Summary
Dit protocol maakt gebruik van bewegingsmodusechografie en oppervlakte-elektromyografie tegelijkertijd om de spierfunctie van de kern te meten. Spierdikte en activering van de lokale stabilisatoren (bijv. Transversale abdominis, interne schuine) en globale verhuizers (bijv. Externe schuine) is haalbaar tijdens specifieke tijdstippen van de zijplank en dode insectenoefeningen.
Abstract
Bewegingsmodus (M-mode) echografie stelt onderzoekers en clinici in staat om de verandering van spierdikte in de loop van de tijd te meten. Spierdikte kan worden gemeten tussen fasciale randen op een bepaald tijdstip tijdens een oefening. Dit geselecteerde tijdstip produceert een eendimensionaal beeld dat resulteert in real-time, live observatie van de anatomie. Echografie die tijdens functionele bewegingen wordt gebruikt, kan dynamische echografie worden genoemd; dit is haalbaar en betrouwbaar met het gebruik van een lineaire transducer, elastische riem en schuimblok om een consistente plaatsing van de transducer te garanderen. De laterale buikwand wordt vaak onderzocht met behulp van echografie vanwege de overlappende aard van de spieren. Oppervlakte-elektromyografie (sEMG) kan een aanvulling zijn op M-mode ultrasone beeldvorming omdat het de elektrische representatie van spieractivatie meet. Er is minimaal bewijs met behulp van M-mode echografie en sEMG tegelijkertijd tijdens core oefening. Oefeningen die de kernmusculatuur uitdagen, omvatten zowel isometrische grepen (bijv. Zijplank) als oscillerende extremiteitsbewegingen (bijv. Dode bug). In deze studie zullen beide instrumenten gelijktijdig worden gebruikt om de kernspierfunctie tijdens het sporten te meten. Ultrasone metingen zullen worden verkregen met behulp van een lineaire transducer en ultrasone eenheid, en sEMG-metingen zullen worden verkregen uit een draadloos sEMG-systeem. Om vergelijkingen te maken tussen deelnemers en oefeningen, zullen normalisatiemethoden worden gebruikt met behulp van statische, oefenstartposities voor beide instrumenten. Een activeringsverhouding wordt gebruikt voor echografie en berekend door de gecontracteerde dikte (dikte tijdens een tijdstip van oefening) te delen door de rustdikte (beginpositie). Spierdikte wordt gemeten in centimeters van de superieure inferieure fasciale rand tot inferieure superieure fasciale rand. Deze methoden zijn gericht op het bieden van een innovatieve en praktische meting van de spierfunctie met M-mode echografie en sEMG tijdens core endurance oefeningen.
Introduction
De laterale buikwand bestaat uit de dwarse abdominis, inwendig schuin en uitwendig schuin1. De laterale buikwand trekt concentrisch, excentrisch en isometrisch samen om de krachten op het lichaam te weerstaan1. De co-contractie van deze spiergroep zorgt voor stabilisatie van het centrum van het menselijk lichaam 2,3. Deze spieren zijn belangrijk tijdens de preventie en revalidatie van blessures aan de onderste ledematen, omdat een slechte rompfunctie geassocieerd is met verhoogde heupadductie en knievalgus, die risicofactoren zijn voor verwondingen aan de onderste ledematen 4,5. Focussen op het versterken en vergroten van het spieruithoudingsvermogen van de kernmusculatuur vermindert niet alleen de risicofactoren voor de onderste extremiteit, maar kan ook lage rugpijn verminderen6. Onlangs is aanbevolen dat personen die lijden aan acute en chronische lage rugpijn rompversterking, uithoudingsvermogen en specifieke rompspieractivatie in hun revalidatie moeten opnemen6. Een voorbeeld van specifieke rompspieractivering is gericht op geïsoleerde of gegroepeerde rompspieren met behulp van cocontractie om de controle te herstellen of de coördinatie van het lumbopelvic-heupgebiedte vergroten 6.
Twee manieren om de spierfunctie objectief te meten zijn het gebruik van bewegingsmodus (M-mode) echografie en oppervlakte-elektromyografie (sEMG). M-mode echografie biedt een real-time visualisatie van spier- en fasciabewegingen gedurende een opgenomen tijd die het begin en de omvang van de beweging kan weergeven7. De afstand tussen de superieure inferieure fasciale rand en de inferieure superieure fasciale rand wordt gemeten op een geselecteerd tijdstip om spierdikte te verkrijgen. Spierdikte tijdens een specifiek tijdstip van een oefening kan worden gedeeld door rustdikte om een activeringsratio8 te bereiken. sEMG geeft inzicht in spieractivatie en vermoeidheid, omdat de output kan worden vergeleken met de maximale contractie van de spier9. Deze twee instrumenten en methoden zijn eerder gebruikt om het begin van heupspieractivatie te meten tijdens een verscheidenheid aan oefeningen bij gezonde en gewonde personen10. Oefeningen die gericht zijn op de romp, en specifiek op de laterale buikwand, zijn de zijplank en dode wants 11,12,13. De zijplank wordt uitgevoerd in een zijwaarts liggende positie met de elleboog direct onder de schouder en onderarm op de grond, de heupen worden van de grond geheven totdat de wervelkolom zich in een neutrale positie bevindt. De knieën worden gestrekt en de voeten worden op elkaar geplaatst9 (aanvullende figuur 1). De dode kever wordt uitgevoerd in rugligging met beide armen recht boven en de heupen en knieën gebogen in een hoek van 90 °. De oefening begint wanneer één arm boven het hoofd wordt gebogen en het contralaterale been zich uitstrekt. De tegenoverliggende arm en het been blijven in een neutrale positie en buigen en strekken zich uit zodra de oorspronkelijke bewegende arm en het been terugkeren naar de neutrale positie13 (aanvullende figuur 2 en aanvullende figuur 3).
De activering van de externe schuine stof varieert van 37% tot 62% van de maximale vrijwillige isometrische contractie (MVIC) tijdens de zijplank 11,12,14. Tijdens de dode bug is de activering van de externe schuine stof geregistreerd tussen 20% en 30% van MVIC voor slechts vijf herhalingen van de oefening15. De inwendige schuine en transversale abdomini's, de diepere buikspieren van de laterale buikwand, activeren tussen de 22% en 28% van MVIC tijdens de zijplank12,14. Vanwege de overlappende aard van de interne schuine en transversale abdomini's, zijn de twee spieren gecombineerd tijdens sEMG-verzameling14. Een beperking van sEMG is de overspraak van aangrenzende spieren, waarbij de sEMG-sensor mogelijk een output van een andere spier produceert, wat resulteert in een verkeerd begrip van activering16. Spierdiktemetingen verkregen met echografie kunnen worden gebruikt om deze beperking te verminderen, en deze meting is haalbaar tijdens rompoefeningen, zoals de eerder genoemde isometrischehouders 17.
Spierdikte van de laterale buikwand is geregistreerd tijdens de zijplank als een absolute grootte van verschil tussen gecontracteerde dikte en rustdikte. Op het 30 s-tijdstip van een zijplank nam de spierdikte van de interne schuine en externe schuine met respectievelijk 0,526 mm en 0,205 mm toe, respectievelijk17. Deze metingen werden geregistreerd in helderheidsmodus ultrageluid op een bepaald moment tijdens de zijplank. B-modus echografie wordt vaak uitgevoerd om voor en na beelden te beoordelen; deze methode maakt het echter slechts mogelijk om op twee tijdstippente meten 18. M-mode echografie biedt verhoogde voordelen in vergelijking met B-modus echografie, omdat het het begin van spieractivatie en spierdikte gedurende de gehele oefening kan detecteren met elk tijdstip dat kan worden geselecteerd voor meting18. Daarom is het algemene doel van het huidige protocol om een innovatieve en praktische meting van de spierfunctie te bieden met M-mode echografie en sEMG tijdens core endurance-oefeningen. Dit is gunstig voor onderzoekers en clinici om te begrijpen hoe spieren functioneren tijdens de duur van een oefening, vooral van een uithoudingsvermogen, in tegenstelling tot een meting geïsoleerd tot een enkel tijdstip.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle menselijke deelnemers gaven geïnformeerde toestemming. Het protocol maakte deel uit van een studie die werd goedgekeurd door de Institutional Review Board van de University of Central Florida. Inclusiecriteria omvatten leeftijden 18 -45 en fysiek actief volgens ACSM-richtlijnen (30 minuten matige tot krachtige activiteit 5 dagen per week)19. Exclusiecriteria omvatten lage rugpijn in het afgelopen jaar, huidige heup-, bovenste of onderste extremiteitspijn of -letsel, een jaargeschiedenis van lage rugoperatie of operatie aan de onderste ledematen, zelfgerapporteerde evenwichtsstoornis, spierafwijkingen, momenteel zwanger of met een open wond in de buikstreek (tabel 1).
1. Voorbereiding van instrumenten voor gegevensverzameling
- Controleer de integriteit van het echoapparaat en het sEMG-apparaat (zie Materiaaltabel).
- Schakel het echoapparaat in, druk op Patiënt en voeg een nieuwe patiënt toe. Klik op Nieuwe patiënt en voer het patiëntidentificatienummer in. Selecteer MSK-examentype > Abdominal preset en druk op Registreren. Druk op Afsluiten.
- Schakel de tablet in (zie Materiaaltabel) en klik op de EMG-opnametoepassing. Klik op de menuknop in het scherm linksboven en scan naar sensoren. Haal de sensor uit de basis en plaats de muisaanwijzer op de activeringsknop. Zodra de sensor is verbonden met de applicatie, maakt u een nieuwe map met het identificatienummer van de deelnemer.
OPMERKING: Ultrasone instellingen in Abdominal Preset, B-modus: B kleur = Tint Map D, Schrijf Zoom hoogte = 4, Schrijf Zoom Breedte = 4, Thermische Index = Tls, ATO Niveau = Laag, Focus Nummer = 2, Focus Nummer CrossXBeam = 2, Focus Diepte = 50, Diepte (cm) = 3, Compressie = 1, Focus Breedte = 1, Focus Breedte CrossXBeam = 1, Line Density = 3, Line Density CrossXBeam = 3, Suppression = 0, Framegemiddelde = 4, van gemiddelde CrossxBeam = 2, CrossXBeam = 2, CrossXBeam # = Laag, CrossXBeam Type = Gemiddelde, Edge Enhance = 3, B Steer = 0, Gray Scale Map = Gray Map C, Gain = 34, Dynamic Range = 69, Rejection = 0, Frequency (MHz) = 12. Ultrasone instellingen in Abdominal Preset, M-modus: veegsnelheid = 0, M-kleur = Tint Map C, Dop Display Format = Vert 1/2 B, Rejection = 0, Compression = 1, Gray Scale Map = Gray Map D, M Gain (delta van B) = 0.
2. Voorbereiding van oppervlakte-elektromyografie (zie materiaaltabel)
- Bepaal de externe schuine sensorlocatie door de rechter iliacale kam en de rechter inferieure rib te palperen terwijl de deelnemer achterover leunend ligt (figuur 1). Plaats de sensor 3 cm voorste van het midden tussen de onderste rib en de iliacale kam, parallel aan de spiervezels20.
- Scheer, reinig en debride het gebied van de huid waar de sensor (zie Materiaaltabel) zal worden geplaatst. Voeg lijm (zie Materiaaltabel) toe aan de sensor en bevestig deze op de huid.
Figuur 1: Onderzoekslocatie van de laterale buikwand. De sEMG-sensor wordt 3 cm voorste geplaatst vanaf het middenpunt tussen de onderste rib en de iliacale top, parallel aan de spiervezels20. De transducer bevindt zich 10 cm lateraal aan de navel totdat de laterale buikwand zichtbaar is op het scherm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
3. Ultrasone voorbereiding (zie materiaaltabel)
- Plaats de transducer in staande positie door de elastische band en het schuimblok (figuur 2).
- Voeg gel toe aan de transducer en plaats de transducer 10 cm lateraal op de umbilicus. Pas aan totdat de laterale buikwand zichtbaar is op het scherm21 (figuur 3).
- Zorg ervoor dat de transducer stevig is bevestigd aan de laterale buikwand.
- Zet de riem vast met de klittenbandbanden. Pas de diepte aan voor een optimale beeldkwaliteit in B-Mode (Figuur 4).
Figuur 2: Transducer geplaatst door de elastische band en het schuimblok. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Voorbeeld van een rustende afbeelding om de laterale buikwand te verifiëren. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: Transducer bevestigd aan de laterale buikwand door de elastische riem en het schuimblok. Klik hier om een grotere versie van dit figuur te bekijken.
4. Ultrasone statische zijplank
- Op een yogamat (zie Materiaaltabel) instrueer de deelnemer om op zijn rechterkant te liggen met zijn elleboog in 90 graden flexie, zodat zijn romp en bovenste extremiteit van de grond worden geheven. De voeten van de deelnemer moeten op elkaar worden gestapeld met de knieën volledig gestrekt. De benen moeten parallel lopen en de yogamat raken.
- Druk op Freeze en vervolgens op Opslaan voor elke afbeelding om drie statische echografiebeelden van de laterale buikwand vast te leggen.
OPMERKING: Opgeslagen afbeeldingen bevinden zich onder het actieve afbeeldingsscherm.
5. sEMG statische zijplank
OPMERKING: Tegelijkertijd zal de onderzoeker ook de sEMG-uitgang verkrijgen tijdens de statische positionering beschreven in stap 4.1.
- Selecteer in het sEMG-menu in het linkerbovenhoekscherm van de EMG-opnametoepassing Instellingen, wat een tandwielpictogram is.
- Selecteer op de pagina met sensorinstellingen het bicepspictogram . Dit opent de pagina voor normalisatiemetingen.
- Druk op Klik op Afspelen om te beginnen; er wordt 5 s afgeteld. Instrueer de patiënt tijdens deze periode om de testpositie aan te nemen. De opname duurt nog eens 5 s.
- Neem de "MVC = . XXXXmV", omdat dit zal worden gebruikt voor normalisatieberekening.
OPMERKING: De EMG mobile suite band pass filters automatisch tussen 20 -450 Hz. EMG (RMS) 333.3, 1125 ms vensterbreedte.
6. Zijplank
- Instrueer vervolgens de deelnemer om de zijplank gedurende 60 s te voltooien met behoud van de juiste vorm22. Druk op de M op het ultrageluidsapparaat om de M-modus in te schakelen.
- Druk op Plot, druk op de rode knop en druk nogmaals op de knop Opslaan in de EMG-toepassing. De deelnemer krijgt een aftelling van 3 s. Zodra dat aftellen begint, drukt u op Opslaan op de echografie om de echografie-opname te starten.
LET OP: De deelnemer houdt de juiste vorm vast tot 60 s, of wanneer de onderzoeker vaststelt dat de juiste vorm is verstoord. - Om de opgenomen M-mode video op te slaan, drukt u op Store zodra de oefening is gestopt en op de knop Stoppen op de sEMG-toepassing.
- Klik op Bestand opslaan als en typ een bestandsnaam om de uitvoer op te slaan, die op het scherm verschijnt wanneer de opname wordt gestopt.
7. Echografie statische dode bug
- Instrueer de deelnemer op de yogamat om met zijn benen in een haakse positie te liggen.
- Druk op B om de helderheidsmodus te openen. Druk op Freeze en vervolgens op Opslaan voor elke afbeelding om drie statische beelden van de laterale buikwand vast te leggen via echografie. Opgeslagen afbeeldingen bevinden zich onder het actieve afbeeldingsscherm.
8. sEMG statische dode bug
- Selecteer in het menu van de EMG-toepassing (linksboven) Instellingen, wat een tandwielpictogram is.
- Selecteer op de pagina met sensorinstellingen het bicepspictogram . Dit opent de pagina voor normalisatiemetingen.
- Druk op Afspelen om te beginnen. Tijdens het aftellen van 5 s instrueert u de patiënt om de testpositie aan te nemen. De opname duurt nog eens 5 s.
- Neem de "MVC = . XXXXmV", omdat dit zal worden gebruikt voor normalisatieberekening.
9. Dode bug
- Instrueer vervolgens de deelnemer om de dode bug gedurende 60 s te voltooien en de juiste vorm te behouden. Druk op de M op het ultrageluidsapparaat om de M-modus in te schakelen.
- Instrueer de deelnemer om zijn rechterschouder maximaal te strekken terwijl hij zijn linkerheup en knie maximaal strekt, terwijl hij ook de startpositie van de contralaterale ledematen behoudt.
- Instrueer de deelnemer om vervolgens zijn schouder, heup en knie te buigen om terug te keren naar de startpositie. De contralaterale extremiteiten zullen dan dezelfde beweging uitvoeren.
- Vraag de deelnemer om de oefening uit te voeren op een metronoom die is ingesteld op 45 slagen per minuut. Dit resulteert in 22 herhalingen van de dode bug in 60 s.
OPMERKING: De deelnemer moet de juiste vorm vasthouden tot 60 s, of totdat de onderzoeker vaststelt dat de juiste vorm is verstoord of het metronoomritme is onderbroken. - Druk op Plot, druk op de rode knop en druk vervolgens op Play. Druk nogmaals op de knop Opslaan in de EMG-toepassing. De deelnemer krijgt een aftelling van 3 s. Zodra dat aftellen begint, drukt u op Opslaan op de echografie om de echografie-opname te starten.
10. Ultrasone statische meting
- Klik op Enter wanneer de eerste statische afbeelding die u wilt meten is geselecteerd.
- Druk op Meten om het meetinstrument te openen. Meet de maximale spierdikte tijdens de statische posities in centimeters van de superieure inferieure fasciale rand tot de inferieure superieure fasciale rand (figuur 5 [zijplank] en figuur 6 [dode bug]).
- Klik op Enter bij de superieure inferieure rand en Nogmaals op Enter bij de inferieure bovengrens.
- Herhaal stap 10.1-10.3 voor statische metingen van zijplanken en dode insecten. Gemiddelde van de metingen van de drie statische beelden.
Figuur 5: Voorbeeld van laterale buikwand tijdens de zijplank statisch, oefenstartpositie en metingen van spieren. A = externe schuine (0,554 cm), B = interne schuine (0,761 cm) en C = dwarse abdominis (0,326 cm). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6: Voorbeeld van laterale buikwand in de dead bug static, trainingsstartpositie en metingen van spieren. A = externe schuine (0,618 cm), B = interne schuine (0,820 cm) en C = dwarse abdominis (0,438 cm). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
11. Ultrasone dynamische metingen
- Meet de maximale dikte van de externe schuine, interne schuine en transversale abdominisdikte tijdens de eerste 5 s en laatste 5 s van de oefening. Noteer bovendien de maximale dikte over de hele 60 s.
OPMERKING: De zijplank wordt vaak uitgevoerd voor een duur van 5 s. Op basis van sets en herhalingsrichtlijnen van eerdere auteurs werd in dit protocol gekozen voor een langere duur van 60 s. De eerste 5 s en laatste 5 s van de taak werden vergeleken om zowel de kracht- als uithoudingsvermogensaspecten van de spiergroep23,24 te evalueren. - Zoek met de scrollknop de eerste 5 s en de laatste 5 s van elke oefening. Inspecteer bovendien visueel op de grootste dikte van elke spier gedurende de 60 s-oefening.
- Druk op Meten om het meetinstrument te openen. Meet de maximale spierdikte tijdens de statische posities in centimeters van de superieure inferieure fasciale rand tot de inferieure superieure fasciale rand (figuur 7 [zijplank] en figuur 8 [dode bug]).
- Deel elk van de drie diktemetingen die tijdens de oefeningen worden verkregen door de gemiddelde statische positie om een activeringsverhouding 25 te verkrijgen.
Figuur 7: Voorbeeld van laterale buikwand tijdens de zijplankoefening en metingen van spieren in M-modus. A = externe schuine (0,968 cm), B = interne schuine (0,937 cm) en C = dwarse abdominis (0,714 cm). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 8: Voorbeeld van laterale buikwand tijdens de dead bug oefening en metingen van spieren in M-modus. A = externe schuine (0,840 cm), B = interne schuine (0,840 cm) en C = dwarse abdominis (0,720 cm). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
12. sEMG-meting
- Druk op het homepictogram op de emg-gegevensregistratiepagina. Selecteer het mappictogram in de rechterbovenhoek van het scherm. De opgeslagen output van de statische en oefenproeven wordt hier opgeslagen. Converteer elk bestand naar een .xlsx bestand. Exporteer het .xlsx bestand.
- Verkrijg in een spreadsheet de maximale waarden tijdens de eerste en laatste 5 s en de totale maximale waarde.
- Deel de statische sEMG-uitgang verkregen in stap 5 (statische zijplank sEMG) en 8 (dode bug sEMG) door de uitvoer tijdens de oefeningen, respectievelijk.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De metingen van zowel echografie als sEMG tijdens de statische, trainingsstartpositie zijn weergegeven in tabel 2. Deze getallen worden gebruikt als noemer bij het berekenen van de activeringsratio. De diktewaarden van externe schuine, interne schuine en transversale abdominis gedurende de eerste 5 s, laatste 5 s en totale duur (60 s) zijn in tabel 3. Deze getallen worden gedeeld door de getallen in tabel 2. De genormaliseerde sEMG-waarden, de uitgangspositie van de oefening tijdens de eerste 5 s, de laatste 5 s en de piekactiviteit zijn weergegeven in tabel 4.
De activeringsratio beschrijft de omvang van de toename van de spierdikte als gevolg van de oefening in vergelijking met de statische startpositie van de oefening. Als de externe schuine kant tijdens de zijplank bijvoorbeeld een activeringsratio van 1,73 had, betekent dit dat de spierdikte tijdens de oefening met 73% toenam. De activeringsverhoudingen voor de externe schuine, interne schuine en transversale abdomini's zijn samengevat in tabel 5. Het gebruik van de activeringsratio stelt onderzoekers en clinici in staat om de mate van verandering in spierdikte te bepalen in een verscheidenheid aan oefeningen en posities26. Verzameling van ultrasone beelden met M-modus maakt ook synchronisatie van timing mogelijk om het begin van activering en de bijbehorende dikte op het moment van aanvang te bepalen7.
| Bevolkingssamenstelling | |
| Leeftijd | 22.75 ± 4.94 jaar |
| Hoogte | 169,25 ± 6,88 cm |
| Massa | 67,32 ± 4,94 kg |
Tabel 1: Demografische gegevens van patiënten.
| Oefening | Eerste 5 s | Laatste 5 s | Piekactiviteit |
| TESP | 0,01499725 mV | 0,019264 mV | 0,021207 mV |
| Dode bug | 0,02534 mV | 0,021346 mV | 0,02534 mV |
Tabel 2: sEMG-piekactiviteit tijdens de eerste 5 s, de laatste 5 s en de algehele piek. EO = extern schuin, IO = inwendig schuin, mV = millivolts, TrA = dwarse abdomini's.
| Oefening | Statisch, oefendikte | Statisch, Oefening Startende sEMG | ||
| EO | IO | Tra | EO | |
| TESP | 0,554 cm | 0,761 cm | 0,326 cm | 0,0059 mV |
| Dode bug | 0,618 cm | 0,82 cm | 0,438 cm | 0,0029 mV |
Tabel 3: Dikte en piek sEMG activiteit tijdens de statische zijplank en dead bug oefening startposities. cm = centimeter, EO = uitwendige schuine, IO = inwendige schuine, TrA = dwarse abdomini's.
| Oefening | Eerste 5 s | Laatste 5 s | Piekdikte | ||||||
| EO | IO | Tra | EO | IO | Tra | EO | IO | Tra | |
| TESP | 0,96 cm | 1 cm | 0,73 cm | 0,91 cm | 0,93 cm | 0,58 cm | 0,98 cm | 1 cm | 0,73 cm |
| Dode bug | 0,61 cm | 0,82 cm | 0,43 cm | 0,56 cm | 0,79 cm | 0,38 cm | 0,62 cm | 0,88 cm | 0,5 cm |
Tabel 4: Spierdikte tijdens de eerste 5 s, de laatste 5 s en het algehele dikste punt tijdens de zijplank en dode insectenoefeningen. cm = centimeter.
| Eerste 5 s | Laatste 5 s | Piekdikte | |||||||
| Activeringsratio | EO | IO | Tra | EO | IO | Tra | EO | IO | Tra |
| Zijplank | 1.73 | 1.31 | 2.24 | 1.64 | 1.22 | 1.78 | 1.77 | 1.31 | 2.24 |
| Dode bug | 0.99 | 1.00 | 0.98 | 0.91 | 0.96 | 0.87 | 1.00 | 1.07 | 1.14 |
Tabel 5: Ultrasone activeringsverhoudingen tijdens de zijplank en dode insectenoefeningen. EO = uitwendig schuin, IO = inwendig schuin, TrA = dwarse abdomini's.
Aanvullende figuur 1: TESP-oefeningspositionering. TESP = torso verhoogde zijdelingse ondersteuning. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende figuur 2: Dead bug startpositie. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Aanvullende figuur 3: Dode bug herhaling. TESP = torso verhoogde zijdelingse ondersteuning. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
M-mode echografie biedt het begin van spierweefselbeweging en spierdikteverandering tijdens real-time observatie van anatomie gedurende een geselecteerde tijd21. M-mode echografie in combinatie met sEMG biedt een algemeen begrip van de spierfunctie, inclusief elektrische representatie en visuele observatie. Deze instrumenten kunnen tijdens het sporten in tandem worden gebruikt om onderzoekers een globaal begrip van de spierfunctie te geven.
Specifieke training van ultrasone en sEMG-technieken is noodzakelijk om betrouwbare en geldige metingen te produceren. Normalisatiemethoden die worden gebruikt met M-mode echografie en sEMG moeten vergelijkbaar zijn om instrumenten (d.w.z. statische, oefenstartpositie) te vergelijken 26.
Een aanpassing kan nodig zijn voor het schuimblok dat wordt gebruikt om de transducer vast te zetten op basis van de lichaamsgrootte van de deelnemer. De dichtheid van de elastische riem moet ook worden aangepast, afhankelijk van de lichaamsgrootte van de deelnemer. De transducer kan tijdens de beweging voor of na de training iets afwijken van de oorspronkelijke positie. Het is belangrijk om het beeld van de laterale buikwand op het echoscherm tijdens het gegevensverzamelingsproces te blijven volgen. Er is voldoende ultrasone gel nodig om een duidelijke beeldvorming te garanderen, maar te veel kan de sEMG-sensorlijm verstoren. Wijziging van de optimale hoeveelheid ultrasone gel die wordt gebruikt, is belangrijk tijdens het verzamelen van gegevens.
Een beperking van beide instrumenten is dat ze alleen de anatomie direct onder de sEMG-sensor en ultrasone transducer vertegenwoordigen vanwege het beperkte uitzendgebied voor elk. Er worden vaak aannames gedaan dat de anatomie direct onder de sensor nog steeds een adequate weergave van de spierbiedt 27,28.
M-mode echografie biedt een efficiënte manier om het begin van spieractivatie en spierdikteverandering gedurende de duur van een oefening te detecteren21. Dit eendimensionale live beeld van anatomie in de loop van de tijd is nuttig om de verandering van spierdikte tijdens een taak te begrijpen. M-modus echografie kan verder worden aangevuld met een extra instrument zoals sEMG om een volledig begrip van de spierfunctie te bieden. De helderheidsmodus moet nog steeds worden gebruikt om de spierdikte te meten; tijdens dynamische oefeningen kan M-modus echografie echter als alternatief gunstig zijn. Het gebruik van M-mode echografie kan worden gebruikt tijdens preventie- en revalidatieoefeningen bij gezonde en pathologische personen18. Rompversterking, het vergroten van het uithoudingsvermogen en specifieke rompspieractivatie worden aanbevolen voor personen met acute en chronische lage rugpijn. M-modus echografie kan worden gebruikt tijdens oefeningen die gericht zijn op de bovengenoemde aanbevelingen om het begin van activering, spierdikte op bepaalde trainingstijdpunten en verandering in dikte te observeren.
De correlatie tussen de twee instrumenten is in het huidige protocol niet onderzocht. Eerdere studies hebben echter opgemerkt dat vergelijkingen tussen de twee instrumenten met de nodige voorzichtigheid moeten worden gebruikt. Van echografie is aangetoond dat het begin van spieractivatie vóór elektromyografie detecteert, wat het idee ondersteunt dat deze twee instrumenten verschillende aspecten van spierfunctie meten29.
Deze methoden zijn geschikt voor toepassing als het doel is om het begin van spieractivatie en de spierdikte tijdens het sporten te meten. Omdat M-mode echografie een visuele weergave van de betrokken spier biedt, zal sEMG deze beoordeling aanvullen met de elektrische representatie van de spier. Het % MVIC van een persoon tijdens inspanning mag niet veranderen in de loop van de tijd of na de interventie; in een dergelijk scenario kan M-mode echografie sEMG aanvullen om de dikteverandering 7,10 te beoordelen. Hoewel echografiebeelden al vele jaren in beide modi worden gebruikt om spierbewegingen te beschrijven, beschrijft dit protocol een meer recente dynamische toepassing die een directe impact kan hebben op het gebruik van echografie, niet alleen in onderzoek en sterk gecontroleerde omgevingen, maar vooral in de klinische praktijk met actieve individuen en in de sport.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs verklaren geen belangenconflicten met betrekking tot dit manuscript.
Acknowledgments
Geen.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 |
References
- Kendall, F., McCreary, E., Provance, P., Rodgers, M., Romani, W. Muscles: Testing and Function with Posture and Pain. , Lippincott Williams & Wilkins. Baltimore, MD. (2005).
- Bergmark, A. Stability of the lumbar spine. A study in mechanical engineering. Acta Orthopaedica Scandinavica. Supplementum. 230, 1-54 (1989).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Criswell, E. Cram's Introduction to Surface Electromyography. , Jones & Bartlett Publishers. (2010).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Carovac, A., Smajlovic, F., Junuzovic, D.
- Chowdhury, R. H., et al. Surface electromyography signal processing and classification techniques. Sensors. 13 (9), 12431-12466 (2013).
- 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).
