J Train Athl 2004 Jul-Sep; 39 (3):. 268-277. PMCID: PMC522151 Copyright © por Associação Nacional de Treinadores de Atletismo, Inc O Reflexo Hoffmann: considerações metodológicas e aplicações para uso em Medicina do Esporte e Formação Athletic

Riann M. Palmieri, * Christopher D. Ingersoll, † e Mark A. Hoffman ‡ * University of Michigan, Ann Arbor, MI † Universidade de Virginia, Charlottesville, VA ‡ Oregon State University, Corvallis, OR

Autor correspondente. Contribuição de Riann M. Palmieri, PhD, ATC, contribuiu para a concepção e desenho, aquisição e análise e interpretação dos dados, e elaboração, revisão crítica e aprovação final do artigo. Christopher D. Ingersoll, PhD, ATC, e Mark A. Hoffman, PhD, ATC, contribuiu para a concepção e desenho, análise e interpretação dos dados, e elaboração, revisão crítica e aprovação final do artigo. Endereço para correspondência Riann M. Palmieri, PhD, ATC, Divisão de Cinesiologia da Universidade de Michigan, 401 Washtenaw Avenue, Ann Arbor, MI 48109-2214. Endereço de e-mail para riannp@umich.edu .

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Abstrato Objetivo: Para discutir os métodos adequados utilizados para o reflexo de Hoffmann (H-reflex) e apresentar diferentes situações em que esta ferramenta pode ser usada em esportes de pesquisa da medicina. Fontes de dados: Buscamos Discus MEDLINE e SPORT 1960-2004 utilizando as palavras-chave Hoffmann reflex, H-reflex, e metodologia. As citações restantes foram coletados a partir de referências de trabalhos semelhantes. Síntese de dados: Vários autores têm utilizado o H-reflex como uma ferramenta para examinar as condições neurológicas. No entanto, poucos têm usado a H-reflex para examinar deficiências neuromuscular após lesões do esporte. Vários estudos estavam disponíveis descrevendo os métodos apropriados para extrair o H-reflex e examinar a confiabilidade dessa medida em diferentes músculos. Conclusões / recomendações: O H-reflex é uma ferramenta valiosa para avaliar a função neurológica em várias populações. No entanto, devido à sensibilidade desta medida a fatores externos, os cuidados devem ser tomados quando provocando o H-reflex. Discutimos recomendações sobre como obter o H-reflex e como apropriadamente apresentar métodos em um manuscrito. Palavras-chave: H-reflex, neuromuscular do sistema, do neurônio motor, lesão muscular

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Originalmente descrito por Paul Hoffmann, em 1910, um e mais tarde dado o seu nome, 2

o reflexo Hoffmann (H-reflex) é um análogo eletricamente induzida reflexo do reflexo

de estiramento mecanicamente induzida espinhal. A principal diferença entre o H-reflex e do reflexo de estiramento da coluna vertebral é que o H-reflex ignora o fuso muscular 3 e, portanto, é uma ferramenta valiosa na avaliação modulação da atividade reflexa monossináptico na medula espinhal. O H-reflex é uma estimativa do motoneurônio alfa excitabilidade (αMN) quando a inibição pré-sináptica 4 e excitabilidade intrínseca 5 do αMNs permanecem constantes. Esta medida pode ser usado para avaliar a resposta do sistema nervoso a várias condições neurológicas, 6 , 7 lesões músculo-esqueléticas, 8 - 14 aplicação de modalidades terapêuticas, 15 - 17 dor, 18 treinamento físico, 19 - 22 e desempenho de tarefas motoras. 5 , 23 - 26 Efeitos do presente artigo de revisão são várias. Primeiro, nós fornecemos informações básicas sobre as vias envolvidas no evocando o H-reflex. Segunda, descrevemos os métodos utilizados para obter adequadamente o H-reflex. Em terceiro lugar, discutimos as diferentes maneiras de o relatório do H-reflex e que cada uma dessas medidas representa. Finalmente, propomos abordagens de como esta ferramenta pode ser utilizada em esportes de pesquisa lesão para ajudar a melhorar nossa compreensão de lesão neurológica e reabilitação.

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H-reflexo e M-WAVE CAMINHO Estimulação elétrica para provocar o H-reflex mede a eficácia da transmissão sináptica 5

como o estímulo viaja em aferentes (Ia sensorial) fibras através do pool MN do músculo correspondente ao eferente (motor) fibras. 5 A porção (sensorial) aferentes o H-reflex começa no ponto de estimulação elétrica e os resultados potenciais de ação em viajar ao longo das fibras aferentes até alcançar e sinapse em αMNs. A porção eferente dos resultados H-reflex caminho de potenciais de ação, gerado pelo αMNs, viajando ao longo das fibras eferentes até atingirem a junção neuromuscular e produzir uma resposta contração no eletromiógrafo (EMG) (o H-reflex). Quando os potenciais de ação na αMNs chegar a um junção neuromuscular, uma contração sincronizada é produzido no músculo. Esta contração é uma contração sincronizada. O H-reflex é um potencial de ação composto ou um grupo de potenciais de ação quase simultânea de várias fibras musculares na mesma área. Além das vias aferentes e eferentes que contribuem para o H-reflex estímulo elétrico do nervo periférico provoca ativação direta das fibras eferentes, o envio de potenciais de ação direta do ponto de estimulação para a junção neuromuscular. Este arco eferente produz uma resposta na EMG conhecida como a resposta muscular (M-wave) (Figura (Figura 1 1 ).

Figura 1 Hoffmann reflex (H-reflex) e resposta muscular (M-wave) vias. Quando um estímulo de curta duração, de baixa intensidade elétrica é entregue para o nervo tibial, potenciais de ação são extraídas seletivamente em aferentes Ia sensorial devido ao seu diâmetro do axônio grande (mais ...)

Como mencionado anteriormente, o H-reflex é análogo ao reflexo de estiramento da coluna vertebral. A única diferença entre os dois reflexos é que o reflexo de estiramento vertebral é induzida após um estiramento muscular, enquanto o H-reflex é o resultado da estimulação elétrica. O caminho para o H-reflexo e reflexo de estiramento é a mesma. Após o estímulo adequado, potenciais de ação viajam ao longo aferentes Ia para αMNs e, finalmente, resultar em uma resposta contração do músculo.

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Levantar as H-REFLEX

O procedimento para obter o H-reflex normalmente envolve a aplicação de um estímulo elétrico percutâneo para um nervo misto. 3 Por exemplo, quando provocando o sóleo H-reflex, a 1 milissegundos quadrados onda de pulso é aplicada ao nervo tibial posterior na fossa poplítea . Começando com um estímulo de baixa intensidade e ir aumentando gradualmente a sua intensidade inicialmente resulta em despolarização da fibras aferentes primárias (aferentes Ia) decorrentes do fuso muscular. O fuso muscular em si não está sendo estimulada, porque estamos ativando os nervos eletricamente, desta forma ignorando o fuso. Ativação dos resultados Ia aferentes em potenciais de ação que está sendo propagada em direção à medula espinhal. Se a atividade no aferentes Ia é suficiente para causar despolarização do terminal pré-sináptico, os neurotransmissores são liberados na fenda sináptica na sinapse Ia-αMN, provocando potenciais pós-sinápticos excitatórios (EPSPs) na MNs. Se o EPSPs são capazes de despolarizar a MNs (isso depende MN potencial de membrana e do tamanho da EPSPs), potenciais de ação são gerados, causando a liberação de acetilcolina na junção neuromuscular, contração do músculo, ea aparência de um traçado de H-reflex na EMG. Em baixos níveis de estimulação, as fibras aferentes são preferencialmente estimulados devido às suas propriedades intrínsecas e seu maior diâmetro. 27 Como a intensidade do estímulo continua a aumentar, mais fibras aferentes Ia são recrutados como eles começam a chegar ao seu limite, o que resulta na ativação de mais MNs e aumentando a amplitude do H-reflex. 28 O comprimento da via H-reflex, que leva em conta comprimento dos membros, 29 , 30 é importante manter em mente quando se examina a quantidade de tempo que leva para o H-reflex para aparecer na EMG. Antes de se tornar visível na EMG, os potenciais de ação que compõem o H-reflex tem que viajar até as fibras aferentes para MNs e depois para baixo os axônios motores para o músculo. O tempo que leva para o H-reflex para aparecer na relação EMG para a introdução do estímulo é referida como a sua latência. Quanto mais próximo o músculo é para a medula espinhal, menor latência do H-reflex. Por exemplo, o sóleo H-reflex rastreamento aparece na EMG em uma latência de aproximadamente 30 milissegundos após a entrega de estímulo, enquanto o vasto medial H-reflex aparece depois de apenas cerca de 15 milissegundos.

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Levantar as M-WAVE Continuar a aumentar a intensidade do estímulo para além do exigido para um H-reflex resultados na estimulação direta dos axônios motores ea presença de um M-onda. O limiar dos axônios motores é maior (um estímulo de maior intensidade é necessária para ativar essas fibras) do que para os neurônios sensoriais Ia devido ao menor tamanho deste último. Em geral, quanto maior o axônio, mais fácil é estimular que neurônio. Em quase todos os casos, é possível preferencialmente estimulam os neurônios sensoriais Ia antes de os axônios motores são ativados. Quando a intensidade do estímulo atingir o limiar de despolarização das fibras eferentes, potenciais de ação são gerados e disparou em direção a junção neuromuscular. Esta rajada de atividade também provoca uma contração muscular, mas porque ele não passou através da medula espinhal, não é referido como um reflexo. É simplesmente chamado de resposta muscular e é chamado de M-onda. Devido ao caminho relativamente curto os potenciais de ação deve percorrer para uma resposta muscular a ocorrer, o traçado M-wave aparece na EMG em uma menor latência do que o H-reflex (ou seja, aparece em primeiro lugar no rastreamento). No sóleo, por exemplo, a M-wave aparece em cerca de 6-9 milissegundos, como mencionado anteriormente, o H-reflex aparece em cerca de 30 milissegundos.

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CURVA DE RECRUTAMENTO Para simplificar, as descrições de como obter o H-reflex e M-wave foram apresentados separadamente. No entanto, estes traçados presentes em simultâneo uma vez que o limite para cada um dos respectivos tipos de fibras (Ia aferentes e αMN) é atingido. Conforme descrito anteriormente, o traçado H-reflex começa a aparecer na EMG em baixos níveis de estimulação. Com o aumento da intensidade do estímulo, o limiar de despolarização das fibras do motor é atingida, causando uma onda de M para aparecer na EMG simultaneamente com o H-reflex. Continuar a aumentar a intensidade do estímulo, eventualmente, resulta na H-reflex atingindo o seu máximo e depois desaparecendo do traçado EMG, enquanto o M-onda atinge o seu máximo e permanece estável. A curva de recrutamento podem ser obtidas pelo aumento gradual da intensidade do estímulo de zero a uma intensidade que provocariam a amplitude máxima da onda M. Na Figura Figura 2, 2 , a amplitude do H-reflex e M-wave aparece no eixo y, ea intensidade do estímulo necessário para obter essas respostas é retratado no eixo-x. Quando um estímulo de 1,0 foi aplicado, nem um H-reflex nem uma M-wave foi gerada, porque o limiar de disparo de nenhum tipo de fibra foi alcançado. A intensidade do estímulo aplicado segundo, 1.5, permitiu potenciais de ação a ser gerado em alguns aferentes Ia, causando um H-reflex traçado com uma amplitude de 0,05 a aparecer na EMG. Em uma intensidade de estímulo de 3, o H-reflex atingiu um pico, o máximo H-reflex amplitude (H max). Além disso, com a intensidade de 3, um traçado de M-wave começou a aparecer na EMG com uma amplitude de cerca de 0,02 mV. Aumentando ainda mais a intensidade do estímulo além da necessária para provocar um resultado H max na amplitude H-reflex diminuindo ea amplitude da onda M crescente. Este padrão (H-reflex diminuir e M onda de aumento) continua até que o H-reflex desapareceu eo M-onda atingiu um patamar (visto na Figura 2 Figura 2 na intensidade de estimulação 5.5). Quando aumenta a M-onda não, independentemente da força da intensidade do estímulo, ele atingiu seu valor máximo, o máximo de amplitude da onda M (M max).

Figura 2 Curva de recrutamento. A intensidade do estímulo é fixado em 0 e gradualmente aumentada até no máximo Hoffmann reflex amplitude e amplitude da resposta muscular máxima são atingidos.

A razão para o desaparecimento do H-reflex é um efeito conhecido como colisão antidrômica. 2 Simplificando, a atividade antidrômica é uma saraivada de atividade elétrica viajando na direção errada nos axônios motor. Como este antidrômica vôlei viaja para trás até o axônio motor em direção à medula espinhal, que colide com a ortodrômicas reflexiva (indo na direção correta) volley, que prosseguiu até o axônio sensorial e passado através da medula espinhal (Figura (Figura 3). 3 ). O resultado desta colisão pode ser pensado como dois objetos viajando em direções opostas no mesmo caminho. Se os objetos são do mesmo tamanho e velocidade, então os seus resultados de colisões em nenhum objeto de continuar no seu caminho. Se um dos objetos é maior do que o outro, então ele provavelmente vai ser diminuído, mas vai continuar seu caminho para baixo (Primeira Lei de Newton). O mesmo ocorre no axônios motores da via reflexa. Se o vôlei antidrômica é menor que o voleio aferentes, então o vôlei aferentes é reduzido, mas continua para o músculo. Isso explica porque o rastreamento H-reflex na curva de recrutamento começa a diminuir após platô. Quando o tamanho do vôlei antidrômica é igual ou maior do que o vôlei aferentes, nenhum sinal de receitas para o músculo, eo H-reflex desaparece a

partir do rastreamento (este vôlei começa assim que o limiar para as fibras eferentes é atingido e tornar-se importante mais tarde).

Figura 3 Resumo de eventos que levam ao aparecimento do reflexo de Hoffmann (H-reflex) e resposta muscular (M-wave) e para o desaparecimento do H-reflex. Um estímulo, Electric elicia uma resposta em apenas fibras aferentes Ia, causando impulsos ortodrômicas direção (mais ...)

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O QUE H MAX E MAX M representa? Agora que entendemos como obter o máximo H e M max, o próximo passo lógico é definir o que estas medidas representam. H max é uma medida de ativação reflexa ou máxima, determinado de forma diferente, é uma estimativa do número de MNs um é capaz de ativar em um determinado estado. Por exemplo, se um atleta tem o seu peroneal H max medida pré-temporada e depois de novo imediatamente após ter sofrido uma entorse de tornozelo lateral, poderíamos comparar as medições para determinar se o músculo foi afetado após a lesão. Que seria de esperar que o peroneal H-reflex diminuiria a partir da medição da pré-temporada e inferir que os músculos peroneal são inibidas, impedindo o atleta de MNs recrutamento durante uma contração. O max M representa a ativação de todo o MN piscina 31 , 32 e, portanto, máxima ativação muscular. 4 Uma vez que M max é atingido, todos os MN que abastece o músculo de interesse é pensado para ser ativado e, assim, o valor deve ser estável (potencial problemas com esta abordagem são discutidos mais adiante neste review).

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Considerações metodológicas Teoricamente, H-reflexos pode ser atingida em basicamente qualquer músculo em que o nervo periférico é acessível à estimulação. Os detalhes sobre as condições de estimulação e registro para estudar o H-reflex nos músculos dos membros inferiores e superiores são apresentados nas Tabelas Tables1 1 e e 2, e 2 , respectivamente. Embora H-reflexos têm sido relatados em muitos músculos, diferentes níveis de dificuldade existe em ambos os provocando e interpretar H-reflexos em muitos dos músculos listados. Sóleo e quadríceps H-reflexos são os mais amplamente avaliados e comunicados.

Tabela 1 Parâmetros para Conquistar H-reflexos na Baixa * Limb Musculatura Tabela 2 Parâmetros para Conquistar H-reflexos na musculatura dos membros superiores

Posicionamento assunto Posicionamento assunto é crucial durante o H-reflex de testes, pois fatores como o fechamento dos olhos, 36 posição da cabeça, 36 , 43 ou ângulo de posição articular, 44 - 47 contrações musculares remoto, 36 , 48 , 49 e comprimento do músculo 37 , 50 afetam o H -reflex amplitude. A posição semireclined com a cabeça e os braços apoiados tem sido recomendado para reduzir a variabilidade do H-reflex e preservar o conforto assunto durante os exames. 32 Em trabalhos anteriores, 33 , 34 , 48 , descobrimos que assuntos posicionamento decúbito dorsal ou ventral e manter a mesma mão e posição da cabeça durante todo teste permite confiável H-reflex medidas. Setup estimulação Estimulação unipolar, em que o catodo (-) é colocado sobre o nervo eo ânodo (+) é posicionado no lado oposto do membro, é recomendado na maioria das situações para ativar seletivamente aferentes Ia em patamares inferiores 31 e para reduzir o estímulo

artefato. 32 No entanto, quando muitos nervos estão localizados em uma área pequena, a estimulação bipolar deve ser usado para estimular o nervo de interesse, sem afetar os nervos ao redor (Figura (Figura 4 4 ). 31

Figura 4 A. Exemplo de uma configuração de eletrodo unipolar utilizado para extrair o sóleo Hoffmann reflexo. O cátodo (eletrodo ativo) é colocado na fossa poplítea sobre o nervo tibial posterior, enquanto que o catodo (eletrodo inativos ou dispersiva) é colocado superiores (mais ...)

Duração e Intensidade de estímulo Percutânea estimulação elétrica de fibras aferentes Ia em um nervo misto produz um H-reflex. O diâmetro do aferentes Ia é geralmente maior que o de axônios motores, eo reobase (a força mínima de um estímulo elétrico necessário para causar excitação de um tecido 51 ) é pensado para ser mais baixos. 52 Exame das curvas de intensidade-duração para o motor axônios aferentes Ia e sugere que as fibras têm diferentes durações cronaxia 52 (os intervalos de tempo mínimo durante o qual uma corrente de força prescrito deve passar por um nervo motor para causar contração muscular 51 ). Maior duração de estímulos (1 milissegundo) 53 , 54 são ideais para ativar aferentes Ia (para obter o H-reflex), enquanto menor duração de estímulos 52 são mais prováveis para ativar axônios motor. Freqüência de estimulação Atenção especial deve ser dada à frequência com que os estímulos são entregues para provocar o H-reflex. Entrega de estímulos muito próximos diminui a amplitude do H-reflex por causa da ativação anterior em aferentes Ia e depleção de neurotransmissores, um fenômeno conhecido como depressão postactivation. Estímulos devem ser aplicados pelo menos 10 segundos 55 além de reduzir os efeitos da depressão postactivation. 31 Condições de gravação Eletrodos de superfície bipolar, espaçados cerca de 2 cm de distância sobre o ventre muscular correspondente e em linha com as fibras musculares, são a configuração mais comum usado para a gravação H-reflexos em repouso. Alterando a geometria muscular durante um experimento pode alterar o H-reflex sem alterar a unidade neural para o músculo. Portanto, o cuidado deve ser tomado quando se interpreta H-reflex de dados no qual as mudanças na geometria do músculo (isto é, a contração muscular) pode ter ocorrido. Definir a intensidade do estímulo a um valor fixo para obter um julgamento M-wave (uma pequena onda-M no mesmo traçado com um grande H-reflex) permite ao pesquisador monitorar a estimulação e registro condições ao longo de uma experiência (ver "H-reflex como percentagem do M max seção "para obter detalhes sobre esta técnica).

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Procedimentos de normalização A amplitude do H-reflex varia entre os indivíduos e, portanto, é necessário normalizar esse valor para entre sujeito comparações podem ser feitas. Estas variações de amplitude pode ser resultado de variações na resistência da pele, as quantidades diferentes de gordura subcutânea, e locais do nervo em relação ao estímulo, entre outros. H-reflex como percentagem do M max O método mais defendido do H-reflex normalização é suscitar o H-reflex em uma porcentagem do máximo M. Este método implica encontrar a amplitude do máximo M e depois ajustar a intensidade de estimulação para a produção de um H-reflex com amplitude igual a uma porcentagem da amplitude máxima M. Para provocar um H-reflex

que é de 10% do máximo M, o primeiro passo é medir M max. Em seguida, a intensidade do estímulo precisa ser ajustado para produzir uma amplitude H-reflex, que é de 10% da max

M amplitude. Por exemplo, se M max amplitude foi gravado em 10 mV, então a intensidade do estímulo seria definido de obter uma amplitude H-reflex igual a 1 mV. Todos os subseqüentes H-reflex medidas (e, possivelmente, M-wave medidas, dependendo do percentual escolhido) são registados nesta intensidade de estimulação fixa. O percentual escolhido é um valor arbitrário. No entanto, o estímulo nunca deve ser definida de modo que provoca um H-reflex na parte descendente (qualquer ponto após H max é alcançado, de modo que a amplitude do H-reflex começa a diminuir até atingir zero) da curva de recrutamento . 31 A intensidade do estímulo deve ser ajustado para obter um H-reflex na parte inclinada para cima da curva de recrutamento. A maioria dos investigadores escolher um percentual que cai entre 10% e 25% de M max. Teoricamente, este método permite a avaliação da mesma proporção da piscina MN para cada assunto. Provocando uma sóleo amplitude H-reflex, que é de 10% do M sóleo max significa que 10% dos MNs sóleo estão sendo recrutados em todo o pool de MN sóleo. A capacidade de estimular a mesma porção do conjunto de motor para cada assunto é desejada para permitir a avaliação de reação da piscina MN de diferentes intervenções em um ponto consistente para todas as disciplinas. A amplitude H max é muito variável para cada indivíduo, e detectar alterações na mensuração de maior amplitude de reflexo é mais difícil (ver "H max / M coeficiente máximo" para obter detalhes adicionais). Uma vantagem deste método é que permite que as condições de estimulação e registro a ser monitorado através da análise do M-onda. Em muitos casos, quando o H-reflex é pedida em uma proporção de M max, uma pequena amplitude da onda M, conhecido como um julgamento M-wave aparece na EMG com o H-reflex, porque o limiar de algumas das fibras motoras é alcançado. O M-onda é pensado para ser um valor bastante estável, porque é simplesmente devido à despolarização dos axônios motores e não é influenciada pelos centros da coluna vertebral. Se um estímulo constante está sendo entregue, então a amplitude da onda M-deve ficar estável. Portanto, as mudanças na amplitude da onda M pode alertar o médico ou cientista que o eletrodo estimulando pode ter deslocado de sua posição original (que seria de esperar para ver uma diminuição da amplitude da onda M-se o eletrodo foi desviada do nervo e uma amplitude maior se ele foi movido mais perto) ou que os eletrodos de registro se mudaram em relação ao músculo. No entanto, o M-onda foi mostrado para mudar sob diferentes condições em que a colocação do eletrodo não foi alterada. 33 , 56 - 59 No entanto, esses casos são raros e, geralmente, uma mudança no julgamento M onda de amplitude é devido a condições alteradas eletrodo . Outra vantagem deste método é que ele é menos demorada do que provocando uma curva de recrutamento completo. Uma vez que a intensidade é definida para obter esse percentual do H-reflex, é deixado sozinho até a conclusão do teste. Isso evita que o médico ou um cientista de ter que "encontrar" o máximo H em cada intervalo de medição. Além disso, é mais prático e realista para registrar as medidas mais freqüência se os dados são necessários em intervalos rápidos (a cada 5 minutos). Provocando um processo de recrutamento completo pode levar até 10 minutos, quando feito corretamente. H max / max M Relação Padronizar a amplitude H max ao máximo M amplitude é outro método comum de H-reflex normalização. Porque o max H é uma estimativa indireta do número de MNs sendo recrutados e os max M representa a piscina MN inteiro, o H max / M coeficiente máximo pode ser interpretado como a proporção da piscina MN inteira capaz de ser recrutado. Similar

para a expressão H-reflex como uma porcentagem do M max, a normalização da H a M max max é baseada na suposição de que a amplitude da onda M é um valor estável. Se a M mudanças max amplitude, é fácil ver por que este método de normalização não é eficaz. Portanto, sugerimos que prima H max max e valores M também ser comunicados sob estas circunstâncias. Nos casos em que M max é estável ea relação é usado como a medida dependente, deve ser relatado que M max foi analisado e não foram detectadas diferenças, por isso os leitores podem ter certeza de que uma mudança na relação é devido a uma mudança em H -reflex amplitude ao invés de M amplitude da onda. O H max / M coeficiente máximo é comumente usada como uma medida dependente quando os dados estão sendo coletados em mais de uma ocasião. É preferível sobre o H-reflex a um percentual da M-onda nessas circunstâncias por causa do movimento dos eletrodos estimulantes ou gravação, o que torna mais difícil assumir a mesma porção da piscina MN está sendo estimulada. Uma desvantagem deste método é que o H-reflex é menos suscetível à facilitação e inibição em amplitudes superiores. 60 Portanto, as mudanças na H max pode subestimar a quantidade de facilitação ou inibição sob uma determinada condição. Ganho reflexo Uma das dificuldades inerentes com H-reflex medições durante a atividade dinâmica é responsável por mudanças na atividade muscular no músculo teste. Simplesmente falando, o H-reflex é uma medida das unidades motoras ativadas por um estímulo elétrico. Este é um modelo útil quando a fonte primária do motor de ativação da unidade é o resultado do estímulo elétrico utilizado para provocar o reflexo. Esta visão simplista torna-se complicado quando a atividade muscular no músculo durante o teste de medição de H-reflex é detectável, o que significa que a amplitude do H-reflex não é apenas devido ao estímulo elétrico, mas também em parte devido a atividade muscular de fundo. Em muitos casos, o nível de fundo EMG (BEMG) não muda de julgamento para julgamento. No entanto, H-reflex avaliações durante atividades dinâmicas, como caminhar e correr, envolvem a medição com diferentes níveis de BEMG. 25 , 26 , 61 Quando o nível de BEMG muda de julgamento para julgamento ou de condição em condição, é difícil determinar como grande parte da amplitude H-reflex é devido ao estímulo e quanto é o resultado da atividade muscular que existia no músculo, enquanto o reflexo estava sendo provocado e, assim como avaliar a modulação reflexa. Para resolver este problema, o ganho do H-reflex deve ser usado para avaliar a modulação em condições que envolvam movimentos dinâmicos. Historicamente, o H-reflex ganho tem sido definido como Δ H-reflex amplitude / BEMG Δ. 25 , 26 A amplitude H-reflex é simplesmente a medida de pico a pico de reflexo, e os BEMG é a média retificada EMG apresentam amplitude em o músculo por algum período antes da estimulação. A janela para a medição BEMG é tipicamente entre 50 e 100 milissegundos. O ganho de H-reflex é calculada como a inclinação da relação entre o H-reflex e os BEMG. 26 , 62

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LIMITAÇÕES DA MEDIDA Uma das limitações primárias no uso do H-reflex em aplicações em relação ao movimento humano é que ele é um reflexo eletricamente induzida e não ocorre naturalmente no corpo humano. Como mencionado anteriormente, a influência do fuso muscular é negligenciada. Fusos musculares são pensados para ajustar a saída durante o movimento reflexo de 58 e, portanto, são extremamente importantes na determinação de saída muscular durante os movimentos do corpo. A conexão direta entre aferentes Ia e MNs permitiu a concepção errônea de que a contínua H-reflex represente fielmente a excitabilidade MN. Embora mudanças no H-

reflex ainda são muitas vezes interpretadas desta forma na literatura, esta conclusão é impreciso, porque a conexão sináptica entre os aferentes Ia e MNs está sujeita a alterações pré-sináptica. Pré-sináptico inibição da liberação do neurotransmissor na sinapse altera Ia-MN e pode resultar em uma diminuição do H-reflex, sem qualquer alteração no MN potencial de membrana e condutância. 63 Em humanos, as mudanças na inibição pré-sináptica foram observadas devido ao derrame articular, 64 voluntários contração, 65 , 66 ajustes posturais, 67 - 69 . estimulação cortical e 70 , 71 Além disso, o controle pré-sináptica de movimento difere com a idade 68 , 69 , 72 e tipo de treinamento. 22 Está além do escopo desta revisão para fornecer uma em discussão aprofundada sobre a inibição pré-sináptica; para obter informações detalhadas sobre este tópico, nos referimos o leitor em outra parte. 73

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APLICAÇÕES CLÍNICAS E PESQUISA Medidas de H-reflex tem sido usado clinicamente e em pesquisas por muitos anos. Clinicamente, o H-reflex tem sido usado principalmente para avaliar o complexo gastrocnêmio-sóleo. Diferenças bilaterais no gastrocnêmio-sóleo medidas são pensados para ser os primeiros indícios de estenose espinal ou bilateral radiculopatias S1. Menos freqüentemente, H-reflex do flexor radial podem ser avaliados para identificar radiculopatias cervicais ou plexopathies braquial. Os músculos intrínsecos do pé ou da mão também pode ser avaliado clinicamente usando o H-reflex. The H-reflex has been used in athletic training-related research to evaluate musculoskeletal injuries, 8 , 10 , 12 , 13 effects of therapeutic modalities, 15 – 17 and pain. 18 Kinesiologic researchers have also examined the effects of exercise training 19 – 22 and performance of motor tasks. 5 , 23 – 26 Recent authors 8 , 9 , 11 , 13 , 59 , 74 have used the H-reflex to establish the presence of an arthrogenic muscle response with joint effusion. Most investigators have used the H-reflex amplitude to examine the reaction of joint musculature after knee effusion, finding that the quadriceps H-reflex amplitude in the affected limb decreases after effusion 10 , 11 , 13 , 74 , 75 and remains decreased for up to 2.5 hours. 74 Spencer et al 11 noted that the vastus medialis H-reflex decreased with only 20 to 30 mL of sterile saline injected into the joint, whereas 50 to 60 mL of saline was needed to decrease the vastus lateralis H-reflex. The effects of a unilateral knee joint effusion on bilateral quadriceps H-reflexes have also been examined. These findings suggest that the quadriceps H-reflex is depressed in the affected limb but remains stable in the contralateral limb. 13 The depressed H-reflex in these mentioned studies suggests that the quadriceps muscle “shuts down” or is inhibited (ie, the quadriceps is unable to recruit as many MNs and, thus, as many motor units as it could before the effusion). In addition to the quadriceps H-reflex being decreased with effusion, the soleus H-reflex amplitude increases with knee effusion, suggesting that more MNs are available to recruit during a contraction. Whether these MNs are actually recruited during functional tasks is unknown and requires future study. An induced ankle joint effusion increased the soleus, peroneal, and tibialis anterior H-reflexes. 9 , 59 These data suggest that when an ankle effusion is present, MN availability is enhanced. We believe the increased excitability occurred to initiate low levels of cocontraction aimed at immobilizing the ankle-foot complex in neutral, thereby minimizing stress to ligamentous and joint structures, which additionally may assist in diminishing pain. Data for this study were collected while subjects were lying prone in a nonfunctional position, and the results may differ during functional activities. 14

Researchers examining the influence of grade I and II ankle sprains on peroneal and flexor digitorum H-reflex amplitudes reported no differences for either muscle between ankles. 12 These data suggest that ankle sprains do not alter MN availability. We caution readers when interpreting these results, because the methods used to elicit the H-reflex are unclear and appear to be flawed, which likely altered the outcomes. Patients with functionally unstable ankles had lower H max /M max ratios in the unstable limb when compared with the stable limb, suggesting the H-reflex may be useful in identifying patients with clinical deficits. 76 Investigators 77 examined the effects of applying an ankle brace to an uninjured ankle and found that H-reflex amplitude was enhanced when subjects wore the brace compared with the no-brace condition. The authors concluded that stimulation of cutaneous mechanoreceptors around the ankle resulted in the increased peroneal excitation. More data are needed to determine if this increase in excitability is beneficial and can be used to improve rehabilitation outcomes. Applying an ice bag to a healthy joint increases the amplitude of the H-reflex. 16 , 78 , 79 Additionally, application of an ice bag to a knee joint with an effusion can reduce the amount of quadriceps inhibition present as measured by changes in the H-reflex. 10 Clinically, the use of ice after an ankle sprain appears to greatly improve patients' ability to function. The improved function patients experience immediately after cryotherapy treatments has typically been thought to result from a reduction in pain. However, with this new information, we could postulate that cryotherapy is useful in enhancing the motor output to a muscle, thereby improving the muscle's ability to contract. Transcutaneous electric nerve stimulation (TENS) has also been shown to affect H-reflex amplitude, although the results are mixed. Sensory TENS applied to either the quadriceps or soleus muscle has been shown to decrease, 80 increase, 10 , 81 or have no effect on H-reflex amplitude. 82 When sensory TENS was delivered to a knee joint with an effusion, the quadriceps H-reflex amplitude increased from an inhibited state to its baseline values (ie, H-reflex amplitude was depressed due to the joint effusion and increased to the pre-effusion value when TENS was applied). 10 This disinhibition quickly disappeared after the TENS current was discontinued.

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WHAT TO REPORT IN A MANUSCRIPT When publishing research in any area, it is important to describe the methods used to obtain the given results, so colleagues may reproduce and expand on your work. When using the H-reflex as a measurement tool, it is necessary to outline certain details regarding how you elicited and recorded your responses, so conclusions can be drawn with confidence. Below is the information we believe should be outlined in all “Methods” sections; additionally, we provide some recommendations on eliciting the measure. First, as with any measurement involving the use of EMG, certain details about obtaining the data sample should be given. The Journal of Athletic Training follows the International Society of Electrophysiology and Kinesiology standards for reporting EMG data. Information describing the recording electrodes, amplification, and sampling of the signal should be reported in all manuscripts. Please refer to the International Society of Electrophysiology and Kinesiology standards for specific details. 83 Second, subject positioning and testing environment should be mentioned. As discussed previously, the H-reflex is very sensitive to changes in the external environment and body position. A brief note indicating that body position was maintained and the surroundings were consistent over time should be included. In addition, data should be

collected in a quiet environment, because loud, inconsistent noises affect the amplitude of the H-reflex. For example, if a prospective investigation was conducted to determine whether the quadriceps H-reflex amplitude decreased after an anterior cruciate ligament rupture, data should be collected in the same place before and after injury. Also, it would not be wise to elicit the H-reflex in the athletic training clinic, because often this is a noisy, chaotic environment, which could change the H-reflex amplitude. If these factors are not controlled, it could be argued that changes in H-reflex amplitude before injury to after injury might be due to these behavioral and extraneous alterations rather than to injury status. Third, the frequency with which stimuli were delivered to elicit the H-reflex and M-wave should be reported. Stimuli delivered too close together can alter reflex amplitude because of neurotransmitter depletion at the Ia-MN synapse. Minimally, 10 seconds should be allowed to pass between the delivery of stimuli. 31 Fourth, the incremental increase in the stimuli used to obtain a recruitment curve (how much was stimulus intensity increased to obtain each reflex measure) should be reported; for example, “stimulus intensity was increased in 0.2-V increments until M max

was obtained.” Intensity should be increased in small increments so as not to overshoot the H max . Fifth, how the amplitudes of the H-reflex and M-wave were measured should be defined (ie, peak to peak, maximum). We recommend that the H-reflex and M-wave amplitudes be reported as peak-to-peak values. CONCLUSÕES As discussed, when eliciting H-reflex measures, great care must be taken to obtain valid and reliable results. If measured properly, the H-reflex can provide information regarding neural function after injury.

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