مقایسه فعالیت الکترومیوگرافی عضلات منتخب شانه و ریتم اسکاپولوهومرال در شناگران نخبه مرد با و بدون ابتلا به سندرم گیرافتادگی شانه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه بیومکانیک و آسیب‌شناسی ورزشی، دانشکده تربیت بدنی، دانشگاه خوارزمی تهران، تهران، ایران

2 استادیار، گروه بیومکانیک و آسیب‌شناسی ورزشی، دانشکده تربیت بدنی، دانشگاه خوارزمی تهران، تهران، ایران

3 متخصص طب ورزشی، دانشیار، گروه حرکات اصلاحی و آسیب‌شناسی ورزشی، دانشکده تربیت بدنی، دانشگاه شهید رجایی تهران، تهران، ایران

4 دانشیار، گروه بیومکانیک و آسیب‌شناسی ورزشی، دانشکده تربیت بدنی، دانشگاه خوارزمی تهران، تهران، ایران

چکیده

مقدمه و اهداف
سندرم گیرافتادگی شایع‌ترین آسیب و علت درد و محدودیت حرکتی در ناحیه شانه محسوب می‌شود. هدف از پژوهش حاضر، مقایسه فعالیت الکترومیوگرافی عضلات منتخب شانه و ریتم اسکاپولوهومرال در شناگران نخبه مرد با و بدون ابتلا به سندرم گیرافتادگی شانه بود.
مواد و روش ­ها
در مطالعه حاضر، 30 مرد شناگر نخبه 18 تا 25 سال شامل 15 نفر مبتلا به سندرم گیرافتادگی شانه و 15 نفر سالم با میانگین و انحراف استاندارد سن 23/1±15/22 سال، قد 59/5±40/179 سانتی­متر، وزن 37/7±35/78 کیلوگرم به عنوان نمونه آماری انتخاب شدند. برای جمع‌آوری داده‌ها از گونیامتر جهت ارزیابی ریتم اسکاپولوهومرال در وضعیت 90 درجه دور شدن در صفحه حرکتی فرونتال و دستگاه Wireless Surface EMG شرکت نوراکسون آمریکا جهت ارزیابی فعالیت الکترومیوگرافی عضلات در وضعیت 90 درجه دور شدن و برگشت به حالت اولیه در سه صفحه حرکتی ساجیتال، فرونتال و اسکپولار و در سمت غالب استفاده گردید. برای نرمال بودن داده‌ها از آزمون شاپیرو-ویلک و برای تجزیه و تحلیل داده‌ها از t مستقل در سطح معنا‌داری استفاده گردید (05/0>P).
یافته ­ها
نتایج تحقیق حاضر نشان داد که بین میانگین شروع چرخش کتف (001/0>P) میزان چرخش کتف (001/0P=) و ریتم اسکاپولوهومرال (001/0P=) گروه بیمار نسبت به کنترل اختلاف معناداری وجود داشت. همچنین بین میانگین Onset و Offset عضلات سراتوس انتریور و تراپز تحتانی در هر سه صفحه حرکتی و تراپز فوقانی در صفحات ساژیتال و اسکپولار گروه بیمار نسبت به سالم اختلاف معناداری وجود داشت (05/0>P) و شناگران مبتلا به سندرم گیرافتادگی دارای Onset بالاتر (تأخیر در فعال شدن) و Offset بالاتر (اتمام زودهنگام فعالیت) نسبت به گروه سالم بودند. علاوه بر این توالی فراخوانی عضلات به جهت فعال و غیرفعال شدن در گروه بیمار دستخوش تغییرات شده است.
نتیجه ­گیری
شناگران مبتلا به سندرم گیرافتادگی دارای شروع چرخش کتف بالاتر (دیرتر از زمان طبیعی)، میزان چرخش کتف پایین­تر و نسبت ریتم اسکاپولوهومرال بالاتری نسبت به گروه سالم بوده و هماهنگی منظم ریتم اسکاپولوهومرال در مجموعه شانه در آن‌ها برهم خورده است. همچنین شناگران مبتلا فعالیت غیرطبیعی و افزایش زمان تأخیری را در عضلات به معنی Onset بالاتر (تأخیر در فعال شدن) و Offset بالاتر (اتمام زودهنگام فعالیت) نشان می‌دهند؛ بنابراین این تئوری که گیرافتادگی شانه ممکن است با تغییر در سطح فعالیت و فراخوانی عضلات اسکاپولو توراسیک مرتبط باشد، تصدیق می‌شود که در مجموع این نشان از تغییر در کنترل نوروماسکولار است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison of Electromyographic Activity of Selected Shoulder Muscles and Scapulohumeral Rhythm in Elite Male Swimmers with and without Shoulder Impingement Syndrome

نویسندگان [English]

  • hossein mehrabian 1
  • Amir Letafatkar 2
  • Amir hossein Barati 3
  • Ali Abbasi 2
  • Seyed Sadradin Shojaedin 4
1 Department of Biomechanics and Sport Injury, School of Physical Education and Sport Sciences, Kharazmi University of Tehran, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Department of Biomechanics and Sport Injury, School of Physical Education and Sport Sciences, Kharazmi University of Tehran, Tehran, Iran
3 Sports Medicine Specialist, Associate Professor, Department of Corrective Exercises and Sports Injuries, School of Physical Education and Sport Sciences, Shahid rajai University of Tehran, Tehran, Iran.
4 Associate Professor, Department of Biomechanic and Sport Injury, School of Physical Education and Sport Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Background and Aims: Impingement syndrome is the most common injury and cause of pain and limitation of movement in the shoulder area. The purpose of the present study was to compare the electromyographic activity of selected shoulder muscles and scapulohumeral rhythm in elite male swimmers with and without shoulder impingement syndrome.         
Materials and Methods: In the present study, 30 elite 18-25 year-old male swimmers, including 15 patients with shoulder impingement syndrome and 15 healthy individuals (age 22.15±1.23 years; height 179.40±5.59 cm; weight 78.35±7.37 kg) were selected as the statistical sample. To collect data, a goniometer to assess the scapulohumeral rhythm in the 90 ° abduction in frontal plans and American noraxon wireless surface EMG device to assess the electromyographic activity of muscles in the 90 ° abduction and recovery in sagittal, frontal, and scapular plans and the dominant sides were used. For data normalization, Shapiro–Wilk test and for data analysis independent t-test were used (P> 0.05).
Results: The results indicated that with regard to mean scapular rotation start (P<0/001), scapular rotation (P = 0.001) and scapulohumeral rhythm ratio (P = 0.001), there were significant differences between the patient and healthy groups. Also, there was a significant difference between the mean onset and offset of Serratus anterior and lower trapezius muscles in all three plans and upper trapezius muscles in the sagittal and scapular plans of the patient group compared with healthy group (P> 0.05), and the swimmers with impingement syndrome had a lower onset (delayed activation) and higher offset (early termination of activity) compared with the healthy group. Moreover, the sequence of muscle recruitment to be active and inactive had undergone a change in the patient group.
 Conclusion: Therefore, swimmers with impingement syndrome have higher scapular rotation start, lower scapular rotation, and higher scapulohumeral rhythm ratio compared with the healthy groups, and the regular coordination of scapulohumeral rhythm in the shoulder compartment has been disrupted in the patient group. Swimmers also exhibit abnormal activity and increased latency in the muscles, meaning lower onset (delayed activation), and higher offset (early termination of activity. Therefore, the theory that the shoulder impingement may be related to changes in the level of activity and recruitment of the scapulothoracic muscles is generally acknowledged as a sign of the change in neurovascular control.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Shoulder impingement syndrome
  • electromyographic activity of muscles
  • scapulohumeral rhythm
  1. Townsend H, Jobe F W, Perry J. Electromyographic analysis of the glenohumeral muscle during a baseball rehabilitation program. Am J Sports Med, 1991; 19(3): 264-72.##
  2. Szyluk K, jasinski A, Koczy B, Widuchowski W, Widuchowski J. Subacromial impingement syndrome - most frequent reason of the painful shoulder syndrome. Pol merkur Lekarski, 2008; 25(146): 179-83. ##
  3. Michener LA, McClure PW, Karduna AR. Anatomical and biomechanical mechanisms of subacromial impingement syndrome. Clinical Biomechanics, 2003; 18: 369–79. ##
  4. Lewis JS, Green AS, Dekel S. The etiology of subacromial impingement syndrome. Physiotherapy, 2001; 87(9): 458-69. ##
  5. Ludewig PM, Reynolds J. The Association of Scapular Kinematics and Glenohumeral Joint Pathologies. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 2009; 39: 90–104. ##
  6. Kibler B. Shoulder rehabilitation: Principles and practice. Med Sci Sports Exer, 1998. 30(4): 40-50. ##
  7. Kibler B. The role of the scapula in athletic shoulder function. Am J Sports Med, 1998. 26(2): 325-39. ##
  8. Khanmohammadi R, Talebian S, Shadmehr A, Entezari E. Latency and recruitment order of the shoulder muscles in dynamic complex movement in patients with shoulder impingement syndrome. Razi Journal of Medical Sciences, 2011; 85(18): 17-26. [In Persian] ##
  9. Ludewig PM, Cook TM. Alterations in Shoulder Kinematics and Associated Muscle Activity in People With Symptoms of Shoulder Impingement. Physical Therapy, 2000; 80:276–91. ##
10. Ludewig PM, Braman JP. Shoulder impingement: Biomechanical considerations in rehabilitation. Manual Therapy, 2011; 16:33–39. ##

11. Kinsella R and Pizzari T. Electromyographic activity of the shoulder muscles during rehabilitation exercises in subjects with and without subacromial pain syndrome: a systematic review. Shoulder & Elbow, 2017, 9(2):112–26. ##

12. Shumway-Cook A, Woollacott MJ. Motor control: theory and practical applications. Philadelphia: Lippincott Williams and Wilkins, 2001,209-315. ##

13. Worsley P, Warner M, Mottram S, Gadola S, Veeger HE, Hermens H and et al. Motor control retraining exercises for shoulder impingement: effects on function, muscle activation, and biomechanics in young adults. J Shoulder Elbow Surg, 2013; 22(4): 11-9. ##

14. Sahrmann Sh. Diagnosis and treatment of movement impairment syndrome. 1st ed, vol 1, Missouri: mosby, 2002: 3##

15. Kessler RM, Her Hing D. Management of common musculoskeletal disorder. 3rd ed, Newyork, Lippincott, 1996: 41. ##

16. Faul F, Erdfelder E, Lang AG, Buchner A. G*Power 3: A flexible statistical power analysis program for the social, behavioral, and biomedical sciences. Behav Res Methods 2007; 39(2): 175-91. ##

17. Calis M, Akgun K, Birtane M, Karacan I, Calis H, Tuzun F. Diagnostic values of clinical diagnostic tests in subacromial impingement syndrome. Annals of Rheumatic Diseases, 2000; 59:44–47. ##

18. Golpayegani M, Heydarpour R, KHajavi D. A Study of Scapulohumeral Rhythm in Students with Kyphosis. Journal of sport medicine, 2015; 7(1): 99-110. [In Persian] ##

19. Salamat S, Goharpey Sh, Shatrerzadeh MJ. Effects of Traditional and Functional Exercises on Pain and Maximal Voluntary Contraction in Patients with Shoulder Impingement Syndrome, Sci Med J 2008;7(3). [In Persian] ##

20. Hermens HJ, Freriks B, Disselhorst-Klug C, Rau G. Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures. Journal of Electromyography and Kinesiology, 2000; 10:361–74. ##

21. Larsen CM, Søgaard K, Chreiteh SS, Holtermann A, Juul-Kristensen B. Neuromuscular control of scapula muscles during a voluntary task in subjects with Subacromial Impingement Syndrome. A case-control study. J Electromyogr Kinesiol, 2013; 23(5): 1158-65. ##

22. Meister K. Injuries to the shoulder in the throwing athlete. Part one: biomechanics/  pathophysiology/classification of injury. Am  J Sports Med, 2000; 28(2): 265-75. ##

23. Schenkman M, Rugo de Cartaya V.  Kinesiology of the shoulder complex. In:  Andrews JR, Wilk KE (eds) The Athlete's  Shoulder. New York: Churchill Livingstone,  1994: 15-33. ##

24. Souza TA. Sports injuries of the shoulder.  New York: Churchill Livingstone; 2000: 58. ##

25. McClure PW, Michener LA, Sennett BJ, Karduna AR. Direct 3-dimensional measurement of scapular kinematics during dynamic movements in vivo. J Shoulder Elb Surg, 2001; 10: 269-78. ##

26. Kebatse M, McClure P, Pratt N. Thoracic position effect on shoulder range of motion,  strength and 3-dimensional scapular kinetics. Arch Phys Med Rehab, 1999; 80: 945-50. ##

27. Reddy AS, Mohr KJ, Pink MM,Jobe FW. Electromyographic analysis of the deltoid and rotator cuff muscles in persons with subacromial impingemen, 2000; 9(6): 519-23. ##

28. Myers JB, Lephart SM. The role of the sensorimoto t. J Shoulder Elbow Surgr system in the dynamic upper athletic shoulder. Journal of Athletic Training, 2000; 35(3): 351-63. ##

29. Myers JB, Wassinger CA, Lephart SM. Sensorimotor contribution to shoulder stability: Effect of injury and rehabilitation. Manual Therapy II, 2006; 11(3): 197-201. ##

30. Safran MR, Borsa PA, Lephart SM, Fu FH, Warner JJ. Shoulder proprioception in baseball pitchers. Journal of Shoulder and Elbow Surgery, 2005; 14(2): 165-71. ##

31. Riemann BL, Lephart SM. The sensorimotor system, part I: the physiological basis of functional joint stability. Journal of Athletic Training, 2002; 37(1): 71-7. ##

32. Alexander CM. Altered control of the trapezius muscle in subjects with nontraumatic shoulder instability. Clin Neurophysiol, 2007; 118: 264-71. ##

33. von  Eisenhart-Rothe  R,  Matsen  FA  3rd,  Eckstein  F,  Vogl  T,  Graichen  H. Pathomechanics in traumatic shoulder instability: scapular positioning correlates Cools  AM, Dewitte V, Lanszweert F, Notebaert D, Roets A, Soetens B, Cagnie B, Witvrouw  EE . Rehabilitation of scapular muscle balance: which exercises to prescribe? Am J Sports Med, 2007; 35: 1744–51. ##

34. Kibler  WB,  Sciascia  AD,  Uhl  TL,  Tambay  N,  Cunningham  T..  Electromyographic analysis of specific exercises for scapular control in early phases of  shoulder rehabilitation. Am J Sports Med, 2008; 36:1789–98. ##

35. Luime  JJ, Koes  BW, Hendriksen  IJ, Burdorf  A, Verhagen  AP, Miedema  HS, Verhaar  JA. Prevalence  and  incidence  of  shoulder  pain  in  the  general  population;  a  systematic review. Scand J Rheumatol, 2004; 33: 73–81. ##

36. Ekstrom RA, Donatelli RA, Soderberg GL. Surface electromyographic analysis  of exercises for the trapezius and serratus anterior muscles. J Orthop Sports Phys Ther, 2003;  33: 247–58. ##

37. Warner  JJ, Micheli  LJ, Arslanian  LE, Kennedy  J, Kennedy  R.  Patterns  of  flexibility, laxity, and strength in normal shoulders and shoulders with instability and  impingement. Am J Sports Med, 1990; 18: 366–75. ##

38. Lehman GJ, Gilas D, Patel U. An unstable  support surface does not increase  scapulothoracic stabilizing muscle activity during push up and push up plus exercises.J  Man Ther, 2007; 13: 500–6. ##

39. Escamilla  RF,  Yamashiro  K,  Paulos  L,  Andrews  JR.  Shoulder  muscle  activity  and function in common shoulder rehabilitation exercises. Am J Sports Med, 2009; 39: 663– 85. ##

40. Ludewig  PM,  Reynolds  JE.  2009.  The  association  of  scapular  kinematics  and  glenohumeral joint pathologies. J Orthop Sports Phys Ther 2009; 39(2): 90-104. Jozeph  Hamill,  Kathleen  k,  knutzen.  Biomechanic  basis  of  human  movement. 2009;  3rd  edition, 146-147. ##

41. Hebert LJ, Moffet H, McFadyen BJ, Dionne CE. Scapular behavior in shoulder impingement syndrome. Arch Phys Med Rehabil, 2002; 83(1): 60-9. ##

42. Tsai  NT,  McClure  PW, Karduna  AR. Effects  of  Muscle  Fatigue  on  3 Dimensional Scapular Kinematics. Arch Phys Med Rehabil, 2003; 84: 1000-5. ##

43. Su K P, Johnson MP, Gracely EJ, Karduna AR. Scapular rotation in swimmers  with  and  without  impingement  syndrome:  practice  effects.  J  Med  Sci  Sports  Exerc, 2004;  36(7): 1117-23. ##

44. Karduna AR, Kerner PJ, Lazarus MD. Contact forces in the subacromial space:  effects of scapular orientation. J Shoulder Elbow Surg, 2005; 14(4): 393-9. ##

45. KonY, Nishinaka N, Gamada K, Tsutsui H, Banks S. The influence of handheld weight on the scapulohumeral rhythm. J Shoulder Elbow Surg, 2008; 17(6): 943–946. ##