Rozzi et al. Effects of Muscular Fatigue on Knee Joint Laxity and Neuromuscular Characteristics of Male and Female Athletes

8/9/2019 Rozzi et al. Effects of Muscular Fatigue on Knee Joint Laxity and Neuromuscular Characteristics of Male and Female

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J o u r n a l o f A t h l e t i c T r a i n i n i g 1 9 9 9 ; 3 4 ( 2 ) : 1 0 6 - 1 1 4 b y t h e N a t i o n a l A t h l e t i c T r a i n e r s ' A s s o c i a t i o n , I n cw w w . n a t a . o r g / j a t

E f f e c t s o f M u s c u l a r F a t i g u e on Knee J o i n tL a x i t y a n d N e u r o m u s c u l a r C h a r a c t e r i s t i c s o fM a l e a n d F e m a l e A t h l e t e sS u s a n L . R o z z i , P h D , A T C * ; S c o t t M . L e p h a r t , P h D , A T C t ;F r e d d i e H . F u , MDt* D e p a r t m e n t o f P h y s i c a l E d u c a t i o n a n d H e a l t h , C o l l e g e o f C h a r l e s t o n , C h a r l e s t o n , S C ; t N e u r o m u s c u l a r a n dS p o r t s M e d i c i n e R e s e a r c h L a b o r a t o r y , M u s c u l o s k e l e t a l R e s e a r c h C e n t e r , t D e p a r t m e n t o f O r t h o p a e d i c S u r g e r y ,U n i v e r s i t y o f P i t t s b u r g h , P i t t s b u r g h , PA

O b j e c t i v e : T o e l u c i d a t e t h e e f f e c t s o f m u s c u l a r f a t i g u e o nk n e e j o i n t l a x i t y a n d t h e n e u r o m u s c u l a r c h a r a c t e r i s t i c s o f m a l ea n d f e m a l e a t h l e t e s . We w e r e p a r t i c u l a r l y i n t e r e s t e d i n d e t e r -m i n i n g w h e t h e r s u c h e f f e c t s w o u l d b e m o r e p r o n o u n c e d i nf e m a l e a t h l e t e s t h a n i n m a l e s p a r t i c i p a t i n g i n t h e same s p o r t .D e s i g n an d S e t t i n g : S u b j e c t s w e r e a s s e s s e d o n 4 d e p e n -d e n t v a r i a b l e s d u r i n g a r e s t e d a n d a n i s o k i n e t i c a l l y i n d u c e dm u s c u l a r f a t i g u e s t a t e . We e n s u r e d t h a t p o s t t e s t i n g m e a s u r e -m e n t s w e r e o b t a i n e d i n t h e f a t i g u e d s t a t e b y t e s t i n g o n l y 2d e p e n d e n t v a r i a b l e s a f t e r e a c h e x e r c i s e b o u t .

S u b j e c t s : We r e c r u i t e d m a l e ( n = 1 7 ) a n d f e m a l e ( n = 1 7 )s u b j e c t s f r o m a p o p u l a t i o n o f h e a l t h y c o l l e g i a t e b a s k e t b a l l a n ds o c c e r p l a y e r s .M e a s u r e m e n t s : M e a s u r e d d e p e n d e n t v a r i a b l e s w e r e a sf o l l o w s : a n t e r i o r t i b i a l t r a n s l a t i o n , k i n e s t h e s i a d e t e r m i n e d b ya s s e s s i n g t h e t h r e s h o l d t o d e t e c t i o n o f p a s s i v e m o t i o n m o v i n gAt h e n u m b e r o f f e m a l e s p a r t i c i p a t i n g i n h i g h s c h o o l

a n d c o l l e g i a t e s p o r t s h a s i n c r e a s e d , s o h a s t h e i n c i -d e n c e o f t r a u m a t o t h e a n t e r i o r c r u c i a t e l i g a m e n t

( A C L ) . E p i d e m i o l o g i c i n j u r y s u r v e i l l a n c e h a s d e m o n s t r a t e da n d c o n t i n u e s t o s h o w a h i g h a n d d i s p r o p o r t i o n a t e n u m b e r o fACL i n j u r i e s o c c u r r i n g t o f e m a l e a t h l e t e s p a r t i c i p a t i n g i n t h es p o r t s o f s o c c e r a n d b a s k e t b a l l , c o m p a r e d w i t h t h e i r m a l ec o u n t e r p a r t s . ' - 1 0 W h i l e n u m e r o u s f a c t o r s h a v e b e e n s u g g e s t e da n d i n v e s t i g a t e d a s t h e u n d e r l y i n g c a u s e s o f t h e d i s p r o p o r t i o n -a t e r a t e o f ACL i n j u r y , ' 1 - 2 0 r e s e a r c h h a s i n c r e a s i n g l y f o c u s e do n t h e i m p a c t o f e x c e s s i v e j o i n t l a x i t y , j o i n t p r o p r i o c e p t i o n ,a n d m u s c l e a c t i v a t i o n p a t t e r n s o n f u n c t i o n a l k n e e j o i n t s t a b i -l i z a t i o n .I n h e a l t h y a t h l e t e s , f u n c t i o n a l j o i n t s t a b i l i z a t i o n i s r o u t i n e l ya c h i e v e d a s t h e b o d y g a t h e r s v i s u a l i n f o r m a t i o n , p r o p r i o c e p -t i v e i n f o r m a t i o n f r o m a r t i c u l a r a n d m u s c u l o t e n d i n o u s r e c e p -t o r s , a n d v e s t i b u l a r s y s t e m i n f o r m a t i o n f r o m t h e v e s t i b u l e s a n ds e m i c i r c u l a r c a n a l s o f t h e e a r s . O n c e g a t h e r e d , t h i s i n f o r m a t i o n

i n t o k n e e f l e x i o n a n d e x t e n s i o n ; l o w e r e x t r e m i t y b a l a n c e a b i l i t yq u a n t i f i e d t h r o u g h a s t a b i l i t y i n d e x v a l u e ; a n d t h e e l e c t r o m y o -g r a p h y - m e a s u r e d m u s c l e a c t i v i t y o f 6 k n e e - s t a b i l i z i n g m u s c l e s .R e s u l t s : I n r e s p o n s e t o m u s c u l a r f a t i g u e , s u b j e c t s d e m o n -s t r a t e d a n o v e r a l l d e c r e a s e i n t h e a b i l i t y t o d e t e c t j o i n t m o t i o nm o v i n g i n t o t h e d i r e c t i o n o f e x t e n s i o n , a n i n c r e a s e i n t h e o n s e to f c o n t r a c t i o n t i m e f o r t h e m e d i a l h a m s t r i n g a n d l a t e r a l g a s -t r o c n e m i u s m u s c l e s , a n d a n i n c r e a s e i n t h e f i r s t c o n t r a c t i o na r e a o f t h e v a s t u s m e di a l i s a n d v a s t u s l a t e r a l i s m u s c l e s .A d d i t i o n a l l y , t h e i n c r e a s e i n a r e a o f t h e v a s t u s l a t e r a l i s wasg r e a t e r f o r t h e m a l e s c o m p a r e d w i t h t h e f e m a l e s .C o n c l u s i o n s : O u r r e s u l t s s u g g e s t t h a t b o t h m a l e a n d f e m a l ea t h l e t e s e x h i b i t d e c r e m e n t s i n p r o p r i o c e p t i v e a b i l i t y a n d a l t e r -a t i o n s i n m u s c u l a r a c t i v i t y s u b s e q u e n t t o m u s c u l a r f a t i g u e .Key W o r d s : e l e c t r o m y o g r a p h y , a n t e r i o r c r u c i a t e l i g a m e n t ,p r o p r i o c e p t i o ni s p r o c e s s e d b y t h e c e n t r a l n e r v o u s s y s t e m a n d r e s u l t s i n t h em a i n t e n a n c e o f p o s t u r e a n d b a l a n c e , t h e c o n s c i o u s a p p r e c i a -t i o n o f j o i n t m o t i o n a n d p o s i t i o n s e n s e , a n d p r o t e c t i v e s p i n a l -m e d i a t e d r e f l e x e s . I n a d d i t i o n t o p r o t e c t i v e r e f l e x i v e m u s c u l a ra c t i v i t y , a t h l e t e s a p p e a r t o a c h i e v e f u n c t i o n a l j o i n t s t a b i l i z a t i o nb y r e l y i n g o n s o m e f o r m o f p r e a c t i v a t e d m u s c l e t e n s i o n i na n t i c i p a t i o n o f e x p e c t e d j o i n t l o a d , w h e r e b y p r e v i o u s l y e x p e -r i e n c e d m u s c l e a c t i v a t i o n p a t t e r n s a n d j o i n t m o t i o n s p r e p r o -g r a m o r " f e e d - f o r w a r d " m u s c l e a c t i v i t y . 2 1 - 2 6 T h i s c o m b i n a t i o np e r m i t s a t h l e t e s t o r o u t i n e l y s t a b i l i z e t h e k n e e j o i n t a g a i n s tp o t e n t i a l l y d a m a g i n g j o i n t f o r c e s . 2 1 - 2 6 H o w e v e r , i t h a s b e e ns u g g e s t e d t h a t f e m a l e a t h l e t e s , who i n j u r e t h e ACL a t a g r e a t e rr a t e t h a n m a l e s , may i n h e r e n t l y p o s s e s s a l t e r a t i o n s i n j o i n tp r o p r i o c e p t i o n a n d a b e r r a t i o n s i n m u s c l e a c t i v a t i o n t h a t maya f f e c t t h e i r a b i l i t y t o s t a b i l i z e t h e j o i n t a n d s u b s e q u e n t l y mayp r e d i s p o s e t h e m t o ACL i n j u r y .T h e r e f o r e , we i n i t i a l l y c o n d u c t e d a n d p u b l i s h e d a n i n v e s t i -g a t i o n a i m e d a t e l u c i d a t i n g t h e s e x d i f f e r e n c e s i n k n e e j o i n tl a x i t y a n d n e u r o m u s c u l a r c h a r a c t e r i s t i c s o f c o l l e g i a t e - l e v e ls o c c e r a n d b a s k e t b a l l p l a y e r s . 2 7 We w e r e p a r t i c u l a r l y i n t e r -e s t e d i n d e t e r m i n i n g w h e t h e r p r e v i o u s l y u n i n j u r e d m a l e a n df e m a l e b a s k e t b a l l a n d s o c c e r p l a y e r s a c h i e v e f u n c t i o n a l j o i n t

1 0 6 Volume 3 4 * Number 2 * June 1 9 9 9

A d d r e s s c o r r e s p o n d e n c e t o S u s a n L . R o z z i , P h D , A T C , A s s i s t a n tP r o f e s s o r , D e p a r t m e n t o f P h y s i c a l E d u c a t i o n a n d H e a l t h , C o l l e g e o fC h a r l e s t o n , C h a r l e s t o n , SC 2 9 4 2 4 . E - m a i l a d d r e s s : r o z z i s @ c o f c . e d u


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s t a b i l i z a t i o n t h r o u g h s i m i l a r m e a n s . I n t e r e s t i n g l y , o u r r e s u l t sr e v e a l e d t h a t , c o m p a r e d w i t h m a l e s , f e m a l e s who p a r t i c i p a t e i nb a s k e t b a l l a n d s o c c e r i n h e r e n t l y p o s s e s s g r e a t e r k n e e j o i n tl a x i t y a n d d e m o n s t r a t e a l o n g e r t i m e t o d e t e c t k n e e j o i n tm o t i o n m o v i n g i n t o e x t e n s i o n , r e n d e r i n g t h e k n e e l e s s s e n s i -t i v e t o p o t e n t i a l l y d a m a g i n g f o r c e s . A d d i t i o n a l l y , t h e r e s u l t s o ft h i s i n v e s t i g a t i o n r e v e a l e d t h a t t h e s e f e m a l e a t h l e t e s e x h i b i tg r e a t e r e l e c t r o m y o g r a p h y ( E M G ) - m e a s u r e d p e a k a m p l i t u d ea n d a r e a o f t h e l a t e r a l h a m s t r i n g w h e n l a n d i n g , s u g g e s t i n g t h a tt h e y may h a v e a d o p t e d a c o m p e n s a t o r y m u s c l e a c t i v a t i o np a t t e r n t o r o u t i n e l y a c h i e v e f u n c t i o n a l j o i n t s t a b i l i z a t i o n . Wec o n c l u d e d t h a t f e m a l e a n d m a l e a t h l e t e s , s p e c i f i c a l l y t h o s ep a r t i c i p a t i n g i n s o c c e r a n d b a s k e t b a l l , d i f f e r i n t h e i r m e a n s o fr o u t i n e l y a c h i e v i n g k n e e j o i n t f u n c t i o n a l s t a b i l i z a t i o n . 2 7

S i n c e ACL i n j u r i e s i n f e m a l e s o f t e n o c c u r d u r i n g r o u t i n en o n c o n t a c t a c t i v i t i e s , f e m a l e a t h l e t e s may b e a b l e t o r o u t i n e l yr e l y o n c o m p e n s a t o r y m u s c l e a c t i v a t i o n p a t t e r n s t o p e r f o r mp o t e n t i a l i n j u r y - c a u s i n g a c t i v i t i e s w i t h o u t s u s t a i n i n g t r a u m a t ot h e A C L . T h e o r e t i c a l l y , a f e m a l e a t h l e t e c o u l d p e r f o r m manyr u n - a n d - s t o p m a n e u v e r s o r l a n d i n g s w h i l e r e b o u n d i n g a b a s -k e t b a l l a n d c o n t i n u a l l y m a i n t a i n j o i n t s t a b i l i z a t i o n a g a i n s tp o t e n t i a l l y d a m a g i n g f o r c e s . H o w e v e r , i n t e r r u p t i o n o f t h ec o m p e n s a t o r y m e c h a n i s m r e l i e d o n f o r d y n a m i c s t a b i l i t y mayp r o d u c e a j o i n t u n a b l e t o s e n s e a n d r e s p o n d t o i m p a r t e d j o i n tf o r c e s , r e s u l t i n g i n l i g a m e n t o u s t r a u m a .

M u s c u l a r f a t i g u e i s c o n s i d e r e d a v i a b l e c u l p r i t t o i n t e r r u p tt h e c o m p e n s a t o r y s t a b i l i z i n g m e c h a n i s m , a s r e s e a r c h h a sd e m o n s t r a t e d i t s d e l e t e r i o u s e f f e c t s o n k n e e j o i n t l a x i t y , 2 8 - 3 1 a sw e l l a s b o t h t h e a f f e r e n t a n d e f f e r e n t n e u r o m u s c u l a r p a t h -w a y s . 2 9 , 3 2 - 3 6 I n r e s p o n s e t o v a r i o u s e x e r c i s e p r o t o c o l s d e -s i g n e d t o i n d u c e m u s c u l a r f a t i g u e , i n c r e a s e s i n k n e e j o i n t l a x i t yh a v e b e e n d o c u m e n t e d i n m a l e a n d f e m a l e a t h l e t e s . " 8 ' 3 1 3 7E v e n t h o u g h r e s e a r c h e r s h a v e s t u d i e d t h e s e x e s i n t h e i n v e s -t i g a t i o n o f m u s c u l a r f a t i g u e ' s e f f e c t s o n j o i n t l a x i t y , e x e r c i s ep r o t o c o l s b e t w e e n t h e s e x e s h a v e v a r i e d , m a k i n g c o m p a r i s o n sb y s e x v i r t u a l l y i m p o s s i b l e . K n e e j o i n t p r o p r i o c e p t i o n , d e t e r -m i n e d b y e x a m i n i n g j o i n t k i n e s t h e s i a ( t h e a b i l i t y t o s e n s e j o i n tm o t i o n ) a n d j o i n t p o s i t i o n s e n s e ( t h e p e r c e p t i o n o f j o i n tp o s i t i o n ) , a p p e a r s t o b e b o t h d i r e c t l y a n d i n d i r e c t l y a f f e c t e d b ym u s c u l a r f a t i g u e . D i r e c t l y , m u s c u l a r f a t i g u e a p p e a r s t o w o r s e no r i m p a i r e x p e c t e d l e a r n i n g i m p r o v e m e n t s i n j o i n t p o s i t i o ns e n s e , 2 9 , 3 4 w h i l e h a v i n g n o a p p a r e n t e f f e c t o n j o i n t k i n e s t h e -s i a . 2 9 ' 3 6 I n d i r e c t l y , m u s c u l a r f a t i g u e a f f e c t s p r o p r i o c e p t i o n i nt h a t a l t e r a t i o n s i n k i n e s t h e s i a a n d j o i n t p o s i t i o n s e n s e h a v eb e e n d e m o n s t r a t e d s e c o n d a r y t o i n c r e a s e d k n e e j o i n t l a x -i t y . 3 8 - 4 " ) T h e e f f e r e n t p a t h w a y , a s s e s s e d b y m e a s u r i n g b a l a n c eo r b y e x a mi n i n g m u s c l e a c t i v i t y w i t h EMG, a p p e a r s t o a l s o b ea f f e c t e d b y m u s c u l a r f a t i g u e . A f t e r a n i s o k i n e t i c e x e r c i s ep r o g r a m d e s i g n e d t o i n d u c e m u s c u l a r f a t i g u e , h e a l t h y i n d i v i d -u a l s h a v e d e m o n s t r a t e d d e c r e a s e d b a l a n c e a b i l i t y , s u g g e s t i n gt h a t f a t i g u e r e s u l t s i n m o t o r c o n t r o l d e f i c i t s . 3 3 EMG s t u d i e ss u g g e s t t h a t , i n a d d i t i o n t o b a l a n c e , m u s c u l a r f a t i g u e a f f e c t sm u s c l e a c t i v i t y b y e x t e n d i n g t h e l a t e n c y o f m u s c l e f i r i n g 3 5 a n db y r e s u l t i n g i n l e s s e f f i c i e n t m u s c u l a r p r o c e s s e s . 3 2

F o r f e m a l e b a s k e t b a l l a n d s o c c e r p l a y e r s , t h e e f f e c t s o fm u s c u l a r f a t i g u e may b e m o r e d e l e t e r i o u s t h a n t h o s e o c c u r r i n gt o t h e i r m a l e c o u n t e r p a r t s a n d , t h e r e f o r e , may l e a d t o a g r e a t e rr i s k f o r ACL i n j u r y . T h e s e f e m a l e a t h l e t e s may b e a f f e c t e d t oa g r e a t e r e x t e n t s i n c e t h e y a r e i n h e r e n t l y d i f f e r e n t f r o m t h e i rm a l e c o u n t e r p a r t s . As o u r p r e v i o u s s t u d y 2 7 s u g g e s t s , f e m a l eb a s k e t b a l l a n d s o c c e r p l a y e r s i n h e r e n t l y p o s s e s s g r e a t e r k n e ej o i n t l a x i t y a n d d i m i n i s h e d j o i n t k i n e s t h e s i a a n d r e l y o n a na p p a r e n t l y a d o p t e d p a t t e r n o f i n c r e a s e d m u s c l e a c t i v a t i o n t oa c h i e v e f u n c t i o n a l j o i n t s t a b i l i z a t i o n . T h e r e f o r e , e v e n i f m u s -c u l a r f a t i g u e a f f e c t s t h e j o i n t l a x i t y a n d n e u r o m u s c u l a r c h a r -a c t e r i s t i c s o f m a l e a n d f e m a l e a t h l e t e s t o a s i m i l a r d e g r e e , t h ef e m a l e s ' a b i l i t y t o a c h i e v e f u n c t i o n a l j o i n t s t a b i l i z a t i o n may b ea f f e c t e d t o a g r e a t e r e x t e n t .

U n d e r s t a n d i n g t h e i m p a c t o f m u s c u l a r f a t i g u e o n k n e e j o i n tl a x i t y , a s w e l l a s i t s i m p a c t o n j o i n t p r o p r i o c e p t i o n a n d m u s c l ea c t i v i t y , we c o n d u c t e d a s t u d y t o e l u c i d a t e t h e e f f e c t s o fm u s c u l a r f a t i g u e o n k n e e j o i n t l a x i t y a n d t h e n e u r o m u s c u l a rc h a r a c t e r i s t i c s o f m a l e a n d f e m a l e a t h l e t e s . We w e r e p a r t i c u -l a r l y i n t e r e s t e d i n d e t e r m i n i n g w h e t h e r s u c h e f f e c t s w o u l d b em o r e p r o n o u n c e d i n f e m a l e a t h l e t e s t h a n i n m a l e s p a r t i c i p a t i n gi n t h e s a m e s p o r t . T h e r e f o r e , t h e p u r p o s e o f o u r s t u d y w a s t oe x a m i n e a n d c o m p a r e , b y s e x , t h e e f f e c t s o f m u s c u l a r f a t i g u eo n t h e k n e e j o i n t l a x i t y , j o i n t p r o p r i o c e p t i o n , b a l a n c e , a n dE M G - a s s e s s e d m u s c l e a c t i v i t y o f m a l e a n d f e m a l e a t h l e t e s .METHODSS u b j e c t s

T h i s s t u d y r e c r u i t e d m a l e ( n = 1 7 ; a g e = 2 0 . 4 + 1 . 7 y e a r s ,h e i g h t = 1 8 1 . 5 + 7 . 2 c m , w e i g h t = 8 0 . 3 + 1 0 . 3 k g ) a n df e m a l e ( n = 1 7 ; a g e 1 8 . 9 + 0 . 9 y e a r s , h e i g h t = 1 6 8 . 5 + 4 . 9c m , w e i g h t = 6 5 . 6 + 8 . 3 k g ) s u b j e c t s f r o m a p o p u l a t i o n o fm a l e a n d f e ma l e c o l l e g i a t e b a s k e t b a l l p l a y e r s a n d s o c c e rp l a y e r s a t t h e U n i v e r s i t y o f P i t t s b u r g h a n d s u r r o u n d i n g c o l -l e g e s a n d u n i v e r s i t i e s . S u b j e c t s w e r e h e a l t h y , h a d n o h i s t o r y o fk n e e j o i n t l i g a m e n t o u s t r a u m a t o e i t h e r l o w e r e x t r e m i t y , a n dp o s s e s s e d a s e l f - p r o c l a i m e d f u n c t i o n a l l y s t a b l e t e s t l i m b a n k l e .A d d i t i o n a l l y , n o s u b j e c t r e p o r t e d s u f f e r i n g f r o m a n y s y s t em i co r v e s t i b u l a r d i s o r d e r s k n o w n t o i m p a i r c u t a n e o u s s e n s a t i o n o rb a l a n c e . A l l s u b j e c t s g a v e w r i t t e n c o n s e n t t o p a r t i c i p a t e i n t h i ss t u d y , w h i c h w a s a p p r o v e d b y t h e U n i v e r s i t y o f P i t t s b u r g hI n v e s t i g a t o r y R e v i e w B o a r d f o r B i o m e d i c a l R e s e a r c h . F o r a l ls u b j e c t s , t h e d o m i n a n t l o w e r e x t r e m i t y l i m b s e r v e d a s t h ee x c l u s i v e d a t a c o l l e c t i o n l i m b . F o r t h i s i n v e s t i g a t i o n , d o m i -n a n c e w a s e s t a b l i s h e d b y a s c e r t a i n i n g w h i c h l o w e r e x t r e m i t yt h e s u b j e c t w o u l d p r e f e r t o l a n d o n w h e n d r o p p i n g f r o m a2 5 . 4 - c m h i g h s t e p .I n s t r u m e n t a t i o n

A n t e r i o r t i b i a l t r a n s l a t i o n . To q u a n t i f y k n e e j o i n t l a x i t ywe u t i l i z e d t h e K T - 1 0 0 0 ( M E D m e t r i c , S a n D i e g o , CA) i n s t r u -m e n t e d k n e e a r t h r o m e t e r t o m e a s u r e a n t e r i o r t i b i a l t r a n s l a t i o n

J o u r n a l o f A t h l e t i c T r a i n i n g 1 0 7


3/9

d u r i n g t h e a p p l i c a t i o n o f a 1 3 3 - N ( 3 0 - 1 b ) a n t e r i o r d i s p l a c e m e n tf o r c e . S u b j e c t s we re t e s t e d i n t h e s u p i n e p o s i t i o n w i t h t h e k n e ej o i n t i n 2 0 0 o f f l e x i o n , a s c o n f i r m e d b y a g o n i o m e t r i c r e a d i n g .We e m p l o y e d t h e m a n u f a c t u r e r ' s s p e c i f i c a t i o n s f o r p l a c e m e n to f t h e K T - 1 0 0 o n t o t h e t e s t l i m b a s w e l l a s f o r a l l d a t ac o l l e c t i o n . T h r e e t r i a l s w e r e p e r f o r m e d , w i t h t h e m i l l i m e t e r s o fa n t e r i o r t i b i a l t r a n s l a t i o n r e c o r d e d f o r e a c h . From t h e 3 t e s tt r i a l s , a mean t e s t score w a s c a l c u l a t e d a n d u s e d f o r d a t aa n a l y s i s .

A l t h o u g h q u e s t i o n e d , 4 ' t h e r e l i a b i l i t y o f t h e K T - 1 0 0 0 hasb e e n e s t a b l i s h e d , even t h o u g h i t a p p e a r s t o b e d e p e n d e n t u p o nt h e k n e e j o i n t t e s t a n g l e . 4 2 " C o n d u c t e d a t 2 0 o f k n e e f l e x i o n ,i n t e r e x a m i n e r a n d i n t r a e x a m i n e r r e l i a b i l i t y s t u d i e s h a v e r e -p o r t e d P e a r s o n p r o d u c t - m o m e n t c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t s o f r =0 . 8 5 a n d r = 0 . 8 3 , r e s p e c t i v e l y . 4 2 4 3 M c L a u g h l i n a n d P e r r i n , 4i n v e s t i g a t i n g t h e i n t r a e x a m i n e r r e l i a b i l i t y a t 2 0 0 o f k n e e j o i n tf l e x i o n , r e p o r t e d a n i n t r a c l a s s c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t o f r =0 . 9 2 . We e n h a n c e d t h e r e l i a b i l i t y o f t h i s t e s t d e v i c e b y e n s u r i n gt h a t d a t a c o l l e c t i o n w a s p e r f o r m e d b y a s i n g l e r e s e a r c h e r .Knee j o i n t p r o p r i o c e p t i o n . Th e a s s e s s m e n t o f t h e p e r c e p -t i o n o f k n e e j o i n t p r o p r i o c e p t i o n w a s c o n d u c t e d b y m e a s u r i n gk n e e j o i n t k i n e s t h e s i a , t h e a b i l i t y t o sense j o i n t m o t i o n . Wed e t e r m i n e d k i n e s t h e s i a c l i n i c a l l y b y e s t a b l i s h i n g t h e t h r e s h o l dt o d e t e c t i o n o f p a s s i v e m o t i o n ( T T D P M ) , an a s s e s s m e n t o f t h ea b i l i t y t o d e t e c t r e l a t i v e l y s l o w p a s s i v e j o i n t m o t i o n . Fo r t h i si n v e s t i g a t i o n , TTDPM was e s t a b l i s h e d b y u s i n g a p r o p r i o c e p -t i o n t e s t i n g d e v i c e , w h i c h moves t h e k n e e j o i n t i n t o f l e x i o n o re x t e n s i o n , w h i l e a r o t a t i o n a l t r a n s d u c e r i n t e r f a c e d w i t h ad i g i t a l m i c r o p r o c e s s o r c o u n t e r p r o v i d e s a n g u l a r d i s p l a c e m e n tv a l u e s . We g a t h e r e d TTDPM d a t a , m o v i n g i n t o b o t h k n e ef l e x i o n a n d e x t e n s i o n , b y f o l l o w i n g a w e l l - e s t a b l i s h e d r e s e a r c hp r o t o c o l . 4 5 4 8 S i x r a n d o m t r i a l s , 3 m o v i n g i n t o f l e x i o n a n d 3m o v i n g i n t o e x t e n s i o n , w e r e p e r f o r m e d , a n d t h e d e g r e e s o fa n g u l a r m o t i o n w e r e r e c o r d e d f o r e a c h . A mean t e s t sc ore f o re a c h d i r e c t i o n ( i n t o f l e x i o n a n d i n t o e x t e n s i o n ) w a s c a l c u l a t e df r o m t h e 3 t e s t t r i a l s a n d u s e d f o r d a t a a n a l y s i s . R e l i a b i l i t y o ft h e p r o p r i o c e p t i o n t e s t i n g d e v i c e h a s p r e v i o u s l y b e e n e s t a b -l i s h e d , w i t h c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t s o f r = 0 . 9 2 .S i n g l e - l e g b a l a n c e a s s e s s m e n t . To assess l o w e r e x t r e m i t yb a l a n c e , we u s e d a c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e b a l a n c e d e v i c e , t h eB i o d e x S t a b i l i t y S y s t e m ( B i o d e x I n c , S h i r l e y , N Y ) . T h eB i o d e x S t a b i l i t y S y s t e m c o n s i s t s o f a m o v a b l e b a l a n c e p l a t -f o r m t h a t i s i n t e r f a c e d w i t h computer s o f t w a r e ( B i o d e x , ver-s i o n 3 . 1 ) , w h i c h e n a b l e s t h e d e v i c e t o p e r f o r m as a n o b j e c t i v ea s s e s s m e n t o f b a l a n c e . R e l i a b i l i t y o f t h e B i o d e x S t a b i l i t yS y s t e m h a s b e e n e s t a b l i s h e d w i t h a n i n t e r c l a s s c o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t r a n g i n g f r o m 0 . 6 t o 0 . 9 5 . 4 9 F o r a l l d a t a c o l l e c t i o n ,t h e p l a t f o r m was s e t a n d r e m a i n e d a t s t a b i l i t y l e v e l 2 , i n d i c a t -i n g a d e g r e e o f p l a t f o r m i n s t a b i l i t y t h a t ranges from 1 t o 6 , w i t h1 r e p r e s e n t i n g t h e g r e a t e s t a m o u n t o f i n s t a b i l i t y .F o r a l l s i n g l e - l e g b a l a n c e d a t a c o l l e c t i o n , weemployed ane s t a b l i s h e d l a b o r a t o r y protocol w h e r e b y s u bj e c t s wereaskedtos i n g l e - l e g s t a n d on t h e balance p l at f o r m with botharmsfoldedacross t h e c h e s t and maintain th e unsupported limb in ap o s i t i o n o f 0 0 o f h i p f l e x i o n and 900 of knee flexion while

s l i g h t l y a b d u c t i n g , so a s n o t t o c o n t a c t t h e t e s t l i m b . 2 7 ' 4 9 For 20s e c o n d s , s u b j e c t s a t t e m p t e d t o m a i n t a i n t h i s u n s t a b l e p l a t f o r mi n a l e v e l p o s i t i o n . F o r e a c h t e s t o f b a l a n c e t h e s o f t w a r epr ogram g e n e r a t e d a s t a b i l i t y i n d e x v a l u e , w h i c h was c a l c u -l a t e d b y a s s e s s i n g t h e t i m e a n d d e g r e e t h e p l a t f o r m was o u t o fl e v e l . T h r e e p r a c t i c e a n d 3 t e s t t r i a l s were p e r f o r m e d . F r o m t h e3 t e s t t r i a l s , a mean s t a b i l i t y i n d e x s c o r e was c a l c u l a t e d a n du s e d f o r d a t a a n a l y s i s .M u s c l e a c t i v i t y i n response t o l a n d i n g . We c o l l e c t e dm u s c l e a c t i v i t y d a t a i n r e s p o n s e t o a l a n d i n g t a s k w i t h t h eu se o f s u r f a c e EMG, w h i c h i s t h e s t u d y o f t h e m o t o r u n i ta c t i o n p o t e n t i a l . M u s c l e a c t i v i t y o f t h e t e s t l i m b wasm e a s u r e d s i m u l t a n e o u s l y i n 6 k n e e j o i n t m u s c l e s , a s s u b -j e c t s , u s i n g o n l y t h e t e s t l i m b , d r o p p e d f r o m a 2 5 . 4 - c m h i g hs t e p a n d l a n d e d o n t h e f l o o r . T h e t a s k o f d r o p p i n g a n dl a n d i n g w a s s e l e c t e d b a s e d o n e p i d e m i o l o g i c i n j u r y d a t a ,w h i c h s u g g e s t s t h a t t h e p r i m a r y m e c h a n i s m o f ACL i n j u r yi n b a s k e t b a l l a n d soccer p l a y e r s i s a n o n c o n t a c t - t y p e m e c h -a n i s m , s u c h a s l a n d i n g f r o m a j u m p . 1B e f o r e d a t a c o l l e c t i o n , t h e e l e c t r o d e s were a f f i x e d t o t h es k i n i n a c c o r d a n c e w i t h a p r e v i o u s l y e s t a b l i s h e d p r o t o c o l . 2 7To prepare t h e s k i n , t h e area o f e l e c t r o d e p l a c e m e n t wasa b r a d e d w i t h a p u m i c e s t o n e a n d c l e a n e d w i t h i s o p r o p y la l c o h o l , w h i c h e n s u r e d a d e q u a t e s u r f a c e c o n t a c t f o r t h ee l e c t r o d e s . T e n - m i l l i m e t e r s e l f - a d h e s i v e s i l v e r / s i l v e r e l e c -t r o d e s ( M u l t i B i o S e n s o r s , I n c , E l P a s o , T X ) were p l a c e d i np a i r s , 5 mm a p a r t , over t h e m u s c l e b e l l i e s o f t h e f o l l o w i n gm u s c l e s : v a s t u s m e d i a l i s , v a s t u s l a t e r a l i s , m e d i a l h a m s t r i n g ,l a t e r a l h a ms t r i n g , g a s t r o c n e m i u s ( m e d i a l h e a d ) , a n d g a s t r o c -n e m i u s ( l a t e r a l h e a d ) . A d d i t i o n a l l y , a g r o u n d e l e c t r o d e wasm o u n t e d o n t h e p a t e l l a .

B e f o r e d e t e r m i n i n g t h e EMG a c t i v i t y d u r i n g t h e s i n g l e - l e gl a n d i n g t a s k , we a s s e s s e d t h e EMG a c t i v i t y o f e a c h o f t h e 6 t e s tm u s c l e s d u r i n g a m a x i m a l i s o m e t r i c v o l u n t a r y c o n t r a c t i o n( M V C ) . T h e MVC o f t h e q u a d r i c e p s a n d h a m s t r i n g m u s c l e sw a s e s t a b l i s h e d u s i n g t h e B i o d e x I s o k i n e t i c D y n a m o m e t e r( B i o d e x , I n c , S h i r l e y , N Y ) . A f t e r t h e a p p l i c a t i o n o f t h e s u r f a c ee l e c t r o d e s , t h e s u b j e c t w a s s e a t e d i n t h e B i o d e x t e s t i n g c h a i rw i t h t h e d i s t a l l o w e r l i m b s e c u r e d t o t h e t e s t arm o f t h ed y n a m o m e t e r . T h e k n e e w a s l o c k e d i n 6 0 0 o f f l e x i o n w h e n t h eq u a d r i c e p s m u s c l e g r o u p w a s a s s e s s e d a n d i n 3 0 0 o f f l e x i o nw h e n t h e h a m s t r i n g m u s c l e d a t a w e r e c o l l e c t e d . W i t h t h e l e v e ra r m s p e e d s e t a t 0 / s , we i n s t r u c t e d t h e s u b j e c t t o m a x i m a l l yp u s h a g a i n s t t h e d i s t a l l o w e r l e g p a d f o r a 5 - s e c o n d d a t a -c o l l e c t i o n p e r i o d . T h e MVC o f t h e g a s t r o c n e m i u s m u s c l e waso b t a i n e d as t h e s u b j e c t p e r f o r m e d 1 5 - s e c o n d - l o n g , m a n u a l l yr e s i s t e d m a x i m a l i s o m e t r i c c o n t r a c t i o n i n t h e d i r e c t i o n o f a n k l ep l a n t a r f l e x i o n .

O n c e MVC d a t a were c o l l e c t e d , t h e s u b j e c t was a s k e d top e r f o r m t h e s i n g l e - l e g l a n d i n g t e s t . Th e l a n d i n g te st re-q u i r e d t h e s u b j e c t s t o use t h e test l i mb to sing le -le g standa t o p a 2 5 . 4 - c m h i g h bench a n d d r o p from t h e benchtothef l o o r , l a n d i n g on t h e test limb. To synchronize musclea c t i v i t y w i t h l a n d i n g , a f o o t s w i t c h , whichwasonnectedtoa n EMG c h a n n e l , was s e c ur e d to th e f l o o r within the landing

l c m \/f%li im.n QA - _ K I " j r . i i u n e1- . _ _% F W v u l u F F I U 0 1 4 0 l Y U M D e r ; , ; o j u n e 1 9 9 9


4/9

a r e a . L a n d i n g o n t h e f o o t s w i t c h s i g n i f i e d c o n t a c t w i t h t h ef l o o r . T e s t i n g r e qu i r e d t h e s u b j e c t t o b e g i n t h e l a n d i n g t a s ka s s e s s m e n t s i n g l e - l e g s t a n d i n g a n d m o t i o n l e s s o n t h e b e n c h ,i n o r d e r t o e s t a b l i s h t h e b a s e l i n e EMG a c t i v i t y ; t h e s u b j e c tt h e n d r o p p e d f r o m t h e b e n c h a n d l a n d e d o n t h e f l o o rf o o t s w i t c h . EMG a c t i v i t y w a s s a m p l e d f r o m t h e t i m e t h es u b j e c t s i n g l e - l e g s t o o d o n t h e b e n c h u n t i l a p p r o x i m a t e l y 5s e c o n d s a f t e r f l o o r c o n t a c t . E a c h s u b j e c t p e r f o r m e d 2p r a c t i c e t r i a l s a n d 3 t e s t t r i a l s . A t r i a l w a s n o t c o n s i d e r e d f o rd a t a c o l l e c t i o n i f t h e s u b j e c t l a n d e d o n t h e c o n t r a l a t e r a ll i m b , f a i l e d t o l a n d o n t h e f o o t s w i t c h , o r w a s u n a b l e t om a i n t a i n b a l a n c e u p o n l a n d i n g .EMG d a t a m a n a g e m e n t . F o r e a c h l a n d i n g t a s k t e s t t r i a l ,t h e m u s c l e s i g n a l a c t i v i t y w a s c o l l e c t e d b y t h e s u r f a c e e l e c -t r o d e s a n d p a s s e d t o a b a t t e r y - o p e r a t e d FM t r a n s m i t t e r w o r n b yt h e s u b j e c t . F r o m t h e t r a n s m i t t e r , t h e s i g n a l w a s p a s s e d t o t h e

c o m p u t e r , w h e r e t h e r a w EMG d a t a w e r e s a m p l e d w i t h af r e q u e n c y o f 2 5 0 0 H z . F o r e a c h t e s t t r i a l , we e m p l o y e dM y o r e s e a r c h s o f t w a r e ( N o r a x o n USA, I n c , S c o t t s d a l e , A Z ) t oc a l c u l a t e t h e o n s e t t i m e , a m p l i t u d e , a n d a r e a o f t h e f i r s tc o n t r a c t i o n s u b s e q u e n t t o l a n d i n g , f o r e a c h o f t h e 6 m u s c l e s .From t h e 3 t e s t t r i a l s , a m e a n s c o r e w a s c a l c u l a t e d a n d u s e d f o rd a t a a n a l y s i s . F o r t h i s i n v e s t i g a t i o n , o n s e t t i m e w a s d e f i n e d a st h e t i m e i n m i l l i s e c o n d s f r o m l a n d i n g , i n d i c a t e d b y c o n t a c tw i t h t h e f o o t s w i t c h , u n t i l t h e f i r s t m u s c l e c o n t r a c t i o n . Am u s c l e s i g n a l w a s c o n s i d e r e d a c o n t r a c t i o n i f i t e x c e e d e d t h es e t t r i g g e r l e v e l o f 10% o f t h e MVC.I n d u c t i o n o f M u s c u l a r F a t i g u e

U s i n g t h e B i o d e x I s o k i n e t i c D y n a m o m e t e r , t h e t e s t l e g k n e ej o i n t f l e x o r a n d e x t e n s o r m u s c u l a t u r e p e r f o r m e d m a x i m a le f f o r t c o n c e n t r i c c o n t r a c t i o n s u n t i l f a t i g u e o f t h e e x t e n s o rm u s c u l a t u r e w a s q u a n t i f i e d . H o w e v e r , b e f o r e t h e i n i t i a l i n d u c -t i o n o f m u s c u l a r f a t i g u e , c o n c e n t r i c p e a k t o r q u e o f t h e k n e ej o i n t e x t e n s o r s w a s d e t e r m i n e d . S e c u r e l y f a s t e n e d i n t o t h e t e s tc h a i r o f t h e B i o d e x w i t h t h e k n e e j o i n t o f t h e t e s t l i m b a l i g n e dw i t h t h e a x i s o f r o t a t i o n o f t h e d y n a m o m e t e r a n d t h e d i s t a ll o w e r l i m b s e c u r e d t o t h e d y n a m o m e t e r ' s t e s t a r m , s u b j e c t si n i t i a l l y c o m p l e t e d 5 m a x i m a l r e p e t i t i o n s o f k n e e j o i n t e x t e n -s i o n a n d f l e x i o n a t a c o n s t a n t a n g u l a r v e l o c i t y o f 1 8 0 / s . A f t e rt h e s u b j e c t ' s e x t e n s i o n p e a k t o r q u e w a s e s t a b l i s h e d , we c o n -d u c t e d t h e f i r s t t r e a t m e n t i n t e r v e n t i o n . T h i s t r e a t m e n t c o n s i s t e do f 3 b o u t s o f k n e e j o i n t f l e x i o n a n d e x t e n s i o n e x e r c i s e s w i t h a4 0 - s e c o n d i n t e r b o u t r e s t i n t e r v a l . T h e f i r s t a n d s e c o n d b o u t sw e r e c o m p o s e d o f 4 0 m a x i m a l e f f o r t r e p e t i t i o n s ; h o w e v e r ,s u b j e c t s p e r f o r m e d r e p e t i t i o n s i n t h e t h i r d s e t u n t i l t h e t o r q u ev a l u e o f 3 c o n s e c u t i v e r e p e t i t i o n s f e l l b e l o w 25% o f t h e i n i t i a lk n e e e x t e n s o r p e a k t o r q u e v a l u e . T h e n u m b e r o f r e p e t i t i o n sp e r m i t t e d i n t h e t h i r d b o u t w a s t r u n c a t e d a t 9 0 . To e n s u r ei d e n t i c a l t r e a t m e n t i n t e r v e n t i o n s , t h e n u m b e r o f r e p e t i t i o n sr e q u i r e d b y t h e s u b j e c t t o m e e t t h e e s t a b l i s h e d c r i t e r i a o f t h et h i r d b o u t w a s r e c o r d e d a n d u s e d i n t h e s e c o n d t r e a t m e n ti n t e r v e n t i o n .

T e s t i n g P r o c e d u r eUpon a r r i v a l a t t h e l a b o r a t o r y , s u b j e c t s c o m p l e t e d a d e t a i l e dq u e s t i o n n a i r e d e s i g n e d t o e n s u re c o m p l i a n c e w i t h t h e s u b j e c ti n c l u s i o n c r i t e r i a a n d g a t h e r d e m o g r a p h i c a n d s p o r t p a r t i c i p a -t i o n e x p e r i e n c e d a t a . O n c e s e l e c t e d f o r t h e s t u d y , e a c h s u b j e c t

was a s s i g n e d a r a n d o m i z e d o r d e r f o r p r e t r e a t m e n t d a t a c o l l e c -t i o n o f t h e 4 d e p e n d e n t v a r i a b l e s . A f t e r p r e t e s t i n g , s u b j e c t sp e r f o r m e d t h e f i r s t e x e r c i s e b o u t t o i n d u c e m u s c u l a r f a t i g u e .To ensure t h a t p o s t t e s t i n g measurements w e r e o b t a i n e d i n t h ef a t i g u e d s t a t e , o n l y 2 d e p e n d e n t v a r i a b l e s were a s s e s s e d a f t e rt h e f i r s t e x e r c i s e b o u t , w h i l e t h e o t h e r 2 were t e s t e d i m m e d i -a t e l y a f t e r t h e s e c o n d , i d e n t i c a l e x e r c i s e s e s s i o n . P o s t t e s t i n gs e s s i o n A m e a s u r e d k n e e j o i n t k i n e s t h e s i a a n d t h e n a n t e r i o rt i b i a l t r a n s l a t i o n , w h i l e p o s t t e s t i n g s e s s i o n B m e a s u r e d m u s c l ea c t i v i t y i n re s p o n s e t o l a n d i n g f o l l o w e d b y t h e s i n g l e - l e gb a l a n c e a s s e s s m e n t . To n e g a t e a n y c o m p o u n d i n g f a t i g u e e f -f e c t s , p o s t t e s t i n g s e s s i o n s A a n d B were c o u n t e r b a l a n c e dw i t h i n s e x .

D a t a A n a l y s i sT w e n t y - t w o b a l a n c e d a n a l y s e s o f v a r i a n c e (ANOVAs),t a k i n g i n t o a c c o u n t v a r i a t i o n s d u e t o t h e i n d i v i d u a l , t h e

t r e a t m e n t , a n d s e x , w e r e p e r f o r m e d t o d e t e r m i n e w h e t h e r t h et r e a t m e n t i n t e r v e n t i o n o f m u s c u l a r f a t i g u e h a d a s i g n i f i c a n te f f e c t o n t h e d e p e n d e n t v a r i a b l e s . B a s e d o n q u a n t i t i e s o b t a i n e df r o m t h e r e s u l t o f t h e ANOVAs, l i n e a r c o n t r a s t s were per-f o r m e d t o d e t e r m i n e w h e t h e r t h e re s p o n s e i n m a l e s d u e t oe x e r c i s e was e q u a l t o t h e re s p o n s e i n f e m a l e s d u e t o e x e r c i s e .A p r e s e t a l e v e l o f P < . 0 5 was s e l e c t e d t o d e t e r m i n e s t a t i s t i c a ls i g n i f i c a n c e .

RESULTST h e p r e t r e a t m e n t a n d p o s t t r e a t m e n t mean t e s t scores, b y

group, f o r t h e d e p e n d e n t m e a s u r e s o f a n t e r i o r t i b i a l t r a n s l a t i o n ,TTDPM m o v i n g i n t o e x t e n s i o n , TTDPM m o v i n g i n t o f l e x i o n ,s i n g l e - l e g b a l a n c e , a n d E M G - o b t a i n e d m u s c l e a c t i v i t y o f 6 t e s tm u s c l e s i n re s p o n s e t o l a n d i n g are p r e s e n t e d i n T a b l e s 1t h r o u g h 6 , r e s p e c t i v e l y . I n o r d e r t o a c c u r a t e l y a n d e f f e c t i v e l yp r e s e n t t h e d a t a a n d r e s u l t s o f t h i s i n v e s t i g a t i o n , T a b l e s 1t h r o u g h 6 c o n t a i n , w i t h p e r m i s s i o n , t h e p r e v i o u s l y p u b l i s h e dp r e t r e a t m e n t d a t a . 2 7

W h i l e r e s u l t s o f t h e d a t a a n a l y s i s r e v e a l e d t h a t i s o k i n e t i c a l l yi n d u c e d m u s c u l a r f a t i g u e d i d n o t s i g n i f i c a n t l y a f f e c t a n t e r i o rt i b i a l t r a n s l a t i o n , l o w e r e x t r e m i t y b a l a n c e , o r TTDPM m o v i n gT a b l e 1 . E f f e c t o f M u s c u l a r F a t i g u e o n A n t e r i o r T i b i a l T r a n s l a t i o n( M e a n S D )G r o u p P r e t r e a t m e n t * ( m m ) P o s t t r e a t m e n t ( m m )F e m a l e 6 . 0 5 1 . 4 6 6 . 0 6 1 . 2 3M a l e 4 . 8 0 1 . 5 3 5 . 5 3 1 . 6 6* P r e t r e a t m e n t d a t a r e p r i n t e d w i t h t h e p e r m i s s i o n o f t h e A m e r i c a nJ o u r n a l o f S p o r t s M e d i c i n e . 2 7



5/9

T a b l e 2 . E f f e c t o f M u s c u l a r F a t i g u e o n J o i n t K i n e s t h e s i a ( M e a n S D ) i n D e g r e e s o f A n g u l a r M o t i o nT e s t G r o u p P r e t r e a t m e n t * P o s t t r e a t m e n tTTDPMt i n t o F l e x i o n F e m a l e 2 . 8 1 2 . 5 4 3 . 7 2 2 . 4 7

M a l e 1 . 8 9 0 . 5 7 2 . 4 5 1 . 1 4TTDPM i n t o E x t e n s i o n F e m a l e 2 . 9 5 1 . 4 7 4 . 4 8 3 . 2 0 tM a l e 2 . 1 1 0 . 6 3 2 . 8 2 1 . 2 9* P r e t r e a t m e n t d a t a r e p r i n t e d w i t h t h e p e r m i s s i o n o f t h e A m e r i c a nJ o u m a l o f S p o r t s M e d i c i n e . 2 7t TTDPM i n d i c a t e s t h r e s h o l d t o d e t e c t i o n o f p a s s i v e m o t i o n .$ I n d i c a t e s s i g n i f i c a n t o v e r a l l t r e a t m e n t e f f e c t ( P s . 0 5 ) .

T a b l e 3 . E f f e c t o f M u s c u l a r F a t i g u e o n S i n g l e - L e g B a l a n c e( M e a n S D ) i n D e g r e e s o f A n g u l a r M o t i o nG r o u p P r e t r e a t m e n t * P o s t t r e a t m e n tF e m a l e 3 . 2 7 1 . 4 4 3 . 3 7 1 . 4 6M a l e 6 . 0 0 3 . 0 6 6 . 5 7 2 . 7 4* P r e t r e a t m e n t d a t a r e p r i n t e d w i t h t h e p e r m i s s i o n o f t h e A m e r i c a nJ o u r n a l o f S p o r t s M e d i c i n e . 2 7

i n t o k n e e f l e x i o n , m u s c u l a r f a t i g u e s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e dTTDPM m o v i n g i n t o e x t e n s i o n ( F 1 4 9 = 6 . 5 0 , P = . 0 1 4 ) .H o w e v e r , t h i s d e c r e a s e i n t h e a b i l i t y t o d e t e c t p a s s i v e k n e ej o i n t m o t i o n m o v i n g i n t o e x t e n s i o n w a s n o t s i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n t b e t w e e n t h e g r o u p s .R e s u l t s o f t h e EMG d a t a a n a l y s i s r e v e a l e d t h a t , o v e r a l l ,i s o k i n e t i c a l l y i n d u c e d m u s c u l a r f a t i g u e s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e dt h e o n s e t o f c o n t r a c t i o n t i m e o f t h e m e d i a l h a m s t r i n g ( F 1 4 9 =1 3 . 1 0 , P = . 0 0 1 ) a n d l a t e r a l g a s t r o c n e m i u s ( F 1 4 9 = 5 . 6 2 , P =. 0 2 2 ) m u s c l e s , a l t h o u g h t h e r e w e r e n o s i g n i f i c a n t g r o u p d i f -f e r e n c e s . M u s c u l a r f a t i g u e d i d n o t s i g n i f i c a n t l y a f f e c t t h e o n s e to f c o n t r a c t i o n t i m e o f a n y o f t h e o t h e r t e s t e d m u s c l e s o r t h ea m p l i t u d e o f t h e f i r s t c o n t r a c t i o n o f a n y o f t h e 6 s a m p l e dm u s c l e s . F o r b o t h m a l e s a n d f e m a l e s , m u s c u l a r f a t i g u e s i g n i f -i c a n t l y i n c r e a s e d t h e f i r s t c o n t r a c t i o n a r e a o f t h e v a s t u sm e d i a l i s ( F 1 , 4 9 = 6 . 3 5 , P = . 0 1 5 ) a n d v a s t u s l a t e r a l i s ( F 1 , 4 9 =1 3 . 1 0 , P = . 0 0 1 ) m u s c l e s . A d d i t i o n a l l y , t h e v a s t u s l a t e r a l i sT a b l e 4 . E f f e c t o f M u s c u l a r F a t i g u e on O n s e t T i m e o f F i r s tC o n t r a c t i o n ( M e a n S D )

P r e t r e a t m e n t P o s t t r e a t m e n tS a m p l e d M u s c l e G r o u p ( m s ) * ( i n s )V a s t u s m e d i a l i s F e m a l e 3 9 . 2 0 5 6 . 6 6 5 1 . 9 7 1 1 3 . 5 3

M a l e 3 0 . 6 0 5 1 . 9 8 2 4 . 1 8 3 6 . 4 6V a s t u s l a t e r a l i s F e m a l e 4 0 . 5 1 2 8 . 2 1 3 6 . 2 7 t 1 9 . 8 5M a l e 5 2 . 9 4 7 0 . 5 9 2 9 . 7 7 3 2 . 1 7

M e d i a l h a m s t r i n g t F e m a l e 1 7 5 . 5 7 1 0 8 . 5 6 3 0 8 . 6 0 1 7 9 . 4 7M a l e 1 8 2 . 4 4 9 1 . 8 8 2 7 7 . 6 5 1 4 6 . 1 4L a t e r a l h a m s t r i n g F e m a l e 1 8 7 . 0 1 1 3 3 . 1 9 2 4 3 . 3 6 1 8 4 . 0 9M a l e 2 1 7 . 6 3 1 0 8 . 9 5 2 9 8 . 9 4 2 2 7 . 2 8M e d i a l g a s t r o c n e m i u s F e m a l e 2 4 1 . 1 0 1 4 1 . 5 7 1 2 0 . 8 5 1 1 1 . 4 8

M a l e 2 8 9 . 0 9 1 7 7 . 9 6 3 0 0 . 2 8 1 6 3 . 7 9L a t e r a l g a s t r o c n e m i u s t F e m a l e 1 9 3 . 9 0 1 5 5 . 3 3 2 6 5 . 8 2 1 2 8 . 2 2M a l e 1 4 4 . 1 9 9 8 . 5 8 2 4 2 . 7 9 1 8 9 . 5 7* P r e t r e a t m e n t d a t a r e p r i n t e d w i t h t h e p e r m i s s i o n o f t h e A m e n i c a nJ o u r n a l o f S p o r t s M e d i c i n e . 2 7t I n d i c a t e s s i g n i f i c a n t o v e r a l l t r e a t m e n t e f f e c t ( P s . 0 5 ) .

T a b l e 5 . E f f e c t o f M u s c u l a r F a t i g u e o n F i r s t C o n t r a c t i o nA m p l i t u d e ( M e a n S D )

P r e t r e a t m e n t P o s t t r e a t m e n tS a m p l e d M u s c l e G r o u p ( m V ) * ( m V )V a s t u s m e d i a l i s F e m a l e 3 6 1 . 6 5 2 5 5 . 4 9 3 6 9 . 9 0 2 0 3 . 7 8

M a l e 2 9 0 . 8 7 1 7 3 . 6 2 4 4 4 . 1 7 2 7 7 . 5 5V a s t u s l a t e r a l i s F e m a l e 3 1 5 . 8 2 1 6 2 . 2 4 3 0 7 . 73 9 9 . 2 5M a l e 2 9 8 . 0 0 2 3 1 . 2 7 4 2 1 . 4 7 2 8 7 . 8 3M e d i a l h a m s t r i n g F e m a l e 1 6 3 . 4 9 8 4 . 4 5 1 3 3 . 8 3 8 8 . 6 3

M a l e 1 3 4 . 2 0 6 6 . 3 3 1 2 4 . 7 5 6 9 . 7 1L a t e r a l h a m s t r i n g F e m a l e 1 5 6 . 0 0 7 2 . 5 9 1 6 5 . 8 6 1 0 3 . 7 2M a l e 8 4 . 8 4 4 3 . 4 7 9 7 . 7 4 8 5 . 4 0

M e d i a l g a s t r o c n e m i u s F e m a l e 2 2 5 . 8 6 2 2 3. 35 2 3 3 . 93 1 5 5 . 4 9M a l e 1 3 4 . 1 3 7 4 . 7 0 1 4 1 . 6 8 9 1 . 3 6L a t e r a l g a s t r o c n e m i u s F e m a l e 1 3 1 . 7 2 6 4 . 9 0 1 4 0 . 0 0 1 3 0 . 9 8M a l e 1 6 1 . 4 5 7 3 . 8 2 1 8 3 . 7 8 1 5 0 . 9 5

* P r e t r e a t m e n t d a t a r e p r i n t e d w i t h t h e p e r m i s s i o n o f t h e A m e r i c a nJ o u m a l o f S p o r t s M e d i c i n e . 2 7T a b l e 6 . E f f e c t o f M u s c u l a r F a t i g u e on t h e F i r s t C o n t r a c t i o n A r e a( M e a n S D ) P r e t r e a t m e n t P o s t t r e a t m e n tS a m p l e d M u s c l e G r o u p ( m V s ) * ( m V * s )V a s t u s m e d i a l i s t F e m a l e 3 5 . 3 6 1 8 . 9 3 4 4 . 3 9 2 5 . 3 6M a l e 3 6 . 0 5 3 3 . 5 3 6 3 . 4 7 4 7 . 8 0V a s t u s l a t e r a l i s t l F e m a l e 2 7 . 7 5 1 4 . 0 0 3 5 . 5 0 1 0 . 8 9

M a l e 2 8 . 5 9 2 7 . 8 0 6 3 . 4 7 5 1 . 4 8M e di a l h a m s t r i n g F e m a l e 7 . 9 1 6 . 0 4 6 . 3 7 6 . 2 8

M a l e 7 . 3 9 6 . 2 0 4 . 7 5 4 . 8 6L a t e r a l h a m s t r i n g F e m a l e 1 0 . 7 8 8 . 3 4 1 2 . 5 2 9 . 5 2M a l e 2 . 8 2 2 . 6 6 1 . 8 5 1 . 3 9

M e d i a l g a s t r o c n e m i u s F e m a l e 1 2 . 6 3 1 5 . 4 3 1 2 . 7 2 1 5 . 9 0M a l e 6 . 4 7 5 . 4 2 6 . 7 2 7 . 5 3L a t e r a l g a s t r o c n e m i u s F e m a l e 6 . 2 4 5 . 8 0 5 . 7 7 5 . 2 0M a l e 9 . 7 6 1 0 . 4 3 6 . 1 5 4 . 8 8* P r e t r e a t m e n t d a t a r e p r i n t e d w i t h t h e p e r m i s s i o n o f t h e A m e r i c a nJ o u m a l o f S p o r t s M e d i c i n e .

t I n d i c a t e s s i g n i f i c a n t o v e r a l l t r e a t m e n t e f f e c t ( P - . 0 5 ) .t I n d i c a t e s s i g n i f i c a n t s e x - b y - t r e a t m e n t i n t e r a c t i o n .a r e a i n c r e a s e i n r e s p o n s e t o f a t i g u e w a s s i g n i f i c a n t l y g r e a t e rf o r t h e m a l e s c o m p a r e d w i t h t h e f e m a l e s .DISCUSSIONWe c o n d u c t e d t h i s r e s e a r c h i n v e s t i g a t i o n t o e x a m i n e t h ee f f e c t o f m u s c u l a r f a t i g u e o n t h e k n e e j o i n t l a x i t y , k i n e s t h e s i a ,

b a l a n c e , a n d m u s c u l a r a c t i v i t y o f m a l e a n d f e m a l e a t h l e t e sp a r t i c i p a t i n g i n t h e c o l l e g i a t e s p o r t s o f s o c c e r a n d b a s k e t b a l l .S i n c e e p i d e m i o l o g i c d a t a h a v e e s t a b l i s h e d t h a t f e m a l e s p a r t i c -i p a t i n g i n t h e s e s p o r t s a r e s u s t a i n i n g ACL i n j u r i e s 2 t o 8 t i m e sm o r e f r e q u e n t l y t h a n t h e i r m a l e c o u n t e r p a r t s , we w e r e p a r t i c -u l a r l y i n t e r e s t e d i n d e t e r m i n i n g w h e t h e r t h e e f f e c t s o f f a t i g u ew o u l d b e m o r e p r o n o u n c e d i n f e m a l e a t h l e t e s t h a n i n m a l e sp a r t i c i p a t i n g i n t h e s a m e s p o r t . l - 1 0 I t w a s h y p o t h e s i z e d t h a t , a sa d i r e c t r e s u l t o f m u s c u l a r f a t i g u e o r s e c o n d a r y t o i n c r e a s e dj o i n t l a x i t y , s u b j e c t s w o u l d d e m o n s t r a t e a b e r r a t i o n s i n j o i n tp r o p r i o c e p t i o n a n d a l t e r a t i o n s i n j o i n t - s t a b i l i z i n g m u s c l e a c -t i v i t y . We a l s o h y p o t h e s i z e d t h a t t h e s e e f f e c t s w o u l d b e

1 1 0 V o l u m e 3 4 * Number 2 * J u n e 1 9 9 9


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s i g n i f i c a n t l y g r e a t e r f o r t h e f e m a l e s u b j e c t s c o m p a r e d w i t h t h em a l e s .F o r a l l s u b j e c t s , m u s c u l a r f a t i g u e w a s i n d u c e d i n t h e k n e ej o i n t m u s c u l a t u r e b y h a v i n g s u b j e c t s p e r f o r m m u l t i p l e c o n c e n -t r i c f l e x i o n a n d e x t e n s i o n c o n t r a c t i o n e x e r c i s e s u s i n g t h e

B i o d e x I s o k i n e t i c D y n a m o m e t e r . We s e l e c t e d a n i s o k i n e t i cd y n a m o m e t e r a s t h e m e a n s o f i n d u c i n g m u s c u l a r f a t i g u eb e c a u s e o f i t s a b i l i t y t o q u a n t i f y m u s c l e f o r c e p r o d u c t i o n .S i n c e t h e d e g r e e o f f a t i g u e w a s q u a n t i f i e d b y t h e s u b j e c t ' sc o m p l e t i n g k n e e f l e x i o n a n d e x t e n s i o n e x e r c i s e s u n t i l t h e k n e ee x t e n s o r s w e r e a b l e t o p r o d u c e o n l y 25% o f t h e i r i n i t i a l p e a kt o r q u e , d a t a c o m p a r i s o n s c o u l d b e m a d e b e t w e e n s u b j e c t s a n dg r o u p s . T r a d i t i o n a l l y , m u s c u l a r f a t i g u e h a s b e e n d e f i n e d a s t h ei n a b i l i t y t o g e n e r a t e f o r c e a n d h a s b e e n c h a r a c t e r i z e d n o t o n l yb y a l o s s o f f o r c e - p r o d u c t i o n c a p a b i l i t y , b u t a l s o b y l o c a l i z e dd i s c o m f o r t a n d p a i n . B a s e d o n t h i s d e f i n i t i o n , we f e e l o u rs u b j e c t s ' k n e e j o i n t m u s c u l a t u r e w a s f a t i g u e d , s i n c e t h e q u a d -r i c e p s m u s c u l a t u r e d e m o n s t r a t e d a n i n a b i l i t y t o p r o d u c e ap r e s e t a m o u n t o f f o r c e . U n f o r t u n a t e l y , we d i d n o t n o t e t h eq u a n t i t y o f f o r c e p r o d u c e d b y t h e h a m s t r i n g m u s c u l a t u r e a t t h et i m e t h e q u a d r i c e p s m u s c u l a t u r e a t t a i n e d o u r p r e d e f i n e d p o i n to f f a t i g u e .

B e f o r e a n d a f t e r t h e t r e a t m e n t o f m u s c u l a r f a t i g u e , t h e 4d e p e n d e n t v a r i a b l e s o f a n t e r i o r t i b i a l t r a n s l a t i o n , k i n e s t h e s i a ,b a l a n c e , a n d m u s c u l a r a c t i v i t y d u r i n g a l a n d i n g t a s k w e r em e a s u r e d . I n r e s p o n s e t o m u s c u l a r f a t i g u e , s u b j e c t s d e m o n -s t r a t e d a n o v e r a l l d e c r e a s e i n t h e a b i l i t y t o d e t e c t j o i n t m o t i o nm o v i n g i n t o t h e d i r e c t i o n o f e x t e n s i o n , a n i n c r e a s e i n t h e o n s e tt i m e o f c o n t r a c t i o n f o r t h e m e d i a l h a m s t r i n g a n d l a t e r a lg a s t r o c n e mi u s m u s c l e s i n r e s p o n s e t o l a n d i n g a j u m p , a n d a ni n c r e a s e i n t h e EMG a r e a o f t h e f i r s t c o n t r a c t i o n o f t h e v a s t u sm e d i a l i s a n d v a s t u s l a t e r a l i s m u s c l e s w h e n l a n d i n g a j u m p . I na d d i t i o n , t h e i n c r e a s e i n EMG a r e a o f t h e v a s t u s l a t e r a l i s a f t e rf a t i g u e w a s g r e a t e r f o r t h e m a l e a t h l e t e s c o m p a r e d w i t h t h ef e m a l e s .

W h i l e m u s c u l a r f a t i g u e f a i l e d t o s i g n i f i c a n t l y a l t e r k n e e j o i n tl a x i t y i n t h e s u b j e c t s i n o u r s t u d y , o t h e r a u t h o r s a g r e e t h a t k n e el i g a m e n t o u s s t r u c t u r e s p r o b a b l y u n d e r g o s o m e i n c r e a s e i nl a x i t y d u r i n g e x e r c i s e , t h e r e b y p l a c i n g a t h l e t e s a t r i s k f o rl i g a m e n t o u s i n j u r y . 2 8 - 3 1 3 7 T h e e x e r c i s e p r o t o c o l s s e l e c t e d f o rm a n y s t u d i e s o f k n e e j o i n t l a x i t y s u b j e c t t h e k n e e j o i n t t or e p e t i t i v e s t r e s s e s a t a h i g h s t r a i n r a t e , s u c h a s o c c u r s w h i l er u n n i n g , c u t t i n g , j u m p i n g , a n d p e r f o r m i n g o t h e r s p o r t p a r t i c i -p a t i o n s k i l l s . S k i n n e r e t a 1 2 9 d o c u m e n t e d a s i g n i f i c a n t i n c r e a s ei n a n t e r i o r k n e e l a x i t y i n m a l e s a s a r e s u l t o f a n e x e r c i s ep r o t o c o l d e s i g n e d t o p r o du c e m u s c u l a r f a t i g u e . S i m i l a rc h a n g e s i n l i g a m e n t o u s l a x i t y a s a r e s u l t o f e x e r c i s e h a v e b e e nd e m o n s t r a t e d b y o t h e r r e s e a r c h e r s . 3 1 ' 3 7 I n r e s p o n s e t o r u n n i n g5 . 6 3 5 km ( 3 . 5 m i l e s ) , S t o l l e r e t a 1 3 7 d e m o n s t r a t e d i n c r e a s e s i nt o r s i o n a l k n e e j o i n t l a x i t y m e a s u r e m e n t s t h a t r e ma i n e d a b o v eb a s e l i n e 5 2 m i n u t e s a f t e r c e s s a t i o n o f e x e r c i s e . F e m a l e a t h l e t e sh a v e d e m o n s t r a t e d i n c r e a s e s i n a n t e r i o r , p o s t e r i o r , a n d t o t a la n t e r i o r - p o s t e r i o r l a x i t y a f t e r s p o r t p a r t i c i p a t i o n . 2 8 ' 3 0 I n v e s t i -g a t i n g t h e e f f e c t o f p l a y i n g b a s k e t b a l l , r u n n i n g , a n d p e r f o r m i n gs q u a t p o w e r l i f t s o n k n e e j o i n t l a x i t y , S t e i n e r e t a l 3 0 d e m o n -

s t r a t e d a n i n c r e a s e i n k n e e j o i n t l a x i t y o f f e m a l e b a s k e t b a l lp l a y e r s a n d r u n n e r s s u b s e q u e n t t o s p o r t p a r t i c i p a t i o n , b u t f a i l e dt o s h o w e d i n c r e a s e d l a x i t y i n s u b j e c t s who p e r f o r m e d s q u a tp o w e r l i f t s o r i n t h e s e d e n t a r y c o n t r o l g r o u p . S a k a i e t a 1 2 8p e r i o d i c a l l y m e a s u r e d t h e a n t e r i o r k n e e l a x i t y o f f e m a l es e m i p r o f e s s i o n a l b a s k e t b a l l p l a y e r s d u r i n g t h e c o u r s e o f at y p i c a l d a y . A n t e r i o r l a x i t y d i d n o t c h a n g e d u r i n g t h e s e d e n t a r yw o r k i n g h o u r s o f t h e s u b j e c t s b u t i n c r e a s e d s i g n i f i c a n t l y w i t hg a m e - s t y l e b a s k e t b a l l p a r t i c i p a t i o n a n d r e m a i n e d a b o v e b a s e -l i n e 9 0 m i n u t e s a f t e r e x e r c i s e .I n c r e a s e s i n j o i n t l a x i t y s u b s e q u e n t t o e x e r c i s e a r e s u g g e s t e dt o b e p r i m a r i l y d u e t o t h e f a c t t h a t j o i n t s t r u c t u r e s , p a r t i c u l a r l yt h e l i g a m e n t s , e x h i b i t v i s c o e l a s t i c c h a r a c t e r i s t i c s . 5 0 L i g a m e n t sa r e c o m p o s e d o f c o l l a g e n a n d o t h e r s t r u c t u r a l p r o t e i n s , a n d ,t h e r e f o r e , w h e n s t r e s s e d , r e s p o n d i n a t i m e - d e p e n d e n t a n ds t r e s s - d e p e n d e n t m a n n e r . 3 0 ' 3 1 ' 5 ' When s u b j e c t e d t o c y c l i ce l o n g a t i o n , a s o c c u r s w i t h w a l k i n g o r r u n n i n g , t h e v i s c o e l a s t i cp r o p e r t i e s o f a l i g a m e n t d i s p l a y a t i m e - d e p e n d e n t d e c r e a s e i nl o a d . T h i s d e c r e a s e i n l o a d , w h i c h e s s e n t i a l l y p r o t e c t s t h el i g a m e n t f r o m f a i l u r e b y c o n t i n u a l l y d e c r e a s i n g s t r e s s , i sd e m o n s t r a t e d c l i n i c a l l y w i t h i n c r e a s e d l i g a m e n t o u s l a x i t y . 5 0

B a s e d o n t h i s c o n c e p t , we p r o p o s e d t h a t a n e x e r c i s e p r o t o c o lt o i n d u c e m u s c u l a r f a t i g u e , w h i c h s u b j e c t e d t h e k n e e j o i n t t or e p e t i t i v e o r c y c l i c s t r e s s , w o u l d i n c r e a s e j o i n t l a x i t y . How-e v e r , o u r s t u d y s h o w e d t h a t k n e e j o i n t l a x i t y d i d n o t s i g n i f i -c a n t l y i n c r e a s e a f t e r m u s c l e - f a t i g u i n g e x e r c i s e . T h i s l a c k o f as i g n i f i c a n t i n c r e a s e i n j o i n t l a x i t y f o l l o w i n g e x e r c i s e i s c o n -s i s t e n t w i t h t h e r e s u l t s o f S t e i n e r e t a l , 3 0 who d e m o n s t r a t e d n os i g n i f i c a n t i n c r e a s e i n j o i n t l a x i t y a f t e r p h y s i c a l a c t i v i t i e s t h a tp l a c e d h i g h c o m p r e s s i v e l o a d s o n t h e j o i n t . E v e n t h o u g hi s o k i n e t i c e x e r c i s e , s u c h a s we u s e d i n t h i s i n v e s t i g a t i o n ,s u b j e c t s t h e k n e e t o r e p e t i t i v e s t r e s s , t h e r e s u l t a n t j o i n t f o r c e smay b e m o r e c o m p r e s s i v e t h a n s h e a r i n g i n n a t u r e . T h e d y -n a m i c f o r c e s o c c u r r i n g t o t h e k n e e j o i n t d u r i n g i s o k i n e t i ce x e r c i s e h a v e b e e n i n v e s t i g a t e d a n d r e l a t e d t o a c t i v i t i e s o fd a i l y l i v i n g , s u c h a s w a l k i n g , s t a i r c l i m b i n g , a n d r i s i n g f r o m ac h a i r . 5 2 ' 5 3 K a u f m a n e t a 1 5 2 d e t e r m i n e d t h e p e a k t i b i o f e m o r a lj o i n t c o m p r e s s i o n f o r c e a n d t h e p e a k a n t e r i o r s h e a r f o r c ed u r i n g i s o k i n e t i c k n e e f l e x i o n a n d e x t e n s i o n e x e r c i s e s a t1 8 0 / s , t h e s a m e a n g u l a r v e l o c i t y u s e d i n o u r s t u d y . T h e yc o n c l u d e d t h a t i s o k i n e t i c e x e r c i s e r e s u l t e d i n a c o m p r e s s i v ej o i n t f o r c e t h a t i s r o u g h l y e q u i v a l e n t t o a s c e n d i n g o r d e s c e n d -i n g s t a i r s a n d a n a n t e r i o r s h e a r f o r c e a p p r o x i m a t e l y e q u a l t ot h a t o c c u r r i n g d u r i n g w a l k i n g . T h e s e f i n d i n g s s u g g e s t t h a ti s o k i n e t i c f l e x i o n a n d e x t e n s i o n e x e r c i s e s d o n o t s i m u l a t e t h ej o i n t f o r c e s o c c u r r i n g d u r i n g a c t i v i t i e s o f s p o r t p a r t i c i p a t i o n .T h e r e f o r e , t h i s m e t h o d o f i nd u c i n g m u s c u l a r f a t i g u e maye f f e c t i v e l y c r e a t e f a t i g u e d m u s c u l a t u r e w i t h o u t r e p l i c a t i n g t h ej o i n t f o r c e s a s s o c i a t e d w i t h s p o r t a c t i v i t i e s s u c h a s r u n n i n g ,c u t t i n g , a n d j u m p i n g , w h i c h a p p e a r t o b e n e c e s s a r y t o i n d u c ea l t e r a t i o n s i n l i g a m e n t l a x i t y .A f t e r m u s c l e - f a t i g u i n g e x e r c i s e , o u r s u b j e c t s d e m o n s t r a t e d as i g n i f l c a n t d e c r e a s e i n k n e e j o i n t k i n e s t h e s i a , s p e c i f i c a l l y t h ea b i l i t y t o d e t e c t j o i n t m o t i o n w h e n m o v i n g i n t o t h e d i r e c t i o n o fk n e e e x t e n s i o n . T h i s d e c r e a s e i n j o i n t k i n e s t h e s i a c o n t r a d i c t s



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t h e w o r k o f S k i n n e r e t a l , 2 9 w h o , i n t h e i r s t u d y i n v e s t i g a t i n gt h e p r i m a r y r e c e p t o r s f o r j o i n t p o s i t i o n s e n s e , c o n c l u d e d t h a tm u s c u l a r f a t i g u e d i d n o t s i g n i f i c a n t l y a l t e r k n e e j o i n t k i n e s -t h e s i a . S i n c e t h i s o b s e r v e d d e c r e a s e i n j o i n t k i n e s t h e s i a o c -c u r r e d i n t h e a b s e n c e o f i n c r e a s e d j o i n t l a x i t y , a m e c h a n i s mo t h e r t h a n i n c r e a s e d j o i n t l a x i t y i s r e s p o n s i b l e . H o w e v e r , s u c ha m e c h a n i s m i s n o t c u r r e n t l y e x p l a i n a b l e a n d a p p e a r s t o b e a sy e t u n s u p p o r t e d i n t h e l i t e r a t u r e . M o r e i m p o r t a n t l y , o u r f i n d -i n g s s u g g e s t t h a t m u s c u l a r f a t i g u e a l t e r s k i n e s t h e s i a , t h e a b i l i t yt o s e n s e j o i n t m o t i o n , i n b o t h m a l e a n d f e m a l e b a s k e t b a l l a n ds o c c e r p l a y e r s . S i n c e d e f i c i t s i n k n e e j o i n t k i n e s t h e s i a mayr e f l e c t a j o i n t u n a b l e t o s e n s e , a n d p e r h a p s r e s p o n d t o , j o i n tf o r c e s , t h e s e a t h l e t e s may b e a t i n c r e a s e d r i s k o f l i g a m e n t o u st r a u m a . W h i l e t h e s e i n f e r e n c e s a r e p u r e l y s p e c u l a t i v e , t h er e s u l t s o f o u r s t u d y d o d e m o n s t r a t e t h a t m a l e a n d f e m a l eb a s k e t b a l l a n d s o c c e r p l a y e r s e x p e r i e n c e d e f i c i t s i n p r o p r i o -c e p t i o n , s e c o n d a r y t o m u s c u l a r f a t i g u e , t o a s i m i l a r d e g r e e .

W h i l e t h e a b i l i t y t o s e n s e j o i n t m o t i o n w a s a l t e r e d a s a r e s u l to f m u s c u l a r f a t i g u e , t h e a b i l i t y t o r e s p o n d t o j o i n t m o t i o n , a sq u a n t i f i e d t h r o u g h b a l a n c e a s s e s s m e n t , w a s n o t s i g n i f i c a n t l ya f f e c t e d . O u r s u b j e c t s ' l a c k o f b a l a n c e a b i l i t y c h a n g e a s ar e s u l t o f m u s c u l a r f a t i g u e c o n t r a d i c t s t h e r e s u l t s r e p o r t e d b yJ o h n s t o n e t a l , 3 3 who u s e d a n o t h e r c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l eb a l a n c e t r a i n i n g d e v i c e ( K A T , B r e g , I n c , S a n M a r c o s , C A ) t od e m o n s t r a t e a s i g n i f i c a n t d e c r e a s e i n l o w e r e x t r e m i t y b a l a n c ea b i l i t y s u b s e q u e n t t o a n i s o k i n e t i c e x e r c i s e p r o g r a m d e s i g n e dt o i n d u c e m u s c u l a r f a t i g u e . O n e p l a u s i b l e e x p l a n a t i o n f o r o u rf i n d i n g s o f n o s i g n i f i c a n t d e c r e a s e i n b a l a n c e a b i l i t y a f t e rf a t i g u e may r e l a t e t o o u r m e t h o d o f m e a s u r i n g a n d q u a l i f y i n gs i n g l e - l e g b a l a n c e a b i l i t y . We c h o s e t o u s e a c o m m e r c i a l l ya v a i l a b l e b a l a n c e t e s t i n g a n d t r a i n i n g d e v i c e , w h i c h p r o v i d e du s a m e a n s o f o b j e c t i v e l y q u a n t i f y i n g b a l a n c e a b i l i t y , b u t t h ec o m p u t e r - g e n e r a t e d v a l u e we s e l e c t e d f o r q u a n t i f y i n g b a l a n c emay n o t h a v e b e e n s e n s i t i v e e n o u g h t o d e t e c t s u b t l e c h a n g e s .F o r o u r i n v e s t i g a t i o n , e a c h b a l a n c e t e s t w a s q u a l i f i e d w i t h ac o m p u t e r - g e n e r a t e d s t a b i l i t y i n d e x v a l u e , w h i c h w a s c a l c u -l a t e d b y a s s e s s i n g t h e t i m e a n d d e g r e e t h e p l a t f o r m w a s o u t o fl e v e l , w i t h o u t c o n s i d e r a t i o n t o t h e d i r e c t i o n o f p l a t f o r m d i s -p l a c e m e n t . T h e r e f o r e , s u b j e c t s c o u l d d e m o n s t r a t e 2 m a r k e d l yd i f f e r e n t m e a n s o f m a i n t a i n i n g b a l a n c e w i t h o u t d e m o n s t r a t i n gc h a n g e s i n t h e c o m p u t e r - g e n e r a t e d s t a b i l i t y i n d e x v a l u e . F o re x a m p l e , a s u b j e c t a t t e m p t i n g t o m a i n t a i n b a l a n c e c o u l d w a v e rm e d i a l l y a n d l a t e r a l l y f o r t h e e n t i r e t i m e d u r i n g 1 t e s t t r i a l a n dt h e n w a i v e r e x c l u s i v e l y a n t e r i o r l y a n d p o s t e r i o r l y f o r t h es e c o n d t r i a l , a n d t h e d e v i c e w o u l d g e n e r a t e v e r y s i m i l a rs t a b i l i t y i n d e x v a l u e s f o r t h e s e 2 t r i a l s . T h i s t e s t i n g d e v i c e ,h o w e v e r , c a l c u l a t e s a n d d i s p l a y s a m e d i a l - l a t e r a l t i l t v a l u e ,w h i c h i s c a l c u l a t e d b y a s s e s s i n g t h e t i m e a n d d e g r e e t h ep l a t f o r m i s m e d i a l l y a n d l a t e r a l l y t i l t e d , a s w e l l a s a n a n t e r i o r -p o s t e r i o r t i l t v a l u e , w h i c h i s c a l c u l a t e d b y a s s e s s i n g t h e t i m ea n d d e g r e e t h e p l a t f o r m i s a n t e r i o r l y a n d p o s t e r i o r l y t i l t e d .T h e r e f o r e , we m i g h t h a v e b e e n a b l e t o d e t e c t a n y e x i s t i n ga l t e r a t i o n s i n b a l a n c i n g a s a r e s u l t o f m u s c u l a r f a t i g u e h a d wee x t r a c t e d t h e c o m p u t e r - g e n e r a t e d m e d i a l - l a t e r a l t i l t a n d a n t e -r i o r - p o s t e r i o r t i l t d a t a f r o m t h e t e s t i n g d e v i c e .

E v e n t h o u g h m u s c u l a r f a t i g u e di d n o t s i g n i f i c a n t l y a l t e r t h es u b j e c t s ' a b i l i t y t o r e s p o n d t o j o i n t f o r c e s w h e n m e a s u r e d w i t hl o w e r e x t r e m i t y b a l a n c e , E M G - a s s e s s e d m u s c l e a c t i v i t y w a ss i g n i f i c a n t l y a f f e c t e d b y t h e m u s c u l a r f a t i g u e p r o t o c o l . P r e v i -o u s l y d o c u m e n t e d EMG c h a n g e s r e s u l t i n g f r o m m u s c u l a rf a t i g u e h a v e p r i m a r i l y b e e n t h e p r o d u c t o f i n v e s t i g a t i o n s o fEMG a c t i v i t y i n r e s p o n s e t o s u s t a i n e d o r i s o m e t r i c - t y p ec o n t r a c t i o n s . 5 4 - 5 8 H o w e v e r , o u r i n v e s t i g a t i o n u s e d EMG t om e a s u r e m u s c l e a c t i v a t i o n d u r i n g a f u n c t i o n a l t a s k . R e s u l t sd e m o n s t r a t e d t h a t m u s c u l a r f a t i g u e s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d t h eo n s e t o f c o n t r a c t i o n t i m e f o r t h e m e d i a l h a m s t r i n g m u s c l e a n dt h e l a t e r a l g a s t r o c n e m i u s m u s c l e a n d s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e dt h e EMG a r e a o f t h e v a s t u s m e d i a l i s a n d v a s t u s l a t e r a l i sm u s c l e s a s s u b j e c t s p e r f o r m e d a l a n d i n g t a s k . T h e s e f i n d i n g sa p p e a r t o s u g g e s t t h a t t h e m u s c u l a r f a t i g u e p r o t o c o l u s e d i n t h i si n v e s t i g a t i o n a l t e r s t h e m u s c l e a c t i v i t y o f t h e k n e e ' s d y n a m i cs t a b i l i z e r s .

F o r b o t h m a l e s a n d f e m a l e s , m u s c u l a r f a t i g u e s i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e d t h e o n s e t o f c o n t r a c t i o n t i m e f o r t h e m e d i a l h a m -s t r i n g m u s c l e a n d t h e l a t e r a l g a s t r o c n e m i u s m u s c l e , 2 m u s c l e st h a t f u n c t i o n t o c o n t r o l a n t e r i o r t i b i a l t r a n s l a t i o n . T h e u n d e r -l y i n g m e c h a n i s m f o r t h i s i n c r e a s e may b e a d e c r e a s e i nc o n d u c t i o n v e l o c i t y , w h i c h h a s p r e v i o u s l y b e e n s h o w n t o o c c u rd u r i n g f a t i g u i n g i s o m e t r i c - t y p e c o n t r a c t i o n s . 5 4 - 5 6 O u r f i n d i n g sa r e s i m i l a r t o t h o s e o f N y l a n d e t a 1 3 5 a n d W o j t y s e t a l . 5 9N y l a n d a n d a s s o c i a t e s 3 5 u s e d EMG t o i n v e s t i g a t e t h e e f f e c t o fl o w e r e x t r e m i t y f a t i g u e o n g r o u n d r e a c t i o n f o r c e p r o d u c t i o n ,l o w e r e x t r e m i t y k i n e m a t i c s , a n d m u s c l e a c t i v a t i o n d u r i n g t h el a n d i n g p h a s e o f a r u n - a n d - r a p i d - s t o p m a n e u v e r . E m p l o y i n g ac o n t r o v e r s i a l a n d n o n t r a d i t i o n a l p r o b a b i l i t y l e v e l o f P < . 1 0 ,t h e a u t h o r s c o n c l u d e d t h a t , i n t h e f a t i g u e d s t a t e , t h e o n s e t o fm u s c l e a c t i v a t i o n o f t h e q u a d r i c e p s a n d h a m s t r i n g m u s c l e st e n d e d t o o c c u r l a t e r t h a n w a s d e mo n s t r a t e d i n t h e u n f a t i g u e dc o n d i t i o n . 3 5 W o j t y s e t a 1 5 9 a l s o d e m o n s t r a t e d s i g n i f i c a n t s l o w -i n g o f g a s t r o c n e m i u s m u s c l e a c t i v i t y a n d q u a d r i c e p s a n dh a m s t r i n g m u s c l e g r o u p a c t i v i t y i n r e s p o n s e t o a n a n t e r i o rt i b i a l t r a n s l a t i o n f o r c e a f t e r f a t i g u e .

T h e i n c r e a s e i n c o n t r a c t i o n a r e a o f t h e v a s t u s m e d i a l i s a n dv a s t u s l a t e r a l i s d e m o n s t r a t e d b y o u r s u b j e c t s , a s a r e s u l t o fm u s c u l a r f a t i g u e , r e f l e c t s t h e f i n d i n g s o f i n v e s t i g a t i o n s o f t h eEMG c h a r a c t e r i s t i c s o f m u s c u l a r f a t i g u e . I t h a s p r e v i o u s l yb e e n e s t a b l i s h e d t h a t , c o m p a r e d w i t h r e s t i n g m u s c l e , f a t i g u e dm u s c l e c h a n g e s t h e EMG s i g n a l . 5 4 5 8 M u s c u l a r f a t i g u e a p -p e a r s t o r e s u l t i n a r e d u c t i o n i n m e m b r a n e c o n d u c t i o n v e l o c i t y ,w h i l e a m p l i t u d e r e m a i n s c o n s t a n t . T h i s d e c r e a s e i n c o n d u c t i o ni n c r e a s e s t h e w i d t h o f t h e m u s c l e s i g n a l a n d , t h e r e f o r e ,i n c r e a s e s t h e a r e a u n d e r t h e m u s c l e s i g n a l c u r v e . M a t h e m a t i -c a l l y , t h i s i s i n t e r p r e t e d a s a n i n c r e a s e i n t h e m e a n a r e a o f t h em u s c l e c o n t r a c t i o n . I n t e r e s t i n g l y , o u r s t u d y a l s o r e v e a l e d t h a tt h e i n c r e a s e i n c o n t r a c t i o n a r e a o f t h e v a s t u s l a t e r a l i s i nr e s p o n s e t o m u s c u l a r f a t i g u e w a s s i g n i f i c a n t l y g r e a t e r f o r t h em a l e a t h l e t e s c o m p a r e d w i t h t h e f e m a l e a t h l e t e s . A l t h o u g h t h eu n d e r l y i n g p h y s i o l o g i c e x p l a n a t i o n f o r t h i s d i f f e r e n c e i n r e -s p o n s e t o m u s c u l a r f a t i g u e i s u n k n o w n , i t d o e s s u g g e s t t h a tm u s c u l a r f a t i g u e a f f e c t s f e m a l e a n d m a l e a t h l e t e s d i f f e r e n t l y .

1 1 2 V o l u m e 3 4 * Number 2 * J u n e 1 9 9 9


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A d d i t i o n a l l y , t h i s s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e e n c o u r a g e s f u r t h e ri n v e s t i g a t i o n s t o e l i c i t n o t o n l y t h e p h y s i o l o g i c m e c h a n i s mr e s p o n s i b l e f o r t h i s s e x d i f f e r e n c e b u t a l s o t h e c l i n i c a l i m p l i -c a t i o n s a s t h e y r e l a t e t o ACL i n j u r y .

CONCLUSIONSWe c o n d u c t e d t h i s s t u d y t o i n v e s t i g a t e t h e e f f e c t s o f

m u s c u l a r f a t i g u e o n k n e e j o i n t l a x i t y a n d t h e n e u r o m u s c u l a rc h a r a c t e r i s t i c s o f m a l e a n d f e m a l e b a s k e t b a l l a n d s o c c e rp l a y e r s . M o r e o v e r , we w e r e p a r t i c u l a r l y i n t e r e s t e d i n d e t e r m i n -i n g w h e t h e r s u c h e f f e c t s w o u l d b e m o r e p r o n o u n c e d i n f e m a l ea t h l e t e s t h a n i n m a l e s p a r t i c i p a t i n g i n t h e s e s p o r t s . Whens u b j e c t e d t o m u s c u l a r f a t i g u e , b o t h m a l e s a n d f e m a l e s d e m o n -s t r a t e d a l t e r a t i o n s i n m u s c u l a r a c t i v i t y a n d d e c r e m e n t s i np r o p r i o c e p t i v e a b i l i t y , w i t h o u t a n i n c r e a s e i n j o i n t l a x i t y .T h e r e f o r e , m u s c u l a r f a t i g u e a p p e a r s t o a f f e c t k n e e j o i n t p r o -p r i o c e p t i o n i n a d d i t i o n t o p r e a c t i v a t e d , o r c o m p e n s a t o r y , m u s -c l e f i r i n g p a t t e r n s a n d , t h u s , may p r e d i s p o s e b o t h s e x e s o fa t h l e t e s t o a n i n c r e a s e d r i s k f o r l i g a m e n t o u s i n j u r y .F u t u r e r e s e a r c h s h o u l d c o n t i n u e t o f o c u s o n i n h e r e n t a n dp o s t f a t i g u e c h a r a c t e r i s t i c s o f m a l e a n d f e m a l e a t h l e t e s p a r t i c -i p a t i n g i n s p o r t s w h e r e a d i s p r o p o r t i o n a t e n u m b e r o f ACLi n j u r i e s a r e o c c u r r i n g . I n a d d i t i o n t o j o i n t l a x i t y a n d n e u r o m u s -c u l a r a b e r r a t i o n s , o t h e r s u g g e s t e d c a u s a t i v e f a c t o r s , s u c h a s t h ei n f l u e n c e o f h o r m o n a l c h a n g e s o n l i g a m e n t o u s t i s s u e p r o p e r -t i e s a n d t h e r e a c t i o n r a t e o f t h e d y n a m i c s t a b i l i z e r s a f t e r k n e ej o i n t p e r t u r b a t i o n , s h o u l d b e i n v e s t i g a t e d . F u r t h e r m o r e , f u t u r er e s e a r c h s h o u l d i n v e s t i g a t e k n e e j o i n t l a x i t y , n e u r o m u s c u l a rr e s p o n s e s , a n d f u n c t i o n a l a b i l i t y s u b s e q u e n t t o f a t i g u e p r o t o -

c o l s t h a t s u b j e c t t h e k n e e t o s p o r t - s p e c i f i c f o r c e s .REFERENCES

1 . A r e n d t E , D i c k R . K n e e i n j u r y p a t t e r n s a m o n g men a n d women i nc o l l e g i a t e b a s k e t b a l l a n d s o c c e r : NCAA d a t a a n d r e v i e w o f l i t e r a t u r e .Am J S p o r t s M e d . 1 9 9 5 ; 2 3 : 6 9 4 - 7 0 1 .2 . D i c k R . S e x s p e c i f i c k n e e i n j u r y p a t t e r n s i n c o l l e g i a t e b a s k e t b a l l a n ds o c c e r a t h l e t e s [ a b s t r a c t ] . Med S c i S p o r t s E x e r c . 1 9 9 3 ; 2 5 ( 5 ) : S 5 9 .3 . G r a y J , T a u n t o n J E , M c K e n z i e D C , C l e m e n t D B , M c C o n k e y J P , D a v i d s o nR G . A s u r v e y o f i n j u r i e s t o t h e a n t e r i o r c r u c i a t e l i g a m e n t o f t h e k n e e i nf e m a l e b a s k e t b a l l p l a y e r s . I n t J S p o r t s M e d . 1 9 8 5 ; 6 : 3 1 4 - 3 1 6 .4 . H e n r y J H , L a r e a u B , N e i g u t D . T h e i n j u r y r a t e i n p r o f e s s i o n a l b a s k e t b a l l .A m J S p o r t s M e d . 1 9 8 2 ; 1 0 : 1 6 - 1 8 .5 . I r e l a n d M L , W a l l C . E p i d e m i o l o g y a n d c o m p a r i s o n o f k n e e i n j u r i e s i ne l i t e m a l e a n d f e m a l e U n i t e d S t a t e s b a s k e t b a l l a t h l e t e s [ a b s t r a c t ] . Med S c iS p o r t s E x e r c . 1 9 9 0 ; 2 2 : S 8 2 .6 . L i n d e n f e l d T N , S c h m i t t D J , H e n d y M P , M a n g i n e R E , N o y e s F R .I n c i d e n c e o f i n j u r y i n i n d o o r s o c c e r . Am J S p o r t s M e d . 1 9 9 4 ; 2 2 : 3 6 4 - 3 7 1 .7 . M a l o n e T R , H a r d a k e r WT, G a r r e t t WE, F e a g i n J A , B a s s e t t F H . R e l a t i o n -s h i p o f g e n d e r t o ACL i n j u r i e s i n i n t e r c o l l e g i a t e b a s k e t b a l l p l a y e r s .J S o u t h O r t h o p A s s o c . 1 9 9 2 ; 2 : 3 6 - 3 9 .8 . R o o s H , O r n e l l M , G a r d s e l l P , L o h m a n d e r L S , L i n d s t r a n d A . S o c c e r a f t e ra n t e r i o r c r u c i a t e l i g a m e n t i n j u r y : a n i n c o m p a t i b l e c o m b i n a t i o n ? A n a t i o n a ls u r v e y o f i n c i d e n c e a n d r i s k f a c t o r s a n d a 7 - y e a r f o l l o w - u p o f 3 1 0 p l a y e r s .A c t a O r t h o p S c a n d . 1 9 9 5 ; 6 6 : 1 0 7 - 1 1 2 .9 . Z e l i s k o J A , N o b l e H B , P o r t e r M. A c o m p a r i s o n o f m e n ' s a n d w o m e n ' sp r o f e s s i o n a l b a s k e t b a l l i n j u r i e s . Am J S p o r t s M e d . 1 9 8 2 ; 1 0 : 2 9 7 - 2 9 9 .

1 0 . Z i l l m e r D A , P o w e l l J W , A l b r i g h t J P . S e x - s p e c i f i c i n j u r y p a t t e r n s i n h i g hs c h o o l v a r s i t y b a s k e t b a l l . J W o m e n ' s H e a l t h . 1 9 9 2 ; 1 : 6 9 - 7 6 .1 1 . A n d e r s o n A F , L i p s c o mb A B , L i u d a h l K J , A d d l e s t o n e R B . A n a l y s i s o f t h ei n t e r c o n d y l a r n o t c h b y c o mp u t e d t o m o g r a p h y . Am J S p o r t s M e d . 1 9 8 7 ;1 5 : 5 4 7 - 5 5 2 .1 2 . B a r r e t t G R , R o s e J M , R i e d EM. R e l a t i o n s h i p o f a n t e r i o r c r u c i a t e l i g a m e n ti n j u r y t o n o t c h w i d t h i n d e x ( a r o e n t g e n o g r a p h i c s t u d y ) . J M i s s S t a t e Me dA s s o c . 1 9 9 2 ; 3 3 : 2 7 9 - 2 8 3 .1 3 . D a v i s J A , B r e w e r J . A p p l i e d p h y s i o l o g y o f f e m a l e s o c c e r p l a y e r s . S p o r t sM e d . 1 9 9 3 ; 1 6 : 1 8 0 - 1 8 9 .1 4 . G r a y J , T a u n t o n J E , M c K e n z i e D C , C l e m e n t D B , M c C o n k e y J P , D a v i d s o nR G . A s u r v e y o f i n j u r i e s t o t h e a n t e r i o r c r u c i a t e l i g a m e n t o f t h e k n e e i nf e m a l e b a s k e t b a l l p l a y e r s . I n t J S p o r t s M e d . 1 9 8 5 ; 6 : 3 1 4 - 3 1 6 .1 5 . H a r n e r C D , P a u l o s L E , G r e e n w a l d A E , R o s e n b e r g T D , C o o l e y V C .D e t a i l e d a n a l y s i s o f p a t i e n t s w i t h b i l a t e r a l a n t e r i o r c r u c i a t e l i g a m e n ti n j u r i e s . Am J S p o r t s M e d . 1 9 9 4 ; 2 2 : 3 7 - 4 3 .1 6 . J a c k s o n DW, J a r r e t t H , B a i l e y D , K a u s e k J , S w a n s o n J , P o w e l l J W . I n j u r yp r e d i c t i o n i n t h e y o u n g a t h l e t e : a p r e l i m i n a r y r e p o r t . Am J S p o r t s M e d .1 9 7 8 ; 6 : 6 - 1 4 .1 7 . L o u d o n J K , J e n k i n s W, L o u d o n K L . T h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n s t a t i cp o s t u r e a n d ACL i n j u r y i n f e m a l e a t h l e t e s . J O r t h o p S p o r t s P h y s T h e r .1 9 9 6 ; 2 4 : 9 1 - 9 7 .1 8 . L u n d - H a n s s e n H , G a n n o n J , E n g e b r e t s e n L , H o l e n K J , Anda S , V a t t e n L .I n t e r c o n d y l a r n o t c h w i d t h a n d t h e r i s k f o r a n t e r i o r c r u c i a t e l i g a m e n tr u p t u r e : a c a s e - c o n t r o l s t u d y i n 4 6 f e m a l e h a n d b a l l p l a y e r s . A c t a O r t h o pS c a n d . 1 9 9 4 ; 6 5 : 5 2 9 - 5 3 2 .1 9 . S c h i c k e n d a n t z M S , W e i k e r GG. T h e p r e d i c t i v e v a l u e o f r a d i o g r a p h s i n t h ee v a l u a t i o n o f u n i l a t e r a l a n d b i l a t e r a l a n t e r i o r c r u c i a t e l i g a m e n t i n j u r i e s .Am J S p o r t s M e d . 1 9 9 3 ; 2 : 1 1 0 - 1 1 3 .2 0 . S o u r y a l T O , F r e e m a n T R . I n t e r c o n d y l a r n o t c h s i z e a n d a n t e r i o r c r u c i a t el i g a m e n t i n j u r i e s i n a t h l e t e s : a p r o s p e c t i v e s t u d y . Am J S p o r t s M e d .1 9 9 3 ; 2 1 : 5 3 5 - 5 3 9 .2 1 . D i e t z V , N o t h J , S c h m i d t b l e i c h e r D . I n t e r a c t i o n b e t w e e n p r e - a c t i v i t y a n ds t r e t c h r e f l e x i n h u m a n t r i c e p s b r a c h i i d u r i n g l a n d i n g f r o m f o r w a r d f a l l s .J P h y s i o l ( L o n d ) . 1 9 8 1 ; 3 1 1 : 1 1 3 - 1 2 5 .2 2 . D y b r e - P o u l s e n P , S i m o n s e n B , V o i g t M . D y n a m i c c o n t r o l o f m u s c l es t i f f n e s s a n d H r e f l e x m o d u l a t i o n d u r i n g h o p p i n g a n d j u m p i n g i n m a n .J P h y s i o l ( L o n d ) . 1 9 9 1 ; 4 3 7 : 2 8 7 - 3 0 4 .2 3 . G r e e n w o o d R , H o p k i n s A . L a n di n g f r o m a n u n e x p e c t e d f a l l a n d v o l u n t a r ys t e p . B r a i n . 1 9 7 6 ; 9 9 : 3 7 5 - 3 8 6 .2 4 . L e k s e l l L . T h e a c t i o n p o t e n t i a l a n d e x c i t a t o r y e f f e c t s o f t h e s m a l l v e n t r a lr o o t f i b e r s t o s k e l e t a l m u s c l e . A c t a P h y s i o l S c a n d . 1 9 4 5 ; 1 0 ( s u p p l 3 1 ) : 1 -8 4 .2 5 . M e r t o n P A . S p e c u l a t i o n s o n t h e s e r v o - c o n t r o l o f m o v e m e n t . I n : W o l s t e n -h o l m e GEW, e d . T h e S p i n a l C o r d . L o n d o n , E n g l a n d : C h u r c h i l l ; 1 9 5 3 :2 4 7 - 2 5 5 .2 6 . T h o m p s o n HW, M c K i n l e y P A . L a n d i n g f r o m a j u m p : t h e r o l e o f v i s i o nw h e n l a n d i n g f r o m k n o w n a n d u n k n o w n h e i g h t s . N e u r o r e p o r t . 1 9 9 5 ; 6 :5 8 1 - 5 8 4 .2 7 . R o z z i S L , L e p h a r t S M , G e a r WS, F u F H . K n e e j o i n t l a x i t y a n d n e u r o -m u s c u l a r c h a r a c t e r i s t i c s o f m a l e a n d f e m a l e s o c c e r a n d b a s k e t b a l l p l a y e r s .Am J S p o r t s M e d . 1 9 9 9 ; 2 7 : 3 1 2 - 3 1 9 .2 8 . S a k a i H , T a n a k a S , K u r o s a w a H , M a s u j i m a A . T h e e f f e c t o f e x e r c i s e o na n t e r i o r k n e e l a x i t y i n f e m a l e b a s k e t b a l l p l a y e r s . I n t J S p o r t s M e d .1 9 9 2 ; 1 3 : 5 5 2 - 5 5 4 .2 9 . S k i n n e r H B , W y a t t M P , H o d g d o n J A , C o n a r d DW, B a r r a c k R L . E f f e c t o ff a t i g u e o n j o i n t p o s i t i o n s e n s e o f t h e k n e e . J O r t h o p R e s . 1 9 8 6 ; 4 : 1 1 2 - 1 1 8 .3 0 . S t e i n e r ME , Brown C , Z a r i n s B , B r o w n s t e i n B , K o v a l P S , S t o n e P .M e a s u r e m e n t s o f a n t e r i o r - p o s t e r i o r d i s p l a c e m e n t o f t h e k n e e : a c o m p a r i -s o n o f t h e r e s u l t s w i t h i n s t r u me n t e d d e v i c e s a n d w i t h c l i n i c a l e x a m i n a t i o n .J B o n e J o i n t S u r g A m . 1 9 9 0 ; 7 2 : 1 3 0 7 - 1 3 1 5 .3 1 . Weisman G , P o p e MH, J o h n s o n R J . C y c l i c l o a d i n g i n k n e e l i g a m e n ti n j u r i e s . Am J S p o r t s M e d . 1 9 8 0 ; 8 : 2 4 - 3 0 .3 2 . H a g b a r t h K E , B o n g i o v a n n i G L , N o r d i n M. R e d u c e d s e r v o - c o n t r o l o ff a t i g u e d human f i n g e r e x t e n s o r a n d f l e x o r m u s c l e s . J P h y s i o l ( L o n d ) .1 9 9 5 ; 3 : 8 6 5 - 8 7 2 .



9/9

3 3 . J o h n s t o n RB I I I , H o w a r d ME , C a w l e y PW, L o s s e GM. E f f e c t o f l o w e re x t r e m i t y m u s c u l a r f a t i g u e o n m o t o r c o n t r o l p e r f o r m a n c e . Me d S c i S p o r t sE x e r c . 1 9 9 8 ; 3 0 : 1 7 0 3 - 1 7 0 7 .3 4 . M a r k s R , Q u i n n e y H A . E f f e c t o f f a t i g u i n g m a x i m a l i s o k i n e t i c q u a d r i c e p sc o n t r a c t i o n s o n a b i l i t y t o e s t i m a t e k n e e p o s i t i o n . P e r c e p t Mo t S k i l l s .1 9 9 3 ; 7 7 : 1 1 9 5 - 1 2 0 2 .3 5 . N y l a n d J A , S h a p i r o R , S t i n e R L , Ho n T S , I r e l a n d M L . R e l a t i o n s h i p o f f a t i g u e dr u n a n d r a p i d s t o p t o g r o u n d r e a c t i o n f o r c e s , l o w e r e x t r e m i t y k i n e m a t i c s , a n dm u s c l e a c t i v a t i o n . J O r t h o p S p o r t s P h y s T h e r . 1 9 9 4 ; 2 0 : 1 3 2 - 1 3 7 .3 6 . S h a r p e MH, M i l e s T S . P o s i t i o n s e n s e a t t h e e l b o w a f t e r f a t i g u i n gc o n t r a c t i o n s . E x p B r a i n R e s . 1 9 9 3 ; 9 4 : 1 7 9 - 1 8 2 .3 7 . S t o l l e r DW, M a r k o l f K L , Z a g e r S A , S h o e m a k e r S C . T h e e f f e c t o fe x e r c i s e , i c e , a n d u l t r a s o n o g r a p h y o n t o r s i o n a l l a x i t y o f t h e k n e e . C l i nO r t h o p . 1 9 8 3 ; 1 7 4 : 1 7 2 - 1 8 0 .3 8 . B a r r a c k R L , S k i n n e r H B , B r u n e t M E , C o o k S D . J o i n t l a x i t y a n dp r o p r i o c e p t i o n i n t h e k n e e . P h y s i c i a n S p o r t s m e d . 1 9 8 3 ; 1 1 ( 6 ) : 1 3 0 - 1 3 5 .3 9 . H a l l MG, F e r r e l l WR, S t u r r o c k R D , H a m b l e n D L , B a x e n d a l e R H . T h ee f f e c t o f t h e h y p e r m o b i l i t y s y n d r o m e o n k n e e j o i n t p r o p r i o c e p t i o n . B r JR h e u m a t o l . 1 99 5 ; 34 : 1 2 1- 1 2 5 .4 0 . M a l l i k A K , F e r r e l l WR, M c D o n a l d A G , S t u r r o c k R D . I m p a i r e d p r o p r i o -c e p t i v e a c u i t y a t t h e p r o x i m a l i n t e r p h a l a n g e a l j o i n t i n p a t i e n t s w i t hh y p e r m o b i l i t y s y n d r o m e . B r J R h e u m a t o l . 1 9 9 4 ; 3 3 : 6 3 1 - 6 3 7 .

4 1 . F o r e s t e r I W , W a r r e n - S m i t h C D , Tew M . I s t h e K T 1 0 0 0 k n e e l i g a m e n ta r t h r o m e t e r r e l i a b l e ? J B o n e J o i n t S u r g B r . 1 9 8 9 ; 7 1 : 8 4 3 - 8 4 7 .4 2 . D a n i e l DM, M a l c o m L L , L o s s e G , S t o n e M L , S a c h s R , B u r k s R .I n s t r u m e n t e d m e a s u r e m e n t o f a n t e r i o r l a x i t y o f t h e k n e e . J B o n e J o i n tS u r g A m . 1 9 8 5 ; 6 7 : 7 2 0 - 7 2 6 .4 3 . D a n i e l DM, S t o n e ML, S a c h s R , M a l c o l m L . I n s t r u me n t ed m e a s u r e m e n to f a n t e r i o r k n e e l a x i t y i n p a t i e n t s w i t h a c u t e a n t e r i o r c r u c i a t e l i g a m e n td i s r u p t i o n . Am J S p o r t s M e d . 1 9 8 5 ; 1 3 : 4 0 1 - 4 0 7 .4 4 . M c L a u g h l i n KM, P e r r i n D H . R e l i a b i l i t y o f K T 1 00 0 k n e e a r t h r o m e t e rm e a s u r e s o b t a i n e d a t t h r e e k n e e j o i n t p o s i t i o n s . A t h l T r a i n , J N A T A .1 9 9 1 ; 2 6 : 3 5 4 - 3 5 6 .4 5 . L e p h a r t S M , F u F H . T h e r o l e o f p r o p r i o c e p t i o n i n t h e t r e a t m e n t o f s p o r t si n j u r i e s . S p o r t s E x e r c I n j . 1 9 9 5 ; 1 : 9 6 - 1 0 2 .4 6 . L e p h a r t S M , F u F H , l r r g a n g J J , B o r s a P A . P r o p r i o c e p t i v e c h a r a c t e r i s t i c s o ft r a i n e d a n d u n t r a i n e d c o l l e g e f e m a l e s [ a b s t r a c t ] . Me d S c i S p o r t s E x e r c .1 9 9 1 ; 2 3 : S 1 1 3 .

4 7 . L e p h a r t S M , K o c h e r M S , F u F H , B o r s a P A , H a r n e r C D . P r o p r i o c e p t i o nf o l l o w i n g a n t e r i o r c r u c i a t e l i g a m e n t r e c o n s t r u c t i o n . J S p o r t R e h a b i l .1 9 9 2 ; 1 : 1 8 8 - 1 9 6 .4 8 . R o z z i S L , L e p h a r t S M . B a l a n c e a n d p r o p r i o c e p t i o n d i f f e r e n c e s i n f e m a l ei n t e r c o l l e g i a t e b a s k e t b a l l p l a y e r s a n d g y m n a s t s [ a b s t r a c t ] . J A t h l T r a i n .1 9 9 5 ; 3 0 : S 4 2 .4 9 . P i n c i v e r o D , L e p h a r t S M , H e n r y T J . L e a r n i n g e f f e c t s a n d r e l i a b i l i t y o f t h eB i o d e x S t a b i l i t y S y s t e m [ a b s t r a c t ] . J A t h l T r a i n . 1 9 9 5 ; 3 0 : S 3 5 .5 0 . Wo o S L , S m i t h B A , J o h n s o n G A . B i o m e c h a n i c s o f k n e e l i g a m e n t s . I n : F uF H , S t o n e D A , e d s . S p o r t s I n j u r i e s : M e c h a n i s m s , P r e v e n t i o n , T r e a t m e n t .B a l t i m o r e , MD; W i l l i a m s & W i l k i n s : 1 5 5 - 1 7 2 .5 1 . L a B a n M . C o l l a g e n t i s s u e : i m p l i c a t i o n s o f i t s r e s p o n s e t o s t r e s s i n v i t r o .A r c h P h y s Med R e h a b i l . 1 9 6 2 ; 4 8 : 4 6 1 - 4 6 6 .5 2 . K a u f m a n K R , An K N , L i t c h y W J , M o r r e y B F , C h a o E Y . D y n a m i c j o i n tf o r c e s d u r i n g k n e e i s o k i n e t i c e x e r c i s e . Am J S p o r t s M e d . 1 9 9 1 ; 1 9 : 3 0 5 -3 1 6 .5 3 . N i s e l l R , E r i c s o n MO, N e m e t h G , E k h o l m J . T i b i o f e m o r a l j o i n t f o r c e sd u r i n g i s o k i n e t i c k n e e e x t e n s i o n . Am J S p o r t s M e d . 1 9 8 9 ; 1 7 : 4 9 - 5 4 .5 4 . G e r s t e n J W , C e n k o v i c h G C , J o n e s G D . H a r m o n i c a n a l y s i s o f n o r m a l a n da b n o r m a l e l e c t r o m y o g r a m s . Am J P h y s M e d . 1 9 6 5 ; 4 4 : 2 3 5 - 2 4 0 .5 5 . J o h a n s s o n S , L a r s s o n L E , O r t e n g r e n R . An a u t o m a t e d m e t h o d f o r t h ef r e q u e n c y a n a l y s i s o f m y o e l e c t r i c s i g n a l s e v a l u a t e d b y a n i n v e s t i g a t i o n o ft h e s p e c t r a l c h a n g e s f o l l o w i n g s t r o n g s u s t a i n e d c o n t r a c t i o n s . Med B i o lE n g . 1 9 7 0 ; 8 : 2 5 7 - 2 6 4 .5 6 . K a d e f o r s R , P e t e r s e n I , B r o m a n H . S p e c t r a l a n a l y s i s o f e v e n t s i n t h ee l e c t r o m y o g r a m . I n : D e s m e d t J E , e d . New D e v e l o p m e n t s i n E l e c t r o m y o -g r a p h y a n d C l i n i c a l N e u r o p h y s i o l o g y . B a s e l , S w i t z e r l a n d : S . K a r g e r ;1 9 7 3 : 6 2 8 - 6 3 7 .5 7 . V r e d e n b r e g t J , R a u G . S u r f a c e e l e c t r o m y o g r a p h y i n r e l a t i o n t o f o r c e ,m u s c l e l e n g t h a n d e n d u r a n c e . I n : D e s m e d t J E , e d . New D e v e l o p m e n t s i nE l e c t r o m y o g r a p h y a n d C l i n i c a l N e u r o p h y s

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