Função Muscular Obtida com Ultrassonografia em Modo de Movimento e Eletromiografia de Superfície durante o Exercício de Resistência do Núcleo

Summary

Este protocolo usa ultrassom de modo de movimento e eletromiografia de superfície simultaneamente para medir a função muscular do núcleo. A espessura muscular e a ativação dos estabilizadores locais (por exemplo, abdome transversal, oblíquo interno) e dos movimentadores globais (por exemplo, oblíquo externo) são alcançáveis durante pontos de tempo específicos da prancha lateral e exercícios de insetos mortos.

Abstract

O ultrassom em modo de movimento (modo M) permite que pesquisadores e médicos meçam a mudança da espessura muscular ao longo do tempo. A espessura muscular pode ser medida entre as bordas fasciais em um determinado ponto de tempo durante um exercício. Este ponto de tempo selecionado produz uma imagem unidimensional, resultando em observação ao vivo e em tempo real da anatomia. O ultrassom usado durante o movimento funcional pode ser referido como ultrassom dinâmico; isso é viável e confiável com o uso de um transdutor linear, correia elástica e bloco de espuma para garantir a colocação consistente do transdutor. A parede abdominal lateral é comumente investigada usando ultrassom devido à natureza sobreposta dos músculos. A eletromiografia de superfície (EMGs) pode complementar a imagem de ultrassom em modo M porque mede a representação elétrica da ativação muscular. Há evidências mínimas usando ultrassonografia de modo M e EMGs simultaneamente durante o exercício do núcleo. Os exercícios que desafiam a musculatura do núcleo envolvem tanto retenções isométricas (por exemplo, prancha lateral), quanto movimentos oscilatórios das extremidades (por exemplo, percevejo morto). Neste estudo, ambos os instrumentos serão utilizados simultaneamente para medir a função muscular central durante o exercício. As medições de ultrassom serão obtidas usando um transdutor linear e uma unidade de ultrassom, e as medições de EMGs serão adquiridas de um sistema de EMGs sem fio. Para fazer comparações entre os participantes e os exercícios, serão utilizados métodos de normalização utilizando posições estáticas de início de exercício para ambos os instrumentos. Uma razão de ativação será usada para ultrassom e calculada dividindo a espessura contraída (espessura durante um ponto de tempo do exercício) pela espessura descansada (posição inicial). A espessura muscular será medida em centímetros da borda fascial inferior superior até a borda fascial inferior superior. Esses métodos visam oferecer uma medição inovadora e prática da função muscular com ultrassom modo-M e EMGs durante os exercícios de resistência do núcleo.

Introduction

A parede abdominal lateral é composta pelo abdome transversal, oblíquo interno e oblíquo externo¹. A parede abdominal lateral contrai-se concêntrica, excentricamente e isometricamente para suportar as forças colocadas sobre o corpo¹. A cocontração desse grupo muscular proporciona estabilização do centro do corpo humano ^2,3. Esses músculos são importantes durante a prevenção e reabilitação de lesões de membros inferiores, pois a má função do tronco está associada ao aumento da adução do quadril e do joelho em valgo, que são fatores de risco para lesões dos membros inferiores ^4,5. Concentrar-se no fortalecimento e aumento da resistência muscular da musculatura central não apenas diminui os fatores de risco para os membros inferiores, mas também pode diminuir a dor lombar⁶. Recentemente, tem sido recomendado que indivíduos que sofrem de dor lombar aguda e crônica incluam o fortalecimento do tronco, a resistência e a ativação muscular específica do tronco em sua reabilitação⁶. Um exemplo de ativação muscular específica do tronco é o direcionamento de músculos do tronco isolados ou agrupados usando a cocontração para restaurar o controle ou aumentar a coordenação da região lombopélvico-do quadril⁶.

Duas maneiras de medir objetivamente a função muscular são o uso de ultrassom de modo de movimento (modo M) e eletromiografia de superfície (EMGs). O ultrassom modo-M fornece uma visualização em tempo real do movimento muscular e da fáscia durante um tempo gravado, que pode exibir o início e a extensão do movimento⁷. A distância entre a borda fascial inferior superior e a borda fascial superior inferior são medidas em um momento selecionado para obter a espessura muscular. A espessura muscular durante um ponto de tempo específico de um exercício pode ser dividida pela espessura de repouso para alcançar uma relação de ativação⁸. A EMGs fornece informações sobre a ativação e fadiga muscular, pois a saída pode ser comparada à contração máxima do músculo⁹. Esses dois instrumentos e métodos têm sido utilizados anteriormente para medir o início da ativação muscular do quadril durante uma variedade de exercícios em indivíduos saudáveis e lesionados¹⁰. Os exercícios que têm como alvo o tronco, e especificamente a parede abdominal lateral, são a prancha lateral e o percevejo morto^11,12,13. A prancha lateral é realizada em uma posição deitada lateral com o cotovelo diretamente abaixo do ombro e antebraço no chão, os quadris são levantados do chão até que a coluna esteja em uma posição neutra. Os joelhos são estendidos e os pés são colocados um em cima do outro⁹ (Figura suplementar 1). O inseto morto é realizado em decúbito dorsal com os dois braços retos acima e os quadris e joelhos flexionados em um ângulo de 90°. O exercício começa quando um braço é flexionado acima da cabeça e a perna contralateral se estende. O braço e a perna opostos permanecem em posição neutra e, em seguida, flexionam e estendem quando o braço e a perna em movimento originais retornam à posição neutra¹³ (Figura suplementar 2 e Figura suplementar 3).

A ativação do oblíquo externo tem variado de 37% a 62% da contração isométrica voluntária máxima (CIVM) durante a prancha lateral^11,12,14. Durante o bug morto, a ativação do oblíquo externo foi registrada entre 20% a 30% da CIVM para apenas cinco repetições do exercício¹⁵. O abdome oblíquo interno e transversal, os músculos abdominais mais profundos da parede abdominal lateral, ativam entre 22% a 28% da CIVM durante a prancha lateral^12,14. Devido à natureza sobreposta do abdome oblíquo interno e transverso, os dois músculos foram combinados durante a coleta de EMGs¹⁴. Uma limitação da EMGs é o crosstalk de músculos adjacentes, onde o sensor EMGs pode estar produzindo uma saída de um músculo diferente, resultando em uma falsa compreensão da ativação¹⁶. As medidas de espessura muscular obtidas com ultrassonografia podem ser utilizadas para mitigar essa limitação, sendo essa medida viável durante exercícios de tronco, como os porões isométricos citados anteriormente¹⁷.

A espessura muscular da parede abdominal lateral foi registrada durante a prancha lateral como uma magnitude absoluta de diferença entre a espessura contraída e a espessura descansada. No ponto de tempo de 30 s de uma prancha lateral, a espessura muscular do oblíquo interno e do oblíquo externo aumentou 0,526 mm e 0,205 mm, respectivamente¹⁷. Essas medidas foram registradas em ultrassom de modo de brilho em um ponto de tempo durante a prancha lateral. A ultrassonografia modo-B é comumente realizada para avaliar antes e depois das imagens; no entanto, esse método só permite a medição em dois pontos de tempo¹⁸. O ultrassom modo-M proporciona maiores vantagens em relação ao ultrassom modo-B, pois pode detectar o início da ativação muscular, bem como a espessura muscular durante a totalidade do exercício, com qualquer ponto de tempo capaz de ser selecionado para a medição¹⁸. Portanto, o objetivo geral do protocolo atual é fornecer uma medição inovadora e prática da função muscular com ultrassom modo-M e sEMG durante os exercícios de resistência do núcleo. Isso é benéfico para pesquisadores e clínicos entenderem como os músculos funcionam durante a duração de um exercício, especialmente de natureza de resistência, em oposição a uma medição isolada em um único ponto de tempo.

Protocol

Todos os participantes humanos forneceram consentimento informado. O protocolo fez parte de um estudo aprovado pelo Conselho de Revisão Institucional da Universidade da Flórida Central. Os critérios de inclusão incluíram idades entre 18 e 45 anos e fisicamente ativas de acordo com as diretrizes da ACSM (30 min de atividade moderada a vigorosa 5 dias por semana)19. Os critérios de exclusão incluíram lombalgia no último ano, dor ou lesão atual no quadril, membros superiores ou inferiores, …

Representative Results

As medidas de ultrassonografia e EMGs durante a posição estática de início do exercício estão representadas na Tabela 2. Esses números serão usados como denominador ao calcular a taxa de ativação. Os valores de espessura do oblíquo externo, oblíquo interno e transverso do abdome durante os primeiros 5 s, últimos 5 s e duração total (60 s) estão na Tabela 3. Esses números são divididos pelos números da Tabela 2. Os valores de EMGs normalizados para est?…

Discussion

A ultrassonografia modo-M proporciona o início do movimento do tecido muscular e a alteração da espessura muscular durante a observação em tempo real da anatomia durante um tempo selecionado²¹. O ultrassom de modo M combinado com EMGs fornece uma compreensão geral da função muscular, incluindo representação elétrica e observação visual. Esses instrumentos podem ser usados em conjunto durante o exercício para fornecer aos pesquisadores uma compreensão global da função muscular.

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Materials

Alcohol prep pads	Henry Schein	HS1007
Amazon Basics 1/2- Inch Extra Thick Exercise Yoga Mat	Amazon	YM2001BK
Delsys Trigno Sensor Adhesive Interface, 4-Slot	Delsys	SC:F03
Delsys Trigno Wireless System	Delsys	T03-A16014
Galaxy Tablet S5e	Samsung	SM-TS20N
GE NextGen Logig e Ultrasound Unit	GE Healthcare	HR48382AR
Linear Array Probe	GE Healthcare	H48062AB
Trigno Avanti sensors	Delsys	T03-A16014