EMG aktivita m. biceps brachii a m. triceps brachii při držení vibrační činky


EMG Activity of Brachial M. Biceps and M. Triceps in Holding the Vibration Dumbbell

In the present pilot study the authors performed a comparison of EMG activity of brachial m. biceps and m. triceps in holding the vibration dumbbell with 36 Hz frequency and 1.5 kg weight and in holding the non-vibrating dumbbell of the same weight. The investigation proved 1.5 to 2.9-fold increased activity with the vibration tool as compared to non-vibrating dumbbell. Moreover, the authors verified the surface EMG as suitable method for analysis of exercise with the use of dumbbells serving as vibration sources.

Key words:
EMG, vibration dumbbells, m. biceps brachii, m. triceps brachii


Autoři: D. Pavlů;  D. Pánek;  J. Čemusová
Působiště autorů: Katedra fyzioterapie UK FTVS, Praha, vedoucí katedry doc. PaedDr. D. Pavlů, CSc.
Vyšlo v časopise: Rehabil. fyz. Lék., 19, 2012, No. 1, pp. 25-29.
Kategorie: Původní práce

Souhrn

V předložené pilotní studii bylo provedeno srovnání EMG aktivity m. biceps brachii a m. triceps brachii při držení vibrující činky s frekvencí 36 Hz o hmotnosti 1,5 kg a při držení nevibrující činky o shodné hmotnosti. Šetření prokázalo nárůst aktivity 1,5 - 2,9krát při držení vibrující činky oproti držení činky nevibrující. Rovněž bylo ověřeno, že povrchová EMG je metodou vhodnou pro analýzu cviků s využitím činek, které jsou zdrojem vibrací.

Klíčová slova:
EMG, vibrační činky, m. biceps brachii, m. triceps brachii

ÚVOD

V oblasti terapie a sportovního tréninku patří postupy, které pracují na bázi mechanických vibrací, mezi stále hojněji využívané metody. Aplikace těchto vibračních stimulů je využívána buď ve formě celotělového působení, nebo působení na dílčí části těla.

Studií, které poukazují na to, že vibrační trénink přináší pozitivní efekt v oblasti psychické, neuromuskulární, hormonální či metabolické, existuje v současné době již značný počet. Významné shrnutí je provedeno v práci Albasiniho a spol. (1). Tyto studie se však dotýkají především využití vibračního tréninku, resp. celotělového vibračního tréninku - WBVT (Whole Body Vibratons Training). Studií, které by analyzovaly vliv vibrací, které využívají působení dílčího, resp. lokálního, je možné nalézt pouze sporadicky. Rovněž tak jsme nenalezli v dosavadním písemnictví studie, které by k hodnocení efektu či účinku lokálního působení vibračního tréninku využívaly povrchovou elektromyografii. Proto cílem naší pilotní studie bylo ověřit vhodnost použití povrchové elektromyografie pro hodnocení svalové aktivity při tréninku s vibrační činkou a následně porovnat EMG aktivitu m. biceps brachii a m. triceps brachii při držení nevibrující činky o hmotnosti 1,5 kg a činky vibrující o shodné hmotnosti.

VIBRAČNÍ ČINKY

Vibrační činky představují jednu z nových terapeutických či tréninkových pomůcek, které jsou zdrojem mechanických vibrací. V Evropě jsou nejvíce rozšířené vibrační činky D1 Body Vib, které jsou německým produktem. Tyto činky jsou vyráběny ve 3 hmotnostech: 1,5 kg; 2,8 kg a 4,6 kg (obr. 1). Všechny tři hmotnosti jsou vyráběny s frekvencí 36 Hz.

Vibrační činky o hmotnostech 1,5; 2,8 a 4,5 kg.
Obr. 1. Vibrační činky o hmotnostech 1,5; 2,8 a 4,5 kg.

Výchozí pozice a držení činky, u které bylo provedeno hodnocení.
Obr. 2. Výchozí pozice a držení činky, u které bylo provedeno hodnocení.

Dle výrobce a jeho manuálu (2), kde jsou uvedeny účinky při využití vibračních činek, je možné efektivně využít vibrační činky k ovlivnění:

  • svalové síly,
  • koordinačních schopností,
  • kožního reliéfu,
  • celulitidy ve smyslu redukce,
  • vnímání těla v pozitivním slova smyslu,
  • trofiky svalů,
  • neuromuskulární stimulace,
  • kostních struktur,
  • či redukci bolestivých stavů zad a kloubů,
  • prokrvení těla,
  • látkové výměny a jiné.

Uvedené účinky, jak je zřejmé, jsou velmi široké a shodně jako je tomu u působení celotělových vibrací, ovšem nejsou všechny účinky dostatečně prokázány spolehlivými výzkumy (5). V dosavadním písemnictví shledáváme pouze sporé důkazy, které by výše uvedené účinky jednoznačně prokazovaly. Většina tvrzení či deklarovaných účinků vychází z obecných účinků působení vibrací na lidský organismus, nebo vychází z účinků, které jsou uváděny u působení celotělových vibrací. Studie, které se zabývají účinky vibračních činek, je skutečně velmi málo. Z významných pro terapii můžeme jmenovat např. studii Trippa a spol. (6), kteří se zabývali ohodnocením efektu vibračního tréninku s využitím vibrujících činek na schopnost vnímat pozici v loketním kloubu. Studie provedená u 31 probandů naznačila, že tento neuromuskulární trénink může ovlivnit pozitivně schopnost vnímání pozice v kloubu. Autoři jsou však velmi obezřetní v závěrech a vyzývají k provedení dalších studií s využitím vibračního tréninku pomocí činek, a to za využití vibrací při rozdílné době jejich aplikace, frekvence a rovněž tak využití či aplikace u pacientů.

Další studie, která si zaslouží být uvedena, je poměrně rozsáhlé šetření provedené Kleinöderem a spol. (2). Tato skupina se zacílila na hodnocení vlivu vibračního tréninku za použití vibrujících činek na parametry síly, výkonnosti a prokrvení svalů. Studie byla provedena u 30 probandů po dobu 4 týdnů a prokázala signifikantní změny v pozitivním slova smyslu u všech sledovaných parametrů. Zdá se tedy, že vibrační trénink lokálního charakteru přináší pozitivní výsledky. Je však nutné konstatovat, že několik málo studií, které byly provedeny, nemohou plně prokázat deklarované účinky.

METODIKA

Jedná se o případovou studii, kde u 2 probandů – zdravých žen (věk 23 a 24) byla pomocí povrchové elektromyografie snímána aktivita m. biceps brachii a m. triceps brachii při držení vibrující a nevibrující činky. K pořízení dat byl použit povrchový telemetrický EMG přístroj TelemyoMini 16 od výrobce Neurodata, vzorkovací frekvence stanovena na 1500 Hz, pásmová propust 5 – 500 Hz.

Po nalepení elektrod do oblasti motorických bodů obou svalů (m. biceps brachii a m. triceps brachii) dominantní horní končetiny bylo provedeno vyhodnocení MVC (maximální volní kontrakce). Následně jsme u obou probandů registrovali EMG aktivity v průběhu izometrické kontrakce ve výchozí pozici stoj, v pozici 90stupňové flexe v loketním kloubu, se supinací předloktí, při držení nevibrující činky po dobu 2 minut (obr. 2). Poté následoval odpočinek 20 minut a následně ve shodné výchozí pozici jsme registrovali EMG aktivity při držení vibrující činky opět v průběhu 2 minut. Na grafu 1 je demonstrován EMG záznam při držení činky se zapnutým vibračním modem.

Rychlá Fourierova transformace u probanda č. 1 při izometrické kontrakci bez aktivované vibrace činky.
Graf 1. Rychlá Fourierova transformace u probanda č. 1 při izometrické kontrakci bez aktivované vibrace činky.

Vyhodnocení EMG křivek bylo provedeno pomocí originálního softwaru MyoResearch XP master Edition. Při zpracování výsledků bylo použito 10 s ustáleného EMG záznamu vybraného ze závěrečných 30 s každého 2minutového intervalu. Vzhledem k předpokládané přítomnosti vibračního artefaktu jsme nejdříve vyhodnotili frekvenční charakteristiku sledovaných úseků EMG signálu, vyhodnocených pomocí rychlé Furierovy transformace pro oba případy (graf 1, graf 2).

Rychlá Fourierova transformace u probanda č. 1 při izometrické kontrakci při zapnutém vibračním modu čínky.
Graf 2. Rychlá Fourierova transformace u probanda č. 1 při izometrické kontrakci při zapnutém vibračním modu čínky.

V případě izometrické kontrakce při aktivované vibraci (při držení činky) se nachází typický artefakt ve frekvenčním pásmu 46 Hz v harmonické řadě v průběhu celého registrovaného spektra. Tento artefakt jsme pomocí digitálního filtru s pásmovou propustí 40-50 Hz odstranili. Následně jsme vypočetli plochu pod křivkou, kterou jsme normalizovali vzhledem k maximální volní kontrakci (MVC). Jednotlivé hodnoty jsme mezi sebou intraindividuálně porovnali.

VÝSLEDKY

Získané normalizované hodnoty pro oba probandy jsou uvedeny v tabulkách 1 a 2. EMG aktivita u obou probandů u 2 hodnocených svalů při držení vibrující činky vzrostla, což bylo v souladu s naším očekáváním. Nárůst aktivity při držení vibrující činky oproti držení s činkou nevibrující bylo u probanda 1,48x vyšší pro m. biceps brachii a 2,47x vyšší u m. triceps brachii. U probanda č. 2 jsme nalezli 2,28x vyšší aktivitu v průběhu vibrace pro m. biceps brachii a 2,97x vyšší u m. triceps brachii. Příklady nativního EMG při držení činky s i bez zapnutí vibračního modu jsou uvedeny na grafech 3 a 4.

Tab. 1. Proband č. 1 – relativní hodnoty plochy pod křivkou pro statickou zátěž vyjádřené v procentech MVC s vibrací a bez vibrace.
Proband č. 1 – relativní hodnoty plochy pod křivkou pro statickou zátěž vyjádřené v procentech MVC s vibrací a bez vibrace.

Tab. 2. Proband č. 2 – relativní hodnoty plochy pod křivkou pro statickou zátěž vyjádřené v procentech MVC s vibrací a bez vibrace.
Proband č. 2 – relativní hodnoty plochy pod křivkou pro statickou zátěž vyjádřené v procentech MVC s vibrací a bez vibrace.

Příklad nativního EMG m. biceps brachii (horní záznam) a m. tricps brachii (dolní záznam) při držení činky bez aktivované vibrace.
Graf 3. Příklad nativního EMG m. biceps brachii (horní záznam) a m. tricps brachii (dolní záznam) při držení činky bez aktivované vibrace.

Příklad nativního EMG m. biceps brachii (horní záznam) a m. tricps brachii (dolní záznam) při držení činky při zapnutém vibračním modu.
Graf 4. Příklad nativního EMG m. biceps brachii (horní záznam) a m. tricps brachii (dolní záznam) při držení činky při zapnutém vibračním modu.

DISKUSE

Lze konstatovat, že využití povrchové elektromyografie se jeví vhodným pro analýzu cviků, kde je využívána pomůcka, která je zdrojem vibrací (vibrační činky). Přítomnost vibračního artefaktu nečiní technické problémy při dalším zpracování získaných elektromyografických dat, je však nutné provést jejich odfiltrování.

Námi předložená případová studie představuje pouze drobný příspěvek k objektivizaci účinků lokálních vibrací, které by mohly být přínosné ve fyzioterapii či tréninku, i přesto však můžeme říci, že námi shledané výsledky naznačují shodnost či podporu výsledkům autorů, kteří o efektu vibračních činek hovoří (2, 3, 4).

ZÁVĚR

  1. Na základě provedené pilotní studie se ukazuje, že metoda povrchové EMG analýzy bude použitelná jako hodnotící nástroj také u cvičení, která využívají tzv. vibrační činky.
  2. Provedené šetření naznačuje, že aktivace m. biceps brachii a m. triceps brachii při držení vibrující činky roste oproti držení nevibrující činky 1,5-2,9x.
  3. Provedené šetření považujeme za iniciální šetření, kterým byla ověřena možnost využití EMG analýzy při použití lokálních vibrací a nyní bude nutné pokračovat v ověřování chování se svalů v rámci různých tréninkových či terapeutických režimů.

Příspěvek vznikl s podporou VZ MŠMT ČR MSM 0021620864.

Doc. PaedDr. Dagmar Pavlů, CSc.

Katedra fyzioterapie UK FTVS

J. Martího 31

162 52 Praha 6

e-mail: dagmarpavlu@iol.cz


Zdroje

1. ALBASINI, A., KRAUSE, M., REMBITZKI, I.: Using whole body vibration in physical therapy and sport. Churchil Livingstone, Edinburg, 2010, 202 s., ISBN 978-0-7020-3173-1.

2. KLEINÖDER, H., WORTMANN, L., BEHRINGER, M., MESTER, J.: Abschlussbericht zur Vibrationshantel Bofy Vib D1., manuál Vib D1, dostupné také z: http://www.vibrationshantel.de/de/topic/36.wissenschaft.html

3. LUO, J., McNAMARA, B., MORAN K.: The use of vibration training to enhance muscle strength and power. Sports Med., 35, 2005, 1, s. 23-41.

4. Manuál Vib D1: dostupné také z: http://www.vibrationshantel.de/de/topic/36.wissenschaft.html

5. PAVLU, D., STRACHOTOVÁ, H.: Terapie a trénink s využitím vibrací: současný trend nebo účinný prostředek? Rehabil. fyz. Lék., 18, 2011, 3, s. 138-144.

6. TRIPP, B. L., FAUST, D., JACOBS, P.: Elbow joint position sense after neuromuscular training with handheld vibration. J. Athl. Train, 44, 2009, 6, s. 617-623.

Štítky
Fyzioterapie Rehabilitace Tělovýchovné lékařství

Článek vyšel v časopise

Rehabilitace a fyzikální lékařství

Číslo 1

2012 Číslo 1

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Neutropenie
nový kurz
Autoři: MUDr. Michal Kouba

Imunoterapie urotelového karcinomu močového měchýře
Autoři:

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se