Muskelfunksjon oppnådd med bevegelsesmodus ultralyd og overflateelektromyografi under Core Endurance Exercise

Summary

Denne protokollen bruker bevegelsesmodus ultralyd og overflateelektromyografi samtidig for å måle muskelfunksjonen til kjernen. Muskeltykkelse og aktivering av de lokale stabilisatorene (f.eks. Tverrgående abdominis, indre skrå) og globale movers (f.eks. Ekstern skrå) er oppnåelig under bestemte tidspunkter for sideplanken og døde bugøvelser.

Abstract

Motion mode (M-mode) ultralyd gjør det mulig for forskere og klinikere å måle endringen av muskeltykkelse over tid. Muskeltykkelse kan måles mellom fascielle grenser på et gitt tidspunkt under en øvelse. Dette valgte tidspunktet gir et endimensjonalt bilde som resulterer i sanntids, levende observasjon av anatomi. Ultralyd brukt under funksjonell bevegelse kan refereres til som dynamisk ultralyd; Dette er mulig og pålitelig ved bruk av en lineær transduser, elastisk belte og skumblokk for å sikre konsekvent plassering av svingere. Den laterale bukveggen undersøkes ofte ved hjelp av ultralyd på grunn av musklenes overlappende natur. Overflateelektromyografi (sEMG) kan utfylle M-modus ultralydavbildning fordi den måler den elektriske representasjonen av muskelaktivering. Det er minimalt med bevis ved bruk av M-mode ultralyd og sEMG samtidig under kjerneøvelse. Øvelser som utfordrer kjernemuskulaturen involverer både isometriske hold (f.eks. Sideplanke), samt oscillerende ekstremitetsbevegelser (f.eks. Død insekt). I denne studien vil begge instrumentene bli brukt samtidig for å måle kjernemuskelfunksjonen under trening. Ultralydmålinger vil bli oppnådd ved hjelp av en lineær transduser og ultralydsenhet, og sEMG-målinger vil bli oppnådd fra et trådløst sEMG-system. For å gjøre sammenligninger mellom deltakere og øvelser, vil normaliseringsmetoder ved hjelp av statiske, treningsstartposisjoner for begge instrumentene bli brukt. Et aktiveringsforhold vil bli brukt til ultralyd og beregnes ved å dele den kontraherte tykkelsen (tykkelsen i løpet av et treningspunkt) med den uthvilte (startposisjonen) tykkelsen. Muskeltykkelse vil bli målt i centimeter fra den overlegne nedre fasciale grensen til dårligere overlegen fascial kant. Disse metodene tar sikte på å tilby en innovativ og praktisk måling av muskelfunksjon med M-modus ultralyd og sEMG under kjerne utholdenhetsøvelser.

Introduction

Den laterale bukveggen består av tverrgående abdominis, indre skrå og ekstern skrå¹. Den laterale bukveggen trekker seg konsentrisk, eksentrisk og isometrisk sammen for å motstå kreftene som er plassert på kroppen¹. Kokontraksjonen av denne muskelgruppen gir stabilisering av sentrum av menneskekroppen ^2,3. Disse musklene er viktige under forebygging og rehabilitering av skader i underekstremitetene fordi dårlig trunkfunksjon er forbundet med økt hofteadduksjon og knevalgus, som er risikofaktorer for skaderⁱ underekstremitetene ^4,5. Fokus på å styrke og øke muskulær utholdenhet i kjernemuskulaturen reduserer ikke bare risikofaktorer for underekstremitetene, men kan også redusere ryggsmerter⁶. Nylig har det blitt anbefalt at personer som lider av akutte og kroniske ryggsmerter, bør inkludere trunkforsterkning, utholdenhet og spesifikk trunkmuskelaktivering i rehabiliteringen⁶. Et eksempel på spesifikk trunk muskelaktivering er rettet mot isolerte eller grupperte trunkmuskler ved hjelp av kokontraksjon for å gjenopprette kontroll eller øke koordineringen av lumbopelvic-hip region⁶.

To måter å objektivt måle muskelfunksjon på er bruk av bevegelsesmodus (M-modus) ultralyd og overflateelektromyografi (sEMG). M-mode ultralyd gir en sanntidsvisualisering av muskel- og fasciabevegelse i løpet av en registrert tid som kan vise utbrudd og omfang av bevegelsen⁷. Avstanden mellom den overlegne nedre fasciale grensen og den nedre overlegne fasciale grensen måles på et valgt tidspunkt for å oppnå muskeltykkelse. Muskeltykkelse under et bestemt tidspunkt for en øvelse kan deles med hviletykkelse for å oppnå et aktiveringsforhold⁸. sEMG gir innsikt i muskelaktivering og tretthet, da utgangen kan sammenlignes med muskelens maksimale sammentrekning⁹. Disse to instrumentene og metodene har tidligere blitt brukt til å måle utbruddet av hoftemuskelaktivering under en rekke øvelser hos friske og skadde personer¹⁰. Øvelser som retter seg mot stammen, og spesielt den laterale bukveggen, er sideplanken og død insekt^11,12,13. Sideplanken utføres i en sideliggende stilling med albuen rett under skulderen og underarmen på bakken, hoftene heves fra bakken til ryggraden er i nøytral stilling. Knærne er forlenget, og føttene er plassert oppå hverandre⁹ (supplerende figur 1). Den døde insekten utføres i en liggende stilling med begge armene rett over og hofter og knær bøyd i en 90 ° vinkel. Øvelsen begynner når en arm er bøyd over hodet og det kontralaterale benet strekker seg. Motsatt arm og ben forblir i nøytral stilling og bøyes og strekker seg deretter ut når den opprinnelige bevegelige armen og benet går tilbake til nøytral posisjon¹³ (supplerende figur 2 og supplerende figur 3).

Aktiveringen av den eksterne skrå har blitt sett å variere fra 37% til 62% av maksimal frivillig isometrisk sammentrekning (MVIC) under sideplanken^11,12,14. Under den døde feilen er aktiveringen av den eksterne skrå registrert mellom 20% og 30% MVIC for bare fem repetisjoner av øvelsen¹⁵. Den indre skrå og tverrgående abdominis, de dypere bukemusklene i den laterale bukveggen, aktiveres mellom 22% og 28% MVIC under sideplanken^12,14. På grunn av den overlappende naturen til de indre skrå og tverrgående abdominisene, har de to musklene blitt kombinert under sEMG-samling¹⁴. En begrensning av sEMG er crosstalk fra tilstøtende muskler, hvor sEMG-sensoren kan produsere en utgang av en annen muskel, noe som resulterer i en falsk forståelse av aktivering¹⁶. Muskeltykkelsesmålinger oppnådd med ultralyd kan brukes til å redusere denne begrensningen, og denne målingen er mulig under trunkøvelser, for eksempel isometriske holder tidligere nevnt¹⁷.

Muskeltykkelsen på den laterale bukveggen er registrert under sideplanken som en absolutt størrelse på forskjellen mellom kontrahert tykkelse og uthvilt tykkelse. På 30-tallet av en sideplanke økte muskeltykkelsen på den indre skrå og ytre skrå med henholdsvis 0, 526 mm og 0, 205 mm, henholdsvis¹⁷. Disse målingene ble registrert i lysstyrkemodus ultralyd på et tidspunkt under sideplanken. B-modus ultralyd utføres ofte for å vurdere før og etter bilder; Denne metoden tillater imidlertid bare måling ved to tidspunkter¹⁸. M-mode ultralyd gir økte fordeler sammenlignet med B-modus ultralyd, da det kan oppdage utbrudd av muskelaktivering samt muskeltykkelse under hele øvelsen med et hvilket som helst tidspunkt som kan velges for måling¹⁸. Derfor er det overordnede målet med den nåværende protokollen å gi en innovativ og praktisk måling av muskelfunksjon med M-mode ultralyd og sEMG under kjerne utholdenhetsøvelser. Dette er gunstig for forskere og klinikere å forstå hvordan musklene fungerer gjennom hele treningen, spesielt av utholdenhet natur, i motsetning til en måling isolert til et enkelt tidspunkt.

Protocol

Alle menneskelige deltakere ga informert samtykke. Protokollen var en del av en studie godkjent av Institutional Review Board ved University of Central Florida. Inklusjonskriteriene inkluderte alderen 18 -45 år og fysisk aktiv i henhold til ACSM-retningslinjene (30 minutter med moderat til kraftig aktivitet 5 dager i uken)19. Eksklusjonskriterier inkluderte korsryggsmerter i løpet av det siste året, nåværende smerter eller skader i hofte-, øvre eller nedre ekstremiteter, ett års historie me…

Representative Results

Målingene av både ultralyd og sEMG i statisk treningsstartposisjon er representert i tabell 2. Disse tallene vil bli brukt som nevner ved beregning av aktiveringsforholdet. Tykkelsesverdiene for ekstern skrå, indre skrå og tverrgående abdominis i løpet av de første 5 s, siste 5 s og total varighet (60 s) er i tabell 3. Disse tallene er delt på tallene i tabell 2. SEMG-verdiene normalisert til statisk startposisjon i løpet av de første 5 s, siste 5 s og maksimal…

Discussion

M-modus ultralyd gir utbrudd av muskelvevsbevegelse og muskeltykkelsesendring under sanntidsobservasjon av anatomi over en valgt tid²¹. M-modus ultralyd kombinert med sEMG gir en samlet forståelse av muskelfunksjon, inkludert elektrisk representasjon og visuell observasjon. Disse instrumentene kan brukes sammen under trening for å gi forskere en global forståelse av muskelfunksjonen.

Spesifikk opplæring av ultralyd og sEMG-teknikker er nødvendig for å produsere p?…

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