Electromiographic signal reliability analysis during maximum and submaximum knee isometric actions

 

Michel A Brentano

Eduardo M Silva

Eduardo L Cadore

Luiz FM Kruel

Exercise Laboratory Research, Federal Physical Education School, University of Rio Grande do Sul, Brazil

 

 

Abstract

The objective of this paper was to verify the reliability of the amplitude of the EMG signal of the vastus lateralis muscle (VL) in the right thigh, in different occasions, during maximum and submaximum knee extensors isometric actions. Three people performed the following protocol: execution of 3 maximum voluntary isometric contractions (MVCs) during 3 s each, with later execution of submaximum actions (20, 40, 60 and 80% of the MVC), calculated considering the MVC of the highest torque peak. Each submaximum contraction (SC) lasted 4 s and was kept through a visual feedback (oscilloscope). Between each MVC and among the SC a 2 min gap was given.Parallel to the actions, EMG signal of the VL muscle was obtained through the surface electrodes put on the muscle venter longitudinally to the direction of the fibers. A reference electrode was positioned in the tuberosity of the tibia. To attest the same position among the sampling the site of the electrodes was marked with a pen for retroprojector. The same protocol was performed after 48hs for reliability analysis. Such analysis was made through Pearson correlation, with significance p<0.05. After signal processing and comparison of root mean square values, obtained in the test and re-test, it was found a high correlation among these values (r=0.972, p<0.01). These results suggest the reliability of the EMG signal, which would make its usage available for investigations that aim at comparing its amplitude in acquisitions performed in different occasions.

Key-words: electromiography, reliability, isometric actions.

 

 

Resumo

Análise da reprodutibilidade do sinal electromiográfico durante acções isométricas máximas e submáximas dos extensores do joelho

A amplitude do sinal eletromiográfico (EMG) tem sido utilizada para relacionar a ativação das unidades motoras com sua produção de força, durante um período de treinamento. A validade dessas mensurações é discutida devido algumas limitações da técnica, da eletromiografia de superfície, que acarretariam na dificuldade de reproduzir o sinal EMG, em diferentes aquisições. Assim, o objetivo do estudo foi verificar a reprodutibilidade da amplitude do sinal EMG do músculo vasto lateral (VL) da coxa direita, em diferentes ocasiões, durante ações isométricas máximas e submáximas, dos extensores do joelho. Três indivíduos realizaram o seguinte protocolo: execução de 3 contrações voluntárias isométricas máximas (CVMs), durante 3 s cada, com posterior execução de contrações submáximas (20, 40, 60 e 80% da CVM), calculadas a partir da CVM de maior pico de torque. Cada contração submáxima (CS), teve a duração de 4 s e foi mantida através de um feedback visual (osciloscópio). Entre cada CVM e entre as CS foram ministrados 2min de intervalo. Paralelamente às contrações, o sinal EMG do músculo VL foi obtido através de eletrodos de superfície colocados no ventre muscular, longitudinalmente à direção das fibras. Um eletrodo de referência foi posicionado na tuberosidade da tíbia. Para certificar o mesmo posicionamento entre as coletas, o local dos eletrodos foi marcado com caneta tipo “retroprojetor”. O mesmo protocolo de teste foi realizado após 48hs para análise da reprodutibilidade. Tal análise foi realizada através da correlação de Pearson, com significância, p<0,05. Após o processamento do sinal e comparação dos seus valores root mean square, obtidos no teste e re-teste, verificou-se uma alta correlação entre esses valores (r=0,972, p<0,01). Esses resultados sugerem a reprodutibilidade do sinal EMG, o que possibilitaria a sua utilização em investigações que visem à comparação de sua amplitude em aquisições realizadas em diferentes ocasiões.

Palavras-chave: eletromiografia, reprodutibilidade, ações isométricas

 

 

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