تحديد عتبة Electromyographic التعب بعد واحدة زيارة ممارسة اختبار

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

من الناحية النظرية، وelectromyographic (EMG) عتبة التعب هو كثافة التمرين يمكن للفرد أن تحافظ إلى أجل غير مسمى دون الحاجة إلى توظيف المزيد من الوحدات الحركية التي ترتبط مع زيادة في السعة EMG. على الرغم من أن بروتوكولات مختلفة استخدمت لتقدير عتبة التعب EMG أنها تتطلب زيارات متعددة والتي هي غير عملي لإعداد سريرية. هنا، نقدم بروتوكول لتقدير عتبة التعب EMG للدورة قياس الدينمية التي تتطلب زيارة واحدة. هذا البروتوكول هو بسيطة ومريحة، وتكتمل في غضون 15-20 دقيقة، لذلك، لديه القدرة على أن تترجم إلى أداة الأطباء يمكن استخدامها في ممارسة وصفة طبية.

Introduction

العضلات السطحية (EMG) هو نهج موسع لدراسة توظيف المحرك وحدة خلال متساوي القياس ^{1-3، 4-6} isokinetic، أو العمل ^7-10 العضلات المستمر. اتساع إشارة EMG تمثل تنشيط العضلات التي تتكون من عدد من الوحدات الحركية تفعيلها، ومعدل اطلاق النار من الوحدات الحركية، أو على حد سواء ^11. يستخدم مفهوم عتبة التعب EMG للإشارة إلى أعلى عبء العمل التي يمكن للفرد أن يمارس لأجل غير مسمى دون زيادة في السعة EMG ^8.

من المهم مناقشة لفترة وجيزة أصل عتبة التعب EMG. الدراسة الأصلية التي deVries وآخرون. ¹² ينطوي على البروتوكول الذي يتكون من عدة (عادة 3-4) نوبات العمل المتقطعة، حيث تآمر السعة EMG مقابل الوقت لكل نوبة عمل. ثم تآمر انتاج الطاقة مقابل معاملات الانحدار من السعة EMG مقابل الوقت RELA tionship، ومن ثم استقراء إلى الصفر المنحدر (ص التقاطع) ^12. المؤلفين ¹² يطلق في الأصل أن بروتوكول القدرة على العمل البدني على عتبة التعب (PWCFT). في دراسة أخرى، deVries وآخرون. ¹³ استخدام نوبات العمل المتقطعة، ولكنها تستخدم الانحدار الخطي للعثور على أول انتاج الطاقة التي أدت إلى انحدار كبير في السعة EMG مقابل العلاقة لفترة. المؤلفين ¹³ يسمى أيضا أن بروتوكول PWCFT، وخلق بعض الارتباك في الأدب. في مقالة لاحقة، deVries وآخرون. ¹⁴ تعديل بروتوكول بهم في وقت سابق ¹³ ووضع بروتوكول الإضافي المستمر. وقد تآمر السعة EMG مع الزمن لكل انتاج الطاقة وتم تعريف PWCFT كمتوسط ​​أعلى انتاج الطاقة التي أسفرت عن أي تغيير في EMG السعة مع مرور الوقت وأدنى انتاج الطاقة التي أدت إلى زيادة في السعة EMG على مر الزمن ¹⁴ .

والأنف والحنجرة "> تجدر الإشارة إلى أن مصطلح قدم PWC أصلا في أواخر 1950s ^15،16 و هو مرادف مع عدد كبير من الأدب (الماضي والحاضر، وعبر مختلف البلدان) دراسة القدرة الهوائية في عبء العمل نظرا ^17. وعلاوة على ذلك، يستخدم هذا المصطلح في الأدبيات مريح والصناعية التي تركز على الإنتاجية يوما بعد يوم العمال الذين يؤدون العمل المتكرر خلال أيام العمل 8 ساعات مثل الأفراد في مصنع تجميع ^18.

تم استخدام عتبة التعب EMG المدى في البداية من قبل ماتسوموتو وزملاؤه ¹⁹ بعد أن تعديل بروتوكول deVries ¹² حيث يتم رسم انتاج الطاقة مقابل معاملات المنحدر من السعة EMG مقابل العلاقة الوقت واستقراء إلى نقطة الصفر المنحدر. وفي الآونة الأخيرة، Guffey وآخرون. ²⁰ وبريسكو وآخرون. ⁸ تستخدم طريقة deVries وآخرون. ⁽¹⁴⁾ ومصطلحات ماتسوموتو آخرون لل. ¹⁹ لتعرف عمليا على عتبة التعب EMG. التحرك إلى الأمام، ونحن نوصي بأن مصطلح عتبة EMG التعب استخدامها. وبالتالي، يتم رسم السعة EMG مقابل العلاقة الزمنية لكل انتاج الطاقة ومن ثم تحليلها باستخدام تحليلات الانحدار الخطي (الشكل 1). لتقدير عتبة التعب EMG، وهو أعلى انتاج الطاقة مع غير معنوي (p> 0.05) المنحدر وأدنى انتاج الطاقة مع معنوي (p <0.05) يتم تحديد المنحدر ومن ثم يتم حساب المتوسط ^​​14. هذا البروتوكول هو بسيطة ومريحة، وتكتمل في غضون 15-20 دقيقة. وعلاوة على ذلك، يمكن التضمين معدل تدريجي بناء على مستوى الفرد من النشاط البدني المعتاد، وبالتالي لديه التطبيقات المحتملة في المرافق الصحية.

Protocol

تمت الموافقة على جميع الإجراءات من قبل مجلس المراجعة المؤسسية جامعة الموضوعات الإنسان.

1. إعداد الساق والمشارك

1. لدينا المشارك لفة بعناية حتى السراويل من أجل المحطة المطلوبة. ثم الشريط قصيرا بحيث عضلات الفخذ تتعرض مجموعة العضلات ورسم خط حول منطقة يحتاج المشارك للحلاقة.
2. هام: هل لديك المشارك يحلق ساقهم قبل الاختبار بدلا من اليوم السابق وهذا يضمن أنه لا توجد stubbles التي قد تتداخل مع إشارة EMG.
3. بمجرد الانتهاء من المشاركين حلق المنطقة المرجوة من الساق، وتنظيف منطقة حلق مع فرك الكحول لضمان عدم وجود بقايا من هلام الحلاقة (أو كريم) التي يمكن أن تتداخل مع إشارة EMG.

2. قياس الساق لوضع قطب كهربائي

1. من أجل وضع القطب EMG على المتسعة الوحشية العضلات، وجعل FOقياسات النماذج التالية
   1. لدينا المشارك الوقوف في مواجهة مباشرة الباحث.
   2. موقع الفقري الأمامي الحرقفي متفوقة (ASIS) والجانب الوحشي من الرضفة. وASIS هو عظم الورك. جس ذلك عن طريق وضع اليد على جانبي البطن تحت السرة.
   3. مع شريط قياس، وقياس المسافة بين الموقعين المحددة أعلاه واتخاذ 2/3 من تلك القيمة على الخط من ASIS إلى الجانب الوحشي من الرضفة. ملاحظة: للمزيد من المعلومات بشأن وضع أقطاب كهربائية EMG يمكن العثور على SENIAM (العضلات السطحية للتقييم غير الغازية من العضلات) URL: http://www.seniam.org/

3. التنسيب من الأقطاب الكهربائية EMG

1. بعد أن تم تحديد موقع الوحشية المتسعة، واتخاذ أقطاب EMG (استخدام معظم الباحثين المتاحة تجاريا يمكن التخلص منها الأقطاب حج-AG الكلور) ومكان على مدى الوحشية المتسعة دون إزالة SH لاصقةدرع. ثم بالقلم بمناسبة المنطقة حيث الجزء هلام من القطب يجعل الاتصال مع العضلات. تأكد أن المسافة interelectrode 20 ملم مركز إلى مركز.
2. استخدام قطعة من ورق زجاج (60 الخشنة) للكشط بلطف هذين المجالين لإزالة الطبقة السطحية من الجلد. خلال هذا الوقت، اطلب من المشاركين مستواهم من عدم الراحة. وقف الكشط عندما يشير المشارك في المنطقة الدافئة.
3. تنظيف المناطق متآكل بمنشفة الذي قلل مع فرك الكحول أو مسحة الكحول. السماح للمنطقة على الساق لتجف قبل وضع أقطاب EMG.
4. وضع الأقطاب EMG على المواقع التي تم متآكل (الشكل 2). الحرص على عدم وضع أقطاب كهربائية على الشريط الحرقفي (الفرقة IT). اطلب من المشاركين أن يتعاقد العضلات الرباعية الرؤوس الفخذية من أجل جس الوحشية المتسعة. وضع أقطاب كهربائية على العضلات للتأكد من أنه ليس على الشريط تكنولوجيا المعلومات. ملاحظة: إذا كان أقطاب كهربائية على نطاق تكنولوجيا المعلومات، وإشارة WOU EMGأن قلل دينار عندما يطلب من المشاركين إلى الحد الأقصى العقد.
5. وضع القطب المرجعية (3 ^{الثالثة} الكهربائي) على موقع مرفق بوني مثل ASIS بالتالي لا تتدخل مع حركة الأطراف السفلية أثناء عملية نوبة.

4. فحص EMG الإشارة

1. قبل البدء في ممارسة اختبار، والتحقق من مقاومة interelectrode.
   ملاحظة: هذه الخطوة الحاسمة لأنه إذا كان إشارة لديها الكثير من الضجيج ثم البيانات EMG التي تم جمعها خلال اختبار ممارسة سوف تكون غير صالحة.
   1. لدينا المشارك الجلوس على كرسي وتوصيل EMG يؤدي إلى أقطاب كل منهما تعلق على الساق المشارك.
   2. في هذه المرحلة، يكون المشارك الاسترخاء الساق، وعدم وجود توتر في العضلات. ثم بعد حوالي 30 ثانية من الاسترخاء، ويكون المشارك الحد الأقصى انكماش عضلات الفخذ على عضلات الفخذ لمدة 5 ثوان ثم تعود إلى كونه استرخاء تماما.
   3. عند تنفيذ مهمةبوف (الخطوة 4.1.2)، تسجيل المشاركين EMG إشارة على الكمبيوتر.
   4. تأكد من أن مقاومة interelectrode هو <2000 أوم. وعلاوة على ذلك، إذا كان الفولتميتر متاح في المختبر، ثم تحقق من الضوضاء خط الأساس وتبقي أقل من 5 μV. بالإضافة إلى ذلك، تعيين تردد أخذ العينات في 1000 هرتز.

5. إعداد دورة مقياس العمل

1. بعد التحقق من مقاومة interelectrode، لدينا خطوة مشارك من كرسي إلى مقياس العمل دورة.
2. لدينا المشارك يقف بجوار مقياس العمل دورة ورفع الركبة لحين الفخذ موازيا مع الأرض. ثم قد المشارك عقد هذا الموقف وضبط ارتفاع المقعد لتتناسب مع نفس الارتفاع الفخذ المشارك.
3. بعد ذلك، يكون المشارك الجلوس على مقعد دورة مقياس العمل ثم دواسة بضع مرات في حين يطلب منهم إذا كانت مريحة مع ارتفاع المقعد. إذا لزم الأمر، وضبط ارتفاع المقعد.
4. ضمان ثار الساقين المشارك والقريب تمديد الكامل مع منحنى طفيف (~ 5 °) في الركبتين أثناء كل دورة دواسة.
5. قبل البدء في الاختبار، ويكون المشارك ارتداء رصد معدل ضربات القلب القطبية بحيث يمكن توثيق معدل ضربات القلب طوال فترة الاختبار ممارسة الرياضة.

6. المسرحية بروتوكول عتبة EMG التعب

1. لدينا المشارك يبدأ الدراجات وتدريجيا يزيدون الكمية إيقاع ل70 الثورات / دقيقة. ثم زيادة انتاج الطاقة على مقياس العمل دورة إلى 50 W.
2. لديهم دورة المشاركين في هذا انتاج الطاقة لحوالي 2-3 دقائق.
   ملاحظة: هذا هو ممارسة كثافة منخفضة، وسيكون بمثابة الاحماء.
3. بعد فترة الاحماء، وزيادة انتاج الطاقة بنسبة 25 W كل 2 دقيقة حتى المشاركين لم يعد قادرا على الحفاظ على 70 الثورات / دقيقة إيقاع أو يطلب أن الاختبار يمكن وقفها.
   ملاحظة: تجدر الإشارة إلى أنه خلال اختبار التمرين، يتم تسجيل إشارة EMG ل10الحقب ثانية خلال كل مرحلة 2 دقيقة للثانية 10-20، 30-40، 50-60، 70-80، 90-100، و110-120 ^21. فإن معظم أنظمة EMG يكون لها الخيار لتعيين التسجيل التلقائي في الفاصل الزمني المطلوب. وهكذا، على كل مرحلة يجب أن يكون هناك 6 ملفات البيانات.
4. مرة واحدة قد اختتم اختبار تدريجي، يكون المشارك إجراء تهدئة في 50 W. تأكد من أن طول تهدئة يتوافق مع وجود معدل ضربات القلب عودة المشاركين إلى القيمة خلال مرحلة الاحماء. مراقبة هذا عن طريق فحص معدل ضربات القلب المشارك باستخدام رصد معدل ضربات القلب القطبية.
5. وبمجرد الانتهاء من تهدئة، وإزالة EMG يؤدي ويكون المشارك خطوة من مقياس العمل دورة والعودة الى الرئاسة. ثم إزالة بعناية الأقطاب EMG ومسح المناطق بمنشفة نظيفة مبللة فرك الكحول أو مسحة الكحول.

7. تجهيز وEMG الإشارة

1. بعد الانتهاء من الاختبار، والمؤيدسيس ملفات البيانات EMG الخام التي تم جمعها أثناء الاختبار ممارسة بحيث يمكن استخدام البيانات لتحديد عتبة التعب EMG.
   1. تنفيذ معالجة الإشارة EMG مع أي من البرمجيات المستخدمة لجمع إشارة EMG أو برامج مخصصة مكتوبة باستخدام منصات مختلفة مثل MATLAB أو ابفيف.
   2. تصفية الإشارات EMG التي تم جمعها باستخدام فلتر الفرقة تمرير. استخدام إعداد من 10-500 هرتز. ملاحظة: هذا يغير تردد الإشارة بحيث القطع الأثرية ذات التردد المنخفض بسبب حركة يؤدي EMG (<10 هرتز)، والتحف وتيرة عالية من البيئة (> 500 هرتز)، تتم إزالة. استخدام عامل تصفية الشق من 60 هرتز إذا كان هناك أي تدخل من امدادات الطاقة للكمبيوتر أو نظام EMG.
   3. مرة واحدة وقد تم تصفيتها إشارة، وتحديد السعة إشارة عن طريق حساب الجذر يعني قيمة مربع للإشارة: ساحة كل من نقاط البيانات، خلاصة القول لهم، القسمة على عدد من نقاط البيانات، ثم أخذ الجذر التربيعي للقيمة الناتجة. تنفيذ هذه العمليات الحسابية باستخدام برنامج المذكور.

8. تحديد عتبة EMG التعب لكل مشارك

1. قم بالخطوات التالية لكل مشارك.
   1. بعد أن تم معالجة إشارة EMG. استخدام البرنامج الإحصائي (على سبيل المثال: GraphPad بريزم) وتسمية العمود الأول "تايم" والأعمدة التالية مع مخرجات الطاقة المستخدمة للاختبار.
   2. لكل انتاج الطاقة، وملء في EMG قيمة السعة المقابلة لكل فترة 20 ثانية.
   3. لكل انتاج الطاقة، وتحليل ذلك الوقت (محور س) مقابل EMG السعة (المحور الصادي) العلاقة مع الانحدار الخطي لتحديد ما إذا كان المنحدر من خط الانحدار بشكل ملحوظ (ف <0.05) يختلف عن الصفر.
   4. بعد أداء الانحدار الخطي تحليل لجميع النواتج السلطة، وتحديد أعلى انتاج الطاقة مع غير معنوي (p> 0.05) المنحدر.
   5. ثم تحديد لترowest انتاج الطاقة مع معنوي (p <0.05) المنحدر.
   6. مرة واحدة وقد تم تحديد هذه النواتج لتوليد الطاقة الكهربائية، وإضافتها والقسمة على 2؛ انتاج الطاقة الناتجة هو عتبة التعب المقدرة EMG.

النتائج

كما هو مبين في الشكل 1، لمشارك واحد، كل انتاج الطاقة أن يتم الانتهاء ديه ست نقاط البيانات التي تمثل السعة EMG لالمتسعة الوحشية العضلات. ولذلك، في هذا المثال، وهو أعلى انتاج الطاقة مع غير معنوي (p> 0.05) المنحدر هو 200 واط، في حين أن أدنى انتاج الطاقة مع معنوي

Discussion

نحن هنا نقدم وسيلة لتحديد التعب العصبي العضلي في عضلات الفخذ الفخذية العضلات لممارسة الحيوية. وهذه الطريقة توفر نهجا واضحة وغير الغازية باستخدام EMG السطح. وعلاوة على ذلك، فإن براعة هذا الأسلوب هو أن الباحثين يمكن أن تتكيف لغيرها من طرق ممارسة مثل حلقة مفرغة ^20.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
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 inch x 11 inch 60 Grit course no-slip grip Advanced Sandpaper (3-Pack)