Purpose: This study analyzed changes in spinal neuron and action potential of motor unit depending on voluntary contraction on spinal neuron adaptation. Methods: It selected 80 university students in their twenties and divided into experimental groups of 25% MVIC (I), 50% MVIC (II), 75% MVIC (III) and 100% MVIC (IV) depending on maximum voluntary isometric contraction (MVIC) and performed isometric exercise of plantar flexor muscle to each experimental group with given contraction for 20 times. It measured Mmax, H/Mmax, Hmax latency, V/Mmax, V wave latency before and after exercise, compared method and volume of contraction. Results: H/Mmax ratio showed significant difference in comparison among groups (p<0.01) and there was difference in I and IV groups. V/Mmax ratio showed significant difference in comparison among experimental groups (p<0.05) and there was difference in I and IV groups. When voluntary contraction level was maximum, changes were greatest. However, no significantly difference was to Mmax, H latency and V wave latency. Conclusion: These results suggest that amplitude changes of voluntary contraction level, spinal neuron and supra-spinal neuron had a dose connection that the more contraction level, the better central activation seem to decrease highly for a short time.
The purpose of this study was to analyze the effects of vibratory stimulus as somatosensory inputs on the postural control in human standing. To study these effects, the center of pressure(COP) was observed while subjects were standing on a stable and an unstable support with co-stimulated mechanical vibrations to flexor ankle muscles(tibialis anterior tendon, achilles tendon) and two plantar zones on both foot. The COP sway measurement was repeated twice in four conditions: (1) with visual cue and vibration, (2) without visual cue and vibration, (3) with visual cue and without vibration, (4) without visual cue and with vibration. The calculated parameters were the COP sway area and the distance, the median frequency and the spectral energy of COP sway in three intervals $0.1{\sim}0.3,\;0.3{\sim}1,\;1{\sim}3Hz$. The results showed that vibratory stimulus affect postural stability. The reduction rate of the COP sway with vibratory stimulus were higher on the unstable support because the effect of postural stability increases when afferent nervous flow is more activated by vibration on unstable support. If unclear visual or vibratory information is received, one type of information is compared with the other type of sensory information. Then the input balance between visual and vibratory information is corrected to maintain postural stability. These findings are important for the rehabilitation system of postural balance control and the use of vibratory information.
This study analyzed changes in action potential of supraspinal neuron and motor unit depending on maximum tolerance isometric contraction(MTIC) by electrical stimulation and examined influence of functional electrical stimulation (FES) on spinal neuron adaptation. It selected 40 university students in their twenties and divided into experimental groups of 25% MTIC(I), 50% MTIC I (II), 75% MTIC(III) and 100% MTIC(IV) depending on MTIC by electrical stimulation, and performed isometric contraction of plantar flexor muscle to each experimental group with given contraction for 20 times. It measured V/Mmax and MDF pre and post exercise, compared volume of contraction. 1. V/Mmax ratio showed no significant difference in comparison among experimental groups. 2. There was significant difference in median frequency of gastrocnemius and soleus in action potential motor unit according to comparison among experimental groups(p<.001). When contraction by electrical stimulation was maximum, change was greatest. This results suggest that muscle contraction by electrical stimulation was influence to action potential of spinal motor neuron system which appear optimal level though aspect and difference degree were not in accordance. Consequently, optimal stimulation level of MTIC(50%) by FES would be lead to central nerve adaptation. muscle contraction by electrical stimulation was influence highly to MDF which should be consider to fatigue of motor unit for muscle contraction by electrical stimulation.
This study aimed to investigate the influence of shoe heel height and muscle fatigue on static and dynamic balance in young women. Thirty women who were used to wearing high heels volunteered to participate in this study. The shoe heel heights were 0 cm and 7 cm. And ankle plantar flexor fatigue was experimentally induced. Static and dynamic balance were measured using the one leg standing test (OLST) and the star excursion balance test (SEBT) in anterior, posteromedial, and posterolateral directions, respectively. Values in the OLST (shoe heel height 0 cm, $28.83{\pm}3.24$ sec to $26.12{\pm}6.13$ sec; and 7 cm, $24.75{\pm}7.09$ sec to $16.86{\pm}9.32$ sec) and the SEBT in anterior (shoe heel height 0 cm, $71.02{\pm}4.57%$ to $69.50{\pm}3.66%$; and 7 cm, $64.17{\pm}3.53%$ to $59.61{\pm}4.06%$) and posteromedial (shoe heel height 0 cm, $92.01{\pm}5.61%$ to $90.38{\pm}7.10%$; and 7 cm, $83.09{\pm}7.29%$ to $76.83{\pm}9.28%$) directions were significantly reduced when fatigue-inducing exercise was performed (p<.05). Furthermore, within these parameters, there were significant interaction effects between shoe heel height and fatigue condition (p<.05). These findings suggest that shoe heel height and muscle fatigue contribute to some changes in static and dynamic balance in young women, probably leading to negative effects on physical function during a variety of activities of daily living.
The purpose of this study was to reduce the spasticity of plantarflexion. the subjects of this study were 30 hemiplegic patients with stroke who received of physical therapy in JinJu o o hospital from May to July 2000. the subjects were divided into three groups(FES groups 10, FES + tilt table-wedge board standing groups 10, & tilt table-wedge board standing groups 10). The result were as follow 1. FES therapy was a effective method to reduce the spasticity of plantarflexor. there was a significant difference in modified Ashworth scale(p<.01). there was a significant difference in weight bearing ratio between nonparetic and paretic side(p<.01). 2. Tilt table-wedge board standing therapy was a effective method to reduce the spasticity of plantarflexor to a degree but there was a no significant difference in modified Ashworth scale(p<.05). there was a significant difference in weight bearing ratio between nonparetic and paretic side(p<.01). 3. Tilt table-wedge board standing therapy + FES therapy was a effective method to reduce the spasticity of plantarflexor. there was a significant difference in modified Ashworth scale(p<.01). there was a significant difference in weight bearing ratio between nonparetic and paretic side(p<.01) 4. There was a significant difference in weight bearing ratio between nonparetic and paretic side according to the grade spasticity(p<.01). 5. For normal persons vs hemiplegic patients, there was a significant different in weight bearing ratio between nonparetic and paretic side(experimental subjects 1 p<.01, experimental subjects 2 p<.01, control subjects p<.05).
The purpose of this study was to compare the balance and gait between fallers and non-fallers in elderly. A brief questionnaire was used to obtain the fall history. Twenty-seven women subjects were evaluated in this study. Eleven subjects and a mean age of 84.5 years (SD=4.6) were designated as the faller group. Sixteen subjects and a mean age of 80.3 years (SD=5.3) were designated as the non-faller group. The fall-related factors (mental status, balance, range of motion and muscle strength of lower extremity, sensation of foot, and cadence, walking velocity, stride length) were compared between faller group and non-faller group and measured. The results showed that faller group had significantly less range of motion of the hip flexion and knee extension, and strength of the knee extensor and ankle dorsiflexor and plantar flexor than non-faller group. The scores of the Functional reach test and One leg standing were significantly less in faller group than in non-faller group. Faller group showed less walking velocity and stride length compared to non-faller group. However, there was no significant difference in cadence during comfortable waking and fast walking between two groups. There were no significant differences in pressure, position sensory between two groups. These results suggest that exercise for improving the flexibility, muscle strength of the lower extremity and balance may be useful strategies to prevent fall in elderly. Further studies are needed to identify which specific factors are related to fall in the elderly population.
PURPOSE: The purpose of this study was to determine if an exercise program with vertical vibration can improve balance, walking speed, muscle strength and falls efficacy in the healthy elderly. METHODS: A total of 28 elderly were randomly divided into two groups: vertical vibration exercise group (exercise with vertical vibration) (N = 14) and control group (exercise without vibration) (N = 14). The exercise program, comprising calf raise, deep-squat, semi-squat, front lunge, and leg abduction was conducted with or without vibration, respectively. Subjects in each group participated in the 30 minutes training program, 2 times per week for 6 weeks. In both groups, the balance evaluation system (BT4) was used to evaluate standing balance, and walking speed was measured using the 10MWT. The manual muscle test system was applied to evaluate the knee extensor and ankle planter flexor muscle strength of the subjects, whereas the Korean falls efficacy scale (K-FES) evaluated the falls efficacy. RESULTS: After intervention, the vertical vibration group showed significantly higher changes compared to the control group, in the parameters of standing balance (P < .05), 10MWT (P < .05), left knee extensor (P < .05), right knee extensor (P < .01), both ankle plantar flexors (P < .05), and K-FES (P < .05). CONCLUSION: The exercise program with vertical vibration has the potential to improve balance, walking speed, muscle power and falls efficacy in the elderly.
Kim, Seo-hyun;Yi, Chung-hwi;Lim, Jin-seok;Lim, One-bin
한국전문물리치료학회지
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제29권2호
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pp.124-130
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2022
Background: During postural control, older adults are more dependent on proprioception than are young adults. Ankle proprioception, which plays an important role in maintaining postural balance, decreases with age. Published studies are insufficient to establish a significant age difference in postural sway resulting from the known age-related decrease in ankle proprioception and do not examine various detailed test conditions. Objects: The present study aimed to compare ankle proprioception between older and younger groups along dimensions of position vs. force proprioception and dorsiflexion vs. plantarflexion. The present study also aimed to compare postural sway between young and older women during quiet standing under two sensory conditions. Methods: We recruited seven young women aged 21-24 and seven older women aged 60-63. Ankle proprioception was assessed as the accuracy of the joint position sense (JPS) and the force sense (FS). Postural sway was assessed using center-of-pressure measurements recorded during quiet standing under two sensory positions: eyes open and eyes closed with head tilted back. Results: Older women had lower JPS in dorsiflexion and lower FS in plantarflexion than did younger women. We found no significant age differences in JPS in plantarflexion or in FS in dorsiflexion. We observed a main effect of group on postural sway in two sway parameters out of three. We observed significant differences in JPS with dorsiflexion, and in FS with plantarflexion. Conclusion: Proprioception for ankle plantar flexor decreased more significantly with aging than did that for ankle dorsiflexor, accounting for the impaired postural balance observed in older women.
This simulation study investigated the characteristics of normal gait, $30^{\circ}$ crouch gait, $30^{\circ}$ crouch/equinus gait, $45^{\circ}$ crouch gait, $45^{\circ}$ crouch/equinus gait. The knee flexion angles were restricted using a specially designed orthosis. This study was carried out in a motion analysis laboratory of the National Rehabilitation Center. Fifteen healthy male subjects were recruited for the study. The purposes of this study were (1) to compare spatiotemporal parameters, kinematics, and kinetic variables in the sagittal plane among the different gait, (2) to investigate the secondary compensatory strategy, and (3) to suggest biomechanical physical therapy treatment methods. The pattern and magnitude observed in each condition were similar to those of normal gait, except the peak knee extension moment of the unrestricted ankle motion-crouch gait. However, the speed of the $45^{\circ}$ crouch gait was half that of a normal gait. The ankle joint moment in the crouch/equinus gait showed the double-bump pattern commonly observed in children with spastic cerebral palsy, and there was no significant difference in gait speed as compared with normal gait. The peak ankle plantar-flexor moment and ankle power generated during the terminal stance in the crouch/equinus conditions were reduced as compared with normal and $45^{\circ}$ crouch gaits (p<.05). The crouch/equinus gait at the ankle joint was an effective compensatory mechanism. Since ankle plantarflexion contracture can be exacerbated secondary to the ankle compensatory strategy in the crouch/equinus gait, it is necessary to increase the range of ankle dorsiflexion and the strength of plantarflexion simultaneously to decrease the abnormal biomechanical advantages of the ankle joint.
근피로는 자세균형과 근수축력의 악화를 유발하여 다양한 근골격계 손상을 초래한다. 본 연구는 하퇴삼두근에 근피로 유발에 의한 자세불균형과 근수축력 저하에 경피신경전기자극이 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 2010년 3월부터 4개월간 전정계통과 시각계통에 문제가 없는 20명의 건강한 성인을 대상으로 반복운동 수행을 통하여 비복근에 근피로를 유발하였고, 유발 후 즉시 경피신경전기자극을 적용하였다. 근피로 및 경피신경전기자극에 의한 자세균형과 근수축력의 변화를 측정하기 위하여 자세동요 이동거리와 속도, 최대수의수축력을 사용하였다. 근피로 유발에 의하여 자세동요 이동거리 및 속도의 증가와 근수축력의 저하가 나타났다(p<.05). 근피로가 유발된 비복근에 경피신경 전기자극의 적용은 근피로에 의한 자세동요와 근수축력을 유의하게 개선하였다(p<.05). 이와 같은 연구결과를 통하여 족저굴곡근의 근피로는 자세균형과 근수축력에 관여되고, 경피신경전기자극은 근피로에 의한 자세불균형 및 근수축력 저하에 효과적임을 증명하였다. 경피신경전기자극은 일상생활에서 흔히 유발되는 근피로의 중재에 경피신경전기자극이 효과적인 중재 방법으로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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