Omuz Üstü Mesafe Çalışma Sırasında Üst Ekstremite Kaslarının

Omuz Üstü Mesafe Çalışma Sırasında Üst Ekstremite Kaslarının

15-18 Ekim 2015
Vogue Hotel Bodrum, Muğla
Sinyal İşleme 3
2. Gün / 16 Ekim 2015, Cuma
ELECTROMYOGRAPHIC ANALYSIS OF UPPER EXTREMITY
MUSCLES DURING OVERHEAD WORK
OMUZ ÜSTÜ MESAFE ÇALIŞMA SIRASINDA ÜST
EKSTREMİTE KASLARININ ELEKTROMYOGRAFİK ANALİZİ
Gülşah Knal 1, Sadk Kara 2, Mustafa Selman Yldrm 1
1
Gelişim Üniversitesi Sağlk Bilimleri Yüksek Okulu Fizyoterapi ve Rehabilitasyon Bölümü
[email protected]
2
Fatih Üniversitesi Biyomedikal Mühendislik Enstitüsü
[email protected]
3
Fatih Üniversitesi Biyomedikal Mühendislik Enstitüsü
[email protected]
Özetçe
Abstract
Üst ekstremitenin tekrarl hareketlerinin aşr kullanm
It is known that repeated movements of upper extremities
result in over use injuries however, it is really
yaralanmalarna yol açtğ bilinmektedir fakat buna
challenging to distinguish which of them do so. Primary
neden olan hareketleri ayrt etmek oldukça zordur. Bu
aim of the project is to determine the effect of different
çalşmann birincil amac sağlkl bireylerde farkl omuz
shoulder positions on gripping capability of hand and
pozisyonlarnn kavrama kuvvetine ve üst ekstremite
electro physiologic activityof upper extremity muscles. 23
kaslarnn elektro fizyolojik aktivitesi üzerine etkisini
case report data which have ages ranging between 18
belirlemektir. Sağlkl populasyondan yaşlar 18-30 aras
and 30 are analysed. Depending on the shoulder flexion,
olan 23 olgunun verileri analiz edildi. Sonuçlarmza
hand gripping capability decreased explicitly. Suggested
göre omuz fleksiyonu arttkça kas aktivitesi ve buna bağl
to analyse together with the fact that at levels higher than
muhtemel kas yorgunluğu artarken el fonksiyonelliği
azaltmaktayd.
bakmndan
Bu
risk
durum
hem
hem
de
mesleki
hastalk
fonksiyonun
verimli
shoulders, despite maximum muscular activitythe hand
gripping capability decreased explicitly is interpreted so
that when the arm is raised the extremity exerts higher
kullanlrlğn azaltan bir durumdur. İleriki çalşmalarda
omuz
üstü
kullanlabilecek
çalşma
yorgunluk
gerektiren
azaltc
efforts for stabilizing the arm rather than ripping
durumlarda
aparatlar
function. According to our results, as the shoulder flexion
ve
increases, muscular activity and depending on this the
sistemlerin faydalarnn EMG analizleri ile incelenmesi
tavsiye edilmektedir.
muscular exhaustion also increases where as the
Anahtar Kelimeler : Ergonomi, elektromyografi, kas
risk factor for an occupational disease and a situation
iskelet sistemi hastalğ, omuz üstü çalşma, sinyal işleme
that decreases skillful functioning of hands. For the next
functional quality of hand decreases. The case is both a
researches, advantages of exhaustion reducing apparatus
and ergonomic systems, which can be used during works
requiring over shoulder movements, are EMG results.
Anahtar Kelimeler : Ergonomy, electromyography,
musculo
skeletal disorder, overhead
processing
978-1-4673-7765-2/15/$31.00 ©2015 IEEE”
177
work,
signal
15-18 Ekim 2015
Vogue Hotel Bodrum, Muğla
Sinyal İşleme 3
2. Gün / 16 Ekim 2015, Cuma
1. Giriş
kuvvetine etkisini, farkl kol çalşma açlarna göre
Üst ekstremitenin tekrarl hareketlerinin aşr
kullanm yaralanmalarna yol açtğ bilinmektedir fakat
buna neden olan hareketleri ayrt etmek oldukça zordur.
İşle ilgili üst ekstremite rahatszlklarnn 1/3’ü nün henüz
snflandrlamadğ bilinmektedir. Bu nedenle kanta
dayal önleyici ve tedavi edici yaklaşmlarn uygulanmas
güçleşmektedir. (1)
ölçüsünde
2. Materyal Metod
Bu çalşma Gelişim Üniversitesi Sağlk Bilimleri Yüksek
Okulunun öğrencileri ile gerçekleştirildi. Çalşmaya
yaşlar 18-30 arasnda değişen 23 sağlkl gönüllü
üniversite öğrencisi katld. Elektromiyografi çekimleri
en sağlkl sonuç veren 23 ölçüm istatistiksel analize
Üst ekstremite bölgesi fonksiyonel olarak
önemi
kyaslarak araştrmaktr.
travmalardan
ve
aşr
kullanm
dahil edildi. Çalşmaya daha önce nörolojik sekel brakan
kas
iskelet
sistemi
hastalğ
ve
kronik
sistemik
yaralanmalarndan da çok fazla etkilenmektedir. İşçilerin
rahatszlklar bulunan bireyler dahil edilmedi. Çalşmaya
yüksek seviye statik kas kaslmas, uzun süreli statik
başlamadan önce Bakrköy Sadi Konuk Araştrma ve
yükler ve uygunsuz postürler ile çalşmalar, üst
Eğitim hastanesi lokal etik komitesinden, tbbi etik kurul
ekstremite hastalklarna neden olmaktadr. İşle ilgili
belgesi ve Gelişim Üniversitesi Yönetiminden çalşma
hastalklar eklemlerin, kaslarn ve bağlarn işe bağl
yaplmas
aktiviteler nedeni ile etkilendiği ağrl hastalklardr. (2,3)
aydnlatlmş onam formu uyguland. Ölçümler için
Yaygn bir inanş olarak omuz üstü mesafede
çalşmann işle ilgili üst ekstremite rahatszlklarna
neden olduğu düşünülmektedir. Uzun süreli omuz
elevasyonu ile çalşmak, omuz kaslarnn yorgunluğuna
ve buna bağl olarak hastalklarn ortaya çkmasna neden
olmaktadr. (2,3,4)
Üst
ekstremite,
hareketliliği,
kavrama
ve
konusunda
çalşma
izinleri
alnd
ve
deltoid kas ön lifleri, El bileği fleksör ve ekstansör grup
kaslarnn fizyoterapist kontrolü ile belirlenen motor
noktalarna 0,5 cm aralkl olarak yüzey elektrotlar
yerleştirildi. Her üç grup kas için topraklama elektrotlar
ayrca unlar styloid, olecranon ve aln bölgesine
yerleştirildi. (7,8,9, 11,12,13, )
Bu çalşmada analiz edilen elektromiyogram ve skma
manevra kabiliyetleri ile karakterizedir. Vücudun oldukça
kuvveti
mobil ve dinamik bir parçasdr. Üst ekstremite, omuz
kaydedilmiştir. Bir denekten yaplan ölçümün tamam tek
kompleksi, kol, ön kol ve el olmak üzere dört ana bölgeye
dosya olarak kaydedilmiş ve yaklaşk 8,5 dakika
ayrlr. Bu yaplar birbiriyle o kadar ilişkilidir ki, tek tek
sürmüştür. Bu dosya MATLAB yazlm yardmyla
fonksiyonlarna bakmak neredeyse imkânszdr. Omuz
analiz edilmiştir. Prosedür esnasnda 15 kez skma işlemi
kompleksinin birincil görevi, elin ve kolun fonksiyonel
yaplmş, skma anlarnn tespiti için bir algoritma
olarak
geliştirilmiştir.
kullanlmasna
izin
verecek
şekilde
üst
sinyalleri
BIOPAC
Skma
sistemi
anlarna
kullanlarak
tekabül
gerekli
elektromiyogram
(EMG)
sinyallerinin
kavrama görevini yerine getirebilir(6). Bu bakmdan
(rootmeansquare)
özellikleri
aşağdaki
incelendiğinde omuz hareketleri ve el kavramasnn
hesaplanmştr.
ekstremiteyi
pozisyonlamaktr.
biyomekaniksel
olarak
Böylece
bağlantl
el,
olduğunu
açkça
görmekteyiz. (5, 10) Omuz üstü mesafede çalşmann
risklerine
değinen
çalşmalar
olmakla
birlikte
pozisyonlarda kaslarn EMG aktivitesini ve elin kavrama
kuvveti durumunu ayn anda izlemiş bir çalşmaya henüz
rastlayamadk.
çalşmadaki
Literatürdeki
amacmz,
işle
bilgiler
ilgili
şğnda
bu
üst ekstremite
rahatszlklarnn en önemli risk faktörlerinden biri olarak
gösterilen
omuz
üstü
mesafede
����
bu
çalşmann
elektrofizyolojik sonuçlarn ve bunun el kavrama
eden
RMS
formülle
�
1
� � � ���
�
���
Daha sonra arka arkaya tekrar eden her 3 skma işleminin
ortalamalar bulunmuş, son olarak da her bir denekten
alnan ölçümlere ayn işlemler uygulanarak grubun
ortalamas tespit edilmiştir. Böylelikle 3 farkl kanaldan
alnan EMG ölçümleri 5 farkl pozisyon bakmndan
RMS özellikleri göz önüne alnarak kyaslanmştr.
178
15-18 Ekim 2015
Vogue Hotel Bodrum, Muğla
Sinyal İşleme 3
2. Gün / 16 Ekim 2015, Cuma
aktivitesini göstermektedir, omuz fleksiyonuna bağl
olarak deltoid kasnn fonkksiyonu belirgin şekilde
artmaktadr. Sonuç olarak kavrrama fonksiyonunu yerine
getirmede en aktif kaslar el bileğği ekstansör kaslardr. Bu
durum en yüksek omuz fleeksiyonu derecesinde de
böyledir fakat omuz fleksiyonuu arttkça deltoid kas da
devreye girmektedir. Omuz fleeksiyonu derecesi arttkça
total kas aktivitesi artmasna raağmen kavrama kuvveti
düşmektedir. Bu duruma ayyrntl olarak tartşma
Şekil 1: Ölçüm pozisyonllar
3.
bölümünde değinilecektir.
Sonuçlar
Her deneğin skma anlar kuvvet ölççümü sinyalinden
4.
Tartşma
kestirildi, ilgili ksmlarn RootMeaanSquare (RMS)
Daha önce yaplmş çalşmalarda omuz üstü
değerleri hesaplanarak önce 3 kez teekrarlanan skma
mesafede
işlemi içinde, daha sonra da tüm denekler içinde
hastalklar
fiğe eklendi.
ortalamas alnd ve ortalama değer grafi
Kaslarn farkl açlardaki EMG aktiviteeleri kyaslamas
0.4
çalşmann
için
gösterilmektedir.
üst
önemli
ekstremite
bir
risk
kas
iskelet
faktörü
olarak
Biz çalşşmamzda, farkl omuz
fleksiyon derecelerinde üst eksstremite elektromyografik
kas aktivitesinin ve el kavram
ma kuvvetinin değişimine
28
0.3
27
0.2
26
0.1
25
Ekstansör
Fleksör
Deltoid
Kavrama Kuvvveti
0
0°
45°
O rta lam a Ka vra m a K u vv e ti ( R M S )
O rta lam a Ka s A kt ivite si ( R M S )
odaklandk. Bu çalşmadaki amacmz, omuz üstü
mesafede
çalşmann
elektrofizyolojik
üst
aktivitesine
ekstremite
ve
el
kaslarnn
fonksiyonellik
seviyesine etkisini gözlemleyebbilmekti. (1,2) Çalşmamz
gösterdi ki omuz üstü mesafede
m
çalşmak üst
ekstremite kaslar için en yorrucu pozisyondur ve kol
yukarda çalşma pozisyonu artttkça el fonksiyonelliği de
azalmaktadr. Bu sonuca baağl olarak omuz üstü
mesafede çalşmak işle ilgili üst
ü ekstremite kas iskelet
hastalklarnn bir risk risk fakktörüdür ve kolu yukarda
90°
135°
Omuz Fleksiyon Açlar
standard
24
stabilize etmek için yorulan üstt ekstremite kaslar nedeni
ile
de
el
kavrama
fonkssiyonelliği
azalmaktadr.
Araştrmamzdan çkardğmz üçüncü bir sonuç ise üst
Şekil 2: Kaslarn farkl açlardaki EM
MG aktiviteleri
ekstremite kaslar uzanma ve kavrama fonksiyonunun
Şekil 2 de, krmz çizgi el bileği eksstansör kaslarnn
yan sra bir üçüncü önemli fonkksiyonu üstlenmektedir bu
elektrofizyolojik aktivitesini, mavi çizggi deltoid kasnn
fonksiyon ise sabitlemedir.
grubunun
Won-GyuYoo et al yaptklar
y
elektrofizyolojik
aktivitesini göstermektedir. El bileği ekkstansör kaslarnn
çalşmada omuz üstü çalşmannn elektrofizyolojik kas
elektrofizyolojik aktivitesi her pozisyyonda en yüksek
aktivitesi üzerine etkisini araaştrmşlar ve üst trapez
olarak seyretmektedir. Omuz fleksiyonuu seviyesi arttkça
kasna yorgunluk getirdiğini ve
v skapular pozisyonu da
ekstansör kas aktivitesi yavaş olarak azaltmakta fakat
etkileyerek omuz ekleminin rahhatszlklarna yol açtğn
anlaml bir değişim olmamaktadr. Tüüm pozisyonlarda
açklamşlardr. Bizim çalşmam
mzda ise 135 derecedeki
yaplan kavramalarda en düşük elektroffizyolojik aktivite
omuz fleksiyonunda omuz çevresi
ç
kaslarndan olan
el fleksör kaslarnda görülmüştür ve omuz fleksiyon
deltoid kasnn aktivasyonununddiğer kaslara göre anlaml
derecesine bağl da fazla değişim görülmemektedir.
derecede yüksek olduğunu bullduk. Bu sonuçlara göre,
elektrofizyolojik
omuz üstü mesafede çalşmannn omuza direk ve indirek
aktivitesini
Mavi
çizgi
ve
yeşil
ise
çizgi
deltoid
fleksörr
kasnn
kas
179
15-18 Ekim 2015
Vogue Hotel Bodrum, Muğla
Sinyal İşleme 3
2. Gün / 16 Ekim 2015, Cuma
7. Chau N, Pétry D, Bourgkard E, Huguenin
bağlanan kaslar açsndan yorgunluk verici olduğu
söylenebilir. (2)
Çalşmamzn bu sonucuna göre üst ekstremite
omuz fleksiyonu srasnda kolu yukar kaldrmak ve
sabitlemek için çaba göstermektedir ve buna bağl olarak
el kavrama kuvveti düşmektedir. El kavrama kuvvetinin
8.
omuz fleksiyonu ile birlikte azalmas ayn zamanda el
fonksiyonelliğinin de azalmas olarak yorumlanabilir. Bu
9.
bakmdan omuz üstü mesafede çalşma hem omuz
kaslarnda yorulmaya hem de elin efektif çalşmasna
engel olmaya neden olmaktadr. Bu durum hem çalşan
10.
sağlğ hem de iş verimliliği açsndan uygunsuzdur.
Çalşmamza
göre,
omuz
üstü
mesafede
çalşma,
işyerlerinde ergonomik çözümler bulunmas gereken,
riskli ve verimliliği azaltan bir çalşma pozisyonudur.
Omuz
üstü
yorulmasn
mesafede
ve
el
çalşma
kavrama
srasnda
kuvvetinin
11.
kaslarn
düşmesini
engellemek amac ile işçinin elinde taşdğ materyaller
12.
için ağrlk taşyc sistemler yaplabilir. Bunlarla birlikte
omuz üstü mesafede çalşan işçilerin farkl işlere rotasyon
yakm çalşmas düzeni kurulmas, üst ekstremite kaslar
için
koruyucu
yaplmas
bu
egzersiz
ve
gerekli
çalşma
sonuçlarna
13.
müdahalelerin
göre
tavsiye
edilmektedir. (16,17)
5.
Kaynakça
14.
1. Seung-Je Shin and Won-Gyu Yoo, Effects
2.
3.
4.
5.
6.
of overhead work involving different
heights and distances on neck and shoulder
muscle activity, Work. 2014 Jun 16
Won-gyu Yoo, Comparison of the
Cervical Extension Angle and the Upper
Trapezius Muscle Activity between
Overhead Work and Below-knee Work, J
Phys Ther Sci. 2013 Oct; 25(10): 1289–
1290.
Seung-je SHIN, Duk –hyun AN, Changes
in Pressure Pain in the Upper Trapezius
Muscle, Cervical Range of Motion, and
the Cervical Flexion–relaxation Ratio after
Overhead Work Industrial Health 2012,
50, 509–515
Won-gyu YOO,Changes in Acromion and
Scapular Position after Short-term
Overhead Work J Phys Ther Sci. 2013
Jun; 25(6): 679–680.
Matheson LN, Isernhagen SJ, Hart DL,
Relationships Among Lifting Ability,Grip
Force, and Return to Work, Phys
Ther. 2002 Mar;82(3):249-56.
Snell RS. Klinik Anatomi. (T. Marur, Çev.
M. Yldrm, Ed.). Nobel Kitabevi, 2004.
15.
16.
17.
180
P, Remy E, André J M. Comparison
between estimates of hand volume and
hand strengths with sex and age with and
without anthropometric data in healthy
working people. J Epidemiol. 1997,
13(3):309-316.
Mathiowetz V., Comparison of Rolyan and
Jamar dynamometers for measuring grip
strength. Occup Ther Int. 2002, 9:201-209.
Shechtman O, Gestewitz L, Kimble C.
Reliability and validity of the DynEx
dynamometer. J Hand Ther. 2005, 18:339347.
Alley DE, Shardell MD, Peters KW,
McLean RR,Grip strength cutpoints for the
identification of clinically relevant
weakness. J Gerontol A Biol Sci Med
Sci. 2014 May;69(5):559-66
De Luca CJ. The use of surface
electromyography in
biomechanics. Journal of Applied
Biomechanics, 13: 135-163, 1997.
The ABC of EMG, A Practical
Introduction to Kinesiological
Electromyography, Peter Konrad Version
1.4 March 2006, ISBN 0-9771622-1-4
R. A. R. C. Gopuraa , Kazuo Kiguchia ,
Etsuo Horikawab, A Study on Human
Upper-Limb Muscles Activities during
Daily Upper-Limb Motions, International
Journal of Bioelectromagnetism Vol. 12,
No. 2, pp. 54 - 61, 2010
Hägg GM, Milerad E., Forearm extensor
and flexor muscle exertion during
simulated gripping work -- an
electromyographic study, Clin Biomech
(Bristol, Avon). 1997 Jan;12(1):39-43.
Michael Spallek, Walter Kuhn, Workrelated musculoskeletal disorders in the
automotive industry due to repetitive work
- implications for rehabilitation, Journal of
Occupational Medicine and
Toxicology 2010, 5:6
Laura Viester, Evert ALM
Verhagen, Karin Proper, VIP in
construction: systematic development and
evaluation of a multifaceted health
programme aiming to improve physical
activity levels and dietary patterns among
construction workers, BMC Public
Health 2012, 12:89
17. Somnath Gangopadhyay,Samrat Dev.,
Design and Evaluation of Ergonomic
Interventions for the Prevention of
Musculoskeletal Disorders in India, Ann
Occup Environ Med. 2014; 26: 18