نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی پزشکی- بیومکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی پزشکی- بیومکانیک، دکترای تخصصی بیومکانیک، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

3 استادیار گروه فیزیوتراپی، دکترای تخصصی فیزیوتراپی، دانشگاه علوم بهزیستی و توانبخشی، تهران، ایران

10.22041/ijbme.2016.22985

چکیده

عضلة مولتی‌فیدوس گردنی یکی از عضله‌های عمقی خلفی گردن شناخته می‌شود و نقش مهمی در ایجاد پایداری گردن دارد. با مشاهدة رفتارهای مختلف این عضله برای شش فعالیت مفصل شانه در مطالعة قبلی، مدل‌سازی رفتار آن در نرم‌افزار برای ارزیابی تأثیر فعالیت آن بر انقباض‌های مفصل شانه، با ثابت بودن شرایط دیگر و به­صورت پارامتری، در مطالعة حاضر ارزیابی­شده است. برای این منظور یک مدل بیومکانیکی از سیستم حرکتی انسان، شامل عضله‌های ناحیة شانه، ساعد و دست در اندام فوقانی و 3 مفصل ، درنظرگرفته‌ شد. پس از یافتن بیشترین نیرو در شش فعالیت مفصل شانه، شامل فلکشن، اکستنشن، اینترنال روتیشن، اکسترنال روتیشن، ابداکشن و ادداکشن، نیروهای 0، 25، 50، 75 و 100درصد از بیشترین نیرو برای هر فعالیت به­طور مجزا اعمال شدند و درصد فعالیت عضلة مولتی‌فیدوس و عضله‌های شانه به­دست ‌آمد. همچنین با محاسبة بازوی گشتاوری موثر برای عضله‌ها، گشتاور واردشده از طرف آن‌ها در فعالیت‌ها محاسبه‌ شد. بررسی رابطة نیروی عضلة مولتی‌فیدوس و درصد انقباض با استفاده از مدل رگرسیونی، همبستگی بالایی بین این دو عامل در فعالیت‌های ابداکشن، اکسترنال روتیشن و اکستنشن نشان ‌داد (997/0-96/0=R2 ). همچنین گشتاور ایجادشده توسط این عضله در  ابداکشن و اکسترنال روتیشن، بیشتر از گشتاور عضله‌های اصلی انجام‌دهندة فعالیت است. این مطالعه نشان‌ می‌دهد که سوء عمل عضلة مولتی‌فیدوس گردنی علاوه بر ایجاد اختلال در محدودة حرکتی گردن، می­تواند بر فعالیت‌های مفصل شانه نیز اثر گذارد، که باید این امر را در محدودة باربرداری بدون خطر برای افراد مبتلا به گردن‌درد درنظرگرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the role of cervical multifidus muscle in differnet shoulder joint activities

نویسندگان [English]

  • Sharareh Kian-Bostanabad 1
  • Mahmoud Reza Azghani 2
  • Leila Rahnama 3

1 M.Sc، Department of Mechanical Engineering،Sahand University of Technology، Tabriz، Iran

2 Ph.D، Associate Professor in Biomechanics، Department of Mechanical Engineering،Sahand University of Technology، Tabriz، Iran

3 Ph.D، Assistant Professor in Physiology،University of Social Welfare and Rehabilitation Sciences، Tehran،Iran

چکیده [English]

Cervical multifidus muscle is one of the neck extensor muscles that plays an important role in the neck stability. By observing the different behaviors for this muscle during the six shoulder activities in previous study, it was modeled within the software and the effect of its action on the different shoulder activities evaluated as a parametric study. For this end, a biomechanical model of the human locomotion system, which includes muscles of the shoulder, forearm and hand and 3 joints, was considered. After finding the maximum strength in six movement directions of the shoulder joint including flexion, extension, internal rotation, external rotation, abduction and adduction, the strength of 0, 25, 50, 75 and 100 percent of the maximum strength applied to model for each activities separately and the percentage of cervical multifidus and shoulder muscles activities have been saved. Moreover, applied torques by these muscles during different activities have been measured by calculating their effective torque arm. Assesing the relationship between the strength of cervical multifidus muscle with contraction level using the regression models showed a high correlation between these two factors during abduction, external rotation and extension activities (R2= 0.96-0.997). The produced torque by this muscle is more than the main muscles during the abduction and external rotation activities. This study showed that cervical multifidus muscle disfunction in addition to effect on the range of motion of neck, can be effective on the shoulder joint activities that it should be considerd in NIOSH lifting equation for individuals with neck pain.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biomechanical modeling
  • regression models
  • cervical multifidus muscle

[1] Rahnama L،Rezasoltani A،KhalkhaliZavieh M،Noori Kochi F،AkbarzadehBaghban A.
“The effects of isometric contraction of shoulder muscles on cervical multifidus muscle dimensions in healthy office workers”. Journal of Bodywork and Movement Therapies, vol. 18, pp. 383-389, 2014

[2] Peolsson ALC،Peolsson MN، Jull GA، O´Leary SP. “Cervical muscle activity during loaded arm lifts in patients 10 years postsurgery for cervical disc disease”. Journal of Manipulative and Physiological Therapeutics, vol. 36, pp. 292-299, 2013

[3] Rezasoltani A،Ahmadipor A،Khademi-Kalantari K،Rahimi A.  “Preliminary study of neck muscle size and strength measurements in females with chronic non-specific neck pain and healthy control subjects”. Manual Therapy, vol. 15, pp. 400-403, 2010

[4] Park K-n، Kwon O-y،Choung S-d، Kim S-h. “Bilateral asymmetry of semispinalis capitis muscle thickness and neck motion during prone neck extension in subjects with unilateral posterior neck pain”. Journal of Physical Therapy Science,vol. 25, pp. 37-40, 2013

[5] Lee J-P، Wang C-L،Shau Y-W، Wang S-F. “Measurement of cervical multifidus contraction pattern with ultrasound imaging”. Journal of Electromyography and Kinesiology,vol. 19, pp. 391-397, 2009

[6] Kiesel KB،Uhl TL، Underwood FB، Rodd DW،Nitz AJ. “Measurement of lumbar multifidus muscle contraction with rehabilitative ultrasound imaging”. Manual Therapy, vol. 12,pp. 161-166, 2007

[7] Hodges PW،Pengel LHM، Herbert RD،Gandevia SC. “Measurement of muscle contraction with ultrasound imaging”. Muscle &Nerve,vol. 27, pp. 682-692, 2003

[8] Chen X، Zheng Y-P،Guo J-Y، Zhu Z، Chan S-C، Zhang Z. “Sonomyographic responses during voluntary isometric ramp contraction of the human rectus femoris muscle European”. Journal of Applied Physiology, vol. 112, pp. 2603-2614, 2012

[9] Jun S، Yong-Ping Z، Qing-Hua H، Xin C. “Continuous monitoring of sonomyography، electromyography and torque generated by normal upper arm muscles during isometric contraction: Sonomyography assessment for arm muscles”. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol 55, pp. 1191-1198, 2008

[10] Freilich RJ،Kirsner RLG، Byrne E. “Isometric strength and thickness relationships in human quadriceps muscle”. Neuromuscular Disorders, vol. 5, pp. 415-422, 1995

[11] Lee J-P، Tseng W-YI،Shau Y-W، Wang C-L، Wang H-K، Wang S-F. “Measurement of segmental cervical multifidus contraction by ultrasonography in asymptomatic adults”. Manual Therapy, vol. 12, pp. 286-294,2007

[12] Peolsson A،Brodin L-Å،Peolsson M. “A tissue velocity ultrasound imaging investigation of the dorsal neck muscles during resisted isometric extension”. Manual Therapy,vol. 15, pp. 567-73,2010

[13] Fernandez-de-las-penas C،C.Albert-sanchis J،Buil M،C.benitez J،Alburquerque F. “Cross-sectional area of cervical multifidus muscle in females with chronic bilateral neck pain compared to controls”. Journal of Orthopaedic& Sports Physical Therapy,vol. 38, pp. 175-178,2008

[14] آریمی ا, سمیه, سلطانی ر, سخایی, سیدیعقوب, خلخالی, و همکاران. "بررسی قرینگی ابعاد عضله مولتی فیدوس گردن در زنان مبتلا به گردن درد مزمن غیراختصاصی یکطرفه و سالم توسط اولتراسونوگرافی". توانبخشی نوین.دوره 7، شماره 1، صفحه 20-13

[15] Mohammad M،Rezasoltani A،KhalkhaliZavieh M،Tabatabaee SM. “A study on the effectiveness of shoulder strengthening exercises on thickness of the neck extensor muscles”. Rehabilitation Medicine, vol. 2, pp. 7-13,2013

[16] Ferreira PH، Ferreira ML،Nascimento DP، Pinto RZ، Franco MR، Hodges PW. “Discriminative and reliability analyses of ultrasound measurement of abdominal muscles recruitment”. Manual Therapy,vol. 16, pp. 463-469,2011

[17] Shin JJ، Kim JS، Hon JH، Yu JH، Lee DY. “The effect of table height on the thickness of neck muscle during computer work”. Indian Journal of Science and Technology, vol. 8, pp. 1-5,2015

[18] Soltani AR،Nasiri R،Feyzi AM،Javanshir K. “Assessing the dimensions of semi-spinalis capitis muscle and isometric strength of cervical extensor muscles in different neck positions in healthy female individuals”. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences (JMUMS), vol. 22, pp. 71-79,2012

[19] Goodarzi F،Karimi N،Rahnama L،Khodakarim L. “Differences in cervical extensor muscles thickness on subjects with normal head posture and forward head posture; an ultrasonography study”. Journal of Rehabilitation Sciences and Research, vol. 2, pp. 23-26,2015

[20] Jesus FMR، Ferreira PH، Ferreira ML. “Ultrasonographic measurement of neck muscle recruitment: A preliminary investigation”. Journal of Manual & Manipulative Therapy, vol. 16, pp. 89-92,2008

[21] Karimi N, Rezasoltani A, Rahnama L, Noori-Kochi F and Jaberzadeh S.“Ultrasonographic analysis of dorsal neck muscles thickness changes induced by isometric contraction of shoulder muscles: A comparison between patients with chronic neck pain and healthy controls”. Manual Therapy, vol. 22, pp. 174–178,2015

[22] Moseley G L, Hodges P W, Gandevia S C. “Deep and Superficial Fibers of the Lumbar Multifidus Muscle Are Differentially Active During Voluntary Arm Movements”. Spine, vol. 27, pp. 29–36,2002

[23] John E.K. and Beith I.D. “Can activity within the external abdominal oblique be measured using real-time ultrasound imaging?”. Clinical Biomechanics, vol. 22, pp. 972-979,2007

[24] Arjmand N،Amini M،Shirazi-Adl A،Plamondon A،Parnianpour M. “Revised NIOSH Lifting Equation May generate spine loads exceeding recommended limits”. International Journal of Industrial Ergonomics, vol. 47, pp. 1-8,2015