Coordination of lumbar back muscles of dynamic loading

Summary

During submaximal isotonic back extension loading (31 male persons) surface-EMG was measured using 16 monopolar-linked electrodes in the low back region (L 3–S 1). By means of modification of amplitude- and frequency parameters in the EMG-signal two subject groups (6 persons each) with the slightest and most severe muscle fatigue in the paraspinal region were defined. For the analysis of muscle coordination, the EMG signal on the basis of an amplitude estimate at the beginning and at the end of the load situation was compared. During the extension phase, the group with slight fatigability showed no different spatial pattern of myoelectrical activity at the end of investigation than at the beginning. In contrast to this, the pattern of myoelectrical activity changed during the endurance test in the group of persons with considerable fatigability. Therefore, in addition to the muscular fatigue also the loss of muscle coordination has to be taken into account in the assessment of spinal function.

Zusammenfassung

Während submaximaler isotonischer Extensionsbelastung (31 männliche Personen) wurde eine Oberflächen-EMG-Untersuchung mit 16 monopolar verschalteten Elektroden im unteren Rückenbereich durchgeführt (L 3–S 1). Anhand der Veränderung von Amplituden- und Frequenzparametern im EMG-Signal wurden 2 Personengruppen (je 6 Personen) mit der geringsten bzw. stärksten Muskelermüdung in der paraspinalen Region definiert. Für die Analyse der Muskelkoordination wurde das EMG-Signal mittels einer Amplitudenschätzung zu Beginn und am Ende der Belastungssituation verglichen. Die wenig ermüdenden Personen zeigten innerhalb der Extensionsphase am Ende der Untersuchung keine anderen räumlichen Aktivierungsvorgänge als zu Beginn. Im Gegensatz dazu änderte sich das Aktivierungsmuster während des Tests in der Gruppe stark ermüdender Personen. Deswegen sollte bei der Beurteilung der Wirbelsäulenfunktion zusätzlich zur muskulären Ermüdung auch ein eintretender muskulärer Koordinationsverlust berücksichtigt werden.