Quantitative Analysis of Isometric Ankle Torque and Muscle Activity during Dorsiflexion and Plantarflexion

الخلاصة تعتبر حركات القدم والكاحل ، مثل الثني الظهري (رفع القدم لأعلى) والثني الأخمصي (توجيه القدم لأسفل) ، أساسية لمجموعة من الأنشطة اليومية مثل المشي والجري والحفاظ على التوازن. حيث تعتمد الميكانيكا الحيوية المناسبة في هذه الحركات على تنسيق عالي بين لكل عضلة حول مفصل الكاحل. Save translation في هذا البحث تم التحقق من العلاقة بين عزم دوران الكاحل متساوي القياس والنشاط العضلي لعظلة الظنبوب الأمامية وعضلة الساق البطنية أثناء الثني الظهري والثني الأخمصي. اشتملت الدراسة على ثمانية أشخاص أصحاء ، وتم استخدام قياس النشاط الكهربي للعضلة السطحي (sEMG) لتسجيل نشاط العضلات. أظهرت النتائج أن عزم الكاحل كان أعلى أثناء الانثناء الأخمصي مقارنة بالانثناء الظهري. علاوة على ذلك ، أظهر عضلة الظنبوب الأمامية نشاطًا عضليًا أكبر أثناء الانثناء الظهري ، بينما أظهر عضلة الساق البطنية نشاطًا أعلى أثناء الثني الأخمصي. تلقي هذه النتائج الضوء على الميكانيكا الحيوية للكاحل ولما لها من آثار محتملة على التدخلات السريرية واستراتيجيات إعادة تأهيل القدم. هذه الدراسة تعطي تبريرا كافية لإجراء مزيد من البحث حول أدوار عضلات الثني الأخرى في حركات الكاحل للحصول على رؤى شاملة حول تنشيط العضلات وعزم دوران الكاحل متساوي القياس. Foot and ankle movements are essential in various activities like walking, running, and balance, where the mechanics of these movements are affected by the muscles around the ankle joint [1,2]. In this study, the correlations between isometric ankle torque and muscle activity of the tibialis anterior (TA) and gastrocnemius (GAS) in the course of dorsiflexion and plantarflexion was investigated. Eight healthy participants were enrolled for the study, where the ankle torque and surface Electromyography (sEMG) of the main flexors were measured and analyzed. The results showed that ankle torque is higher in plantarflexion than dorsiflexion. In addition, the TA has greater muscle activity during dorsiflexion, while the GAS presents higher activity through plantarflexion. Additional investigation using power spectrum density analysis of the recorded sEMG was conducted and it shows the influence of fast twitching muscles on the isometric ankle torque. The outcomes of this work have the potential for developing and assessing new rehabilitation strategies.