Die differentielle Aktivität von Regionen transversus abdominis während der rotation des Rumpfes

Die differentielle Aktivität von Regionen transversus abdominis während der rotation des Rumpfes Donna M. Urquhart 1 Institut für Physiotherapie, Universität von Melbourne, Melbourne, Victoria, Australien 2
transversus abdominis

Donna M. Urquhart

1 Institut für Physiotherapie, Universität von Melbourne, Melbourne, Victoria Australien

2 Department of Epidemiology and Preventive Medicine, Monash University, Melbourne, Victoria Australien

Paul W. Hodges

3 Prince of Wales Medical Research Institute, Sydney, NSW Australien

4 Abteilung für Physiotherapie, Der University of Queensland, Brisbane, Queensland, Australien

Abstract

Die Rolle, die die abdominal-Muskeln im Rumpf-Drehung ist nicht umfassend verstanden. Diese Studie untersucht die elektromyographische (EMG) Aktivität der anatomisch verschiedenen Regionen der abdominal-Muskeln während der rotation des Rumpfes in sechs Fächern mit der Geschichte von Schmerzen der Wirbelsäule. Fine-wire-Elektroden eingefügt wurden, in der rechten Bauchdecke, oberen Bereich des transversus abdominis (TrA), der mittleren region der TrA, obliquus internus abdominis (OI) und obliquus externus abdominis (OE) und unteren region der TrA und BA. Oberfläche Elektroden platziert wurden über rechten rectus abdominis (RA). Subjekte rotation des Rumpfes Links und rechts im sitzen durch drehen Ihres Beckens relativ zu einem fixierten thorax. EMG-Aktivität aufgezeichnet wurde, in entspannter Rückenlage und im sitzen, und während der eine isometrische halten an end-Bereich. TrA war ständig aktiv ist, während die rotation des Rumpfes mit der Rekrutierung Muster der oberen Schriften gegenüber, die der mittleren und unteren Hefte. Während Drehrichtung Links, dort war eine größere Aktivität des unteren und mittleren Regionen der kontralateralen TrA und der unteren region der kontralateralen BA. Dem oberen Bereich des ipsilateralen TrA und OE wurden überwiegend aktiv, während rechts-rotation. Im Gegensatz dazu gab es keinen Unterschied in der Aktivität der RA und mittleren OI zwischen Richtungen (obwohl mitten OI wurde der Unterschied zwischen Richtungen, für alle aber ein Thema). Diese Studie zeigt, dass die TrA aktiv ist, während die rotation des Rumpfes, aber diese Aktivität variiert zwischen Muskel-Regionen. Diese normativen Daten werden dabei helfen, das Verständnis der Rolle der TrA in lumbopelvic-Kontrolle und Bewegung, und die Wirkung von Schmerzen der Wirbelsäule auf Bauch-Muskel-Rekrutierung.

Einführung

Es gibt konsistente Hinweise, dass die schrägen Bauchmuskeln sind die wichtigsten axial Rotatoren des Rumpfes. Obliquus externus abdominis (OE) berichtet wurde, aktiv zu sein mit kontralateralen Rumpf-Drehung (rotation des Brustkorbs relativ zu einem fixierten Becken) und obliquus internus abdominis (OI) mit ipsilateraler rotation des Rumpfes [1, 6, 7, 15, 25, 32]. Allerdings ist die Rolle des transversus abdominis (TrA) in die rotation des Rumpfes ist umstritten.

Cresswell und Kollegen [7] berichtet sowohl unilaterale und bilaterale Rekrutierung der TrA während der rotation des Rumpfes, die mit einer größeren elektromyographische (EMG) Aktivität auf der Seite, zu der der Stamm gedreht wurde. Juker et al. [24] berichteten auch bilaterale Aktivität der TrA, aber fand keinen Unterschied in der Aktivierung zwischen den Seiten, die sich mit Bewegung in verschiedene Richtungen. Jedoch, die Besichtigung der letztgenannten Studie die Durchschnittliche Daten lässt sich ein trend für die Richtung spezifische Aktivierung. Im Gegensatz dazu De Troyer und Mitarbeiter [10] beobachtet, die minimale Aktivität der TrA während der rotation des Rumpfes und Misuri et al. [29] berichteten keine signifikanten Veränderungen im Muskel-Dicke mit Ultraschall-Bildgebung. Außerdem wird kein Unterschied in der Rekrutierung der TrA wurde offensichtlich mit Veränderungen in der rotatorischen Kräfte, die verbunden mit der schnellen Bewegung des Körpers in verschiedene Richtungen [19].

Noch komplizierter wird das Problem, den Beitrag der TrA, um die rotation des Rumpfes, anatomische Studien haben gezeigt, Variationen in den Anlagen und die Morphologie der einzelnen Regionen der Bauchmuskeln [2, 43]. Zum Beispiel, die oberen Fasern des TrA, die ihm aus dem Brustkorb haben eine horizontale Ausrichtung, während die mittleren und unteren Fasern Heften sich an der thorakolumbalen Faszie und dem Beckenkamm bzw. inferomedial. Im Gegensatz dazu, die Ausrichtung der OI Schriften reichten von superomedial in den oberen und mittleren Regionen zu inferomedial in der unteren region [43]. Aufgrund der Unterschiede in den mechanischen Vorteil der Schriften in jeder region, und es ist möglich, dass Unterschiede in der Personalrekrutierung bestehen können.

In übereinstimmung mit diesen berichten, es gibt erste Hinweise von EMG-Studien zeigen die differentielle Aktivierung von Regionen der TrA und BA. Mehr tonische Aktivität des unteren TrA berichtet wurde, die mit Bewegung des Körpers [18] und die Aktivität der unteren region der OI dominierte mit ipsilateraler gerades Bein anheben und Becken kippen im Stand [6]. Wenige Studien haben auch untersucht, Rekrutierung von Abteilen in der abdominal-Muskeln während der rotation des Rumpfes. Aktivität der oberen region der BA hat berichtet, größer zu sein, als die der unteren region [6] und die Aktivität des lateralen Fasern der OI größer als die vorderen Fasern [8, 28]. Jedoch, in der früheren Studie gab es nur einen kleinen Unterschied in der Aktivität zwischen den Regionen und keine statistischen Analysen durchgeführt wurden, und in der letztgenannten Studie die interpretation der Ergebnisse ist schwierig, da die EMG-Aufzeichnungen wurden mit Oberflächenelektroden [8, 28]. Die Ziele der aktuellen Untersuchung waren zu vergleichen, die Aktivität der Bauchmuskulatur, und vergleichen der Rekrutierung von Regionen der TrA und BA, während isometrische rotation des Rumpfes am Ende der Reihe. Dies ist ein wesentlicher Schritt zum Verständnis der Rolle, die die abdominal-Muskeln im Rumpf-Drehung (ein Risikofaktor für Rückenschmerzen [23]), und die motor-Kontroll-Veränderungen, die mit diesen Muskeln in Menschen mit Schmerzen der Wirbelsäule.

Materialien und Methoden

Themen

Sechs Probanden (drei Männlich, drei weiblich) mit einem mittleren Alter, die Körpergröße und das Gewicht von 30 Jahren (SD, 4 Jahre), 1.74 m (SD, 0,09 m) und 68 kg (SD, 15 kg) nahmen an der Studie Teil. Probanden wurden ausgeschlossen, wenn Sie hatte eine Geschichte von Wirbelsäule oder Bein Schmerzen Sie in den vergangenen 2 Jahren, die eingeschränkte Funktion oder für welche Sie suchten medizinische oder allied health intervention, eine Geschichte, eine neurologische, Atemwegs-oder Magen-Darm-Erkrankung, Vorherige abdominal-Chirurgie, Bauch-oder Leistenbruch, beobachtbare Wirbelsäulen-Deformität oder kürzliche Schwangerschaft. Die Aktivität der Themen war “Durchschnitt”, als bestimmt durch eine standard-Aktivität-Fragebogen [3]. Alle Verfahren wurden genehmigt von der institutionellen Ethik-Kommission und durchgeführt in übereinstimmung mit der Deklaration von Helsinki.

Elektromyographie (EMG)

EMG-Aktivität der Bauchmuskulatur aufgezeichnet wurde mit einer bipolaren fine-wire-Elektroden gefertigt aus Teflon-beschichtetem Edelstahl-Draht (75 µm) (A-M Systems, Everett, WA, USA). Einen Millimeter von Teflon wurde entfernt von den enden der Drähte und die enden wurden gebogen, hinten 1 mm und 2 mm zu bilden Haken. Die Drähte wurden Gewinde in die eine Injektionsnadel (0.70 mm×38 mm) und eingefügt in das Recht, TrA, OI und OE unter der Leitung von Ultraschall-Bildgebung (5 MHz curved-array-Schallkopf) (128XP/4, Acuson, Mountain View, CA, USA) [7, 10, 16]. Fine-wire-Elektroden eingefügt wurden, unmittelbar benachbart zu dem achten rippenknorpel in der oberen region der TrA, in der Mitte zwischen dem Beckenkamm und den unteren Rand des Brustkorbs, die in der mittleren region der TrA, OI und OE, und neben der Spina iliaca anterior superior (ASIS) in der unteren region der TrA und BA (Abb. 1 A). Obwohl die Verwendung von selektiven intramuskuläre EMG-Elektroden-Ergebnisse bei Stichproben aus einer kleinen population von motorischen Einheiten, wurde diese Technik kritisch zu untersuchen, Unterschiede zwischen den Muskeln und zwischen den Regionen der Muskeln mit minimalen cross-talk.

EMG-Elektrode Seiten. Horizontale Linien Kennzeichnen die Grenzen der definierten Regionen der Bauchwand und schattierten Kreise repräsentieren die Elektroden-insertion sites”); B Versuchsaufbau. Die Probanden saßen auf einem Drehstuhl mit Elektroden in situ und Ihren Brustkorb fest zu einem unbeweglichen Rückenlehne mit einem Gurt

Als rectus abdominis (RA) weit entfernt ist von den anderen Bauchmuskeln in der Nähe der Mittellinie, war der Ansicht, dass cross-talk wäre weniger problematisch ist als für OE -, – OI-und-TrA, – und Oberflächen-Aufnahmen geeignet wäre. Paare von Oberflächen-EMG-Elektroden (Ag/AgCl-Scheiben, 1 cm Durchmesser und 2 cm inter-Elektroden-Abstand) platziert wurden über RA, auf halbem Weg zwischen dem Nabel und der symphyse. Eine Masse-Elektrode positioniert wurde, über dem Beckenkamm. EMG-Daten wurden bandpass-gefiltert, die zwischen 20 Hz und 1 kHz und eine Abtastrate von 2 kHz mit einem Power1401 und software Spike2 (CED, Cambridge, UK). Die Auswertung erfolgte mit Hilfe von Matlab 6 (release 12; MathWorks, Natick, MA, USA).

Die rotation des Rumpfes

Die Rotation des Rumpfes diente eine 3-Raum Fastrak-motion-Analyse-system (Polhemus, Colchester, VT, USA). Zwei motion sensoren, befestigt an der Unterseite der rotierenden Stuhl. Daten wurden in der Stichprobe bei 100 Hz und verwendet, um zu identifizieren, die das Ende der rotation.

Verfahren

Die Probanden saßen auf einem drehbaren Sitz mit Ihren Brustkorb fest zu einem unbeweglichen Rückenlehne zu verhindern Kofferraum anderen Bewegungen als rotation auftreten (Abb. 1 B). Die Neutrale position des Rumpfes und des Beckens gewährleistet war, bevor Sie jeden Versuch, wie pre-rotation des Rumpfes ist berichtet worden, um Einfluss auf Muskel-Rekrutierung [35]. Mit Arme über die Brust, die Subjekte zwei Wiederholungen der Drehung Ihres Beckens und der unteren Extremitäten in jede Richtung. Rotation wurde durchgeführt, mit Mühe, gerade ausreichend, um end-Bereich. EMG-Aufnahmen gemacht wurden, während Sie entspannt sitzen (mit Rückenlehne) vor Bewegung und am Ende der Strecke der rotation des Rumpfes. Um zu bestimmen, die EMG-amplitude der einzelnen Muskeln/region im sitzen relativ zu dem signal keine oder minimale Aktivität, die Aufnahmen wurden ebenfalls in Rückenlage (mit Armen neben dem Rumpf, Hüften und Knie in neutraler). Um die Normalisierung der EMG-Daten, maximale freiwillige isometrische Kontraktionen durchgeführt wurden in Rückenlage mit Hüfte und Knie gebeugt, um etwa 45° gegen manuellen Widerstand für 5 s aus. Die Normalisierung Aufgaben isometrische Rumpf-flexion (RA) und ipsilateralen (OI) und kontralaterale rotation (OE) und eine maximale Valsalva und forcierte exspiratorische Manöver (TrA). Die peak-Aktivität für jeden Muskel über diese Aufgaben ausgewählt wurde für die Normierung.

Datenverarbeitung

Root-mean-square (RMS) EMG-amplitude berechnet wurde für 2 s der steady-state-EMG in der neutralen sitzenden und liegenden Positionen, und für 2 s aus der Zeit, das Thema erreicht den end-Bereich der Bewegung. Zur Untersuchung der Aktivität der Bauchmuskulatur im ruhigen sitzen vor der Bewegung, ist der Unterschied im RMS-EMG-amplitude zwischen sitzen und liegen war bestimmt und normalisiert auf, aufgenommen während der maximalen Freiwilligen Manöver. Zur Reduzierung der inter-Subjekt-Variabilität und um sicherzustellen, dass es wurde eine maximale Empfindlichkeit zu erkennen, Unterschiede zwischen den Drehrichtungen, die Aktivität im sitzen war abgezogen, die Wiesen am Ende der Bereich der Rumpf-rotation und die Aktivität in jeder Richtung wurde ausgedrückt als ein Verhältnis der peak-Aktivität erfasst während der rotation für die, die Muskeln in beide Richtungen. So ist ein Wert von “1” signalisiert die Richtung, in die der Muskel war sehr aktiv. Die Berechnung der absoluten Werte (normiert auf maximum) erlaubt die amplitude der Daten für jeden Muskel zu untersuchenden region (Tabelle 1 ), während das Verhältnis erzielt (normiert auf peak-Aktivität erfasst, die entweder für die Richtung der rotation) aktiviert Aktivität zwischen den Bewegungsrichtungen verglichen werden, unabhängig von der absoluten amplitude des EMG-Daten.

Tabelle 1

Gruppe median (minimum : maximum) Veränderung in RMS-EMG-amplitude vom entspannten sitzen bis Ende der Drehbereich für jeden Muskel und Muskel region, ausgedrückt als Prozentsatz des RMS-während maximal ändern. Negative Werte deuten auf einen Rückgang der EMG-Aktivität von tonischen Aktivität im sitzen. (RMS – root-mean-square, L untere, M – Mitte, U Obere, TrA transversus abdominis, OE – obliquus externus abdominis, OI obliquus internus abdominis, RA rectus abdominis)

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