Förbättrad träning med hjälp av elektrisk stimulans?

(1)

Högskolan i Halmstad Sektionen för ekonomi och teknik

Förbättrad träning med hjälp av elektrisk stimulans?

En undersökning om träning kombinerat med NMES skiljer sig från träning med frivilliga kontraktioner på M. rectus abdominis.

Joakim Dalmo

Uppsats i Biomedicin – inriktning fysisk träning 15hp Handledare: Anna Staffansson

2009-05-25

(2)

1 1. Sammanfattning.

Neuromuskulär elektrisk stimulering (NMES) används vid träning i syfte att förbättra

muskulaturens egenskaper. Inom rehabilitering används NMES till att förbättra läkeprocessen av muskelskador. Vid elektrisk stimulans sker det en annorlunda aktivering av de motoriska enheterna jämfört med frivilliga kontraktioner. Vid frivilliga kontraktioner sker det en stimulering av de motoriska enheterna med långsamma muskelfibrer först. Därefter aktiveras snabba muskelfibrer. Vid elektrisk stimulans sker aktiveringen av olika sorters motoriska enheter i en omvänd- eller slumpmässig process. METOD: 16 personer (26 ± 4 år) deltog i studien varav 12 fullföljde hela testperioden. De delades in i två grupper. En testgrupp använde NMES tillsammans med frivilliga kontraktioner och en kontrollgrupp som enbart utförde frivilliga kontraktioner. Grupperna utförde en magövning för att se om det är någon skillnad mellan NMES kombinerat med frivilliga kontraktioner och enbart frivilliga

kontraktioner. Testet utfördes innan, i mitten och i slutet av testperioden som varade i 10 veckor. Testet var ett styrkeuthållighetstest där deltagarna skulle utföra så många frivilliga kontraktioner som möjligt. RESULTAT: Testgruppen fick 4 procentenheter bättre resultat, men det var inte signifikant. Vilket resulterar till att denna studie inte kunde påvisa att NMES kombinerat med frivilliga kontraktioner ger bättre resultat än frivilliga kontraktioner.

Abstract.

Neuromuscular electrical stimulation (NMES) is used in training to improve the muscles ability. In rehabilitation NMES is used to improve the healing process of muscle injuries. The motor units activates differently in voluntary contractions than in electrical stimulated

contractions. Voluntary contractions stimulates the motor units with slow muscle fibers first.

Then the fast muscle fibers activates. Electric stimulation stimulates the motor units in a reverse or a random order. METHOD: 16 persons (26 ± 4 year) participate in the study which 12 of those completed the whole test period. They were divided into two groups. The first group used NMES superimposed to voluntary contractions. The second group used only voluntary contractions. Both groups perform a curl up training program to see if NMES superimposed to voluntary contractions is better than only voluntary contractions. The test was performed three times during the 10 weeks study, before, in the middle and after the test period. The test was a sort of strength endurance test there the participants were going to do as many voluntary contractions as possible. RESULT: the test group got 4 percent units better result than the control group, but it wasn’t significant. The result in this study could not prove that NMES superimposed to voluntary contractions is better than only voluntary contractions.

Nyckelord — electrical stimulance, NMES, skeletal muscle.

(3)

2 Innehållsförteckning.

Sid nr.

1. Sammanfattning/abstract 1

2. Inledning. 3

3. Bakgrund. 3

3.1 Historia. 3

3.2 Motoriska enheter. 4

3.2.1 Hur muskulaturen påverkas av elektrisk stimulans. 4

3.3 Elektroder. 5

3.4 Tidigare studier. 6

4. Syfte. 6

5. Frågeställning. 6

6. Definitioner. 7

7. Metod. 7

7.1 Deltagare. 7

7.2 Genomförandet av testet. 7

7.3 Genomförandet av övningen. 8

7.3.1 Kontrollpersonerna. 8

7.3.2 Testpersonerna. 8

7.4 Testperioden. 8

7.5 Utrustning. 8

7.6 Statistik. 9

8. Resultat. 9

9. Diskussion. 12

10. Referenser. 15

11. Bilaga 1. Dagbok. 17

(4)

3 2. Inledning.

Neuromuskulär elektrisk stimulering (NMES) är en typ av elektrisk stimulering som externt stimulerar neuromuskulära förbindelser, vilket sedan bidrar till en ofrivillig

muskelkontraktion (Palliard, 2008, Bax et al., 2005).

Syftet med elektrisk muskelstimulering är att få en kontraktion eller en vibration i

muskulaturen. Genom att använda elektrisk stimulans är det lättare att inrikta sin träning på enskilda muskelgrupper. Det är användbart vid skador då det ger en förbättrad återhämtning genom en förbättrad blodcirkulation. NMES har använts i många år av sjukgymnaster och idrottsmän. Det har då använts för muskeluppbyggnad, rehabilitering och återhämtning (Bax et al., 2005).

En frivillig kontraktion av en muskel sker genom att en aktionspotential (elektrisk impuls) skickas till de muskelfibrer i den motoriska enheten som ska aktiveras. Det gör att det sker en kemisk reaktion i muskeln och därav kontraheras muskeln (Michalsik and Bangsbo, 2004).

Ungefär på samma sätt fungerar NEMS. Men istället för att hjärnan skickar en elektrisk impuls, skickas den från NMES-stimulatorn. Vilket resulterar till en kontraktion.

På tv försöker företag sälja elektriska stimulatorer som ska få bort överflödigt fett och ge en starkare och mer definierad kropp. Hur mycket kan man lita på att elektrisk stimulering ska kunna hjälpa till att stärka muskulaturen?

3. Bakgrund.

3.1. Historia.

Ända sedan 1700–talet har elektrisk stimulering använts på muskulaturen. Då användes det till att behandla paralyserade patienter (Hainaut et al., 1992, Feiereisen et al., 1997) och förbättra läkningen av muskelskador (Hainaut et al., 1992, Bax et al., 2005, Feiereisen et al., 1997).

I dagens samhälle används träning med NMES främst till att förbättra grundfysiken, öka muskulaturens egenskaper som att förbättra kraften i styrke- och uthållighetsmoment och att skapa en effektivare blodgenomströmning i muskulaturen (Bax et al., 2005).

Friska människor och idrottsmän använder NMES som ett komplement till eller vid sidan av den ordinarie träningen (Hainaut et al., 1992, Feiereisen et al., 1997).

Sjukgymnaster använder NMES till att förbättra läkningen vid muskelskador, öka styrka, förhindra hypotrofi, återhämtning, neuromuskulär stimulering etc. Personer som efter en skada har svårt att utföra frivilliga kontraktioner kan ta hjälp av NMES för att undvika muskelatrofi (Bîrlea SI, Bîrlea NM, Breen and ÓLaighin, 2008, Holcomb, 2006).Det gör att de inte behöver genomgå lika lång rehabilitering eftersom de inte har förlorat samma mängd muskelmassa i väntan på att kunna utför frivilliga kontraktioner (Holcomb, 2006).

Andra användnings områden för NMES är smärta, behandling av spasmer och förebyggande av osteoporos (Bîrlea et al., 2008).

(5)

4 3.2 Motoriska enheter.

Vid frivilliga kontraktioner bildas det signaler i hjärnan genom olika intryck. Dessa signaler skickas vidare via ryggmärgen till motoriska enheter. Nervcellen och tillhörande muskelfibrer kallas tillsammans för en motorisk enhet (ME). Muskelfibrerna kommer då att aktiveras och det kommer ske en kontraktion i muskelfibrerna. Hjärnan justerar kraften i kontraktionen genom att bestämma hur många motoriska enheter som ska medverka i muskelkontraktionen.

Ju fler motoriska enheter som aktiveras desto starkare blir kontraktionen i muskeln.

En nervcell försörjer endast ett visst antal muskelfibrer. Genom att en motorisk enhet består av olika antal muskelfibrer kan hjärnan aktivera specifika ME för att kunna få den precisa kontraktionen (Michalsik and Bangsbo, 2004).

En ME fungerar genom principen, allt eller inget. Det betyder att om ett motorneuron aktiveras leder det till att alla tillhörande muskelfibrer i den ME kommer att kontraheras till max. Sker det ingen aktivering i motorneuronet är alla tillhörande muskelfibrer i den ME i vila (Michalsik and Bangsbo, 2004).

Genom att motorneuronet styr tillhörande muskelfibrer beror det på motorneuronet och vilken funktion muskelfibrerna är ämnade för som avgör muskelfibrerna utseende och funktion. Det gör att alla muskelfibrer i en ME är likadana. Medans olika ME i en och samma muskel kan avvika i utseende och funktion (Bojsen-Møller, 2000).

Det finns tre olika sorters skelettmuskelfibrer, typ 1, typ 2a och typ 2x. Typ 1 fibrerna kallas för långsamma muskelfibrer och typ 2 kallas för snabba muskelfibrer. De långsamma fibrerna har en långsam spänningsutveckling. Det gör att de är uthålliga och klarar av att utsättas för en längre tids arbete. Samt att de har vissa egenskaper som avviker sig från de snabba

muskelfibrerna vilket gör att de blir uthålliga. Långsamma muskelfibrer är nämligen omringat av ett rikare kapillärnät, de har fler mitokondrier och en bättre lagring av syre i muskelfibern.

De snabba muskelfibrerna utvecklar spänning väldigt snabbt. Det gör att de klarar av att kontrahera väldigt snabbt. Det skiljer sig mellan typ 2a och typ 2x. Typ 2x är mest olik de långsamma muskelfibrerna. De har en snabb kraftutveckling och en liten uthållighet. För att kunna utveckla kraft snabbt har de många anaeroba processer som klarar av att producera energi intensivt under en kort tid. Typ 2a fibrerna har en blandning av dessa två. De klarar att utveckla kraft snabbt men de är också uthålliga (Michalsik and Bangsbo, 2004)( Sharkey and Gaskill, 2006).

I t.ex. ögat finns det många små ME. Där har varje ME ca 100 muskelfibrer. Små ME gör det lättare för ögat att utföra finkoordinatoriska rörelser. Hos de större muskelgrupperna som t.ex.

m. quadriceps femoris (den främre lårmuskeln) finns det ME som innehåller upp till 2000 muskelfibrer. De utför grövre rörelser som inte har lika höga precisionskrav som de ME i ögat. (Michalsik and Bangsbo, 2004) (Bojsen-Møller, 2000). Större ME kan generera en större kraft till utförandet men under en kortare tid (Sharkey and Gaskill, 2006).

Långsamma muskelfibrer finns främst i små motoriska enheter. I stora motoriska enheter är det en större nervcell som försörjer fler muskelfibrer, ca 300-800 stycken (Michalsik and Bangsbo, 2004).

3.2.1 Hur muskulaturen påverkas av elektrisk stimulans.

När NMES stimulerar musklerna kontraheras muskelfibrerna genom den elektriska ström som skickas in till neuronen och aktiverar motorneuronens axon. Aktiveringen leder till en impuls som gör att muskelfibrerna i den ME kontraheras (Palliard, 2008).

(6)

5 Vid en frivillig muskelkontraktion kommer det först ske en kontraktion i de fibrer som tillhör ME med långsamma fibrer. Behöver kroppen sedan mer intensitet för att utföra arbetet aktiveras de Me med snabba muskelfibrer, se figur 1 (Michalsik and Bangsbo, 2004, Henneman et al., 1965, Feiereisen et al., 1997).

Figur 1. Rekryteringsmönstret hos ME där ST-fibrer är typ 1 fibrer, FTa- fibrer är typ 2a och FTx- fibrer är typ 2x (Michalsik and Bangsbo, 2004).

När en muskelgrupp kontraheras med hjälp av NMES hävdar vissa forskare att det blir en omvänd process (Palliard, 2008, Henneman et al., 1965, Hainaut et al., 1992, Trimble et al., 1991). ME med snabba muskelfibrer kommer att kontraheras före de ME med långsamma muskelfibrer (Palliard, 2008, Henneman et al., 1965, Hainaut et al., 1992, Trimble et al., 1991). Det är på grund av att ME med snabba muskelfibrer har en lägre aktiveringsnivå än vad ME med långsamma muskelfibrer har. Det gör att ME med snabba muskelfibrer aktiveras tidigare än vad de ME med långsamma muskelfibrer oberoende på strömstyrkans intensitet (Palliard, 2008).

Andra studier påvisar att det inte är de ME med snabba muskelfibrer som aktiveras först. Utan att det sker en icke selektiv aktivering av de motoriska enheterna. Det sker en aktivering av både snabba och långsamma muskelfibrer vid elektrisk stimulering av skelettmuskulaturen (Gregory et al., 2005, Adams et al., 1993).

3.3 Elektroderna.

Hur muskeln aktiveras under elektrisk stimulering beror främst på hur elektroderna är placerade. Om elektroderna är lite felplacerade kan styrkan och känslan kännas olika. Olika testpersoner har olika muskelstruktur. Därför kommer elektroderna att få placeras olika på testpersonerna (Theurel et al., 2007).

(7)

6 När det gäller placeringen av elektroderna på huden finns det två olika tekniker att använda sig av. Den första är twitch interpolation technique (ITT). Vid ITT placeras elektroderna på den motoriska neuron som försörjer den specifika muskeln. Den andra tekniken kallas för percutaneous superimposed electrical stimulation technique (PST). Vid PST placeras elektroderna på muskelbuken. Dessa tekniker är väldigt lätta att använda eftersom

elektroderna placeras på skinnet. Nackdelen med dessa tekniker är främst att det kan ge en obehaglig känsla när testpersonen stimuleras. Efter att man har vant sig vid känslan minskar obehaget. Dessa två tekniker används vid olika syften. ITT används främst vid forskning för utvärdering av muskelaktivitet tillsammans med annan utrustning som t.ex. EMG. PST används främst inom muskelträningsprogram (Paillard et al., 2005).

3.4 Tidigare studier.

Bax m.fl. 2005 gjorde en sammanfattning av ett flertal tidigare studier. De ville se om det var någon skillnad i styrka mellan enbart träning med NMES och träning med frivilliga

kontraktioner på m. quadriceps femoris. Genom att studera de olika studierna kom de fram till följande:

Frivilliga kontraktioner är lika bra om inte bättre än träning med enbart NMES.

NMES är bättre än ingen träning alls.

NMES fungerar bättre i kombination med frivilliga kontraktioner jämfört med enbart frivilliga kontraktioner.

(Bax et al., 2005) Vid isometrisk träning av m. quadriceps femoris (Kubiak et al., 1987)och m. biceps brachii (Holcomb, 2006) ger träning med frivillig kontraktion en bättre styrka än enbart stimulerande träning (Kubiak et al., 1987, Holcomb, 2006).

Porcari m.fl. 2005 genomförde en studie där de mätte styrka och uthållighet i

magmuskulaturen. Testpersonerna var mellan 25 – 50 år gamla och hade ett BMI mellan 18 och 30. Testpersonerna hade inte utfört någon form av magträning under de senaste sex månaderna. Under en åtta veckors period använde testpersonerna en stimulator 5 gånger per vecka. Olika tester utfördes före, i mitten och i slutet av testperioden (Porcari et al., 2005).

Det har visat sig att de som använde enbart NMES gjorde signifikant större ökning i både styrka (Alon et al., 1987, Porcari et al., 2005) och uthållighet än vad kontrollgruppen gjorde.

Kontrollgruppen utförde ingen träning under perioden (Porcari et al., 2005).

4. Syfte.

Syftet i denna studie är att undersöka om NMES i kombination med styrkeuthållighetsträning ger ett bättre resultat vid curl ups än styrkeuthållighetsträning med enbart frivilliga

kontraktioner.

5. Frågeställning.

Kan man förbättra sina resultat i styrkeuthållighetsmoment med hjälp av att kombinera träningen med NMES?

(8)

7 6. Definitioner.

Styrkeuthållighetsträning ska ge en ökad kraftutveckling under en längre tid. Muskeln ska anpassa sig så att den tolererar ansamlingar av slaggprodukter så som laktat. Det gör att muskulaturen inte tröttas ut så fort.

Frivillig kontraktion är kontraktioner som kroppen medvetet styr över.

7. Metod.

7.1 Deltagare.

Undersökningen startade med 16 deltagare (26±4 år) som valdes ut genom ett

bekvämlighetsurval. Dessa indelades i två grupper. En testgrupp (Tg) och en kontrollgrupp (Kg). Träningen och testet bestod av magböj (curl ups). Tg utförde sin träning kombinerat med NMES och kontrollgruppen utförde sin träning med enbart frivilliga kontraktioner. 5 män och 3 kvinnor ingick i Tg och 4 män och fyra kvinnor ingick i Kg.

7.2 Genomförandet av testet.

Uthållighetstestet för magmuskulaturen kommer från American College of Sports Medicine (ACSM) och är ett curl-up test (Porcari et al., 2005). Deltagarna ligger på rygg på golvet med fotsulorna placerade på golvet. Knäleden har en vinkel på ca 90º. Båda armarna ska vara placerade längs kroppen och fingerspetsarna ska nudda den utplacerad tejpremsa (figur 2) där utgångspositionen är. En annan tejpremsa ska vara placerad 12 cm bortom den första

tejpremsan (figur 2). Tempot i testet (vilket är förinspelat på ljudfil) motsvarar 40 repetitioner per minut. Varje gång en curl-up ska genomföras hörs ett pip. Vid pipet kontraherar man magmuskulaturen så att fingerspetsarna nuddar vid den bortre tejpremsan. När man har nuddat den bortre tejpremsan går man tillbaka till utgångspositionen. Deltagarna ska utföra så många curl-ups som de orkar. Testet tar slut när deltagarna inte hinner med tempot eller inte orkar nå till den bortre tejpremsan. Innan testet utförs 10 uppvärmnings repetitioner i lugnt tempo.

Figur 2. Utgångsposition.

(9)

8

Figur 3. Vändposition.

7.3 Genomförandet av övningen.

7.3.1 Kontrollpersonerna.

Kontrollpersonerna ligger på rygg på golvet med fötterna placerade på golvet och knäleden har en vinkel på ca 90º. Båda armarna ska vara placerade längs kroppen och fingerspetsarna ska nudda en utplacerad tejpremsa En annan tejpremsa ska vara placerad 12 cm bortom den första tejpremsan. Övningen utgörs av fem sekunders kontraktion (figur 3) och 6 sekunder vila (figur 2). Mellan seten är det 16 sekunder vila. Övningen består av 4 set och mellan 6 och 15 repetitioner beroende på hur mycket Kp orkar.

7.3.2 Testpersonerna.

Testpersonerna ligger på rygg på golvet med fötterna placerade på golvet och knäleden har en vinkel på ca 90º. Båda armarna ska vara placerade längs kroppen och fingerspetsarna ska nudda en utplacerad tejpremsa. En annan tejpremsa ska vara placerad 12 cm bortom den första tejpremsan. Övningen utgörs av fem sekunders kontraktion, där både frivillig

kontraktion och elektrisk stimulering kontraherar muskulaturen (figur 3). Och 6 sekunder vila utan kontraktioner (figur 2). Mellan seten är det 16 sekunder vila utan kontraktioner.

Övningen består av 4 set och mellan 6 och 15 repetitioner beroende på hur mycket Tp orkar.

NMES- stimulatorn är valfritt inställd beroende på var testpersonen tycker sig känna bäst kontraktion. Kontraktionen ska dock vara synlig.

7.4 Testperioden.

Testperioden pågick i 10 veckor. Tre test genomfördes, det första vecka 1, det andra vecka 6 och det tredje vecka 10. Mellan test 1 och test 3 genomfördes 15 träningspass á 2 pass i veckan. Testen och övningarna utfördes antingen i hemmamiljö eller på träningsanläggning.

7.5 Utrustning.

Testpersonerna använde NMES-stimulatorn Cefar^® myo^x2. Stimulatorn är inställd på program P15: lvl 1 vilket är ett styrkeuthållighetsprogram som är inställt på fem sekunders kontraktion och sex sekunders vila. Vilan mellan varje set pågår i 16 sekunder. Cefar^® Myo^x2 är avsedd att träna muskulatur och ge smärtlindring. Stimulatorn har två strömstyrda kanaler. De kan ge en konstant strömstyrka mellan 0 och 100 mA och en resistans på upp till 1000 ohm. Vid en

(10)

9 belastningsändring från 100 till 1000 ohm ändras stimuleringsströmmen med mindre än 10 % från inställt värde. Stimulatorn har en maximal pulsbredd som ligger på 350 µs.

Elektroderna som användes var av märket cefar stimtrode. Det är en standardelektrod av traditionell elektrodväv. Storleken som användes på elektroderna var 5 cm x 9 cm.

Elektrodernas kapacitet försämras efter 20 – 40 behandlingar. Elektroderna byttes ut efter halva testperioden. 4 stycken elektroder användes under ett träningspass. Elektroderna var placerade enligt tekniken PST på m. rectus abdominis muskelbuk. Två elektroder placerades alldeles under revbenen och två elektroder placerades en till två centimeter under naveln.

Beroende på var testpersonerna kände bäst kontraktion placerades elektronerna något olika på testpersonerna.

Varje deltagare fick en form av dagbok. Kontrollpersonerna fick en version (bilaga 1) och testpersonerna fick liknande dagbok där skillnaden var att de antecknade vilken amplitud de hade under träningspassen. Där antecknades testresultat och träningsresultat.

För att veta vart start och vändpunkt under test och övning var markerades dessa punkter med tejp (figur 2 och figur 3).

Våg för att få ut vikten.

7.6. Statistik.

För att se om det är en signifikans mellan grupperna kommer ett t-test att analyseras. T-testet utförs i programmet SPSS och värden som ska undersökas är gruppernas procentuella skillnad mellan test 1 och test 3.

8. Resultat.

Under testperioden blev det 4 avhopp, där alla kom ifrån kontrollgruppen. I kontrollgruppen

genomfördes 87 % av träningspassen och i testgruppen genomfördes 90 % av träningspassen. Tabell 1 visar deltagarnas kroppsmått innan tesperioden börjar.

Tabell 1. Testgruppen och kontrollgruppens kroppsmått innan testperioden.

Siffrorna beskriver medelvärdet.

Testgrupp ålder vikt (kg) längd (m) BMI(kg/m²)

Man 24,5 ± 2,5 83,2 1,82 25,15

Kvinna 23,5 ± 0,5 65,67 1,75 21,45

Grupp 24,5 ± 2,5 76,62 1,79 23,76

Kontrollgrupp

Man 26 ± 4 79 1,86 22,97

kvinna 27 ± 3 67,5 1,7 23,42

Grupp 26 ± 4 73,25 1,77 23,2

(11)

10 Diagram 1 beskriver antalet gjorda repetitioner vid varje test. Det visar att kontrollgruppen klarar av att göra fler repetitioner under samtliga tester.

Diagram 1. Genomsnittsvärde av antal utförda repetitioner under varje test.

Diagram 2 visar hur förbättring i antal gjorda repetitioner mellan test 1 och test 2 eller test 3. I diagrammen syns det att testgruppen har en bättre utveckling mellan testen.

Diagram 2. Förbättringen i antal repetitioner mellan test 1och test 2 eller test 3.

(12)

11 I diagram 3 visas skillnaden i procent mellan grupperna. Enligt ett t-test visade sig att

resultatet inte är signifikant (p > 0,05).

Vi den genomsnittliga förbättringen mellan test 1 och test 3 skiljde endast 4 procentenheter mellan grupperna i fördel till Tg.

Diagram 3. Procentuella ökningen för grupperna mellan test 1 och test 3.

(13)

12 I tabell 2 visas resultaten mellan alla tester. Vi ser också deltagarnas resultat under testerna, skillnaden mellan testerna i antal gjorda repetitioner och procentuell förändring. Tabell 2 visar också skillnaden mellan grupperna och skillnaden mellan männen och kvinnorna.

Tabell 2. Tabellen visar resultaten från testen. Förändring i antal repetitioner och procent mellan testen och antal gjorda repetitioner under testen. Skillnader mellan grupperna och skillnaden mellan män och kvinnor.

test 1 test 2 test 3 Test 1- test 3 Test 1- test 2 Test 2- test 3 Testgrupp antal repetitioner antal % antal % antal %

TP 1 M 22 23 47 25 53% 1 4% 24 51%

TP 2 K 22 23 30 8 27% 1 4% 7 23%

TP 3 M 39 66 92 53 58% 27 41% 26 28%

TP 4 M 46 42 40 -6 -15% -4 -10% -2 -5%

TP 5 K 29 40 43 14 33% 11 28% 3 7%

TP 6 M 33 36 40 7 18% 3 8% 4 10%

TP 7 M 20 50 40 20 50% 30 60% -10 -25%

TP 8 K 23 30 37 14 38% 7 23% 7 19%

medelvärde 29,25 38,75 46,125 16,88 33% 9,50 20% 7,38 14%

Kvinnor Tg 24,67 31,00 36,67 12,00 32% 6,33 18% 5,67 16%

Män Tg 32,00 43,40 51,80 19,80 33% 11,4 21% 8,40 12%

Kvinnor Kg 26 38,5 36,5 10,5 29% 12,5 32% -2 -5%

Män Kg 54,5 60 73,5 19 28% 5,5 12% 13,5 20%

Kontrollgrupp

KP 1 K 21 30 36 15 42% 9 30% 6 17%

KP 2 M 35 44 63 28 44% 9 20% 19 30%

KP 3 K 31 47 37 6 16% 16 34% -10 -27%

KP 4 M 74 76 84 10 12% 2 3% 8 10%

medelvärde 40,25 49,25 55 14,75 29% 9 22% 5,75 7%

9. Diskussion.

Vid analys av testresultaten (diagram 3och tabell 2) visas skillnaden mellan grupperna.

Testgruppen har en förbättring på 33 % och kontrollgruppen har en procentuell förbättring på 29 % mellan test 1 och test 3. Testgruppen gjorde 4 procentenheter bättre ökning vilket visade sig vara icke signifikant.

I tabell 2 gav TP 4 ett negativt värde. Hur det kommer sig? Det kan troligtvis bero på många faktorer. Som t.ex. tid på dygnet, kosten innan testet, träning utöver testet och/eller dagsform.

Skulle detta avvikande resultat tas bort skulle testgruppens förbättring bli 10 procentenheter bättre än kontrollgruppen. Med detta resultat skulle kanske resultatet blivit signifikant.

I tabell 2 ser vi också att KP 3 och TP 7 hade ett negativt värde mellan test 2 och test 3. Det kan vara liknande faktorer som TP 4 tros ha råkat ut för.

Diagram 1 visar antalet repetitioner under testen. I diagram 1 ser man att kontrollgruppen har ett högre antal repetitioner än testgruppen under samtliga test. Det kan bero på att

kontrollgruppen har en bättre grundstyrka innan testets början.

Enligt studien av Bax et al., 2005 som tas upp i bakgrunden visar resultaten att NMES är bättre än ingen träning alls. Frivilliga kontraktioner är bättre eller lika bra jämfört med enbart NMES. NMES kombinerat med frivilliga kontraktioner ska vara bättre än enbart frivilliga

(14)

13 kontraktioner. Det som är mest intressant för studien är att se om det ger någon bättre effekt vid stimulering kombinerat med frivilliga kontraktioner. Hur kommer det sig då att mitt resultat inte visar ett signifikant värde så att det går att säga att det är bättre med NMES kombinerat med frivilliga kontraktioner?

Genom att testgruppen genomförde elektrisk stimulans under övningarna kan den ökade kontraktionen vara orsaken till att de inte klarar av att utföra samma ökning som

kontrollgruppen. Vilket kan bero på att de får ett högre antal aktiva motoriska enheter som aktiveras vid kontraktionen som kan ha gjort att muskulaturen tröttas ut snabbare. Vid fler aktiverade motoriska enheter kanske träningsmomentet blir effektivare och testgruppen behöver inte träna med samma mängd för att resultaten ska bli lika som kontrollgruppens. Om testpersonerna hade haft amplituden på en bestämd nivå under varje övning och endast ökat i repetitionerna kanske de kunde ha fått ett annorlunda resultat som kanske har kunnat vara bättre eftersom träningsmängden kan ha ökat.

För att förbättra styrkeuthållighet hos individer är denna träningsmetod effektiv. Vilket visar sig genom att kontrollgruppen gjorde en 29 % förbättring och testgruppen gjorde 33 % förbättring på endast 8 veckor.

Deltagarna tyckte att metoden var lätt att förstå och följa. Dagboken var enkel att förstå vilket gjorde det lätt att anteckna resultaten.

Efter att ha hört med deltagarna efter testet tycker flera av dem att testet var svårt att utföra.

Flera av deltagarna kände att de fick en bättre teknik desto längre in i testperioden de kom.

Deltagarna fick en känsla under test två och tre av att de kunde ha fått ett högre värde än vad de fick, om de hade använt sig av samma teknik som vid test ett. Träning leder till en

neuromuskulär förbättring vilket gör att kontraktionen av muskulaturen effektivare. Vid test ett kan deltagarna ha utfört övningen på ett annorlunda sätt t.ex. att använda axlarna mer under kontraktionen. Beroende på axlarnas position vid utgångspositionen (figur 2) kan deltagarna kontrollera hur pass mycket magmuskulaturen ska kontraheras. Vid högt ställda axlar används axlarna mer och magmuskulaturen mindre för att nå till vändpunkten (figur 3).

Det kan leda till ett ökat antal repetitioner. Eftersom deltagarna fick en effektivare kontraktion i magmuskulaturen, med hjälp av övningarna, använde de sig av den mer under test två och test tre. Även fast de ökade i antal repetitioner kunde de eventuellt ha fått ett högre antal om de hade använt axlarna mer som i test ett.

Under testets gång hade testgruppen en större feedback från testledaren på grund av att

stimulatorn hanterades av testledaren. Det har kunnat göra att testgruppen utvecklade en större vilja att anstränga sig under träningspassen.

I framtida forskning skulle man kunna ha en specifik lokal där alla genomförde testen och övningarna. Det hade troligtvis blivit en bättre tillförlitlighet på resultatet. Metoden skulle kunna ha varit mer specifik utformad. Testbeskrivningen skulle kunna vara bättre för att få ännu bättre utförande under testen. Det skulle kunna fås fram genom att deltagarna förde anteckning på hur de utförde första testet. De kan t.ex. förklara i vilken position axlarna var i under utgångspositionen. I dagboken som deltagarna skrev upp sina värden i kunde det ha funnits utrymme för deltagarna att anteckna sin status om hur de mår, när de senast åt och vilken tid på dygnet de har ätit. Det för att kunna få liknande förutsättningar under alla tester.

Testet skulle kunna utföras på två olika grupper. Idrottsmän och otränade personer. Att för en otränad person förbättra sig med 4 procentenheter är väldigt lite. Men när det gäller

(15)

14 idrottsmän som behöver höja sig några få procentenheter för att gå från silvermedalj till

guldmedalj är det guld värt om elektrisk stimulans endast ger 4 procentenheter.

Denna rapport visade att elektrisk stimulans kombinerat med frivilliga kontraktioner inte gav signifikant (p>0,05) bättre resultat än enbart frivilliga kontraktioner. Fler tester med fler deltagare måste utföras för att få ett slutgiltigt svar inom detta område.

(16)

15 10. Referenser.

Adams GR, Harris RT, Woodard D, Dudley GA. 1993. Mapping of electrical muscle stimulation using MRI. Journal of Applied Physiology, 74, 532-7.

Alon G, McCombe SA, Koutsantonis S, Stumphauzer LJ, Burgwin KC, Parent MM, Bosworth RA. 1987. Comparison of the effects of electrical stimulation and exercise on abdominal musculature. The journal of othopaedic and sports physical therapy, 8, 567-73.

Bax L, Staes F, Verhagen A. 2005. Does neuromuscular electrical stimulation strengthen the quadriceps femoris? A systematic review of randomised controlled trials. Sports medicine, 35, 191-212.

Bîrlea SI, Bîrlea NM, Breen PP, ÓLaighin G. 2008. Identifying skin electrical properties using a standard neuromuscular electrical stimulation voltage pulse. Irish Signals and Systems Conference (ISSC), (CP539), 55-9.

Bojsen-Møller, F. 2000. Rörelseapparatens anatomi. Liber AB, Stockholm, p. 43-54.

Feiereisen P, Duchateau J, Hainaut K. 1997. Motor unit recruitment order during voluntary and electrically induced contractions in the tibialis anterior. Experimental Brain Research, 114, 117–123.

Gregory CM, Bickel CS. 2005. Recruitment patterns in human skeletal muscle during electrical stimulation. Physical therapy, 85, 358-364.

Hainaut K, Duchateau J. 1992. Neuromuscular electrical stimulation and voluntary exercise.

Sports medicine, 14, 100-13.

Henneman E, Somjen G, Carpenter DO. 1965. Functional significance of cell size in spinal motoneurons. Journal of Neurophysiology, 28, 560-80.

Holcomb WR. 2006. Effect of training with neuromuscular electrical stimulation on elbow flexion strength. Journal of Sports Science and Medicine, 5, 276-281.

Kubiak RJ, Whitman KM, Johnston RM. 1987. Changes in quadriceps femoris muscle

strength using isometric exercise versus electrical stimulation. The journal of orthopaedic and sports physical therapy, 8, 537-41.

Michalsik, L, Bangsbo, J. 2004. Aerob och anaerob träning. SISU Idrottsböcker, Stockholm, p. 37-49.

Paillard T. 2008. Combined application of neuromuscular electrical stimulation and voluntary contractions. Sports medicine, 38, 161-177.

Paillard T, Noé F, Passelergue P, Dupui P. 2005. Electrical Stimulation Superimposed onto Voluntary Muscular Contraction. Sports medicine, 35, 951-66.

(17)

16 Porcari JP, Miller J, Cornwell K, Foster C, Gibson M, McLean K, Kernozek T. 2005. The effects of neuromuscular electrical stimulation training on abdominal strength, endurance, and selected anthropometric measures. Journal of sports science and medicine, 4, 66-75.

Sharkey, BJ. Gaskill, SE. 2006. Sport physiology for coaches. Human kinetics, p. 45-7.

Theurel J, Lepers R, Pardon L, Maffiuletti NA. 2007. Differences in cardiorespiratory and neuromuscular responses between voluntary and stimulated contractions of the quadriceps femoris muscle. Respiratory Physiology & Neurobiology, 157, 341–7.

Trimble MH, Enoka RM. 1991. Mechanisms underlying the training effects associated with neuromuscular electrical stimulation. Physical Therapy, 71, 273–280.

(18)

17 Bilaga 1.

Dagbok.

Testprofil.

Namn:

Man  Kvinna 

Ålder: ____

Längd (cm): _____

Utövas någon form av fysisk aktivitet kontinuerligt? (Om ja, vad?)

___________________________________________________________________

26/2 Test 1.

Kroppsvikt (kg): ____

Midjemått (cm)(tas precis ovanför höftbenet):____

Antal repetitioner:_____

2/3 Träningspass 1.

Någon form av fysisk aktivitet sedan förra passet? (Om ja, vad?) ___________________________________________________________

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

(19)

18

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

(20)

19

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

2/4 Test 2.

(21)

20

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

(22)

21

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

Set 1 2 3 4

Antal repetitioner

28/4 Test 3.