Imaginace náročnější variace chůze v obraze povrchové elektromyografie

Bc. Adéla BALEJOVÁ

Master's thesis

Motor imagery of more demanding gait variations in surface electromyography

Abstract:

Úvod: Imaginace pohybu, neboli představa pohybu, je mentální úkon vykonávaný bez jakéhokoliv volního pohybu těla. Trénink imaginace pohybu může mít vliv na svalovou aktivitu nebo na změnu posturálních výchylek u trénovaného jedince. Jeho užitím dochází k zapojení mozkových struktur, které se podílejí na řízení pohybu při jeho reálné exekuci. Cíl: Cílem diplomové práce bylo zjistit vliv imaginace chůze po slackline na svalovou aktivitu vybraných svalů dolních končetin. Metodika: V experimentální části diplomové práce bylo změřeno 19 probandů. Jejich průměrný (? SD) věk byl 24,3 (? 1,6) let, výška 174 (? 10,3) cm a hmotnost 71,2 (? 14,3) kg. Všichni probandi prokázali dobrou schopnost imaginace pohybu při testování dotazníkem MIQ-R. Pomocí IMU senzorů byla bilaterálně z oblasti dolních končetin snímána aktivita m. tibialis anterior (m. TA) a m. gastrocnemius medialis (m. GM). Senzor snímající akcelerometrická data byl umístěn do oblasti os sacrum. Probandi během prvního a druhého měření, které následovalo po 14 dnech, provedli za několika podmínek imaginaci chůze po slackline, kterou i reálně exekuovali. Mezi měřeními proběhl u randomizovaného počtu probandů trénink imaginace pohybu. Testované situace byly následující: klidová situace K1 (první měření) a K2 (druhé měření), I1-1 (imaginace pohybu během prvního měření před exekucí pohybu) a I1-2 (imaginace pohybu během prvního měření po exekuci pohybu) a I2-1 (imaginace pohybu během druhého měření před exekucí pohybu) a I2-2 (imaginace pohybu během druhého měření po exekuci pohybu). Ověření normality naměřených dat proběhlo pomocí Shapirova-Wilkova testu. Data, která vykazovala nenormální rozdělení, byla hodnocena neparametrickými testy. Statistická významnost byla určena pro hodnoty na hladině signifikance p 0,05. Pro vyhodnocení EMG i akcelerometrických dat byla užita Friedmannova ANOVA. Pro porovnání p-hodnot EMG i akcelerometrických dat u jednotlivých situací byl použit Wilcoxonův párový post hoc test. Při porovnávání p-hodnot EMG i akcelerometrických dat u trénovaných a netrénovaných jedinců byl použit neparametrický párový Mann Whitney U Test. Výsledky: Statisticky významný EMG signál byl zaznamenán při imaginaci pohybu pro m. TA dx při porovnávání situací K1 × I1-2 během prvního měření (p = 0,027) a pro m. TA sin při porovnávání situací K2 × I2-1 během druhého měření (p = 0,033). Vyšších průměrných EMG hodnot dosahoval m. GM bilaterálně za všech testovaných situací během prvního a druhého měření oproti m. TA. U akcelerometrických dat nebylo dosaženo žádné statistické významnosti. Nejvyšších průměrných akcelerometrických hodnot dosahovala osa y (kraniokaudální posun pánve) při všech testovaných situacích během prvního i druhého měření. Vliv tréninku imaginace pohybu u EMG dat při porovnávání trénovaných a netrénovaných probandů nebyl statisticky významný. Nejvyšších průměrných EMG hodnot dosáhli netrénující probandi u m. GM sin při situacích K2, I2 1 a I2-2. U akcelerometrických dat, při porovnávání trénovaných a netrénovaných probandů, vyšla statisticky významná hodnota pro osu y při situaci I2-1 (p = 0,035). Nejvyšších průměrných akcelerometrických hodnot dosáhli trénující i netrénující probandi u osy y. Závěr: Imaginace pohybu má vliv na svalovou aktivitu dolních končetin, a i na posturální výchylky z oblasti os sacrum. Vliv tréninku imaginace pohybu na posturální výchylky byl prokázán pouze pro osu y. V rámci svalové aktivity dolních končetin vliv tréninku prokázán nebyl.

Abstract:

Introduction: Movement imagination, or the mental rehearsal of movement, is a mental process performed without any voluntary body movement. Training in movement imagination can influence muscle activity or alter postural deviations in the trained individual. Its use engages brain structures involved in movement control during its real execution. Aim: The aim of the thesis was to determine the effect of imagining walking on a slackline on the muscle activity of selected lower limb muscles. Methods: In the experimental part of the thesis, 19 subjects were measured. Their average (? SD) age was 24.3 (? 1.6) years, height 174 (? 10.3) cm, and weight 71.2 (? 14.3) kg. All subjects demonstrated good ability in imagining movement according to the MIQ-R questionnaire. Using IMU sensors, bilateral activity of the m. tibialis anterior (m. TA) and m. gastrocnemius medialis (m. GM) was recorded in the area of the lower limbs. The sensor capturing accelerometer data was placed in the sacral area. Subjects performed under several conditions the imagination of walking on a slackline during the first and second measurements, which were carried out 14 days apart and were followed by actual execution of the movement. Between measurements, a randomized number of subjects underwent movement imagination training. The tested situations were as follows: resting situation K1 (first measurement) and K2 (second measurement), I1-1 (movement imagination during the first measurement before movement execution) and I1-2 (movement imagination during the first measurement after movement execution), and I2-1 (movement imagination during the second measurement before movement execution) and I2-2 (movement imagination during the second measurement after movement execution). Normality of the measured data was verified using the Shapiro-Wilk test. Data showing non-normal distribution were evaluated using non-parametric tests. Statistical significance was determined for values at the significance level p 0.05. Friedman ANOVA was used to evaluate both EMG and accelerometer data. Wilcoxon paired post hoc test was used to compare p values of EMG and accelerometer data in individual situations. When comparing p values of EMG and accelerometer data between trained and untrained individuals, non parametric paired Mann-Whitney U Test was used. Results: Statistically significant EMG signals were recorded during movement imagination for the m. TA dx when comparing situations K1 × I1-2 during the first measurement (p = 0.027) and for the m. TA sin when comparing situations K2 × I2-1 during the second measurement (p = 0.033). Higher average EMG values were achieved bilaterally for m. GM in all tested situations during the first and second measurements compared to m. TA. No statistical significance was reached for accelerometer data. The highest average accelerometer values were observed for the y-axis (cranio-caudal pelvic shift) in all tested situations during both the first and second measurements. The effect of movement imagination training on EMG data when comparing trained and untrained participants was not statistically significant. The highest average EMG values were achieved by untrained participants for the m. GM sin in situations K2, I2-1, and I2-2. For accelerometer data, a statistically significant value was obtained for the y-axis when comparing trained and untrained participants during situation I2-1 (p = 0.035). The highest average accelerometer values were achieved by both trained and untrained participants for the y-axis. Conclusion: Movement imagination affects the muscle activity of the lower limbs and postural deviations from the sacrum area. The effect of movement imagination training on postural deviations was only demonstrated for the y-axis. Within the muscle activity of the lower limbs, the effect of training was not demonstrated.

Keywords

představa pohybu, chůze, povrchová elektromyografie, elektromyografická (EMG) data, akcelerometrická data, motorický trénink, slackline trénink

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Hana Haltmar

Palacký University Olomouc

Faculty of Health Sciences

Master programme / field:
Applied Physiotherapy / Applied Physiotherapy