سایت مقالات فارسی – اثر حاد کشش ایستا، پویا و ترکیبی، دو و پنج دقیقه قبل …

بازتاب کششی معکوس یا بازداری اتوژنیک
تحریک عضله که باعث شلی عضله از طریق عصب شناسی می شود، بازداری اتوژنیک یا بازتاب کششی معکوس نامیده می شود. بازتاب کششی معکوس،هنگامی که اندام های وتری گلژی فعال می شوند ایجاد می شود.این اندام ها نسبت به تغییرات اندک در تنش وتر حساس هستند.اگر عضله برای مدت طولانی کشیده شود یا اگر یک انقباض ایزومتریک در عضله ایجاد شود،تنش در عضله افزایش می یابد واندام های وتری گلژی از طریق تار های عصبی آوران نوع b تحریک می شوند (Bandy & Irion, 1994) بنابراین یک بازتاب کششی فوری از اندام های وتری گلژی برای بازداری از اعصاب حرکتی که به عضله عصب می دهند،ایجاد می شود که به دنبال این بازتاب عضله بلافاصله شل می شود و تنش بیش از حد از بین می رود (Alter, 2004). به عنوان مثال اگر عضلات همسترینگ برای ۱۵ تا ۳۰ ثانیه کشیده شوند، تنش در وتر ایجاد می شود.اندام های وتری گلژی نسبت به تنش توسط تارهای عصبی نوع b واکنش نشان می دهند. این تارهای عصبی توانایی غلبه بر پیامهای حاصل از دوک های عضلانی را دارند ،این امر امکان شل شدن را به صورت بازتابی به عضلات همسترینگ می دهد. بنابراین عضلات همسترینگ شل می شوندوامکان طویل شدن را پیدا می کنند. همچنین یک انقباض ایزومتریک حداکثر در عضلات همسترینگ باعث افزایش تنش در اندام های وتری گلژی می شود، پیامهای حاصل از این اندامها، از طریق جلوگیری از فعالیت نرون حرکتی آلفا باعث شل شدن عضلات همسترینگ و محافظت آنها می شود(Bandy & Irion, 1994). بازتاب کششی معکوس یا بازداری اتوژنیک که باعث شل شدن عضله می شود، شالوده تئوری شل شدگی پس از انقباض ایزومتریک را تشکیل می دهد واشاره به این اصل دارد که یک عضله بدنبال یک انقباض ایزومتریک (هم طول) از طریق عصب شناسی شل می شود وبنابراین راحت تر کشیده می شود.این بازتاب اساس یکی از شیوه های کششی تسهیل عصبی عضلانی از طریق گیرنده های عمقی(PNF) به نام [۲۴]HR یاCR[25] با به کارگیری یک انقباض ایزومتریک می باشد (Bandy & Irion, 1994).
بازداری دوسویه
عضلات معمولا به صورت جفت کار می کنند.بدین نحو هنگامی که یک گروه از عضلات موافق منقبض می شوند،عضلات مخالف شل می شوند(Alter, 2004). بازداری دوسویه یک مکانیسم عصب شناسی با اهمیت است که ازفعالیت عضله مخالف مادامی که عضله موافق،یک اندام را در سرتاسر دامنه حرکتی آن حرکت می دهد،جلوگیری می کند(Bandy & Irion, 1994). این بازتاب ،توسط جلوگیری از فعالیت اعصاب حرکتی که عضلات مخالف را عصب دار می کند، کنترل می شود(Alter, 2004). بازداری دوسویه ،اساس یکی از شیوه های کششی تسهیل عصبی عضلانی از طریق گیرنده های عمقی (PNF) به نام CR،که شامل به کارگیری یک انقباض کانسنتریک (درونگرا) است تشکیل می دهد(Bandy & Irion, 1994).
الکترومایوگرافی
الکترومایوگرافی روش اندازه‌گیری سیگنال الکتریکی ناشی از تحریک عضله و مطالعه عملکرد عضله ازطریق تحریک سیگنال الکتریکی است که می‌تواند شامل انقباضات ارادی و غیرارادی شود(Konrad, 2005). هدف از انجام الکترومیوگرافی مطالعه فعالیت واحد حرکتی است. وقتی پتانسیل تحریکی عصب حرکتی که فیبرهای عضلانی را تغذیه می‌کند به آستانه دپلاریزاسیون برسد فیبر عضله منقبض می‌شود. دپلاریزاسیون باعث ایجاد میدان الکترومغناطیسی شده و این پتانسیل به عنوان ولتاژ الکترومایوگرافی اندازه گرفته می‌شود(Konrad, 2005). غشا سلول عضلانی درشرایط استراحت از یک تعادل یونی با اختلاف پتانسیل الکتریکی در محدود منفی۸۰ تا۹۰ میلی ولت برخوردار است( پولاریزاسیون ). این اختلاف پتانسیل با روندهای فیزیولوژیکی (پمپ یونی) حفظ شده و منجر به بار منفی درون سلول نسبت به خارج سطح سلول می‌شود. فعال شدن عصب حرکتی آلفا (که بوسیله سیستم عصبی مرکزی تحریک شده ) منجر به هدایت تحریک در طول عصب می شود. با آزاد شدن استیل کولین از پایانه های آکسونی و اتصال آن با گیرنده های سطح سارکولما یون های سدیم به درون سلول سرازیر شده و پتانسیل عمل ( دپولاریزاسیون ) در سطح غشا سلول عضلانی روی می دهد .با نفوذ یون های سدیم به درون سلول اختلاف پتانسیل دو طرف غشا از منفی ۸۰ میلی ولت به مثبت ۳۰ میلی ولت می رسد . پتانسیل عمل ایجاد شده در سطح سارکولما در تمام جهات پخش شده و از طریق توبول های عرضی به عمق فیبر عضلانی رسوخ می کند سپس مرحله رپولاریزاسیون جایگزین دپولاریزاسیون شده و در پی آن یک دوره هایپرپولاریزاسیون غشا رخ می دهد(Konrad, 2005). در ابتدای مرحله رپولاریزاسیون ، باز شدن کانال های پتاسیمی سبب خروج یون های مثبت پتاسیم به بیرون فضای سلول عضلانی گردیده و از این طریق شرایط اختلاف پتانسیل الکتریکی دو طرف غشا به شرایط استراحت نزدیک می گردد ولی در اواخر مرحله رپولاریزاسیون جابجایی یون های سدیم و پتاسیم از طریق پمپ سدیم – پتاسیم و با مصرف انرژی سبب ایجاد وضعیت قطبی استراحت در دو طرف سارکولما می گردد(Konrad, 2005). این تغییرات ولتاژ در مراحل پولاریزاسیون، دپولاریزاسیون و رپولاریزاسیون توسط الکترودها در دستگاه الکترومایوگرافی ثبت می گردد که نحوه ثبت آن در شکل ۱ – ۲ نشان داده شده است.
 
شکل ۱ –۲ : اندازه‌گیری پتانسیل عمل توسط الکترود سطحی(Cram & Criswell)
پتانسیل عمل واحد حرکتی مجموع پتانسیل عمل‌های منفرد تمامی فیبرهای یک واحد حرکتی است. بنابراین سیگنال الکترومایوگرافی جمع جبری تمام پتانسیل های عمل‌ واحدهای حرکتی موجود در ناحیه‌ای است که الکترود در آنجا قرار گرفته است. (شکل ۲ – ۲)
 
شکل ۲ – ۲ : اندازه‌گیری مجموع پتانسیل های عمل واحدهای حرکتی در سطح پوست(Cram & Criswell)
جمع پتانسیل های عمل واحد حرکتی سبب ایجاد یک سیگنال الکترومایوگرافی خام[۲۶] بر روی صفحه نمایشگر دستگاه می گردد که در شکل ۳ – ۲ نشان داده شده است .
شکل ۳ – ۲ : نمونه سیگنال ضبط شده الکترومایوگرافی(Cram & Criswell)
به سیگنال فیلتر نشده و پردازش نشده‌ای که مجموع پتانسیل های عمل واحد حرکتی را نشان می‌دهد، سیگنال الکترومایوگرافی خام می‌گویند. سیگنال الکترومایوگرافی خام یک سیگنال تصادفی است، بدین معنی که یک ثبت نمی‌تواند دوباره بازسازی شود (Konrad, 2005). عضله سالمی که در وضعیت استراحت قرار دارد، بدلیل فقدان دپلاریزاسیون و پتانسیل عمل، هیچ فعالیت الکترومایوگرافی خاصی نشان نمی‌ دهد.
انواع الکترودها
برای اندازه‌گیری سیگنال الکترومایوگرافی دو نوع اصلی الکترود وجود دارد: سطحی و سوزنی[۲۷] . مزیت های الکترود سطحی این است که کاربرد آن ها ساده بوده و بدون درد است، قابلیت تکرار بیشتری دارند و برای کاربردهای حرکتی مناسب هستند. عدم مزیت الکترودهای سطحی این است که ناحیه آشکارسازی آن ها وسیع است و لذا پتانسیل هایی از عضلات کناری نیز ثبت می‌کنند. به علاوه این الکترودها تنها برای عضلات سطحی کاربرد دارند (Konrad, 2005; Kumar & Mital, 1996). الکترودهای سوزنی برای ورود به درون عضله به یک سوزن نیاز دارند. مزایای الکترودهای سوزنی عبارتند از: ناحیه آشکارسازی اختصاصی ، توانایی مطالعه عضلات عمقی، جداسازی بخش های مشخص عضلات بزرگ و توانایی مطالعه عضلات کوچک که آشکارسازی آن ها به دلیل اثر عضلات کناری[۲۸] با الکترودهای سطحی غیر ممکن است. از جمله معایب این الکترود این است که فرو کردن سوزن باعث ایجاد درد می‌شود و این ناراحتی باعث افزایش گرفتگی و تنش در عضله می گردد. نصب الکترودها تکرارپذیری کمتری دارند چون قراردادن مجدد سوزن و سیم نازک در همان محل قبلی در عضله مشکل است.
فاکتورهای موثر بر سیگنال الکترومایوگرافی
دامنه پتانسیل الکترومایوگرافی به عوامل مختلفی بستگی دارد نظیر: قطر فیبر عضله، فاصله بین فیبر عضله فعال و محل آشکارسازی (شکل ۶ – ۲) و خصوصیات فیلترینگ خود الکترود. هدف اصلی، بدست آوردن سیگنالی بدون نویز است و نوع الکترود و خصوصیات تقویت کننده نقش مهمی در بدست آوردن سیگنال بدون نویز ایفا می‌نماید (Cram & Criswell; De Luca, 2001).
 
شکل ۶ – ۲ : تاثیر لایه چربی بر سیگنال الکترومایوگرافی(Konrad, 2005)
سیگنال الکترومایوگرافی  در طول مسیرش از غشاء عضله تا الکترودها تحت تاثیر عوامل محیطی مختلفی قرار دارد که شکل و مشخصه آن راتغییر می دهند. این عوامل بطور اساسی به این گروه ها تقسیم بندی می شوند(Cram & Criswell; De Luca, 2001) :1) بافت بدن انسان رسانای الکتریکی است ولی این رسانایی با توجه به نوع بافت، ضخامت، تغییرات فیزیولوژیکی و دما تغییر می‌کند. این شرایط از موضعی به موضع دیگر بشدت تغییر می‌کنند و مانع مقایسه کمی پارامترهای محاسبه شده دامنه سیگنال الکترومایوگرافی  پردازش نشده می‌شوند.
۲) تاثیرپذیری از عضلات کناری : عضلات مجاور هم، مقدار قابل توجهی سیگنال الکترومایوگرافی  تولید می‌کنند که درمحل الکترود، اندازه گیری می‌شود. بطور معمول این تاثیرپذیری از عضلات کناری از ۱۰ تا ۱۵ درصد مقادیر کل الکترومایوگرافی تجاوز نمی‌کند و یا اصلاً موجود نیست. با این وجود باید موارد احتیاطی برای تنظیمات دقیق محل قرارگیری الکترود در گروه عضلات رعایت شود. ۳) تغییرات در هندسه بین بطن عضله و محدوده الکترودها ، خواندن سیگنال را تحت تاثیر قرار می‌دهد. این مسئله یکی از مشکلات اصلی در مطالعات حرکت دینامیک عضلات می باشد زیرا در هنگام حرکت عضو عضله زیر پوست حرکت می‌کند و از اینرو محل خواندن اطلاعات از عضله ثابت نیست. ( شکل ۷ – ۲ )
 
شکل ۷ – ۲ : جابجایی عضله زیر الکترود سطحی(Konrad, 2005)
۴) در محیط هایی که نویز زیاد دارند باید احتیاط لازم رعایت شود. بیشترین نویز بر اثر حضور تجهیزات برقی خارجی به وجود می آید.
نویز در سیگنال الکترومایوگرافی ومقابله با آن
نویز، هر سیگنال ناخواسته ای است که به همراه سیگنال های مورد نظر جمع آوری می شود. برخی از این منابع عبارتند از : میدان الکترواستاتیک ( پوست )، میدان الکترومغناطیس ( سیم های برق) ، آرتی فکت های حرکتی ناشی از نقص الکترود در سطح پوست یا نقص در سیم، واکنش های غیر ارادی و هرگونه وسیله الکتریکی دیگری که در هنگام اندازه گیری سیگنال الکترومایوگرافی در اتاق وجود دارد. بسیاری از این نویزها را می توان با رعایت کردن چند مورد ساده حذف کرد. چند نمونه از این موارد عبارتند از: تمیز کردن پوست، استفاده از سیستم تقویت دو قطبی یا دوگانه، اصمینان ازتماس کامل الکترود و عدم وجود کشیدگی در سیم ها . وقتی الکترودها در محل خود قرار گرفتند می بایست سیگنال ها چک شود تا مطمئن شویم که الکترودها فعالیت عضله را به درستی ثبت می کنند.

برای دانلود متن کامل این فایل به سایت torsa.ir مراجعه نمایید.

پردازش سیگنال الکترومایوگرافی

در بیشتر تحلیل‌ها فقط از سیگنال خام استفاده می شود و هیچ پردازشی بر روی آن صورت نمی گیرد. با این وجود برای برخی از تحلیل‌ها از روش‌های مختلفی برای پردازش سیگنال الکترومایوگرافی استفاده می‌شود. معمول‌ترین آن ها عبارتند از: یکسوسازی نیم موج[۲۹] (حذف تمام بخشهای منفی سیگنال)، یکسوسازی تمام موج[۳۰] (مقدار مطلق کل سیگنال)، LE [۳۱] (فیلتر کردن پائین‌گذر سیگنال یکسو شده تمام موج) وRMS [۳۲] (شکل ۸ – ۲). در روش RMS ابتدا سیگنال به توان دو می‌رسد، سپس میانگین یک پنجره زمانی مشخص در حدود ۲۰۰-۱۰۰ میلی ثانیه گرفته شده و سپس ریشه دوم محاسبه می‌شود. در روش محاسبه انتگرال سیگنال الکترومایوگرافی ناحیه زیر منحنی یکسو شده به عنوان نشان دهنده میزان فعالیت الکتریکی عضله استفاده می‌شود. در تحلیل فرکانس هم، از پارامترهایی مانند فرکانس متوسط یا فرکانس میانه استفاده می‌شود. بسته به کاربرد مورد نظر هر کدام از روش های فوق ممکن است مورد استفاده قرار گیرند(De Luca, 2001; Konrad, 2005).
شکل ۸ – ۲ : روش‌RMS برای پردازش سیگنال الکترومایوگرافی(Konrad, 2005)

نرمال سازی اطلاعات

برای مقایسه اطلاعات الکترومایوگرافی میان افراد مختلف می بایست اطلاعات در یک قالب مشترک ذخیره شود. برای این منظور روش‌های مختلف نرمال‌سازی وجود دارند که معمولترین روش استانداردسازی ، حداکثر انقباض ایزومتریک ارادی ( MVC ) است. براساس این روش از شخص خواسته می‌شود که بصورت ارادی حداکثر نیرو را توسط عضله در برابر مقاومت ثابت اعمال کند. سپس از مقدارسطح سیگنال به دست آمده در این کار برای نرمال‌سازی سایر داده‌های اندازه‌گیری شده استفاده می‌شود(De Luca, 2001; Konrad, 2005) . البته باید در نظر گرفت که نرمال سازی تا حدی باعث حذف اطلاعات می شود(De Luca, 2001; Konrad, 2005).
شکل ۹ – ۲ : نرمال سازی سیگنال الکترومایوگرافی بر اساس MVC (Konrad, 2005)
کاربردهای الکترومایوگرافی در مطالعات ورزشی
اگر چه اطلاعات الکترومایوگرافی نمی توانند به ما بگویند که عضله چقدر قوی است ، یا یک عضله از عضله دیگر قوی تر است، یا انقباض از نوع ایزوتونیک است یا ‌اکسنتریک یا حتی فعالیت عضله ارادی است یا غیر ارادی ولی بررسی زمان روشن و خاموش شدن عضله و افزایش و کاهش فعالیت آن ، دو پارامتر اصلی است که در بخش ورزش از اهمیت چشمگیری برخوردار است . بسیاری از محققین ورزشی از الکترومایوگرافی برای تعیین تغییرات سیگنال در اثر خستگی استفاده می کنند. بخش پر فرکانس سیگنال همراه با خستگی فرد افت می کند و این اثر می تواند به صورت کاهش در فرکانس مرکزی سیگنال عضله دیده شود(Konrad, 2005). علاوه بر این می توان از طریق سیگنال الکترومایوگرافی در فعالیت های ورزشی به تعیین گلوگاه در اجرای تمرینات سنگین پی برد و دریافت کدام عضله اولین عضله ایست که خسته می شود و زمان طولانی تری برای بازیابی نیاز دارد . همانطور که اشاره شد نرمال سازی سیگنال الکترومایوگرافی به MVC توانایی مقایسه بین عضلات یک ورزشکار با خود پس از یک دوره تمرینی و با سایرین را فراهم می سازد، لذا بررسی موثرترین روش تمرینی و سازگاری های حاصل از تمرین متعاقب استفاده ازشدت و حجم های متفاوت و روش های تمرینی گوناگون از مزایای استفاده از سیگنال الکترومایوگرافی در ورزش است(Konrad, 2005).
برای تخمین قدرت تولید شده از روی سیگنال الکترومایوگرافی در ورزش می‌بایست دقت کرد چون صحت رابطه نیرو با دامنه الکترومایوگرافی وقتی تعداد زیادی عضله به یک مفصل متصل‌اند یا یک عضله به مفاصل متعددی وصل است خیلی قطعی نیست.تغییر سیگنال الکترومایوگرافی در انواع انقباضات متفاوت است . در انقباضات ایزومتریک دامنه سیگنال الکترومایوگرافی نشانگر گسترش تنش در طول تار عضلانی است در حالی که در انقباض ایزوتونیک و اکسنتریک نشانگر تغییرات طول و نیرو است(Konrad, 2005) .علاوه بر کاربرد هایی که اشاره شد در بخش بازتوانی می توان از سیگنال الکترومایوگرافی برای مانیتورینگ دوره بهبود ورزشکار آسیب دیده، مطالعه عدم توازن بهره گیری از عضلات که ریسک آسیب دیدگی را افزایش می دهد و انتخاب موثرترین روش تمرینی در توانبخشی و بازتوانی استفاده کرد. مطالعه موثرترین حرکت در جهت تقویت عضلات مختلف، تحلیل و بررسی کارآیی حرکتی و مقایسه روش های مختلف باندپیچی در بی تحرک کردن مفصل از سایر مزایای استفاده از سیگنال الکترومایوگرافی می باشد(Konrad, 2005).
پیشینه تحقیق
یانگ وهمکاران در تحقیقی که در سال ۲۰۰۱ انجام دادند اثرات کشش ایستا،PNFوMVCرا بر حداکثر توان در حرکت پرش عمودی در ۱۲ مرد سالم تمرین کرده سنجیدند. گروه کشش ایستا وPNF شامل ۳ست ۱۵ثانیه ای با ۲۰ ثانیه استراحت بین انقباض ها بودند ودر نهایت بعد از ۴دقیقه استراحت ۲بار آزمون پرش عمودی از آزمودنی ها به عمل آمد و در نهایت نتایج بدین صورت بود که کشش ایستا نسبت به بقیه گروههای آزمایشی باعث کاهش نتایج گردید هرچند که این کاهش معنادار نبود ومحقق استفاده از ۵ دقیقه جاگینگ قبل از اجرای کشش را دلیل احتمالی این عدم معناداری می دانست(W. Young & Elliott, 2001).
مک نل وهمکاران هم در تحقیقی که در سال ۲۰۰۳داشتند تاثیر کشش ایستا را بر اجرای پرش ۱۳ نوجوان ژیمناست سنجیدند. در این تحقیق حرکات کششی شامل ۳ کشش ایستای ۳۰ ثانیه ای بود که در نهایت به کاهش توان حداکثر پایین تنه انجامید و محقق دو مکانیسم را در کاهش اجرای توانی پس از کشش ایستا دخیل می دانسته است که این مکانیسمها عبارت بودند از: ۱-مکانیسم های عصبی: تغییر در حساسیت گیرنده های عمقی عضلات و تاندون ها (اندام وتری گلژی وگیرنده های نوع ۳و۴)، افزایش بازدازندگی عصبی وکاهش فعال سازی واحدهای حرکتی و تولید نیرو۲-مکانیسم های مکانیکی: کاهش سفتی واحد عضلانی تاندونی (McNeal & Sands, 2003).
در همین سال، تحقیقی دیگر توسط یانگ وهمکاران صورت گرفت که شامل بررسی۳ نوع گرم کردن (دویدن،کشش ایستا وتمرین پرش عمودی) بر توان تولیدی در پرش عمودی می شد . در این تحقیق که ۱۶ آزمودنی حضور داشتند افراد به ۵ گروه (گروه کنترل کشش ایستا، دویدن ،دویدن+کشش ایستا، دویدن+کشش ایستا+تمرین پریدن) تقسیم شدند ونتایج بدین صورت بود که گروه کشش ایستا کمترین و گروه دویدن و (دویدن +کشش ایستا+ تمرین پریدن ) بهترین نتایج را نشان دادند و بین گروه کنترل وگروه دویدن+ کشش ایستا تفاوت معناداری مشاهده نشد. در بررسی این تحقیق بیان شده است که هرچند گروه کشش ایستا موجب کاهش نتایج نسبت به گروه کنترل شد اما این کاهش معنا دار نبود ومحقق علت احتمالی این امر را درانجام ندادن کشش بر روی عضلات بازکننده ران که از عضلات موثر در پریدن محسوب می شوند، می دانست.همچنین محقق در توجیه عدم معناداری نتایج، پس از اجرای گروه کشش ایستا+دویدن چنین بیان داشته است که احتمالا اثرات منفی کشش ایستا با اثرات مثبت دویدن خنثی شده است ودرنتیجه تفاوت معناداری میان این گروه با گروه کنترل به دست نیامده است، در مورد کسب نتایج مثبت در گروه دویدن وگروه دویدن+پریدن+کشش ایستا هم، اثرات مفید دویدن در افزایش دمای عضله ودر نتیجه تسهیل تولید نیرو و استفاده از پریدن به عنوان یک الگوی دارای ویژگی حرکتی را مسئول این افزایش نتایج می دانست (WB Young & Behm, 2003).