Akuta effekter av myofeedback vid en
maximal isokinetisk knäextension
- Hur påverkas knämuskulaturens aktiveringsgrad
och styrkeutveckling av EMG-feedback?
Alexander Ovendal
GYMNASTIK- OCH IDROTTSHÖGSKOLAN
Examensarbete: 2011
Magisterkurs i Idrottsvetenskap: 2011
Handledare: Maria Ekblom
Examinator Eva Blomstrand
Acute effects of myofeedback during a
maximal isokinetic knee extension
- Possible effects of acute EMG-feedback on knee
extensor torque and voluntary activation
Alexander Ovendal
THE SWEDISH SCHOOL OF SPORT
AND HEALTH SCIENCES
Graduate Essay: 2011
Master degree Sport Science: 2011
Supervisor: Maria Ekblom
Examiner: Eva Blomstrand
Innehållsförteckning
1 Bakgrund ... 3
2 Metod ... 4
2.1 Försökspersoner ... 4
2.2 Testupplägg ... 5
2.3 EMG- och styrkemätningar ... 8
2.4 Signalbearbetning ... 9 2.5 Statistik ... 9 3 Resultat ... 10 4 Diskussion ... 14 Käll- och litteraturförteckning ... 19 Bilagor………...23
1 Sammanfattning
Syfte
Syftet med denna studie var att ta reda på om akut visuell biofeedback i form av EMG, från qudriceps och hamstrings kan öka knäextensorernas muskelaktivitet samt styrkeutvecklingen, vid en maximal viljemässig isokinetisk benspark (20o.s-1).
Metod
Totalt deltog 19 aktiva och motiverade försökspersoner, 9 kvinnor och 10 män, i denna studie. Försökspersonerna rekryterades under förutsättningarna att de inte hade några knäskador samt att de inte bedrev någon typ av kontinuerlig styrketräning för benen. Testet bestod av två omgångar koncentriska och excentriska maximala viljemässiga isokinetiska muskelaktioner (MVC) för respektive ben. Knävinkelhastigheten var 20o.s-1 och rörelseomfånget var 60o, från 120o till 180o där 180o motsvarar sträckt knä. EMG-feedback från knämuskulaturen visades endast i omgång två då försökspersonen utförde kontraktioner med höger ben. Styrkan i knäextensorerna, den viljemässiga aktiveringsgraden samt EMG från quadriceps och hamstrings mättes under hela rörelseomfånget (60o).
Resultat
Biofeedback i form av EMG-rms ökade styrkeutvecklingen signifikant i knäextensorerna (10 %) från 144 ± 48 till 158 ± 53 Nm. Beträffande den viljemässiga aktiveringen av
knäextensorerna så ökade den signifikant (9 %) från 75 ±15 % till 81 ± 15 % då feedback gavs. Biofeedback påverkade dock inte till en minskad EMG aktiviteten i
hamstringsmuskulaturen.
Slutsats
Sammanfattningsvis så visar denna studie att fullt friska aktiva personer kan öka sin styrkeutveckling vid maximala viljemässiga knäextensioner med hjälp av visuell realtidsfeedback i form av EMG-rms från quadriceps och hamstrings. Vidare så visade studien att den viljemässiga aktiveringsförmågan ökade signifikant då feedback tillfördes. Dock visade studien ingen minskad hamstringsaktivering då feedback gavs till
försökspersonen och styrkeökningen beror således snarare på ökad quadricepsaktivering än minskad hamstringsaktivering.
2 Abstract
Aim
The aim of this study was to investigate whether or not EMG-feedback from quadriceps and hamstrings has any acute effects on muscle activation and strength during a voluntary maximal isokinetic knee extensor action (eccentric and concentric) (20o.s-1).
Method
Nineteen healthy subjects, 9 female and 10 male, participated in the study. They reported no previous knee injuries and were not involved in strength training for the leg muscles. Subjects performed two sets of maximal voluntary unilateral knee extensor actions at a velocity of 20o.s-1 through a 60o range of motion of the knee joint 120o to 180o, with 180o representing a fully extended knee. EMG-feedback from the knee muscles was only given for the right leg during the second set. Knee extensor strength, level of activation and electromyographic activity of quadriceps and hamstrings were recorded during the whole range of motion (60o).
Results
The results of this study showed that the knee extensor strength increased significantly (by 10 %) from 144 ± 48 with no feedback to 158 ± 53 Nm with feedback. With regard to the level of activation of the knee extensors it increased significantly (by 9%) from 75 ±15 % with no feedback to 81 ± 15 % with feedback. However, biofeedback did not contribute to decreased levels of hamstrings activity.
Conclusions
The main findings of the study were that the EMG-rms feedback acutely increased the strength and voluntary activation of quadriceps during a maximal voluntary isokinetic knee extensor action. However, the study showed no reduction in hamstring activation when feedback was given during the knee extensor actions. Therefore, the increased strength output was likely related to the enhanced activation of quadriceps and not a result of decreased hamstrings activation.
3
1 Bakgrund
Maximal styrka associeras med det mätbara kraftmoment som en individ, vid ett tillfälle, viljemässigt kan bringa sina muskler att skapa kring en led. Inom dagens idrott och rehabilitering är styrketräning ett närmast självklart inslag (Kirnap, Calis, Turgut, Halici & Tuncel, 2005 och Berg, 2006). Det finns relativt mycket skrivet beträffande hur styrketräning ska bedrivas för att optimera muskulaturens styrkeutveckling, ”peak power” och ”rate of force development” (American College of Sports Medicine, 2009, Kramer & Ratamess, 2004 och Jones, Rutherford & Parker, 1988). Generellt gäller att en muskel som utsätts för tunga belastningar kommer att utveckla mer styrka än en muskel som utsätts för lätta belastningar (Kawamori & Haff, 2004). Med andra ord, för att öka muskulaturens styrka krävs det en hög neuronal aktivering till muskulaturen. Utifrån detta resonemang är belastningen förmodligen den viktigaste variabeln för att en muskel ska öka i maxstyrka. Således borde styrketräning bedrivas med övervägande excentriska aktioner då det är vedertaget att en muskel kan utveckla mer kraft vid excentriska aktioner jämfört med de koncentriska. Flera träningsstudier har också kunnat påvisa att de excentriska aktionerna vid styrketräning är viktiga för att öka muskelns tvärsnittsyta samt muskulaturens aktiveringsförmåga över tid (Aagaard, Simonsen, Andersen, Magnusson & Halkjær-Kristensen, 2000, Roig, O’Brian, Kirk, Murray, McKinnon, Shadgan & Reied, 2009 och Nordlund Ekblom, 2010). Emellertid finns det ett dilemma rådande förmågan att aktivera en muskel maximalt vid en viljemässig maximal kontraktion (Westing, Seger & Thorstensson 1990). Detta verkar dock vara träningsbart då studier har visat att noviser inom styrketräning har mycket svårare, jämfört med erfarna styrkeutövare, att rekrytera samtliga motoriska enheter optimalt vid en maximal viljemässig kontraktion (MVC). Detta gäller framför allt vid excentriska aktioner för de nedre extremiteterna (Seger & Thorstensson, 2000 och Duchateau et al., 2006)
För att öka samt optimera muskulaturens styrkeutveckling tillkommer det hela tiden nya träningsmaskiner och träningsmetoder. Bland annat har Hortobágyi och Maffiuletti (2011) visat i sin artikel att styrketräning med elstimulering ökade muskulaturens styrka jämfört med styrketräning utan elstimulering. Annars brukar elstimulering oftast ske i samband med rehabilitetsträning. En annan metod som har använts en hel del inom rehabilitetsträning vid muskelskador, men inte alls speciellt mycket inom styrketräning för fullt friska personer, är biofeedback.
Vad är då Biofeedback? Biofeedback är ett ”verktyg” som syftar till att förbättra hälsa och prestation. Detta görs genom att det sker en återkoppling via en biologisk variabel
4 på en individs kroppsliga funktioner för att på så sätt få till en positiv förändring i dess
funktion. Kliniska biofeedbackmetoder växte fram i mitten av 1900-talet och används numera allmänt för att behandla bl. a. huvudvärk (Bendtsen & Fernández-de-la-Peñas, 2011),
viscerala problem (Miller, 1978), emfysem (Johnston & Lee, 1976), högt respektive lågt blodtryck (Nakao, Yano, Nomura & Kuboki, 2003), nervskador (Hall, Schmidt &
Schmidhammer, 2007), ryggmärgsskador (De Biase, Palomari, Barros-Filho & De Camargo, 2011), rörelsenedsättning (Stanton, Ada, Dean & Preston, 2011), muskelspänning (Madeleine, Vedsted, Blangsted, Sjøgaard & Søgaard, 2006), nack- och axelsmärta (Dellve, Ahlstrom, Jonsson, Sandsjö, Forsman, Lindegård, Ahlstrand, Kadefors & Hagberg, 2011 och Voerman, Sandsjö, Vollenbroek-Hutten, Larsman, Kadefors & Hermens, 2007). Förutom dessa områden har även EMG-feedback s.k. myofeedback använts och då framför allt vid
rehabiliteringsträning av quadriceps vid knäskada (LeVeau & Rogers, 1980, Ingersoll & Knight, 1991, Ng, Zhang & Li, 2006, Bennell, Duncan, Cowan, McConnell, Hodges & Crossley, 2010, Yilmaz, Senocak, Sahin, Baydar, Gulbahar, Bircan & Alper, 2010, Kirnap et al., 2005). Det finns endast ett fåtal studier som har kopplat ihop myofeedback med
styrketräning (Lucca & Recchiuti, 1982, Croce, 1986, Ekblom & Eriksson, 2011). Dessa resultat tyder på att myofeedback optimerar muskulaturens styrkeutveckling genom en ökad spatial och temporal summation. Trots dessa resultat så är det väldigt lite som har
dokumenterats gällande metoden med myofeedback vid styrketräning på friska personer. Således var syftet med denna studie att ta reda på om akut visuell biofeedback i form av EMG från quadriceps och hamstrings kan öka knäextensorernas muskelaktivitet samt
styrkeutveckling vid en hastighetskontrollerad dynamisk benspark (20o.s-1).
2 Metod
2.1 Försökspersoner
Totalt deltog 19 aktiva försökspersoner (9 kvinnor och 10 män) i denna studie. Försökspersonerna rekryterades från Gymnastik- och idrottshögskolan GIH, under förutsättningarna att de inte bedrev någon kontinuerlig styrketräning för benen eller hade några knäproblem. Deras medelvärde ± standardavvikelse för ålder, längd och vikt var 22,5 ± 2,2 år, 175,6 ± 8,4 cm och 74,3 ± 15,6 kg. Samtliga försökspersoner fick information om studiens upplägg innan de frivilligt anmälde sitt intresse till att delta i studien. Studien godkändes av den lokala etiska kommittén, regionala etikprövningsnämnden i Stockholm.
5
2.2 Testupplägg
För att kontrollera och mäta vinkelhastighet (o·s-1), ledvinklar (o) samt styrka (Nm) för knäextensorerna användes en isokinetisk dynamometer (Isomed 2000®, D & R GmbH Gewerbering, Hemau, Germany). Under testet satt försökspersonen väl fastspänd med ett fyrpunktsbälte över axlar och höft samt två kardborreband runt underbenet, för att stabilisera i bål, höft och ben. Försökspersonen satt upprätt med en höftvinkel på ca 100o och med underbenet fastspänt distalt i dynamometerns hävarm. Rotationscentrum för knäleden (mediala femur kondylen) placerades i höjd med dynamometerns rörelseaxel. Rörelsehastigheten respektive rörelseomfånget på dynamometerns hävarm bestämdes till 20o·s-1 och 60o. Försökspersonen kunde varken påverka hävarmens rörelsehastighet eller rörelseomfång på något sätt. Det ben som ej testades var inte fastspänt och hängde således fritt, Försökspersonen fick instruktionen att hålla armarna i kors över bröstet genom hela rörelsen, se fig. 1.
Testet bestod av två omgångar koncentriska och excentriska maximala viljemässiga isokinetiska aktioner (MVC) för respektive ben.
I omgång 1 utfördes en koncentrisk MVC med vänster ben utan elstimulering följd av en koncentrisk MVC med elstimulering av femoralisnerven. Därpå följde en passiv koncentrisk rörelse med elstimulering samt en koncentrisk MVC med elstimulering. Därefter utfördes, med samma, ben en excentrisk MVC utan elstimulering följd av en excentrisk MVC Figur 1. I en sittande position utförde försökspersonen en maximal unilateral isokinetisk dynamisk
6 med elstimulering. Slutligen gjordes en passiv excentrisk rörelse med elstimulering följd av en excentrisk MVC med elstimulering. Elstimuleringen av femoralisnerven levererades alltid i mitten av rörelseomfånget d v s vid 150o knävinkel. Efter det att samtliga ovan nämnda sparkar utförts med vänster ben upprepades proceduren med höger ben, se tabell 1.
Tabell 1. Ordningsföljden för de olika isokinetiska muskelaktionerna som utfördes i omgång 1 och 2. Observera att feedback endast gavs för höger ben i omgång 2.
Omgång 2 genomfördes på samma sätt som omgång 1, med skillnaden att biofeedback av pågående EMG-rms från höger ben gavs. Feedbacken som visades i form av ett cirkeldiagram som i sin tur var indelat i fyra stycken ”tårtbitar” representerande Vastus lateralis (VL), Vastus medialis (VM), Rectus femoris (RF) och Hamstrings (Ham), visades på en extern datorskärm placerad en meter framför försökspersonen, se fig. 2. Storleken för varje tårtbit var proportionell mot den filtrerade muskelaktiveringen. Med hjälp av det grafiska användargränssnittet kunde försöksledaren normalisera storlekarna på varje tårtbit, så att när en tårtbit nådde kanten på cirkeln så motsvarade det den för dagen största muskelaktiveringen. Systemet var implementerat i C++ där grafiken genererades med hjälp av OpenGL.
Spark Ben Aktionstyp MVC / Passiv El-stim Feedback i omg 1 omg 2 1 vänster Koncentrisk MVC Nej Nej Nej 2 Koncentrisk MVC Ja 3 Koncentrisk Passiv Ja 4 Koncentrisk MVC Ja 5 Excentrisk MVC Nej 6 Excentrisk MVC Ja 7 Excentrisk Passiv Ja 8 Excentrisk MVC Ja 9 höger Koncentrisk MVC Nej Nej Ja 10 Koncentrisk MVC Ja 11 Koncentrisk Passiv Ja 12 Koncentrisk MVC Ja 13 Excentrisk MVC Nej 14 Excentrisk MVC Ja 15 Excentrisk Passiv Ja 16 Excentrisk MVC Ja
7 Figur 2. Försökspersonen får myofeedback, under en maximal isokinetisk knäextension. Muskelaktiveringen från de fyra musklerna presenterades på skärmen i en cirkel som skulle representera ett ”tvärsnitt” av benet. Varje muskel representerades av en ”tårtbit” i cirkeln. Storleken för varje tårtbit var proportionell mot den filtrerade muskelaktiveringen. Den gula cirkeln är värdet av maximal muskelaktivering utan feedback (lila = vastus medialis, blå = rectus femoris, röd = vastus lateralis och ljusgrön = hamstrings).
För att inte trötta ut försökspersonen användes en vila på 5 min mellan aktionstyperna samt 5 min mellan omgång 1 och 2. En gul cirkel på skärmen visade höger bens maximala muskelaktivering i omgång 1. Instruktionerna till försökspersonen var att verkligen aktivera sina knäextensorer maximalt under hela rörelseomfånget, från 120o till 180o där 180o motsvarar sträckt ben och vice versa för de excentriska aktionerna. För att inte påverka testresultatet var alla instruktioner, all feedback och all verbal uppmuntran standardiserad.
Innan själva huvudtestet genomfördes 10 min uppvärmning på en ergometercykel (Monark 829, Varberg, Sweden) med valfri belastning. För att bekanta sig med apparatur och testprotokoll utfördes även tre stycken koncentriska respektive excentriska submaximala knäextensioner. Instruktionerna vid de tre submaximala muskelaktionerna var att aktivera musklerna genom hela rörelseomfånget motsvarande 20 % av en repetition av max (1RM) för att sedan slutligen öka till 90 % av 1RM. Därefter genomfördes en procedur för att fastställa den supramaximala stimuleringsintensiteten av femorala nerven. Detta gjordes med en stimulator (Digitimer DS7A, Digitimer, Hertfordshire, UK) som skickade ut likström via två elektroder. En av elektroderna (kolgummielektrod, 100 x 50 mm, CEFAR, Malmö, Sverige) fungerade som anod och placerades mellan trochanter major och laterala
8 crista iliaca. Den andra elektroden (Blue M-00-S, elektrod sensoryta på 13.2 mm2,Ambu, Danmark) som utgjorde katoden, placerades i ljumsken (fossa inguinalis). Efter det att elektroderna hade placerats började stimuleringsintensiteten på 10 mA för att sedan höjas successivt med 30 mA åt gången tills det att ingen ökning kunde ses i amplituden på kraftmomentskurvan. För att säkerställa att man nått maximal aktivering av femoralisnerven höjdes elstimuleringen med ytterligare 30 mA trots allt föregående stimulering inte gav någon förändring i kraftmomentskurvan. Denna supramaximala intensitet användes sedan under själva mätningarna.
2.3 EMG- och styrkemätningar
Vid samtliga knäextensioner mättes den elektriska muskelaktiviteten (EMG) med hjälp av ytelektroder (Ag-AgCl, Blue M-00-S, elektrod sensoryta på 13.2 mm2, Ambu, Danmark). Dessa placerades bilateralt på RF, VL, VM och Ham. Elektroderna placerades parvis med ett avstånd av ca 3 mm på respektive muskelbuk, vilket följer gällande rekommendationer (Konrad, 2005). Innan ytelektroderna placerades över musklerna så rakades och tvättades huden med 95 % sprit. För att registrera EMG-signalerna användes ett trådlöst system (Noraxon TeleMyo 2400T G2). Detta system förstärkte även signalen 1000 gånger, filtrerade signalen med ett band-pass filter mellan 10-500 Hz samt omvandlade signalen från analog till digital (A/D) vid en samplingsfrekvens på 1,5 kHz. EMG-signalen överfördes sedan tillsammans med styrkesignalen via CED power 1401 för vidare databearbetning med programmet Signal (Signal 2:16, Cambridge Electronic Design,UK). Feedbacken från de fyra EMG-kanalerna A/D-omvandlades via ett AD-kort (Qualisys). Den digitala signalen skickades därefter vidare i 100 Hz till USB-porten på en laptop (Dell Latitude E6500) som läste av samtliga kanaler. Informationen från varje kanal medelvärdesfiltrerades. Längden på fönstret som användes vid filtreringen var 1 sekund. Styrkeutvecklingen för knäextensorerna mättes med hjälp av en kraftmomentsgivare som var placerad i dynamometerns axel. Styrkesignalen A/D-omvandlades vid en samplingsfrekvens på 200 Hz. Styrkesignalen bearbetades sedan med samma programvara som EMG-signalerna.
För att fastställa den viljemässiga aktiveringsförmågan (VA) användes den väletablerade tekniken ”twich interpolation” (TI) (Denny-Brown, 1928). Den procentuella VA beräknades separat för respektive ben och aktionstyp som 100 x (1-(IT/RT), där amplituden på det elinducerade kraftmomentet vid maximal aktivering benämns interpolated twitch (IT) och det elinducerade kraftmomentet i vila benämns resting twitch (RT). IT
9 estimerades genom att subtrahera medelkraftmomentet som knäextensorerna producerade under ett fönster på 50 ms (direkt före den elektriska stimuleringen) från det högsta kraftmomentet knäextensorerna producerade under ett fönster på 150 ms (direkt efter den elektriska stimuleringen). RT estimerades som högsta kraftmomentet som uppmättes inom 150 ms från det att den elektriska stimuleringen applicerades, mätt från en passiv rörelse, se fig. 3.
Figur 3A,B. A) visar en typisk registrering av ett elinducerat kraftmomentet vid en maximal excentrisk aktion av höger bens knäextensorer. Tiden mellan markörerna 1 och 2 är 150 ms och 50 ms mellan markörerna 1 och 3. B) visar ett elinducerat kraftmoment i höger bens knäextensorer i vila, en s.k. resting twitch.
2.4 Signalbearbetning
Knäextensorernas styrka bestämdes utifrån medelkraftmomentet som beräknades under hela rörelseutslaget, för respektive ben, aktionstyp och omgång. Passiva värden subtraherades för att få den totala nettostyrkan. EMG-signalernas ”root mean square” (rms) vid MVC utan elstimulering beräknades för respektive muskel, aktionstyp och ben (Signal 2:16, Cambridge Electronic Design, Cambridge, UK). EMG-värdena beräknades över samma rörelseomfång som för beräkningarna av kraftmomentet.
2.5 Statistik
Värdena för de olika variablerna anges som medelvärden ± SD. Shapiro-Wilk’s test användes för att kontrollera att värdena för de olika variablerna var normalfördelade. Därefter användes tre separata ANOVA för upprepade mätningar, med styrka, EMG-rms och viljemässig aktivering som beroende variabler och ben, aktionstyp och omgång som faktorer. Om en signifikant huvudeffekt sågs i någon av faktorerna eller om en interaktion mellan faktorerna
10 fanns så genomfördes ett LSD test. Signifikantsnivån sattes till p < 0,05 och värdena för tendensnivån sattes till 0,05<p<0,1. Alla statistiska beräkningar gjordes med programmet Statistica (StatSoft, Inc. 2008).
3 Resultat
StyrkaMyofeedbacken påverkade knäextensorernas dynamiska maximala viljemässiga medelstyrka. ANOVAn visade att styrkeskillnaden mellan omgång 1 och 2 var densamma för de koncentriska och excentriska aktionstyperna. Därför är nedanstående resultat sammanställda som medelvärde av koncentriska och excentriska muskelaktioner.
Styrkeutvecklingen för höger bens knäextensorer skilde sig signifikant (p = 0,01).mellan omgång 1 då ingen feedback gavs jämfört med omgång 2 då feedback gavs, 144 ± 48 Nm respektive 158 ± 53 Nm. Styrkan i vänster bens knäextensorer skilde sig inte signifikant mellan omgång 1 och 2, 154 ± 53 Nm respektive 146 ± 53 Nm. Med tillförsel av feedback ökade således styrkan med 10% medan utan feedback erhölls ingen effekt.
Figur 4. Gruppens medelvärde (SD) för vänster- respektive högerbenets maximala medelstyrka. Det fanns ingen signifikant styrkeskillnad i omgång 1 och 2 gällande vänsterbenets knäextensorer. Däremot fanns det en signifikant styrkeökning i omgång 2 för höger bens knäextensorer då feedback gavs jämfört med omgång 1 då ingen feedback gavs. *Signifikant skillnad, p <. 0,01.
vä omg (1) vä omg (2) hö omg (1) hö omg (2) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 S ty rk a (N m )
*
11
Viljemässiga aktiveringsnivån
ANOVAn visade att skillnader i VA mellan omgång 1 och 2 var densamma för de koncentriska och excentriska aktionstyperna. Därför är nedanstående resultat sammanställda som medelvärde av koncentriska och excentriska aktioner. VA för höger bens knäextensorer ökade signifikant (p = 0,01) från 75 ±15 % i omgång 1 till 81 ± 15 % i omgång 2.
Resultaten för vänster bens viljemässiga aktiveringsgrad i omgång 1 var 73 ± 17 % och 70 ±18 % i omgång 2. Dessa resultat skilde sig inte signifikant åt, se fig. 5. Med tillförsel av feedback ökade således den viljemässiga aktiveringen med 9 % medan upprepade mätningar utan tillförsel av feedback inte gav någon skillnad.
Figur 5. Gruppens medelvärde (SD) för vänster- respektive högerbenets viljemässiga aktivering. Det fanns ingen signifikant aktiveringsskillnad mellan omgång 1 och 2 gällande vänsterbenets knäextensorer. Däremot fanns det en signifikant aktiveringsökning i omgång 2 för höger bens knäextensorer då feedback gavs jämfört med omgång 1 då ingen feedback gavs. *Signifikant.skillnad, p < 0,01.
EMG Quadriceps
EMG aktiviteten för höger bens knäextensorer under en maximal viljemässig koncentrisk aktion i omgång 1 var 0,17 ± 0,12 mV respektive 0,19 ± 0,15 mV i omgång 2. Dessa resultat visade på en tendens (p=0,087) till ökning av EMG aktiviteten i omgång 2 jämfört med omgång 1. EMG aktiviteten för vänster bens knäextensorer under en maximal viljemässig koncentrisk aktion i omgång 1 var 0,20 ± 0,14 mV och 0,18 ± 0,14 mV i omgång 2. Här sågs, till skillnad från höger ben, en tendens (p=0,065) till minskad EMG aktivitet mellan
vä omg (1) vä omg (2) hö omg (1) hö omg (2) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 V ilj em äs si g ak tiv er ings för m åga ( % )
*
12 omgångarna, se fig. 6. Tillförsel av feedback tenderade att ökad EMG aktivitet med 14 %, medan upprepade mätningar utan tillförsel av feedback visade på en tendens till en minskning på 10 %.
vä kon omg (1) vä kon omg (2) hö kon omg (1) hö kon omg (2) 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 E M G a kti vi te t ( m V )
Figur 6. Gruppens medelvärde (SD) för vänster respektive höger bens EMG aktivitet. EMG aktiviteten för vänster respektive höger bens knäextensorer under en maximal viljemässig koncentrisk aktion, skilde sig inte signifikant mellan omgång 1 och 2. Dock fanns det en tendens till minskad aktivitet i vänster bens knäextensorer i omgång 2 jämfört med omgång1 medan det fanns en tendens till ökad EMG aktivitet i höger bens knäextensorer mellan omgångarna. #Tendens, p <. 0,1.
EMG aktiviteten för höger bens knäextensorer under en maximal viljemässig excentrisk aktion i omgång 1 och 2 var 0,180 ± 0,09 mV respektive 0,174± 0,11 mV. EMG aktiviteten under en maximalviljemässig excentrisk aktion för vänster bens knäextensorer var 0,194 ± 0,12 mV i omgång 1 och 0,203 ± 0,13 mV i omgång 2. Dessa resultat visade varken på någon tendens eller signifikant skillnad i EMG aktivitet, för vänster respektive höger bens knäextensorer mellan omgång 1 och 2, se fig. 7.
# #
13
vä exc omg (1) vä exc omg (2) hö exc omg (1) hö exc omg (2) 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 E M G a kti vi te t ( m V )
Figur 7. Gruppens medelvärde (SD) för vänster respektive höger bens EMG aktivitet. EMG aktiviteten för vänster respektive höger bens knäextensorer under en maximal viljemässig excentrisk aktion visade varken på någon tendens eller signifikant skillnad mellan omgång 1 och 2.
EMG Hamstrings
ANOVAn visade att EMG aktiviteten i hamstrings var densamma för både vänster och höger ben vid de koncentriska och excentriska quadricepsaktionerna. Därför är nedanstående resultat sammanställda som EMG medelvärde av vänster respektive höger bens hamstringsaktivitet. EMG aktiviteten i hamstrings då försökspersonen utförde en viljemässig maximal koncentrisk knäextension, var 0,019 ± 0,01 mV i omgång 1 och 0,019 ± 0,04 mV i omgång 2. Det fanns ingen signifikant skillnad mellan dessa resultat. Då försökspersonen utförde en viljemässig maximal excentrisk knäextension ökade båda benens hamstringsaktivitet signifikant (p = 0,026) mellan omgångarna 1 och 2, 0,019 ± 0,06 mV respektive 0,026 ± 0,02 mV, se fig. 8. Med tillförsel av feedback vid de excentriska knäextensionerna ökade därmed EMG aktiviteten signifikant i hamstrings med 27 %.
14
ham kon omg (1) ham kon omg (2) ham exc omg (1) ham exc omg (2) 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 E M G a kti vi te t ( m V )
Figur 8. Gruppens medelvärde (SD) för båda benens hamstringsaktivitet då fp utförde en maximal viljemässig koncentrisk och excentrisk knäextension. EMG aktiviteten i hamstrings skilde sig inte signifikant då fp utförde en koncentrisk MVC. Då fp utförde en excentrisk MVC ökade hamstringsaktiviteten signifikant mellan omgång 1 och 2. *Signifikant.skillnad, p < 0,05.
4 Diskussion
Huvudsyftet med denna studie var att ta reda på hur knämuskulaturens styrkeutveckling och aktiveringsgrad påverkas akut av EMG-feedback. De huvudsakliga resultaten i denna studie visade att biofeedback i form av EMG-rms resulterade både i en akut styrkeökning och i en ökad viljemässig aktivering av knäextensorerna under en isokinetisk MVC. Vidare visade studien en tendens till ökning av EMG-aktiviteten i knäextensorerna vid MVC då feedback tillfördes.
Effekten av myofeedback på knämuskulaturens styrkeutveckling.
Resultaten i studien visade att försökspersonerna utvecklade 10 % mer styrka i knäextensorerna under en isokinetiskt MVC då myofeedback tillfördes. Ett sådant resultat var inte helt oväntat då det är känt sedan tidigare att personer som inte har någon större erfarenhet av styrketräning har svårt, jämfört med vana styrketränare, att viljemässigt aktivera sina muskler maximalt och då framförallt vid excentriska muskelaktioner (Jones et al., 1989, Dowling, Konert, Ljucovic & Andrew, 1994, Van Cutsem, Duchateau & Hainaut 1998 och Westing et al., 1990). Till skillnad från Ekblom & Eriksson (2011) visade denna studie inte någon styrkeskillnad i akuta effekter av feedback mellan de koncentriska och excentriska
15
aktionerna, vilket vore realistiskt då det är svårare att viljemässigt aktivera musklerna maximalt vid en excentrisk kontraktion jämfört med en koncentrisk kontraktion (Seger & Thorstensson 2000). Att liknande resultat inte kunde påvisas i denna studie kan bero på faktorer såsom rörelseomfång, försökspersonernas träningsbakgrund, vilotid samt hur den visuella feedbacken presenterades för försökspersonen. Rörelseomfånget i en led har betydelse för hur mycket musklerna kan aktiveras viljemässigt. Enligt en studie av Jones et al., (1989) är det svårare för en nybörjare att aktivera musklerna maximalt då extremiteterna är maximalt flekterade eller fullt extenderade. Följaktligen, för att kunna jämföra resultat mellan olika studier är det viktigt att veta mellan vilka vinklar styrkan mättes samt om medelstyrkan mättes i hela rörelsen eller ett kortare fönster precis innan, mitten eller slutet av rörelsen. Försökspersonernas träningsbakgrund kan påverka resultatet då tränade personer jämfört med otränade kan producera mer styrka vid excentriska aktioner (Aagaard et al., 2000 och Duchateau, Semmler & Enoka, 2006). För även om samtliga försökspersoner inte bedrev någon form av kontinuerlig styrketräning, var de alla rekryterade från Gymnastik och idrottshögskolan, GIH, Stockholm och hade förmodligen redan en förhållandevis stor initial förmåga att aktivera sina knäextensorer maximalt i de excentriska aktionerna. Presentationen av den visuella feedbacken mellan denna studie och Ekblom & Eriksson (2011) skilde sig åt då de valde att endast visa feedback från en muskels EMG aktivitet (vastus medialis) och då i form av en kurva. Då denna feedback är mindre komplex skulle den rimligen även kunna vara enklare att ta till sig för försökspersonen.
Effekten av myofeedback på den viljemässiga aktiveringsförmågan av knämuskulaturen
I denna studie användes förutom EMG även ”the interpolated twitch technique” med så kallad ”double” stimulering, d.v.s. två elstimuleringar för att tillförsäkra studiens resultat. Även om IT-tekniken har sina begränsningar (Oskouei, Van Mazijk, Schuiling & Herzog, 2003, Dowling et al. 1994) anses den vara den bästa tillgängliga metoden för att mäta hur stor andel av muskulaturen som aktiverats vid en MVC (Griffin & Cafarelli, 2005). Metoden beskrevs första gången redan år 1928 av Denny-Brown och har sedan dess använts i ett flertal studier (Merton 1954, Löscher, Cresswell & Thorstensson, 1996 och Nordlund, Thorstensson & Cresswell, 2003). Föreliggande studie visade att den sammanlagda viljemässiga aktiveringsförmågan av knäextensorerna, vid excentriska och koncentriska aktioner, ökade med 9 % då försökspersonerna fick ta del av myofeedback.
16
Att den viljemässiga aktiveringsförmågan ökade signifikant från ca 75 till 81 % av maximal muskelaktivering då myofeedback gavs stämmer väl överens med den ökade styrkeökningen som skedde mellan omgång 1 och 2. Att fp inte uppnådde 100 % av maximal aktiveringsförmåga kan bero på uttröttning och/eller att fp inte tidigare hade utövat någon form av maximal styrketräning för benmuskulaturen (Nordlund et al., 2003, Nordlund-Ekblom, 2010, Del Balso & Cafarelli, 2007, Roig, et al., 2009).
Effekten av myofeedback på knämuskulaturens EMG-aktivitet
Även om denna studie visade på en ökad styrkeutveckling då myofeedback gavs så visade den ingen signifikant höjning av EMG-aktiviteten för knäextensorerna, varken i de excentriska eller koncentriska aktionerna. Detta är i linje med vad Thorstensson, Karlsson, Viitasalo, Luhtanen & Komi (1976) och Garfinkel & Cafarelli (1992) kom fram till vid jämförelse av styrkeökning och EMG-aktivitet. Däremot är det något motsägande då ett antal andra studier har visat att en ökad styrkeutveckling i en muskel resulterar i en ökad EMG-aktivitet (Aagaard et al., 2000, Häkkinen & Komi, 1983 och Narici, Roi, Landoni, Minetti & Cerretelli, 1989). Trots att försökspersonerna fick 5 minuters vila mellan seten vilket bör vara tillräckligt enligt studier av Am. college of sports med. (2009) och Kraemer & Ratamess (2004) kan lokal och/eller central uttröttning inte helt uteslutas. Ser vi till resultaten för de koncentriska maximala aktionerna så tenderade EMG-aktiviteten att minska då försökspersonen inte fick tillgång till myofeedback medan det fanns en tendens till ökad EMG-aktiviteten ökade då myofeedback tillfördes. Även om dessa värden inte skilde sig signifikant åt så finns det en klar tendens att då myofeedback tillförs kan försökspersonerna öka aktiveringsgraden i quadricepsmuskulaturen. Denna tendens till skillnad, i quadriceps aktivering i de koncentriska aktionerna, kunde ej ses vid de excentriska aktionerna. Detta kan bero på att de koncentriska aktionerna är mer känsliga för uttröttning än de excentriska, vilket också stöds av Grabiner & Owings (2002), vars studie visade att muskelaktiviteten reducerades betydligt mer vid koncentriska isokinetiska MVC än vid excentriska isokinetiska MVC.
En möjlig förklaring till att knäextensorernas styrkeutveckling ökade signifikant men inte EMG aktiviteten kan beror på att det har skett en s.k. ”postactivation potentiation” (PAP) mellan omgång 1 och 2 (Baudry & Duchateau, 2007). En annan mer mekanisk förklaring till varför styrkan ökade men inte EMG-aktviteten vid de viljemässiga maximala knäextensionerna skulle vara att försökspersonen tog stöd med det icke aktiva benet mot
17
apparaturen och på så sätt ökade sin posturala stabilitet. Aktiveringsgraden av hamstrings under isokinetiska knäextensioner påverkar den totala styrkeutvecklingen negativt då dessa muskler skapar ett motriktat moment. Tidigare studier har visat att denna s.k. co-aktivering kan minskas med hjälp av träning vilket i sin tur resulterar i en ökad styrkeutveckling för quadriceps (De Luca & Mambrito, 1987 och Gabriel, Kamen & Frost, 2006). Dock observerades endast låga värden av hamstringsaktivering under de viljemässiga isokinetiska knäextensionerna i den här studien. Det fanns heller ingen minskad EMG-aktivitet i hamstrings beroende på om försökspersonerna fick feedback eller ej. Dessa resultat visar att effekten av den minskade co-aktiveringen i hamstrings som sker efter träning inte sker vid akut myofeedback vilket också har visats i en nyligen publicerad studie (Ekblom och Eriksson, 2011). Däremot ökade aktiviteten i hamstrings signifikant i de excentriska aktionerna jämfört med de koncentriska då försökspersonerna viljemässigt aktiverade knäextensionerna maximalt. Dessa resultat tyder på att styrkeökningen i quadriceps, vid maximala viljemässiga knämuskelaktioner, då feedback gavs, troligen inte beror på någon minskad hamstrings aktivering. Däremot vid submaximala aktioner har tidigare studier kunnat påvisa att quadriceps- och hamstringsmuskulaturen kan aktiveras selektivt då försökspersonen får ta del av myofeedback (Ingersoll & Knight, 1991). Om detta sedan beror på utformningen av den visuella feedbacken eller försökspersonen eventuellt har svårt att koncentrera sig på feedbacken då de samtidigt ska utföra en MVC, är bara spekulationer.
Sammanställning och framtidsmöjligheter med myofeedback
Sammanfattningsvis visar denna studie att även fullt friska aktiva personer kan öka sin styrkeutveckling akut vid maximala viljemässiga knäextensioner med hjälp av visuell realtidsfeedback i form av EMG-rms från quadriceps och hamstrings. Vidare så visade studien att den viljemässiga aktiveringsförmågan ökade signifikant då feedback tillfördes. Studien visade likaledes att med myofeedback fanns det en tendens till ökad EMG aktivitet i quadriceps då koncentriska isokinetiska MVC utfördes. Detta kan jämföras med att det fanns en tendens till minskad EMG aktivitet i samma övning då myofeedback inte gavs. Även detta talar för att med hjälp av myofeedback får vi en ökad positiv styrkeutvecklingseffekt. Dock visade studien ingen minskad hamstringsaktivering då feedback gavs till försökspersonen och styrkeökningen kan således inte hänvisas till förbättrad muskulär koordination.
Även om denna studie tillsammans med några andra studier (Lucca & Recchiuti, 1982, Croce, 1986 och Ekblom & Eriksson, 2011) har visat att myofeedback ökar
18 knäextensorernas styrkeutveckling direkt vid en MVC så måste fler studier genomföras, för att verkligen säkerställa att myofeedback är en teknik som bör integreras i styrketräningen för att optimera resultatet. Än så långe har dessa studier bara gjorts i laboratoriemiljöer där försökspersonen har varit fastspänd och endast utfört en enkel benspark, dvs. en enledsrörelse. Rörelsehastigheten, krav på balans och teknikutförandet vid dessa styrketester har varit väldigt låga. Det vore väldigt intressant att se om samma styrkeutvecklande resultat kan erhållas då mer komplexa flerledsrörelser utförs och i snabbare rörelsehastigheter för att på så sätt få det mer likt den funktionella styrketräningen. Vidare bör man se över de olika feedbacksystemen då olika sätt att ge feedback kan ge olika resultat. Rent spekulativt så kanske det är enklare för försökspersonen att ta till sig feedbacken om den bestod av en linje/kurva som representerar EMG aktiviteten för quadriceps samtliga muskler istället för de tre ”tårtbitarna” som denna studie använde sig av. En annan intressant aspekt är att koppla EMG aktiviteten via ett audiellt feedbacksystem, då inga tidigare studier har gjorts inom detta område. Skulle ett audiellt feedbacksystem visa samma eller t o m ett bättre resultat än vad det visuella gjorde i denna studie? En nyligen utgiven studie (Argus, Gill, Keogh & Hopkins, 2011) visade att verbal feedback ökade överkroppens muskelstyrka. Detta talar för att ett audiellt feedbacksystem som är kopplat till muskulaturens EMG aktivitet skulle kunna ge en ökad styrkeutveckling vid viljemässiga maximala aktioner. Då de flesta idag som tränar på gym handhar ett par hörlurar skulle det förmodligen vara lättare att koppla feedbacken till dessa jämfört med visuell feedback där det krävs någon form av skärm eller dioder.
19
Käll- och litteraturförteckning
Aagaard, P., Simonsen, E.B., Andersen, J. L., Magnusson, S. P., Halkjær-Kristensen, J. och Dyre-Poulsen, P. (2000). Neural inhibition during maximal eccentric and concentric
quadriceps contraction: effects of resistance training. Journal of Applied Physiology, Dec 89(6), s. 2249-2257.
American College of Sports Medicine position stand (2009). Progression models in resistance training for healthy adults. Med. Sci. Sports Excerc. Mars 41(3), s. 687-708.
Argus, C. K., Gill, N. D., Keogh, J. W. & Hopkins, W. G. (2011). Acute effects of verbal feedback on upper-body performance in elite athletes. J Strength Cond Res., Dec 25(12), s. 3282-3287.
Baudry, S. & Duchateau, J. (2007). Postactivation potentiation in a human muscle: effect on the rate of torque development of tetanic and voluntary isometric contractions. J Appl Physiol.,Apr 102(4), s 1394-1401
Bennell, K., Duncan, M., Cowan, S., McConnell, J., Hodges, P. & Crossley, K. (2010). Effects of vastus medialis oblique retraining versus general quadriceps strengthening on vasti onset. Med Sci Sports Exerc., May 42(5), s.856-64.
Bendtsen, L. & Fernández-de-la-Peñas, C. (2011). The Role of Muscles in Tension-Type Headache, Curr Pain Headache Rep., Dec 15(6), s 451-458
Berg, K. E. (2006). Comprehensive Training for Sport: Implications for the Strength and Conditioning Professional. Strength and Conditioning journal, Okt 28(5), s. 10-18.
Croce, R. V. (1986). The effects of EMG biofeedback on strength acquisition. Biofeedback
Self Regul., Dec 11(4), s. 299-310.
De Biase, M.E., Palomari, E.T., Barros-Filho, T.E. & De Camargo OP. (2011).
Increased EMG response following electromyographic biofeedback treatment of rectus femoris muscle after spinal cord injury. Physiotherapy., Jun 97(2), s. 175-9.
Dellve, L., Dellve, L., Ahlstrom, L., Jonsson, A., Sandsjö, L., Forsman, M., Lindegård, A., Ahlstrand, C., Kadefors, R. & Hagberg, M. (2011). Myofeedback training and intensive muscular strength training to decrease pain and improve work ability among female workers on long-term sick leave with neck pain: a randomized controlled trial. International Archives
of Occupational and Environmental Health, Mar 84(3), s 335-46.
Del Balso, C. & Cafarelli E. (2007). Adaptions in the activation of human skeletal muscle induced by short-term isometric resistance training. J Appl Physiol., 103, s. 402-411.
De Luca, C. J. & Mambrito, B. (1987). Voluntary control of motor units in human antagonist muscles: coactivation and reciprocal activation. J Neurophysiol., Sep 58(3), s.525-542.
20 Duchateau, J., Semmler, J. G. & Enoka, R. M. (2006). Training adaptations in the behavior of human motor units. J Appl Physiol., 101(6), s. 1766-75.
Denny-Brown, D. (1928). On Inhibition as a Reflex Accompaniment of the Tendon Jerk and of other Forms of Active Muscular Response. Proceedings of the Royal Society of London,
Series B, vol. 103 (725), s. 321-336
de Salles, B.F. (2009). Rest interval between sets in strength training.
Sports Med., 39 (9), s. 765-77.
Dowling, J. J., Konert, E., Ljucovic, P. & Andrew, D. M. (1994). Are humans able to voluntarily elicit maximum muscle force? Neuroscience letters, 179(1-2), s. 25-28.
Ekblom, M. M. & Eriksson, M. (2011). Concurrent EMG feedback acutely improves strength and muscle activation. European Journal of Applied Physiology, Sep 16.
Garfinkel, S. & Cafarelli, E. (1992). Relative changes in maximal force, EMG, and muscle cross-sectional area after isometric training. Med Sci Sports Exerc. Nov 24(11), s. 1220-1227 Gabriel, D.A., Kamen, G. & Frost, G. (2006). Neural adaptations to resistive exercise:
mechanisms and recommendations for training practices. Sports Med., 36(2), s. 133-49. Grabiner, M.D. & Owings, T.M. (2002). EMG differences between concentric and eccentric maximum voluntary contractions are evident prior to movement onset. Experimental Brain
Research, 145(4), s 505-511.
Griffin, L. & Cafarelli, E. (2005). Resistance training: cortical, spinal, and motor unit adaptations. Can J Appl Physiol. Jun 30(3), s. 328-340.
Hall, K., Schmidt, U. & Schmidhammer, R. (2007). IMF-Therapy (Intention controlled Myo-Feedback) - an innovative method in the treatment of peripheral nerve lesions. Acta Neurochir
Suppl. 100, s. 155-9.
Hansen, T.E. & Lindhard, J. (1923). On the maximum work of human muscles especially the flexors of the elbow. The Journal of Physiology, June 8(57), s. 287-300.
Hortobágyi, T. & Maffiuletti, N. A. (2011). Neural adaptions to electrical stimulation strength training. European Journal Applied Physiology, Feb 111, s. 2439-2449.
Häkkinen, K. & Komi P. V. (1983). Changes in neuromuscular performance in voluntary and reflex contraction during strength training in man. Int J Sports Med. Nov 4(4), s. 282-288. Ingersoll, C. D. & Knight, K.L. (1991). Patellar location changes following EMG biofeedback or progressive resistive exercises. Med Sci Sports Exerc, vol. 23(10), s. 1122-7.
Jones, D.A., Rutherford, O. M. & Parker, D. F. (1989). Physiological changes in skeletal muscle as a result of strenth training. Quarterly Journal of Experimental Physiology, vol. 74, 233-256.
21 Johnston, R. & Lee, K. (1976). Myofeedback: a new method of teaching breathing exercises in emphysematous patients. Physical Therapy., Jul 56(7), s. 826-831.
Konrad, P. (2005) The ABC of EMG - A Practical Introduction to Kinesiological
Electromyography, Apr version 1.0.
Kawamori, N. & Haff, G. G. (2004). The optimal training load for the development of muscular power. J Strength Cond Res., Aug 18(3):675-84.
Kirnap, M., Calis, M., Turgut, A. O., Halici, M,, Tuncel, M. (2005). The efficacy of EMG-biofeedback training on quadriceps muscle strength in patients after arthroscopic
meniscectomy. N Z Med J., Oct 28;118(1224):U1704.
Kraemer, W. J. & Ratamess N. A. (2004). Fundamentals of Resistance Training: Progression and Exercise Prescription. Medicine & Science in Sports & Exercise, 36(4), s. 674-688. LeVeau, B.F. & Rogers C. (1980). Selective training of the vastus medialis muscle using EMG biofeedback. Phys Ther., Nov 60(11), s. 1410-5.
Lucca, J.A. & Recchiuti, S.J. (1983). Effect of electromyographic biofeedback on an isometric strengthening program. Phys Ther., Feb 63(2), s. 200-3.
Löscher, W.N., Cresswell A.G., & Thorstensson, A. (1996). Central fatigue during a long-lasting submaximal contraction of the triceps surae. Exp Brain Res., 108(2), s. 305-314.
Madeleine, P., Vedsted, P., Blangsted, A.K, Sjøgaard, G & Søgaard, K. (2006 ). Effects of electromyographic and mechanomyographic biofeedback on upper trapezius muscle activity during standardized computer work. Ergonomics, Aug. 15 49(10), s. 921-33.
Merton, P. A. (1954). Voluntary strength and fatigue. J. Physiology., 123, s. 553-564
Miller, N.E. (1978). Biofeedback and visceral learning. Annu Rev Psychol., 29, s. 373-404. Narici, M.V., Roi, G.S., Landoni, L., Minetti, A. E. & Cerretelli, P. (1989). Changes in force, cross-sectional area and neural activation during strength training and detraining of the human quadriceps. Eur J Appl Physiol Occup Physiol., 59(4), s. 310-319.
Nordlund, M. M., Thorstensson, A. och Cresswell, A.G. (2003). Central and peripheral contributions to fatigue in relation to level of activation during repeated maximal voluntary isometric plantar flexions. Journal of Applied Physiology, Sep. 96, s. 218-225.
Ng, G.Y., Zhang, A.Q. & Li, C.K. (2008). Biofeedback exercise improved the EMG activity ratio of the medial and lateral vasti muscles in subjects with patellofemoral pain syndrome.
Journal of Electromyography and Kinesiology, Feb 18(1), s. 128-33.
Nakao, M., Yano, E., Nomura, S., & Kuboki, T. (2003). Blood pressure-lowering effects of biofeedback treatment in hypertension: a meta-analysis of randomized controlled trials.
22 Nordlund Ekblom, M. M., (2010). Improvements in dynamic plantar flexor strength after resistance training are associated with increased voluntary activation and V-to-M ratio.
Journal of Applied Physiology, Jul 109(1), s. 19-26.
Nunes, F. R. et al. (2010). Influence of visual feedback on pelvic floor muscle strength.
European Journal Of Obstetrics Gynecology And Reproductive Biology, 151(2), s. 217-220.
Oskouei, M.A., Van Mazijk, B.C., Schuiling, M.H. & Herzog, W. (2003). Variability in the interpolated twitch torque for maximal and submaximal voluntary contractions. J Appl
Physiol, Oct 95(4), s. 1648-1655.
Roig, M., O’Brien, K., Kirk, G., Murray, R., McKinnon, P., Shadgan, B., Reid, W. D. (2009). The effects of eccentric versus concentric resistance training on muscle strength and mass in healthy adults: a Systematic review with metaanalysis. British Journal of Sports Medicine,
43(8), s. 556-568.
Seger, J. Y. & Thorstensson A. (2000). Electrically evoked eccentric and concentric torque-velocity relationships in human knee extensor muscles. Acta Physiol Scand. May 169(1), s. 63-69.
Stanton. R., Ada. L., Dean, C. M. & Preston, E. (2011). Biofeedback improves activities of the lower limb after stroke: a systematic review. Journal of Physiotherapy, 57(3), s. 145-55. Thorstensson, A., Karlsson, J,, Viitasalo, J. H., Luhtanen, P. & Komi, P. V. (1976). Effect of strength training on EMG of human skeletal muscle. Acta Physiol Scand, Oct 98(2), s. 232-236.
Yilmaz, O. O., Senocak, O., Sahin, E., Baydar, M., Gulbahar, S., Bircan, C., Alper, S. (2010). Efficacy of EMG-biofeedback in knee osteoarthritis. Rheumatol Int., May 30(7), s. 887-92. Van Cutsem, M., Duchateau, J. & Hainaut, K. (1998). Changes in single motor unit behaviour contribute to the increase in contraction speed after dynamic training in humans. Journal of
Physiology, 513(1), s. 295-305
Voerman, G. E., Sandsjö. L., Vollenbroek-Hutten, M. M., Larsman, P., Kadefors, R. & Hermens, H. J. (2007). Effects of ambulent myofeedback training and ergonomic counselling in female computer workers with work-related neck-shoulder complaints: a randomized controlled trail. Journal of Occupational Rehabilitation, Mars 17(1), s. 137-152.
Westing, S. H., Seger, J. Y. & Thorstensson, A. (1990). Effects of electrical stimulation on eccentric and concentric torque-velocity relationships during knee extension in man. Acta
23 Billaga 1
Kvinnliga och manliga försökspersoner sökes!
Vi söker försökspersoner till en 5 veckor lång träningsstudie. Du ska vara mellan 20 och 30 år, inga knäproblem samt inte träna styrketräning regelbundet. Som försöksperson kommer du att träna benstyrka 3 gånger i veckan under en 5 veckor lång träningsperiod. Utöver själva träningen kommer vi även att mäta din maximala benstyrka före och efter själva träningsperioden. Vid dessa två mättillfällen kommer även Quadriceps att elstimuleras. Inga biopsier eller andra invasiva ingrepp kommer att utföras i studien.När: Mitten av januari till slutet av februari
Var: BMC laboratoriet för biomekanisk och motorisk kontroll
Ersättning: 3000 kronor (betalas ut först efter fullbordad träning och maxtestning)
Intresseanmälan:
Är du intresserad så anmäl dig SNARAST via mail till Alexander Ovendal. Har du några frågor så är det bara att kontakta Alexander Ovendal på LTIV eller Maria Ekblom på BMC.
24 Billaga 2
Godkännande för deltagande i träningsstudie angående maximal muskelaktivering
I den här studien utvärderar vi effekten av styrketräning. Du kommer främst att jobba med lårens framsida. Studien börjar med ett antal mätningar där vi mäter din maximala styrka. Därefter följer en fem veckor lång träningsperiod där du får träna tre gånger per vecka enligt ett bestämt schema. Efter träningen genomför vi ytterligare ett testtillfälle där effekten av träningen utvärderas.
Under varje tillfälle (test och träning) kommer vi att registrera din muskelaktivering med hjälp av yt-EMG. Det innebär att vi kommer att fästa elektroder på fyra muskelhuvuden på lårets fram- och baksida. Under det första och sista tillfället kommer vi även att ge elstimulering under testerna. Det innebär att du kommer att känna ett visst obehag under bråkdelen av en sekund.
Under både test och träning ska du tänka på att ta i maximalt varje gång. Oroa dig inte för att bli trött mot slutet. Du ska inte försöka ”spara” dig för att orka prestera maximalt hela testet. Ge gärnet varje gång.
Du kan när du vill under testet (eller träningsperioden) välja att avbryta försöket utan att uppge något skäl för detta.
Vid avslutad studie får du en ersättning om 3000 kronor. Ersättningen är skattepliktig.
Jag är införstådd med vad studien handlar om och väljer att vara med.
Underskrift
25 Bilaga 3
Litteratursökning
Syfte och frågeställningar: Hur påverkas knämuskulaturens aktiveringsgrad och
styrkeutveckling av EMG-feedback?Vilka sökord har du använt?
EMG Neural adaptation Eccentric/Concentric Co-activation Acute Exercise Strength Training Feedback Resistance Rehabilitation Biofeedback MyofeedbackVar har du sökt?
PubMedSökningar som gav relevant resultat
PubMed: eccentric/concentric + strength training PubMed: EMG concentric eccentric exercise PubMed: Co-activation + strength training PubMed: Rehabilitation + biofeedback PubMed: Strength training + biofeedback PubMed: Strength training + acute effects,26
Kommentarer
Många artiklar gällande biofeedback handlar om olika sjukdomstillstånd och hur dessa tillstånd kan avhjälpas med hjälp av” verktyget” biofeedback. Ett fåtal av ovannämnda studier handlar om hur myofeedback används vid muskelspänning och rehabilitetsträning efter muskelskada. Letar vi sedan vidare på artiklar som handlar om myofeedbacks akuta styrkepåverkan vid maximala isokinetiska knämuskelaktioner ja, då blir resultat försvinnande litet. Endast en handfull artiklar tar upp ämnet huruvida akut myofeedback kan påverkar styrkeutvecklingen och/eller den viljemässiga muskelaktiveringen hos friska personer, vid en maximal viljemässig knäkontraktion. Med andra ord för att få tag på fler relevanta artiklar till denna uppsats så räckte det inte att endast söka på ”strength+myofeedback”. En större sökning, i PubMed med fler relevanta sökord, gjordes för att på så sätt införskaffa fler väsentliga artiklar, se nedan. Majoriteten av alla artiklar i detta arbete har hittats via PubMed. De övriga artiklarna har erhållits via ”related articles” samt min handledare.
