Objective: To investigate the action observation effects of functional electrical stimulation (FES) on the communication between motor cortex and muscle through corticomuscular coherence (CMC) analysis. Methods: Electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) of 27 healthy, nonathlete subjects were measured during action observation, FES, and action observation with FES, which lasted for 7sper session for 10 times. All trials were repeated for 30 times. Simultaneously measured EEG raw data and rectified EMG signals were used to calculate CMC. Only confidence limit values above 0.0306 were used for analysis. CMC was divided into three frequency domains, andthe grand average coherence and peak coherence were computed. Repeated ANOVA was performed to analyze the coherence value difference for each condition's frequency band. Results: CMC showed significant differences in peak coherence and average coherence between the conditions (p<0.05). Action observation application with FES in all frequency band showed the highest peak and average coherence value. Conclusions: The results of this study are assumed to be the combination of increased eccentric information transfer from the sensorymotor cortex by action observation and an increased in concentric sensory input from the peripheral by the FES, suggesting that these are reflecting the sensorimotor integration process.
Jang-hoon Shin;Naeun Byeon;Heeju Yu;DaeEun Kim;Byungmun Kang;Dongwoo Kim;Hwang-jae Lee;Wan-hee Lee
Physical Therapy Rehabilitation Science
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제12권1호
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pp.33-42
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2023
Objective: This study aims to analyze the effect of regular exercise through the combined walking-oriented aerobic and resistance exercises using EX1 in young adults. Design: Experimental one group pre and post test Methods: Participants comprised17 healthy young adults. All subjects performed a combined exercise program for 10 times using EX1. We measured quadriceps muscle thickness using ultrasound. Additionally, the hand grip strength test, and sit and reach test were performed before and after the exercise. Through paired t-test, we investigated whether there was a statistically significant difference in the measurement results after exercise program. Results: The rectus femoris muscle contraction ratio showed significant difference after exercise(P< 0.01). In the sit and reach test, flexibility showed significant difference after exercise(P < 0.01). The hand grip strength test also showed significant difference after exercise(P < 0.05). Conclusions: Healthy young adults can effectively perform various exercises commonly performed in daily life using EX1.
Functional Electrical Stimulation is the clinical application of a small electric current to the intact nerves of the body, in order to trigger a muscle contraction. This contraction is then incorporated into a functional activity, for example walling. A clear distinction needs to be made between therapeutic stimulation and functional stimulation. The former being of an exercise orientation, where one would relax while the stimulation works on its own. Functional electrical stimulation on the other hand, incorporates this elicited muscle movement into an everyday activity, like standing, walking, reaching out etc. But recently, New method used to FES which updated electrode insult in muscle and small nerve branch. A lot of new research build up many countries such as England, USA, Japan, Spain, Canada. So I had been write this paper for introduce new FES method, and I hope to more enhanced motivation of therapist for the functional electric stimulation.
The present study examined that in Vivo/Vitro test is investigated in normotensive sham-operated rats (NSR) and aldosterone-analogue deoxycorticosterone acetate (DOCA)-salt hypertensive rats (ADHR) and that the antihypertensive effect was induced by silver spike point (SSP) electrical stimulation at meridian points(CV-3, -4, Ki-12, SP-6, LR-3, BL-25, -28, -32, -52), specifically, such as aldosterone in 24 hour urine analysis from healthy volunteer. The gross examination and morphometric-histological changes, such as hypertrophy, production of necrotic tissues, and the changes of cell arrangement on the kidney, and adrenal gland were markedly observed in aldosterone-analogue DOCA-salt hypertensive rats compared with those from normotensive sham-operated rats. The systolic blood pressure, weight of kidney and adrenal gland were significantly increased in ADHR than that in NSR. The required time of PSS-induced resting tone was significantly increased in ADHR than that in NSR. However, the voltage-dependent K+ (Kv) currents were significantly decreased in ADHR than that in NSR. The urine analysis showed that the concentration of aldosterone was significantly decreased in resting state from the elderly people compared with those from the adolescent healthy volunteer. The current of 1 Hz continue type of SSP electrical stimulation significantly decreased in the concentration of aldosterone of 24 hour urine from the elderly people. These results suggest that the development of aldosterone analogue-induced hypertension is associated with changed the weight of kidney and adrenal gland, blood pressure, resting tone and Kv currents, which directly affects blood pressure. Therefore, the hypertension is a risk factor on cerebrovascular disease. Moreover, these results suggest that the diminished responsiveness to SSP electrical stimulation, especially current of 1Hz continue type, in elderly people may be, in part, related by the increased of antihypertensive effects.
PURPOSE: This research was intended to investigate the influence to function recovery at the early stage after surgery, by conducting Multipath Electrical Simulation and isometric exercise treatment as early stage medical treatment method for Total knee arthroplasty patients. METHODS: The subject of 30 patients having Unilateral Total knee arthroplasty over age 65, Multipath Electrical Simulation and isometric exercise (experiment group I), Conventional Electrical Simulation and isometric exercise (experiment group II) and isometric exercise (control group). The intervention was performed in 5 times per a week and 60 minutes per a day during 4 weeks. We performed research by conducting Neuromuscular Electrical Stimulation and isometric exercise together and measured pain, range of motion, muscle strength and gait ability before and after intervention. RESULTS: The result showed therapeutic improvement in experiment group I, experiment group II and control group, but Multipath Electrical Simulation and isometric exercise showed significant improvement in function recovery of early stage compared to Conventional Electrical Simulation and isometric exercise, only isometric exercise. CONCLUSION: Based on research result, in order for early state function recovery of Total knee arthroplasty patients, when conducting neuromuscular electrical stimulation and isometric exercise together, especially when applying Multipath Electrical Stimulation, we could know that it showed more significant improvement to function recovery after surgery. Also, we suggest that Multipath Electrical Simulation may become a useful tool as a method for intervention and performing in various diseases for weakening of Quadriceps muscle.
Purpose: The purpose of this study was to investigate pain relief and functional recovery after total knee replacement. Methods: The treatment was performed by dividing individuals into a control group ($n_1=5$), ultrasound treatment group ($n_2=5$), and micro-current treatment group ($n_3=5$). The control group applied the hot pack for 15 minutes, Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation (TENS) for 15 minutes, and Continuous Passive Movement (CPM) for 40 minutes. The ultrasound therapy group applied the frequency of 1 MHz, intensity of 1.0 $W/cm^2$ for five minutes following the same treatment as the control group. The micro-current therapy group applied the intensity of 25 ${\mu}A$, and pulsation frequency 5 pps for 15 minutes following the same treatment as the control group. After treatment, Visual Analogue Scale (VAS), Korean Western Ontario and McMaster Universities Arthritis Index (K-WOMAC), Berg Balance Scale (BBS), Range of Movement (ROM) and wound length was measured. Results: VAS showed significant effect in the control group and micro-current therapy group during the treatment period. According to the treatment of K-WOMACK, BBS, ROM, and Healing wounds showed main effects between groups. Conclusion: According to the results of this study, data showed improvement of pain relief, wound healing effects, and range of motion recovery. Thus, these selected treatments were effective after total knee replacement. In other words, electrical treatment continues to influence pain relief and functional recovery after total knee replacement.
The purpose of this study was to study for the change of neural adaptation by muscle contraction force when neuromuscular electrical stimulation(NMES) was applied. Sixteen subjects(8 male, 8 female) without neuromuscular disease volunteered to participate in the study. All subjects were divided into two subgroups: control(no electrical stimulation) group, NMES(50% maximal voluntary isometric contraction) group. NMES training program was performed in the calf muscle over three times a week for 12 weeks. Before and after experiment MVIC of ankle plantar flexor was measured by use of dynamometer. H-reflex and V-wave in tibial nerve were measured. The following results were obtained; MVIC and V/Mmax ratio were significantly increased in the electrical stimulation groups. However, H/Mmax ratio was not changed. It was closely relationship between MVIC and V/Mmax ratio. In this study, the effect of neural adaptation of central neural adaptation was found in this study. Accordingly, NMES means not only a change of muscle fiber and skeletal muscle volume but also a effect of neural adaptation of central neural drive. Also, it was found that there was closely relationship between MVIC and neural adaptation of central neural drive by NMES.
The purpose of this study was to evaluate the changes in skeletal muscle architecture and qualitative properties by muscle contraction force when neuromuscular electrical stimulation (NMES) of 50% MVIC was applied. Sixteen subjects (8 male, 8 female) without neuromuscular disease volunteered to participate in the study. All subjects were divided into two subgroups: control (no electrical stimulation) group and 50% maximal voluntary isometric contraction (MVIC) group. NMES training program was performed in the calf muscle three times a week for 10 weeks. Before and after the experiments, the MVIC of ankle plantar flexor was measured by the use of dynamometer, and the ultrasonography in the gastrocnemius medialis muscle was measured. The following results were obtained; MVIC was significantly increased in the electrical stimulation groups. Pennation angle, muscle density, and white area index also considerably changed in the electrical stimulation groups. In conclusion, the NMES training of 50% MVIC, comparative low level, improved the skeletal muscle architecture and the qualitative properties as well as the muscle contraction force.
This study was carried out to investigate the effects of electrical stimulation on the change Tyrosine-Hydroxylase immunoreactive(TH-IR) cells in the Central gray and retrorubral field of the male SD rats. 9 healthy and normal rats were divided into three groups, 3 SD rat in each group. The one group has been stimulated by electroacupuncture(EA, 2Hz) for 30min and the other group by EA for 1hr 30min and control group has been stimulated. TH-IR cells were found in the Central gray(CG) and Retrorubral field(RF). The numbers of TH-IR cells of CG and RF were significantly increased after 30 min (CG $6.2{\pm}0.83$, RF $1.4{\pm}0.55$)as compared with control group(CG $24{\pm}3.16$, RF $6.4{\pm}0.55$) and were also significantly increased after 1hr 30min(CG $75.6{\pm}4.51$, RF $18.8{\pm}0.89$) than 30min. These results show that TH is related into CG and RF in response to electrical stimulation.
Purpose: The application of transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS) is beneficial for joint movements, inhibition of spasticity, and the improvement of walking ability in patients with chronic hemiplegia. This study aimed to identify the effect of the application of TENS to the knee extensor on the affected side with respect to postural-sway distance and velocity during the sit-to stand movement. Methods: We included 19 patients with post-stroke hemiplegia in this study. They underwent measurements during the sit-to stand movement on a force plate with 5 different stimulation dosages applied over 7 s:No TENS, high-frequency and high intensity TENS, high-frequency and low intensity TENS, low-frequency and high intensity TENS, and low-frequency and low intensity TENS The 5 different condition were administered in random order. Results: The group that received TENS application exhibited a significant decrease in path length and average velocity of center of pressure (COP) displacement compared with the group that did not receive TENS application. TENS dosage at low frequency (3Hz) and high intensity yielded a significant decrease in path length, average velocity, mediolateral distance and anteroposterior distance of COP displacement (p<0.05). Conclusion: Our results demonstrated the effectiveness of the application of low-frequency TENS on STS performance. These findings provide useful information on the application of TENS for the reduction of postural sway during the sit-to-stand movement after stroke.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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