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Elicitability of muscle cramps in different leg and foot muscles
No full textTo explore the efficacy of muscle motor point stimulation in eliciting muscle cramps, 11 subjects underwent eight sessions of electrical stimulation of the following muscles bilaterally: abductor hallucis flexor hallucis brevis, and both heads of the gastrocnemius muscles. Bursts of 150 square wave stimuli (duration: 152 micros; current intensity: 30% supramaximal) were applied. The stimulation frequency was increased from 4 pulses per second (pps) at increments of 2 pps until a cramp was induced. The number of cramps that could be elicited was smaller in flexor hallucis brevis than in abductor hallucis (16 vs. 22 out of 22 trials each; P < 0.05) and in the lateral gastrocnemius than in the medial gastrocnemius (5 vs. 20 out of 22 trials each; P < 0.0001). We show that leg and foot muscles have different cramp susceptibility, and the intermuscle variability in the elicitability profile for electrically induced cramps supports the use of the proposed method for cramp research
I crampi muscolari
No full textIl crampo muscolare rappresenta una contrazione improvvisa, involontaria e dolorosa di un muscolo o di una sua parte ed è dovuta ad una involontaria e ripetuta generazione di potenziali di unità motoria a livello del sistema nervoso centrale e periferico. Il crampo muscolare che si presenta in corso di attività fisica è indicato come “crampo muscolare associato ad esercizio”. Si verifica solitamente nel corso di esercizi intensi e prolungati ed interessa soprattutto i muscoli del piede ed il tricipite surale. Fa generalmente seguito alla comparsa dei ben noti segni e sintomi di fatica muscolare e sistemica. Il trattamento del crampo negli atleti deve consistere nella interruzione dell’esercizio fisico e nella esecuzione delle manovre di stretching, che permette di realizzare una inibizione riflessa dei motoneuroni spinali a seguito di attivazione degli organi muscolo-tendinei del Golgi. La prevenzione si deve invece basare su strategie “non farmacologiche”: adeguato allenamento, regolare ricorso ad esercizi di stretching prima e dopo il training, conduzione della seduta di training in orari della giornata non eccessivamente caldi
L’elettrostimolazione neuromuscolare: basi fisiologiche e principi di utilizzo (prima parte)
No full textnel numero precedente sono state trattate le basi fisiologiche dell’attivazione
neuromuscolare e i principi della registrazione elettromiografica (EMG),
che consente di analizzare l’attività delle unità motorie attive durante una contrazione.
Moltissimi studi, condotti con registrazioni EMGsia intramuscolari sia di superficie,
hanno permesso di definire che l’attivazione neuromuscolare si realizza
attraversolacombinazionedi reclutamentodiunitàmotorieemodulazionedellaloro
frequenza di scarica. Inoltre, la strategia di attivazione delle unitàmotorie varia tra
ognimuscolo epersino tra ognigestomotorio.Questo rende complicato e, al contempo,
affascinantelostudiodegliadattamentineuromuscolariall’allenamento,che
si realizzano, infunzionedideterminatimeccanisminonancoradel tuttonoti, siasul
versantemuscolare sia su quello nervoso
Attivazione neuromuscolare e regolazione della forza (prima parte)
No full textLa modulazione della forza muscolare si realizza attraverso la regolazione del reclutamento e della frequenza di scarica delle unità motorie. Ogni unità motoria rappresenta la minima quantità di tessuto muscolare che può essere controllata dal sistema nervoso, ovvero l’unità funzionale del movimento. Le unità motorie sono al centro degli adattamenti indotti dall’allenamento che si realizzano, in rapporto a determinanti non del tutto note, sia a livello muscolare che nervoso (centrale e periferico), con importanti differenze a seconda del muscolo studiato e della tipologia di allenamento. Lo studio degli adattamenti della forza all’esercizio fisico (argomento del prossimo numero) passa quindi attraverso la conoscenza delle basi fisiologiche della attivazione neuromuscolare e la possibilità di registrarla mediante elettromiografia
Elettrostimolazione neuromuscolare: tecniche, parametri e protocolli (seconda parte)
No full textL’elettrostimolazione neuromuscolare consiste nell’attivazione di fibre nervose attraverso l’applicazione di impulsi elettrici tramite elettrodi posizionati sulla cute sovrastante il muscolo di interesse. Nel presente articolo gli Autori riportano informazioni relative a come posizionare gli elettrodi di stimolazione, quali parametri della stimolazione occorra considerare per un corretto uso della tecnica e dei vari protocolli di stimolazione, quali prove di efficacia siano state raccolte in ambito di applicazione della stimolazione finalizzata all’incremento prestativo in soggetti sani sedentari o atleti
Pulse charge and not waveform affects M-wave properties during progressive motor unit activation
No full textThe aim of this study was to investigate changes in experimentally recorded M-waves with progressive motor unit (MU) activation induced by transcutaneous electrical stimulation with different pulse waveforms. In 10 subjects, surface electromyographic signals were detected with a linear electrode array during electrically elicited contractions of the biceps brachii muscle. Three different monophasic waveforms of 304-micros duration were applied to the stimulation electrode on the main muscle motor point: triangular, square, and sinusoidal. For each waveform, increasing stimulation current intensities were applied in 10 s (frequency: 20 Hz). It was found that: (a) the degree of MU activation, as indicated by M-wave average rectified value, was a function of the injected charge and not of the stimulation waveform, and (b) MUs tended to be recruited in order of increasing conduction velocity with increasing charge of transcutaneous stimulation. Moreover, the subjects reported lower discomfort during the contractions elicited by the triangular waveform with respect to the others. Since subject tolerance to the stimulation protocol must be considered as important as MU recruitment in determining the effectiveness of neuromuscular electrical stimulation (NMES), we suggest that both charge and waveform of the stimulation pulses should be considered relevant parameters for optimizing NMES protocols
Technology and instrumentation for detection and conditioning of the surface electromyographic signal: state of the art
No full textThe aim of this review is to present the state of the art of the technology of detection and conditioning systems for surface electromyography (sEMG). The first part of the manuscript focuses on the sEMG electrode system technology: the electrode classification, impedance, noise, transfer function, the spatial filtering effect of surface electrode configurations, the effects of electrode geometry, and location on the recorded sEMG signal. Examples of experimental sEMG signals are provided to show the potential value of high-density sEMG electrode grids and multichannel amplifiers that allow to add spatial information to the temporal information content of the sEMG signal. Furthermore, the results of a simple simulation are reported, in order to emphasize the effects of the subcutaneous tissue layers and of the detection volume on the recorded sEMG signal. The second part of the manuscript focuses on the sEMG amplifier technology: the front end amplifier characteristics for signal conditioning, the methods for stimulation artifact reduction, filtering methods, safety requirements, and the methods for analog-to-digital conversion of the sEMG signal
Time and frequency domain analysis of surface myoelectric signals duringelectrically-elicited cramps
No full textOBJECTIVES: To examine if different frequencies of electrical stimulation trigger different sized cramps in the abductor hallucis muscle and to analyze their surface electromyographic (EMG) behaviour in both time and frequency domains. METHODS: Fifteen subjects were studied. Stimulation trains of 150 pulses were applied to the muscle motor point. Frequency was increased (starting from 4pps with 2-pps steps) until a cramp developed. Current intensity was 30% higher than that eliciting maximal M-waves. After the first cramp ("threshold cramp"), a 30-minute rest was provided before a second cramp ("above-threshold cramp") was elicited with a frequency increased by 50% with respect to that eliciting the first cramp. RESULTS: We found greater EMG amplitude and a compression of the power spectrum for above-threshold cramps with respect to threshold cramps. M-wave changes (ranging between small decreases of M-wave amplitude to complete M-wave disappearance) occurred and progressively increased throughout stimulation trains. Significant positive correlations were found between estimates of EMG amplitude during cramps and estimated reductions of M-wave amplitude. CONCLUSIONS: Varying frequencies of electrical stimulation triggered different sized cramps. Moreover, decreases in M-wave amplitude were observed during both threshold and above-threshold stimulations. The choice of the stimulation frequency has relevance for optimizing electrical stimulation protocols for the study of muscle cramps in both healthy and pathological subjects
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