Evaluating the Electromyographical

Evaluating the Electromyographical Signal

Jefferson Fagundes Loss1, Débora Cantergi1, Fábia Milman Krumholz2,

During Symmetrical Load Lifting

Marcelo La Torre1,2 and Claudia Tarragô Candotti1

1Universidade Federal do Rio Grande do Sul

2Universidade do Vale do Rio dos Sinos

1. Introduction

Muscular problems account for almost half the cases of work absence, with the back being

the region most involved (Kumar, 2011). Bending the trunk forward while performing

domestic work or sports related activities is the cause of most back injuries (Fathallah et al.,

1998). Small degrees of flexion of the trunk can be considered a medium to high risk factor

of injury, mainly when the angle of the forward inclination is greater than 15 degrees and is

combined with lifting activities. As the task of lifting objects from the ground exposes spinal

structures to muscular-skeletal overload it has been consistently investigated (Simon, 1997).

In addition, epidemiological research associates lifting to the risk of developing lumbar back

pain (Ferguson & Marras, 1997; Dolan & Adams, 1998; Jäger & Luttmann, 1999; Nachemson,

1999; Wilke et al., 1999; Burdorf, 2000; Kingma et al., 2001; Wilke et al., 2001; Ferguson et al.,

In the early 20th century, the scientific community was already studying back injuries, in

particular low back pain (Ghormley, 1933), and its relation with the loads that affect the

spine. Due to the invasive nature of measuring these internal loads, models employing

indirect means of estimating the loads that act on the lumbar region of the spine during

lifting activities began to appear in the 1940s (Wilke et al., 2001). The models found in the

literature continue to be primarily concerned with the forces between the muscles, joints and

ligaments in only one cross section of the lumbar region (Strait et al., 1947; Cheng, 1998;

Gagnon, 2001). While considering the spine as a single rigid structure, these simplified

models attempt to provide estimates of what occurs in the spine in situations such as lifting

a weight. However, these models are far from representative of the functional anatomical

reality of the spine, which consists of several articulated segments and a complex muscle

anatomy. The growing interest in producing a more realistic model of the trunk and,

consequently, the spine, may have inspired some anthropometric studies (De Leva, 1996;

Erdmann, 1997; Zatsiorsky, 2002) to divide the trunk into two or more connected segments.

Some models that split the spine into more than one segment are conceived using

biomechanical techniques, such as the link segment model (LSM), surface electromyography

(EMG) and inverse dynamics (Larivière, 1999; Marras, 1997; La Torre, 2005). The EMG of the

trunk muscles has been used as input for biomechanical models that attempt to indirectly

estimate the forces acting on the spine (Granata, 1995; Arjmand, 2006).

www.intechopen.com

4 Applications of EMG in Clinical and Sports Medicine

A review of the literature reveals that, while the segments of the spine are considered in terms

of anatomical division, the overwhelming majority of EMG-based research into lifting is

concentrated on the analysis of the lumbar region alone (Alexiev, 1994; Mannion et al., 1997a;

Gonçalves & Barbosa, 2005), while a few have studied the thoracic region (Basler et al., 1997;

Lu et al., 2002) and only one study was found that involved positioning electrodes on the

cervical region of the spine (Basler et al., 1997). Another problem is that most of these analyses

involved various limitations such as the use of devices intended to impose a mechanical

restriction on the subjects’ movements, activities with limited amplitude or involved no extra

load. Specifically in relation to the lifting of symmetrical loads, some studies use electrodes on

only one side of the trunk (Toussaint et al., 1995; Dolan & Adams, 1998). However, though

there are those that have collected bilateral signals for different purposes (Nielsen et al., 1998;

Granata et al., 1999; Jorgensen & Marras, 2000; Mirka et al., 2000), and some authors have

presented results for right and left muscles (Sheikhzadeh et al., 2008), few studies have

actually investigated the electromyographical similarity between the right and left sides.

Considering the above-mentioned issues, the aim of the present study was to investigate the

electrical activation of the posterior-medial muscles of the trunk when lifting a load from the

floor using a symmetrical movement without mechanical restriction and with electrodes

positioned at various levels on both sides of the spine.

Kết quả (Việt) 1:

Đánh giá các tín hiệu Electromyographical Jefferson Fagundes Loss1, Débora Cantergi1, Fábia Milman Krumholz2, Trong đối xứng tải nâng Marcelo La Torre1, 2 và Claudia Tarragô Candotti1Liên bang 1Universidade làm Rio Grande do Sul 2Universidade do Vale do Rio dos Sinos 1. giới thiệu Vấn đề cơ bắp chiếm gần một nửa các trường hợp vắng mặt công việc, có trở lại vùng đặt tham gia (Kumar, năm 2011). Uốn cong về phía trước thân trong khi thực hiện trong nước làm việc hoặc thể thao liên quan hoạt động là nguyên nhân của hầu hết các chấn thương lưng (Fathallah et al., Năm 1998). nhỏ độ khác nhau của uốn của thân cây có thể được coi là một phương tiện để yếu tố nguy cơ cao chấn thương, chủ yếu là khi góc nghiêng phía trước lớn hơn 15 độ và là kết hợp với nâng hoạt động. Là nhiệm vụ nâng các đối tượng từ mặt đất cho thấy nhiều cột sống Các cấu trúc để cơ bắp xương quá tải nó đã liên tục điều tra (Simon, 1997). Ngoài ra, các nghiên cứu dịch tễ học associates nâng đến nguy cơ phát triển thắt lưng trở lại đau (Ferguson & Marras, năm 1997; Dolan & Adams, 1998; Jäger & Luttmann, 1999; Nachemson, năm 1999; Wilke et al., 1999; Burdorf, năm 2000; Kingma et al., năm 2001; Wilke et al., năm 2001; Ferguson et al., Đầu thế kỷ 20, cộng đồng khoa học đã học tập chấn thương lưng, tại cụ thể đau lưng thấp (Ghormley, 1933), và quan hệ của nó với các tải có ảnh hưởng đến các spine. Due to the invasive nature of measuring these internal loads, models employing indirect means of estimating the loads that act on the lumbar region of the spine during lifting activities began to appear in the 1940s (Wilke et al., 2001). The models found in the literature continue to be primarily concerned with the forces between the muscles, joints and ligaments in only one cross section of the lumbar region (Strait et al., 1947; Cheng, 1998; Gagnon, 2001). While considering the spine as a single rigid structure, these simplified models attempt to provide estimates of what occurs in the spine in situations such as lifting a weight. However, these models are far from representative of the functional anatomical reality of the spine, which consists of several articulated segments and a complex muscle anatomy. The growing interest in producing a more realistic model of the trunk and, consequently, the spine, may have inspired some anthropometric studies (De Leva, 1996; Erdmann, 1997; Zatsiorsky, 2002) to divide the trunk into two or more connected segments. Some models that split the spine into more than one segment are conceived using biomechanical techniques, such as the link segment model (LSM), surface electromyography (EMG) and inverse dynamics (Larivière, 1999; Marras, 1997; La Torre, 2005). The EMG of the trunk muscles has been used as input for biomechanical models that attempt to indirectly estimate the forces acting on the spine (Granata, 1995; Arjmand, 2006). www.intechopen.com4 Applications of EMG in Clinical and Sports Medicine A review of the literature reveals that, while the segments of the spine are considered in terms of anatomical division, the overwhelming majority of EMG-based research into lifting is concentrated on the analysis of the lumbar region alone (Alexiev, 1994; Mannion et al., 1997a; Gonçalves & Barbosa, 2005), while a few have studied the thoracic region (Basler et al., 1997; Lu et al., 2002) and only one study was found that involved positioning electrodes on the cervical region of the spine (Basler et al., 1997). Another problem is that most of these analyses involved various limitations such as the use of devices intended to impose a mechanical restriction on the subjects’ movements, activities with limited amplitude or involved no extra load. Specifically in relation to the lifting of symmetrical loads, some studies use electrodes on only one side of the trunk (Toussaint et al., 1995; Dolan & Adams, 1998). However, though there are those that have collected bilateral signals for different purposes (Nielsen et al., 1998; Granata et al., 1999; Jorgensen & Marras, 2000; Mirka et al., 2000), and some authors have presented results for right and left muscles (Sheikhzadeh et al., 2008), few studies have actually investigated the electromyographical similarity between the right and left sides. Considering the above-mentioned issues, the aim of the present study was to investigate the electrical activation of the posterior-medial muscles of the trunk when lifting a load from the floor using a symmetrical movement without mechanical restriction and with electrodes positioned at various levels on both sides of the spine.

Kết quả (Việt) 2:

Đánh giá về Electromyographical Signal Jefferson Fagundes Loss1, Debora Cantergi1, Fabia Milman Krumholz2, Trong tải Symmetrical nâng Marcelo La Torre1,2 và Claudia Tarragô Candotti1 1Universidade Federal do Rio Grande do Sul 2Universidade làm Vale do Rio dos Sinos 1. Giới thiệu những vấn đề cơ bắp chiếm gần một nửa các trường hợp vắng mặt của công việc, với sự trở lại là khu vực tham gia nhiều nhất (Kumar, 2011). Uốn thân cây phía trước trong khi thực hiện các hoạt động làm việc trong nước hoặc liên quan đến thể thao là nguyên nhân của hầu hết các chấn thương lưng (Fathallah et al,. 1998). Độ nhỏ uốn của thân cây có thể được coi là một phương tiện để yếu tố nguy cơ cao gây tổn thương, chủ yếu là khi góc độ nghiêng về phía trước lớn hơn 15 độ và được kết hợp với các hoạt động nâng. Khi nhiệm vụ nâng vật từ mặt đất cho thấy cột sống . cấu trúc để quá tải cơ-xương nó đã được thống nhất điều tra (Simon, 1997) Ngoài ra, dịch tễ học liên kết nghiên cứu nâng đến nguy cơ phát triển thắt lưng lại đau (Ferguson & Marras, 1997; Dolan & Adams, 1998; Jäger & Luttmann, 1999; Nachemson, 1999; Wilke et al, 1999;. Burdorf, 2000; Kingma et al, 2001;. Wilke et al, 2001;. Ferguson et al,. Trong 20 đầu thế kỷ, cộng đồng khoa học đã được nghiên cứu lại bị thương, trong đó đau lưng thấp (Ghormley, 1933), và mối quan hệ của nó với các tải trọng có ảnh hưởng đến cột sống. Do bản chất của phương đo các tải nội bộ, các mô hình sử dụng phương tiện gián tiếp của dự toán tải trọng tác động lên vùng thắt lưng của cột sống trong các hoạt động nâng bắt đầu xuất hiện vào những năm 1940 (Wilke et al., 2001). Các mô hình được tìm thấy trong văn học tiếp tục là chủ yếu liên quan với các lực lượng giữa các cơ, khớp và dây chằng chỉ trong một mặt cắt ngang của vùng thắt lưng (eo biển et al, 1947. Cheng, 1998; Gagnon, 2001). Trong khi xem xét cột sống như một cấu trúc cứng nhắc duy nhất, đơn giản hóa các mô hình cố gắng để cung cấp các ước tính về những gì xảy ra ở cột sống trong các tình huống như nâng một trọng lượng. Tuy nhiên, các mô hình này đang ở xa đại diện của giải phẫu chức năng thực tế của cột sống, trong đó bao gồm một vài phân đoạn khớp nối và một cơ phức tạp giải phẫu học. Sự quan tâm ngày càng tăng trong sản xuất một mô hình thực tế hơn của thân cây và, do đó, cột sống, có thể đã lấy cảm hứng từ một số nghiên cứu nhân trắc học (De Leva, 1996; Erdmann, 1997; Zatsiorsky, 2002) để phân chia thân cây thành hai hay nhiều phân đoạn. Một số mô hình mà chia cột sống vào nhiều hơn một đoạn được hình thành bằng cách sử dụng các kỹ thuật y sinh, chẳng hạn như các mô hình phân khúc liên kết (LSM), bề mặt điện cơ (EMG) và động lực nghịch (Lariviere, 1999; Marras, 1997; La Torre, 2005). Các EMG của cơ bắp thân cây đã được sử dụng như là đầu vào cho các mô hình cơ sinh học mà cố gắng để gián tiếp ước tính lực tác động lên cột sống (Granata, 1995; Arjmand, 2006). www.intechopen.com 4 ứng dụng của EMG trong lâm sàng và y học thể thao A nghiên cứu tài liệu tiết lộ rằng, trong khi các phân đoạn của cột sống được xem xét về mặt phân chia giải phẫu, đại đa số các nghiên cứu EMG-dựa vào nâng được tập trung vào việc phân tích các vùng thắt lưng một mình (Alexiev, 1994; Mannion et al. , 1997a; Gonçalves & Barbosa, 2005), trong khi một vài người đã nghiên cứu vùng ngực (Basler et al, 1997;. . Lu et al, 2002) và chỉ có một nghiên cứu đã được tìm thấy rằng các điện cực định vị trên cơ vùng cổ của cột sống (Basler et al., 1997). Một vấn đề khác là hầu hết các phân tích liên quan đến hạn chế khác nhau chẳng hạn như việc sử dụng các thiết bị nhằm áp đặt một cơ hạn chế về các phong trào, hoạt động với biên độ hạn chế hoặc tham gia không có thêm các 'đối tượng tải. Cụ thể liên quan đến việc dỡ tải đối xứng, một số nghiên cứu sử dụng các điện cực trên chỉ có một bên của thân cây (Toussaint et al, 1995;. Dolan & Adams, 1998). Tuy nhiên, mặc dù có những người mà tôi đã thu thập tín hiệu song phương cho các mục đích khác nhau (Nielsen et al, 1998;. , và một số tác giả đã Mirka et al, 2000 Granata et al, 1999;.; Jorgensen & Marras., 2000) kết quả trình bày cho cơ bên phải và trái (Sheikhzadeh et al., 2008), một vài nghiên cứu đã thực sự điều tra sự tương electromyographical giữa bên phải và trái. Xem xét các vấn đề nêu trên, mục đích của nghiên cứu này là để điều tra kích hoạt điện của hậu cơ -medial của thân cây khi nâng một tải trọng từ sàn sử dụng một phong trào đối xứng mà không có hạn chế cơ khí và các điện cực đặt ở mức độ khác nhau trên cả hai bên của cột sống.