Fiber-type transitions and satellite cell activation in low-frequency-stimulated muscles of young and aging rats

We examined satellite cell content and the activity of satellite cell progeny in tibialis anterior muscles of young (15 weeks) and aging (101 weeks) Brown Norway (BN) rats, after they were exposed for 50 days to a standardized and highly reproducible regime of chronic low-frequency electrical stimulation. Chronic low-frequency electrical stimulation was successful in inducing fast-to-slow fiber-type transformation, characterized by a 2.3-fold increase in the proportion of IIA fibers and fourfold and sevenfold decreases in the proportion of IID/X and IIB fibers in both young and aging BN rats. These changes were accompanied by a twofold increase in the satellite cell content in both the young and aging groups; satellite cell content reached a level that was significantly higher in the young group (p < .04). The total muscle precursor cell content (i.e., satellite cells plus progeny), however, did not differ between groups, because there was a greater number of satellite cell progeny passing through the proliferative and differentiative compartments of the aging group. The resulting 1.5-fold increase in myonuclear content was similar in the young and aging groups. We conclude that satellite cells and satellite cell progeny of aging BN rats possess an unaltered capacity to contribute to the adaptive response.

Leg muscles motion during whole body linear frequency sweep vibration

Whole body vibration (WBV) aims to mechanically activate muscles by eliciting stretch reflexes. Mechanical vibrations are usually transmitted to the patient body standing on a oscillating plate. WBV is now more and more utilized not only for fitness but also in physical therapy, rehabilitation and in sport medicine. Effects depend on intensity, direction and frequency of vibration; however, the training frequency is one of the most important factors involved. A preliminary vibratory session can be dedicated to find the best vibration frequency for each subject by varying, stepwise, the stimulation frequency and analyzing the resulting EMG activity. This study concentrates on the analysis of muscle motion in response to a vibration frequency sweep, while subjects held two different postures. The frequency of a vibrating platform was increased linearly from 10 to 60 Hz in 26 s, while platform and single muscles (Rectus Femoris, Biceps Femoris - long head and Gastrocnemius Lateralis) motions were monitored using tiny, lightweight three-axial MEMS accelerometers. Displacements were estimated integrating twice the acceleration data after gravity contribution removal. Mechanical frequency response (amplitude and phase) of the mechanical chains ending at the single muscles was characterized. Results revealed a mechanical resonant-like behavior at some muscles, very similar to a second-order system in the frequency interval explored; resonance frequencies and dumping factors depended on subject and its positioning onto the vibrating platform. Stimulation at the resonant frequency maximizes muscle lengthening, and in turn muscle spindle solicitation, which produce muscle activation. © 2009 Springer-Verlag.

A lumped parameter model for the analysis of the motion of the muscles of the lower limbs under whole-body vibration

Through a lumped parameter modelling approach, a dynamical model, which can reproduce the motion of the muscles of a human body standing in different postures during Whole Body Vibrations (WBVs) treatment, has been developed. The key parameters, associated to the dynamics of the motion of the muscles of the lower limbs, have been identified starting from accelerometer measurements. The developed model can be usefully applied to the optimization of WBVs treatments which can effectively enhance muscle activation. © 2013 IEEE.

Analysis and modelling of muscles motion during whole body vibration

The aim of the study is to characterize the local muscles motion in individuals undergoing whole body mechanical stimulation. In this study we aim also to evaluate how subject positioning modifies vibration dumping, altering local mechanical stimulus. Vibrations were delivered to subjects by the use of a vibrating platform, while stimulation frequency was increased linearly from 15 to 60Hz. Two different subject postures were here analysed. Platform and muscles motion were monitored using tiny MEMS accelerometers; a contra lateral analysis was also presented. Muscle motion analysis revealed typical displacement trajectories: motion components were found not to be purely sinusoidal neither in phase to each other. Results also revealed a mechanical resonant-like behaviour at some muscles, similar to a second-order system response. Resonance frequencies and dumping factors depended on subject and his positioning. Proper mechanical stimulation can maximize muscle spindle solicitation, which may produce a more effective muscle activation. © 2010 M. Cesarelli et al.

Caractérisation tridimensionnelle de l’amplitude articulaire de l’épaule

L’épaule est l’articulation la plus mobile et la plus instable du corps humain dû à la faible quantité de contraintes osseuses et au rôle des tissus mous qui lui confèrent au moins une dizaine de degrés de liberté. La mobilité de l’épaule est un facteur de performance dans plusieurs sports. Mais son instabilité engendre des troubles musculo-squelettiques, dont les déchirures de la coiffe des rotateurs sont fréquentes et les plus handicapantes. L’évaluation de l’amplitude articulaire est un indice commun de la fonction de l’épaule, toutefois elle est souvent limitée à quelques mesures planaires pour lesquelles les degrés de liberté varient indépendamment les uns des autres. Ces valeurs utilisées dans les modèles de simulation musculo-squelettiques peuvent amener à des solutions non physiologiques. L’objectif de cette thèse était de développer des outils pour la caractérisation de la mobilité articulaire tri-dimensionnelle de l’épaule, en passant par i) fournir une méthode et son approche expérimentale pour évaluer l’amplitude articulaire tridimensionnelle de l’épaule incluant des interactions entre les degrés de liberté ; ii) proposer une représentation permettant d’interpréter les données tri-dimensionnelles obtenues; iii) présenter des amplitudes articulaires normalisées, iv) implémenter une amplitude articulaire tridimensionnelle au sein d’un modèle de simulation numérique afin de générer des mouvements sportifs optimaux plus réalistes; v) prédire des amplitudes articulaires sécuritaires et vi) des exercices de rééducation sécuritaires pour des patients ayant subi une réparation de la coiffe des rotateurs. i) Seize sujets ont été réalisé séries de mouvements d’amplitudes maximales actifs avec des combinaisons entre les différents degrés de liberté de l’épaule. Un système d’analyse du mouvement couplé à un modèle cinématique du membre supérieur a été utilisé pour estimer les cinématiques articulaires tridimensionnelles. ii) L’ensemble des orientations définies par une séquence de trois angles a été inclus dans un polyèdre non convexe représentant l’espace de mobilité articulaire prenant en compte les interactions entre les degrés de liberté. La combinaison des séries d’élévation et de rotation est recommandée pour évaluer l’amplitude articulaire complète de l’épaule. iii) Un espace de mobilité normalisé a également été défini en englobant les positions atteintes par au moins 50% des sujets et de volume moyen. iv) Cet espace moyen, définissant la mobilité physiologiques, a été utilisé au sein d’un modèle de simulation cinématique utilisé pour optimiser la technique d’un élément acrobatique de lâcher de barres réalisée par des gymnastes. Avec l’utilisation régulière de limites articulaires planaires pour contraindre la mobilité de l’épaule, seulement 17% des solutions optimales sont physiologiques. En plus, d’assurer le réalisme des solutions, notre contrainte articulaire tridimensionnelle n’a pas affecté le coût de calculs de l’optimisation. v) et vi) Les seize participants ont également réalisé des séries d’amplitudes articulaires passives et des exercices de rééducation passifs. La contrainte dans l’ensemble des muscles de la coiffe des rotateurs au cours de ces mouvements a été estimée à l’aide d’un modèle musculo-squelettique reproduisant différents types et tailles de déchirures. Des seuils de contrainte sécuritaires ont été utilisés pour distinguer les amplitudes de mouvements risquées ou non pour l’intégrité de la réparation chirurgicale. Une taille de déchirure plus grande ainsi que les déchirures affectant plusieurs muscles ont contribué à réduire l’espace de mobilité articulaire sécuritaire. Principalement les élévations gléno-humérales inférieures à 38° et supérieures à 65°, ou réalisées avec le bras maintenu en rotation interne engendrent des contraintes excessives pour la plupart des types et des tailles de blessure lors de mouvements d’abduction, de scaption ou de flexion. Cette thèse a développé une représentation innovante de la mobilité de l’épaule, qui tient compte des interactions entre les degrés de liberté. Grâce à cette représentation, l’évaluation clinique pourra être plus exhaustive et donc élargir les possibilités de diagnostiquer les troubles de l’épaule. La simulation de mouvement peut maintenant être plus réaliste. Finalement, nous avons montré l’importance de personnaliser la rééducation des patients en termes d’amplitude articulaire, puisque des exercices passifs de rééducation précoces peuvent contribuer à une re-déchirure à cause d’une contrainte trop importante qu’ils imposent aux tendons.

Évaluation de la force et de l'endurance des muscles du dos chez des sujets sains et lombalgiques : étude comparative de différents tests

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Estimation des efforts des muscles de la cheville et de la hanche lors de la génération d'énergie à la marche chez le sujet sain

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Évaluation de la force et de l'endurance des muscles para-vertébraux chez des femmes et des hommes : étude comparative de différents tests dynamométriques

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Activité EMG des muscles du dos chez des patients dystrophiques

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Imagerie des muscles du membre supérieur et du dos

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Relation entre les malocclusions dento-squelettiques et les scolioses idiopathiques adolescentes : un projet pilote

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Évaluation de la force et de l'endurance des muscles du dos chez des sujets sains et lombalgiques : étude comparative de différents tests

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Estimation des efforts des muscles de la cheville et de la hanche lors de la génération d'énergie à la marche chez le sujet sain

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Évaluation de la force et de l'endurance des muscles para-vertébraux chez des femmes et des hommes : étude comparative de différents tests dynamométriques

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.