Institutionen foumlr haumllsa varingrd och samhaumllle Avdelningen foumlr sjukgymnastik

Utbildningsprogram i sjukgymnastik 180 hp

Examensarbete 15 hp

Varingrterminen 2009

EMG-maumltning av m triceps surae vid vadhaumlvning i staringende och sittande Foumlrfattare Handledare Anders Ljungqvist Axel Haumlrstedt

Michael Miller leg sjukgymnast Dr med vet Universitetslektor

Avdelningen foumlr sjukgymnastik Institution foumlr haumllsa varingrd och samhaumllle

Avdelningen foumlr sjukgymnastik Institution foumlr haumllsa varingrd och samhaumllle

Lunds Universitet Lunds Universitet andersljungqvist84gmailcom michaelmillermedluse axelharstedtteliacom Examinator Anita Wiseacuten leg sjukgymnast Dr med vet Adjunkt

Avdelningen foumlr sjukgymnastik Institution foumlr haumllsa varingrd och samhaumllle

Lunds Universitet anitawisenmedluse

Sammanfattning EMG-maumltning av m triceps surae vid vadhaumlvning i staringende och sittande Bakgrund Styrketraumlning av vadmuskulaturen kan utoumlvas i olika positioner fraumlmst staringende och sittande Vanligen kallas dessa oumlvningar foumlr staringende respektive sittande vadhaumlvning Vad som skiljer dessa oumlvningar aringt gaumlllande aktivering av m soleus och m gastrocnemius har tidigare inte studerats i detalj Det aumlr beskrivet i anatomisk litteratur att m gastrocnemius paringverkar knaumlleden i flexion och fotleden i plantarflexion samt att m soleus paringverkar fotleden i plantarflexion och verkar i stabiliserande syfte Vilken konsekvens detta ger foumlr plantarflexionen vid flekterad knaumlled finns olika uppfattningar om Syfte Studiens syfte var att undersoumlka EMG-aktivitet i m soleus och m gastrocnemius i staringende och i sittande vid aktiv plantarflexion i fotleden och daumlrefter jaumlmfoumlra graden av muskelaktivering hos samma muskel vid sittande respektive staringende vadhaumlvning Studiedesign Klinisk studie Materialmetod Deltagarna bestod av nio sjukgymnaststudenter och en laumlrare vid Lunds Universitet varav sex var kvinnor och fyra var maumln Medianaringldern paring deltagarna var 21 aringr Deltagarnas medianvikt var 71 kg Medianlaumlngden var 1715 cm Samtliga ansaringg sig vara friska och besvaumlrsfria vid testtillfaumlllet Ytlig EMG-aktivetet maumlttes genom elektroder som faumlstes paring houmlger bens vadmuskulatur Deltagarna genomfoumlrde tre repetitioner vadhaumlvning mot statiskt motstaringnd foumlr att definiera individens maximala volontaumlra kontraktion (MVC) Daumlrefter genomfoumlrdes tre repetitioner vadhaumlvning med bestaumlmt motstaringnd ((kroppsvikt + 57 kg) i staringende och ((kroppsvikt + 57kg) sdot 035)) i sittande) foumlr att undersoumlka muskelaktivitet vid submaximalt arbete (TEST) Testerna utfoumlrdes vid baringde sittande och staringende vadhaumlvning EMG-data analyserades efter rdquoRMS filtreringrdquo Det houmlgsta vaumlrdet fraringn de 3 repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet av dessa anvaumlndes som resultat Foumlr vardera muskel och utgaringngsstaumlllning beraumlknades undersoumlkningsgruppens medelvaumlrde och SD Foumlr att statistiskt vaumlrdera data anvaumlndes t-test Resultat Resultaten visade paring signifikanta skillnader i EMG-aktivitet mellan staringende och sittande daumlr m gastrocnemius aktiverades mer i staringende aumln i sittande samtidigt som m soleus aktiverades mer i sittande aumln i staringende MVC foumlr m gastrocnemius var 7498 plusmn 4246 μV i staringende och 4059 plusmn 1284 μV i sittande (p=0013) TEST foumlr m gastrocnemius var 7392 plusmn 3836 μV i staringende och 352 plusmn 1824 μV i sittande (p=0007) MVC foumlr m soleus var 7388 plusmn 3129 μV i sittande och 5034 plusmn 1624 μV i staringende (p=0012) TEST foumlr m soleus var 6229 plusmn 2593 μV i staringende och 4724 plusmn 821 μV i sittande (p=0065) Slutsats Resultaten visar paring att det aumlr skillnad paring graden av EMG-aktivitet mellan m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning vid tvaring olika knaumlvinklar Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen Fortsatta studier kan eventuellt styrka denna slutsats Soumlkord Elektromyografi muskelaktivitet vadhaumlvning taringhaumlvning m triceps surae knaumlvinkel

Abstract EMG-measurement of the triceps surae muscles during standing and seated calf raise Background Training of the calf muscles can be performed in different positions mostly through standing and seated calf raise or calf press What distinguishes these exercises regarding activity of the soleus and the gastrocnemius muscle has preciously not been studied in detail According to anatomical literature the gastrocnemius muscle produces flexion of the knee joint as well as plantar flexion of the ankle joint The soleus muscle also produces plantar flexion and has a stabilizing effect of the ankle joint There are different opinions regarding which consequence this has for plantar flexion in a position where the knee is flexed Purpose The purpose of this study was primarily to assess the EMG-activity of the soleus and gastrocnemius muscle during standing and seated plantar flexion of the ankle joint A secondary aim was to compare the level of activity for each muscle in the different positions Design Clinical study Materialmethod The participants were nine physiotherapy students and one teacher at the University Of Lund Sweden The median age was 21 median weight was 71 kg and median height was 171 5 cm All participants considered themselves to be healthy at the time of the test Surface EMG was measured through electrodes placed on the right calf muscles Participants did three repetitions of calf raise against static resistance to define the individual maximal voluntary contraction (MVC) Then the test was performed against a set resistance ((bodyweight + 57 kg) in standing position and ((bodyweight + 57kg) sdot 035)) in seated position) to measure muscle activity at a sub-maximal level (TEST) Raw data was analyzed through ldquoRMS Smoothingrdquo The highest value was registered and used as the result Thereafter the average value and standard deviation was calculated The T-test was used in the statistical analysis Results Significant differences were found between the standing and seated position in which the gastrocnemius muscle showed a higher level of activity in the standing position The soleus muscle was found to have a higher level of activity in the seated position MVC for the Gastrocnemius muscle was 7498 plusmn 4246 μV in standing position and 4059 plusmn 1284 μV in seated position (p=0013) TEST for the Gastrocnemius muscle was 7392 plusmn 3836 μV in standing position and 352 plusmn 1824 μV in seated position (p=0007) MVC for the Soleus muscle was 7388 plusmn 3129 μV in seated position and 5034 plusmn 1624 μV in standing position (p=0012) TEST for the Soleus muscle was 6229 plusmn 2593 μV in standing position and 4724 plusmn 821 μV in seated position (p=0065) Conclusion The results show a difference in the level of activity between the gastriocnemius and the soleus muscle in calf raise at two different knee angles The choice of position affects the level of muscle activity at sub-maximal as well as at maximal performance This may affect choice of exercise with regards to the purpose of muscle training Further studies have the possibility to verify this conclusion Keywords Electromyography muscle activity calf raise calf press triceps surae muscles knee angle

Inneharingll Bakgrund 1

Vadmuskulaturens anatomiska struktur och funktion 1 Biomekaniska skillnader 1 EMG 2 Tidigare studier 2

Syfte 2 Fraringgestaumlllningar 3

Metod och material 3

Studiedesign 3 Undersoumlkningsgrupp 3 EMG 3 Maskiner och andra material 3 Datum foumlr genomfoumlrande 4 Maximal volontaumlr kontraktion (MVC) 4 Tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd (TEST) 4 Generellt foumlr baringda testernas utfoumlrande och procedur 4 Staringende vadhaumlvning 5 Sittande vadhaumlvning 5 Analys av data 6 Redovisning av data 6 Reliabilitet och validitet 6 Resultat 7 Diskussion 10

Material och metoddiskussion 10 Genomfoumlrandediskussion 12 Analysdiskussion 12 Resultatdiskussion 12

Framtida studier paring omraringdet 14 Konklusion 15 BetydelseKlinisk relevans 15

Referenser 16 Bilaga 1 18

Bakgrund Styrketraumlning av musklerna i nedre extremiteten anvaumlnds ofta inom sjukgymnastiken paring olika patientgrupper som traumlning och behandling foumlr att staumlrka muskulaturen och foumlrbaumlttra aktiviteter som korta foumlrflyttningar garingng och idrottsutoumlvning (1) En viktig muskelgrupp i nedre extremiteterna aumlr de ytliga vadmusklerna (musculus triceps surae och m plantaris) Dessa muskler har en viktig stabiliserande funktion vid staringende samt foumlr propulsion vid garingng loumlpning och hopp (1) Vadmuskulaturens anatomiska struktur och funktion Underbenets bakre muskelgrupp delas in i ytliga och djupa muskler De ytliga aumlr m triceps surae (bestaringr av m gastrocnemius och m soleus) samt m plantaris De djupa musklerna aumlr m popliteus m flexor hallucis longus m flexor digitorium longus samt m tibialis posterior Mtriceps suraes yttre del bestaringr av m gastrocnemius som har tvaring huvuden och den inre delen som utgoumlrs av m soleus M gastrocnemius mediala huvud urspringer bakom tuberculum adductorium paring femur men aumlven fraringn en del av facies poplitea Det laterala huvudet har ursprung fraringn den laterala kondylen paring femur och aumlven fraringn facies poplitea M soleus ursprung kommer fraringn linea m solei den proximala delen av fibulas baksida fraringn en stor senbaringge mellan tibia och fibula och aumlven fraringn en djup ursprungsaponeuros Baringde m gastrocnemius och m soleus faumlster paring tendo achilles som i sin tur faumlster paring tuber calcaneus M plantaris aumlr en liten muskel som loumlper in mellan m gastrocnemius och m soleus Faumlstet foumlr m plantaris aumlr oftast tuber calcanei men kan skilja sig mellan individer (2) M plantaris kan ha en eller tvaring muskelbukar (3) M triceps surae verkar foumlr plantarflexion och inversion av fotleden I knaumlleden verkar m gastrocnemius och m plantaris foumlr flexion (2) Noteras boumlr att m plantaris aumlr en betydligt svagare muskel aumln m gastrocnemius och har daumlrfoumlr en mycket liten paringverkan paring knaumlled och fotled (3) M soleus bestaringr av 85 roumlda fibrer (typ 1) vilket utmaumlrker dess posturala funktion Svaghet i ovanstaringende medfoumlr funktionsnedsaumlttningar i staringende garingng och spraringng (2) Biomekaniska skillnader M gastrocnemius och m soleus aumlr de tvaring ytliga vadmusklerna som utvecklar mest kraft i fotleden Musklerna skiljer sig rent biomekaniskt aringt eftersom m gastrocnemius har ursprung ovanfoumlr knaumlleden vilket goumlr den till en tvaringledsmuskel till skillnad fraringn m soleus som bara verkar oumlver fotledenM gastrocnemius har aumlven tvaring huvuden vilket m soleus inte har Enligt Roumlrelseapparatens Anatomi foumlrkortas m gastrocnemius vid boumljd knaumlled saring mycket att den inte kan bidra till plantarflexion (2) En annan kaumllla Anatomy And Human Movement haumlvdar att m gastrocnemius kan utoumlva viss kraft i fotleden vid flekterad knaumlled (3)Generellt sett fungerar m gastrocnemius som den drivande motorn foumlr fotleden medan m soleus laumlmpar sig baumlttre foumlr postural kontroll genom att foumlrhindra kroppen fraringn att falla framaringt i staringende (3) Denna biomekaniska skillnad innebaumlr att det eventuellt finns en betydelse av hur personen positionerar knaumlleden vid traumlning foumlr vadmuskulaturens olika muskelkomponenter En saringdan betydelse av positionering kan undersoumlkas genom att anvaumlnda elektromyografi (EMG)

1

EMG Elektromyografi (EMG) aumlr en undersoumlkningsmetod som innebaumlr att vi maumlter aktionspotentialerna i nervaumlndplattorna hos ett flertal muskelfibrer samtidigt vid muskelaktivitet Fysiologin foumlr muskelaktivering aumlr vaumll dokumenterad aktionspotentialen skickas fraringn centrala nervsystemet via det somatiskt-motoriska nervsystemet Signalerna naringr neuromuskulaumlra synapser (nervaumlndslut) som staringr i anslutning till muskelfibrer Aktionspotentialen fraringn nervaumlndslutet ger ett utslaumlpp av transmittoraumlmnen i synapsspalten Dessa ger en depolarisering post-synaptiskt vilket ger en elektrisk signal som sprider sig oumlver och igenom hela muskelfibern Dessa elektriska signaler fraringn muskelfibern registreras av elektroder paring hudytan som negativa och positiva potentialer vanligen med en frekvens av 80-120 Hz Raringsignalen transformeras till en rektifierad kurva som representerar aktiveringsgraden hos muskeln EMG-aktivitet kan inte jaumlmfoumlras mellan muskler och inte heller mellan olika personer eftersom det finns flera avvikande variabler bland annat varierar det elektriska motstaringndet i huden Detta innebaumlr att metoden endast har validitet foumlr att maumlta och jaumlmfoumlra en muskel med sig sjaumllv (4 5) Vi kan sedan beraumlkna muskelaktiveringen som procent av den maximala muskelaktiveringen vid en maximal volontaumlr kontraktion (MVC) (2) Enheten som anvaumlnds foumlr att bestaumlmma styrkan paring aktionspotentialen aumlr mikrovolt (microV) Ju fler microV som registreras desto starkare aumlr potentialen (4) Tidigare studier Vid en litteratursoumlkning har vi funnit artiklar fraringn studier som med EMG undersoumlkt vadmuskulaturens egenskaper vid utharingllighetfatigue (6) vid loumlpning och jogging (7) vid aumlndring av aktiva laringngsamma till aktiva snabba muskelkontraktioner (8) samt en studie som tittat paring olika vinklar foumlr fotleden vid sprintstart fraringn startblock (9) Vi har ocksaring funnit en artikel som tittat paring relationen mellan muskellaumlngd och EMG-aktivitet vid submaximala benpressoumlvningar (10) EMG har anvaumlnts som metod foumlr att maumlta muskelaktivitet i nedre extremiteten och jaumlmfoumlra denna mellan olika oumlvningar (11 12) En studie har tittat paring EMG-aktivitet i oumlvre extremiteten vid en sittande dragoumlvning med staringng Studien fann signifikanta skillnader i EMG-aktivitet beroende paring hur deltagarna greppade staringngen (13) Signifikanta skillnader i EMG-aktivitet har ocksaring varit resultatet i en annan studie Denna har studerat armhaumlvningar med olika avstaringnd mellan haumlnderna (14) Ytlig elektromyografi som metod har ocksaring visat sig vara anvaumlndbart foumlr utvaumlrdering av oumlvningar foumlr att staumlrka nack- och skuldermuskulatur (15) samt foumlr baringlmuskler (m obliqus externus och m rectus abdominis) (16) Vi har inte funnit naringgon studie som systematiskt undersoumlkt betydelsen av valet av utgaringngslaumlge vid belastad plantarflexion av fotleden gaumlllande muskelaktivitet i m triceps surae vid sittande respektive staringende Vi har ocksaring funnit att det raringder en viss otydlighet i litteraturen kring hur knaumlvinkeln paringverkar vadmuskelaktiviteten Daumlrfoumlr vill vi undersoumlka om muskelaktivitet skiljer sig mellan staringende och sittande Syfte Syftet med studien var att studera EMG-aktivitet i m soleus och m gastrocnemius i staringende och i sittande vid aktiv plantarflexion i fotleden Begraumlnsningen i syftet gick ut paring att inte jaumlmfoumlra musklerna med varandra utan undersoumlka om muskelaktiviteten skiljde sig hos samma muskel vid sittande respektive staringende

2

Fraringgestaumlllningar Aumlr det skillnad paring graden av aktivering i m soleus respektive m gastrocnemius i staringende jaumlmfoumlrt med sittande vid aktiv plantarflexion (vadhaumlvning) med belastning a) Hur stor aumlr graden av muskelaktivitet hos m gastrocnemius vid sittande jaumlmfoumlrt med vid staringende vadhaumlvning b) Hur stor aumlr graden av muskelaktivitet hos m soleus vid sittande jaumlmfoumlrt med vid staringende vadhaumlvning Metod och material Studiedesign Klinisk studie Undersoumlkningsgrupp Foumlr att rekrytera testdeltagare sattes informationsblad upp paring flera lokaler paring Lunds Universitet Samtliga testdeltagare rekryterades fraringn sjukgymnastutbildningen genom muntlig inbjudan och via informationsbladen Deltagarna som genomfoumlrde testerna var nio sjukgymnaststudenter och en laumlrare varav sex var kvinnor och fyra var maumln Medianaringldern paring deltagarna var 21 (20 ndash 57) aringr Deltagarnas medianvikt var 71 (547 - 1178) kg Medianlaumlngden var 1715 (163 ndash 1965) cm Inklusionskriterierna foumlr deltagande i studien var inledningsvis en aringlder mellan 18 ndash 25 i syfte att skapa en homogen testgrupp Detta aumlndrades sedan pga bortfall av deltagare daring en aumlldre person inkluderades istaumlllet Daumlrav blev medianaringldern slutligen 20-57 aringr Det andra kriteriet foumlr deltagande var att deltagarna upplevde sig sjaumllva som friska och skadefria i nedre extremiteten vid testtillfaumlllet Tolv personer skulle ursprungligen delta i studien Tvaring av dessa kunde ej deltaga i studien pga transportsvaringrigheter Bortfallet foumlr studien var daumlrfoumlr tvaring personer (167 ) Ett muntligt medgivande om deltagande i studien gavs fraringn samtliga testdeltagare Enligt oumlverenskommelsen i medgivandet skulle personuppgifter endast hanteras inom projektets ramar och inte redovisas foumlr utomstaringende Inga etiska dilemman identifierades i planeringen av studien med tanke paring onoumldig skaderisk EMG Haringrdvaran bestod av en EMG-apparatur med beteckningen ME6000 Biomonitor Mjukvaran som anvaumlndes var Megawin version 30 Detta EMG-program har en maximal samplingsfrekvens paring 1024 Hz Baringde mjukvaran och haringrdvaran aumlr gjorda av foumlretaget Mega Electronics Ltd i Finland med licens 2004 (17) Elektroderna som anvaumlndes var av engaringngstyp Elektroderna var av typ Ambureg Neuroline 720 Maskiner och andra material Testerna genomfoumlrdes paring Gerdahallen i Lund Daumlr anvaumlndes befintlig Smith-maskin med skumgummiring runt staringngen (bild 1) samt maskin foumlr sittande vadhaumlvning (bild 2) Mer information om dessa maskiner exempelvis produktionsfoumlretag fanns ej att finna Vid uppvaumlrmning anvaumlndes en befintlig traditionell motionscykel Vid vaumlgning av testdeltagarnas kroppsvikt anvaumlndes en traditionell elektronisk husharingllsvaringg Andra material som anvaumlndes var tvaringl och vatten finkornigt sandpapper engaringngsrakhyvlar samt en skaumlnkelgoniometer

3

Datum foumlr genomfoumlrande Testerna genomfoumlrdes mellan 28-30 oktober 2008 Varje deltagare genomfoumlrde testerna under en timme och behoumlvde endast naumlrvara en dag Maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Foumlr att undersoumlka varje muskels maximala grad av aktivering anvaumlndes ett isometriskt test Detta utfoumlrdes innan testdeltagarna utfoumlrde de submaximala testerna med belastning Detta gjordes genom att Smith-maskinens staringng respektive vadhaumlvningsmaskinens knaumldyna laringstes fast paring ett saringdant saumltt att isometrisk kontraktion utfoumlrdes mot ett fixerat motstaringnd Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd (TEST) Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Belastningen vid detta test var 57 kg + kroppsvikt och ekvivalent belastning i sittande (skattat enligt beskrivning nedan) Vaumlrdet paring detta test anvaumlndes senare foumlr att analysera foumlrharingllandet av muskelaktiviteten mellan TEST och MVC Generellt foumlr baringda testens utfoumlrande och procedur Foumlrst informerades deltagarna om testernas utformning samt om den procedur genom vilken testerna skulle utfoumlras Daumlrefter utfoumlrde varje testdeltagare en fem minuters uppvaumlrmning i lugnt tempo paring motionscykel Vilken oumlvning deltagarna skulle boumlrja med bestaumlmdes genom att de fem foumlrsta deltagarna boumlrjade med staringende vadhaumlvning och de fem sista boumlrjade med sittande vadhaumlvning Detta gjordes foumlr att eventuellt utesluta moumljligheten till ett samband mellan oumlvningsordningen och testresultatet Uppvaumlrmningen avslutades med att varje deltagare utfoumlrde 20 repetitioner utan extra motstaringnd paring sin foumlrsta maskin Placeringen av elektroderna grundade sig paring rekommendationerna i mjukvaruprogrammet daumlr bilder visade hur dessa skulle faumlstas utanparing varje muskel Innan elektroderna faumlstes paring vaderna tvaumlttades huden med tvaringl och vatten All eventuell haringrvaumlxt paring de aktuella omraringdena avlaumlgsnades med rakhyvel Huden skrubbades aumlven med sandpapper foumlr att skapa en jaumlmnare hudyta Foumlr att underlaumltta genomfoumlrandet och insamlingen av data maumlttes endast houmlger vadmuskulatur och daring endast m gastrocnemius mediala huvud samt m soleus Testerna utfoumlrdes bilateralt daring detta ingaringr i de traumlningsoumlvningar som studeras En annan anledning till att inte baringda benen maumlttes var att fraringgestaumlllningarna endast avsedde jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv Detta staumlmmer ocksaring oumlverens med de moumljligheter EMG-maumltning ger med avseende paring resultat och tolkning av detta Vidare i uppsatsen kommer denna information (att maumltningar gjordes paring houmlger vad och endast paring det mediala huvudet av m gastrocnemius) inte aringterupprepas och ligger till grund foumlr samtliga resultat gaumlllande maumltning av m triceps surae Paring baringda testerna gavs instruktioner foumlr att standardisera utgaringngspositionen Visuella och auditiva kommandon gavs foumlr start och stopp av varje repetition Orden som anvaumlndes var rdquoUpprdquo rdquoNerrdquo och rdquoVilardquo Samma kommandon anvaumlndes vid baringda oumlvningarna med

4

undantaget foumlr MVC daring en testledare repetitivt uppmanade deltagaren att prestera maximalt under varje repetition Principerna foumlr utgaringngspositionen gaumlllande underben och fot var samma foumlr MVC och TEST Under samtliga test foumlrdes skriftligt testprotokoll De noteringar som gjordes avsedde deltagarnas namn koumln aringlder laumlngd vikt och det datum testet aumlgde rum Vidare noterades den staringende reaktionskraften resultatet foumlr MVC och TEST i staringende samt i sittande Belastning och knaumlvinkel i sittande noterades ocksaring I protokollen benaumlmndes m gastrocnemius som rdquoG1rdquo och m soleus som rdquoS2rdquo Dessa benaumlmningar anvaumlndes ocksaring i senare analys av data Staringende vadhaumlvning Deltagarna stod med framfoten paring en 15 cm houmlg 10 cm bred och 50 cm laringng gummiplanka Varje fots fraumlmsta taringspets tangerade bortre kanten paring plankans bredd Runt skivstaringngen satt en rund skumgummicylinder foumlr att minska obehagligt tryck paring axlarna Haumlnderna placerades lite utanfoumlr axelbredd paring skivstaringngen foumlr att stabilisera staringngen mot axlarna Utgaringngspositionen som instruerades var staringende med raka knaumln positionerat baumlcken i neutrallaumlge samt en rak rygg och straumlckta houmlfter med blicken riktad rakt framaringt Under testets garingng bibehoumlll deltagaren utgaringngspositionen Vilolaumlget bestod av att deltagarna stod med haumllarna paring marken med en aktiv dorsalflektion foumlr att haumlmma muskelaktiviteten paring de aktuella musklerna Detta gjordes foumlr att ge tydligare kurvor med mindre ofrivillig muskelaktivitet i vilolaumlge Vid varje repetition utfoumlrde deltagarna en plantarflexion med maximal kraft under tre sekunder Daumlrefter intog deltagaren vilolaumlget i ca tre sekunder beroende paring hur fort deltagaren minskade sin muskelaktivitet dvs slappnade av Sittande vadhaumlvning Vid sittande vadhaumlvning instruerades deltagarna att placera framfoten paring fotstoumldet saring att fraumlmre taringspetsen nuddade bortre delen av fotstoumldet Fotens vilolaumlge var laumltt dorsalflektion Ytterliggare instruktion gavs om att placeringen av haumll och taring skulle vara i raumlt vinkel med fotstoumldet foumlr att standardisera oumlvningen Deltagarna fick sjaumllva staumllla in maskinens houmljd paring knaumldynorna saring att de passade till underbenens laumlngd Foumlr att reaktionskraften paring sittande vadhaumlvning skulle motsvara staringende vadhaumlvning beraumlknades biomekaniska och anatomiska parametrar enligt formeln [Belastning i staringende 035 = Belastning i sittande]

5

Vadmaskinens horisontella haumlvstaringng var indelad i tre delar En tredjedel mellan haumlvstaringngens roumlrelsecentrum och den del daumlr vadmuskulaturen verkade Tvaring tredjedelar av haumlvstaringngens avstaringnd utgjordes mellan vadmuskulaturens verkningspunkt och viktskivorna med vilka oumlvningens belastning stegrades I sittande var det endast deltagarnas underben och foumltter som utgjorde den aktuella kroppsvikten Mindre belastning kraumlvdes daumlrfoumlr i sittande aumln i staringende foumlr att den totala reaktionskraften skulle bli densamma i baringda testerna Detta innebar att haumlvstaringngseffekten tillsammans med kroppsvikten utgjorde ungefaumlr tre garingnger den staringende belastningen Daumlrav multiplicerades den staringende reaktionskraften med 035 (avrundat fraringn 033) foumlr att faring belastningen i sittande Foumlr att kontrollera denna beraumlkning gjordes stickprov med varingg Dessa kontroller visade att beraumlkningarna laringg inom en rimlig felmarginal Ex Testdeltagaren vaumlgde 60 kg Belastningen i Smithmaskinen var 57 kg (staringng och viktskivor) Detta gav en total reaktionskraft paring 117 kg i staringende 117 kg multiplicerat med 035 ger 4095 kg Daring viktskivorna som minst vaumlgde 125 kg avrundades belastningen till naumlrmast moumljliga belastning i detta fall 4125 kg I detta fall var det daumlrfoumlr denna vikt som belastade maskinen foumlr sittande vadhaumlvning Testdeltagarnas knaumlvinkel i sittande vadhaumlvning var 615 (medianvaumlrde) (58-67) grader Samma testledare maumltte samtliga deltagare Analys av data Anledningen till att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra tre repetitioner var dels att det skulle bli laumlttare foumlr oss att konstatera att det vaumlrde som registrerades av apparaturen var ett raumlttvisande vaumlrde foumlr testdeltagaren Detta kan goumlras genom att titta paring tre kurvor och sedan se att den houmlgsta noteringen aumlr rimlig Vid endast en repetition hade denna houmlgsta notering staringtt utan jaumlmfoumlrelse och daumlrfoumlr oumlkat risken foumlr onaturligt houmlga noteringar Foumlr att analysera de kurvor (raring EMG) som registrerades av EMG-apparaturen i mjukvaran anvaumlndes funktionen rdquoRMS Smoothingrdquo dvs filtrering med RMS (root mean square) av maumltvaumlrdet foumlr att jaumlmna ut brus och variationer Detta gav visuellt oumlverskaringdliga kurvor med synliga toppnoteringar (Peak-value) Foumlr att notera toppvaumlrdet paring varje test anvaumlndes manuell avlaumlsning med hjaumllp av funktionen rdquoCursor showrdquo Dessa toppnoteringar noterades i en tabell varefter medelvaumlrdet foumlr toppnoteringarna beraumlknades och utgjorde resultaten foumlr varje test Utifraringn dessa data beraumlknades medelvaumlrden och standardvediation i μV foumlr baringda musklerna och foumlr baringda positionerna T-test anvaumlndes foumlr att undersoumlka skillnader i muskelaktivitet vid sittande och staringende vid TEST och MVC hos baringda musklerna Slutligen beraumlknades ratio foumlr att undersoumlka foumlrharingllandet mellan staringende respektive sittande TEST och MVC Microsoft Excel 2003 anvaumlndes foumlr beraumlkning av statistik Redovisning av data Som redovisning av resultatet anvaumlndes deskriptiv statistik med diagram och figurer foumlr att illustrera resultaten Reliabilitet och validitet Metoden hade beproumlvad validitet att maumlta musklers grad av aktivering genom de data som producerades vid EMG-maumltningarna Ytlig EMG som metod hade sedan tidigare testats foumlr reliabilitet och validitet foumlr att maumlta muskelaktivitetens korrelation till muskelkraft (18) Studien foumlljde framtagna europeiska rekommendationer foumlr placering och anvaumlndande av EMG-elektroder (19 20)

6

Resultat Medelvaumlrdet foumlr gruppens EMG-aktivitet i μV vid test foumlr baringde m gastrocnemius och m soleus foumlr baringda utgaringngspositionerna samt foumlr varje testdeltagare aumlr presenterade i tabell 1 Fullstaumlndigt testprotokoll aumlr bifogat (bilaga 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7498 plusmn 4246 μV respektive 4059 plusmn 1284 μV) (P=0013) (tabell 1) (figur 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m soleus fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (7388 plusmn 3129 μV respektive 5034 plusmn 1624 μV) (P=0012) (tabell 1) (figur 2) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid TEST Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7392 plusmn 3836 μV respektive 352 plusmn 1824 μV) (P=0007) (tabell 1) (figur 3) Hos m soleus fanns en tendens mot statistisk signifikans mellan graden av aktivitet vid sittande och staringende vadhaumlvning vid TEST Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (6229 plusmn 2593 μV respektive 4724 plusmn 821 μV) (P=0065) (tabell 1) (figur 4) Tabell 1 Medelvaumlrden av individuella peakvaumlrden av EMG-registrering vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) och vid test med bestaumlmd belastning (TEST) foumlr m gastrocnemius och m soleus i sittande och i staringende vadhaumlvning foumlr samtliga testdeltagare Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr gruppen anges (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Foumlrkortningar TD = Testdeltagare MVC = Maximal volontaumlr kontraktion TEST = Test med bestaumlmd belastning G1 = m gastrocnemius S2 = m soleus

TD MVC G1 Staringende

MVC S2 Staringende

TEST G1 Staringende

TEST S2 Staringende

MVC G1 Sittande

MVC S2 Sittande

TEST G1 Sittande

TEST S2 Sittande

1 271 325 296 387 193 408 155 347 2 1285 675 928 487 408 646 338 667 3 943 759 939 530 605 1392 815 1207 4 317 392 336 499 313 540 282 545 5 744 573 1198 498 393 529 376 457 6 599 459 627 450 409 1029 326 796 7 979 261 944 372 425 509 282 429 8 296 418 253 398 253 509 182 360 9 1502 663 1330 651 538 878 336 726 10 562 509 541 452 522 948 428 692 Medelvaumlrde 7498 5034 7392 4724 4059 7388 352 6226 SD (plusmn) 4246 1624 3836 821 1284 3129 1824 2593

7

Gastrocnemicus- MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC g1st MVC g1 sitt

Figur 1 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC s2st MVC s2 si tt

Figur 2 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

8

Gastrocnemicus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test G1st Test G1 sitt

Figur 3 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test s2st Test s2 si tt

Figur 4 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

9

Foumlrharingllandet mellan TEST och MVC beraumlknades i staringende och i sittande Vi fann att skillnaderna paring denna ratio inte var signifikanta enligt t-test Vi har aumlndaring valt att redovisa dessa daring de kan vara av intresse Ratio av m gastrocnemius paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Ratio av m soleus paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Tabell 2 Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr ratio mellan test med bestaumlmd belastning (TEST) och maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius och m soleus

M gastrocnemius Staringende (μV)

M gastrocnemius Sittande (μV)

M soleus Staringende (μV)

M soleus Sittande (μV)

Ratio () 1019 846 998 850 Standarddev (plusmn) 235 203 234 106

Diskussion Material- och metoddiskussion Testdeltagarna var alla utom en i en relativt ung aringlder En enstaka deltagare var av betydligt houmlgre aringlder vilket kan ha paringverkat homogeniteten i gruppen Vi anser att bortfallet inte paringverkade gruppens resultat Fler testdeltagare skulle dock ge studien houmlgre power Eftersom djup EMG kommer in i en exakt muskel och minskar risken foumlr oumlverfoumlring av signaler mellan muskler skulle denna metod troligen ge mer exakta resultat foumlr maumltning av en specifik muskel Metoden anvaumlndes inte daring vi som testledare inte hade behoumlrighet att anvaumlnda den Utifraringn det vi studerade gaumlllande EMG fann vi tydliga restriktioner foumlr vad EMG-resultat kan anvaumlndas till och hur vi kan och inte kan analysera dessa EMG aumlr tillfoumlrlitligt foumlr att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och inte goumlra jaumlmfoumlrelser muskler emellan (4 5) Vi var daumlrfoumlr noga med att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och vi anser att vi foumlljt dessa restriktioner genom arbetets garingng Den haringrdvara och mjukvara som anvaumlndes i studien laringnades fraringn sjukgymnastutbildningen vid Lunds Universitet Detta var den enda EMG-apparatur som stod till buds Det aumlr moumljligt att en aumln mer avancerad apparatur kunde ha gett mer exakta resultat Vid framtida studier paring omraringdet kan det vara av intresse att undersoumlka detta naumlrmare Den varingg som anvaumlndes foumlr att maumlta deltagarnas kroppsvikt kunde ha varit av mer avancerad modell Likvaumll kunde testdeltagarna haft mindre klaumlder paring sig foumlr att goumlra dessa de biomekaniska beraumlkningarna mer korrekta Vi anser dock inte att detta har paringverkat resultatet Foumlr att eventuellt oumlka studiens tillfoumlrlitlighet och upprepbarhet kunde vi ha gjort en noggrannare standardisering och dokumentation av vinklar i knauml och fot Skaumlnkelgoniometri som maumltmetod kan vara subjektiv och vi aumlr tveksamma till hur exakta maumltningarna av knaumlvinkeln egentligen var

10

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Sammanfattning EMG-maumltning av m triceps surae vid vadhaumlvning i staringende och sittande Bakgrund Styrketraumlning av vadmuskulaturen kan utoumlvas i olika positioner fraumlmst staringende och sittande Vanligen kallas dessa oumlvningar foumlr staringende respektive sittande vadhaumlvning Vad som skiljer dessa oumlvningar aringt gaumlllande aktivering av m soleus och m gastrocnemius har tidigare inte studerats i detalj Det aumlr beskrivet i anatomisk litteratur att m gastrocnemius paringverkar knaumlleden i flexion och fotleden i plantarflexion samt att m soleus paringverkar fotleden i plantarflexion och verkar i stabiliserande syfte Vilken konsekvens detta ger foumlr plantarflexionen vid flekterad knaumlled finns olika uppfattningar om Syfte Studiens syfte var att undersoumlka EMG-aktivitet i m soleus och m gastrocnemius i staringende och i sittande vid aktiv plantarflexion i fotleden och daumlrefter jaumlmfoumlra graden av muskelaktivering hos samma muskel vid sittande respektive staringende vadhaumlvning Studiedesign Klinisk studie Materialmetod Deltagarna bestod av nio sjukgymnaststudenter och en laumlrare vid Lunds Universitet varav sex var kvinnor och fyra var maumln Medianaringldern paring deltagarna var 21 aringr Deltagarnas medianvikt var 71 kg Medianlaumlngden var 1715 cm Samtliga ansaringg sig vara friska och besvaumlrsfria vid testtillfaumlllet Ytlig EMG-aktivetet maumlttes genom elektroder som faumlstes paring houmlger bens vadmuskulatur Deltagarna genomfoumlrde tre repetitioner vadhaumlvning mot statiskt motstaringnd foumlr att definiera individens maximala volontaumlra kontraktion (MVC) Daumlrefter genomfoumlrdes tre repetitioner vadhaumlvning med bestaumlmt motstaringnd ((kroppsvikt + 57 kg) i staringende och ((kroppsvikt + 57kg) sdot 035)) i sittande) foumlr att undersoumlka muskelaktivitet vid submaximalt arbete (TEST) Testerna utfoumlrdes vid baringde sittande och staringende vadhaumlvning EMG-data analyserades efter rdquoRMS filtreringrdquo Det houmlgsta vaumlrdet fraringn de 3 repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet av dessa anvaumlndes som resultat Foumlr vardera muskel och utgaringngsstaumlllning beraumlknades undersoumlkningsgruppens medelvaumlrde och SD Foumlr att statistiskt vaumlrdera data anvaumlndes t-test Resultat Resultaten visade paring signifikanta skillnader i EMG-aktivitet mellan staringende och sittande daumlr m gastrocnemius aktiverades mer i staringende aumln i sittande samtidigt som m soleus aktiverades mer i sittande aumln i staringende MVC foumlr m gastrocnemius var 7498 plusmn 4246 μV i staringende och 4059 plusmn 1284 μV i sittande (p=0013) TEST foumlr m gastrocnemius var 7392 plusmn 3836 μV i staringende och 352 plusmn 1824 μV i sittande (p=0007) MVC foumlr m soleus var 7388 plusmn 3129 μV i sittande och 5034 plusmn 1624 μV i staringende (p=0012) TEST foumlr m soleus var 6229 plusmn 2593 μV i staringende och 4724 plusmn 821 μV i sittande (p=0065) Slutsats Resultaten visar paring att det aumlr skillnad paring graden av EMG-aktivitet mellan m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning vid tvaring olika knaumlvinklar Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen Fortsatta studier kan eventuellt styrka denna slutsats Soumlkord Elektromyografi muskelaktivitet vadhaumlvning taringhaumlvning m triceps surae knaumlvinkel

Abstract EMG-measurement of the triceps surae muscles during standing and seated calf raise Background Training of the calf muscles can be performed in different positions mostly through standing and seated calf raise or calf press What distinguishes these exercises regarding activity of the soleus and the gastrocnemius muscle has preciously not been studied in detail According to anatomical literature the gastrocnemius muscle produces flexion of the knee joint as well as plantar flexion of the ankle joint The soleus muscle also produces plantar flexion and has a stabilizing effect of the ankle joint There are different opinions regarding which consequence this has for plantar flexion in a position where the knee is flexed Purpose The purpose of this study was primarily to assess the EMG-activity of the soleus and gastrocnemius muscle during standing and seated plantar flexion of the ankle joint A secondary aim was to compare the level of activity for each muscle in the different positions Design Clinical study Materialmethod The participants were nine physiotherapy students and one teacher at the University Of Lund Sweden The median age was 21 median weight was 71 kg and median height was 171 5 cm All participants considered themselves to be healthy at the time of the test Surface EMG was measured through electrodes placed on the right calf muscles Participants did three repetitions of calf raise against static resistance to define the individual maximal voluntary contraction (MVC) Then the test was performed against a set resistance ((bodyweight + 57 kg) in standing position and ((bodyweight + 57kg) sdot 035)) in seated position) to measure muscle activity at a sub-maximal level (TEST) Raw data was analyzed through ldquoRMS Smoothingrdquo The highest value was registered and used as the result Thereafter the average value and standard deviation was calculated The T-test was used in the statistical analysis Results Significant differences were found between the standing and seated position in which the gastrocnemius muscle showed a higher level of activity in the standing position The soleus muscle was found to have a higher level of activity in the seated position MVC for the Gastrocnemius muscle was 7498 plusmn 4246 μV in standing position and 4059 plusmn 1284 μV in seated position (p=0013) TEST for the Gastrocnemius muscle was 7392 plusmn 3836 μV in standing position and 352 plusmn 1824 μV in seated position (p=0007) MVC for the Soleus muscle was 7388 plusmn 3129 μV in seated position and 5034 plusmn 1624 μV in standing position (p=0012) TEST for the Soleus muscle was 6229 plusmn 2593 μV in standing position and 4724 plusmn 821 μV in seated position (p=0065) Conclusion The results show a difference in the level of activity between the gastriocnemius and the soleus muscle in calf raise at two different knee angles The choice of position affects the level of muscle activity at sub-maximal as well as at maximal performance This may affect choice of exercise with regards to the purpose of muscle training Further studies have the possibility to verify this conclusion Keywords Electromyography muscle activity calf raise calf press triceps surae muscles knee angle

Inneharingll Bakgrund 1

Vadmuskulaturens anatomiska struktur och funktion 1 Biomekaniska skillnader 1 EMG 2 Tidigare studier 2

Syfte 2 Fraringgestaumlllningar 3

Metod och material 3

Studiedesign 3 Undersoumlkningsgrupp 3 EMG 3 Maskiner och andra material 3 Datum foumlr genomfoumlrande 4 Maximal volontaumlr kontraktion (MVC) 4 Tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd (TEST) 4 Generellt foumlr baringda testernas utfoumlrande och procedur 4 Staringende vadhaumlvning 5 Sittande vadhaumlvning 5 Analys av data 6 Redovisning av data 6 Reliabilitet och validitet 6 Resultat 7 Diskussion 10

Material och metoddiskussion 10 Genomfoumlrandediskussion 12 Analysdiskussion 12 Resultatdiskussion 12

Framtida studier paring omraringdet 14 Konklusion 15 BetydelseKlinisk relevans 15

Referenser 16 Bilaga 1 18

Bakgrund Styrketraumlning av musklerna i nedre extremiteten anvaumlnds ofta inom sjukgymnastiken paring olika patientgrupper som traumlning och behandling foumlr att staumlrka muskulaturen och foumlrbaumlttra aktiviteter som korta foumlrflyttningar garingng och idrottsutoumlvning (1) En viktig muskelgrupp i nedre extremiteterna aumlr de ytliga vadmusklerna (musculus triceps surae och m plantaris) Dessa muskler har en viktig stabiliserande funktion vid staringende samt foumlr propulsion vid garingng loumlpning och hopp (1) Vadmuskulaturens anatomiska struktur och funktion Underbenets bakre muskelgrupp delas in i ytliga och djupa muskler De ytliga aumlr m triceps surae (bestaringr av m gastrocnemius och m soleus) samt m plantaris De djupa musklerna aumlr m popliteus m flexor hallucis longus m flexor digitorium longus samt m tibialis posterior Mtriceps suraes yttre del bestaringr av m gastrocnemius som har tvaring huvuden och den inre delen som utgoumlrs av m soleus M gastrocnemius mediala huvud urspringer bakom tuberculum adductorium paring femur men aumlven fraringn en del av facies poplitea Det laterala huvudet har ursprung fraringn den laterala kondylen paring femur och aumlven fraringn facies poplitea M soleus ursprung kommer fraringn linea m solei den proximala delen av fibulas baksida fraringn en stor senbaringge mellan tibia och fibula och aumlven fraringn en djup ursprungsaponeuros Baringde m gastrocnemius och m soleus faumlster paring tendo achilles som i sin tur faumlster paring tuber calcaneus M plantaris aumlr en liten muskel som loumlper in mellan m gastrocnemius och m soleus Faumlstet foumlr m plantaris aumlr oftast tuber calcanei men kan skilja sig mellan individer (2) M plantaris kan ha en eller tvaring muskelbukar (3) M triceps surae verkar foumlr plantarflexion och inversion av fotleden I knaumlleden verkar m gastrocnemius och m plantaris foumlr flexion (2) Noteras boumlr att m plantaris aumlr en betydligt svagare muskel aumln m gastrocnemius och har daumlrfoumlr en mycket liten paringverkan paring knaumlled och fotled (3) M soleus bestaringr av 85 roumlda fibrer (typ 1) vilket utmaumlrker dess posturala funktion Svaghet i ovanstaringende medfoumlr funktionsnedsaumlttningar i staringende garingng och spraringng (2) Biomekaniska skillnader M gastrocnemius och m soleus aumlr de tvaring ytliga vadmusklerna som utvecklar mest kraft i fotleden Musklerna skiljer sig rent biomekaniskt aringt eftersom m gastrocnemius har ursprung ovanfoumlr knaumlleden vilket goumlr den till en tvaringledsmuskel till skillnad fraringn m soleus som bara verkar oumlver fotledenM gastrocnemius har aumlven tvaring huvuden vilket m soleus inte har Enligt Roumlrelseapparatens Anatomi foumlrkortas m gastrocnemius vid boumljd knaumlled saring mycket att den inte kan bidra till plantarflexion (2) En annan kaumllla Anatomy And Human Movement haumlvdar att m gastrocnemius kan utoumlva viss kraft i fotleden vid flekterad knaumlled (3)Generellt sett fungerar m gastrocnemius som den drivande motorn foumlr fotleden medan m soleus laumlmpar sig baumlttre foumlr postural kontroll genom att foumlrhindra kroppen fraringn att falla framaringt i staringende (3) Denna biomekaniska skillnad innebaumlr att det eventuellt finns en betydelse av hur personen positionerar knaumlleden vid traumlning foumlr vadmuskulaturens olika muskelkomponenter En saringdan betydelse av positionering kan undersoumlkas genom att anvaumlnda elektromyografi (EMG)

1

EMG Elektromyografi (EMG) aumlr en undersoumlkningsmetod som innebaumlr att vi maumlter aktionspotentialerna i nervaumlndplattorna hos ett flertal muskelfibrer samtidigt vid muskelaktivitet Fysiologin foumlr muskelaktivering aumlr vaumll dokumenterad aktionspotentialen skickas fraringn centrala nervsystemet via det somatiskt-motoriska nervsystemet Signalerna naringr neuromuskulaumlra synapser (nervaumlndslut) som staringr i anslutning till muskelfibrer Aktionspotentialen fraringn nervaumlndslutet ger ett utslaumlpp av transmittoraumlmnen i synapsspalten Dessa ger en depolarisering post-synaptiskt vilket ger en elektrisk signal som sprider sig oumlver och igenom hela muskelfibern Dessa elektriska signaler fraringn muskelfibern registreras av elektroder paring hudytan som negativa och positiva potentialer vanligen med en frekvens av 80-120 Hz Raringsignalen transformeras till en rektifierad kurva som representerar aktiveringsgraden hos muskeln EMG-aktivitet kan inte jaumlmfoumlras mellan muskler och inte heller mellan olika personer eftersom det finns flera avvikande variabler bland annat varierar det elektriska motstaringndet i huden Detta innebaumlr att metoden endast har validitet foumlr att maumlta och jaumlmfoumlra en muskel med sig sjaumllv (4 5) Vi kan sedan beraumlkna muskelaktiveringen som procent av den maximala muskelaktiveringen vid en maximal volontaumlr kontraktion (MVC) (2) Enheten som anvaumlnds foumlr att bestaumlmma styrkan paring aktionspotentialen aumlr mikrovolt (microV) Ju fler microV som registreras desto starkare aumlr potentialen (4) Tidigare studier Vid en litteratursoumlkning har vi funnit artiklar fraringn studier som med EMG undersoumlkt vadmuskulaturens egenskaper vid utharingllighetfatigue (6) vid loumlpning och jogging (7) vid aumlndring av aktiva laringngsamma till aktiva snabba muskelkontraktioner (8) samt en studie som tittat paring olika vinklar foumlr fotleden vid sprintstart fraringn startblock (9) Vi har ocksaring funnit en artikel som tittat paring relationen mellan muskellaumlngd och EMG-aktivitet vid submaximala benpressoumlvningar (10) EMG har anvaumlnts som metod foumlr att maumlta muskelaktivitet i nedre extremiteten och jaumlmfoumlra denna mellan olika oumlvningar (11 12) En studie har tittat paring EMG-aktivitet i oumlvre extremiteten vid en sittande dragoumlvning med staringng Studien fann signifikanta skillnader i EMG-aktivitet beroende paring hur deltagarna greppade staringngen (13) Signifikanta skillnader i EMG-aktivitet har ocksaring varit resultatet i en annan studie Denna har studerat armhaumlvningar med olika avstaringnd mellan haumlnderna (14) Ytlig elektromyografi som metod har ocksaring visat sig vara anvaumlndbart foumlr utvaumlrdering av oumlvningar foumlr att staumlrka nack- och skuldermuskulatur (15) samt foumlr baringlmuskler (m obliqus externus och m rectus abdominis) (16) Vi har inte funnit naringgon studie som systematiskt undersoumlkt betydelsen av valet av utgaringngslaumlge vid belastad plantarflexion av fotleden gaumlllande muskelaktivitet i m triceps surae vid sittande respektive staringende Vi har ocksaring funnit att det raringder en viss otydlighet i litteraturen kring hur knaumlvinkeln paringverkar vadmuskelaktiviteten Daumlrfoumlr vill vi undersoumlka om muskelaktivitet skiljer sig mellan staringende och sittande Syfte Syftet med studien var att studera EMG-aktivitet i m soleus och m gastrocnemius i staringende och i sittande vid aktiv plantarflexion i fotleden Begraumlnsningen i syftet gick ut paring att inte jaumlmfoumlra musklerna med varandra utan undersoumlka om muskelaktiviteten skiljde sig hos samma muskel vid sittande respektive staringende

2

Fraringgestaumlllningar Aumlr det skillnad paring graden av aktivering i m soleus respektive m gastrocnemius i staringende jaumlmfoumlrt med sittande vid aktiv plantarflexion (vadhaumlvning) med belastning a) Hur stor aumlr graden av muskelaktivitet hos m gastrocnemius vid sittande jaumlmfoumlrt med vid staringende vadhaumlvning b) Hur stor aumlr graden av muskelaktivitet hos m soleus vid sittande jaumlmfoumlrt med vid staringende vadhaumlvning Metod och material Studiedesign Klinisk studie Undersoumlkningsgrupp Foumlr att rekrytera testdeltagare sattes informationsblad upp paring flera lokaler paring Lunds Universitet Samtliga testdeltagare rekryterades fraringn sjukgymnastutbildningen genom muntlig inbjudan och via informationsbladen Deltagarna som genomfoumlrde testerna var nio sjukgymnaststudenter och en laumlrare varav sex var kvinnor och fyra var maumln Medianaringldern paring deltagarna var 21 (20 ndash 57) aringr Deltagarnas medianvikt var 71 (547 - 1178) kg Medianlaumlngden var 1715 (163 ndash 1965) cm Inklusionskriterierna foumlr deltagande i studien var inledningsvis en aringlder mellan 18 ndash 25 i syfte att skapa en homogen testgrupp Detta aumlndrades sedan pga bortfall av deltagare daring en aumlldre person inkluderades istaumlllet Daumlrav blev medianaringldern slutligen 20-57 aringr Det andra kriteriet foumlr deltagande var att deltagarna upplevde sig sjaumllva som friska och skadefria i nedre extremiteten vid testtillfaumlllet Tolv personer skulle ursprungligen delta i studien Tvaring av dessa kunde ej deltaga i studien pga transportsvaringrigheter Bortfallet foumlr studien var daumlrfoumlr tvaring personer (167 ) Ett muntligt medgivande om deltagande i studien gavs fraringn samtliga testdeltagare Enligt oumlverenskommelsen i medgivandet skulle personuppgifter endast hanteras inom projektets ramar och inte redovisas foumlr utomstaringende Inga etiska dilemman identifierades i planeringen av studien med tanke paring onoumldig skaderisk EMG Haringrdvaran bestod av en EMG-apparatur med beteckningen ME6000 Biomonitor Mjukvaran som anvaumlndes var Megawin version 30 Detta EMG-program har en maximal samplingsfrekvens paring 1024 Hz Baringde mjukvaran och haringrdvaran aumlr gjorda av foumlretaget Mega Electronics Ltd i Finland med licens 2004 (17) Elektroderna som anvaumlndes var av engaringngstyp Elektroderna var av typ Ambureg Neuroline 720 Maskiner och andra material Testerna genomfoumlrdes paring Gerdahallen i Lund Daumlr anvaumlndes befintlig Smith-maskin med skumgummiring runt staringngen (bild 1) samt maskin foumlr sittande vadhaumlvning (bild 2) Mer information om dessa maskiner exempelvis produktionsfoumlretag fanns ej att finna Vid uppvaumlrmning anvaumlndes en befintlig traditionell motionscykel Vid vaumlgning av testdeltagarnas kroppsvikt anvaumlndes en traditionell elektronisk husharingllsvaringg Andra material som anvaumlndes var tvaringl och vatten finkornigt sandpapper engaringngsrakhyvlar samt en skaumlnkelgoniometer

3

Datum foumlr genomfoumlrande Testerna genomfoumlrdes mellan 28-30 oktober 2008 Varje deltagare genomfoumlrde testerna under en timme och behoumlvde endast naumlrvara en dag Maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Foumlr att undersoumlka varje muskels maximala grad av aktivering anvaumlndes ett isometriskt test Detta utfoumlrdes innan testdeltagarna utfoumlrde de submaximala testerna med belastning Detta gjordes genom att Smith-maskinens staringng respektive vadhaumlvningsmaskinens knaumldyna laringstes fast paring ett saringdant saumltt att isometrisk kontraktion utfoumlrdes mot ett fixerat motstaringnd Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd (TEST) Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Belastningen vid detta test var 57 kg + kroppsvikt och ekvivalent belastning i sittande (skattat enligt beskrivning nedan) Vaumlrdet paring detta test anvaumlndes senare foumlr att analysera foumlrharingllandet av muskelaktiviteten mellan TEST och MVC Generellt foumlr baringda testens utfoumlrande och procedur Foumlrst informerades deltagarna om testernas utformning samt om den procedur genom vilken testerna skulle utfoumlras Daumlrefter utfoumlrde varje testdeltagare en fem minuters uppvaumlrmning i lugnt tempo paring motionscykel Vilken oumlvning deltagarna skulle boumlrja med bestaumlmdes genom att de fem foumlrsta deltagarna boumlrjade med staringende vadhaumlvning och de fem sista boumlrjade med sittande vadhaumlvning Detta gjordes foumlr att eventuellt utesluta moumljligheten till ett samband mellan oumlvningsordningen och testresultatet Uppvaumlrmningen avslutades med att varje deltagare utfoumlrde 20 repetitioner utan extra motstaringnd paring sin foumlrsta maskin Placeringen av elektroderna grundade sig paring rekommendationerna i mjukvaruprogrammet daumlr bilder visade hur dessa skulle faumlstas utanparing varje muskel Innan elektroderna faumlstes paring vaderna tvaumlttades huden med tvaringl och vatten All eventuell haringrvaumlxt paring de aktuella omraringdena avlaumlgsnades med rakhyvel Huden skrubbades aumlven med sandpapper foumlr att skapa en jaumlmnare hudyta Foumlr att underlaumltta genomfoumlrandet och insamlingen av data maumlttes endast houmlger vadmuskulatur och daring endast m gastrocnemius mediala huvud samt m soleus Testerna utfoumlrdes bilateralt daring detta ingaringr i de traumlningsoumlvningar som studeras En annan anledning till att inte baringda benen maumlttes var att fraringgestaumlllningarna endast avsedde jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv Detta staumlmmer ocksaring oumlverens med de moumljligheter EMG-maumltning ger med avseende paring resultat och tolkning av detta Vidare i uppsatsen kommer denna information (att maumltningar gjordes paring houmlger vad och endast paring det mediala huvudet av m gastrocnemius) inte aringterupprepas och ligger till grund foumlr samtliga resultat gaumlllande maumltning av m triceps surae Paring baringda testerna gavs instruktioner foumlr att standardisera utgaringngspositionen Visuella och auditiva kommandon gavs foumlr start och stopp av varje repetition Orden som anvaumlndes var rdquoUpprdquo rdquoNerrdquo och rdquoVilardquo Samma kommandon anvaumlndes vid baringda oumlvningarna med

4

undantaget foumlr MVC daring en testledare repetitivt uppmanade deltagaren att prestera maximalt under varje repetition Principerna foumlr utgaringngspositionen gaumlllande underben och fot var samma foumlr MVC och TEST Under samtliga test foumlrdes skriftligt testprotokoll De noteringar som gjordes avsedde deltagarnas namn koumln aringlder laumlngd vikt och det datum testet aumlgde rum Vidare noterades den staringende reaktionskraften resultatet foumlr MVC och TEST i staringende samt i sittande Belastning och knaumlvinkel i sittande noterades ocksaring I protokollen benaumlmndes m gastrocnemius som rdquoG1rdquo och m soleus som rdquoS2rdquo Dessa benaumlmningar anvaumlndes ocksaring i senare analys av data Staringende vadhaumlvning Deltagarna stod med framfoten paring en 15 cm houmlg 10 cm bred och 50 cm laringng gummiplanka Varje fots fraumlmsta taringspets tangerade bortre kanten paring plankans bredd Runt skivstaringngen satt en rund skumgummicylinder foumlr att minska obehagligt tryck paring axlarna Haumlnderna placerades lite utanfoumlr axelbredd paring skivstaringngen foumlr att stabilisera staringngen mot axlarna Utgaringngspositionen som instruerades var staringende med raka knaumln positionerat baumlcken i neutrallaumlge samt en rak rygg och straumlckta houmlfter med blicken riktad rakt framaringt Under testets garingng bibehoumlll deltagaren utgaringngspositionen Vilolaumlget bestod av att deltagarna stod med haumllarna paring marken med en aktiv dorsalflektion foumlr att haumlmma muskelaktiviteten paring de aktuella musklerna Detta gjordes foumlr att ge tydligare kurvor med mindre ofrivillig muskelaktivitet i vilolaumlge Vid varje repetition utfoumlrde deltagarna en plantarflexion med maximal kraft under tre sekunder Daumlrefter intog deltagaren vilolaumlget i ca tre sekunder beroende paring hur fort deltagaren minskade sin muskelaktivitet dvs slappnade av Sittande vadhaumlvning Vid sittande vadhaumlvning instruerades deltagarna att placera framfoten paring fotstoumldet saring att fraumlmre taringspetsen nuddade bortre delen av fotstoumldet Fotens vilolaumlge var laumltt dorsalflektion Ytterliggare instruktion gavs om att placeringen av haumll och taring skulle vara i raumlt vinkel med fotstoumldet foumlr att standardisera oumlvningen Deltagarna fick sjaumllva staumllla in maskinens houmljd paring knaumldynorna saring att de passade till underbenens laumlngd Foumlr att reaktionskraften paring sittande vadhaumlvning skulle motsvara staringende vadhaumlvning beraumlknades biomekaniska och anatomiska parametrar enligt formeln [Belastning i staringende 035 = Belastning i sittande]

5

Vadmaskinens horisontella haumlvstaringng var indelad i tre delar En tredjedel mellan haumlvstaringngens roumlrelsecentrum och den del daumlr vadmuskulaturen verkade Tvaring tredjedelar av haumlvstaringngens avstaringnd utgjordes mellan vadmuskulaturens verkningspunkt och viktskivorna med vilka oumlvningens belastning stegrades I sittande var det endast deltagarnas underben och foumltter som utgjorde den aktuella kroppsvikten Mindre belastning kraumlvdes daumlrfoumlr i sittande aumln i staringende foumlr att den totala reaktionskraften skulle bli densamma i baringda testerna Detta innebar att haumlvstaringngseffekten tillsammans med kroppsvikten utgjorde ungefaumlr tre garingnger den staringende belastningen Daumlrav multiplicerades den staringende reaktionskraften med 035 (avrundat fraringn 033) foumlr att faring belastningen i sittande Foumlr att kontrollera denna beraumlkning gjordes stickprov med varingg Dessa kontroller visade att beraumlkningarna laringg inom en rimlig felmarginal Ex Testdeltagaren vaumlgde 60 kg Belastningen i Smithmaskinen var 57 kg (staringng och viktskivor) Detta gav en total reaktionskraft paring 117 kg i staringende 117 kg multiplicerat med 035 ger 4095 kg Daring viktskivorna som minst vaumlgde 125 kg avrundades belastningen till naumlrmast moumljliga belastning i detta fall 4125 kg I detta fall var det daumlrfoumlr denna vikt som belastade maskinen foumlr sittande vadhaumlvning Testdeltagarnas knaumlvinkel i sittande vadhaumlvning var 615 (medianvaumlrde) (58-67) grader Samma testledare maumltte samtliga deltagare Analys av data Anledningen till att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra tre repetitioner var dels att det skulle bli laumlttare foumlr oss att konstatera att det vaumlrde som registrerades av apparaturen var ett raumlttvisande vaumlrde foumlr testdeltagaren Detta kan goumlras genom att titta paring tre kurvor och sedan se att den houmlgsta noteringen aumlr rimlig Vid endast en repetition hade denna houmlgsta notering staringtt utan jaumlmfoumlrelse och daumlrfoumlr oumlkat risken foumlr onaturligt houmlga noteringar Foumlr att analysera de kurvor (raring EMG) som registrerades av EMG-apparaturen i mjukvaran anvaumlndes funktionen rdquoRMS Smoothingrdquo dvs filtrering med RMS (root mean square) av maumltvaumlrdet foumlr att jaumlmna ut brus och variationer Detta gav visuellt oumlverskaringdliga kurvor med synliga toppnoteringar (Peak-value) Foumlr att notera toppvaumlrdet paring varje test anvaumlndes manuell avlaumlsning med hjaumllp av funktionen rdquoCursor showrdquo Dessa toppnoteringar noterades i en tabell varefter medelvaumlrdet foumlr toppnoteringarna beraumlknades och utgjorde resultaten foumlr varje test Utifraringn dessa data beraumlknades medelvaumlrden och standardvediation i μV foumlr baringda musklerna och foumlr baringda positionerna T-test anvaumlndes foumlr att undersoumlka skillnader i muskelaktivitet vid sittande och staringende vid TEST och MVC hos baringda musklerna Slutligen beraumlknades ratio foumlr att undersoumlka foumlrharingllandet mellan staringende respektive sittande TEST och MVC Microsoft Excel 2003 anvaumlndes foumlr beraumlkning av statistik Redovisning av data Som redovisning av resultatet anvaumlndes deskriptiv statistik med diagram och figurer foumlr att illustrera resultaten Reliabilitet och validitet Metoden hade beproumlvad validitet att maumlta musklers grad av aktivering genom de data som producerades vid EMG-maumltningarna Ytlig EMG som metod hade sedan tidigare testats foumlr reliabilitet och validitet foumlr att maumlta muskelaktivitetens korrelation till muskelkraft (18) Studien foumlljde framtagna europeiska rekommendationer foumlr placering och anvaumlndande av EMG-elektroder (19 20)

6

Resultat Medelvaumlrdet foumlr gruppens EMG-aktivitet i μV vid test foumlr baringde m gastrocnemius och m soleus foumlr baringda utgaringngspositionerna samt foumlr varje testdeltagare aumlr presenterade i tabell 1 Fullstaumlndigt testprotokoll aumlr bifogat (bilaga 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7498 plusmn 4246 μV respektive 4059 plusmn 1284 μV) (P=0013) (tabell 1) (figur 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m soleus fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (7388 plusmn 3129 μV respektive 5034 plusmn 1624 μV) (P=0012) (tabell 1) (figur 2) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid TEST Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7392 plusmn 3836 μV respektive 352 plusmn 1824 μV) (P=0007) (tabell 1) (figur 3) Hos m soleus fanns en tendens mot statistisk signifikans mellan graden av aktivitet vid sittande och staringende vadhaumlvning vid TEST Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (6229 plusmn 2593 μV respektive 4724 plusmn 821 μV) (P=0065) (tabell 1) (figur 4) Tabell 1 Medelvaumlrden av individuella peakvaumlrden av EMG-registrering vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) och vid test med bestaumlmd belastning (TEST) foumlr m gastrocnemius och m soleus i sittande och i staringende vadhaumlvning foumlr samtliga testdeltagare Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr gruppen anges (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Foumlrkortningar TD = Testdeltagare MVC = Maximal volontaumlr kontraktion TEST = Test med bestaumlmd belastning G1 = m gastrocnemius S2 = m soleus

TD MVC G1 Staringende

MVC S2 Staringende

TEST G1 Staringende

TEST S2 Staringende

MVC G1 Sittande

MVC S2 Sittande

TEST G1 Sittande

TEST S2 Sittande

1 271 325 296 387 193 408 155 347 2 1285 675 928 487 408 646 338 667 3 943 759 939 530 605 1392 815 1207 4 317 392 336 499 313 540 282 545 5 744 573 1198 498 393 529 376 457 6 599 459 627 450 409 1029 326 796 7 979 261 944 372 425 509 282 429 8 296 418 253 398 253 509 182 360 9 1502 663 1330 651 538 878 336 726 10 562 509 541 452 522 948 428 692 Medelvaumlrde 7498 5034 7392 4724 4059 7388 352 6226 SD (plusmn) 4246 1624 3836 821 1284 3129 1824 2593

7

Gastrocnemicus- MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC g1st MVC g1 sitt

Figur 1 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC s2st MVC s2 si tt

Figur 2 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

8

Gastrocnemicus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test G1st Test G1 sitt

Figur 3 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test s2st Test s2 si tt

Figur 4 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

9

Foumlrharingllandet mellan TEST och MVC beraumlknades i staringende och i sittande Vi fann att skillnaderna paring denna ratio inte var signifikanta enligt t-test Vi har aumlndaring valt att redovisa dessa daring de kan vara av intresse Ratio av m gastrocnemius paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Ratio av m soleus paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Tabell 2 Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr ratio mellan test med bestaumlmd belastning (TEST) och maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius och m soleus

M gastrocnemius Staringende (μV)

M gastrocnemius Sittande (μV)

M soleus Staringende (μV)

M soleus Sittande (μV)

Ratio () 1019 846 998 850 Standarddev (plusmn) 235 203 234 106

Diskussion Material- och metoddiskussion Testdeltagarna var alla utom en i en relativt ung aringlder En enstaka deltagare var av betydligt houmlgre aringlder vilket kan ha paringverkat homogeniteten i gruppen Vi anser att bortfallet inte paringverkade gruppens resultat Fler testdeltagare skulle dock ge studien houmlgre power Eftersom djup EMG kommer in i en exakt muskel och minskar risken foumlr oumlverfoumlring av signaler mellan muskler skulle denna metod troligen ge mer exakta resultat foumlr maumltning av en specifik muskel Metoden anvaumlndes inte daring vi som testledare inte hade behoumlrighet att anvaumlnda den Utifraringn det vi studerade gaumlllande EMG fann vi tydliga restriktioner foumlr vad EMG-resultat kan anvaumlndas till och hur vi kan och inte kan analysera dessa EMG aumlr tillfoumlrlitligt foumlr att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och inte goumlra jaumlmfoumlrelser muskler emellan (4 5) Vi var daumlrfoumlr noga med att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och vi anser att vi foumlljt dessa restriktioner genom arbetets garingng Den haringrdvara och mjukvara som anvaumlndes i studien laringnades fraringn sjukgymnastutbildningen vid Lunds Universitet Detta var den enda EMG-apparatur som stod till buds Det aumlr moumljligt att en aumln mer avancerad apparatur kunde ha gett mer exakta resultat Vid framtida studier paring omraringdet kan det vara av intresse att undersoumlka detta naumlrmare Den varingg som anvaumlndes foumlr att maumlta deltagarnas kroppsvikt kunde ha varit av mer avancerad modell Likvaumll kunde testdeltagarna haft mindre klaumlder paring sig foumlr att goumlra dessa de biomekaniska beraumlkningarna mer korrekta Vi anser dock inte att detta har paringverkat resultatet Foumlr att eventuellt oumlka studiens tillfoumlrlitlighet och upprepbarhet kunde vi ha gjort en noggrannare standardisering och dokumentation av vinklar i knauml och fot Skaumlnkelgoniometri som maumltmetod kan vara subjektiv och vi aumlr tveksamma till hur exakta maumltningarna av knaumlvinkeln egentligen var

10

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Abstract EMG-measurement of the triceps surae muscles during standing and seated calf raise Background Training of the calf muscles can be performed in different positions mostly through standing and seated calf raise or calf press What distinguishes these exercises regarding activity of the soleus and the gastrocnemius muscle has preciously not been studied in detail According to anatomical literature the gastrocnemius muscle produces flexion of the knee joint as well as plantar flexion of the ankle joint The soleus muscle also produces plantar flexion and has a stabilizing effect of the ankle joint There are different opinions regarding which consequence this has for plantar flexion in a position where the knee is flexed Purpose The purpose of this study was primarily to assess the EMG-activity of the soleus and gastrocnemius muscle during standing and seated plantar flexion of the ankle joint A secondary aim was to compare the level of activity for each muscle in the different positions Design Clinical study Materialmethod The participants were nine physiotherapy students and one teacher at the University Of Lund Sweden The median age was 21 median weight was 71 kg and median height was 171 5 cm All participants considered themselves to be healthy at the time of the test Surface EMG was measured through electrodes placed on the right calf muscles Participants did three repetitions of calf raise against static resistance to define the individual maximal voluntary contraction (MVC) Then the test was performed against a set resistance ((bodyweight + 57 kg) in standing position and ((bodyweight + 57kg) sdot 035)) in seated position) to measure muscle activity at a sub-maximal level (TEST) Raw data was analyzed through ldquoRMS Smoothingrdquo The highest value was registered and used as the result Thereafter the average value and standard deviation was calculated The T-test was used in the statistical analysis Results Significant differences were found between the standing and seated position in which the gastrocnemius muscle showed a higher level of activity in the standing position The soleus muscle was found to have a higher level of activity in the seated position MVC for the Gastrocnemius muscle was 7498 plusmn 4246 μV in standing position and 4059 plusmn 1284 μV in seated position (p=0013) TEST for the Gastrocnemius muscle was 7392 plusmn 3836 μV in standing position and 352 plusmn 1824 μV in seated position (p=0007) MVC for the Soleus muscle was 7388 plusmn 3129 μV in seated position and 5034 plusmn 1624 μV in standing position (p=0012) TEST for the Soleus muscle was 6229 plusmn 2593 μV in standing position and 4724 plusmn 821 μV in seated position (p=0065) Conclusion The results show a difference in the level of activity between the gastriocnemius and the soleus muscle in calf raise at two different knee angles The choice of position affects the level of muscle activity at sub-maximal as well as at maximal performance This may affect choice of exercise with regards to the purpose of muscle training Further studies have the possibility to verify this conclusion Keywords Electromyography muscle activity calf raise calf press triceps surae muscles knee angle

Inneharingll Bakgrund 1

Vadmuskulaturens anatomiska struktur och funktion 1 Biomekaniska skillnader 1 EMG 2 Tidigare studier 2

Syfte 2 Fraringgestaumlllningar 3

Metod och material 3

Studiedesign 3 Undersoumlkningsgrupp 3 EMG 3 Maskiner och andra material 3 Datum foumlr genomfoumlrande 4 Maximal volontaumlr kontraktion (MVC) 4 Tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd (TEST) 4 Generellt foumlr baringda testernas utfoumlrande och procedur 4 Staringende vadhaumlvning 5 Sittande vadhaumlvning 5 Analys av data 6 Redovisning av data 6 Reliabilitet och validitet 6 Resultat 7 Diskussion 10

Material och metoddiskussion 10 Genomfoumlrandediskussion 12 Analysdiskussion 12 Resultatdiskussion 12

Framtida studier paring omraringdet 14 Konklusion 15 BetydelseKlinisk relevans 15

Referenser 16 Bilaga 1 18

Bakgrund Styrketraumlning av musklerna i nedre extremiteten anvaumlnds ofta inom sjukgymnastiken paring olika patientgrupper som traumlning och behandling foumlr att staumlrka muskulaturen och foumlrbaumlttra aktiviteter som korta foumlrflyttningar garingng och idrottsutoumlvning (1) En viktig muskelgrupp i nedre extremiteterna aumlr de ytliga vadmusklerna (musculus triceps surae och m plantaris) Dessa muskler har en viktig stabiliserande funktion vid staringende samt foumlr propulsion vid garingng loumlpning och hopp (1) Vadmuskulaturens anatomiska struktur och funktion Underbenets bakre muskelgrupp delas in i ytliga och djupa muskler De ytliga aumlr m triceps surae (bestaringr av m gastrocnemius och m soleus) samt m plantaris De djupa musklerna aumlr m popliteus m flexor hallucis longus m flexor digitorium longus samt m tibialis posterior Mtriceps suraes yttre del bestaringr av m gastrocnemius som har tvaring huvuden och den inre delen som utgoumlrs av m soleus M gastrocnemius mediala huvud urspringer bakom tuberculum adductorium paring femur men aumlven fraringn en del av facies poplitea Det laterala huvudet har ursprung fraringn den laterala kondylen paring femur och aumlven fraringn facies poplitea M soleus ursprung kommer fraringn linea m solei den proximala delen av fibulas baksida fraringn en stor senbaringge mellan tibia och fibula och aumlven fraringn en djup ursprungsaponeuros Baringde m gastrocnemius och m soleus faumlster paring tendo achilles som i sin tur faumlster paring tuber calcaneus M plantaris aumlr en liten muskel som loumlper in mellan m gastrocnemius och m soleus Faumlstet foumlr m plantaris aumlr oftast tuber calcanei men kan skilja sig mellan individer (2) M plantaris kan ha en eller tvaring muskelbukar (3) M triceps surae verkar foumlr plantarflexion och inversion av fotleden I knaumlleden verkar m gastrocnemius och m plantaris foumlr flexion (2) Noteras boumlr att m plantaris aumlr en betydligt svagare muskel aumln m gastrocnemius och har daumlrfoumlr en mycket liten paringverkan paring knaumlled och fotled (3) M soleus bestaringr av 85 roumlda fibrer (typ 1) vilket utmaumlrker dess posturala funktion Svaghet i ovanstaringende medfoumlr funktionsnedsaumlttningar i staringende garingng och spraringng (2) Biomekaniska skillnader M gastrocnemius och m soleus aumlr de tvaring ytliga vadmusklerna som utvecklar mest kraft i fotleden Musklerna skiljer sig rent biomekaniskt aringt eftersom m gastrocnemius har ursprung ovanfoumlr knaumlleden vilket goumlr den till en tvaringledsmuskel till skillnad fraringn m soleus som bara verkar oumlver fotledenM gastrocnemius har aumlven tvaring huvuden vilket m soleus inte har Enligt Roumlrelseapparatens Anatomi foumlrkortas m gastrocnemius vid boumljd knaumlled saring mycket att den inte kan bidra till plantarflexion (2) En annan kaumllla Anatomy And Human Movement haumlvdar att m gastrocnemius kan utoumlva viss kraft i fotleden vid flekterad knaumlled (3)Generellt sett fungerar m gastrocnemius som den drivande motorn foumlr fotleden medan m soleus laumlmpar sig baumlttre foumlr postural kontroll genom att foumlrhindra kroppen fraringn att falla framaringt i staringende (3) Denna biomekaniska skillnad innebaumlr att det eventuellt finns en betydelse av hur personen positionerar knaumlleden vid traumlning foumlr vadmuskulaturens olika muskelkomponenter En saringdan betydelse av positionering kan undersoumlkas genom att anvaumlnda elektromyografi (EMG)

1

EMG Elektromyografi (EMG) aumlr en undersoumlkningsmetod som innebaumlr att vi maumlter aktionspotentialerna i nervaumlndplattorna hos ett flertal muskelfibrer samtidigt vid muskelaktivitet Fysiologin foumlr muskelaktivering aumlr vaumll dokumenterad aktionspotentialen skickas fraringn centrala nervsystemet via det somatiskt-motoriska nervsystemet Signalerna naringr neuromuskulaumlra synapser (nervaumlndslut) som staringr i anslutning till muskelfibrer Aktionspotentialen fraringn nervaumlndslutet ger ett utslaumlpp av transmittoraumlmnen i synapsspalten Dessa ger en depolarisering post-synaptiskt vilket ger en elektrisk signal som sprider sig oumlver och igenom hela muskelfibern Dessa elektriska signaler fraringn muskelfibern registreras av elektroder paring hudytan som negativa och positiva potentialer vanligen med en frekvens av 80-120 Hz Raringsignalen transformeras till en rektifierad kurva som representerar aktiveringsgraden hos muskeln EMG-aktivitet kan inte jaumlmfoumlras mellan muskler och inte heller mellan olika personer eftersom det finns flera avvikande variabler bland annat varierar det elektriska motstaringndet i huden Detta innebaumlr att metoden endast har validitet foumlr att maumlta och jaumlmfoumlra en muskel med sig sjaumllv (4 5) Vi kan sedan beraumlkna muskelaktiveringen som procent av den maximala muskelaktiveringen vid en maximal volontaumlr kontraktion (MVC) (2) Enheten som anvaumlnds foumlr att bestaumlmma styrkan paring aktionspotentialen aumlr mikrovolt (microV) Ju fler microV som registreras desto starkare aumlr potentialen (4) Tidigare studier Vid en litteratursoumlkning har vi funnit artiklar fraringn studier som med EMG undersoumlkt vadmuskulaturens egenskaper vid utharingllighetfatigue (6) vid loumlpning och jogging (7) vid aumlndring av aktiva laringngsamma till aktiva snabba muskelkontraktioner (8) samt en studie som tittat paring olika vinklar foumlr fotleden vid sprintstart fraringn startblock (9) Vi har ocksaring funnit en artikel som tittat paring relationen mellan muskellaumlngd och EMG-aktivitet vid submaximala benpressoumlvningar (10) EMG har anvaumlnts som metod foumlr att maumlta muskelaktivitet i nedre extremiteten och jaumlmfoumlra denna mellan olika oumlvningar (11 12) En studie har tittat paring EMG-aktivitet i oumlvre extremiteten vid en sittande dragoumlvning med staringng Studien fann signifikanta skillnader i EMG-aktivitet beroende paring hur deltagarna greppade staringngen (13) Signifikanta skillnader i EMG-aktivitet har ocksaring varit resultatet i en annan studie Denna har studerat armhaumlvningar med olika avstaringnd mellan haumlnderna (14) Ytlig elektromyografi som metod har ocksaring visat sig vara anvaumlndbart foumlr utvaumlrdering av oumlvningar foumlr att staumlrka nack- och skuldermuskulatur (15) samt foumlr baringlmuskler (m obliqus externus och m rectus abdominis) (16) Vi har inte funnit naringgon studie som systematiskt undersoumlkt betydelsen av valet av utgaringngslaumlge vid belastad plantarflexion av fotleden gaumlllande muskelaktivitet i m triceps surae vid sittande respektive staringende Vi har ocksaring funnit att det raringder en viss otydlighet i litteraturen kring hur knaumlvinkeln paringverkar vadmuskelaktiviteten Daumlrfoumlr vill vi undersoumlka om muskelaktivitet skiljer sig mellan staringende och sittande Syfte Syftet med studien var att studera EMG-aktivitet i m soleus och m gastrocnemius i staringende och i sittande vid aktiv plantarflexion i fotleden Begraumlnsningen i syftet gick ut paring att inte jaumlmfoumlra musklerna med varandra utan undersoumlka om muskelaktiviteten skiljde sig hos samma muskel vid sittande respektive staringende

2

Fraringgestaumlllningar Aumlr det skillnad paring graden av aktivering i m soleus respektive m gastrocnemius i staringende jaumlmfoumlrt med sittande vid aktiv plantarflexion (vadhaumlvning) med belastning a) Hur stor aumlr graden av muskelaktivitet hos m gastrocnemius vid sittande jaumlmfoumlrt med vid staringende vadhaumlvning b) Hur stor aumlr graden av muskelaktivitet hos m soleus vid sittande jaumlmfoumlrt med vid staringende vadhaumlvning Metod och material Studiedesign Klinisk studie Undersoumlkningsgrupp Foumlr att rekrytera testdeltagare sattes informationsblad upp paring flera lokaler paring Lunds Universitet Samtliga testdeltagare rekryterades fraringn sjukgymnastutbildningen genom muntlig inbjudan och via informationsbladen Deltagarna som genomfoumlrde testerna var nio sjukgymnaststudenter och en laumlrare varav sex var kvinnor och fyra var maumln Medianaringldern paring deltagarna var 21 (20 ndash 57) aringr Deltagarnas medianvikt var 71 (547 - 1178) kg Medianlaumlngden var 1715 (163 ndash 1965) cm Inklusionskriterierna foumlr deltagande i studien var inledningsvis en aringlder mellan 18 ndash 25 i syfte att skapa en homogen testgrupp Detta aumlndrades sedan pga bortfall av deltagare daring en aumlldre person inkluderades istaumlllet Daumlrav blev medianaringldern slutligen 20-57 aringr Det andra kriteriet foumlr deltagande var att deltagarna upplevde sig sjaumllva som friska och skadefria i nedre extremiteten vid testtillfaumlllet Tolv personer skulle ursprungligen delta i studien Tvaring av dessa kunde ej deltaga i studien pga transportsvaringrigheter Bortfallet foumlr studien var daumlrfoumlr tvaring personer (167 ) Ett muntligt medgivande om deltagande i studien gavs fraringn samtliga testdeltagare Enligt oumlverenskommelsen i medgivandet skulle personuppgifter endast hanteras inom projektets ramar och inte redovisas foumlr utomstaringende Inga etiska dilemman identifierades i planeringen av studien med tanke paring onoumldig skaderisk EMG Haringrdvaran bestod av en EMG-apparatur med beteckningen ME6000 Biomonitor Mjukvaran som anvaumlndes var Megawin version 30 Detta EMG-program har en maximal samplingsfrekvens paring 1024 Hz Baringde mjukvaran och haringrdvaran aumlr gjorda av foumlretaget Mega Electronics Ltd i Finland med licens 2004 (17) Elektroderna som anvaumlndes var av engaringngstyp Elektroderna var av typ Ambureg Neuroline 720 Maskiner och andra material Testerna genomfoumlrdes paring Gerdahallen i Lund Daumlr anvaumlndes befintlig Smith-maskin med skumgummiring runt staringngen (bild 1) samt maskin foumlr sittande vadhaumlvning (bild 2) Mer information om dessa maskiner exempelvis produktionsfoumlretag fanns ej att finna Vid uppvaumlrmning anvaumlndes en befintlig traditionell motionscykel Vid vaumlgning av testdeltagarnas kroppsvikt anvaumlndes en traditionell elektronisk husharingllsvaringg Andra material som anvaumlndes var tvaringl och vatten finkornigt sandpapper engaringngsrakhyvlar samt en skaumlnkelgoniometer

3

Datum foumlr genomfoumlrande Testerna genomfoumlrdes mellan 28-30 oktober 2008 Varje deltagare genomfoumlrde testerna under en timme och behoumlvde endast naumlrvara en dag Maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Foumlr att undersoumlka varje muskels maximala grad av aktivering anvaumlndes ett isometriskt test Detta utfoumlrdes innan testdeltagarna utfoumlrde de submaximala testerna med belastning Detta gjordes genom att Smith-maskinens staringng respektive vadhaumlvningsmaskinens knaumldyna laringstes fast paring ett saringdant saumltt att isometrisk kontraktion utfoumlrdes mot ett fixerat motstaringnd Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd (TEST) Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Belastningen vid detta test var 57 kg + kroppsvikt och ekvivalent belastning i sittande (skattat enligt beskrivning nedan) Vaumlrdet paring detta test anvaumlndes senare foumlr att analysera foumlrharingllandet av muskelaktiviteten mellan TEST och MVC Generellt foumlr baringda testens utfoumlrande och procedur Foumlrst informerades deltagarna om testernas utformning samt om den procedur genom vilken testerna skulle utfoumlras Daumlrefter utfoumlrde varje testdeltagare en fem minuters uppvaumlrmning i lugnt tempo paring motionscykel Vilken oumlvning deltagarna skulle boumlrja med bestaumlmdes genom att de fem foumlrsta deltagarna boumlrjade med staringende vadhaumlvning och de fem sista boumlrjade med sittande vadhaumlvning Detta gjordes foumlr att eventuellt utesluta moumljligheten till ett samband mellan oumlvningsordningen och testresultatet Uppvaumlrmningen avslutades med att varje deltagare utfoumlrde 20 repetitioner utan extra motstaringnd paring sin foumlrsta maskin Placeringen av elektroderna grundade sig paring rekommendationerna i mjukvaruprogrammet daumlr bilder visade hur dessa skulle faumlstas utanparing varje muskel Innan elektroderna faumlstes paring vaderna tvaumlttades huden med tvaringl och vatten All eventuell haringrvaumlxt paring de aktuella omraringdena avlaumlgsnades med rakhyvel Huden skrubbades aumlven med sandpapper foumlr att skapa en jaumlmnare hudyta Foumlr att underlaumltta genomfoumlrandet och insamlingen av data maumlttes endast houmlger vadmuskulatur och daring endast m gastrocnemius mediala huvud samt m soleus Testerna utfoumlrdes bilateralt daring detta ingaringr i de traumlningsoumlvningar som studeras En annan anledning till att inte baringda benen maumlttes var att fraringgestaumlllningarna endast avsedde jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv Detta staumlmmer ocksaring oumlverens med de moumljligheter EMG-maumltning ger med avseende paring resultat och tolkning av detta Vidare i uppsatsen kommer denna information (att maumltningar gjordes paring houmlger vad och endast paring det mediala huvudet av m gastrocnemius) inte aringterupprepas och ligger till grund foumlr samtliga resultat gaumlllande maumltning av m triceps surae Paring baringda testerna gavs instruktioner foumlr att standardisera utgaringngspositionen Visuella och auditiva kommandon gavs foumlr start och stopp av varje repetition Orden som anvaumlndes var rdquoUpprdquo rdquoNerrdquo och rdquoVilardquo Samma kommandon anvaumlndes vid baringda oumlvningarna med

4

undantaget foumlr MVC daring en testledare repetitivt uppmanade deltagaren att prestera maximalt under varje repetition Principerna foumlr utgaringngspositionen gaumlllande underben och fot var samma foumlr MVC och TEST Under samtliga test foumlrdes skriftligt testprotokoll De noteringar som gjordes avsedde deltagarnas namn koumln aringlder laumlngd vikt och det datum testet aumlgde rum Vidare noterades den staringende reaktionskraften resultatet foumlr MVC och TEST i staringende samt i sittande Belastning och knaumlvinkel i sittande noterades ocksaring I protokollen benaumlmndes m gastrocnemius som rdquoG1rdquo och m soleus som rdquoS2rdquo Dessa benaumlmningar anvaumlndes ocksaring i senare analys av data Staringende vadhaumlvning Deltagarna stod med framfoten paring en 15 cm houmlg 10 cm bred och 50 cm laringng gummiplanka Varje fots fraumlmsta taringspets tangerade bortre kanten paring plankans bredd Runt skivstaringngen satt en rund skumgummicylinder foumlr att minska obehagligt tryck paring axlarna Haumlnderna placerades lite utanfoumlr axelbredd paring skivstaringngen foumlr att stabilisera staringngen mot axlarna Utgaringngspositionen som instruerades var staringende med raka knaumln positionerat baumlcken i neutrallaumlge samt en rak rygg och straumlckta houmlfter med blicken riktad rakt framaringt Under testets garingng bibehoumlll deltagaren utgaringngspositionen Vilolaumlget bestod av att deltagarna stod med haumllarna paring marken med en aktiv dorsalflektion foumlr att haumlmma muskelaktiviteten paring de aktuella musklerna Detta gjordes foumlr att ge tydligare kurvor med mindre ofrivillig muskelaktivitet i vilolaumlge Vid varje repetition utfoumlrde deltagarna en plantarflexion med maximal kraft under tre sekunder Daumlrefter intog deltagaren vilolaumlget i ca tre sekunder beroende paring hur fort deltagaren minskade sin muskelaktivitet dvs slappnade av Sittande vadhaumlvning Vid sittande vadhaumlvning instruerades deltagarna att placera framfoten paring fotstoumldet saring att fraumlmre taringspetsen nuddade bortre delen av fotstoumldet Fotens vilolaumlge var laumltt dorsalflektion Ytterliggare instruktion gavs om att placeringen av haumll och taring skulle vara i raumlt vinkel med fotstoumldet foumlr att standardisera oumlvningen Deltagarna fick sjaumllva staumllla in maskinens houmljd paring knaumldynorna saring att de passade till underbenens laumlngd Foumlr att reaktionskraften paring sittande vadhaumlvning skulle motsvara staringende vadhaumlvning beraumlknades biomekaniska och anatomiska parametrar enligt formeln [Belastning i staringende 035 = Belastning i sittande]

5

Vadmaskinens horisontella haumlvstaringng var indelad i tre delar En tredjedel mellan haumlvstaringngens roumlrelsecentrum och den del daumlr vadmuskulaturen verkade Tvaring tredjedelar av haumlvstaringngens avstaringnd utgjordes mellan vadmuskulaturens verkningspunkt och viktskivorna med vilka oumlvningens belastning stegrades I sittande var det endast deltagarnas underben och foumltter som utgjorde den aktuella kroppsvikten Mindre belastning kraumlvdes daumlrfoumlr i sittande aumln i staringende foumlr att den totala reaktionskraften skulle bli densamma i baringda testerna Detta innebar att haumlvstaringngseffekten tillsammans med kroppsvikten utgjorde ungefaumlr tre garingnger den staringende belastningen Daumlrav multiplicerades den staringende reaktionskraften med 035 (avrundat fraringn 033) foumlr att faring belastningen i sittande Foumlr att kontrollera denna beraumlkning gjordes stickprov med varingg Dessa kontroller visade att beraumlkningarna laringg inom en rimlig felmarginal Ex Testdeltagaren vaumlgde 60 kg Belastningen i Smithmaskinen var 57 kg (staringng och viktskivor) Detta gav en total reaktionskraft paring 117 kg i staringende 117 kg multiplicerat med 035 ger 4095 kg Daring viktskivorna som minst vaumlgde 125 kg avrundades belastningen till naumlrmast moumljliga belastning i detta fall 4125 kg I detta fall var det daumlrfoumlr denna vikt som belastade maskinen foumlr sittande vadhaumlvning Testdeltagarnas knaumlvinkel i sittande vadhaumlvning var 615 (medianvaumlrde) (58-67) grader Samma testledare maumltte samtliga deltagare Analys av data Anledningen till att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra tre repetitioner var dels att det skulle bli laumlttare foumlr oss att konstatera att det vaumlrde som registrerades av apparaturen var ett raumlttvisande vaumlrde foumlr testdeltagaren Detta kan goumlras genom att titta paring tre kurvor och sedan se att den houmlgsta noteringen aumlr rimlig Vid endast en repetition hade denna houmlgsta notering staringtt utan jaumlmfoumlrelse och daumlrfoumlr oumlkat risken foumlr onaturligt houmlga noteringar Foumlr att analysera de kurvor (raring EMG) som registrerades av EMG-apparaturen i mjukvaran anvaumlndes funktionen rdquoRMS Smoothingrdquo dvs filtrering med RMS (root mean square) av maumltvaumlrdet foumlr att jaumlmna ut brus och variationer Detta gav visuellt oumlverskaringdliga kurvor med synliga toppnoteringar (Peak-value) Foumlr att notera toppvaumlrdet paring varje test anvaumlndes manuell avlaumlsning med hjaumllp av funktionen rdquoCursor showrdquo Dessa toppnoteringar noterades i en tabell varefter medelvaumlrdet foumlr toppnoteringarna beraumlknades och utgjorde resultaten foumlr varje test Utifraringn dessa data beraumlknades medelvaumlrden och standardvediation i μV foumlr baringda musklerna och foumlr baringda positionerna T-test anvaumlndes foumlr att undersoumlka skillnader i muskelaktivitet vid sittande och staringende vid TEST och MVC hos baringda musklerna Slutligen beraumlknades ratio foumlr att undersoumlka foumlrharingllandet mellan staringende respektive sittande TEST och MVC Microsoft Excel 2003 anvaumlndes foumlr beraumlkning av statistik Redovisning av data Som redovisning av resultatet anvaumlndes deskriptiv statistik med diagram och figurer foumlr att illustrera resultaten Reliabilitet och validitet Metoden hade beproumlvad validitet att maumlta musklers grad av aktivering genom de data som producerades vid EMG-maumltningarna Ytlig EMG som metod hade sedan tidigare testats foumlr reliabilitet och validitet foumlr att maumlta muskelaktivitetens korrelation till muskelkraft (18) Studien foumlljde framtagna europeiska rekommendationer foumlr placering och anvaumlndande av EMG-elektroder (19 20)

6

Resultat Medelvaumlrdet foumlr gruppens EMG-aktivitet i μV vid test foumlr baringde m gastrocnemius och m soleus foumlr baringda utgaringngspositionerna samt foumlr varje testdeltagare aumlr presenterade i tabell 1 Fullstaumlndigt testprotokoll aumlr bifogat (bilaga 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7498 plusmn 4246 μV respektive 4059 plusmn 1284 μV) (P=0013) (tabell 1) (figur 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m soleus fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (7388 plusmn 3129 μV respektive 5034 plusmn 1624 μV) (P=0012) (tabell 1) (figur 2) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid TEST Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7392 plusmn 3836 μV respektive 352 plusmn 1824 μV) (P=0007) (tabell 1) (figur 3) Hos m soleus fanns en tendens mot statistisk signifikans mellan graden av aktivitet vid sittande och staringende vadhaumlvning vid TEST Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (6229 plusmn 2593 μV respektive 4724 plusmn 821 μV) (P=0065) (tabell 1) (figur 4) Tabell 1 Medelvaumlrden av individuella peakvaumlrden av EMG-registrering vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) och vid test med bestaumlmd belastning (TEST) foumlr m gastrocnemius och m soleus i sittande och i staringende vadhaumlvning foumlr samtliga testdeltagare Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr gruppen anges (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Foumlrkortningar TD = Testdeltagare MVC = Maximal volontaumlr kontraktion TEST = Test med bestaumlmd belastning G1 = m gastrocnemius S2 = m soleus

TD MVC G1 Staringende

MVC S2 Staringende

TEST G1 Staringende

TEST S2 Staringende

MVC G1 Sittande

MVC S2 Sittande

TEST G1 Sittande

TEST S2 Sittande

1 271 325 296 387 193 408 155 347 2 1285 675 928 487 408 646 338 667 3 943 759 939 530 605 1392 815 1207 4 317 392 336 499 313 540 282 545 5 744 573 1198 498 393 529 376 457 6 599 459 627 450 409 1029 326 796 7 979 261 944 372 425 509 282 429 8 296 418 253 398 253 509 182 360 9 1502 663 1330 651 538 878 336 726 10 562 509 541 452 522 948 428 692 Medelvaumlrde 7498 5034 7392 4724 4059 7388 352 6226 SD (plusmn) 4246 1624 3836 821 1284 3129 1824 2593

7

Gastrocnemicus- MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC g1st MVC g1 sitt

Figur 1 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC s2st MVC s2 si tt

Figur 2 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

8

Gastrocnemicus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test G1st Test G1 sitt

Figur 3 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test s2st Test s2 si tt

Figur 4 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

9

Foumlrharingllandet mellan TEST och MVC beraumlknades i staringende och i sittande Vi fann att skillnaderna paring denna ratio inte var signifikanta enligt t-test Vi har aumlndaring valt att redovisa dessa daring de kan vara av intresse Ratio av m gastrocnemius paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Ratio av m soleus paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Tabell 2 Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr ratio mellan test med bestaumlmd belastning (TEST) och maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius och m soleus

M gastrocnemius Staringende (μV)

M gastrocnemius Sittande (μV)

M soleus Staringende (μV)

M soleus Sittande (μV)

Ratio () 1019 846 998 850 Standarddev (plusmn) 235 203 234 106

Diskussion Material- och metoddiskussion Testdeltagarna var alla utom en i en relativt ung aringlder En enstaka deltagare var av betydligt houmlgre aringlder vilket kan ha paringverkat homogeniteten i gruppen Vi anser att bortfallet inte paringverkade gruppens resultat Fler testdeltagare skulle dock ge studien houmlgre power Eftersom djup EMG kommer in i en exakt muskel och minskar risken foumlr oumlverfoumlring av signaler mellan muskler skulle denna metod troligen ge mer exakta resultat foumlr maumltning av en specifik muskel Metoden anvaumlndes inte daring vi som testledare inte hade behoumlrighet att anvaumlnda den Utifraringn det vi studerade gaumlllande EMG fann vi tydliga restriktioner foumlr vad EMG-resultat kan anvaumlndas till och hur vi kan och inte kan analysera dessa EMG aumlr tillfoumlrlitligt foumlr att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och inte goumlra jaumlmfoumlrelser muskler emellan (4 5) Vi var daumlrfoumlr noga med att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och vi anser att vi foumlljt dessa restriktioner genom arbetets garingng Den haringrdvara och mjukvara som anvaumlndes i studien laringnades fraringn sjukgymnastutbildningen vid Lunds Universitet Detta var den enda EMG-apparatur som stod till buds Det aumlr moumljligt att en aumln mer avancerad apparatur kunde ha gett mer exakta resultat Vid framtida studier paring omraringdet kan det vara av intresse att undersoumlka detta naumlrmare Den varingg som anvaumlndes foumlr att maumlta deltagarnas kroppsvikt kunde ha varit av mer avancerad modell Likvaumll kunde testdeltagarna haft mindre klaumlder paring sig foumlr att goumlra dessa de biomekaniska beraumlkningarna mer korrekta Vi anser dock inte att detta har paringverkat resultatet Foumlr att eventuellt oumlka studiens tillfoumlrlitlighet och upprepbarhet kunde vi ha gjort en noggrannare standardisering och dokumentation av vinklar i knauml och fot Skaumlnkelgoniometri som maumltmetod kan vara subjektiv och vi aumlr tveksamma till hur exakta maumltningarna av knaumlvinkeln egentligen var

10

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Inneharingll Bakgrund 1

Vadmuskulaturens anatomiska struktur och funktion 1 Biomekaniska skillnader 1 EMG 2 Tidigare studier 2

Syfte 2 Fraringgestaumlllningar 3

Metod och material 3

Studiedesign 3 Undersoumlkningsgrupp 3 EMG 3 Maskiner och andra material 3 Datum foumlr genomfoumlrande 4 Maximal volontaumlr kontraktion (MVC) 4 Tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd (TEST) 4 Generellt foumlr baringda testernas utfoumlrande och procedur 4 Staringende vadhaumlvning 5 Sittande vadhaumlvning 5 Analys av data 6 Redovisning av data 6 Reliabilitet och validitet 6 Resultat 7 Diskussion 10

Material och metoddiskussion 10 Genomfoumlrandediskussion 12 Analysdiskussion 12 Resultatdiskussion 12

Framtida studier paring omraringdet 14 Konklusion 15 BetydelseKlinisk relevans 15

Referenser 16 Bilaga 1 18

Bakgrund Styrketraumlning av musklerna i nedre extremiteten anvaumlnds ofta inom sjukgymnastiken paring olika patientgrupper som traumlning och behandling foumlr att staumlrka muskulaturen och foumlrbaumlttra aktiviteter som korta foumlrflyttningar garingng och idrottsutoumlvning (1) En viktig muskelgrupp i nedre extremiteterna aumlr de ytliga vadmusklerna (musculus triceps surae och m plantaris) Dessa muskler har en viktig stabiliserande funktion vid staringende samt foumlr propulsion vid garingng loumlpning och hopp (1) Vadmuskulaturens anatomiska struktur och funktion Underbenets bakre muskelgrupp delas in i ytliga och djupa muskler De ytliga aumlr m triceps surae (bestaringr av m gastrocnemius och m soleus) samt m plantaris De djupa musklerna aumlr m popliteus m flexor hallucis longus m flexor digitorium longus samt m tibialis posterior Mtriceps suraes yttre del bestaringr av m gastrocnemius som har tvaring huvuden och den inre delen som utgoumlrs av m soleus M gastrocnemius mediala huvud urspringer bakom tuberculum adductorium paring femur men aumlven fraringn en del av facies poplitea Det laterala huvudet har ursprung fraringn den laterala kondylen paring femur och aumlven fraringn facies poplitea M soleus ursprung kommer fraringn linea m solei den proximala delen av fibulas baksida fraringn en stor senbaringge mellan tibia och fibula och aumlven fraringn en djup ursprungsaponeuros Baringde m gastrocnemius och m soleus faumlster paring tendo achilles som i sin tur faumlster paring tuber calcaneus M plantaris aumlr en liten muskel som loumlper in mellan m gastrocnemius och m soleus Faumlstet foumlr m plantaris aumlr oftast tuber calcanei men kan skilja sig mellan individer (2) M plantaris kan ha en eller tvaring muskelbukar (3) M triceps surae verkar foumlr plantarflexion och inversion av fotleden I knaumlleden verkar m gastrocnemius och m plantaris foumlr flexion (2) Noteras boumlr att m plantaris aumlr en betydligt svagare muskel aumln m gastrocnemius och har daumlrfoumlr en mycket liten paringverkan paring knaumlled och fotled (3) M soleus bestaringr av 85 roumlda fibrer (typ 1) vilket utmaumlrker dess posturala funktion Svaghet i ovanstaringende medfoumlr funktionsnedsaumlttningar i staringende garingng och spraringng (2) Biomekaniska skillnader M gastrocnemius och m soleus aumlr de tvaring ytliga vadmusklerna som utvecklar mest kraft i fotleden Musklerna skiljer sig rent biomekaniskt aringt eftersom m gastrocnemius har ursprung ovanfoumlr knaumlleden vilket goumlr den till en tvaringledsmuskel till skillnad fraringn m soleus som bara verkar oumlver fotledenM gastrocnemius har aumlven tvaring huvuden vilket m soleus inte har Enligt Roumlrelseapparatens Anatomi foumlrkortas m gastrocnemius vid boumljd knaumlled saring mycket att den inte kan bidra till plantarflexion (2) En annan kaumllla Anatomy And Human Movement haumlvdar att m gastrocnemius kan utoumlva viss kraft i fotleden vid flekterad knaumlled (3)Generellt sett fungerar m gastrocnemius som den drivande motorn foumlr fotleden medan m soleus laumlmpar sig baumlttre foumlr postural kontroll genom att foumlrhindra kroppen fraringn att falla framaringt i staringende (3) Denna biomekaniska skillnad innebaumlr att det eventuellt finns en betydelse av hur personen positionerar knaumlleden vid traumlning foumlr vadmuskulaturens olika muskelkomponenter En saringdan betydelse av positionering kan undersoumlkas genom att anvaumlnda elektromyografi (EMG)

1

EMG Elektromyografi (EMG) aumlr en undersoumlkningsmetod som innebaumlr att vi maumlter aktionspotentialerna i nervaumlndplattorna hos ett flertal muskelfibrer samtidigt vid muskelaktivitet Fysiologin foumlr muskelaktivering aumlr vaumll dokumenterad aktionspotentialen skickas fraringn centrala nervsystemet via det somatiskt-motoriska nervsystemet Signalerna naringr neuromuskulaumlra synapser (nervaumlndslut) som staringr i anslutning till muskelfibrer Aktionspotentialen fraringn nervaumlndslutet ger ett utslaumlpp av transmittoraumlmnen i synapsspalten Dessa ger en depolarisering post-synaptiskt vilket ger en elektrisk signal som sprider sig oumlver och igenom hela muskelfibern Dessa elektriska signaler fraringn muskelfibern registreras av elektroder paring hudytan som negativa och positiva potentialer vanligen med en frekvens av 80-120 Hz Raringsignalen transformeras till en rektifierad kurva som representerar aktiveringsgraden hos muskeln EMG-aktivitet kan inte jaumlmfoumlras mellan muskler och inte heller mellan olika personer eftersom det finns flera avvikande variabler bland annat varierar det elektriska motstaringndet i huden Detta innebaumlr att metoden endast har validitet foumlr att maumlta och jaumlmfoumlra en muskel med sig sjaumllv (4 5) Vi kan sedan beraumlkna muskelaktiveringen som procent av den maximala muskelaktiveringen vid en maximal volontaumlr kontraktion (MVC) (2) Enheten som anvaumlnds foumlr att bestaumlmma styrkan paring aktionspotentialen aumlr mikrovolt (microV) Ju fler microV som registreras desto starkare aumlr potentialen (4) Tidigare studier Vid en litteratursoumlkning har vi funnit artiklar fraringn studier som med EMG undersoumlkt vadmuskulaturens egenskaper vid utharingllighetfatigue (6) vid loumlpning och jogging (7) vid aumlndring av aktiva laringngsamma till aktiva snabba muskelkontraktioner (8) samt en studie som tittat paring olika vinklar foumlr fotleden vid sprintstart fraringn startblock (9) Vi har ocksaring funnit en artikel som tittat paring relationen mellan muskellaumlngd och EMG-aktivitet vid submaximala benpressoumlvningar (10) EMG har anvaumlnts som metod foumlr att maumlta muskelaktivitet i nedre extremiteten och jaumlmfoumlra denna mellan olika oumlvningar (11 12) En studie har tittat paring EMG-aktivitet i oumlvre extremiteten vid en sittande dragoumlvning med staringng Studien fann signifikanta skillnader i EMG-aktivitet beroende paring hur deltagarna greppade staringngen (13) Signifikanta skillnader i EMG-aktivitet har ocksaring varit resultatet i en annan studie Denna har studerat armhaumlvningar med olika avstaringnd mellan haumlnderna (14) Ytlig elektromyografi som metod har ocksaring visat sig vara anvaumlndbart foumlr utvaumlrdering av oumlvningar foumlr att staumlrka nack- och skuldermuskulatur (15) samt foumlr baringlmuskler (m obliqus externus och m rectus abdominis) (16) Vi har inte funnit naringgon studie som systematiskt undersoumlkt betydelsen av valet av utgaringngslaumlge vid belastad plantarflexion av fotleden gaumlllande muskelaktivitet i m triceps surae vid sittande respektive staringende Vi har ocksaring funnit att det raringder en viss otydlighet i litteraturen kring hur knaumlvinkeln paringverkar vadmuskelaktiviteten Daumlrfoumlr vill vi undersoumlka om muskelaktivitet skiljer sig mellan staringende och sittande Syfte Syftet med studien var att studera EMG-aktivitet i m soleus och m gastrocnemius i staringende och i sittande vid aktiv plantarflexion i fotleden Begraumlnsningen i syftet gick ut paring att inte jaumlmfoumlra musklerna med varandra utan undersoumlka om muskelaktiviteten skiljde sig hos samma muskel vid sittande respektive staringende

2

Fraringgestaumlllningar Aumlr det skillnad paring graden av aktivering i m soleus respektive m gastrocnemius i staringende jaumlmfoumlrt med sittande vid aktiv plantarflexion (vadhaumlvning) med belastning a) Hur stor aumlr graden av muskelaktivitet hos m gastrocnemius vid sittande jaumlmfoumlrt med vid staringende vadhaumlvning b) Hur stor aumlr graden av muskelaktivitet hos m soleus vid sittande jaumlmfoumlrt med vid staringende vadhaumlvning Metod och material Studiedesign Klinisk studie Undersoumlkningsgrupp Foumlr att rekrytera testdeltagare sattes informationsblad upp paring flera lokaler paring Lunds Universitet Samtliga testdeltagare rekryterades fraringn sjukgymnastutbildningen genom muntlig inbjudan och via informationsbladen Deltagarna som genomfoumlrde testerna var nio sjukgymnaststudenter och en laumlrare varav sex var kvinnor och fyra var maumln Medianaringldern paring deltagarna var 21 (20 ndash 57) aringr Deltagarnas medianvikt var 71 (547 - 1178) kg Medianlaumlngden var 1715 (163 ndash 1965) cm Inklusionskriterierna foumlr deltagande i studien var inledningsvis en aringlder mellan 18 ndash 25 i syfte att skapa en homogen testgrupp Detta aumlndrades sedan pga bortfall av deltagare daring en aumlldre person inkluderades istaumlllet Daumlrav blev medianaringldern slutligen 20-57 aringr Det andra kriteriet foumlr deltagande var att deltagarna upplevde sig sjaumllva som friska och skadefria i nedre extremiteten vid testtillfaumlllet Tolv personer skulle ursprungligen delta i studien Tvaring av dessa kunde ej deltaga i studien pga transportsvaringrigheter Bortfallet foumlr studien var daumlrfoumlr tvaring personer (167 ) Ett muntligt medgivande om deltagande i studien gavs fraringn samtliga testdeltagare Enligt oumlverenskommelsen i medgivandet skulle personuppgifter endast hanteras inom projektets ramar och inte redovisas foumlr utomstaringende Inga etiska dilemman identifierades i planeringen av studien med tanke paring onoumldig skaderisk EMG Haringrdvaran bestod av en EMG-apparatur med beteckningen ME6000 Biomonitor Mjukvaran som anvaumlndes var Megawin version 30 Detta EMG-program har en maximal samplingsfrekvens paring 1024 Hz Baringde mjukvaran och haringrdvaran aumlr gjorda av foumlretaget Mega Electronics Ltd i Finland med licens 2004 (17) Elektroderna som anvaumlndes var av engaringngstyp Elektroderna var av typ Ambureg Neuroline 720 Maskiner och andra material Testerna genomfoumlrdes paring Gerdahallen i Lund Daumlr anvaumlndes befintlig Smith-maskin med skumgummiring runt staringngen (bild 1) samt maskin foumlr sittande vadhaumlvning (bild 2) Mer information om dessa maskiner exempelvis produktionsfoumlretag fanns ej att finna Vid uppvaumlrmning anvaumlndes en befintlig traditionell motionscykel Vid vaumlgning av testdeltagarnas kroppsvikt anvaumlndes en traditionell elektronisk husharingllsvaringg Andra material som anvaumlndes var tvaringl och vatten finkornigt sandpapper engaringngsrakhyvlar samt en skaumlnkelgoniometer

3

Datum foumlr genomfoumlrande Testerna genomfoumlrdes mellan 28-30 oktober 2008 Varje deltagare genomfoumlrde testerna under en timme och behoumlvde endast naumlrvara en dag Maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Foumlr att undersoumlka varje muskels maximala grad av aktivering anvaumlndes ett isometriskt test Detta utfoumlrdes innan testdeltagarna utfoumlrde de submaximala testerna med belastning Detta gjordes genom att Smith-maskinens staringng respektive vadhaumlvningsmaskinens knaumldyna laringstes fast paring ett saringdant saumltt att isometrisk kontraktion utfoumlrdes mot ett fixerat motstaringnd Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd (TEST) Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Belastningen vid detta test var 57 kg + kroppsvikt och ekvivalent belastning i sittande (skattat enligt beskrivning nedan) Vaumlrdet paring detta test anvaumlndes senare foumlr att analysera foumlrharingllandet av muskelaktiviteten mellan TEST och MVC Generellt foumlr baringda testens utfoumlrande och procedur Foumlrst informerades deltagarna om testernas utformning samt om den procedur genom vilken testerna skulle utfoumlras Daumlrefter utfoumlrde varje testdeltagare en fem minuters uppvaumlrmning i lugnt tempo paring motionscykel Vilken oumlvning deltagarna skulle boumlrja med bestaumlmdes genom att de fem foumlrsta deltagarna boumlrjade med staringende vadhaumlvning och de fem sista boumlrjade med sittande vadhaumlvning Detta gjordes foumlr att eventuellt utesluta moumljligheten till ett samband mellan oumlvningsordningen och testresultatet Uppvaumlrmningen avslutades med att varje deltagare utfoumlrde 20 repetitioner utan extra motstaringnd paring sin foumlrsta maskin Placeringen av elektroderna grundade sig paring rekommendationerna i mjukvaruprogrammet daumlr bilder visade hur dessa skulle faumlstas utanparing varje muskel Innan elektroderna faumlstes paring vaderna tvaumlttades huden med tvaringl och vatten All eventuell haringrvaumlxt paring de aktuella omraringdena avlaumlgsnades med rakhyvel Huden skrubbades aumlven med sandpapper foumlr att skapa en jaumlmnare hudyta Foumlr att underlaumltta genomfoumlrandet och insamlingen av data maumlttes endast houmlger vadmuskulatur och daring endast m gastrocnemius mediala huvud samt m soleus Testerna utfoumlrdes bilateralt daring detta ingaringr i de traumlningsoumlvningar som studeras En annan anledning till att inte baringda benen maumlttes var att fraringgestaumlllningarna endast avsedde jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv Detta staumlmmer ocksaring oumlverens med de moumljligheter EMG-maumltning ger med avseende paring resultat och tolkning av detta Vidare i uppsatsen kommer denna information (att maumltningar gjordes paring houmlger vad och endast paring det mediala huvudet av m gastrocnemius) inte aringterupprepas och ligger till grund foumlr samtliga resultat gaumlllande maumltning av m triceps surae Paring baringda testerna gavs instruktioner foumlr att standardisera utgaringngspositionen Visuella och auditiva kommandon gavs foumlr start och stopp av varje repetition Orden som anvaumlndes var rdquoUpprdquo rdquoNerrdquo och rdquoVilardquo Samma kommandon anvaumlndes vid baringda oumlvningarna med

4

undantaget foumlr MVC daring en testledare repetitivt uppmanade deltagaren att prestera maximalt under varje repetition Principerna foumlr utgaringngspositionen gaumlllande underben och fot var samma foumlr MVC och TEST Under samtliga test foumlrdes skriftligt testprotokoll De noteringar som gjordes avsedde deltagarnas namn koumln aringlder laumlngd vikt och det datum testet aumlgde rum Vidare noterades den staringende reaktionskraften resultatet foumlr MVC och TEST i staringende samt i sittande Belastning och knaumlvinkel i sittande noterades ocksaring I protokollen benaumlmndes m gastrocnemius som rdquoG1rdquo och m soleus som rdquoS2rdquo Dessa benaumlmningar anvaumlndes ocksaring i senare analys av data Staringende vadhaumlvning Deltagarna stod med framfoten paring en 15 cm houmlg 10 cm bred och 50 cm laringng gummiplanka Varje fots fraumlmsta taringspets tangerade bortre kanten paring plankans bredd Runt skivstaringngen satt en rund skumgummicylinder foumlr att minska obehagligt tryck paring axlarna Haumlnderna placerades lite utanfoumlr axelbredd paring skivstaringngen foumlr att stabilisera staringngen mot axlarna Utgaringngspositionen som instruerades var staringende med raka knaumln positionerat baumlcken i neutrallaumlge samt en rak rygg och straumlckta houmlfter med blicken riktad rakt framaringt Under testets garingng bibehoumlll deltagaren utgaringngspositionen Vilolaumlget bestod av att deltagarna stod med haumllarna paring marken med en aktiv dorsalflektion foumlr att haumlmma muskelaktiviteten paring de aktuella musklerna Detta gjordes foumlr att ge tydligare kurvor med mindre ofrivillig muskelaktivitet i vilolaumlge Vid varje repetition utfoumlrde deltagarna en plantarflexion med maximal kraft under tre sekunder Daumlrefter intog deltagaren vilolaumlget i ca tre sekunder beroende paring hur fort deltagaren minskade sin muskelaktivitet dvs slappnade av Sittande vadhaumlvning Vid sittande vadhaumlvning instruerades deltagarna att placera framfoten paring fotstoumldet saring att fraumlmre taringspetsen nuddade bortre delen av fotstoumldet Fotens vilolaumlge var laumltt dorsalflektion Ytterliggare instruktion gavs om att placeringen av haumll och taring skulle vara i raumlt vinkel med fotstoumldet foumlr att standardisera oumlvningen Deltagarna fick sjaumllva staumllla in maskinens houmljd paring knaumldynorna saring att de passade till underbenens laumlngd Foumlr att reaktionskraften paring sittande vadhaumlvning skulle motsvara staringende vadhaumlvning beraumlknades biomekaniska och anatomiska parametrar enligt formeln [Belastning i staringende 035 = Belastning i sittande]

5

Vadmaskinens horisontella haumlvstaringng var indelad i tre delar En tredjedel mellan haumlvstaringngens roumlrelsecentrum och den del daumlr vadmuskulaturen verkade Tvaring tredjedelar av haumlvstaringngens avstaringnd utgjordes mellan vadmuskulaturens verkningspunkt och viktskivorna med vilka oumlvningens belastning stegrades I sittande var det endast deltagarnas underben och foumltter som utgjorde den aktuella kroppsvikten Mindre belastning kraumlvdes daumlrfoumlr i sittande aumln i staringende foumlr att den totala reaktionskraften skulle bli densamma i baringda testerna Detta innebar att haumlvstaringngseffekten tillsammans med kroppsvikten utgjorde ungefaumlr tre garingnger den staringende belastningen Daumlrav multiplicerades den staringende reaktionskraften med 035 (avrundat fraringn 033) foumlr att faring belastningen i sittande Foumlr att kontrollera denna beraumlkning gjordes stickprov med varingg Dessa kontroller visade att beraumlkningarna laringg inom en rimlig felmarginal Ex Testdeltagaren vaumlgde 60 kg Belastningen i Smithmaskinen var 57 kg (staringng och viktskivor) Detta gav en total reaktionskraft paring 117 kg i staringende 117 kg multiplicerat med 035 ger 4095 kg Daring viktskivorna som minst vaumlgde 125 kg avrundades belastningen till naumlrmast moumljliga belastning i detta fall 4125 kg I detta fall var det daumlrfoumlr denna vikt som belastade maskinen foumlr sittande vadhaumlvning Testdeltagarnas knaumlvinkel i sittande vadhaumlvning var 615 (medianvaumlrde) (58-67) grader Samma testledare maumltte samtliga deltagare Analys av data Anledningen till att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra tre repetitioner var dels att det skulle bli laumlttare foumlr oss att konstatera att det vaumlrde som registrerades av apparaturen var ett raumlttvisande vaumlrde foumlr testdeltagaren Detta kan goumlras genom att titta paring tre kurvor och sedan se att den houmlgsta noteringen aumlr rimlig Vid endast en repetition hade denna houmlgsta notering staringtt utan jaumlmfoumlrelse och daumlrfoumlr oumlkat risken foumlr onaturligt houmlga noteringar Foumlr att analysera de kurvor (raring EMG) som registrerades av EMG-apparaturen i mjukvaran anvaumlndes funktionen rdquoRMS Smoothingrdquo dvs filtrering med RMS (root mean square) av maumltvaumlrdet foumlr att jaumlmna ut brus och variationer Detta gav visuellt oumlverskaringdliga kurvor med synliga toppnoteringar (Peak-value) Foumlr att notera toppvaumlrdet paring varje test anvaumlndes manuell avlaumlsning med hjaumllp av funktionen rdquoCursor showrdquo Dessa toppnoteringar noterades i en tabell varefter medelvaumlrdet foumlr toppnoteringarna beraumlknades och utgjorde resultaten foumlr varje test Utifraringn dessa data beraumlknades medelvaumlrden och standardvediation i μV foumlr baringda musklerna och foumlr baringda positionerna T-test anvaumlndes foumlr att undersoumlka skillnader i muskelaktivitet vid sittande och staringende vid TEST och MVC hos baringda musklerna Slutligen beraumlknades ratio foumlr att undersoumlka foumlrharingllandet mellan staringende respektive sittande TEST och MVC Microsoft Excel 2003 anvaumlndes foumlr beraumlkning av statistik Redovisning av data Som redovisning av resultatet anvaumlndes deskriptiv statistik med diagram och figurer foumlr att illustrera resultaten Reliabilitet och validitet Metoden hade beproumlvad validitet att maumlta musklers grad av aktivering genom de data som producerades vid EMG-maumltningarna Ytlig EMG som metod hade sedan tidigare testats foumlr reliabilitet och validitet foumlr att maumlta muskelaktivitetens korrelation till muskelkraft (18) Studien foumlljde framtagna europeiska rekommendationer foumlr placering och anvaumlndande av EMG-elektroder (19 20)

6

Resultat Medelvaumlrdet foumlr gruppens EMG-aktivitet i μV vid test foumlr baringde m gastrocnemius och m soleus foumlr baringda utgaringngspositionerna samt foumlr varje testdeltagare aumlr presenterade i tabell 1 Fullstaumlndigt testprotokoll aumlr bifogat (bilaga 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7498 plusmn 4246 μV respektive 4059 plusmn 1284 μV) (P=0013) (tabell 1) (figur 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m soleus fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (7388 plusmn 3129 μV respektive 5034 plusmn 1624 μV) (P=0012) (tabell 1) (figur 2) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid TEST Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7392 plusmn 3836 μV respektive 352 plusmn 1824 μV) (P=0007) (tabell 1) (figur 3) Hos m soleus fanns en tendens mot statistisk signifikans mellan graden av aktivitet vid sittande och staringende vadhaumlvning vid TEST Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (6229 plusmn 2593 μV respektive 4724 plusmn 821 μV) (P=0065) (tabell 1) (figur 4) Tabell 1 Medelvaumlrden av individuella peakvaumlrden av EMG-registrering vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) och vid test med bestaumlmd belastning (TEST) foumlr m gastrocnemius och m soleus i sittande och i staringende vadhaumlvning foumlr samtliga testdeltagare Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr gruppen anges (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Foumlrkortningar TD = Testdeltagare MVC = Maximal volontaumlr kontraktion TEST = Test med bestaumlmd belastning G1 = m gastrocnemius S2 = m soleus

TD MVC G1 Staringende

MVC S2 Staringende

TEST G1 Staringende

TEST S2 Staringende

MVC G1 Sittande

MVC S2 Sittande

TEST G1 Sittande

TEST S2 Sittande

1 271 325 296 387 193 408 155 347 2 1285 675 928 487 408 646 338 667 3 943 759 939 530 605 1392 815 1207 4 317 392 336 499 313 540 282 545 5 744 573 1198 498 393 529 376 457 6 599 459 627 450 409 1029 326 796 7 979 261 944 372 425 509 282 429 8 296 418 253 398 253 509 182 360 9 1502 663 1330 651 538 878 336 726 10 562 509 541 452 522 948 428 692 Medelvaumlrde 7498 5034 7392 4724 4059 7388 352 6226 SD (plusmn) 4246 1624 3836 821 1284 3129 1824 2593

7

Gastrocnemicus- MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC g1st MVC g1 sitt

Figur 1 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC s2st MVC s2 si tt

Figur 2 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

8

Gastrocnemicus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test G1st Test G1 sitt

Figur 3 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test s2st Test s2 si tt

Figur 4 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

9

Foumlrharingllandet mellan TEST och MVC beraumlknades i staringende och i sittande Vi fann att skillnaderna paring denna ratio inte var signifikanta enligt t-test Vi har aumlndaring valt att redovisa dessa daring de kan vara av intresse Ratio av m gastrocnemius paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Ratio av m soleus paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Tabell 2 Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr ratio mellan test med bestaumlmd belastning (TEST) och maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius och m soleus

M gastrocnemius Staringende (μV)

M gastrocnemius Sittande (μV)

M soleus Staringende (μV)

M soleus Sittande (μV)

Ratio () 1019 846 998 850 Standarddev (plusmn) 235 203 234 106

Diskussion Material- och metoddiskussion Testdeltagarna var alla utom en i en relativt ung aringlder En enstaka deltagare var av betydligt houmlgre aringlder vilket kan ha paringverkat homogeniteten i gruppen Vi anser att bortfallet inte paringverkade gruppens resultat Fler testdeltagare skulle dock ge studien houmlgre power Eftersom djup EMG kommer in i en exakt muskel och minskar risken foumlr oumlverfoumlring av signaler mellan muskler skulle denna metod troligen ge mer exakta resultat foumlr maumltning av en specifik muskel Metoden anvaumlndes inte daring vi som testledare inte hade behoumlrighet att anvaumlnda den Utifraringn det vi studerade gaumlllande EMG fann vi tydliga restriktioner foumlr vad EMG-resultat kan anvaumlndas till och hur vi kan och inte kan analysera dessa EMG aumlr tillfoumlrlitligt foumlr att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och inte goumlra jaumlmfoumlrelser muskler emellan (4 5) Vi var daumlrfoumlr noga med att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och vi anser att vi foumlljt dessa restriktioner genom arbetets garingng Den haringrdvara och mjukvara som anvaumlndes i studien laringnades fraringn sjukgymnastutbildningen vid Lunds Universitet Detta var den enda EMG-apparatur som stod till buds Det aumlr moumljligt att en aumln mer avancerad apparatur kunde ha gett mer exakta resultat Vid framtida studier paring omraringdet kan det vara av intresse att undersoumlka detta naumlrmare Den varingg som anvaumlndes foumlr att maumlta deltagarnas kroppsvikt kunde ha varit av mer avancerad modell Likvaumll kunde testdeltagarna haft mindre klaumlder paring sig foumlr att goumlra dessa de biomekaniska beraumlkningarna mer korrekta Vi anser dock inte att detta har paringverkat resultatet Foumlr att eventuellt oumlka studiens tillfoumlrlitlighet och upprepbarhet kunde vi ha gjort en noggrannare standardisering och dokumentation av vinklar i knauml och fot Skaumlnkelgoniometri som maumltmetod kan vara subjektiv och vi aumlr tveksamma till hur exakta maumltningarna av knaumlvinkeln egentligen var

10

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Bakgrund Styrketraumlning av musklerna i nedre extremiteten anvaumlnds ofta inom sjukgymnastiken paring olika patientgrupper som traumlning och behandling foumlr att staumlrka muskulaturen och foumlrbaumlttra aktiviteter som korta foumlrflyttningar garingng och idrottsutoumlvning (1) En viktig muskelgrupp i nedre extremiteterna aumlr de ytliga vadmusklerna (musculus triceps surae och m plantaris) Dessa muskler har en viktig stabiliserande funktion vid staringende samt foumlr propulsion vid garingng loumlpning och hopp (1) Vadmuskulaturens anatomiska struktur och funktion Underbenets bakre muskelgrupp delas in i ytliga och djupa muskler De ytliga aumlr m triceps surae (bestaringr av m gastrocnemius och m soleus) samt m plantaris De djupa musklerna aumlr m popliteus m flexor hallucis longus m flexor digitorium longus samt m tibialis posterior Mtriceps suraes yttre del bestaringr av m gastrocnemius som har tvaring huvuden och den inre delen som utgoumlrs av m soleus M gastrocnemius mediala huvud urspringer bakom tuberculum adductorium paring femur men aumlven fraringn en del av facies poplitea Det laterala huvudet har ursprung fraringn den laterala kondylen paring femur och aumlven fraringn facies poplitea M soleus ursprung kommer fraringn linea m solei den proximala delen av fibulas baksida fraringn en stor senbaringge mellan tibia och fibula och aumlven fraringn en djup ursprungsaponeuros Baringde m gastrocnemius och m soleus faumlster paring tendo achilles som i sin tur faumlster paring tuber calcaneus M plantaris aumlr en liten muskel som loumlper in mellan m gastrocnemius och m soleus Faumlstet foumlr m plantaris aumlr oftast tuber calcanei men kan skilja sig mellan individer (2) M plantaris kan ha en eller tvaring muskelbukar (3) M triceps surae verkar foumlr plantarflexion och inversion av fotleden I knaumlleden verkar m gastrocnemius och m plantaris foumlr flexion (2) Noteras boumlr att m plantaris aumlr en betydligt svagare muskel aumln m gastrocnemius och har daumlrfoumlr en mycket liten paringverkan paring knaumlled och fotled (3) M soleus bestaringr av 85 roumlda fibrer (typ 1) vilket utmaumlrker dess posturala funktion Svaghet i ovanstaringende medfoumlr funktionsnedsaumlttningar i staringende garingng och spraringng (2) Biomekaniska skillnader M gastrocnemius och m soleus aumlr de tvaring ytliga vadmusklerna som utvecklar mest kraft i fotleden Musklerna skiljer sig rent biomekaniskt aringt eftersom m gastrocnemius har ursprung ovanfoumlr knaumlleden vilket goumlr den till en tvaringledsmuskel till skillnad fraringn m soleus som bara verkar oumlver fotledenM gastrocnemius har aumlven tvaring huvuden vilket m soleus inte har Enligt Roumlrelseapparatens Anatomi foumlrkortas m gastrocnemius vid boumljd knaumlled saring mycket att den inte kan bidra till plantarflexion (2) En annan kaumllla Anatomy And Human Movement haumlvdar att m gastrocnemius kan utoumlva viss kraft i fotleden vid flekterad knaumlled (3)Generellt sett fungerar m gastrocnemius som den drivande motorn foumlr fotleden medan m soleus laumlmpar sig baumlttre foumlr postural kontroll genom att foumlrhindra kroppen fraringn att falla framaringt i staringende (3) Denna biomekaniska skillnad innebaumlr att det eventuellt finns en betydelse av hur personen positionerar knaumlleden vid traumlning foumlr vadmuskulaturens olika muskelkomponenter En saringdan betydelse av positionering kan undersoumlkas genom att anvaumlnda elektromyografi (EMG)

1

EMG Elektromyografi (EMG) aumlr en undersoumlkningsmetod som innebaumlr att vi maumlter aktionspotentialerna i nervaumlndplattorna hos ett flertal muskelfibrer samtidigt vid muskelaktivitet Fysiologin foumlr muskelaktivering aumlr vaumll dokumenterad aktionspotentialen skickas fraringn centrala nervsystemet via det somatiskt-motoriska nervsystemet Signalerna naringr neuromuskulaumlra synapser (nervaumlndslut) som staringr i anslutning till muskelfibrer Aktionspotentialen fraringn nervaumlndslutet ger ett utslaumlpp av transmittoraumlmnen i synapsspalten Dessa ger en depolarisering post-synaptiskt vilket ger en elektrisk signal som sprider sig oumlver och igenom hela muskelfibern Dessa elektriska signaler fraringn muskelfibern registreras av elektroder paring hudytan som negativa och positiva potentialer vanligen med en frekvens av 80-120 Hz Raringsignalen transformeras till en rektifierad kurva som representerar aktiveringsgraden hos muskeln EMG-aktivitet kan inte jaumlmfoumlras mellan muskler och inte heller mellan olika personer eftersom det finns flera avvikande variabler bland annat varierar det elektriska motstaringndet i huden Detta innebaumlr att metoden endast har validitet foumlr att maumlta och jaumlmfoumlra en muskel med sig sjaumllv (4 5) Vi kan sedan beraumlkna muskelaktiveringen som procent av den maximala muskelaktiveringen vid en maximal volontaumlr kontraktion (MVC) (2) Enheten som anvaumlnds foumlr att bestaumlmma styrkan paring aktionspotentialen aumlr mikrovolt (microV) Ju fler microV som registreras desto starkare aumlr potentialen (4) Tidigare studier Vid en litteratursoumlkning har vi funnit artiklar fraringn studier som med EMG undersoumlkt vadmuskulaturens egenskaper vid utharingllighetfatigue (6) vid loumlpning och jogging (7) vid aumlndring av aktiva laringngsamma till aktiva snabba muskelkontraktioner (8) samt en studie som tittat paring olika vinklar foumlr fotleden vid sprintstart fraringn startblock (9) Vi har ocksaring funnit en artikel som tittat paring relationen mellan muskellaumlngd och EMG-aktivitet vid submaximala benpressoumlvningar (10) EMG har anvaumlnts som metod foumlr att maumlta muskelaktivitet i nedre extremiteten och jaumlmfoumlra denna mellan olika oumlvningar (11 12) En studie har tittat paring EMG-aktivitet i oumlvre extremiteten vid en sittande dragoumlvning med staringng Studien fann signifikanta skillnader i EMG-aktivitet beroende paring hur deltagarna greppade staringngen (13) Signifikanta skillnader i EMG-aktivitet har ocksaring varit resultatet i en annan studie Denna har studerat armhaumlvningar med olika avstaringnd mellan haumlnderna (14) Ytlig elektromyografi som metod har ocksaring visat sig vara anvaumlndbart foumlr utvaumlrdering av oumlvningar foumlr att staumlrka nack- och skuldermuskulatur (15) samt foumlr baringlmuskler (m obliqus externus och m rectus abdominis) (16) Vi har inte funnit naringgon studie som systematiskt undersoumlkt betydelsen av valet av utgaringngslaumlge vid belastad plantarflexion av fotleden gaumlllande muskelaktivitet i m triceps surae vid sittande respektive staringende Vi har ocksaring funnit att det raringder en viss otydlighet i litteraturen kring hur knaumlvinkeln paringverkar vadmuskelaktiviteten Daumlrfoumlr vill vi undersoumlka om muskelaktivitet skiljer sig mellan staringende och sittande Syfte Syftet med studien var att studera EMG-aktivitet i m soleus och m gastrocnemius i staringende och i sittande vid aktiv plantarflexion i fotleden Begraumlnsningen i syftet gick ut paring att inte jaumlmfoumlra musklerna med varandra utan undersoumlka om muskelaktiviteten skiljde sig hos samma muskel vid sittande respektive staringende

2

Fraringgestaumlllningar Aumlr det skillnad paring graden av aktivering i m soleus respektive m gastrocnemius i staringende jaumlmfoumlrt med sittande vid aktiv plantarflexion (vadhaumlvning) med belastning a) Hur stor aumlr graden av muskelaktivitet hos m gastrocnemius vid sittande jaumlmfoumlrt med vid staringende vadhaumlvning b) Hur stor aumlr graden av muskelaktivitet hos m soleus vid sittande jaumlmfoumlrt med vid staringende vadhaumlvning Metod och material Studiedesign Klinisk studie Undersoumlkningsgrupp Foumlr att rekrytera testdeltagare sattes informationsblad upp paring flera lokaler paring Lunds Universitet Samtliga testdeltagare rekryterades fraringn sjukgymnastutbildningen genom muntlig inbjudan och via informationsbladen Deltagarna som genomfoumlrde testerna var nio sjukgymnaststudenter och en laumlrare varav sex var kvinnor och fyra var maumln Medianaringldern paring deltagarna var 21 (20 ndash 57) aringr Deltagarnas medianvikt var 71 (547 - 1178) kg Medianlaumlngden var 1715 (163 ndash 1965) cm Inklusionskriterierna foumlr deltagande i studien var inledningsvis en aringlder mellan 18 ndash 25 i syfte att skapa en homogen testgrupp Detta aumlndrades sedan pga bortfall av deltagare daring en aumlldre person inkluderades istaumlllet Daumlrav blev medianaringldern slutligen 20-57 aringr Det andra kriteriet foumlr deltagande var att deltagarna upplevde sig sjaumllva som friska och skadefria i nedre extremiteten vid testtillfaumlllet Tolv personer skulle ursprungligen delta i studien Tvaring av dessa kunde ej deltaga i studien pga transportsvaringrigheter Bortfallet foumlr studien var daumlrfoumlr tvaring personer (167 ) Ett muntligt medgivande om deltagande i studien gavs fraringn samtliga testdeltagare Enligt oumlverenskommelsen i medgivandet skulle personuppgifter endast hanteras inom projektets ramar och inte redovisas foumlr utomstaringende Inga etiska dilemman identifierades i planeringen av studien med tanke paring onoumldig skaderisk EMG Haringrdvaran bestod av en EMG-apparatur med beteckningen ME6000 Biomonitor Mjukvaran som anvaumlndes var Megawin version 30 Detta EMG-program har en maximal samplingsfrekvens paring 1024 Hz Baringde mjukvaran och haringrdvaran aumlr gjorda av foumlretaget Mega Electronics Ltd i Finland med licens 2004 (17) Elektroderna som anvaumlndes var av engaringngstyp Elektroderna var av typ Ambureg Neuroline 720 Maskiner och andra material Testerna genomfoumlrdes paring Gerdahallen i Lund Daumlr anvaumlndes befintlig Smith-maskin med skumgummiring runt staringngen (bild 1) samt maskin foumlr sittande vadhaumlvning (bild 2) Mer information om dessa maskiner exempelvis produktionsfoumlretag fanns ej att finna Vid uppvaumlrmning anvaumlndes en befintlig traditionell motionscykel Vid vaumlgning av testdeltagarnas kroppsvikt anvaumlndes en traditionell elektronisk husharingllsvaringg Andra material som anvaumlndes var tvaringl och vatten finkornigt sandpapper engaringngsrakhyvlar samt en skaumlnkelgoniometer

3

Datum foumlr genomfoumlrande Testerna genomfoumlrdes mellan 28-30 oktober 2008 Varje deltagare genomfoumlrde testerna under en timme och behoumlvde endast naumlrvara en dag Maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Foumlr att undersoumlka varje muskels maximala grad av aktivering anvaumlndes ett isometriskt test Detta utfoumlrdes innan testdeltagarna utfoumlrde de submaximala testerna med belastning Detta gjordes genom att Smith-maskinens staringng respektive vadhaumlvningsmaskinens knaumldyna laringstes fast paring ett saringdant saumltt att isometrisk kontraktion utfoumlrdes mot ett fixerat motstaringnd Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd (TEST) Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Belastningen vid detta test var 57 kg + kroppsvikt och ekvivalent belastning i sittande (skattat enligt beskrivning nedan) Vaumlrdet paring detta test anvaumlndes senare foumlr att analysera foumlrharingllandet av muskelaktiviteten mellan TEST och MVC Generellt foumlr baringda testens utfoumlrande och procedur Foumlrst informerades deltagarna om testernas utformning samt om den procedur genom vilken testerna skulle utfoumlras Daumlrefter utfoumlrde varje testdeltagare en fem minuters uppvaumlrmning i lugnt tempo paring motionscykel Vilken oumlvning deltagarna skulle boumlrja med bestaumlmdes genom att de fem foumlrsta deltagarna boumlrjade med staringende vadhaumlvning och de fem sista boumlrjade med sittande vadhaumlvning Detta gjordes foumlr att eventuellt utesluta moumljligheten till ett samband mellan oumlvningsordningen och testresultatet Uppvaumlrmningen avslutades med att varje deltagare utfoumlrde 20 repetitioner utan extra motstaringnd paring sin foumlrsta maskin Placeringen av elektroderna grundade sig paring rekommendationerna i mjukvaruprogrammet daumlr bilder visade hur dessa skulle faumlstas utanparing varje muskel Innan elektroderna faumlstes paring vaderna tvaumlttades huden med tvaringl och vatten All eventuell haringrvaumlxt paring de aktuella omraringdena avlaumlgsnades med rakhyvel Huden skrubbades aumlven med sandpapper foumlr att skapa en jaumlmnare hudyta Foumlr att underlaumltta genomfoumlrandet och insamlingen av data maumlttes endast houmlger vadmuskulatur och daring endast m gastrocnemius mediala huvud samt m soleus Testerna utfoumlrdes bilateralt daring detta ingaringr i de traumlningsoumlvningar som studeras En annan anledning till att inte baringda benen maumlttes var att fraringgestaumlllningarna endast avsedde jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv Detta staumlmmer ocksaring oumlverens med de moumljligheter EMG-maumltning ger med avseende paring resultat och tolkning av detta Vidare i uppsatsen kommer denna information (att maumltningar gjordes paring houmlger vad och endast paring det mediala huvudet av m gastrocnemius) inte aringterupprepas och ligger till grund foumlr samtliga resultat gaumlllande maumltning av m triceps surae Paring baringda testerna gavs instruktioner foumlr att standardisera utgaringngspositionen Visuella och auditiva kommandon gavs foumlr start och stopp av varje repetition Orden som anvaumlndes var rdquoUpprdquo rdquoNerrdquo och rdquoVilardquo Samma kommandon anvaumlndes vid baringda oumlvningarna med

4

undantaget foumlr MVC daring en testledare repetitivt uppmanade deltagaren att prestera maximalt under varje repetition Principerna foumlr utgaringngspositionen gaumlllande underben och fot var samma foumlr MVC och TEST Under samtliga test foumlrdes skriftligt testprotokoll De noteringar som gjordes avsedde deltagarnas namn koumln aringlder laumlngd vikt och det datum testet aumlgde rum Vidare noterades den staringende reaktionskraften resultatet foumlr MVC och TEST i staringende samt i sittande Belastning och knaumlvinkel i sittande noterades ocksaring I protokollen benaumlmndes m gastrocnemius som rdquoG1rdquo och m soleus som rdquoS2rdquo Dessa benaumlmningar anvaumlndes ocksaring i senare analys av data Staringende vadhaumlvning Deltagarna stod med framfoten paring en 15 cm houmlg 10 cm bred och 50 cm laringng gummiplanka Varje fots fraumlmsta taringspets tangerade bortre kanten paring plankans bredd Runt skivstaringngen satt en rund skumgummicylinder foumlr att minska obehagligt tryck paring axlarna Haumlnderna placerades lite utanfoumlr axelbredd paring skivstaringngen foumlr att stabilisera staringngen mot axlarna Utgaringngspositionen som instruerades var staringende med raka knaumln positionerat baumlcken i neutrallaumlge samt en rak rygg och straumlckta houmlfter med blicken riktad rakt framaringt Under testets garingng bibehoumlll deltagaren utgaringngspositionen Vilolaumlget bestod av att deltagarna stod med haumllarna paring marken med en aktiv dorsalflektion foumlr att haumlmma muskelaktiviteten paring de aktuella musklerna Detta gjordes foumlr att ge tydligare kurvor med mindre ofrivillig muskelaktivitet i vilolaumlge Vid varje repetition utfoumlrde deltagarna en plantarflexion med maximal kraft under tre sekunder Daumlrefter intog deltagaren vilolaumlget i ca tre sekunder beroende paring hur fort deltagaren minskade sin muskelaktivitet dvs slappnade av Sittande vadhaumlvning Vid sittande vadhaumlvning instruerades deltagarna att placera framfoten paring fotstoumldet saring att fraumlmre taringspetsen nuddade bortre delen av fotstoumldet Fotens vilolaumlge var laumltt dorsalflektion Ytterliggare instruktion gavs om att placeringen av haumll och taring skulle vara i raumlt vinkel med fotstoumldet foumlr att standardisera oumlvningen Deltagarna fick sjaumllva staumllla in maskinens houmljd paring knaumldynorna saring att de passade till underbenens laumlngd Foumlr att reaktionskraften paring sittande vadhaumlvning skulle motsvara staringende vadhaumlvning beraumlknades biomekaniska och anatomiska parametrar enligt formeln [Belastning i staringende 035 = Belastning i sittande]

5

Vadmaskinens horisontella haumlvstaringng var indelad i tre delar En tredjedel mellan haumlvstaringngens roumlrelsecentrum och den del daumlr vadmuskulaturen verkade Tvaring tredjedelar av haumlvstaringngens avstaringnd utgjordes mellan vadmuskulaturens verkningspunkt och viktskivorna med vilka oumlvningens belastning stegrades I sittande var det endast deltagarnas underben och foumltter som utgjorde den aktuella kroppsvikten Mindre belastning kraumlvdes daumlrfoumlr i sittande aumln i staringende foumlr att den totala reaktionskraften skulle bli densamma i baringda testerna Detta innebar att haumlvstaringngseffekten tillsammans med kroppsvikten utgjorde ungefaumlr tre garingnger den staringende belastningen Daumlrav multiplicerades den staringende reaktionskraften med 035 (avrundat fraringn 033) foumlr att faring belastningen i sittande Foumlr att kontrollera denna beraumlkning gjordes stickprov med varingg Dessa kontroller visade att beraumlkningarna laringg inom en rimlig felmarginal Ex Testdeltagaren vaumlgde 60 kg Belastningen i Smithmaskinen var 57 kg (staringng och viktskivor) Detta gav en total reaktionskraft paring 117 kg i staringende 117 kg multiplicerat med 035 ger 4095 kg Daring viktskivorna som minst vaumlgde 125 kg avrundades belastningen till naumlrmast moumljliga belastning i detta fall 4125 kg I detta fall var det daumlrfoumlr denna vikt som belastade maskinen foumlr sittande vadhaumlvning Testdeltagarnas knaumlvinkel i sittande vadhaumlvning var 615 (medianvaumlrde) (58-67) grader Samma testledare maumltte samtliga deltagare Analys av data Anledningen till att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra tre repetitioner var dels att det skulle bli laumlttare foumlr oss att konstatera att det vaumlrde som registrerades av apparaturen var ett raumlttvisande vaumlrde foumlr testdeltagaren Detta kan goumlras genom att titta paring tre kurvor och sedan se att den houmlgsta noteringen aumlr rimlig Vid endast en repetition hade denna houmlgsta notering staringtt utan jaumlmfoumlrelse och daumlrfoumlr oumlkat risken foumlr onaturligt houmlga noteringar Foumlr att analysera de kurvor (raring EMG) som registrerades av EMG-apparaturen i mjukvaran anvaumlndes funktionen rdquoRMS Smoothingrdquo dvs filtrering med RMS (root mean square) av maumltvaumlrdet foumlr att jaumlmna ut brus och variationer Detta gav visuellt oumlverskaringdliga kurvor med synliga toppnoteringar (Peak-value) Foumlr att notera toppvaumlrdet paring varje test anvaumlndes manuell avlaumlsning med hjaumllp av funktionen rdquoCursor showrdquo Dessa toppnoteringar noterades i en tabell varefter medelvaumlrdet foumlr toppnoteringarna beraumlknades och utgjorde resultaten foumlr varje test Utifraringn dessa data beraumlknades medelvaumlrden och standardvediation i μV foumlr baringda musklerna och foumlr baringda positionerna T-test anvaumlndes foumlr att undersoumlka skillnader i muskelaktivitet vid sittande och staringende vid TEST och MVC hos baringda musklerna Slutligen beraumlknades ratio foumlr att undersoumlka foumlrharingllandet mellan staringende respektive sittande TEST och MVC Microsoft Excel 2003 anvaumlndes foumlr beraumlkning av statistik Redovisning av data Som redovisning av resultatet anvaumlndes deskriptiv statistik med diagram och figurer foumlr att illustrera resultaten Reliabilitet och validitet Metoden hade beproumlvad validitet att maumlta musklers grad av aktivering genom de data som producerades vid EMG-maumltningarna Ytlig EMG som metod hade sedan tidigare testats foumlr reliabilitet och validitet foumlr att maumlta muskelaktivitetens korrelation till muskelkraft (18) Studien foumlljde framtagna europeiska rekommendationer foumlr placering och anvaumlndande av EMG-elektroder (19 20)

6

Resultat Medelvaumlrdet foumlr gruppens EMG-aktivitet i μV vid test foumlr baringde m gastrocnemius och m soleus foumlr baringda utgaringngspositionerna samt foumlr varje testdeltagare aumlr presenterade i tabell 1 Fullstaumlndigt testprotokoll aumlr bifogat (bilaga 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7498 plusmn 4246 μV respektive 4059 plusmn 1284 μV) (P=0013) (tabell 1) (figur 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m soleus fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (7388 plusmn 3129 μV respektive 5034 plusmn 1624 μV) (P=0012) (tabell 1) (figur 2) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid TEST Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7392 plusmn 3836 μV respektive 352 plusmn 1824 μV) (P=0007) (tabell 1) (figur 3) Hos m soleus fanns en tendens mot statistisk signifikans mellan graden av aktivitet vid sittande och staringende vadhaumlvning vid TEST Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (6229 plusmn 2593 μV respektive 4724 plusmn 821 μV) (P=0065) (tabell 1) (figur 4) Tabell 1 Medelvaumlrden av individuella peakvaumlrden av EMG-registrering vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) och vid test med bestaumlmd belastning (TEST) foumlr m gastrocnemius och m soleus i sittande och i staringende vadhaumlvning foumlr samtliga testdeltagare Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr gruppen anges (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Foumlrkortningar TD = Testdeltagare MVC = Maximal volontaumlr kontraktion TEST = Test med bestaumlmd belastning G1 = m gastrocnemius S2 = m soleus

TD MVC G1 Staringende

MVC S2 Staringende

TEST G1 Staringende

TEST S2 Staringende

MVC G1 Sittande

MVC S2 Sittande

TEST G1 Sittande

TEST S2 Sittande

1 271 325 296 387 193 408 155 347 2 1285 675 928 487 408 646 338 667 3 943 759 939 530 605 1392 815 1207 4 317 392 336 499 313 540 282 545 5 744 573 1198 498 393 529 376 457 6 599 459 627 450 409 1029 326 796 7 979 261 944 372 425 509 282 429 8 296 418 253 398 253 509 182 360 9 1502 663 1330 651 538 878 336 726 10 562 509 541 452 522 948 428 692 Medelvaumlrde 7498 5034 7392 4724 4059 7388 352 6226 SD (plusmn) 4246 1624 3836 821 1284 3129 1824 2593

7

Gastrocnemicus- MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC g1st MVC g1 sitt

Figur 1 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC s2st MVC s2 si tt

Figur 2 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

8

Gastrocnemicus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test G1st Test G1 sitt

Figur 3 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test s2st Test s2 si tt

Figur 4 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

9

Foumlrharingllandet mellan TEST och MVC beraumlknades i staringende och i sittande Vi fann att skillnaderna paring denna ratio inte var signifikanta enligt t-test Vi har aumlndaring valt att redovisa dessa daring de kan vara av intresse Ratio av m gastrocnemius paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Ratio av m soleus paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Tabell 2 Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr ratio mellan test med bestaumlmd belastning (TEST) och maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius och m soleus

M gastrocnemius Staringende (μV)

M gastrocnemius Sittande (μV)

M soleus Staringende (μV)

M soleus Sittande (μV)

Ratio () 1019 846 998 850 Standarddev (plusmn) 235 203 234 106

Diskussion Material- och metoddiskussion Testdeltagarna var alla utom en i en relativt ung aringlder En enstaka deltagare var av betydligt houmlgre aringlder vilket kan ha paringverkat homogeniteten i gruppen Vi anser att bortfallet inte paringverkade gruppens resultat Fler testdeltagare skulle dock ge studien houmlgre power Eftersom djup EMG kommer in i en exakt muskel och minskar risken foumlr oumlverfoumlring av signaler mellan muskler skulle denna metod troligen ge mer exakta resultat foumlr maumltning av en specifik muskel Metoden anvaumlndes inte daring vi som testledare inte hade behoumlrighet att anvaumlnda den Utifraringn det vi studerade gaumlllande EMG fann vi tydliga restriktioner foumlr vad EMG-resultat kan anvaumlndas till och hur vi kan och inte kan analysera dessa EMG aumlr tillfoumlrlitligt foumlr att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och inte goumlra jaumlmfoumlrelser muskler emellan (4 5) Vi var daumlrfoumlr noga med att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och vi anser att vi foumlljt dessa restriktioner genom arbetets garingng Den haringrdvara och mjukvara som anvaumlndes i studien laringnades fraringn sjukgymnastutbildningen vid Lunds Universitet Detta var den enda EMG-apparatur som stod till buds Det aumlr moumljligt att en aumln mer avancerad apparatur kunde ha gett mer exakta resultat Vid framtida studier paring omraringdet kan det vara av intresse att undersoumlka detta naumlrmare Den varingg som anvaumlndes foumlr att maumlta deltagarnas kroppsvikt kunde ha varit av mer avancerad modell Likvaumll kunde testdeltagarna haft mindre klaumlder paring sig foumlr att goumlra dessa de biomekaniska beraumlkningarna mer korrekta Vi anser dock inte att detta har paringverkat resultatet Foumlr att eventuellt oumlka studiens tillfoumlrlitlighet och upprepbarhet kunde vi ha gjort en noggrannare standardisering och dokumentation av vinklar i knauml och fot Skaumlnkelgoniometri som maumltmetod kan vara subjektiv och vi aumlr tveksamma till hur exakta maumltningarna av knaumlvinkeln egentligen var

10

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

EMG Elektromyografi (EMG) aumlr en undersoumlkningsmetod som innebaumlr att vi maumlter aktionspotentialerna i nervaumlndplattorna hos ett flertal muskelfibrer samtidigt vid muskelaktivitet Fysiologin foumlr muskelaktivering aumlr vaumll dokumenterad aktionspotentialen skickas fraringn centrala nervsystemet via det somatiskt-motoriska nervsystemet Signalerna naringr neuromuskulaumlra synapser (nervaumlndslut) som staringr i anslutning till muskelfibrer Aktionspotentialen fraringn nervaumlndslutet ger ett utslaumlpp av transmittoraumlmnen i synapsspalten Dessa ger en depolarisering post-synaptiskt vilket ger en elektrisk signal som sprider sig oumlver och igenom hela muskelfibern Dessa elektriska signaler fraringn muskelfibern registreras av elektroder paring hudytan som negativa och positiva potentialer vanligen med en frekvens av 80-120 Hz Raringsignalen transformeras till en rektifierad kurva som representerar aktiveringsgraden hos muskeln EMG-aktivitet kan inte jaumlmfoumlras mellan muskler och inte heller mellan olika personer eftersom det finns flera avvikande variabler bland annat varierar det elektriska motstaringndet i huden Detta innebaumlr att metoden endast har validitet foumlr att maumlta och jaumlmfoumlra en muskel med sig sjaumllv (4 5) Vi kan sedan beraumlkna muskelaktiveringen som procent av den maximala muskelaktiveringen vid en maximal volontaumlr kontraktion (MVC) (2) Enheten som anvaumlnds foumlr att bestaumlmma styrkan paring aktionspotentialen aumlr mikrovolt (microV) Ju fler microV som registreras desto starkare aumlr potentialen (4) Tidigare studier Vid en litteratursoumlkning har vi funnit artiklar fraringn studier som med EMG undersoumlkt vadmuskulaturens egenskaper vid utharingllighetfatigue (6) vid loumlpning och jogging (7) vid aumlndring av aktiva laringngsamma till aktiva snabba muskelkontraktioner (8) samt en studie som tittat paring olika vinklar foumlr fotleden vid sprintstart fraringn startblock (9) Vi har ocksaring funnit en artikel som tittat paring relationen mellan muskellaumlngd och EMG-aktivitet vid submaximala benpressoumlvningar (10) EMG har anvaumlnts som metod foumlr att maumlta muskelaktivitet i nedre extremiteten och jaumlmfoumlra denna mellan olika oumlvningar (11 12) En studie har tittat paring EMG-aktivitet i oumlvre extremiteten vid en sittande dragoumlvning med staringng Studien fann signifikanta skillnader i EMG-aktivitet beroende paring hur deltagarna greppade staringngen (13) Signifikanta skillnader i EMG-aktivitet har ocksaring varit resultatet i en annan studie Denna har studerat armhaumlvningar med olika avstaringnd mellan haumlnderna (14) Ytlig elektromyografi som metod har ocksaring visat sig vara anvaumlndbart foumlr utvaumlrdering av oumlvningar foumlr att staumlrka nack- och skuldermuskulatur (15) samt foumlr baringlmuskler (m obliqus externus och m rectus abdominis) (16) Vi har inte funnit naringgon studie som systematiskt undersoumlkt betydelsen av valet av utgaringngslaumlge vid belastad plantarflexion av fotleden gaumlllande muskelaktivitet i m triceps surae vid sittande respektive staringende Vi har ocksaring funnit att det raringder en viss otydlighet i litteraturen kring hur knaumlvinkeln paringverkar vadmuskelaktiviteten Daumlrfoumlr vill vi undersoumlka om muskelaktivitet skiljer sig mellan staringende och sittande Syfte Syftet med studien var att studera EMG-aktivitet i m soleus och m gastrocnemius i staringende och i sittande vid aktiv plantarflexion i fotleden Begraumlnsningen i syftet gick ut paring att inte jaumlmfoumlra musklerna med varandra utan undersoumlka om muskelaktiviteten skiljde sig hos samma muskel vid sittande respektive staringende

2

Fraringgestaumlllningar Aumlr det skillnad paring graden av aktivering i m soleus respektive m gastrocnemius i staringende jaumlmfoumlrt med sittande vid aktiv plantarflexion (vadhaumlvning) med belastning a) Hur stor aumlr graden av muskelaktivitet hos m gastrocnemius vid sittande jaumlmfoumlrt med vid staringende vadhaumlvning b) Hur stor aumlr graden av muskelaktivitet hos m soleus vid sittande jaumlmfoumlrt med vid staringende vadhaumlvning Metod och material Studiedesign Klinisk studie Undersoumlkningsgrupp Foumlr att rekrytera testdeltagare sattes informationsblad upp paring flera lokaler paring Lunds Universitet Samtliga testdeltagare rekryterades fraringn sjukgymnastutbildningen genom muntlig inbjudan och via informationsbladen Deltagarna som genomfoumlrde testerna var nio sjukgymnaststudenter och en laumlrare varav sex var kvinnor och fyra var maumln Medianaringldern paring deltagarna var 21 (20 ndash 57) aringr Deltagarnas medianvikt var 71 (547 - 1178) kg Medianlaumlngden var 1715 (163 ndash 1965) cm Inklusionskriterierna foumlr deltagande i studien var inledningsvis en aringlder mellan 18 ndash 25 i syfte att skapa en homogen testgrupp Detta aumlndrades sedan pga bortfall av deltagare daring en aumlldre person inkluderades istaumlllet Daumlrav blev medianaringldern slutligen 20-57 aringr Det andra kriteriet foumlr deltagande var att deltagarna upplevde sig sjaumllva som friska och skadefria i nedre extremiteten vid testtillfaumlllet Tolv personer skulle ursprungligen delta i studien Tvaring av dessa kunde ej deltaga i studien pga transportsvaringrigheter Bortfallet foumlr studien var daumlrfoumlr tvaring personer (167 ) Ett muntligt medgivande om deltagande i studien gavs fraringn samtliga testdeltagare Enligt oumlverenskommelsen i medgivandet skulle personuppgifter endast hanteras inom projektets ramar och inte redovisas foumlr utomstaringende Inga etiska dilemman identifierades i planeringen av studien med tanke paring onoumldig skaderisk EMG Haringrdvaran bestod av en EMG-apparatur med beteckningen ME6000 Biomonitor Mjukvaran som anvaumlndes var Megawin version 30 Detta EMG-program har en maximal samplingsfrekvens paring 1024 Hz Baringde mjukvaran och haringrdvaran aumlr gjorda av foumlretaget Mega Electronics Ltd i Finland med licens 2004 (17) Elektroderna som anvaumlndes var av engaringngstyp Elektroderna var av typ Ambureg Neuroline 720 Maskiner och andra material Testerna genomfoumlrdes paring Gerdahallen i Lund Daumlr anvaumlndes befintlig Smith-maskin med skumgummiring runt staringngen (bild 1) samt maskin foumlr sittande vadhaumlvning (bild 2) Mer information om dessa maskiner exempelvis produktionsfoumlretag fanns ej att finna Vid uppvaumlrmning anvaumlndes en befintlig traditionell motionscykel Vid vaumlgning av testdeltagarnas kroppsvikt anvaumlndes en traditionell elektronisk husharingllsvaringg Andra material som anvaumlndes var tvaringl och vatten finkornigt sandpapper engaringngsrakhyvlar samt en skaumlnkelgoniometer

3

Datum foumlr genomfoumlrande Testerna genomfoumlrdes mellan 28-30 oktober 2008 Varje deltagare genomfoumlrde testerna under en timme och behoumlvde endast naumlrvara en dag Maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Foumlr att undersoumlka varje muskels maximala grad av aktivering anvaumlndes ett isometriskt test Detta utfoumlrdes innan testdeltagarna utfoumlrde de submaximala testerna med belastning Detta gjordes genom att Smith-maskinens staringng respektive vadhaumlvningsmaskinens knaumldyna laringstes fast paring ett saringdant saumltt att isometrisk kontraktion utfoumlrdes mot ett fixerat motstaringnd Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd (TEST) Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Belastningen vid detta test var 57 kg + kroppsvikt och ekvivalent belastning i sittande (skattat enligt beskrivning nedan) Vaumlrdet paring detta test anvaumlndes senare foumlr att analysera foumlrharingllandet av muskelaktiviteten mellan TEST och MVC Generellt foumlr baringda testens utfoumlrande och procedur Foumlrst informerades deltagarna om testernas utformning samt om den procedur genom vilken testerna skulle utfoumlras Daumlrefter utfoumlrde varje testdeltagare en fem minuters uppvaumlrmning i lugnt tempo paring motionscykel Vilken oumlvning deltagarna skulle boumlrja med bestaumlmdes genom att de fem foumlrsta deltagarna boumlrjade med staringende vadhaumlvning och de fem sista boumlrjade med sittande vadhaumlvning Detta gjordes foumlr att eventuellt utesluta moumljligheten till ett samband mellan oumlvningsordningen och testresultatet Uppvaumlrmningen avslutades med att varje deltagare utfoumlrde 20 repetitioner utan extra motstaringnd paring sin foumlrsta maskin Placeringen av elektroderna grundade sig paring rekommendationerna i mjukvaruprogrammet daumlr bilder visade hur dessa skulle faumlstas utanparing varje muskel Innan elektroderna faumlstes paring vaderna tvaumlttades huden med tvaringl och vatten All eventuell haringrvaumlxt paring de aktuella omraringdena avlaumlgsnades med rakhyvel Huden skrubbades aumlven med sandpapper foumlr att skapa en jaumlmnare hudyta Foumlr att underlaumltta genomfoumlrandet och insamlingen av data maumlttes endast houmlger vadmuskulatur och daring endast m gastrocnemius mediala huvud samt m soleus Testerna utfoumlrdes bilateralt daring detta ingaringr i de traumlningsoumlvningar som studeras En annan anledning till att inte baringda benen maumlttes var att fraringgestaumlllningarna endast avsedde jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv Detta staumlmmer ocksaring oumlverens med de moumljligheter EMG-maumltning ger med avseende paring resultat och tolkning av detta Vidare i uppsatsen kommer denna information (att maumltningar gjordes paring houmlger vad och endast paring det mediala huvudet av m gastrocnemius) inte aringterupprepas och ligger till grund foumlr samtliga resultat gaumlllande maumltning av m triceps surae Paring baringda testerna gavs instruktioner foumlr att standardisera utgaringngspositionen Visuella och auditiva kommandon gavs foumlr start och stopp av varje repetition Orden som anvaumlndes var rdquoUpprdquo rdquoNerrdquo och rdquoVilardquo Samma kommandon anvaumlndes vid baringda oumlvningarna med

4

undantaget foumlr MVC daring en testledare repetitivt uppmanade deltagaren att prestera maximalt under varje repetition Principerna foumlr utgaringngspositionen gaumlllande underben och fot var samma foumlr MVC och TEST Under samtliga test foumlrdes skriftligt testprotokoll De noteringar som gjordes avsedde deltagarnas namn koumln aringlder laumlngd vikt och det datum testet aumlgde rum Vidare noterades den staringende reaktionskraften resultatet foumlr MVC och TEST i staringende samt i sittande Belastning och knaumlvinkel i sittande noterades ocksaring I protokollen benaumlmndes m gastrocnemius som rdquoG1rdquo och m soleus som rdquoS2rdquo Dessa benaumlmningar anvaumlndes ocksaring i senare analys av data Staringende vadhaumlvning Deltagarna stod med framfoten paring en 15 cm houmlg 10 cm bred och 50 cm laringng gummiplanka Varje fots fraumlmsta taringspets tangerade bortre kanten paring plankans bredd Runt skivstaringngen satt en rund skumgummicylinder foumlr att minska obehagligt tryck paring axlarna Haumlnderna placerades lite utanfoumlr axelbredd paring skivstaringngen foumlr att stabilisera staringngen mot axlarna Utgaringngspositionen som instruerades var staringende med raka knaumln positionerat baumlcken i neutrallaumlge samt en rak rygg och straumlckta houmlfter med blicken riktad rakt framaringt Under testets garingng bibehoumlll deltagaren utgaringngspositionen Vilolaumlget bestod av att deltagarna stod med haumllarna paring marken med en aktiv dorsalflektion foumlr att haumlmma muskelaktiviteten paring de aktuella musklerna Detta gjordes foumlr att ge tydligare kurvor med mindre ofrivillig muskelaktivitet i vilolaumlge Vid varje repetition utfoumlrde deltagarna en plantarflexion med maximal kraft under tre sekunder Daumlrefter intog deltagaren vilolaumlget i ca tre sekunder beroende paring hur fort deltagaren minskade sin muskelaktivitet dvs slappnade av Sittande vadhaumlvning Vid sittande vadhaumlvning instruerades deltagarna att placera framfoten paring fotstoumldet saring att fraumlmre taringspetsen nuddade bortre delen av fotstoumldet Fotens vilolaumlge var laumltt dorsalflektion Ytterliggare instruktion gavs om att placeringen av haumll och taring skulle vara i raumlt vinkel med fotstoumldet foumlr att standardisera oumlvningen Deltagarna fick sjaumllva staumllla in maskinens houmljd paring knaumldynorna saring att de passade till underbenens laumlngd Foumlr att reaktionskraften paring sittande vadhaumlvning skulle motsvara staringende vadhaumlvning beraumlknades biomekaniska och anatomiska parametrar enligt formeln [Belastning i staringende 035 = Belastning i sittande]

5

Vadmaskinens horisontella haumlvstaringng var indelad i tre delar En tredjedel mellan haumlvstaringngens roumlrelsecentrum och den del daumlr vadmuskulaturen verkade Tvaring tredjedelar av haumlvstaringngens avstaringnd utgjordes mellan vadmuskulaturens verkningspunkt och viktskivorna med vilka oumlvningens belastning stegrades I sittande var det endast deltagarnas underben och foumltter som utgjorde den aktuella kroppsvikten Mindre belastning kraumlvdes daumlrfoumlr i sittande aumln i staringende foumlr att den totala reaktionskraften skulle bli densamma i baringda testerna Detta innebar att haumlvstaringngseffekten tillsammans med kroppsvikten utgjorde ungefaumlr tre garingnger den staringende belastningen Daumlrav multiplicerades den staringende reaktionskraften med 035 (avrundat fraringn 033) foumlr att faring belastningen i sittande Foumlr att kontrollera denna beraumlkning gjordes stickprov med varingg Dessa kontroller visade att beraumlkningarna laringg inom en rimlig felmarginal Ex Testdeltagaren vaumlgde 60 kg Belastningen i Smithmaskinen var 57 kg (staringng och viktskivor) Detta gav en total reaktionskraft paring 117 kg i staringende 117 kg multiplicerat med 035 ger 4095 kg Daring viktskivorna som minst vaumlgde 125 kg avrundades belastningen till naumlrmast moumljliga belastning i detta fall 4125 kg I detta fall var det daumlrfoumlr denna vikt som belastade maskinen foumlr sittande vadhaumlvning Testdeltagarnas knaumlvinkel i sittande vadhaumlvning var 615 (medianvaumlrde) (58-67) grader Samma testledare maumltte samtliga deltagare Analys av data Anledningen till att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra tre repetitioner var dels att det skulle bli laumlttare foumlr oss att konstatera att det vaumlrde som registrerades av apparaturen var ett raumlttvisande vaumlrde foumlr testdeltagaren Detta kan goumlras genom att titta paring tre kurvor och sedan se att den houmlgsta noteringen aumlr rimlig Vid endast en repetition hade denna houmlgsta notering staringtt utan jaumlmfoumlrelse och daumlrfoumlr oumlkat risken foumlr onaturligt houmlga noteringar Foumlr att analysera de kurvor (raring EMG) som registrerades av EMG-apparaturen i mjukvaran anvaumlndes funktionen rdquoRMS Smoothingrdquo dvs filtrering med RMS (root mean square) av maumltvaumlrdet foumlr att jaumlmna ut brus och variationer Detta gav visuellt oumlverskaringdliga kurvor med synliga toppnoteringar (Peak-value) Foumlr att notera toppvaumlrdet paring varje test anvaumlndes manuell avlaumlsning med hjaumllp av funktionen rdquoCursor showrdquo Dessa toppnoteringar noterades i en tabell varefter medelvaumlrdet foumlr toppnoteringarna beraumlknades och utgjorde resultaten foumlr varje test Utifraringn dessa data beraumlknades medelvaumlrden och standardvediation i μV foumlr baringda musklerna och foumlr baringda positionerna T-test anvaumlndes foumlr att undersoumlka skillnader i muskelaktivitet vid sittande och staringende vid TEST och MVC hos baringda musklerna Slutligen beraumlknades ratio foumlr att undersoumlka foumlrharingllandet mellan staringende respektive sittande TEST och MVC Microsoft Excel 2003 anvaumlndes foumlr beraumlkning av statistik Redovisning av data Som redovisning av resultatet anvaumlndes deskriptiv statistik med diagram och figurer foumlr att illustrera resultaten Reliabilitet och validitet Metoden hade beproumlvad validitet att maumlta musklers grad av aktivering genom de data som producerades vid EMG-maumltningarna Ytlig EMG som metod hade sedan tidigare testats foumlr reliabilitet och validitet foumlr att maumlta muskelaktivitetens korrelation till muskelkraft (18) Studien foumlljde framtagna europeiska rekommendationer foumlr placering och anvaumlndande av EMG-elektroder (19 20)

6

Resultat Medelvaumlrdet foumlr gruppens EMG-aktivitet i μV vid test foumlr baringde m gastrocnemius och m soleus foumlr baringda utgaringngspositionerna samt foumlr varje testdeltagare aumlr presenterade i tabell 1 Fullstaumlndigt testprotokoll aumlr bifogat (bilaga 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7498 plusmn 4246 μV respektive 4059 plusmn 1284 μV) (P=0013) (tabell 1) (figur 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m soleus fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (7388 plusmn 3129 μV respektive 5034 plusmn 1624 μV) (P=0012) (tabell 1) (figur 2) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid TEST Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7392 plusmn 3836 μV respektive 352 plusmn 1824 μV) (P=0007) (tabell 1) (figur 3) Hos m soleus fanns en tendens mot statistisk signifikans mellan graden av aktivitet vid sittande och staringende vadhaumlvning vid TEST Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (6229 plusmn 2593 μV respektive 4724 plusmn 821 μV) (P=0065) (tabell 1) (figur 4) Tabell 1 Medelvaumlrden av individuella peakvaumlrden av EMG-registrering vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) och vid test med bestaumlmd belastning (TEST) foumlr m gastrocnemius och m soleus i sittande och i staringende vadhaumlvning foumlr samtliga testdeltagare Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr gruppen anges (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Foumlrkortningar TD = Testdeltagare MVC = Maximal volontaumlr kontraktion TEST = Test med bestaumlmd belastning G1 = m gastrocnemius S2 = m soleus

TD MVC G1 Staringende

MVC S2 Staringende

TEST G1 Staringende

TEST S2 Staringende

MVC G1 Sittande

MVC S2 Sittande

TEST G1 Sittande

TEST S2 Sittande

1 271 325 296 387 193 408 155 347 2 1285 675 928 487 408 646 338 667 3 943 759 939 530 605 1392 815 1207 4 317 392 336 499 313 540 282 545 5 744 573 1198 498 393 529 376 457 6 599 459 627 450 409 1029 326 796 7 979 261 944 372 425 509 282 429 8 296 418 253 398 253 509 182 360 9 1502 663 1330 651 538 878 336 726 10 562 509 541 452 522 948 428 692 Medelvaumlrde 7498 5034 7392 4724 4059 7388 352 6226 SD (plusmn) 4246 1624 3836 821 1284 3129 1824 2593

7

Gastrocnemicus- MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC g1st MVC g1 sitt

Figur 1 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC s2st MVC s2 si tt

Figur 2 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

8

Gastrocnemicus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test G1st Test G1 sitt

Figur 3 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test s2st Test s2 si tt

Figur 4 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

9

Foumlrharingllandet mellan TEST och MVC beraumlknades i staringende och i sittande Vi fann att skillnaderna paring denna ratio inte var signifikanta enligt t-test Vi har aumlndaring valt att redovisa dessa daring de kan vara av intresse Ratio av m gastrocnemius paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Ratio av m soleus paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Tabell 2 Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr ratio mellan test med bestaumlmd belastning (TEST) och maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius och m soleus

M gastrocnemius Staringende (μV)

M gastrocnemius Sittande (μV)

M soleus Staringende (μV)

M soleus Sittande (μV)

Ratio () 1019 846 998 850 Standarddev (plusmn) 235 203 234 106

Diskussion Material- och metoddiskussion Testdeltagarna var alla utom en i en relativt ung aringlder En enstaka deltagare var av betydligt houmlgre aringlder vilket kan ha paringverkat homogeniteten i gruppen Vi anser att bortfallet inte paringverkade gruppens resultat Fler testdeltagare skulle dock ge studien houmlgre power Eftersom djup EMG kommer in i en exakt muskel och minskar risken foumlr oumlverfoumlring av signaler mellan muskler skulle denna metod troligen ge mer exakta resultat foumlr maumltning av en specifik muskel Metoden anvaumlndes inte daring vi som testledare inte hade behoumlrighet att anvaumlnda den Utifraringn det vi studerade gaumlllande EMG fann vi tydliga restriktioner foumlr vad EMG-resultat kan anvaumlndas till och hur vi kan och inte kan analysera dessa EMG aumlr tillfoumlrlitligt foumlr att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och inte goumlra jaumlmfoumlrelser muskler emellan (4 5) Vi var daumlrfoumlr noga med att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och vi anser att vi foumlljt dessa restriktioner genom arbetets garingng Den haringrdvara och mjukvara som anvaumlndes i studien laringnades fraringn sjukgymnastutbildningen vid Lunds Universitet Detta var den enda EMG-apparatur som stod till buds Det aumlr moumljligt att en aumln mer avancerad apparatur kunde ha gett mer exakta resultat Vid framtida studier paring omraringdet kan det vara av intresse att undersoumlka detta naumlrmare Den varingg som anvaumlndes foumlr att maumlta deltagarnas kroppsvikt kunde ha varit av mer avancerad modell Likvaumll kunde testdeltagarna haft mindre klaumlder paring sig foumlr att goumlra dessa de biomekaniska beraumlkningarna mer korrekta Vi anser dock inte att detta har paringverkat resultatet Foumlr att eventuellt oumlka studiens tillfoumlrlitlighet och upprepbarhet kunde vi ha gjort en noggrannare standardisering och dokumentation av vinklar i knauml och fot Skaumlnkelgoniometri som maumltmetod kan vara subjektiv och vi aumlr tveksamma till hur exakta maumltningarna av knaumlvinkeln egentligen var

10

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Fraringgestaumlllningar Aumlr det skillnad paring graden av aktivering i m soleus respektive m gastrocnemius i staringende jaumlmfoumlrt med sittande vid aktiv plantarflexion (vadhaumlvning) med belastning a) Hur stor aumlr graden av muskelaktivitet hos m gastrocnemius vid sittande jaumlmfoumlrt med vid staringende vadhaumlvning b) Hur stor aumlr graden av muskelaktivitet hos m soleus vid sittande jaumlmfoumlrt med vid staringende vadhaumlvning Metod och material Studiedesign Klinisk studie Undersoumlkningsgrupp Foumlr att rekrytera testdeltagare sattes informationsblad upp paring flera lokaler paring Lunds Universitet Samtliga testdeltagare rekryterades fraringn sjukgymnastutbildningen genom muntlig inbjudan och via informationsbladen Deltagarna som genomfoumlrde testerna var nio sjukgymnaststudenter och en laumlrare varav sex var kvinnor och fyra var maumln Medianaringldern paring deltagarna var 21 (20 ndash 57) aringr Deltagarnas medianvikt var 71 (547 - 1178) kg Medianlaumlngden var 1715 (163 ndash 1965) cm Inklusionskriterierna foumlr deltagande i studien var inledningsvis en aringlder mellan 18 ndash 25 i syfte att skapa en homogen testgrupp Detta aumlndrades sedan pga bortfall av deltagare daring en aumlldre person inkluderades istaumlllet Daumlrav blev medianaringldern slutligen 20-57 aringr Det andra kriteriet foumlr deltagande var att deltagarna upplevde sig sjaumllva som friska och skadefria i nedre extremiteten vid testtillfaumlllet Tolv personer skulle ursprungligen delta i studien Tvaring av dessa kunde ej deltaga i studien pga transportsvaringrigheter Bortfallet foumlr studien var daumlrfoumlr tvaring personer (167 ) Ett muntligt medgivande om deltagande i studien gavs fraringn samtliga testdeltagare Enligt oumlverenskommelsen i medgivandet skulle personuppgifter endast hanteras inom projektets ramar och inte redovisas foumlr utomstaringende Inga etiska dilemman identifierades i planeringen av studien med tanke paring onoumldig skaderisk EMG Haringrdvaran bestod av en EMG-apparatur med beteckningen ME6000 Biomonitor Mjukvaran som anvaumlndes var Megawin version 30 Detta EMG-program har en maximal samplingsfrekvens paring 1024 Hz Baringde mjukvaran och haringrdvaran aumlr gjorda av foumlretaget Mega Electronics Ltd i Finland med licens 2004 (17) Elektroderna som anvaumlndes var av engaringngstyp Elektroderna var av typ Ambureg Neuroline 720 Maskiner och andra material Testerna genomfoumlrdes paring Gerdahallen i Lund Daumlr anvaumlndes befintlig Smith-maskin med skumgummiring runt staringngen (bild 1) samt maskin foumlr sittande vadhaumlvning (bild 2) Mer information om dessa maskiner exempelvis produktionsfoumlretag fanns ej att finna Vid uppvaumlrmning anvaumlndes en befintlig traditionell motionscykel Vid vaumlgning av testdeltagarnas kroppsvikt anvaumlndes en traditionell elektronisk husharingllsvaringg Andra material som anvaumlndes var tvaringl och vatten finkornigt sandpapper engaringngsrakhyvlar samt en skaumlnkelgoniometer

3

Datum foumlr genomfoumlrande Testerna genomfoumlrdes mellan 28-30 oktober 2008 Varje deltagare genomfoumlrde testerna under en timme och behoumlvde endast naumlrvara en dag Maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Foumlr att undersoumlka varje muskels maximala grad av aktivering anvaumlndes ett isometriskt test Detta utfoumlrdes innan testdeltagarna utfoumlrde de submaximala testerna med belastning Detta gjordes genom att Smith-maskinens staringng respektive vadhaumlvningsmaskinens knaumldyna laringstes fast paring ett saringdant saumltt att isometrisk kontraktion utfoumlrdes mot ett fixerat motstaringnd Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd (TEST) Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Belastningen vid detta test var 57 kg + kroppsvikt och ekvivalent belastning i sittande (skattat enligt beskrivning nedan) Vaumlrdet paring detta test anvaumlndes senare foumlr att analysera foumlrharingllandet av muskelaktiviteten mellan TEST och MVC Generellt foumlr baringda testens utfoumlrande och procedur Foumlrst informerades deltagarna om testernas utformning samt om den procedur genom vilken testerna skulle utfoumlras Daumlrefter utfoumlrde varje testdeltagare en fem minuters uppvaumlrmning i lugnt tempo paring motionscykel Vilken oumlvning deltagarna skulle boumlrja med bestaumlmdes genom att de fem foumlrsta deltagarna boumlrjade med staringende vadhaumlvning och de fem sista boumlrjade med sittande vadhaumlvning Detta gjordes foumlr att eventuellt utesluta moumljligheten till ett samband mellan oumlvningsordningen och testresultatet Uppvaumlrmningen avslutades med att varje deltagare utfoumlrde 20 repetitioner utan extra motstaringnd paring sin foumlrsta maskin Placeringen av elektroderna grundade sig paring rekommendationerna i mjukvaruprogrammet daumlr bilder visade hur dessa skulle faumlstas utanparing varje muskel Innan elektroderna faumlstes paring vaderna tvaumlttades huden med tvaringl och vatten All eventuell haringrvaumlxt paring de aktuella omraringdena avlaumlgsnades med rakhyvel Huden skrubbades aumlven med sandpapper foumlr att skapa en jaumlmnare hudyta Foumlr att underlaumltta genomfoumlrandet och insamlingen av data maumlttes endast houmlger vadmuskulatur och daring endast m gastrocnemius mediala huvud samt m soleus Testerna utfoumlrdes bilateralt daring detta ingaringr i de traumlningsoumlvningar som studeras En annan anledning till att inte baringda benen maumlttes var att fraringgestaumlllningarna endast avsedde jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv Detta staumlmmer ocksaring oumlverens med de moumljligheter EMG-maumltning ger med avseende paring resultat och tolkning av detta Vidare i uppsatsen kommer denna information (att maumltningar gjordes paring houmlger vad och endast paring det mediala huvudet av m gastrocnemius) inte aringterupprepas och ligger till grund foumlr samtliga resultat gaumlllande maumltning av m triceps surae Paring baringda testerna gavs instruktioner foumlr att standardisera utgaringngspositionen Visuella och auditiva kommandon gavs foumlr start och stopp av varje repetition Orden som anvaumlndes var rdquoUpprdquo rdquoNerrdquo och rdquoVilardquo Samma kommandon anvaumlndes vid baringda oumlvningarna med

4

undantaget foumlr MVC daring en testledare repetitivt uppmanade deltagaren att prestera maximalt under varje repetition Principerna foumlr utgaringngspositionen gaumlllande underben och fot var samma foumlr MVC och TEST Under samtliga test foumlrdes skriftligt testprotokoll De noteringar som gjordes avsedde deltagarnas namn koumln aringlder laumlngd vikt och det datum testet aumlgde rum Vidare noterades den staringende reaktionskraften resultatet foumlr MVC och TEST i staringende samt i sittande Belastning och knaumlvinkel i sittande noterades ocksaring I protokollen benaumlmndes m gastrocnemius som rdquoG1rdquo och m soleus som rdquoS2rdquo Dessa benaumlmningar anvaumlndes ocksaring i senare analys av data Staringende vadhaumlvning Deltagarna stod med framfoten paring en 15 cm houmlg 10 cm bred och 50 cm laringng gummiplanka Varje fots fraumlmsta taringspets tangerade bortre kanten paring plankans bredd Runt skivstaringngen satt en rund skumgummicylinder foumlr att minska obehagligt tryck paring axlarna Haumlnderna placerades lite utanfoumlr axelbredd paring skivstaringngen foumlr att stabilisera staringngen mot axlarna Utgaringngspositionen som instruerades var staringende med raka knaumln positionerat baumlcken i neutrallaumlge samt en rak rygg och straumlckta houmlfter med blicken riktad rakt framaringt Under testets garingng bibehoumlll deltagaren utgaringngspositionen Vilolaumlget bestod av att deltagarna stod med haumllarna paring marken med en aktiv dorsalflektion foumlr att haumlmma muskelaktiviteten paring de aktuella musklerna Detta gjordes foumlr att ge tydligare kurvor med mindre ofrivillig muskelaktivitet i vilolaumlge Vid varje repetition utfoumlrde deltagarna en plantarflexion med maximal kraft under tre sekunder Daumlrefter intog deltagaren vilolaumlget i ca tre sekunder beroende paring hur fort deltagaren minskade sin muskelaktivitet dvs slappnade av Sittande vadhaumlvning Vid sittande vadhaumlvning instruerades deltagarna att placera framfoten paring fotstoumldet saring att fraumlmre taringspetsen nuddade bortre delen av fotstoumldet Fotens vilolaumlge var laumltt dorsalflektion Ytterliggare instruktion gavs om att placeringen av haumll och taring skulle vara i raumlt vinkel med fotstoumldet foumlr att standardisera oumlvningen Deltagarna fick sjaumllva staumllla in maskinens houmljd paring knaumldynorna saring att de passade till underbenens laumlngd Foumlr att reaktionskraften paring sittande vadhaumlvning skulle motsvara staringende vadhaumlvning beraumlknades biomekaniska och anatomiska parametrar enligt formeln [Belastning i staringende 035 = Belastning i sittande]

5

Vadmaskinens horisontella haumlvstaringng var indelad i tre delar En tredjedel mellan haumlvstaringngens roumlrelsecentrum och den del daumlr vadmuskulaturen verkade Tvaring tredjedelar av haumlvstaringngens avstaringnd utgjordes mellan vadmuskulaturens verkningspunkt och viktskivorna med vilka oumlvningens belastning stegrades I sittande var det endast deltagarnas underben och foumltter som utgjorde den aktuella kroppsvikten Mindre belastning kraumlvdes daumlrfoumlr i sittande aumln i staringende foumlr att den totala reaktionskraften skulle bli densamma i baringda testerna Detta innebar att haumlvstaringngseffekten tillsammans med kroppsvikten utgjorde ungefaumlr tre garingnger den staringende belastningen Daumlrav multiplicerades den staringende reaktionskraften med 035 (avrundat fraringn 033) foumlr att faring belastningen i sittande Foumlr att kontrollera denna beraumlkning gjordes stickprov med varingg Dessa kontroller visade att beraumlkningarna laringg inom en rimlig felmarginal Ex Testdeltagaren vaumlgde 60 kg Belastningen i Smithmaskinen var 57 kg (staringng och viktskivor) Detta gav en total reaktionskraft paring 117 kg i staringende 117 kg multiplicerat med 035 ger 4095 kg Daring viktskivorna som minst vaumlgde 125 kg avrundades belastningen till naumlrmast moumljliga belastning i detta fall 4125 kg I detta fall var det daumlrfoumlr denna vikt som belastade maskinen foumlr sittande vadhaumlvning Testdeltagarnas knaumlvinkel i sittande vadhaumlvning var 615 (medianvaumlrde) (58-67) grader Samma testledare maumltte samtliga deltagare Analys av data Anledningen till att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra tre repetitioner var dels att det skulle bli laumlttare foumlr oss att konstatera att det vaumlrde som registrerades av apparaturen var ett raumlttvisande vaumlrde foumlr testdeltagaren Detta kan goumlras genom att titta paring tre kurvor och sedan se att den houmlgsta noteringen aumlr rimlig Vid endast en repetition hade denna houmlgsta notering staringtt utan jaumlmfoumlrelse och daumlrfoumlr oumlkat risken foumlr onaturligt houmlga noteringar Foumlr att analysera de kurvor (raring EMG) som registrerades av EMG-apparaturen i mjukvaran anvaumlndes funktionen rdquoRMS Smoothingrdquo dvs filtrering med RMS (root mean square) av maumltvaumlrdet foumlr att jaumlmna ut brus och variationer Detta gav visuellt oumlverskaringdliga kurvor med synliga toppnoteringar (Peak-value) Foumlr att notera toppvaumlrdet paring varje test anvaumlndes manuell avlaumlsning med hjaumllp av funktionen rdquoCursor showrdquo Dessa toppnoteringar noterades i en tabell varefter medelvaumlrdet foumlr toppnoteringarna beraumlknades och utgjorde resultaten foumlr varje test Utifraringn dessa data beraumlknades medelvaumlrden och standardvediation i μV foumlr baringda musklerna och foumlr baringda positionerna T-test anvaumlndes foumlr att undersoumlka skillnader i muskelaktivitet vid sittande och staringende vid TEST och MVC hos baringda musklerna Slutligen beraumlknades ratio foumlr att undersoumlka foumlrharingllandet mellan staringende respektive sittande TEST och MVC Microsoft Excel 2003 anvaumlndes foumlr beraumlkning av statistik Redovisning av data Som redovisning av resultatet anvaumlndes deskriptiv statistik med diagram och figurer foumlr att illustrera resultaten Reliabilitet och validitet Metoden hade beproumlvad validitet att maumlta musklers grad av aktivering genom de data som producerades vid EMG-maumltningarna Ytlig EMG som metod hade sedan tidigare testats foumlr reliabilitet och validitet foumlr att maumlta muskelaktivitetens korrelation till muskelkraft (18) Studien foumlljde framtagna europeiska rekommendationer foumlr placering och anvaumlndande av EMG-elektroder (19 20)

6

Resultat Medelvaumlrdet foumlr gruppens EMG-aktivitet i μV vid test foumlr baringde m gastrocnemius och m soleus foumlr baringda utgaringngspositionerna samt foumlr varje testdeltagare aumlr presenterade i tabell 1 Fullstaumlndigt testprotokoll aumlr bifogat (bilaga 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7498 plusmn 4246 μV respektive 4059 plusmn 1284 μV) (P=0013) (tabell 1) (figur 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m soleus fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (7388 plusmn 3129 μV respektive 5034 plusmn 1624 μV) (P=0012) (tabell 1) (figur 2) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid TEST Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7392 plusmn 3836 μV respektive 352 plusmn 1824 μV) (P=0007) (tabell 1) (figur 3) Hos m soleus fanns en tendens mot statistisk signifikans mellan graden av aktivitet vid sittande och staringende vadhaumlvning vid TEST Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (6229 plusmn 2593 μV respektive 4724 plusmn 821 μV) (P=0065) (tabell 1) (figur 4) Tabell 1 Medelvaumlrden av individuella peakvaumlrden av EMG-registrering vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) och vid test med bestaumlmd belastning (TEST) foumlr m gastrocnemius och m soleus i sittande och i staringende vadhaumlvning foumlr samtliga testdeltagare Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr gruppen anges (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Foumlrkortningar TD = Testdeltagare MVC = Maximal volontaumlr kontraktion TEST = Test med bestaumlmd belastning G1 = m gastrocnemius S2 = m soleus

TD MVC G1 Staringende

MVC S2 Staringende

TEST G1 Staringende

TEST S2 Staringende

MVC G1 Sittande

MVC S2 Sittande

TEST G1 Sittande

TEST S2 Sittande

1 271 325 296 387 193 408 155 347 2 1285 675 928 487 408 646 338 667 3 943 759 939 530 605 1392 815 1207 4 317 392 336 499 313 540 282 545 5 744 573 1198 498 393 529 376 457 6 599 459 627 450 409 1029 326 796 7 979 261 944 372 425 509 282 429 8 296 418 253 398 253 509 182 360 9 1502 663 1330 651 538 878 336 726 10 562 509 541 452 522 948 428 692 Medelvaumlrde 7498 5034 7392 4724 4059 7388 352 6226 SD (plusmn) 4246 1624 3836 821 1284 3129 1824 2593

7

Gastrocnemicus- MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC g1st MVC g1 sitt

Figur 1 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC s2st MVC s2 si tt

Figur 2 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

8

Gastrocnemicus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test G1st Test G1 sitt

Figur 3 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test s2st Test s2 si tt

Figur 4 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

9

Foumlrharingllandet mellan TEST och MVC beraumlknades i staringende och i sittande Vi fann att skillnaderna paring denna ratio inte var signifikanta enligt t-test Vi har aumlndaring valt att redovisa dessa daring de kan vara av intresse Ratio av m gastrocnemius paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Ratio av m soleus paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Tabell 2 Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr ratio mellan test med bestaumlmd belastning (TEST) och maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius och m soleus

M gastrocnemius Staringende (μV)

M gastrocnemius Sittande (μV)

M soleus Staringende (μV)

M soleus Sittande (μV)

Ratio () 1019 846 998 850 Standarddev (plusmn) 235 203 234 106

Diskussion Material- och metoddiskussion Testdeltagarna var alla utom en i en relativt ung aringlder En enstaka deltagare var av betydligt houmlgre aringlder vilket kan ha paringverkat homogeniteten i gruppen Vi anser att bortfallet inte paringverkade gruppens resultat Fler testdeltagare skulle dock ge studien houmlgre power Eftersom djup EMG kommer in i en exakt muskel och minskar risken foumlr oumlverfoumlring av signaler mellan muskler skulle denna metod troligen ge mer exakta resultat foumlr maumltning av en specifik muskel Metoden anvaumlndes inte daring vi som testledare inte hade behoumlrighet att anvaumlnda den Utifraringn det vi studerade gaumlllande EMG fann vi tydliga restriktioner foumlr vad EMG-resultat kan anvaumlndas till och hur vi kan och inte kan analysera dessa EMG aumlr tillfoumlrlitligt foumlr att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och inte goumlra jaumlmfoumlrelser muskler emellan (4 5) Vi var daumlrfoumlr noga med att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och vi anser att vi foumlljt dessa restriktioner genom arbetets garingng Den haringrdvara och mjukvara som anvaumlndes i studien laringnades fraringn sjukgymnastutbildningen vid Lunds Universitet Detta var den enda EMG-apparatur som stod till buds Det aumlr moumljligt att en aumln mer avancerad apparatur kunde ha gett mer exakta resultat Vid framtida studier paring omraringdet kan det vara av intresse att undersoumlka detta naumlrmare Den varingg som anvaumlndes foumlr att maumlta deltagarnas kroppsvikt kunde ha varit av mer avancerad modell Likvaumll kunde testdeltagarna haft mindre klaumlder paring sig foumlr att goumlra dessa de biomekaniska beraumlkningarna mer korrekta Vi anser dock inte att detta har paringverkat resultatet Foumlr att eventuellt oumlka studiens tillfoumlrlitlighet och upprepbarhet kunde vi ha gjort en noggrannare standardisering och dokumentation av vinklar i knauml och fot Skaumlnkelgoniometri som maumltmetod kan vara subjektiv och vi aumlr tveksamma till hur exakta maumltningarna av knaumlvinkeln egentligen var

10

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Datum foumlr genomfoumlrande Testerna genomfoumlrdes mellan 28-30 oktober 2008 Varje deltagare genomfoumlrde testerna under en timme och behoumlvde endast naumlrvara en dag Maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Foumlr att undersoumlka varje muskels maximala grad av aktivering anvaumlndes ett isometriskt test Detta utfoumlrdes innan testdeltagarna utfoumlrde de submaximala testerna med belastning Detta gjordes genom att Smith-maskinens staringng respektive vadhaumlvningsmaskinens knaumldyna laringstes fast paring ett saringdant saumltt att isometrisk kontraktion utfoumlrdes mot ett fixerat motstaringnd Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd (TEST) Varje deltagare utfoumlrde tre repetitioner med ett bestaumlmt motstaringnd baringde i sittande och i staringende Det houmlgsta vaumlrdet av de tre repetitionerna registrerades och medelvaumlrdet anvaumlndes som resultat Belastningen vid detta test var 57 kg + kroppsvikt och ekvivalent belastning i sittande (skattat enligt beskrivning nedan) Vaumlrdet paring detta test anvaumlndes senare foumlr att analysera foumlrharingllandet av muskelaktiviteten mellan TEST och MVC Generellt foumlr baringda testens utfoumlrande och procedur Foumlrst informerades deltagarna om testernas utformning samt om den procedur genom vilken testerna skulle utfoumlras Daumlrefter utfoumlrde varje testdeltagare en fem minuters uppvaumlrmning i lugnt tempo paring motionscykel Vilken oumlvning deltagarna skulle boumlrja med bestaumlmdes genom att de fem foumlrsta deltagarna boumlrjade med staringende vadhaumlvning och de fem sista boumlrjade med sittande vadhaumlvning Detta gjordes foumlr att eventuellt utesluta moumljligheten till ett samband mellan oumlvningsordningen och testresultatet Uppvaumlrmningen avslutades med att varje deltagare utfoumlrde 20 repetitioner utan extra motstaringnd paring sin foumlrsta maskin Placeringen av elektroderna grundade sig paring rekommendationerna i mjukvaruprogrammet daumlr bilder visade hur dessa skulle faumlstas utanparing varje muskel Innan elektroderna faumlstes paring vaderna tvaumlttades huden med tvaringl och vatten All eventuell haringrvaumlxt paring de aktuella omraringdena avlaumlgsnades med rakhyvel Huden skrubbades aumlven med sandpapper foumlr att skapa en jaumlmnare hudyta Foumlr att underlaumltta genomfoumlrandet och insamlingen av data maumlttes endast houmlger vadmuskulatur och daring endast m gastrocnemius mediala huvud samt m soleus Testerna utfoumlrdes bilateralt daring detta ingaringr i de traumlningsoumlvningar som studeras En annan anledning till att inte baringda benen maumlttes var att fraringgestaumlllningarna endast avsedde jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv Detta staumlmmer ocksaring oumlverens med de moumljligheter EMG-maumltning ger med avseende paring resultat och tolkning av detta Vidare i uppsatsen kommer denna information (att maumltningar gjordes paring houmlger vad och endast paring det mediala huvudet av m gastrocnemius) inte aringterupprepas och ligger till grund foumlr samtliga resultat gaumlllande maumltning av m triceps surae Paring baringda testerna gavs instruktioner foumlr att standardisera utgaringngspositionen Visuella och auditiva kommandon gavs foumlr start och stopp av varje repetition Orden som anvaumlndes var rdquoUpprdquo rdquoNerrdquo och rdquoVilardquo Samma kommandon anvaumlndes vid baringda oumlvningarna med

4

undantaget foumlr MVC daring en testledare repetitivt uppmanade deltagaren att prestera maximalt under varje repetition Principerna foumlr utgaringngspositionen gaumlllande underben och fot var samma foumlr MVC och TEST Under samtliga test foumlrdes skriftligt testprotokoll De noteringar som gjordes avsedde deltagarnas namn koumln aringlder laumlngd vikt och det datum testet aumlgde rum Vidare noterades den staringende reaktionskraften resultatet foumlr MVC och TEST i staringende samt i sittande Belastning och knaumlvinkel i sittande noterades ocksaring I protokollen benaumlmndes m gastrocnemius som rdquoG1rdquo och m soleus som rdquoS2rdquo Dessa benaumlmningar anvaumlndes ocksaring i senare analys av data Staringende vadhaumlvning Deltagarna stod med framfoten paring en 15 cm houmlg 10 cm bred och 50 cm laringng gummiplanka Varje fots fraumlmsta taringspets tangerade bortre kanten paring plankans bredd Runt skivstaringngen satt en rund skumgummicylinder foumlr att minska obehagligt tryck paring axlarna Haumlnderna placerades lite utanfoumlr axelbredd paring skivstaringngen foumlr att stabilisera staringngen mot axlarna Utgaringngspositionen som instruerades var staringende med raka knaumln positionerat baumlcken i neutrallaumlge samt en rak rygg och straumlckta houmlfter med blicken riktad rakt framaringt Under testets garingng bibehoumlll deltagaren utgaringngspositionen Vilolaumlget bestod av att deltagarna stod med haumllarna paring marken med en aktiv dorsalflektion foumlr att haumlmma muskelaktiviteten paring de aktuella musklerna Detta gjordes foumlr att ge tydligare kurvor med mindre ofrivillig muskelaktivitet i vilolaumlge Vid varje repetition utfoumlrde deltagarna en plantarflexion med maximal kraft under tre sekunder Daumlrefter intog deltagaren vilolaumlget i ca tre sekunder beroende paring hur fort deltagaren minskade sin muskelaktivitet dvs slappnade av Sittande vadhaumlvning Vid sittande vadhaumlvning instruerades deltagarna att placera framfoten paring fotstoumldet saring att fraumlmre taringspetsen nuddade bortre delen av fotstoumldet Fotens vilolaumlge var laumltt dorsalflektion Ytterliggare instruktion gavs om att placeringen av haumll och taring skulle vara i raumlt vinkel med fotstoumldet foumlr att standardisera oumlvningen Deltagarna fick sjaumllva staumllla in maskinens houmljd paring knaumldynorna saring att de passade till underbenens laumlngd Foumlr att reaktionskraften paring sittande vadhaumlvning skulle motsvara staringende vadhaumlvning beraumlknades biomekaniska och anatomiska parametrar enligt formeln [Belastning i staringende 035 = Belastning i sittande]

5

Vadmaskinens horisontella haumlvstaringng var indelad i tre delar En tredjedel mellan haumlvstaringngens roumlrelsecentrum och den del daumlr vadmuskulaturen verkade Tvaring tredjedelar av haumlvstaringngens avstaringnd utgjordes mellan vadmuskulaturens verkningspunkt och viktskivorna med vilka oumlvningens belastning stegrades I sittande var det endast deltagarnas underben och foumltter som utgjorde den aktuella kroppsvikten Mindre belastning kraumlvdes daumlrfoumlr i sittande aumln i staringende foumlr att den totala reaktionskraften skulle bli densamma i baringda testerna Detta innebar att haumlvstaringngseffekten tillsammans med kroppsvikten utgjorde ungefaumlr tre garingnger den staringende belastningen Daumlrav multiplicerades den staringende reaktionskraften med 035 (avrundat fraringn 033) foumlr att faring belastningen i sittande Foumlr att kontrollera denna beraumlkning gjordes stickprov med varingg Dessa kontroller visade att beraumlkningarna laringg inom en rimlig felmarginal Ex Testdeltagaren vaumlgde 60 kg Belastningen i Smithmaskinen var 57 kg (staringng och viktskivor) Detta gav en total reaktionskraft paring 117 kg i staringende 117 kg multiplicerat med 035 ger 4095 kg Daring viktskivorna som minst vaumlgde 125 kg avrundades belastningen till naumlrmast moumljliga belastning i detta fall 4125 kg I detta fall var det daumlrfoumlr denna vikt som belastade maskinen foumlr sittande vadhaumlvning Testdeltagarnas knaumlvinkel i sittande vadhaumlvning var 615 (medianvaumlrde) (58-67) grader Samma testledare maumltte samtliga deltagare Analys av data Anledningen till att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra tre repetitioner var dels att det skulle bli laumlttare foumlr oss att konstatera att det vaumlrde som registrerades av apparaturen var ett raumlttvisande vaumlrde foumlr testdeltagaren Detta kan goumlras genom att titta paring tre kurvor och sedan se att den houmlgsta noteringen aumlr rimlig Vid endast en repetition hade denna houmlgsta notering staringtt utan jaumlmfoumlrelse och daumlrfoumlr oumlkat risken foumlr onaturligt houmlga noteringar Foumlr att analysera de kurvor (raring EMG) som registrerades av EMG-apparaturen i mjukvaran anvaumlndes funktionen rdquoRMS Smoothingrdquo dvs filtrering med RMS (root mean square) av maumltvaumlrdet foumlr att jaumlmna ut brus och variationer Detta gav visuellt oumlverskaringdliga kurvor med synliga toppnoteringar (Peak-value) Foumlr att notera toppvaumlrdet paring varje test anvaumlndes manuell avlaumlsning med hjaumllp av funktionen rdquoCursor showrdquo Dessa toppnoteringar noterades i en tabell varefter medelvaumlrdet foumlr toppnoteringarna beraumlknades och utgjorde resultaten foumlr varje test Utifraringn dessa data beraumlknades medelvaumlrden och standardvediation i μV foumlr baringda musklerna och foumlr baringda positionerna T-test anvaumlndes foumlr att undersoumlka skillnader i muskelaktivitet vid sittande och staringende vid TEST och MVC hos baringda musklerna Slutligen beraumlknades ratio foumlr att undersoumlka foumlrharingllandet mellan staringende respektive sittande TEST och MVC Microsoft Excel 2003 anvaumlndes foumlr beraumlkning av statistik Redovisning av data Som redovisning av resultatet anvaumlndes deskriptiv statistik med diagram och figurer foumlr att illustrera resultaten Reliabilitet och validitet Metoden hade beproumlvad validitet att maumlta musklers grad av aktivering genom de data som producerades vid EMG-maumltningarna Ytlig EMG som metod hade sedan tidigare testats foumlr reliabilitet och validitet foumlr att maumlta muskelaktivitetens korrelation till muskelkraft (18) Studien foumlljde framtagna europeiska rekommendationer foumlr placering och anvaumlndande av EMG-elektroder (19 20)

6

Resultat Medelvaumlrdet foumlr gruppens EMG-aktivitet i μV vid test foumlr baringde m gastrocnemius och m soleus foumlr baringda utgaringngspositionerna samt foumlr varje testdeltagare aumlr presenterade i tabell 1 Fullstaumlndigt testprotokoll aumlr bifogat (bilaga 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7498 plusmn 4246 μV respektive 4059 plusmn 1284 μV) (P=0013) (tabell 1) (figur 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m soleus fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (7388 plusmn 3129 μV respektive 5034 plusmn 1624 μV) (P=0012) (tabell 1) (figur 2) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid TEST Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7392 plusmn 3836 μV respektive 352 plusmn 1824 μV) (P=0007) (tabell 1) (figur 3) Hos m soleus fanns en tendens mot statistisk signifikans mellan graden av aktivitet vid sittande och staringende vadhaumlvning vid TEST Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (6229 plusmn 2593 μV respektive 4724 plusmn 821 μV) (P=0065) (tabell 1) (figur 4) Tabell 1 Medelvaumlrden av individuella peakvaumlrden av EMG-registrering vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) och vid test med bestaumlmd belastning (TEST) foumlr m gastrocnemius och m soleus i sittande och i staringende vadhaumlvning foumlr samtliga testdeltagare Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr gruppen anges (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Foumlrkortningar TD = Testdeltagare MVC = Maximal volontaumlr kontraktion TEST = Test med bestaumlmd belastning G1 = m gastrocnemius S2 = m soleus

TD MVC G1 Staringende

MVC S2 Staringende

TEST G1 Staringende

TEST S2 Staringende

MVC G1 Sittande

MVC S2 Sittande

TEST G1 Sittande

TEST S2 Sittande

1 271 325 296 387 193 408 155 347 2 1285 675 928 487 408 646 338 667 3 943 759 939 530 605 1392 815 1207 4 317 392 336 499 313 540 282 545 5 744 573 1198 498 393 529 376 457 6 599 459 627 450 409 1029 326 796 7 979 261 944 372 425 509 282 429 8 296 418 253 398 253 509 182 360 9 1502 663 1330 651 538 878 336 726 10 562 509 541 452 522 948 428 692 Medelvaumlrde 7498 5034 7392 4724 4059 7388 352 6226 SD (plusmn) 4246 1624 3836 821 1284 3129 1824 2593

7

Gastrocnemicus- MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC g1st MVC g1 sitt

Figur 1 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC s2st MVC s2 si tt

Figur 2 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

8

Gastrocnemicus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test G1st Test G1 sitt

Figur 3 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test s2st Test s2 si tt

Figur 4 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

9

Foumlrharingllandet mellan TEST och MVC beraumlknades i staringende och i sittande Vi fann att skillnaderna paring denna ratio inte var signifikanta enligt t-test Vi har aumlndaring valt att redovisa dessa daring de kan vara av intresse Ratio av m gastrocnemius paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Ratio av m soleus paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Tabell 2 Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr ratio mellan test med bestaumlmd belastning (TEST) och maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius och m soleus

M gastrocnemius Staringende (μV)

M gastrocnemius Sittande (μV)

M soleus Staringende (μV)

M soleus Sittande (μV)

Ratio () 1019 846 998 850 Standarddev (plusmn) 235 203 234 106

Diskussion Material- och metoddiskussion Testdeltagarna var alla utom en i en relativt ung aringlder En enstaka deltagare var av betydligt houmlgre aringlder vilket kan ha paringverkat homogeniteten i gruppen Vi anser att bortfallet inte paringverkade gruppens resultat Fler testdeltagare skulle dock ge studien houmlgre power Eftersom djup EMG kommer in i en exakt muskel och minskar risken foumlr oumlverfoumlring av signaler mellan muskler skulle denna metod troligen ge mer exakta resultat foumlr maumltning av en specifik muskel Metoden anvaumlndes inte daring vi som testledare inte hade behoumlrighet att anvaumlnda den Utifraringn det vi studerade gaumlllande EMG fann vi tydliga restriktioner foumlr vad EMG-resultat kan anvaumlndas till och hur vi kan och inte kan analysera dessa EMG aumlr tillfoumlrlitligt foumlr att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och inte goumlra jaumlmfoumlrelser muskler emellan (4 5) Vi var daumlrfoumlr noga med att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och vi anser att vi foumlljt dessa restriktioner genom arbetets garingng Den haringrdvara och mjukvara som anvaumlndes i studien laringnades fraringn sjukgymnastutbildningen vid Lunds Universitet Detta var den enda EMG-apparatur som stod till buds Det aumlr moumljligt att en aumln mer avancerad apparatur kunde ha gett mer exakta resultat Vid framtida studier paring omraringdet kan det vara av intresse att undersoumlka detta naumlrmare Den varingg som anvaumlndes foumlr att maumlta deltagarnas kroppsvikt kunde ha varit av mer avancerad modell Likvaumll kunde testdeltagarna haft mindre klaumlder paring sig foumlr att goumlra dessa de biomekaniska beraumlkningarna mer korrekta Vi anser dock inte att detta har paringverkat resultatet Foumlr att eventuellt oumlka studiens tillfoumlrlitlighet och upprepbarhet kunde vi ha gjort en noggrannare standardisering och dokumentation av vinklar i knauml och fot Skaumlnkelgoniometri som maumltmetod kan vara subjektiv och vi aumlr tveksamma till hur exakta maumltningarna av knaumlvinkeln egentligen var

10

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

undantaget foumlr MVC daring en testledare repetitivt uppmanade deltagaren att prestera maximalt under varje repetition Principerna foumlr utgaringngspositionen gaumlllande underben och fot var samma foumlr MVC och TEST Under samtliga test foumlrdes skriftligt testprotokoll De noteringar som gjordes avsedde deltagarnas namn koumln aringlder laumlngd vikt och det datum testet aumlgde rum Vidare noterades den staringende reaktionskraften resultatet foumlr MVC och TEST i staringende samt i sittande Belastning och knaumlvinkel i sittande noterades ocksaring I protokollen benaumlmndes m gastrocnemius som rdquoG1rdquo och m soleus som rdquoS2rdquo Dessa benaumlmningar anvaumlndes ocksaring i senare analys av data Staringende vadhaumlvning Deltagarna stod med framfoten paring en 15 cm houmlg 10 cm bred och 50 cm laringng gummiplanka Varje fots fraumlmsta taringspets tangerade bortre kanten paring plankans bredd Runt skivstaringngen satt en rund skumgummicylinder foumlr att minska obehagligt tryck paring axlarna Haumlnderna placerades lite utanfoumlr axelbredd paring skivstaringngen foumlr att stabilisera staringngen mot axlarna Utgaringngspositionen som instruerades var staringende med raka knaumln positionerat baumlcken i neutrallaumlge samt en rak rygg och straumlckta houmlfter med blicken riktad rakt framaringt Under testets garingng bibehoumlll deltagaren utgaringngspositionen Vilolaumlget bestod av att deltagarna stod med haumllarna paring marken med en aktiv dorsalflektion foumlr att haumlmma muskelaktiviteten paring de aktuella musklerna Detta gjordes foumlr att ge tydligare kurvor med mindre ofrivillig muskelaktivitet i vilolaumlge Vid varje repetition utfoumlrde deltagarna en plantarflexion med maximal kraft under tre sekunder Daumlrefter intog deltagaren vilolaumlget i ca tre sekunder beroende paring hur fort deltagaren minskade sin muskelaktivitet dvs slappnade av Sittande vadhaumlvning Vid sittande vadhaumlvning instruerades deltagarna att placera framfoten paring fotstoumldet saring att fraumlmre taringspetsen nuddade bortre delen av fotstoumldet Fotens vilolaumlge var laumltt dorsalflektion Ytterliggare instruktion gavs om att placeringen av haumll och taring skulle vara i raumlt vinkel med fotstoumldet foumlr att standardisera oumlvningen Deltagarna fick sjaumllva staumllla in maskinens houmljd paring knaumldynorna saring att de passade till underbenens laumlngd Foumlr att reaktionskraften paring sittande vadhaumlvning skulle motsvara staringende vadhaumlvning beraumlknades biomekaniska och anatomiska parametrar enligt formeln [Belastning i staringende 035 = Belastning i sittande]

5

Vadmaskinens horisontella haumlvstaringng var indelad i tre delar En tredjedel mellan haumlvstaringngens roumlrelsecentrum och den del daumlr vadmuskulaturen verkade Tvaring tredjedelar av haumlvstaringngens avstaringnd utgjordes mellan vadmuskulaturens verkningspunkt och viktskivorna med vilka oumlvningens belastning stegrades I sittande var det endast deltagarnas underben och foumltter som utgjorde den aktuella kroppsvikten Mindre belastning kraumlvdes daumlrfoumlr i sittande aumln i staringende foumlr att den totala reaktionskraften skulle bli densamma i baringda testerna Detta innebar att haumlvstaringngseffekten tillsammans med kroppsvikten utgjorde ungefaumlr tre garingnger den staringende belastningen Daumlrav multiplicerades den staringende reaktionskraften med 035 (avrundat fraringn 033) foumlr att faring belastningen i sittande Foumlr att kontrollera denna beraumlkning gjordes stickprov med varingg Dessa kontroller visade att beraumlkningarna laringg inom en rimlig felmarginal Ex Testdeltagaren vaumlgde 60 kg Belastningen i Smithmaskinen var 57 kg (staringng och viktskivor) Detta gav en total reaktionskraft paring 117 kg i staringende 117 kg multiplicerat med 035 ger 4095 kg Daring viktskivorna som minst vaumlgde 125 kg avrundades belastningen till naumlrmast moumljliga belastning i detta fall 4125 kg I detta fall var det daumlrfoumlr denna vikt som belastade maskinen foumlr sittande vadhaumlvning Testdeltagarnas knaumlvinkel i sittande vadhaumlvning var 615 (medianvaumlrde) (58-67) grader Samma testledare maumltte samtliga deltagare Analys av data Anledningen till att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra tre repetitioner var dels att det skulle bli laumlttare foumlr oss att konstatera att det vaumlrde som registrerades av apparaturen var ett raumlttvisande vaumlrde foumlr testdeltagaren Detta kan goumlras genom att titta paring tre kurvor och sedan se att den houmlgsta noteringen aumlr rimlig Vid endast en repetition hade denna houmlgsta notering staringtt utan jaumlmfoumlrelse och daumlrfoumlr oumlkat risken foumlr onaturligt houmlga noteringar Foumlr att analysera de kurvor (raring EMG) som registrerades av EMG-apparaturen i mjukvaran anvaumlndes funktionen rdquoRMS Smoothingrdquo dvs filtrering med RMS (root mean square) av maumltvaumlrdet foumlr att jaumlmna ut brus och variationer Detta gav visuellt oumlverskaringdliga kurvor med synliga toppnoteringar (Peak-value) Foumlr att notera toppvaumlrdet paring varje test anvaumlndes manuell avlaumlsning med hjaumllp av funktionen rdquoCursor showrdquo Dessa toppnoteringar noterades i en tabell varefter medelvaumlrdet foumlr toppnoteringarna beraumlknades och utgjorde resultaten foumlr varje test Utifraringn dessa data beraumlknades medelvaumlrden och standardvediation i μV foumlr baringda musklerna och foumlr baringda positionerna T-test anvaumlndes foumlr att undersoumlka skillnader i muskelaktivitet vid sittande och staringende vid TEST och MVC hos baringda musklerna Slutligen beraumlknades ratio foumlr att undersoumlka foumlrharingllandet mellan staringende respektive sittande TEST och MVC Microsoft Excel 2003 anvaumlndes foumlr beraumlkning av statistik Redovisning av data Som redovisning av resultatet anvaumlndes deskriptiv statistik med diagram och figurer foumlr att illustrera resultaten Reliabilitet och validitet Metoden hade beproumlvad validitet att maumlta musklers grad av aktivering genom de data som producerades vid EMG-maumltningarna Ytlig EMG som metod hade sedan tidigare testats foumlr reliabilitet och validitet foumlr att maumlta muskelaktivitetens korrelation till muskelkraft (18) Studien foumlljde framtagna europeiska rekommendationer foumlr placering och anvaumlndande av EMG-elektroder (19 20)

6

Resultat Medelvaumlrdet foumlr gruppens EMG-aktivitet i μV vid test foumlr baringde m gastrocnemius och m soleus foumlr baringda utgaringngspositionerna samt foumlr varje testdeltagare aumlr presenterade i tabell 1 Fullstaumlndigt testprotokoll aumlr bifogat (bilaga 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7498 plusmn 4246 μV respektive 4059 plusmn 1284 μV) (P=0013) (tabell 1) (figur 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m soleus fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (7388 plusmn 3129 μV respektive 5034 plusmn 1624 μV) (P=0012) (tabell 1) (figur 2) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid TEST Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7392 plusmn 3836 μV respektive 352 plusmn 1824 μV) (P=0007) (tabell 1) (figur 3) Hos m soleus fanns en tendens mot statistisk signifikans mellan graden av aktivitet vid sittande och staringende vadhaumlvning vid TEST Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (6229 plusmn 2593 μV respektive 4724 plusmn 821 μV) (P=0065) (tabell 1) (figur 4) Tabell 1 Medelvaumlrden av individuella peakvaumlrden av EMG-registrering vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) och vid test med bestaumlmd belastning (TEST) foumlr m gastrocnemius och m soleus i sittande och i staringende vadhaumlvning foumlr samtliga testdeltagare Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr gruppen anges (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Foumlrkortningar TD = Testdeltagare MVC = Maximal volontaumlr kontraktion TEST = Test med bestaumlmd belastning G1 = m gastrocnemius S2 = m soleus

TD MVC G1 Staringende

MVC S2 Staringende

TEST G1 Staringende

TEST S2 Staringende

MVC G1 Sittande

MVC S2 Sittande

TEST G1 Sittande

TEST S2 Sittande

1 271 325 296 387 193 408 155 347 2 1285 675 928 487 408 646 338 667 3 943 759 939 530 605 1392 815 1207 4 317 392 336 499 313 540 282 545 5 744 573 1198 498 393 529 376 457 6 599 459 627 450 409 1029 326 796 7 979 261 944 372 425 509 282 429 8 296 418 253 398 253 509 182 360 9 1502 663 1330 651 538 878 336 726 10 562 509 541 452 522 948 428 692 Medelvaumlrde 7498 5034 7392 4724 4059 7388 352 6226 SD (plusmn) 4246 1624 3836 821 1284 3129 1824 2593

7

Gastrocnemicus- MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC g1st MVC g1 sitt

Figur 1 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC s2st MVC s2 si tt

Figur 2 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

8

Gastrocnemicus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test G1st Test G1 sitt

Figur 3 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test s2st Test s2 si tt

Figur 4 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

9

Foumlrharingllandet mellan TEST och MVC beraumlknades i staringende och i sittande Vi fann att skillnaderna paring denna ratio inte var signifikanta enligt t-test Vi har aumlndaring valt att redovisa dessa daring de kan vara av intresse Ratio av m gastrocnemius paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Ratio av m soleus paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Tabell 2 Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr ratio mellan test med bestaumlmd belastning (TEST) och maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius och m soleus

M gastrocnemius Staringende (μV)

M gastrocnemius Sittande (μV)

M soleus Staringende (μV)

M soleus Sittande (μV)

Ratio () 1019 846 998 850 Standarddev (plusmn) 235 203 234 106

Diskussion Material- och metoddiskussion Testdeltagarna var alla utom en i en relativt ung aringlder En enstaka deltagare var av betydligt houmlgre aringlder vilket kan ha paringverkat homogeniteten i gruppen Vi anser att bortfallet inte paringverkade gruppens resultat Fler testdeltagare skulle dock ge studien houmlgre power Eftersom djup EMG kommer in i en exakt muskel och minskar risken foumlr oumlverfoumlring av signaler mellan muskler skulle denna metod troligen ge mer exakta resultat foumlr maumltning av en specifik muskel Metoden anvaumlndes inte daring vi som testledare inte hade behoumlrighet att anvaumlnda den Utifraringn det vi studerade gaumlllande EMG fann vi tydliga restriktioner foumlr vad EMG-resultat kan anvaumlndas till och hur vi kan och inte kan analysera dessa EMG aumlr tillfoumlrlitligt foumlr att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och inte goumlra jaumlmfoumlrelser muskler emellan (4 5) Vi var daumlrfoumlr noga med att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och vi anser att vi foumlljt dessa restriktioner genom arbetets garingng Den haringrdvara och mjukvara som anvaumlndes i studien laringnades fraringn sjukgymnastutbildningen vid Lunds Universitet Detta var den enda EMG-apparatur som stod till buds Det aumlr moumljligt att en aumln mer avancerad apparatur kunde ha gett mer exakta resultat Vid framtida studier paring omraringdet kan det vara av intresse att undersoumlka detta naumlrmare Den varingg som anvaumlndes foumlr att maumlta deltagarnas kroppsvikt kunde ha varit av mer avancerad modell Likvaumll kunde testdeltagarna haft mindre klaumlder paring sig foumlr att goumlra dessa de biomekaniska beraumlkningarna mer korrekta Vi anser dock inte att detta har paringverkat resultatet Foumlr att eventuellt oumlka studiens tillfoumlrlitlighet och upprepbarhet kunde vi ha gjort en noggrannare standardisering och dokumentation av vinklar i knauml och fot Skaumlnkelgoniometri som maumltmetod kan vara subjektiv och vi aumlr tveksamma till hur exakta maumltningarna av knaumlvinkeln egentligen var

10

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Vadmaskinens horisontella haumlvstaringng var indelad i tre delar En tredjedel mellan haumlvstaringngens roumlrelsecentrum och den del daumlr vadmuskulaturen verkade Tvaring tredjedelar av haumlvstaringngens avstaringnd utgjordes mellan vadmuskulaturens verkningspunkt och viktskivorna med vilka oumlvningens belastning stegrades I sittande var det endast deltagarnas underben och foumltter som utgjorde den aktuella kroppsvikten Mindre belastning kraumlvdes daumlrfoumlr i sittande aumln i staringende foumlr att den totala reaktionskraften skulle bli densamma i baringda testerna Detta innebar att haumlvstaringngseffekten tillsammans med kroppsvikten utgjorde ungefaumlr tre garingnger den staringende belastningen Daumlrav multiplicerades den staringende reaktionskraften med 035 (avrundat fraringn 033) foumlr att faring belastningen i sittande Foumlr att kontrollera denna beraumlkning gjordes stickprov med varingg Dessa kontroller visade att beraumlkningarna laringg inom en rimlig felmarginal Ex Testdeltagaren vaumlgde 60 kg Belastningen i Smithmaskinen var 57 kg (staringng och viktskivor) Detta gav en total reaktionskraft paring 117 kg i staringende 117 kg multiplicerat med 035 ger 4095 kg Daring viktskivorna som minst vaumlgde 125 kg avrundades belastningen till naumlrmast moumljliga belastning i detta fall 4125 kg I detta fall var det daumlrfoumlr denna vikt som belastade maskinen foumlr sittande vadhaumlvning Testdeltagarnas knaumlvinkel i sittande vadhaumlvning var 615 (medianvaumlrde) (58-67) grader Samma testledare maumltte samtliga deltagare Analys av data Anledningen till att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra tre repetitioner var dels att det skulle bli laumlttare foumlr oss att konstatera att det vaumlrde som registrerades av apparaturen var ett raumlttvisande vaumlrde foumlr testdeltagaren Detta kan goumlras genom att titta paring tre kurvor och sedan se att den houmlgsta noteringen aumlr rimlig Vid endast en repetition hade denna houmlgsta notering staringtt utan jaumlmfoumlrelse och daumlrfoumlr oumlkat risken foumlr onaturligt houmlga noteringar Foumlr att analysera de kurvor (raring EMG) som registrerades av EMG-apparaturen i mjukvaran anvaumlndes funktionen rdquoRMS Smoothingrdquo dvs filtrering med RMS (root mean square) av maumltvaumlrdet foumlr att jaumlmna ut brus och variationer Detta gav visuellt oumlverskaringdliga kurvor med synliga toppnoteringar (Peak-value) Foumlr att notera toppvaumlrdet paring varje test anvaumlndes manuell avlaumlsning med hjaumllp av funktionen rdquoCursor showrdquo Dessa toppnoteringar noterades i en tabell varefter medelvaumlrdet foumlr toppnoteringarna beraumlknades och utgjorde resultaten foumlr varje test Utifraringn dessa data beraumlknades medelvaumlrden och standardvediation i μV foumlr baringda musklerna och foumlr baringda positionerna T-test anvaumlndes foumlr att undersoumlka skillnader i muskelaktivitet vid sittande och staringende vid TEST och MVC hos baringda musklerna Slutligen beraumlknades ratio foumlr att undersoumlka foumlrharingllandet mellan staringende respektive sittande TEST och MVC Microsoft Excel 2003 anvaumlndes foumlr beraumlkning av statistik Redovisning av data Som redovisning av resultatet anvaumlndes deskriptiv statistik med diagram och figurer foumlr att illustrera resultaten Reliabilitet och validitet Metoden hade beproumlvad validitet att maumlta musklers grad av aktivering genom de data som producerades vid EMG-maumltningarna Ytlig EMG som metod hade sedan tidigare testats foumlr reliabilitet och validitet foumlr att maumlta muskelaktivitetens korrelation till muskelkraft (18) Studien foumlljde framtagna europeiska rekommendationer foumlr placering och anvaumlndande av EMG-elektroder (19 20)

6

Resultat Medelvaumlrdet foumlr gruppens EMG-aktivitet i μV vid test foumlr baringde m gastrocnemius och m soleus foumlr baringda utgaringngspositionerna samt foumlr varje testdeltagare aumlr presenterade i tabell 1 Fullstaumlndigt testprotokoll aumlr bifogat (bilaga 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7498 plusmn 4246 μV respektive 4059 plusmn 1284 μV) (P=0013) (tabell 1) (figur 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m soleus fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (7388 plusmn 3129 μV respektive 5034 plusmn 1624 μV) (P=0012) (tabell 1) (figur 2) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid TEST Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7392 plusmn 3836 μV respektive 352 plusmn 1824 μV) (P=0007) (tabell 1) (figur 3) Hos m soleus fanns en tendens mot statistisk signifikans mellan graden av aktivitet vid sittande och staringende vadhaumlvning vid TEST Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (6229 plusmn 2593 μV respektive 4724 plusmn 821 μV) (P=0065) (tabell 1) (figur 4) Tabell 1 Medelvaumlrden av individuella peakvaumlrden av EMG-registrering vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) och vid test med bestaumlmd belastning (TEST) foumlr m gastrocnemius och m soleus i sittande och i staringende vadhaumlvning foumlr samtliga testdeltagare Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr gruppen anges (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Foumlrkortningar TD = Testdeltagare MVC = Maximal volontaumlr kontraktion TEST = Test med bestaumlmd belastning G1 = m gastrocnemius S2 = m soleus

TD MVC G1 Staringende

MVC S2 Staringende

TEST G1 Staringende

TEST S2 Staringende

MVC G1 Sittande

MVC S2 Sittande

TEST G1 Sittande

TEST S2 Sittande

1 271 325 296 387 193 408 155 347 2 1285 675 928 487 408 646 338 667 3 943 759 939 530 605 1392 815 1207 4 317 392 336 499 313 540 282 545 5 744 573 1198 498 393 529 376 457 6 599 459 627 450 409 1029 326 796 7 979 261 944 372 425 509 282 429 8 296 418 253 398 253 509 182 360 9 1502 663 1330 651 538 878 336 726 10 562 509 541 452 522 948 428 692 Medelvaumlrde 7498 5034 7392 4724 4059 7388 352 6226 SD (plusmn) 4246 1624 3836 821 1284 3129 1824 2593

7

Gastrocnemicus- MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC g1st MVC g1 sitt

Figur 1 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC s2st MVC s2 si tt

Figur 2 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

8

Gastrocnemicus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test G1st Test G1 sitt

Figur 3 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test s2st Test s2 si tt

Figur 4 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

9

Foumlrharingllandet mellan TEST och MVC beraumlknades i staringende och i sittande Vi fann att skillnaderna paring denna ratio inte var signifikanta enligt t-test Vi har aumlndaring valt att redovisa dessa daring de kan vara av intresse Ratio av m gastrocnemius paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Ratio av m soleus paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Tabell 2 Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr ratio mellan test med bestaumlmd belastning (TEST) och maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius och m soleus

M gastrocnemius Staringende (μV)

M gastrocnemius Sittande (μV)

M soleus Staringende (μV)

M soleus Sittande (μV)

Ratio () 1019 846 998 850 Standarddev (plusmn) 235 203 234 106

Diskussion Material- och metoddiskussion Testdeltagarna var alla utom en i en relativt ung aringlder En enstaka deltagare var av betydligt houmlgre aringlder vilket kan ha paringverkat homogeniteten i gruppen Vi anser att bortfallet inte paringverkade gruppens resultat Fler testdeltagare skulle dock ge studien houmlgre power Eftersom djup EMG kommer in i en exakt muskel och minskar risken foumlr oumlverfoumlring av signaler mellan muskler skulle denna metod troligen ge mer exakta resultat foumlr maumltning av en specifik muskel Metoden anvaumlndes inte daring vi som testledare inte hade behoumlrighet att anvaumlnda den Utifraringn det vi studerade gaumlllande EMG fann vi tydliga restriktioner foumlr vad EMG-resultat kan anvaumlndas till och hur vi kan och inte kan analysera dessa EMG aumlr tillfoumlrlitligt foumlr att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och inte goumlra jaumlmfoumlrelser muskler emellan (4 5) Vi var daumlrfoumlr noga med att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och vi anser att vi foumlljt dessa restriktioner genom arbetets garingng Den haringrdvara och mjukvara som anvaumlndes i studien laringnades fraringn sjukgymnastutbildningen vid Lunds Universitet Detta var den enda EMG-apparatur som stod till buds Det aumlr moumljligt att en aumln mer avancerad apparatur kunde ha gett mer exakta resultat Vid framtida studier paring omraringdet kan det vara av intresse att undersoumlka detta naumlrmare Den varingg som anvaumlndes foumlr att maumlta deltagarnas kroppsvikt kunde ha varit av mer avancerad modell Likvaumll kunde testdeltagarna haft mindre klaumlder paring sig foumlr att goumlra dessa de biomekaniska beraumlkningarna mer korrekta Vi anser dock inte att detta har paringverkat resultatet Foumlr att eventuellt oumlka studiens tillfoumlrlitlighet och upprepbarhet kunde vi ha gjort en noggrannare standardisering och dokumentation av vinklar i knauml och fot Skaumlnkelgoniometri som maumltmetod kan vara subjektiv och vi aumlr tveksamma till hur exakta maumltningarna av knaumlvinkeln egentligen var

10

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Resultat Medelvaumlrdet foumlr gruppens EMG-aktivitet i μV vid test foumlr baringde m gastrocnemius och m soleus foumlr baringda utgaringngspositionerna samt foumlr varje testdeltagare aumlr presenterade i tabell 1 Fullstaumlndigt testprotokoll aumlr bifogat (bilaga 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7498 plusmn 4246 μV respektive 4059 plusmn 1284 μV) (P=0013) (tabell 1) (figur 1) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m soleus fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid test av MVC Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (7388 plusmn 3129 μV respektive 5034 plusmn 1624 μV) (P=0012) (tabell 1) (figur 2) En signifikant skillnad i EMG-aktivitet hos m gastrocnemius fanns mellan staringende och sittande vadhaumlvning vid TEST Vid staringende vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid sittande vadhaumlvning (7392 plusmn 3836 μV respektive 352 plusmn 1824 μV) (P=0007) (tabell 1) (figur 3) Hos m soleus fanns en tendens mot statistisk signifikans mellan graden av aktivitet vid sittande och staringende vadhaumlvning vid TEST Vid sittande vadhaumlvning var medelvaumlrden foumlr muskelaktivitet houmlgre aumln vid staringende vadhaumlvning (6229 plusmn 2593 μV respektive 4724 plusmn 821 μV) (P=0065) (tabell 1) (figur 4) Tabell 1 Medelvaumlrden av individuella peakvaumlrden av EMG-registrering vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) och vid test med bestaumlmd belastning (TEST) foumlr m gastrocnemius och m soleus i sittande och i staringende vadhaumlvning foumlr samtliga testdeltagare Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr gruppen anges (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Foumlrkortningar TD = Testdeltagare MVC = Maximal volontaumlr kontraktion TEST = Test med bestaumlmd belastning G1 = m gastrocnemius S2 = m soleus

TD MVC G1 Staringende

MVC S2 Staringende

TEST G1 Staringende

TEST S2 Staringende

MVC G1 Sittande

MVC S2 Sittande

TEST G1 Sittande

TEST S2 Sittande

1 271 325 296 387 193 408 155 347 2 1285 675 928 487 408 646 338 667 3 943 759 939 530 605 1392 815 1207 4 317 392 336 499 313 540 282 545 5 744 573 1198 498 393 529 376 457 6 599 459 627 450 409 1029 326 796 7 979 261 944 372 425 509 282 429 8 296 418 253 398 253 509 182 360 9 1502 663 1330 651 538 878 336 726 10 562 509 541 452 522 948 428 692 Medelvaumlrde 7498 5034 7392 4724 4059 7388 352 6226 SD (plusmn) 4246 1624 3836 821 1284 3129 1824 2593

7

Gastrocnemicus- MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC g1st MVC g1 sitt

Figur 1 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC s2st MVC s2 si tt

Figur 2 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

8

Gastrocnemicus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test G1st Test G1 sitt

Figur 3 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test s2st Test s2 si tt

Figur 4 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

9

Foumlrharingllandet mellan TEST och MVC beraumlknades i staringende och i sittande Vi fann att skillnaderna paring denna ratio inte var signifikanta enligt t-test Vi har aumlndaring valt att redovisa dessa daring de kan vara av intresse Ratio av m gastrocnemius paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Ratio av m soleus paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Tabell 2 Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr ratio mellan test med bestaumlmd belastning (TEST) och maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius och m soleus

M gastrocnemius Staringende (μV)

M gastrocnemius Sittande (μV)

M soleus Staringende (μV)

M soleus Sittande (μV)

Ratio () 1019 846 998 850 Standarddev (plusmn) 235 203 234 106

Diskussion Material- och metoddiskussion Testdeltagarna var alla utom en i en relativt ung aringlder En enstaka deltagare var av betydligt houmlgre aringlder vilket kan ha paringverkat homogeniteten i gruppen Vi anser att bortfallet inte paringverkade gruppens resultat Fler testdeltagare skulle dock ge studien houmlgre power Eftersom djup EMG kommer in i en exakt muskel och minskar risken foumlr oumlverfoumlring av signaler mellan muskler skulle denna metod troligen ge mer exakta resultat foumlr maumltning av en specifik muskel Metoden anvaumlndes inte daring vi som testledare inte hade behoumlrighet att anvaumlnda den Utifraringn det vi studerade gaumlllande EMG fann vi tydliga restriktioner foumlr vad EMG-resultat kan anvaumlndas till och hur vi kan och inte kan analysera dessa EMG aumlr tillfoumlrlitligt foumlr att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och inte goumlra jaumlmfoumlrelser muskler emellan (4 5) Vi var daumlrfoumlr noga med att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och vi anser att vi foumlljt dessa restriktioner genom arbetets garingng Den haringrdvara och mjukvara som anvaumlndes i studien laringnades fraringn sjukgymnastutbildningen vid Lunds Universitet Detta var den enda EMG-apparatur som stod till buds Det aumlr moumljligt att en aumln mer avancerad apparatur kunde ha gett mer exakta resultat Vid framtida studier paring omraringdet kan det vara av intresse att undersoumlka detta naumlrmare Den varingg som anvaumlndes foumlr att maumlta deltagarnas kroppsvikt kunde ha varit av mer avancerad modell Likvaumll kunde testdeltagarna haft mindre klaumlder paring sig foumlr att goumlra dessa de biomekaniska beraumlkningarna mer korrekta Vi anser dock inte att detta har paringverkat resultatet Foumlr att eventuellt oumlka studiens tillfoumlrlitlighet och upprepbarhet kunde vi ha gjort en noggrannare standardisering och dokumentation av vinklar i knauml och fot Skaumlnkelgoniometri som maumltmetod kan vara subjektiv och vi aumlr tveksamma till hur exakta maumltningarna av knaumlvinkeln egentligen var

10

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Gastrocnemicus- MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC g1st MVC g1 sitt

Figur 1 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - MVC

0

100

200

300

400

500

600

700

800

MVC s2st MVC s2 si tt

Figur 2 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

8

Gastrocnemicus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test G1st Test G1 sitt

Figur 3 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test s2st Test s2 si tt

Figur 4 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

9

Foumlrharingllandet mellan TEST och MVC beraumlknades i staringende och i sittande Vi fann att skillnaderna paring denna ratio inte var signifikanta enligt t-test Vi har aumlndaring valt att redovisa dessa daring de kan vara av intresse Ratio av m gastrocnemius paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Ratio av m soleus paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Tabell 2 Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr ratio mellan test med bestaumlmd belastning (TEST) och maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius och m soleus

M gastrocnemius Staringende (μV)

M gastrocnemius Sittande (μV)

M soleus Staringende (μV)

M soleus Sittande (μV)

Ratio () 1019 846 998 850 Standarddev (plusmn) 235 203 234 106

Diskussion Material- och metoddiskussion Testdeltagarna var alla utom en i en relativt ung aringlder En enstaka deltagare var av betydligt houmlgre aringlder vilket kan ha paringverkat homogeniteten i gruppen Vi anser att bortfallet inte paringverkade gruppens resultat Fler testdeltagare skulle dock ge studien houmlgre power Eftersom djup EMG kommer in i en exakt muskel och minskar risken foumlr oumlverfoumlring av signaler mellan muskler skulle denna metod troligen ge mer exakta resultat foumlr maumltning av en specifik muskel Metoden anvaumlndes inte daring vi som testledare inte hade behoumlrighet att anvaumlnda den Utifraringn det vi studerade gaumlllande EMG fann vi tydliga restriktioner foumlr vad EMG-resultat kan anvaumlndas till och hur vi kan och inte kan analysera dessa EMG aumlr tillfoumlrlitligt foumlr att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och inte goumlra jaumlmfoumlrelser muskler emellan (4 5) Vi var daumlrfoumlr noga med att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och vi anser att vi foumlljt dessa restriktioner genom arbetets garingng Den haringrdvara och mjukvara som anvaumlndes i studien laringnades fraringn sjukgymnastutbildningen vid Lunds Universitet Detta var den enda EMG-apparatur som stod till buds Det aumlr moumljligt att en aumln mer avancerad apparatur kunde ha gett mer exakta resultat Vid framtida studier paring omraringdet kan det vara av intresse att undersoumlka detta naumlrmare Den varingg som anvaumlndes foumlr att maumlta deltagarnas kroppsvikt kunde ha varit av mer avancerad modell Likvaumll kunde testdeltagarna haft mindre klaumlder paring sig foumlr att goumlra dessa de biomekaniska beraumlkningarna mer korrekta Vi anser dock inte att detta har paringverkat resultatet Foumlr att eventuellt oumlka studiens tillfoumlrlitlighet och upprepbarhet kunde vi ha gjort en noggrannare standardisering och dokumentation av vinklar i knauml och fot Skaumlnkelgoniometri som maumltmetod kan vara subjektiv och vi aumlr tveksamma till hur exakta maumltningarna av knaumlvinkeln egentligen var

10

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Gastrocnemicus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test G1st Test G1 sitt

Figur 3 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m gastrocnemius vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

Soleus - TEST

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Test s2st Test s2 si tt

Figur 4 Medelvaumlrden av muskelaktivitet vid test med bestaumlmd belastning (TEST) hos m soleus vid staringende (den vaumlnstra stapeln) respektive sittande (den houmlgra stapeln) vadhaumlvning (Vaumlrden maumltta i mikrovolt)

9

Foumlrharingllandet mellan TEST och MVC beraumlknades i staringende och i sittande Vi fann att skillnaderna paring denna ratio inte var signifikanta enligt t-test Vi har aumlndaring valt att redovisa dessa daring de kan vara av intresse Ratio av m gastrocnemius paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Ratio av m soleus paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Tabell 2 Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr ratio mellan test med bestaumlmd belastning (TEST) och maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius och m soleus

M gastrocnemius Staringende (μV)

M gastrocnemius Sittande (μV)

M soleus Staringende (μV)

M soleus Sittande (μV)

Ratio () 1019 846 998 850 Standarddev (plusmn) 235 203 234 106

Diskussion Material- och metoddiskussion Testdeltagarna var alla utom en i en relativt ung aringlder En enstaka deltagare var av betydligt houmlgre aringlder vilket kan ha paringverkat homogeniteten i gruppen Vi anser att bortfallet inte paringverkade gruppens resultat Fler testdeltagare skulle dock ge studien houmlgre power Eftersom djup EMG kommer in i en exakt muskel och minskar risken foumlr oumlverfoumlring av signaler mellan muskler skulle denna metod troligen ge mer exakta resultat foumlr maumltning av en specifik muskel Metoden anvaumlndes inte daring vi som testledare inte hade behoumlrighet att anvaumlnda den Utifraringn det vi studerade gaumlllande EMG fann vi tydliga restriktioner foumlr vad EMG-resultat kan anvaumlndas till och hur vi kan och inte kan analysera dessa EMG aumlr tillfoumlrlitligt foumlr att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och inte goumlra jaumlmfoumlrelser muskler emellan (4 5) Vi var daumlrfoumlr noga med att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och vi anser att vi foumlljt dessa restriktioner genom arbetets garingng Den haringrdvara och mjukvara som anvaumlndes i studien laringnades fraringn sjukgymnastutbildningen vid Lunds Universitet Detta var den enda EMG-apparatur som stod till buds Det aumlr moumljligt att en aumln mer avancerad apparatur kunde ha gett mer exakta resultat Vid framtida studier paring omraringdet kan det vara av intresse att undersoumlka detta naumlrmare Den varingg som anvaumlndes foumlr att maumlta deltagarnas kroppsvikt kunde ha varit av mer avancerad modell Likvaumll kunde testdeltagarna haft mindre klaumlder paring sig foumlr att goumlra dessa de biomekaniska beraumlkningarna mer korrekta Vi anser dock inte att detta har paringverkat resultatet Foumlr att eventuellt oumlka studiens tillfoumlrlitlighet och upprepbarhet kunde vi ha gjort en noggrannare standardisering och dokumentation av vinklar i knauml och fot Skaumlnkelgoniometri som maumltmetod kan vara subjektiv och vi aumlr tveksamma till hur exakta maumltningarna av knaumlvinkeln egentligen var

10

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Foumlrharingllandet mellan TEST och MVC beraumlknades i staringende och i sittande Vi fann att skillnaderna paring denna ratio inte var signifikanta enligt t-test Vi har aumlndaring valt att redovisa dessa daring de kan vara av intresse Ratio av m gastrocnemius paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Ratio av m soleus paring TEST ndash MVC var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Standardavvikelsen foumlr detta var houmlgre vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning Tabell 2 Medelvaumlrden och standarddeviation foumlr ratio mellan test med bestaumlmd belastning (TEST) och maximal volontaumlr kontraktion (MVC) hos m gastrocnemius och m soleus

M gastrocnemius Staringende (μV)

M gastrocnemius Sittande (μV)

M soleus Staringende (μV)

M soleus Sittande (μV)

Ratio () 1019 846 998 850 Standarddev (plusmn) 235 203 234 106

Diskussion Material- och metoddiskussion Testdeltagarna var alla utom en i en relativt ung aringlder En enstaka deltagare var av betydligt houmlgre aringlder vilket kan ha paringverkat homogeniteten i gruppen Vi anser att bortfallet inte paringverkade gruppens resultat Fler testdeltagare skulle dock ge studien houmlgre power Eftersom djup EMG kommer in i en exakt muskel och minskar risken foumlr oumlverfoumlring av signaler mellan muskler skulle denna metod troligen ge mer exakta resultat foumlr maumltning av en specifik muskel Metoden anvaumlndes inte daring vi som testledare inte hade behoumlrighet att anvaumlnda den Utifraringn det vi studerade gaumlllande EMG fann vi tydliga restriktioner foumlr vad EMG-resultat kan anvaumlndas till och hur vi kan och inte kan analysera dessa EMG aumlr tillfoumlrlitligt foumlr att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och inte goumlra jaumlmfoumlrelser muskler emellan (4 5) Vi var daumlrfoumlr noga med att jaumlmfoumlra varje muskel med sig sjaumllv och vi anser att vi foumlljt dessa restriktioner genom arbetets garingng Den haringrdvara och mjukvara som anvaumlndes i studien laringnades fraringn sjukgymnastutbildningen vid Lunds Universitet Detta var den enda EMG-apparatur som stod till buds Det aumlr moumljligt att en aumln mer avancerad apparatur kunde ha gett mer exakta resultat Vid framtida studier paring omraringdet kan det vara av intresse att undersoumlka detta naumlrmare Den varingg som anvaumlndes foumlr att maumlta deltagarnas kroppsvikt kunde ha varit av mer avancerad modell Likvaumll kunde testdeltagarna haft mindre klaumlder paring sig foumlr att goumlra dessa de biomekaniska beraumlkningarna mer korrekta Vi anser dock inte att detta har paringverkat resultatet Foumlr att eventuellt oumlka studiens tillfoumlrlitlighet och upprepbarhet kunde vi ha gjort en noggrannare standardisering och dokumentation av vinklar i knauml och fot Skaumlnkelgoniometri som maumltmetod kan vara subjektiv och vi aumlr tveksamma till hur exakta maumltningarna av knaumlvinkeln egentligen var

10

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Mer exakta biomekaniska maumltningar och beraumlkningar kunde ocksaring varit moumljliga att goumlra Vi visste inte exakt hur mycket varje maskin och dess delar vaumlgde samt hur dess haumlvstaringngseffekter verkade i samspel med testdeltagarna och deras antropometriska maringtt Vid framtida studier paring omraringdet finns moumljligheter att standardisera och noggrant analysera maskinernas vikter och haumlvstaringngseffekter Att anvaumlnda andra maskiner och utgaringngspositioner aumln de vi anvaumlnde kan ocksaring ge andra resultat daumlrfoumlr anser vi att varingra resultat fraumlmst kan tolkas som resultat av test paring de maskiner som anvaumlndes i denna studie och inte paring andra oumlvningar eller maskiner daumlr knaumlvinklarna aumlr de samma Vi kaumlnner till ett antal andra oumlvningar daumlr vadmuskulaturen kan traumlnas vid baringde straumlckt och boumljt knauml Att goumlra en direkt applicering av varingra resultat paring effekten av dessa oumlvningar vore att bortse fraringn validiteten foumlr studien aumlven om moumljligheten naturligtvis finns att resultaten eventuellt skulle motsvarar varandra Daring studiens syfte var att maumlta m triceps suraes muskelaktivitet anser vi att det vore mer raumlttvisande att maumlta baringde m gastrocnemius mediala och laterala huvud Daring vi endast maumltte det mediala huvudet fick vi inga resultat fraringn hela m triceps surae Vi kan inte veta om resultaten hade blivit annorlunda om maumltning skett paring tvaring huvuden men vi anser att denna moumljlighet finns Samma sak kan diskuteras gaumlllande maumltning av endast houmlger bens vadmuskulatur Hade resultaten blivit annorlunda om maumltningar skett paring baringda benen Aumlr det av betydelse vilket ben som testdeltagarna foumlredrar (rdquohoumlgerfotadrdquo kontra rdquovaumlnsterfotadrdquo) och finns det generella skillnader mellan houmlger och vaumlnster ben Dessa aumlr fraringgor som kunde ha besvarats vid maumltningar av baringda benen Foumlr att faring mer exakta resultat rekommenderar vi saringdana maumltningar foumlr framtida studier Testlokal och omgivning kunde ha foumlrbaumlttrats med haumlnsyn till avskildhet och stressande faktorer Trots att samtliga deltagare testades under liknande foumlrutsaumlttningar tror vi inte att alla reagerade lika paring miljoumln Daring det aumlr individuellt hur bekvaumlm testdeltagaren kaumlnner sig i ett gym och i prestationssituationen kan denna miljouml ha uppfattats som stressande Vi anser dock inte att detta behoumlver ha haft en betydande paringverkan paring resultatet det kan ocksaring vara saring att deltagarna presterade baumlttre i denna miljouml aumln de hade gjort i mer rdquosterilardquo miljoumler Vi anser att standardiseringen av utgaringngspositionerna vid oumlvningen i staringende var god men att detta kunde ha gjorts baumlttre paring naringgra punkter Bland annat fanns vissa brister i placeringen av gummiplankan foumltternas placering samt relationen mellan dessa och staringngens houmljd daring den maskin som anvaumlndes hade smaring moumljligheter till en mer finkaumlnslig instaumlllning Haumlndernas placering kunde ocksaring ha varit annorlunda Helst skulle det varit omoumljligt att med handkraft paringverka staringngen annat aumln i stabiliserande syfte Vi aumlr dock tveksamma till om naringgon deltagare gjorde detta Foumlr att vara helt saumlkra paring att inte den belastning staringngen utgjorde foumlraumlndrades paring grund av en eventuell aktivering av oumlvre extremiteten borde denna moumljlighet ha minimerats Likvaumll kunde foumltternas placering i sittande ha kontrollerats ytterliggare EMG-registreringen vid TEST varierar mellan 70 till 161 av EMGregistreringen vid MVC Den belastning som anvaumlndes vid test med bestaumlmd belastning (TEST) motsvarade daumlrfoumlr troligtvis en maximal belastning eller mer aumln maximal belastning foumlr naringgra testdeltagare I denna studie anvaumlndes samma belastning submaximalt foumlr alla testpersoner Foumlr att minska spridningen i ratio (TESTMVC) och ge en signifikant skillnad skulle moumljligen den submaximala belastningen individualiserats En moumljlighet att individualisera aumlr att bestaumlmma den submaximala belastningens storlek genom att beraumlkna en given procentuell belastning (tex 70) utifraringn varje deltagares maximala kapacitet (i kg eller Nm) Vi kommer att reflektera vidare kring detta senare

11

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Anledningen att vi valde att laringta testdeltagarna utfoumlra oumlvningarna fraringn en utgaringngsposition daumlr fotleden aumlr i aktiv dorsalflektion istaumlllet foumlr att hela foten aumlr i kontakt med marken som oumlvningarna normalt sett utfoumlrs var att varingr maumltutrustning inte kunde registrera muskelaktiviteten om inte muskeln var helt avslappnad Detta anser vi vara en brist i varingrt arbete daring testerna inte utfoumlrdes paring exakt det vis som oumlvningarna aumlr taumlnkta Hade det blivit andra resultat om apparaturen kunnat registrera aktiviteten utan en aktiv dorsalflektion Vi tror att kurvorna blivit vaumlldigt ojaumlmna men att det houmlgsta vaumlrdet aumlndaring garingtt att notera Vi ser aumlndaring inte att den aktiva dorsalflektionen kunde paringverka moumljligheten till maximal kontraktion och daumlrmed boumlr detta inte ha paringverkat resultaten naumlmnvaumlrt Daring fibertyperna hos musklerna och daumlrmed funktionerna skiljer sig (2) kan det ha varit avgoumlrande foumlr resultatet hur laringng tid varje kontraktion utfoumlrdes Hade m gastrocnemius aktiverats mindre ju laumlngre tid kontraktionen utfoumlrdes Hade m soleus tagit oumlver belastningen efter hand Dessa aumlr fraringgor som kraumlver ytterligare forskning och som vi endast kan spekulera om i nulaumlget Vi taumlnker oss att resultaten aumlr vaumlldigt beroende just av tidsfaktorn Vi hade inte foumlrvaringnats om m gastrocnemius faringtt laumlgre vaumlrden ju laumlngre kontraktionen paringgaringtt medan m soleus antagligen hade klarat av denna faktor baumlttre daring den ju fraumlmst bestaringr av utharinglliga fibrer Det aumlr moumljligt att deltagarna faringtt aumlnnu houmlgre noteringar om de faringtt genomfoumlra de tre repetitionerna ytterliggare garingnger Vana vid oumlvningen kan saumlkert ocksaring spela en viss roll foumlr individens resultat Genomfoumlrandediskussion Instruktionerna som gavs var lika foumlr alla men trots detta utfoumlrde deltagarna testerna paring naringgot olika saumltt Detta maumlrktes genom att en del deltagare gick snabbt upp paring taring vid instruktionen rdquoUpprdquo Andra utfoumlrde denna kontraktion paring ett laringngsammare mer kontrollerat saumltt Vi anser att detta spelar roll foumlr graden av muskelaktivitet paring grund av att en snabbare kontraktionshastighet goumlr att rekrytering av stoumlrre motoriska enheter under snabba kontraktioner ger en oumlkad EMG-aktivitet jaumlmfoumlrt med en laringngsammare kontraktion vid samma belastning Analysdiskussion Vid analysen av data bestaumlmde vi oss foumlr att anvaumlnda foumlrprogrammerad signalfiltrering med rdquoRoot Mean Squarerdquo(rdquoRMS-smoothingrdquo) Alternativet till detta aumlr rdquoSmoothingrdquo dvs en filtrering baserad paring medelvaumlrden som ocksaring finns foumlrprogrammerad paring mjukvaran och innebaumlr att kurvorna oumlver registrerad data jaumlmnas ut och blir mer oumlverskaringdlig Variabiliteten kan daring vara houmlgre aumln vid RMS-filtrering En laringg variabilitet var viktigt foumlr oss foumlr att underlaumltta signalbearbetning av raring EMG-signal samt foumlr att analysera kurvorna och faring mer exakta vaumlrden paring varingra data Vi anser att analysen av data och de jaumlmfoumlrelser som gjordes var korrekta och relevanta foumlr studiens syfte Vi har daumlrfoumlr inget att diskutera kring dessa beraumlkningar och analyser Resultatdiskussion Vid analys av den bearbetade EMG-signalen fann vi flera tillfaumlllen daring testdeltagarnas EMG-aktivitet vid test med belastning (TEST) oumlvertraumlffade vaumlrdena vid test av maximal volontaumlr kontraktion (MVC) Daring submaximal belastning inte kan oumlverstiga maximal belastning har vi funderat och kommit fram till foumlljande fyra taumlnkbara foumlrklaringar

12

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

1) Naringgra deltagare kontraherade sin vadmuskulatur i en houmlg hastighet Denna snabba acceleration tror vi har gett houmlgre aktivering av muskulaturen aumln om aktiveringen varit laringngsammare Det aumlr moumljligt att deltagaren utfoumlrde MVC i en laringngsammare hastighet aumln vid TEST och daumlrfoumlr kontraherade musklerna sig mer vid TEST 2) Belastningen vid TEST kan ha motsvarat maximalt motstaringnd eller mer Daring samtliga deltagare hade samma bestaumlmda belastning skulle detta ha inneburit att moumljligheten till maximal kontraktion var lika stor eller stoumlrre vid TEST som vid MVC hos de med en styrka motsvarande den givna belastningen (57 kg + kroppsvikt och motsvarande i sittande) 3) Staringngens houmljd kan ha reducerat moumljligheten till optimala positioner i staringende vadhaumlvning Daring staringngen vid test av MVC laringstes fast i den befintliga staumlllningen var houmljden paring staringngen inte optimal foumlr alla deltagare Foumlr vissa deltagare fick vi som testledare ge vika paring den fulla straumlckningen i knaumlna foumlr att komma in under staringngen Daring detta innebar en minskad moumljlighet att snabbt kontrahera musklerna innebar detta en klar skillnad fraringn moumljligheten vid TEST Vi tror att detta kan ha spelat roll men inte haft en avgoumlrande betydelse foumlr resultatet Dessa foumlrharingllanden var givetvis inte optimala men med den utrustning som fanns var det den enda moumljlighet som erbjoumlds 4) Uppvaumlrmning ndash specifik neuromuskulaumlr och psykologisk foumlrberedelse Daring deltagarna utfoumlrde test av MVC foumlre test med bestaumlmd belastning (TEST) tror vi att musklerna och nervsystemen hos deltagarna blev mer foumlrberedda infoumlr TEST aumln de var infoumlr MVC Samma sak gaumlller foumlr den psykologiska aspekten Daring deltagarna hade utfoumlrt oumlvningen en garingng och laumlrt sig konkret hur oumlvningen garingr till genom test av MVC tror vi att de var mer psykologiskt foumlrberedda att prestera vid det andra foumlrsoumlket Detta tror vi kan ha varit en bidragande orsak till att muskelaktiviteten var houmlgre vid TEST aumln vid MVC hos naringgra deltagare Varfoumlr fann vi skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvningens position Vi anser att detta kan bero paring de anatomiska skillnader som vi tidigare beskrev i uppsatsens bakgrund naumlmligen att laumlngden paring m gastrocnemius foumlraumlndras vid flexion av knaumlleden medan laumlngden paring m soleus inte foumlraumlndras (2) Detta skulle daring leda till att kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius inte aumlr optimalt vid flekterad knaumlled och att m soleus daumlrfoumlr aktiveras mer Vi taumlnker alltsaring att eftersom kraften som m gastrocnemius utvecklar minskar vid flekterad knaumlled behoumlver m soleus utveckla mer kraft foumlr att den totala kraften som m triceps surae utvecklar ska vara densamma som vid extenderad knaumlled Daring en kaumllla (2) haumlvdar att m gastrocnemius inte kan medverka till plantarflexion vid flekterad knaumlled anser vi att detta enligt varingr studie kan vara felaktigt Detta aumlr dock inte helt saumlkert daring EMG-aktivitet inte aumlr direkt kopplat till kraft (5) Daumlremot verkar varingra resultat staumlmma oumlverens med en annan kaumllla (3) som haumlvdar att kraften inte aumlr optimal vid flekterad knaumlled Det aumlr ocksaring moumljligt att det optimala kraft-laumlngd-foumlrharingllandet foumlr m gastrocnemius aumlr ett laumlge med laumltt flexion Vidare aumlr det inte omoumljligt att det kan finnas individuella kraft-laumlngd-foumlrharingllanden som i saring fall kan paringverka vilken kraft m gastrocnemius kan verka paring fotleden Att ett foumlraumlndrat utgaringngslaumlge kan medfoumlra konsekvenser foumlr EMG-aktivitet staumlmmer oumlverens med tidigare studier som gjorts paring andra muskelgrupper (13 14 15 16) Denna samstaumlmmighet finner vi intressant daring detta antyder att det kan finnas optimala positioner foumlr att traumlna specifika muskler vilket i saring fall kan utnyttjas i ett syfte att effektivisera styrketraumlning Anledningen till att vi endast fann en tendens mot statistisk signifikans foumlr skillnaden mellan EMG-aktivitet hos m soleus vid TEST gaumlllande sittande och staringende vadhaumlvning till skillnad fraringn den signifikanta skillnaden som vi fann vid MVC paring samma muskel tror vi kan ha berott

13

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

paring den belastning som anvaumlndes eller paring att utfoumlrandet vid TEST var av mer dynamisk karaktaumlr Daring dessa faktorer var de som fraumlmst skiljde TEST fraringn MVC aringt har vi inte funnit andra taumlnkbara foumlrklaringar Dock kan vi inte se naringgon rimlig foumlrklaring till varfoumlr det var paring det viset och inte heller varfoumlr denna skillnad gaumlllde enbart m soleus och inte m gastrocnemius Vi kan taumlnka oss att signifikansen varit stoumlrre om studien hade innefattat fler deltagare eftersom varje individ paringverkar resultatet relativt mycket i en grupp om tio deltagare Daring det endast skiljde ca 001 fraringn ett signifikant resultat ser vi detta som troligt Daring beraumlkningar av ratio mellan TESTMVC inte var signifikanta enligt t-test har vi resonerat fram en taumlnkbar foumlrklaring till detta Den fraumlmsta anledningen anser vi aumlr att EMG-vaumlrdena foumlr TEST varierar mellan 70 och 161 av MVC (10 av 40 maumltresultat visar paring houmlgre TEST-vaumlrden aumln MVC vilket framgaringr av tabell 1) Som vi tidigare naumlmnt tror vi att detta i sin tur berodde paring flera anledningar daumlribland att belastningen vid TEST var motsvarade max eller stoumlrre foumlr ett flertal testdeltagare samt att hastigheten vid TEST kan ha varit houmlgre aumln vid MVC Detta innebar i saring fall att belastningen vid TEST och MVC i princip motsvarade varandra och att testerna daumlrfoumlr var i princip likvaumlrdiga Daumlrav den icke-signifikanta ration Utifraringn de resultat vi funnit genom denna studie anser vi att graden av muskelaktivitet aumlr houmlgre hos m gastrocnemius vid staringende aumln vid sittande vadhaumlvning och tvaumlrtom foumlr m soleus Detta innebaumlr inte att m gastrocnemius inte aktiveras vid sittande vadhaumlvning eller att m soleus inte arbetar i staringende och att det daumlrfoumlr skulle vara utan vaumlrde att traumlna dessa muskler genom dessa oumlvningar Utifraringn de resultat vi har funnit kan vi saumlga att det snarare handlar om mindre skillnader i muskelaktivitet beroende paring oumlvning dock inte utan betydelse Vi vill ocksaring understryka att vi fann maringnga individuella skillnader och att dessa slutsatser inte gaumlller foumlr samtliga testdeltagare Hos naringgon deltagare finns exempelvis skaumll att tro att denne skulle faring en houmlgre eller aringtminstone likvaumlrdig aktivering av m gastrocnemius genom att traumlna vadhaumlvningar i sittande Daumlrfoumlr vill vi paringstaring att det kan vara av intresse att om moumljligt undersoumlka dessa foumlrharingllanden paring indivuduell basis hos idrottare patienter eller andra som anvaumlnder eller kommer att anvaumlnda sig av dessa oumlvningar regelbundet Daring m soleus beskrivs som en utharingllig stabiliserade muskel och med en stor majoritet utharinglliga muskelfibrer (2) har vi under studiens garingng staumlllt oss fraringgan om det verkligen aumlr av vaumlrde att traumlna denna muskel gaumlllande maxstyrka saring som vi ofta sett motionaumlrer och idrottare goumlra Vi aumlr tveksamma till detta Denna fraringga laringter vi dock vara obesvarad men vi vill aumlndaring laumlmna laumlsaren med denna fundering Framtida studier paring omraringdet Vi anser att framtida stoumlrre och mer standardiserade studier paring omraringdet skulle kunna ge resultat som kan vara anvaumlndbara inom haumllso- och sjukvaringrden inom idrotten samt foumlr att oumlka sjukgymnastikens kunskapsbas Daring kan vi taumlnka oss att kunskapen om kraft-laumlngd-foumlrharingllandet hos m triceps surae kan ligga till grund foumlr valen av oumlvningar i syfte att staumlrka musklerna och foumlrbaumlttra deras funktioner hos exempelvis prestationsidrottare motionaumlrer personer som varit laringngtidsimmobiliserade personer med neurologiska sjukdomar personer med muskelsjukdomar samt inom geriatriken Moumljliga arbetsomraringden daumlr traumlningens effekt kan optimeras aumlr maringnga och naumlstan omoumljliga att begraumlnsa Vi skulle ocksaring gaumlrna se att framtida studier undersoumlkte om andra oumlvningar med motsvarande knaumlvinklar gav liknande resultat

14

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Konklusion EMG-resultaten visar fraumlmst paring att det aumlr skillnad paring graden av muskelaktivitet mellan vadmusklerna m gastrocnemius och m soleus vid vadhaumlvning i olika knaumlvinklar De mer specifika resultaten visar paring att m gastrocnemius aktiveras mer vid staringende och m soleus aktiveras mer vid sittande vadhaumlvning Valet av utgaringngsstaumlllning paringverkar graden av muskelaktivitet baringde vid submaximalt och vid maximalt arbete och kan ha konsekvenser foumlr valet av oumlvning beroende paring syftet med styrketraumlningen BetydelseKlinisk relevans Denna studies primaumlra syfte har varit att undersoumlka en eventuell skillnad mellan tvaring oumlvningar Daring vi har funnit naringgra signifikanta resultat kan vi taumlnka oss att studien kan ligga till grund foumlr framtida studier med stoumlrre omfattning och precision Graden av evidens som ligger bakom varingra slutsatser kan inte ses som houmlg daring det kraumlvs ett flertal randomiserade kontrollerade studier foumlr att uppfylla en saringdan grad av evidens Daumlrfoumlr anser vi att den kliniska relevansen aumlr begraumlnsad Varingr studies signifikanta resultat kan aumlndaring ses som riktlinjer foumlr idrottare och motionaumlrer Detta paringstaringr vi just eftersom resultaten inte aumlr tvetydiga utan visar paring signifikanta skillnader trots att deltagarantalet aumlr laringgt

15

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

Referenser 1 Aringstrand P-O HoumloumlkO red Rehabiliteringsmedicin Andra upplagan Kap 8 Fysisk traumlning AB Faumllths Tryckeri Stockholm 1991 2 Bojsen-Moller F Roumlrelseapparatens anatomi s 286-288 330 Liber AB Stockholm 2000 3 Field D Soames R Butterworth Heinemann Elsevier Anatomy And Human Movement ndash Structure And Function Student Edition Palastanga N Femte upplagan s 292 2006 4 Sand O Sjaastad Ouml V Haug E Maumlnniskans fysiologi Foumlrsta upplagan Liber AB Stockholm 2004 5 Basmajian J V Muscles Alive The Williams and Wilkins company Baltimore 1962 6 Kawakami Y Amemiya K Kanehisa H Fatique responses of human triceps surae muscles during repetitive maximal isometric contractions J Appl Physiol 2000 88(6)1969-1975 7 Gazendam M Hof At Averaged EMG profiles in jogging and running at different speeds Gait and Posture 2007 25604-614 8 Nardone A Schieppati M Shift of activity in slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans J Phys 1988 395363-381 9 Duchateau J Hainaut K EMG and mechanical changes during sprint starts at different front block obliquities Med Sci Sports Exerc 1992 Nov 24(11)1257-63 10 Da Silva EM Brentano MA Cadore EL De Almeida AP Kruel LF Analysis of muscle activation during different leg press exercises at submaximum effort levels J Strength Cond Res 2008 Jul 22(4)1059-65 11 GM Karst PD Jewett Electromyographic analysis of exercises proposed for differential activation of medial and lateral quadriceps femoris muscle components J Physio Ther Vol 73 (5) May 1993286-295 12 Kaneda K Wakabayashi H Sato D Nomura T Lower extremity muscle activity during different types and speeds of underwater movement J Physiol Anthropol 2007 Mar 26(2)197-200 13 Signorile JF Zink AJ Szwed SP A comparative electromyographical investigation of muscle utilization patterns using various hand positions during the lat pull-down J Strength Cond Res 2002 Nov16(4)539-46 14 Cogley RM Archambault TA Fibeger JF Koverman MM Youdas JW Hollman JH Comparison of muscle activation using various hand positions during the push-up exercise J Strength Cond Res 2005 Aug 19(3)628ndash633

15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711

16

16 Drysdale CL Earl JE Hertel J Surface Electromyographic Activity of the Abdominal Muscles During Pelvic-Tilt and Abdominal-Hollowing Exercises J Athl Train 2004 JanndashMar 39(1) 32ndash36 17 Meltdfi [hemsida paring internet] Koupio Finland Mega Electronics Ltd [updaterad 2009 feb 11 visad 2009 feb 11] Tillgaumlnglig fraringn httpwwwmeltdfi 18 Moritani T deVries HA Anaerobic threshold determination by surface electromyography Re-examination of the relationship between the surface integrated electromyogram (iEMG) and force of isometric contraction American Journal of Physical Fitness 1978 57 263ndash77 19 Hermens HJ Freriks B Merletti R Haumlgg G Stegeman DF Blok J Rau G Disselhorst- Klug C European recommendations for surface electromyography Seniam 8 1999 20 Freriks B Hermens HJ European Recommendations for Surface ElectroMyoGraphy results of the SENIAM project Seniam 9 1999

17

18

• Framsida sammanfattning abstract osvdoc
• • Bakgrund syfte osvdoc
  • • Maximal volontaumlr kontraktion (MVC)
    • • Diskussion
      • Konklusion
      • BetydelseKlinisk relevans
      • • 15 Andersen LL Kjaeligr M Andersen CH Hansen PB Zebis MK Hansen K Sjoslashgaard G Muscle Activation During Selected Strength Exercises in Women With Chronic Neck Muscle Pain PHYS THER 2008 June 88(6) 703-711