Purpose: The purpose of this study was to investigate the difference in the dynamic balance and leg muscle activity of adults in their 20s with or without shoes. Methods: In this study, seven male and 11 female university students in their 20s were randomized to determine the order of being with or without shoes, and the dominant foot was supported on the central platform of dynamic balance according to the order procedure. Using the opposite foot, the distance of leg stretching in the anterior, posterior medial, and posterior lateral directions and the muscle activity of the supporting leg were measured. Muscle activity measurement sites were attached to the dominant vastus medialis oblique muscle, vastus lateral oblique muscle, tibialis anterior muscle, peroneus longus muscle, and lateral gastrocnemius muscle. Results: As a result of this study, the distance of leg stretching was significantly increased in the anterior, posterior medial, and posterior lateral directions when barefoot rather than when wearing shoes (p < 0.05). The muscle activity of the vastus medial and lateral oblique muscles was significantly increased in all three directions when barefoot rather than when wearing shoes (p < 0.05). The muscle activity of the tibialis anterior was significantly increased in the anterior direction when barefoot (p < 0.05), the peroneus longus muscle was significantly increased when it was barefoot in the posterior medial direction (p < 0.05), and the lateral gastrocnemius muscle activity significantly increased when barefoot in the posterior direction (p < 0.05). Conclusion: The movement of the legs is freed when barefoot as compared to when wearing shoes, and being barefoot can effectively activate muscle activity and improve balance ability.
Objective : This study aimed to understand how increased heart rates at the time of drop landing during a step test would affect biomechanical variables of the lower extremity limbs. Background : Ballet performers do more than 200 landings in a daily training. This training raises the heart rate and the fatigability of the lower extremity limbs. Ballet performance high heart rate can trigger lower extremity limb injury. Method : We instructed eight female ballet dancers with no instability in their ankle joints(mean ${\pm}$ SD: age, $20.7{\pm}0.7yr$; body mass index, $19.5{\pm}1.2kg/m^2$, career duration, $8.7{\pm}2.0yr$) to perform the drop landing under the following conditions: rest, 60% heart rate reserve (HRR) and 80% HRR. Results : First, the study confirmed that the increased heart rates of the female ballet dancers did not affect the working ranges of the knee joints during drop landing but only increased angular speeds, which was considered a negative shock-absorption strategy. Second, 80% HRR, which was increased through the step tests, led to severe fatigue among the female ballet dancers, which made them unable to perform a lower extremity limb-neutral position. Hence, their drop landing was unstable, with increased introversion and extroversion moments. Third, we observed that the increasing 80% HRR failed to help the dancers effectively control ground reaction forces but improved the muscular activities of the rectus femoris and vastus medialis oblique muscles. Fourth, the increasing heart rates were positively related to the muscular activities of the vastus medialis oblique and rectus femoris muscles, and the extroversion and introversion moments. Conclusion/Application : Our results prove that increased HRR during a step test negatively affects the biomechanical variables of the lower extremity limbs at the time of drop landing.
Journal of the Korean Society of Physical Medicine
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v.12
no.3
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pp.93-98
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2017
PURPOSE: This study investigated the activities of lower limb muscles according to the angle of a medio-lateral ramp while walking to promote awareness of the risks associated with a medio-lateral ramp. METHODS: This study was conducted on 20 healthy male adults. The muscle activities of the vastus medialis oblique (VMO), vastus lateralis oblique (VLO), tibialis anterior (TA) and peroneus longus (PL) were measured while the subjects were walking on a 3 m medio-lateral ramp. Five angles (flat, $2^{\circ}$, $5^{\circ}$, $10^{\circ}$, and $15^{\circ}$) were selected for the angle conditions of the experiment on a medio-lateral ramp. The activities were measured during the stance phase only in the middle cycle of a three-cycle walking experiment. The mean value obtained from the three walking tests was used for the analysis. RESULTS: Results showed that walking on a mediolateral ramp required more muscle activities than walking on a flat surface, through which balanced walking was achieved. CONCLUSION: Walking on a medio-lateral ramp requires proper muscle activation and control, without which the risks of injury to the joints of the lower limbs and falls are likely to increase. Therefore, special attention should be given to older people and the disabled under the condition of traversing a ramp.
The Journal of Korean Academy of Orthopedic Manual Physical Therapy
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v.26
no.1
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pp.47-54
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2020
Background: This study examined the changes in the leg muscle activities of 30 healthy subjects according to different pressures caused by isometric hip adduction during squat exercise. Methods: With their knee flexed at 60°, the subjects performed isometric hip adduction with a pressure of 0, 20, 40, and 60mmHg. Surface electromyography was used to measure their muscle activities. Changes in the activities of the muscles, such as the gluteus maximus (GMAX), Gluteus medius (GM), vastus medialis oblique (VMO), vastus lateralis oblique (VLO), biceps femoris (BF), and Tensor fasciae latae (TFL) muscles, were analyzed. Results: The activities of the VMO, VLO, GM, BF, and GMAX muscles were significantly different after exercise compared to that before exercise (p<.05). The activities of all the leg muscles measured were highest at a pressure of 60mmHg during isometric hip joint adduction. Conclusion: The pressure produced by isometric hip joint adduction during squat exercise increased the leg muscle activities of the subjects. These results will provide basic data on effective squat exercise to alleviate knee joint diseases.
Purpose : The purpose of this study was to examine the activity of the knee flexor and extensor with ankle plantar flexion and dorsiflexion. Methods : A total of 18 subjects(Male 6, female 12) performed 4 lower extremity patterns of PNF and the activities of the vastus medialis oblique, rectus femoris, vastus lateralis, biceps femoris, semitendinosus ipsilateral sides were measured using electromyography. Results : During 4 lower extremity patterns of PNF, knee flexor and extensor muscle activity were significantly difference. Knee extensors were shown to be higher knee extension and ankle dorsiflexion combined pattern. Knee flexors were shown to be higher knee flexion and ankle plantarflexion combined pattern. Conclusion : We suggest that it is efficient to strengthening of knee extensors with ankle dorsiflexion and to strengthening of knee flexors with ankle plantar flexion. Also, for the functioning as toe standing, we have to choice appropriate movement pattern.
Kim, Byeong-Jo;Lee, Su-Kyoung;Lee, Jung-Hoon;Kwon, Hae-Yeon
Journal of the Korean Society of Physical Medicine
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v.10
no.4
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pp.107-112
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2015
PURPOSE: This study investigated the effects of lower limb and trunk muscles activation on seat angle and height during sit to stand and stand to sit. METHODS: Subjects were instructed to sit and stand on different angles and heights; $0^{\circ}$(43cm), $5^{\circ}$(48cm), $10^{\circ}$(51cm) and $15^{\circ}$(58cm). Measurements were conducted from sit to stand and stand to sit for external oblique, transversus abdominis, rectus femoris, vastus medialis, vastus lateralis, tibialis anterior and gastrocnemius muscle activation by surface EMG. The muscle activation was measured three times for five seconds in each posture, and the %RVC value was calculated after the exclusion of one second before and after this measurement. This calculation standardized the data from each participant so it could be comparatively analyzed. RESULTS: The external oblique, tibialis anterior, and erector spinae muscles showed significant difference in $10^{\circ}$(51cm), $15^{\circ}$(58cm) and $0^{\circ}$(43cm), rectus femoris, in $15^{\circ}$(58cm) and $0^{\circ}$(43cm)(p<.05) during sit to stand. The external oblique, tibialis anterior, and rectus femoris muscles showed significant difference in $0^{\circ}$(43cm) and $15^{\circ}$(58cm), erector spinae and vastus medialis muscles showed significant difference in $10^{\circ}$(51cm), $15^{\circ}$(58cm) and $0^{\circ}$(43cm)(P<.05) during stand to sit. CONCLUSION: The present study findings indicate that the toilet seat angle and height could affect muscle activities of the lower limb and trunk.
The purpose of this study was to examine the effect of the hip internal rotation on knee extensor and hip abductor electromyographic (EMG) activity during stair up and stair down mobility. Eighteen healthy subjects were recruited. All subjects performed stair up and down movements on a step of 30cm height while maintaining the hip in neutral (condition 1) and hip in internal rotation (condition 2). Surface EMG activity was recorded from five muscles (gluteus maximus, vastus lateralis (VL), vastus medialis oblique (VMO), posterior gluteus medius (Gmed), and tensor fascia latae (TFU)) and hip internal rotation angle was measured using a three dimensional motion analysis system The time period for stair up and down was normalized using the MatLab 6.5 program, and EMG activity was normalized to the value of maximal voluntary isometric contraction (%MVIC). The EMG activities according to the hip rotation (neutral or internal rotation) during the entire time period of stair up and down in each phase were compared using a paired t-test. During the entire period of stair up, the EMG activities of VL and TFL in condition 2 were significantly greater than in condition 1 (p<.05). During the entire period of stair down, the EMG activities of VL and TFL in condition 2 were significantly greater than in condition 1 (p<.05). However, the EMG activities of the other muscles were not significantly different between the conditions (p>.05). These results suggest that the stair up and down maintaining hip internal rotation was could be a contributing factor on patellar lateral tracking.
The purpose of this study was to suggest the effective squat exercise position to strengthening vastus medialis oblique, and vastus lateralis in quadriceps. Subjects were twenty patients with patellofemoral pain syndrome (PFPS) volunteered to participate in this study. All subjects were applied to static squat convergence exercise with knee flexed $45^{\circ}$, $60^{\circ}$, and $90^{\circ}$ for 30 seconds total 5 times. Measurement variables were maximal voluntary isometric contraction (MVIC) of the quadriceps, Q angle and length of thigh. Those were measured before and after the squat exercise on knee joint angle, change rate of which were used for statistical analysis. As a result, squat exercise with knee flexed $90^{\circ}$ increase significantly among knee joint angle in the MVIC change rates of quadriceps (p<.05), however the rates of Q-angle and length change of thigh showed no significant difference. Therefore, this findings suggest that squat exercise with knee flexed $90^{\circ}$ strengthen quadriceps effectively in patients with PFPS.
Journal of the Korean Society of Physical Medicine
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v.17
no.4
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pp.113-121
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2022
PURPOSE: This study is examined the effects of vestibular stimulation through eye movement on balance and muscle activity. METHODS: In 42 healthy adults, no eye exercise was applied to both feet and one foot. The speed of smooth pursuit eye movement (.2 Hz, .3 Hz, and .5 Hz) and saccadic eye movement (.5 Hz and 1.1 Hz) were randomized. The measurements were taken three times for 30 seconds while standing on two feet and measured three times for 10 seconds while standing on one foot. The muscle activity measurement equipment was used to measure the electromyogram signals of the tibialis anterior, peroneus longus, gastrocnemius medialis, vastus medialis, vastus lateralis, biceps femoris, abdominal internal oblique, and erector spinae muscle. RESULTS: As a result of this study, when applying smooth pursuit eye movement on one leg, the pressure center movement increased, the muscle activity of the lower extremity increased, in the saccadic eye movement, and the center of pressure decreased. CONCLUSION: Accordingly, the smooth pursuit of eye movement, the intervention of this study, affects balance. Through this, the balance can be improved by applying eye movement to the target who needs to improve the balance ability.
Journal of The Korean Society of Integrative Medicine
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v.2
no.3
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pp.57-63
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2014
Purpose : The purpose of this study was to identify the muscle activity of leg during stair down in the subjects with flatfoot and normal foot. Methods : The fourteen subjects with the flatfoot group and the fifteen subjects with the normal foot group volunteered for this study. All subjects descended the stairs that the height was 20cm and consisted 25 stairs. The target muscles for recording muscle activity were posterior fiber of gluteus medius, vastus medialis and vastus lateralis oblique, semitendinosus and biceps femoris, tibialis anterior, and medial and lateral fiber of gastrocnemius muscles. The muscle activity was recorded using the wireless EMG system. Results : The flatfoot group had significantly lower the muscle activity of posterior fiber of gluteus medius than the normal foot group in stance phase during stair down(p<.05). The flatfoot group had significantly higher the muscle activity of biceps femoris and tibialis anterior than the normal foot group in swing phase during stair down(p<.05). Conclusions : This study proposed that the subject with flatfoot should train the strengthening exercise for posterior fiber of gluteus medius.
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