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Medicine

コア持久力運動中のモーションモード超音波と表面筋電図で得られる筋機能

Published: August 25th, 2022

DOI:

10.3791/64335

1REhabilitation, Athletic assessment, and DYnamic imaging (READY) Laboratory, Institute of Exercise Physiology and Rehabilitation Science, University of Central Florida

このプロトコルは、モーションモード超音波と表面筋電図を同時に使用して、コアの筋肉機能を測定します。局所安定剤(例えば、腹横筋、内斜め)およびグローバルムーバー(例えば、外斜め)の筋肉の厚さおよび活性化は、側板および死んだ虫の運動の特定の時点で達成可能である。

モーションモード(Mモード)超音波により、研究者や臨床医は時間の経過に伴う筋肉の厚さの変化を測定できます。筋肉の厚さは、運動中の特定の時点で筋膜境界間で測定できます。この選択された時点は、解剖学的構造のリアルタイムのライブ観察をもたらす1次元画像を生成します。機能的な動きの間に使用される超音波は動的超音波と呼ぶことができます。これは、リニアトランスデューサ、弾性ベルト、およびフォームブロックを使用して一貫したトランスデューサの配置を確保することで、実現可能で信頼性があります。外側腹壁は、筋肉の重なり合う性質のために、一般的に超音波を使用して調査されます。表面筋電図(sEMG)は、筋肉活性化の電気的表現を測定するため、Mモード超音波イメージングを補完することができます。コアエクササイズ中にMモード超音波とsEMGを同時に使用する証拠は最小限です。コアの筋肉組織に挑戦するエクササイズには、等尺性ホールド(サイドプランクなど)と振動性の四肢の動き(デッドバグなど)の両方が含まれます。この研究では、両方の機器を同時に使用して、運動中のコアマッスル機能を測定します。超音波測定値はリニアトランスデューサと超音波ユニットを使用して取得され、sEMG測定値はワイヤレスsEMGシステムから取得されます。参加者とエクササイズを比較するために、両方の機器の静的なエクササイズ開始位置を使用した正規化方法が使用されます。活性化率は超音波に使用され、収縮した厚さ(運動の時点の厚さ)を安静時(開始位置)の厚さで割ることによって計算されます。筋肉の厚さはセンチメートルで測定されます 上下筋膜境界から下上筋膜境界まで。これらの方法は、コア持久力運動中にMモード超音波とsEMGを使用して筋肉機能の革新的で実用的な測定を提供することを目的としています。

外側腹壁は、横腹筋、内斜筋、外腹斜筋で構成されています1。外側腹壁は、身体1にかかる力に耐えるために、同心円状、偏心的、等尺性に収縮する。この筋肉群の共収縮は、人体の中心の安定化を提供する2,3。これらの筋肉は、体幹機能の低下が下肢損傷の危険因子である股関節内転および膝外反の増加に関連しているため、下肢損傷の予防およびリハビリテーション中に重要です4,5。コア筋肉組織の筋持久力の強化と増加に焦点を当てると、下肢の危険因子が減少するだけでなく、腰痛も軽減できます6。最近、急性および慢性の腰痛に苦しんでいる個人は、リハビリテーションに体幹の強化、持久力、および特定の体幹の筋肉の活性化を含めることが推奨されています6。特定の体幹筋活性化の例は、腰骨盤-股関節領域の制御を回復または協調を増加させるために共収縮を使用して、孤立またはグループ化された体幹筋を標的とすることである6

筋肉機能を客観的に測定する2つの方法は....

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すべての人間の参加者はインフォームドコンセントを提供しました。このプロトコルは、セントラルフロリダ大学の治験審査委員会によって承認された研究の一部でした。選択基準には、18〜45歳で、ACSMガイドラインに従って身体的に活動的(週5日、中程度から激しい活動30分)が含まれていました19。除外基準には、過去1年以内の腰痛、現在の股関節、上肢、または下肢の痛.......

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静的な運動開始位置における超音波およびsEMGの両方の測定値を表 2に表す。これらの数値は、活性化率を計算する際の分母として使用されます。最初の5秒、最後の5秒、および合計持続時間(60秒)の間の外斜筋、内腹斜筋、および腹横筋の厚さの値は 表3にあります。これらの数値を 表 2 の数値で除算します。静的に正規化されたsEMG値、最初の5秒、最後?.......

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Mモード超音波は、選択された時間21にわたる解剖学的構造のリアルタイム観察中に筋肉組織運動および筋肉厚さ変化の開始を提供する。sEMGと組み合わせたMモード超音波は、電気的表現や視覚的観察を含む筋肉機能の全体的な理解を提供します。これらの機器は、運動中にタンデムして使用することで、研究者に筋肉機能のグローバルな理解を提供することができます。

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何一つ。

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  1. Kendall, F., McCreary, E., Provance, P., Rodgers, M., Romani, W. . Muscles: Testing and Function with Posture and Pain. , (2005).
  2. Bergmark, A. Stability of the lumbar spine. A study in mechanical engineering. Acta Orthopaedica Scandinavica. Supplementum. 230, 1-54 (1989).
  3. Borghuis, J., Hof, A. L., Lemmink, K. A. P. M. The importance of sensory-motor control in providing core stability. Sports Medicine. 38 (11), 893-916 (2008).
  4. Ireland, M. L., Willson, J. D., Ballantyne, B. T., Davis, I. M. Hip strength in females with and without patellofemoral pain. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. 33 (11), 671-676 (2003).
  5. Zazulak, B. T., Hewett, T. E., Reeves, N. P., Goldberg, B., Cholewicki, J. Deficits in neuromuscular control of the trunk predict knee injury risk: prospective biomechanical-epidemiologic study. The American Journal of Sports Medicine. 35 (7), 1123-1130 (2007).
  6. George, S. Z., et al. Interventions for the management of acute and chronic low back pain: revision 2021. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. 51 (11), (2021).
  7. Dieterich, A. V., et al. M-mode ultrasound used to detect the onset of deep muscle activity. Journal of Electromyography and Kinesiology. 25 (2), 224-231 (2015).
  8. Teyhen, D. S., et al. Abdominal and lumbar multifidus muscle size and symmetry at rest and during contracted states normative reference ranges. Journal of Ultrasound in Medicine. 31 (7), 1099-1110 (2012).
  9. Oliva-Lozano, J. M., Muyor, J. M. Core muscle activity during physical fitness exercises: A systematic review. International Journal of Environmental Research and Public Health. 17 (12), 4306 (2020).
  10. Dieterich, A., Petzke, F., Pickard, C., Davey, P., Falla, D. Differentiation of gluteus medius and minimus activity in weight bearing and non-weight bearing exercises by M-mode ultrasound imaging. Manual therapy. 20 (5), 715-722 (2015).
  11. Biscarini, A., Contemori, S., Grolla, G. Activation of scapular and lumbopelvic muscles during core exercises executed on a whole-body wobble board. Journal of Sport Rehabilitation. 28 (6), 623-634 (2019).
  12. Calatayud, J., et al. Progression of core stability exercises based on the extent of muscle activity. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation. 96 (10), 694-699 (2017).
  13. McGill, S. M., Karpowicz, A. Exercises for spine stabilization: motion/motor patterns, stability progressions, and clinical technique. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 90 (1), 118-126 (2009).
  14. Czaprowski, D., et al. Abdominal muscle EMG-activity during bridge exercises on stable and unstable surfaces. Physical Therapy in Sport. 15 (3), 162-168 (2014).
  15. Souza, G. M., Baker, L. L., Powers, C. M. Electromyographic activity of selected trunk muscles during dynamic spine stabilization exercises. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 82 (11), 1551-1557 (2001).
  16. Criswell, E. . Cram's Introduction to Surface Electromyography. , (2010).
  17. Mirmohammad, R., Minoonejhad, H., Sheikhhoseini, R. Ultrasonographic comparison of deep lumbopelvic muscles activity in plank movements on stable and unstable surface. Physical Treatments: Specific Physical Therapy Journal. 9 (3), 147-152 (2019).
  18. Bunce, S. M., Hough, A. D., Moore, A. P. Measurement of abdominal muscle thickness using M-mode ultrasound imaging during functional activities. Manual Therapy. 9 (1), 41-44 (2004).
  19. Garber, C. E., et al. American College of Sports Medicine position stand. Quantity and quality of exercise for developing and maintaining cardiorespiratory, musculoskeletal, and neuromotor fitness in apparently healthy adults: guidance for prescribing exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise. 43 (7), 1334-1359 (2011).
  20. Vera-Garcia, F. J., Moreside, J. M., McGill, S. M. MVC techniques to normalize trunk muscle EMG in healthy women. Journal of Electromyography and Kinesiology. 20 (1), 10-16 (2010).
  21. Partner, S. L., et al. Changes in muscle thickness after exercise and biofeedback in people with low back pain. Journal of Sport Rehabilitation. 23 (4), 307-318 (2014).
  22. Devorski, L., Bazett-Jones, D., Mangum, L. C., Glaviano, N. R. Muscle activation in the shoulder girdle and lumbopelvic-hip complex during common therapeutic exercises. Journal of Sport Rehabilitation. 31 (1), 31-37 (2021).
  23. Youdas, J. W., et al. Magnitudes of muscle activation of spine stabilizers in healthy adults during prone on elbow planking exercises with and without a fitness ball. Physiotherapy Theory and Practice. 34 (3), 212-222 (2018).
  24. Ekstrom, R. A., Donatelli, R. A., Carp, K. C. Electromyographic analysis of core trunk, hip, and thigh muscles during 9 rehabilitation exercises. The Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy. 37 (12), 754-762 (2007).
  25. Mangum, L. C., Sutherlin, M. A., Saliba, S. A., Hart, J. M. Reliability of ultrasound imaging measures of transverse abdominis and lumbar multifidus in various positions. PM&R. 8 (4), 340-347 (2016).
  26. Mangum, L. C., Henderson, K., Murray, K. P., Saliba, S. A. Ultrasound assessment of the transverse abdominis during functional movement. Journal of Ultrasound in Medicine. 37 (5), 1225-1231 (2018).
  27. Carovac, A., Smajlovic, F., Junuzovic, D. Application of ultrasound in medicine. Acta Informatica Medica. 19 (3), 168-171 (2011).
  28. Chowdhury, R. H., et al. Surface electromyography signal processing and classification techniques. Sensors. 13 (9), 12431-12466 (2013).
  29. Tweedell, A. J., Tenan, M. S., Haynes, C. A. Differences in muscle contraction onset as determined by ultrasound and electromyography. Muscle & Nerve. 59 (4), 494-500 (2019).

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