Fastställande av Elektromyografisk trötthetströskel Efter ett enda besök konditionstest
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
Teoretiskt är det elektromyografisk (EMG) trötthetströskel träningsintensitet en individ kan hålla på obestämd tid utan att behöva rekrytera fler motoriska enheter som är associerade med en ökning av EMG amplituden. Även om olika protokoll har använts för att uppskatta utmattningsgränsen EMG de kräver flera besök som är opraktiskt för en klinisk miljö. Här presenterar vi ett protokoll för att uppskatta EMG trötthetströskel för cykel ergometri som kräver ett enda besök. Detta protokoll är enkelt, bekvämt och avslutas inom 15-20 minuter, därför har potential att översättas till ett verktyg som kliniker kan använda i motion recept.
Introduction
Surface elektromyografi (EMG) är en icke-invasiv metod för att studera motorenhet rekrytering under isometrisk 1-3, isokinetiskt 4-6, eller kontinuerlig 7-10 muskelaktivitet. Amplituden av EMG-signalen representerar muskelaktivering som består av det antal motoriska enheter aktiverad eldhastighet av motorenheterna, eller båda 11. Begreppet utmattningsgränsen EMG används för att indikera den högsta arbetsbelastningen i vilken en individ kan utöva på obestämd tid utan en ökning av EMG amplituden 8.
Det är viktigt att kort diskussion ursprunget av utmattningsgränsen EMG. Den ursprungliga studien av et al. DeVries 12 involverade ett protokoll som bestod av flera (vanligen 3 till 4) diskontinuerliga arbets anfall, där EMG amplituden avsattes mot tiden för varje arbets matchen. Uteffekten därefter avsattes mot lutningen koefficienterna från EMG amplituden kontra tid rela lande, och extrapoleras därefter till noll lutning (y-axeln) 12. Författarna 12 ursprungligen kallas att protokollet fysisk arbetsförmåga vid utmattningsgränsen (PWCFT). I en annan studie, deVries et al. 13 används diskontinuerliga arbets anfall, men används linjär regression för att hitta den första uteffekt som resulterade i en betydande lutning för EMG amplituden som funktion av tiden relation. Författarna 13 kallas också att protokollet PWCFT, skapar viss förvirring i litteraturen. I en efterföljande artikel deVries et al. 14 ändrat sin tidigare protokoll 13 och utvecklat en kontinuerlig stegvis protokoll. EMG amplituden avsattes mot tiden för varje effekt och PWCFT definierades som genomsnittet av den högsta effekt som resulterade inte i någon förändring i EMG amplitud över tid och lägsta effekt som resulterade i en ökning av EMG amplitud över tiden 14 .
ENT "> Det bör noteras att termen PWC introducerades ursprungligen i slutet av 1950-talet 15,16 och är synonymt med en uppsjö av litteratur (dåtid, nutid och mellan olika länder) undersöka aerob kapacitet vid en given arbetsbelastning 17. Dessutom, termen används i den ergonomiska och industri litteratur som fokuserar på dag-till-dag produktivitet arbetstagare som utför repetitiva åtgärder under 8 timmars arbetsdag som individer i en monteringsanläggning 18.Termen EMG trötthetströskel ursprungligen användes av Matsumoto och kollegor 19 efter att de ändrade deVries 12 protokoll där uteffekten kontra lutningskoefficienterna i EMG amplituden som funktion av tiden relation plottas och extrapoleras till den punkt noll lutning. På senare tid, Guffey et al. 20 och al. Briscoe et 8 använt metoden för deVries et al. 14 och terminologi Matsumoto et all. 19 till operativt definiera trötthetströskel EMG. Framåt, rekommenderar vi att termen EMG trötthetströskel användas. Således är EMG amplitud mot tid förhållandet plottas för varje uteffekt och analyserades sedan med användning av linjära regressionsanalyser (fig 1). För att uppskatta EMG trötthetströskel, den högsta uteffekten med en icke-signifikant (p> 0,05) lutning och den lägsta uteffekten med en signifikant (p <0,05) lutning identifieras och sedan genomsnittet beräknas 14. Detta protokoll är enkelt, bekvämt och avslutas inom 15-20 minuter. Dessutom kan den inkrementella hastighet moduleras baserat på individens nivå av vanliga fysisk aktivitet, och har därför potentiella tillämpningar i kliniska inställningar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Presenterar vi här en metod för att bestämma neuromuskulär trötthet i quadriceps femoris muskler för dynamisk träning. Denna metod ger en enkel och icke-invasiv metod för att med hjälp av yta EMG. Dessutom är mångsidigheten hos denna metod som forskarna kan anpassa den till andra typer av träning som löpbandet 20.
Teoretiskt för nivåer vid eller under utmattningsgränsen EMG deltagaren ska kunna upprätthålla övningen workbout obestämd tid 12,13. E…
Disclosures
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).
