The impact of exercise position on working efficiency of medial head of quadriceps femoris muscle on the example of sEMG study.

Wstęp: Mięsień obszerny przyśrodkowy uda jest najważniejszym dynamicznym stabilizatorem stawu kolanowego, ponadto pełni ważną funkcje w stabilizacji statycznej oraz zabezpiecza staw kolanowy przed niebezpiecznymi przeciążeniami. Ze względu na budowę anatomiczną, mięsień pracuje z dużą szybkością i siłą, jednak przejawia skłonności do stosunkowo szybkiego osłabiania i zaniku. Zabiegi operacyjne w obrębie stawu kolanowego, oraz hipokinezja mogą przyczynić się do znacznego spadku siły i masy mięśnia, a tym samym prowadzić do jego niewydolności. Odpowiednio przeprowadzona rehabilitacja jest kluczowa w procesie wzmacniania mięśnia obszernego przyśrodkowego uda. Pomimo tego w literaturze można znaleźć niewiele informacji o tym jak w sposób izolowany należy go wzmacniać. Cel: Celem pracy było wyznaczenie pozycji stawu kolanowego w której mięsień obszerny przyśrodkowy uda podczas skurczu, będzie wykazywał największą aktywność bioelektryczną. Materiał: Badaniem objęto 25 studentów kierunków medycznych Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego. U wszystkich uczestników przeprowadzono obustronne badania mięśnia obszernego przyśrodkowego uda. Dwa przypadki zostały odrzucone nie spełniając kryteriów włączenia. Ostatecznie, analizę statystyczną przeprowadzono dla 48 przypadków. Metody: Pomiar aktywność bioelektrycznej mięśnia obszernego przyśrodkowego uda został przeprowadzony za pomocą elektromiografii powierzchniowej (sEMG). Pomiar potencjałów elektrycznych mięśnia odbywał się w dwóch pozycjach stawu kolanowego – wyprostnej, oraz w zgięciu 90°. Badanie aktywności bioelektrycznej mięśni wykonywano trzykrotnie w każdej z pozycji. W analizie statystycznej posłużono się dwoma badanymi parametrami: średnia wartość pobudzenia i maksymalna wartość pobudzenia mięśnia obszernego przyśrodkowego. Analizę statystyczną przeprowadzono w programie Statistica 13.3 firmy StatSoft.Wyniki: Mięsień obszerny przyśrodkowy uda w sposób istotny statystycznie (p<0,01), wykazuje większą aktywność bioelektryczną w pozycji wyprostu stawu kolanowego, niż podczas zgięcia stawu do 90 stopni. Wynik jest istotny zarówno dla średniej jak i maksymalnej wartości pobudzenia mięśnia.Wnioski: W pozycji wyprostu stawu kolanowego mięsień obszerny przyśrodkowy uda, podczas skurczu izometrycznego, wykazuje największą aktywność bioelektryczną.

Introduction: Vastus medialis muscle is the most important dynamic stabilizer of the knee joint. Also it have very important function in static stabilization and it protect the knee joint from dangerous overloads. Due to anatomic construction this muscle works very fast and with large amount of strength. However it can get weak very fast and extinct without movements. Surgeries within knee joint and hypokinesia may lead to loss of strength and muscle mass. Well planned physiotherapy is the key in process of strengthening of vastus medialis muscle. Regardless, in scientific researches there are not many studies in which we read about how this muscle can strengthen in isolate way. Aim of the study: The aim of this study was assign the position of knee joint in which vastus medialis muscle while contraction will show the highest bioelectrical activity. Material: The study group was composed of 25 students of medical courses from Collegium Medicum Jagiellonian University. Each vastus medialis muscle was evaluated bilateral in every participant. Two cases was rejected because they do not achieve the inclusion criteria. Eventually, the statistic analysis was conducted on 48 cases. Methods: The measurement of bioelectrical activity of vastus medialis muscle was conducted by surface electromyography (sEMG). Evaluation of muscle activity undergo in two position of knee joint – when the knee was extended and when knee was flexed to 90 degrees. Bioelectrical activity was measured three times in each position. The value which was measured in this study and used to statistical analysis of vastus medialis muscle was: mean value of muscle activity [µV] and maximum value of muscle activity [µV]. Statistical analysis was conducted in Statistica 13.3 program from StarSofr company. Results: Bioelectrical activity of vastus medialis muscle is vitally highest (p<0,01) in the knee extention position than in the flexing the knee to 90 degrees. This result is vital as well as for mean and maximum value of muscle activity. Conclusion: The study revealed that vastus medialis muscle in knee extention position while isometric contraction shows the highest bioelectrical activity.