UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO
PROGRAMA DE MESTRADO EM FISIOTERAPIA
Regina Carla Pinto da Silva
PADRÃO DA ATIVIDADE ELÉTRICADE MÚSCULOS DE MEMBROS
INFERIORESNA DINÂMICA DA PEDALADA EM
CICLOERGÔMETRO INSTRUMENTADO.
São Paulo
2014
ii
REGINA CARLA PINTO DA SILVA
PADRÃO DA ATIVIDADE ELÉTRICA DE MÚSCULOS DE MEMBROS
INFERIORES NA DINÂMICA DA PEDALADA EM
CICLOERGÔMETRO INSTRUMENTADO.
Dissertação apresentada ao Programa de
Mestrado em Fisioterapia da Universidade
Cidade de São Paulo, sob orientação do Prof.
Dr. César Ferreira Amorim, como requisito
exigido para obtenção do título de Mestre.
São Paulo
2014
iii
REGINA CARLA PINTO DA SILVA
PADRÃO DA ATIVIDADE ELÉTRICA DE MÚSCULOS DE MEMBROS
INFERIORES NA DINÂMICA DA PEDALADA EM
CICLOERGÔMETRO INSTRUMENTADO.
Dissertação apresentada ao Programa de
Mestrado em Fisioterapia da Universidade
Cidade de São Paulo, sob orientação do
Prof. Dr. César Ferreira Amorim, como
requisito exigido para obtenção do título de
Mestre.
Área de concentração: Avaliação e Prevenção em Fisioterapia
Data da defesa: 24/02/2014
Resultado: _______________
Banca examinadora:
Prof. Dr. César Ferreira Amorim
Universidade Cidade São Paulo
Profa. DraSandra Maria Sbeghen Ferreira de Freitas
Universidade Cidade São Paulo
Prof. Dr. Runer Augusto Marson
Instituto de Pesquisa da Capacitação Física do Exército - IPCFEX
São Paulo
2014
iv
SUMÁRIO
RESUMO
vi
ABSTRACT
vii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
viii
LISTA DE TABELAS
ix
LISTA DE FIGURAS
x
1
INTRODUÇÃO
1
2
OBJETIVOS
5
2.1
Geral
5
2.2
Específicos
5
3
PERGUNTA DO TRABALHO
6
4
HIPÓTESES
6
5
METODOLOGIA
7
5.1
Tipo de estudo
7
5.2
Local
7
5.3
Amostra
7
5.3.1
Critérios de inclusão
7
5.3.2
Critérios de exclusão
7
5.3.3
Desenho do estudo
8
5.5.
Procedimentos
5.5.1.
Colocação dos eletrodos de superfície
9
10
v
5.5.2.
Avaliação da contração voluntária máxima.
15
5.5.3.
Exercício incremental.
15
Monitorização da pesquisa
17
5.6.
5.6.1.
Medidas para a proteção ou minimização de quaisquer riscos
17
5.6.2.
Medidas de previsão de ressarcimento de gastos aos sujeitos da pesquisa18
5.7.
Análise estatística
18
6
RESULTADOS
19
7.
DISCUSSÃO
23
8.
CONCLUSÃO
25
9.
PUBLICAÇÕES OBTIDAS
26
REFERÊNCIAS
ANEXO I32
ANEXO II33
ANEXO III36
ANEXO IV37
ANEXO V39
Erro! Indicador não definido.
vi
RESUMO
Introdução: A atividade muscular no gesto motor da pedalada pode ser mensurada
por meio da eletromiografia de superfície. A eletromiografia de superfície tem sido um
efetivo e aprimorado método para se estudar a ação muscular, determinando com objetividade
os diferentes potenciais de ação dos músculos empenhados em movimentos específicos.
Objetivo: Identificar o padrão da atividade muscular do reto femoral e vasto
medialindivíduos saudáveis na dinâmica da pedalada em diferentes cargas no ciclo ergômetro
instrumentado. Metodologia: Foram avaliados 20 adultos saudáveis, onde foi realizada
análise eletromiográfica no domínio do tempo dos músculos reto femoral e vasto medial
durante a realização do exercício incremental no ciclo ergômetro de membros
inferiores.Resultados: A intensidade do sinal EMG do músculo Vasto Medial (valor RMS
normalizado) em cada quadrante do ciclo da pedalada. apresentou diferença significativa para
p≥0,05 em relação aos quadrantes I, II e IV, e diferença significativa para p≥0,05 em relação
aos quadrantes III e IV. Para o músculo RF (reto femoral), pode-se observar diferença
significativa para p≥0,05 em relação aos quadrantes I, II e IV, e diferença significativa para
p≥0,05 em relação aos quadrantes I, II e III. Conclusão: Foi evidenciado um aumento na
amplitude do sinal eletromiográfico proporcional ao incremento da carga. Foi possível
identificar o padrão da ativação dos músculos em relação ao ciclo da pedalada nos quadrantes
estudados, independente do nível da carga imposta.
Palavras-chave: Eletromiografia de Superfície, Cicloergômetro, Reto Femoral, Vasto Medial
vii
ABSTRACT
Introduction: Muscle activity in the gesture pedal stroke can be measured by surface
electromyography. Surface electromyography has been an effective and improved method for
studying muscle action, determining objectively the different action potentials of muscles
involved in specific movements. Objective: To identify the pattern of muscle activity of the
rectus femoris, vastus dynamics in healthy subjects pedaling at different loads on a cycle
ergometer instrumented. Methods: 20 healthy adults, where electromyographic analysis was
performed in the time domain of the rectus femoris and vastus medialis muscles during the
incremental cycle ergometer exercise in the lower limbs were evaluated. Results: The EMG
signal from the vastus medialis muscle (normalized RMS value) in each quadrant of the
pedaling cycle showed a significant difference (p≥0.05) compared to quadrants I, II and IV,
and a significant difference for p ≥ 05 in relation to quadrants III and IV. For RF (rectus
femoris) muscle, showed a significant difference p ≥0.05 compared to the quadrants I, II and
IV, and significant for p≥ 0.05 in relation to quadrant I, II and III. Conclusion : An increase in
the amplitude of the electromyographic signal proportional to the load increment was noted. It
was possible to identify the pattern of activation of muscles in relation to the cycle in the
studied quadrants, independent of load level.
Keywords: Electromyography, Cycle Ergometer, Rectus Femoris, Vastus Medial.
viii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Uv – Microvolt.
ACSM – American College of Sports Medicine.
Ag – Prata
Ag Cl – Cloreto de prata
Bpm – Batimentos por minuto
CVM – Contração voluntária máxima
dB – Decibéis
DP – Desvio padrão
EMG - Eletromiografia
FC – Frequência cardíaca
FR- Frequência respiratória
H0 – Hipótese nula
H1 – Hipótese alternativa
Hz – Hertz
IMC – Índice de massa corporal
ISEK – International Society of Eletrophysiology and Kinesiology
PAR-Q – Physical Activity Readiness Questionnarie
RMS – Root mean square
Rpm – Rotações por minute
sEMG – Eletromiografia de superfície
SpO2 – Saturação de oxigênio
W - Watts
ix
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 –Características e variáveis demográficas dos participantes
19
Tabela 2 - Sinais clínicos durante o teste
20
Tabela 3 - Atividade do VM durante os quatro quadrantes da pedalada em diferentes cargasErro!
Indicador não definido.
Tabela 4–Atividade do RF durante os quatro quadrantes da pedalada em diferentes cargas Erro!
Indicador não definido.
x
LISTA DE FIGURAS
Figura 1–Fases e quadrantes da pedalada (Brocker&Gregor, 1996).
2
Figura2– Digrama de fluxo do estudo
8
Figura 3– Eletrodos descartáveis
11
Figura 4 – Eletrodo de referência
11
Figura 5– Módulo de aquisição dos dados de 16 canais
13
Figura 6– Esquema do procedimento para aquisição dos dados
13
Figura 7a – Tela de aquisição dos dados
14
Figura 7b – Tela de aquisição dos dados
14
Figura 8– Cicloergômetro instrumentado de membros inferiores
16
Figura 9– Atividade elétrica dos músculos Vasto medial e reto femoral
durante os quatro quadrantes.
22
Figura 10–Média RMS dos múculos VM e RF (normalizadas)
durante o ciclo da pedalada (0-360°).
22
1
1 INTRODUÇÃO
A evidência científica indica que atividade física regular, exercícios físicos são fatores
determinantes de saúde. Dose adequada de atividade física regular e participação em
atividades desportivas proporcionam benefícios para saúde física e mental, bem como para as
relações sociaispara homens e mulheres de todas as idades, incluindo pessoas com
deficiências diversas. A atividade física é indicada para a prevenção de doenças, melhoria da
saúde e bem-estar, e também promove a integração e interação social (1).
A aptidão física é definida como a capacidade de executar atividades ocupacionais e
recreativas do dia a dia, sem fadiga indevida (2). A aptidão cardiorrespiratória está relacionada
com a capacidade de desempenho de grandes músculos dinâmicos, com intensidade de
exercício moderada por períodos prolongados. O desempenho do exercício físico depende do
estado funcional do sistema respiratório, cardiovascular e músculo-esquelético (2,3).
Quantificar a atividade física na vida diária é de grande valor, especialmente em
populações sedentárias, e o tempo gasto ativamente na vida diária, juntamente com a
intensidade e freqüência, são questões chave na análise do nível de atividade física habitual de
uma população (6,7).
Com base nos benefícios comprovados de exercício aeróbio, o American College of
Sports Medicine (ACSM) e a American Heart Association (AHA) recomendam pelo menos
trinta minutos de atividade física moderada, cinco dias por semana ou vinte minutos de
atividade vigorosa, trêsdias por semana. No entanto, na maioria dos países desenvolvidos,
aproximadamente 70% da população adulta não segue estas recomendações (4,5).
Pedalar é uma atividade que requer movimentos sincronizados de múltiplas
articulações com o objetivo de gerar propulsão, ao transferir para o pedal a força produzida
pelos membros inferiores durante o ciclo da pedalada. A bicicleta ergométrica é comumente
utilizada como uma forma de exercício aeróbico para a perda de peso, reabilitação cardíaca, e
pode ser utilizada como uma forma de teste de esforço (8)
Para avaliação biomecânica, um termo muito utilizado é o ciclo da pedalada, o qual
compreende a trajetória do pé-de-vela desde o ponto morto superior (0°) até o ponto morto
inferior (180°), chamada de fase de propulsão, e a trajetória do ponto morto inferior até o
ponto morto superior, chama-se de fase de recuperação, onde a soma destes corresponde a
uma revolução completa do pé-de-vela, que serve como referencial para a descrição do
movimento(9).
2
Para entender melhor a cinemática do ciclismo, devemos dividir o ciclo da pedalada
em graus. A Figura 1 representa cinco instantes, em graus, de um ciclo de pedalada, assim
como as suas fases (propulsão e recuperação). A fase de propulsão, onde o ciclista aplica a
maior força no pedal, se dá de 0° a 180°, já de 180° a 360° se dá a fase de recuperação da
rotação do pé-de-vela, ou seja, quando o pedal esquerdo está na fase propulsiva, o pedal
direito está na fase de recuperação (9).
360°
Figura 1: Fases e quadrantes da pedalada (Brocker&Gregor, 1996).
A qualidade da pedalada depende dos diferentes ajustes da bicicleta (altura do selim,
tamanho do pé-de-vela, tamanho do quadro, etc.), da posição adotada pelo ciclista, da relação
de marchas e da técnica da pedalada. A carga de trabalho e a cadência da pedalada também
exercem influência direta na atividade muscular (20).
Um fator que influencia diretamente na cinemática do ciclismo e, conseqüentemente,
no rendimento do atleta é a cadência ou freqüência de pedalada. Cadência ou freqüência
média é o número de vezes que um ciclo de pedalada se repete, ou seja, é o ritmo da pedalada,
um movimento cíclico e repetitivo identificado pela pedalada, que consiste na manutenção de
um ritmo ao executar mais de uma rotação completa do eixo do pedal em torno do eixo
central da bicicleta (10-12).
Acredita-se que a cadência de movimento preferida pelos atletas é sempre superior à
cadência mais adequada que minimizaria o consumo energético, acreditando-se assim que a
escolha de uma determinada cadência está mais associada com a capacidade de transformar o
3
esforço muscular em eficiência mecânica do que ao consumo de oxigênio em uma
determinada cadência (14-16). Ciclistas de elite experientes apresentam uma eficiência mecânica
muito próxima do padrão mecânico ideal, podendo selecionar uma cadência adequada de
pedalada para minimizar o estresse muscular e o gasto energético(13).
Além da cadência, outros fatores irão influenciar significativamente na cinemática do
ciclismo. São eles: a variação angular do quadril, joelho, e tornozelo, assim como a relação
entre a variação angular do pé-de-vela e do pedal.
A variação angular no plano sagital da articulação do joelho é que apresenta a maior
contribuição para o gesto motor da pedalada. A contribuição da variação angular do tornozelo
permanece a mesma nas diferentes cadências, enquanto a contribuição da variação angular do
quadril diminui na medida em que a velocidade de pedalada aumenta(17).
Durante o ciclo inteiro da pedalada (0-360°), os músculos, principalmente os
extensores de quadril e joelhos conjuntamente com os flexores plantares, atuam na fase de
propulsão do pedal, enquanto músculos como os flexores do quadril e flexores dorsais do
tornozelo realizam a fase de recuperação, reposicionando o membro inferior no ponto neutro
superior, contribuindo para a tarefa que está sendo primordialmente desempenhada pela outra
perna (19).
No ciclismo, os músculos bi-articulares são responsáveis principalmente por controlar
a direção da força produzida e sua transferência aos segmentos adjacentes durante o
movimento articular, enquanto os músculos uni-articulares são essencialmente responsáveis
pela contribuição na produção de força (18). O padrão de atividade muscular tem demonstrado
que a maior atividade muscular ocorre durante a fase de propulsão, quando toda a energia
necessária para pedalar é transferida para o pé-de-vela (19).
Grande parte das pesquisas na área refere-se às funções de músculos bi articulares e
mono articulares como flexores e extensores das articulações envolvidas no gesto da pedalada
e referem que os músculos bi articulares apresentam maior variabilidade de ativação do que
os músculos mono articulares (19).
Durante o movimento da pedalada, os músculos glúteo máximo e bíceps femoral
apresentam uma importante função no torque extensor do quadril, desenvolvido entre 0° e
180° do ciclo da pedalada; o reto femoral e os vastos medial e lateral apresentam uma
importante função no torque extensor o joelho, desenvolvido entre 0° e 75° do ciclo da
pedalada, e o semimembranoso, o bíceps femoral e o gastrocnêmio parecem desempenhar
uma importante função no torque flexor do joelho(21).
4
A atividade muscular no gesto motor da pedalada pode ser mensurada pela
eletromiografia de superfície (sEMG) . A sEMG tem sido um método efetivo e aprimorado
para se estudar a ação muscular, determinando com objetividade os diferentes potenciais de
ação dos músculos empenhados em movimentos específicos (22-24).
Com a utilização da eletromiografia de superfície (sEMG) é possível avaliar a
atividade muscular no domínio temporal da frequência e da amplitude dos músculos durante
a realização de um movimento, tornando-se uma ferramenta valiosa no ensino e aprendizado
de processos como controle do movimento através de biofeedback, no treinamento
relaxamento e no gerenciamento do estresse muscular
de
(25,26)
.
A eletromiografia de superfície (sEMG) é uma técnica importante para o estudo dos
disparos das unidades motoras, para o entendimento do trabalho musculatura, identificar o
instante da ativacao dos músculos e investigar o processo da fadiga muscular (27-33).
5
2 OBJETIVOS
2.1 Geral
Identificar o padrão da atividade de músculos de MMII de indivíduos saudáveis na
dinâmica da pedalada em diferentes cargas no ciclo ergômetro instrumentado.
2.2 Específicos
Identificar o padrao da atividade de músculo Reto Femoral e Vasto Medialem relação
às diferentes cargas.
Idenficar o padrao da atividade elétrica de músculos Reto Femoral e Vasto Medial
com os quadrantes da pedalada.
6
3 PERGUNTA DO TRABALHO
Existe diferenca no padrao do sinal sEMG de músculos de MMII, de acordo com a
dinâmica da pedalada em diferentes cargas?
4 HIPÓTESES
H0- Não existe diferenca no padrao do sinal sEMG de músculos de MMII, de acordo
com a dinâmica da pedalada em diferentes cargas
H1- Existe diferenca no padrao do sinal sEMG de músculos de MMII, de acordo com a
dinâmica da pedalada em diferentes cargas
7
5 METODOLOGIA
5.1 Tipo de estudo
Para alcançar os objetivos deste estudo, foi realizado um estudo observacional
transversal. Este projeto de pesquisa foi aprovado pelo comitê de Ética em Pesquisa da
Universidade Cidade de São Paulo – UNICID em 16/05/2012 de acordo com o protocolo
13657056 (anexo 1).
5.2 Local
O presente estudo foi realizado no Laboratório de análise de movimento da
Universidade Cidade de São Paulo – UNICID.
5.3 Amostra
5.3.1 Critérios de inclusão
Foram incluídos nesse estudo 20 adultos saudáveis, de ambos os sexos, com idade
entre 18 e 36 anos, sem história prévia de qualquer distúrbio musculoesquelético.
5.3.2 Critérios de exclusão
Foram excluídos sujeitos com qualquer diagnóstico de afecção musculoesquelética,
como fraturas, luxações, distenções ou qualquer outra que pudesse interferir na avaliação
eletromiográfica, sujeitos que apresentem alguma alteração cognitiva que impeça a
compreensão dos procedimentos, sujeitos com comorbidades importantes e aqueles que por
algum motivo estejam incapacitados de realizar o exercício incremental no cicloergômetro de
membros inferiores.
8
5.3.3 Desenho do estudo
O recrutamento e inclusão dos participantes foi realizado em 2012. Foram avaliados
24 participantes dos quais 4 foram excluídos, 1 por não estar apto a realizar exercício físico de
acordo com o Questionário Par-Q,
Par Q, e outros 3 por não terem a mesma classificação, sobre nível
de atividade física, no Questionário Baecke de atividade física habitual e no conceito do
ACSM. O diagrama de fluxo detalhado do processo de recrutamento, exclusão e avalição
estão apresentados na figura 2.
Figura2- Digrama de fluxo do estudo
Os indivíduos elegíveis para pesquisa,
pesquisa identificados com base nos critérios de inclusão
e exclusão foram convidados a participar da pesquisa. Depois deste momento, por meio de um
vídeo explicativo foram apresentadas informações sobre a pesquisa (objetivos, riscos,
benefícios, e procedimentos aos
aos quais foram submetidos). O vídeo foi utilizado com o
objetivo de padronizar a explicação dos procedimentos. Confirmado o desejo de participar
voluntariamente da pesquisa, foi entregue uma cópia do termo de consentimento livre e
esclarecido (ANEXO II),, e só então, com a assinatura do termo foi formalizada a participação
do indivíduo na pesquisa.
9
A variável analisada foi o domínio temporal da amplitude do sinal da Eletromiografia
de superfície durante teste incremental em cicloergômetro de membros inferioresrelacionados
com os quadrantes da pedalada.
5.5. Procedimentos
Todos os sujeitos foram submetidos à avaliação física, à análise eletromiográfica do
músculo reto femoral e vasto medial e realizaram o exercício incremental no cicloergômetro
de membros inferiores.
Foi solicitado a todos os sujeitos envolvidos na pesquisa que utilizassem roupas
confortáveis e calçado adequado, para que fosse possível a colocação dos eletrodos da
eletromiografia de superfície; e a realização do exercício incremental.
Inicialmente foi preenchida uma ficha de anamnese (ANEXOIII) contendo
informações pessoais, dados demográficos, informações sobre tabagismo e comorbidades.
Todos os sujeitos da pesquisa foram submetidos ao exame físico para aferição de sinais vitais.
Essa avaliação inicial nos deu suporte para saber se naquele momento o indivíduo não
apresentava nenhuma alteração e se o mesmo poderia realizar o exercício incremental no
cicloergômetro de membros inferiores.
Os sujeitos envolvidos no estudo responderam ao Physical Activity Readiness
Questionnaire (Par-Q)(45) (ANEXO IV) que tem como objetivo avaliar a prontidão para
atividade física. Dentre as sete questões do questionário, se apenas uma resposta fosse
positiva o sujeito necessitaria de avaliação clínica e liberação médica para participar do
estudo, se por algum motivo o sujeito não conseguisse essa liberação o mesmo seria excluído
do estudo a fim de se precaver de quaisquer riscos.
Em seguida, todos os sujeitos responderam ao Questionário Baecke de atividade física
habitual
(46-48)
(ANEXO V), que é composto por 16 questões que envolvem atividades físicas
ocupacionais, exercícios físicos no lazer e atividades físicas de lazer e locomoção. O objetivo
desse questionário foi classificar o indivíduo como fisicamente ativoou sedentário. Além
disso, foi adotado o conceito estabelecido pelo ACSM sobre estilo de vida sedentária,
definido como a não participação em pelo menos 30 minutos de atividade física de
intensidade moderada em pelo menos 3 dias por semana, a pelo menos 3 meses(49). Para ser
10
enquadrado nos grupos do estudo o indivíduo deveria ser classificado pelos dois métodos de
avaliação e os resultados deveriam ser os mesmos.
5.5.1. Colocação dos eletrodos de superfície
Estudos atuais demonstraram que uma variação na distância entre os eletrodos
interfere na morfologia do sinal, não somente no domínio da frequência, mas também da
amplitude, comprometendo a interpretação dos mecanismos de graduação da força
muscular(50).
Nesses casos, a International Society of Electrophysiology and Kinesiology (ISEK)
sugere que a distância inter-eletrodos não ultrapasse 20mm centro a centro, de forma a não se
perder grande parte da informação contida no sinal pelo movimento dos sensores sobre o
músculo. Esta distância entre os eletrodos, sugerida pela ISEK, indica uma redução do efeito
de crosstalk (captação do sinal elétrico de músculos adjacentes), dado que distâncias maiores
aumentam a probabilidade do sinal de sEMG ser contaminado pela atividade de músculos
vizinhos, funcionando como fator influenciador na captação deste sinal(50).
Além disso, a escolha do tipo de eletrodo, bem como do seu tamanho, também
interferirão na captação deste sinal, pois para músculos pequenos, a literatura recomenda a
colocação de eletrodos menores. Assim, características individuais como a impedancia da pele
e do tecido subcutâneo, oleosidade, presença de pelos, redução do fluxo sanguíneo, também
são grandes influenciadores da captação do sinal elétrico, de forma que a presença destes
funcionará como fatores que prejudicam a captação do sinal elétrico(50).
Baseando-se nessas considerações, na coleta do sinal da sEMG do músculo reto
femoral e vasto medial, foram utilizados eletrodos de superfície autoadesivos circulares de
prata/cloreto de prata (Ag/AgCl) descartáveis, com diâmetro de 20 mm (Medi Trace
Kendall),
e distância inter-eletrodos centro a centro de 20 mm.
TM
/
11
Figura 3 - Eletrodos descartáveis (Medi Trace TM / Kendall)
Além dos eletrodos registradores, deve-se ser aplicado um eletrodo de referência
(também conhecido como eletrodo “terra”). Para evitar o efeito de interferência do ruído
elétrico externo, como o ruído causado por lâmpadas fluorescentes, instrumentos de
radiodifusão, outros aparelhos elétricos, o sistema de aquisição de sinais EMG1600 foi
alimentado com bateria evitando assim que o sistema seja conectado a rede elétrica (50).
Como eletrodo de referência, nesse estudo, foi utilizado um eletrodo retangular de
metal que foi fixado no punho direito dos voluntários.
Figura 4 - Eletrodo de referência
Para determinar a localização do eletrodo de referencia foi utilizado como referência,
proeminências ósseas anatômicas.
As marcações para colocação dos eletrodos foi feita com lápis dermatográfico e
através de antropometria com fita métrica, após a limpeza prévia do local com algodão e
álcool para reduzir a impedância da pele. Se fosse necessário era realizada tricotomia do local
12
para a colocação dos eletrodos da eletromiografia de superfície com o objetivo de impedir
possível interferência na coleta dos dados por conta do excesso de pelos na região.
Foram seguidas todas as recomendações conforme sugestão da International Society of
Electrophysiology and Kinesiology (2010) e De LUCA. The Use of Surface Electromyography
in Biomechanics (1997) (51,52,53,54).
Para o músculo reto femoral os eletrodos foram posicionados a 50% da linha entre a
espinha ilíaca antero-superior e a parte superior da patela.
Para o músculo vasto medial, os eletrodos foram posicionados a 80% da linha entre a
espinha ilíaca ântero-superior e do espaço articular na frente da borda anterior do ligamento
medial.
A colocação dos eletrodos foi feita conforme orientação e descrição presentes na
literatura
(19)
. A obtenção de um sinal eletromiográfico livre de contaminação por outras
fontes, é necessária para uma apropriada interpretação e aplicação do sinal.
Foi utilizado o sistema da marca EMG System do Brasil modelo EMG1600C
comunicação USB alimentado por bateria interna imune a interferências da rede elétrica,
composto por conversor analógico digital com 16 bits de resolução, condicionador de sinais
integrado com ganho de amplificação de 2000 vezes, filtro passa-banda tipo Butterworth de
20 a 500 Hz e eletrodos bipolares com pré-amplificação para os canais de EMG. Para os
canais de sensores tais como força, sensor de velocidade, cadência do pedal foi selecionado
filtro passa-banda tipo Butterworth de 0-100 Hz. A impedância do sistema foi de 109 ohms,
taxa de ruído de sinal < 3µV RMS, módulo de rejeição comum > 100 dB. Foi utilizado
programa de aquisição e processamento de sinais EMGLab V1.1 da marca EMG System do
Brasil versão 2010 com frequência de amostragem por canal de 2kHz e tempo de coleta de 24
minutos máximo(55).
13
Figura 5– Módulo de aquisição dos dados de 16 canais (EMG
(EMG System do Brasil,
Brasil
fonte www.emgsystem.com.br)
O sistema EMG foi acoplado ao computador,
computador, e durante o tempo de realização do
exercício incremental, foi possível acompanhar o traçado referente à carga do cicloergômetro
para que fosse possível realizar os incrementos na carga com precisão.
Figura 6– Esquema do procedimento para aquisição dos
dos dados
Foi utilizada
tilizada a análise em telas contínuas durante todo o exercício incremental no
cicloergômetro de membros inferiores.
14
Figura 7a – Tela de aquisição dos dados
Figura 7 b– Tela de aquisição dos dados
Os dados gravados através da instrumentação utilizada nessa pesquisa, foram
inicialmente analisados no software EMGLab ( EMG System do Brasil) fornecendo todas as
informações relacionados a amplitude do sinal inclusive a média RMS (Root Mean Square).
Os dados, registrados simultaneamente, foram analisados pelo método quantitativo no
domínio da amplitude. Os valores das atividades elétricas dos músculos (µV RMS) foram
normalizados individualmente pela contração voluntária máxima (CVM).
15
Para obter as médias RMS dos músculos avaliados foram utilizadas janelas móveis a
cada 200ms, nas cargas estudadas. Os resultados foram expressos em média e desvio padrão.
5.5.2. Avaliação da contração voluntária máxima.
Pela conhecida variabilidade do sinal não somente entre sujeitos, como também entre
tentativas, técnicas diferentes de normatização têm sido desenvolvidas para reduzir essa
variabilidade, sendo a contração voluntária máxima(CVM), uma das formas conhecidas, que
usa o maior valor encontrado em uma contração voluntária máxima, para os músculos em
questão(50).
5.5.3. Exercício incremental.
Ocicloergômetro e aesteira são as modalidades para teste de exercício clínico mais
comumente utilizado. O teste na esteira fornece uma forma mais comum de estresse
fisiológico, como caminhar, em que os sujeitos estão mais propensos a atingir um consumo de
oxigênio e um pico de frequência cardíaca, ligeiramente maiores do que durante o teste no
cicloergômetro. Porém os cicloergômetros são mais baratos, requerem menos espaço, e fazem
menos barulho do que as esteiras. Freldenreich e Rohan (1995) e Macera e Prat (2000)
preferem o uso do cicloergômetro, mencionando aspectos de segurança na performance do
teste, facilidade para medição de sinais vitais, além de quantificar precisamente a taxa de
trabalho durante o teste(56).
16
Figura 8– Cicloergômetro instrumentado de membros inferiores (EMG System do Brasil –
www.emgsystem.com.br)
O protocolo aplicado durante o teste de exercício deve considerar o propósito da
avaliação, os específicos resultados esperados, e as características do indivíduo que está sendo
avaliado, como por exemplo, idade e sintomatologia(57).
Protocolos com maiores incrementos, como o de Bruce, Billat e Ellestad, são mais
adequados para pesquisas com indivíduos jovens e/ou fisicamente ativos(57).
Após a avaliação da contração voluntária máxima, o sujeito já posicionado na bicicleta
ergométrica, previamente ajustada, com os eletrodos posicionados, realizou o exercício
incremental seguindo o Protocolo de Billat (2001).
A escolha deste protocolo foi baseada no estudo realizado por Azevedo (2010) que
preconiza que os estágios que compõem o teste incremental devem ser suficientemente longos
para que ocorra estabilização das concentrações de lactato sanguíneo após cada novo
incremento de carga, ou seja, o equilíbrio dinâmico entre o lactato sanguíneo e muscular. Tem
sido sugerido que cada estágio tenha duração entre 3 e 10 minutos(57).
Os autores indicam as seguintes cargas e tempos de incremento: 10 Watts (W) e
duração de 2 minutos cada estágio; 20 W a cada 3 minutos; 30 W a cada 4 minutos; 40 W a
cada 4 minutos e 45 segundos; 50 W a cada 5 minutos(57).
Baseando-se nessa literatura a escolha do protocolo de Billat mostrou-se mais
adequada em relação a outros protocolos incrementais, pois realiza os incrementos de 25 W
17
na carga do cicloergômetro, a cada 3 minutos, mantendo uma velocidade constante, em média
22,5 Km/h, até a fadiga subjetiva relatada pelo indivíduo que estava sendo avaliado.
Levando-se em consideração que o Protocolo de Billat é realizado até a fadiga
subjetiva, para a classificação da percepção subjetiva do esforço, 30 segundos antes do
incremento na carga do cicloergômetro de membros inferiores, o indivíduo respondeu à
Escala de Borg (ANEXO III)(58,59). Juntamente com o questionamento da Escala de Borg, com
a utilização de um oxímetro de pulso, oxigenação periférica e frequência cardíaca também
foram aferidas.
Para garantir a integridade dos participantes foram adotados os seguintes sintomas
para a interrupção do teste conforme American College Sports Medicine (2007):
Início de angina ou sintomas anginosos;
Dificuldade para respirar, dispnéia, sibilos ou câimbras;
Sinais de má perfusão: tontura, confusão, ataxia, palidez, cianose, náuseas ou pele fria
e úmida;
Solicitação da interrupção do teste pelo indivíduo;
Manifestações físicas ou verbais de fadiga severa;
Falha no equipamento de teste.
Após a realização do protocolo incremental, os sinais vitais: frequência cardíaca,
frequência respiratória, saturação de oxigênio e pressão arterial foram aferidos e registrados
novamente somente como feedback da situação fisica do voluntario..
5.6. Monitorização da pesquisa
5.6.1. Medidas para a proteção ou minimização de quaisquer riscos
As perguntas contidas nos questionários foram apresentadas de forma clara e objetiva,
com linguagem simples, evitando constrangimentos, ou seja, risco moral, para o pesquisado.
Foram tomadas às medidas necessárias para minimizar os riscos previsíveis (considerando as
dimensões físicas, psíquica, moral, intelectual, social, cultural ou espiritual, conforme item
18
II.8, da Res. CNS 196/96), bem como, foi asseguradoque os potenciais sujeitos receberam
uma adequada e acurada descrição e informação dos riscos, desconfortos ou benefícios que
podiam ser antecipados.
A confidencialidade dos sujeitos da pesquisa foi mantida. Em nenhum momento ou
por quaisquer meios, existiu a possibilidade de divulgação pública dos resultados que
permitisse identificar os dados do sujeito da pesquisa. Apenas os pesquisadores tiveram
acesso aos dados dos sujeitos.
5.6.2. Medidas de previsão de ressarcimento de gastos aos sujeitos da pesquisa
Não houve despesas pessoais para o participante em qualquer momento do estudo.
Também não houve compensação financeira relacionada à sua participação.
5.7. Análise estatística
As variáveis contínuas estão expressas em médias e desvio-padrão (DP), RMS (Root
Mean Squar). Através da análise de variância ANOVA (one-way), foi possível observar
que o Músculo VM (vasto medial) apresenta diferença significativa para p≥0,05 em
relação aos quadrantes I, II e IV. Apresentando também diferença significativa para
p≥0,05 em relação aos quadrantes III e IV (Tabela 3). Para o músculo RF (reto femoral),
pode-se observar diferença significativa para p≥0,05em relação aos quadrantes I, II e IV.
Apresentando também diferença significativa para p≥0,05em relação aos quadrantes I, II e
III (Tabela 4).
19
6
RESULTADOS
Foram avaliados no total 20 indivíduos que foram divididos igualmente nos 2 grupos
de estudo, fisicamente ativos e sedentários. A estrategia dos grupos e monitorar sinais clinicos
durante o teste (tabela 2) foram adotadas para ter um feedback do condicionamento físico dos
voluntarios com o intuito de observar se iria afetar o padrão da ativação dos músculos
estudados em relação qoas quadrantes do ciclo da pedalada. As caracteríticas e variáveis
demográficas dos sujeitos estão descritas na tabela 1. A média de idade dos participantes nos
dois grupos foi bem parecida, sendo 25,70 (5,29) anos para os participantes fisicamente ativos
e 23,10 (4,23) anos para os participantes sedentários.
Tabela 1 –Características e variáveis demográficas dos participantes
Grupo
Fisicamente
Ativos
Grupo
Sedentários
Feminino
5 (50)
5 (50)
Masculino
5 (50)
5 (50)
Idade (anos)
25,7 (5,29)
23,1 (4,23)
Altura (metros)
1,73 (0,1)
1,7 (0,09)
Peso (kilos)
74,75 (13,03)
75,78 (21,77)
IMC
25,08 (3,65)
25,99 (6,63)
Sim
1 (10)
1 (10)
Não
9 (90)
9 (90)
Apto
10 (100)
0 (0)
10 (100)
0 (0)
9,9 (0,71)
7,37 (0,81)
Variáveis
Gênero
Fumante
Par-Q
Inapto
Baecke
20
A pressão arterial dos participantes pré exercício incremental ficou entre 100x60
mmHg e 120x80 mmHg e após a realização do teste manteve-se entre 90x60 mmHg e 140x90
mmHg. Os demais sinais vitais avaliados pré e pós exercício incremental estão descritos na
tabela 2.
Tabela 2 - Sinais clínicos durante o teste
Grupo Fisicamente
Ativos
Grupo
Sedentários
FC inicial (bpm)
76,8 (7,35)
75 (11,42)
FR inicial (rpm)
16,3 (2,95)
17,3 (2,75)
SpO2 inicial (%)
96,4 (0,7)
96,5 (1,08)
FC final (bpm)
143,3 (20,97)
137,6 (20,94)
FR final (rpm)
23,3 (3,59)
24,8 (3,68)
SpO2
96,2 (0,79)
96,4 (1,17)
Variáveis
final (%)
Variáveis contínuas estão expressas em média e desvio-padrão (DP),
FC
(Frequência
Cardíaca);
FR
(Frequência
Respiratória)
SpO2(Saturação de Oxigênio).
Com relação aos valores obtidos pela Escala de Borg durante o exercício incremental
os números variaram de 0 a 10 sendo que na carga total a média para o grupo fisicamente
ativo foi 6,5 (2,51) e para o grupo sedentário 5,7 (1,77).
Na tabela 3, estão espressos os valores do padrão de ativação do músculo vasto medial
nos quatro quadrantes da pedalada em quatro incrementos de carga. Podemos observar que
houve uma maior ativação deste músculo durante o primeiro quadrante da pedalada nos
quatro incrementos de carga.
21
Tabela 3 - Atividade do VM durante os quatro quadrantes da pedalada em diferentes cargas.
Quadrante VM1C (µV)
VM2C (µV)
VM3C (µV)
VM4C (µV)
I$
113.78 ± 9,04 122.87 ± 9,82 147.04 ± 11,76 147.09 ± 11,76
II
79.69 ± 6,37
100.90 ± 8,07 103.26 ± 8,26
67.82 ± 5,42
III&
5.96 ± 0,47
5.89 ± 0,47
6.44 ± 0,51
6.99 ± 0,55
IV
49.83 ± 3,98
56.33 ± 4,50
56.52 ± 29,11
63.95 ± 5,11
Variáveis contínuas estão expressas em média e desvio-padrão (DP),RMS (Root Mean Square)VM (vasto medial). &: diferença significativa
para p≥0,05em relação aos quadrantes I, II e IV. $diferença significativa para p≥0,05em relação aos quadrantes III e IV.
Na tabela 4, estão espressos os valores do padrão de ativação do músculo reto femoral
nos quatro quadrantes da pedalada em quatro incrementos de carga. Podemos observar que
houve uma maior ativação deste músculo durante o quarto quadrante da pedalada nos quatro
incrementos de carga.
Tabela 4–Atividade do RF durante os quatro quadrantes da pedalada em diferentes cargas.
Quadrante
RF1C (µV)
RF2C (µV)
RF3C (µV)
RF4C (µV)
I
19.96 ± 1,59
15.57± 1,24
24.40 ± 1,94
26.95 ± 2,15
II
11.33 ± 0,90
14.53 ± 1,16
18.86 ± 1,50
17.75 ± 1,42
III#
4.68 ± 0,37
4.41 ± 0,35
4.67 ± 0,37
5.21 ± 0,41
IV@
22.20 ± 1,77
27.28 ± 2,18
37.35 ± 2,98
46.00 ± 3,68
Variáveis contínuas estão expressas em média e desvio-padrão (DP),RMS (Root Mean Square),RF (reto femoral).#: diferença significativa
para p≥0,05em relação aos quadrantes I, II e IV. @: diferença significativa para p≥0,05em relação aos quadrantes I, II e III
A Figura 9 mostra o comportamentos dos músculos vasto medial e reto femoral nos
quatro quadrantes da pedalada em todas as cargas.
22
Figura 9:Atividade elétrica dos músculos Vasto medial e reto femoral
durante os quatro quadrantes.
A Figura 10 mostra o comportamento dos músculos vasto medial e reto femoral
durante o ciclo completo da pedalada.
Figura 10:Média RMS dos músculos VM e RF (normalizadas)
durante o ciclo da pedalada (0-360°).
23
7. DISCUSSÃO
Esse estudo analisou o padrão do sinal eletromiográfico dos músculos reto femoral e
vasto medial em jovens saudáveis, nas diferentes cargas do exercício incremental realizado no
cicloergômetro de membros inferiores.
A utilização da eletromiografia de superfície no domínio do tempo permitiu monitorar
a ativação muscular do reto femoral e vasto medial durante o ciclo da pedalada. Entendendo
que cada músculo possui uma importante função no movimento da pedalada, atuando em uma
fase distinta da mesma, optou-se por analisar a magnitude do sinal EMG (valor RMS
normalizado) em cada quadrante do ciclo da pedalada.
No estudo de Hug e Dorel
(60)
, na comparação entre grupos, evidenciou diferenças
significativas para a magnitude de sinal EMG (valor RMS normalizado), quando comparados
por quadrantes da pedalada. Este dado, também pôde ser observado em nosso estudo, uma vez
que o músculo vasto medial teve uma maior atividade no primeiro quadrante e o reto femoral,
teve uma maior atividade no quarto quadrante da pedalada.
No estudo de Candotti, 2003, no primeiro quadrante, o valor RMS entre os grupos foi
diferente significativamente para os músculos RF e VL na cadência de 90 rpm. No terceiro
quadrante, não foi evidenciada diferença significativa entre os grupos de músculos. Em nosso
estudo também não houve diferença significativa no terceiro quadrante(61).
De acordo com Gregor (2000), a atividade dos músculos monoarticulares é muito mais
consistente quando comparada a atividade dos músculos biarticulares, no sentido da
quantidade de ativação muscular. Pode-se observar que o RF, músculo de função biarticular
que atua tanto no quadril como no joelho, apresentou maior atividade na fase de propulsão,
atuando como um extensor do joelho, juntamente com o VL, nessa mesma fase do ciclo.
Entretanto, o RF também apresentou um certo grau de ativação na fase de recuperação da
pedalada, atuando como um flexor de quadril(10).
Pode-se observar na Tabela 4 que o reto femoral apresentou uma maior atividade na
fase de recuperação, juntamente com uma menor ativação do vasto medial (Tabela 3). Porém,
houve uma ativação desse músculo na fase de recuperação, mais especificamente durante o
quarto quadrante do ciclo da pedalada (Figura 9).
Com isso, pode-se dizer que o RF (reto femoral) apresenta uma importante função no
torque extensor do joelho, desenvolvido na fase de propulsão do ciclo da pedalada.
24
Os músculos VM e VL são cruciais para a geração de forças no pedal. O vasto medial,
produz 55% do total de potencia durante a fase de propulsão (62).
Pontos fortes e limitações do estudo
Visando uma coleta de dados fidedigna, nosso estudo realizou uma instrumentação de
qualidade, onde o cicloergômetro de membros inferiores possuía um transdutor de força para
que sincronizado ao módulo de aquisição e ao computador, pudesse fazer ajustes perfeitos
para o incremento da carga. Em nossa pesquisa nós também tivemos a preocupação de
controlar a velocidade e a cadência da pedalada com dispositivo eletrônico para esse fim.
Além disso, para reduzir os riscos de um exercício físico, nós tomamos todas as medidas para
saber se os sujeitos envolvidos na pesquisa estavam realmente aptos a realizar o tipo de
esforço proposto.
Em contrapartida, durante as coletas foi possível perceber que outros músculos como
vasto lateral, bíceps femoral, gastrocnêmio e tibial anterior tem um papel importante na
pedalada, tendo papel importante para o estudo deste tipo de atividade.
Sugestões para novos estudos
Os resultados desse estudo nos mostraram que a possibilidade de pesquisas futuras
com praticantes de ciclismo permitirá uma análise mais intensa sobre o padrão dessas
musculaturas durante o ciclo da pedalada, bem como identificar melhor estratégia de
treinamento e de reabilitação de profissionais desta modalidade. Levando-se em consideração
novos estudos que avaliaram mais músculos e encontraram resultados significativos com
relação ao seu papel e sua ativação frente a exercícios físicos, seria muito interessante realizar
um estudo com o mesmo tipo de instrumentação que foi realizada em nossa pesquisa, porém,
incluindo a avaliação eletromiográfica de mais músculos de MMII, como o vasto lateral,
bíceps femoral, gastrocnêmio e tibial anterior.
25
8. CONCLUSÃO
Esse estudo permitiu identificar o padrão de ativação dos músculos vasto medial e reto
femoralindependente da condição física do voluntário,evidenciando um aumento na amplitude
do sinal eletromiográficoproporcional ao incremento da carga. Foi possível identificar o
padrão da ativação dos músculos em relação ao ciclo da pedalada, independente do nível da
carga imposta. Esses achados estão de acordo com a literatura e podem ser utilizados como
parâmetro para treinamento, fortalecimento muscular e reabilitação com uso de
cicloergômetros.
26
9. PUBLICAÇÕES OBTIDAS
1.
Regina Carla Pinto da Silva,Priscilla Anjos de Sousa, Wellington Bueno
Vieira, Caroline Galatti MouraCoelho, Sedenir Batista Filho, Maryanne Martins Gomes de
Carvalho, Lucas Nery, Luciana Chiavegato, Cesar Ferreira Amorim.Padrão de ativação
muscular do reto femoralna dinâmica da pedalada.Revista Terapia Manual. 2013.
2.
Priscilla Anjos de Sousa, Wellington Bueno Vieira, Regina Carla Pinto da
Silva, Caroline Galatti MouraCoelho, Sedenir Batista Filho, Maryanne Martins Gomes de
Carvalho, Lucas Nery, Luciana Chiavegato, Cesar Ferreira Amorim.Sinal eletromiográfico de
músculo respiratórioacessório frente a um exercício incremental.Revista Terapia Manual.
2013.
3.
Wellington Bueno Vieira,Priscilla Anjos de Sousa, Regina Carla Pinto da
Silva, Caroline Galatti MouraCoelho, Sedenir Batista Filho, Maryanne Martins Gomes de
Carvalho, Lucas Nery, Luciana Chiavegato, Cesar Ferreira Amorim.Sinal eletromiográfico do
músculo trapéziosuperior em cicloergômetro instrumentado: Análise wavelet.Revista Terapia
Manual. 2013.
4.
Carlos A Kelencz, Priscilla A de Sousa, Wellington B Vieira3 Flávia F
Manfredi de Freitas, Lucas Nery, Regina Carla P Silva, Luciana Chiavegato and Cesar F
Amorim.Behavior of Electromyographic Signal in Different Angles during Knee Flexion.
Journal of Yoga Phys Ther. 2013 (http://dx.doi.org/10.4172/2157-7595.1000134)
27
REFERÊNCIAS
1. Kruk J. Physical Activity
Prevention.2009;10(5):721-8.
and
Health.Asian
Pacific
Journal
of
Cancer
2. Lau HM, Ng GY, Jones AY, Lee EW, Siu EH, Hui DS.A randomised controlled trial of the
effectiveness of an exercise training program in patients recovering from severe acute
respiratory syndrome.AustralianJournalofPhysiotherapy. 2005;51(4):213-9.
3. Enright S, Chatham K, Ionescu AA, Unnithan VB, Shale DJ.Inspiratory Muscle Training
Improves Lung Function and Exercise Capacity in Adults With Cystic Fibrosis. Chest.
2004;126(2):405-11.
4.Probst VS, Troosters T, Pitta F, Decramer M, Gosselink R. Cardiopulmonary stress during
exercise training in patients with COPD. EuropeanRespiratoryJournal. 2006; 27(6):111-8.
5. García-Ortiz L, Grandes G, Sánchez-Pérez A, Montoya I, Iglesias-Valiente JA, RecioRodríguez JI, et al. Effect on Cardiovascular Risk of an Intervention by Family Physicians to
Promote Physical Exercise Among Sedentary Individuals. Revistaespañola de cardiología.
2010;63(11):1244-52.
6. Pitta F, Troosters T, Probst VS, Spruit MA, Decramer M, Gosselink R. Physical Activity
and Hospitalization for Exacerbation of COPD.Chest.2006;129(3):536-44.
7. Pitta F, Troosters T, Spruit MA, Probst VS, Decramer M, Gosselink R. Characteristics of
Physical Activities in Daily Life in Chronic Obstructive Pulmonary Disease. American
Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2005;171(9):972-7.
8. Gregor, R. Biomecânica do ciclismo. In: Garrett Jr., W. E.; Kirkendall, D.T. (Org.). A
ciência do exercício e dos esportes. Porto Alegre: Artmed, 2003. p.547-571.
9. Carpes F.P., Dagnese F., Rossato M., Niederauer V., Portela L.O.C., Mota C.B. Análise da
simetria na produção de torque em 40 km de ciclismo simulado. XI congresso Brasileiro de
Biomecânica, Anais..., João Pessoa – PB, Brasil, 2005.)
10. Gregor, R.; Conconi, F. Road cycling. Oxford, London: Blackwell Science, 2000. 132 p.
11. Diefenthaeler, F. et al. O efeito da mudança na posição do selim nos padrõesde ativação
muscular de ciclistas de elite. In: CONGRESSO BRASILEIRO DEBIOMECÂNICA, 11.,
2005, João Pessoa. Anais... João Pessoa: SociedadeBrasileira de Biomecânica, 2005. 1 CDROM.
12. Nabinguer, E.;Iturrioz, I.; Trevisan, L. Sistema para aquisição emonitoramento das forças
aplicadas no pedal de bicicleta ciclismo. In: CONGRESSOBRASILEIRO DE
BIOMECÂNICA, 10. 2003, Ouro Preto. Anais... Belo Horizonte:Sociedade Brasileira de
Biomecânica, 2003; v. 1:419-422.
13. Martin, P. E.,Sanderson, D. J.; Umberger, B. R. Fatores que afetam as frequências de
movimento preferidas em atividades cíclicas. In: ZATSIORSKY, V. M.(Ed.). Biomecânica no
esporte. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. p. 111-124.
28
14. Soares, D. et al. Caracterização da escolha da cadência preferida a partir deparâmetros
biomecânicos e fisiológicos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE BIOMECÂNICA,
11.2005, João Pessoa. Anais... João Pessoa: Sociedade Brasileira de Biomecânica, 2005. 1
CD-ROM.
15. Lúcia, A.; Hoyos, J.; Chicarro, J. L. Preferred pedaling cadence in professional cycling.
Medicine and Science in Sports and Exercise . 2001; 33(8): 1361-1366.
16. Takaishi, T.; Yasuda, Y.; Moritani, T. Neuromuscular fatigue during prolonged pedaling
exercise at different pedaling rates. European Journal of Applied Physiology and
Occupational Physiology.1994; 69(2): 154-158.
17. Brisswalter, J. et al. Energetically optimal cadence vs. freely-chosen cadenceduring
cycling: effect of exercise duration. International Journal of SportsMedicine. 2000; 21(1): 6064.
18. Marsh, A. P.; Martin, P. E.; Sanderson, D. J. Is a joint moment-based cost function
associated with preferred cycling cadence? JournalofBiomechanics. 2000;33(2): 173-180.
19. Soares, D. et al. Potência muscular e eficiência mecânica em diferentes cadênciasno
ciclismo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE BIOMECÂNICA, 10., 2003, OuroPreto.
Anais... Belo Horizonte: Sociedade Brasileira de Biomecânica. 2003;v.1: 224 –227.
20. Van IngenSchenau, G.J; Boots, P.J; De Groot, G; Snackers, R.J; Van, Woensel, W.W.
The Constrained Control of Force and Position in Multi-joint Movements.Neuroscience.
46(1): 197-207, 1992.
21. GREGOR, R.; CONCONI, F. Road cycling. Oxford, London: Blackwell Science,2000.
132 p.
22. Gregor, R.J.; Green, D.; Garhammer, J.J. An electromyographic analysis of selected
muscle activity in elite competitive cyclists. University park Press, Baltimore,1981:537-541.
23. Tscharner, V. Time-frequency and principal component methods for the analysisof EMGs
recorded
during
a
mildly
fatiguing
exercise
on
a
cycle
ergometer.
JournalofElectromyographyandKinesiology. 2002; v. 12: 479-92.
24. Amorim C. Eletromiografia – Conceitos básicos e Aquisição de sinais biológicos. EMG
System doBrasil. Brasil, 2008.
25. Bhajan S, PanizzaJA, FinucaneKE.Diaphragm electromyogram root mean square response
to hypercapnia and its intersubject and day-to-day variation. Journal of Applied
Physiology.2005; 98: 274-81.
26. Cohen BA. Basic biofeedback electronics for the clinician. IN: BASMAJIAN, J. N.
Biofeedback: Principles and Practice for Clinicians. 3ªed. Baltimore: Willians and Wilkins,
284p. cap. 18, p.243-256. 1989.
27. Wolf SL. Anatomical and physiological basis for biofeedback.In: BASMAJIAN, J. N.
Biofeedback: Principles and Practice for Clinicians. 3ªed. Baltimore: Willians and Wilkins,
284p. cap.2, p.5-30.1989.
29
28. De Luca, JC.The use of surface electromyography in biomechanics. 1997;13(2):135-63.
29. Gosselin N, Matecki S, Poulain M, Ramonatxo M, Ceugniet F, Prefaut C, et al.
Electrophysiologic changes during exercise testing in patients with chronic obstructive
pulmonary disease. Muscle & nerve. 2003;27(2):170-9.
30. Masuda K, Masuda T, Sadoyama T, Inaki M, Katsuta S. Changes in surface EMG
parameters during static and dynamic fatiguing contractions. Journal of electromyography and
kinesiology. 1999;9(1):39-46.
31. Duchene J, Goubel F. EMG spectral shift as an indicator of fatigability in an
heterogeneous muscle group. European journal of applied physiology and occupational
physiology.[Research Support, Non-U.S. Gov't]. 1990;61(1-2):81-7.
32. Gerdle B, Larsson B, Karlsson S. Criterion validation of surface EMG variables as fatigue
indicators using peak torque: a study of repetitive maximum isokinetic knee extensions.
Journal of electromyography and kinesiology : official journal of the International Society of
Electrophysiological Kinesiology. [Comparative Study]. 2000;10(4):225-32.
33. Hagberg M. The amplitude distribution of surface EMG in static and intermittent static
muscular performance.European journal of applied physiology and occupational physiology.
1979; 40(4):265-72.
34. Moritani T, deVries HA. Reexamination of the relationship between the surface integrated
electromyogram (IEMG) and force of isometric contraction. American journal of physical
medicine. 1978;57(6):263-77.
35. Jammes Y, Caquelard F, Badier M. Correlation between surface electromyogram, oxygen
uptake and blood lactate concentration during dynamic leg exercises. Respiration physiology.
1998;112(2):167-74.
36. Jammes Y, Zattara-Hartmann MC, Caquelard F, Arnaud S, Tomei C. Electromyographic
changes in vastuslateralis during dynamic exercise. Muscle & nerve. 1997;20(2):247-9.
37. P k. A practical introduction to kinesiological electromyography.The ABC of EMG. 2005.
38. Pires KF. Analysis of the effects different protocols in the neuromuscular electrical
stimulation
through
median
frequency.Revista
brasileira
de
ciência
do
movimento.2004;12(2):25-8.
39. Baratta RV, Solomonow M, Zhou BH, Zhu M. Methodstoreducethevariabilityof EMG
powerspectrumestimates. Journal of electromyography and kinesiology : official journal of
the International Society of Electrophysiological Kinesiology.1998;8(5):279-85.
40. Dousset E, Steinberg JG, Balon N, Jammes Y. Effects of acute hypoxemia on force and
surface EMG during sustained handgrip. Muscle & nerve. 2001;24(3):364-71.
41. Jammes Y, Arbogast S, Faucher M, Montmayeur A, Tagliarini F, Robinet C.
Interindividual variability of surface EMG changes during cycling exercise in healthy
humans. Clin Physiol. 2001;21(5):556-60.
42. Karlsson JS, Gerdle B, Akay M. Analyzing surface myoelectric signals recorded during
isokinetic contractions. IEEE engineering in medicine and biology magazine: the quarterly
magazine of the Engineering in Medicine &Biology Society. 200;20(6):97-105.
30
43. Overgaard K, Nielsen OB. Activity-induced recovery of excitability in K(+)-depressed rat
soleus muscle. American journal of physiology Regulatory, integrative and comparative
physiology. 2001; 280(1):R48-55.
44. Yamada E K, T., Miyamoto, K., Tanaka, S., Morita, S., Tanaka, S., Mori, S., Norimatsu,
H., Itoh, S. Muscle oxygenation, muscle force and electromyographic activity during
isometric contraction. IsokinetExercise Science. 2004; 11(4):213-8.
45. Thomas S, Reading J, Shephard RJ. Revision of the Physical Activity Readiness
Questionnaire (PAR-Q). Can J Sport Sci. 1992;17(4):338-45.
46. Baecke JAH, Burema J, Frijters JER. A short questionnaire for the measurement of
habitual physical activity in epidemiological studies. Am J Clin Nutr. 1982; 936-942.
47. Florindo AA, Latorre MRDO. Validação e reprodutibilidade do questionário de Baecke
de avaliação da atividade física habitual em homens adultos. Rev Bras Med Esporte;
2003;9(3).
48. Florindo AA , Latorre MRDO, Jaime PC, Tanaka T, Zerbini CAF. Metodologia para
avaliação da atividade física habitual em homens com 50 anos ou mais. Rev Saúde Pública.
2004;38(2): 307-14.
49. American College of Sports Medicine. Diretrizes do ACSM para os Testes de Esforço e
Sua Prescrição. 7 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan.; 2007.
50. Klyvia JRM, Cunha RA, Lins OG, Cunha DA, Silva HJ. Eletromiografia de Superfície:
Padronização da técnica. Neurobio. 2010;73(3).
51. De Luca CJ. The Use of Surface Electromyography in Biomechanics. JAB.
1997;13(2):135 – 63.
52. BASMAJIAN JV, DE LUCA CJ. Muscle alive: their function revealed by
electromyography. 5 ed: Baltimore: Williams and Wilkins. 1985.
53. Criswell E. Cram’s introduction to surface electromyography. 2 ed: Kindle Edition. 1998.
54. Junior JDC. Aplicação de técnicas de processamento de sinais estocásticos para separar o
eletrocardiograma do eletromiograma em registros na região torácica [Dissertação de
Mestrado]. Rio de Janeiro: Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ; 2011.
55. Spruit MA, Gosselink R, Troosters T, De Paepe K, Decramer M. Resistance versus
endurance training in patients with COPD and peripheral muscle weakness. Eur Resp J.
2002;19(6):1072-8.
56. Riedi C. Avaliação eletromiográfica do desempenho muscular respiratório e periférico
[Dissertação de Mestrado]. Piracicaba: Universidade Metodista de Piracicaba; 2006.
31
57. Azevedo PHS. Proposta de teste específico para determinação do limiar anaeróbico, limiar
de compensação respiratória e máxima fase estável do lactato sanguíneo em judocas [Tese de
Doutorado]. São Carlos: Universidade Federal de São Carlos, UFSCAR; 2010.
58. Chen MJ, Fan X, Moe ST.Criterion-related validity of the Borg ratings of perceived
exertion scale in healthy individuals: a meta-analysis. J Sports Sci. 2002;20(11):873-99.
59. Robertson R, Goss F, Michael T, Moyna N, Gordon P, Visich P, et al. Validity of the
Borg perceived exertion scale for use in semirecumbent ergometry during immersion in water.
Percept Mot Skills. 1996;83(1):3-13.
60. Hug, F; Dorel, S. Electromyographic analysis of pedaling: A review. Journal of
Electromyography and Kinesiology. 2009; 19: 182 – 198.
61. Candotti, CT. Características biomecânicas e fisiológicas da técnica da pedalada de
ciclistas e triatletas. [Tese de Doutorado]. Porto Alegre. Universidade Federal do Rio Grande
do Sul, UFRS; 2003.
62. Raasch, CC; Zajac, FE; Ma, B; Levine, WS. Muscle coordination of maximum-speed
pedaling. J Biomech. 1997; 30 (6); 595-602.
32
ANEXO I
33
ANEXO II
Comitê de Ética em Pesquisa
Termo de Consentimento Livre e Esclarecido
O
Sr(a)_________________________________________________________
portador do RG n°___________________, nascido em___________________, residente
à______________________________________________________
na
cidade
de_______________________________, está sendo convidado a participar do estudo
Comportamento da atividade elétrica dos músculos de membros inferiores envolvidos na
dinâmica da pedalada em ciclo ergômetro instrumentado, cujo os objetivos são Verificar a
amplitude do sinal EMG de músculos de MMII de indivíduos saudáveis na dinâmica da
pedalada em diferentes cargas no ciclo ergômetro instrumentado, comparar as atividades dos
MMII em relação às diferentes cargas, correlacionar a atividade elétrica dos músculos de
MMII com a cargadurante a pedalada e identificar o comportamento da atividade elétrica
dos músculos de MMII nos 4 quadrantes da pedalada nas diferentes cargas.
Para tanto, esse estudo tem como objetivo estudar o comportamento dos músculos de
membros inferiores e avaliar o seu desempenho diante de um exercício na bicicleta
ergométrica. Acreditamos que essa avaliação possa nos dar informações importantes sobre
como a atividade física influencia a condição dessa musculatura e dessa maneira reforçar a
sua prática para auxiliar pessoas no momento necessário.
Como será o estudo?
O estudo será inteiramente realizado em apenas uma visita. Etapa 1: Inicialmente será
realizada coleta dos dados pessoais; sinais vitais, como pressão arterial, frequência cardíaca,
frequência respiratória, oxigenação periférica de oxigênio; e medição de peso e altura. Será realizado o
34
QuestinárioPar-Q de prontidão para atividade física, sendo que se uma das respostas desse
questionário for sim, você precisará da liberação de um médico para realizar o nosso estudo. Em
seguida será preenchido o questionário Baecke de atividade física habitual, para saber em que grupo
você se enquadra (sedentário ou ativo). Etapa 2: Em seguida, o Sr. (a) conhecerá os equipamentos dos
testes que realizaremos: o eletromiógrafo que mede a atividade elétrica dos seus músculos e a bicicleta
ergométrica onde será realizado o exercício. Além disso, nós iremos ajustar a bicicleta ergométrica de
acordo com a sua altura. Etapa 3: Após a limpeza com algodão e álcool, da região do membro inferior,
nós colocaremos os eletrodos da eletromiografia. Para cada músculo que iremos avaliar nós iremos
posicionar o Sr (a) e pediremos para que faça força contra a resistência que iremos fazer manualmente
e então realizaremos as primeiras medidas com o eletromiógrafo. Durante as medições o Sr. (a) não
sentirá absolutamente nada. Etapa 4: Na bicicleta já ajustada o Sr (a) irá iniciar o exercício em níveis
leve, moderado e intenso. É importante que o Sr (a) mantenha o mesmo rítmo. A cada 3 minutos, será
realizado um incremento (aumento)na carga do cicloergômetro, até a fadiga subjetiva relatada pelo Sr
(a).
Você estará sendo acompanhado por profissionais da saúde especializados e treinados, durante todos
os testes. Todos estes testes serão realizados no Laboratório de Análise do movimento da
Universidade Cidade de São Paulo – UNICID (Rua Cesário Galeno, 448/475 – Tatuapé São Paulo –
SP).
Quais os riscos?
A eletromiografia de superfície e o exercício incremental de membros inferiores na bicicleta
ergométrica não oferecem risco a jovens saudáveis, como você. Se por algum motivo você apresentar
algum sinal que apresente risco para realização do estudo você não será incluído na pesquisa.
Entretanto, pelo menos teoricamente, qualquer teste que envolve esforço pode ter algum risco
potencial: desconforto, tonturas, dor e pressão alta. Todavia, os seus testes serão acompanhados por
uma equipe previamente treinada.
Qualquer dúvida ou esclarecimento poderá ser dado pelo pesquisador responsável, Professor César
Ferreira Amorim e/ou Regina Carla Pinto da Silva, que pode ser encontrado Rua Cesário Galeno,
448/475 e no telefone (11)98790-9380.
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O Sr (a). terá garantia de sigilo de todas as informações coletadas e poderá retirar seu consentimento a
qualquer momento, sem nenhum prejuízo ou perda de benefício.
Declaro ter sido informado e estar devidamente esclarecido sobre os objetivos deste estudo, sobre as
técnicas e procedimentos a que estarei sendo submetido e sobre os riscos e desconfortos que poderão
ocorrer. Recebi garantias de total sigilo e de obter novos esclarecimentos sempre que desejar. Assim,
concordo em participar voluntariamente deste estudo e sei que posso retirar meu consentimento a
qualquer momento, sem nenhum prejuízo ou perda de qualquer benefício (caso o sujeito de pesquisa
esteja matriculado na Instituição onde a pesquisa está sendo realizada).
Data: ___ /___ /___
_____________________________________________
Assinatura do sujeito da pesquisa
______________________________________________
Pesquisador responsável / orientador
______________________________________________
Pesquisador responsável
Nós, Professor César Ferreira Amorim e Regina Carla Pinto da Silva, responsáveis pela pesquisa
Comportamento da atividade elétrica dos músculos de membros inferiores envolvidos na dinâmica da
pedalada em ciclo ergômetro instrumentado,declaramos que obtivemos espontaneamente o
consentimento deste sujeito de pesquisa (ou de seu representante legal) para realizar este estudo.
Data: ___ /___ /___
__________________________________________
Assinatura do Pesquisador Responsável / Orientador
__________________________________________
Assinatura do Pesquisador Responsável
36
ANEXO III
Modelo da ficha de coleta de dados pessoais.
Nome:_______________________________________________________________________
Data de Nascimento:__________________________ Idade: ____________________________
Data da Coleta:_______________________________ Hora: ____________________________
Sexo:_______________________________________ Peso: ____________________________
Altura: _____________________________________ IMC: ____________________________
FC:_____________ FR: _____________ Sato2: _____________ PA: _____________________
Fumante:________________________ Anos/maço: ___________________________________
Antecedentes pessoais:
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
________________________________________________________
Doenças musculoesqueléticas:
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
________________________________________________________
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ANEXO IV
Modelo do Questionário Par-Q de prontidão para atividade física.
Este questionário tem objetivo de identificar a necessidade de avaliação clínica antes do início da
atividade física. Caso você marque mais de um sim, é aconselhável a realização da avaliação clínica.
Contudo, qualquer pessoa pode participar de uma atividade física de esforço moderado, respeitando
as restrições médicas.
Por favor, assinale “sim” ou “não” as seguintes perguntas:
1) Alguma vez seu médico disse que você possui algum problema de coração e recomendou que você
só praticasse atividade física sob prescrição médica?
sim não
2) Você sente dor no peito causada pela prática de atividade física?
sim não
3) Você sentiu dor no peito no último mês?
sim não
4) Você tende a perder a consciência ou cair como resultado do treinamento?
sim não
5) Você tem algum problema ósseo ou muscular que poderia ser agravado com a prática de
atividades físicas?
sim não
6) Seu médico já recomendou o uso de medicamentos para controle de sua pressão arterial ou
condição cardiovascular?
sim não
7) Você tem consciência, através de sua própria experiência e/ou de aconselhamento
médico, de alguma outra razão física que impeça a realização de atividades físicas ?
sim não
Gostaria de comentar algum outro problema de saúde seja de ordem física ou psicológica que impeça a
sua participação na atividade proposta?
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__________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Declaração de Responsabilidade
Estou ciente das propostas desse projeto, evento/ atividade:
__________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Assumo a veracidade das informações prestadas no questionário “PAR Q” e afirmo estar liberado pelo
meu médico para participação na atividade a ser realizada.
Nome do participante:___________________________________________________________
______________
Data
_____________________________________
Assinatura
39
ANEXO V
Modelo do Questionário Baecke de atividade física habitual.
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DISSERTACAO REGINA ultima versao 17-02-14a