Bestemmelse af Elektromyografisk Træthed Threshold Efter et enkelt besøg Motion Test
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
Teoretisk er den elektromyografisk (EMG) træthed grænse er den træningsintensitet en person kan opretholde det uendelige uden behovet for at rekruttere flere motoriske enheder, som er forbundet med en stigning i EMG amplitude. Selvom forskellige protokoller er blevet anvendt til at estimere EMG træthed tærskel de kræver flere besøg, som er upraktisk for et klinisk miljø. Her præsenterer vi en protokol til at estimere EMG træthed tærsklen for cyklus ergometri som kræver et enkelt besøg. Denne protokol er enkel, praktisk, og afsluttes inden for 15-20 min, derfor har potentialet til at blive oversat til et værktøj, som klinikere kan bruge i motion recept.
Introduction
Overflade elektromyografi (EMG) er en ikke-invasiv metode studere motorenhed rekruttering under isometrisk 1-3, isokinetisk 4-6, eller kontinuerlig 7-10 muskel handling. Amplituden af EMG signal repræsenterer muskel aktivering, som består af antallet af motoriske enheder aktiveres, afbrændingstakten af de motoriske enheder eller begge 11. Begrebet EMG træthed tærskel anvendes til at indikere den højeste arbejdsbyrde i hvilken en person kan udøve på ubestemt tid uden en stigning i EMG amplitude 8.
Det er vigtigt at kortvarigt diskussion oprindelsen af EMG træthed tærskel. Den oprindelige undersøgelse fra Vries et al. 12 involverede en protokol, der bestod af flere (normalt 3-4) diskontinuerlige arbejde anfald, hvor EMG amplitude blev plottet mod tid for hver arbejde kamp. Udgangseffekten blev derefter plottes versus hældning koefficienter fra EMG amplitude versus tid rela hæng, og derefter ekstrapoleret til nul hældning (y-skæringspunkt) 12. Forfatterne 12 oprindeligt kaldt denne protokol den fysiske arbejdskapacitet på tærsklen træthed (PWCFT). I en anden undersøgelse, de Vries et al. 13 anvendes ofte afbrudte anfald, men anvendes lineær regression for at finde den første effekt, der resulterede i en betydelig hældning for EMG amplitude versus tid forhold. Forfatterne 13 også kaldet protokollen den PWCFT, skaber en vis forvirring i litteraturen. I en efterfølgende artikel, de Vries et al. 14 ændret deres tidligere protokol 13 og udviklet en kontinuerlig inkrementel protokol. EMG amplitude blev plottet mod tiden for hver udgangseffekt og den PWCFT blev defineret som gennemsnittet af den højeste effekt, der resulterede ikke i nogen ændring i EMG amplitude over tid og den laveste effekt, der resulterede i en stigning i EMG amplitude over tid 14 .
ent "> Det skal bemærkes, at udtrykket PWC blev oprindeligt introduceret i slutningen af 1950'erne 15,16 og er synonymt med et væld af litteratur (fortid, nutid, og på tværs af forskellige lande) undersøgelse aerobe kapacitet ved en given belastning 17. Desuden begrebet bruges i det ergonomiske og industrielle litteratur, som fokuserer på dag-til-dag produktivitet arbejdstagere, der udfører gentagne handlinger under otte timer arbejdsdage som individer i en samlefabrik 18.Udtrykket EMG træthed tærskel blev oprindeligt anvendt af Matsumoto og kolleger 19, efter at de ændret Vries 12 protokol, hvor udgangseffekten versus hældning koefficienterne for EMG amplitude versus tid forholdet plottes og ekstrapoleres til det punkt nul hældning. For nylig, Guffey et al. 20 og Briscoe et al. 8 anvendes fremgangsmåden ifølge de Vries et al. 14 og terminologi Matsumoto et enl. 19 til operationelt definere EMG træthed tærskel. Bevæger sig fremad, anbefaler vi, at udtrykket EMG træthed tærskel anvendes. Således er EMG amplitude versus tid forholdet afbildet for hver effekt og derefter analyseret ved anvendelse af lineære regressionsanalyser (figur 1). For at estimere EMG træthed tærskel, den højeste effekt med en ikke-signifikant (p> 0,05) hældning og den laveste effekt med en signifikant (p <0,05) hældning er identificeret og derefter gennemsnittet beregnes 14. Denne protokol er enkel, praktisk og afsluttet inden for 15-20 min. Desuden kan den trinvise sats moduleres baseret på den enkeltes niveau af sædvanlige fysisk aktivitet, og derfor har potentielle anvendelsesmuligheder i kliniske indstillinger.
Protocol
Representative Results
Discussion
Vi her præsenterer en metode til bestemmelse af neuromuskulær træthed i quadriceps femoris muskler til dynamisk øvelse. Denne fremgangsmåde tilvejebringer en enkel og ikke-invasiv metode til ved hjælp af overflade EMG. Desuden alsidigheden ved denne metode er, at forskerne kan tilpasse det til andre transportformer motion som løbebånd 20.
Teoretisk, for intensiteter på eller under EMG træthed tærsklen deltageren skal kunne opretholde øvelsen workbout ubestemt tid …
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).
