Effect of M-wave Amplitude on Inter-evaluator Concordance and Number of Detected Innervation Zones in the Medial Gastrocnemius Using Multichannel Electromyography / Efecto de la Amplitud de la Onda M sobre la Concordancia entre Evaluadores y el Número de Zonas de Inervación Detectadas en el Gastrocnemio Medial Mediante Electromiografía Multicanal

SUMMARY: The Innervation Zones (IZ) correspond to clusters of neuromuscular junctions. The traditional method of locating IZs through voluntary muscle contractions may not be feasible in individuals with motor disorders. Imposed contractions by electrostimulation are an alternative. However, there is limited evidence regarding the factors that affect inter-evaluator concordance and the number of localized IZs when using imposed contraction. The main objective of this research was to determine the effect of the amplitude of compound motor action potentials (CMAPs) containing the M-wave on inter-evaluator agreement. As a secondary objective, was investigate the effect on the number of detected IZs. Twenty-four healthy volunteers (age: 21.2 ± 1.5years, weight: 67.4 ± 13.2kg, height: 1.68 ± 0.80m) participated in the study. Electrostimulation was applied to the tibial nerve to induce contraction of the medial gastrocnemius. The IZ were identified based on the M-wave recorded through multichannel electromyography. A receiver operating characteristic (ROC) analysis was conducted to assess sensitivity and specificity in detecting the IZs. Inter-rater agreement was evaluated using a two-way mixed effects test to determine the intraclass correlation coefficients (ICC). A p-value less than 0.05 was considered statistically significant. The ROC analysis revealed that for both evaluators, a specificity of 95% was achieved with an amplitude ≥30 %. The area under the ROC curve was 0.980 [0.964, 0.996], indicating a strong influence of CMAP amplitude on detection of IZs. The highest level of agreement (ICC = 0.788 [0.713, 0.844]) among the evaluators was observed with CMAP amplitudes equal to or greater than 80 % of the maximum M-wave. The findings of this study demonstrate that both the number and the inter-evaluator concordance for detecting IZs using imposed contractions are strongly influenced by the amplitude of the M-wave. Higher M-wave amplitudes were associated with improved concordance and increased IZ detection, making it crucial to standardize amplitude settings for reliable outcomes.

Las Zonas de Inervación (IZ) corresponden a grupos de uniones neuromusculares. El método tradicional para localizar IZs mediante contracciones musculares voluntarias puede no ser factible en personas con trastornos motores. Las contracciones impuestas mediante electro estimulación son una alternativa. Sin embargo, existe poca evidencia sobre los factores que afectan la concordancia entre evaluadores y el número de IZs localizadas al usar este tipo de contracciones. El objetivo de esta investigación fue determinar el efecto de la amplitud de los potenciales de acción motores compuestos (PAMCs) que contienen la onda M sobre la concordancia entre evaluadores. Como objetivo secundario, se investigó el efecto sobre el número de IZs detectadas. Veinticuatro voluntarios sanos (edad: 21.2 ± 1.5 años, peso: 67.4 ± 13.2 kg, altura: 1.68 ± 0.80 m) participaron en el estudio. Se aplicó electroestimulación al nervio tibial para inducir la contracción del gastrocnemio medial. Las IZs se identificaron según la onda M registrada mediante electromiografía multicanal. Se realizó un análisis de curva de las característica del receptor (ROC) para evaluar la sensibilidad y especificidad en la detección de las IZs. La concordancia entre evaluadores se evaluó utilizando una prueba de efectos mixtos de dos vías para determinar los coeficientes de correlación intraclase (ICC). Se consideró un valor de p menor que 0.05 como estadísticamente significativo. El análisis ROC reveló que para ambos evaluadores se logró una especificidad del 95% con una amplitud ≥30 %. El área bajo la curva ROC fue de 0.980 [0.964, 0.996], lo que indica una fuerte influencia de la amplitud del CMAP en la detección de las IZs. El nivel más alto de concordancia (ICC = 0.788 [0.713, 0.844]) entre los evaluadores se observó con amplitudes de CMAP iguales o mayores al 80 % de la onda M máxima. Los hallazgos de este estudio demuestran que tanto el número como la concordancia entre evaluadores para detectar IZs mediante contracciones impuestas están fuertemente influenciados por la amplitud de la onda M. Las amplitudes más altas de la onda M se asociaron con una concordancia mejorada y un aumento en la detección de IZs, lo que hace crucial estandarizar los ajustes de amplitud para obtener resultados confiables.

Agenesis of the medial gastrocnemius and plantar muscle: case presentation / Agenesia del gastrocnemio medial y del músculo plantar: presentación de caso

We present the case of a left medial gastrocnemius and plantar muscle agenesis in a 58-years old male cadaveric specimen from the Anatomy Laboratory at the Universidad Industrial de Santander (Bucaramanga-Colombia). These unusual muscle absences and associated functional alterations, enrich anatomical knowledge and become important by the time the affected individual may need a reconstructive procedure.

Se presenta un caso de agenesia de los músculos gastrocnemio medial y plantar izquierdos en un espécimen cadavérico masculino de 58 años, del laboratorio de anatomía de la Universidad Industrial de Santander (Bucaramanga- Colombia). Estas raras ausencias musculares enriquecen el conocimiento anatómico con sus alteraciones funcionales concomitantes y permiten postular los posibles procedimientos reconstructivos requeridos en los individuos que las presentan.

Influência de posições do joelho no torque e atividade mioelétrica do tríceps sural na flexão plantar isométrica máxima / Influence of knee positions on torque and myoelectric activity of triceps surae at maximum isometric plantar flexion

Os objetivos do estudo foram comparar o torque isométrico máximo de flexão plantar, em duas posições de joelho e analisar a variação da atividade miolétrica dos músculos do tríceps sural nas duas condições. A amostra composta de 14 homens saudáveis. O pé direito dos participantes foi fixado ao adaptador do aparelho isocinético com o tornozelo em 90 graus. Duas contrações isométricas voluntárias máximas de cinco segundos foram obtidas para cada posição do joelho: estendido e com 90 graus de flexão. Foram analisados o pico de torque flexor plantar médio e o valor RMS do sinal eletromiográfico (EMG) dos três segundos intermediários do gastrocnêmio lateral (GNL), gastrocnêmio medial (GNM) e sóleo para cada posição. Os torques médios nas posições de joelho em extensão e flexão foram 100,4 ± 17,4 Nm e 72,6 ± 18,4 Nm, respectivamente. Os gastrocnêmios apresentaram uma redução do valor RMS relativo com o joelho em flexão (40,5 ± 10,5 e 31,7 ± 25,6% para o GL e GM, respectivamente) enquanto o sóleo aumentou nessa condição (35,6 ± 28,9%). A redução do torque de flexão plantar parece estar associada ao resultado de um compromisso entre a inibição da atividade mioelétrica dos GNM e GNL, e otimização da ativação do sóleo. Os resultados podem contribuir no auxílio da prescrição de exercícios direcionados para o tríceps sural, enfatizando a ativação de diferentes músculos com variações no ângulo articular do joelho.

The aim of this study was to compare the maximum torque of plantar flexors using two knee positions and analyze the mioelectric activity variation of the muscles in both conditions. The sample was composed of 14 healthy men. The participants were positioned on the dynamometer with the right foot attached to the adapter in neutral position (ankle at 90º). Two five seconds of two consecutives maximum isometric voluntary contractions were obtained for each knee position: full extended and 90o. The gastrocnemius lateralis (GNL), medialis (GNM) and soleus RMS value of eletomyography signal and the plantar flexor peak torque average were acquired during three intermediate seconds. The average torques in the knee positions of extension and flexion were 100.4 ± 17.4 Nm and 72.6 ± 18.4 Nm respectively. With the knee flexed, the gastrocnemius presented a decreased activation (40.5 ± 10.5 e 31.7 ± 25.6% for lateral and medial, respectively) while the soleus showed an increased (35.6 ± 28.9%). The reduction of torque appears to result from a compromise between the inhibition of myoelectric activity of the gastrocnemius medialis and lateralis, while the soleus activation is optimized. The results may contribute to exercise prescription plantar flexors muscles emphasizing the different muscles activation varying the knee position.