Core muscle activity in OLKI Control exercise system and in three conventional abdominal exercises : a pilot study

Abstract

Johdanto. Syvien keskivartalon lihasten aktivoinnin tehostamiseksi on kehitetty uusi, OLKI Control, harjoittelulaite. Tämän pilottitutkimuksen tarkoituksena oli kuvailla lihasaktivaatiota OLKI Control -laitteella tehdyn harjoittelun aikana ja verrata sitä kolmeen muuhun perinteiseen keskivartalon kiertoharjoitteeseen.

Menetelmät. Asetelmana käytettiin poikkileikkaustutkimusta, jossa kullekin osallistujalle tehtiin kaksi mittauskertaa. Kolme miespuolista kansallisen tason kilpajuoksijaa (ikä 26 ± 0.5 v.) osallistui tutkimukseen. Harjoitusvälineinä olivat OLKI Control -laite, vastuskuminauha ja vartalonkiertolaite. Vastuksena käytettiin noin 20–40% yhden toiston maksimista. Internal oblique, external oblique, rectus abdominis, multifidus, lumbar erector spinae, thoracic erector spinae ja latissimus dorsi -lihasten aktivaatiota mitattiin pintaelektromyografialla ja vartalon kiertoa kymmenestä kamerasta koostuvalla liikeanalyysilaitteistolla. Aineiston analyysi toteutettiin laadullisesti.

Tulokset. OLKI Control -laitteen ja vartalonkiertolaitteen kohdalla lihasaktiivisuus kasvoi lähes lineaarisesti kun vastusta lisättiin. Sen sijaan vastuksen lisääminen ei lisännyt aktivaatiota vastuskuminauhaharjoitteessa. OLKI Control -harjoite aiheutti selkeän lihasaktivaation nousun keskivartalon pinnallisissa lihaksissa kun kuorma oli vähintään 5kg. Lihasaktivaatio kasvoi lähes lineaarisesti, kun vastusta lisättiin 5kg:sta 15kg:aan. Korkeimmat lihasaktiivisuustasot saavutettiin vartalonkiertolaitteella, mutta standardoimattomien kuormien vuoksi liikkeiden vertailu keskenään ei ollut mahdollista. Liikelaajuus oli huomattavasti pienempi OLKI Control- ja vastuskuminauhaharjoitteissa verrattuna vartalonkiertolaitteeseen. Liikelaajuuden perusteella kaikki mitatut harjoitteet olivat isotonisia.

Johtopäätökset. Tämän tutkimuksen perusteella vaikuttaa, että OLKI Control -harjoitteen aiheuttama lihasaktivaatio poikkeaa perinteisistä kiertoharjoitteista. Yhden toiston aikana lihasaktivaatiohuippuja oli perinteisen yhden sijasta kaksi (liikkeen molemmissa ääripäissä) ja aktivaatio oli vähäistä liikkeen keskivaiheessa. OLKI Control -laitteen vaikuttavuus urheilusuorituskykyyn ja alaselkäkipuun tulisi selvittää satunnaistetulla kontrolloidulla tutkimuksella.

Introduction. Recently, a novel physical training device named OLKI Control system was developed to help individuals learn to activate the deep core musculature more effectively. The objective of this pilot study was to describe the muscle activity during OLKI Control exercise and compare it with three conventional rotational exercises.

Methods. A cross-sectional study design with repeated measures was used. Three national level competitive male athletes (age 26 ± 0.5 yrs.) volunteered to participate in the study. Three different exercise equipment were used for the studied exercises: OLKI Control system, resistance band and a standard trunk rotation machine. Relatively low loads, approximately 20-40% of 1-repetition maximum, were used. Muscle activity of internal oblique, external oblique, rectus abdominis, multifidus, lumbar erector spinae, thoracic erector spinae and latissimus dorsi was recorded using surface electromyography (sEMG) and trunk rotation was measured using a ten-camera movement analysis system. Data was synthesized qualitatively.

Results. In OLKI Control system and machine exercises average EMG amplitude (aEMG) increased as load was increased whereas in the resistance band exercise the muscle activity did not change. OLKI Control system produced a considerable degree of muscle activity in the superficial core musculature with loads that were ≥5kg. The muscle activity levels increased in a near-linear fashion as resistance was increased from 5kg to 15kg. The highest muscle activity levels were measured in the machine exercise; however, due to non-standardized loads, comparing the average EMG between the exercises was not feasible. The ROM was considerably smaller in OLKI Control and resistance band exercises in comparison to the machine exercises. Based on the trunk rotation, in all of the exercises the type of muscle contraction was isotonic.

Conclusions. This study suggests that the muscle activation pattern induced by the OLKI Control exercise differs from standard rotational exercises. The muscle activity peak occurred twice during one repetition, at both ends of the range of motion, with little muscle activity in the middle of the range of motion. A randomized controlled trial is needed to evaluate the effectiveness of OLKI Control system for athletic performance and rehabilitation.