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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
ESCOLA DE EDUCAÇÃO FÍSICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DO MOVIMENTO HUMANO
FÁBIA MILMAN KRUMHOLZ
ESTUDO ELETROMIOGRÁFICO DOS MÚSCULOS PÓSTERO-
MEDIAIS DO TRONCO NA TAREFA DE LEVANTAMENTO
SIMÉTRICO DE CARGA DO SOLO
Porto Alegre
2007
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FÁBIA MILMAN KRUMHOLZ
ESTUDO ELETROMIOGRÁFICO DOS MÚSCULOS PÓSTERO-
MEDIAIS DO TRONCO NA TAREFA DE LEVANTAMENTO
SIMÉTRICO DE CARGA DO SOLO
Documento apresentado como requisito
parcial para obtenção do grau de Mestre em
Ciências do Movimento Humano
Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Programa de Pós-Graduação em Ciências do
Movimento Humano
Orientador: Prof. Dr. Jefferson Fagundes Loss
Porto Alegre
2007
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CATALOGAÇÃO NA FONTE
K94e Krumholz, Fábia Milman
Estudo eletromiográfico dos músculos póstero-mediais do tronco
na tarefa de levantamento simétrico de carga do solo. / Fábia Milman
Krumholz. - Porto Alegre: Escola de Educação Física da
Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2007.
88 f.: il.
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande
do Sul. Escola de Educação Física. Programa de Pós-Graduação
em Ciências do Movimento Humano, Porto Alegre, BR-RS, 2007.
1. Biomecânica. 2. Coluna vertebral. 3. Eletromiografia. I. Título. II.
Loss, Jefferson Fagundes, orientador.
CDU:796.012
Ficha catalográfica elaborada por Cintia Cibele Ramos Fonseca, CRB-10/1313
AGRADECIMENTOS
A oportunidade de realizar um trabalho que demanda tanta dedicação tendo
como tema principal um assunto que sempre me instigou, a coluna vertebral, pode
ser considerado um sonho realizado. Nada mais justo do que agradecer a todos
aqueles que em vários momentos estiveram ao meu lado.
Aos meus pais, Luiz e Leocádia, pelo amor, carinho e incentivo.
Ao meu marido Luís pelo amor, compreensão e apoio incondicional.
À minha irmã Regina, meu cunhado, Eduardo e meus amados sobrinhos,
Filipe e Júlia, que me proporcionaram vários momentos de diversão e descontração
ao longo dessa jornada.
Ao meu querido "vô Wolf" que já cansou de perguntar quando irei parar de
estudar.
Ao meu orientador Prof. Dr. Jefferson Fagundes Loss, pelos ensinamentos,
amizade e, principalmente, pela confiança. Muito obrigada em ter iniciado o "grupo
da coluna" !
Aos colegas do "grupo da coluna". Em especial aos bravos resistentes (ou
seriam insistentes?) Marcelo La Torre e Débora Cantergi, mas sem deixar de
lembrar os não menos importantes: Mônica Melo, Lucas Dutra, Maicon Pasini e
Fernanda Barth.
À Prof. Dra. Cláudia Candotti por me acolher, mesmo sem me conhecer, junto
ao seu grupo de pesquisa na UNISINOS onde tive os primeiros contatos com a
eletromiografia e pesquisa sobre coluna.
Ao Prof. Dr. Flávio Castro por todas as dicas, principalmente me ajudando a
desvendar o SPSS.
Ao Prof. Dt. Leonardo Tartaruga pelas discussões e dicas, sempre vindas em
boa hora e sempre bem aproveitadas. Muito obrigada pela tua amizade.
A MIOTEC, em especial ao Tiago e Fabiano, pelo empréstimo de
equipamentos e pelo desenvolvimento de um programa que facilitou em muito a
coleta dos dados eletromiográficos.
A todos os que, desde que comecei a participar do grupo de Biomecânica,
fazem ou já fizeram parte da grande família da 222: Leonardo Tartaruga, Caroline
Bernardes, Fábio Canto, Paulo Schiehll, Letícia de Oliveira, Daniel Ribeiro, Everton
Kruel, Marcelo La Torre, Joelly Tolledo, Luis Felipe Silveira, Mônica Melo, Débora
Cantergi, Artur Bonezi, Marcelo Castro, Francisco Araújo, Gustavo Portella, Maicon
Pasini, Lucas Dutra, Taiana Korbes, Felipe Forte, Maurício Meurer, Thiago Duarte,
Roberto Ribas, Fernanda Metzen, Fernanda Barth, Lizandra Bittencourt, Juliana
Costa, além dos novos integrantes, por tornarem esse período tão agradável além
de serem um ótimo estímulo para retornar ao LAPEX naqueles dias em que dava
vontade de jogar tudo para cima e desistir.
Aos funcionários do LAPEX e da secretaria do PPGCMH, Luciano, Dani,
Márcia, Luis, Alex, Carla, Sara, Vanessa, Ana, André e Rosana pela competência e
disposição.
A todos que participaram da coleta de dados.
Aos vários colegas de sala de aula ou corredores pelas trocas de
conhecimentos e pelos momentos de descontração: Gabriela Black, Fernando
Aragão, Rodrigo Bini, Felipe Carpes, Katiuce Sapata, Orlando Laitano, Marcos
Tartaruga, Leandro Tiggerman, Sílvia Manfrin, Cíntia Ritzel, Siomara Silva, Ana
Bonini, Fernando Diefenthaler, Cristiane Krás Borges, Marcelo Krás Borges,
Jaqueline Souza...
Enfim, a todos aqueles com quem tive o prazer de conviver nesses anos de
laboratório.
Gostaria também de agradecer a CAPES pelo suporte financeiro concedido
através de bolsa de pesquisa.
Qualquer pessoa que pára de aprender
está velha, aos vinte ou aos oitenta anos.
Qualquer pessoa que continua a aprender
permanece jovem. A melhor coisa da vida
é manter a mente jovem.
Henry Ford
RESUMO
O presente estudo analisou o comportamento eletromiográfico de vários níveis dos
músculos póstero-mediais do tronco, bilateralmente, para verificar a ocorrência de ativação
elétrica simétrica e em busca de padrões de comportamento para embasar modelos
biomecânicos. A amostra foi composta por 16 indivíduos saudáveis de ambos gêneros.
Todas as execuções foram filmadas para análise cinemática, enquanto a atividade elétrica
foi coletada com 14 pares de eletrodos de superfície dispostos lateral e simetricamente ao
longo da coluna vertebral nos níveis da sétima vértebra cervical (C7), terceira, sexta e nona
vértebras torácicas (T3, T6 e T9) e primeira, terceira e quinta vértebras lombares (L1, L3 e
L5). Somente os gestos considerados simétricos através da cinemetria foram analisados.
Para a análise do sinal eletromiográfico o gesto de levantar a carga foi dividido em quatro
fases, considerando-se apenas a fase de subida com carga. A atividade elétrica dessa fase
foi normalizada pela contração isométrica voluntária máxima. Utilizando uma ANOVA, os
níveis vertebrais adjacentes foram agrupados em busca de ativação elétrica similar, foi
adotado o nível de significância de p<0,05. Os resultados demonstraram que a ativação
eletromiográfica não ocorre de maneira simétrica e que é possível identificar zonas com
comportamento elétrico distinto entre elas, sendo que as maiores médias estavam
localizadas nas regiões mais inferiores do tronco.
Palavras-chave: coluna vertebral, eletromiografia, levantamento de carga, gesto simétrico.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DO MOVIMENTO HUMANO
Autor: Fábia Milman Krumholz
Orientador: Jefferson Fagundes Loss
Título: Estudo Eletromiográfico dos Músculos Póstero-Mediais do Tronco na Tarefa
de Levantamento Simétrico de Carga do Solo.
Porto Alegre, 2007.
ABSTRACT
The present study analysed the electromyographical behaviour at various levels of
posterior medial muscles on trunk, bilaterally, during load lifting to verify the occurrence of
symmetry on electrical activation and to search patterns which could provide or supply
biomechanical models. Sixteen healthy subjects were videotaped the 2D movement and the
EMG signal was registered from 14 pairs of surface electrodes arranged symmetrically and
bilaterally throughout trunk, specifically at seventh cervical vertebra (C7), third, sixth and
ninth thoracic vertebra (T3, T6 and T9) and first, third and fifth lumbar vertebra (L1, L3 and
L5). Only the symmetrical movements, from kinematical point-of-view, were analysed. The
EMG analysis was divided in four phases and it was used in the present study the load lifting
part. The electrical activation values of this phase were normalized by maximal voluntary
isometric contraction. ANOVA was used to provide the adjacent groups in which electrical
activation were similar. Differences were considered significant at a p<0.05. The results
demonstrated the electromyographical activation does not occur in symmetrical way and,
besides it was possible identify zones based on different electrical behaviours, taking into
account the largest means were located on lower trunk region.
Key words: spine, electromyography, load lifting, symmetrical movements.
FEDERAL UNIVERSITY OF RIO GRANDE DO SUL
HUMAN MOVEMENT SCIENCE POSTGRADUATION
Author: Fábia Milman Krumholz
Adviser: Jefferson Fagundes Loss
Title: Electromyographyc Study of Posterior Medial Muscles of the Trunk During
Simmetric Load Lifting.
Porto Alegre, 2007.
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 14
1 PROBLEMA DE PESQUISA............................................................................... 17
2 HIPÓTESES ........................................................................................................ 17
3 OBJETIVOS ........................................................................................................ 17
3.1 OBJETIVO GERAL...................................................................................... 17
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ....................................................................... 17
4 REVISÃO DE LITERATURA............................................................................... 18
4.1 A COLUNA VERTEBRAL............................................................................ 18
4.1.1 Estrutura Óssea................................................................................. 18
4.1.2 Ligamentos........................................................................................ 25
4.2 A MEDULA ESPINHAL E OS NERVOS RAQUIDIANOS............................ 26
4.3 OS MÚSCULOS POSTERIORES DO TRONCO ........................................ 29
4.4 EMG DOS MÚSCULOS PÓSTERO-MEDIAIS DO TRONCO ..................... 35
5 MATERIAIS E MÉTODOS................................................................................... 38
5.1 DEFINIÇÃO OPERACIONAL DAS VARIÁVEIS.......................................... 38
5.2 VARIÁVEIS INDEPENDENTES .................................................................. 40
5.3 VARIÁVEIS DE CONTROLE....................................................................... 40
5.4 VARIÁVEIS INTERVENIENTES.................................................................. 40
5.5 CARACTERIZAÇÃO DA PESQUISA .......................................................... 40
5.6 AMOSTRA................................................................................................... 40
5.7 PROCEDIMENTO PARA SELEÇÃO DA AMOSTRA.................................. 41
5.8 TERMO DE CONSENTIMENTO ................................................................. 41
5.9 INSTRUMENTOS DE COLETA................................................................... 41
5.9.1 Eletromiógrafo .................................................................................... 41
5.9.2 Eletrodos ............................................................................................ 43
5.9.3 Câmera de vídeo ................................................................................ 43
5.9.4 Unidade de sincronismo ..................................................................... 43
5.9.5 Marcadores reflexivos......................................................................... 44
5.9.6 Calibrador........................................................................................... 44
5.9.7 Balança e Estadiômetro...................................................................... 45
5.9.8 Carga manuseada .............................................................................. 45
5.9.9 Microcomputador................................................................................ 45
5.10 PROTOCOLO.............................................................................................. 47
5.11 ANÁLISE DOS DADOS............................................................................... 49
5.12 TRATAMENTO ESTATÍSTICO ................................................................... 51
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................... 54
6.1 SIMETRIA DO SINAL ELETROMIOGRÁFICO.............................................. 54
6.2 COMPORTAMENTO DO SINAL ELÉTRICO NOS DIFERENTES NÍVEIS
DA COLUNA VERTEBRAL .................................................................... 56
6.3 DESCRIÇÃO DO COMPORTAMENTO ELÉTRICO DOS DIFERENTES
SEGMENTOS DA COLUNA VERTEBRAL ............................................ 59
CONCLUSÕES ......................................................................................................... 63
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 64
ANEXO 1................................................................................................................... 71
ANEXO 2................................................................................................................... 75
ANEXO 3................................................................................................................... 79
ANEXO 4................................................................................................................... 81
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Coluna vertebral – (a) vista sagital, (b) vista posterior e (c) vista
anterior – Extraído de Putz e Pabst, 2000. ....................................... 19
Figura 2: Vértebra típica – vista superior - Adaptado da apostila referente
ao do Módulo III – Coluna Vertebral - Curso de Cadeias
Musculares e Articulares G.D.S., Escola de Reeducação do
Movimento Ivaldo Bertazzo, 1995. .................................................... 20
Figura 3: Desenho esquemático da alavanca formada pelas (1)
articulações interapofisárias que funcionam como ponto de
apoio e assim auxiliam no amortecimento dos esforços de
compressão axial ao nível (2) do disco intervertebral e (3) os
músculos das goteiras vertebrais. Extraído de Kapandji, 1980..... 21
Figura 4: (a) orientação facetária das vértebras nos níveis cervical,
torácico e lombar (adaptado de NORDIN e FRANKEL, 2003) e (b)
orientação facetária em vários níveis da região torácica -
Adaptado da apostila referente ao do Módulo III – Coluna
Vertebral - Curso de Cadeias Musculares e Articulares G.D.S.,
Escola de Reeducação do Movimento Ivaldo Bertazzo, 1995. ....... 22
Figura 5: Plano de orientação das articulações zigapofisárias ao longo da
coluna vertebral, vista sagital. Adaptado de Exelby, 1995. ............ 23
Figura 6: Divisão da coluna vertebral, no plano sagital, pela orientação de
linhas que cruzam o centro das articulações zigapofisárias. As
linhas cheias representam os segmentos em declive e as linhas
pontilhadas, os segmentos em proclive. ......................................... 24
Figura 7: Desenho esquemático da divisão da coluna vertebral pela
orientação das linhas que cruzam o centro das articulações
zigapofisárias onde é possivel identificar as vértebras ápices
das curvaturas sagitais o os segmentos declives e proclives.
Adaptado de Les Chaînes Musculaires et Articulaires Méthode
GDS, 1997............................................................................................ 24
Figura 8: (a) ligamentos amarelos, (b
1
) ligamentos supra-espinhais e (b
2
)
interespinhais, (c
1
) ligamentos interapofisários e (c
2
)
intertransversários, (d) ligamento longitudinal anterior, (e)
ligamento longitudinal posterior - Adapatado de Oliver e
Middleditch, 1998. ............................................................................... 25
Figura 9: Constituição de um nervo raquidiano – Adaptado de Hislop e
Montgomery, 1995............................................................................... 27
Figura 10: Distribuição dos nervos raquidianos – Extraído de Moore, 1994. .. 28
Figura 11: Distribuição do ramo dorsal (D) e ventral (V) das raízes
anteriores nos músculos póstero-mediais do tronco que atuam
na extensão do tronco – Adaptado de Hislop e Montgomery,
1995 ...................................................................................................... 29
Figura 12: Músculos das costas - camada medial superficial. Extraído de
Putz e Pabst, 2000. .............................................................................. 30
Figura 13: Músculos das costas - camada medial profunda. Extraído de
Putz e Pabst, 2000. .............................................................................. 31
Figura 14: Corte transversal do tronco na altura de L2 – Extraído de Putz e
Pabst, 2000........................................................................................... 35
Figura 15: (a) Eletromiógrafo Miotool 400 e (b) sensor SDS 500 com
distância regulável entre os eletrodos. ............................................. 42
Figura 16: Sistema de coleta eletromiográfica - composto por 2
eletromiógrafos, de quatro canais cada um, conectados a um
único computador. .............................................................................. 42
Figura 17: (1) Câmera de vídeo JVC GR-DVL 9800, (2) holofote e (3)
computador.......................................................................................... 44
Figura 18: Estrutura de metal com peso ajustável............................................ 45
Figura 19: Desenho esquemático dos equipamentos de coleta e suas
conexões onde é possível observar (a) as câmeras de vídeo
conectadas aos computadores, (b) os sistemas de coleta
eletromiográfica, (c) a unidade de sincronismo e (d) o noteboo k
utilizado para o cálculo da carga. ..................................................... 46
Figura 20: Posicionamentos dos 14 pares de eletrodos ao longo da coluna
vertebral. .............................................................................................. 48
Figura 21: Imagem obtida pela câmera sagital durante execução da
atividade simétrica de levantamento de carga onde podem ser
vistos (1) os eletromiógrafos, (2) a estrutura de metal com
anilhas e (3) o aparato para adequar a altura vertical da
estrutura metálica ............................................................................... 48
Figura 22: (a) identificação do início e final de cada fase, (b) identificação
do início e final da fase 2, (c) recorte do sinal EMG referente à
fase 2. Procedimentos realizados no programa SAD32................... 50
Figura 23: Médias e desvios padrão do sinal eletromiográfico das
execuções simétricas da fase 2 do gesto de levantamento
simétrico de carga do solo................................................................. 55
Figura 24: Relação da atividade eletromiográfica entre os lados direito e
esquerdo de um indivíduo, no nível L1, referente as 20
execuções da fase 2 do gesto de levantamento simétrico de
carga do solo. ...................................................................................... 55
Figura 25: Ativação elétrica média entre os lados direito e esquerdo, nos
sete níveis vertebrais, para todas as execuções simétricas da
fase 2 e sua relação com as curvaturas sagitais da coluna............ 58
LISTA DE QUADROS E TABELAS
Tabela 1: Médias e desvios padrão da ativação eletromiográfica das
execuções simétricas da fase 2 do gesto de levantamento
simétrico de carga do solo (valores expressos em percentual da
CVM). .................................................................................................... 54
Tabela 2: Médias e intervalos de confiança da atividade eletromiográfica,
normalizada pela CVM, nos sete níveis vertebrais para todas as
execuções simétricas da fase 2......................................................... 57
Tabela 3: Teste de múltiplas comparações de Tukey dos valores médios
de ativação elétrica dos músculos póstero-mediais da coluna
vertebral nível a nível. Em destaque estão marcados os níveis
adjacentes que apresentam diferença............................................... 57
Tabela 4: Média dos valores da ativação elétrica dos músculos póstero-
mediais da coluna vertebral, agrupados em três segmentos:
cervical, torácico e lombar. ................................................................ 59
Tabela 5: Teste de múltiplas comparações de Tukey dos valores de
ativação elétrica dos músculos póstero-mediais da coluna
vertebral agrupados nos segmentos cervical, torácico e lombar... 60
Tabela 6: Média dos valores da ativação elétricados músculos póstero-
mediais da coluna vertebral, agrupados em três segmentos: de
C7-T6, T9-L1 e L3-L5. .......................................................................... 61
Tabela 7: Teste de múltiplas comparações de Tukey dos valores da
ativação elétrica dos músculos póstero-mediais da coluna
vertebral agrupados em três segmentos (C7-T6, T9-L1 e L3-L5).
Em destaque estão marcados os segmentos adjacentes que
apresentam diferença significativa na ativação elétrica.................. 61
Tabela A1: Tabela da Freqüência de Levantamento............................................ 77
Tabela A2: Classificação da Qualidade da Pega.................................................. 78
Tabela A3: Fator Qualidade da Pega da Carga..................................................... 78
INTRODUÇÃO
A coluna vertebral (CV) é a principal parte do esqueleto axial do corpo
humano, sendo amplamente investigada, tanto do ponto de vista estrutural quanto
funcional. Como estrutura central do corpo, a CV é constantemente submetida a
esforços, quer seja durante atividades físicas e/ou esportivas, atividades laborais ou
mesmo durante as atividades de vida diária (AVDs). Entre AVDs e tarefas laborais,
as atividades de levantamento de cargas do solo são bastante comuns e geram
sobrecargas principalmente nas estruturas ósteo-mio-ligamentares e adjacentes,
podendo ser a causa de diversas lesões (Anderson et al., 1977; Anderson et al.,
1985; Gallagher, 1997; Clark et al., 2003).
Desde os anos 60, pesquisadores investigam as sobrecargas aplicadas às
estruturas da CV utilizando técnicas invasivas diretas. Nachemson e Morris, em
1964, inseriram um transdutor de pressão no núcleo pulposo do disco intervertebral
L4-L5 para verificar, em posturas diversas, as pressões atuantes no local, estudando
um único indivíduo. Recentemente Wilke et al. (1999) reproduziram o estudo de
Nachemson e Morris acrescentando algumas variações de postura e com uma
amostra de dois indivíduos, encontrando alguns resultados discordantes, como uma
pressão similar nas posturas sentada e em pé, ao contrário do estudo clássico de
Nachemson e Morris (1964), cujos resultados foram utilizados durante muitos anos
por profissionais da área da saúde para orientar quanto a cuidados com a CV.
Por motivos éticos e até mesmo por limitações tecnológicas, a introdução de
transdutores de força nas estruturas corporais internas não é uma opção utilizada
em larga escala. Como forma alternativa, pesquisadores tem desenvolvido modelos
biomecânicos para análise das forças nas estruturas internas. Uma limitação
apresentada por alguns modelos é tratar a CV como um segmento rígido onde a
força de ação dos músculos extensores da coluna atua em um único ponto com o
centro de rotação em sua região mais inferior, na articulação intervertebral L5-S1
15
(Strait et al., 1947; Nordin e Frankel, 2003; La Torre et al., 2005). Porém entende-se
que estudar a CV considerando que as sobrecargas afetam todas as regiões, desde
a cervical até a lombar, com respectivos segmentos móveis e músculos adjacentes,
e respeitando suas curvaturas fisiológicas (lordoses e cifose), parece ser mais
interessante do que considerá-la como uma haste reta e rígida em que toda a carga
imposta a ela é, representativamente, aplicada em uma única região.
Neste sentido, modelos que considerem a coluna como uma estrutura que
possua mais segmentos móveis e com mais vetores de força muscular, tem sido
alvo do interesse de pesquisadores como Santa Maria (2001) ou Larivière e Gagnon
(1999), principalmente em investigações focadas nas sobrecargas impostas às
estruturas da CV durante a atividade de levantamento. Nestas investigações, muitos
modelos são idealizados utilizando técnicas biomecânicas, como LSM (link
segmentar model), dinâmica inversa e eletromiografia de superfície (EMG).
Entre as técnicas supracitadas, a EMG é utilizada uma vez que estuda a
função muscular através da investigação do sinal elétrico derivado do músculo
(Basmajian e De Luca, 1985) e pode ser definida como a representação gráfica de
sua atividade elétrica (CORREIA et al., 1993). Informações como o número de
unidades motoras ativas e a freqüência de disparo de cada uma delas podem ser
obtidos através desta técnica (Herzog et al., 1998; Madeleine et al., 2001). Segundo
Ervilha et al. (1999), a EMG é um dos métodos de medição que pode determinar
diretamente parâmetros biomecânicos internos do corpo humano durante o
movimento. Dessa forma seria possível ter noção da intensidade do sinal EMG dos
músculos póstero-mediais do tronco auxiliando, de modo importante, na construção
desses modelos.
Entretanto, no que diz respeito aos músculos do tronco, os estudos que
verificam seu sinal elétrico possuem objetivos distintos. Alguns examinam as
diferenças desse sinal entre indivíduos com e sem dor em situações isométricas ou
dinâmicas (Nowen et al., 1987; Alexiev, 1994; Lehman, 2002), outros, as diferenças
do sinal entre indivíduos saudáveis, escolióticos e escolióticos pós-fusão vertebral
(Lu et al., 2002), ou ainda a identificação da fadiga da musculatura do tronco durante
tarefas de levantamento ou em situações isométricas (Dolan e Adams, 1993;
Gonçalves e Barbosa, 2005).A influência do comprimento muscular e da velocidade
de contração nos momentos gerados pelos extensores e flexores do tronco (Dolan e
Adams, 1993; Raschke e Chaffin, 1996), ou o incremento da rigidez do tronco com a
16
co-contração (Lee et al., 2005) são outros objetivos desses estudos. Entre as
pesquisas que concentram atenção na EMG dos músculos do tronco durante
atividades de levantamento, a maior parte direciona seu interesse aos músculos da
parede abdominal e aos eretores da CV lombar. Entre os trabalhos que utilizam os
dados oriundos da EMG para a construção de modelos biomecânicos da coluna
vertebral, apenas a região lombar é pesquisada (Sherman, 1985; Nowen et al.,
1987; Ahern et al., 1988; Alexiev, 1994; Van Dieën e Kingma, 1999; Hermann e
Barnes, 2001; Gonçalves e Barbosa, 2005; Granata et al., 2005; Healey et al., 2005;
Arjmand e Shirazi-Adl, 2006). A preferência pela região lombar explica-se por esta
ser a região onde se concentram as ocorrências de desordens causadas pelo uso
indevido da coluna durante as tarefas de manuseio de carga (Chafin et al., 2001;
Santa Maria, 2001).
Mais de uma dezena de músculos localizam-se na região póstero-medial do
tronco e, quando ativados bilateralmente, são alguns dos responsáveis pelo
levantamento manual simétrico de carga do solo, entretanto nem sempre o sinal
eletromiográfico é verificado dos dois lados do tronco a fim de verificar se sua
ativação é simétrica.
A EMG pode ser uma das ferramentas para o fornecimento de dados que
auxiliem na divisão da CV em mais segmentos, auxiliando tanto na identificação dos
níveis que compõem cada um deles, quanto na magnitude de seus respectivos
vetores. Esses dados, em conjunto com outros, como a orientação dos vetores que
pode ser obtida, por exemplo, pelo cálculo da resultante da ação dos músculos do
segmento através de informações oriundas de bibliografia (como a linha de ação,
origem e inserção dos músculos), podem ser utilizados como input a modelos
biomecânicos baseados em EMG.
1 PROBLEMA DE PESQUISA
É possível compartimentar a coluna vertebral levando em consideração a
similaridade do comportamento elétrico entre níveis adjacentes dos músculos
póstero-mediais do tronco durante tarefa de levantamento com manuseio simétrico
de carga do solo?
2 HIPÓTESES
Levando em consideração diferentes propostas de divisão do tronco, é
possível, através do sinal eletromiográfico, compartimentar a coluna vertebral em
diferentes propostas, todas elas contendo três segmentos.
3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GERAL
Analisar, através da EMG de superfície em sete níveis vertebrais,
bilateralmente, o comportamento elétrico dos músculos póstero-mediais do tronco
durante a tarefa de levantamento com movimento simétrico.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Avaliar a simetria da resposta eletromiográfica dos músculos póstero-mediais
da coluna em sete níveis vertebrais durante tarefa de levantamento com manuseio
simétrico.
Comparar o sinal eletromiográfico entre os níveis adjacentes da musculatura
póstero-medial do tronco durante tarefa de levantamento com manuseio simétrico
procurando identificar níveis com comportamento elétrico similar.
Descrever o comportamento do sinal elétrico nos diferentes segmentos da
coluna vertebral durante tarefa de levantamento com manuseio simétrico.
4 REVISÃO DE LITERATURA
4.1 A COLUNA VERTEBRAL
4.1.1 Estrutura Óssea
A CV é uma haste elástica constituída geralmente por trinta e três vértebras,
sendo que vinte e quatro delas, juntamente com vinte e três discos
fibrocartilaginosos, alguns ligamentos e mais de uma dezena de diferentes
músculos, fazem parte de seu segmento móvel. Ela é considerada o eixo ósseo do
tronco e tem como função proporcionar suporte rígido e flexibilidade ao tronco, além
de proteger a medula espinhal e as raízes nervosas, podendo ser considerada a
estrutura mais complexa do sistema ósteo-músculo-esquelético do corpo humano
(Rasch e Burke, 1977; Hamill e Knutzen, 1999; Watkins, 2001). Sua porção móvel é
dividida em três segmentos: cervical, torácico e lombar, sendo que cada um deles
possui sete, doze e cinco vértebras, respectivamente. Abaixo da lombar encontra-se
o segmento rígido da coluna formado pela junção do sacro e do cóccix, cada um
desses ossos são formados, em média, por cinco vértebras fundidas (Hamill e
Knutzen, 1999).
Além do número de vértebras, em uma coluna adulta os segmentos se
diferenciam, no plano sagital, pela direção da curva que as vértebras formam (Hamill
e Knutzen, 1999; Watkins, 2001). A cervical e a lombar possuem curvatura com
convexidade anterior, enquanto que na torácica, no sacro e no cóccix a convexidade
é posterior (Figura 1a).
À medida que ocupam posições mais inferiores na coluna, as vértebras do
segmento móvel, desde a quarta vértebra dorsal até a quinta lombar, aumentam de
volume. Esta característica se deve a maior sobrecarga que as regiões inferiores da
CV sofrem quando comparada a regiões mais superiores. O sacro e o cóccix são em
forma de triângulo com a base voltada para cima (Figura 1b e 1c) (Calais-Germain,
1991; Moore, 1994; Hamill e Knutzen, 1999; Watkins, 2001).
Com exceção da região cervical superior (ou suboccipital), formada pelas
duas primeiras vértebras da coluna (C1 e C2), todas as outras vértebras do
segmento móvel da coluna possue\m características semelhantes, são chamadas
19
vértebras típicas ou vértebras padrão (Calais-Germain, 1991; Hamill e
Knutzen, 1999).
Figura 1: Coluna vertebral – (a) vista sagital, (b) vista posterior e (c) vista anterior –
Extraído de Putz e Pabst, 2000.
Cada vértebra típica é dividida em duas partes: o corpo vertebral, na sua
porção anterior, e o arco posterior, na sua porção posterior (Calais-Germain, 1991)
(Figura 2).
Os corpos vertebrais, que constituem o pilar anterior da coluna, são mais ou
menos cilíndricos e são responsáveis, principalmente, pela transmissão de cargas.
Entre dois corpos vertebrais, desde C2 até S1, encontram-se os discos
intervertebrais que suportam e distribuem as cargas na CV além de restringir o
excesso de movimento que ocorre no segmento vertebral (Kapandji, 1980; Calais-
Germain, 1991; Hamill e Knutzen, 1999; Watkins, 2001). Porém os movimentos da
CV ocorrem pela compressão e deslizamento dos discos intervertebrais em conjunto
20
com o deslizamento dos processos articulares adjacentes (Rasch e Burke, 1977).
Estas estruturas formam uma alavanca onde as articulações interapofisárias
funcionam como ponto de apoio. Portanto, como pode ser visto na Figura 3, a
transmissão das pressões não ocorre apenas sobre as estruturas fibrocartilaginosas
do pilar anterior da coluna, mas também sobre estruturas articulares do pilar
posterior constituídas pelas facetas articulares (Kapandji, 1980). Segundo Adams e
Dolan (1995), na postura em pé, aproximadamente 80 % da força compressiva que
age na coluna lombar é resistida pelo pilar anterior enquanto que aproximadamente
20 % dessa força recai sobre as facetas articulares.
Figura 2: Vértebra típica – vista superior - Adaptado da apostila referente ao do Módulo
III – Coluna Vertebral - Curso de Cadeias Musculares e Articulares G.D.S.,
Escola de Reeducação do Movimento Ivaldo Bertazzo, 1995.
No pilar posterior da coluna, as facetas articulares inferiores de uma vértebra
superior articulam-se com as facetas superiores da vértebra imediatamente inferior a
ela constituindo as articulações zigapofisárias. As facetas possuem ângulos
diferentes de orientação nas regiões cervical, torácica e lombar (Figura 4a). Essa
conformidade anatômica é responsável pela maioria das diferenças funcionais entre
essas regiões sendo um dos fatores determinantes da amplitude e do tipo de
movimento entre as vértebras adjacentes (Hamill e Knutzen, 1999; Watkins, 2001;
Nordin e Frankel, 2003).
21
Figura 3: Desenho esquemático da alavanca formada pelas (1) articulações
interapofisárias que funcionam como ponto de apoio e assim auxiliam no
amortecimento dos esforços de compressão axial ao nível (2) do disco
intervertebral e (3) os músculos das goteiras vertebrais. Extraído de
Kapandji, 1980.
Nas vértebras cervicais típicas, as faces articulares estão no plano coronal
com leve obliqüidade lateral e posterior (aproximadamente 45º). A cervical inferior
tem, portanto, grande mobilidade para a flexão, extensão e rotação, enquanto que a
inclinação lateral é muito pouco privilegiada. Na região torácica as facetas articulares
são arredondadas, planas e possuem uma orientação oblíqua tanto no plano sagital
quanto no frontal, o que permite movimentos em flexão, extensão e inclinação
lateral. As rotações são favorecidas pelo posicionamento das facetas sobre a curva
de um círculo imaginário. A mobilidade torácica é menor nos níveis mais superiores
e vai aumentando conforme se aproxima da região inferior, quando as facetas
apresentam configuração similar à lombar (Figura 4b). A lombar possui processos
articulares com superfícies verticais orientadas no plano sagital nos níveis mais
superiores até assumirem uma orientação frontal na junção lombossacral, essa
conformidade facetaria permite boa mobilidade em flexão, extensão e em inclinação
lateral, a rotação é pouco privilegiada neste segmento (Calais-Germain, 1991;
Watkins, 2001). Traçando as linhas de orientação das articulações zigapofisárias ao
longo da coluna, podemos perceber essas mudanças de direção no plano sagital
(Figura 5).
22
Figura 4: (a) orientação facetária das vértebras nos níveis cervical, torácico e lombar
(adaptado de NORDIN e FRANKEL, 2003) e (b) orientação facetária em vários
níveis da região torácica - Adaptado da apostila referente ao do Módulo III –
Coluna Vertebral - Curso de Cadeias Musculares e Articulares G.D.S., Escola
de Reeducação do Movimento Ivaldo Bertazzo, 1995.
Localizando o ponto médio de cada uma das articulações zigapofizárias ao
longo da CV e traçando retas para os unir, depara-se com uma linha "quebrada" que
divide a região móvel da coluna em quatro segmentos. Essa divisão é diferente
daquela clássica e amplamente difundida. Os segmentos são separados pelas
vértebras localizadas nos ápices das curvaturas em lordose e cifose da coluna, C5-
C6, T8 e L3, assim temos o primeiro segmento iniciando em C1-C2 e indo até C4-
C5; o segundo, de C6-C7 até T7-T8; o terceiro, de T8-T9 até L2-L3 e o último que
vai de L3-L4 à L5-S1. Desta forma temos dois segmentos em declive (orientação
póstero-anterior descendente) e dois segmentos em proclive (orientação póstero-
anterior ascendente) como pode ser verificado na Figura 6 ou ainda, de forma
23
esquemática, na Figura 7 (Les Chaînes Musculaires et Articulaires Méthode GDS,
1997).
Figura 5: Plano de orientação das articulações zigapofisárias ao longo da coluna
vertebral, vista sagital. Adaptado de Exelby, 1995.
24
Figura 6: Divisão da coluna vertebral,
no plano sagital, pela
orientação de linhas que
cruzam o centro das
articulações zigapofisárias.
As linhas cheias
representam os segmentos
em declive e as linhas
pontilhadas, os segmentos
em proclive.
Figura 7: Desenho esquemático da
divisão da coluna vertebral
pela orientação das linhas
que cruzam o centro das
articulações zigapofisárias
onde é possivel identificar
as vértebras ápices das
curvaturas sagitais o os
segmentos declives e
proclives. Adaptado de Les
Chaînes Musculaires et
Articulaires Méthode GDS,
1997.
segmento declive
superior
segmento
proclive
superior
segmento
declive
inferior
segmento
proclive
inferior
C4-C5
T8
L3
25
4.1.2 Ligamentos
No pilar anterior da coluna encontram-se, além dos discos intervertebrais,
alguns ligamentos que asseguram solidez à estrutura, contribuindo com sua
resistência mecânica. Na face anterior dos corpos vertebrais, desde a base do crânio
até o sacro, insere-se o ligamento longitudinal anterior (Figura 8d). Cobrindo a
mesma extensão da coluna, porém na face posterior dos corpos vertebrais, dentro
do canal vertebral, localiza-se o ligamento longitudinal posterior (Figura 8e). O
ligamento longitudinal anterior evita a hiperextensão da CV enquanto que o posterior
evita a hiperflexão e a protusão posterior do núcleo pulposo do disco intervertebral
(Kapandji, 1980; Moore, 1994; Oliver e Middleditch, 1998).
Figura 8: (a) ligamentos amarelos, (b
1
) ligamentos supra-espinhais e (b
2
)
interespinhais, (c
1
) ligamentos interapofisários e (c
2
) intertransversários, (d)
ligamento longitudinal anterior, (e) ligamento longitudinal posterior -
Adapatado de Oliver e Middleditch, 1998.
26
Com o objetivo de proporcionar estabilidade no arco posterior, vários
ligamentos asseguram a junção entre dois arcos vertebrais adjacentes. Os
ligamentos amarelos (Figura 8a) proporcionam a união entre as lâminas vertebrais
adjacentes auxiliando na preservação da curvatura normal e na sua retificação após
a flexão. Os ligamentos interespinhais (Figura 8b
2
) situam-se entre os processos
espinhosos enquanto que os ligamentos supra-espinhais (Figura 8b
1
) conectam-se
às extremidades desses mesmos processos, os ligamentos intertransversários
(Figura 8c
2
) inserem-se nos dois lados do vértice de cada apófise transversa e, por
fim, os ligamentos interapofisários (Figura 8c
1
) encontram-se no nível das
articulações interapofisárias auxiliando no reforço das cápsulas articulares (Kapandji,
1980; Moore, 1994; Oliver e Middleditch, 1998).
Pode-se considerar que a forma e orientação das facetas articulares, a tensão
das cápsulas articulares, a resistência dos ligamentos e músculos do dorso, a
espessura dos discos intervertebrais, além da presença, na região torácica, das
costelas, são responsáveis por restringir alguns movimentos da coluna (Rasch e
Burke, 1977; Moore, 1994) podendo ser responsáveis por diferenças na ativação
muscular entre os vários níveis vertebrais.
4.2 A MEDULA ESPINHAL E OS NERVOS RAQUIDIANOS
Entre o corpo vertebral e o arco posterior de cada vértebra encontra-se o
forame vertebral, a sucessão deles forma o canal vertebral que contém, entre outras
estruturas, a medula espinhal e os nervos raquidianos. A medula espinhal preenche
todo este espaço desde o colo do bulbo raquidiano até a altura da segunda vértebra
lombar, abaixo deste nível encontra-se o filamento terminal e a cauda eqüina. Os
nervos raquidianos, em um total de trinta e um pares, originam-se da junção das
raízes anteriores e posteriores que emergem da medula e saem do canal vertebral
pelos forames de conjugação. As raízes anteriores se constituem por fibras motoras
e as raízes posteriores, por fibras sensitivas, desta forma, cada par de nervos
raquidianos destina-se a determinados territórios sensitivos ou motores. Os nervos
raquidianos se dividem, novamente, em um ramo anterior (ventral) e outro posterior
(dorsal) (Figura 9). O ramo ventral inerva os músculos e a pele das paredes anterior
do tronco, já o ramo dorsal, os músculos e a pele da porção posterior do tronco.
Cada nervo raquidiano apresenta um território sensitivo, um motor e um neuro-
27
vegetativo. Os territórios radiculares motores, conhecidos como miótomos, recebem
inervação pelas raízes anteriores dos nervos raquidianos. No pescoço e no tronco
os miótomos se dispõem em áreas anulares (Contu e Osório, 1972; Moore, 1994;
Hislop e Montgomery, 1995; Esperança Pina, 2000).
Os nervos raquidianos distribuem-se simetricamente ao longo da CV e são
identificados de acordo com a região da coluna de onde emergem. Desta forma os
nervos cervicais recebem o nome da vértebra situada abaixo de sua emergência,
sendo que o primeiro nervo cervical sai entre o occipital e C1; abaixo da sétima
vértebra cervical encontra-se o oitavo nervo cervical e, a partir deste, os demais
nervos raquidianos recebem o nome da vértebra imediatamente acima de sua
emergência (Figura 10) (Contu e Osório, 1972; Moore, 1994; Hislop e Montgomery,
1995; Esperança Pina, 2000).
Figura 9: Constituição de um nervo raquidiano – Adaptado de Hislop e Montgomery,
1995.
Na Figura 11 é possível verificar a distribuição dos ramos motores das raízes
nervosas referentes aos músculos póstero-mediais do tronco, conforme proposta de
Hislop e Montgomery (1995).
28
Figura 10: Distribuição dos nervos raquidianos – Extraído de Moore, 1994.
29
Figura 11: Distribuição do ramo dorsal (D) e ventral (V) das raízes anteriores nos
músculos póstero-mediais do tronco que atuam na extensão do tronco –
Adaptado de Hislop e Montgomery, 1995
4.3 OS MÚSCULOS POSTERIORES DO TRONCO
Nem todos os músculos póstero-mediais do tronco que se originam e/ou se
inserem na coluna atuam na extensão do tronco, movimento analisado neste
trabalho, portanto eles não serão abordados nesta revisão. Entre eles pode-se citar
o Elevador da Escápula, o Escaleno Posterior, os Rombóides Maior e Menor, o
Latíssimo do Dorso, os Elevadores das Costelas, o Serrátil Posterior (superior e
inferior). Os músculos póstero-mediais do tronco que auxiliam na extensão da CV
são simétricos, alguns apresentam orientação vertical ao longo da coluna enquanto
que outros correm oblíquos convergindo em direção cranial e média, como pode ser
observado nas Figuras 12 e 13 (Putz e Pabst, 2000).
30
Figura 12: Músculos das costas - camada medial superficial. Extraído de Putz e
Pabst, 2000.
31
Figura 13: Músculos das costas - camada medial profunda. Extraído de Putz e Pabst, 2000.
32
A origem e inserção de cada um dos músculos póstero-medias do tronco que
atuam na extensão deste segmento seguem abaixo (Stone e Stone, 2006):
• o Esplênio da Cabeça origina-se na parte inferior do ligamento nucal,
processos espinhais de C7 a T4 e insere-se no processo mastóide do osso temporal
e na parte lateral da linha nucal superior;
• o Esplênio do Pescoço tem origem nos processos espinhosos de T3 à T6
e se insere nos processos tranversos de C1 à C3;
• o Intertransversário Cervical Posterior parte do tubérculo posterior dos
processos tranversos do áxis até T1 e se insere no tubérculo posterior da vértebra
superior;
• o Intertransversário Torácico origina-se dos processos tranversos de T11 à
L1 para se inserir nos processos transversos da vértebra superior;
• o Semi-espinhal da Cabeça
1
inicia nos processos articulares de C4 à C6,
processo transverso de C7 à T7 para terminar entre as linhas nucais do occipital;
• o Semi-espinhal do Pescoço
1
origina-se dos processos transversos de T1
à T5 e se insere nos processos espinhosos de C6 à T4;
• o Semi-espinhal do Tórax
1
origina-se dos processos tranversos de T6 à
T10 para se inserir nos processos espinhosos de C6 à T4;
• os Multífidos
1
apresentam origem diferenciada conforme a região de
atuação, na região sacral partem ao longo dos forames sacrais até a espinha ilíaca
póstero-superior, na região lombar, dos processos mamilares das vértebras, na
torácica, dos processos transversos, e na cervical, dos processos articulares de C4 à
C7 para se inserirem nos processos espinhosos de duas a quatro vértebras
superiores à origem;
• os Rotadores
1
(cervicais, torácicos e lombares) originam-se nos processos
transversos de cada vértebra para se inserir no processo espinhoso da vértebra
imediatamente superior;
________________________
1
o Transversoespinhal é composto pelos músculos Semi-espinhal, Rotadores e Multífidos, eles
apresentam orientação oblíqua, de baixo para cima e de fora para dentro. Encontram-se
profundamente em relação aos eretores da espinha;
33
• o Espinhal da Cabeça
2
tem origem e inserção similar a parte medial do
semi-espinhal da cabeça;
• o Espinhal do Pescoço
2
tem origem junto ao ligamento nucal e processos
espinhosos de C7 e inserção no processo espinhoso do áxis;
• o Espinhal do Tórax
2
se origina dos processos espinhosos de T11 à L2 e
se insere nos processos espinhosos de T1 à T8;
• o Longuíssimo da Cabeça
2
origina-se dos processos transversos de T1 à
T5 e processos articulares de C5 à C7 para se inserir na parte posterior do processo
mastóide do osso temporal;
• o Longuíssimo do Pescoço
2
tem origem junto aos processos transversos
de T1 à T5 e inserção nos processos transversos de C2 à C6;
• o Longuíssimo do Tórax
2
tem origem ampla, das cristas sacrais medias e
laterais, processos espinhosos e ligamento supra-espinhal de T11 à L5 e parte
medial das cristas ilíacas e insere-se nos processos transversos de todas vértebras
torácicas;
• o Iliocostal Lombar
2
origina-se nas cristas sacrais medial e lateral e parte
lateral das cristas ilíacas e se insere nos ângulos das seis costelas inferiores (lateral
ao iliocostal torácico);
• o Iliocostal Cervical
2
origina-se nos ângulos da terceira a sexta costela e
insere-se nos processos transversos de C4 à C6;
• o Iliocostal Torácico
2
origina-se nos ângulos das seis costelas inferiores e
insere-se nos ângulos das seis costelas superiores e processos tranversos de C7;
• o Intertransversário Lombar (laterais e mediais) se origina dos processos
transversos e mamilares de cada vértebra lombar e se insere nos processos
transversos e acessórios da vértebra superior;
• o Interespinhal Cervical origina-se dos processos espinhosos de C3 à C7
e insere-se no processo espinhoso da vértebra imediatamente acima;
________________________
2
o grupo Eretor da Coluna abrange os músculos Iliocostal, Longuíssimo e Espinhal.
34
• o Interespinhal Torácico origina-se dos processos espinhosos de T1, T2,
T3, T11 e T12 e insere-se no processo espinhoso da vértebra imediatamente acima;
• o Interespinhal Lombar origina-se dos processos espinhosos de L2 à L5 e
insere-se no processo espinhoso da vértebra imediatamente acima;
• o Elevador da Escápula tem origem nos tubérculos posteriores dos
processos transversos de C1 à C4 e se insere na espinha da borda medial da
escápula.
A Fáscia Toracolombar (sobrejacente ao grupo Eretor da Coluna) é uma
aponeurose cuja lâmina posterior da sua porção lombar medial recobre os músculos
profundos do dorso prendendo-se aos processos espinhosos lombares enquanto
que na região torácica recobre a superfície posterior dos músculos profundos do
dorso fixando-se, medialmente, nos processos espinhosos das vértebras e,
lateralmente, nos ângulos costais (Snell, 1984).
A extensão da CV ocorre, essencialmente, pela ação bilateral dos músculos
intrínsecos da coluna, o grupo Eretor da Coluna (camada intermédia) e grupo
Espinhal Posterior Profundo. Estes músculos possuem origem e inserção ao longo
da CV e atuam como motores primários da extensão do tronco quando ativos
bilateralmente, apenas os músculos Suboccipitais são considerados músculos
acessórios da extensão da região cervical da CV (Rasch e Burke, 1977).
Na região mais superficial do dorso existem vários outros músculos que se
originam, na sua maioria, dos processos espinhosos de várias vértebras, desde a
cervical até a lombar, porém nenhum deles atua no gesto de extensão do tronco
(Kapandji, 1980; Calais-Germain, 1991; Putz e Pabst, 2000).
Na Figura 14 é possível verificar a distribuição dos músculos posteriores do
tronco em um corte transversal na altura da segunda vértebra lombar (L2). Observa-
se que na região póstero-medial do tronco encontram-se, de superficial para
profundo, os músculos Eretores da Coluna, os Transversoespinhais, o Longuíssimo
do Tórax. Esta visualização da distribuição espacial propicia uma noção da
importância do fator localização dos músculos em análises com EMG de superfície.
35
Figura 14: Corte transversal do tronco na altura de L2 – Extraído de Putz e Pabst, 2000.
4.4 EMG DOS MÚSCULOS PÓSTERO-MEDIAIS DO TRONCO
A atividade elétrica dos músculos eretores da coluna é verificada, por alguns
autores, com uso de eletrodos de profundidade, pois este tipo de eletrodo é o
indicado para músculos profundos (Stein et al., 1993; Andersson et al., 1996). Porém
existem muitos trabalhos que demonstram a possibilidade de verificar a atividade
elétrica dos eretores da CV com o uso de eletrodos de superfície (Rosenburg e
Seidel, 1989; Dolan e Adams, 1993; Potvin e Norman, 1993; Raschke e Chaffin,
1996; Leinonen et al., 2002; Gonçalves e Barbosa, 2005; Arjmand e Shirazi-Adl,
2006). Além disso, a EMG de superfície é mais bem indicada que a EMG de
profundidade quando o objetivo é estudar gestos motores, uma vez que o sinal
capturado pode ser considerado representativo da atividade total das fibras do
músculo pois esta técnica registra a soma da atividade elétrica de todas as fibras
musculares ativas situadas abaixo do sensor (Correia et al., 1993; Konrad, 2005). Na
CV os músculos são compostos por vários fascículos que atuam de forma sinérgica
durante a mobilização deste segmento (Van Dieën apud Gonçalves e Barbosa,
2005), portanto a EMG de superfície torna-se bem indicada para a verificação de
sua atividade elétrica.
36
Na existência dessa possibilidade, há muitos anos são realizadas pesquisas
que utilizam a EMG de superfície para verificar a atividade elétrica dos músculos do
tronco. No Anexo 1 é possível ter-se uma noção de alguns destes estudos, seus
objetivos e quais os músculos, ou zonas, analisados.
Os objetivos da análise do sinal elétrico dos músculos do tronco são vários,
entre eles podemos destacar a verificação das diferenças da ativação elétrica dos
músculos posteriores do tronco com o uso de eletrodos de superfície em indivíduos
saudáveis e em indivíduos que apresentam quadros álgicos, sejam eles agudos ou
crônicos, buscando compreender quais alterações a dor pode provocar no sinal
eletromiográfico (Sherman, 1985; Nowen et al., 1987; Ahern et al., 1988; Alexiev,
1994; Ng et al., 2002; Healey et al., 2005). Vários outros estudos fazem uso da EMG
de superfície para construção de modelos que visam estimar as cargas na CV e
também procurando compreender em quais situações as estruturas vertebrais
sofrem maior estresse (Andersson et al., 1977; Gallangher et al. 1997; Davis et al.,
1998; Gagnon et al., 2001; Kingma et al., 2001). A fadiga muscular também é
investigada por alguns autores bem como estudos que verificam o padrão
eletromiográfico em patologias da coluna, o comportamento da EMG no pré e pós-
cirúrgico, entre vários outros assuntos (Rosenburg e Seidel, 1989; Potvin e Norman,
1993; Raschke e Chaffin, 1996; Leinonen et al., 2002; Lu et al., 2002; Gaudreault,
2005; Gonçalves e Barbosa, 2005; Fergunson et al., 2005; Granata et al., 2005). A
região cervical é muito pouco estudada (Owens Jr et al., 2006).
No que diz respeito a estudos que verificam a ativação eletromiográfica dos
músculos posteriores da coluna vertebral durante várias atividades, entre elas a de
levantamento, a maior parte concentra a atenção nos músculos da parede
abdominal e nos eretores lombares da coluna vertebral, deixando em segundo plano
a musculatura dorsal e cervical. Além disso, para as regiões torácica superior e
cervical praticamente não existem estudos que as relacione com as sobrecargas
causadas pelo levantamento de cargas (Andersson et al., 1977; Schultz et al., 1982;
Dolan e Adams, 1993; Granata e Marras, 1995; Van Dieën e Kingma, 1999; Blüthner
et al., 2001; Dannels et al., 2001; Hermann e Barnes, 2001; Souza et al., 2001;
Sparto e Parnianpour, 2001; Stokes, 2005; Arjmand e Shirazi-Adl, 2006).
Neste sentido, um estudo que avalie, simultaneamente, a coluna em toda sua
extensão durante uma tarefa de levantamento, parece preencher uma lacuna da
literatura. O conhecimento do comportamento da ativação da musculatura póstero-
37
medial do tronco ao longo da tarefa de levantamento será útil não somente para uma
descrição cinesiológica mais precisa do movimento, como também para aperfeiçoar
modelos biomecânicos que procuram ser representativos da coluna na execução
desta tarefa.
5 MATERIAIS E MÉTODOS
5.1 DEFINIÇÃO OPERACIONAL DAS VARIÁVEIS
• Tarefa de Levantamento (TL) – Ato de pegar um objeto com tamanho fixo
a partir de uma altura e massa pré-determinadas para cada indivíduo utilizando-se
das duas mãos, movê-lo verticalmente, sem assistência mecânica, até a posição
ereta e devolvê-lo ao chão. Neste trabalho a TL foi realizada mantendo sempre os
joelhos estendidos.
• Fases – cada uma das etapas de uma TL que compreende uma série de
modificações. A TL da carga foi realizada em quatro fases distintas:
- fase 1: Movimento de descida sem carga (o indivíduo partiu da
posição ereta e inclinou o tronco anteriormente, através da flexão
do quadril, até alcançar a carga situada no solo);
- fase 2: Movimento de subida com carga (o indivíduo retornou à
posição ereta através da extensão do quadril, sustentando a carga
com as duas mãos);
- fase 3: Movimento de descida com carga (o indivíduo iniciou na
posição ereta sustentando a carga com as duas mãos, de forma
simétrica, e inclinou o tronco anteriormente, através da flexão do
quadril, até que a carga repousasse no solo);
- fase 4: Movimento de subida sem carga (o indivíduo retornou à
posição ereta realizando a extensão do quadril, após ter largado a
carga no chão).
Neste trabalho foi avaliada apenas a fase 2 da TL.
• Postura - Diz respeito ao posicionamento do corpo durante a TL. Neste
trabalho foi avaliada apenas uma postura que consistiu na execução da TL com a
manutenção da extensão dos joelhos e cotovelos além das curvaturas fisiológicas da
CV durante todas as fases. Apenas o quadril deveria ser flexionado (fase 2 e fase 3)
ou estendido (fase 1 e fase 4).
• Peso da Carga (PC) – Peso do objeto manuseado. Foi obtido através do
cálculo do limite de peso recomendado (LPR) do Guia de Práticas de Trabalho para
39
o Manuseio de Cargas do National Institute for Occupational Safety and Health
(NIOSH) (Waters et al.,1994) (Anexo 2). Neste trabalho o peso foi equivalente a um
Índice de Levantamento (IL) de 1,5.
• Velocidade de execução - É a taxa de movimento em que foi realizada a
tarefa de levantamento. Neste trabalho a velocidade de execução da TL foi
determinada previamente à coleta dos dados, durante o treino do gesto, obedecendo
a algumas orientações fornecidas pela pesquisadora: o gesto não deveria ser
realizado de forma abrupta, os gestos de descida e subida deveriam ocorrer de
forma contínua, não deveria ser utilizado tempo inferior a 10 segundos ou superior a
15 segundos por postura (neste tempo estava previsto o repouso entre uma
execução e a outra). Sendo assim, cada fase teve duração aproximada entre 2,5 e
pouco menos de 4 segundos.
• Contração voluntária máxima (CVM) - Contração ativa máxima realizada
isometricamente. Seu valor, registrado por EMG em milivolts, é utilizado como
referência para fins de “normalização” da atividade muscular. A CVM dos músculos
póstero-mediais do tronco foi realizada com o indivíduo em decúbito ventral e
resistência manual fornecida na região posterior de sua cabeça. Nestas condições o
indivíduo foi orientado a realizar uma hiperextensão da coluna com duração de três
segundos. A CVM foi realizada com estímulo verbal da pesquisadora.
• Níveis vertebrais – O nível vertebral caracteriza a região da coluna a ser
avaliada. Foi definido a partir da região distal dos processos espinhosos de
determinadas vértebras. Foram analisados sete níveis vertebrais: C7, T3, T6, T9, L1,
L3 e L5.
• Segmentos vertebrais – O segmento vertebral foi caracterizado pelo
agrupamento de níveis vertebrais adjacentes do segmento móvel da coluna. No
presente estudo foram propostos dois diferentes agrupamentos com três segmentos
cada um. O primeiro considerou a divisão da coluna por suas curvaturas em lordose
e cifose (C7, T3-T9 e L1-L5) e o outro considerou as linhas retas formadas pela
união do centro das articulações zigapofisárias ( C7-T6, T9-L1 e L3-L5).
• Ativação eletromiográfica – Representa o nível de ativação elétrica do
músculo. Neste trabalho foi obtida com eletrodos de superfície. Foi computado o
valor Root Mean Square (RMS) da fase 2 normalizado pela CVM.
40
• Lado – Representa a região lateral do corpo. Neste trabalho foram
avaliados separadamente os lados direito e esquerdo em cada um dos sete níveis
vertebrais.
5.2 VARIÁVEIS INDEPENDENTES
Níveis Vertebrais
Lados
Fase
5.3 VARIÁVEIS DE CONTROLE
Peso da carga
Velocidade de execução
Postura
5.4 VARIÁVEIS INTERVENIENTES
Temperatura do ambiente
Capacidade física individual
Estratégia motora utilizada
Impedância da pele
5.5 CARACTERIZAÇÃO DA PESQUISA
Esta pesquisa foi do tipo transversal ex-post-facto com delineamento
descritivo comparativo.
5.6 AMOSTRA
A amostra foi composta por dezesseis indivíduos de ambos sexos (dez
homens e seis mulheres) com idade média de 25,3 (±4,3) anos, estatura média de
170,8 (±10,4) cm e massa corporal média de 67,0 (±12,5) kg. O tamanho da amostra
foi determinado através de cálculo amostral no programa WINPEPI (PEPI for
Windows) com nível de significância de 0,05 e poder de previsão de 80% utilizando
41
dados oriundos de estudo piloto. Entre os sujeitos que aceitaram participar da
amostra e assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido, foram excluídos
aqueles que apresentaram queixas de dor na coluna ou articulações adjacentes no
dia da coleta além daqueles em que foi verificado, durante a palpação dos
processos espinhosos no momento da identificação dos níveis vertebrais, um desvio
lateral da CV no plano frontal.
5.7 PROCEDIMENTO PARA SELEÇÃO DA AMOSTRA
A amostra foi do tipo voluntária. Graduandos e pós-graduandos da Escola de
Educação Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul foram convidados,
através de comunicação verbal, a participar da pesquisa, comparecendo em data e
horário pré-estabelecidos.
5.8 TERMO DE CONSENTIMENTO
Todos os participantes da pesquisa assinaram um Termo de Consentimento
Livre e Esclarecido contendo informações pertinentes ao experimento e
assegurando também sua privacidade (Anexo 3). Este estudo está registrado sob o
número 2007692 no Comitê de Ética e Pesquisa da Pró-reitoria de Pesquisa da
UFRGS e foi aprovado em 30 de agosto de 2007 na reunião n
o
13, ata n
o
93.
5.9 INSTRUMENTOS DE COLETA
5.9.1 Eletromiógrafo
Para aquisição dos dados eletromiográficos foram utilizados quatro
eletromiógrafos da marca Miotec, modelo Miotool 400 (Figura 15a). Cada
equipamento possui quatro canais analógicos de entrada com taxa de amostragem
de 2000 Hz por canal, conversor A/D de 14 Bits, modo de rejeição comum de 110db,
alimentado por bateria recarregável e conexão com o computador via porta USB. Os
cabos utilizados foram do modelo SDS 500 com pré-amplificador com ganho de 100
e possibilidade de regulagem da distância entre os eletrodos (Figura 15b). O
programa Miograph 2.0 Alpha 9 Build 5 foi utilizado para coleta e armazenagem dos
dados. O sistema de coleta eletromiográfica foi composto por dois eletromiografos
42
conectados a um único computador através das portas USB (Figura 16). Este estudo
utilizou dois sistemas de coleta eletromiográfica simultaneamente, cada sistema
coletou o sinal eletromiográfico de um lado da coluna.
(a) (b)
Figura 15: (a) Eletromiógrafo Miotool 400 e (b) sensor SDS 500 com distância regulável
entre os eletrodos.
Figura 16: Sistema de coleta eletromiográfica - composto por 2 eletromiógrafos, de
quatro canais cada um, conectados a um único computador.
43
5.9.2 Eletrodos
Foram utilizados trinta eletrodos auto-adesivos de superfície Ag/AgCl com
configuração bipolar, diâmetro de 30 mm (Tyco Healthcare, Mini MediTrace 100 -
Kendall) para cada indivíduo da amostra (quatorze canais e um eletrodo terra para
cada sistema eletromiográfico). A distância intereletrodos foi de 25 mm.
5.9.3 Câmera de vídeo
Foram utilizadas duas câmeras de vídeo digitais da marca JVC, modelo GR-
DVL9800, uma para filmagem no plano sagital, para determinação do inicio e final de
cada fase de todas as execuções da postura, e outra no plano frontal, posicionada
com seu eixo ótico a aproximadamente 45
o
do plano horizontal, posteriormente ao
indivíduo, para verificação da simetria do gesto. Cada câmera, acompanhada por um
holofote, estava conectada a um computador (Figura 17), os computadores estavam
interligados através de rede interna (intranet) para possibilitar a captura remota. A
taxa de amostragem de cada câmera foi de 50 Hz.
5.9.4 Unidade de sincronismo
Para sincronizar os dados provenientes de cada um dos sistemas de coleta
eletromiográfica e do sistema de coleta de cinemetria, que possuíam taxa de
amostragem diferente, foi utilizado um sincronismo manual (Loss et al., 1997). O
dispositivo é composto por um circuito elétrico ligado simultaneamente a um canal
de um dos eletromiógrafos de cada sistema de coleta eletromiográfica. Quando o
dispositivo de sincronismo era ativado ocorria uma mudança no nível de tensão
elétrica, registrado em um canal de cada sistema de coleta além de acender um led
que pôde ser visto na filmagem da câmera sagital. O sincronismo inter-câmeras
ocorreu automaticamente através da ferramenta de captura remota do programa
Dvideow (Digital Video for Biomechanics for Windows 32 bits – desenvolvido no
Laboratório de Instrumentação Biomecânica FEF e Instituto de Computação da
UNICAMP) (Figueiroa et al., 2003) que possibilita o início de filmagem simultânea
entre as câmeras conectadas a computadores interligados por intranet (sistema de
cinemetria).
44
(1)
(2)
(3)
Figura 17: (1) Câmera de vídeo JVC GR-DVL 9800, (2) holofote e (3) computador.
5.9.5 Marcadores reflexivos
Para identificar o processo espinhoso de T1 e o ângulo inferior da escápula
direita e esquerda, foram utilizados três marcadores esféricos de isopor com 1 cm de
diâmetro revestidos com fita reflexiva.
5.9.6 Calibrador
Foi utilizado um calibrador tridimensional Peak Performance (Peak
Performance Technologies Inc., Englewood, USA) no padrão standart, com 9
pontos. Apenas os quatro pontos mais distantes do centro do calibrador, dispostos
em um mesmo plano, foram utilizados para reconstrução bi-dimensional das
imagens digitalizadas da câmera frontal, utilizadas para verificação da simetria do
gesto.
45
5.9.7 Balança e Estadiômetro
Para medir a massa corporal e estatura dos participantes da amostra e para a
escolha das anilhas, foi utilizado um equipamento da marca Urano, modelo PS-180,
com resolução de 100 gramas para a balança e de 1 mm para o estadiômetro.
5.9.8 Carga manuseada
Para facilitar o manuseio da carga, foi utilizada uma estrutura de ferro com
dispositivo para prender anilhas a fim de adequar o peso da carga para cada
participante da amostra (Figura 18).
Figura 18: Estrutura de metal com peso ajustável.
5.9.9 Microcomputador
Foram utilizados cinco computadores: dois para a aquisição e armazenagem
do sinal eletromiográfico, outros dois para a aquisição e armazenamento das
imagens de vídeo e um quinto equipamento utilizado para o cálculo da carga que
cada participante deveria manusear através de uma rotina desenvolvida no
programa Matlab 5.3. Os equipamentos foram três notebooks, um Averatec com
processador AMD Turion 64
TM
de 1.6 GHz e um Hewlett-Packard com processador
AMD Athlon 64
TM
de 1.99 GHz, ambos com 512 MB de memória RAM e HD de
80 GB utilizados para a eletromiografia e um Acer com processador Celeron de
2.40 GHz com 256 MB de memória RAM e HD de 40 GB para processar a rotina de
cálculo do IL com auxílio do programa Matlab, e dois computadores de mesa com
46
processador Pentium IV de 1.80 GHz, 256 MB de memória RAM e HD de 160 GB,
conectados as câmeras de vídeo e interligados por intranet.
Na Figura 19 é apresentada, de forma esquemática, a distribuição dos
equipamentos de coleta e suas respectivas conexões.
Figura 19: Desenho esquemático dos equipamentos de coleta e suas conexões onde é
possível observar (a) as câmeras de vídeo conectadas aos computadores, (b)
os sistemas de coleta eletromiográfica, (c) a unidade de sincronismo e (d) o
notebook utilizado para o cálculo da carga.
47
5.10 PROTOCOLO
Previamente à chegada dos participantes, foi realizada a captura da imagem
do calibrador pela câmera frontal para posterior reconstrução bi-dimensional da
imagem. Ao chegar à sala de coleta, foi entregue ao participante o termo de
consentimento livre e esclarecido onde constavam informações sobre a pesquisa,
após o aceite em participar do estudo foram verificadas sua massa corporal e
estatura.
Após a mensuração antropométrica, foi realizada uma explicação da atividade
seguida da realização de uma série de execuções para verificar a altura da pega da
caixa até o chão, a distância entre o centro geométrico da caixa e os tornozelos do
indivíduo, a distância vertical que suas mãos percorriam desde a posição de pega da
caixa até a postura ortostática além de verificar o ritmo preferido de execução, de
posse destes dados foi calculada a carga equivalente a um IL de 1,5 (Anexo 2) com
o uso de rotina desenvolvida para este fim.
Na seqüência foi realizada, para a colocação de eletrodos auto-adesivos, uma
leve abrasão para remoção das células mortas da pele e a limpeza da pele com
algodão embebido em álcool precedida, quando necessária, da raspagem dos pêlos
das costas com uma lâmina descartável seguindo as normas do Projeto SENIAM
(Surface ElectroMyoGraphy for Non-Invasive Assessment of Muscles). Os pares de
eletrodos foram posicionados longitudinalmente à CV com seu centro a 3 cm da
região distal dos processos espinhosos de C7, T3, T6, T9, L1, L3 e L5,
bilateralmente, conforme sugerido por Basler et al. (1997). Foram utilizados dois
eletrodos de referência, um para cada sistema de coleta eletromiográfica, fixados
nas espinhas ilíacas ântero-superiores. Para melhorar a fixação dos eletrodos e
diminuir o ruído dos cabos, foi disposto sobre eles fita auto-adesiva Micropore. A
distância inter-eletrodos foi de 25 mm (Figura 20).
Para a captura do sinal eletromiográfico da CVM os participantes foram
posicionados sobre uma maca com o tronco apoiado em uma cadeira posicionada a
sua frente, suas pernas foram fixadas com o uso de tiras de velcro, uma resistência
manual foi imposta na região posterior de sua cabeça e solicitada a contração
máxima por três segundos, estando o tronco alinhado com os membros inferiores. A
CVM foi realizada duas vezes, com intervalo de dois minutos entre cada execução a
fim de evitar os efeitos da fadiga.
48
Terminada a série de duas CVMs, com o indivíduo em pé, foram colocados os
marcadores reflexivos no processo espinhoso de T1 e ângulo inferior das escápulas
direita e esquerda. A carga foi posicionada à sua frente em altura e distância
horizontal pré-determinada durante o treino do gesto.
Na seqüência, após repouso de no mínimo um minuto, foram iniciadas as
capturas de imagem e sinal EMG, a unidade de sincronismo foi acionada com o led
direcionado para a câmera sagital e foi dada a ordem para os indivíduos realizarem
a primeira série de dez repetições da atividade de levantamento simétrico da carga
(Figura 21). A segunda série de execuções foi realizada após repouso de, no
mínimo, um minuto.
Figura 20: Posicionamentos dos 14
pares de eletrodos ao longo
da coluna vertebral.
Figura 21: Imagem obtida pela câmera
sagital durante execução da
atividade simétrica de
levantamento de carga onde
podem ser vistos (1) os
eletromiógrafos, (2) a
estrutura de metal com
anilhas e (3) o aparato para
adequar a altura vertical da
estrutura metálica .
49
5.11 ANÁLISE DOS DADOS
As imagens de vídeo foram digitalizadas com o programa Dvideow (Digital
Vídeo for Biomechanics for Windows 32 bits – desenvolvido no Laboratório de
Instrumentação Biomecânica FEF e Instituto de Computação da UNICAMP)
(Figueroa et al., 2003). Este processo consiste na localização de determinados
pontos quadro a quadro para identificar sua trajetória no decorrer da imagem e
assim determinar suas coordenadas espaciais. Estas coordenadas são fornecidas
em pixels, unidade adimensional da tela do monitor.
Das imagens da câmera sagital foi digitalizado o marcador reflexivo
posicionado em T1 e das imagens da câmera frontal foram digitalizados os
marcadores posicionados sobre o ângulo inferior da escápula direita e esquerda. Os
dados referentes à posição do marcador de T1 no eixo x e y foram importados para
o programa SAD32 [(versão 2.61.07mp, 2002) (www.ufrgs.br/lmm)] e submetidos ao
filtro digital média móvel com freqüência de corte de ordem 1. Foi aplicada
ferramenta para localização de picos máximos e mínimos na curva do eixo x e então
foram identificados e anotados os quadros de início e fim da fase 2 de cada
execução (Figura 22a e 22b).
Foi realizada a reconstrução bi-dimensional das imagens já digitalizadas da
câmera frontal, com este procedimento ocorre a conversão das coordenadas
adimensionais em coordenadas métricas. Os arquivos reconstruídos fornecem uma
matriz de três colunas, a primeira referente ao número do quadro da imagem, a
segunda, ao eixo x e a terceira, ao eixo y. Nesta matriz foram recortados os quadros
referentes à fase 2 de cada gesto e verificada a simetria da execução, conforme
estudo desenvolvido previamente (Krumholz et al., 2007). No estudo de Krumholz et
al. (2007) foram comparados, em reconstruções tridimensionais e bidimensionais,
gestos considerados simétricos e gestos considerados assimétricos, sendo
verificado que a reconstrução bidimensional seria suficiente para assegurar a
simetria quando o coeficiente de correlação de produto-momento de Pearson (r)
entre a movimentação dos pontos que identificavam os ângulos inferiores da
escápula tivesse valores positivos e iguais ou maiores que 0,8 (Anexo 4). No
presente estudo optou-se por um critério menos rigoroso e adotou-se um r ≥ 0,6.
50
a
b
c
Figura 22: (a) identificação do início e final de cada fase, (b) identificação do início e
final da fase 2, (c) recorte do sinal emg referente à fase 2. procedimentos
realizados no programa sad32.
51
Os arquivos da EMG da CVM e das vinte execuções do gesto capturados
com o uso do programa Miograph foram tratados no programa SAD32. As curvas
foram submetidas a tratamento posterior à coleta, sendo aplicado filtro digital ideal
passa-banda com freqüência de corte mínima de 20 Hz e máxima de 500 Hz. Foi
realizada uma análise no domínio da freqüência com o uso da Transformada Rápida
de Fourier (FFT) para detecção de possíveis ruídos em freqüências específicas.
Foi recortado um intervalo de um segundo da região central do sinal
eletromiográfico da CVM que atingiu maior amplitude. O valor RMS máximo da
curva recortada foi utilizado para posterior normalização dos dados. No sinal
eletromiográfico das execuções, o canal referente ao sincronismo foi sub-amostrado
para ficar com taxa de amostragem igual a da cinemetria e, então, foram recortadas,
nesta curva, todas as execuções da fase 2 que apresentaram simetria quando
verificado pelo coeficiente de correlação produto-momento de Pearson (r) nos
arquivos reconstruídos da cinemetria. Realizados estes recortes foi possível recortar
o sinal eletromiográfico apenas das execuções simétricas da fase de interesse
(Figura 22c). O valor RMS de cada um destes recortes foi normalizado com o valor
RMS da CVM com auxílio do programa Microsoft Excel 2000.
5.12 TRATAMENTO ESTATÍSTICO
Para a análise estatística foram utilizados os programas Microsoft Excel
2000 e SPSS 14.0.
As seguintes análises foram realizadas durante a fase 2 da atividade de
levantamento:
• verificação da simetria cinemática;
• verificação da simetria da ativação elétrica entre os lados direito e
esquerdo;
• comparação da ativação elétrica entre os níveis vertebrais;
• comparação da ativação elétrica entre os segmentos vertebrais
adjacentes.
Das 320 execuções realizadas (20 repetições de 16 indivíduos), foram
analisadas, inicialmente, 302, essa diferença ocorreu devido à necessidade do
descarte de duas séries de dez execuções, cada uma referente a um participante e
a duas execuções realizadas a mais por um terceiro indivíduo. A perda da imagem
52
capturada pela câmera sagital, responsável pela origem dos dados para seleção da
fase 2 do gesto, e a perda do sinal elétrico dos níveis inferiores por deslocamento
dos eletrodos foram as causas para esses descartes.
A simetria cinemática de execução da fase 2 da atividade de levantamento
simétrico de carga do solo foi verificada, entre as 302 execuções, pelo coeficiente de
correlação produto-momento de Pearson, das coordenadas x e y da reconstrução
bidimensional dos pontos do ângulo inferior das escápulas direita e esquerda, sendo
consideradas simétricas 198 execuções Para todas as demais análises foram
excluídas as execuções que não ocorreram de forma simétrica.
Para todas as análises referentes à ativação muscular, foram utilizados os
valores normalizados pela CVM dos dados eletromiográficos dos músculos póstero-
mediais do tronco durante a fase 2 do gesto de levantamento simétrico de carga do
solo apenas das 198 execuções que foram consideradas simétricas.
Foi verificada a equivalência das variâncias (teste de Levene) e não-
normalidade dos dados (Kolmogorov-Smirnov) do sinal eletromiográfico. Procurou-
se, através de uma transformação logarítmica, enquadrar os dados em uma
distribuição normal. Porém, mesmo após a transformação logarítmica algumas
variáveis ainda apresentavam comportamento não-normal.
Para a verificação da simetria do sinal eletromiográfico de cada nível
vertebral, entre os lados direito e esquerdo, foi realizado o Teste de Wilcoxon.
Para comparação da ativação elétrica entre os níveis vertebrais, cada nível foi
representado pela média dos lados direito e esquerdo. Esse procedimento foi
necessário pela ausência de simetria. Embora os dados não apresentassem uma
distribuição normal sendo indicado o teste de Kruskal-Wallis, foi levada em
consideração a robustez do teste de Análise de Variância, mesmo quando os dados
não apresentam uma distribuição normal (Callegari-Jacques, 2004), sendo realizada
uma ANOVA para dados paramétricos e para identificar eventuais diferenças entre
os niveis, um teste post-hoc de Tukey.
Na tentativa de identificar segmentos de comportamento elétrico similar foram
também analisadas duas combinações de agrupamento entre os níveis adjacentes,
cada uma delas divididas em três segmentos. Um primeiro agrupamento analisou os
níveis de C7, T3 a T9 e L1 a L5 e o segundo agrupamento analisou os níveis de C7
a T6, T9 a L1 e L3 a L5. Foi realizada, da mesma forma que para a comparação
53
entre níveis adjacentes, uma análise de variância para as comparações da atividade
eletromiográfica entre os agrupamentos.
O nível de significância adotado para todos os testes foi de p<0,05.
6 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados referentes à ativação elétrica estão agrupados conforme as
diferentes avaliações realizadas: comparação entre o lado direito e esquerdo nível a
nível, comparação entre os diferentes níveis vertebrais, e comparações entre
segmentos adjacentes.
6.1 SIMETRIA DO SINAL ELETROMIOGRÁFICO
A simetria do sinal eletromiográfico da fase 2 foi avaliada através da média de
todas as execuções consideradas simétricas pela reconstrução bidimensional. Na
Tabela 1 e na Figura 23 é possível verificar as médias e desvios padrão de todos os
níveis da fase 2 do gesto de levantamento simétrico de carga.
Tabela 1: Médias e desvios padrão da ativação eletromiográfica das execuções simétricas da
fase 2 do gesto de levantamento simétrico de carga do solo (valores expressos em
percentual da CVM).
C7
T3
T6
T9
L1
L3
L5
D
E
D
E
D
E
D
E
D
E
D
E
D
E
18,26
25,45
25,69
32,80
32,04
34,60
30,64
29,31
33,80
34,66
31,71
28,19
35,30
32.14
(±7,93)
(±12,85)
(±16,44)
(±24,83)
(±17,06)
(±18,48)
(±12,65)
(±12,53)
(±10,66)
(±12,47)
(±10,27)
(±7,91)
(±10,87)
(±11.68)
*
*
*
*
*
* p<0,05
Como pode ser observado, quando comparados, nível à nível, os lados direito
e esquerdo da ativação elétrica dos músculos póstero-mediais do tronco, apenas foi
verificada simetria nos níveis L1 e L5. Na Figura 24 é possível verificar a
comparação entre os lados da ativação elétrica no nível L1 para um indivíduo típico.
O objetivo maior em investigar uma eventual simetria da ativação elétrica da
musculatura estava baseado na possibilidade de monitorar apenas um dos lados da
coluna, como fazem diversos estudos que assumem “simetria no sinal
eletromiográfico”. Nas bases de dados pesquisadas, são poucos os estudos
realizados que visam verificar a simetria da ativação elétrica dos músculos do tronco.
No que diz respeito aos músculos póstero-mediais da coluna, a maioria deles diz
respeito apenas à região lombar.(Nowen et al., 1987; Wolf et al., 1991; Alexiev,
55
1994; Mannion et al., 1997; Van Diëen e Kingma, 1999; Dannels, 2001; Gonçalves e
Barbosa, 2005).)
Figura 23: Médias e desvios padrão do sinal eletromiográfico das execuções simétricas
da fase 2 do gesto de levantamento simétrico de carga do solo.
Figura 24: Relação da atividade eletromiográfica entre os lados direito e esquerdo de um
indivíduo, no nível L1, referente as 20 execuções da fase 2 do gesto de
levantamento simétrico de carga do solo.
Nowen et al. (1987) verificaram que a ativação elétrica nos níveis L1-L2 e
L4-L5 em atividade simétrica ocorreu de forma assimétrica, porém outros autores
verificaram padrões simétricos de ativação em seus estudos: Wolf et al. (1991) em
estudo com eletrodos de superfície e de profundidade em indivíduos saudáveis no
56
nível L4-L5, Alexiev (1994) verificando o sinal no nível de L3 durante atividade
isométrica, Basler et al. (1997) em duas posturas distintas nos níveis de C3-C4, T1,
T6, T9 e L3, Lu et al. (2002) estudando os níveis T3-T4, T10-T11 e L2-L3 durante a
postura em pé e na inclinação anterior do tronco e Gonçalves e Barbosa (2005) em
estudo para identificação de fadiga nos níveis L2-L3 e L4-L5. Mannion et al. (1997)
realizaram testes submáximos de indução à fadiga onde analisaram a mediana da
freqüência nos níveis T10 e L3, bilateralmente em isometria, e verificaram que a taxa
média de mudança da mediana da freqüência entre os lados foi similar
apresentando coeficiente de correlação superior a 0,73 para o nível torácico e
superior a 0,62 para a lombar.
Apenas Nowen et al. (1987) encontraram atividade elétrica assimétrica, porém
cabe ressaltar que este foi o único estudo, similar ao presente, que verificou o sinal
EMG durante atividade dinâmica livre, todos os demais obtiveram o sinal elétrico
durante atividades isométricas ou dinâmicas com restrições ao movimento (Wolf et
al., 1991; Alexiev, 1994; Basler et al., 1997; Mannion et al., 1997; Van Diëen e
Kingma, 1999; Dannels, 2001; Lu et al., 2002; Gonçalves e Barbosa, 2005).
Credita-se essa variedade de achados, incoerentes entre eles, à diversidade
dos protocolos dos estudos citados e a relativa liberdade permitida no presente
estudo durante a execução da atividade proposta. Não obstante, o principal
resultado desta avaliação aponta para a impossibilidade de medição de apenas um
dos lados da coluna vertebral supondo uma ativação simétrica.
6.2 COMPORTAMENTO DO SINAL ELÉTRICO NOS DIFERENTES NÍVEIS DA
COLUNA VERTEBRAL
Foram realizadas as médias de todas as execuções simétricas, de todos os
indivíduos, por nível vertebral. Na Tabela 2 podem ser verificados os valores médios
e os respectivos limites inferior e superior do intervalo de confiança organizados por
níveis.
Apesar dos valores médios serem bastante parecidos, na Tabela 3 é possível
verificar os níveis que apresentam diferenças significativas avaliadas pelo teste de
múltipla comparação de Tukey. Observando-se os níveis adjacentes, apenas não
ocorreu diferença significativa na ativação elétrica entre os níveis T6-T9 e L3-L5.
57
Ainda referindo-se apenas aos níveis adjacentes, o nível de L1 apresentou a
maior ativação (34,28 % da CVM) seguido dos níveis L3-L5 e T6-T9. Os níveis
situados nas regiões mais superiores, C7 e T3, foram os que apresentaram menores
magnitudes de ativação, respectivamente.
Não foram achados na literatura dados que comparassem as ativações entre
tantos níveis vertebrais. Apenas Gonçalves e Barbosa (2005) realizaram um estudo
de indução à fadiga com eletrodos nos níveis L2-L3 e L4-L5 e verificaram maior nível
de fadiga na região mais inferior (multífidos), porém eles não relacionaram esse
achado com um maior grau de ativação elétrica, mas sim a um predomínio de fibras
musculares menos resistentes à fadiga.
Tabela 2: Médias e intervalos de confiança da atividade eletromiográfica, normalizada pela
CVM, nos sete níveis vertebrais para todas as execuções simétricas da fase 2.
Intervalo de Confiança de 95%
NIVEL
Média
Limite Inferior
Limite
Superior
C7
21,91
20,05
23,66
T3
29,30
27,44
31,05
T6
33,40
31,52
35,13
T9
30,02
28,17
31,78
L1
34,28
32,42
36,03
L3
29,99
28,15
31,76
L5
33,75
31,91
35,52
Tabela 3: Teste de múltiplas comparações de Tukey dos valores médios de ativação
elétrica dos músculos póstero-mediais da coluna vertebral nível a nível. Em
destaque estão marcados os níveis adjacentes que apresentam diferença.
T3
T6
T9
L1
L3
L5
C7
0,000*
0,000*
0,000*
0,000*
0,000*
0,000*
T3
-
0,029*
0,998
0,003*
0,998
0,011*
T6
-
-
0,135
0,993
0,130
1,000
T9
-
-
-
0,019*
1,000
0,062
L1
-
-
-
-
0,018*
1,000
L3
-
-
-
-
-
0,059
* p<0.05
É possível perceber que não há um padrão em relação a ativação elétrica
média entre os níveis. O nível mais superior, C7, é o único que se destaca ficando
58
abaixo dos 25 % da CVM e apresentando diferença significativa em relação a todos
os demais níveis, os níveis de T3 a L5 apresentam ativação entre 29 e 35 % da
CVM. Embora os níveis lombares tenham apresentado alta atividade, como era
previsível, em T6 os valores também foram elevados. Porém o músculo Rombóide
Maior tem sua inserção sobre o processo espinhoso da quinta vértebra torácica, e
desta forma algum efeito de cross-talk pode estar ocorrendo, pela necessidade de
estabilizar as escápulas. Mas, por outro lado, curiosamente, é aproximadamente
nessa região que se encontra o ápice da cifose torácica. Em contra-partida, no ápice
da curvatura lombar, L3, é justamente o nível que apresenta, entre os níveis
lombares, a menor ativação, porém nessa região encontra-se o ápice de uma
curvatura com convexidade oposta à torácica, como pode ser observado na Figura
25.
Figura 25: Ativação elétrica média entre os lados direito e esquerdo, nos sete níveis
vertebrais, para todas as execuções simétricas da fase 2 e sua relação com
as curvaturas sagitais da coluna.
59
6.3 DESCRIÇÃO DO COMPORTAMENTO ELÉTRICO DOS DIFERENTES
SEGMENTOS DA COLUNA VERTEBRAL
Na tentativa de encontrar um padrão na ativação elétrica, foram realizadas
duas combinações de agrupamentos dos níveis analisados da CV baseadas em
diferentes propostas de divisão dessa estrutura. A primeira divisão deu origem a três
segmentos que se diferenciaram pelo grau de mobilidade da coluna: o segmento
cervical, o torácico e o lombar. Esta divisão é a classicamente utilizada por todos os
profissionais da área da saúde e é, inclusive, comum a várias espécies de animais.
A segunda divisão deu origem, também, a três segmentos, porém nesta proposta a
coluna foi compartimentada pela orientação das linhas que unem as articulações
zigapofisárias: pelos segmentos proclive superior, declive inferior e proclive inferior
compostos, respectivamente, pelos níveis de C7 à T6, de T9 à L1 e de L3 à L5. Esse
comportamento deve-se à adaptação da coluna à postura ortostática, sendo
exclusividade do ser humano.
Primeiramente, analisando a divisão clássica baseada na nomenclatura
anatômica da coluna em segmento de lordose cervical, cifose torácica e lordose
lombar foram encontradas diferenças significativas entre todas as zonas adjacentes.
Na Tabela 4 estão listadas as médias de cada segmento e na Tabela 5, o resultado
do teste de múltipla comparação de Tukey.
Tabela 4: Média dos valores da ativação elétrica dos músculos póstero-mediais da coluna
vertebral, agrupados em três segmentos: cervical, torácico e lombar.
Intervalo de Confiança de 95%
Agrupamento
por zonas
Média
Limite Inferior
Limite Superior
C7
21,85
20,03
23,67
T3 T6 T9
30,85
29,80
31,90
L1 L3 L5
32,63
31,58
33,68
É possível verificar que, além da ativação elétrica diferir entre as zonas
adjacentes, ela é crescente de cima para baixo, isto é, o nível de ativação elétrica é
60
maior quando comparado uma zona inferior com a zona localizada imediatamente
acima dela.
Tabela 5: Teste de múltiplas comparações de Tukey dos valores de ativação elétrica dos
músculos póstero-mediais da coluna vertebral agrupados nos segmentos
cervical, torácico e lombar.
Segmentos
Segmentos
p
T3 T6 T9
.000
*
C7
L1 L3 L5
.000
*
C7
.000
*
T3 T6 T9
L1 L3 L5
.048
*
C7
.000
*
L1 L3 L5
T3 T6 T9
.048
*
* p<0,05
O segmento cervical apresentou ativação bem inferior aos demais, porém
deve-se levar em consideração que a musculatura desta região apresenta muito
pouca interferência na atividade proposta nesse estudo.
Partindo do mesmo principio, pode-se sugerir que a média da região torácica
pode ter sido influenciada pela atividade elétrica de outros músculos envolvidos com
a tarefa proposta, além dos extensores da CV, como, por exemplo, os Rombóides
que podem ter sido ativados por uma possível adução escapular, ou mesmo uma
estabilização da escápula durante o levantamento com carga. Isso justificaria uma
média de ativação elétrica próxima a da região lombar visto que era de se esperar
maior diferença entre esses dois segmentos.
É possível verificar uma semelhança no agrupamento muscular a partir da
inervação motora conforme a proposta de Hislop e Montgomery (1995) com esta
primeira análise. Isso pode ser analisado na Figura 11 (Cap. 2).
A segunda proposta de divisão da CV em zonas, que teve como princípio os
segmentos proclives e declives, agrupou os níveis vertebrais em três conjuntos: o
primeiro contendo os três níveis superiores (C7, T3 e T6) e os outros dois agrupando
dois níveis cada (T9 com L1 e L3 com L5). Nas Tabelas 6 e 7 encontram-se as
médias e o teste de múltipla comparação, respectivamente.
Portanto, quando a coluna é dividida conforme as linhas retas que unem as
articulações zigapofisárias, agrupadas pelos segmentos proclives e declives, e são
61
comparadas as médias e realizado o teste de múltipla comparação, apenas são
encontradas diferenças significativas entre as duas zonas superiores, como pode ser
observado nas Tabelas 6 e 7.
Tabela 6: Média dos valores da ativação elétricados músculos póstero-mediais da coluna
vertebral, agrupados em três segmentos: de C7-T6, T9-L1 e L3-L5.
Intervalo de Confiança de 95%
Agrupamento
por zonas
Média
Limite Inferior
Limite Superior
C7 T3 T6
28,14
27,06
29,22
T9 L1
32,10
30,78
33,42
L3 L5
31,84
30,51
33,15
Tabela 7: Teste de múltiplas comparações de Tukey dos valores da ativação elétrica dos
músculos póstero-mediais da coluna vertebral agrupados em três segmentos
(C7-T6, T9-L1 e L3-L5). Em destaque estão marcados os segmentos adjacentes
que apresentam diferença significativa na ativação elétrica.
Segmentos
Segmentos
p
T9 L1
,000
*
C7 T3 T6
L3 L5
,000
*
C7 T3 T6
,000
*
T9 L1
L3 L5
,958
C7 T3 T6
,000
*
L3 L5
T9 L1
,958
* p<0,05
Acreditava-se que essa proposta de divisão da coluna fosse apresentar
diferenças significativas entre todos os níveis adjacentes, pois ela parece apresentar
uma lógica biomecânica no que diz respeito ao funcionamento e ao tipo de esforço
que os músculos devem realizar. Isto é, durante a flexão anterior do tronco os
segmentos proclives apresentam, teoricamente, uma tendência maior ao
deslizamento anterior da vértebra superior em relação à vértebra que localizada
imediatamente abaixo dela devido a orientação espacial que as facetas articulares
assumem. Portanto, os músculos posteriores dessas regiões, principalmente os
Multífidos, os Interespinhosos e os Intertransversários, estariam mais atuantes.
Somado a isso, se formos analisar o grau de ativação muscular baseado na
62
distância perpendicular (considerando o centro de cada vértebra como eixo
instantâneo de rotação), a região declive inferior (T9-L1) apresenta uma distância
perpendicular menor se comparado à região proclive inferior (L3-L5). Portanto a
primeira deveria realizar menor esforço e, conseqüentemente, menor ativação
elétrica que a segunda. Seguindo esse raciocínio, a região proclive inferior deveria
apresentar maior ativação elétrica do que a região declive inferior, porém os
resultados desse estudo não demonstraram isso.
Deve ser levado em consideração também que, devido a característica de
captura da EMG de superfície o fenômeno cross-talk pode ter ocorrido. Além dos
Eretores da Coluna, o sinal eletromiográfico obtido pode estar “contaminado” pela
ativação de outros músculos, mais superficiais do que aqueles de interesse nesse
trabalho, como o Trapézio, os Rombóides, o Latíssimo do Dorso (através da
aponeurose toracolombar), o Serrátil Posterior.
Além disso, apesar da tentativa de padronizar ao máximo a postura e a
velocidade de execução através de instruções verbais e treino prévio da atividade,
da identificação da altura confortável para cada indivíduo da amostra alcançar a
estrutura metálica que fornecia boa qualidade de pega e estabilidade da carga,
sendo esta considerada adequada pelos participantes, não foi fornecido nenhum
limitador físico para que o gesto ocorresse sempre da mesma maneira, apenas o
feed-back verbal da pesquisadora quando achasse necessário para adequar,
principalmente, a velocidade de execução. Sendo assim, os participantes tinham um
grande número de possibilidades de estratégia para a execução do gesto o que
pode ter influenciado nos resultados. Cabe ressaltar que o objetivo da determinação
da altura vertical da estrutura metálica foi de evitar movimentos da cintura pélvica
ocasionados, por exemplo, devido a encurtamentos musculares.
CONCLUSÕES
Apesar de ter sido encontrada simetria na ativação elétrica nos níveis L1 e L5
na tarefa de levantamento simétrico de carga do solo, não se pode afirmar que
exista concordância entre a ativação quando comparados os lados, pois nos demais
cinco níveis analisados sempre houve diferença significativa. Este achado tem sua
importância, pois muitos estudos eletromiográficos do dorso, ao analisar gestos
simétricos, posicionam os eletrodos apenas de um lado da coluna acreditando que o
sinal capturado será representativo de todo trabalho naquele nível. Pondera-se, com
os resultados obtidos, uma possibilidade de avaliação unilateral quando o objeto de
estudo for a região lombar.
Quando analisadas tanto nível a nível como por zonas, as regiões superiores
da CV apresentaram menor nível de ativação quando comparadas às regiões mais
inferiores. Foi também possível verificar a presença de três segmentos com
comportamento distinto entre eles.
Esses achados podem justificar aqueles trabalhos que verificam a carga total
da coluna baseados apenas nos níveis mais inferiores, porém fornecem subsídios a
estudos futuros, que poderão predizer, em conjunto com outras informações
oriundas da literatura, como o ângulo médio de inserções musculares e as áreas de
seção transversa dos músculos, as sobrecargas impostas à CV, considerando-a
compartimentada em três segmentos, durante a elevação de carga.
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ANEXO 1
Artigos que utilizam eletrodos de superfície para verificar sinal elétrico dos
músculos posteriores do tronco (EC – eretor da coluna, IL – iliocostal lombar, LT -
longuíssimo do tórax, OE – obliquo externo, OI – obliquo interno, RA – reto
abdominal).
AUTOR
ANO
OBJETIVO
LOCALIZAÇÃO
DOS
ELETRODOS
ANDERSSON ET AL.
1977
Mensurar simultaneamente a pressão intradiscal,
a pressão intra-abdominal e a atividade
mioelétrica dos músculos posteriores das costas.
T4; T8; L1; L3 e L5
SCHULTZ ET AL.
1982
Examinar a validade da análise biomecânica das
forças internas do tronco.
T8; L1; L3; L5; RA
e OE
SHERMAN
1985
Verificar o padrão da EMG de indivíduos sem
histórico de dor nas costa, com histórico de dor
nas costas e com dor crônica.
L4
NOWEN ET AL.
1987
Comparar padrões da atividade EMG dos
músculos paravertebrais e dos abdominais em
pacientes com lombalgia e indivíduos sem dor
durante movimentos simétricos e assimétricos.
L1-L2; L4-L5 e OE
AHERN ET AL.
1988
Examinar os padrões EMG dos músculos
paravertebrais lombares em pacientes com
lombalgia crônica em posturas dinâmicas e
estáticas, quando comparados a indivíduos
saudáveis.
L3-L4 e L4-L5
ROSENBURG &
SEIDEL
1989
Obter informações EMG dos músculos eretores
lombares da coluna em diferentes distâncias
intereletrodos e diferentes posturas durante
contrações isométricas fatigantes com força
constante, da relação entre EMG e força
extensora em diferentes posturas, e das
mudanças na EMG durante contrações
isométricas fatigantes em diferentes posturas e
forças.
L4
DOLAN & ADAMS
1993
Relacionar a EMG e a geração do momento
extensor dos eretores da coluna em condições
isométricas e concêntricas.
T10 e L3
POTVIN & NORMAN
1993
Método para quantificar a fadiga do eretor da
coluna resultante de levantamento dinâmico
repetitivo no plano sagital.
IL (L3 e T9); LT
(L3 e T9) e OE
72
ALEXIEV
1994
Comparar o nível da atividade isométrica e EMG
do eretor da coluna em indivíduos normais e com
lombalgia durante contrações isométricas
máximas e sub-máximas do tronco.
L3
GRANATA & MARRAS
1995
Demonstrar que a atividade EMG pode ser
utilizada para representar as forças musculares
durante atividades dinâmicas livres além de
desenvolver um modelo válido, pouco complexo
e passível de repetição, da mecânica da lombar
para predizer os momentos do tronco e as cargas
na coluna durante levantamento dinâmico, livre e
suave.
Latíssimo do
dorso; EC; RA; OI
e OE
RASCHKE & CHAFFIN
1996
Investigar as relações comprimento-tensão e
força-velocidade dos músculos extensores das
costas.
EC (L3/L4); LT; RA
e OE
BASLER ET AL.
1997
Verificar que a mudança de hábitos posturais
pobres para hábitos posturais bons podem ser
identificadas através de padrões específicos da
atividade dos músculos paravertebrais.
Paravertebral
cervical; trapézio
superior; T1; T6;
T10 e L3
GALLANGHER ET AL.
1997
Avaliar cargas na coluna associadas com
levantamento e suspensão de cabo pesado em
várias posturas através de modelo assistido por
EMG.
Latíssimo do
dorso; EC; RA; OI
e OE
DAVIS ET AL.
1998
Estimar as cargas na coluna vertebral durante
tarefas de levantamento e agachamento.
Latíssimo do
dorso; EC; RA; OI
e OE
DOLAN ET AL.
1999
Avaliar as forças inerciais que não podem ser
detectadas apenas pela EMG.
T10 e L3
VAN DIEËN & KINGMA
1999
Testar a premissa que cargas assimétricas no
tronco requerem uma força muscular total maior e
conseqüentemente gera uma maior força
compressiva na coluna se comparado a cargas
simétricas.
Longuíssimo (L1);
IL (L2); RA; OE e
OI
BLÜTHNER ET AL.
2001
Respostas EMG dos músculos posteriores
durante vibração corporal.
IL; LT; Multífido e
Trapézio inferior
DANNELS ET AL.
2001
Verificar a atividade EMG durante exercícios de
coordenação, estabilização, balanço e força.
IL e Multífido
GAGNON ET AL.
2001
Comparar a capacidade de três abordagens
modeladoras para compreender as forças
musculares e articulares em um modelo da
coluna lombar durante levantamento dinâmico no
plano sagital.
Eretor lombar;
eretor torácico; LD;
RA; OE; OI
HERMANN & BARNES
2001
Determinar o efeito agudo e crônico do exercício
excêntrico na performance dos músculos
paravertebrais lombares.
IL (L2) e Multifído
(L5)
73
KINGMA ET AL.
2001
Comparar os resultados de três técnicas usadas
simultaneamente para mensurar torques na
articulação lombo-sacral durante inclinações
anteriores e tarefas de levantamento.
EC (T10 e L3)
KONRAD ET AL.
2001
Avaliar o perfil de ativação neuromuscular dos
músculos do tronco comumente usados nos
exercícios de força em ginástica.
EC (T12 e L3);
Trapézio Médio;
RA; OE e Glúteo
Maximo,
Semimembranoso;
Semitendinoso e
Reto Femoral
SOUZA ET AL.
2001
Comparar a atividade EMG dos músculos do
tronco durante exercícios de estabilização da
coluna e avaliar mudanças na atividade muscular
em exercícios com incremento nos níveis de
dificuldade.
L3; Glúteo
máximo; Oblíquo
abdominal e RA
SPARTO &
PARNIANPOUR
2001
Verificar a reprodutibilidade da EMGS dos
músculos do tronco e estimar as forças atuantes
no disco L3/L4 durante a extensão isocinética do
tronco.
LT (T9); EC (L3);
RA; OE e OI
LEINONEN ET AL.
2002
Investigar a latência e a magnitude da resposta
reflexa nos músculos paravertebrais após carga
esperada e inesperada nos membros superiores.
EC; T12-L1 e L5-
S1
LU ET AL.
2002
Investigar através da EMGs as mudanças
funcionais nos músculos paravertebrais de
indivíduos escolióticos antes e após a fusão da
coluna, comparando com indivíduos saudáveis.
T3-T4; T10-T11 e
L2-L3
NG ET AL.
2002
Examinar a amplitude EMG de músculos do
tronco durante contrações isométricas voluntárias
máximas nos três planos cardinais e determinar a
ação apropriada a ser usada para obter a melhor
representação da máxima ativação para
aplicações da EMG normalizada em indivíduos
saudáveis e com dor nas costas.
Latíssimo do
dorso; IL; Multífido;
RA; OI e OE
FERGUNSON ET AL.
2005
Desenvolver um método de levantamento para
que trabalhadores com lombalgia retornem ao
trabalho.
Latíssimo do
dorso; EC; RA; OI
e OE
GAUDREAULT ET AL.
2005
Estuda a EMG em escoliose idiopática.
T10; L1; L3 e L5
GONÇALVES &
BARBOSA
2005
Verificar a possibilidade de identificar a fadiga
pela análise dos parâmetros de força e
resistência isométrica obtidos por dinamometria e
eletromiografia de superfície dos músculos
eretores da coluna lombar.
IL (L2-L3) e
Multífido (L4-L5)
74
GRANATA ET AL.
2005
Quantificar a co-contração dos músculos do
dorso e a compressão durante execuções de
flexões do tronco comparadas com dados
gravados durante execuções de extensões do
tronco em níveis de força similar.
RA e Paraespinhal
lombar (L3)
OI e OE
HEALEY ET AL.
2005
Determinar se a atividade da musculatura
paravertebral de indivíduos com e sem lombalgia
crônica pode ser alterada com diferentes
posturas sem carga e se esta atividade tem
algum impacto na estatura dos indivíduos.
EC; L1-L2 e L4-L5
STOKES
2005
Determinar a relação empírica entre o esforço e o
sinal EMG em condições isométricas.
LT; Iliocostal; RA;
OI; OE; Multífido* e
L2-L4*
ARJMAND & SHIRAZI-
ADL
2006
Determinar o papel das cargas externas e dos
ângulos de flexão do tronco na ativação
muscular, cargas nos ligamentos internos e
estabilidade do sistema (cruciais para
compreender o risco de doenças nas costas nas
tarefas de levantamento); quantificar a margem
de estabilidade do tronco nas tarefas de flexão
anterior devido a alterações na rigidez passiva da
coluna; investigar o papel relativo dos
componentes ativos e passivos no suporte do
momento liquido nas posturas de flexão no
levantamento de carga.
LT (L1); IL (L1);
Multífido (L5); OE
e RA
OWENS JR ET AL.
2006
Verificar a ocorrência do fenômeno flexão-
relaxamento na região cervical.
C2, C5, C7 e T1
* eletrodos de profundidade
ANEXO 2
O Guia de Práticas de Trabalho para o Manuseio de Cargas do NIOSH (1994)
forneceu um método quantitativo para determinar qual o peso que pode ser
levantado de maneira segura sem exceder os limites biomecânicos, psicofísicos ou
fisiológicos do individuo em uma determinada situação.
As seguintes normas foram respeitadas:
• as forças máximas de compressão estimadas sobre o disco L5/S1 não
devem exceder 3400N;
• a taxa de dispêndio energético encontra-se entre 2,2 e 4,7 Kcal/min,
variando de acordo com a duração do levantamento e a altura inicial do objeto a ser
levantado;
• 75% das mulheres e 99% dos homens (90% dos homens e mulheres) são
capazes de realizar o esforço.
São considerados, neste cálculo:
• a distância horizontal em centímetros do centro geométrico do local de
pega do objeto e do ponto médio no solo entre os dois tornozelos (H);
• a distância vertical em centímetros, no inicio do levantamento, do centro
geométrico do local de pega do objeto em relação ao solo (Vc);
• a distância vertical em centímetros percorrida pelas mãos do ponto de
origem ao destino do objeto (Dc);
• a freqüência média do levantamento no período de uma ou de oito horas,
em número de levantamento por minuto (F);
• o ângulo de assimetria, medido do centro de massa da carga ao ponto
médio no plano sagital do corpo (A);
• a qualidade da pega entre as mãos e a possibilidade da carga se
movimentar dentro do recipiente (Qp).
76
De posse destes dados é possível calcular o Limite de Peso Recomendado
(LPR) através da equação:
FQPCFFLFRLTFDVPFAVFDHCcLPR !!!!!!=
Onde:
Cc é a constante carga, estabelecida em 23kg;
FDH é o fator distância horizontal da carga (25/H);
FAV é o fator altura vertical da carga (1-(0,003|Vc-75|));
FDVP é o fator distância vertical percorrida (0,82+(4,5/Dc))
FRLT é o fator rotação lateral do tronco (1-(0,0032 A);
FFL é o fator freqüência de levantamento (Tabela 1);
FQPC é o fator qualidade da pega da carga (Tabela 2 e 3).
Determinado o LPR para a situação específica, ele é comparado ao peso real
da carga a ser manuseada (PR):
LPR
PR
IL =
Onde o índice de levantamento (IL) representa o risco à lesão.
Segundo o Guia do NIOSH, versão de 1981, e Waters et al., em 1993, um IL
superior a 3,0 representa risco significativo de lesão para a maioria dos
trabalhadores, enquanto que um IL inferior a 1,0 é considerado seguro.
Neste trabalho, devido ao baixo número de execuções e a pausa oferecida
aos executantes, foi utilizado um IL de 1,5 buscando uma atividade eletromiográfica
expressiva porém segura.
77
Tabela A1: Tabela da freqüência de levantamento
Duração do Trabalho
≤ 1 hora
> 1 e ≤ 2 horas
> 2 e ≤ 8 horas
Freqüência
de
levantamento/
minuto (F)*
Vc < 75cm
Vc ≥ 75cm
Vc < 75cm
Vc ≥ 75cm
Vc < 75cm
Vc ≥ 75cm
≤ 0,2
1,00
1,00
0,95
0,95
0,85
0,85
0,5
0,97
0,97
0,92
0,92
0,81
0,81
1
0,94
0,94
0,88
0,88
0,75
0,75
2
0,91
0,91
0,84
0,84
0,65
0,65
3
0,88
0,88
0,79
0,79
0,55
0,55
4
0,84
0,84
0,72
0,72
0,45
0,45
5
0,80
0,80
0,60
0,60
0,35
0,35
6
0,75
0,75
0,50
0,50
0,27
0,27
7
0,70
0,70
0,42
0,42
0,22
0,22
8
0,60
0,60
0,35
0,35
0,18
0,18
9
0,52
0,52
0,30
0,30
0,00
0,15
10
0,45
0,45
0,26
0,26
0,00
0,13
11
0,41
0,41
0,00
0,23
0,00
0,00
12
0,37
0,37
0,00
0,21
0,00
0,00
13
0,00
0,34
0,00
0,00
0,00
0,00
14
0,00
0,31
0,00
0,00
0,00
0,00
15
0,00
0,28
0,00
0,00
0,00
0,00
> 15
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
* Para freqüência menor que um levantamento a cada 5 minutos, considerar o fator 1,0
78
Tabela A2: Classificação da qualidade da pega
Boa
Razoável
Pobre
1.
Para containers de
configuração ideal, tais
como algumas caixas,
caixotes, etc., uma
“boa” pega seria
definida como alças ou
corte para pega
também de
configuração
adequada.
1.
Para containers de
configuração ideal,
uma pega “razoável”
seria definida como
alças ou cortes para
pega na caixa de
configuração abaixo
da ideal.
1.
Containers de
configuração abaixo
da ideal, ou peças
soltas, objetos
irregulares volumosos,
difíceis de manusear
ou que tenham quinas
vivas.
2.
Para peças soltas ou
objetos irregulares,
que não são
freqüentemente
encaixotados, tais
como peças fundidas,
de reposição, uma
“boa” pega seria
definida como
preensão manual
confortável na qual a
mão pudesse
facilmente envolver o
objeto.
2.
Para containers de
configuração ideal sem
alças ou cortes para a
pega ou para peças
soltas ou objetos
irregulares, uma pega
“razoável” é definida
como preensão na
qual os dedos da mão
podem dobrar-se
próximos de 90
o
.
2.
Levantando sacos não
rígidos (isto é, sacos
que cedem no meio).
Tabela A3: Fator qualidade da pega da carga
Multiplicador
Pega
Vc < 75 cm
Vc ≥ 75 cm
Boa
1,00
1,00
Razoável
0,95
1,00
Pobre
0,90
0,90
ANEXO 3
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO
Este documento é parte integrante de um Projeto de Pesquisa que vem sendo
desenvolvido no Laboratório de Pesquisa do Exercício da Escola de Educação
Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. O presente estudo se propõe
a identificar níveis vertebrais com comportamento elétrico similar da musculatura
póstero-medial do tronco.
Para a realização do trabalho será necessário que indivíduos, sem dor na
coluna vertebral ou articulações adjacentes e sem patologias e/ou alterações
posturais na coluna vertebral, realizem a tarefa de levantamento com manuseio
simétrico de uma carga equivalente a um Índice de Levantamento igual a 1,5. O
indivíduo será submetido a três blocos de 10 execuções cada da situação proposta.
Serão verificadas, previamente, medidas para determinação da carga a ser
manuseada, além de ser realizado treino do gesto. Serão utilizados 14 pares de
eletrodos de superfície posicionados bilateralmente ao longo da coluna vertebral.
Durante a execução da tarefa de levantamento serão realizadas filmagens no
plano frontal e sagital, além da captura do sinal eletromiográfico.
Em todos procedimentos os pesquisadores responsáveis estarão presentes
ao lado do avaliado a fim de evitar qualquer intercorrência, oferecer qualquer
assistência que seja necessária, bem como esclarecer qualquer dúvida a cerca dos
procedimentos, riscos, benefícios e outros assuntos relacionados com a pesquisa.
Pelo presente Termo de Consentimento Livre e Esclarecido, declaro que
autorizo a minha participação voluntária nesta pesquisa, pois fui informado, de forma
clara e detalhada, livre de qualquer forma de constrangimento e coerção, dos
objetivos, da justificativa, dos riscos, desconfortos e benefícios e dos procedimentos
aos quais serei submetido.
Fui, igualmente, informado:
• da garantia de receber resposta a qualquer pergunta ou esclarecimento ou
qualquer dúvida a cerca dos procedimentos, riscos, benefícios e outros assuntos
relacionados com a pesquisa;
80
• da liberdade de retirar meu consentimento, a qualquer momento, e deixar
de participar do estudo, sem nenhum tipo de penalidade;
• da garantia de que não serei identificado quando da divulgação dos
resultados e que as informações obtidas serão vinculadas à presente pesquisa;
• do compromisso de proporcionar informação atualizada, obtida durante o
estudo, ainda que esta possa afetar minha vontade em continuar participando do
projeto;
• da disponibilidade de tratamento médico e indenização, conforme
esclarecido a legislação, caso existam danos a minha saúde, diretamente causado
por esta pesquisa;
• de que se existirem gastos adicionais, este serão absorvidos pelo
orçamento da pesquisa;
• de que não receberei dinheiro algum pela minha participação neste
estudo.
Os Pesquisadores Responsáveis por esta pesquisa são Jefferson Fagundes
Loss (telefone: 3308.5822) e Fábia Milman Krumholz (telefone: 3308.5822).
Data: ___/___/___
Nome e assinatura do Voluntário
Nome e assinatura do Responsável pela obtenção do presente consentimento
ANEXO 4
AVALIAÇÃO DA SIMETRIA DO TRONCO A PARTIR
DE INFORMAÇÕES CINEMÁTICAS
(Trabalho apresentado no XII Congresso Brasileiro de Biomecânica)
Fábia Milman Krumholz
1
, Débora Cantergi
1
, Maicon Pasini
2
, Marcelo La Torre
2
, Mônica de
Oliveira Melo
1
, Cláudia Tarragô Candoti
2
, Jefferson Fagundes Loss
1
1 Escola de Educação Física – Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS – Porto Alegre – RS
2 Curso de Educação Física - Laboratório de Biomecânica - UNISINOS – São Leopoldo - RS
Resumo: O objetivo deste estudo foi estabelecer um critério quantitativo que permita determinar o grau de
simetria dos movimentos do tronco, a partir de variáveis cinemáticas bi e tri-dimensionais. Marcadores
reflexivos foram colocados sobre o acrômio e o ângulo inferior da escápula, bilateralmente, em sete indivíduos
que realizaram uma série de movimentos simétricos e assimétricos com o tronco. Duas câmeras de vídeo
posicionadas posteriormente no plano frontal, com seus eixos óticos posicionados com diferença de 45°,
registraram simultaneamente as variáveis cinemáticas, possibilitando reconstruções 2D e 3D. Os valores das
coordenadas dos lados direito e esquerdo foram submetidos ao teste de Correlação de Pearson, com significância
de 0,05. Os resultados demonstraram que os movimentos esperados assimétricos foram confirmados em 100% e
que aqueles esperados simétricos foram confirmados em 94% dos casos, sugerindo que a avaliação da simetria
do tronco no plano frontal pode ser realizada com apenas uma câmera de vídeo.
Palavras chaves: cinemática, simetria, tronco
Abstract: The aim of this study was established a quantitative criterion to order the symmetry rate of the trunk
movement using 2D and 3D kinematics variable. Reflective marks were arranged on both acromium and lower
angle of both scapulae of seven subjects that perform a set of symmetric and asymmetric trunk movements. Two
video cameras were placed posterior in the frontal plane, and its optical axis arranged with difference of the
45
°
, registering simultaneously the kinematics variables. 2D e 3D reconstructions were performed. The
coordinate values of right and left sides were submitted to Pearson Correlate test with significance of the 0.05.
The results showed that the movements expected asymmetric were confirmed in 100% and that those expected
symmetric were confirmed in 94% of the cases, suggesting that the assessment of the trunk symmetry on frontal
plane can be performed using just a single camera.
Keyword:Kinematic, simmetry, trunk.
INTRODUÇÃO
A coluna é provavelmente a estrutura
mais complexa do sistema músculo-esquelético,
composta principalmente por tecidos ósseos,
cartilagens, componentes fibro-cartilaginosos,
ligamentos e músculos. Suas principais funções
mecânicas são o fornecimento de suporte,
proteção, amortecimento e mobilidade. Sob
uma perspectiva biomecânica, diversas
abordagens tem sido utilizadas na busca de um
melhor entendimento do seu funcionamento.
Alterações causadas pelas mais diversas
atividades [1,2], avaliação das cargas sobre os
discos vertebrais [3,4,5], avaliação da dor [6,7],
modelamento [8,9], avaliação durante
atividades vida diária (AVDs) como a marcha
[10,11,12], são alguns dos estudos reportados
na literatura. As técnicas utilizadas nestes casos
82
incluem dinamometria, cinemetria e
eletromiografia para as medições diretas, além
de ferramentas computacionais para as
medições indiretas, em abordagem que podem
ser bi (2D) ou tri-dimensionais (3D).
Independente da técnica utilizada ou do
objetivo do estudo é extremamente comum
considerar o movimento do tronco dentro de
uma perspectiva simétrica. Quando se assume a
situação simétrica, algumas simplificações são
possíveis, como a filmagem em um único plano
ou a monitoração de músculos de apenas um
lado do corpo, uma vez que esse tipo de gesto
deve apresentar igualdade temporal e espacial
quando comparados os dois hemicorpos.
Embora em muitos casos a simetria do
movimento do tronco possa ser uma
característica, uma forma objetiva de
quantificar o grau de similaridade entre os lados
considerados parece ser um recurso
fundamental para descartar eventuais situações
que possam comprometer os resultados dos
estudos.
Recorrendo a literatura disponível, não
foi localizado nenhum método que permita esta
avaliação. Sendo assim, o objetivo deste estudo
é estabelecer um critério quantitativo que
permita determinar o grau de simetria dos
movimentos do tronco, a partir de variáveis
cinemáticas em situações 2D e 3D.
MATERIAL E MÉTODOS
Amostra
Foram avaliados sete indivíduos do sexo
masculino, destros e saudáveis, cujas médias da
idade, estatura e massa corporal foram,
respectivamente, 24,7±3,6 anos, 197±10 cm e
81,5±12,9 kg. Todos os indivíduos participaram
voluntariamente e estavam cientes que
poderiam retirar-se do estudo a qualquer
momento, se assim o desejassem.
Materiais
Foram utilizadas duas câmeras de vídeo
(JVC GR-DVL 9800 – JVC Company of
América, Wayne, New Jersey, USA), duas fitas
mini DV, 2 holofotes, 1 calibrador
tridimensional Peak Performance (Peak
Performance Technologies Inc., Englewood,
USA).
Coleta dos dados
Inicialmente, foram colocados quatro
marcadores reflexivos no dorso dos
participantes: dois nos acrômios, direito e
esquerdo, e dois no ângulo inferior da escápula
direita e esquerda (Figura 1).
A cinemetria foi realizada com taxa de
amostragem de 50Hz com as duas câmeras
posicionadas no plano frontal. A câmera 1
estava no mesmo nível do indivíduo enquanto
que a câmera 2 estava posicionada em um nível
superior, com seu eixo ótico aproximadamente
à 45° da primeira. Um sinal sonoro foi usado
para a sincronização das duas câmeras [13].
Protocolo do teste
Para iniciar o teste, os indivíduos
permaneciam na postura ortostática e de costas
para as câmeras e, ao final da filmagem,
deveriam estar no mesmo local e postura do
início da coleta. O teste consistiu na realização
sete movimentos: (1) deslocamento com um
passo ântero-posterior (AP), (2) deslocamento
83
com um passo látero-lateral (LL), (3)
agachamento (AG), (4) flexão anterior do
tronco (FA), (5) adução-abdução das escápulas
(AA), (6) inclinação lateral do tronco (IL),
bilateralmente, e (7) rotação lateral do tronco
(RL), também bilateralmente. Os movimentos
IL e RL, que envolvem rotações do tronco nos
eixos longitudinais e ou ântero-posterior foram
considerados assimétricos. Os movimentos AP,
LL, AG, FA e AA, que não envolvem rotação
do tronco ou que as rotações ocorrem somente
em torno do eixo látero-lateral, foram
considerados simétricos.
Análise dos dados
Para captura das imagens de vídeo
utilizou-se o software Adobe Premiére Pro 1.5.
O software Dvideow [14] utilizado para as
reconstruções 3D, utilizando ambas as câmeras,
e 2D, somente com a câmera 1, de todos os
gestos, para todos os indivíduos. Um referencial
local foi construído com base nos ângulos
inferiores das escápulas de cada individuo.
Adotou-se como origem do sistema o ponto
médio situado entre os pontos representantes do
ângulo inferior da escápula, quando o indivíduo
encontrava-se parado, antes de iniciar o
movimento. A direção e o sentido dos eixos
podem ser observados na Figura 1.
Utilizando o software SPSS 14.0 os
valores obtidos nas coordenadas 2D e 3D, para
ambos lados, direito e esquerdo, foram
submetidos ao teste de Correlação de Pearson,
com objetivo de verificar o comportamento das
variáveis cinemáticas. O comportamento
antagônico de pelo menos uma das coordenadas
resulta em valores negativos do coeficiente de
Figura 1 - Localização dos marcadores
reflexivos e sistema de referência
local individual. O eixo Z, não
representado, penetra na página, no
sentido póstero-anterior.
correlação de Pearson (CCP), acusando um
movimento assimétrico em relação ao plano
sagital medial. Não obstante, valores positivos
do CCP não necessariamente representam
movimentos simétricos, pois as correlações,
mesmo que significativas, podem ser muito
baixas, incoerentes, portanto, com um
movimento supostamente simétrico. Neste
sentido, foi estipulado um valor mínimo de
correlação para que o movimento seja
considerado simétrico.
Com intuito de balizar a escolha do valor
limite para o CCP e também testar a validade de
utilização de apenas uma câmera para avaliar a
simetria do tronco, foram utilizados os
coeficientes de determinação (CD), definidos
como o quadrado dos CCP. Os CD obtidos a
partir da reconstrução 2D e 3D foram
recodificados como variáveis dicotômicas, a
partir de valores arbitrários pré-estabelecidos
(0,50, 0,60, 0,70, 0,80 0,90 0,95 e 0,99).
Quando inferior ao valor arbitrado, a variável
84
recebia valor zero e quando superior, recebia
valor um. Este procedimento possibilitou
verificar o grau de concordância entre os CCP
obtidos pela reconstrução 2D e 3D. O valor
arbitrado que obteve maior grau de
concordância foi definido como valor limite
para considerar o movimento simétrico. O nível
de significância foi 0,05.
RESULTADOS
A ocultação dos pontos do acrômio em
alguns movimentos levou a opção pela análise
apenas dos pontos das escápulas. A Tabela 1
apresenta os CCP, obtidos da relação entre os
lados direito e esquerdo do tronco, das
coordenadas 3D, dos ângulos inferiores da
escápula. Os valores referentes às coordenadas
X dizem respeito ao movimento médio lateral
dos pontos, os valores da coordenadas Y
referem-se ao movimento vertical, enquanto os
valores das coordenadas Z representam o
movimento ântero-posterior (Figura 1). Pode-se
observar que muitos dos valores das CCP são
1,0 ou próximos de 1,0, sugerindo a presença de
simetria nestes casos (Tabela 1). A inclinação
lateral, nas coordenadas Y, e a rotação lateral,
nas coordenadas Z, obtiveram, para todos os
indivíduos, valores negativos de CCP,
confirmando sua condição de movimentos
tipicamente assimétricos (Tabela 1).
A Tabela 2 apresenta o resultado das
ocorrências de concordância dos CD entre a
reconstrução 2D e 3D. Pode-se observar que a
maior quantidade de ocorrências em que a
reconstrução 2D apresentou resultado similar a
reconstrução 3D foi na faixa de 0,80.
Tabela 1 - Coeficientes de Pearson para a correlação
entre os pontos (3D) do ângulo inferior
esquerdo e direito da escápula.
Mov. 1 2 3 4 5 6 7
X 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 -
AP Y 0,93 0,76 0,84 0,81 0,92 0, 92 -
Z 1,00 1,00 1,00 1,00 1, 00 1,0 0 -
X 0,88 0,61 0,26 0,61 0,96 0,84 0,99
AG Y 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Z 0,94 0,99 0,99 0,99 0, 98 1,0 0 1,00
X 0,80 0,88 0,53 0,92 0,78 -0, 42 0,99
FA Y 1,00 0,99 1,00 1, 00 0,9 7 0,99 1,00
Z 1,00 1,00 1,00 1,00 1, 00 1,0 0 1,00
X 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
LL Y 0,93 0,87 0,86 0,87 0,57 0,61 0,43
Z 0,88 0,54 0,90 0,32 0, 98 0,8 6 0,97
X 0,94 0,88 0,99 0,99 0,99 1,00 -
IL Y -0,95 -0,98 -0,86 -0,84 -0,97 -0,75 -
Z 0,60 0,73 0,29 0,87 0, 61 0,5 9 -
X 0,78 0,88 0,75 0,80 0,94 0,94 0,92
RL Y 0,68 0,43 0,22 -0,32 -0,70 0, 68 0,5 4
Z -0,31 -0,64 -0,36 -0,16 -0,64 -0,42 -0,29
X - - - - -0,90 -0,86 -0,84
AA Y - - - - 1,00 0,99 0,99
Z - - - - 0,63 0, 99 0,8 5
Indivíduos
* Todos os coeficientes foram estatisticamente
significativos (p<0,05)
Tabela 2 - Concordância entre os coficientes de
determinação nas reconstruções 2D e 3D.
número de ocorrências
valor
arbitrado
discordantes
coincidentes
0,50
17
112
0,60
15
114
0,70
13
116
0,80
8
121
0,90
10
119
0,95
11
118
0,99
14
115
85
DISCUSSÃO
Este estudo foi conduzido com o
propósito de estabelecer um critério
quantitativo para determinar o grau de simetria
dos movimentos do tronco, a partir de variáveis
cinemáticas. Os resultados mostram que os
movimentos esperados assimétricos foram
confirmados na sua totalidade (sistema 3D) e
que aqueles esperados simétricos foram
confirmados em 94% dos casos (concordância
ente 2D e 3D) para o valor de CD arbitrado de
0,80 (CCP=0,89).
A localização espacial em três dimensões
de marcadores colocados sobre a superfície do
corpo pode ser realizada com grande acurácia
através de técnicas de cinemetria que incluem
pelo menos duas câmeras [15], sendo
comumente utilizada para avaliação espacial de
diferentes movimentos. Durante a execução de
movimentos ditos simétricos espera-se que haja
concordância entre os diferentes lados do plano
de simetria considerado. Esta simetria pode ser
quantificada pelo coeficiente de correlação de
Pearson, entre os lados, que avalia o grau de
concordância entre as variações do movimento
de um lado contra o outro [16]. Nas situações
notadamente assimétricas um coeficiente
negativo, em pelo menos uma das coordenadas,
aponta a assimetria do movimento, enquanto
valores positivos precisam ser referenciados a
um patamar mínimo, que indique uma “boa”
correlação entre os pontos observados. A
escolha deste valor limite, para considerar um
determinado movimento simétrico ou não,
depende do grau de rigidez que se pretende
impor ao processo. Ao invés de simplesmente
estipular um valor arbitrário, este estudo
procurou estabelecer um critério para a
definição deste valor, concomitantemente a
análise da situação com o uso de uma única
câmera.
A verificação ou não da simetria é muitas
vezes uma etapa marginal em uma coleta de
dados, servindo apenas para descartar ou
confirmar a utilização de uma determinada
seqüência de dados. O uso de uma metodologia
de análise cinemática 3D para simples
conferência pode aumentar a complexidade de
uma coleta de dados em biomecância, na qual é
comum a utilização de diversas técnicas de
pesquisa, tais como eletromiografia,
dinamometria e cinemetria [17]. Neste sentido,
a utilização de apenas uma câmera simplifica
convenientemente a análise, conferindo ao
experimento um certo grau de rigor na medida
em que estabelece um critério objetivo para o
descarte ou a aceitação de execuções.
O uso de reconstrução 2D a partir de uma
única câmera para localização de pontos é
limitado aos movimentos que acontecem
exclusivamente no plano óptico desta câmera
[15]. Neste trabalho a localização dos pontos no
espaço (2D) não foi utilizada de forma absoluta,
na medida que procurou avaliar o
comportamento da variação dos pontos ao
longo do movimento. Sabendo-se a localização
de cada ponto no espaço, e como variaram suas
coordenadas 3D, foi possível verificar que
quando o movimento era assimétrico havia
baixa correlação entre os lados nos pontos
reconstruídos com apenas uma câmera, e a
correlação tornava-se alta nos movimentos
simétricos. Um coeficiente de correlação igual a
86
1,0 indica uma relação plena ou perfeita entre
as variáveis analisadas [16]. Ao se estabelecer
um valor limite próximo da unidade para
considerar o movimento simétrico, o número de
concordâncias entre as situações 2D e 3D
diminuiu (Tabela 2). De forma similar, se o
limite fosse baixo a concordância também
diminuía. O valor limite para o CD de 0,80,
equivalente ao um CCP de 0,89 foi onde
obteve-se maior concordância dos resultados
encontrados com uma e duas câmeras. Um CCP
entre 0,90 e 1,00 indica um grau de correlação
“muito forte” entre as variáveis [16]. Neste
sentido, a escolha deste patamar se justifica
tanto pela classificação da literatura quanto
pelos resultados obtidos neste estudo, entre as
reconstruções 2D e 3D.
CONCLUSÕES
A partir da localização espacial
tridimensional de pontos situados
bilateralmente no corpo é possível a
determinação do grau de simetria de um
movimento. O coeficiente de correlação de
Pearson entre as coordenadas de dois pontos
simetricamente colocados indica a simetria do
movimento. O movimento deve ser considerado
assimétrico quando, em pelo menos uma das
coordenadas, o coeficiente de correlação for
negativo ou menor que 0,89. O uso de uma
única câmera permite a identificação da
simetria do movimento mesmo quando este é
realizado em um plano diferente do plano de
filmagem.
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