Muscle fatigue resistance: comparison of Martin vigorimeter and Jamar dynamometer in community-dwelling people

Abstract

Background: For the diagnosis of frailty exhaustion is a criteria currently measured by self-reported questionnaires, which are subjective and dependent on individual perception. The FR test has been developed as a bed side objective evaluation of muscle fatigue. The test was validated for the VM. However, the JD is frequently used to measure the grip strength. So the comparison of these devices is required to understand if FR is similar when measured with both devices. Methods: Fifty-four (29 female and 25 male; mean age: 39.98 ± 18.09) community-dwelling people were tested for muscle function. The Fatigue resistance (FR), which is the time during that grip strength drops to 50% of its maximum, was recorded with each device and simultaneous sEMG of the forearm muscles was obtained. The (co-)activation of agonist and antagonist muscles was calculated and compared with the differences between the performances with each device (controlling for gender and age). Results: FR was significantly better when measured with VM compared to JD. At all phases of the FR-test the antagonist muscle co-activation was significantly higher for VM compared to JD. In contrast, the agonist muscle activation level was significantly higher in JD compared to VM. When performing the FR-test with VM, both the agonist muscle activation and antagonist muscle co-activation decreased significantly (p<0.05). Whereas when using the JD, only a significant decrease in the antagonist muscle co-activation was observed. The difference in antagonist muscle activation between VM and JD was significantly related to the difference in FR between both devices. Conclusion: The results suggest that the FR-test when using the VM induces a more prominent muscle exhaustion than when using the JD, which makes the VM more suitable for measuring muscle fatigue resistance. However, these findings must be confirmed in a larger study population.

Enquadramento: O critério exaustão para o diagnóstico de fragilidade é medido usualmente por questionários, que são subjetivos e dependem da perceção individual. O teste de resistência à fadiga (FR) foi desenvolvido como uma avaliação da exaustão para pessoas prostradas. No entanto, o Dinamómetro Jamar (JD) está a ser frequentemente utilizado para medir a força de preensão. Deste modo comparar os aparelhos é fundamental para compreender se a FR é análoga quando medida com os diferentes aparelhos. Métodos: Cinquenta e quatro participantes (29 do sexo feminino e 25 do sexo masculino; com uma média de idade de 39.98 ± 18.09) que vivem independentemente na comunidade foram testados relativamente a funções musculares. O teste de FR, que mede o tempo durante o qual a força declina para 50% do seu máximo, foi também registado por eletromiografia (EMG). O que permitiu o cálculo da co ativação do músculo antagonista e ativação do agonista, e posteriormente a comparação entre a performance do teste com cada um dos aparelhos (com controlo das variáveis de género e idade). Resultados: A duração do teste FR é melhor quando se usa o VM do que quando se usa o JD. Em todos os momentos do teste FR a co ativação antagonista foi significativamente maior para VM em comparação com a do JD. Em contraste, o nível de ativação agonista foi significativamente maior com o JD em comparação à do VM. Durante o teste FR usando o VM, tanto a ativação do músculo agonista como a co ativação do antagonista diminuem significativamente (p <0,05). Enquanto utilizando o JD apenas foi observada diminuição significativa na co ativação. O delta da co ativação antagonista entre VM e JD foi significativamente relacionado com o delta do FR entre ambos os aparelhos. Conclusão: Os resultados sugerem que quando se utiliza o VM no teste FR induz uma exaustão muscular mais proeminente do que a utilização do JD, o que faz com que o VM seja mais adequado para medir a resistência à fadiga muscular. No entanto, estes resultados devem ser confirmados num estudo com uma população mais ampla.