Gender-based Variations in Trunk Motion and Isometric Strength in Young Adults with Low Back Pain: A Prospective Case-control Study / Variações baseadas em gênero no movimento e na força isométrica do tronco em jovens adultos com dor lombar: Um estudo de caso-controle prospectivo

Abstract Objective To determine gender-based variations in trunk range of motion (RoM) and isometric strength (IS) in symptomatic and asymptomatic young adults. Methods In this prospective case-control study, 73 subjects with low back pain (LBP) and 80 asymptomatic subjects were analyzed. Dynamometer-based device trunk RoM and IS measurements in extension, flexion, and rotation were compared in both groups and gender-based subgroups. Multivariate analysis was used to determine factors influencing trunk RoM and IS. Results Symptomatic males had significantly less extension RoM and extension, flexion, and rotation isometric trunk strength (ITS) (p < 0.0001) compared with asymptomatic males, whereas no significant difference was found between asymptomatic and symptomatic females. However, the mean extension-flexion RoM and mean extension-flexion ITS ratios were significantly lower (p = 0.04) in asymptomatic females compared with symptomatic females. Female gender was significantly associated with less extension and flexion ITS in both asymptomatic and symptomatic subjects. Conclusion Males with LBP had significant global ITS weakness when compared with asymptomatic males. Despite no significant ITS difference in symptomatic versus asymptomatic females, LBP caused significant extension-flexion RoM and ITS imbalance in females. These gender-based variations in trunk RoM and IS, especially the extensor-flexor IS imbalance in females, must be considered while designing rehabilitation treatment protocols for LBP.

Resumo Objetivo Determinar as variações na amplitude de movimento (ADM) do tronco e na força isométrica do tronco (FIT) em jovens adultos sintomáticos e assintomáticos baseadas no gênero dos indivíduos. Métodos Neste estudo caso-controle prospectivo, 73 indivíduos com dor lombar (DL) e 80 indivíduos assintomáticos foram analisados. As medidas de ADM do tronco e FIT de extensão, flexão e rotação foram comparadas em ambos os grupos e em subgrupos organizados por gênero. A análise multivariada foi usada para determinar os fatores que influenciam a ADM do tronco e a FIT. Results Symptomatic males had significantly less extension RoM and extension, flexion, and rotation isometric trunk strength (ITS) (p < 0.0001) compared with asymptomatic males, whereas no significant difference was found between asymptomatic and symptomatic females. However, the mean extension-flexion RoM and mean extension-flexion ITS ratios were significantly lower (p = 0.04) in asymptomatic females compared with symptomatic females. Female gender was significantly associated with less extension and flexion ITS in both asymptomatic and symptomatic subjects. Conclusão Indivíduos do sexo masculino com DL apresentaram significativa fraqueza global relacionada à FIT quando comparados com indivíduos do sexo masculino assintomáticos. Apesar de não haver diferença significativa de FIT em indivíduos do sexo feminino sintomáticos versus assintomáticos, a DL impactou a ADM e a FIT de extensão-flexão em indivíduos do sexo feminino. Essas variações de ADM do tronco e FIT baseadas no sexo, especialmente o desequilíbrio extensor-flexor de força isométrica em indivíduos do sexo feminino, devem ser consideradas ao projetar-se protocolos de tratamento de reabilitação para lombalgia.

The effects of neuromuscular electrical stimulation on strength, pain, and function in individuals with knee osteoarthritis: a systematic review with meta-analysis / Efeitos da estimulação elétrica neuromuscular na força, dor e função em indivíduos com osteoartrite de joelho: uma revisão sistemática com meta-análise / Efectos de la electroestimulación neuromuscular sobre la fuerza, el dolor y la función en personas con osteoartritis de la rodilla: una revisión sistemática con metaanálisis

ABSTRACT We aimed to investigate the effects of neuromuscular electrical stimulation on muscle strength, pain relief, and improvement in function in patients with knee osteoarthritis. Databases were searched from December 2017 to July 2020 and included PubMed, Embase, LILACS, and the Cochrane Central Register of Controlled Trials. A manual search was also performed by checking the reference lists of eligible articles. The PRISMA guidelines were followed. The studies selected compared NMES with an exercise program on isometric muscle strength as a primary outcome. The secondary outcomes were pain and function. The quality of the studies was assessed using the Risk of Bias assessment and PEDro scale, and the overall quality of the evidence was assessed using the GRADE approach. Eight studies were included in this systematic review. A total of 571 patients were analyzed. Neuromuscular electrical stimulation associated with exercise promoted an increase in isometric strength of the quadriceps muscle compared to the active control group, demonstrating heterogeneity and statistical difference (95% CI=1.16 to 5.10, I2=97%, p=0.002; very low-certainty evidence). NMES associated with exercise did not improve physical function (95% CI=−0.37 to 0.59, I2=0%, p=0.67; low-certainty evidence) and showed controversial results for pain compared to an active control group (qualitative assessment). In conclusion, NMES induces an increase in muscle strength in patients with osteoarthritis compared to an active control group. No differences were found for physical function and pain outcomes. Further research is needed due to the uncertain level of evidence.

RESUMO O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos da estimulação elétrica neuromuscular (EENM) na força muscular, alívio da dor e melhora da função em pacientes com osteoartrite de joelho. Realizou-se uma pesquisa em diferentes bases de dados, como PubMed, Embase, LILACS e o Cochrane Central Register of Controlled Trials, no período de dezembro de 2017 até julho de 2020. Procedeu-se a uma busca manual com o intuito de verificar as listas de referências dos artigos elegíveis. As diretrizes PRISMA foram seguidas. Os estudos selecionados comparavam a estimulação elétrica neuromuscular com um programa de exercícios de força muscular isométrica como desfecho primário. Os resultados secundários foram dor e função. A qualidade dos estudos foi avaliada usando avaliação de risco de viés e a escala PEDro e a qualidade geral das evidências foi avaliada usando a abordagem GRADE. Oito estudos foram incluídos nesta revisão sistemática com um total de 571 pacientes analisados. A EENM associada ao exercício promoveu o aumento da força isométrica do músculo quadríceps em relação ao grupo controle ativo, demonstrando heterogeneidade e diferença estatística (IC 95%=1,16 a 5,10, I2=97%, p=0,002; evidência de muito baixa certeza), mas não melhorou a função física (IC 95%=−0,37 a 0,59, I2=0%, p=0,67; evidência de baixa certeza) e mostrou resultados controversos para dor em comparação ao grupo de controle ativo (avaliação qualitativa). Conclui-se que a EENM induz o aumento da força muscular em pacientes com osteoartrite, porém não foram encontradas diferenças nos resultados de funcionalidade e dor em comparação com o grupo de controle ativo. Devido à incerteza das evidências, são necessárias mais pesquisas sobre o assunto.

RESUMEN El objetivo de este estudio fue analizar los efectos de la electroestimulación neuromuscular (NMES) sobre la fuerza muscular, el alivio del dolor y la mejora de la función en pacientes con osteoartritis de la rodilla. Se realizó una búsqueda en las bases de datos PubMed, Embase, LILACS y Cochrane Central Register of Controlled Trials, en el periodo de diciembre de 2017 y julio de 2020. Se llevó a cabo una búsqueda manual para verificar las listas de referencias de los artículos elegibles. Se aplicó las pautas PRISMA. Los estudios seleccionados compararon la electroestimulación neuromuscular con un programa de ejercicio de fuerza muscular isométrica como resultado primario. Los resultados secundarios fueron el dolor y la función. La calidad de los estudios se evaluó mediante la evaluación del riesgo de sesgo y la escala PEDro, y la calidad general de la evidencia se estimó con el uso del sistema GRADE. Ocho estudios con un total de 571 pacientes compusieron esta revisión sistemática. La EENM asociada con el ejercicio aumentó la fuerza isométrica del músculo cuádriceps en comparación con el grupo control activo, demostrando una heterogeneidad y diferencia estadística (IC 95%=1,16 a 5,10, I2=97%, p=0,002; evidencia con muy baja seguridad), pero no mejoró la función física (IC 95%=−0,37 a 0,59, I2=0%, p=0,67; evidencia con baja seguridad) y mostró resultados controvertidos para el dolor en comparación con el grupo control activo (evaluación cualitativa). Se concluyó que la EENM indujo un aumento de la fuerza muscular en pacientes con osteoartritis, pero no se encontraron diferencias en los resultados de función y dolor en comparación con el grupo control activo. Debido a la incertidumbre de la evidencia, se necesitan más estudios sobre el tema.

Influence of maximal isometric strength on 20-meter sprint time / Influência da força isométrica máxima sobre o tempo em sprints de 20 metros / Influencia de la fuerza isométrica máxima sobre el tiempo en sprints de 20 metros

ABSTRACT Introduction The squat is an exercise that is widely used for the development of strength in sports. However, considering that not all sports gestures are vertical, it is important to investigate the effectiveness of propulsive force stimuli applied in different planes. Objective The main purpose of this study was to determine the influence of maximum isometric force (MIF) exerted on starting blocks over performance in 5, 10 and 20-meter sprints. Methods Seven high-level male sprinters (mean age ± SD = 28 ± 5.77 years) participated in this study. The variables were: a) MIF in squats and on starting blocks (measured using a functional electromechanical dynamometer [FEMD]), b) time in 5, 10 and 20-m sprints and c) jump height (measured by the squat jump test). For data analysis, a Pearson correlation was performed between the different variables. The criteria for interpreting the strength of the r coefficients were as follows: trivial (<0.1), small (0.1−0.3), moderate (0.3−0.5), high (0.5−0.7), very high (0.7−0.9), or practically perfect (>0.9). The level of significance was p < 0.05. Results There was very high correlation between MIF exerted on starting blocks and performance in the first meters of the sprint (5-m: r = -0.84, p = 0.01). However, there was small correlation between MIF in squats and performance in the first meters of the sprint (5-m: r = -0.22, p < 0.62). Conclusion The MIF applied on starting blocks correlates very high with time in the first meters of the sprint in high-level athletes. In addition, the use of the FEMD provides a wide range of possibilities for evaluation and development of strength with a controlled natural movement. Level of evidence IV; Prognostic Studies - Case series.

RESUMO Introdução O agachamento é um exercício amplamente utilizado para o desenvolvimento de força nos esportes. No entanto, considerando que nem todos os gestos esportivos são verticais, é importante investigar a eficácia dos estímulos de força propulsiva em diferentes planos. Objetivo O principal objetivo deste estudo foi determinar a influência da força isométrica máxima (FIM) exercida em os blocos de largada sobre o desempenho em sprints de 5, 10 e 20 metros. Métodos Sete velocistas de alto nível do sexo masculino (média ± DP = 28,0 ± 5,77 anos) fizeram parte deste estudo. As variáveis foram: a) FIM no agachamento e nos blocos de largada (avaliados com um dinamômetro eletromecânico funcional (DEF)), b) tempo de sprints de 5, 10 e 20 metros e c) altura do salto (medida pelo teste de squat jump). Para análise dos dados, foi usada a correlação de Pearson entre as diferentes variáveis. Os critérios para interpretar o coeficiente r foi: nulo (< 0,1), pequeno (0,1 a 0,3), moderado (0,3 a 0,5), alto (0,5 a 0,7), muito alto (0,7 a 0,9) ou praticamente perfeito (> 0,9). O nível de significância foi p < 0,05. Resultados Houve correlação muito alta entre a FIM exercida nos blocos de largada e o desempenho nos primeiros metros do sprint (5-m: r = -0,84, p = 0,01). No entanto, a correlação entre o agachamento da FIM e os primeiros metros de sprint foi pequena (5-m: r = -0,22, p < 0,62). Conclusão A FIM aplicada aos blocos de largada teve uma correlação muito alto com o tempo nos primeiros metros de sprint em atletas de alto nível. Além disso, o uso de um DEF oferece uma ampla gama de possibilidades para avaliar e desenvolver força com um movimento natural controlado. Nível de evidência IV; Estudos Prognósticos - Série de casos.

RESUMEN Introducción La sentadilla es un ejercicio ampliamente usado para el desarrollo de fuerza en los deportes. Sin embargo, considerando que no todos los gestos deportivos son verticales, es importante investigar la eficacia de los estímulos de fuerza propulsiva en diferentes planos. Objetivo El principal objetivo de este estudio fue determinar la influencia de la fuerza isométrica máxima (FIM) ejercida en los bloques de salida sobre el rendimiento en sprints de 5, 10 y 20 metros. Métodos Siete velocistas de alto nivel del sexo masculino (promedio ± SD = 28,0 ± 5,7 años) formaron parte de este estudio. Las variables fueron: a) FIM en la sentadilla y en los bloques de salida (evaluados con un dinamómetro electromecánico funcional [DEF]) b) tiempo de sprints de 5, 10 y 20-metros y c) altura del salto (medida a través del test de squat jump). Para el análisis de los datos se usó la correlación de Pearson entre las diferentes variables. Los criterios para interpretar el coeficiente r fueron: nulo (<0,1), pequeño (0,1 a 0,3), moderado (0,3 a 0,5), alto (0,5 a 0,7), muy alto (0,7 a 0,9) o prácticamente perfecto (>0,9). El nivel de significancia fue p < 0,05. Resultados Hubo correlación muy alta entre la FIM ejercida en los bloques de salida y el rendimiento en los primeros metros del sprint (5-m: r = -0,84, p = 0,01). Sin embargo, la correlación entre la FIM en sentadilla y los primeros metros de sprint fue pequeña (5-m: r = -0,22, p < 0,62). Conclusión La FIM aplicada a los bloques de salida tuvo una correlación muy alta con el tiempo en los primeros metros de sprint en atletas de alto nivel. Además, el uso de un DEF ofrece una amplia gama de posibilidades para evaluar y desarrollar fuerza con un movimiento natural controlado. Nivel de evidencia IV; Estudios pronósticos: Serie de casos.

Análise de diferentes tarefas para normalização do sinal elétrico do músculo orbicular da boca pela contração voluntária máxima: estudo piloto / Analysis of different tasks to normalize the electrical signal of the orbicularis oris muscle by maximum voluntary contraction: pilot study

RESUMO Objetivo pesquisar a atividade elétrica do músculo orbicular da boca em quatro diferentes tarefas isométricas e indicar a mais apropriada para utilização como referência na normalização do sinal elétrico do músculo orbicular da boca pela contração voluntária máxima. Métodos participaram do estudo 22 indivíduos, sendo dez do sexo masculino e 12 do feminino, com idades entre 20 e 33 anos. A atividade elétrica das porções superior e inferior do músculo orbicular da boca foi registrada durante a realização das seguintes tarefas isométricas: protrusão labial com fechamento, protrusão labial sem fechamento, contrarresistência com a placa de resistência labial e preensão de lábios. A ordem de realização das tarefas foi randomizada entre os participantes. Os dados foram comparados entre as tarefas, para cada seguimento labial. Resultados no segmento marginal superior, a tarefa com maior média e mediana de amplitude foi preensão labial, embora sem diferença significativa entre tarefas. O menor coeficiente de variação foi obtido na tarefa de contrarresistência com a placa de resistência labial. No segmento marginal inferior, a tarefa com maior média e mediana de amplitude foi protrusão labial com fechamento, que também teve o menor coeficiente de variação e diferença significativa entre as tarefas protrusão labial com fechamento e preensão, sendo os maiores valores obtidos na primeira. Conclusão indica-se como referência para a normalização do sinal elétrico do músculo orbicular da boca, pela contração voluntária máxima, a tarefa de protrusão labial com fechamento.

ABSTRACT Purpose To verify the electrical activity of the orbicularis oris in four different isometric tasks and to indicate the most appropriate task for use as a reference in the normalization of the electrical signal of the orbicularis oris muscle by maximum voluntary contraction. Methods Twenty-two individuals participated in the study, of which 10 were male and 12 were female, with ages ranging from 20 to 33 years. The electrical activity of the upper and lower parts of orbicularis oris muscle was recorded during the following isometric tasks: lip protrusion with bilabial closure; lip protrusion without bilabial closure; the counter resistance using the plate of labial resistance and lips prehension. The order of the tasks was randomized among participants. Data were compared between tasks for each lip part. Results in the upper marginal segment, the task with the highest mean and median amplitude was lip prehension, although there was no significant difference between tasks. The lowest coefficient of variation was obtained in the counter resistance task with the plate of labial resistance. In the lower marginal segment, the task with the highest mean and median amplitude was labial protrusion with lips closure, which also had the lowest coefficient of variation. In this segment, there was a significant difference between labial protrusion with lips closure and prehension, with the highest values obtained in the first task. Conclusion lip protrusion with bilabial closure is suggested as reference for the normalization of the electrical signal of the orbicularis oris muscle, by maximum voluntary contraction.

Pilates training induces changes in the trunk musculature of adolescents / Treinamento com pilates induz alterações na musculatura do tronco de adolescentes / Entrenamiento de pilates induce cambios en la musculatura del tronco de adolescentes

ABSTRACT Introduction The Pilates Method may be an appropriate form of exercise for improving trunk muscle strength, which can be a predictor of pain and musculoskeletal problems. Objective The objective of this study was to assess the effects of the Pilates Method on muscle strength and endurance of the extensor and flexor muscles of the trunk in a group of adolescents. Methods The sample consisted of 101 high-school students divided into two groups: an experimental group (EG=81) and a control group (CG=20). The intervention was carried out twice a week for six weeks. Each session lasted 55 minutes, and was divided into three parts: warm-up, main part, and cool down. Muscle strength was assessed by the Sörensen Test and the Bench Trunk-curl Test. The paired sample T-test, the T- test for independent samples, and Pearson's correlation coefficient were applied. The size of the effect (d) was determined. Results The EG showed significant improvements in both tests (+34.77 points; +18.55 points, respectively). No changes were observed in the CG. The effect size was high (d>1.15) for both tests, which means that the results were improved in a large proportion of the participants. The control group showed a decline in strength of the trunk musculature. In the experimental group, both boys and girls showed significant improvements in both tests. This strength increase was enhanced for a large proportion of boys and girls (d>1.15). The effect size was high (d>1.15) for both tests and for both sexes. Conclusion Six-weeks after implementing the Pilates Method in Physical Education lessons, the muscle strength of the flexor and extensor muscles of the trunk in adolescents was improved. Level of Evidence II; Therapeutic studies-Investigation of treatment results.

RESUMO Introdução O método Pilates pode ser uma forma adequada de exercício para melhorar a força dos músculos do tronco, que podem ser um preditor de dor e problemas musculoesqueléticos. Objetivo O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do método Pilates sobre a força muscular e resistência dos músculos extensores e flexores do tronco em um grupo de adolescentes. Métodos A amostra foi composta de 101 estudantes do ensino médio divididos em dois grupos: um grupo experimental (GE = 81) e um grupo controle (GC = 20). A intervenção foi realizada duas vezes por semana durante seis semanas. Cada sessão durou 55 minutos e foi dividida em três partes: aquecimento, parte principal e relaxamento. A força muscular foi avaliada com o teste de Sörensen e o teste de flexão abdominal com apoio de pernas. Para a análise de dados, foram empregados o teste t de amostras pareadas, o teste t para amostras independentes e o coeficiente de correlação de Pearson. O tamanho do efeito (d) foi determinado. Resultados O GE apresentou melhoras significativas em ambos os testes (+34,77 pontos; +18,55 pontos, respectivamente). Não foram observadas alterações no GC. O tamanho do efeito foi alto (d > 1,15) para ambos os testes, o que significa que os resultados foram melhores em uma grande proporção de participantes. O grupo controle apresentou declínio da força muscular do tronco. No grupo experimental, meninos e meninas apresentaram melhoras significativas em ambos os testes. Esse aumento de força foi atingido por uma alta proporção de meninos e meninas (d > 1,15). O tamanho do efeito foi alto (d > 1,15) nos dois testes e sexos. Conclusão Seis semanas depois da implantação do método Pilates nas aulas de educação física, a força muscular dos flexores e extensores do tronco aumentou nos adolescentes. Nível de Evidência II; Estudos Terapêuticos - Investigação dos resultados do tratamento.

RESUMEN Introducción El método Pilates puede ser una forma apropiada de ejercicio para la mejora de la fuerza de la musculatura del tronco, la cual puede ser un predictor de dolor y problemas musculoesquéticos. Objetivo El objetivo de este estudio fue evaluar los efectos del método Pilates sobre la fuerza muscular y la resistencia de los músculos extensores y flexores del tronco en un grupo de adolescentes. Métodos La muestra consistió en 101 estudiantes de secundaria divididos en dos grupos: un grupo experimental (GE = 81) y un grupo control (GC = 20). La intervención se realizó dos veces a la semana durante seis semanas. Cada sesión duró 55 minutos y se dividió en tres partes: calentamiento, parte principal y relajación. La fuerza muscular se evaluó mediante la prueba de Sörensen y la prueba de flexión abdominal con apoyo de piernas. Se aplicaron pruebas t de muestras pareadas t de muestras independientes y el coeficiente de correlación de Pearson. Se determinó el tamaño del efecto (d). Resultados El GE mostró mejoras significativas en ambas pruebas (+34,77 puntos; +18,55 puntos, respectivamente). No se observaron cambios en el GC. El tamaño del efecto fue alto (d > 1,15) para ambas pruebas, lo que significa que los resultados mejoraron en una gran proporción de participantes. El grupo control mostró una disminución en la fuerza de la musculatura del tronco. En el grupo experimental, tanto los niños como las niñas mostraron mejoras significativas en ambas pruebas. Este aumento de la fuerza fue mayor para una alta proporción de niños y niñas (d > 1,15). El tamaño del efecto fue alto (d > 1,15) para ambas pruebas y para ambos sexos. Conclusión Después de seis semanas de implementar el método Pilates en las clases de educación física, se mejoró la fuerza muscular de los flexores y extensores del tronco en adolescentes. Nivel de evidencia II; Tipo de estudio: Estudios terapéuticos - Investigación de resultados de tratamiento.

Efeito agudo da aplicação de vibração de corpo inteiro na força muscular de membros superiores / Acute effect of whole body vibration in the upper limbs strength

RESUMO O objetivo desse estudo foi verificar o efeito agudo da aplicação de vibração de corpo inteiro (VCI) sobre o impulso e sobre a força máxima de membros superiores. Vinte voluntários do sexo masculino, treinados, com idade: 23,8 ± 3,3 anos, foram submetidos a 3 sessões (uma sessão de familiarização e duas sessões de intervenção). Em cada uma das sessões de intervenção os voluntários realizaram uma contração voluntária máxima (CVM) de flexores do cotovelo sem aplicação de vibração e duas CVM com adição de vibração. Foram utilizadas 4 frequências de VCI (10, 20, 30 e 40Hz) distribuídas de maneira aleatória nas 4 CVM realizadas com vibração nas duas sessões de coleta. Os resultados encontrados mostraram que a força máxima e o impulso gerados na contração sem vibração foram significativamente maiores do que a força máxima e o impulso gerados durante a contração realizada com aplicação de VCI. Para o treinamento de força, a aplicação de VCI, nas frequências testadas na presente investigação, representou um menor estímulo de treinamento para os membros superiores, uma vez que gerou uma redução na força máxima e no impulso dos músculos flexores do cotovelo.

ABSTRACT The aim of this study was to investigate, from a protocol of maximal isometric contractions of the elbow flexors, the effect of WBV in the maximal force and of impulse in strength-trained individuals. Twenty male volunteers, age: 23.8 ± 3.3 years, performed 3 sessions (one familiarization session and two intervention session). The sessions were composed by 3 MVC of the elbows flexor muscles with 5 minute of rest between them. The first CVM was performed without vibration and the others, applying aleatory WBV with 10, 20, 30, 40Hz, and amplitude of 6mm. The results showed that the maximal force and of impulse obtained during the MVC without vibration was significantly higher than the maximal force and of impulse recorded during the application of WBV. For strength training, the application of WBV, in the adopted frequencies, was not able to generate sufficient stimulus to induce acute adaptations in muscle strength of upper limbs.

Neuromuscular electrical stimulation of medium and low frequency on the quadriceps femoris / Estimulação elétrica neuromuscular de média e baixa frequência no músculo quadríceps femoral

ABSTRACT Objective: The purpose of this study was to investigate the effects of neuromuscular electrical stimulation (NMES) in different frequencies on the quadriceps femoris. A randomized, controlled, blind cross-sectional study. Methods: Thirty subjects (12 men and 18 women), with an average age of 24.67 years, weight of 65.62 kg and height of 1.69 m were evaluated. Three random test conditions were applied: maximum voluntary isometric contraction (MVIC), maximum voluntary isometric contraction with medium frequency current (MVIC-MF) and maximum voluntary isometric contraction with low frequency current (MVIC-LF). Four MVICs were applied in each situation. The time between different isometric contraction types was 90 seconds while the time between the same conditions of contraction was 10 seconds. Results: Two-way ANOVA test showed that MVIC-MF had higher values for peak torque than MVIC-LF (p=0.02). Significant statistical results were found when comparing MVIC-MF and MVIC (p=0.03), but not for MVIC and MVIC-LF (p=0.52). Conclusion: Maximum voluntary isometric contraction associated with medium-frequency electrical stimulation was more effective than other NMES conditions. Level of Evidence II, Therapeutic Studies - Investigation of treatment results.

RESUMO Objetivo: A finalidade deste estudo foi investigar os efeitos da estimulação elétrica neuromuscular (EENM) em diferentes frequências sobre o músculo quadríceps femoral. Estudo randomizado, transversal, controlado e cego. Métodos: Foram avaliados trinta indivíduos de ambos os sexos (12 homens e 18 mulheres) com média de idade de 24,67 anos, peso 65,62 kg e altura 1,69 m. Os indivíduos foram submetidos a três condições de testes randomizados: contração voluntária isométrica máxima (CVIM), contração voluntária isométrica máxima associada à corrente de média frequência (CVIMMF) e contração voluntária isométrica máxima associada à baixa frequência (CVIMBF), sendo realizadas quatro repetições de CVIM em cada situação. O tempo entre as diferentes condições de contrações isométricas foi de 90 segundos e o tempo entre as contrações isométricas das mesmas condições foi de 10 segundos. Resultados: O teste ANOVA mostrou que a CVIMMF obteve valores de pico de torque maiores do que a CVIMBF (p = 0,02), com diferença significativa. Foram encontrados resultados com significância estatística ao comparar CVIMMF e CVIM (p = 0,03), mas não entre CVIM e CVIMBF (p = 0,52). Conclusões: A contração voluntária isométrica máxima associada a EENM de média frequência foi mais efetiva do que as outras situações de EENM. Nível de evidência II, Estudos Terapêuticos - Investigação dos resultados do tratamento.

Relação entre força isométrica de extensão de joelhos e quadris e o desempenho na virada olímpica do nado livre / Relationship between isometric strength of knee and hip extension and the performance at the flip turn of freestyle

O estudo objetivou verificar a correlação da força isométrica de extensão de joelho e quadris com o desempenho na virada do nado livre. Participaram do estudo 9 nadadores com experiência em competições de natação (idades: 23,11 ± 4,20 anos; estatura: 178 ± 0,05 cm; massa: 77,73 ± 8,56 kg; IMC: 24,46 ± 2,40 kg/m²). Um transdutor de força acoplado ao aparelho leg press horizontal foi usado para determinar a contração voluntária máxima e a taxa de desenvolvimento de força pico em três diferentes ângulos de joelho (78,4 ± 5,9o ; 100,4 ± 5,3o ; 116,2 ± 8,8o ) durante extensão máxima de joelhos e quadris. O desempenho da virada do nado livre foi registrado por videogametria subaquática e analisado por meio do software Kinovea 08.15. Cada nadador realizou três viradas máximas sendo registrado o melhor tempo entre as tentativas. Foram utilizadas média e desvio padrão, ANOVA one-way, correlação de Pearson e α= 0,05. Os resultados indicaram que os maiores ângulos registraram maiores picos de contração voluntária máxima: 2279,14 ± 441,89 N; 4690,98 ± 1148,06 N; 5052,57 ± 1349,92 N e taxa de desenvolvimento de força pico: 18068,33 ± 3238,18 N/s; 24790,11 ± 7214,60 N/s; 25684,88 ± 9366,64 N/s. A correlação foi significativa (r = - 0,74) entre o desempenho da virada do nado livre (1,80 ± 0,14s) e a contração voluntária máxima no maior ângulo. Logo, a capacidade de membros inferiores em produzir força máxima, em ângulos de extensão de joelhos e quadris próximos a 116°, pode ter importante papel no desempenho da virada. Além do mais, essa avaliação pode ser uma ferramenta na avaliação e prescrição de treinamento de viradas...(AU)

The study aimed to assess the correlation between isometric strength of knee and hip extension and the performance at freestyle flip turn. Participated in the study 9 swimmers with experience in swim championships (age: 23.11 ± 4.20 years, height: 178 ± 0.05 cm, weight: 77.73 ± 8.56 kg, BMI: 24.46 ± 2.40 kg/m²) comprised the sample. A transducer unit coupled to the horizontal leg press was used to determine the maximum voluntary contraction and rate of strength development peak at three different angles of knee (78.4 ± 5,9o ; 100.4 ± 5.3o ; 116.2 ± 8.8o ) during maximal knee extension and hip. The freestyle flip turn performance was recorded by an underwater camera and subsequently analyzed by Kinovea 08.15 software. Each swimmer performed three maximal attempts and recorded the best time. Mean, standard deviation, one-way ANOVA, Pearson's correlation and α = 0.05 were used. The results indicated a larger angles recorded highest peaks of maximum voluntary contraction: 2279.14 ± 441.89 N; 4690.98 ± 1148.06 N; 5052.57 ± 1349.92 N and peak rate force development:18068.33 ± 3238.18 N/s, 24790.11 ± 7214.60 N/s, 25684.88 ± 9366.64 N/s. The correlation was significant (r = - 0.74) between the performance at freestyle flip turn (1.80 ± 0,14s) and the maximum voluntary contraction in wider angle. Thus, the ability of the lower limbs to produce maximum force in angles of knee extension and hip near 116°, may play a role in performance at freestyle flip turn. Furthermore, this assessment can be a tool in the evaluation and training of the turning....(AU)

Efeito da potencialização pós-ativação no torque isométrico do tríceps braquial em adultos / Effect of postactivation potentiation on isometric torque of the brachii triceps in adults

Objetivo: Analisar o efeito de contrações voluntárias isométricas máximas e da eletroestimulação no torque isométrico e na ativação muscular do tríceps braquial em adultos fisicamente ativos. Métodos: Dezenove homens foram submetidos a testes de força isométrica (FI) como pré-teste, por meio de contração voluntária isométrica máxima durante 10 segundos e atividades condicionantes (ACs) randomizadas: isometrias durante 7, 10 e 12 segundos e eletroestimulação em 70 e 120Hz por 10 segundos cada. Após as ACs, foram realizadas duas contrações voluntárias isométricas máximas de 10 segundos com intervalo de 4 e 8 minutos, respectivamente. A atividade elétrica do tríceps braquial (porções medial e lateral) foi registrada. Resultados: Não foi verificado efeito em nenhuma das condições para o torque máximo ou médio, bem como para atividade elétrica do tríceps braquial (P>0,05). Conclusão: O intervalo adotado entre as ACs e o teste de FI não foi suficiente para induzir a melhoria do torque isométrico. (AU)

Objective: To analyze the effect of maximal voluntary isometric contractions and of electroestimulation on isometric torque and muscle activation of the brachii triceps in physically active adult males. Methods: Nineteen men underwent isometric force tests as pre-test, through 10-second long maximal voluntary isometric contractions and conditioning activities randomized: isometric contraction during 7, 10 and 12 seconds and electric stimulation in 70 and 120 Hz for 10 seconds each. After the conditioning activities, two voluntary isometric contractions were performed for 10 seconds with interval of 4 and 8 minutes, respectively. The muscle electrical activity of brachii triceps (medial and lateral portion's) was measured. Results: It was not verified effect in any conditions to maximal or mean torque (P>0.05), likewise to muscle electrical activity of brachii triceps (P>0.05). Conclusion: The interval adopted among the conditioning activities and the isometric force test was not enough to induce the isometric torque improvement. (AU)

Microvascular oxygen extraction during maximal isometric contraction in patients with chronic obstructive pulmonary disease / Extração microvascular de oxigênio durante contração isométrica máxima em pacientes com DPOC não hipoxêmicos

Abstract Introduction: COPD presents decrease in oxidative metabolism with possible losses of cardiovascular adjustments, suggesting slow kinetics microvascular oxygen during intense exercise. Objective: To test the hypothesis that chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients have lower muscle performance in physical exercise not dependent on central factors, but also greater muscle oxygen extraction, regardless of muscle mass. Methods: Cross-sectional study with 11 COPD patients and nine healthy subjects, male, paired for age. Spirometry and body composition by DEXA were evaluated. Muscular performance was assessed by maximal voluntary isometric contraction (MVIC) in isokinetic dynamometer and muscle oxygen extraction by the NIRS technique. Student t-test and Pearson correlation were applied. A significance level of p<0.05 was adopted. Results: Patients had moderate to severe COPD (FEV1 = 44.5 ± 9.6% predicted; SpO2 = 94.6 ± 1.6%). Lean leg mass was 8.3 ± 0.9 vs. 8.9 ± 1.0 kg (p =0.033), when comparing COPD and control patients, respectively. The decreased muscle oxygen saturation corrected by muscle mass was 53.2% higher (p=0.044) in the COPD group in MVIC-1 and 149.6% higher (p=0.006) in the MVIC-2. Microvascular extraction rate of oxygen corrected by muscle mass and total work was found to be 114.5% higher (p=0.043) in the COPD group in MVIC-1 and 210.5% higher (p=0.015) in the MVIC-2. Conclusion: COPD patients have low muscle performance and high oxygen extraction per muscle mass unit and per unit of work. The high oxygen extraction suggests that quantitative and qualitative mechanisms can be determinants of muscle performance in patients with COPD.

Resumo Introdução: DPOC (doença pulmonar obstrutiva crônica) apresenta diminuição no metabolismo oxidativo com prejuízos dos ajustes cardiovasculares, sugerindo cinética de oxigênio microvascular lenta durante exercício intenso. Objetivo: Testar hipótese que pacientes com DPOC apresentam não só menor performance muscular em exercício físico não dependente dos fatores centrais, mas também maior extração muscular de O2 independentemente da massa muscular. Métodos: Estudo transversal, 11 pacientes DPOC e 9 indivíduos saudáveis, gênero masculino, pareados pela idade. Avaliado espirometria, composição corporal, performance muscular por contração isométrica voluntária máxima (CIVM) em dinamometria isocinética e extração muscular de oxigênio pela técnica de NIRS. Teste t-Student e correlação de Pearson foram aplicados. Adotado p<0,05 como nível de significância. Resultados: Pacientes com DPOC moderado para grave (VEF1 = 44,5 ± 9,6 % predito; SpO2 = 94,6 ± 1,6 %). Massa magra do membro inferior foi de 8,3 ± 0,9 vs. 8,9 ± 1,0 Kg (p= ,033), comparando DPOC e controle respectivamente. A redução saturação muscular de O2 corrigido pela massa muscular foi 53,2 % maior (p=0,044) no grupo DPOC na CIVM-1 e 149,6% maior (p=0,006) na CIVM-2. A taxa de extração microvascular de O2 corrigida pela massa muscular e trabalho total apresentou-se 114,5% maior (p=0,043) no grupo DPOC na CIVM-1 e 210,5% maior (p= 0,015) na CIVM-2. Conclusão: Pacientes com DPOC apresentam baixa performance muscular e alta extração de O2 por unidade de massa muscular e por unidade de trabalho. A elevada extração de O2 sugere que mecanismos quantitativos e qualitativos podem ser determinantes da performance muscular em pacientes com DPOC.

Electromyographic normalization of vastus lateralis and biceps femoris co-contraction during gait of elderly females / Normalização eletromiográfica da co-contração do vasto lateral e bíceps femoral durante a marcha de idosas

Abstract Introduction: Analyze muscle co-contraction using electromyographic signals, which are normalized to compare individuals, muscles and studies. Maximum voluntary isometric contraction (MVIC) and peak electrical activity (PEA) during movement are the most widely used forms of normalization. Objective: Compare inter-subject variability and investigate the association between the co-contraction indices of the vastus lateralis and biceps femoris during gait, normalized by MVIC and PEA. Methods: Thirty elderly women, aged 70.33 ± 3.69 years took part. Electrical muscle activity during MVIC and gait was recorded using a Biopac MP100 electromyograph. MVIC was performed in a Biodex isokinetic dynamometer. For normalization, the signals were divided by the Root Mean Square values of MVIC and PEA of gait. Results: The coefficient of variation of non-normalized data was 69.3%, and those normalized by PEA and MVIC were 30.4% and 48.9% respectively. Linear regression analysis resulted in a prediction model: PEA = 0.04 + 0.16 x MVIC. The goodness of fit of the regression model was statistically significant (p=0.02). The confidence interval (95% CI) for the intercept was between 0.02 and 0.29 and for MVIC between 0.03 and 0.06. Conclusions: The data normalized by PEA showed less variation than those normalized by MVIC. A 100% variation in data normalized by MVIC resulted in a 16% variation in data normalized by PEA, while variation in normalization by MVIC accounts for 17% of the variation in normalization by PEA and vice versa.

Resumo Introdução: Analisa-se co-contração muscular através dos sinais eletromiográficos, os quais são normalizados para permitir comparação entre indivíduos, músculos e estudos. A contração voluntária máxima isométrica (CVMi) e o pico da atividade elétrica (PAE) durante o ato motor são as formas de normalização mais utilizadas. Objetivos: Comparar a variabilidade inter-sujeitos e investigar a associação entre os índices de co-contração, do vasto lateral e bíceps femoral durante a marcha, normalizados pela CVMi e PAE. Métodos: Participaram 30 idosas, idade 70,33 ± 3,69 anos. A atividade elétrica dos músculos durante a CVMi e na marcha foi registrada pelo eletromiógrafo Biopac MP100. A CVMi foi realizada no dinamômetro isocinético Biodex. Para normalização, os sinais foram divididos pelos valores do Root Mean Square da CVMi e pelo PAE da marcha. Resultados: O coeficiente de variação dos dados não normalizados foi 69,3%, e dos normalizados pelo PAE e CVMi foram 30,4% e 48,9% respectivamente. A análise de regressão linear produziu o modelo de predição: PAE = 0,04 + 0,16 x CVMi. O ajuste do modelo de regressão foi estatisticamente significante (p=0,02). O intervalo de confiança (IC95%) para o intercepto foi de 0,02 a 0,29 e para a CVMi foi de 0,03 a 0,06. Conclusão: Os dados normalizados pelo PAE apresentaram menor variação que os normalizados pela CVMi. Uma variação de 100% nos dados normalizados pela CVMi resulta em 16% de variação nos dados normalizados pelo PAE, enquanto a variação da normalização pela CVMi é responsável por 17% de variação da normalização pelo PAE e vice-versa.

PHYSICAL ACTIVITY LEVEL DOES NOT INFLUENCE THE NEUROMUSCULAR FATIGUE IN ADULTS / NÍVEL DE ATIVIDADE FÍSICA NÃO INFLUENCIA A FADIGA NEUROMUSCULAR EM ADULTOS / EL NIVEL DE LA ACTIVIDAD FÍSICA NO INFLUENCIA LA FATIGA NEUROMUSCULAR EN ADULTOS

Introduction: Fatigue during voluntary muscle contractions is a complex and multifactorial phenomenon associated with central changes and adaptations of the neuromuscular system. Objective: The purpose of this study was to evaluate the fatigue induced by intermittent successive extension of the knee between active and inactive university students. Method: Twenty healthy men (≥18 years), voluntarily participated in this study. To determine the maximum voluntary isometric contraction (MVIC) of the knee extensors muscle group, three sets of isometric contractions of knee extension were performed for five seconds with five minutes of rest between sets. The fatigue protocol consisted of 10 sets of 10 maximal concentric contractions of the extensor on the right knee, performed at 75% of MVIC with an interval of 45". Results: Significant reductions were observed (p<0.01), both in isometric strength (-34±4%) and the dynamic strength (-40 ± 3%). In addition, the slope of relationship strength x repetition was -0.79±0.07 Nm/repetitions and the magnitude of the effect reached -8.90. Conclusion: The protocol was useful to induce peripheral fatigue, although muscle strength is greater in the active group. In both isometric and dynamic action, muscle fatigue did not differ between groups.

Introdução: A fadiga durante contrações musculares voluntárias é um fenômeno complexo e multifatorial, associado a alterações centrais e adaptações do sistema neuromuscular. Objetivo: Avaliar a fadiga induzida por sucessivas extensões intermitentes do joelho entre estudantes universitários ativos e inativos. Métodos: Vinte homens saudáveis (≥ 18 anos) participaram voluntariamente deste estudo. Para determinar a contração isométrica voluntária máxima (CIVM) do grupo muscular extensores do joelho, foi utilizado o valore médio de três contrações isométrias de extensão do joelho, durante cinco segundos, com cinco minutos de intervalo entre as séries. O protocolo de fadiga foi composto por 10 séries de 10 contrações concêntricas máximas sobre os extensores do joelho direito, realizadas a 75% da CIVM com intervalo de 45". Resultados: Reduções significativas (p < 0,01), tanto na força isométrica (-34 ± 4%) quanto na dinâmica (-40 ± 3%). Adicionalmente, a reta da relação força x repetição assumiu inclinação de -0,79 ± 0,07 Nm/repetições e a magnitude do efeito atingiu -8,9. Conclusão: O protocolo foi útil para induzir a fadiga periférica, embora a força muscular seja maior no grupo ativo. Tanto na ação isométrica quanto dinâmica, a fadiga muscular não diferiu entre os grupos.

Introducción: La fatiga durante las contracciones musculares voluntarias es un fenómeno complejo y multifactorial, asociado a los cambios centrales y adaptaciones del sistema neuromuscular. Objetivo: Evaluar la fatiga inducida por las extensiones sucesivas intermitentes de la rodilla entre los estudiantes universitarios activos e inactivos. Métodos: Veinte hombres sanos (≥ 18 años) participaron voluntariamente en este estudio. Para determinar la contracción isométrica voluntaria máxima (CIVM) del grupo de los músculos extensores de la rodilla, se realizaron tres contracciones isométricas de extensión de la rodilla, durante cinco segundos, con cinco minutos de descanso entre las series. El CIVM se determinó por la media de los tres intentos. El protocolo de la fatiga consistió en 10 series de 10 contracciones concéntricas máximas del extensor de la rodilla derecha, realizadas en el 75% de CIVM con un intervalo de 45". Resultados: Se observaron reducciones significativas (p < 0,01), tanto en la fuerza isométrica (-34 ± 4%) y la dinámica (-40 ± 3%). Además, la recta de la relación fuerza x repetición presentó inclinación de -0,79 ± 0,07 Nm/repeticiones y la magnitud del efecto alcanzó -8,9. Conclusión: El protocolo fue útil para inducir fatiga periférica, aunque la fuerza muscular es mayor en el grupo activo. En acción isométrica y dinámica, la fatiga muscular no difirió entre los grupos.

Eletromiografia dos músculos mastigatórios: análise em valor original e RMS / Electromyography of the masticatory muscles: analysis in the original and RMS value

Objetivo comparar a atividade elétrica dos músculos masseter e temporal, porção anterior, no repouso, contração isométrica voluntária máxima e na mastigação em análise valor original (µv) e em Root Mean Square (RMS). Métodos estudo observacional, descritivo. Foi realizado eletromiografia de superfície nos músculos masseter e temporal, porção anterior, bilateralmente, em 18 mulheres entre 27 e 50 anos de idade. O exame foi realizado em três situações: durante o repouso, na contração isométrica voluntária máxima e mastigação habitual, com uva passa sem semente como alimento. O eletromiógrafo utilizado foi o BIOPAK, da Bioresearch Associates, de quatro canais, modelo 800 e eletrodos bipolares de superfície (Bio Trodo no gel). Os registros do sinal foram obtidos em microvolts, e analisados e comparados em sinal original e em root mean square- RMS. Resultados ao comparar a atividade elétrica dos músculos masseteres e temporais, porção anterior, não foi encontrado diferenças estatisticamente significantes entre os valores originais e RMS durante o repouso. Tanto na contração isométrica voluntária máxima quanto na mastigação habitual, foi encontrado valores maiores de maneira estatisticamente significante para RMS. Houve predomínio de atividade elétrica nos músculos masseteres quando comparado ao músculo temporal, porção anterior, tanto na mastigação quanto na contração isométrica voluntária máxima. Conclusão existe um mínimo de atividade elétrica no repouso. Tanto no apertamento dentário quanto na mastigação de uva passa foi encontrado valores médios de RMS maiores que valores médios originais. Houve maior atividade ...

Purpose to compare the electrical activity of masseter and temporal muscles, (anterior fascicle) at rest, in maximum voluntary isometric contraction and chewing, taking the original value analysis (µ v) and Root Mean Square (RMS). Methods observational and descriptive study. Surface Electromyography was held in the masseter and temporal muscles (anterior portion) bilaterally, in 18 women between 27 and 50 years of age. The assessment was carried out in three situations: at rest, in maximum voluntary isometric contraction and habitual chewing dried vine fruit without seeds, as food. The electromyography used was the BIOPAK, Bioresearch Associates, four-channel, model 800 and bipolar surface electrodes (Bio Trodoon gel). The signal records were obtained in microvolts, and analyzed and compared in the original signal and RMS root mean square. Results when we compare the electrical activity of masseters and temporal muscles (anterior fascicle), there is no statistically significant differences between the original and RMS values at rest. Both in maximum voluntary isometric contraction and habitual chewing, we find statistically significant higher values to RMS. There was a predominance of electrical activity in muscles masseters when compared to the temporal muscle, anterior fascicle, both chewing and in maximum voluntary isometric contraction. Conclusion there is a minimum of electrical activity at rest. Both the tooth clenching and mastication of dried vine fruit we find RMS average values greater than original mean values. There has been greater electrical activity of muscles masseters when compared to the temporal muscle, both in maximum voluntary isometric contraction as chewing. .

Isometric muscle force, rate of force development and knee extensor neuromuscular efficiency asymmetries at different age groups / Assimetrias na força muscular isométrica, taxa de desenvolvimento de força e na eficiência neuromuscular de extensores do joelho em diferentes faixas de idade

The aim of this study was to evaluate force, rate of force development and knee extensor neuromuscular efficiency asymmetries in children, adults and elderly. Each subject performed maximal isometric voluntary contractions (MIVC) and submaximal trials (15% and 30% MIVC). Maximal force, rate of force development (RFD) and neuromuscular efficiency were evaluated and compared between groups and between preferred and non-preferred lower limb. Children (mean age 8.4, SD 0.7 yrs), female adults (mean age 23.2, SD 3.5 yrs) and elderly (mean age 65.9 SD 7.0 yrs) were evaluated. RFD was higher in young adults, and similar between children and elderly. Neuromuscular efficiency decreased significantly with aging (P<0.05). Inter-limb asymmetries were observed for force and RFD in favor of the preferred lower limb in the elderly (P<0.05). Force and RFD asymmetries in the elderly are supported by the right hemisphere-aging model contributing to increased motor asymmetries. It was suggested that both physical assessment and training in the elderly should consider asymmetries that apparently are inherent to the aging process. A simple protocol for maximal and submaximal force assessment may be useful for delineating impairments in force and power in the elderly.

Neste estudo, avaliamos assimetrias na força, taxa de desenvolvimento de força (TDF) e eficiência neuromuscular de extensores de joelho em crianças, adultos e idosos. Cada sujeito realizou contrações isométricas voluntárias máximas e submáximas (15% e 30% da contração isométrica voluntária máxima). Força máxima, TDF e eficiência neuromuscular foram avaliadas e comparadas entre os grupos e entre perna preferida e não-preferida. Foram avaliadas crianças (média de idade de 8,4 ± 0,7 anos), adultos (média de idade de 23,2 ± 3,5 anos) e idosos (média de idade de 65,9 ± 7,0 anos), do sexo feminino. A TDF foi maior em adultos jovens, e similar entre crianças e idosos. A eficiência neuromuscular diminuiu significativamente com o envelhecimento (P<0,05). Foram observadas assimetrias em força e TDF em favor da perna preferida em idosos (P<0,05). Assimetrias em força e TDF em idosos podem ser justificadas por fatores neurais, como a mudança em favor do hemisfério cerebral direito, levando a assimetrias motoras. Este resultado sugere que tanto a avaliação física quanto o treinamento em idosos deve levar em consideração assimetrias, que parecem ser inerentes ao processo de envelhecimento. Assim, um protocolo simples para avaliar a força máxima e submáxima pode ser útil para quantificar déficits de força e potência em idosos.

Exploratory study of electromyographic behavior of the vastus medialis and vastus lateralis at neuromuscular fatigue onset / Estudo exploratório do comportamento eletromiográfico do músculo vasto medial e vasto lateral no início da fadiga neuromuscular / Estudio exploratorio de la conducta electromiográfica del vasto medial y vasto lateral en la aparición de fatiga neuromuscular

This study aimed to determine and analyze the neuromuscular fatigue onset by median frequency (MDF) and the root mean square (RMS) behavior of an electromyographic signal (EMG). Eighteen healthy men with no prior knee problems initially performed three maximum voluntary isometric contractions (MVIC). After two days of MVIC test, participants performed a fatiguing protocol in which they performed submaximal knee-extension contractions at 20% and 70% MVIC held to exhaustion. The MDF and RMS values from the EMG signals were recorded from the vastus medialis (VM) and the vastus lateralis (VL). Analysis of the MDF and RMS behavior enabled identification of neuromuscular fatigue onset for VM and VL muscles in 20% and 70% loads. Alterations between the VM and VL in the neuromuscular fatigue onset, at 20% and 70% MVIC, were not significant. These findings suggest that the methodology proposal was capable of indicating minute differences sensible to alterations in the EMG signals, allowing identification of the moment when the MDF and the RMS showed significant changes in behavior. The methodology used was also a viable one for describing and identifying the neuromuscular fatigue onset by means of the analysis of EMG signals...

Este estudo teve como objetivo determinar e analisar o início da fadiga neuromuscular pelo comportamento do sinal de eletromiográfico (EMG) da frequência mediana (FM) e do root mean square (RMS). Dezoito homens saudáveis, sem problemas no joelho, realizaram inicialmente três contrações isométricas voluntárias máximas (CVMs). Após dois dias de CVM os sujeitos realizaram um protocolo de fadiga em que realizaram contrações submáximas de extensão do joelho em 20% e 70% da CVM até a exaustão. Os valores dos sinais de FM e RMS foram registrados a partir do vasto medial (VM) e vasto lateral (VL). A análise do comportamento da FM e RMS permitiu a identificação do início da fadiga neuromuscular para os músculos VM e VL em 20% e 70% da carga máxima. Alterações entre o VM e VL no início da fadiga neuromuscular, com 20% e 70% do MVIC, não foram significativas. Estes resultados sugerem que a metodologia proposta foi capaz de indicar diferenças mínimas sensíveis a alterações nos sinais EMG, permitindo a identificação do momento em que a FM e o RMS apresentaram mudanças significativas no seu comportamento. A metodologia utilizada também foi viável para descrever e identificar o aparecimento da fadiga neuromuscular por meio de análise de sinais de EMG...

Este estudio tieve como objetivo determinar y analizar la aparición de fatiga neuromuscular por la frecuencia media (FM) y la media de la raíz cuadrada (RMS) de lo señal electromiográfico (EMG). Dieciocho hombres saludables que no tienen problemas de rodilla previas inicialmente realizaron tres contracciones máximas voluntarias (CVM). Después de dos días de CVM los sujetos realizaron un protocolo de fatiga en la que se presentaron submáximas de extensión de rodilla en 20% y el 70% CVM hasta el agotamiento. Los valores de FM y RMS de las señales EMG se registraron desde el vasto medial (VM) y el vasto lateral (VL). Análisis del comportamiento de FM y RMS activado identificación de inicio fatiga neuromuscular para VM y músculos VL y 20% y el 70 % de la carga maxima. Las alteraciones entre el VM y VL en el inicio de la fatiga neuromuscular, en el 20% y el 70% de la CVM, no fueron significativas. Estos hallazgos sugieren que la propuesta de metodología fue capaz de indicar las diferencias minutos sensibles a las alteraciones en las señales de EMG, que permitan identificar el momento en que el FM y el RMS mostraron cambios significativos en el comportamiento. La metodología utilizada fue también una opción viable para la descripción y la identificación de la aparición de fatiga neuromuscular por medio del análisis de las señales de EMG...

Existe diferença nos testes de força da dinamometria isocinética entre jogadores profissionais de futebol de campo e de futebol de salão? / Are there differences in strength tests using isokinetic dynamometry between field and indoor professional soccer players?

OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi realizar uma análise comparativa dos resultados da avaliação isocinética de força entre jogadores de futebol masculino profissional de campo e de salão e correlacioná-los aos índices de maior risco de lesão descritos na literatura. MÉTODOS: Analisamos 16 atletas jogadores de futebol de campo e 15 atletas jogadores de futsal. Todos os profissionais eram do sexo masculino e tiveram seus joelhos submetidos à avaliação isocinética da força muscular. RESULTADOS: A média de peso foi de 81,81kg para futebol de campo e 80,33kg para o futsal. Os picos de torque extensor direito e esquerdo para o futebol de campo e salão foram, respectivamente, 302,50 e 313,31Nm e 265,20 e 279,80Nm e, para flexores, 178 e 184,88Nm e 158,27 e 154Nm. Os índices de pico de torque por peso corpóreo dos extensores direito e esquerdo para o futebol de campo e salão foram, respectivamente, 3,84 e 3,7Nm/kg e 3,32 e 3,52Nm/ kg e, para flexores, 2,17 e 2,26Nm/kg e 1,98 e 1,93Nm/kg. A relação de equilíbrio entre músculos flexores e extensores dos lados direito e esquerdo para o futebol de campo e futsal foram, respectivamente, 59,81 e 59,44% e 60,47 e 54,80%. Os índices da relação de extensores entre os lados direito e esquerdo do futebol de campo e salão foram, respectivamente, 11,44 e 9,20% e, para os flexores, 7,31 e 8,80%. CONCLUSÕES: De acordo com parâmetros internacionais, a análise comparativa dos resultados da avaliação isocinética de força entre jogadores de futebol masculino profissional de campo e de salão na pré-temporada mostra que existe equilíbrio muscular e baixa probabilidade de lesão. Não existem diferenças estatisticamente significativas entre os parâmetros analisados dos jogadores das duas modalidades.

OBJECTIVE: The objective of this study was to conduct a comparative analysis on isokinetic strength assessments between field and indoor male professional soccer players and correlate the findings with the higher levels of injury risk described in the literature. METHODS: We analyzed 16 field soccer players and 15 indoor soccer players. All these professionals were male. Isokinetic muscle strength assessments were made on their knees. RESULTS: The mean weight was 81.81 kg for field soccer and 80.33 kg for indoor soccer. The right and left peak extensor torque left and rightfor field soccer and indoor soccer were, respectively, 302.50 and 313.31 Nm and 265.20 and 279.80 Nm, and for flexors, 178 and 184.88 Nm and 158.27 and 154 Nm. The peak torque rates according to body weight for the left and right extensors for field soccer and indoor soccer were, respectively, 3.84 and 3.7 Nm/kg and 3.32 and 3.52 Nm/kg, and for flexors, 2.17 and 2.26 Nm/kg and 1.98 and 1.93 Nm/kg. The balance relationships between flexors and extensors on the right and left sides for field soccer and indoor soccer were, respectively, 59.81 and 59.44% and 60.47% and 54.80%. The relationships for extensors between the right and left sides for field soccer and indoor soccer were, respectively, 11.44 and 9.20%, and for the flexors, 7.31 and 8.80%. CONCLUSIONS: In accordance with international parameters, comparative analysis on isokinetic strength assessments between field and indoor male professional soccer players before the season showed that there was muscle balance and low probability of injury. There were no statistically significant differences in the parameters analyzed between the players of the two types of soccer.

Resposta da frequência cardíaca durante o exercício isométrico de pacientes submetidos à reabilitação cardíaca fase III / Heart rate responses during isometric exercises in patients undergoing a phase III cardiac rehabilitation program

CONTEXTUALIZAÇÃO: A magnitude das respostas cardiovasculares depende dos componentes estático e dinâmico bem como da duração e intensidade da contração realizada. OBJETIVO: Avaliar as respostas da frequência cardíaca (FC) frente a diferentes percentuais de contração isométrica em 12 pacientes (63±11,6 anos; média±dp) com doença da artéria coronária e/ou fatores de risco para ela, participantes de um programa de reabilitação cardíaca fase III. MÉTODOS: A variação da frequência cardíaca (ΔFC) foi avaliada durante as contrações voluntárias máximas (CVM; 5" e 10" de duração) e submáximas (CVSM; 30 e 60 por cento da CVM-5, até exaustão muscular) de preensão palmar, utilizando-se um dinamômetro (hand grip). Adicionalmente, o RMSSD dos iR-R em ms (índice representante da modulação vagal cardíaca) foi calculado em repouso (pré-contração) nos últimos 30 segundos da CVSM e na recuperação (pós-contração). RESULTADOS: A ΔFC apresentou maiores valores em CVM-10 vs CVM-5 (17±5,5 vs 12±4,2 bpm, p<0,05) e no CVSM-60 vs CVSM-30 (19±5,8 vs 15±5,1 bpm, p<0,05). No entanto, os resultados para CVM-10 mostraram ΔFC similar quando comparados aos resultados obtidos para CVSM (p>0,05). RMSSD de repouso reduziu-se (p<0,05) durante a CVSM-30 (30 por cento=29,9±17,1 vs 12,9±8,5ms) e CVSM-60 (60 por cento=25,8±18,2 vs 9,96±4,2 ms), mas retornou aos valores basais quando a contração foi interrompida. CONCLUSÕES: Em pacientes com doença da artéria coronária e/ou fatores de risco para ela, a contração isométrica de baixa intensidade mantida por longos períodos de tempo apresenta os mesmos efeitos sobre as respostas da FC, quando comparada à contração isométrica de alta ou máxima intensidade, porém de breve duração.

BACKGROUND: The magnitude of cardiovascular responses is dependent on the static and dynamic components as well as the duration and intensity of the contraction performed. OBJECTIVE: To evaluate the heart rate responses to different percentages of isometric contractions in 12 patients (63±11.6 years) with coronary artery disease and/or risk factors for coronary artery disease that were participating in a phase III cardiac rehabilitation program. METHODS: Heart rate variation (ΔHR) was evaluated during maximum (MVC, five and ten seconds in duration) and submaximal (SMVC, 30 and 60 percent of MVC-5, until muscle exhaustion) voluntary contraction, using a handgrip dynamometer. Additionally, the representative index of cardiac vagal modulation (RMSSD index) was calculated at rest (pre-contraction), at the final 30 seconds of SMVC and during recovery (post-contraction). RESULTS: ΔHR showed higher values in MVC-10 versus MVC-5 (17±5.5 vs 12±4.2 bpm, p<0.05) and the SMVC-60 vs SMVC-30 (19±5.8 vs 15±5.1 bpm, p<0.05). However, results for CVM-10 showed similar ΔHR compared to results for CVSM (p> 0.05). RICVM at rest decreased (p<0.05) during SMVC-30 (30 percent = 27.9±17.1 vs 12.9±8.5 ms) and SMVC-60 (60 percent =25.8±18.2 vs 9.96±4.2 ms), but returned to the baseline values when the contraction was interrupted. CONCLUSIONS: In patients with coronary artery disease and/or risk factors for coronary heart disease, low intensity isometric contraction, maintained over long periods of time, presents the same effect on the responses of HR, compared to a high intensity or maximal isometric contraction of briefly duration.

Avaliação da força muscular isométrica do tornozelo. dinamometria: descrição de uma nova técnica / Measurement of ankle isometric muscular strength. dynamometer: a new method description

A quantidade de força exercida por um músculo traduz seu grau de eficiência, que pode ser analisado pela dinamometria. Existem dois grandes grupos de dinamômetros no mercado: o isocinético e o portátil. São encontrados numerosos estudos que validam o uso do dinamômetro portátil de diversas maneiras e com vários segmentos do corpo. Boa parte desses estudos realiza o teste de força muscular da articulação do tornozelo, partindo-se de total extensão e em decúbito dorsal, mesmo esse não sendo o posicionamento mais adotado durante as atividades cotidianas. O estudo descreve uma forma de avaliação da força de tornozelos, utilizando um dinamômetro digital portátil, adaptado a uma pequena mesa de dois andares, com a articulação posicionada em 90º. No andar mais baixo é fixada a célula de carga do dinamômetro, na qual é acoplada uma das extremidades de um cabo de aço. A outra extremidade é presa a uma catraca. No andar superior da mesa, encontram-se dois orifícios para passagem do cabo, sob o qual será posicionado ora o pé, ora a coxa do voluntário. O indivíduo realizará, ora dorsiflexão, ora plantiflexão de maneira isométrica, sendo assim quantificada a força de tornozelo a partir do posicionamento de 90º. Dando devida atenção aos procedimentos e considerações do texto, a adaptação torna-se uma ferramenta útil para avaliação da força muscular dessa articulação.

The amount of force exerted by a muscle reflects their degree of efficiency that can be examined by dynamometry. There are two major groups of dynamometers on the market: the isokinetic and the portable. They are found numerous studies that validate the use of portable dynamometer in different ways and in different body segments. Much of these studies shall test the muscular strength of the ankle joint, starting from the total ankle extension and supine position, even this is not the position adopted during most daily activities. This study describes a way of assessing the ankle strength, using a handheld digital dynamometer, adapted to a small table with two floors, with the joint positioned in 90º. On the lower floor is fixed to a load cell dynamometer, which is coupled one end of a steel cable. The other end is attached to a ratchet. Upstairs from the table, there are two openings for cable passage, which will be positioned, sometimes, on the foot, sometimes on the subject thigh. The individual will execute isometric dorsiflexion or plantarflexion, therefore, ankle (in 90º position) strength will be quantified. Giving due attention to procedures and considerations of the text, the adaptation becomes a useful tool for evaluating muscle strength of this joint.

Análise de variáveis eletromiográficas durante contração isométrica fadigante / Electromyographic variables analysis during fatiguing isometric contraction

O objetivo do presente estudo foi analisar o comportamento das variáveis Root Mean Square (RMS) e Freqüência Mediana (FM) do sinal eletromiográfico dos músculos Reto Femoral (RF), Vasto Medial (VM) e Vasto Lateral (VL) de 10 voluntários, durante o tempo de execução do exercício de extensão isométrica do joelho realizado com cargas de 20%, 30%, 40% e 50% da Contração Voluntária Máxima (CVM). Para realização do exercício utilizou-se cadeira específica, célula de carga, e indicador digital. Os sinais eletromiográficos foram obtidos por meio de eletrodos de superfície, módulo de aquisição de sinais biológicos, placa A/D e software específico (freqüência de amostragem: 1000 Hz, ganho: 1000 vezes, filtro de passa alta: 20Hz, filtro de passa baixa: 500Hz). Os valores de RMS e FM foram calculados a cada 5% do tempo total de execução do exercício em cada carga, e foram normalizados pela CVM. Os valores normalizados foram analisados entre o tempo inicial em relação as demais porcentagens de tempo, assim como foram correlacionados em função do tempo total. Os resultados da análise dos valores de RMS dos músculos VM e VL demonstraram comportamento característico da fadiga muscular, com o aumento do RMS em função do tempo, o que ocorreu predominantemente a partir de 60% do tempo total. A FM somente demonstrou diminuição em função do tempo total para o músculo RF. Diante deste comportamento, conclui-se que os músculos estudados apresentam diferentes capacidades de resistência, o que permite um melhor direcionamento das condutas de reabilitação e treinamento.

The purpose of this study was to analyze the behavior of root mean square (RMS) and median frequency (MF) electromyographic variables from rectus femoris (RF), vastus medialis (VM) and vastus lateralis (VL) muscles of 10 volunteers during the execution time of isometric knee extension exercise performed with 20%, 30%, 40% and 50% of maximal voluntary contraction (MVC). A specific chair, load cell and digital display were used to perform the exercise. The electromyographic signals were obtained by surface electrodes, acquisition module of biological signals, A/D board, specific software calibrated with frequency rate: 1000Hz, gain: 1000 times, high pass filter: 20Hz and low pass filter: 500Hz. The RMS and MF values were calculate in each 5% of total exercise execution time in each load, and were normalized by MVC. The normalized values were analyzed between the initial time with others percentages of time and all values were correlated in relation to the total time. The results showed that the RMS obtained from VM and VL muscles presented the characteristic behavior of muscular fatigue by the increasing of RMS with time, which predominantly happen after 60% of total time. The MF decreases with total time only to RF muscle. With these behaviors, we concluded that the muscles analyzed here present different endurance capacity, which may accomplish rehabilitation and training programs.