Fatigue related EMG power spectrum changes during dynamic contractions in female rowers

Abstract

BAYAN KUREKÇILERIN DİNAMİK KONTRAKSIYONLARDA YORGUNLUĞA BAĞLI EMG GÜÇ DAĞILIMI DEĞİŞİMLERİ ÖZET Yüzeyel Elektromiyografı (YEMG), iğnesiz bir yöntem olarak nöromusküler aktiviteyi değerlendirmenin avantajlı bir yoludur. Kas yorgunluğu her ne kadar kompleks bir olguysa da, spor yapmayan deneklerde spektral ölçütlerde değişim ile tanımlanabilmektedir. Bu kriterler elit atletler için de geçerli ise, antrenman ve performans gelişimi ile yoğun fiziksel egzersiz sırasındaki kassal uyumla ilgili bilimsel araştırmalar ivme kazanacaktır. Bu amaçla, çalışmalar Türk milli takımından seçilen 10 bayan kürekçi üzerinde yapıldı. EMG kayıtlan dominant bacaktaki Vastus Lateralis kasından alındı. Bu çalışma % 80 MVC ile yapılan birbirinin aynısı iki testten oluşmuştur. İlk olarak, denekler yorulana kadar oksotonik diz ekstansiyonlanna devam ettiler ve beş dakika dinlenmeden sonra deney protokolü ikinci kez tekrarlandı. Güç dağılımı değerleri, Fast Fourier Dönüşümü (FFD) ile ham EMG sinyalinden hesaplandı. Gürültüler temizlenerek sadece aktif kas kontraksiyonlarının Ortanca Frekans (OCF) ve Ortalama Frekans (OMF) değerleri hesaplanmıştır. Buna ek olarak, Borg Kategori Oran Skalası (CR-10) algılanan kas yorgunluğunu ölçmek için kullanılmıştır. Çalışmanın sonucunda, yorgunluk profillerine bakıldığı zaman güç dağılımı değerleri bireyler arasında farklıdır. Ayrıca birinci ve ikinci testlerde güç spektrumu değerleri her bir denek için değişik olmaktadır. Ancak her iki test için OCF ve OMF değerleri genelde benzerlik arz etmektedir. Deney süresince tüm deneklerde OCF ve OMF değerlerinde periyodik artma ve azalmalar göstermiştir. Yüksek uyan oranlanyla büyük motor birimlerin kontraksiyona katılımı veya motor birimlerin değişmeli olarak oksotonik kontraksiyonlan sürdürmeleri bu sonuçların nedeni olabilir. Bu ilginç sonuçlar, yoğun antrenman yapan elit kürekçilerin özel kas adaptasyonlarının bir göstergesi olabilir. Anahtar Sözcükler: EMG, spor, kontraksiyon, yorgunluk, ortanca frekans, ortalama frekans, güç dağılımı analizi, elit kürekçiler.

IV FATIGUE RELATED EMG POWER SPECTRUM CHANGES DURING DYNAMIC CONTRACTIONS IN FEMALE ROWERS ABSTRACT The Surface Electromyography (SEMG) signal allows a good assessment of neuromuscular activity as a noninvasive tool. While muscle fatigue is a complex multifaceted phenomenon, in sedentary subjects it is characterized by changes of spectral parameters. If these criteria are also valid for athletes, monitoring training and performance development as well as scientific research on muscular adaptations during intense physical exercise will be facilitated. For this purpose, ten healthy female rowers of the Turkish National Team were selected. SEMG recordings were obtained from the muscles Vastus Lateralis (VL). The fatigue test with 80 % Maximum Voluntary Contraction (MVC) consisted of two identical tests. First, the subjects performed repetitive auxotonic knee extensions to maintain for as long as possible (till exhaustion). After a five-minute rest, the exercise protocol was repeated. The power spectrum was derived from the raw SEMG signal using the Fast Fourier Transform (FFT) algorithm. For the active phase of each contraction cycle the Median Frequency (MDF) and the Mean Frequency (MNF) were computed from the EMG signal. In addition, the Borg's Category-Ratio Scale (CR-10) was used to measure the perceived muscle exertion. The results of this study show that the inter-individual fatigue profiles differ in power spectrum. Differences are also noted for the first and the second experiments in terms of spectral values. But, the MDF and MNF graphics of both experiments are greatly similar. What is common for all the subjects is that there are periodic decreases and increases in their MDF and MNF values. Recruitment of larger motor units with higher discharge rates or cyclic recruitment of motor units during sustained auxotonic contractions may be the cause for these interesting findings. This result may represent a special muscular adaptation of elite rowers to intense muscular training. Keywords: EMG, sports, fatigue, contraction, median frequency, mean frequency, power spectral analysis, elite rowers.