Déterminer le seuil électromyographique fatigue après un test d'exercice simple visite
Summary
This protocol describes the electromyographic fatigue threshold which demarcates between nonfatiguing and fatiguing exercise workloads. This information could be used to develop a more individualized training program.
Abstract
Théoriquement, l'électromyographie (EMG) seuil de fatigue est l'intensité de l'exercice un individu peut maintenir indéfiniment sans la nécessité de recruter davantage d'unités de moteur qui est associée à une augmentation de l'amplitude EMG. Bien que différents protocoles ont été utilisées pour estimer le seuil de fatigue EMG ils nécessitent plusieurs visites qui ne sont pas pratiques pour un environnement clinique. Ici, nous présentons un protocole pour estimer le seuil de fatigue EMG pour ergocycle qui nécessite une seule visite. Ce protocole est simple, pratique, et achevé dans 15-20 min, par conséquent, a le potentiel pour être traduit en un outil que les cliniciens peuvent utiliser dans la prescription d'exercice.
Introduction
L'électromyographie de surface (EMG) est une approche non invasive d'étudier le recrutement de moteur de l'appareil pendant 1-3 isométrique, isocinétique 4-6, ou continue l'action 7-10 musculaire. L'amplitude du signal EMG représente l'activation des muscles qui se compose du nombre d'unités motrices est activé, la vitesse de l'unité de mise à feu du moteur, ou les deux 11. Le concept du seuil de fatigue EMG est utilisé pour indiquer la plus haute charge de travail dans laquelle un individu peut exercer indéfiniment sans une augmentation de l'amplitude EMG 8.
Il est important de discussion brièvement l'origine du seuil de fatigue EMG. L'étude originale de Vries et al. 12 impliqué un protocole qui est composée de multiples (généralement 3 à 4) matchs de travail discontinus, où l'amplitude EMG a été tracée en fonction du temps pour chaque combat de travail. La puissance de sortie est ensuite tracée en fonction des coefficients de pente de l'amplitude EMG par rapport rela temps rela-, et extrapolée à zéro pente (l'ordonnée à l'origine) 12. Les auteurs 12 initialement appelés ce protocole la capacité de travail physique sur le seuil de la fatigue (PWCFT). Dans une autre étude, de Vries et al. 13 utilisé épisodes de travail discontinus, mais utilisé la régression linéaire pour trouver la première puissance de sortie qui a abouti à une pente importante pour l'amplitude EMG par rapport relation de temps. Les auteurs 13 aussi appelés ce protocole le PWCFT, créant une certaine confusion dans la littérature. Dans un article ultérieur, DeVries et al. 14 modifié leur protocole antérieur 13 et a développé un protocole incrémentale continue. L'amplitude EMG a été tracée en fonction du temps pour chaque puissance du moteur et la PWCFT a été définie comme étant la moyenne de la puissance de sortie la plus élevée qui a donné lieu à aucun changement dans EMG amplitude au fil du temps et la puissance de sortie la plus faible qui a abouti à une augmentation de l'amplitude au cours du temps EMG 14 .
ent "> Il convient de noter que le terme PWC a été initialement introduit dans la fin des années 1950 15,16 et est synonyme avec une pléthore de littérature (passé, présent, et entre les différents pays) d'examiner la capacité aérobie à une charge de travail donnée 17. En outre, le terme est utilisé dans la littérature ergonomique et industrielle qui se concentrent sur la productivité des travailleurs effectuant action répétitive pendant les jours de travail de 8 heures de jour en jour comme les personnes dans une usine d'assemblage 18.Le seuil de la fatigue de l'EMG terme a d'abord été utilisé par Matsumoto et ses collègues 19 après avoir modifié le 12 deVries protocole où la puissance de sortie par rapport coefficients de l'amplitude EMG par rapport relation de temps de pente sont tracées et extrapolée au point de pente nulle. Plus récemment, Guffey et al. 20 et Briscoe et al. 8 utilise la méthode de Vries et al. 14 et la terminologie de Matsumoto et unl. 19 pour définir opérationnellement le seuil de fatigue EMG. Aller de l'avant, nous recommandons que le terme seuil de fatigue EMG être utilisé. Ainsi, l'amplitude EMG par rapport à la relation de temps est tracée pour chaque puissance du moteur, puis analysée en utilisant des analyses de régression linéaire (figure 1). Pour estimer le seuil de fatigue EMG, la puissance de sortie la plus élevée avec un (p> 0,05) pente non significative et la plus faible puissance de sortie avec une réduction significative (p <0,05) la pente est identifié et ensuite la 14 moyenne est calculée. Ce protocole est simple, pratique, et achevé dans 15-20 min. En outre, le taux d'augmentation peut être modulé en fonction du niveau d'activité physique habituelle de l'individu, et a donc des applications potentielles dans les milieux cliniques.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous présentons ici une méthode pour déterminer la fatigue neuromusculaire dans les muscles quadriceps d'exercice dynamique. Cette méthode offre une approche simple et non invasive à l'aide de l'EMG de surface. En outre, la polyvalence de cette méthode est que les chercheurs puissent l'adapter à d'autres modes d'exercice comme le tapis roulant 20.
Théoriquement, pour des intensités égales ou inférieures au seuil de fatigue EMG le participant doit…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This project was funded by, in part, by start-up funds from Wayne State University to M.H. Malek.
Materials
| 839 E Monark cycle ergometer | Monark Exercise AB | 839 E | |
| Heart rate monitor | Polar | Polar H1 | |
| Laptop | Dell Inspiron | varies | any laptop computer with USB slots should work. |
| EMG amplifiers | BioPac Systems, Inc. | 100B | 100C are the latest version |
| Disposable EMG electrodes | BioPac Systems, Inc. | EL-500 | |
| Sandpaper | Home Depot | 9 in. x 11 in. 60 Grit course no-slip grip Advanced Sandpaper (3-Pack) |
References
- Hendrix, C. R., et al. Comparison of critical force to EMG fatigue thresholds during isometric leg extension. Medicine and science in sports and exercise. 41, 956-964 (2009).
- Herda, T. J., et al. Quantifying the effects of electrode distance from the innervation zone on the electromyographic amplitude versus torque relationships. Physiological measurement. 34, 315-324 (2013).
- Ryan, E. D., et al. Inter-individual variability among the mechanomyographic and electromyographic amplitude and mean power frequency responses during isometric ramp muscle actions. Electromyography and clinical neurophysiology. 47, 161-173 (2007).
- Beck, T. W., et al. The influence of electrode placement over the innervation zone on electromyographic amplitude and mean power frequency versus isokinetic torque relationships. Journal of neuroscience. 162, 72-83 (2007).
- Beck, T. W., Stock, M. S., DeFreitas, J. M. Time-frequency analysis of surface electromyographic signals during fatiguing isokinetic muscle actions. Journal of strength and conditioning research / National Strength, & Conditioning Association. 26, 1904-1914 (2012).
- Evetovich, T. K., et al. Mean power frequency and amplitude of the mechanomyographic signal during maximal eccentric isokinetic muscle actions. Electromyography and clinical neurophysiology. 39, 123-127 (1999).
- Blaesser, R. J., Couls, L. M., Lee, C. F., Zuniga, J. M., Malek, M. H. Comparing EMG amplitude patterns of responses during dynamic exercise: polynomial versus log-transformed regression. Scandinavian journal of medicine, & science in sports. In press, (2015).
- Briscoe, M. J., Forgach, M. S., Trifan, E., Malek, M. H. Validating the EMGFT from a single incremental cycling testing. International journal of sports medicine. 35, 566-570 (2014).
- Zuniga, J. M., et al. Neuromuscular and metabolic comparisons between ramp and step incremental cycle ergometer tests. Muscle. 47, 555-560 (2013).
- Mastalerz, A., Gwarek, L., Sadowski, J., Szczepanski, T. The influence of the run intensity on bioelectrical activity of selected human leg muscles. Acta of bioengineering and biomechanics / Wroclaw University of Technology. 14, 101-107 (2012).
- Basmajian, J. V., De Luca, C. J. . Muscles alive, their functions revealed by electromyography. , (1985).
- Vries, H. A., Moritani, T., Nagata, A., Magnussen, K. The relation between critical power and neuromuscular fatigue as estimated from electromyographic data. Ergonomics. 25, 783-791 (1982).
- Vries, H. A., et al. A method for estimating physical working capacity at the fatigue threshold (PWCFT). Ergonomics. 30, 1195-1204 (1987).
- Vries, H. A., et al. Factors affecting the estimation of physical working capacity at the fatigue threshold. Ergonomics. 33, 25-33 (1990).
- Astrand, I. The physical work capacity of workers 50-64 years old. Acta physiologica Scandinavica. 42, 73-86 (1958).
- Hettinger, T., Birkhead, N. C., Horvath, S. M., Issekutz, B., Rodahl, K. Assessment of physical work capacity. Journal of Applied Physiology. 16, 153-156 (1961).
- Smith, J. L., Karwowsk, W. . International encyclopedia of ergonomics and human factors. , (2006).
- Kenny, G. P., Yardley, J. E., Martineau, L., Jay, O. Physical work capacity in older adults: implications for the aging worker. American journal of industrial medicine. 51, 610-625 (2008).
- Matsumoto, T., Ito, K., Moritani, T. The relationship between anaerobic threshold and electromyographic fatigue threshold in college women. European journal of applied physiology. 63, 1-5 (1991).
- Guffey, D. R., Gervasi, B. J., Maes, A. A., Malek, M. H. Estimating electromygraphic and heart rate fatigue threshold from a single treadmill test. Muscle. 46, 577-581 (2012).
- Camic, C. L., et al. The influence of the muscle fiber pennation angle and innervation zone on the identification of neuromuscular fatigue during cycle ergometry. Journal of electromyography and kinesiology : official journal of the International Society of Electrophysiological Kinesiology. 21, 33-40 (2011).
