بررسی اثر خستگی عضله چهار سر ران بر تعادل پویا هنگام راه رفتن

مشخصات پایان نامه: الف-عنوان تحقیق: 1-فارسی:اثر خستگی عضله چهار سر ران بر تعادل پویا 2-خارجی:the effect of quadriceps muscle fatigue on dynamic balance ب-نوع تحقیق: 1-کاربردی? 2-بنیادی ? 3-توسعه ای ? ج-کلید واژه ها: 1- عضله چهار سر ران muscles quadriceps 2- خستگی fatigue 3- تعادل پویاdynamic balance 4-راه رفتنwalking د-شرح و بیان مساله پژوهشی: کنترل پوسچر به معنی حفظ اندامها و قسمتهای مختلف بدن در یک راستای بیومکانیکی مناسب می باشد که بدن را در وضعیت خاصی حفظ می کند. ثبات پوسچر یا تعادل به دو شکل ایستا و پویا وجود دارد .مرکز ثقل یا نقطه تعادل محلی است که تمام ذرات جسم پیرامون آن به صورت متعادل توزیع می شود وبه آن مرکز ثقل گفته می شود که بر روی بدن حفظ می شود. یکی از ویژگیهای مرکز ثقل در بدن انسان قابلیت جابجایی آن از نقطه ای به نقطه دیگر است. پوسچر پویا مربوط به حالتی است که بدن و قسمتهای مختلف آن در زمان راه رفتن و دویدن در حال حرکت می باشند (1) . بدن نیروی عضلانی مداومی برای حفظ وضعیت بر مرکز ثقل اعمال می کند.مسیر عمودی نیروهای عضلانی که مستقیم بر حرکت مرکز ثقل اعمال می شوند مرکز فشار نامیده می شود.در حالت ایستاده زیر هر دو پا یک مرکز ثقل جداگانه وجود دارد. در شروع راه رفتن مرکز فشار به سمت عقب وخارج منتقل می شود ودر واقع پا را آماده برداشتن اولین گام می کند . در این حالت مرکز فشار در پایی که روی زمین قرار دارد به سمت عقب وداخل منتقل می شود و در مرحله بعدی که زانوی پای روی زمین قرار گرفته درحالت 10-3 درجه فلکسیون می باشد مرکز فشار به سمت جلو وداخل منتقل می شود این انتقال پایی را که در حالت گام برداشتن است آماده جداشدن از زمین می کند (2) . خستگی ناتوانی زودگذر در حفظ توان یا نیروی عضلانی به هنگام انجام انقباضهای متوالی است.خستگی می تواند در هر نقطه از مسیرهای درگیر در فرآیند انقباض رخ داده و بسته به ساز و کار فیزیولوژیک آن ، سبب تغییزاتی در پیامهای مغز ، ظرفیت تحریک نرون محرکه تحتانی ، میزان تحریک پذیری نرون حرکتی ، کیفیت انتقال پیام در پیوندگاه عصب و عضله ، شدت تحریک پذیری غشای عضله ، ویژگیهای انقباضی و اندوخته انرژی بدن گردد (3) . کنترل تعادل به صورت پویا به عملکرد متقابل وهماهنگ مفاصل بدن ، عضلات ، سیستم بینایی و گیرنده های وستیبولار بستگی دارد. از طریق پیامهای آوران اطلاعات سیستم بینایی ، گیرنده های وستیبولار و دوکهای عضلانی به سیستم عصبی مرکزی منتقل می شود و وضعیت بدن در فضا مشخص می گردد، سپس به کمک پیامهای وابران از دستگاه عصبی مرکزی و کنترل عضلانی مرکز ثقل بدن درون سطح اتکا باقی می ماند. ___________________________________ ?- center of mass ?- center of pressure خستگی یکی از عواملی است که تعادل را تحت تاثیر قرار می دهد .خستگی می تواند اطلاعات رسیده از هر یک از سه منبع حسی را مختل کند و تعادل را مختل سازد.خستگی سبب کاهش سرعت انتقال پیامهای آوران شده و منجر به کندی ارسال پیامهای وابران می گردد و بر توانایی حرکات موثر جبرانی اثر می گذارد .کنترل پوسچر پویا هنگام ایجاد خستگی عضلانی نقش مهمی در جلوگیری از آسیبهای عضلانی و اسکلتی در فعالیتهای روزانه و به خصوص اجرای بسیاری از رشته های ورزشی ایفا می کند ?4? . 4- پیشینه و تاریخچه موضوع تحقیق :(مطالعات و تحقیقاتی که در رابطه با این موضوع صورت گرفته و نتایج حاصل از آن) لاندین وهمکارانش?در سال1993 ، یاگی و مک گرگور? در سال 2002 ، ویلرم? در سال 2002 ، کارون? در سال 2003 ، گریبل? وهمکارانش در سال 2004 و هارکینز? در سال 2005 رابطه خستگی عضلانی و تعادل ایستا روی یک پا را نشان داده اند (5)(6)(7)(8)(9)(10). این خستگیها از طرق مختلف ایجاد شده بود، از جمله انقباض ایزومتریک عضله سولئوس?، انقباض ایزوتونیک عضلات پشت ساق پا دورسی فلکشن ، پلنتار فلکشن ، اورژن ، اینورژن مچ پا همراه با راه رفتن یا استفاده از دوچرخه ثابت. نتایج تحقیقات نشان می دهد که ایجاد خستگی از طرق مختلف باعث کاهش تعادل می شود. پالاوی?، گایان کاپور?وکالپانازاتچی ?? در سال 2008-2007 رابطه خستگی هوازی ،غیر هوازی و ترکیبی از آن دو را بر روی تعادل ایستا مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد ایجاد هر سه نوع خستگی در عضلات باعث افزایش سرعت حرکات پاندولی و کاهش تعادل ایستا می شود(11). _______________________________________ ?-lundin etal ?-harkins etal ?-yaggie & mc gregor ?-soleus ?-vuillerme etal ?-pallavi ?-caron ?-gayan kappor ?-gribble ??-kalpana zutchi اوه یان وون ? ،هونگ سیک چویی ? ، کلیانگ هویی? و هیوک? در سال 1998 تاثیر خستگی عضلات اطراف زانو و مچ پا را بر تعادل در حالت ایستاده بر روی یک پا مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد تعادل در حالت ایستاده بر روی یک پا به طور قابل توجهی در نتیجه خستگی عضلات اطراف زانو و مچ پا کاهش می یابد(21). جانسون? ، ریچارد? ، هاورد?، مارک کاولی? و پاتریک ?در سال 1998 تاثیر خستگی عضلات اندام تحتانی بر تعادل در حالت ایستاده بر روی یک پا و دو پا را مورد بررسی قرار دادند.در هر دو حالت خستگی باعث افزایش آمپلی تود حرکات پاندولی و از دست دادن تعادل می شود(13). گریبل?? ، جوی هرتل?? و کریگ دنگار?? در سال 2004 اثر خستگی و بی ثباتی مزمن مچ پا بر کنترل پوسچر دینامیک را مورد ارزیابی قرار دادند ، نتیجه نشان داد هر دو حالت باعث کاهش تعادل دینامیک می شود ، به خصوص با تغییر در کنترل زاویه پروگزیمال مچ پا در صفحه ساجیتال (14). آدلرتون?? و مورتیز??در سال 1996 تاثیر خستگی عضله ساق پا بر تعادل ایستا را مورد بررسی قرار دادند.نتایج این تحقیق نشان می دهد که کنترل پوسچر در نتیجه خستگی کاهش نمی یا بد،زیرا مکانیسم های جبرانی برای کنترل تعادل در حین خستگی وارد عمل می شوند(15). یاگی?? و مک گرگور?? در سال 2002 تاثیر ایجاد خستگی ایزوکینتیک مچ پا بر تعادل ایستا و کنترل پوسچر را ارزیابی کردند.ایجاد خستگی باعث افزایش سرعت حرکات پاندولی و کاهش تعادل می شود(16). گریبل??، رابینسون?? ، ریچارد?? ، هرتال?? و دنگر?? در سال 2009 تاثیر خستگی و جنسیت را بر کنترل پوسچر دینامیک بررسی کردند.خستگی با تاثیر بر میزان خم شدن زانو در سه صفحه حرکتی باعث کاهش تعادل پویا می شود و جنسیت بر روی آن اثر دارد(17). ____________________________________ ?-oh-yun kw ?-howard ??-adlerton ??-richard ?-houng-sik choi ?-marke cowley ??-mortizu ??-hertal ?-cliung-hwiyi ?-patrickw ??-yaggie ??-denegar ?-hyuk ??-gribble ??-mc gregor ?-johnston ??-jay hertel ??-gribble ?-richard ??-craig denegar ??-robinson نیکولاس ویلرم? ، نیکولاس پینسالت? و جاکوییز? در سال 2005 تاثیر خستگی عضلات گردن در وضعیت ایستاده ساکن را بررسی کردند.نتایج نشان دادند خستگی عضلات گردن سبب افزایش جابجایی مرکز فشار و کاهش تعادل با چشمان بسته می شود(18). بر طبق یافته ها تا کنون مطالعه ای جهت بررسی خستگی عضله چهار سر ران بر کنترل تعادل پویا در حالت راه رفتن انجام نشده است . مطالعه حاضر با هدف شناخت تاثیر عضله چهار سر ران بر کنترل تعادل پویا در حین راه رفتن انجام می شود تا با تعیین میزان تاثیر خستگی این عضله بر تعادل پویا بتوان راهکارهایی جهت کاهش میزان آسیبهای ورزشی ناشی از خستگی و به هم خوردن تعادل ارائه کرد . ________________________________________ ?-nicolas vuilerme ?-nicolas pinsault ?-jacques vailiant 5-اهداف تحقیق: هدف اصلی: بررسی تاثیر خستگی عضله چهار سر ران بر تعادل پویا در حین راه رفتن اهداف فرعی: 1- اندازه گیری برخی شاخصهای تعادل پویا در حین راه رفتن قبل از ایجاد خستگی در عضله چهار سر ران . (cop variability , cop velosity) 2-اندازه گیری برخی شاخصهای تعادل پویا در حین راه رفتن بعد از ایجاد خستگی در عضله چهار سر ران . (cop variability , cop velosity) 3- مقایسه برخی شاخصهای تعادل پویادر حین راه رفتن قبل و بعد از ایجاد خستگی در عضله چهار سر ران . 6- اهمیت و ارزش تحقیق : اهمیت اصل حفظ وضعیت قامت بدن در به انجام رساندن صحیح و بهینه حرکات پیچیده ورزشی مسلم شده است . به هم خوردن پوسچر دینامیک و ایستا در حین انجام فعالیتهای ورزشی می تواند آسیبهای جبران ناپذیری به سیستم عضلانی اسکلتی فرد ورزشکار وارد نماید و بر اجرای تکنیکهای ورزشی نیز اثر منفی خواهد گذاشت . حفظ تعادل پویا وایستا به هماهنگی سیستم بینایی ، وستیبولار و حس پیکری بستگی دارد تا بتواند اطلاعات لازم را از طریق سیستم آوران در اختیار مغز قرار دهد و مغز وضعیت بدن را در فضا ارزیابی کند و توانایی تولید نیرو برای حفظ پوسچر مناسب را داشته باشد . عوامل خارجی می تواند هماهنگی و همکاری سیستمهای مختلف را با ایجاد تغییر در پیامهای حسی تحت تاثیر قرار دهند ، در این شرایط بدن باید توانایی تطبیق با تغییر شرایط را داشته باشد .شناسایی این عوامل خارجی و نحوه تاثیر آنها و راههای کاهش تاثیر آنها بر کنترل پوسچر به خصوص در فعالیتهای ورزشی از اهمیت زیادی برخوردار است . از طرفی عضله جهارسرران در فعالیتهای ورزشی یک عضله کلیدی محسوب می شود و خستگی آن و در نتیجه از دست دادن تعادل منجر به آسیبهای متعدد می شود . با تعیین میزان اثر خستگی عضلات بر تعادل و اثر بر عملکرد ورزشی فرد می توان راهکارهایی برای کاهش میزان خستگی یا بکارگیری روشهای جبرانی از میزان تاثیر خستگی بر فعالیت ورزشی و آسیب رسیدن به سیستم عضلانی و اسکلتی به میزان قابل توجهی خواهد کاست. 7- کاربرد نتایج تحقیق: ارائه پیشنهاداتی برای کاهش احتمال اختلال در تعادل پویا و آسیبهای ناشی از آن در اثر خستگی عضله چهار سر ران . 8- فرضیه ها(در صورت لزوم )یا سوالهای تحقیق: 1-ایجاد خستگی در عضله چهار سر ران در فاز ایستا راه رفتن باعث افزایش cop variabilityدر جهات جلو _ عقب وداخل _ خارج می شود . 2- ایجاد خستگی در عضله چهار سر ران در فاز ایستا راه رفتن باعث افزایش سرعت جابجایی cop (cop velocity)می شود . 9- روش تحقیق: در این مطالعه به منظور ایجاد خستگی در عضله چهار سر ران در پای غالب از روش انجام حداکثر انقباض ارادی ((mvc این عضله استفاده می شود. برای سنجش میزان حداکثر انقباض حرکت اکستانسیون زانو از دستگاه داینامومتر دیجیتالی استفاده می شود . این دستگاه که می تواند نیروی وارد بر بند متصل به پای فرد را اندازه گیری نماید ، از یک صفحه نمایشگر با سه دگمه برای نمایش میزان کشش به نیوتن ، پوند و کیلوگرم و دگمه hold برای ثبت mvc تشکیل شده است . ابتدا یک طرف بند به پای غالب فرد بسته شده و طرف دیگر به میله ای ثابت می گردد . از افراد شرکت کننده خواسته می شود در حالت نشسته عضله چهار سر ران خود را به میزان %75mvcمنقبض کرده و تا زمانی که عدد نمایشگر دستگاه حداقل در 10 ثانیه متوالی عددی کمتر از mvc20% فرد را نمایش می دهد ، نگه دارد . بلافاصله پس از پایان زمان نگه داشتن ، فرد جهت بررسی کنترل تعادل به روی دستگاه force plate خواهد رفت . force plate دستگاهی است که میزان جابجایی cop را اندازه گیری می کند . ثبت داده های کینماتیک و کینتیک توسط شش دوربین ) qualysis )و force plate مدل kistler صورت می گیرد . فرد قبل از ایجاد خستگی عضله چهار سر ران و بعد از ایجاد خستگی عضله چهار سر با سرعت دلخواه بر روی مسیر مشخص راه می رود . متغیر ها ثبت شده و با هم مقایسه می شوند . تجزیه و تحلیل متغیرها به وسیله نرم افزار ( visual 3d )صورت می گیرد . 9-1)نوع مطالعه و روش بررسی فرضیه ها و یا پاسخگویی به سوالات (توصیفی،تجربی،تحلیل محتوا،اسنادی،تاریخی) این پژوهش ، مطالعه ای مداخله ای?( به صورت قبل و بعد? )از نوع شبه تجربی? است. 9-2)جامعه آماری (در صورت لزوم) جامعه مورد پژوهش ، دانشجویان دختر و پسر 30-18 سال . افراد سالم بدون سابقه مشکلات نورولوژیک ، ارتوپدیک ، ضایعات سیستم دهلیزی ، اختلالات پوسچر ، ضربه یا جراحت در اندام تحتانی . 9-3)روش وطرح نمونه برداری نمونه گیری به روش آسان از بین افرادی که پس از توجیه و آشنایی با طرح، داوطلب شرکت در طرح تحقیقی هستند ، صورت می گیرد . 9-4)حجم نمونه و روش محاسبه یک گروه با حجم نمونه 30 نفری به صورت تصادفی تعیین می گردد . 9-5)ابزار گردآوری داده ها پرسشنامه ، دینامومتر ، شش دوربین qualysis ، دستگاه force plate 9-6)ابزار تجزیه و تحلیل 1- نرم افزار v3d برای تحلیل داده ها 2- نرم افزار spss برای تحلیل آماری _________________________________________ ?- interventional ?-before after intervention ?-quasi experimental 10- منابع و ماخذ : 1-palma k.levangie , cynthia c.norkin . joint structure andfunction . 3rd ed ; 2001 . p .404-437. 2-william d. bandy , barbara saders . therapeutic exercise techniques for intervention . pa : lippincott williams &wilkins : 2001 . p . 239-241. 3-rb . bigland , emg and fatigue of human voluntary and stimulated constraction .ciba found symp . 1981 ; 82 :130-56. 4- pallavi k , appor g , zutchi k. balance deficits and recovery time line after different fatigue protocols . indian journal of physiotherapy and occupational therapy .2008-2009.2(3) . 5-lundin t, feuerbach j , grabiner d .effect of plantar flexor and dorsiflexor fatigue on unilateral postural control . japp biomech 9 (1993) . p . 191-201 . 6-vuillerm n , dianon f , forestier n , nougier v . postural sway under muscle vibration and muscle fatigue in human . neurosci lett 333 (2002) , p . 131-135 . 7-yaggie & mc gregor s . effect of isokinetic ankle fatigue on the maintenance of balance and postural limits . arch phys med rehabil 83 (2002) , p . 224-228. 8-carron o . effects of local fatigue of the lower limbs on postural control and postural stability in standing posture . neurosci let 340 (2003) , p . 83-86 . 9-gribble p , hertal j . effect of lower-extremity muscle fatigue on postural control . arch phys med rehab 85 (2004) . p. 589-592 . 10-harkins k , mattacola c , mccroy j , malone t . effect of two ankle fatigue models on the duration of postural stability dysfunction . j ath training 40 (2005) . p .191-196 . 11-yun kwon o , sik choi h , hwiyi c , hyuk .the effect of knee and ankle muscles surrounding the knee and ankle joints on one-leg static standing balance . j phy thrapy sci . 10 (1998) . p . 12-17 . 12-johnston , richard , howard , cowley m , patrick w . effect of lower extremity muscular fatigue on motor control performance . med sci sport exerc 12(1998) . p .1703-7. 13-a . gribble p , hertel j , craig r . the effect of fatigue and chronic ankle instability on dynamic postural control . journal of athletic training . 39 (2004) . p . 321-324 . 14-adlerton a , mortizu . does calf muscle fatigue affect standing balance . med scis sport . 6 (1996) . p . 211-5 . 15-yaggie , mc gregor . effect of isokinetic ankle fatigue on the maintenance of balance and postural limits . j phy med rehabil . 83 (2002) . p . 12-17. 16-gribble p , robinson r , hertal j , denegar c . the effects of gender and fatigue on dynamic postural control . j sport rehabil . 2 (2009) . p .240 – 257 . 17- vuilerm n , pinsault n , vailiant j . postural control during quiet standing following cervical muscular fatigue : effect of changes in sensory inputs . neurosci let . 387(2005) . p .135-39 .