A comparison of immediate effects of passive stretching exercises and manual therapy techniques for reducing stiffness on muscle and tendon unit of quadriceps femoris muscle

Abstract

HARİS BEGOVİC, QUADRİCEPS KASININ SERTLİĞİNİ AZALTMADA KULLANILAN PASIF GERME VE MANUEL TEDAVI YÖNTEMLERİNİN KAS VE TENDON ÜZERİNE OLAN ETKİLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI, DOKTORA TEZİ, FİZİK TEDAVİ VE REHABİLİTASYON PROGRAMI, ANKARA, 2014. Germe egzersizleri ve manuel tedavi teknikleri, kas ve tendon sertliğini azaltmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tekniklerin kullanılmasıyla, kas dinamiklerini oluşturan uyarılma-kasılma çifti, elektromekanik gecikme, kas liflerinin vibrasyonu ve güç çıkışının değiştirilebileceği öne sürülmüştür. EMG ve EMG-Güç (EMG-Force) arasındaki zamansal gecikmeler, çeşitli tekniklerden sonraki kas dinamiklerinde ortaya çıkan değişiklikleri değerlendirmek için kullanılır. Bu çalışmanın amacı, manuel tedavi ve pasif germe sonrası Quadriceps kası ve Quadriceps tendonunun elektro-mekaniksel özelliğinde ortaya çıkacak akut değişiklikleri incelemektir. Yaşları 20-35 arasındaki toplam 56 sağlıklı birey, pasif germe, manuel tedavi, pasif germe+ manuel tedavi ve kontrol grubu olmak üzere 4 gruba ayrılmıştır. Uygulama gruplarındaki bireyler tek bir tedavi seansı almışlar ve seanstan hemen sonra değerlendirilmişlerdir. Kontrol grubundaki bireylere bir uygulama yapılmamıştır. 15°, 30° ve 45° olmak üzere 3 farklı diz fleksiyon açısında yapılan istemli izometrik kontraksiyonlar sırasında Quadriceps femoris kasının güç çıkışı(Force output) ve Elektromyografik(EMG) ve mekanomyografik (MMG) sinyalleri arasındaki gecikmeler, alt ekstremiteyi pozisyonlamak için özel olarak tasarlanmış bir cihaz ve bir amplikatörler vasıtasıyla eşzamanlı olarak ölçülmüştür. Sinyal kayıtları, Rectus Femoris (RF) ve Vastus Medialis (VM) kaslarından alınmıştır. Rectus femoris kası için EMG- MMG ve MMG-Force arasındaki zamansal gecikme, germe egzersizlerinden sonra ve 15° de artarken, EMG-Force (elektromekanik gecikme) arasındaki gecikme manuel tedaviden sonra 15° ile 30° diz fleksiyonunda artmıştır. Manuel tedavi + germe, 15° diz fleksiyonunda tüm sinyaller arasındaki (EMG-MMG-Force) zamansal gecikmeleri uzatırken, 30° ve 45°'lik diz fleksiyonlarında sadece EMG-MMG ve EMG-Force sinyallerindeki zamansal gecikmelerde artış olmuştur. VM kası için EMG-Force arasındaki zamansal gecikme, germe egzersizlerinden sonra 15° ve 45° diz fleksiyonunda artmıştır. Manuel tedavi uygulaması, EMG-Force arasındaki gecikmeyi, sadece 15° diz fleksiyonunda artırmıştır. Manual tedavi + germenin, 15° diz fleksiyonunda EMG, MMG and Force sinyalleri arasındaki zamansal gecikmeyi uzatırken, 30° diz fleksiyonunda sadece EMG-MMG arasındaki zamansal gecikmeyi uzatmıştır. Tüm uygulama grupları birbirleri ile karşılaştırıldığında, 15° diz fleksiyonunda, hem RF hem de VM kasları için manuel tedavi uygulamasının, manuel tedavi+ pasif germe uygulamasına göre daha etkili olduğu ortaya konulmuştur. 15° diz fleksiyonundaki güç yayılımı sırasında, RF kasının kas fibrili düzeyindeki sertliğini azaltmak için germenin daha etkili olduğu bulunurken, hem 15° hem de 30°'lik diz fleksiyonunda güç çıkışının yayılımına kadar EMG sinyalleri tarafından başlatılan tüm sürecin zamanını artırmak için manuel tedavinin daha yararlı etkilere sahip olduğu bulunmuştur. VM kası için hem germe hem de manuel tedavi, 15° lik diz fleksiyonunda EMG ve güç arasındaki tüm süreçlerdeki zamansal gecikmeyi artırmada etkili olmuştur. Manuel tedavi ve germe kombinasyonu, 15° diz fleksiyonunda güç çıkışı ile uyumlu olarak EMG sinyallerindeki tüm zamansal süreçlerin artış zamanını artırmıştır. Hem RF, hem de VM kası için EMG sinyalleri ve güç çıkışı arasında gecikme zamanındaki bu artış, 30° and 45°'lik diz fleksiyonunda dereceli olarak azalmaya başlamıştır.

HARIS BEGOVIC, A COMPARISON OF IMMEDIATE EFFECTS OF PASSIVE STRETCHING EXERCISES AND MANUAL THERAPY TECHNIQUES FOR REDUCING STIFFNESS ON MUSCLE AND TENDON UNIT OF QUADRICEPS FEMORIS MUSCLE, DOCTORAL THESIS IN THE PROGRAM OF PHYSIOTHERAPY AND REHABILITATION, ANKARA, 2014. Stretching exercises and manual therapy techniques are commonly used in order to reduce stiffness of muscle and tendon. It is suggested that muscle dynamics consisting of excitation-contraction coupling, electromechanical delay and muscle fiber vibration and force output may be altered using these thechniques. Time delays between onset of electromyographic (EMG), mechanomyography (MMG) and Force (FORCE) have been using to assess the changes in the dynamics of muscle after various techniques. The aim of this study was to investigate acute changes in the electro-mechanical properties of quadriceps femoris muscle and tendon after passive streching and manual therapy techniques. A total of 56 healthy subjects aged between 20-35 years old ( have been divided into 4 groups as passive stretching, manual therapy, passive stretching + manual therapy and control group. Subjects in the interventional groups had only one treatment session and they have been assessed immediately after the session. There was no application for the control group. The delays between EMG and MMG signals and, Force-Output of quadriceps femoris during voluntary isometric contraction at three different knee flexion angles, 15°,30° and 45° were simultaneously measured on a device originally derived for positioning lower extremities and a custom made amplifier for signal detection. Signal records have been taken from Rectus Femoris (RF) and Vastus Medialis (VM) muscle fibers. For RF muscle, time delay between EMG-MMG and MMG-Force increased after stretching at 15° knee flexion, while time delay between EMG-Force (electromechanical delay) increased after manual therapy at 15° and 30° knee flexion. Manual therapy + stretching has lengthened the time delay between all onsets of EMG, MMG and Force output in isometric contraction at 15° knee flexion, while time delay between EMG-MMG and EMG-Force has incresed at 30° and 45° knee flexion. For VM muscle, time delay between EMG-Force increased at 15° and 45° knee flexion after stretching. Manual therapy has increased time delay between EMG-Force only at 15° knee flexion. Manual therapy + stretching has lengthened all time delays between EMG, MMG and Force at 15° knee flexion while time delay between EMG-MMG increased only at 30° knee flexion. Comparison of the all application groups revealed that the application of manual therapy has better effects than stretching or manual therapy + stretching when they were tested at 15° of knee flexion for both RF and VM muscles. Stretching was more efficient to reduce stiffness at muscle fiber level for RF muscle during force generation in 15° of knee flexion, whereas manual therapy had beneficial effects to increase time of overall process starting by EMG signal till the generation of force output at both 15° and 30° of knee flexion. For VM muscle, both stretching and manual therapy were efficient to increase time delay of overall process between EMG and Force at 15° of knee flexion. Combination of manual therapy + stretching has increased time delay of overall process in EMG signals in accordance with force output at 15° of knee flexion. Such increase in time delay between EMG signals and force output began to gradually decrease at 30° and 45° of knee flexion for both RF and VM muscles.