คลื่นไฟฟ้าของกล้ามเนื้อ Vastus Medialis ขณะออกแรงใน ตำแหน่งของขาที่ต่างกัน

Abstract

Electrical activity of vastus medialis muscle in different leg positions

Swanpitak P and Chira-Adisai W

Department of Rehabilitation Medicine, Faculty of Medicine, Ramathibodi Hospital, Mahidol University.

Objective: To measure electrical activities of vastus medialis muscle in different leg positions.

Study design: Cross-Sectional Study.

Setting: Rehabilitation Medicine Department, Faculty of Medicine Ramathibodi Hospital.

Subjects: Thirty volunteers with age ranging from 20 to 50 years.

Methods: Surface electromyography (EMG) recording muscle electrical activities of vastus medialis was applied during open kinetic chain isometric contractions at full knee extension (OC) and during closed kinetic chain semi-squats at 45-degree knee flexion (CC). Each exercise was performed in three different hip positions: neutral, adducted and external rotated. The muscle activities during middle 4-sec recording from the 8-sec trails of contraction were recorded by the root mean square technique and compared in each group.

Results: Fifteen men and fifteen women with age (standard deviation) of 30 (8.2) years were recruited. Means (standard deviation; μV) of vastus medialis muscle electrical activities during open kinetic chain isometric contractions with hip in neutral (OC-N), adducted (OC-AD) and external rotated (OC-ER) positions were 104.06 (44.05), 118.68 (53.55) and 113.16 (53.48) whereas they were 132.87 (50.40), 147.37 (50.91) and 144.71 (51.36) in the CC-N, CC-AD and CC-ER respectively. In the OC contraction group, the muscle electrical activities in OC-AD were higher than those OC-N (p <0.05) but there were no differences comparing the muscle electrical activities between OC-N and OC-ER, or OC-AD and OC-ER. Vastus medialis in CC-AD and CC-ER revealed significantly higher activities than in CC-N (p <0.05). A comparison of muscle electrical activities between CC-AD and CC-ER showed no significant differences.

Conclusion: Muscle electrical activities of vastus medialis muscle measured by the surface EMG were different in different leg positions. For close-kinetic chain exercise, the muscle electrical activities in CC-AD or CC-ER were statistically more than exercise CC-N. For open-kinetic chain exercise, only the muscle electrical activities in OC-AD were statistically more than exercise OC-N. When prescribing strengthening exercise for vastus medialis muscle, modifications of leg position were crucial to effectively facilitate the muscle activation.

บทคัดย่อ

วัตถุประสงค์: เพื่อวัดคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อของกล้ามเนื้อ vastus medialis ขณะออกแรงในตำแหน่งของขาที่ต่างกัน

รูปแบบการวิจัย: การวิจัยเชิงพรรณนา

สถานที่ทำวิจัย: ภาควิชาเวชศาสตร์ฟื้นฟู คณะแพทยศาสตร์ โรงพยาบาลรามาธิบดี

กลุ่มประชากร: อาสาสมัคร 30 คน อายุ 20 ถึง 50 ปี

วิธีการศึกษา: เปรียบเทียบคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อของกล้ามเนื้อ vastus medialis ข้างขวาของผู้เข้าร่วมวิจัยโดยให้ผู้เข้าร่วมวิจัยเกร็งกล้ามเนื้อ vastus medialis แบบ open kinetic chain isometric contraction ในท่าเหยียดเข่าสุด (OC) และแบบ closed kinetic chain isometric contraction ในขณะยืนและงอเข่าอยู่ที่มุม 45 องศา (CC) โดยแต่ละแบบขาอยู่ในท่า neutral, hip adducted และ hip external rotated ด้วยวิธีการตรวจกล้ามเนื้อด้วยไฟฟ้าโดยใช้ตัวรับสัญญาณไฟฟ้าชนิดผิวบันทึกสัญญาณไฟฟ้าเป็นค่า Root mean square (RMS) เป็นเวลา 8 วินาที โดยตัดค่าช่วง 2 วินาทีแรกและ 2 วินาทีหลังออกแล้วนำค่าช่วง 4 วินาทีตรงกลางไปแปลผล

ผลการศึกษา: มีผู้เข้าร่วมวิจัยทั้งหมด 30 ราย เป็นเพศชายและเพศหญิงอย่างละ 15 ราย อายุเฉลี่ย (ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน) คือ 30 (8.2) ปี พบว่าการออกกำลังกายแบบ open kinetic chain ในท่า neutral (OC-N), hip adducted (OC-AD), และ hip external rotated (OC-ER) มีค่าเฉลี่ยคลื่นไฟฟ้า (ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน; ไมโครโวลต์) ดังนี้ 104.06 (44.05), 118.68 (53.55) และ 113.16 (53.48) สำหรับการออกกำลังกายแบบ closed kinetic chain ในท่า neutral (CC-N), hip adducted (CC-AD), และ hip external rotated (CC-ER) มีค่าเฉลี่ยคลื่นไฟฟ้า (ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน; ไมโครโวลต์) ดังนี้ 132.87 (50.40), 147.37 (50.91) และ 144.71 (51.36) ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบแล้วพบว่าการออกกำลังกายแบบ open kinetic chain ท่า OC-AD มีคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อมากกว่า ท่า OC-N อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p <0.05) แต่เมื่อเทียบระหว่างท่า OC-N กับท่า OC-ER และท่า OC-AD กับท่า OC-ER พบว่าไม่แตกต่างกัน สำหรับการออกกำลังกายแบบ closed kinetic chain พบว่าท่า CC-AD และท่า CC-ER มีคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อมากกว่าท่า CC-N อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p <0.05) โดยที่ท่า CC-AD และท่า CC-ER ไม่แตกต่างกัน

สรุป: การวัดคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อโดยตัวรับสัญญาณไฟฟ้า ชนิดผิวสำหรับกล้ามเนื้อ vastus medialis มีความต่างกันในตำแหน่งของขาที่ต่างกัน สำหรับการออกกำลังกายแบบ closed kinetic chain การออกกำลังในท่า CC-AD และท่า CC-ER ทำให้มีคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อมากกว่าท่า CC-N สำหรับ การออกกำลังกายแบบ open kinetic chain การออกกำลังท่า OC-AD จะมีคลื่นไฟฟ้ากล้ามเนื้อดีกว่าท่า OC-N และท่า OC-ER การปรับตำแหน่งขาในขณะออกกำลังเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของกล้ามเนื้อ vastus medialis จะช่วยกระตุ้นการทำงานของกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้น