Porovnání velikosti aktivace m. erector spinae Th/L oblasti při různých typech zvedání břemene pomocí povrchové elektromyografie

Transkript

1 Klinika rehabilitačního a tělovýchovného lékařství LF UP a FN Olomouc Klinická kineziologie a kinezioterapie Porovnání velikosti aktivace m. erector spinae Th/L oblasti při různých typech zvedání břemene pomocí povrchové elektromyografie Elektromyografie je studium funkce svalů zkoumáním elektrického signálu, které svaly produkují. (Basmajian & DeLuca, in Muscle Alive, 1985) Autorky: Jitka Kozáková, Petra Žurková Olomouc 2006 OBSAH 1

2 Souhrn Úvod Liftingové techniky Stoop lifting Squat lifting Asymetrický diagonální lifting s nakročením jedné DK vpřed Povrchová elektromyografie... Chyba! Záložka není definována. 3.1 Sledování velikosti aktivace svalů... Chyba! Záložka není definována. 4 Cíl a hypotéza Metodika Charakteristika souboru Příprava techniky snímání Průběh měření Výsledky... Chyba! Záložka není definována. 7 Diskuze... Chyba! Záložka není definována. 8 Závěr Referenční seznam...21 Seznam zkratek...23 Přílohy...24 SOUHRN Využití povrchové elektromyografie nejen v kineziologii, ale také v ergonomii nám může objektivizovat vliv určitého pracovního výkonu na velikost aktivace svalů. Porovnávaly jsme soubor čtyř zdravých probandů a třech probandů pacientů s chronickým vertebrogenním syndromem. Snažily jsme se objektivizovat, jaká se míra aktivity mm. erectores spinae v oblasti Th/L páteře u třech způsobů zvedání břemene (lifting). Cílem práce bylo zjistit rozdíl ve velikosti aktivace mezi souborem zdravých probandů a souborem probandů pracientů. Naše výsledky ukazují, že u skupiny pacientů probandů jsou podstatně nižší hodnoty velikosti aktivace mm. erectores spinae Th/L páteře oproti zdravých probandů. Z výsledků také vyplývá, že největší aktivita mm. erectores spinae je při squat liftingu, což jsme zjistily u dvou pacientů probandů a dvou zdravých probandů. Dále jsme zjistily, že zdraví probandi prováděli průměrně zvedání břemene od 1,3-3,6 s (průměrně 2,28 s) a probandi pacienti mezi 2,1-4,7 s (průměrně 3,13 s). KLÍČOVÁ SLOVA: m. erector spinae, low back pain, lifting, polyelektromyografie 2

3 1 ÚVOD Práce je základní podmínkou lidské existence, podílela se na vývoji lidského druhu. V naší historické epoše rychle se rozvíjející vědecké a technické poznatky přinášejí do každodenní praxe nové kvalitativní vztahy. Tyto změny vyvolaly nutnost systémového přístupu ke studiu lidské práce a interdisciplinárně koordinovat biologické, technické a psychosociální metody zkoumání aspektů pracovní činnosti člověka. Byl tak vytvořen nový vědní obor ergonomie, který se zabývá studiem systémů člověk prostředí stroj a vnáší do technických řešení pracovních nástrojů, strojů, přístrojů a technologií biologické aspekty (Gilbertová, Matoušek, 2002). Současný civilizační trend je charakterizovaný mechanizací a automatizací, jenž podstatně snížil těžkou fyzickou práci spojenou s manipulací břemeny. Ale přesto v některých profesních odvětvích může docházet a také dochází k poškození páteře právě v důsledku manipulace s břemeny a to nejčastěji jejich zvedání. V některých odvětvích však práce stroje nenahradí člověka. Může to být např. ve zdravotnictví, službách (pošta), v zemědělství, v obchodní síti U některých profesí tvoří manipulace s břemeny velkou část pracovní doby, jako např. u skladových dělníků, zdravotních sester a ošetřovatelek, závozníků, u pracovníků stěhovacích firem, zedníků K poškození páteře může docházet i během krátkodobých prací doma, na chatě při neadekvátním zvednutí břemene (Gilbertová, Matoušek, 2002). 2 LIFTINGOVÉ TECHNIKY Popisují se dva základní způsoby zvedání břemen: 2.1 Stoop lifting (back lifting) Tento mechanismus je spojen s nižšími energetickými nároky a nižším zatížením dolních končetin. Velmi podstatný je význam tzv. zadního vazivového systému (lig. longitudinale posterius, ligg. interspinalia et supraspinalia, povrchová část lumbodorzální fascie), který se při určitém stupni předklonu napíná a blokuje páteř v provádění dalšího předklonu. V této fázi slouží jako opora při zvedání břemene a snižuje tím svalovou práci, především zádového svalstva. Další výhodou tohoto způsobu liftingu je menší zátěž m. quadriceps femoris. Proto při oslabení nebo únavě tohoto svalu někteří jedinci samovolně mění techniky zvedání, aby snížili jeho zatížení, i když tím mohou zvýšit zatížení bederní 3

4 páteře. Pro bezpečný zdvih této techniky je jeho krátká doba trvání. Podstatně se zvyšuje intraabdominální tlak oproti squat liftingu (Gilbertová, Matoušek, 2002). Vzestup intraabdominálního tlaku při zvedání břemen snižuje zatížení páteře synergickou aktivací mm.erectores spinae Th/L páteře a také se podílí snížením tlaku na meziobratlové ploténky. Na vzestupu tohoto tlaku se podílí do značné míry břišní svalstvo. Zvýšení intratorakálního tlaku zlepšuje stabilitu hrudního koše a odlehčuje zatížení hrudní páteře při manipulacích s činností horních končetin a při předklonu trupu (Gilbertová, Matoušek, 2002). Obrázek 1. Stoop lifting (Straker, Duncan, 2000, s. 28) 2.2 Squat lifting (leg lifting) Pro tento způsob je typická náročnost oproti stoop liftingu. Vykazuje vyšší kalorickou spotřebu, vyšší oběhovou zátěž a zvláště při opakovaném provádění vede k časnému nástupu únavy. V podstatné míře zatěžuje m. quadriceps femoris a mm.glutei a kolenní klouby (zejména patelofemorální kloub zejména zadní strana čéšky při větší flexi kolenních kloubů) (Gilbertová, Matoušek, 2002). 4

5 Obrázek 2. Squat lifting (Straker, Duncan, 2000, s. 28) V naší práci jsme zvolily pro studii 2.3 Asymetrický diagonální lifting s nakročením jedné dolní končetiny vpřed. Zvolily jsme nakročení levou končetinu vpřed s extendovanými Dkk. Pacient nakročen k předmětu a předsunutou dolní končetinu ohýbá současně s trupem. Po uchopení předmětu vzpřimuje trup. Tím se nejen hmotnost rozděluje na nakročenou Dk a páteř, ale podstatně se zmenšuje předklon, takže bederní páteř se pouze napřimuje, což je podle Adamse (2000) 1 nejvýhodnější (Lewit, 2001). Kjellberg (2003) uvádí tři fáze cyklu liftingu. 1. fáze: přípravná fáze pohybu (the preparatory movement phase) 2. fáze: fáze zvednutí břemene (the box lift phase) 3. fáze: fáze umístění břemene (the box placement phase) Význam zatížení dolních končetin a kolenních kloubů při manipulaci se často podceňuje. Přitom velmi záleží na umístění COM (Center of Mass). Jestliže prochází přes kyčelní klouby, tak je tlak na kolenní klouby 2x vyšší než když prochází před kyčelními 1 DOLAN, P., ADAMS, MA.: Biomechanical factors affecting the disc. J. Orthop. Med. 22, 2000, 1, p

6 klouby. Naproti tomu kompresivní zátěž na meziobratlové ploténky bederní páteře se zvyšuje umístěním COM před kyčelní klouby, což představuje větší rameno páky. Toto je nutno brát v úvahu s ohledem na individualitu jedince (zdravotní stav, návyky) (Gilbertová, Matoušek, 2002) 3 POVRCHOVÁ ELEKTROMYOGRAFIE Povrchová elektromyografie (dále SEMG surface electromyography) umožňuje pomocí povrchových elektrod (monopolárních, bipolárních, multielektrod - tj. větší počet elektrod s minimální vzdáleností) registrovat elektrické projevy činnosti svalového aparátu. Zdrojem elektromyografického (dále EMG signálu) signálu je transmembránový potenciál na úrovni sarkolemy. Jedná se o elektrický ekvivalent změny iontové výměny na membráně při svalové kontrakci. Záznam se nazývá elektromyogram. Obvykle má podobu více či méně vyjádřeného interferenčního vzorce, který vzniká překrytím sumačních potenciálů většího počtu motorických jednotek. Nejedná se o prostou sumaci elektrického napětí v daném okamžiku, ale je výsledkem jejich interferencí v prostorovém vodiči sval, kůže, elektrody (Rodová et al., 2001). Kineziologická SEMG se zabývá především vyšetřením svalové funkce během selektovaného i komplexního pohybu, sleduje koordinaci činnosti svalů, pozoruje speciální vliv a efekt tréninkových metod, terapeutických prvků, vztah velikosti elektromyografického signálu k síle i únavě a vliv interakce zátěže či nástroje a svalové funkce (Rodová et al., 2001, 174). V oblasti biomechaniky a pro účely fyzioterapie je využívaná neinvazivní metoda SEMG, která pomocí povrchových elektrod snímá elektrickou aktivitu jednotlivých svalů nebo skupiny svalů, zesiluje ji a vyhodnocuje pomocí počítače. Umožňuje tak jednoduchý přístup k fyziologickému procesu generování svalové síly, vzniku pohybu a mnoha dalších funkcí, které nám umožňují komunikovat s okolím. Používá se k vyhodnocování svalové aktivity člověka při statické i dynamické činnosti člověka. Lze pozorovat posloupnosti zapojení vybraných svalů v dané činnosti. Je pozorován začátek, průběh a konec svalové aktivity. Vypovídá o synergii svalů (souhře, aktivace zapojení svalů, timingu svalů). Je nezbytnou součástí komplexní analýzy pohybové činnosti (Rodová et al., 2001). 6

7 3.1 Sledování velikosti aktivace svalů Studie, jak uvádí Rodová et al. (Rodová et al.2001), sledují míru aktivace svalů hodnotící elektromyogram zejména pomocí kvantifikace amplitudy signálu (příp. spektrálního výkonu). Velikost amplitudy je odrazem nejen množství aktivovaných motorických jednotek a synchronizace pálení. Značně je ovlivněna řadou vnitřních (prostorovou filtrací) a vnějších faktorů (elektrodovou konfigurací, lokalizací a orientací), které je nutno respektovat a ošetřit při návrhu experimentu. EMG signál umožňuje zjistit, zda je sval aktivní, či nikoli, popř. míru svalové aktivity. Jsou pozorovány kontrakce volní i mimovolní, případně vyvolané elektrickou stimulací. Změna ve velikosti amplitudy je pozorována při hodnocení např. se vztahem k síle. De Luca (1993) shrnuje praktická doporučení pro aplikaci SEMG ve vztahu k silovým charakteristikám. Pro vyšetření je vhodná izometrická kontrakce s omezením silových příspěvků jiných svalů. Pro nezbytnost analýzy za anizometrických podmínek se doporučuje použít kontrakce s nejnižší rychlostí, u cyklických aktivit vybrat data z relativně fixované části cyklu a výsledky stanovovat obezřetně. V interindividuálním srovnávání se používá metody tzv. normalizace. Jedná se o stanovení amplitudy EMG signálu vyjádřeného procentem z velikosti amplitudy signálu dosaženého během maximální volní kontrakce (méně často z velikosti amplitudy při kontrakci vyvolané stimulací). 4 CÍL A HYPOTÉZA Cíl práce Cílem je zjištění rozdílu ve velikosti aktivace mm. erectores spinae Th/L páteře při zvedání břemene mezi souborem zdravých probandů a souborem probandů pacientů. Hypotetická otázka Je rozdíl ve velikosti aktivity mm. erectores spinae Th/L páteře při zvedání břemene různými způsoby liftingu a co z toho vyplývá pro ergonomii liftingu? 7

8 5 METODIKA 5.1 Charakteristika souboru Soubor tvořili 3 probandi pacienti (2 ženy a 1 muž;). 2 pacienti byli hospitalizováni na neurologické klinice a 1 pacientka na rehabilitační klinice FN Olomouc. Pacienti potvrdili písemným souhlasem absolvování vyšetření a souhlasili s anonymním zpracováním získaných dat. Tuto skupinu jsme porovnávali se skupinou 4 zdravých (žen) probandů, kterou tvořily ženy bez pohybových či jiných zdravotních problémů, které by mohly ovlivnit výkonnost měřených svalů a vlastní průběh měření. Každému probandovi byl vysvětlen nebo názorně ukázán průběh zvedání břemene. Použily jsme břemeno dřevěnou bedničku o hmotnosti 7kg. Poté byl každý proband požádán o svléknutí do spodního prádla. 5.2 Příprava techniky snímání Kůži nad vyšetřovanými svaly jsme ošetřili abrazivní pastou. Poté jsme kůži očistily vlhkým ručníkem a osušily do sucha. K snímání svalové aktivity jsme použily jednorázové samolepící povrchové elektrody. V souladu se studií DeLucy (1993) jsme umístily elektrody do střední linie snímaných svalů přes jejich největší bříško tak, aby byl detekční povrch elektrod orientován kolmo na průběh svalových vláken. Vzdálenost mezi okraji elektrod činila 15 mm. Zesilovač signálu jsme fixovaly lepící páskou, abychom eliminovali možné artefakty v signálu. Zemnící elektrodu jsme umístily na processus spinosus C 7. Vizuální záznam synchronizovaný s EMG signálem byl snímán analogovou kamerou. Tento záznam byl pořízen za účelem potvrzení pohybové činnosti (zvedání břemene probanda) při zpracovávání výsledků. 5.3 Průběh vlastního měření Každý proband byl před zahájením měření obeznámen s průběhem celého měření. Všichni probandi byli svlečeni do spodního prádla a byli bosí. Do měřeného souboru byli zařazeni zdraví probandi bez akutních a chronických problémů v oblasti muskuloskeletálního systému a probandi pacienti s lumboischiadickým syndromem. U probandů pacientů byl umožněn 1 zkušební pokus ke každému testu a respektovali jsme únavu, kterou jsme kompenzovali odpočinkem. 8

9 Celkem jsme provedli 3 měření v každé poloze: 1. stoop lifting 2. squat lifting 3. lifting nákrokem Před vlastním měřením probandi stáli v klidném stoji, s Hkk volně podél těla. Poté jsme snímali klidovou aktivitu po dobu asi 20 sekund. 1. test: stoop lifting Proband v klidném stoji s extendovanými dolními končetinami jsme vyzvaly, aby zvedl bedýnku k trupu a snažil se dodržet 90 flexi v lokti a následně zpět položit bedýnku. V každém pokusu jsme snímali EMG aktivitu během zvedání břemene. 2. test: squat lifting Výchozí polohou pro test byl klidný stoj a proband byl vyzván, aby zvedl bedýnku s flektovanými dolními končetinami z podřepu do stoje, s 90 flexí v loktech a bedýnkou u trupu a následně vrátil zpět. Byly provedeny 3 pokusy. 3. test: lifting nákrokem Výchozí polohou byl klidný stoj s nákrokem levé DK dopředu. Poté byl proband vyzván, aby uvědomovaně zvedl bedýnku s napřímenými zády do stoje s flektovanými lokty v 90 a následně s napřímenými zády položil bedničku zpět. Zpracování záznamu měření Pro měření byl využit 16 kanálový polyemg Noraxon, MyoSystem 1400, u něhož jsme použily 8 kanálů a aktivitu jsme zaznamenávali z těchto svalů: 1. kanál: m. sternocleidomastoideus sin. (SCM sin.) 2. kanál: m. sternocleidomastoideus dx. (SCM dx.) 3. kanál: m. rectus abdominis sin (RA sin.) 4. kanál: m. rectus abdominis dx. (RA dx.) 5. kanál: m. erector spinae Th/L sin. (ES sin. 6. kanál: m. erector spinae Th/L dx. (ES dx.) 7. kanál: m. biceps femoris sin. (BF sin.) 8. kanál: m. biceps femoris dx. (BF dx.) 9

10 Obrazek 3. Polyelektromyograf MYOSYSTEM 1400 (Konrad, 2005) Snímané signály byly zaznamenány programovým systémem MyoVideo. Ke zpracování a vyhodnocení záznamů jsme použili programového systému MyoResearch. Nejdřív jsme provedly rektifikaci a následně smoothing (vyhlazení) záznamu (RMS 25 ms) všech měřených svalů. Použitím Standard reportu jsme určily velikost klidové amplitudy v úseku 20 s. Provedli jsme step 500 ms a získaná data jsme zpracovali v programu Microsoft Excel 2003, kde jsme vypočítali průměrnou hodnotu klidové aktivity u m. erector spinae l. sin. et l. dx.. Pro výpočet aktivační hodnoty jsme použily součet průměr klidové hodnoty + dvou směrodatných odchylek. Aktivační hodnotu jsme následně porovnávaly s maximálními hodnotami velikosti aktivity svalů mm. erectores spinae Th/L, kterou jsme porovnávaly během jednotlivých testů liftingu. Sestavily jsme tabulku, kde jsme vyjádřily průměrné hodnoty maximální velikosti hodnoty amplitudy (v µv) a poměr násobek zvýšení amplitudy z aktivační hodnoty k maximální hodnotě amplitudy při jednotlivých testech zvedání břemene. 10

11 6 VÝSLEDKY Pacientka č.1 J. H. s diagnózou: chronický VAS Cp i Lp s pseudoradikulární iritací L4 bez neurologického deficitu; depresivní syndrom v léčbě a revmatoidní artritida kolen a drobných kloubů horních končetin. Tabulka 1. Průměrné hodnoty maximální velikosti aktivace během tří pokusů různých typů liftingů stoop lifting aktivační hodnota násobek m.es l. sin 4,23 18,42 18,12 19,6 4,64 m.es l. dx 4,19 17,77 18,3 16,15 4,37 squat lifting m.es l. sin 4,23 12,86 15,68 15,16 3,71 m.es l. dx 4,19 13,32 16,86 15,01 4,02 lifting nákrokem m.es l. sin 4,23 15,19 14,51 16,09 3,81 m.es l. dx 4,19 20,28 19,51 13,44 4,84 (čísla jsou udávána v µv) Legenda k tabulce m. ES l. sin... levý musculus erector spinae m. ES l. dx... pravý musculus erector spinae 1.. první pokus 2.. druhý pokus 3.. třetí pokus U pacientky č.1 je poměr největší poměr aktivity zaznamenám u stoop liftingu. 11

12 Pacientka č.2 B. J. s dg. st.p. microdiscectomia C4/5; chronický bilaterální cervikobrachiální syndrom; cervikální myelopatie; coxalgie dysplazie kyčelních kloubů; reaktivní depresivní syndrom; chronický vertebroalgický syndrom lumbální páteře Tabulka 2. Průměrné hodnoty maximální velikosti aktivace během tří pokusů různých typů liftingu stoop lifting aktivační hodnota násobek m.es l. sin 3,96 28,23 33,78 31,3 8,54 m.es l. dx 3,34 20,39 26,34 22,56 7,89 squat lifting m.es l. sin 3,96 39,33 36,15 33,9 9,94 m.es l. dx 3,34 26,43 27,06 25,61 8,1 lifting nákrokem m.es l. sin 3,96 26,7 31,23 28,63 7,9 m.es l. dx 3,34 26,43 34,08 32,46 10,21 (čísla jsou udávána v µv) Legenda k tabulce m. ES l. sin... levý musculus erector spinae m. ES l. dx... pravý musculus erector spinae 1.. první pokus 2.. druhý pokus 3.. třetí pokus U pacientky č. 2 nacházíme největší nárůst aktivity u techniky squat lifting. Oproti pacientce č. 1 nalézáme rozdíl ve velikosti aktivace ve všech způsobech liftingu. U squat a stoop liftingu je trend k asymetrii mezi oběma mm. erectores spinae Th/L, kde je vyšší aktivita u levého m. erector spinae Th/L. 12

13 Pacient č.3 R. J. s dg. diabetická polyneuropatie Hkk a Dkk, verifikovaná EMG; DM II. typu (1997); subakutní kořenový syndrom L 5 /S 1 l.sin (14 dnů); HTN I. Tabulka 3. Průměrné hodnoty maximální velikosti aktivace během tří pokusů různých typů liftingu stoop lifting aktivační hodnota násobek m.es l. sin 8,88 36,17 38,79 41,62 4,69 m.es l. dx 3,21 31,17 33,32 33,92 10,56 squat lifting m.es l. sin 8,88 55,37 52,73 55,7 6,27 m.es l. dx 3,21 48,16 44,22 47,05 14,99 lifting nákrokem m.es l. sin 8,88 42,73 43,21 41,84 4,87 m.es l. dx 3,21 50,91 50,44 39,49 15,85 (čísla jsou udávána v µv) Legenda k tabulce m. ES l. sin... levý musculus erector spinae m. ES l. dx... pravý musculus erector spinae 1.. první pokus 2.. druhý pokus 3.. třetí pokus U pacienta č.3 jsou zřetelné asymetrické rozdíly v poměru aktivace pravého a levého m. erector spinae Th/L páteře. Pacient vykazuje vyšší hodnoty aktivace při squat liftingu. Aktivační hodnota a velikost aktivace během provedení liftingu je signifikantně vyšší pro pravý erector spinae Th/L páteře. U asymetrického liftingu nákrokem levé Dk vpřed je trend k převaze levého erector spinae Th/L páteře u prvního a druhého pokusu. Zde musíme brát v úvahu také diagnostikovanou polyneuropatii Dkk. 13

14 Zdravý proband č. 1 Tabulka č. 4 Průměrné hodnoty maximální velikosti aktivace během tří pokusů různých typů liftingu stoop lifting aktivační hodnota násobek m.es l. sin 9,72 274,3 178,35 166,6 28,18 m.es l. dx 17,2 206,51 178,7 184,37 12 squat lifting m.es l. sin 9,72 143,92 132,38 110,82 14,8 m.es l. dx 17,2 170,23 144,87 131,26 9,89 lifting nákrokem m.es l. sin 9,72 132,98 160,24 159,68 16,48 m.es l. dx 17,2 195,66 226,98 258,39 15,02 (čísla jsou udávána v µv) Legenda k tabulce m. ES l. sin... levý musculus erector spinae m. ES l. dx... pravý musculus erector spinae 1.. první pokus 2.. druhý pokus 3.. třetí pokus U zdravého probanda č. 1 nacházíme nejvyšší aktivitu v prvním pokusu u stoop liftingu. Zdravý proband č.2 Tabulka č. 5 Průměrné hodnoty maximální velikosti aktivace během tří pokusů různých typů stoop lifting aktivační hodnota násobek m.es l. sin 13,40 185,77 186,04 163,02 13,88 m.es l. dx 14,10 188,48 203,44 185,38 14,42 squat lifting m.es l. sin 13,40 217,76 182,77 206,99 16,25 m.es l. dx 14,10 242,42 208,09 202,14 17,19 lifting nákrokem m.es l. sin 13,40 151,17 179,21 156,73 13,37 m.es l. dx 14,10 244,66 232,62 223,69 17,35 (čísla jsou udávána v µv) 14

15 Legenda k tabulce m. ES l. sin... levý musculus erector spinae m. ES l. dx... pravý musculus erector spinae 1.. první pokus 2.. druhý pokus 3.. třetí pokus U zdravého probanda č. 2 nacházíme nejvyšší aktivitu v prvním pokusu u squat liftingu. Zdravý proband č.3 Tabulka č. 6 Průměrné hodnoty maximální velikosti aktivace během tří pokusů různých typů liftingu stoop lifting aktivační hodnota násobek m.es l. sin 14,86 148,73 232,46 251,88 16,95 m.es l. dx 16,3 111,87 180,12 201,43 12,35 squat lifting m.es l. sin 14,86 183,14 181,97 213,7 14,38 m.es l. dx 16,3 134,5 100,36 152,49 9,35 lifting nákrokem m.es l. sin 14,86 214,13 244,94 186,25 16,48 m.es l. dx 16,3 194,18 249,29 240,41 15,29 (čísla jsou udávána v µv) Legenda k tabulce m. ES l. sin... levý musculus erector spinae m. ES l. dx... pravý musculus erector spinae 1.. první pokus 2.. druhý pokus 3.. třetí pokus U zdravého probanda č. 3 nacházíme nejvyšší aktivitu v druhém pokusu u asymetrického liftingu nákrokem levé končetiny vpřed. 15

16 Zdravý proband č.4 Tabulka č. 7 Průměrné hodnoty maximální velikosti aktivace během tří pokusů různých typů liftingu stoop lifting aktivační hodnota násobek m.es l. sin 10, ,86 136, m.es l. dx 12,13 167,66 126,72 122, squat lifting m.es l. sin 10,77 199,69 210,03 175, m.es l. dx 12,13 216,84 250,32 242, lifting nákrokem m.es l. sin 10,77 98,8 94,27 106,93 9,92 m.es l. dx 12,13 160,88 169,13 160, (čísla jsou udávána v µv) Legenda k tabulce m. ES l. sin... levý musculus erector spinae m. ES l. dx... pravý musculus erector spinae 1.. první pokus 2.. druhý pokus 3.. třetí pokus U zdravého probanda č. 4 nacházíme nejvyšší aktivitu v druhém pokusu u squat liftingu. Výsledky měření V našem měření jsme zjistily, že u skupiny probandů pacientů jsou nižší aktivační hodnoty a také hodnoty ve velikosti aktivace při jednotlivých způsobech provádění zvedání břemene oproti skupině zdravých probandů, čím hypotézu, že neexistuje rozdíl ve velikosti aktivace mm. erectores spinae Th/L páteře mezi oběma skupinami nemůžeme potvrdit (viz tabulky 1-7). Na základě výsledků existuje rozdíl v symetrii velikosti jak aktivačních hodnot, tak také v průměrných hodnotách velikosti maximální aktivace mm. erectores spinae Th/L páteře (viz tabulky 1-7). Dále jsme zjistili, že zdraví probandi prováděli průměrně zvedání břemene od 1,3 3,6 s (průměrně 2,28s) a pacienti mezi 2,1 4,7 s (v průměru 3,13 s). 16

17 U dvou zdravých probandů (č. 2, 4) jsme zjistily nejvyšší aktivitu u squat liftingu. Zdravého probanda č. 1 je nejvyšší velikost aktivace mm. erectores spinae u stoop liftingu a u zdravého probanda č. 3 při asymetrickém liftingu levou končetinou vpřed. U asymetrického liftinku můžeme pozorovat trend, že u nakročené Dk vpřed se aktivuje více kontralaterální m. erector spinae, z čehož můžeme usoudit, že v praxi bychom měli preferovat střídavé nakročení oběma Dkk a nepreferovat jednostranné nakročení. Průměrná hodnota velikosti aktivace mm. erectores spinae Th/L páteře byla u zdravých probandů o 10 17x vyšší než u probandů pacientů, jejíž velikost byla 3 10x oproti aktivační hodnotě. Nejprve jsme se zabývali hodnocením interindividuálních změn v rámci všech typů liftingu. Ze získaných výsledků jsme nalezly některé společné rysy. Zdraví probandi vykazují vyšší hodnoty při měření klidové amplitudy a velikost amplitudy při jednotlivých měřeních u 2, 3 a 4 zdravého probanda nevykazují zřetelné rozdíly ve stranové asymetrii zapojení svalů. U 1 probanda jsou stranové rozdíly zřetelnější. (viz tabulka č.4). 7 DISKUZE Obecná kvantifikace výsledků celého výzkumu je obtížná, neboť ze skupiny třech probandů pacientů a její korelace se skupinou 4 zdravých probandů nelze statisticky tyto získané výsledky zobecnit na celou populaci. Proto z naměřených výsledků není možné zjistit charakteristickou odezvu posturálního systému pro jednotlivé typy liftingu. Reakce posturálního systému je pro každého jedince naprosto individuální. Vertebrogenní problematika bederní páteře je často spojena s poruchou neuromotorické kontroly řízení svalové aktivity paravertebrálních svalů. Zpoždění náboru paravertebrálních svalů, zvýšená unavitelnost, asymetrická aktivita symetrických svalových skupin jsou možnými zvažovanými následky této problematiky. De Luca (1993) 2 ve své studii hodnocení aktivity paravertebrálních erektorů bederní páteře během izometrické kontrakce při setrvalé extenzi trupu prokázal, že u pacientů s vertebrogenní problematikou bederní páteře (LBP) je v některých lokalitách (hlavně bederní páteře L 1, L 2, L 5 ) výrazný pokles aktivity, zatímco v jiných je 2 DE LUCA, CJ. Use of the surfaře EMG signal for performance evaluation of back muscles. Muscle Nerve, 1993, 16 (2), p

18 hyperaktivita, zřejmě jako snaha kompenzace chybějící funkce a snížení výkonnosti svalu (Vacek, 2001). V naší studii jsme potvrdily toto tvrzení, že u pacientů probandů byly zaznamenány podstatně nižší hodnoty velikosti jak aktivačních hodnot, tak také nízké průměrné hodnoty maximální velikosti aktivace svalů během liftingu oproti skupině zdravých probandů. Hypoteticky můžeme předpokládat, že je to zapříčiněno změnou centrálních vzorců aktivace motorických jednotek, sníženou výkonností, popřípadě ovlivněno farmakoterapií (analgetika, vasodilatancia, myorelaxancia). Tyto léky mohou ovlivnit rychlost pálení motorických jednotek a tím hypoteticky naše výsledky zkreslit a snížit jejich validitu. Některá pozorování (CRAM, STEGER, 1983; GRABINER, KOH, 1992; HOYT, 1981; STARÝ, OBRDA, PFEIFFER, BERÁNKOVÁ, 1963) popisují signifikantní rozdíly při srovnávání bilaterální aktivity obou paravertebrálních svalů bederní páteře při symetrické zátěži extenze trupu u pacientů s LBP, a že tímto vyšetřením lze odlišit jedince s anamnézou chronické LBP od zdravého jedince (Vacek, 2001). Musíme brát v úvahu také věkový rozdíl mezi zdravými probandy a pacienty a také individualitu liftingu u každého člověka. Do značné míry mohou být naše výsledky ovlivněny jak pracovní profesí, momentálním zdravotním stavem základní diagnózou a přidruženými chorobami a dosavadním používáním techniky liftingu. Termín low back pain (LBP) popisuje pouze výskyt obtíží, aniž by odrážel jakýmkoliv způsobem přímou etiologii těchto obtíží. Každý, kdo se touto problematikou v klinické praxi zabývá, ví, že jde o etiologicky vysoce rozmanitou symptomatologii. To platí také pro výzkum těchto pacientů i při různém způsobu liftingu, kde zcela jiný obraz obtíží může změnit velikost aktivity paravertebrálních svalů. Pokud bolest vyzařuje do jedné dolní končetiny, může se zvyšovat aktivita paravertebrálních svalů. Důležité je, také se zabývat podrobnější kineziologií vzpřimování trupu, která není pouze záležitostí m. erectores spinae. Měli bychom předpokládat určitou funkční poruchu, která dlouhodobě přetrvává a může vyústit ve strukturální lézi. Proto v naší profesi je nutné se zabývat prevencí neadekvátního způsobu zatěžování páteře a to nejen při liftingu. Myslím si, že u nás spíše chybí povědomí o adekvátním způsobu liftingu v pracovní profesi. A tady bychom měli hrát my, jako fyzioterapeuti klíčovou roli. Zahraniční podniky, které vykazovaly u dělníků požadavky na lifting těžkých břemen 18

19 vypracovaly studie a ergonomické návrhy, jakým způsobem provádět zvedání břemene s ohledem na páteř a také dolní končetiny. A tady je slovo prevence velmi důležité. Najít optimální způsob liftingu je individuální záležitosti a vyžaduje jak empirii, tak také následnou objektivizaci přístrojovými technikami (např. SEMG). Předpokladem úspěchu je především motivace člověka uplatňovat prvky ergonomie v běžných denních i profesních činnostech. 8 ZÁVĚR Lifting se stává častou zaujímanou dynamickou činností především v pracovním životě. Ve studii jsme se zaměřili na velikost aktivace mm. erectores spinae Th/L při různých typech zvedání břemene. Pomocí povrchové elektromyografie jsme hodnotily aktivitu 4 svalů bilaterálně, ale pro vyhodnocení jsme zvolily m. erector spinae v těchto typech liftingu: stoop lifting, squat lifting a asymetrický lifting nákrokem levé dolní končetiny vpřed. Pro náš kazuistický výzkum byli vybráni čtyři zdraví probandi a tři pacienti probandi s lumboischiadickým syndromem. Výsledky měření ukázaly určitý rozdíl mezi skupinou zdravých a pacientů probandů ve velikosti aktivace. U skupiny pacientů probandů byly nalezeny výrazně nižší hodnoty ve velikosti aktivace oproti skupině zdravých probandů (Tabulky 1 7). Z toho můžeme hypoteticky usuzovat na porušenou neurofyziologickou kontrolu řízení svalové aktivity mm. erectores spinae Th/L páteře. Na základě malého počtu měření však nelze získané výsledky zobecnit, neboť reakce posturálního systému je u každého jedince naprosto individuální. Paravertebrální svaly jako svaly umístěné centrálně se aktivují ve své stabilizační funkci při každém pohybu těla a končetin a tudíž je můžeme využít pro vyšetřování SEMG. Nesmíme opomenout fakt, že extenze trupu není jen záležitostí paravertebrálních erektorů. 19

20 9 REFERENČNÍ SEZNAM 1. DE LUCA, C.J.: The Use of Surface Electromyography in Biomechanics. The International Society for Biomechanics [online] [cit ]. Dostupný na www: < 2. GILBERTOVÁ, S., MATOUŠEK, O. Ergonomie. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 2002 Praha. s ISBN: KJELLBERG K. Work technigue in lifting and patient transfer task. Sweden. National Institute for Working Life S. 88 ISBN ; [online] 4. KONRAD P. The ABC of EMG. A Practical Introduction to Kinesiological Electromyography. Noraxon INC. USA. 60 s. [online] [cit ] Dostupný na www: 5. KONRAD, P. EMG FIBEL. Eine praxisorientierte Einführung in die kinesiologische Elektromyographie. [online] [cit ] Dostupný na www: < 11> 6. KUMAR S., GARAND D. Static and dynamic liftink strength at different reach distance in symmetrical and asymetrical planes. Ergonomics. 35, 7/8, LEWIT, K.: Rehabilitace u bolestivých poruch pohybové soustavy, část II. Rehabilitace a fyzikální lékařství. roč. 8, č.4, 2001, s ISBN: RICHARDSON C., HODGES P., HIDES J. Therapeutic Exercises for lumbopelvic Stabilization. 2nd ed. Edinburg. Churchill Livingstone, ISBN: RODOVÁ, D. Vztah mezi elektromyografickým signálem a silou. Fyzioterapie, č. 1, 2001 ISSN: [online] [cit ] Dostupný také z www: < RODOVÁ, D., MAYER, M., JANURA, M. Současné možnosti využití povrchové elektromyografie. Rehabilitace a fyzikální lékařství, 2001, roč. 8, č. 4, s ISSN: RODOVÁ, D. Hodnocení činnosti kosterního svalstva povrchovou elektromyografií. Olomouc: Univerzita Palackého. Fakulta tělesné kultury. Katedra biomechaniky a 20

21 technické kybernetiky, Vedoucí dizertační práce Prof. PhDr. František Vaverka, Csc. 12. STRAKER L., DUNCAN P. Psychophysical and psychological comparison of squat and stoop lifting by zouny females. Australan Journal of Physiotherapy, vol. 46. s VACEK, J. Možnosti povrchové elektromyografie při diagnostice bolesti v kříži. Rehabilitace a fyzikální lékařství. 2001, roč. 8, č. 4, s ISSN: ZEDKA, M.: Activity of human trunk muscles with and without back pain. A thesis submitted to the Faculty of Graduate studies and Reasearch in partial fulfillment of the reguirements for the degrese of Doktor of Philosophy. Edmonton. Alberta National Library Canada. 159 str. ISBN:

22 SEZNAM ZKRATEK COM center of mass DK dolní končetina Hkk horní končetiny HTN hypertenzní nemoc FN fakultní nemocnice Th/L torakolumbální mm. musculi SEMG surface electromyography LBP low back pain l. sin. levá strana l. dx. pravá strana lig. ligamentum ligg. Ligamenta m. musculus ES erector spinae 22

23 PŘÍLOHY Graf 1. Porovnání hodnot maximální dosažené amplitudy m. ES během jednotlivých způsobů zvedání břemene (pacient č.1) uv stoop lifting ES l. sin stoop lifting ES l. dx squat lifting ES l. sin squat lifting ES l. dx 5 0 stoop squat asymetrický lifting lifting ES l. sin lifting ES l. dx Graf 2. Porovnání hodnot maximální dosažené amplitudy m. ES během jednotlivých způsobů zvedání břemene (pacient č. 2) uv stoop squat asymetrický lifting stoop lifting ES l. sin stoop lifting ES l. dx squat lifting ES l. sin squat lifting ES l. dx lifting ES l. sin lifting ES l. dx 23

24 Graf 3. Porovnání hodnot maximální dosažené amplitudy m. ES během jednotlivých způsobů zvedání břemene (pacient č. 3) uv stoop lifting ES l. sin stoop lifting ES l. dx squat lifting ES l. sin squat lifting ES l. dx stoop squat asymetrický lifting lifting ES l. sin lifting ES l. dx Graf 4. Porovnání hodnot maximální dosažené amplitudy m. ES během jednotlivých způsobů zvedání břemene (zdravý proband č. 1) uv stoop squat asymetrický lifting stoop lifting ES l. sin stoop lifting ES l. dx squat lifting ES l. sin squat lifting ES l. dx lifting ES l. sin lifting ES l. dx 24

25 Graf 5. Porovnání hodnot maximální dosažené amplitudy m. ES během jednotlivých způsobů zvedání břemene (zdravý proband č. 2) stoop lifting ES l. sin stoop lifting ES l. dx 200 squat lifting ES l. sin uv stoop squat asymetrický lifting squat lifting ES l. dx lifting ES l. sin lifting ES l. dx Graf 6. Porovnání hodnot maximální dosažené amplitudy m. ES během jednotlivých způsobů zvedání břemene (zdravý proband č. 3) 300 stoop lifting ES l. sin 250 stoop lifting ES l. dx 200 squat lifting ES l. sin uv squat lifting ES l. dx lifting ES l. sin 0 stoop squat asymetrický lifting lifting ES l. dx 25

26 Graf 7. Porovnání hodnot maximální dosažené amplitudy m. ES během jednotlivých způsobů zvedání břemene (zdravý proband č. 4) uv stoop squat asymetrický lifting stoop lifting ES l. sin stoop lifting ES l. dx squat lifting ES l. sin squat lifting ES l. dx lifting ES l. sin lifting ES l. dx 26