Published October 28, 2022 | Version v1
Publication Open

Muscle fatigue response of rotator cuff muscles in different postures

Creators

  • 1. Manipal Academy of Higher Education
  • 2. Kasturba Medical College, Manipal
  • 3. University of Pittsburgh

Description

Muscle fatigue is a leading cause of rotator cuff (RC) pathologies. Scapular orientation affected by changes in the thoracic spine account for differences in body postures leading to altered RC muscle activation. This posture-related alteration in RC muscle activation and its fatigue response needs to be analyzed.This study included 50 healthy shoulders with no coexisting spine pathologies. Raw data were recorded using electromyography sensors for RC muscles during two isometric maneuvers of abduction and external rotation, performed at 30% maximum voluntary contraction at 30°, 45°, and 90° arm elevation in sitting and standing. The raw data were analyzed in DataLITE® software, and the mean power frequency (MPF) was extracted to analyze the fatigue response of RC muscles. The Wilcoxon signed-rank test and Kruskal-Wallis test with Bonferroni corrections analyzed fatigue differences between postures and various activities. P < 0.05 was considered significant for the results.Supraspinatus muscle demonstrated significant fatigue at 90° of arm elevation in standing as compared to sitting (MPF -5.40: -5.41; P = 0.03) posture. Between the three elevation angles, all the RC muscles showed increased fatigue at 90° (MPF range -5.22 to -6.64). When compared between abduction and external rotation, only infraspinatus showed fatigue in external rotation (MPF range -5.42 to -6.08). Among all the three RC muscles, infraspinatus showed the maximum fatigue of MPF -6.64 when compared to supraspinatus -5.22 and teres minor -5.36.The findings indicate that alterations in the body postures and different elevation angles affect the RC muscles' fatigue response.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

إرهاق العضلات هو السبب الرئيسي لأمراض الكفة المدورة. التوجه الكتفي المتأثر بالتغيرات في العمود الفقري الصدري يفسر الاختلافات في وضعيات الجسم مما يؤدي إلى تغيير تنشيط العضلات. يجب تحليل هذا التغيير المرتبط بالوضعية في تنشيط عضلات RC واستجابتها للتعب. تضمنت هذه الدراسة 50 كتفًا سليمًا بدون أمراض العمود الفقري المتعايشة. تم تسجيل البيانات الأولية باستخدام أجهزة استشعار تخطيط كهربية العضلات لعضلات التحكم الإشعاعي خلال مناورتين متساويتي القياس للتبعيد والدوران الخارجي، تم إجراؤهما بنسبة 30 ٪ كحد أقصى من الانكماش الطوعي عند ارتفاع الذراع 30 درجة و 45 درجة و 90درجة في الجلوس والوقوف. تم تحليل البيانات الأولية في برنامج DataLITE ®، وتم استخراج متوسط تردد الطاقة (MPF) لتحليل استجابة التعب لعضلات RC. قام اختبار ويلكوكسون الموقع واختبار كروسكال واليس مع تصحيحات بونفيروني بتحليل اختلافات التعب بين المواقف والأنشطة المختلفة. اعتبرت P < 0.05 مهمة للنتائج. أظهرت عضلة الشوكة العليا تعبًا كبيرًا عند 90درجة من ارتفاع الذراع في وضعية الوقوف مقارنة بالجلوس (MPF -5.40: -5.41 ؛ P = 0.03). بين زوايا الارتفاع الثلاث، أظهرت جميع عضلات RC زيادة التعب عند 90درجة (نطاق MPF -5.22 إلى -6.64). عند المقارنة بين التبعيد والدوران الخارجي، أظهر فقط تحت الشوكة التعب في الدوران الخارجي (نطاق MPF -5.42 إلى -6.08). من بين جميع عضلات الشوكة الثلاث، أظهرت العضلة تحت الشوكة الحد الأقصى من التعب البالغ -6.64 عند مقارنتها بالعضلة فوق الشوكة -5.22 والمدورة الصغرى -5.36. تشير النتائج إلى أن التغيرات في أوضاع الجسم وزوايا الارتفاع المختلفة تؤثر على استجابة عضلات الشوكة للتعب.

Translated Description (French)

La fatigue musculaire est l'une des principales causes de pathologies de la coiffe des rotateurs (RC). L'orientation scapulaire affectée par les changements dans la colonne vertébrale thoracique explique les différences dans les postures corporelles conduisant à une activation musculaire RC altérée. Cette altération liée à la posture de l'activation du muscle RC et de sa réponse à la fatigue doit être analysée. Cette étude a inclus 50 épaules saines sans pathologies de la colonne vertébrale coexistantes. Les données brutes ont été enregistrées à l'aide de capteurs électromyographiques pour les muscles RC au cours de deux manœuvres isométriques d'abduction et de rotation externe, effectuées à 30 % de contraction volontaire maximale à 30°, 45° et 90° d'élévation du bras en position assise et debout. Les données brutes ont été analysées dans le logiciel DataLITE ®, et la fréquence de puissance moyenne (MPF) a été extraite pour analyser la réponse à la fatigue des muscles RC. Le test de Wilcoxon au rang signé et le test de Kruskal-Wallis avec corrections de Bonferroni ont analysé les différences de fatigue entre les postures et les diverses activités. P < 0,05 a été considéré comme significatif pour les résultats. Le muscle sus-épineux a démontré une fatigue significative à 90° de l'élévation du bras en position debout par rapport à la posture assise (MPF -5,40 : -5,41 ; P = 0,03). Entre les trois angles d'élévation, tous les muscles RC ont montré une fatigue accrue à 90° (plage MPF -5,22 à -6,64). En comparaison entre l'abduction et la rotation externe, seul l'infraspinatus a montré une fatigue dans la rotation externe (plage MPF -5,42 à -6,08). Parmi les trois muscles RC, l'infraspinatus a montré la fatigue maximale de MPF -6,64 par rapport au supraspinatus -5,22 et au teres minor -5,36. Les résultats indiquent que les altérations des postures corporelles et les différents angles d'élévation affectent la réponse à la fatigue des muscles RC.

Translated Description (Spanish)

La fatiga muscular es una de las principales causas de patologías del manguito rotador (RC). La orientación escapular afectada por cambios en la columna torácica explica las diferencias en las posturas corporales que conducen a una activación alterada del músculo RC. Es necesario analizar esta alteración postural en la activación del músculo RC y su respuesta a la fatiga. Este estudio incluyó 50 hombros sanos sin patologías de columna coexistentes. Los datos brutos se registraron utilizando sensores de electromiografía para los músculos RC durante dos maniobras isométricas de abducción y rotación externa, realizadas a una contracción voluntaria máxima del 30% a 30°, 45° y 90° de elevación del brazo en posición sentada y de pie. Los datos brutos se analizaron en el softwareDataLITE ® y se extrajo la frecuencia de potencia media (MPF) para analizar la respuesta a la fatiga de los músculos RC. La prueba de rango de signos de Wilcoxon y la prueba de Kruskal-Wallis con correcciones de Bonferroni analizaron las diferencias de fatiga entre posturas y diversas actividades. P < 0.05 se consideró significativo para los resultados. El músculo supraespinoso demostró fatiga significativa a 90° de elevación del brazo en posición de pie en comparación con la postura sentada (MPF -5.40: -5.41; P = 0.03). Entre los tres ángulos de elevación, todos los músculos RC mostraron un aumento de la fatiga a 90° (rango de MPF -5.22 a -6.64). Cuando se comparó entre la abducción y la rotación externa, solo el infraespinoso mostró fatiga en la rotación externa (rango de MPF -5.42 a -6.08). Entre los tres músculos RC, el infraespinoso mostró la fatiga máxima de MPF -6.64 en comparación con el supraespinoso -5.22 y el redondo menor -5.36. Los hallazgos indican que las alteraciones en las posturas corporales y los diferentes ángulos de elevación afectan la respuesta a la fatiga de los músculos RC.

Files

s00402-022-04650-8.pdf.pdf

Files (787.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:3ecb41ff20c7b5b137b7865617d9785e
787.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استجابة التعب العضلي لعضلات الكفة المدورة في أوضاع مختلفة
Translated title (French)
Réponse à la fatigue musculaire des muscles de la coiffe des rotateurs dans différentes postures
Translated title (Spanish)
Respuesta a la fatiga muscular de los músculos del manguito rotador en diferentes posturas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4307503403
DOI
10.1007/s00402-022-04650-8

Is supplement to
https://openalex.org/W2432180990 (Other)
https://openalex.org/W2395632167 (Other)
https://openalex.org/W2162250285 (Other)
https://openalex.org/W2097970179 (Other)
https://openalex.org/W2097168487 (Other)
https://openalex.org/W2090315408 (Other)
https://openalex.org/W2087860414 (Other)
https://openalex.org/W2069513325 (Other)
https://openalex.org/W1989103940 (Other)
https://openalex.org/W1540900457 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W197288982
  • https://openalex.org/W1973168342
  • https://openalex.org/W1979486745
  • https://openalex.org/W1995512035
  • https://openalex.org/W1995776619
  • https://openalex.org/W2005719606
  • https://openalex.org/W2008153109
  • https://openalex.org/W2020381218
  • https://openalex.org/W2021647513
  • https://openalex.org/W2028310627
  • https://openalex.org/W2030516713
  • https://openalex.org/W2059869926
  • https://openalex.org/W2064609582
  • https://openalex.org/W2072917155
  • https://openalex.org/W2090768274
  • https://openalex.org/W2123621609
  • https://openalex.org/W2127452253
  • https://openalex.org/W2132836521
  • https://openalex.org/W2139350404
  • https://openalex.org/W2157664568
  • https://openalex.org/W2158241821
  • https://openalex.org/W2158757324
  • https://openalex.org/W2202247959
  • https://openalex.org/W2215740646
  • https://openalex.org/W2317478961
  • https://openalex.org/W2516789542
  • https://openalex.org/W2528241204
  • https://openalex.org/W2543685665
  • https://openalex.org/W2888776244
  • https://openalex.org/W2905422047
  • https://openalex.org/W2923281031
  • https://openalex.org/W2968520635
  • https://openalex.org/W3015251194
  • https://openalex.org/W3100057915
  • https://openalex.org/W3176194512
  • https://openalex.org/W4248019298