value, differently from the MF, which can be disrupted by the tissues between the muscle and the transducer, should be better correlated with muscle force level.