Investigação das propriedades do sinal eletromiográfico do músculo bíceps braquial em diferentes níveis de força isométrica voluntària

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Autor(a) principal: Alvim, Felipe Costa
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
Texto Completo: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/1655
Resumo: Introdução: O sistema nervoso central (SNC) utiliza o recrutamento de unidades motoras e a modulação da frequência de ativação dessas unidades para controlar a força voluntária exercida por um músculo. A eletromiografia de superfície (sEMG) pode ser utilizada para captar o sinal elétrico resultante do somatório dos potenciais de ação das fibras musculares recrutadas durante o processo de produção de força. A análise da variável root mean square (RMS) e da frequência mediana (Fm) tem sido utilizada para extrair informações a respeito dos mecanismos de controle da força utilizados pelo SNC. Objetivos: Investigar as propriedades do sinal eletromiográfico de indivíduos adultos através das variáveis RMS, Fm e da análise da distribuição da potência por faixas de frequência em contrações isométricas para os níveis de força iguais a 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% e 90% da contração isométrica voluntária máxima (CIVM). Metodogia: Os sinais eletromiográficos foram obtidos a partir da contração isométrica voluntária do bíceps braquial de vinte voluntários jovens saudáveis bilateralmente nos níveis submáximos de força. Um algoritmo foi elaborado visando identificar o trecho ideal do sinal eletromiográfico a ser analisado. As variáveis RMS, Fm e a densidade de potências por faixa de 5 Hz e 10 Hz foram calculadas. Resultados e discussão: A variável RMS apresentou aumento linear com o incremento da força, conforme esperado. A variável Fm apresentou aumento entre 10% e 30% da CIVM e diminuiu para níveis de força superiores. Esse comportamento pode estar relacionado ao protocolo experimental conforme indicado na literatura. A análise da densidade de potência por faixa mostrou uma concentração da densidade de potência na faixa entre 40 e 50 Hz em 10% da CIVM. Essa concentração de potência diminuiu progressivamente em 20% e 30% do nível de força e voltou a ocorrer, na mesma faixa de frequência, em 40% da CIVM. Esse comportamento pode estar relacionado ao acréscimo de fibras de contração dos tipos IIa e IIb ao processo produção de força. Entre 40 e 90% da CIVM a concentração de potência na faixa entre 40 e 50 Hz diminui. Conclusões: As variáveis extraídas do sinal eletromiográfico apresentaram comportamento compatível com o descrito na literatura em protocolos contendo contrações em diversos níveis submáximos da CIVM. Suas variações podem estar relacionadas a diferenças no protocolo experimental. A análise da densidade de potência por faixa de frequências pode trazer informações adicionais estando relacionadas ao processo de recrutamento e ativação das unidades motoras durante o incremento de força.
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A análise da variável root mean square (RMS) e da frequência mediana (Fm) tem sido utilizada para extrair informações a respeito dos mecanismos de controle da força utilizados pelo SNC. Objetivos: Investigar as propriedades do sinal eletromiográfico de indivíduos adultos através das variáveis RMS, Fm e da análise da distribuição da potência por faixas de frequência em contrações isométricas para os níveis de força iguais a 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% e 90% da contração isométrica voluntária máxima (CIVM). Metodogia: Os sinais eletromiográficos foram obtidos a partir da contração isométrica voluntária do bíceps braquial de vinte voluntários jovens saudáveis bilateralmente nos níveis submáximos de força. Um algoritmo foi elaborado visando identificar o trecho ideal do sinal eletromiográfico a ser analisado. As variáveis RMS, Fm e a densidade de potências por faixa de 5 Hz e 10 Hz foram calculadas. Resultados e discussão: A variável RMS apresentou aumento linear com o incremento da força, conforme esperado. A variável Fm apresentou aumento entre 10% e 30% da CIVM e diminuiu para níveis de força superiores. Esse comportamento pode estar relacionado ao protocolo experimental conforme indicado na literatura. A análise da densidade de potência por faixa mostrou uma concentração da densidade de potência na faixa entre 40 e 50 Hz em 10% da CIVM. Essa concentração de potência diminuiu progressivamente em 20% e 30% do nível de força e voltou a ocorrer, na mesma faixa de frequência, em 40% da CIVM. Esse comportamento pode estar relacionado ao acréscimo de fibras de contração dos tipos IIa e IIb ao processo produção de força. Entre 40 e 90% da CIVM a concentração de potência na faixa entre 40 e 50 Hz diminui. Conclusões: As variáveis extraídas do sinal eletromiográfico apresentaram comportamento compatível com o descrito na literatura em protocolos contendo contrações em diversos níveis submáximos da CIVM. Suas variações podem estar relacionadas a diferenças no protocolo experimental. A análise da densidade de potência por faixa de frequências pode trazer informações adicionais estando relacionadas ao processo de recrutamento e ativação das unidades motoras durante o incremento de força.Introduction: Central nervous system (CNS) uses the motor unit recruitment and the rate coding of the recruited units to control the voluntary force exerted by a muscle. Surface electromyography (sEMG) can be used to capture the electrical signal resulting from the summation of the action potentials of the muscle fibers recruited during the force production. The analysis of the variable root mean square (RMS) and median frequency (Fm) has been used to extract information about the control mechanisms of force used by the CNS. Objectives: To investigate the properties of the electromyographic signal through RMS and Fm variables and analyze the power density distribution in frequency bands in isometric force levels equal to 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% and 90% of maximal voluntary isometric contraction (MIVC). Methods: The signals were obtained bilaterally from the isometric contraction of the biceps brachii muscle of twenty young healthy volunteers in submaximals force levels. An algorithm was developed to identify the ideal section of the electromyographic signal to be analyzed. The variable RMS, Fm and power density distribution in frequency bands of 5 Hz and 10 Hz were calculated. Results and discussion: The variable RMS increased linearly with increasing force, as expected. The variable Fm had increased between 10% and 30% MVIC and than decreased toward high force levels. This behavior can be related to the experimental protocol as described in the literature. The analysis of the power density distribution in frequency bands showed a concentration of power density in the range between 40 Hz and 50 Hz in 10% MIVC. This power density concentration progressively reduced in 20% to 30% of the MIVC and occurs again on the same frequency range in 40% MVIC. This behavior may be related to increased fibers type IIa and IIb to the force production process. From 40% to 90% of the MIVC the concentration in power density in range between 40 Hz and 50 Hz decreases. Conclusions: The variables extracted from the EMG signal showed behavior compatible with the protocols described in the literature containing submaximal contractions at different levels of MIVC. Their variations may be related to differences in experimental protocol. The analysis of power density distribution in frequency bands can provide additional information being related to the recruitment and rate coding of motor units during the increase in voluntary force.FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisporUniversidade Federal de Juiz de ForaPrograma de Pós-graduação em Educação FísicaUFJFBrasilFaculdade de Educação FísicaCNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::EDUCACAO FISICAForçaEletromiografiaBíceps braquialForceElectromyographyBiceps brachiiInvestigação das propriedades do sinal eletromiográfico do músculo bíceps braquial em diferentes níveis de força isométrica voluntàriainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFTHUMBNAILfelipecostaalvim.pdf.jpgfelipecostaalvim.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1131https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/1655/4/felipecostaalvim.pdf.jpg22f7fcdd5cec359f510b5533f7ac2f62MD54ORIGINALfelipecostaalvim.pdffelipecostaalvim.pdfapplication/pdf1024726https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/1655/1/felipecostaalvim.pdf960e31300fb235185572e16e58bf4a19MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/1655/2/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD52TEXTfelipecostaalvim.pdf.txtfelipecostaalvim.pdf.txtExtracted texttext/plain140470https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/1655/3/felipecostaalvim.pdf.txt2aba152198d2887b83b8f75dbccc6072MD53ufjf/16552019-11-07 12:17:29.633oai:hermes.cpd.ufjf.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2019-11-07T14:17:29Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false
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