This project was funded by, in part, by start-up funds from Wayne State University to M.H. Malek.

Todos os procedimentos foram aprovados pelo Conselho de Revisão Institucional da Universidade de Seres Humanos. 1. Preparação de Perna do Participante <ol><li> Já o participante ordenadamente arregaçar as calças curtas para a perna desejado. Em seguida, cole os calções para que os quadríceps femoral grupo muscular está exposta e desenhar uma linha ao redor da área do participante precisa fazer a barba. </li><li> IMPORTANTE: Tenha o participante raspar a perna antes do teste, em vez de no dia anterior, pois isso garante que não há restolhos que possam interferir com o sinal de EMG. </li><li> Uma vez que o participante tenha terminado raspar a área desejada da perna, limpar a área raspada com álcool para garantir que não haja vestígios do gel de barbear (ou creme) que podem interferir com o sinal de EMG. </li></ol> 2. Medição de Perna da colocação de eléctrodos <ol><li> A fim de colocar o eletrodo EMG no músculo vasto lateral, fazer o fomedições llowing <ol><li> Já o participante estar em linha reta de frente para o pesquisador. </li><li> Localize a espinha ilíaca anterior superior (EIAS) eo lado lateral da patela. A ASIS é o osso do quadril; palpar-lo, colocando o lado em ambos os lados do abdómen abaixo do umbigo. </li><li> Com uma fita métrica, medir a distância entre os dois locais identificados acima e tomar 2/3 de que o valor na linha de ASIS para o lado lateral da patela. Nota: Para mais informações a respeito da colocação de eletrodos EMG pode ser encontrado no SENIAM (eletromiografia de superfície para a avaliação não invasiva dos músculos) URL: http://www.seniam.org/ </li></ol></li></ol> 3. colocação dos eletrodos EMG <ol><li> Após a localização do vasto lateral foi identificada, adoptar os eletrodos EMG (a maioria dos pesquisadores usar comercialmente disponíveis descartáveis ​​eletrodos Ag Ag-Cl) e coloque sobre o vasto lateral, sem retirar o adesivo shield. Em seguida, com uma marca da pena da área onde a porção de gel do eléctrodo entra em contacto com o músculo. Assegure-se que a distância intereletrodos é 20 milímetros centro-a-centro. </li><li> Utilizar um pedaço de uma lixa (60 grosseiro) para raspar suavemente estas duas áreas para remover a camada superficial da pele. Durante este tempo, pedir ao participante o seu nível de desconforto. Pare de abrasão quando o participante indica a área é quente. </li><li> Limpe as áreas desgastadas com uma toalha que é umedecido com álcool ou um algodão embebido em álcool. Permitir que a zona da perna para secar antes da colocação dos eléctrodos de EMG. </li><li> Coloque os eletrodos EMG sobre os sites que foram desgastados (Figura 2). Tome cuidado para não colocar os eletrodos na banda iliotibial (banda de TI). Peça ao participante para contrair os músculos quadríceps femoral, a fim de palpar o vasto lateral. Coloque os eletrodos no músculo para garantir que ele não está na faixa de TI. Nota: Se os eletrodos sobre a banda de TI, o sinal você está EMGld ser atenuado quando o participante é convidado a um máximo de contrato. </li><li> Coloque o eletrodo de referência (3º eléctrodo) em um local de ligação ósseo tais como a ASIS, portanto, não interfere com os movimentos dos membros inferiores durante o exercício. </li></ol> 4. Verificar o Sinal EMG <ol><li> Antes de iniciar o teste de exercício, verifique a impedância intereletrodos. Nota: Esta etapa é fundamental, porque se o sinal tem muito barulho, em seguida, os dados EMG coletados durante o teste de esforço será inválido. <ol><li> Já o participante sentar em uma cadeira e se conectar a EMG leva a seus respectivos eletrodos ligados a perna do participante. </li><li> Neste ponto, tem o participante relaxar a sua perna, tendo nenhuma tensão no músculo. Em seguida, após cerca de 30 segundos de relaxamento, o participante tem maximamente contrair seus músculos do quadríceps femoral durante 5 segundos e, em seguida, voltar a ser completamente relaxado. </li><li> Ao executar a tarefa umabove (passo 4.1.2), gravar o sinal EMG participantes no computador. </li><li> Certifique-se de que a impedância intereletrodos é &lt;2.000 ohms. Além disso, se um voltímetro está disponível no laboratório, em seguida, verifique o ruído da linha de base e manter abaixo de 5 mV. Além disso, defina a frequência de amostragem em 1.000 Hz. </li></ol></li></ol> 5. Constituição cicloergômetro <ol><li> Depois de verificar a impedância intereletrodos, tem o movimento participante da cadeira para a bicicleta ergométrica. </li><li> Já a participante em pé ao lado da bicicleta ergométrica e elevar seu joelho até a coxa é paralelo ao solo. Em seguida, ter o participante mantenha esta posição e ajustar a altura do assento para coincidir com a mesma altura que a coxa do participante. </li><li> Depois disso, o participante tem sentar no banco bicicleta ergométrica e depois pedalar algumas vezes enquanto perguntando-lhes se eles estão confortáveis ​​com a altura do assento. Se necessário, ajuste a altura do assento. </li><li> Certifique-se de that pernas do participante estão perto extensão completa com uma ligeira curva (~ 5 °) nos joelhos durante cada revolução do pedal. </li><li> Antes de iniciar o teste, tem o participante usar um monitor de freqüência cardíaca polar de modo a que a frequência cardíaca pode ser documentado em todo o teste de esforço. </li></ol> 6. Realização do Threshold Protocolo EMG Fadiga <ol><li> Já o participante começar a pedalar e, gradualmente, aumentar a sua cadência de 70 revoluções / min. Em seguida, aumente a potência na bicicleta ergométrica a 50 W. </li><li> Já o ciclo de participante neste saída de energia para cerca de 2-3 min. Nota: Este é um exercício de baixa intensidade e servirá como o warm-up. </li><li> Após o período de aquecimento, aumentar a potência de 25 W cada 2 minutos até que o participante já não é capaz de manter a 70 rotações / min cadência ou solicita que o teste ser interrompido. Nota: Deve notar-se que, durante o teste de exercício, o sinal de EMG é gravado para 10seg épocas durante cada estágio 2 min para seg 10-20, 30-40, 50-60, 70-80, 90-100, 110-120 e 21. A maioria dos sistemas de EMG terá uma opção para definir a gravação automática no intervalo desejado. Assim, para cada fase, não deve ser de 6 ficheiros de dados. </li><li> Uma vez que o teste incremental concluiu, tem o participante realizar um fresco para baixo a 50 W. Verifique se o comprimento do arrefecimento corresponde com ter frequência cardíaca retorno do participante para o valor durante a fase de aquecimento. Monitorar isso verificando a freqüência cardíaca do participante utilizando o monitor de freqüência cardíaca polar. </li><li> Uma vez que o resfriamento for concluído, remova o EMG lidera e tem o participante sair da bicicleta ergométrica e retornar à cadeira. Em seguida, retire cuidadosamente os eletrodos EMG e limpe as áreas com uma toalha limpo umedecido com álcool ou um algodão embebido em álcool. </li></ol> 7. processamento do sinal de EMG <ol><li> Após a conclusão do teste, próCESS os ficheiros de dados brutos que EMG foram recolhidas durante o teste de exercício, de modo que os dados podem ser usados ​​para determinar o limiar de fadiga EMG. <ol><li> Executar o processamento do sinal EMG tanto com o software usado para coletar o sinal EMG ou software personalizado escrito usando várias plataformas, como MATLAB ou LabVIEW. </li><li> Filtrar os sinais EMG recolhidas utilizando um filtro passa-banda. Use uma configuração de 10 a 500 Hz. Nota: Isto altera a frequência do sinal de forma que os artefatos de baixa freqüência devido ao movimento dos condutores EMG (&lt;10 Hz), e artefatos de alta freqüência a partir do ambiente (&gt; 500 Hz), são removidos. Usar um filtro de corte de 60 Hz se houver qualquer interferência da fonte de alimentação do computador ou do sistema de EMG. </li><li> Uma vez que o sinal foi filtrado, determinar a amplitude do sinal por meio do cálculo do valor médio quadrático do sinal: Quadrado cada um dos pontos de dados, somá-los, dividir pelo número de pontos de dados, em seguida, tomar a raiz quadrada do valor resultante. Realizar estes cálculos utilizando o software acima mencionado. </li></ol></li></ol> 8. Determinação do Limiar de Fadiga EMG para cada participante <ol><li> Execute as seguintes etapas para cada participante. <ol><li> Após o sinal EMG foi processado; usar um programa estatístico (por exemplo: GraphPad Prism) e rotular a primeira coluna &quot;Time&quot; e as colunas subseqüentes com as saídas de potência utilizados para o ensaio. </li><li> Para cada saída de energia, preencher o valor correspondente amplitude EMG para cada intervalo de 20 segundos. </li><li> Para cada saída de energia, analisar o tempo (eixo dos xx) versus amplitude EMG (eixo y) em relação com a regressão linear para determinar se o declive da linha de regressão é significativa (p &lt;0,05) diferente de zero. </li><li> Depois de realizar a análises de regressão linear para todas as saídas de energia, identificar a potência máxima com uma inclinação não-significativa (p&gt; 0,05). </li><li> Em seguida, identificar o ldeves potência de saída com uma inclinação significativa (p &lt;0,05). </li><li> Uma vez que estas duas saídas de energia foram identificados, adicioná-los e dividir por 2; a potência de saída resultante é o limiar de fadiga EMG estimada. </li></ol></li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Nós aqui apresentamos um método para determinar a fadiga neuromuscular no quadríceps femoral para o exercício dinâmico. Este método proporciona uma abordagem simples e não invasivo para usando EMG de superfície. Além disso, a versatilidade deste método é que os investigadores podem adaptar a outros modos de exercício tal como tapete rolante 20. Teoricamente, para intensidades iguais ou abaixo do limiar de fadiga EMG o participante deverá ser capaz de sustentar o exercício workbout indefinidamente 12,13. Briscoe et al. 8 validado o limiar de fadiga EMG para bicicleta ergométrica. Em ocasiões separadas cada participante exercida a 70%, 100% e 130% do seu limiar de fadiga EMG. Os autores descobriram que, para 70% e 100% dos participantes limiar de fadiga EMG não aumentaram amplitude EMG durante a carga de trabalho do exercício 8. Para a carga de trabalho a 130% do limiar de fadiga EMG, no entanto, os participantes exibiram umaaumento significativo na amplitude EMG 8. Briscoe et al. 8 concluíram que o limiar de fadiga EMG para bicicleta ergométrica foi um protocolo válido para determinar a fadiga neuromuscular durante o exercício contínuo. No que diz respeito aos passos críticos no protocolo e resolução de problemas considerar o seguinte. Se houver muito ruído no sinal EMG quando executar o passo 4.1.2, em seguida, primeiro verifique a conexão entre os eletrodos EMG e do dispositivo de gravação do sinal. Muitas vezes, os leads EMG pode não estar conectado corretamente ao eletrodo EMG. Em segundo lugar, as áreas onde os eletrodos são colocados necessidade de ser livre de qualquer cabelo e sentir suave ao toque em vez de bruto (ou seja, raspando restolhos). Portanto, garantir que todo o cabelo é completamente removido em locais onde o eletrodo EMG será colocado. Além disso, é importante limpar a área de uma vez que a abrasão é concluída. Mais uma vez, o objectivo é ter uma superfície limpa e lisa. Em terceiro lugar, the área de centro do eléctrodo EMG não deve estar seca e se assim uso de gel de condutância (tais como os utilizados para ultra-som) como um suplemento. Certifique-se de usar o gel com moderação, porque o excesso de gel pode interferir com a aderência do eletrodo EMG. Tomados em conjunto, esses itens são culpados comuns que aumentam o ruído no sinal de EMG e contaminando assim os dados. Embora o protocolo EMG FT é versátil existem potenciais limitações para a sua aplicação em um ambiente clínico. Por exemplo, certas populações clínicos não pode tolerar o protocolo do teste. Isto é, enquanto o aumento da carga de trabalho pode ser modificada (isto é, 5 W em vez de 25 W por fase) pacientes com doença respiratória grave e / ou doenças cardíacas podem prematuramente fadiga durante as fases iniciais do teste. Outra limitação potencial é que o quadríceps femoral são todos ativados durante bicicleta ergométrica; no entanto, o sinal de EMG está a ser gravada a partir de apenas um dosestes músculos. Até o momento, não há estudos têm determinado a EMG FT entre os três quadríceps femoral superficial para bicicleta ergométrica para identificar se existem diferenças entre os músculos. Em resumo, o método de estimativa do limiar de fadiga EMG de um único teste incremental é uma ferramenta útil para avaliar a fadiga neuromuscular durante o exercício dinâmico. Além disso, este ensaio proporciona um método objectivo de determinar a eficácia de vários de intervenções que atenuam a fadiga muscular.

Eletromiografia de superfície (EMG) é uma abordagem não-invasiva de estudar recrutamento motor unidade durante isométrica 1-3, 4-6 isocinético, ou contínua ação 7-10 muscular. A amplitude do sinal de EMG representa activação muscular, que consiste em o número de unidades motoras activado, a taxa de disparo das unidades motoras, ou ambos 11. O conceito do limiar de fadiga EMG é usado para indicar a maior carga de trabalho em que uma pessoa pode exercer indefinidamente sem um aumento na amplitude EMG 8. É importante discussão brevemente a origem do limiar de fadiga EMG. O estudo original de deVries et al. 12 envolveu um protocolo que consistiu de múltipla (geralmente 3-4) lutas descontínuas de trabalho, onde a amplitude EMG foi plotado em função do tempo para cada turno de trabalho. A saída de energia foi então representados graficamente em função dos coeficientes de inclinação da amplitude EMG contra rela tempo<html> lação e, em seguida extrapolados para inclinação zero (a intercepção-y) 12. Os autores 12 originalmente denominado protocolo que a capacidade de trabalho físico no limiar de fadiga (PWCFT). Em um outro estudo, deVries et al. 13 utilizaram ataques de trabalho descontínuos, mas utilizada a regressão linear para encontrar a primeira potência, que resultou em uma inclinação significativa para a amplitude EMG em relação relacionamento tempo. Os autores 13 também denominado que o protocolo PWCFT, criando alguma confusão na literatura. Em um artigo posterior, deVries et al. 14 modificado seu protocolo anterior 13 e desenvolveu um protocolo incremental contínua. A amplitude EMG foi representada graficamente contra o tempo para cada saída de potência e a PWCFT foi definido como a média da potência de saída mais elevada que resultou em nenhuma alteração na amplitude EMG ao longo do tempo e a saída de potência mais baixa, que resultou em um aumento na amplitude EMG ao longo do tempo 14 . ent &quot;&gt; Note-se que o termo PWC foi originalmente introduzido no final dos anos 1950 15,16 e é sinônimo de uma pletora de literatura (passado, presente e em diferentes países) examinando a capacidade aeróbica em uma determinada carga de trabalho 17. Além disso, o termo é usado na literatura ergonômico e industrial que se concentrar no dia-a-dia produtividade dos trabalhadores que exercem ação repetitiva durante os dias de 8 horas de trabalho, tais como indivíduos em uma fábrica de montagem 18. O limite de fadiga EMG termo foi inicialmente utilizado por Matsumoto e colegas 19 depois de o protocolo modificado deVries 12, onde a saída de potência contra coeficientes angulares de amplitude EMG contra relação de tempo estão representados graficamente e extrapolada para o ponto de inclinação zero. Mais recentemente, Guffey et ai. 20 e Briscoe et al. 8 utilizado o método de Vries et al. 14 e a terminologia de Matsumoto et all. 19 para definir operacionalmente o limiar de fadiga EMG. Avançando, recomendamos que o limiar de fadiga EMG termo ser usado. Assim, a amplitude EMG contra relação do tempo é representado para cada potência de saída e, em seguida, analisada utilizando análise de regressão linear (Figura 1). Para estimar o limite de fadiga EMG, a maior potência de saída com uma (p&gt; 0,05) inclinação não significativa e a saída de potência mais baixa com um aumento significativo (p &lt;0,05) declive é identificado e, em seguida, a média é calculada 14. Este protocolo é simples, conveniente e concluída dentro de 15-20 min. Além disso, a taxa incremental pode ser modulada com base no nível do indivíduo de atividade física habitual, e, portanto, tem aplicações potenciais em ambientes clínicos.

<table><tbody><tr><td>839 E Monark cycle ergometer&amp;nbsp;</td><td>Monark Exercise AB</td><td>839 E</td><td></td></tr><tr><td>Heart rate monitor</td><td>Polar</td><td>Polar H1</td><td></td></tr><tr><td>Laptop</td><td>Dell Inspiron</td><td>varies</td><td>any laptop computer with USB slots should work.</td></tr><tr><td>EMG amplifiers</td><td>BioPac Systems, Inc.</td><td>100B</td><td>100C are the latest version</td></tr><tr><td>Disposable EMG electrodes</td><td>BioPac Systems, Inc.</td><td>EL-500</td><td></td></tr><tr><td>Sandpaper</td><td>Home Depot</td><td>9 inch x 11 inch 60 Grit course no-slip grip Advanced Sandpaper (3-Pack)</td><td></td></tr></tbody></table>

determining the electromyographic fatigue threshold following a single visit exercise test

Teoricamente, o eletromiográficas (EMG) limiar de fadiga é a intensidade do exercício um indivíduo pode manter indefinidamente sem a necessidade de recrutar mais unidades motoras que está associada com um aumento na amplitude EMG. Embora os protocolos diferentes foram utilizadas para estimar o limite de fadiga EMG eles requerem visitas múltiplas que são impraticáveis ​​para um ambiente clínico. Aqui, apresentamos um protocolo para estimar o limiar de fadiga EMG para bicicleta ergométrica que exige uma única visita. Este protocolo é simples, conveniente e concluída dentro de 15-20 minutos, portanto, tem o potencial de ser traduzido em uma ferramenta que os clínicos podem usar em prescrição do exercício.

Como mostrado na Figura 1, para um único participante, cada saída de potência que é completada tem seis pontos de dados que representam a amplitude EMG do músculo vastus lateralis. Portanto, neste exemplo, a maior potência de saída com um não significativa (p&gt; 0,05) encosta-se a 200 watts, ao passo que a saída de potência mais baixa com um aumento significativo (p &lt;0,05) é de 225 W. inclinação Portanto, para este participante EMG limiar de fadiga é 213 W. Uma vez que o limite de fadiga EMG é determinada para cada participante, em seguida, inferencial pode ser realizada. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52729/52729fig1.jpg" /> Figura 1: Resultados representativos para um único participante. A regressão linear foi realizada para a amplitude EMG contra relação de tempo para cada potência de saída. A potência de saída indicada pela seta vermelha (200 W) é apotência máxima com uma inclinação não-significativa (p&gt; 0,05), enquanto que a potência indicada pela seta verde (225 W) é a mais baixa potência com um (p &lt;0,05) inclinação significativa. A média destas duas saídas de potência igual a 213 W, que é o EMG FT. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52729/52729fig2.jpg" /> Figura 2:. Descrição do arranjo do eletrodo para o músculo vasto lateral Além disso, nós fornecemos um visual de onde os eletrodos são colocados EMG para os músculos reto femoral e vasto medial músculos. Instruções específicas de eletrodo colocado EMG pode ser encontrada no seguinte site: http://www.seniam.org.

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Determining The Electromyographic Fatigue Threshold Following a Single Visit Exercise Test

This protocol describes the electromyographic fatigue threshold which demarcates between nonfatiguing and fatiguing exercise workloads. This information could be used to develop a more individualized training program.

Determinar o limiar de fadiga eletromiográfica Após um teste de esforço única visita

Theoretically, the electromyographic (EMG) fatigue threshold is the exercise intensity an individual can maintain indefinitely without the need to recruit ...

determining-electromyographic-fatigue-threshold-following-single

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Medicine

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Vídeo: Determining The Electromyographic Fatigue Threshold Following a Single Visit Exercise Test

Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been in use for more than 20 years 1, and has grown exponentially in popularity over the past decade. While the use of TMS has expanded to the study of many systems and processes during this time, the original application and perhaps one of the most common uses of TMS involves studying the physiology, plasticity and function of the human neuromuscular system. Single pulse TMS applied to the motor cortex excites pyramidal neurons transsynaptically 2 (Figure 1) and results in a measurable electromyographic response that can be used to study and evaluate the integrity and excitability of the corticospinal tract in humans 3. Additionally, recent advances in magnetic stimulation now allows for partitioning of cortical versus spinal excitability 4,5. For example, paired-pulse TMS can be used to assess intracortical facilitatory and inhibitory properties by combining a conditioning stimulus and a test stimulus at different interstimulus intervals 3,4,6-8. In this video article we will demonstrate the methodological and technical aspects of these techniques. Specifically, we will demonstrate single-pulse and paired-pulse TMS techniques as applied to the flexor carpi radialis (FCR) muscle as well as the erector spinae (ES) musculature. Our laboratory studies the FCR muscle as it is of interest to our research on the effects of wrist-hand cast immobilization on reduced muscle performance6,9, and we study the ES muscles due to these muscles clinical relevance as it relates to low back pain8. With this stated, we should note that TMS has been used to study many muscles of the hand, arm and legs, and should iterate that our demonstrations in the FCR and ES muscle groups are only selected examples of TMS being used to study the human neuromuscular system.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive tool to gain insight on the physiology and function of the human nervous system. Here, we present our TMS techniques to study cortical excitability of the upper limb and lumbar musculature.

Utilizando Estimulação Magnética Transcraniana para o Estudo do sistema neuromuscular humano

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been in use for more than 20 years 1, and has grown exponentially in popularity over the past decade.  While ...

Medicina

Force and Position Control in Humans - The Role of Augmented Feedback

During motor behaviour, humans interact with the environment by for example manipulating objects and this is only possible because sensory feedback is constantly integrated into the central nervous system and these sensory inputs need to be weighted in order meet the task specific goals. Additional feedback presented as augmented feedback was shown to have an impact on motor control and motor learning. A number of studies investigated whether force or position feedback has an influence on motor control and neural activation. However, as in the previous studies the presentation of the force and position feedback was always identical, a recent study assessed whether not only the content but also the interpretation of the feedback has an influence on the time to fatigue of a sustained submaximal contraction and the (inhibitory) activity of the primary motor cortex using subthreshold transcranial magnetic stimulation. This paper describes one possible way to investigate the influence of the interpretation of feedback on motor behaviour by investigating the time to fatigue of submaximal sustained contractions together with the neuromuscular adaptations that can be investigated using surface EMG. Furthermore, the current protocol also describes how motor cortical (inhibitory) activity can be investigated using subthreshold TMS, a method known to act solely on the cortical level. The results show that when participants interpret the feedback as position feedback, they display a significantly shorter time to fatigue of a submaximal sustained contraction. Furthermore, subjects also displayed an increased inhibitory activity of the primary cortex when they believed to receive position feedback compared when they believed to receive force feedback. Accordingly, the results show that interpretation of feedback results in differences on a behavioural level (time to fatigue) that is also reflected in interpretation-specific differences in the amount of inhibitory M1 activity.

Controlling an identical movement with position or force feedback results in different neural activation and motor behavior. This protocol describes how to investigate behavioral changes by looking at neuromuscular fatigue and how to evaluate motor cortical (inhibitory) activity using subthreshold TMS with respect to the interpretation of augmented feedback.

Controle força e posição em Seres Humanos - O papel do feedback Augmented

During motor behaviour, humans interact with the environment by for example manipulating objects and this is only possible because sensory feedback is ...

Comportamento

Measuring the Motor Aspect of Cancer-Related Fatigue using a Handheld Dynamometer

Cancer-related fatigue (CRF) is commonly reported by patients both during and after receiving treatment for cancer. Current CRF diagnoses rely on self-report questionnaires which are subject to report and recall biases. Objective measurements using a handheld dynamometer, or handgrip device, have been shown in recent studies to correlate significantly with subjective self-reported fatigue scores. However, variations of both the handgrip fatigue test and fatigue index calculations exist in the literature. The lack of standardized methods limits the utilization of the handgrip fatigue test in the clinical and research settings. In this study, we provide detailed methods for administering the physical fatigue test and calculating the fatigue index. These methods should supplement existing self-reported fatigue questionnaires and help clinicians assess fatigue symptom severity in an objective and quantitative manner.

Simple and accessible methods were developed to measure the motor aspect of cancer-related fatigue objectively and quantitatively. We describe, in detail, ways to administer the physical fatigue test using a simple handgrip device as well as methods to calculate fatigue indices.

Medindo o aspecto motor da fadiga relacionada ao câncer usando um dinamômetro portátil

Cancer-related fatigue (CRF) is commonly reported by patients both during and after receiving treatment for cancer. Current CRF diagnoses rely on ...

Pesquisa do câncer

Standing Neurophysiological Assessment of Lower Extremity Muscles Post-Stroke

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a common tool used to measure the behavior of motor circuits in healthy and neurologically impaired populations. TMS is used extensively to study motor control and the response to neurorehabilitation of the upper extremities. However, TMS has been less utilized in the study of lower extremity postural and walking-specific motor control. The limited use and the additional methodological challenges of lower extremity TMS assessments have contributed to the lack of consistency in lower extremity TMS procedures within the literature. Inspired by the decreased ability to record lower extremity TMS motor evoked potentials (MEP), this methodological report details steps to enable post-stroke TMS assessments in a standing posture. The standing posture allows for the activation of the neuromuscular system, reflecting a state more akin to the system's state during postural and walking tasks. Using dual-top force plates, we instructed participants to equally distribute their weight between their paretic and non-paretic legs. Visual feedback of the participants' weight distribution was provided. Using image guidance software, we delivered single TMS pulses via a double-cone coil to the participants' lesioned and non-lesioned hemispheres and measured the corticomotor response of the paretic and non-paretic tibialis anterior and soleus muscles. Performing assessments in the standing position increased the TMS response rate and allowed for the use of the lower stimulation intensities compared to the standard sitting/resting position. Utilization of this TMS protocol can provide a common approach to assess the lower extremity corticomotor response post-stroke when the neurorehabilitation of postural and gait impairments are of interest.

This protocol describes the process for performing a neurophysiological assessment of the lower extremity muscles, tibialis anterior and soleus, in a standing position using TMS in people post-stroke. This position provides a greater probability of eliciting a post-stroke TMS response and allows for the use of reduced stimulator power during neurophysiological assessments.

Avaliação neurofisiológica permanente dos músculos da extremidade inferior pós-derrame

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a common tool used to measure the behavior of motor circuits in healthy and neurologically impaired ...

Quantifying Arms and Legs Contributions during Repetitive Electrically-Assisted Sit-To-Stand Exercise in Paraplegics: A Pilot Study

Execution of Sit-to-Stand (SitTS) in incomplete spinal cord injury (SCI) patients involves motor function in both upper and lower extremities. The use of arm support, in particular, is a significant assistive factor while executing SitTS movement in SCI population. In addition, the application of functional electrical stimulation (FES) onto quadriceps and gluteus maximus muscles is one of the prescribed management for incomplete SCI to improve muscle action for simple lower limb movements. However, the relative contribution of upper and lower extremities during SitTS has not been thoroughly investigated. Two motor incomplete SCI paraplegics performed repetitive SitTS to fatigue exercise challenge. Their performance was investigated as a mixed-method case-control study comparing SitTS with and without the assistance of FES. Three sets of SitTS tests were completed with 5-min resting period allocated in between sets, with mechanomyography (MMG) sensors attached over the rectus femoris muscles bilaterally. The exercise was separated into 2 sessions; Day 1 for voluntary SitTS and Day 2 for FES-assisted SitTS. Questionnaires were conducted after every session to gather the participants&#39; input about their repetitive SitTS experience. The analysis confirmed that a SitTS cycle could be divided into three phases; Phase 1 (Preparation to stand), Phase 2 (Seat-off), and Phase 3 (Initiation of hip extension), which contributed to 23% &#177; 7%, 16% &#177; 4% and 61% &#177; 6% of the SitTS cycle, respectively. The contribution of arms and legs during SitTS movement varied in different participants based on their legs&#39; Medical Research Council (MRC) muscle grade. In particular, the applied arm forces start to increase clearly when the leg forces start to decline during standing. This finding is supported by the significantly reduced MMG signal indicating leg muscle fatigue and their reported feeling of tiredness.

Arms contribution in Sit-To-Stand (SitTS) is determined by the legs' muscle condition. Several compensating strategies were discovered in efforts to achieve complete SitTS cycles. These findings triangulate the spinal cord injury (SCI) persons' biomechanical measures with their subjective feeling of load borne by both their limbs throughout the SitTS approaches.

Quantificando as Contribuições de Braços e Pernas durante Exercícios Repetitivos Eletricamente Assistidos de Sentar para Levantar em Paraplégicos: Um Estudo Piloto

Execution of Sit-to-Stand (SitTS) in incomplete spinal cord injury (SCI) patients involves motor function in both upper and lower extremities. The use of ...

Engenharia

Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, spinal and peripheral levels). The present protocol describes how this method can be used to stimulate the posterior tibial nerve that activates plantar flexor muscles. Percutaneous electrical nerve stimulation consists of inducing an electrical stimulus to a motor nerve to evoke a muscular response. Direct (M-wave) and/or indirect (H-reflex) electrophysiological responses can be recorded at rest using surface electromyography. Mechanical (twitch torque) responses can be quantified with a force/torque ergometer. M-wave and twitch torque reflect neuromuscular transmission and excitation-contraction coupling, whereas H-reflex provides an index of spinal excitability. EMG activity and mechanical (superimposed twitch) responses can also be recorded during maximal voluntary contractions to evaluate voluntary activation level. Percutaneous nerve stimulation provides an assessment of neuromuscular function in humans, and is highly beneficial especially for studies evaluating neuromuscular plasticity following acute (fatigue) or chronic (training/detraining) exercise.

We present a protocol to assess changes in neuromuscular function. Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method that evokes muscular responses. Electrophysiological and mechanical properties of these responses permit the evaluation of neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, spinal and peripheral levels).

Avaliação da função neuromuscular Usando percutânea Estimulação Elétrica Nervosa

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, ...

Neurociência

Measuring Neuromuscular Junction Functionality

Neuromuscular junction (NMJ) functionality plays a pivotal role when studying diseases in which the communication between motor neuron and muscle is impaired, such as aging and amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Here we describe an experimental protocol that can be used to measure NMJ functionality by combining two types of electrical stimulation: direct muscle membrane stimulation and the stimulation through the nerve. The comparison of the muscle response to these two different stimulations can help to define, at the functional level, potential alterations in the NMJ that lead to functional decline in muscle.
Ex vivo preparations are suited to well-controlled studies. Here we describe an intensive protocol to measure several parameters of muscle and NMJ functionality for the soleus-sciatic nerve preparation and for the diaphragm-phrenic nerve preparation. The protocol lasts approximately 60 min and is conducted uninterruptedly by means of a custom-made software that measures the twitch kinetics properties, the force-frequency relationship for both muscle and nerve stimulations, and two parameters specific to NMJ functionality, i.e. neurotransmission failure and intratetanic fatigue. This methodology was used to detect damages in soleus and diaphragm muscle-nerve preparations by using SOD1G93A transgenic mouse, an experimental model of ALS that ubiquitously overexpresses the mutant antioxidant enzyme superoxide dismutase 1 (SOD1).

A functional assessment of the neuromuscular junction (NMJ) can provide essential information on the communication between muscle and nerve. Here we describe a protocol to comprehensively evaluate both the NMJ and muscle functionality using two different muscle-nerve preparations, i.e. soleus-sciatic and diaphragm-phrenic.

Medir a funcionalidade da junção Neuromuscular

Neuromuscular junction (NMJ) functionality plays a pivotal role when studying diseases in which the communication between motor neuron and muscle is ...

Ex Vivo Assessment of Contractility, Fatigability and Alternans in Isolated Skeletal Muscles

Described here is a method to measure contractility of isolated skeletal muscles. Parameters such as muscle force, muscle power, contractile kinetics, fatigability, and recovery after fatigue can be obtained to assess specific aspects of the excitation-contraction coupling (ECC) process such as excitability, contractile machinery and Ca2+ handling ability. This method removes the nerve and blood supply and focuses on the isolated skeletal muscle itself. We routinely use this method to identify genetic components that alter the contractile property of skeletal muscle though modulating Ca2+ signaling pathways. Here, we describe a newly identified skeletal muscle phenotype, i.e., mechanic alternans, as an example of the various and rich information that can be obtained using the in vitro muscle contractility assay. Combination of this assay with single cell assays, genetic approaches and biochemistry assays can provide important insights into the mechanisms of ECC in skeletal muscle.

Ex Vivo Assessment of Contractility, Fatigability and Alternans in Isolated Skeletal Muscles

We describe a method to directly measure muscle force, muscle power, contractile kinetics and fatigability of isolated skeletal muscles in an in vitro system using field stimulation. Valuable information on Ca2+ handling properties and contractile machinery of the muscle can be obtained using different stimulating protocols.

Avaliação ex vivo de Fatigabilidade Contratilidade e Alternans em músculos esqueléticos isolados

 
Described here is a method to measure contractility of isolated skeletal muscles. Parameters such as muscle force, muscle power, contractile kinetics, ...

Biologia

Conducting Maximal and Submaximal Endurance Exercise Testing to Measure Physiological and Biological Responses to Acute Exercise in Humans

Regular physical activity has a positive effect on human health, but the mechanisms controlling these effects remain unclear. The physiologic and biologic responses to acute exercise are predominantly influenced by the duration and intensity of the exercise regimen. As exercise is increasingly thought of as a therapeutic treatment and/or diagnostic tool, it is important that standardizable methodologies be utilized to understand the variability and to increase the reproducibility of exercise outputs and measurements of responses to such regimens. To that end, we describe two different cycling exercise regimens that yield different physiologic outputs. In a maximal exercise test, exercise intensity is continually increased with a greater workload resulting in an increasing cardiopulmonary and metabolic response (heart rate, stroke volume, ventilation, oxygen consumption and carbon dioxide production). In contrast, during endurance exercise tests, the demand is increased from that at rest, but is raised to a fixed submaximal exercise intensity resulting in a cardiopulmonary and metabolic response that typically plateaus. Along with the protocols, we provide suggestions on measuring physiologic outputs that include, but are not limited to, heart rate, slow and forced vital capacity, gas exchange metrics, and blood pressure to enable the comparison of exercise outputs between studies. Biospecimens can then be sampled to assess cellular, protein, and/or gene expression responses. Overall, this approach can be easily adapted into both short- and long-term effects of two distinct exercise regimens.

To assess the influence of exercise intensity on physiologic and biologic responses, two different exercise testing protocols were utilized. Methods outlining exercise testing on a cycle ergometer as an incremental maximal oxygen consumption test and endurance, steady state submaximal endurance test are described.

Realização de exercícios de resistência máxima e submáxima testes para medir as respostas fisiológicas e biológicas ao exercício agudo em humanos

Regular physical activity has a positive effect on human health, but the mechanisms controlling these effects remain unclear. The physiologic and biologic ...

Determining the Functional Status of the Corticospinal Tract Within One Week of Stroke

High interindividual variability in the recovery of upper limb (UL) function after stroke means it is difficult to predict an individual&#39;s potential for recovery based on clinical assessments alone. The functional integrity of the corticospinal tract is an important prognostic biomarker for recovery of UL function, particularly for those with severe initial UL impairment. This article presents a protocol for evaluating corticospinal tract function within 1 week of stroke. This protocol can be used to select and stratify patients in trials of interventions designed to improve UL motor recovery and outcomes after stroke. The protocol also forms part of the PREP2 algorithm, which predicts UL function for individual patients 3 months poststroke. The algorithm sequentially combines a UL strength assessment, age, transcranial magnetic stimulation, and stroke severity, within a few days of the stroke. The benefits of using PREP2 in clinical practice are described elsewhere. This article focuses on the use of a UL strength assessment and transcranial magnetic stimulation to evaluate corticospinal tract function.

This protocol is for evaluating corticospinal tract function within 1 week of stroke. It can be used to select and stratify patients in trials of interventions designed to improve upper limb motor recovery and outcomes and in clinical practice for predicting upper limb functional outcomes 3 months after stroke.

Determinando o Status Funcional do Trato Corticorrindiano dentro de uma semana de Derrame

High interindividual variability in the recovery of upper limb (UL) function after stroke means it is difficult to predict an individual&#39;s potential ...