title: Analysis of surface electromyography (sEMG) signals at and above the maximal lactate steady state (MLSS) during ergometer cycling
Creators: name: Makivic, Bojan
Publisher: name: :none
Year: 2015

description: Zielsetzung: Das Ziel der Masterarbeit ist es, oberflächenelektromyographische Signale ausgewählter Muskeln bei Ausdauerbelastungen im maximalen Laktat-Steady-State (MLSS) sowie leicht über dem MLSS (aMLSS) zu untersuchen. Methode: 32 Freizeitsportler (Alter: 29.3±5.4 Jahre; Körpermasse: 75.3±7.2 kg; Körperhöhe: 178.6±5.4 cm) führten 3-6 Dauerbelastungstests (30 Minuten) durch, um die Bereiche des individuellen MLSS und aMLSS zu bestimmen. Die Aktivität von 6 Muskeln der unteren Extremitäten wurde aufgezeichnet (Gluteus medialis (GM), Biceps femoris (BF), Rectus femoris (RF), Vastus medialis (VM), Vastus lateralis (VL) und Gastrocnemius medialis (GastM). Die Medianfrequenz (MDF) und der quadratische Mittelwert (RMS) jedes Muskels wurden für drei Zeitpunkte (2.5, 10 und 30 Minuten) bestimmt, mit dem jeweils höchsten vorkommenden Wert innerhalb des Tests normalisiert und mit dem linearen gemischten Modell statistisch analysiert. Ergebnisse: Die mittlere mechanische Leistung betrug im MLSS 226.9 W und im aMLSS 235.9 W. Die MDF stieg im Laufe der Belastung bei 5 von 6 Muskeln (außer VM) in beiden Belastungsbereichen signifikant an (MLSS: 10% und aMLSS: 8%, beide p&lt;.001). Unterschiede zwischen MLSS und aMLSS (VL) bzw. Interaktionseffekte (GastM und VM) waren signifikant, (p&lt;.05), eine Posthoc- Analyse ergab jedoch keine einzelnen Mittelwertunterschiede. Der RMS fiel im Laufe der Belastung ab der 10. Minute für alle Muskeln ab (p&lt;.001). Unterschiede zwischen MLSS und aMLSS (RF) bzw. Interaktionseffekte (RF) waren signifikant (p&lt;.05), die Post-hoc-Analyse ergab einen signifikanten Unterschied (p&lt;.05) von 18% bei Minute 2.5. Schlussfolgerung: Bei einem mittleren Unterschied der mechanischen Leistung von 9 Watt zeigten die oberflächenelektromyografischen Parameter MDF und RMS beim Vergleich der Ausdauerbelastungen im MLSS sowie aMLSS mit Ausnahme des RMS vom RF zu Beginn der Belastung kein unterschiedliches Verhalten in den einzelnen Messzeitpunkten. Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass beim Überschreiten des maximalen Laktat- Steady-States (aMLSS) durch einen geringfügigen Anstieg der Belastung im Bereich von weniger als 10 Watt im Vergleich zu MLSS keine systematischen Unterschiede in MDF und RMS oberflächenelektromyografischer Signale ausgewählter Muskeln auftreten.
description: Purpose: The aim of this master thesis is to investigate surface electromyographic (sEMG) signals of chosen muscles between two power outputs defined as maximum lactate steady state (MLSS) and above MLSS (aMLSS) power output. Methods: 32 recreational cyclists (mean ± SD: age 29.3±5.4 years; weight: 75.3±7.2 kg; height: 178.6±5.4 cm) have performed 3-6 constant-load tests (30 min) to determine MLSS and aMLSS power outputs. Muscle activation was recorded from six lower limb muscles: gluteus medialis (GM, bicpes femoris (BF), rectus femoris (RF), vastus medialis (VM), vastus lateralis (VL) and gastrocnemius medialis (GastM). The median frequency (MDF) and root mean square (RMS) were normalized to the highest single value in the data set for each muscle separately. In addition values at three time points (2.5th, 10th and 30th minute) were statistically analyzed with the linear mixed model (LMM). Results: The mean power outputs for MLSS and aMLSS were 226.9 and 235.9 Watts, respectively. The MDF increased significantly from the beginning toward the end of tests in five from six muscles, except VM, (MLSS: 10% und aMLSS: 8%, both p&lt;.001). Significant mean difference between MLSS and aMLSS (VL MDF) as well as interaction (VM and GastM) were observed, respectively (p&lt;.05). However, the following post hoc analysis has not found significant difference between MLSS and aMLSS power outputs at any of three time points separately. The RMS decreased from 10th minute toward the end of tests for all muscles (p&lt;.001). The mean difference between MLSS and aMLSS as well as interaction were significant for RF RMS (p&lt;.05). Subsequent post hoc analysis has revealed significant difference (p&lt;.05) of 18% at the 2.5th minute. Conclusion:With the mean difference of 9 Watt between MLSS and aMLSS power outputs the sEMG parameters have demonstrated unchanged behavior between aforementioned workloads at the single time points, except for RF RMS at the beginning of the test. The results of present study indicate that the significant systematic difference in MDF and RMS parameters of sEMG of chosen lower limb muscles is not taking place by overstepping MLSS power output by less than 10 Watt.