Farklı diz açıları ve tibia pozisyonlarında yapılan izometrik egzersizin vastus medialis ve rectus femoris kasları üzerine etkisinin EMG çalışması ile incelenmesi
Evaluation of the effects of isometric exercises performed at various knee angles and tibial positions on strength development of vastus medialis and rectus femoris muscles using electromyography
Yazar: ALİ MURAT ZERGEROĞLU
Danışman: PROF.DR. EMİN ERGEN
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı / Spor Hekimliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1997
Konu: Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon = Physical Medicine and Rehabilitation
Dizin: Egzersiz = Exercise ; Egzersiz = Exercise ; Elektromiyografi = Electromyography ; Kas kuvveti = Muscle strength ; Kas kuvveti = Muscle strength

Özet:
74 ÖZET Farklı Diz Açıları ve Tibia Pozisyonlarında Yapılan İzometrik Ezgersizin Vastus Medialis ve Rectus Femoris Kasları Üzerine Etkisinin EMG Çalışması ile İncelenmesi Bu çalışmanın amacı, değişik açılar ve pozisyonlarda yapılan izometrik quadriceps egzersizleriyle hangi açı ve pozisyonda izometrik kuvvet antrenmanı yapılacağını saptamak, saptanan açıda yapılan kuvvet antrenmalarının etkilerini araştırmak ve bulduğumuz sonuçlan sportif rehabilitasyonda uygulamaya sokabilmektir. Araştırmaya başlamadan önce deneklerin EMG ölçümleri sırasında yapacağı izometrik egzersizin süresini belirlemek amacıyla ön çalışma yapılmıştır, ön çalışmaya 26- 32 yaş grubundan 6 erkek denek katılmıştır. Denekler duvar bankı hareketi esnasında dizin 90 derece fleksiyon açısında 50 s süreyle izometrik egzersiz yaparken sağ vastus medialis kaslanndan (RVM) 2 kez EMG kaydı alınmıştır. Yapılan değerlendirmelerde 20 s sonunda bireylerin EMG sinyal amplitüdlerinin belirgin olarak azaldığı (yorgunluğun başladığı) saptanmıştır. Çalışmaya herhangi bir diz patolojisi olmayan 10 sağlıklı sedanter birey katıldı (20.4±1.5 yaş). Deneklere 3 değişik tibia pozisyonunda (nötral 30 derece dışa rotasyon, 20 derece içe rotasyonda) ve 4 değişik fleksiyon açısında (30, 60, 90 ve 120 derecelerde) duvar bankı hareketi yaptırılmıştır. EMG sinyalleri denek duvar bankı hareketi sırasında her iki bacak vastus medialis (VM) ve rectus femoris (RF) kaslarının izometrik kasılması esnasında yüzeyel elektrotlarla kaydedilmiştir. Araştırmaya katılan deneklere EMG, kuvvet, uyluk çevre ve uyluk deri kıvnm kalınlığı ölçümleri yapılmıştır. Denekler daha sonra 8 hafta süren izometrik kuvvet antrenmanına alınmışlardır Antrenman programı öncesi ve sonrası iki kez EMG sinyal kaydı yapılmıştır. EMG kayıtları 20.48 s boyunca 1-70 Hz fekans bandı aralığında 1024 noktadan alınmıştır. Kayıtlar sırasında EEG cihazı kullanılmıştır. Denekler antrenman programına alınmadan önce yapılan EMG sinyallerinin amplitüdleri değerlendirilerek kuvvet antrenmanlannın yapılacağı fleksiyon açısı saptanmıştır. EMG sinyal amplitüdleri integre EMG (İEMG) yapılarak değerlendirilmiş ve dizin en uygun fleksiyon açısının 90 derece olduğu saptanmıştır. Araştırmaya katılan deneklerin izometrik kuvvet ölçümleri dizin 4 ayn fleksiyon açısında (30, 60, 90, 120) elektromeknanik dinamometre (Jackson Evaluation System aracılığıyla) saptanmıştır. Antrenman programı başlamadan önce, antrenmanın 3.haftası sonunda, 6. hafta sonunda ve antrenman programı bitiminden sonra toplam 4 kez kuvvet ölçümü yapılmıştır. Sekiz hafta süren antrenman, haftada 3 kez, üçer setten oluştu. Her set aralığında bireylere 4 dakika dinlenme verildi. Her sette 6, 9, 12 saniyelik izometrik egzersizler arka arkaya yaptırıldı. Her izometrik egzersizden sonra bireylerin 90-120 saniye dinlenmeleri sağlandı. Araştırma verilerinin istatistiksel analizinde SPSS for Windows 6.0 (Statistical Package for Social Sciences) istatistik paket programı kullanılmıştır. p<0,05 düzeyi anlamlı olarak kabul edilmiştir. VM ve RF kaslannda, her iki bacakta dizin 90 ve 120 derece fleksiyon açılarında, tibianın tüm pozisyonlarında diğer iki fleksiyon açısından daha yüksek İEMG aktivitesi bulunmuştur. Antrenman programı sonrasında başlangıca göre, aynı şiddette izometrik egzersizde daha az İEMG aktivitesi saptanmıştır. Antrenman programından önce ve sonra diz fleksiyon açısının 90 ve 120 derecelerinde tüm tibia pozisyonlarında VM kas aktivitesi RF kas aktivitesi ne göre daha yüksek bulunmuştur. Tibianın pozisyonları karşılaştırıldığında75 arada fark olmakla beraber anlamlı bulunmamıştır. Antrenman programından önce ve sonra, dizin 30 derece fleksiyon açısında sağ RF kas aktivitesi sol RF kas aktivitesinden yüksek bulunmuştur. Antrenman programından önce ve sonra, dizin 60, 90, 120 derece fleksiyon açılarında sağ VM kas aktivitesi sol VM kas aktivitesine göre yüksek bulunmuştur Uyluk deri kıvrım kalınlığında, antrenman sonrasında azalma saptanmıştır. Izometrik kas kuvvetinde özellikle 90 ve 120 derecelerde olmak üzere dizin 4 fleksiyon açısında da artma saptanmıştır (p<0,05). Sonuçlarımız, izometrik kuvvet antrenman programlan ile yalnızca antrenman yapılan açıda değil diğer fleksiyon açılarında kuvvet artışı olduğunu göstermiştir. Uyluk ekstansörierinde yapılan izometrik egzersiz sırasında, en yüksek kas aktivitesine dizin 90 derece fleksiyon açısından itibaren ulaşıldığı sonucuna varılmıştır. Diz fleksiyon açısı 30 dereceye kadar yapılan egzersizler sırasında, RF aktivitesinin VM aktivitesinden yüksek olduğu, 60 derece fleksiyon açısından itibaren VM aktivitesinin daha fazla olduğu sonucuna varılmıştır. Tüm bu bulgularımızın sportif rehabilitasyon konusunda katkı yapılabileceği düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: izometrik egzersiz, kuvvet antrenmanı, İEMG, VM, RF

Abstract:
76 SUMMARY Evaluation of The Effects of Isometric Exercises Performed at Various Knee Angles and Tibial Positions on Strength Devolepment of Vastus Medialis and Rectus Femoris Muscles Using Electromyography. Regaining previous strength level is consired as an important element in sport rehabilitation. Isometric exercises are of prime importance especially during the early phase of post operative or post injury management. The knee was found to be the most injured anatomical site in the literature. Isometric exercise at the angle and tibial position which is most efficiently devoleping quadriceps muscle strength is still questinable. Electromyographial amplitudes is related with the number of motor units fired during contractions. This study aimed to reveal the highest EMG potential obtained at various knee angles (30-60-90-120) and tibial positions (internal-external rotations and neutral) and the effects of isometric strength trainings performed at this angle and position. In order the evaluate the highest IEMG potentials (Grass EEG device, surface electrodes) during isometric contractions, a pilot study on 6 male subjects were carried out. Subjects were asked to continue wall stance at 90 degree knee flexion for 50 seconds. After 20 seconds, the signs of fatigue (more than 5% decrease in EMG amplitudes) were observed and it was decided that recordings to be done for at least within this time course. 10 healthy male subjects (age x 20.4 S.D± 1.5) were trained for 8 weeks. Isometric training regime consisted of 3 sets/day for 3 days/Week. Each set complied 6, 9, 12 second contractions with 90-120 seconds rest intervals. The highest integrated EMG (IEMG) signals were obtained at 90 degrees knee angle. Tibial position was not related to the vastus medialis (VM) and rectus femoris (RF) IEMG activities. Lower IEMG activities were found between pre and post traininbg measurements at the same isometric contraction level. VM pre and post training IEMG activities were always higher than Rf at 90 and 120 degrees knee flexion of each tibial positions. Right RF pre and post training IEMG activity was higher at 30 degrees knee flexion and right VM IEMG activity than left at 60-90 and120. Up to 30 degrees was found to be higher since VM was higher at the angles higher than 60 degrees. It can be concluded that 90 degree knee flexion at a neutral tibial position may be used to perform isometric quadriceps exercise to improve or maintain strength level for rehabilitative purposes. The selection of open or closed kinetic chain exercise should be done according to the spesific knee pathology and the rehabilitative phase Key words: isometric exercise, strength training, IEMG, VM, RF.