ISSN 1413-3555
Tutorial
471
Tutorial for writing systematic reviews for the Brazilian Journal of Physical Therapy (BJPT)
Marisa C. Mancini, Jefferson R. Cardoso, Rosana F. Sampaio, Lucíola C. M. Costa,
Cristina M. N. Cabral, Leonardo O. P. Costa
Systematic Review
481
Static body postural misalignment in individuals with temporomandibular disorders:
a systematic review
Thaís C. Chaves, Aline M. Turci, Carina F. Pinheiro, Letícia M. Sousa, Débora B. Grossi
502
Walking training associated with virtual reality-based training increases walking speed of individuals with chronic
stroke: systematic review with meta-analysis
Juliana M. Rodrigues-Baroni, Lucas R. Nascimento, Louise Ada, Luci F. Teixeira-Salmela
Brazilian Journal of Physical Therapy
2014 Nov-Dec; 18(6)
ISSN 1413-3555
Original Articles
513
Relationship between the climbing up and climbing down stairs domain scores on the FES-DMD, the score on the Vignos
Scale, age and timed performance of functional activities in boys with Duchenne muscular dystrophy
Lilian A. Y. Fernandes, Fátima A. Caromano, Silvana M. B. Assis, Michele E. Hukuda, Mariana C. Voos, Eduardo V. Carvalho
521
Muscular performance characterization in athletes: a new perspective on isokinetic variables
Giovanna M. Amaral, Hellen V. R. Marinho, Juliana M. Ocarino, Paula L. P. Silva, Thales R. de Souza, Sérgio T. Fonseca
530
Characteristics and associated factors with sports injuries among children and adolescents
Franciele M. Vanderlei, Luiz C. M. Vanderlei, Fabio N. Bastos, Jayme Netto Júnior, Carlos M. Pastre
538
Can the adapted arcometer be used to assess the vertebral column in children?
Juliana A. Sedrez, Cláudia T. Candotti, Fernanda S. Medeiros, Mariana T. Marques, Maria I. Z. Rosa, Jefferson F. Loss
544
Breathing exercises: inϐluence on breathing patterns and thoracoabdominal motion in healthy subjects
Danielle S. R. Vieira, Liliane P. S. Mendes, Nathália S. Elmiro, Marcelo Velloso, Raquel R. Britto, Verônica F. Parreira
553
Application of positive airway pressure in restoring pulmonary function and thoracic mobility in the postoperative
period of bariatric surgery: a randomized clinical trial
Patrícia Brigatto, Jéssica C. Carbinatto, Carolina M. Costa, Maria I. L. Montebelo, Irineu Rasera-Júnior, Eli M. Pazzianotto-Forti
563
Functional priorities reported by parents of children with cerebral palsy: contribution to the pediatric rehabilitation process
Marina B. Brandão, Rachel H. S. Oliveira, Marisa C. Mancini
572
Ground reaction forces during level ground walking with body weight unloading
Ana M. F. Barela, Paulo B. de Freitas, Melissa L. Celestino, Marcela R. Camargo, José A. Barela
2014 Nov-Dec; 18(6)
Editorial Rules
2014 Nov-Dec; 18(6)
ASSOCIAÇÃO BRASILEEIR
IRA DE PESQUISA
E PÓS-GRADUAÇÃO
ÇÃO EM FISIOTERAPIA
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Sérgio Teixeira Fonseca – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG, Brazil
ADMINISTRATIVE EDITOR
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INTERNATIONAL EDITOR
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Ana Cláudia Mattiello-Sverzut – Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP, Brazil
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Francisco Albuquerque Sendin - Universidad de Salamanca – Spain
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Hugo Celso Dutra de Souza - Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP, Brazil
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João Luiz Quagliotti Durigan - Universidade de Brasília – Brasília, DF, Brazil
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Leonardo Oliveira Pena Costa – Universidade Cidade de São Paulo - São Paulo, SP, Brazil
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Marisa Cotta Mancini – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG, Brazil
Nivaldo Antonio Parizotto – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
Patrícia Driusso – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
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Paula Rezende Camargo – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
Pedro Dal Lago – Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre - Porto Alegre, RS, Brazil
Rosana Ferreira Sampaio – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG, Brazil
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Tatiana de Oliveira Sato – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
Thiago Luiz de Russo - Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
Verônica Franco Parreira – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG, Brazil
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Amélia Pasqual Marques – Universidade de São Paulo - São Paulo, SP
Ana Cláudia Muniz Rennó – Universidade Federal de São Paulo - Santos, SP
André Luiz Felix Rodacki – Universidade Federal do Paraná- Curitiba, PR
Anna Raquel Silveira Gomes – Universidade Federal do Paraná - Matinhos, PR
Armèle Dornelas de Andrade – Universidade Federal do Pernambuco - Recife, PE
Carlos Marcelo Pastre – Universidade Estadual Paulista - Presidente Prudente, SP
Celso Ricardo Fernandes de Carvalho – Universidade de São Paulo - São Paulo, SP
Cláudia Santos Oliveira – Universidade Nove de Julho - São Paulo, SP
Cristiane Shinohara Moriguchi – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP
Cristina Maria Nunes Cabral – Universidade Cidade de São Paulo - São Paulo, SP
Daniela Cristina Carvalho de Abreu – Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP
Dirceu Costa – Universidade Nove de Julho - São Paulo, SP
Ester da Silva – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP
Fábio de Oliveira Pitta – Universidade Estadual de Londrina - Londrina, PR
Fábio Viadanna Serrão – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP
Fátima Valéria Rodrigues de Paula – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG
Guilherme Augusto de Freitas Fregonezi – Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Natal, RN
Jefferson Rosa Cardoso – Universidade Estadual de Londrina - Londrina, PR
João Carlos Ferrari Corrêa – Universidade Nove de Julho - São Paulo, SP
José Angelo Barela – Universidade Cruzeiro do Sul - São Paulo, SP
Josimari Melo de Santana – Universidade Federal de Sergipe - Aracajú, SE
Juliana de Melo Ocarino – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG
Lucíola da Cunha Menezes Costa – Universidade Cidade de São Paulo - São Paulo, SP
Luis Vicente Franco de Oliveira – Universidade Nove de Julho - São Paulo, SP
Luiz Carlos Marques Vanderlei – Universidade Estadual Paulista - Presidente Prudente, SP
Luzia Iara Pfeifer – Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP
Marco Aurélio Vaz – Universidade Federal do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, RS
Naomi Kondo Nakagawa – Universidade de São Paulo - São Paulo, SP
Nelci Adriana Cicuto Ferreira Rocha – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP
Paulo de Tarso Camillo de Carvalho – Universidade Nove de Julho - São Paulo, SP
Raquel Rodrigues Britto – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG
Renata Noce Kirkwood – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG
Ricardo Oliveira Guerra – Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Natal, RN
Richard Eloin Liebano – Universidade Cidade de São Paulo - São Paulo, SP
Rinaldo Roberto de Jesus Guirro – Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP
Rosana Mattioli – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP
Rosimeire Simprini Padula – Universidade Cidade de São Paulo - São Paulo, SP
Sara Lúcia Silveira de Menezes – Centro Universitário Augusto Motta - Rio de Janeiro, RJ
Simone Dal Corso – Universidade Federal do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, RS
Stella Maris Michaelsen – Universidade do Estado de Santa Catarina - Florianópolis, SC
Tania de Fátima Salvini – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP
Thaís Cristina Chaves – Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP
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Chukuka S. Enwemeka – University of Wisconsin - USA
Edgar Ramos Vieira – Florida International University - USA
Gert-Ake Hansson – Lund University - SWEDEN
Janet Carr – University of Sydney - AUSTRALIA
Kenneth G. Holt – Boston University - USA
LaDora V. Thompson – University of Minnesota - USA
Liisa Laakso – Grifϔith University - AUSTRALIA
Linda Fetters – University of Southern California - USA
Paula M. Ludewig – University of Minnesota - USA
Rik Gosselink – Katholieke Universiteit Leuven - BELGIUM
Rob Herbert – The George Institute for International Health - AUSTRALIA
Sandra Olney – Queen’s University - CANADA
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):471-579
The Brazilian Journal of Physical Therapy is published by the Associação Brasileira de Pesquisa e PósGraduação em Fisioterapia – ABRAPG-Ft (Brazilian Association for Research and Graduate Studies
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To publish original research articles on topics related to the areas of physical therapy and rehabilitation
sciences, including clinical, basic or applied studies on the assessment, prevention, and treatment of
movement disorders.
Indexed in
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e Pós-Graduação em Fisioterapia. v. 1, n. 1 (1996). – São Carlos: Editora
Cubo, 1996v. 18, n. 6 (Nov/Dec 2014).
Bimonthly
Continued Revista Brasileira de Fisioterapia
ISSN 1413-3555
1. Physical Therapy. 2. Studies. I. Associação Brasileira de Pesquisa e
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No part of this publication can be reproduced or transmitted by any media, be it electronic, mechanical or photocopy,
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summary
Tutorial
471
Tutorial for writing systematic reviews for the Brazilian Journal of Physical Therapy (BJPT)
Marisa C. Mancini, Jefferson R. Cardoso, Rosana F. Sampaio, Lucíola C. M. Costa,
Cristina M. N. Cabral, Leonardo O. P. Costa
Systematic Review
481
Static body postural misalignment in individuals with temporomandibular disorders:
a systematic review
Thaís C. Chaves, Aline M. Turci, Carina F. Pinheiro, Letícia M. Sousa, Débora B. Grossi
502
Walking training associated with virtual reality-based training increases walking speed of
individuals with chronic stroke: systematic review with meta-analysis
Juliana M. Rodrigues-Baroni, Lucas R. Nascimento, Louise Ada, Luci F. Teixeira-Salmela
Original Articles
513
Relationship between the climbing up and climbing down stairs domain scores on the FESDMD, the score on the Vignos Scale, age and timed performance of functional activities in
boys with Duchenne muscular dystrophy
Lilian A. Y. Fernandes, Fátima A. Caromano, Silvana M. B. Assis, Michele E. Hukuda,
Mariana C. Voos, Eduardo V. Carvalho
521
Muscular performance characterization in athletes: a new perspective on isokinetic variables
Giovanna M. Amaral, Hellen V. R. Marinho, Juliana M. Ocarino, Paula L. P. Silva, Thales R. de Souza, Sérgio T. Fonseca
530
Characteristics and associated factors with sports injuries among children and adolescents
Franciele M. Vanderlei, Luiz C. M. Vanderlei, Fabio N. Bastos, Jayme Netto Júnior, Carlos M. Pastre
538
Can the adapted arcometer be used to assess the vertebral column in children?
Juliana A. Sedrez, Cláudia T. Candotti, Fernanda S. Medeiros, Mariana T. Marques, Maria I. Z. Rosa, Jefferson F. Loss
544
Breathing exercises: inϐluence on breathing patterns and thoracoabdominal motion in
healthy subjects
Danielle S. R. Vieira, Liliane P. S. Mendes, Nathália S. Elmiro, Marcelo Velloso, Raquel R. Britto, Verônica F. Parreira
553
Application of positive airway pressure in restoring pulmonary function and thoracic
mobility in the postoperative period of bariatric surgery: a randomized clinical trial
Patrícia Brigatto, Jéssica C. Carbinatto, Carolina M. Costa, Maria I. L. Montebelo,
Irineu Rasera-Júnior, Eli M. Pazzianotto-Forti
563
Functional priorities reported by parents of children with cerebral palsy: contribution to
the pediatric rehabilitation process
Marina B. Brandão, Rachel H. S. Oliveira, Marisa C. Mancini
572
Ground reaction forces during level ground walking with body weight unloading
Ana M. F. Barela, Paulo B. de Freitas, Melissa L. Celestino, Marcela R. Camargo, José A. Barela
Editorial Rules
tutorial
Tutorial for writing systematic reviews for the
Brazilian Journal of Physical Therapy (BJPT)
Tutorial para elaboração de revisões sistemáticas para o
Brazilian Journal of Physical Therapy (BJPT)
Marisa C. Mancini1, Jefferson R. Cardoso2, Rosana F. Sampaio3,
Lucíola C. M. Costa4, Cristina M. N. Cabral4, Leonardo O. P. Costa4,5
ABSTRACT | Systematic reviews aim to summarize all evidence using very rigorous methods in order to address a specific
research question with less bias as possible. Systematic reviews are widely used in the field of physical therapy, however
not all reviews have good quality. This tutorial aims to guide authors of the Brazilian Journal of Physical Therapy on
how systematic reviews should be conducted and reported in order to be accepted for publication. It is expected that
this tutorial will help authors of systematic reviews as well as journal editors and reviewers on how to conduct, report,
critically appraise and interpret this type of study design.
Keywords: rehabilitation; physical therapy; literature review; systematic review; meta analysis.
HOW TO CITE THIS ARTICLE
Mancini MC, Cardoso JR, Sampaio RF, Costa LCM, Cabral CMN, Costa LOP. Tutorial for writing systematic reviews for the Brazilian
Journal of Physical Therapy (BJPT). Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):471-480. http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0077
RESUMO | Revisões sistemáticas têm como objetivo sumarizar toda a evidência disponível, através de métodos
rigorosos, para responder a uma pergunta de pesquisa específica com o mínimo de viés possível. Revisões sistemáticas
são amplamente utilizadas na fisioterapia, porém nem todas as revisões possuem boa qualidade. Esse tutorial tem
como objetivo guiar os autores do Brazilian Journal of Physical Therapy sobre como revisões sistemáticas deveriam
ser conduzidas e descritas para que sejam aceitas para publicação. Espera-se que esse tutorial irá auxiliar autores de
revisões sistemáticas, assim como editores e revisores de periódicos em como conduzir, descrever, fazer análise crítica
e interpretar esse tipo de delineamento de pesquisa.
Palavras-chave: reabilitação; fisioterapia; revisão da literatura; revisões sistemáticas; metanálise.
Introdução
Uma revisão de literatura pode ser definida
como síntese e análise da informação com foco nas
contribuições científicas dos estudos publicados1. Tais
estudos não se restringem simplesmente a citações
bibliográficas e servem para estabelecer novas
conclusões1. Esse conceito não é novo, há sínteses
do conhecimento que remontam ao início do século
passado1,2. Na década de 60, estudos já integravam
resultados de pesquisas e apontavam novas evidências
científicas, principalmente nas ciências sociais,
educação e psicologia. O reconhecimento da
importância da aplicação da melhor informação
científica disponível no campo da saúde trouxe
a necessidade de se ancorar a prática clínica em
evidências e, consequentemente, um aumento
gradativo da demanda por esse tipo de informação2.
Evidência refere-se ao conjunto de
informações utilizadas para confirmar ou
negar uma teoria ou hipótese científica e é
produzida por um processo sistemático de
investigação1.
Apesar da reconhecida característica cumulativa
da ciência, os métodos estatísticos para sintetizar
evidências só foram desenvolvidos no século
XX. Concomitante a esses avanços, os cientistas
reconheceram que organizar e avaliar a informação
científica acumulada ultrapassa a simples escolha
do método. Tem sido destacada, desde então, a
Programa de Pós-graduação em Ciências da Reabilitação, Departamento de Terapia Ocupacional, Escola de Educação Física, Fisioterapia e Terapia
Ocupacional (EEFFTO), Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, MG, Brasil
2
Laboratório de Biomecânica e Epidemiologia Clínica, Grupo PAIFIT, Universidade Estadual de Londrina (UEL), Londrina, PR, Brasil
3
Programa de Pós-graduação em Ciências da Reabilitação, Departamento de Fisioterapia, EEFFTO, UFMG, Belo Horizonte, MG, Brasil
4
Programa de Mestrado e Doutorado em Fisioterapia, Universidade Cidade de São Paulo (UNICID), São Paulo, SP, Brasil
5
Musculoskeletal Division, The George Institute for Global Health, Sydney, NSW, Australia
Received: 12/02/2014 Revised: 12/04/2014 Accepted: 12/05/2014
1
http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0077
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):471-480
471
Mancini MC, Cardoso JR, Sampaio RF, Costa LCM, Cabral CMN, Costa LOP
necessidade de maior rigor metodológico para garantir
a validade dos estudos de revisão, assim como se exige
para os estudos considerados primários3.
Há consenso de que a síntese do conhecimento é
fundamental para o avanço da prática, da pesquisa e
para a implementação de políticas de saúde. No entanto,
sintetizar o conhecimento de forma clara e precisa exige
habilidades e competências específicas do pesquisador.
Investigar e selecionar todos os estudos relevantes,
avaliar a sua qualidade e sintetizar dados são alguns dos
desafios presentes na elaboração desse tipo de estudo4.
Passos comuns aos métodos de síntese
do conhecimento: a) uma clara definição
do objetivo; b) desenvolvimento de um
protocolo metodológico; c) estratégias
abrangentes de busca para encontrar todos
os artigos relevantes; d) um método de
avaliação do potencial risco de viés nos
estudos individuais e e) detalhamento
da coleta de dados e dos procedimentos
empregados4.
Uma variedade de termos tem sido usada para
descrever os processos de integração das evidências:
pesquisa-síntese, revisão sistemática, revisão integrativa,
meta-análise, entre outros1. A crescente popularidade
desse tipo de estudo é ilustrada pelo fato de que muitos
profissionais, para manterem-se atualizados, escolhem
a leitura de estudos de revisão da literatura. Entre os
diferentes tipos de estudos que disponibilizam sínteses de
evidências científicas, as revisões sistemáticas cumprem
critérios rigorosos de avaliação e produzem conclusões
sólidas e aplicáveis à prática clínica. Além disso, revisões
sistemáticas podem apontar importantes lacunas no
conhecimento e servir de argumento para sinalizar a
necessidade de novos estudos.
Diretrizes, reporting guidelines e checklists
visam a normatizar o processo de elaboração de
revisões sistemáticas, desde a avaliação dos estudos
selecionados até a estrutura final de comunicação
dos resultados5. Cabe ao pesquisador escolher, entre
as regras e normas existentes, aquelas que melhor
se adequam ao tema a ser investigado e ao periódico
selecionado para submissão do seu trabalho.
Exemplos de diretrizes e reporting guidelines
para estudos de revisão sistemática:
Cochrane Handbook, encontrado em http://
www.cochrane.org/handbook e PRISMA,
www.prisma-statement.org/, entre outros.
Os primeiros ensaios clínicos em Fisioterapia
foram estudos que avaliaram os efeitos da irradiação
ultravioleta em crianças escolares e em crianças com
problemas respiratórios, publicados, respectivamente,
472
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):471-480
por Colebrook6 em 1929 e por Doull et al.7 em 1931.
A primeira revisão sistemática na área8 estabeleceu os
efeitos dos tratamentos sobre as lesões ligamentares
do tornozelo, tendo sido publicada pelo sueco
Kolind-Sorensen9 em 1975. Desde então, tem havido
um crescimento exponencial desse tipo de estudo
em Fisioterapia. Torna-se, assim, imprescindível
que os periódicos científicos envidem esforços no
sentido de definir regras claras que possam ajudar os
pesquisadores a alcançarem a qualidade exigida para
publicação desse tipo de estudo, disponibilizando
informação científica para o avanço do conhecimento.
Fazendo eco a esse movimento internacional e
buscando manter uma vigilância epistemológica
sobre a pesquisa em Fisioterapia e em outras áreas
da saúde, o Brazilian Journal of Physical Therapy
(BJPT) preparou o presente tutorial. Ele busca
alinhar qualitativamente os seus estudos de revisão
sistemática, prezando pelo cuidado com as condições
e limites das técnicas e conceitos empregados nesse
processo.
O que é revisão sistemática e metaanálise?
Revisão sistemática, segundo o Handbook da
Colaboração Cochrane10, é um estudo secundário
que tem por objetivo reunir estudos semelhantes,
publicados ou não, avaliando-os criticamente
quanto à validade interna e reunindo-os em uma
análise estatística, quando possível. Ainda, a revisão
sistemática visa a minimizar os vieses usando métodos
explícitos e pontuais. O método estatístico utilizado
para integrar os resultados dos estudos incluídos em
revisões sistemáticas é chamado de meta-análise8.
Muitas vezes, os termos meta-análise
e revisão sistemática são usados
equivocadamente ou de forma alternada.
A agregação estatística dos dados numa
meta-análise não significa que os estudos
individuais tenham sido criteriosamente
analisados. Dessa forma, as revisões
sistemáticas podem ser desenvolvidas
com e sem meta-análise. A distinção entre
revisão sistemática e meta-análise é muito
importante, pois é sempre possível revisar
de forma sistemática um conjunto de
dados (com critérios para avaliação do
risco de viés dos estudos que compõem a
revisão), porém, algumas vezes, pode ser
inapropriado, ou mesmo enganoso, realizar
a agregação estatística dos resultados de
estudos independentes.
Tutorial revisão sistemática
De forma geral, a síntese resultante de uma revisão
sistemática fornece a melhor evidência sobre o tema
em questão, tais como os efeitos de uma intervenção
sobre determinado desfecho, a incidência de uma
doença ou a acurácia de um teste diagnóstico, entre
outros temas.
Em uma revisão sistemática, é necessário:
estipular uma pergunta clínica; determinar
as fontes e métodos de seleção dos estudos,
como bases de dados (i.e., bibliográficas,
referenciais e textuais) e estratégias de
busca empregadas; selecionar estudos
com métodos semelhantes; realizar
avaliações de possíveis vieses e explicitar
mecanismos de avaliação da validade dos
estudos selecionados; preparar sínteses
para apresentações/disseminações (tanto
qualitativas – descrições dos estudos, como
quantitativas – meta-análises –, quando
apropriado)10.
As revisões sistemáticas são consideradas estudos
secundários porque, em outras palavras, resumem as
informações de múltiplas publicações consideradas
primárias, como estudos de tratamento e prevenção
(ensaios controlados aleatorizados-ECAs), estudos
de prognóstico (coorte), estudos de diagnóstico
(acurácia), estudos de etiologia (caso-controle), entre
muitos outros. As revisões sistemáticas mais comuns
são as de tratamento, que avaliam e/ou comparam a
eficácia ou a efetividade de diferentes abordagens,
sejam exercícios, medicamentos ou cirurgias,
ou outras modalidades terapêuticas. A qualidade
desse tipo de revisão deve ser assegurada para que
profissionais, pacientes e agências reguladoras em
saúde possam tomar decisões mais assertivas.
Neste tutorial, serão enfatizadas as revisões
de tratamento/prevenção que utilizam os ECAs.
Esse modelo de estudo leva em consideração que
os participantes foram aleatorizados ou tiveram a
mesma chance de participar em um dos grupos de
tratamento propostos. Um exemplo desse tipo de
revisão foi a avaliação da efetividade de um programa
de exercícios (i.e., principalmente de fortalecimento
e de amplitude de movimento) e outros recursos
(i.e., termoterapia, estimulação elétrica, faixas
compressivas etc.) para pacientes submetidos à
meniscectomia parcial artroscópica. A busca dos
estudos publicados foi realizada de 1950 a 2013, e
18 ECAs foram incluídos na revisão, mas apenas
seis participaram da análise estatística, ou seja, da
meta-análise. Como conclusão, os autores indicaram
que a realização dos procedimentos de fisioterapia
ambulatorial citados acima associados às orientações
para execução em domicílio melhorou a função
do joelho, relatada pelo paciente, e a amplitude de
movimento de flexão e extensão dessa articulação,
quando comparada aos procedimentos de fisioterapia
apenas ambulatorial11.
Há estruturas bem estabelecidas para nortear
a comunicação de um ECA (www.consortstatement.org) e de uma revisão sistemática
(www.prisma-statement.org/ e Handbook da
Colaboração Cochrane10).
Em síntese, toda revisão sistemática envolve
uma análise criteriosa da qualidade dos estudos, e
algumas delas empregam meta-análise. Na análise
de risco de viés, são observadas a validade interna, a
validade externa e as análises estatísticas empregadas
em cada um dos estudos selecionados. A metaanálise, por sua vez, é um procedimento sistemático
e rigoroso, passível de ser reproduzido por outros
pesquisadores e que permite combinar os resultados
dos diferentes estudos. A meta-análise ajusta ou
pondera os resultados levando em consideração o
tamanho amostral de cada estudo primário, podendo
ainda ser ajustada para outros fatores, tais como o
risco de viés de cada estudo.
Tipos de revisão sistemática
É importante salientar que diversas perguntas de
pesquisa podem ser sintetizadas em uma revisão
sistemática. Provavelmente, o tipo mais comum
e popular de revisão sistemática é aquela que tem
como objetivo medir o efeito de alguma intervenção
(i.e., revisão sistemática de ECAs). Porém,
revisões sistemáticas podem ser extremamente
úteis para resumir outras perguntas clínicas, como:
prevalência12, incidência13, fatores prognósticos14,
acurácia diagnóstica15, custo-efetividade16, fatores
de risco 17, definição de termos de pesquisa 18,
adaptações transculturais de questionários 19 ,
propriedades de medida de instrumentos de
mensuração 20 e ainda revisões sistemáticas de
estudos qualitativos21,22.
Um problema decorrente de todas essas
possibilidades é que o autor deve identificar qual
delineamento de estudo deve ser utilizado para cada
tipo de revisão sistemática. Embora isso pareça
óbvio, esse tem sido um dos principais problemas
identificados no processo de revisão por pares de
manuscritos de revisão sistemática submetidos
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):471-480
473
Mancini MC, Cardoso JR, Sampaio RF, Costa LCM, Cabral CMN, Costa LOP
ao BJPT. Nesse caso, o autor deve sempre optar
pelo delineamento ideal para cada tipo de pergunta
científica.
Opções mais adequadas de delineamento
seriam ensaios controlados aleatorizados para
revisões com o objetivo de medir efeitos de
intervenção, estudos de coorte longitudinal
prospectivos para revisões prognósticas ou
de fatores de risco ou estudos transversais
para revisões de prevalência.
Em alguns tipos de pergunta, é possível que o
uso de diferentes delineamentos de pesquisa seja
adequado. Um exemplo seria uma revisão sistemática
de acurácia diagnóstica que pode permitir a inclusão
de estudos de caso-controle, estudos transversais e até
mesmo ensaios clínicos, em alguns casos. Deve-se
ter em mente que a combinação de delineamentos
distintos é muito mais uma exceção do que uma regra.
Itens essenciais de uma revisão
sistemática
As revisões sistemáticas vão diferir muito em
relação à pergunta de pesquisa, assim como na
elegibilidade dos tipos de estudos. Certas regras são
obrigatórias em algumas revisões e irrelevantes em
outras. No entanto, existem itens que são essenciais
e que devem estar presentes em todas as revisões,
a saber:
1. Definição clara da pergunta de pesquisa:
uma boa revisão não é aquela que responde
a várias perguntas, mas aquela que responde
a perguntas específicas de forma clara e
com o mínimo de viés possível. Sendo
assim, a definição da pergunta de pesquisa
é essencial. Uma orientação para delimitar
bem uma pergunta para revisões sistemáticas
de intervenção é usar a estrutura do
PICO (Patient, Intervention, Comparison
and Outcomes (Pacientes, Intervenção,
Comparação e Desfechos). Por exemplo:
“as técnicas de terapia manual associadas
a um programa de exercícios (Intervenção)
são melhores que somente exercícios
(Comparação) para a redução da dor e
incapacidade funcional (Desfechos) em
pacientes adultos com dor lombar crônica
(Pacientes)?” A redação de perguntas pode
fazer uso da estrutura PICO de forma flexível,
por exemplo, deixar o termo de comparação
ser conhecido posteriormente na revisão:
“quais são os efeitos da mobilização articular
474
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):471-480
(Intervenção) na melhora da amplitude de
movimento, dor e incapacidade (Desfechos)
em pacientes que receberam imobilização
no tornozelo (Pacientes)?” Nesse caso, os
grupos de comparação seriam qualquer tipo
de grupo controle possível. Outra forma
de flexibilizar a estrutura PICO é quando a
revisão não avalia o efeito de intervenção;
nesse caso, o termo “I” é atribuído ao foco
do estudo (vide tipos de revisão sistemática
acima).
Para a redação de uma pergunta de pesquisa
clara:
a) É essencial que o pesquisador defina
claramente a intervenção (ou o foco do
estudo), os desfechos e a amostra de
interesse. Esses três itens são fundamentais
na formulação de uma pergunta clínica.
b) É recomendado que o autor, ao formular
sua pergunta de um estudo de intervenção,
busque identificar a intervenção de
forma específica (i.e., exercício resistido,
orientação para cuidadores etc.), ao invés de
denominar a(s) intervenção(ões) testada(s)
no estudo como sendo a profissão ou área
(i.e., Fisioterapia, Reabilitação).
c) Outros tipos de revisão sistemática que
não de estudos de intervenção devem seguir
os mesmos princípios de elaboração de uma
pergunta de pesquisa: perguntas claras,
diretas e bem formuladas.
d) Uma pergunta bem formulada também
irá guiar vários aspectos do processo de
elaboração de uma revisão sistemática,
incluindo as estratégias de busca,
elegibilidade dos estudos, extração de dados
e conclusões da revisão.
2. Definição dos artigos elegíveis: uma vez
formulada a pergunta de pesquisa, o autor
deve definir, a priori, os critérios de inclusão
e exclusão dos artigos que serão considerados
elegíveis para a revisão. Essa definição
passa pelo delineamento dos estudos a serem
incluídos, características intrínsecas de cada
estudo (i.e., amostra, tipos de tratamento,
duração dos sintomas, equipamentos utilizados,
entre outros), intervalo de tempo da publicação
a ser considerado e idioma da publicação.
Idealmente, artigos não deveriam ser excluídos
com base no período de publicação, risco de
Tutorial revisão sistemática
viés e idioma de publicação.
3. Certificação de que todos os artigos elegíveis
foram encontrados8,23: é uma das tarefas mais
difíceis de uma revisão, pois ela deve sintetizar,
de preferência, TODA a evidência disponível.
Sendo assim, as buscas devem ser realizadas
no maior número de bases de dados possível.
Isso, muitas vezes, representa um problema
para alguns pesquisadores, uma vez que, muitas
dessas bases de dados, não são de acesso livre.
Alguns exemplos são EMBASE, CINAHL,
MEDLINE, PSYCHINFO. É importante
salientar que somente 14 revistas de Fisioterapia
estão indexadas no PubMed (que é a versão
gratuita do MEDLINE) e, portanto, é grande a
probabilidade de se perderem artigos realizando
buscas somente em bases de acesso livre.
O mesmo raciocínio deve ser usado para o
idioma das bases acessadas: muitos autores
buscam em várias bases nacionais, como
SCIELO e LILACS. Porém, essas bases
indexam somente artigos em português e
espanhol, que equivalem a menos de 2% da
literatura científica mundial24.
Além do cuidado com a seleção das bases,
outro item fundamental para que todos os
artigos sejam encontrados é formular uma
estratégia de busca eficiente. Estratégia de
busca se faz com os descritores adequados,
que modificam de acordo com cada base
e seus operadores booleanos (AND,
OR e NOT). Uma estratégia eficiente
é aquela que captura todos os artigos
potencialmente elegíveis (i.e., busca com
alta sensibilidade), mas que também elimina
artigos não relevantes (i.e., busca com alta
especificidade).
4. Apresentação clara dos aspectos relacionados à
extração de dados: após a definição dos artigos
elegíveis, é fundamental que o autor apresente
claramente os dados que serão extraídos de
cada artigo, afinal, esses dados determinarão os
resultados da revisão.
5. Avaliação do risco de viés dos artigos elegíveis:
existem várias escalas que avaliam o risco de
viés de vários tipos de delineamento de estudos.
Esse viés está relacionado ao erro sistemático
que pode ocorrer nos ECAs. Exemplos incluem:
seleção (selection), performance (performance),
detecção (detection), atrito (attrition), relato
(reporting), entre outros. É fundamental que as
conclusões de uma revisão sistemática sejam
ponderadas de acordo com o risco de viés
apresentado nos artigos.
Entre os instrumentos disponíveis para avaliação
do risco de viés de ECAs incluídos em uma
revisão sistemática estão a escala de qualidade
PEDro24 e o instrumento de avaliação do risco
de viés da Cochrane25. A escala PEDro avalia a
qualidade metodológica e a descrição estatística
dos estudos. É composta pelos seguintes itens:
especificação dos critérios de elegibilidade;
distribuição aleatória dos sujeitos por grupos;
alocação secreta; semelhança entre os grupos
com respeito aos indicadores de prognóstico
mais importantes; cegamento dos sujeitos,
terapeutas e avaliadores; mensurações de, pelo
menos, um resultado-chave em mais de 85% dos
sujeitos aleatorizados; tratamento ou condição
de controle recebida conforme alocação ou
análise de dados por intenção de tratamento;
resultados das comparações estatísticas
intergrupos descritos para pelo menos um
resultado-chave e apresentação de medidas de
precisão e variabilidade para, pelo menos, um
resultado-chave24. A avaliação do risco de viés
da Cochrane considera a geração da sequência
aleatória; ocultação de alocação; cegamento
de participantes, profissionais e avaliadores
de desfecho; desfechos incompletos; relato de
desfecho seletivo; similaridade dos grupos na
linha de base; realização de cointervenções;
similaridade das intervenções; análise por
intenção de tratamento; momento de avaliação
dos desfechos e outras fontes de viés25,26. É
possível observar que ambos os instrumentos
são bem similares, com exceção da avaliação
do risco de performance e de detecção, que
é realizada pela avaliação do risco de viés da
Cochrane.
6. Síntese dos resultados: há duas formas de
apresentar os resultados de uma revisão
sistemática: 1) por meio de meta-análise (esse
tópico será descrito na próxima seção) ou 2) de
forma descritiva. Esses resultados devem ser
sintetizados levando-se em consideração não
somente o resultado dos estudos, mas também o
risco de viés de cada um dos estudos incluídos
na revisão.
7. Discussão: Espera-se que uma revisão
sistemática apresente uma discussão que
aborde, pelo menos, os seguintes aspectos27:
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):471-480
475
Mancini MC, Cardoso JR, Sampaio RF, Costa LCM, Cabral CMN, Costa LOP
1) apresentar os principais resultados e
explicar o significado dos mesmos; 2)
comparar os resultados encontrados com
os já existentes na literatura e apresentar
argumentos para semelhanças e diferenças;
3) identificar os pontos fortes e as limitações
da revisão; 4) apresentar aspectos na
literatura que nunca foram investigados ou
não foram investigados de forma apropriada,
direcionando o rumo/tema de novos estudos
e 5) disponibilizar as implicações para a
prática clínica, tanto para pacientes quanto
para profissionais e gestores de saúde.
Detalhamento de uma meta-análise
É fundamental salientar que a meta-análise serve
para se obter o efeito combinado de um tratamento28.
Na realização de uma meta-análise, é importante
atentar para a homogeneidade dos procedimentos
adotados pelos autores dos ECAs, ou seja, as
características dos estudos, como: a avaliação do
risco de viés, as características de implementação
do(s) tratamento(s) que se pretende(m) avaliar, por
exemplo, se a intensidade, frequência e duração
(i.e., dos exercícios ou outras intervenções) foram
similares, bem como a forma como as variáveis ou
desfechos clínicos foram medidos ou classificados.
Se a revisão for realizada de forma adequada, com
uma estratégia de busca coerente com a pergunta
e que gere um conjunto de estudos razoavelmente
completo sobre o tema e sem viés e, considerando
que os estudos primários sejam válidos, então
a meta-análise também irá abordar a pergunta
pretendida. Por outro lado, se a estratégia de busca
for inadequada nos conceitos ou na sua execução ou
se os estudos apresentarem resultados tendenciosos,
os problemas da revisão não poderão ser corrigidos
com a meta-análise29.
Na leitura de uma meta-análise, é importante
compreender quatro pontos de sua estrutura28,29,
indicados no quadro abaixo.
A apresentação dos resultados de uma
meta-análise deve permitir ao leitor
compreender29:
1. Qual foi a medida sumária utilizada?
2. O que o forest plot demonstra?
3. O que o efeito agregado (efeito médio)
informa?
4. É válido combinar os estudos?
476
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):471-480
1. A medida sumária da meta-análise
Como a meta-análise faz a síntese estatística do
efeito de interesse, é importante compreender
a natureza dos dados que são combinados, se
categóricos ou contínuos. Em acréscimo, o
efeito, em cada estudo, pode ser apresentado de
formas distintas (i.e., por meio das médias das
diferenças, médias das diferenças padronizadas,
razão de chance, risco relativo, entre outras
medidas de efeito).
As variáveis desfecho de estudos individuais
(primários) podem ser numéricas (i.e.,
amplitude de movimento em graus,
pressão inspiratória máxima em mmHg) ou
categóricas (i.e., classificação da gravidade
da doença, presença ou ausência de melhora
da funcionalidade, número de pacientes que
obtiveram melhora etc.).
2. O gráfico de forest plot10
A representação gráfica das medidas dos efeitos
de cada estudo individual, assim como a dos
efeitos combinados, é denominada forest plot. O
termo “forest” foi criado porque o gráfico parece
uma floresta de linhas. A linha vertical central
do forest plot indica quando não há diferença(s)
estatisticamente significativa(s) entre os grupos.
Os pontos representam as médias das diferenças
de cada estudo e as linhas horizontais, os
intervalos de confiança ao redor das médias
das diferenças. O losango, também chamado
de diamante, representa a média combinada
de todos os efeitos dos estudos da comparação
analisada pela meta-análise. A interpretação de
uma figura forest plot é simples: se o diamante
ou os intervalos de confiança tocarem a linha
central do gráfico, indica que não há diferença
estatisticamente significativa entre os grupos.
Por outro lado, se o diamante não tocar a linha
central, há diferença significativa entre os grupos
analisados. Todo forest plot contém também os
valores numéricos descritos, o que permite que
os leitores possam interpretar se as diferenças
observadas são clinicamente importantes ou
não. Finalmente, o forest plot pode informar,
a critério dos autores ou da revista, o peso de
cada estudo individual na formação final do
efeito combinado, assim como apresenta dados
estatísticos sobre a heterogeneidade dos dados.
Abaixo encontram-se três forest plots
recentemente publicados no BJPT30 (Figura 1).
Esses forest plots fazem parte de uma revisão
sistemática que comparou os efeitos dos
Tutorial revisão sistemática
Figura 1. Gráficos Forest Plots publicados em: Miyamoto et al.30, pag. 525. Reproduzidos com permissão.
exercícios de Pilates em pacientes com dor
lombar. Os gráficos A e C comparam Pilates
com intervenção mínima (i.e., cartilhas
educativas) para os desfechos intensidade
da dor e incapacidade, respectivamente, e o
gráfico B compara Pilates com outros tipos
de exercícios. Observa-se que o diamante não
toca a linha central dos gráficos A e C, mas
toca a linha central no gráfico B. A conclusão
dessas meta-análises é que Pilates é superior
a intervenção mínima, mas não é melhor que
outras modalidades de exercícios para pacientes
com dor lombar.
3. O efeito médio
O efeito médio (em inglês pooled effect)
representa o efeito combinado de todos os
estudos individuais em cada comparação. Esse
efeito leva em consideração os efeitos de cada
estudo, sendo que a estimativa do intervalo de
confiança é ponderada pelo tamanho amostral
de cada um deles.
4. É válido combinar os estudos?
Nem sempre é possível combinar os resultados
reportados pelos estudos10,28. É importante
que o pesquisador só combine estudos
homogêneos do ponto de vista clínico (i.e.,
intervenções similares com doses muito
parecidas), que tenham medido os desfechos
de forma similar, que tenham utilizado grupos
controle semelhantes e cujos dados sejam
matematicamente homogêneos. Se qualquer
uma das premissas acima for violada, uma
meta-análise não deve ser realizada.
Há debate sobre a avaliação de
heterogeneidade dos estudos em uma metaanálise. Sugerimos consultar o livro de
Borenstein et al.28 e o próprio Handbook da
Cochrane10. A Cochrane tem um programa
gratuito (http://tech.cochrane.org/revman/
download) que serve para a realização das
revisões sistemáticas e das meta-análises.
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):471-480
477
Mancini MC, Cardoso JR, Sampaio RF, Costa LCM, Cabral CMN, Costa LOP
Avaliação da qualidade de uma
revisão sistemática da literatura
A avaliação da qualidade de uma revisão sistemática
inclui diversos parâmetros, tais como a qualidade
dos estudos selecionados (i.e., risco de viés) e sua
homogeneidade ou heterogeneidade metodológica
(i.e., semelhança das características amostrais,
instrumentação e mensuração dos desfechos, formas
de administração da intervenção, heterogeneidade
estatística etc.), bem como características da sua
estrutura (i.e., clareza e pertinência da pergunta,
adequação da estratégia de busca, clareza e validade
das conclusões etc.). Autores interessados em
desenvolver uma revisão sistemática devem buscar
informações para que o estudo seja conduzido com
máximo rigor metodológico, de tal forma que o
produto atenda aos critérios de qualidade.
Nesse sentido, o BJPT tem se empenhado em
manter a qualidade dos estudos de revisão sistemática
publicados. No período entre 2012 e 2014, 77
estudos de revisão sistemática foram submetidos, dos
quais sete foram publicados, três encontram-se em
tramitação, 27 foram arquivados por não atenderem
às normas do BJPT, e 40 foram recusados. Isso
significa que 87% dos manuscritos submetidos não
atenderam a critérios de qualidade para publicação
no BJPT, nesse período. Segundo análise realizada,
os principais motivos que pautaram a decisão
editorial de recusa foram: problemas metodológicos
na condução e descrição do estudo (incluindo não
atenção à estrutura do PRISMA31); o estudo se intitula
revisão sistemática, mas não atende às características
da estrutura de uma revisão sistemática; o estudo
não traz contribuição para a área e/ou está fora do
escopo do BJPT. Em concordância, o periódico
Physical Therapy realiza uma avaliação inicial de
todos os artigos de revisão sistemática submetidos, e
os motivos que mais levam à rejeição imediata, sem
envio para revisor ad-hoc, são: 1) não está baseada
numa pergunta de pesquisa clara e objetiva, 2) não
tem grande utilidade clínica ou está fora do escopo
da Fisioterapia, 3) as buscas dos artigos elegíveis
não são consideradas abrangentes para convencer
os editores de que todos os artigos potencialmente
elegíveis foram, de fato, incluídos, 4) não foi utilizada
nenhuma medida de risco de viés dos artigos elegíveis
ou o risco de viés não foi levado em consideração na
interpretação dos dados, 5) possui sérios problemas
metodológicos, 6) já existe uma revisão similar
publicada recentemente sem uma justificativa
plausível para uma nova e 6) apresentação de metaanálise na ausência de uma revisão sistemática.
478
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):471-480
Há algum tempo, as normas do BJPT sugerem que
seus autores sigam as recomendações PRISMA31,
que contêm itens recomendáveis para a apresentação
textual de revisões sistemáticas. Essas recomendações
descrevem, em detalhes, 27 itens que devem ser
apresentados pelos autores de revisões sistemáticas,
além de um checklist para preenchimento e envio,
juntamente com o manuscrito, no ato da submissão.
O PRISMA checklist31 (versão traduzida)32
pode ser acessado em: http://www.
scielo.br/img/revistas/rbfis/2012nahead/
pt_038anx01.jpg
Em um estudo que objetivou analisar a
apresentação textual de revisões sistemáticas
publicadas na área de Fisioterapia e em português,
Padula et al. 32 observaram que houve pouca
influência das recomendações PRISMA em grande
parte dessas revisões, mesmo após a sua publicação
em 2009. Os autores ressaltam que esse dado não
informa sobre a qualidade metodológica dessas
revisões sistemáticas, já que as recomendações
PRISMA contêm itens para a apresentação textual
e não para a avaliação da qualidade metodológica.
O fato de que boa parte das revisões sistemáticas
publicadas não segue as recomendações PRISMA
traz um alerta para a comunidade científica sobre
a transparência dos métodos e resultados dessas
revisões e, consequentemente, sobre até que ponto
tais resultados devem influenciar a prática clínica.
Isso porque, como grande parte das recomendações
não é seguida, há o risco de que as revisões
sistemáticas estejam sendo publicadas de forma
seletiva, dependente do resultado32.
A avaliação da qualidade de estudos de revisão
sistemática sobre intervenções pode ser realizada de
acordo com o instrumento AMSTAR (Assessment
of Multiple Systematic Reviews)33,34. Trata-se de
um instrumento válido35, composto de 11 itens
que avaliam os processos de busca e de seleção de
artigos, as características e avaliação da qualidade
científica dos artigos selecionados, a adequação do(s)
método(s) usado(s) para sintetizar os resultados dos
estudos, avaliação de viés e conflito de interesses.
Um estudo que avaliou a qualidade das revisões
sistemáticas sobre intervenções em saúde oral em
uma revista brasileira observou que a qualidade
metodológica das revisões sistemáticas ainda é muito
baixa36. Assim, o processo de análise de revisões
sistemáticas submetidas para as revistas deveria
incluir a avaliação da qualidade metodológica pelo
AMSTAR36.
Tutorial revisão sistemática
Em síntese, recomendamos aos autores que
utilizem guias como o Cochrane Handbook, a escala
AMSTAR e o PRISMA checklist na elaboração dos
projetos de pesquisa de revisões sistemáticas, assim
como na condução e redação dos manuscritos. Tais
cuidados poderão contribuir para a qualidade das
revisões e, consequentemente, para sua avaliação
no processo de revisão por pares do BJPT. Em
última instância, esses cuidados poderão resultar em
conclusões mais precisas e equilibradas, auxiliando
na tomada de decisão clínica dos fisioterapeutas e
demais profissionais da saúde.
Considerações ϐinais
O processo de síntese de pesquisa visa a reunir,
examinar e avaliar sistematicamente os resultados
de estudos que convergem para responder a uma
pergunta clínica cuidadosamente elaborada. O
produto final pode resultar em um estudo de revisão
sistemática da literatura, com ou sem meta-análise,
cuja qualidade esteja vinculada aos procedimentos
envolvidos em sua elaboração e à transparência
na apresentação textual da informação. Tal como
acontece com outras publicações, a qualidade
da informação das revisões sistemáticas varia,
desafiando a capacidade dos leitores para avaliar os
pontos fortes e fracos das conclusões produzidas.
No sentido de colaborar com a qualidade das
revisões sistemáticas do BJPT, o presente tutorial
forneceu uma visão geral desse tipo de produção
e tentou dar destaque ao fato de que os métodos e
diretrizes estão evoluindo e se tornando cada vez
mais específicos, portanto a sua importância não pode
ser subestimada. Métodos rigorosos de síntese do
conhecimento melhoram a qualidade, a abrangência
e a aplicabilidade dos resultados, contribuindo para
a prestação do cuidado e o desenvolvimento de
diretrizes para a prática clínica, o avanço da pesquisa
e as decisões políticas em saúde.
A partir dessa publicação, o BJPT passa a
incorporar o PRISMA no processo de submissão de
estudos de revisão sistemática. Tal mudança expressa
não só um cuidado com a transparência e consistência
da informação apresentada nesse tipo de estudo como
também reforça as constantes iniciativas do BJPT
no sentido de capacitar os seus autores, editores e
revisores. Espera-se que essas ferramentas fortaleçam
o processo de revisão por pares,melhorando as
evidências disponibilizadas pelos estudos publicados
no BJPT.
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S1678-77572011000500002. PMid:21986647
Correspondence
Leonardo Oliveira Pena Costa
Universidade Cidade de São Paulo (UNICID)
Programa de Mestrado e Doutorado em Fisioterapia
Rua Cesário Galeno, 448, Tatuapé
CEP 03071-000, São Paulo, SP, Brasil
e-mail: [email protected]
systematic review
Static body postural misalignment in individuals with
temporomandibular disorders: a systematic review
Thaís C. Chaves1, Aline M. Turci2, Carina F. Pinheiro2,
Letícia M. Sousa3, Débora B. Grossi2
ABSTRACT | Background: The association between body postural changes and temporomandibular disorders (TMD)
has been widely discussed in the literature, however, there is little evidence to support this association. Objectives: The
aim of the present study was to conduct a systematic review to assess the evidence concerning the association between
static body postural misalignment and TMD. Method: A search was conducted in the PubMed/Medline, Embase,
Lilacs, Scielo, Cochrane, and Scopus databases including studies published in English between 1950 and March 2012.
Cross-sectional, cohort, case control, and survey studies that assessed body posture in TMD patients were selected.
Two reviewers performed each step independently. A methodological checklist was used to evaluate the quality of the
selected articles. Results: Twenty studies were analyzed for their methodological quality. Only one study was classified
as a moderate quality study and two were classified as strong quality studies. Among all studies considered, only
12 included craniocervical postural assessment, 2 included assessment of craniocervical and shoulder postures,, and
6 included global assessment of body posture. Conclusion: There is strong evidence of craniocervical postural changes
in myogenous TMD, moderate evidence of cervical postural misalignment in arthrogenous TMD, and no evidence of
absence of craniocervical postural misalignment in mixed TMD patients or of global body postural misalignment in
patients with TMD. It is important to note the poor methodological quality of the studies, particularly those regarding
global body postural misalignment in TMD patients.
Keywords: temporomandibular disorders; body posture; craniocervical posture; systematic review.
HOW TO CITE THIS ARTICLE
Chaves TC, Turci AM, Pinheiro CF, Sousa LM, Grossi DB. Static body postural misalignment in individuals with
temporomandibular disorders: a systematic review. Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501. http://dx.doi.org/10.1590/
bjpt-rbf.2014.0061
Introduction
Temporomandibular Disorder (TMD) is a set
of disorders characterized by signs and symptoms
involving the temporomadibular joints and
mastication muscles, as well as related structures1.
There is evidence that its etiology is multifactorial
and include psychological, biomechanical, and
neurophysiological factors2-4.
The association between body postural changes and
TMD has been widely discussed in the literature5-19.
It is believed that in biomechanical terms, changes in
head posture may be associated with the development
and/or perpetuation of TMD20. Several studies over
the last decades have reported the Forward Head
Position (FHP) in patients with TMD6,12,20,21, however,
these changes have not been verified in many other
studies5,8,11,22.
Craniocervical posture is only one of the body
segments that must be considered for postural
assessment, specifically because adjacent postural
compensations are expected in other segments
considering that muscle chains are interconnected23,24.
Three systematic reviews regarding the theme
were found in the literature20,25,26, however, the
reviews by Olivo et al.20 and Rocha et al.26 only
considered studies related to craniocervical posture
and TMD, and the review by Perinetti and Contardo25
did not include studies on craniocervical posture.
Moreover, this review25 classified, in the same list,
1
Departamento de Neurosciências e Ciências do Comportamento, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP), Universidade de São Paulo (USP),
Ribeirão Preto, SP, Brazil
2
Departamento de Biomecânica, Medicina e Reabilitação do Aparelho Locomotor, FMRP, USP, Ribeirão Preto, SP, Brazil
3
Departamento de Medicina Social, FMRP, USP, Ribeirão Preto, SP, Brazil
Received: 10/15/2013 Revised: 04/16/2014 Accepted: 06/04/2014
http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0061
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
481
Chaves TC, Turci AM, Pinheiro CF, Sousa LM, Grossi DB
studies regarding stabilometry (i.e. postural balance
assessment) and static posture. Therefore, there
was no systematic review available in the present
literature involving body postural alterations (either
segmentary or global) in individuals with TMD.
Given the great interest in the theme and the poor
methodological quality of the studies about body
postural misalignment and the postural assessment
methods employed in these studies 20,25, it was
important to carry out a study that analyzed real
evidence of associations between static postural
changes and TMD in order to guide better controlled
studies in the future.
The confirmation of the evidence of the association
between craniocervical or body postural misalignment
and TMD may help to determine the predisposing
and/or perpetuating factors in the development of
TMD and guide new and well designed research to
confirm this association. Moreover, some studies
have demonstrated the relief of TMD symptoms after
treatment involving postural reeducation27,28.
It was expected that the findings of this systematic
review would demonstrate whether the evidence
available was sufficient to indicate an association
between body postural misalignment and TMD and/
or subtypes. Thus, the aim of this study was to review
the literature available on the main databases (i.e.
PubMed/Medline, Embase, Lilacs, Scielo, Cochrane,
and Scopus) about body postural misalignment in
patients with TMD and subtypes.
Method
Data sources
In order to find studies examining the relationship
between static body posture and TMD, bibliographical
surveys were performed in the following databases:
PubMed/Medline, Embase, Lilacs, Scielo, Cochrane,
and Scopus. PRISMA 29 (Preferred Reporting
Items for Systematic reviews and Meta-Analyses)
guidelines were followed.
The search comprised only studies in English
published between 1950 and March 2012. The search
terms were:
1) temporomandibular disorders
2) myofascial pain
3) stomatognathic system
4) craniofacial disorders
AND
1) body posture
482
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
2) head posture
3) body posture assessment
4) posture
Searches were performed by the same researcher.
The limits of databases were selected when the option
was available. In the Embase and Pubmed databases,
the limits followed were: Published: 1966 to March
2012, quick limits: humans, only in English, article
in press.
Eligibility criteria
Types of Studies. i) cohort/case-control studies;
and ii) cross-sectional and survey studies. Publications
such as case reports, case series, reviews, and opinion
articles were excluded. As the main objective of this
study was to verify the possible association between
TMD and body postural changes, randomized
controlled clinical trials were excluded, since these
studies are used to verify the effectiveness of an
intervention and, therefore, not adequate to verify
relationships between variables.
Participants. Inclusion was restricted to studies
using human participants who (i) were between 7
and 60 years of age; (ii) had been diagnosed with
TMD; (iii) had not previously had TMJ surgery;
(iv) had no history of trauma or fracture in the TMJ
or craniomandibular system; and, (v) had no other
serious comorbid conditions (e.g. cancer, rheumatic
disease, neurological problems).
Types of Outcome Measures. The following
methods of body postural assessment were
considered: body landmarks, visual inspection,
pictures or radiographs.
Data collection
The reviewers analyzed all studies initially
selected by the title or abstract for the inclusion/
exclusion criteria. The published studies had to
provide enough information to meet the inclusion
criteria and not be eliminated by the exclusion
criteria. In order for studies to be evaluated at the next
level (critical appraisal), the study had to meet all of
the inclusion criteria. When the reviewers disagreed
on whether a study met a criterion, rating forms (form
containing the Critical Appraisal completed by each
reviewer – Table 1) were compared, and the criterion
was discussed until a consensus was reached.
As recommended by PRISMA29, the studies were
selected by the title, abstract, and full text. Two
independent reviewers screened the abstracts of the
publications found in the databases.
Body posture and TMD: a systematic review
Table 1. Critical appraisal form used to evaluate included studies. Based on the paper by Olivo et al.20.
Criteria for review and methodological quality assessment
1) Type of Study
a) Randomized Clinical Trial and Random / Cohort
S
b) Pre-experimental / Non-randomized Clinical Study
M
c) Case Control/ Cross-Sectional
W
2) Diagnostic Criteria/Patients Assessment
a) RDC/TMD Diagnostic
4
b) American Academy of Orofacial Pain (AAOP) Criteria/Image
3
c) Another Tool – Questionnaire
2
d) Complaint or report
1
e) Description of the groups: Myogenous / Arthrogenous / Mixed
1
S = 4/M = 3/W < 2
3) Volunteer Agreement
a) >80%
S
b) 60 to 80%
M
c) <60%
W
d) Cannot answer
W
4) Sample Size Calculation
a) Appropriate / A priori effect size and power
S
b) Small, justification provided
M
c) Small and no justification provided
W
5) Method
a) Visual Inspection – live
Prior training of examiners
Intrarater reliability
Interrater reliability
Reproducibility / Error Analysis
Validity / Sensitivity / Specificity
Well described
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
b) Qualitative Photographic Analysis
Prior training of examiners
Intrarater reliability
Interrater reliability
Reproducibility / Error Analysis
Validity / Sensitivity / Specificity
Well described
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
NA
NA
NA
NA
NA
NA
Prior training of examiners
Intrarater reliability
Interrater reliability
Reproducibility / Error Analysis
Validity / Sensitivity / Specificity
Well described
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
NA
NA
NA
NA
NA
NA
d) Radiography/Cephalometry
Prior training of examiners
Intrarater reliability
Interrater reliability
Reproducibility / Error Analysis
Validity / Sensitivity / Specificity
Well described
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
NA
NA
NA
NA
NA
NA
NA
c) Quantitative Photographic Analysis
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
483
Chaves TC, Turci AM, Pinheiro CF, Sousa LM, Grossi DB
Table 1. Continued...
Criteria for review and methodological quality assessment
For each item:
S= 5 to 7 points/M = 4 to 3/W <2
NOTE: If an item was classified as NA (not applicable), it shoud be classified as follows: 0 to
33% of the items classified as NA = W/34 to 66% = M/ 67 to 100% = S
6) Blinding
Patients
1
Na
Examiner of the experiment
1
0
Na
Examiner the measure
1
0
Na
S= 2 or 3/ M = 1/ W = 0
7) External validity
Internal validity
1
0
The results have clinical relevance
1
0
Patients are representative of the population / where screened / age / comorbidities / severity
1
0
Observed aspects were clarified in the conclusion and discussion
1
0
a) Appropriate /suitable statistical tests
1
0
b) Precision (P value described)
1
0
c) Confidence Interval
1
0
Good experimental design / selection bias
Good control of confounding factors
Appropriate statistical and sample calculation
Consistency in results (validity / reliability / sensitivity)
(1 point only if the paper achieve all items described)
S= 4 or 3/M = 2/W= 1 or 0
8) Adequate statistical analysis
S :2/M: 1/W: 0
S=Strong; M=Moderate; W=Weak; NA: Not applicable.
Quality evaluation
In order to document the internal and external
validity of the studies, a modified quality evaluation
instrument was applied20,30. This tool considered:
1- study design, 2- control of confounding variables,
3- subjects’ agreement to participate, 4- sample
size calculation, 5- validity/reliability of outcomes
measurements, 6- blinding, 7- external validity, and
8 - statistical analysis (Table 1). Two independent
reviewers evaluated the studies based on specific
determined criteria. If there was inadequate
information in the published papers to allow
evaluation of the criteria, the authors of the studies
were contacted to clarify study design and specific
characteristics of the study. If the authors did not
reply, the studies were evaluated with the information
available.
484
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
Each evaluated study item was then given a grade
of strong (S), moderate (M) or weak (W) in each
category. The rating system was based on a similar
procedure20,31. Critical appraisal was completed
independently by the two reviewers, and their
results were compared. Data were extracted from
each article without blinding of the authors. Finally,
every study was graded depending on the following
criteria (Table 1):
• STRONG - Strong for items: 2, 4, 5, 6, 7, and
8 or Moderate or Strong for items 1 and 3;
• MODERATE - Moderate for the following
items: 2, 4, 5, 6, 7, and 8 and Weak or Moderate
for items 1 and 3;
• WEAK - Weak for at least one of the items: 2,
4, 5, 6, 7, and 8.
Body posture and TMD: a systematic review
Statistical analysis
The kappa coefficient test was used to verify
the agreement between both reviewers before the
consensus stage in the analysis of studies. Results
were obtained using the weighted kappa coefficient
and analyzed using SPSS version 17, and the
agreement was classified as follows: K<0.20 (poor),
0.21 to 0.40 (weak), 0.41 to 0.60 (moderate), 0.61 to
0.80 (good), 0.81 to 1.0 (excellent).
Results
The selection included 1067 studies (271 in
Pubmed, 3 in Scielo, 703 in Scopus, 33 in Lilacs,
and 57 in Embase) considering duplicates/triplicates.
After the removal of duplicates among different
databases, 393 studies remained. After comparison
for the existence of duplicates in the same database,
348 studies remained. The studies were screened
again by verifying the title, and only 36 studies were
selected.
Nevertheless, 16 studies were initially excluded
after the abstract analysis based on the following
inclusion and exclusion criteria : i) studies involving
therapeutic intervention28,32-35; ii) sample eligibility
criteria were not met (patients with TMD)35-38;
iii) studies involving static balance assessment
(stabilometry) or not involving static postural
assessment39-41; and iv) non-experimental studies
(i.e. letters to the editor, narrative literature reviews,
pilot studies)42-45.
After analysis of the abstracts, all 20 studies were
read once in full and five studies were excluded
adopting the criteria previously defined. The studies
were excluded because they consisted of: i) nonexperimental studies 46,47; ii) a study involving
therapeutic intervention27; iii) a study involving
static postural assessment48; and 4) a study with
inappropriate sample eligibility criteria49.
At the end of the process, through the selection
by full text, a total of 15 studies were considered5-19.
Later, 5 more studies were included through
manual search21,22,50-52. Therefore, 20 studies in
Figure 1. Flow diagram through the different phases of the systematic review as recommended by the PRISMA statement30.
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
485
Chaves TC, Turci AM, Pinheiro CF, Sousa LM, Grossi DB
were: 1) absence of description regarding
sample size calculation5-18,49,50 (n=15 studies); 2)
absence of reliability description of measures
or validity of the method employed5,6,12,14,17,18,50
(n=7 studies); 3) absence of blinding of the
examiners 6,7,10-12,14,17,50,53 (n=9 studies); and, 4)
non-compliance with criteria for internal and
external validity 6,7,10,11,13-15,18,52 (n=9 studies).
Moreover, the randomization procedure for
sample selection, which was observed in only
six studies5,13,14,16,22, was still a significant bias
that hindered the quality of the studies found in
the literature20 (Table 2).
total were reviewed in the present study. All stages
of this process are described in Figure 1.
The agreement between both reviewers for the
final classification of the 20 studies obtained Interrater
Kappa of 0.90 (Confidence Interval 95%: 0.73-1),
demonstrating an excellent level of agreement
between them.
Quality criteria score
Considering the criteria for assessment of
methodological quality, only three studies
were classified as moderate 51 or strong 19,21 .
The main methodological problems observed
Table 2. Methodological scoring of the articles included in the review.
Items / Score*
Studies
1
2
3
4
5
6
7
8
Rating
Craniocervical posture
Braun6
W
W
W
W
W
W
W
S
WEAK
Hackney et al.11
W
S
W
W
W
W
W
S
WEAK
W
W
W
W
W
M
S
S
WEAK
Lee et al.
50
Evcik and Aksoy
W
S
W
W
W
W
M
S
WEAK
Sonnensen et al.10
W
W
S
W
S
W
W
S
WEAK
Visscher et al.
W
M
S
W
S
S
S
S
WEAK
D’Attilio et al.51
W
S
S
M
M
S
M
S
MODERATE
Munhoz et al.13
W
S
S
W
W
M
W
S
WEAK
Ioi et al.
W
S
S
S
M
W
W
S
WEAK
Iunes et al.22
W
S
S
W
M
M
M
M
WEAK
Matheus et al.15
W
S
S
W
S
S
W
S
WEAK
De Farias Neto et al.18
W
S
S
W
W
S
W
S
WEAK
Armijo-Olivo et al.
W
S
S
S
S
S
S
S
STRONG
Armijo-Olivo et al.
W
S
S
S
S
S
S
S
STRONG
12
8
52
19
21
Global Body posture
W
Darlow et al.5
W
W
W
W
M
M
S
WEAK
Zonnernberg et al.
W
S
S
M
M
W
W
M
WEAK
Nicolakis et al.9
W
W
W
W
M
M
M
S
WEAK
14
Munhoz et al.
W
S
S
W
W
W
W
S
WEAK
Munhoz et al.16
W
W
S
W
M
S
M
S
WEAK
Saito et al.17
W
S
S
W
W
W
M
M
WEAK
W = 20
W= 6
W=6
W = 15
W=9
W=8
W=9
W=0
7
Total Score
M=0
M=1
M=1
M=2
M=6
M=5
M=7
M=3
S=0
S = 13
S = 13
S=3
S=5
S=7
S=4
S = 17
S=Strong; M=Moderate; W=Weak; *1- Types of studies; 2 – Diagnostic criteria; 3 – Volunteer agreement; 4 – Sample size; 5 – Method;
6 – Examiner blinding; 7 – External validity; 8 – Statistical analyses.
486
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
- Photograph in sitting and standing
posture - quantitative analysis
- Register and analysis performed
by the same examiner
- Report previous examiner training
- blinding of the examiner – not
mentioned
- Report consistency between –
without use of suitable statistics
N=44, paired
- Case Group: 22
F: 19/M: 3
Mean age 38.6 years
- Control Group: 22
F: 19/M: 3
Mean age 35.4 years
- sample size calculation – not mentioned
- randomization to sample selection – not
mentioned
- Paients with TMD arthrogenic – selected
from a TMD clinic
Hackney et al.11 - 1993
Relationship between forward
head posture and diagnosed
internal derangement of the
temporomandibular joint
Final Rating:
WEAK
Type of study: Case-control
Strengths and weaknesses
Without
differences
between groups
• WEAKNESSES:
- sample size is not justified
- examiners blinding – not mentioned
- reliability – not mentioned
- Established diagnostic criteria – not
used
• STRENGTHS:
- paired sample
- adequate statistic
- diagnosis confirmed by imaging
Greater angular • WEAKNESSES:
shoulder extension - postural assessment training – not
in the symptomatic mentioned
group
- blinding of the examiner
Lower angle
- sample size calculation – not
of FHP in the
mentioned
symptomatic
- Established criteria to TMD
group
diagnosis – not mentioned
• STRENGTHS:
- suitable statistics
- procedures well described
Results
F: Female, M: Male; N: Sample Size; SD: Standard deviation; RDC/TMD: Research Diagnostic Criteria for Temporomandibular Disorders; MRI: Magnetic Resonance Image; AAOP: American Academy of Orofacial
Pain; CVT/EVT: Cervical lordosis angle. The downward opening angle between the CVT and EVT line; CVT: A line through the tangent point of the superior, posterior extremity of the odontoid process of the second
cervical vertebra and the most infero-posterior point on the body of the fourth cervical vertebra; EVT: A line through the most infero-posterior point on the body of the fourth cervical vertebra and the most inferoposterior point on the body of the sixth cervical vertebra; TMJ:Temporomandibular joint.
Established
criteria – not
used
Clinical
examination
confirmed by
MRI
- Photograph (sitting) + quantitative Established
analysis
criteria – not
- Forward Head Position (FHP)
used
- Reliability of measurement – not
mentioned
- blinding of the examiner and
previous training – not mentioned
Photographic method
N=49, unpaired
Case Group: 9F
Control Group: 40 (20F e 20M)
- Case Group
F: 38.11 (SD=6.95)years
- Control Group:
F: 28.4 (SD=9.29) years
M: 29 (SD=4.39) years
- sample size calculation – not mentioned
- randomization to sample selection – not
mentioned
- Patients with mixed TMD attended at an
orofacial pain clinic
6
Braun – 1991
Postural differences between
asymptomatic men and women
and craniofacial pain patients
Final Rating:
WEAK
Type of study: Cross-sectional
study
Criteria used
for assessment/
diagnosis TMD
Sample Size
Studies
Method used to assess posture
Table 3. Characteristics of the studies considered regarding temporomandibular disorders (TMD) and craniocervical posture.
Body posture and TMD: a systematic review
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
487
Method used to assess posture
- Established
criteria – not
mentioned
TMD detailed
clinical
examination +
TMJ MRI
Established
criteria – not
used
Criteria used
for assessment/
diagnosis TMD
Strengths and weaknesses
Lower FHP angle • WEAKNESSES:
in TMD
- unpaired sample
Greater shoulder - sample size is not justified
protrusion in TMD - examiners blinding – not mentioned
- reliability – not reported
• STRENGTHS:
- adequate statistic
- confirmation of diagnostic by
imaging
- Forward Head • WEAKNESSES:
Position angle - calibration of raters – not mentioned
lower in patient - method reliability – not mentioned
- examiners blinding – not mentioned
group
- Protrusion head - Established diagnostic criteria – not
higher in patients used
- sample size is not justified
with TMD
• STRENGTHS:
- paired grouvps
- procedures well described
- adequate statistic
- blinding of patient
Results
F: Female, M: Male; N: Sample Size; SD: Standard deviation; RDC/TMD: Research Diagnostic Criteria for Temporomandibular Disorders; MRI: Magnetic Resonance Image; AAOP: American Academy of Orofacial
Pain; CVT/EVT: Cervical lordosis angle. The downward opening angle between the CVT and EVT line; CVT: A line through the tangent point of the superior, posterior extremity of the odontoid process of the second
cervical vertebra and the most infero-posterior point on the body of the fourth cervical vertebra; EVT: A line through the most infero-posterior point on the body of the fourth cervical vertebra and the most inferoposterior point on the body of the sixth cervical vertebra; TMJ:Temporomandibular joint.
- Posture photographs and
N: 38, unpaired.
quantitative analysis (lateral
- Case Group: 18
photograph)
F: 15 - 30.4 (7.6) years
- Information about the examiners
M: 3 - 30.4 (8.7) years
(blinding, training or reliability) –
Mean age: 28.5 (SD=12.93)
not mentioned
- Control Group: 20
F: 15
M: 5
Mean age: 29.7 (SD=9.76)
- sample size calculation – not mentioned
- randomization to sample selection – not
mentioned
- Patients with arthrogenous TMD
Sample Size
Evcik and Aksoy12 - 2000
Correlation of TMJ pathologies,
neck pain and postural
differences
Final Rating:
WEAK
Type of study: Case-control
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
- Craniocervical and shoulder
- N: 66, paired (age and gender)
photographs
- Case Group: 33
- reliability of the measure and
F: 30/M: 3
method – not mentioned
Mean age: 31.4 (SD=10.1) years
- blinding of the examiner – not
- Control group: 33
mentioned
F: 19
M: 3
Mean age: not reported
- sample size calculation – not mentioned
- randomization to sample selection – not
mentioned
- Patients with mixed TMD selected from
an orofacial pain center at the Kentucky
University
Studies
488
Lee et al.50 - 1995
The relationship between
forward head posture and
temporomandibular disorders.
Final Rating:
WEAK
Type of study: Case-control
Table 3. Continued...
Chaves TC, Turci AM, Pinheiro CF, Sousa LM, Grossi DB
- Difference for
the eye-tragushorizontal angle
in myogenous
TMD patients
compared to
controls – head
extension
- The effect size
was 0.48 (the
authors consider
a statistical
difference, but
not clinical)
N=154
- Lateral photographs of posture
- RDC/TMD
- Reliability of measurement
- Case Group:
with myogenous TMD - F/M: 56
reported in a previous publication
with mixed TMD – F/M: 48
- Armijo-Olivo et al.19 (2011)
- Control Group: F/M: 50
- Report of previous training
examiner
- Sample size calculation
- randomization of the selected sample was - blinding of the examiners
not mentioned
- Patients with myogenous and mixed TMD
selected from an orofacial pain clinic at the
University of Alberta
Results
• WEAKNESSES:
- Randomization of the sample
- Validity of the method, but does not
show it
• STRENGTHS:
- sample size is justified
- procedures well described
- reliability of the measurements
- adequate statistics
• WEAKNESSES:
- randomization of the sample – not
mentioned
- Validity of the method, not
demonstrated
• STRENGTHS:
- adequate statistic
- sample size is justified
- procedures well described
- reliability of the measurements
Strengths and weaknesses
F: Female, M: Male; N: Sample Size; SD: Standard deviation; RDC/TMD: Research Diagnostic Criteria for Temporomandibular Disorders; MRI: Magnetic Resonance Image; AAOP: American Academy of Orofacial
Pain; CVT/EVT: Cervical lordosis angle. The downward opening angle between the CVT and EVT line; CVT: A line through the tangent point of the superior, posterior extremity of the odontoid process of the second
cervical vertebra and the most infero-posterior point on the body of the fourth cervical vertebra; EVT: A line through the most infero-posterior point on the body of the fourth cervical vertebra and the most inferoposterior point on the body of the sixth cervical vertebra; TMJ:Temporomandibular joint.
Armijo-Olivo et al.19 - 2011
Clinical relevance vs. statistical
significance: Using neck
outcomes in patients with
temporomandibular disorders as
an example
Final Rating:
STRONG
Type of study: Cross-sectional
study
Criteria used
for assessment/
diagnosis TMD
- Difference for
the eye-tragushorizontal angle
for myogenous
TMD patients
compared to
controls (i.e.
greater head
extension)
Method used to assess posture
- RDC/TMD
Sample Size
Armijo-Olivo et al.21 - 2011
- Lateral photographs of posture
N: 172
- Reliability of measurement ICC:
Head and cervical posture in
- Myogenous TMD Group:
patients with temporomandibular F/M: 55, mean age: 31.91 (SD=9.15) years 0.99
- Training of examiner
disorders
- Mixed TMD Group:
Final Rating:
F/M: 49, mean age: 30.88 (SD=8.19) years - Blinding of the examiners
STRONG
- Control Group:
Type of study: Cross-sectional F/M: 50, mean age: 28.28 (SD=7.26) years
study
- Sample size calculation
- randomization of the selected sample was
not mentioned
- Patients with myogenous and mixed TMD
selected from a orofacial pain clinic at the
University of Alberta
Studies
Table 3. Continued...
Body posture and TMD: a systematic review
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
489
Studies
490
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
Sample Size
Radiographic method
Method used to assess posture
Criteria used
for assessment/
diagnosis TMD
Results
Strengths and weaknesses
• WEAKNESSES:
- sample size is not justified
• STRENGTHS:
- TMD assessed by image
- reliability and error analysis
- suitable statistics
F: Female, M: Male; N: Sample Size; SD: Standard deviation; RDC/TMD: Research Diagnostic Criteria for Temporomandibular Disorders; MRI: Magnetic Resonance Image; AAOP: American Academy of Orofacial
Pain; CVT/EVT: Cervical lordosis angle. The downward opening angle between the CVT and EVT line; CVT: A line through the tangent point of the superior, posterior extremity of the odontoid process of the second
cervical vertebra and the most infero-posterior point on the body of the fourth cervical vertebra; EVT: A line through the most infero-posterior point on the body of the fourth cervical vertebra and the most inferoposterior point on the body of the sixth cervical vertebra; TMJ:Temporomandibular joint.
N=100; unpaired (but similar age range) - Cephalometric radiography
- TMD: clinical Lower Cervical
D’Attilio et al.51 - 2004
Cervical lordosis angle measured - Case Group:
- SE2 = Σ D2⁄ 2n (where, SE is the
assessment +
lordosis angle
on lateral cephalograms; findings F: 50; mean age 28.6 (SD=3.3) years
standard error, D is the difference MRI + X-ray
(CVT/EVT)
in skeletal class II female
- Control Group:
between duplicated measurements, - The same
– for TMD
subjects with and without TMD: F:50; mean age 29.3 (SD=3.2) years
and “n” is the number of
blinded
compared to
a cross sectional study
- sample size calculation – not mentioned
duplicated measurements)
examiner
control group
Final Rating:
- randomization to sample selection – not - Blinding of the examiner
MODERATE
mentioned
- Paients with TMD arthrogenous
(disk displacement with and without pain )
Sonnesen et al.10 - 2001
N: 96 children
- Postural assessment by
- It did not use Low and moderate • WEAKNESSES:
radiography
correlation (r: 0.21 - Standardized criteria- not used
Temporomandibular disorders - 51 girls and 45 boys, between 7 and 13
established
years of age
- Cephalometric radiography
to 0.37) between - sample size is not justified
in relation to craniofacial
criteria
- sample size calculation – not mentioned
- Excellent reliability of
cervical posture and- examiners blinding – not mentioned
dimensions, head posture and
- Good and
cephalometric tracings (ICC: 0.97 excellent
craniocervical and • STRENGTHS:
bite force in children selected for - randomization to sample selection – not
orthodontic treatment.
mentioned
to 1.00)
pain on palpation - reliability and calibration of raters
reliability
Final Rating:
- Patients with mixed TMD - Children
- blinding of the examiner – not
assessment of of the masticatory - procedure well described
admitted for orthodontic treatment in a
mentioned
muscles, neck and
WEAK
TMD
dental service
shoulders
Type of study: Cross-sectional
- Head extension
study
in TMD
Table 3. Continued...
Chaves TC, Turci AM, Pinheiro CF, Sousa LM, Grossi DB
Sample Size
Method used to assess posture
Results
- Radiographic posture analysis
Muir and Goss58 - Craniocervical
- Examiners were blinded – not
arthrogenous
angles greater in
mentioned
TMD
TMD criteria
- Dahlberg error method: lower than (1990) 0.58 mm and 0.61 degrees
Radiography
Dahlberg method error:
SE2= SΣd2/2n (where, SE = Stantard
error, d = difference between
repeated measurements and n = the
number of records)
- TMD: interview- There was
+ clinical
not difference
assessment
between groups
AAOP (to select)
+ Helkimo57
- image analysis
– not used
Criteria used
for assessment/
diagnosis TMD
• WEAKNESSES:
- unpaired sample
- Examiners blinding – not mentioned
• STRENGTHS:
- sample size is justified
- adequate statistic
- Error analysis of measurements
- confirmation of diagnostic by
imaging
• WEAKNESSES:
- sample size is not justified
- unpaired sample
• STRENGTHS:
- adequate statistics
- blinded examiners
- reliability
- TMD case definition = AAOP
Strengths and weaknesses
F: Female, M: Male; N: Sample Size; SD: Standard deviation; RDC/TMD: Research Diagnostic Criteria for Temporomandibular Disorders; MRI: Magnetic Resonance Image; AAOP: American Academy of Orofacial
Pain; CVT/EVT: Cervical lordosis angle. The downward opening angle between the CVT and EVT line; CVT: A line through the tangent point of the superior, posterior extremity of the odontoid process of the second
cervical vertebra and the most infero-posterior point on the body of the fourth cervical vertebra; EVT: A line through the most infero-posterior point on the body of the fourth cervical vertebra and the most inferoposterior point on the body of the sixth cervical vertebra; TMJ:Temporomandibular joint.
N: 59, unpaired
Ioi et al.52 - 2008
Relationship of TMJ
- Case Group:
osteoarthritis to head posture and F: 34 (patients)
dentofacial morphology
mean age: 24.7 (SD=6.1) years
- Control Group:
Final Rating:
WEAK
F: 25 (university and employees)
Type of study: Case-control
mean age: 23.6 (SD=1.3) anos
- Sample size calculation
- Randomization of the selected sample –
not mentioned
- Patients with arthrogenous TMD
- Radiographic posture analysis
N: 50
Munhoz et al.13 - 2004
+ quantitative and qualitative
- Case Group: 30
Radiographic evaluation of
analysis
cervical spine of subjects with F: 27
- Agreement between raters temporomandibular joint internal M: 3
Viikari-Juntura56 method
Mean age: 22.9 (SD=5.3) years
disorder
- Blinding of the examiner
- Control Group: 20
Final Rating:
F:14/M: 6
WEAK
Mean age: 21.7 (SD=3.6) years
Type of study: Case-control
- sample size calculation – not mentioned
- randomization to sample selection – not
mentioned
- 3 blinded examiners
- Patients with arthrogenous and mixed
TMD
Selected from a TMD clinic at the
University of São Paulo
Studies
Table 3. Continued...
Body posture and TMD: a systematic review
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
491
Studies
492
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
Method used to assess posture
- Cephalometric analysis of
N: 60
radiographic craniocervical
F: 47/M: 13
posture
Mean age: 34.2 years
- measurement reproducibility
Case Group: 39
- Blinding of the examiner
Control Group: 21
- sample size calculation – not mentioned
- randomization to sample selection – not
mentioned
- Patients with arthrogeneous and mixed
TMD
Sample Size
- RDC/TMD
- RDC/TMD
+ MRI
examination
- Experts and
blinded
examiners to
MRI
Criteria used
for assessment/
diagnosis TMD
Strengths and weaknesses
- Differences
in atlas plane
angle from
the horizontal
and anterior
translation
Greater flexion
of the first
cervical vertebra,
associated
with cervical
hyperlordosis in
TMD
• WEAKNESSES:
- reliability measures – not mentioned
- small sample size
- sample size calculation – not
mentioned
Disk displacement • WEAKNESSES:
and neck posture - sample size is not justified
– no association - comparisons among small groups
• STRENGTHS:
- procedures well described
- experts and blinded examiners
- reproducibility of measurement
- adequate statistics
- RDC/TMD used
- confirmation of diagnostic by
imaging
Results
F: Female, M: Male; N: Sample Size; SD: Standard deviation; RDC/TMD: Research Diagnostic Criteria for Temporomandibular Disorders; MRI: Magnetic Resonance Image; AAOP: American Academy of Orofacial
Pain; CVT/EVT: Cervical lordosis angle. The downward opening angle between the CVT and EVT line; CVT: A line through the tangent point of the superior, posterior extremity of the odontoid process of the second
cervical vertebra and the most infero-posterior point on the body of the fourth cervical vertebra; EVT: A line through the most infero-posterior point on the body of the fourth cervical vertebra and the most inferoposterior point on the body of the sixth cervical vertebra; TMJ:Temporomandibular joint.
N=56
de Farias Neto et al.18 - 2010
- Lateral radiographs
Radiographic measurement of - Case Group (12):
- reliability of the measures – not
mentioned
the cervical spine in patients withM: 5, mean age 24 (SD=3.1) years
temporomandibular disorders
F: 7, mean age 21.4 (SD=4.4) years
- blinding of the examiner
Final Rating:
- Control Group (11):
WEAK
M: 4, mean age 19 (SD=0.8) years
Type of study: Cross-sectional F: 7, mean age 20.6 (SD=3) years
study
- sample size calculation – not mentioned
- randomization to sample selection – not
mentioned
- Patients with mixed TMD
Research subjects in treatment at a clinic of
orofacial pain
Matheus et al.15 - 2009
The relationship between
temporomandibular dysfunction
and head and cervical posture
Final Rating:
WEAK
Type of study: Cross-sectional
study
Table 3. Continued...
Chaves TC, Turci AM, Pinheiro CF, Sousa LM, Grossi DB
Criteria used
for assessment/
diagnosis TMD
- RDC/TMD
- Examiner
training – not
mentioned
- Radiography and photograph
N= 90 women, paired
- Group 1:
to perform posture analysis
F: 30 (myofascial disorders )
- quantitative and qualitative
analysis
mean age: 29.13 (SD=11.45) years
- Blinding of the examiners
- Group 2:
F: 30 (mixed TMD)
- Reliability analysis of
mean age: 28.13 (SD=9.42) years
radiographic: ICC between 0.76
- Control Group:
and 0.99
F: 30 (asymptomatic)
mean age: 26.17 (SD=9.18) years
- sample size calculation – not mentioned
- randomization to sample selection – not
mentioned
- Patients with myogenous and mixed TMD
Iunes et al.22 - 2009
Craniocervical postural analysis
in patients with TMD
Final Rating:
WEAK
Type of study: Case-control
• WEAKNESSES:
- unpaired sample
- standardized criteria to diagnosis –
not used
- despite being large, the sample was
subdivided into 4 groups
• STRENGTHS:
- adequate statistic
- procedures well described
- experts examiners, calibrated and
blinded – reliability reported
Strengths and weaknesses
- PHOTOGRAPH: • WEAKNESSES:
no difference
- sample size is not justified, but
- RADIOGRAPH: suitable
no difference
• STRENGTHS:
- VISUAL
- case definition: RDC/TMD
ANALYSIS: no - blinded and trained examiners
difference
- procedures well described
No differences
for head posture
measurements
between the
groups
Results
F: Female, M: Male; N: Sample Size; SD: Standard deviation; RDC/TMD: Research Diagnostic Criteria for Temporomandibular Disorders; MRI: Magnetic Resonance Image; AAOP: American Academy of Orofacial
Pain; CVT/EVT: Cervical lordosis angle. The downward opening angle between the CVT and EVT line; CVT: A line through the tangent point of the superior, posterior extremity of the odontoid process of the second
cervical vertebra and the most infero-posterior point on the body of the fourth cervical vertebra; EVT: A line through the most infero-posterior point on the body of the fourth cervical vertebra and the most inferoposterior point on the body of the sixth cervical vertebra; TMJ:Temporomandibular joint.
8
- Established
criteria – not
used
Photographic and radiographic method
Method used to assess posture
- Photography in sitting and
N=250
standing + head/cervical X-ray
Case group: 138
- Reliability of photographic
However, only 130 were subjected to
postural analysis (8 patients had lost points method- ICC: 0.96
- Blinding of the examiner
in radiographic analysis)
- Experts, calibrated and blinded
TMD Group: 16
examiners
Cervical dysfunction Group: 10
Mixed Group: 59
Control Group: 45
3 Cases Groups:
Temporomandibular Disorders (TMD) Group
Cervical Spine Disorders (CSD) Group
TMD and CSD Group (both conditions
together)
- sample size calculation – not mentioned
- randomization to sample selection – not
mentioned
- Patients with arthrogenous, myogenous
and mixed TMD consecutively selected
from a dental clinic
Sample Size
Visscher et al. - 2002
Is there relationship
between head posture and
craniomandibular pain?
Final Rating:
WEAK
Type of study: Cross-sectional
study
Studies
Table 3. Continued...
Body posture and TMD: a systematic review
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
493
494
- visual inspection by Kendall et al.59- Established criteria - Greater number of
N=50, paired (age and gender)
- Case Group: 25
method
postural changes
– not used
F: 20, mean age: 28.9 (SD=7.5) years - Always the same trained examiner
for neck and trunk
M: 5 , mean age: 25.8 (SD=2.8) years - Reproducibility and reliability of
in the frontal and
- Control Group: 25
the measures tested in previous
sagittal planes in
F: 20, mean age: 28.8 (SD=5) years
studies
the TMD
M: 5, mean age: 26.4 (SD=1.5) years
- Sample size calculation – not
mentioned
- randomization of the selected sample
– not mentioned
- Patients with mixed TMD
selected consecutively at the
Department of Dentistry and the
control group from the University
Nicolakis et al.9 - 2000
Relationship between
craniomandibular disorders
and poor posture
Final Rating:
WEAK
Type of study: Case-control
Strengths and weaknesses
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
F: female; M: male; N: sample size; SD: standard deviation; AAOP: American Academy of Orofacial Pain.
• WEAKNESSES:
- sample size is not justified
- Established Diagnostic criteria – not
used
• STRENGTHS:
- paired sample
- blinded examiner
- reliability and reproducibility of the
measure
- adequate statistic
- Visual inspection by
- No differences
• WEAKNESSES:
- Established
Kendall et al.59 method diagnosis criteria – between the groups - sample size is not justified
parameters graded on a scale 0-5
- TMD definition not established
not used
- Previous training of the examiner
criteria
reported
- reliability of the measurement – not
- reliability of measurement – not
mentioned
mentioned
• STRENGTHS:
- blinding of the examiner – not
- paired sample
mentioned
- adequate statistic
- trained and blinded examiner
Visual Inspection
N=60, paired
Case Group: 30
F: 23, mean age 35.8 years
M: 7, mean age 38 years
Control Group: 30 (23F & 7M)
F: 23, mean age 29.3 years
M: 7, mean age 35.3 years
- sample size calculation – not
mentioned
- randomization of the selected sample
was mentioned
- Patients with myogeneous TMD
assisted in a facial pain program at a
hospital
Results
Darlow et al.5 - 1987
The relationship of posture to
miofascial pain dysfunction
syndrome
Final Rating:
WEAK
Type of study: Case-control
Criteria used
for assessment/
diagnosis TMD
Sample Size
Studies
Method used to assess posture
Table 4. Characteristics of the studies considered regarding TMD and global body posture.
Chaves TC, Turci AM, Pinheiro CF, Sousa LM, Grossi DB
Method used to assess posture
Criteria used
for assessment/
diagnosis TMD
Results
- Photograph to assess posture - TMD: interview + - No differences
N=50, unpaired
/ college students
quantitative analysis
clinical assessment between groups
- Case Group: 30
- reliability of measurement and the AAOP + Helkimo57
method
F: 27/M: 3
- blinding of the examiner – not
mean age: 21.7 (SD=3.6) years
- Control Group: 20
mentioned
F: 14/M: 6
mean age: 22.9 (SD=5.3) years
- Sample size calculation – not mentioned
- randomization of the selected sample
- Patients with arthrogeneous and
mixed TMD
selected from a TMD clinic
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
F: female; M: male; N: sample size; SD: standard deviation; AAOP: American Academy of Orofacial Pain.
• WEAKNESSES:
- sample size is not justified
- unpaired sample
- reliability of the method – not
mentioned
- training or blinding of examiners – not
mentioned
• STRENGTHS:
- adequate statistic
- AAOP criteria for TMD diagnosis
- Established criteria - Greater tilt of the • WEAKNESSES:
for diagnosis
lines between the - TMD not assessed in controls
(AAOP)
pupils and pelvis in- sample size is not justified, but
TMD patients
reasonable/moderate
- blinding or training of examinrs – not
mentioned
- posture analysis only in frontal plane
• STRENGTHS:
- paired sample
- TMD definition by AAOP
- reliability of the measure (previous
publication)
Munhoz et al.14 - 2005
Evaluation of body posture
in individuals with internal
temporomandibular joint
derangement
Final Rating:
WEAK
Type of study: Case-control
Photographic Method
- Photographs of body posture
N=80, paired (age and gender)
- Case Group: 40
(quantitative)
F: 33, mean age: 30.4 (SD=7.6) years - Good reliability of measurement
(previous study)
M: 7, mean age: 30.4 (SD=8.7) years
- blinding of the examiner
- Control Group: 40
F: 32, mean age: 35.5 (SD=9.8) years
M: 8, mean age: 30.4 (SD=8.7) years
- Sample size calculation – not
mentioned
- randomization of the selected sample
– not mentioned
- Patients with mixed TMD
7
Strengths and weaknesses
- Interview + clinical Postural changes
• WEAKNESSES:
N: 26 woman
- Visual inspection by
assessment +
on the hip, thoracic - sample size is not justified
- Control Group:
Kendall et al.59 method
image (X-ray)
curve flatted and
- posture procedures not well described
F:16, mean age: 24.4 (SD=2.8) years - expert examiner
- Case Group:
- procedures for photographic record
increased lumbar
- reliability of the method – not mentioned
– poorly described
lordosis in TMD
- blinding of the examiners – not mentioned
F:10, mean age: 24.5 (SD=3) years
- sample size calculation – not mentioned - blinding of the examiner – not
Greater lateral
• STRENGTHS:
- randomization of the selected sample mentioned
flexion of the head in- paired sample
patients with TMD - discusses some limitations of the study
– not mentioned
- Patients with arthrogenous TMD
- TMD diagnostic by imaging
Sample Size
Zonnenberg et al. - 1996
Body posture photographs
as a diagnostic aid for
musculoskeletal disorders
related to TMD
Final Rating:
WEAK
Type of study: Case-control
Saito et al.17 - 2009
Global body posture
evaluation in patients with
temporomandibular joint
disorder.
Final Rating:
WEAK
Type of study: Case-control
Studies
Table 4. Continued...
Body posture and TMD: a systematic review
495
Chaves TC, Turci AM, Pinheiro CF, Sousa LM, Grossi DB
• WEAKNESSES:
- sample size is not justified
- Established diagnosis criteria – not
used
- low interrater agreement
• STRENGTHS:
- randomization of the sample
- suitable statistics
- blinded examiners
Of all 20 studies considered, 12 studies were
classified as case-control5,7,9,11-14,16,17,22,50,52 and eight
were classified as cross-sectional6,8,10,15,18,19,21,51. Only
three studies used random sampling in the process of
group selection5,14,16 (Tables 3 and 4).
TMD assessment/Diagnosis criteria
Seven studies used diagnosis criteria that are not
well established in the literature5,6,9,10,12,16,50. Image
analysis were employed in four studies11,17,51,52, the
criterion of the American Academy of Orofacial
Pain (AAOP) in three studies7,13,14, and the Research
Diagnostic Criteria for Temporomandibular
Disorders (RDC/TMD)3,4 in five studies15,18,19,21,22
(Tables 3 and 4).
TMD: questionnaire - TMD patients
+ Helkimo
presented - lifting
shoulders and
on hip posture
deviations
496
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
Segmental or global body postural
assessment
F: female; M: male; N: sample size; SD: standard deviation; AAOP: American Academy of Orofacial Pain.
- Photograph records used to
N=50, paired
perform qualitative posture
- Case Group: 30
analysis
F: 27/M: 3
- blinding of the examiners
mean age: 21.7 (SD=3.6) years
- Interrater agreement: low
- Control Group: 20
reliability (below 0.52)
F: 16/M: 6
Mean age: 22.9 (SD=5.3) years
- sample size calculation – not
mentioned
- randomization of the selected sample
- Patients with arthrogeneous and
mixed TMD
selected from a TMD clinic
Studies
Munhoz and Marques16- 2009
Body posture evaluations
in subjects with internal
temporomandibular joint
derangement
Final Rating:
WEAK
Type of study: Case-control
Table 4. Continued...
Sample Size
Method used to assess posture
Criteria used
for assessment/
diagnosis TMD
Results
Strengths and weaknesses
Type of studies
Of all studies included in this review, six used
body postural assessment5,7,9,14,16,17, five assessed only
craniocervical posture and shoulders6,12,19,21,23, and all
others assessed only craniocervical and/or cervical
posture8,10,11,13,15,18,50-52.
Sample size, posture method assessment,
and examiner blinding
Sample size was calculated in only three
studies19,21,49 (Table 2). Of the studies that analyzed
only craniocervical posture, six studies described the
use of assessment by radiographic analyses10,13,15,18,49,51,
six studies used the photographic method6,11,12,19,21,50,
and two described the use of the both radiographic
and photographic methods8,22 (Tables 3 and 4).
Only six studies assessed global body
posture5,7,9,14,16,17. Five used the visual inspection
method5,9,14,16,17, one used the quantified photographic
method7, and one used the photographic method
with qualitative analysis14 (Table 4). Eleven studies
described examiner blinding to assess body or
craniocervical posture5,8,9,13,15,16,18,19,21,22,51 (Tables 3
and 4).
Considering the reliability of the body posture
measures, seven studies did not provide this
information accurately 5,6,11,12,17,18,50, 11 reported
good levels of reliability among the repeated
measures7-10,13,15,19,21,22,51,52, and one study reported
poor reliability16 (Tables 3 and 4).
Only one of the studies included in this review
mentioned the validity of the measures employed
for postural assessment22, however the reference that
Body posture and TMD: a systematic review
certified the method validity was probably incorrect54.
The authors did not answer the e-mail to clarify this
possible error.
Of the six studies using global body posture, the
standardization for posture analysis and analysis
method was appropriately described in three
studies7,14,16. The photogrammetry method was used
by two studies7,14 and a previously described method
combining photographic and visual inspection was
used in one study16 (Table 4).
Postural changes in TMD
Body posture changes in the group of patients with
TMD in relation to a control group was verified in 13
studies6,7,9,10,12,16-19,21,50-52 (Tables 3 and 4). Among the
studies that assessed craniocervical posture (n=20),
10 studies reported misalignment in the TMD gro
up6,7,9,10,12,17,19,21,50,52. Three studies verified alterations
in FHP angle6,12,50 and two studies19,21 used another
angle measurement (eye-tragus-horizontal angle).
In all of the studies, head protrusion or extension
was observed. Considering the five studies that
performed specific measurements of the cervical
spine8,14,18,22,51, changes of this segment were observed
in two studies18,51. Upper cervical spine flexion and
hyperlordosis were reported by De Farias Neto et al.18
and cervical spine straightening by D’Áttilio et al.51
(Tables 3 and 4).
Of the studies that verified shoulder postural
changes 5-7,9,12,14,16, four studies verified posture
changes in this segment in the TMD group6,9,12,16.
The misalignments were: greater shoulder extension6,
assymetrical shoulders and abducted scapula 9,
shoulder protrusion12, and elevated shoulder16 (Tables
3 and 4).
Among the six studies that assessed pelvic posture,
four studies7,9,16,17 verified pelvic misalignments
in the frontal plane7, iliac crest9, muscle chain16,
and posterior rotation17 (Tables 3 and 4). Spinal
misalignments were identified by two of the five
studies that included this topic in the postural
assessment5,9,14,16,17: greater thoracic kyphosis and
lumbar hyperlordosis9 and kyphosis straightening
and lumbar hyperlordosis17 (Table 4). However, of
the studies that were classified as moderate or strong
quality, Armijo-Olivo et al.19,21 reported greater head
extension and D’Áttilio et al.51 observed cervical
spine straightening.
Postural changes in TMD subtypes
Of the five studies that included a group of
patients with myogenous TMD5,8,19,21,22, two found
body posture misalignments (head extension) in
the TMD group in relation to the control group or
mixed TMD group19,21. Both studies were classified
as strong according to the adopted quality criteria
applied (Tables 3 and 4).
Concerning arthrogenous TMD, four studies
verified body posture changes in the TMD
group in relation to the control group or another
TMD group 12,17,51,52 , and three did not report
craniocervical postural changes8,11,15. Only the study
by D’Áttilio et al.51 was classified as moderate quality.
The authors reported cervical spine straightening
(Tables 3 and 4).
Among the studies that included a group of mixed
TMD patients in relation to a control group or another
TMD group6-10,16,18,19,21,22,50, seven reported body
posture alterations6,7,9,10,16,18,50. Only two studies19,21
were classified as strong quality and they did not
report body posture alterations for the mixed TMD
group (Tables 3 and 4), however in both studies this
group had to have a diagnosis of myiogenous TMD
according to the RDC/TMD but not a diagnosis of
arthrogenous TMD according to these criteria, only
signs and symptoms.
Discussion
The purpose of this systematic review was
to identify the level of scientific evidence for
the association between TMD and body and/or
craniocervical posture misalignment. The quality
criteria adopted for review of the studies have been
described in previous studies20 and the agreement
between the reviewers for the methodological
classification of the studies was high (kappa: 0.91),
demonstrating that the review process was considered
reliable.
This systematic review considered global body
posture misalignment. Regarding the three systematic
reviews on the subject, two of them considered
craniocervical posture only20,26 and the other presented
records of static posture that were analyzed together
with records of balance – static posturography25.
Moreover, these authors25 disregard studies about
craniocervical posture. Postural assessments aimed
at finding postural deviations are routinely made by
physical therapists to analyze body segments in the
static position and do not include the assessment
of oscillations that must be considered as balance
assessment.
A significant number of the studies found in
the literature and included in this review (n=14)
considered only the assessment of the head
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
497
Chaves TC, Turci AM, Pinheiro CF, Sousa LM, Grossi DB
segment6,8,10-13,15,18,19,21,22,50-52. This aspect is probably
related to the fact that it is easier to perform the
procedure in the craniocervical segment, since the
individual does not need to be evaluated in bathing
clothes, and moreover because the radiographic
procedure commonly employed in dentistry only
considers the head and cervical spine, and it does
not enable the analysis of global body posture.
On the other hand, this aspect disregards posture
assessment as a whole and it is possible that
head changes are related to distal changes, since
the connection between the muscles through the
muscular chains would facilitate the emergence of
postural compensation in other body segments23.
Main ϐindings and TMD subtypes
This review demonstrated that there is evidence for
craniocervical postural change (i.e. head extension) in
patients with myogenous TMD in relation to controls.
Of the five studies that included a group of patients
with myogenous TMD5,8,19,21,22, two studies were
classified as strong according to the quality criteria
employed and verified only craniocervical posture
changes in TMD in relation to a control group or a
mixed TMD group19,21.
Considering body posture misalignment in
arthrogenous TMD, only the study of D’Attilio et al.51
was classified as moderate according to the criterion
quality adopted. Therefore, it was observed that
there was moderate evidence and risk of bias for
the presence of cervical posture misalignment
(i.e.cervical spine straightening) in patients with
arthrogenous TMD, diagnosed by MRI, in relation
to a control group.
Considering studies involving patients with
mixed TMD, only two studies19,21 obtained a strong
classification according to the quality criteria
adopted and they did not report body postural
misalignment for the mixed TMD group. One of
the reasons for the absence of evidence of body
postural misalignment in mixed TMD patients
compared to myogenous and arthrogenous patients
could be related to the sample selection adopted19,21.
The patients should have a diagnosis of myogenous
TMD according to the RDC/TMD associated with
signs and symptoms of arthrogenic TMD. In this
way, all of the patients must have a diagnosis
of myogenous TMD, but not of arthrogenous
TMD. It is possible that the “mixed TMD group”
could not fill the criteria for an arthrogenous
TMD diagnosis, since signs and symptoms of
arthrogenous complaints have commonly been
498
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
observed in the population 55. Hence, there is
no evidence that patients with mixed TMD (i.e.
with myogenous TMD diagnosis and signs and
symptoms of arthrogenous TMD) did not have
body or craniocervical misalignment in relation
to individuals without TMD or myogenous TMD.
D’Atillio et al.51 demonstrated cervical spine
straightening in arthrogenous TMD patients and
received a moderate evidence level classification.
However, D’Atillio et al. 51 used radiographic
analysis to assess cervical spine misalignment
and Armijo-Olivo et al.19,21 verified only head and
cervical/head posture. In this way, it is possible
that in patients with arthrogenous TMD, cervical
spine misalignment could be more common, and
in patients with myogenous TMD disorders, head
posture misalignment could be more common.
It could explain the absence of body posture
misalignment for mixed TMD group described by
Armijo-Olivo et al.19,21.
However, all of these theories are speculative
and the attention should focus on the need for future
studies to include a large sample size, control the
diagnostic criteria for mixed and arthrogenous
groups, and consider not only photographic records
but also radiographic procedures to analyze the
cervical spine more specifically. Two studies
assessed body posture by both photography and
radiography8,22, however the major flaw of these
papers was their limited sample size. ArmijoOlivo et al.19 described a minimum of 50 subjects
(α=0.05, β=0.20, power=80%, and effect size of 0.5)
to assess posture by photographic records.
Global body postural misalignment in the group of
TMD patients was verified in four studies7,9,16,17. All
studies obtained a weak classification. Aspects such
as absence of blinding of the examiner7,17, failure in
sample eligibility criterion9,16, and poorly described
or undescribed reliability of the method5,16,17 were
some of the characteristics that did not support the
evidence of possible global body postural changes in
arthrogenous, myogenous or mixed TMD groups in
relation to a control group.
As contribution for future publications, the
authors recommend effect size and power analysis,
a more controlled design, appropriate description
of reliability/validity of the measures (specifically
for global body postural assessment), blinding of
the examiners, random sampling, and, eligibility
criteria of patients with control of subtypes of TMD
according to well stablished criteria.
Body posture and TMD: a systematic review
Conclusion
The main contributions of the present review
are the following: there is evidence and low risk
of bias that patients with myogenous TMD have
craniocervical postural misalignment. For the
arthrogenous TMD group, moderate evidence for
cervical spine alterations was observed. Moreover,
there was no evidence in the literature for the
absence of craniocervical posture misalignment in
mixed TMD patients and for global body posture
misalignment in TMD. The poor methodological
quality of the studies considered in this revision,
especifically for body postural misalignment could
be the explanation for the weak evidence observed.
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Correspondence
Thaís Cristina Chaves
Universidade de São Paulo
Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto
Departamento de Neurosciências e Ciências do Comportamento
Avenida dos Bandeirantes, 3900
CEP 14049-900, Ribeirão Preto, SP, Brasil
e-mail: [email protected]
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):481-501
501
systematic review
Walking training associated with virtual reality-based
training increases walking speed of individuals with
chronic stroke: systematic review with meta-analysis
Treino direcionado à marcha associado ao uso de realidade virtual
aumenta a velocidade de marcha de indivíduos com hemiparesia
crônica: revisão sistemática com metanálise
Juliana M. Rodrigues-Baroni1, Lucas R. Nascimento2,3, Louise Ada2,
Luci F. Teixeira-Salmela3
ABSTRACT | Objective: To systematically review the available evidence on the efficacy of walking training associated
with virtual reality-based training in patients with stroke. The specific questions were: Is walking training associated
with virtual reality-based training effective in increasing walking speed after stroke? Is this type of intervention more
effective in increasing walking speed, than non-virtual reality-based walking interventions? Method: A systematic
review with meta-analysis of randomized clinical trials was conducted. Participants were adults with chronic stroke and
the experimental intervention was walking training associated with virtual reality-based training to increase walking
speed. The outcome data regarding walking speed were extracted from the eligible trials and were combined using a
meta-analysis approach. Results: Seven trials representing eight comparisons were included in this systematic review.
Overall, the virtual reality-based training increased walking speed by 0.17 m/s (IC 95% 0.08 to 0.26), compared with
placebo/nothing or non-walking interventions. In addition, the virtual reality-based training increased walking speed
by 0.15 m/s (IC 95% 0.05 to 0.24), compared with non-virtual reality walking interventions. Conclusions: This review
provided evidence that walking training associated with virtual reality-based training was effective in increasing walking
speed after stroke, and resulted in better results than non-virtual reality interventions.
Keywords: cerebrovascular disease; virtual reality; gait; systematic review, rehabilitation.
HOW TO CITE THIS ARTICLE
Rodrigues-Baroni JM, Nascimento LR, Ada L, Teixeira-Salmela LF. Walking training associated with virtual realitybased training increases walking speed of individuals with chronic stroke: systematic review with meta-analysis.
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):502-512. http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0062
RESUMO | Objetivo: Revisar estudos sobre a eficácia do treino direcionado à marcha associado à realidade virtual em
pacientes pós-acidente vascular encefálico (AVE). As perguntas clínicas foram: o treino direcionado à marcha associado
à realidade virtual é eficaz para promover aumento em velocidade de marcha de indivíduos com hemiparesia? Essa
modalidade de intervenção promove maior aumento em velocidade de marcha comparada a outras intervenções sem uso
de realidade virtual? Método: Foi realizada uma revisão sistemática com metanálise de ensaios clínicos aleatorizados.
Os participantes eram adultos pós-AVE, e a intervenção experimental considerada foi o treino direcionado à marcha
associado ao uso de realidade virtual com o objetivo de melhorar a velocidade de marcha. Os dados referentes à
velocidade de marcha foram extraídos para combinação por metanálise. Resultados: Sete estudos representando oito
comparações foram incluídos nesta revisão sistemática. O treino de marcha associado à realidade virtual aumentou a
velocidade de marcha dos participantes, em média, 0,17 m/s (IC 95% 0,08 a 0,26) comparado à intervenção placebo, não
intervenção ou intervenção não específica para os membros inferiores. Adicionalmente, o treino associado à realidade
virtual aumentou a velocidade de marcha dos participantes, em média, 0,15 m/s (IC 95% 0,05 a 0,24) comparado a
diferentes intervenções destinadas aos membros inferiores sem uso de realidade virtual associada. Conclusões: Esta
revisão sistemática apresentou evidência clínica de que a adição da realidade virtual ao treino de marcha demonstrou ser
eficaz para aumentar a velocidade de marcha de indivíduos com hemiparesia e apresentou melhores resultados, quando
se compara a outras intervenções sem uso de realidade virtual.
Palavras-chave: acidente vascular encefálico; realidade virtual; marcha; revisão sistemática; reabilitação.
Rede Sarah de Hospitais de Reabilitação, Belo Horizonte, MG, Brasil
Discipline of Physiotherapy, Faculty of Health Sciences, The University of Sydney, Sydney (NSW), Australia
3
Departamento de Fisioterapia, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, MG, Brasil
Received: 12/19/2013 Revised: 04/02/2014 Accepted: 07/01/2014
1
2
502
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):502-512
http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0062
Treino com realidade virtual pós-AVE
Introdução
Os indivíduos que sobrevivem a um episódio de
acidente vascular encefálico (AVE) frequentemente
apresentam deficiências motoras, que estão
relacionadas a limitações em atividades e restrições
na participação social. Limitações em marcha são
consideradas uma das principais incapacidades após
AVE, uma vez que a capacidade de deambular está
diretamente relacionada à independência funcional1,2.
De acordo com Alzahrani et al.3, um desempenho
ruim durante a marcha pós-AVE determina limitações
nas atividades domiciliares e comunitárias, tornando
os indivíduos restritos ao domicílio e isolados da
comunidade.
Usualmente, os valores médios de velocidade
de marcha em indivíduos com hemiparesia variam
entre 0,4 e 0,8 m/s4-6. Indivíduos que deambulam
abaixo de 0,4 m/s são considerados deambuladores
restritos ao domicílio; indivíduos que deambulam
com velocidades entre 0,4 e 0,8 m/s são considerados
deambuladores comunitários; e indivíduos com
velocidades acima de 0,8 m/s são capazes de
deambular na sociedade sem limitações substanciais4.
Dessa forma, é de grande interesse em estudos clínicos
avaliar a efetividade de abordagens que promovam
incrementos na velocidade de marcha, uma vez que
adequados valores de velocidade de marcha estão
relacionados à maior participação social e melhor
qualidade de vida nessa população 3,4. Embora
revisões sistemáticas prévias tenham indicado a
eficácia do treino de marcha em solo e em esteira
ergométrica para melhora da velocidade de marcha5-7,
continuamente novas técnicas e instrumentos são
adicionados ao usual treino de marcha, visando
a potencializar os efeitos de intervenção para
uma limitação considerada de grande impacto na
população de indivíduos com hemiparesia.
Alguns estudos demonstraram que a realidade
virtual pode ser uma ferramenta útil para reabilitação
de indivíduos com hemiparesia, e seus efeitos
relacionados à velocidade de marcha pós-AVE
começaram a ser investigados8-11. Por definição, a
realidade virtual é uma simulação de um ambiente
real gerado por um software de computador que
permite ao usuário interagir com elementos dentro
de um cenário que simula objetos e tarefas do mundo
real5. Existe uma grande variedade de interfaces para
interagir com o ambiente virtual, incluindo desde
dispositivos mais comuns, como mouse e teclado ou
um joystick, até complexos sistemas de captura de
movimentos ou dispositivos que permitem aferências
sensoriais, fornecendo ao usuário a sensação de
alcançar alvos e desviar de objetos similares aos
obstáculos do mundo real11,12.
De acordo com Dobkin13, a adição de elementos
de realidade virtual durante a reabilitação da marcha
é vantajosa por oferecer treinamento aos pacientes em
ambiente virtual similar ao contexto real vivenciado
pelos pacientes no dia a dia. Ademais, ambientes
virtuais são descritos por crianças e adultos como
elementos motivadores capazes de encorajar maior
tempo de prática e maior número de repetições,
fatores considerados importantes na reabilitação
de indivíduos com alterações neurológicas 8,14.
Especificamente em relação à reabilitação da
marcha, a utilização de ambientes virtuais permite
a terapeutas graduar progressivamente o nível de
dificuldade de modo a desafiar pacientes e fornecer
feedback imediato sobre desempenho na tarefa,
além de praticar tarefas consideradas inseguras no
treinamento de marcha em ambiente real, tais como
transpor obstáculos e atravessar ruas8,13.
Duas revisões sistemáticas prévias avaliaram o
efeito de treinos de marcha associados ao uso de
realidade virtual para recuperação de marcha de
indivíduos pós-AVE. Uma revisão da Cochrane8
reportou um aumento não significativo de 0.07 m/s
(IC 95% -0.09 a 0.23) baseada em três ensaios clínicos
aleatorizados. Uma segunda revisão9, publicada
recentemente, incluiu quatro ensaios clínicos
aleatorizados e concluiu que a reabilitação associada
à realidade virtual apresentou benefícios na marcha
de indivíduos com hemiparesia decorrente de AVE.
Entretanto, os autores relataram heterogeneidade
clínica entre os estudos e impossibilidade de
realização de metanálise. Dessa forma, os resultados
sobre a associação de realidade virtual ao treinamento
motor para melhora de marcha pós-AVE permanecem
inconclusivos. Ademais, não foram encontradas
revisões que analisaram separadamente a eficácia
do treino direcionado à marcha associado à realidade
virtual e a superioridade desse recurso em comparação
a outras intervenções relacionadas à marcha.
Portanto, o objetivo desta revisão sistemática
é examinar o efeito da adição de realidade virtual
ao treino direcionado à reabilitação da marcha de
indivíduos pós-AVE em relação à velocidade de
marcha. As perguntas clínicas específicas são:
1. Treino direcionado à marcha associado à
realidade virtual é eficaz para promover aumento
na velocidade de marcha de indivíduos com
hemiparesia?
2. Treino direcionado à marcha associado à
realidade virtual promove maior aumento na
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):502-512
503
Rodrigues-Baroni JM, Nascimento LR, Ada L, Teixeira-Salmela LF
velocidade de marcha comparado a diferentes
intervenções específicas em membros inferiores
sem uso de realidade virtual?
Com o objetivo de propor recomendações clínicas
baseadas em um alto nível de evidência científica,
esta revisão planejou incluir apenas ensaios clínicos
aleatorizados ou ensaios clínicos controlados.
Método
Identiϐicação e seleção dos estudos
Foi realizada busca bibliográfica nas seguintes
bases de dados: Medline (1946 a julho de 2013),
PEDro (até julho de 2013) e Embase (1980 a julho
de 2013), sem restrição de idioma de publicação. Para
identificação de estudos relevantes, foram realizadas
buscas utilizando palavras-chave relacionadas a
acidente vascular encefálico (stroke), combinadas
às relacionadas à realidade virtual (virtual reality,
videogames, flow optic) e marcha (gait) (Anexo 1). A
análise do título e resumo dos artigos encontrados foi
realizada por um revisor para identificação de estudos
relevantes. As referências bibliográficas dos artigos
encontrados foram revisadas para identificação de
outros estudos potenciais. Dois revisores realizaram
a seleção dos estudos a partir de critérios prédeterminados. Uma síntese dos critérios pode ser
encontrada no material suplementar referente a esse
manuscrito (Anexo 1S*).
Avaliação dos estudos
Qualidade: A qualidade metodológica dos estudos
incluídos foi avaliada de acordo com a escala
PEDro, descrita na base de dados Physiotherapy
Evidence Database15. A escala, composta por 11
itens, avalia a qualidade metodológica (validade
interna e informação estatística) de ensaios clínicos
aleatorizados. Cada item, exceto o primeiro, contribui
com um ponto para o escore final de 10 pontos.
Foi utilizada a pontuação dos estudos descrita no
endereço eletrônico da base de dados. A pontuação
dos estudos não incluídos na base de dados PEDro
ou não pontuados foi realizada pelos autores deste
estudo.
Participantes: Estudos cujos participantes
eram adultos com hemiparesia decorrente de AVE,
capazes de deambular com ou sem assistência, foram
incluídos. Informações relacionadas ao número de
*Veja material suplementar disponível na versão online no site
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_issues&pid=14133555&lng=en&nrm=iso
504
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):502-512
participantes, idade, tempo pós-AVE e velocidade
de marcha inicial foram registrados para analisar
similaridade entre os estudos selecionados.
Intervenção: A intervenção experimental foi treino
direcionado à marcha associado ao uso de realidade
virtual, com o objetivo de melhorar a velocidade de
marcha de indivíduos com hemiparesia decorrente de
AVE. Foi considerada realidade virtual a simulação
de um ambiente real gerado por um software de
computador, permitindo ao usuário interagir com
elementos dentro de um cenário simulado por meio
de diversas interfaces: mouse, teclado, joystick, luvas
e/ou sistemas de captura de movimentos11,12. Foram
incluídos estudos que utilizaram formas de realidade
virtual imersiva e não imersiva, assim como estudos
com uso de consoles de videogame disponíveis
comercialmente8.
O grupo controle foi definido e selecionado de
acordo com cada pergunta clínica: (i) para avaliar a
eficácia do treino direcionado à marcha associado ao
uso de realidade virtual, o grupo controle poderia ter
intervenção placebo, não intervenção ou intervenção
não específica aos membros inferiores (marcha);
(ii) para avaliar a superioridade da reabilitação
associada ao uso de realidade virtual, o grupo controle
poderia incluir uma diferente modalidade de treino
direcionado aos membros inferiores, não associada
ao uso de realidade virtual.
Medida de desfecho: O desfecho clínico
considerado foi a velocidade de marcha confortável,
apresentada neste estudo em metros por segundos
(m/s). O tempo de mensuração e procedimentos de
mensuração da variável de desfecho foram analisados
para avaliar a similaridade entre os estudos.
Análise dos dados
Informações sobre o método dos estudos (desenho,
participantes, intervenção e medidas de desfecho) e
resultados (número de participantes e médias (DP) de
variáveis relacionadas à marcha) foram extraídas por
um revisor e checadas por um segundo revisor. Caso
informações necessárias não estivessem presentes na
versão publicada dos estudos, detalhes adicionais
seriam solicitados ao autor por correspondência.
Valores de pós-intervenção foram utilizados
para estimar o tamanho de efeito agrupado entre os
estudos. O tamanho de efeito foi extraído utilizando
fixed effects model e reportado como diferença
média ponderada (MD) com respectivos intervalos
de confiança de 95%. Em caso de heterogeneidade
estatística significativa entre os estudos (I2>50%),
Treino com realidade virtual pós-AVE
o tamanho de efeito seria analisado utilizando
random effects model para avaliar a robustez dos
resultados. As análises foram realizadas utilizando
o programa estatístico The MIX-Meta-Analysis
Made Easy – versão 1.716,17, considerando nível
de significância de 5% (two-tailed) para avaliação
de significância em heterogeneidade estatística.
Caso os dados não estivessem disponíveis para
serem incluídos na metanálise ou não pudessem ser
incluídos na combinação, a diferença entre os grupos
de comparação seria descrita.
Resultados
Seleção dos estudos para revisão
A pesquisa nas bases de dados identificou 999
artigos relevantes para leitura de títulos e resumos.
Após leitura de título e resumos, foram selecionados
15 estudos potencialmente capazes de responder às
perguntas clínicas desta revisão. Após a análise dos
estudos de acordo com os critérios de inclusão, foram
selecionados oito estudos. Após a extração dos dados,
um estudo18 foi excluído por apresentar duplicação
dos resultados da variável de desfecho com um
segundo estudo19, totalizando sete estudos como
amostra final desta revisão sistemática (Figura 1).
Características dos estudos incluídos
Sete estudos envolvendo um total de
154 participantes investigaram a eficácia do treino
direcionado à marcha associado ao uso de realidade
virtual para melhora de velocidade de marcha em
indivíduos com AVE e foram incluídos nesta revisão
Figura 1. Seleção dos estudos para a revisão sistemática. ECA = ensaio clínico aleatorizado; ECC = ensaio clínico controlado.
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):502-512
505
Rodrigues-Baroni JM, Nascimento LR, Ada L, Teixeira-Salmela LF
Tabela 1. Resumo dos estudos incluídos (n=7).
Participantes
Intervenção
Avaliação da
velocidade de
marcha (semana)
Estudo
Desenho
Cho e Lee23
ECA
n=14
Idade (anos): 65 (4)
Tempo de lesão (meses): 10 (2)
VM: 0,53 (0,17)
Exp = Treino em esteira ergométrica
associado à realidade virtual
30min x 3/sem x 6sem
Con = Treino em esteira ergométrica
30min x 3/sem x 6sem
Ambos = Fisioterapia usual
Fritz et al.21
ECA
n=28
Idade (anos): 66 (10)
Tempo de lesão (meses): 36 (35)
VM: 0,57 (0,30)
Exp = Exercícios com videogames
60min x 4/sem x 5sem
Con = Nenhuma intervenção
0, 5 e 12
Jaffe et al.24
ECA
n=20
Idade (anos): 62 (10)
Tempo de lesão (meses): 45 (29)
VM: 0,55 (0,19)
Exp = Transpor obstáculos virtuais em
esteira ergométrica
60min x 3/sem x 2sem
Con = Transpor obstáculos no chão
30min x 3/sem x 2sem
0, 2 e 4
Kang et al.20
ECA
n=30
Idade (anos): 56 (7)
Tempo de lesão (meses): 14 (5)
VM: 0,5 (0,16)
Exp = Treino em esteira ergométrica
associado à realidade virtual
30min x 3/sem x 4sem
Con1 = Treino em esteira ergométrica
30min x 3/sem x 4sem
Con2 = Exercícios de flexibilidade
30min x 3/sem x 4sem
Todos = Fisioterapia convencional
0e4
Kim et al.22
ECA
n=24
Idade (anos): 52 (8)
Tempo de lesão (meses): 24 (9)
VM: 0,46 (0,15)
Exp = Exercícios com videogames
30min x 4/sem x 4sem
Con = Nenhuma intervenção
Ambos = Fisioterapia convencional
0e4
Mirelman et al.19
ECA
n=18
Idade (anos): 62 (9)
Tempo de lesão (meses): 48 (26)
VM: 0,66 (0,27)
Exp = Movimentos de tornozelo
com alvo e feedback fornecidos por
realidade virtual
60min x 3/sem x 4sem
Con = Movimentos de tornozelo com
alvo e feedback fornecidos sem uso de
realidade virtual
60min x 3/sem x 4sem
0, 4 e 7
Yang et al.25
ECA
n=20
Idade (anos): 61 (11)
Tempo de lesão (meses): 72 (87)
VM: 0,70 (0,44)
Exp = Treino em esteira ergométrica
associado à realidade virtual
20min x 3/sem x 3sem
Con = Treino em esteira ergométrica
20min x 3/sem x 3sem
0, 3 e 7
0e6
# Grupos e variáveis de desfecho listadas correspondem àquelas analisadas nesta revisão sistemática, podendo haver outros grupos e variáveis
nos artigos. ECA = ensaio clínico aleatorizado, VM = velocidade de marcha inicial (m/s), Exp = grupo experimental, Con = grupo controle.
sistemática (Tabela 1). Como o estudo realizado por
Kang et al.20 apresentou dois grupos controle, um total
de oito comparações foi realizado. Três estudos20-22
compararam o treino direcionado à marcha associado
à realidade virtual com intervenção placebo, não
intervenção ou intervenção não específica aos
membros inferiores (Questão 1). Cinco estudos19,20,23-25
compararam o treino direcionado à marcha associado
à realidade virtual com uma diferente modalidade
506
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):502-512
de treino direcionado aos membros inferiores, não
associado ao uso de realidade virtual (Questão 2).
Qualidade: A pontuação média de acordo com
a escala PEDro foi de 6.1 pontos, variando de 4
a 8 pontos (Tabela 2). Todos os estudos incluídos
realizaram a alocação aleatória dos participantes
nos grupos, garantiram a similaridade inicial entre
os grupos e analisaram medidas de tendência central
e variabilidade. A maioria dos estudos incluídos
Treino com realidade virtual pós-AVE
Grupos similares
Cegamento de
participantes
Cegamento de
terapeutas
Cegamento de
avaliadores
<15% de perda
amostral
Análise por intenção
de tratar
Diferença entre grupos
S
S
S
N
N
S
S
N
S
S
7
Fritz et al. 21
S
S
S
N
N
S
S
S
S
S
8
Jaffe et al. 24
S
N
S
N
N
N
S
N
N
S
4
Kang et al.
S
S
S
N
N
S
S
N
S
S
7
S
N
S
S
N
S
N
N
S
S
6
S
N
S
N
N
S
N
N
S
S
5
S
S
S
N
N
S
N
N
S
S
6
20
Kim et al. 22
Mirelman et al.
Yang et al. 25
19
Total (0 to 10)
Alocação cega
Cho e Lee23
Study
Medidas de tendência
central e variabilidade
Alocação aleatória
Tabela 2. Itens da escala PEDro e pontuação dos estudos incluídos (n=7).
S= sim; N=não.
informou que a distribuição dos participantes foi cega
(57%), apresentou menos de 15% de perda amostral
(57%), reportou as diferenças estatísticas entre os
grupos (86%) e cegamento dos avaliadores (86%).
Entretanto, a maior parte dos estudos não reportou
análise por intenção de tratar (86%). Apenas um
estudo realizou o cegamento dos participantes22, e
nenhum estudo realizou cegamento dos terapeutas,
ações consideradas difíceis de serem realizadas em
intervenções complexas.
Participantes: A média de idade dos participantes
incluídos nos estudos variou entre 52 e 66 anos. Todos
os estudos avaliaram indivíduos com tempo de lesão
superior a seis meses, caracterizando um quadro de
hemiparesia crônica (variação: dez a 72 meses). O
tamanho da amostra incluída nos estudos variou
entre 14 e 30 participantes, alocados em grupos
experimental e controle(s). Todos os participantes
eram capazes de deambular de forma independente
no início dos estudos, com velocidade média inicial
equivalente a 0,57 m/s, variando entre 0,46 e 0,70
m/s na comparação entre estudos.
Intervenção: Em todos os estudos, o grupo
experimental recebeu o treino direcionado à marcha
associado ao uso da realidade virtual. O uso da
realidade virtual foi conduzido em conjunto com
treino em esteira ergométrica em quatro estudos20,23-25,
com exercícios com uso de videogames em dois
estudos21,22 e com cinesioterapia em movimentos
específicos do tornozelo em um estudo19. Três
estudos20,22,23 descreveram adicionalmente o uso
de tratamento fisioterapêutico usual em ambos os
grupos, experimental e controle.
A maioria dos estudos utilizou realidade virtual
imersiva durante o tratamento destinado ao grupo
experimental. Esses estudos20,23-25 utilizaram imagens
virtuais acopladas à esteira ergométrica, permitindo
alterações de velocidade da esteira de acordo com
as imagens virtuais geradas. A realidade virtual
não imersiva foi o recurso usado nos outros três
estudos19,21,22. Nos estudos de Kim et al.22 e Fritz et al.21,
câmeras de vídeo para capturar imagem corporal e
permitir a interação com objetos na realidade virtual
foram utilizadas. Já o estudo de Mirelman et al.19
utilizou feedback visual na tela do computador e
feedback tátil de movimentos realizados. Dentre os
estudos incluídos, apenas o estudo de Fritz et al.21
utilizou equipamento de realidade virtual disponível
comercialmente (Nintendo Wii).
Medida de desfecho: A maioria dos estudos
utilizou um teste clínico para avaliação de velocidade
de marcha baseado no teste de caminhada de 10
metros26, com variações no tamanho do corredor
utilizado: 12 metros25, 10 metros20,22, 7 metros19,
6 metros 24, e 3 metros 21. Apenas um estudo 23
utilizou equipamento específico (GAITRite) para
avaliação da velocidade de marcha. Todos os dados
são referentes à velocidade de marcha confortável e
foram descritos em metros por segundo (m/s) nesta
revisão sistemática.
Efeito do treino associado à realidade
virtual em velocidade de marcha
O efeito do treino associado ao uso de realidade
virtual em velocidade de marcha imediatamente
após intervenção foi obtido analisando dados
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Rodrigues-Baroni JM, Nascimento LR, Ada L, Teixeira-Salmela LF
provenientes de três estudos20-22 com média de 7
pontos na escala PEDro, representando boa qualidade
metodológica27. A associação dos elementos de
realidade virtual ao treino de locomoção aumentou
a velocidade de marcha dos participantes, em média,
0,17 m/s (IC 95% 0,08 a 0,26; fixed effects model
I2=0%), comparando-se à intervenção placebo,
não intervenção ou intervenção não específica aos
membros inferiores (Figura 2A).
Efeito do treino associado à realidade
virtual em velocidade de marcha comparado
ao treino sem uso de realidade virtual
A superioridade do treino associado ao uso
de realidade virtual em velocidade de marcha
imediatamente após intervenção foi obtida analisando
dados provenientes de cinco estudos19,20,23-25 com
média de 5,8 pontos na escala PEDro, representando
moderada qualidade metodológica27. A associação
dos elementos de realidade virtual ao treino
locomotor aumentou a velocidade de marcha dos
participantes, em média, 0,15 m/s (IC 95% 0,05 a
0,24; fixed effects model I2=0%), comparando-se a
outra intervenção destinada aos membros inferiores
sem uso de realidade virtual associada (Figura 2B).
Discussão
Esta revisão sistemática apresentou evidência
clínica de que o treino direcionado à marcha
associado ao uso da realidade virtual demonstrou
ser eficaz para aumentar a velocidade de marcha
de indivíduos com hemiparesia. Clinicamente, esse
resultado indica que o treino direcionado à marcha
associado ao uso de realidade virtual é mais benéfico
aos pacientes quando comparado à ausência de
intervenção ou a intervenções cujo objetivo não esteja
direcionado à melhora da marcha. Além disso, os
resultados demonstraram que o treino direcionado à
marcha associado ao uso da realidade virtual resultou
em maiores ganhos na velocidade de marcha quando
comparado a outras intervenções direcionadas aos
membros inferiores sem uso de realidade virtual.
A metanálise indicou que o treino associado à
realidade virtual aumentou a velocidade de marcha
em 0,17 m/s. Esta é a primeira metanálise que
avaliou a eficácia dessa intervenção para melhorar
Figura 2. A. Diferença média (IC 95%) do efeito do treino direcionado à marcha associado à realidade virtual versus intervenção placebo,
não intervenção ou intervenção não direcionada aos membros inferiores em velocidade de marcha imediatamente após intervenção
(n=72). B. Diferença média (IC 95%) do efeito do treino direcionado à marcha associado à realidade virtual versus treino direcionado
aos membros inferiores sem uso de realidade virtual em velocidade de marcha imediatamente após intervenção (n=92).
508
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):502-512
Treino com realidade virtual pós-AVE
a velocidade de marcha nessa população. Ademais,
esse achado aparenta ser clinicamente relevante,
uma vez que Tilson et al.28 relataram que aumentos
maiores que 0,16 m/s na velocidade de marcha
representam melhora de níveis de incapacidade e
sugeriram o uso desse valor como alvo terapêutico
em intervenções de reabilitação da marcha. A
metanálise da presente revisão sistemática também
indicou que o treino direcionado à marcha associado
à realidade virtual aumentou a velocidade de marcha
em 0,15 m/s a mais, comparado a outras intervenções
destinadas à melhora da marcha sem uso da realidade
virtual. Uma revisão sistemática prévia8 reportou
diferença não significativa após adição do uso da
realidade virtual à reabilitação motora. O fato de a
presente revisão incluir dois novos ensaios clínicos à
metanálise aumentou o poder estatístico e permitiu a
identificação do efeito de intervenção não encontrado
na revisão anterior.
A presente revisão avaliou os efeitos da adição
da realidade virtual a diferentes modalidades de
intervenção relacionadas à reabilitação da marcha em
indivíduos pós-AVE. Embora o treino associado tenha
apresentado características específicas relacionadas
a cada estudo (treino ergométrico20,23-25, exercícios
com videogames21,22 ou cinesioterapia específica19),
de modo geral, os estudos incluídos são similares
em relação ao tempo de treinamento (média:
41 min; DP: 18), duração da intervenção (4 sem;
DP: 1), características dos participantes e propósito
da intervenção. Ademais, os resultados estatísticos
(I2=0%) indicaram que os estudos são similares em
termos metodológicos, possibilitando a combinação
dos dados na metanálise em ambas as perguntas
clínicas. Esses dados atestam similaridade entre
os estudos, garantem ausência de heterogeneidade
clínica e estatística e, dessa forma, suportam a
evidência clínica de que a adição da realidade
virtual ao treino direcionado à marcha em indivíduos
com AVE é benéfica quando o objetivo é melhorar
velocidade de marcha.
Apesar de intervenções com realidade virtual
apresentarem ganhos superiores, outros fatores não
avaliados na presente revisão sistemática, como
preferências do cliente, habilidades do terapeuta
e custo de intervenção, devem ser considerados
pelos clínicos antes de definir a modalidade de
intervenção mais adequada para a reabilitação da
marcha de indivíduos com hemiparesia. Como fator
positivo, observa-se que, recentemente, a indústria
do entretenimento tem disponibilizado sistemas de
realidade virtual de menor custo, tais como Nintendo
Wii, Kinect e Playstation, aumentando o acesso
de centros de reabilitação e usuários domésticos a
essa tecnologia29,30. Entretanto, dentre os estudos
incluídos na presente revisão sistemática, apenas
o estudo de Fritz et al.21 utilizou equipamento
disponível comercialmente, e os resultados isolados
não demonstraram diferenças entre grupos para
velocidade de marcha (diferença média: 0,04 m/s
(IC 95% -0,22 a 0,30). Uma análise por subgrupos
guiada por tipo de realidade virtual não foi possível
em função de indisponibilidade de estudos. Dessa
forma, novos ensaios clínicos que avaliem a eficácia
do treino associado à realidade virtual por meio
de dispositivos comercialmente disponíveis são
encorajados.
A presente revisão apresenta pontos positivos e
limitações. Os principais vieses relacionados aos
estudos foram falta de cegamento dos terapeutas
e dos participantes. No entanto, vale ressaltar
que cegamento dos participantes e terapeutas é
considerado difícil ou impraticável em intervenções
complexas como as relacionadas à reabilitação
da marcha. Além disso, a maior parte dos ensaios
clínicos aleatorizados encontrados não reportou
análise por intenção de tratar. Por outro lado, apesar
da presença de algumas limitações metodológicas, a
média na escala PEDro, equivalente a 6,1, representa
boa qualidade metodológica27 dos ensaios incluídos
nesta revisão. Outro ponto positivo foi o fato de todos
os estudos incluírem o mesmo desfecho clínico velocidade de marcha - fator não usual em estudos
de reabilitação. Isso permitiu a apresentação do
efeito de intervenção em uma medida clínica real.
Ademais, o fato de a revisão incluir apenas estudos
com reabilitação motora associada à realidade virtual
direcionada à reabilitação da velocidade de marcha
tornou os resultados específicos às perguntas clínicas
propostas.
Conclusões
A atual revisão sistemática forneceu evidência
clínica da eficácia da adição da realidade virtual
ao treino direcionado à marcha para melhora da
velocidade de marcha de indivíduos pós-AVE quando
se compara a intervenções placebo ou ausência de
intervenção. Além disso, a revisão indicou que o
treino direcionado à marcha associado à realidade
virtual demonstrou ser mais eficaz do que apenas
o treino usual para melhorar velocidade de marcha.
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):502-512
509
Rodrigues-Baroni JM, Nascimento LR, Ada L, Teixeira-Salmela LF
Esses resultados estão embasados na metanálise de
sete ensaios clínicos aleatorizados de boa qualidade
metodológica. Clínicos devem, portanto, sentir-se
confiantes na prescrição de exercícios com uso de
realidade virtual quando o objetivo for o aumento da
velocidade de marcha pós-AVE. Outros fatores, como
preferências do cliente, habilidades do terapeuta e
custo de intervenção, devem ser considerados antes
de definir a modalidade de intervenção mais adequada
a cada cliente.
Agradecimentos
Às agências de fomento nacionais: Coordenação
de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível
Superior (CAPES), Brasil, Conselho Nacional de
Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq),
Brasil e Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado
de Minas Gerais (FAPEMIG), Brasil.
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Correspondence
Lucas Rodrigues Nascimento
Departamento de Fisioterapia
Universidade Federal de Minas Gerais
Avenida Antônio Carlos, 6627, Pampulha
CEP 31270-901, Belo Horizonte, MG, Brasil
e-mail: [email protected] / [email protected]
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):502-512
511
Rodrigues-Baroni JM, Nascimento LR, Ada L, Teixeira-Salmela LF
Anexo 1. Estratégia de busca.
MEDLINE, EMBASE
1. Cerebrovascular Disorders.mp. or exp Cerebrovascular Disorders/
2. Brain Ischemia.mp. or exp Brain Ischemia/
3. Cerebral Hemorrhage.mp. or exp Cerebral Hemorrhage/
4. Brain Injuries.mp. or exp Brain Injuries/
5. (Intracranial Embolism and Thrombosis).mp.
6. Intracranial Aneurysm.mp. or exp Intracranial Aneurysm/
7. (Eva or cerebrovascular accident).mp.
8. apoplexy.mp. or exp Stroke/
9. (cerebral infarct$ or cerebral ischemis$ or cerebral thrombo$ or cerebral embolis$).mp.
10. (brain infarct$ or brain ischemis$ or brain thrombo$ or brain embolis$).mp.
11. (cerebral hemorrhage or cerebral haemorrhage or cerebral hematoma or cerebral haematoma).mp.
12. (brain hemorrhage or brain haemorrhage or brain hematoma or brain haematoma).mp.
13. Cerebral Infarction.mp. or exp Cerebral Infarction/
14. 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 or 7 or 8 or 9 or 10 or 11 or 12 or 13
15. Hemiplegia.mp. or exp Hemiplegia/
16. exp Paresis/ or Paresis.mp.
17. (Hemiplegi$ or Hemipar$).mp.
18. 15 or 16 or 17
19. exp Walking/ or Walking.mp.
20. Gait.mp. or exp Gait/ or exp Gait Disorders, Neurologic/
21. Locomotion.mp. or exp Locomotion/
22. (walk$ or gait$ or ambulat$ or mobil$ or locomot$ or balanc$ or stride).mp.
23. 19 or 20 or 21 or 22
24. User-computer interface/
25. computers/ or exp microcomputers/ or computer systems/ or software/
26. computer simulation/ or computer-assisted instruction/ or therapy, computer-assisted/
27. computer graphics/ or video games/ or *touch/
28. virtual reality.mp.
29. (computer adj3 (simulat$ or graphic$ or game$ or interact$)).tw.
30. video games.mp. or “Play and Playthings”/ or exp Video Games/ or exp Television/ or exp Electronics/
31. (haptics or haptic device$).tw.
32. optic flow.mp. or exp Optic Flow/
33. 24 or 25 or 26 or 27 or 28 or 29 or 30 or 31 or 32 or 33
34. 14 or 18
35. 34 and 23 and 33
36. limit 35 to humans
PEDro
Resumo e Título: gait and stroke
Subdisciplina: neurology
512
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):502-512
original article
Relationship between the climbing up and climbing down
stairs domain scores on the FES-DMD, the score on the
Vignos Scale, age and timed performance of functional
activities in boys with Duchenne muscular dystrophy
Relação entre escore FES-DMD-subir e descer escada com escore Escala Vignos, idade
e tempo de realização das atividades em meninos com Distro ia Muscular de Duchenne
Lilian A. Y. Fernandes1, Fátima A. Caromano1, Silvana M. B. Assis2,
Michele E. Hukuda1, Mariana C. Voos1, Eduardo V. Carvalho1
ABSTRACT | Background: Knowing the potential for and limitations of information generated using different evaluation
instruments favors the development of more accurate functional diagnoses and therapeutic decision-making. Objective: To
investigate the relationship between the number of compensatory movements when climbing up and going down stairs,
age, functional classification and time taken to perform a tested activity (TA) of going up and down stairs in boys with
Duchenne muscular dystrophy (DMD). Method: A bank of movies featuring 30 boys with DMD performing functional
activities was evaluated. Compensatory movements were assessed using the climbing up and going down stairs domain
of the Functional Evaluation Scale for Duchenne Muscular Dystrophy (FES-DMD); age in years; functional classification
using the Vignos Scale (VS), and TA using a timer. Statistical analyses were performed using the Spearman correlation
test. Results: There is a moderate relationship between the climbing up stairs domain of the FES-DMD and age (r=0.53,
p=0.004) and strong relationships with VS (r=0.72, p=0.001) and TA for this task (r=0.83, p<0.001). There were weak
relationships between the going down stairs domain of the FES-DMD–going down stairs with age (r=0.40, p=0.032),
VS (r=0.65, p=0.002) and TA for this task (r=0.40, p=0.034). Conclusion: These findings indicate that the evaluation
of compensatory movements used when climbing up stairs can provide more relevant information about the evolution
of the disease, although the activity of going down stairs should be investigated, with the aim of enriching guidance
and strengthening accident prevention. Data from the FES-DMD, age, VS and TA can be used in a complementary way
to formulate functional diagnoses. Longitudinal studies and with broader age groups may supplement this information.
Keywords: disability; evaluation; neuromuscular diseases; rehabilitation; child; motor activity.
HOW TO CITE THIS ARTICLE
Fernandes LAY, Caromano FA, Assis SMB, Hukuda ME, Voos MC, Carvalho EV. Relationship between the climbing up
and climbing down stairs domain scores on the FES-DMD, the score on the Vignos Scale, age and timed performance
of functional activities in boys with Duchenne muscular dystrophy. Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):513-520.
http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0063
RESUMO | Contextualização: Conhecer as potencialidades e limitações das informações geradas por diferentes
instrumentos de avaliação favorece o desenvolvimento mais preciso do diagnóstico funcional e da tomada de decisão
terapêutica. Objetivo: Investigar a relação entre o número de movimentos compensatórios ao subir e descer escadas,
idade, classificação funcional e tempo de realização de atividade (TA) em meninos com Distrofia Muscular de Duchenne
(DMD). Método: Foi utilizado banco de filmes de 30 meninos com DMD realizando atividades funcionais. Os movimentos
compensatórios foram avaliados pela Escala de Avaliação Funcional para Distrofia Muscular de Duchenne (FES-DMD),
domínio subir e descer escada; a idade, mensurada em anos; a classificação funcional foi pesquisada pela Escala de
Vignos (EV), e o TA foi cronometrado. Foi utilizado o teste de correlação de Spearman. Resultados: Existe moderada
relação entre a FES-DMD-subir escada e a idade (r=0,53, p=0,004) e forte relação com a EV (r=0,72, p=0,001) e TA
dessa tarefa (r=0,83, p<0,001). Houve fraca relação entre a FES-DMD-descer escada e a idade (r=0,40, p=0,032), EV
(r=0,65, p=0,002) e o TA dessa tarefa (r=0,40, p=0,034). Conclusão: Esses achados indicam que a avaliação da tarefa
de subir escada pode trazer informações mais relevantes sobre a evolução da doença, embora a atividade de descer
escada deva ser pesquisada visando à orientação e prevenção de acidentes. A utilização conjunta de dados provenientes
da FES-DMD, da idade e do TA pode se complementar para formulação do diagnóstico funcional. Estudos longitudinais
e com outras faixas etárias mais amplas podem complementar tal informação.
Palavras-chave: incapacidade; avaliação; doenças neuromusculares; reabilitação; crianças; atividade motora.
Curso de Fisioterapia, Fonoaudiologia e Terapia Ocupacional, Laboratório de Fisioterapia e Comportamento, Programa de Pós-graduação em
Ciências da Reabilitação, Faculdade de Medicina, Universidade de São Paulo (USP), São Paulo, SP, Brasil
2
Programa de Pós-graduação em Distúrbios do Movimento, Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, SP, Brasil
Received: 06/06/2013 Revised: 01/13/2014 Accepted: 07/07/2014
1
http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0063
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):513-520
513
Fernandes LAY, Caromano FA, Assis SMB, Hukuda ME, Voos MC, Carvalho EV
Introdução
A Distrofia Muscular de Duchenne (DMD) é
uma doença genética decorrente de alteração no
gene Xp21, responsável pela produção da proteína
distrofina. Afeta um em cada 3.500 nascidos vivos
do sexo masculino1. O quadro clínico da doença é
caracterizado por fraqueza muscular progressiva,
generalizada e irreversível, que se desenvolve no
sentido proximal para distal, bilateralmente, de
forma simétrica e ascendente. A evolução inclui
perda de habilidades motoras com predomínio
em membros inferiores, chegando à incapacidade
de deambular entre nove e 13 anos de idade. Os
pacientes necessitam de suporte com ventilação
mecânica não invasiva na segunda década de vida,
e o óbito frequentemente ocorre por complicações
cardiorrespiratórias2-4.
O declínio das atividades motoras durante o curso
da doença é inevitável, e o uso de escalas de avaliação
funcional se faz necessário para acompanhamento
clínico, formulação do diagnóstico funcional e
tomada de decisões terapêuticas5-7.
Atualmente, existem escalas funcionais
específicas para avaliação de pessoas com doenças
neuromusculares. A Escala de Vignos (EV)8 permite o
estadiamento da doença e foca atividades funcionais
que envolvem principalmente os membros inferiores,
que são consideradas como marco no processo de
evolução da doença. Essa escala classifica a função de
0 a 10 pontos, sendo que, quanto maior a classificação,
pior é o desempenho funcional. A partir dessa clássica
escala, foram criadas outras, que objetivaram
detalhar a capacidade funcional de pessoas com
doenças neuromusculares, como a Motor Functional
Measure Scale9 (MFM), que pontua as atividades
funcionais em três domínios, a saber, posição em
pé e transferências, função motora axial, proximal
e distal. Essa escala classifica se a pessoa realiza
parcialmente, parcialmente com compensações ou
não realiza a tarefa. A MFM mostrou responsividade e
associação com perspectiva de evolução expressa por
pacientes e médicos, especialmente quando aplicadas
em pessoas com DMD10. A forma breve da escala
(MFM-short form), para utilização em crianças com
idade entre dois e sete anos, mostrou confiabilidade
intra e interxaminadores11.
A Escala North Star Ambulatory Assessment12
classifica as atividades funcionais pesquisadas de
0 a 3 pontos, ou seja, se realiza ou não determinada
atividade e se realiza de forma adaptada. Foi criada
para meninos com DMD em fase de deambulação e,
514
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):513-520
de acordo com Mazzone et al.13, deve ser utilizada
em combinação de medidas de resultados, a exemplo
do teste de caminhada de 6 minutos, para fornecer
informações sobre os diferentes aspectos da função
motora, as quais não podem ser captadas com uma
única medida.
Essas escalas fornecem descritores de estratégias
compensatórias no desempenho das tarefas, porém
não fornecem detalhes cinesiológicos quanto às
compensações observadas no tronco, pélvis, joelhos,
tornozelos e pés. Não fornecem detalhes sobre os
movimentos de subir e descer escadas que, segundo
Vignos, é uma das atividades da rotina diária que
devem ser exploradas8. Outra avaliação comumente
utilizada em pacientes com DMD é a mensuração
do tempo cronometrado de atividades funcionais,
tais como o subir escadas, o levantar da cadeira
e a marcha. Normalmente, considera-se que o
acréscimo de movimentos compensatórios durante
essas atividades tendem a aumentar o tempo de sua
execução, indicando piora no quadro funcional5-12.
Na prática clínica, a observação de atividades
funcionais é um exame simples e acessível que
pode, inclusive, ser filmado e fornecer um registro
permanente. A análise observacional sistematizada
é foco de interesse dos autores deste estudo, que
desenvolveram uma escala específica para esse
fim, a Escala de Avaliação Funcional para DMD
(FES-DMD), com o objetivo de esclarecer as
potencialidades e limitações das informações
geradas pela observação sistematizada de atividades
funcionais e, assim, contribuir para o desenvolvimento
mais preciso de diagnósticos funcionais e tomadas de
decisão terapêutica14.
O domínio subir e descer escada da FES-DMD
foi elaborado com o objetivo de permitir a avaliação
específica dessas atividades a partir da observação
sistematizada por meio de filmagem, permitindo
análise descritiva dos movimentos, inclusive os
compensatórios, gerando escore numérico e tempo
de realização da atividade (TA). Sua confiabilidade
intra e interexaminadores foi demonstrada em estudo
prévio14.
O TA e o escore na EV são duas variáveis também
comumente utilizadas para classificar o estado
funcional. A idade também fornece uma referência
aproximada sobre o estado de evolução clínica15.
Entretanto, são poucos os estudos que relacionam
essas variáveis com a presença de movimentos
compensatórios em atividades funcionais14,18, e faz-se
necessário compreender a contribuição de cada uma
delas.
Relação da FES-DM com a idade, função e tempo
Jung et al.18 estudaram a correlação entre ferramentas
de avaliação existentes com informações clínicas
sobre Distrofia Muscular de Duchenne, a exemplo
da escala Brooke, EV, força dos músculos abdutor
do ombro bilateral e extensores do joelho, amplitude
de movimento passivo (PROM) de dorsiflexão do
tornozelo, ângulo de escoliose, pico de fluxo da tosse,
idade, fração de encurtamento (FS), anormalidades
genéticas e uso de esteroide com a função clínica.
Encontraram que os escores das escalas Brooke
e Vignos aumentaram linearmente com a idade,
enquanto a ADM passiva dorsiflexão de tornozelo
diminuiu linearmente. A força muscular, o ângulo de
Cobb, o pico de fluxo de tosse e a FS apresentaram
diversidade em seus graus, independentemente da
idade. Estatisticamente, as anormalidades genéticas
e o uso de esteroides não foram definitivamente
associados com os escores encontrados pela escala.
Tais achados funcionais mostraram claramente que a
idade não deve ser utilizada de forma isolada.
É nossa opinião que as escalas existentes se somam
no fornecimento de parâmetros de avaliação, embora
esteja claro que existe a necessidade de estabelecer
rotinas de avaliação de forma a acompanhar o
desenvolvimento individual de cada criança,
adolescente e adulto comprometido pela DMD e, em
cada fase da evolução, associar exames e testes que
esclareçam sobre intercorrências clínicas e funcionais
específicas.
O objetivo do presente estudo foi investigar
possíveis relações entre o número de movimentos
compensatórios ao subir e descer escada, a
classificação funcional, a idade e o tempo de
realização dessas duas atividades em crianças com
DMD.
Método
Sujeitos
Foi utilizado banco de filmes de 30 crianças com
diagnóstico de DMD, com média de idade de 7,1
anos (DP=2,2), peso médio de 40,8 Kg (DP=10,4)
e altura média de 1,39 m (DP=0,17), cedido pelo
Laboratório de Miopatias do Instituto de Biociências
da Universidade de São Paulo (USP), São Paulo, SP,
Brasil. Os filmes mostravam os meninos realizando
diferentes atividades funcionais, a partir de roteiro e
padronização pré-estabelecidos. Esses filmes foram
realizados após anuência esclarecida e voluntária da
criança e assinatura do termo de consentimento livre
e esclarecido pelo responsável legal.
Foram incluídos, neste estudo, os filmes de
crianças com diagnóstico confirmado de DMD por
meio de exame de DNA e capazes de realizar a
atividade funcional de subir e descer escadas sem
auxilio de terceiros. Também foi critério de inclusão
estar em tratamento fisioterapêutico pelo menos
uma vez por semana e ser medicado com corticoides
há pelo menos um ano. Foram excluídos os filmes
de crianças que necessitavam do uso de órteses de
membros inferiores para realizar a tarefa.
O presente estudo foi realizado no Laboratório
de Fisioterapia e Comportamento do Curso de
Fisioterapia da Faculdade de Medicina (FM) da USP,
após a aprovação pelo Comitê de Ética e Pesquisa da
FM/USP, São Paulo, SP, Brasil (837/05).
Equipamentos
Para a realização das filmagens, foi utilizado
uma câmera filmadora digital (Filmadora Digital
Full HD Sony HDR-CX220 8.9MP 32x Zoom
Óptico) posicionada a 3 metros, perpendicular
à escada, em um tripé de 1 metro, registrando a
criança no plano sagital durante a realização das
atividades, conforme preconizado pela FES. A
escada utilizada era composta por seis degraus
para a subida (10 x 27 cm), quatro degraus para a
descida (17 x 25 cm) e corrimão bilateral padrão. As
filmagens foram iniciadas com o comando verbal do
pesquisador, que solicitou à criança que o fizesse o
mais rápido que conseguisse.
Procedimento
Instrumentos, medidas e coletas dos dados
Para a avaliação da atividade funcional de subir e
descer escada, foi utilizada a FES-DMD, que é uma
escala funcional especifica para avaliação funcional
de pessoas com DMD e pesquisa as atividades de
levantar e sentar da cadeira e do chão, subir e descer
escada e marcha. Essa escala registra e descreve os
movimentos realizados, focando as compensações.
A FES-DMD-subir escada é dividida em cinco
fases, a saber, fase de preparo/bipedestação, fase de
propulsão, fase de balanço, fase membro inferior/
balanço e fase de apoio. A avaliação da atividade
de descer, segundo recomendação da FES-DMD,
é dividida em quatro fases, fase de preparo/
bipedestação, fase de propulsão, fase de balanço e
fase de apoio. No domínio subir e descer escada da
FES-DMD, quanto menor o escore final, menor é o
número de movimentos compensatórios e melhor é o
desempenho na atividade14,16,18. A atividade consistiu
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):513-520
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Fernandes LAY, Caromano FA, Assis SMB, Hukuda ME, Voos MC, Carvalho EV
em subir seis degraus e descer quatro e atingir o
chão. A preparação das crianças para filmagem
incluiu permanecer em sedestação por 5 minutos
antes da realização de atividades funcionais para não
terem prejuízo no desempenho devido à fadiga. Na
sequência, foram solicitadas as primeiras atividades
da FES-DMD. Foi permitido o uso de apoios.
Os filmes foram analisados por um fisioterapeuta
com experiência clínica de, no mínimo, cinco anos
em neuropediatria e treinamento prévio com a FESDMD, o qual era cego em relação aos objetivos do
estudo.
Para a coleta do TA, foi solicitado que a criança
subisse e descesse a escada o mais rápido possível.
Foi cronometrado a partir do comando verbal do
pesquisador para iniciar a tarefa e interrompido
quando a criança tocasse os dois pés no último
degrau. O escore de classificação segundo a EV
e a idade foi coletado dos prontuários. A EV
consiste em 10 quesitos funcionais, com dificuldade
decrescente, sendo que, quanto maior o escore, pior
é o desempenho motor8.
Análise dos dados
Para a análise estatística dos dados, foi utilizado
o programa Statistica 11.0. Testes de correlação de
Spearman foram utilizados para investigar possíveis
relações entre FES-DMD-subir e descer escada,
EV, TA e idade. A idade foi coletada em meses e
posteriormente transformada em anos por meio de
regra de três. Foram considerados significativos
valores de p<0,05.
Resultados
A média dos escores da FES-DMD-subir escada
foi de 16,7 pontos (DP=8,4) e a da FES-DMDdescer escada, 16,9 pontos (DP=8,6). A média das
classificações na EV foi de 3,1 (DP=1,1). O TA do
subir escada foi de 11,3 segundos (DP=10,7) e o do
descer escada foi de 11,1 segundos (DP=13,5).
O teste de correlação de Spearman mostrou
correlação moderada entre os escores da FES-DMDsubir escada e a idade (r=0,53; p=0,004). Houve
correlação fraca entre os escores da FES-DMD descer
escada e a idade. (Figura 1) Tanto para subir quanto
para descer escadas, quanto maior a idade, maior foi
o escore na FES-DMD (r=0,40; p=0,032).
A classificação na EV também apresentou
correlação com a FES-DMD-subir e descer escada
(r=0,72; p<0,001 e r=0,56; p=0,002, respectivamente)
(Figura 2). Quanto pior a classificação funcional pela
EV, maior o número de compensações detectadas
pela FES-DMD em ambas as atividades estudadas.
A FES-DMD-subir escada apresentou correlação
forte com o TA (r=0,83; p<0,001) (Figura 3),
enquanto a FES-DMD-descer escada apresentou
correlação fraca (r=0,40; p=0,034) (Figura 3). Para
ambas as atividades, quanto maior o TA, maior o
escore na FES-DMD, indicando maior número de
compensações.
Discussão
O presente estudo investigou possíveis relações
entre os escores da FES-DMD-subir e descer escada
com a idade e a classificação pela EV. Além disso,
Figura 1. Correlação entre a pontuação na FES-DMD-subir escadas (A) e na FES-DMD-descer escadas (B) com a idade (anos).
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Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):513-520
Relação da FES-DM com a idade, função e tempo
Figura 2. Correlação entre a pontuação da FES-DMD-subir escadas (A) e a FES-DMD-descer escadas (B) com a EV.
Figura 3. Correlação entre a FES-DMD-subir escadas (A) e a FES-DMD-descer escadas (B) com o tempo de realização da atividade
(segundos).
investigou a relação com o tempo de movimento
nessas atividades.
Observou-se de moderada a fraca correlação entre
os escores da FES-DMD-subir e descer escada com a
idade da população estudada. Como esperado, quanto
maior a idade, pior foi o desempenho. Jung et al.18
relataram correlação entre escores gerados pelas
escalas de Brooke e de Vignos com a idade em um
estudo com 121 garotos com DMD (média de idade=
9,9 anos; DP=3,4). No presente estudo, as atividades
pesquisadas são bem específicas, ao contrário da
aplicação completa de uma escala, que normalmente
inclui a pesquisa de várias atividades. Portanto, nosso
estudo complementa os achados desses autores.
Pessoas com DMD apresentam perdas funcionais
ao longo dos anos, porém a grande variabilidade
de evolução clínica nessa doença pode dificultar
predições de prognóstico, especialmente quando
se utiliza, como base, somente a idade. No entanto,
essa informação é essencial para compreensão
da evolução da doença no tempo, principalmente
considerando que ela pode variar muito entre as
pessoas acometidas.
As intervenções terapêuticas, no momento, têm
como principal objetivo retardar as complicações
impostas pela doença, modificando seu curso natural
e prolongando a expectativa de vida. Parreira et al.19
investigaram a relação entre a idade e a capacidade
funcional em 90 crianças com DMD, com idades
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Fernandes LAY, Caromano FA, Assis SMB, Hukuda ME, Voos MC, Carvalho EV
de cinco a 12 anos e tratamento com corticoide
por aproximadamente sete anos. A relação entre a
idade e o desempenho funcional não alcançou nível
significativo. Os autores sugeriram que essa ausência
de correlação se deve à terapia com esteroides, que
retarda a progressão da DMD. Henricson et al.20, em
estudo de cooperação internacional, com 240 pessoas
com DMD, com idades de dois a 28 anos, mostraram
que o tratamento com glucocorticoides preserva
marcos funcionais clinicamente significativos e reduz
a taxa de progressão da doença, medida pelo teste
muscular manual e outras medidas de resultados de
ensaios clínicos comumente usados, como a prova
de função pulmonar.
Assim como Parreira et al.19, acreditamos que,
no presente estudo, as relações entre a idade e a
atividade funcional subir e descer escadas tenham se
apresentado de forma moderada a fraca em função de
as crianças estarem em tratamento medicamentoso
e fisioterapêutico, o que pode ter influenciado e
minimizado a relação entre a idade e a progressão
da doença na amostra. Também é relevante o fato de
termos estudado crianças somente até oito anos, pois
é possível que um número maior de compensações
ocorram na fase mais tardia da doença.
Ficou evidenciada a relação entre FES-DMD-subir
e descer escada com a EV. Acreditamos que o grande
envolvimento de membros inferiores nas atividades
avaliadas na FES-DMD e na EV tenha favorecido
esse achado8,19-21. Sugerimos estudos posteriores que
busquem sua relação com outras escalas.
A FES-DMD-subir escada apresentou forte
correlação com a EV, enquanto a FES-DMD-descer
escada apresentou correlação moderada. Isso pode
se justificar porque a EV valoriza a atividade
subir escada, considerada um marco na evolução
degenerativa progressiva da capacidade funcional
de pacientes com DMD8.
Os tempos de subida e de descida de escadas
foram analisados e sugeridos em estudos prévios
como parâmetros de avaliação por Vignos et al.8
e Brooke et al.15. Encontramos que os escores na
FES-DMD-subir e descer escada apresentaram
correlação com os TAs. O tempo de subida da escada
teve correlação maior com a FES-DMD que o tempo
de descida (r=0,83 versus r=0,40). Isso pode ser
explicado pela maior dificuldade motora exigida
durante a subida. Na descida da escada, embora seja
exigido grande controle de contração excêntrica
e coordenação, os movimentos compensatórios
ocorreram em menor número. Na descida, os
518
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):513-520
pacientes, de modo geral, tenderam a acelerar o
deslocamento do centro de massa para frente. Logo,
não diferiram muito no tempo de movimento nessa
tarefa. Essa estratégia compensatória é compatível
com a encontrada na literatura22. Outro fator que
explica tal diferença é a exigência maior de força
muscular na subida da escada, necessária para o
suporte do peso corporal contra a ação da gravidade.
Ao descer escadas, os meninos se apoiam no
corrimão, portanto não apresentam medo de quedas,
acelerando, assim, o tempo de descida.
Na avaliação clínica de pacientes com DMD, é
interessante utilizar os TAs subir e descer escada
associados à FES-DMD, pois, embora tenham
componentes em comum, já que, quanto mais
movimentos compensatórios, maior o tempo de
movimento, em alguns casos, o tempo pode se
manter como consequência do aumento do número
de movimentos compensatórios. Esse achado só
será possível com o uso das duas ferramentas de
avaliação. Nesses casos, a FES-DMD permite
acesso à caracterização descritiva dos movimentos
compensatórios.
Em estudo similar, Escorcio et al.16 desenvolveram
e demonstraram confiabilidade da FES-DMDsentar e levantar do chão. Os autores encontraram
correlação entre os escores da FES-DMD-sentar
e levantar do chão com a idade, a EV e os TAs.
Quando investigadas as relações entre os escores da
FES-DMD e a idade, encontraram baixa correlação
entre a FES-DMD-sentar no solo e a idade e nenhuma
relação na FES-DMD- levantar do solo. A FESDMD-sentar no chão apresentou fraca correlação
com a EV (r=0,21). Porém, a FES-DMD-levantar
do chão apresentou correlação moderada com a EV
(r=0,56). A FES-DMD-sentar no chão não apresentou
correlação com o TA, e houve forte relação somente
entre a FES-DMD-levantar do solo e o TA (r=0,79).
Esses achados são semelhantes aos encontrados
no presente estudo. As relações ficaram mais
evidenciadas em fases das atividades que exigem
maior força e controle neuromuscular (subir escadas
e levantar do chão).
Hukuda et al.17 desenvolveram e demonstraram
confiabilidade nas atividades sentar e levantar da
cadeira. Observaram correlação moderada somente
da FES-DMD-sentar na cadeira com a idade (r=0,44).
Relataram correlação moderada da FES-DMD-sentar
e levantar da cadeira com o tempo (r=0,69 e r=0,66,
respectivamente) e com a EV. Nesse caso, há poucos
elementos em comum entre a EV e as atividades
Relação da FES-DM com a idade, função e tempo
sentar e levantar da cadeira, ao contrário da atividade
estudada no presente estudo, também na escala
classificatória de Vignos.
Nossos achados chamam a atenção para dois fatos
distintos. A idade utilizada de forma isolada não é
uma variável adequada para descrição da evolução
funcional desses pacientes, pois, minimamente,
não reflete as alterações funcionais observáveis na
atividade de subir e descer escada, o que foi visto
pela baixa relação idade x escore FES-DMD.
Por outro lado, a EV, que é a precursora de
escalas funcionais na DMD, mostrou ter forte
relação com a FES-DMD-subir escada e moderada
com o FES-DMD-descer escada. Ambas podem
ser utilizadas de forma complementar, não só
classificando, mas permitindo a compreensão
dos mecanismos de movimentos compensatórios,
utilizados principalmente durante a descida da
escada.
Acreditamos que o tempo de execução da tarefa
também é uma variável a ser considerada, e já
incorporada à FES-DMD, pois, durante a subida
da escada, o aumento no número de movimentos
compensatórios implica maior tempo na execução,
enquanto, na descida, o tempo pode diminuir em
função dos deslocamentos bruscos auxiliados pela
força da gravidade. Como esperávamos, a FESDMD-subir escadas apresentou uma forte correlação
com o tempo de execução.
Nossa amostra de participantes esclarece as
relações entre as variáveis estudadas para crianças
de até aproximadamente oito anos. Acreditamos
que estudos posteriores podem esclarecer mais
detalhadamente essa relação em grupos com
diferentes faixas etárias.
durante o raciocínio sobre o diagnóstico funcional.
Estudos longitudinais e com outras faixas etárias
mais amplas podem complementar essa informação.
Agradecimentos
A Mayana Zatz e Mariz Vainzof pelo acesso ao
banco de dados de imagens (filmes) do Laboratório de
Miopatias do Instituto de Biociências da Universidade
de São Paulo.
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Conclusão
Concluímos que existe moderada relação entre a
FES-DMD-subir escada e a idade, e forte relação com
a EV e o TA, especificamente dessa tarefa. Houve
fraca relação entre a FES-DMD-descer escada e a
idade, a EV e o TA dessa tarefa em crianças com
DMD.
Esses achados indicam que a avaliação da tarefa
de subir escada pode trazer informações mais precisas
sobre a evolução da doença, embora a atividade
de descer escada deva ser pesquisada visando à
orientação e prevenção de acidentes.
A utilização conjunta de dados provenientes da
FES-DMD, da idade e do TA pode se complementar
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520
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):513-520
Correspondence
Fátima Aparecida Caromano
Universidade de São Paulo
Faculdade de Medicina
Programa de Pós-graduação em Ciências da Reabilitação
Laboratório de Fisioterapia e Comportamento
Curso de Fisioterapia, Fonoaudiologia e Terapia Ocupacional
Rua Cipotânea, 51, Cidade Universitária
CEP 05360-000, São Paulo, SP, Brasil
e-mail: [email protected]
original article
Muscular performance characterization in athletes: a
new perspective on isokinetic variables
Giovanna M. Amaral1, Hellen V. R. Marinho1,2, Juliana M. Ocarino1,
Paula L. P. Silva1, Thales R. de Souza1, Sérgio T. Fonseca1
ABSTRACT | Background: Isokinetic dynamometry allows the measurement of several variables related to muscular
performance, many of which are seldom used, while others are redundantly applied to the characterization of muscle
function. Objectives: The present study aimed to establish the particular features of muscle function that are captured by
the variables currently included in isokinetic assessment and to determine which variables best represent these features
in order to achieve a more objective interpretation of muscular performance. Method: This study included 235 male
athletes. They performed isokinetic tests of concentric knee flexion and extension of the dominant leg at a velocity of
60º/s. An exploratory factor analysis was performed. Results: The findings demonstrated that isokinetic variables can
characterize more than muscle torque production and pointed to the presence of 5 factors that enabled the characterization
of muscular performance according to 5 different domains or constructs. Conclusions: The constructs can be described
by torque generation capacity; variation of the torque generation capacity along repetitions; movement deceleration
capacity; mechanical/physiological factors of torque generation; and acceleration capacity (torque development). Fewer
than eight out of sixteen variables are enough to characterize these five constructs. Our results suggest that these variables
and these 5 domains may lead to a more systematic and optimized interpretation of isokinetic assessments.
Keywords: physical therapy; muscle strength dynamometer; knee joint; isokinetics; factor analysis.
HOW TO CITE THIS ARTICLE
Amaral GM, Marinho HVR, Ocarino JM, Silva PLP, Souza TR, Fonseca ST. Muscular performance characterization
in athletes: a new perspective on isokinetic variables. Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):521-529. http://dx.doi.org/10.1590/
bjpt-rbf.2014.0047
Introduction
Over the last decades, the technology of isokinetic
devices has improved1,2. In order to achieve a more
thorough description of muscular performance,
new variables began to be calculated and included
in the assessment reports generated by these
devices1. However, only a few of these variables
have been explored from scientific and clinical
perspectives. For example, peak torque has been
the most widely reported and discussed approach
to the characterization of muscular performance for
several years1,3,4.
Isokinetic assessments of muscle function are
widely used to identify specifi c defi cits, or to
assess the results of interventions. Some authors
have discussed the relevance and meaning of each
variable included in isokinetic assessments1,4-6.
Some publications reported on variables such as
Total Work, Fatigue Index and Power, in addition
to Peak Torque6,7. However, little is known about
the associations among such variables, as well
as the individual contribution of each variable to
the characterization of muscular performance. A
better understanding of these aspects might help to
establish which variables measure similar features
of muscle function and which variables best
represent particular features of performance. Such
understanding would allow the report of variables
in a uniform and rational manner. Therefore,
the aims of the present study were to identify
the specific features of muscle function that are
represented by the variables currently available
in isokinetic assessments and to determine which
variables best represent these features in order to
develop a more objective assessment of muscular
performance.
Programa de Pós-graduação em Ciências da Reabilitação, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, MG, Brazil
Universidade Estadual de Montes Claros (UNIMONTES), Montes Claros, MG, Brazil
Received: 08/18/2013 Revised: 01/28/2014 Accepted: 05/19/2014
1
2
http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0047
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):521-529
521
Amaral GM, Marinho HVR, Ocarino JM, Silva PLP, Souza TR, Fonseca ST
Method
Variables selection
Subjects
Sixteen variables available in the Comprehensive
Evaluation Reports generated by Biodex Software
were selected to be included in this study: Peak
Torque, Time to Peak Torque, Angle of Peak
Torque, Torque at 30°, Torque at 0.18 s, Coefficient
of Variation, Maximum Work, Maximum Work
Repetition Number, Total Work, Work Last Third,
Work First Third, Work Fatigue Percentage, Average
Power, Acceleration Time, Deceleration Time, and
Average Peak Torque. The windowing option was
turned on to guarantee that only the isokinetic portion
(above 70% of the preset speed) of the test was used.
Peak Torque and Maximum Work normalized by
bodyweight were not included in the analysis, since
normalization would make the results dependent on
the individual’s mass. Another variable not used in
the present study was the Agonist:antagonist ratio,
as it does not pertain to the assessment of a specific
muscle group.
Preseason isokinetic assessment reports of knee
joint flexion-extension concentric motions at 60º/s
were selected from the laboratory’s database. The
reports showing a documented history of lower
limb injury or symptoms were excluded and only
data from the dominant limb were included. The
sample included 235 male elite athletes (soccer and
volleyball players) with mean age 23.07±4.84 years,
mean height 1.83±8.09 meters and mean body weight
78.18±9.33 Kg. All athletes were, at the time of the
evaluation, active in their professional team. The
present study was approved by the Ethics Committee
of Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG),
Belo Horizonte, MG, Brazil (approval number
01748412.0.0000.5149), and all athletes signed an
informed consent form.
Procedures
The procedure was explained and the lower
limb dominance was determined by asking the
athlete which leg he uses to kick a ball. The athletes
performed a warm-up consisting of exercises on an
ergometric bicycle for 5 minutes. Next, the athletes
were placed on the isokinetic dynamometer (Biodex
Multi-joint System 3, Biodex Medical Systems
Inc, Shirley, NY, USA) in a sitting position with
hip flexion of 85° and the equipment axis aligned
with the lateral condyle of the femur. The arms
were placed along the sides of the body, the trunk
was stabilized against the backrest using the chair
belts, the thigh of the tested limb was fixed against
the seat by means of a belt, and the contralateral
limb was allowed to hang free. The tested leg was
weighted to correct for the effects of gravity on the
torque measured, according to the specifications of
the Biodex Manual. To assess muscular performance,
the participants were asked to perform alternating
concentric contractions of the knee flexors and
extensors within a range of motion of 85° (90° to
5° of flexion). During the test, the participants were
instructed to keep the maximum force throughout
the entire range of motion. In addition, they were
encouraged to go faster and never stop until the end
of the assessment. The participants were allowed to
familiarize themselves with the procedures before
actual testing by performing 3 repetitions of the tested
motion. Then they performed a set of 5 repetitions at
60°/s. When the Coefficient of Variation (CV) of the
Peak Torque was higher than 10%8, the athlete was
allowed to rest and the set was repeated.
522
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):521-529
Statistical analysis
The present study used an exploratory factor
analysis to identify the factors that could accurately
characterize muscular performance. This approach
assumes the presence of associations and redundancy
among the variables included in the isokinetic report.
Factor analysis is a set of statistical techniques used
to explain the relationship between original observed
variables and non-observed variables (factors).
Therefore, the number of factors identified is lower
than the number of original variables analyzed. Each
factor characterizes one theoretical aspect (construct)
of muscular performance.
Initial exploratory factor analysis with varimax
rotation was performed with the SPSS 15.0 statistical
software (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). The factors
that exhibited an eigenvalue >1 were maintained. The
Kaiser-Meyer-Olkin (KMO) measure of sampling
adequacy and Bartlett’s test of sphericity were run to
confirm the adequacy of factor analysis. The variables
with communality values (proportion of common
variance) lower than 0.6, as well as those with cross
loadings over 0.4, were excluded from the analysis.
These variables were excluded successively, and a
new factor analysis was performed following the
removal of each variable until the goodness-of-fit of
the reduced model was attained.
In order to identify outliers for each factor of the
reduced model, regression scores were computed
for each individual. Following the removal of the
outliers in these scores, the final exploratory factor
Muscular performance: isokinetic variables
analysis was performed. To validate the model
relative to the knee extension torque curve data, the
sample was randomly divided into 2 subsamples
(“split-sample” method), and factor analysis was
performed in each subsample to assess whether
the initial factor structure was maintained. Finally,
to investigate the capacity of generalization of the
final factor structure, a second exploratory factor
analysis, which included all the variables used in the
first analysis, was performed using the knee flexion
torque curve data. The similarity between the factor
structures generated based on the knee extension
and flexion data was assessed by means of Tucker’s
congruence coefficient.
Results
Upon initial exploratory analysis (n=235), Bartlett’s
test of sphericity was significant (p<0.0001), and the
KMO measure of sampling adequacy was 0.700,
which indicated that factor analysis was appropriate
for the data in the present study. These results pointed
to the presence of 5 factors that clearly represented
different features of muscular performance, and we
chose to maintain this initial (5-factor) structure in
the subsequent analyses (Table 1).
Application of the procedures to reduce the number
of variables in the model resulted in the exclusion of
5 variables. The Coefficient of Variation was the
first variable to be excluded (communality = 0.522).
Next, the variables Torque at 30°, Time to Peak
Torque, Average Power, and Peak Torque at 0.18 s
were successively excluded (cross loading >0.4).
Following the identification and removal of outliers
of the resultant scores (n=219), the reduced model
of exploratory factor analysis of the knee extension
data explained 90.746% of the total variability of
the data. The KMO value was 0.723, and Bartlett’s
test of sphericity was significant (p<0.0001),
indicating that factor analysis was appropriate for the
investigated dataset. The variables exhibited adequate
communality values (Table 2).
Factor analysis of the 2 randomized subsamples
(n1=110, n2=109) exhibited KMO values of 0.698
and 0.683, respectively. Bartlett’s test of sphericity
was significant (p<0.0001) in both samples.
The total explained variance of the data in these
subsamples was 91.288% and 90.537%, respectively
(Table 3). These 2 analyses converged towards the
Table 1. Factor structure of knee extensor isokinetic assessment data disclosed by the initial exploratory factor analysis.
Factors
Variables
Maximum Work
1
2
3
4
5
Communality
0.976
0.042
0.110
–0.071
–0.073
0.977
Total Work
0.961
0.042
0.036
0.005
–0.123
0.943
Work Last Third
0.944
0.062
–0.163
–0.137
–0.106
0.952
Work First Third
0.929
0.037
0.260
0.025
–0.155
0.957
Peak Torque
0.883
–0.156
–0.023
–0.081
0.354
0.937
Average Peak Torque
0.865
–0.190
–0.138
–0.072
0.337
0.922
Average Power
0.787
–0.216
–0.150
–0.156
0.421**
0.890
Acceleration Time
0.082
0.865
–0.020
0.098
0.277
0.841
Torque at 0.18 s
0.400**
–0.824
–0.049
0.030
0.290
0.927
Time to Peak Torque
0.113
0.669
0.143
–0.389
–0.476**
0.859
Work Fatigue Percentage
–0.101
–0.052
0.795
0.312
–0.089
0.750
Maximum Work
Repetition Number
–0.035
–0.019
–0.749
0.167
0.230
0.643
Coefficient of variation
0.045
0.087
0.696
0.071
0.149
0.522*
Angle of Peak Torque
–0.004
–0.107
0.140
0.940
0.027
0.916
–0.210
–0.035
–0.680
–0.098
0.878
0.692
Torque at 30º
Deceleration Time
Percentage of Explained
Variance (%)
0.601**
–0.033
39.6%
–0.001
12.9%
0.045
0.018
–0.830
11.7%
10.6%
10.3%
*Communality <0.6; **Cross loading 0.4.
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):521-529
523
Amaral GM, Marinho HVR, Ocarino JM, Silva PLP, Souza TR, Fonseca ST
Table 2. Factor structure of knee extensor isokinetic assessment data disclosed by the final exploratory factor analysis.
Factors
Torque
Generation
Capacity
Variation
in Torque
Generation
Capacity
Movement
Deceleration
Capacity
Mechanical/
Physiological
Factors
of Torque
Generation
Acceleration
Capacity
Communality
Maximum Work
0.977
0.077
0.060
–0.043
0.017
0.966
Total Work
0.958
0.011
0.093
0.018
–0.005
0.927
Work Last Third
0.935
–0.186
0.078
–0.155
0.022
0.940
Work First Third
0.935
0.258
0.095
0.042
–0.016
0.952
Peak Torque
0.883
–0.095
–0.308
–0.064
0.044
0.889
Average Peak
Torque
0.859
–0.172
–0.314
–0.072
0.023
0.871
Work Fatigue
Percentage
–0.096
0.812
0.031
0.365
–0.069
0.808
Maximum
Work Repetition
Number
–0.047
–0.854
–0.074
0.190
–0.108
0.784
Deceleration
Time
–0.027
0.073
0.960
–0.023
0.031
0.929
Angle of Peak
Torque
–0.073
0.041
–0.020
0.956
–0.024
0.923
Acceleration
Time
0.024
0.045
0.028
–0.028
0.995
0.993
Percentage
of Explained
Variance (%)
46.9%
14.0%
10.5%
10.2%
9.2%
Variables
same structure in the final model, which therefore
supported its validation.
In the exploratory factor analysis of the knee
flexion data, Bartlett’s test of sphericity was also
significant (p<0.0001), the KMO value was 0.718,
and the explanatory percentage was 91.322%
(Table 4). Tucker’s congruence coefficient between
the flexion model and the final extension model
was 0.95, thus indicating high similarity between
models. These results demonstrate the capacity of
generalization of the final model obtained from the
knee extensor isokinetic assessment data to the knee
flexor isokinetic assessment data at 60º/s.
Discussion
The results indicated that the set of variables
included in knee isokinetic assessment reports
could be represented by 5 factors, which together
explained more than 90% of the variance in data. On
the one hand, the results indicate much redundancy
in the information provided by the variables
524
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):521-529
currently included in isokinetic assessments; on
the other, they indicate that 5 different domains of
muscular performance are represented by this set
of variables. These domains were defined as torque
generation capacity, variation in torque generation
capacity along repetitions, movement deceleration
capacity, mechanical/physiological factors of
torque generation, and acceleration capacity (torque
development). The identification of these domains
should enable a more systematic and optimized
interpretation of the data in isokinetic assessments.
Five variables were not included in the final
model. The CV had a low communality with the
other variables, which is due to the fact that this
variable was controlled in our study. The remaining
variables (Time to Peak Torque, Torque at 30°, Torque
at 0.18 s, and Average Power) had cross loading >0.4
for more than one factor (i.e. they bring ambiguous
information to test interpretation). For example,
Time to Peak Torque and Torque at 30° depend on
multiple attributes, such as the individual’s capacity
to produce torque and to accelerate the limb, as well
48.7%
Percentage
of Explained
Variance
(%)
Maximum
Work
Repetition
Number
0.017
–0.012
Work Fatigue
Percentage
Acceleration
Time
–0.064
Average
Peak Torque
–0.064
0.885
Peak Torque
Angle of
Peak Torque
0.905
Work First
Third
–0.050
0.956
Work Last
Third
Deceleration
Time
0.988
0.942
Total Work
0.983
Maximum
Work
Variables
Factors in random sample 2
13.0%
–0.065
–0.031
–0.025
0.816
–0.811
0.115
0.041
–0.199
0.203
0.008
0.041
10.5%
–0.052
–0.009
0.963
–0.127
–0.104
–0.287
–0.293
0.062
0.108
0.056
–0.293
10.0%
0.022
0.950
–0.020
0.218
0.353
–0.057
–0.052
0.049
–0.129
0.004
–0.052
9.2%
0.989
0.027
–0.051
–0.137
–0.065
–0.006
0.030
–0.002
0.021
–0.006
0.030
0.987
0.908
0.934
0.747
0.801
0.883
0.911
0.960
0.957
0.979
0.974
44.8%
0.031
–0.085
–0.008
–0.101
–0.141
0.838
0.866
0.899
0.926
0.917
0.965
15.6%
0.027
0.056
0.115
–0.886
0.812
–0.243
–0.167
0.349
–0.154
0.045
0.139
10.6%
0.095
–0.014
0.949
–0.056
0.126
–0.32
–0.303
0.124
0.049
0.138
0.047
10.3%
–0.068
0.967
–0.013
0.150
0.349
–0.066
–0.059
0.017
–0.188
0.03
–0.055
9.3%
0.988
–0.063
0.100
–0.110
–0.102
0.046
0.051
–0.036
0.04
–0.004
0.022
0.991
0.949
0.925
0.833
0.828
0.870
0.875
0.947
0.920
0.863
0.957
Mechanical/
Mechanical/
Variation
Variation
Movement Physiological
Torque
Torque
Movement Physiological
Acceleration
Acceleration
in Torque
in Torque
Factors
Communality Generation
Deceleration
Factors
Communality
Deceleration
Generation
Capacity
Generation
Capacity
Generation
Capacity
Capacity
of Torque
Capacity
of Torque
Capacity
Capacity
Capacity
Generation
Generation
Factors in random sample 1
Table 3. Factor structure of knee extensor isokinetic assessment data disclosed by exploratory factor analysis of the 2 subsamples obtained by means of the “split-sample” method.
Muscular performance: isokinetic variables
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):521-529
525
Amaral GM, Marinho HVR, Ocarino JM, Silva PLP, Souza TR, Fonseca ST
Table 4. Factor structure of knee flexor isokinetic assessment data disclosed by the exploratory factor analysis.
Factors
Acceleration
Capacity
Mechanical/
Physiological
Factors
of Torque
Generation
0.091
0.007
0.021
0.962
0.065
–0.023
0.045
0.963
0.027
0.036
0.01
0.959
Torque
Generation
Capacity
Variation
in Torque
Generation
Capacity
Movement
Deceleration
Capacity
Maximum Work
0.968
0.128
Total Work
0.977
0.048
Work First Third
0.938
0.276
Variables
Communality
Work Last Third
0.918
–0.224
0.183
–0.101
0.111
0.948
Peak Torque
0.912
–0.007
–0.126
–0.132
–0.115
0.879
Average Peak
Torque
0.912
–0.068
–0.128
–0.16
–0.114
0.891
0.845
–0.248
0.157
–0.2
0.841
–0.305
0.098
0.056
0.759
0.938
0.126
–0.036
0.899
Work Fatigue
Percentage
–0.04
Maximum Work
Repetition Number
–0.113
Deceleration Time
0.018
0.032
Angle of Peak Torque
–0.019
–0.195
0.046
0.969
0.981
Acceleration Time
–0.130
0.036
0.122
0.964
0.044
0.964
Percentage of
Explained Variance
(%)
48.3%
14.0%
10.3%
9.4%
9.3%
–0.8
as on muscle length. Thus, the non-inclusion of these
variables eliminated redundant information from the
test results, as specific aspects of muscle performance
were better captured by other variables available in
the isokinetic report.
The first factor included the variables that were
related to the construct of Torque Generation
Capacity. Higher values for these variables were
associated with greater torque generation capacity in
athletes. This factor captured the largest percentage
of the data variability (46.9% of the total variance).
The 4 variables that exhibited the greatest factor
loading were Maximum Work (0.977), Total Work
(0.958), Work First Third (0.935), and Work Last
Third (0.935), and these variables also exhibited
strong mutual correlation (>0.90). Work, calculated
as the area under the force vs. displacement curve,
represents the energy spent by muscle exertion
during motion (product of torque times angular
displacement)4,9,10. Maximum Work represents the
capacity to generate muscle torque throughout the
full range of the movement repetition that exhibits
the greatest muscle work production4,9. Total Work
represents the sum of the work calculated for each
repetition9, and Work First Third and Work Last
Third represent the amount of work performed in
526
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):521-529
–0.04
those stages of movement in all the test repetitions
taken together11. This factor was also represented by
the variables Peak Torque and Average Peak Torque,
with factor loading values of 0.883 and 0.859,
respectively. Peak Torque represents the maximum
torque generated at a single point of the entire
range of motion among all test repetitions9, whereas
Average Peak Torque represents the mean value of the
maximum torque generated in all 5 repetitions11. The
high association between Peak Torque and Average
Peak Torque was expected, since only tests with small
Coefficient of Variation (<10%) were allowed in this
study. When this criterion is not observed and large
variation occurs, lower association between these
variables can be expected.
The variable Maximum Work best represented
torque generation capacity because it exhibited the
greatest factor loading for the first factor, in addition
to strong correlation with the variables Total Work,
Work First Third, and Work Last Third. Although
Peak Torque (factor loading of 0.883) has been the
variable most widely used in the interpretation of
isokinetic assessments, the results of the present
study reinforce the need to measure Maximum
Work to achieve an accurate characterization of the
torque generation capacity. Therefore, the variable
Muscular performance: isokinetic variables
Peak Torque should not be used alone to represent
that construct, as it could lead to errors in the
interpretation of the results. The limited ability of
Peak Torque to characterize the torque generation
capacity of an individual may be related to the fact
that it corresponds to the torque generated at a single
point of the entire range of motion. Conversely, the
variable Maximum Work provides information on the
ability of the muscle to generate torque throughout
the entire range of motion4. Within that context,
individuals able to generate high peak torque do
not systematically exhibit the greatest values for
Maximum Work4. Moreover, high Peak Torque values
not associated with Maximum Work values may
indicate a condition in which the assessed individual
is able to generate high torque at a given point but
cannot maintain that level of performance throughout
the entire range of motion of the knee joint. The
results of the present study therefore suggest that
both variables (i.e. Maximum Work and Peak Torque)
should be included in reports to achieve a thorough
characterization of torque generation capacity related
to muscular performance12.
The second factor identified was represented by
the variables Maximum Work Repetition Number
(–0.854) and Work Fatigue Percentage (0.812),
which were associated with the Variation in Torque
Generation Capacity. This factor contributed 14% of
the total explained variance and provided information
on the consistency of muscular performance, i.e. the
maintenance of torque generation capacity during
repetitions. The discrete variable Maximum Work
Repetition Number represents the number of the
repetition (i.e. 1, 2, 3, 4 or 5) in which the curve
exhibited its greatest magnitude11. The variable Work
Fatigue Percentage represents the percent reduction
in the work generated between the first and last
thirds of the series of repetitions13,14. For lower scores
corresponding to this variable, there is generally
greater consistency in muscular performance13,14.
However, this analysis must be performed with
caution because this variable was calculated based
on only 5 repetitions at a velocity of 60º/s, and
it merely represents the effect of the variation of
performance between the beginning and the end of
the test. Therefore, in the present study, Work Fatigue
Percentage seems to have provided information
concerning performance variability. Furthermore,
the variable Maximum Work Repetition Number
exhibited an inverse correlation with this factor. In
other words, the later the Maximum Work repetition
occurs, the lower the variability in the response is.
Due to the weak correlation between these variables
(–0.416), combined use of both may provide
information on the ability to maintain the generated
torque during repetitions, which is considered to be
indicative of muscle endurance or the neuromuscular
ability to keep torque generation constant13,14.
The third factor captured the movement
deceleration capacity, represented by the variable
Deceleration Time, and contributed to 10.5% of
the total variance. Deceleration Time represents
the total time to reduce isokinetic velocity to 0º/s at
the end of the motion. During an isokinetic testing,
the equipment imposes increasing resistance to any
torque that attempts to produce movement speeds
greater than that selected for the test. Considering
that a proper isokinetic assessment requires that the
individual produce maximum torque at any point
during the test (resulting in an adequate test speed),
the Deceleration Time may characterize the capacity
of the individual to maintain maximum torque, at the
required speed, close to the end of the tested range
of motion (in a position in which the muscle is close
to active insufficiency). Thus, greater Deceleration
Time values may be associated with lower capacity
to maintain torque at the extremes of the range
of motion. As this variable represents a different
condition in comparison to the other variables,
it may add relevant information concerning the
isokinetic test15. Although it is seldom reported in
studies, this variable represents a domain of muscular
performance that should not be neglected.
The fourth factor was represented by the Angle
of Peak Torque, which corresponded to 10.2% of the
total explained variance. This factor was associated
with the muscle function domain that we defined
as Mechanical/Physiological Factors of Torque
Generation. The Angle of Peak Torque corresponds
to the position of the joint at the moment when Peak
Torque is generated7,16-18. Therefore, this variable
represents the optimal point of the torque vs. angular
displacement curve for torque development and
is related to the interaction between physiological
factors such as optimal muscle length (length-tension
relationship) and mechanical factors (changes in
the angle of insertion/lever arm during rotatory
motion) during performance assessment16,18. The
interpretation of this variable must take into account
not only the absolute values of angulation but also
the representation of such angulation relative to the
activity of interest. For instance, the Angle of Peak
Torque values for the knee flexors and extensors
of soccer players were shown to be significantly
decreased and increased, respectively, in comparison
to cyclists18. Furthermore, Angle of Peak Torque
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):521-529
527
Amaral GM, Marinho HVR, Ocarino JM, Silva PLP, Souza TR, Fonseca ST
that does not meet the specific demands of various
sports may be associated with a higher incidence of
injuries17,19.
The fifth factor was associated with the muscular
performance domain that we termed acceleration
capacity. Acceleration time was the only variable
that contributed to this factor, and this variable
corresponds to the time needed for the limb to reach
the velocity pre-established for the isokinetic test
when starting from the rest position. Furthermore,
this variable may be considered an indicator of an
individual’s neuromuscular capacity to develop
torque quickly1,20-22. Reduced Acceleration Time
values may denote superior muscle fiber recruitment
capacity of tested muscles and may be associated
with shorter latency for torque generation in such
muscles20-22. However, the ability to generate high
torque values may not suffice to ensure adequate
performance, as the speed with which torque is
developed must also be taken into account for the
characterization of muscular performance. Thus, for
a complete assessment, Acceleration Time should be
included to address neuromuscular factors related to
muscular performance21,22. However, it is important
to notice that this variable can be more relevant in
test conditions involving higher velocities. In these
situations, the acceleration demand is more evident
and the acceleration capability is crucial for overall
performance in the test.
The aforementioned results were reproduced in the
analysis of the 2 randomized subsamples generated
from the initial sample, the factor structure found in
the analysis of knee extensor isokinetic assessment
data was therefore fully validated. In addition, this
model was also stable during the analysis of the
data resulting from isokinetic assessment of another
variety of movement (knee flexion). Although there
was an inversion in the distribution for the variables
Angle of Peak Torque and Acceleration Time in
factors 4 and 5 in the analysis of knee flexor isokinetic
assessment data (Table 4), the structure of each factor
was maintained (i.e. the way in which these variables
were distributed among the different factors remained
the same), which may be related to the very similar
percentages of variance explained by those factors
(i.e. 9.4% and 9.3%, relative to the flexor data).
This inversion in the distribution of the variables
does not invalidate the structure of the reduced
model because the same 5 constructs were still
represented. Therefore, muscular performance could
be characterized by means of 5 distinct domains.
Factor analysis enabled the identification of
5 different domains that together provided information
528
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):521-529
concerning muscular performance in knee flexionextension isokinetic assessment at a velocity of 60º/s
in young athletes. Caution is recommended when
generalizing the results for different velocities or
populations. The results of the present study point
to the relevance of the analysis and the inclusion of
variables that represent distinct constructs but are
often neglected in the interpretation of isokinetic
assessments.
Conclusions
The present study identified five factors that
were accurately represented by only a few variables
included in isokinetic reports. Each factor represents
a different dimension of muscular performance.
Our results suggest that Maximum Work should
be systematically reported to characterize torque
generation capacity. The constructs movement
acceleration and deceleration capacity must be more
thoroughly explored in future studies, as they provide
different information to that supplied by variables
describing torque generation capacity. Finally,
variability in torque generation capacity and the
contribution of mechanical and physiological factors
to torque generation may be accurately represented
by variables of Maximum Work Repetition Number,
Work Fatigue Percentage, and Angle of Peak Torque.
Therefore, the use of just a few variables may suffice
to capture the full scope of information provided by
isokinetic assessments.
Acknowledgements
To the Pro-Dean’s Office for Research of
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG),
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de
Nível Superior (CAPES), Fundação de Amparo à
Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG),
and Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico (CNPq), Brazil.
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Correspondence
Giovanna Mendes Amaral
Rua Oscar Trompowisky, 1275/202, Grajaú
CEP 30431-177, Belo Horizonte, MG, Brasil
e-mail: [email protected]
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):521-529
529
original article
Characteristics and associated factors with sports
injuries among children and adolescents
Franciele M. Vanderlei1, Luiz C. M. Vanderlei1,2, Fabio N. Bastos3, Jayme
Netto Júnior1,2, Carlos M. Pastre1,2
ABSTRACT | Background: The participation of children and adolescents in sports is becoming increasingly common,
and this increased involvement raises concerns about the occurrence of sports injuries. Objectives: To characterize
the sports injuries and verify the associated factors with injuries in children and adolescents. Method: Retrospective,
epidemiological study. One thousand three hundred and eleven children and adolescents up to 18 years of age enrolled
in a sports initiation school in the city of Presidente Prudente, State of São Paulo, Brazil. A reported condition inquiry
in interview form was used to obtain personal data and information on training and sports injuries in the last 12 months.
Injury was considered any physical complaint resulting from training and/or competition that limited the participation
of the individual for at least one day, regardless of the need for medical care. Results: The injury rate per 1000 hours
of exposure was 1.20 among the children and 1.30 among the adolescents. Age, anthropometric data, and training
characteristics only differed with regard to the presence or absence of injuries among the adolescents. The most commonly
reported characteristics involving injuries in both the children and adolescents were the lower limbs, training, noncontact mechanism, mild injury, asymptomatic return to activities, and absence of recurrence. Conclusions: The injury
rate per 1000 hours of exposure was similar among children and adolescents. Nevertheless, some peculiarities among
adolescents were observed with greater values for weight, height, duration of training, and weekly hours of practice.
Keywords: child; adolescent; traumatism in athletes; risk factors; rehabilitation.
HOW TO CITE THIS ARTICLE
Vanderlei FM, Vanderlei LCM, Bastos FN, Netto Júnior J, Pastre CM. Characteristics and associated factors with sports injuries
among children and adolescents. Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):530-537. http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0059
Introduction
The participation of children and adolescents
in the practice of physical activities and sports has
increased in recent decades1. It is estimated that 30
to 45 million individuals between six and 18 years
of age participate in sports2.
The practice of sports provides benefits to the
cardiopulmonary, musculoskeletal, and endocrine
systems. Sports lead to improvements in motor skills
and daily habits as well as the acquisition of dexterity,
exerting an influence on the social and psychological
aspects of practitioners1-4.
However, constant exposure to repetitive motor
actions and excessive load poses the risk of injury5,6.
Indeed, Adirim and Barouh7 reported that when
children practice a sport, they are exposed to injury
and, in this context, several risk factors can be
considered, such as musculoskeletal immaturity,
obesity, and characteristics of training. Thus, it is
important to identify the factors associated with injury
to establish preventive strategies.
The first step to knowledge regarding such
occurrences is to carry out investigations of an
epidemiological nature. Thus, the aim of the present
study was to characterize the sports injuries and
verify the associated factors with injuries in children
and adolescents.
Method
Subjects
A total of 1311 student athletes (939 males and
372 females) enrolled with the City of Presidente
Prudente Municipal Sports Department (State of São
Laboratório de Fisioterapia Desportiva, Departamento de Fisioterapia, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista, UNESP,
Presidente Prudente, SP, Brazil
2
Laboratório de Fisioterapia Desportiva, Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia, Faculdade de Ciências e Tecnologia, UNESP, Presidente
Prudente, SP, Brazil
3
Programa de Pós-Graduação em Patologia Experimental, Universidade Estadual de Londrina, UEL, Londrina, PR, Brazil
Received: 12/09/2013 Revised: 04/02/2014 Accepted: 06/23/2014
1
530
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):530-537
http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0059
Sports injuries in children and adolescents
Paulo, Brazil) in the sports modalities of athletics,
basketball, football, soccer, gymnastics, karate,
kung fu, swimming, table tennis, and volleyball
were randomly selected for participation in the
present study. The volunteers were divided into two
groups: children (n=509) aged up to 12 years of
age and adolescents (n=802) aged 12 to 18 years,
based on the classification set by Brazil’s Child and
Adolescent Statute enacted in 19908. All volunteers
were amateurs and beginners in the practice of sports.
This study received approval from the Human
Research Ethics Committee of Universidade
Estadual Paulista (UNESP), Presidente Prudente,
SP, Brazil, under process number 08/2010 and all
volunteers signed an informed consent form.
Study design and ϐield procedures
The data were collected through individual
interviews addressing the occurrence of injuries and
respective characteristics in the previous 12 months
of training and/or competition. To avoid interfering
in the normal dynamics and routine of the sport,
the volunteers were approached either prior to or
following training sessions.
A reported condition inquiry was used, which
has been used for the acquisition of information
on general health status in specific populations due
mainly to its applicability and objectivity9-12. A pilot
study was first conducted with 200 individuals to
test the applicability of this instrument, the results of
which demonstrated adequate comprehension of the
questions on the part of the respondents.
Data were collected individually in interview
form by a single examiner familiarized with the
instrument. Pastre et al.9 suggests this procedure due
to the different degrees of understanding regarding
the annotation of answers on the part of interviewees.
Information was provided by the volunteers as well as
their coaches and/or parents/guardians, as suggested
by Pereira13 for the acquisition of data related to
health conditions.
Injury reporting
Sports injury in the present study was defined as
any physical complaint resulting from training and/
or competition that limited the participation of the
individual for at least one day, regardless of the need
for medical care. This definition has been employed
in previous studies14,15.
The inquiry addressed personal data, such as
gender, age, weight, height, and duration of training
in years, which were considered the independent
variables. Body mass was determined using a Filizola
scale with a precision of 0.1 Kg and height was
determined using a Sanny portable stadiometer with
millimeter measurements. For these measurements,
the volunteers were barefoot and wore light clothing.
The inquiry addressed sports injuries, such as
the anatomic site affected, injury mechanism, when
the injury occurred, severity of the injury, return to
normal activities, and recurrences. To facilitate the
identification of the anatomic site of the injury, an
illustration of the human body was shown, on which
the subject marked the region of the body referring to
the sensation of pain or musculoskeletal discomfort.
The determination of the injury mechanism consisted
of the volunteer’s perception regarding the contact or
exact action performed when signs and symptoms of
an acute episode emerged and/or the type of activity
in which such manifestations were accentuated.
This variable was divided into direct contact and
non-contact16-18. The moment of occurrence of the
injury was analyzed based on the specific phase of
training or competition. The severity of the injury
was classified based on the National Athletic Injury
Reporting System, which classifies sports injuries
based on the time the athlete spends away from
the sport for recovery19,20. The determination of the
return to normal activities addressed whether or
not this event occurred and whether the return to
the sport without any alterations in normal training
occurred with or without signs and/or symptoms. The
recurrence of injury was investigated to determine
whether injury had occurred on other occasions and
in the same anatomic site on other occasions19.
Organization and description of categories
of variables
To facilitate the analysis and presentation of the
results, the variables were subdivided into categories
based on the most expressive clusters of results
without affecting the essence of their origin or the
conclusions of the study. Regarding anatomic site of
pain or discomfort, the questionnaire listed 20 bodily
regions, which were grouped into the following
segments: upper limbs, lower limbs, and trunk.
The following two injury mechanisms were
considered: i) injury due to direct contact caused
by a single traumatic incident, such as a fall or
collision with an opponent16-18; ii) non-contact injuries
stemming from aspects inherent to the sport itself,
such as short and long-distance runs, rapid changes
in movement, jumps, and landing16-18.
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):530-537
531
Vanderlei FM, Vanderlei LCM, Bastos FN, Netto Júnior J, Pastre CM
Severity was categorized as mild injury (1 to
7 days away from sport), moderate injury (8 to
21 days away from sport) or severe injury (more than
21 days away from sport or permanent injury)19,21.
Statistical analysis
Descriptive statistics were used for the analysis
of the profile of the population and description
of the variables. The results were expressed as
mean and standard deviation values, percentages,
and absolute numbers. The odds ratio (OR) test
with a 95% confidence interval (CI) was used to
determine whether the presence/absence of injury
was associated with age group and gender. The
Kolmogorov-Smirnov was used to test the normality
of the data. Student’s t-test for non-paired data was
used in cases of normal distribution (height in the
group of children) and the Mann-Whitney test was
used for cases in which normal distribution was not
found (all other independent variables). Goodman’s
test for contrasts between and within multinomial
populations was used to test associations between the
characteristic of the group of variables to be analyzed
and anatomic site, injury mechanism, when the injury
occurred, severity, return to normal activities, and
recurrence. The frequency of injury was calculated
by the number of athletes interviewed who reported
injury in the period x 100.000/total number of athletes
interviewed. The risk of injuries for injured athlete
was calculated by the number of athletes interviewed
who reported injury in the period/number of injuries.
The injury rate per 1000 hours of exposure was
calculated by numbers of injuries divided by the
number of exposure hours multiplied by 1000. The
statistical analyses were conducted using the Minitab
program, version 13.3, with the significance level set
at 5% (p<0.05).
Results
Among the group of children, the mean age was
10.46±1.61 years, weight was 41.28±11.34 kg, height
was 1.46±0.10 m, duration of training was 1.60±1.04
years, and weekly hours of practice were 2.90±2.04.
Among the group of adolescents, mean age was
14.55±1.36 years, weight was 58.95±12.15 kg, height
was 1.46±0.10 m, duration of training was 2.68±2.10
years, and weekly hours of practice were 5.20±3.72.
Among the 1311 interviewees, 234 athletes
reported a total of 261 injuries, corresponding to
more than one injury per injured athlete. Statistically
significant differences were found in the frequency
distribution of injuries between the two age groups,
with the adolescents demonstrating a greater risk
of injury than the children (OR: 1.97; 95% CI:
1.44–2.70). As no significant gender differences were
found among either the children (OR: 0.82; 95% CI:
0.45–1.50) or the adolescents (OR: 0.98; 95% CI:
0.68–1.41), the analyses were performed without
gender distinctions. The frequency of injury was 12%
among the children and 21% among the adolescents.
The frequency per injured athlete was 14% among the
children and 25% among the adolescents. The injury
rate per 1000 hours of exposure was 1.20 among the
children and 1.30 among the adolescents (Table 1).
Among the adolescents, weight, height, duration of
training, and weekly hours of practice were associated
with injuries, with higher median values for these
variables among individuals affected by injuries than
non-affected individuals (Table 2).
Table 3 shows that the lower limbs had a
significantly greater number of injuries in both groups
in comparison to the upper limbs and trunk. A greater
number of injuries occurred during training in both
groups. Among the adolescents, the non-contact
Table 1. Mean values, followed by the standard deviation, and confidence interval of injury rate per 1000 hours of exposure and absolute
(n) and relative (%) frequency of injured athletes, injuries reported and frequency of injury.
Variables
Injury rate per 1000 hours of exposure
Groups
Children (n=509)
Adolescents (n=802)
1.20±3.6 [0.89–1.52]
1.30±3.05 [1.09–1.51]
Injured athletes
62 (12.18)
172 (21.44)
Injuries reported
64 (12.57)
197 (24.56)
0.12
0.24
Injury risk
Injury risk per injured athlete
1.03
1.14
Frequency
12%
21%
Injury risk per athlete = total number of injuries divided by total number of athletes interviewed; injury risk per injured athlete = total number
of injuries divided by total number of injured athletes; Injury rate per 1000 hours of exposure = numbers of injuries divided by the number of
exposure multiplied by 1000.
532
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):530-537
Sports injuries in children and adolescents
Table 2. Mean, standard deviation, median, and confidence interval values for anthropometric measures and training variables according
to age group and occurrence of injury.
Variables
Weight (kg)
Groups
Injured
Non-injured
p-value
Children
43.3±11.03 (42.80)
[40.59–46.10]
40.99±11.37 (39.20)
[39.93–42.04]
0.09
Adolescents
Height (m)
Duration of training (years)
Weekly hours of practice
62.40±13.08 (60.30)* 57.87±11.64 (56.40)
[60.57–64.23]
[56.96–58.78]
0.0001
Children
1.48±0.10 (1.48)
[1.46–1.51]
1.46±0.10 (1.46)
[1.45–1.47]
0.10
Adolescents
1.69±0.09 (1.70)*
[1.68–1.71]
1.65±0.08 (1.66)
[1.64–1.66]
0.0001
Children
1.82±1.18 (1.00)
[1.52–2.11]
1.57±1.02 (1.00)
[1.47–1.66]
0.06
Adolescents
3.44±2.52 (3.00)*
[3.09–3.80]
2.44±1.90 (2.00)
[2.30–2.59]
0.0001
Children
3.46±2.98 (2.00)
[2.72–4.21]
2.82±1.86 (2.00)
[2.65–3.00]
0.44
Adolescents
6.63±4.36 (6.00)*
[6.02–7.24]
4.75±3.38 (4.00)
[4.49–5.01]
0.0001
Kolmogorov-Smirnov normality test; *Statistically significant difference in relation to non-injured athletes; The Mann-Whitney test was used to
compare medians between injured and non-injured athletes for height, weight, duration of training, and weekly hours of practice in adolescents.
Table 3. Absolute (n) and relative (%) frequency of anatomic site,
when injury occurred, and injury mechanisms.
Variables
Groups
Children (n=509) Adolescents (n=802)
Anatomic Site
Upper limbs
12 (18.75)
42 (21.32)
Lower limbs
48 (75.00)*
131 (66.50)*
Trunk
4 (6.25)
24 (12.18)
Total
64 (100)
197 (100)
59 (92.18)†
160 (81.22)†
Competition
5 (7.82)
37 (18.78)
Total
64 (100)
197 (100)
Direct contact
27 (42.19)
48 (24.36)
Non-contact
37 (57.81)
149 (75.64)‡
64 (100)
197 (100)
When injury occurred
Training
Mechanism
Total
Goodman’s test for contrasts between and within multinomial
populations; *Difference in relation to upper limbs and trunk;
†Difference in relation to competition; ‡Difference in relation to
direct contact.
mechanism (72.59%) differed significantly from the
direct contact mechanism (24.36%).
Table 4 shows that, in both groups, a greater
frequency of mild injury was found in comparison
to moderate and severe injury. The majority of
the children returned to their normal activities
asymptomatic, whereas similar proportions of
adolescents returned to their normal activities with
and without the presence of signs and/or symptoms. A
statistically significant difference was found between
the absence and presence of recurring injury among
the adolescents.
Discussion
The investigation into injuries associated with the
different sports practiced in Brazil among individuals
under 18 years of age demonstrates that the injury
rate per 1000 hours exposure does not appear to
show significant differences between children and
adolescents, which does not allow for a comparison
of characteristics of injuries between the groups.
Despite the correction in relation the exposure of each
athlete, each group studied seems to have particular
characteristics regarding the occurrence of injuries.
In the group of adolescents the occurrence of injuries
was associated with age, anthropometric data and
training variables, and among the children was found
random distribution for these variables.
The frequency of injury was 12% among the
participants aged six to 11 years and 21% among those
aged 12 to 18 years. Conn et al.22 estimate that 22% of
injuries among individuals aged five to 24 years are
sports-related. A study carried out in Norway reports
this figure to be around 17%23. However, when the
correction for exposure of the athlete is applied, mean
values of the injury rate per 1000 hours exposure are
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):530-537
533
Vanderlei FM, Vanderlei LCM, Bastos FN, Netto Júnior J, Pastre CM
Table 4. Absolute (n) and relative (%) frequency of injuries
according to severity, return to activities, and recurrence.
Variables
Groups
Children (n=509) Adolescents (n=802)
Severity
Mild
Moderate
56 (87.50)*
159 (80.71)*
4 (6.25)
20 (10.15)
Severe
4 (6.25)
18 (9.14)
Total
64 (100)
197 (100)
Return to normal activities
Asymptomatic
50 (78.12)†
111 (56.35)
Symptomatic
14 (21.88)
86 (43.65)
64 (100)
197 (100)
No
37 (57.82)
133 (67.51)‡
Yes
27 (42.18)
64 (32.49)
Total
64 (100)
197 (100)
Total
Recurrence
Goodman’s test for contrasts between and within multinomial
populations; *Difference in relation to moderate and severe injury;
†Difference in relation to symptomatic return; ‡Difference in
relation to recurrence.
confirmed to be similar for both groups, in contrast
with the findings of Knowles et al.5, who reported a
rate of 1.41 for children under 14 years and 2.52 for
individuals 18 years of age.
Each group studied seems to have particular
characteristics regarding the occurrence of injury.
The results of the present study demonstrate that
the frequency of injury increased in the adolescents,
which is in agreement with findings described in
previous studies24,25. The reasons for this are related to
the greater involvement in sports with the advance in
age, in addition to the characteristics of training such
as high intensities of physical stimuli and inadequate
recovery time26.
Regarding anthropometric and training
characteristics, injuries were significantly associated
with intrinsic and extrinsic risk factors only in the
group of adolescents. The median values for weight,
height, duration of training, and weekly hours of
practice were higher among the athletes with a recent
history of injury. Studies report a greater frequency of
injury among heavier and taller adolescents due to the
generation of a greater magnitude of forces absorbed
by soft tissues and joints; the greater dynamism and
collision force also contribute toward the occurrence
of injury in this specific population27-29. In the present
study, adolescents with a greater duration of training
and greater number of weekly hours of practice
534
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):530-537
reported more injuries. The increase in exposure
may be related to an increased risk of injury due
to repetitive and cumulative trauma, as reported by
Turbeville et al.30.
Among the children, no specific profiles were
observed for the variables studied with regard to the
presence or absence of injury, which does not allow
the establishment of associations with the occurrence
of injury in this age group. Among the adolescents,
however, there was a tendency toward an increase
in confidence interval values among the injured
individuals in comparison with the non-injured
individuals. Thus, the results of the present study
indicate the need for specific care when exceeding
three years of practice within a given sport and six
hours of practice per week.
Regarding the anatomic site, there was a
predominance of injuries in the lower limbs,
especially the knees and ankles. Sharma et al.31
found that the frequency of sports injuries among
children up to 12 years of age was 43.8% in the upper
limbs, 34.5% in the lower limbs, and 16% in the
head, which differs from the findings of the present
study. However, in a study involving adolescents
up to 16 years of age practicing 15 different sports,
Hootman et al.17 found that the lower limbs were the
most affected during both training and competitions,
which is in agreement with the results of the present
study. This finding may be explained by the fact that
sports generally involve common activities, such as
running, jumping, and rapid changes in direction,
which directly affect the lower limbs and increase
the risk of injury in this anatomic site32.
Most of the injuries occurred during the training
period. This finding may be related to the greater
exposure of the present sample during training
sessions, as participation in competitions is far more
limited. However, there is no consensus on this
issue. A number of authors report that injuries are
more common during competitions17,30. Moreover,
Rechel et al.32 report similar proportions of injuries
occurring during competition (51.5%) and training
(48.5%).
Non-contact injuries were more commonly
reported by adolescents than children. Thus, the
biomechanical aspects of the specific actions and/
or metabolic expenditures involved in the sport
seem to become more pronounced with age17. This
underscores the importance of addressing issues
linked to the biomechanics and physiology of effort
as causal agents of injury17.
However, descriptively, both children and
adolescents showed the non-contact mechanism as
Sports injuries in children and adolescents
being the most frequent. Ribeiro and Costa26 describe
that high incidence rates of non-contact injuries
can indicate that athletes had insufficient time of
preparation for the demands of training and/or there
was not sufficient time for the recovery of the stimuli
during training. Thus, special attention should be
given to the type of training and the biomechanical
and physiological characteristics trained to prevent
this type of injury.
Regarding severity, there was a predominance of
mild injuries. Rechel et al.32 found that the majority
of injuries resulted in at least one week away from
normal activities, whereas 30.3% of injuries led to
one to three weeks away, 6.8% resulted in more than
three weeks away from activities, without ending the
athletes’ career and 10.4% of injured athletes did not
return to either the season or their career. The fact that
the majority of injuries in the present study were mild
may be explained by the characteristics of the sample,
which was mostly made up of individuals in the
sports initiation phase, who experience lesser training
intensity and physical contact in comparison to the
training category, as suggested by Rechel et al.32.
There was a greater frequency of asymptomatic
return to normal activities, which is of fundamental
importance to children and adolescents as they are
in a period of growth and development. Therefore,
along with adequate musculoskeletal rehabilitation,
instructions regarding the prevention of further injury
should be emphasized33.
Descriptively, the percentage of recurrence in
children was 42% and in adolescents was 32%,
being considered high for several types of injury.
Powell and Barber-Foss34, who reported a recurrence
risk of only 10% (range: 8.4% to 13.9%) among the
different sports analyzed, posed the hypothesis that
this may be an indicator of the positive influence
of the participation of injured players in prevention
programs aimed at minimizing the likelihood of
further injury. However, it should be pointed out that
the sample in the present study was not submitted
to any type of specific preventive work, which may
explain the high percentage found in this population.
Thus, the importance of preventive programs on the
recurrence of injury is evident.
The data collection instrument has been used for
the acquisition of information on high-performance
athletes9 and there are no records of its use on
children and adolescents in Brazil. However, the
analysis tool and approach involved the utmost
care, as described in the Methods section, to ensure
maximum reliability. Thus, the reported condition
inquiry appears to be an excellent way to record
epidemiological data with ease and coherence.
Nevertheless, the retrospective design constituted
a limitation of the present study, as data may have
been lost in the time interval analyzed and the
actual magnitude of the injuries may have been
underestimated by recall bias. Another limitation
found was the lack of registration of exposure in
hours separated by different periods, training and
competition, precluding further analysis about the
time the injury occurred.
Joint actions uniting health and sports sciences,
specially physical therapy35,36, should be encouraged
for the establishment of strategies aimed at offering
greater safety to beginners in the practice of any
sports modality. Actions of this nature may have a
positive impact on health, especially among children
and adolescents, as well as consequences in the social
realm.
Conclusion
The injury rate per 1000 hours of exposure was
similar among children and adolescents, whereas
the frequency of injury without exposure correction
overestimated the occurrence of injury in adolescents.
Nevertheless, some peculiarities among adolescents
were observed with greater values for weight, height,
duration of training, and weekly hours of practice.
The following characteristics of injury predominated
in both groups: lower limbs, training period, the noncontact mechanism, mild injuries, and asymptomatic
return to normal activities. Furthermore, the presence
of recurrence was considered high for both groups.
Acknowledgments
The Brazilian fostering agency Coordenação
de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
(CAPES) and the Secretaria Municipal de Esportes
de Presidente Prudente (SEMEPP), Brazil for funding
the present study.
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Laboratório de Fisioterapia Desportiva
Rua Roberto Simonsen, 305
CEP 19060-900, Presidente Prudente, SP Brazil
e-mail: [email protected]
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):530-537
537
original article
Can the adapted arcometer be used to assess the
vertebral column in children?
Juliana A. Sedrez, Cláudia T. Candotti, Fernanda S. Medeiros, Mariana
T. Marques, Maria I. Z. Rosa, Jefferson F. Loss
ABSTRACT | Background: The adapted arcometer has been validated for use in adults. However, its suitability for use
in children can be questioned given the structural differences present in these populations. Objective: To verify the
concurrent validity, repeatability, and intra- and inter-reproducibility of the adapted arcometer for the measurement of the
angles of thoracic kyphosis and lumbar lordosis in children. Method: Forty children were evaluated using both sagittal
radiography of the spine and the adapted arcometer. The evaluations using the arcometer were carried out by two trained
evaluators on two different days. In the statistical treatment, the intraclass correlation coefficient (ICC), Pearson’s product
moment correlation, Spearman’s rho, the paired t test, and Wilcoxon’s test were used (α=.05). Results: A moderate
and significant correlation was found between the x-ray and the adapted arcometer regarding thoracic kyphosis, but
no correlation was found regarding lumbar lordosis. Repeatability and intra-evaluator reproducibility of the thoracic
kyphosis and lumbar lordosis were confirmed, which was not the case of inter-evaluator reproducibility. Conclusion: The
adapted arcometer can be used to accompany postural alterations in children made by the same evaluator, while its use
for diagnostic purposes and continued evaluation by different evaluators cannot be recommended. Further studies with
the aim of adapting this instrument for use in children are recommended.
Keywords: physical therapy; evaluation; spine; children; validity of tests.
HOW TO CITE THIS ARTICLE
Sedrez JA, Candotti CT, Medeiros FS, Marques MT, Rosa MIZ, Loss JF. Can the adapted arcometer be used to assess the
vertebral column in children? Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):538-543. http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0060
Introduction
The early identification of spinal alterations is
fundamental, particularly in childhood, because
during this phase such alterations are unconsolidated
and may therefore be delayed or even reverted1.
To classify postural alterations and follow up any
treatment, an accurate assessment of the spinal
curvature is essential, given that treatments are
generally based on the degree of curvature and its
progression2.
Generally, physiotherapeutic postural evaluation
employs methods based on observation that do not
permit objective quantification of the degree of
alteration, which constitutes a limitation in clinical
practice. The need for early quantitative identification
of postural alterations, without overexposing the
patient to radiation, has encouraged the development
of non-invasive instruments designed to objectively
measure the curvature of the spine and postural
alterations3-5.
The choice of assessment instrument should be
based on scientific parameters, such as precision,
accuracy, concurrent validity, repeatability,
reproducibility, and the diagnostic capacity of the
measurements provided. In addition, the choice
should also consider practical parameters, such as
ease of transport and ease of use of the instrument,
in order to ensure that the patient can be assessed
quickly and comfortably6. The arcometer proposed
by D’Osualdo et al.7 in 1997 for the assessment of
the thoracic spine incorporates most of these features.
Recently, Chaise et al.5 proposed modifications to
the structure of the original instrument and to the
method used to calculate the spinal curvature and
were, thus, also able to validate its use in the lumbar
spine5. Although the original instrument was assessed
in a younger sample7, the concurrent validity and
intra- and inter-evaluator reproducibility of the
adapted arcometer have only been confirmed in an
adult population5.
However, given the structural differences between
adults and children, such as the size of the trunk and
the magnitude of the spinal curvature, the applicability
Escola de Educação Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, RS, Brazil
Received: 12/20/2013 Revised: 05/17/2014 Accepted: 06/26/2014
538
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):538-543
http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0060
Adapted Arcometer in spine assessment in children
of this instrument in this specific population may be
questioned. Hence, the objective of this study was to
verify the concurrent validity, repeatability, and interand intra-evaluator reproducibility of the adapted
arcometer when assessing the angles of sagittal
curvature in the spines of children.
Method
The sample consisted of 40 individuals, 15
female and 25 male, average age 10.7±2.7 years,
average body mass 38.7±13.1 kg, and average height
1.39±0.17 m. The sample size was calculated using
GPower Software with effect size of 0.5, a probability
error of 5%, and power test of 95%, resulting in a
recommendation of 34 individuals. Six children were
added to ensure sufficient sample size during the data
collection period. With the child’s agreement, the
parents signed an informed consent form authorizing
participation in the study, which was approved by the
Ethics Committee of Universidade Federal do Rio
Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, RS, Brazil,
under the number 19685.
The assessment consisted of two procedures: a
panoramic X-ray examination of the vertebral column
and an evaluation using the adapted arcometer5. The
X-ray was carried out in the sagittal plane, while
the child stood still with the shoulders and elbows
flexed at 90 degrees. Based on the X-ray, the angles
of the thoracic and lumbar curvatures were calculated
using the two-line Cobb method8,9. To obtain the
Cobb angle (CA) of the thoracic curvature, the
upper vertebral plateau of T1 and the lower vertebral
plateau of T12 were marked, and for the CA of the
lumbar curvature, the upper vertebral plateau of L1
and the lower vertebral plateau of L5 were marked.
Two independent evaluators carried out all of the
procedures to obtain the CA for each participant on
two different occasions. Based on the assumption
in the literature that five degrees is considered the
mean error when measuring the CA10, in those cases
in which the measurements obtained for a particular
participant varied by more than five degrees, either
between the evaluators or between the measurements
obtained by the same evaluator, a new evaluation was
performed. The mean values of the angles obtained
were used in the statistical analyses.
To evaluate the thoracic kyphosis and lumbar
lordosis with the adapted arcometer, as with the
X-ray examination, the child stood still with the
shoulders and elbows flexed at 90 degrees. The spinal
process of T1 and T12, and L1 and L5 respectively,
were identified by means of palpation. The upper
rod (FA) and the lower rod (FB) of the adapted
arcometer were positioned on the palpated spinal
process and the central rod (f) was positioned on
the apex of the curvature. Figure 1 illustrates the
position of the adapted arcometer when evaluating
thoracic kyphosis. Based on the measurements
obtained with the adapted arcometer, the angles of the
sagittal curvature of the spine were calculated using
trigonometry, according to the method described by
Chaise et al.5.
Two trained evaluators (evaluator A and evaluator
B) performed the evaluations with the adapted
arcometer on two different days, with a minimum
interval of one day and maximum interval of ten
days. Evaluator A assessed the children twice on the
same day (to verify the repeatability) while evaluator
B assessed the children twice on two different days
(to verify intra-evaluator reproducibility). For the
concurrent validity, the Cobb angle results of the
thoracic and lumbar spine were used together with the
results obtained by evaluator A in the first evaluation,
and to verify the inter-evaluator reproducibility, the
results from the second evaluation of evaluator A were
compared with those obtained by evaluator B in the
first evaluation (Figure 2). The statistical treatment
was conducted using SPSS version 17 software.
The normality of the data was assessed using the
Shapiro-Wilk test. The paired t-test or Wilcoxon
test was used to verify the differences between
measurements. Intraclass Correlation Coefficient
(ICC), Pearson’s product-moment correlation or
Spearman’s rho was used to calculate the correlation
between measurements. The correlation rates were
classified as trivial (.00 to .10), small (.10 to .30),
moderate (.30 to .50), large (.50 to .70), very large
Figure 1. The adapted arcometer being used to measure thoracic
kyphosis. H1: distance between T1 spinal process and the apex
of the curvature. H2: distance between the apex of the curvature
and T12 spinal process. FA, f and FB: upper rod, central rod and
lower rod, respectively.
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):538-543
539
Sedrez JA, Candotti CT, Medeiros FS, Marques MT, Rosa MIZ, Loss JF
(.70 to .90), and practically perfect (.90 to 1.00)11. The
level of significance adopted in all the tests was .05.
Results
The results of the evaluations for thoracic kyphosis
and lumbar lordosis carried out using the adapted
arcometer showed no significant difference when
compared with the evaluations based on X-rays
(Table 1). Regarding the tests of repeatability and
intra- and inter-evaluator reproducibility, there were
no significant differences in terms of either thoracic
kyphosis or lumbar lordosis (Table 1).
When the correlation between the measurements
obtained with the adapted arcometer and those
obtained with X-rays were evaluated, there was
only a moderate correlation for thoracic kyphosis,
while for lumbar lordosis the correlation was not
statistically significant. Similarly, the inter-evaluator
reproducibility was not statistically significant for
either thoracic kyphosis or lumbar lordosis. The
correlations between the remaining evaluations can
be classified as moderate (Table 2).
Discussion
The aim of the present study was to verify the
validity, repeatability, and intra- and inter-evaluator
reproducibility of the adapted arcometer when used to
measure the angles of sagittal curvature in the spine
of children. To achieve this, the study conducted by
Chaise et al.5 with adults was used as reference. In that
Figure 2. Schematic diagram showing the evaluations conducted using the adapted arcometer and X-rays.
Table 1. Average values and standard deviations (SD) of the different evaluations made with X-ray and adapted arcometer.
Evaluated aspect
Concurrent validity
Repeatability
Inter-evaluator
reproducibility
Intra-evaluator
reproducibility
Evaluation
Thoracic kyphosis
Average±SD (°)
X-ray
Cobb angle
49.4±11.2
Evaluator A
1st evaluation
53.6±11.5
Evaluator A
1st evaluation
53.6±11.5
Evaluation A
2nd evaluation
51.8±12.1
Evaluation A
2nd evaluation
51.8±12.1
Evaluator B
1st evaluation
53.2±8.8
Evaluator B
1st evaluation
53.2±8.8
Evaluator B
2nd evaluation
53.2±10.1
Paired t test; bWilcoxon test.
a
540
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):538-543
p
Lumbar lordosis
Average±SD (°)
p
42.1±8.7
0.070b
0.131a
39.7±22.2
39.7±22.2
0.349a
0.791b
39.1±19.8
39.1±19.8
0.640a
0.361b
36.3±19.0
36.3±19.0
0.643a
0.762b
30.5±18.2
Adapted Arcometer in spine assessment in children
Table 2. Statistical results referring to the correlations between the different evaluations.
Region
Thoracic
kyphosis
Lumbar
lordosis
Evaluated aspect
Variable
Correlation test
p
Concurrent validity
X-ray vs. Eva A (1st)
0.407a
0.009*
Repeatability
Eva A (1st) vs. Eva A (2nd)
0.439b
0.002*
Inter-evaluator reproducibility
Eva A (2nd) vs. Eva B (1st)
0.257b
0.052
Intra-evaluator reproducibility
Eva B (1 ) vs. Eva B (2 )
0.504
0.001*
Concurrent validity
X-ray vs. Eva A (1 )
0.037
Repeatability
Eva A (1st) vs. Eva A (2nd)
0.445b
Inter-evaluator reproducibility
Eva A (2nd) vs. Eva B (1st)
0.258b
0.052
Intra-evaluator reproducibility
Eva B (1st) vs. Eva B (2nd)
0.433b
0.003*
st
nd
st
b
c
0.983
0.002*
Eva A – evaluator A; Eva B – evaluator B; 1st – first evaluation; 2nd – second evaluation; aPearson’s r; bICC; cSpearman’s rho; *significant
correlation (p<0.05).
study, the adapted arcometer was found to provide
valid and reproducible results in both the intra- and
inter-evaluations5. By contrast, in the present study,
when used to evaluate children, the adapted arcometer
did not present good levels of concurrent validity or
inter-evaluator reproducibility, which indicates it
is inappropriate for use in the diagnosis of postural
alterations in the spine of children and for clinical
follow-up when performed by different evaluators.
Despite this, the instrument presented adequate
repeatability and intra-evaluator reproducibility,
which indicates that it is appropriate for use in the
clinical follow-up conducted by the same evaluator.
Despite the existence of non-invasive methods,
when attempting to determine the position of the spine,
the X-ray will probably remain the most accurate
method and, therefore, the gold standard diagnosis
and treatment follow-up method12. However, the
X-ray depends on advanced technological resources
and is often inappropriate for routine use, as the
individual is exposed to physical risk13. Consequently,
a variety of methods has been used to evaluate spinal
curvature. This evaluation is equally important
for diagnostic purposes, to accompany postural
alterations to the spine, and assess the efficacy of
treatments. Among the non-invasive instruments and
methods used are DIPA (Digital Image-based Postural
Assessment), which is a postural evaluation software
based on photogrammetry14, kypholordometry15,16,
Moiré’s topography17, the flexible ruler6,18,19, the
plumbline distance20,21, the Inclimed21, and the
arcometer7.
Two studies in the literature consider the validation
aspects of the arcometer. D’Osualdo et al.7, the
first to describe the method in their evaluation of
children with different degrees of kyphosis, obtained
excellent correlations for validity (r=.98), intraevaluator reproducibility (r=.99), and inter-evaluator
reproducibility (r=.99) and consequently suggest that
the arcometer can be used to accompany postural
alterations to the thoracic spine. The second study,
by Chaise et al.5, proposed structural modifications to
the original instrument that provided a greater degree
of freedom in upper and lower rods, thus allowing
them to present different lengths. The alteration to
the length of the rods led to the modification of the
method of calculating the angle of the curvature,
which could then be carried out considering two
distinct arcs. With these modifications, Chaise et al.5
improved the original proposal and thus also managed
to validate the instrument for use in measuring lumbar
curvature. However, the very strong and significant
correlation found for the validity of thoracic curvature
(r=.94, p<0.01) and the strong and significant
correlation found for the validity of lumbar curvature
(r=.71, p<0.01) were only verified in an adult sample.
Given that in the present study there is a
considerable difference in the age, body mass,
and height of the sample in relation to that of
Chaise et al.5, these characteristics may explain the
divergent results obtained between the studies, since
the evaluators were previously duly trained in both
the palpation technique and the collection protocol
with the adapted arcometer. Moreover, the greater
variability in terms of body posture and the greater
flexibility of the spine in the young, could also
partially explain the contrasting results in this and the
cited papers with older subjects, since the position
used in both exams was the same.
Furthermore, if the estimated error, due to
variation in the execution of the protocol (palpation,
positioning the rods, etc), is considered the same in
adults and children, the repercussion of the error in
the calculated angle will be proportionally much
greater in children. For example, when measuring
an adult, a 1 cm error represents less than 10% of the
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):538-543
541
Sedrez JA, Candotti CT, Medeiros FS, Marques MT, Rosa MIZ, Loss JF
distance between the rods, while in children the same
error could represent more than 40%, due to the size
of the trunk. Moreover, when using the arc tangent
to calculate angles, the smaller the value using this
trigonometric function the greater the impact any
error will have on the estimated angle. In adults, the
numbers used as input in the arc tangent function
will be approximately 1 unit, while in children it will
be approximately 0.5. If we have 0.1 of variance in
1 unit (from 1.0 to 1.1), the angle calculated using
the arc tangent will change from 45.0° to 47.7°. By
contrast, the same variation of 0.1 in 0.5 (from 0.5 to
0.6), the angle calculated using the arc tangent will
change from 26.5° to 30.9°. These differences arise
from variations in the positions of the rods when
placed on the spine. Therefore, due to the variations
that occur over short lengths of the trunk, there is a
clear need to find a more appropriate procedure that
can be used in children. For example, when using
the adapted arcometer in clinical practice, the risk
of error could be reduced by registering the length
of the rods and maintaining the same length during a
second evaluation. This issue is particularly important
when one considers the intrinsic postural variability
of children and adolescents. It should be noted that
the results assessed herein refer to a specific range of
thoracic and lumbar curvatures. Thus, the fact that this
study did not evaluate straighter or more accentuated
curvatures may be considered a limitation.
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Conclusion
While the adapted arcometer can be used to
quantify the thoracic and lumbar curvatures of adults
in the sagittal plane, to date it has not been possible to
validate and establish inter-evaluator reproducibility
for its use in children, making it unsuitable for
diagnostic purposes and in the follow up of postural
alterations performed by different evaluators in this
population. However, as the adapted arcometer has
been shown to have intra-evaluator reproducibility
it can be used by the same evaluator in the clinical
situation to monitor spinal curvature in children.
Nevertheless, further studies designed to adapt this
instrument for use in children are necessary.
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Breathing exercises: inϐluence on breathing pattern and
thoracoabdominal motion in healthy subjects
Exercícios respiratórios: in luência sobre o padrão respiratório e o
movimento toracoabdominal em indivíduos saudáveis
Danielle S. R. Vieira1, Liliane P. S. Mendes2, Nathália S. Elmiro3,
Marcelo Velloso4, Raquel R. Britto4, Verônica F. Parreira4
ABSTRACT | Background: The mechanisms underlying breathing exercises have not been fully elucidated. Objectives:
To evaluate the impact of four on breathing exercises (diaphragmatic breathing, inspiratory sighs, sustained maximal
inspiration and intercostal exercise) the breathing pattern and thoracoabdominal motion in healthy subjects.
Method: Fifteen subjects of both sexes, aged 23±1.5 years old and with normal pulmonary function tests, participated in
the study. The subjects were evaluated using the optoelectronic plethysmography system in a supine position with a trunk
inclination of 45° during quiet breathing and the breathing exercises. The order of the breathing exercises was randomized.
Statistical analysis was performed by the Friedman test and an ANOVA for repeated measures with one factor (breathing
exercises), followed by preplanned contrasts and Bonferroni correction. A p<0.005 value was considered significant.
Results: All breathing exercises significantly increased the tidal volume of the chest wall (Vcw) and reduced the respiratory
rate (RR) in comparison to quiet breathing. The diaphragmatic breathing exercise was responsible for the lowest Vcw,
the lowest contribution of the rib cage, and the highest contribution of the abdomen. The sustained maximal inspiration
exercise promoted greater reduction in RR compared to the diaphragmatic and intercostal exercises. Inspiratory sighs
and intercostal exercises were responsible for the highest values of minute ventilation. Thoracoabdominal asynchrony
variables increased significantly during diaphragmatic breathing. Conclusions: The results showed that the breathing
exercises investigated in this study produced modifications in the breathing pattern (e.g., increase in tidal volume and
decrease in RR) as well as in thoracoabdominal motion (e.g., increase in abdominal contribution during diaphragmatic
breathing), among others.
Keywords: breathing exercises; rehabilitation; optoelectronic plethysmography; breathing pattern; thoracoabdominal
motion; physical therapy.
HOW TO CITE THIS ARTICLE
Vieira DSR, Mendes LPS, Elmiro NS, Velloso M, Britto RR, Parreira VF. Breathing exercises: influence on
breathing pattern and thoracoabdominal motion in healthy subjects. Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):544-552.
http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0048
RESUMO | Contextualização: Os mecanismos envolvidos na execução dos exercícios respiratórios não foram
completamente elucidados. Objetivos: Avaliar o impacto de quatro exercícios respiratórios(diafragmático, suspiros
inspiratórios, inspiração máxima sustentada e intercostal) sobre o padrão respiratório e o movimento toracoabdominal
em indivíduos saudáveis. Método: Participaram do estudo15 indivíduos de ambos os sexos (23±1,5 anos com prova de
função pulmonar normal). Os indivíduos foram avaliados por meio da pletismografia optoeletrônica na posição supina
com inclinação de tronco de 45° durante a respiração tranquila e durante a realização dos exercícios respiratórios. A ordem
dos exercícios foi randomizada. Os dados foram analisados pelo teste de Friedman e ANOVA para medidas repetidas
com um fator (exercícios respiratórios) seguidos de contrastes pré-planejados e correção de Bonferroni, sendo p<0,005
considerado significativo. Resultados: Todos os exercícios respiratórios promoveram aumento significativo do volume
corrente da parede torácica (VCpt) e redução da frequência respiratória (f) quando comparados à respiração tranquila. O
exercício diafragmático foi responsável pelo menor VCpt, menor contribuição da caixa torácica e maior contribuição do
abdômen. A inspiração máxima sustentada promoveu redução significativamente maior da f comparada aos exercícios
diafragmático e intercostal. Os exercícios suspiros inspiratórios e intercostal foram responsáveis pelos maiores valores
de ventilação minuto. Os índices de assincronia toracoabdominal aumentaram significativamente durante o exercício
Curso de Fisioterapia, Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Araranguá, SC, Brasil
Programa de Pós-graduação em Ciências da Reabilitação, Departamento de Fisioterapia, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo
Horizonte, MG, Brasil
3
Programa de Residência Multiprofissional, Hospital das Clínicas, UFMG, Belo Horizonte, MG, Brasil
4
Departamento de Fisioterapia, UFMG, Belo Horizonte, MG, Brasil
Received: 01/14/2014 Revised: 05/19/2014 Accepted:05/26/2014
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Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):544-552
http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0048
Exercícios respiratórios em indivíduos saudáveis
respiratório diafragmático. Conclusões: Nossos resultados demonstraram que os exercícios estudados promoveram
alterações do padrão respiratório (por exemplo, aumento do volume corrente e diminuição da f), assim como do movimento
toracoabdominal (por exemplo, maior deslocamento abdominal com o exercício diafragmático); dentre outras.
Palavras-chave: exercícios respiratórios; reabilitação; pletismografia optoeletrônica; padrão respiratório; movimento
toracoabdominal; fisioterapia.
Introdução
Os exercícios respiratórios são técnicas manuais
frequentemente utilizadas na prática clínica.
Eles podem influenciar o padrão respiratório e o
movimento toracoabdominal, sendo capazes de
priorizar um compartimento da parede torácica em
relação ao outro e de modificar o grau de participação
dos músculos respiratórios1.
Um dos exercícios respiratórios mais
frequentemente estudado e utilizado na prática
clínica é o exercício respiratório diafragmático2-5.
Ele objetiva melhorar a ventilação pulmonar,
sobretudo nas zonas dependentes dos pulmões, por
promover maior deslocamento do compartimento
abdominal2-4,6. Outros exercícios também fazem parte
das intervenções utilizadas no cotidiano da fisioterapia
respiratória. O exercício suspiros inspiratórios e
o exercício inspiração máxima sustentada têm o
objetivo de aumentar o volume pulmonar e melhorar
a hematose7,8, porém utilizando diferentes estratégias:
inspirações sucessivas (suspiros inspiratórios) ou um
esforço inspiratório máximo (inspiração máxima
sustentada). Além desses, o exercício respiratório
intercostal enfatiza a atividade dos músculos da caixa
torácica (CT), promovendo maior deslocamento
desse compartimento8,9. Os exercícios respiratórios
suspiros inspiratórios e intercostal foram propostos
por Cuello et al.8.
Os mecanismos envolvidos na execução desses
exercícios respiratórios não foram completamente
elucidados, principalmente em relação aos suspiros
inspiratórios, inspiração máxima sustentada e
intercostal. Visto que a literatura é escassa, os
profissionais baseiam-se principalmente nos
benefícios observados em sua aplicação ou nos
mecanismos propostos pelos seus idealizadores. O
entendimento de quais compartimentos da parede
torácica são prioritariamente movimentados durante
esses exercícios poderá contribuir para embasar a
aplicação de um determinado exercício em condições
que acometem diferentes regiões pulmonares.
Atualmente, o padrão respiratório e o
movimento toracoabdominal podem ser avaliados
pela pletismografia optoeletrônica (POE). Com
esse instrumento, é possível analisar de forma
tricompartimental as variações de volume, sem a
necessidade de pré-estabelecer graus de liberdade
para a parede torácica, possibilitando, assim, um
estudo mais minucioso da influência desses exercícios
sobre a ventilação dos diferentes compartimentos da
parede torácica10,11.
Os exercícios respiratórios avaliados neste estudo
foram selecionados por se proporem a priorizar
diferentes zonas pulmonares1. Como o freno-labial12,13
é frequentemente utilizado em associação aos
exercícios respiratórios na prática clínica, optou-se
por incorporá-lo aos exercícios em que a expiração
pode ser feita de forma oral.
Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi
avaliar o impacto dos exercícios respiratórios
(diafragmático, suspiros inspiratórios, inspiração
máxima sustentada e intercostal) sobre o padrão
respiratório e o movimento toracoabdominal em
indivíduos saudáveis.
Método
Amostra
Trata-se de um estudo observacional transversal.
Os critérios de inclusão foram idade entre 20 e
30 anos; índice de massa corporal (IMC) entre 18,5
e 29,99 Kg/m2; ausência de distúrbios ventilatórios
de qualquer ordem na prova de função pulmonar14;
não relatar a presença de doenças neuromusculares e
não ter conhecimento prévio do modo de realização
dos exercícios respiratórios. Foi considerado como
critério de exclusão a incapacidade de compreender
e/ou realizar algum dos procedimentos da coleta de
dados. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética
em Pesquisa da Universidade Federal de Minas
Gerais (UFMG), Belo Horizonte, MG, Brasil (ETIC
0194.0.203.000-11), e todos os indivíduos assinaram
o termo de consentimento livre e esclarecido (TCLE).
Instrumentos de medida
A POE (BTS Bioengineering, Milão, Itália)
foi utilizada para avaliar o padrão respiratório e o
movimento toracoabdominal. É um instrumento não
invasivo15,16 que fornece, com acurácia e precisão,
uma medida indireta dos volumes absolutos da parede
torácica e de seus três compartimentos (CT pulmonar,
CT abdominal e abdômen - AB) durante a respiração
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tranquila e durante o exercício17,18 e em diferentes
posições 15,16,19. Para isso, são adotados limites
anatômicos entre os diferentes compartimentos. O
limite entre a CT pulmonar e a CT abdominal está
localizado no nível do processo xifoide, enquanto o
limite entre a CT abdominal e o AB localiza-se ao
longo da margem costal anteriormente e no nível
do ponto mais baixo da margem costal inferior
posteriormente20. Esse instrumento mede as posições
tridimensionais e deslocamentos de cada ponto da
parede torácica, que são analisados por meio de
seis câmeras sincronizadas que captam a luz de
marcadores passivos (esferas plásticas cobertas por
papel reflexivo). Quando na posição ortostática ou
sentada, os marcadores são distribuídos em 89 pontos
e, na posição supina, em 52 pontos, referentes às
estruturas anatômicas da CT e do AB10,11,20.
Procedimentos
A coleta de dados foi realizada em dois dias com
um intervalo máximo de uma semana. No primeiro
dia, os participantes receberam informações a respeito
da pesquisa e, após assinatura do TCLE, responderam
a um questionário para coleta de dados clínicos e
demográficos. Posteriormente, a massa corporal e a
altura foram aferidas por meio de balança calibrada.
Após mensuração dos dados iniciais (pressão
arterial-PA, frequência respiratória-f, frequência
cardíaca-FC e saturação periférica da hemoglobina
em oxigênio-SpO2), os participantes receberam
orientações sobre como realizar a prova de função
pulmonar (Vitalograph 2120 Buckinghan, Inglaterra).
Após a espirometria, os participantes responderam
ao Perfil de Atividade Humana (PAH)21. Tanto a
espirometria como o PAH foram administrados por
um mesmo avaliador.
Em seguida, ensinou-se aos participantes como
realizar os exercícios respiratórios. O exercício
respiratório diafragmático foi realizado solicitandose inspiração nasal de forma suave e profunda,
priorizando o deslocamento anterior da região
abdominal, evitando o deslocamento da CT4,22.
Para o exercício suspiros inspiratórios, solicitou-se
inspirações nasais breves, sucessivas e lentas até
atingir a capacidade inspiratória7. O exercício de
inspiração máxima sustentada foi realizado com
um esforço inspiratório máximo, de forma lenta,
pela via nasal, até atingir a capacidade inspiratória
máxima, seguido de uma pausa pós-inspiratória de
3 segundos23. Por fim, o exercício intercostal foi
realizado por meio de inspiração nasal, enfatizando
o deslocamento da região superior do tórax9. Nos
três primeiros exercícios (diafragmático, suspiros
inspiratórios e inspiração máxima), a expiração foi
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realizada usando o freno-labial de maneira suave e
controlada, sendo que, no exercício intercostal, a fase
expiratória foi nasal, conforme preconizado7.
No segundo dia, os 52 marcadores foram
posicionados por um mesmo avaliador na parede
toracoabdominal anterior em pontos anatômicos
pré-estabelecidos. Na sequência, foram realizadas
as calibrações estática e dinâmica da POE, conforme
protocolo estabelecido20.
Em todas as situações, os indivíduos foram
avaliados em decúbito dorsal, com inclinação de
45°, postura em que frequentemente os exercícios
respiratórios são realizados no ambiente hospitalar.
Foram registrados inicialmente 5 minutos de
respiração tranquila, definida pelo padrão respiratório
naturalmente adotado pelo indivíduo, seguidos de
5 minutos de um determinado exercício respiratório.
Foram realizadas duas séries de 2 minutos para cada
exercício, com um intervalo de 1 minuto entre as
séries. A segunda série foi utilizada para análise dos
dados.
A ordem dos exercícios foi aleatorizada, e os
sujeitos receberam a instrução padronizada para cada
exercício respiratório, no início e aos 60 segundos
de cada série. Todos os exercícios foram instruídos
e monitorados por um único avaliador. Um intervalo
de pelo menos 10 minutos de repouso foi observado
entre cada exercício, objetivando o retorno dos
valores de FC, f, SpO2 e escala de Borg modificada
aos valores iniciais.
Variáveis analisadas
As seguintes variáveis foram consideradas:
volume corrente
da parede torácica-VCpt; f; ventilação
•
minuto-V E; porcentagem de contribuição da CT
pulmonar-V ctp%; porcentagem de contribuição
da CT abdominal-V cta %; porcentagem de
contribuição do AB-Vab% e variáveis relativas ao
assincronismo: ângulo de fase-PhAng e relação de
fase inspiratória-PhRIB entre a CT e o AB e entre a
CT pulmonar e a CT abdominal.
Análise estatística
Devido à ausência, na literatura, de dados
necessários para o cálculo amostral, ele foi realizado
após avaliação de dez indivíduos para as seguintes
variáveis: VCpt, f, , Vctp%, Vcta%, Vab%. O tamanho
de efeito foi estimado por meio da raiz quadrada da
soma dos quadrados do fator dividido pela soma
dos quadrados do erro. Esses dados foram obtidos a
partir da tabela ANOVA gerada por meio do software
SPSS (versão 13.0, Chicago, IL, USA). A amostra foi
então estimada considerando-se o tamanho de efeito
Exercícios respiratórios em indivíduos saudáveis
encontrado para cada variável bem como um nível de
significância de 5% e um power de 80%24. A amostra
foi estimada em, no máximo, dez indivíduos para as
variáveis consideradas para o cálculo amostral.
Os dados foram apresentados como medidas
de tendência central e dispersão, e a normalidade
da distribuição foi verificada por meio do teste de
Shapiro-Wilk.
Para os dados com distribuição normal, foi
utilizada ANOVA para medidas repetidas com um
fator (exercícios respiratórios), seguida de contrastes
pré-planejados e correção de Bonferroni para
ajuste do valor de p de acordo com o número de
comparações (n=10). Para os dados com distribuição
diferente de normal, teste não paramétrico análogo
(teste de Friedman) foi utilizado. Após ajuste, foi
considerado significativo p<0,005.
Resultados
Dos 20 indivíduos recrutados, cinco foram
excluídos (três apresentaram distúrbios ventilatórios
na prova de função pulmonar, um apresentou IMC
acima de 29,99 Kg/m2, e um não compareceu no
segundo dia de coleta do protocolo). Dessa forma,
15 indivíduos concluíram o estudo. Assim, a amostra
avaliada proporcionou um conforto amostral de 50%
em relação ao número ideal calculado.
A Tabela 1 descreve os dados demográficos,
antropométricos, espirométricos e nível de atividade
física dos participantes. Todos apresentaram prova de
função pulmonar normal e foram classificados como
ativos pelo PAH.
A Figura 1 apresenta os resultados relativos
•
às variáveis do padrão respiratório (VCpt, f, e VE)
no repouso e durante a realização dos exercícios
respiratórios associados ao freno-labial, exceto
no intercostal, em que a fase expiratória foi nasal.
O VCpt apresentou aumento significativo durante
todos os exercícios em relação ao repouso. O
VC pt foi significativamente maior durante os
exercícios suspiros inspiratórios, inspiração máxima
sustentada e intercostal quando comparado ao do
exercício diafragmático. Além disso, o VCpt foi
significativamente menor durante o intercostal,
quando comparado ao dos suspiros inspiratórios.
Durante a realização de todos os exercícios, os
indivíduos apresentaram redução significativa da
f em relação ao repouso. O exercício inspiração
máxima sustentada promoveu redução significativa
da f também em relação aos exercícios diafragmático
e intercostal.
•
Houve aumento significativo da V E durante
os exercícios suspiros inspiratórios e intercostal
Tabela 1. Dados demográficos, antropométricos e espirométricos
dos 15 indivíduos avaliados.
VARIÁVEIS
X(DP)
Sexo
8H/7M
Idade (anos)
23,13 (1,46)
IMC (Kg/m2)
23,22 (2,76)
VEF1 (L)
3,76 (0,56)
VEF1 (% previsto)
94,65 (8,02)
CVF (% previsto)
92,81 (6,81)
VEF1/CVF
0,87 (0,05)
PAH
86,67 (5,22)
Dados apresentados como média (X) e desvio padrão (DP), entre
parênteses. H: homens; M: mulheres; IMC: índice da massa
corporal; VEF1: volume expiratório forçado no primeiro segundo;
CVF: capacidade vital forçada; VEF1/CVF: razão entre volume
expiratório forçado no primeiro segundo e capacidade vital forçada
ou índice de Tiffeneau; PAH: perfil de atividade humana.
em relação ao repouso.
Na comparação entre os
•
exercícios, a V E foi significativamente maior
durante os suspiros, inspiração máxima sustentada e
intercostal
em relação ao diafragmático. Além disso,
•
a VE foi significativamente maior durante os suspiros
inspiratórios e o intercostal quando comparados à
inspiração máxima sustentada.
A Figura 2 apresenta os resultados relativos ao
percentual de contribuição de cada compartimento
da parede torácica no repouso e durante a realização
dos exercícios respiratórios associados ao freno-labial
durante a expiração, exceto no exercício intercostal.
A Vctp% foi significativamente menor durante o
exercício diafragmático e significativamente maior
durante os demais exercícios em relação ao repouso.
Na comparação entre os exercícios, observou-se
Vctp% significativamente maior durante os suspiros
inspiratórios, inspiração máxima sustentada e
intercostal quando comparados ao diafragmático.
Em relação à contribuição da CT abdominal,
apenas o exercício diafragmático apresentou Vcta%
significativamente menor em relação ao repouso.
A Vab% foi significativamente maior durante o
exercício diafragmático e menor durante os demais
exercícios em relação ao repouso. Na comparação
entre os exercícios, a Vab% foi significativamente
menor durante os exercícios suspiros inspiratórios,
inspiração máxima sustentada e intercostal em
relação ao diafragmático.
As Figuras 3 e 4 apresentam as variáveis relativas
ao assincronismo toracoabdominal no repouso e
durante a realização dos exercícios respiratórios
associados ao freno-labial durante a expiração,
exceto no exercício intercostal. Os resultados
relativos ao PhAng são apresentados na Figura 3.
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Figura 1. Dados relativos às variáveis do padrão respiratório no repouso e durante os quatro exercícios respiratórios. Dados apresentados
•
como média (X) e desvio padrão. VCpt: volume corrente da parede torácica; f: frequência respiratória e VE : ventilação minuto. * p<0,005
para repouso × exercícios respiratórios; † p<0,005 para exercício diafragmático × suspiros inspiratórios, inspiração máxima sustentada
e intercostal; ‡ p<0,005 para exercício suspiros inspiratórios × inspiração máxima sustentada e intercostal; § p<0,005 para exercício
inspiração máxima sustentada × intercostal.
Figura 2. Dados relativos ao percentual de contribuição de cada compartimento da parede torácica. Dados apresentados como média
(X) e desvio padrão. Vctp%: porcentagem de contribuição da caixa torácica pulmonar para o volume corrente; Vcta%: porcentagem de
contribuição da caixa torácica abdominal para o volume corrente e Vab%: porcentagem de contribuição do abdômen para o volume
corrente. * p<0,005 para repouso × exercícios respiratórios; † p<0,005 para exercício diafragmático × suspiros inspiratórios, inspiração
máxima sustentada e intercostal.
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Exercícios respiratórios em indivíduos saudáveis
Houve aumento significativo do PhAng entre a CT
e o AB apenas durante a realização dos exercícios
diafragmático e intercostal quando comparados ao
repouso, e nenhuma diferença estatística quando
comparados os exercícios entre si. Houve aumento
significativo do PhAng entre a CT pulmonar e a CT
abdominal apenas durante o diafragmático quando
comparado ao repouso. Na comparação entre os
exercícios, o PhAng entre a CT pulmonar e a CT
abdominal foi significativamente menor durante os
suspiros, inspiração máxima sustentada e intercostal
em relação ao diafragmático.
A Figura 4 apresenta os resultados relativos à
variável PhRIB. Houve aumento significativo da
PhRIB entre a CT e o AB durante os exercícios
diafragmático e suspiros inspiratórios em relação ao
repouso. Não houve diferença significativa quando
os exercícios foram comparados entre si. Houve
aumento significativo da PhRiB entre a CT abdominal
e a CT pulmonar apenas durante o exercício
diafragmático em relação ao repouso. Na comparação
entre os exercícios, a PhRIB foi significativamente
menor durante a realização da inspiração máxima
sustentada em relação aos exercícios diafragmático
e suspiros inspiratórios.
Discussão
Os principais resultados deste estudo foram:
1) os quatro exercícios respiratórios associados
ao freno-labial, exceto o exercício intercostal, em
que a fase expiratória foi nasal, foram capazes
de aumentar o VCpt e reduzir a f em relação ao
repouso; 2) o exercício respiratório diafragmático
produziu aumento significativo da contribuição do
AB quando comparado ao repouso e aos demais
exercícios; 3) os exercícios suspiros inspiratórios e
•
intercostal produziram aumento significativo da VE
quando comparados aos demais exercícios e 4) os
índices de assincronia toracoabdominal aumentaram
significativamente durante o exercício respiratório
diafragmático.
Levando-se em consideração a fisiologia da
inspiração lenta e profunda associada ao freno-labial,
é provável que um aumento no VCpt associado à
redução da f observada durante a realização dos
Figura 3. Ângulo de fase (PhAng) entre os compartimentos da caixa torácica e abdômen (A) e entre a caixa torácica pulmonar e a caixa
torácica abdominal (B). Dados apresentados como média (X) e desvio padrão. CT: caixa torácica; AB: abdômen; CTP: caixa torácica
pulmonar; CTA: caixa torácica abdominal. *: p<0,005 para repouso × exercícios respiratórios; †: p<0,005 para exercício diafragmático
× suspiros inspiratórios, inspiração máxima sustentada e intercostal.
Figura 4. Relação de fase inspiratória (PhRIB) entre os compartimentos da caixa torácica e abdômen (A) e entre a caixa torácica
pulmonar e a caixa torácica abdominal (B). Dados apresentados como média (X) e desvio padrão. CT: caixa torácica; AB: abdômen; CTP:
caixa torácica pulmonar; CTA: caixa torácica abdominal. *: p<0,005 para repouso × exercícios respiratórios; †: p<0,005 para exercício
diafragmático × suspiros inspiratórios, inspiração máxima sustentada e intercostal; ‡: p<0,005 para exercício suspiros inspiratórios x
inspiração máxima sustentada e intercostal.
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exercícios respiratórios tenha contribuído para uma
melhor relação ventilação/ perfusão1,3,13.
O exercício respiratório associado ao freno-labial
favorece uma redução da f, uma vez que prolonga
o tempo expiratório. A associação da expiração
lenta e prolongada com a resistência para a saída
do ar contribui para a manutenção da pressão
intrabrônquica, que pode contribuir para melhora da
oxigenação7,12,13.
O exercício diafragmático objetiva melhorar
a ventilação pulmonar, sobretudo em regiões
basais2-4. Observou-se que, durante a realização
desse exercício, houve aumento significativo
do deslocamento do compartimento abdominal
em relação ao repouso (com cerca de 60% de
contribuição para o VCpt). Dessa forma, foi possível,
com esse exercício, aumentar a contribuição do
AB para o VCpt, contribuindo possivelmente para a
distribuição de ar para as bases pulmonares3.
Alguns autores estudaram o padrão respiratório
durante o exercício diafragmático em indivíduos
saudáveis2,3,22, no entanto, em nenhum desses estudos,
foi realizada uma análise tricompartimental da parede
torácica, possibilidade que só a POE oferece.
Os resultados do presente estudo foram
semelhantes àqueles encontrados por Brach et al.3,
que avaliaram a distribuição da ventilação durante
a execução desse exercício e concluíram que ele foi
capaz de direcionar a ventilação das zonas superiores
para as inferiores em indivíduos saudáveis sem
que
•
alterações significativas ocorressem na V E. No
entanto, no estudo de Tomich et al.22, •os autores
encontraram aumento significativo da V E durante
esse exercício. Essa diferença é provavelmente
relacionada a um volume corrente maior associado a
uma menor redução da f observado por esses autores.
A presença de VCpt significativamente maiores
durante os exercícios suspiros inspiratórios, inspiração
máxima sustentada e intercostal em comparação ao
diafragmático deve estar relacionada à realização da
inspiração até a capacidade pulmonar total, conforme
proposta dos exercícios. A maior redução da f durante
a realização da inspiração máxima sustentada em
relação aos exercícios diafragmático e intercostal
pode ser explicada pela pausa pós-inspiratória de
3 segundos utilizada durante a sua execução. A
ausência de diferença significativa em relação ao
exercício suspiros inspiratórios está provavelmente
ligada ao fato de esse exercício ser realizado com
inspirações fracionadas. Apesar de o VCpt aumentar
significativamente durante
a realização da inspiração
•
máxima sustentada, a VE permaneceu sem diferença
significativa em relação ao repouso. Por outro lado,
o aumento do VCpt durante os exercícios suspiros
inspiratórios e intercostal foi capaz de compensar a
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•
redução da f e, com isso, promover aumento da VE.
A realização da inspiração em um único esforço
ou utilizando inspirações sucessivas recrutou VCpt
semelhantes e reduziu igualmente a f, porém a
realização de •inspirações sucessivas promoveu maior
aumento da VE. Assim, na presença de diminuição
generalizada da ventilação pulmonar, pode ser mais
interessante utilizá-los em detrimento do exercício
diafragmático.
Para a realização dos exercícios inspiração máxima
sustentada e suspiros inspiratórios, não há instrução
de direcionamento do ar para um dos compartimentos
da parede torácica. Adicionalmente, durante esses
exercícios, os indivíduos são solicitados a realizar
uma inspiração até a capacidade pulmonar total.
Esses aspectos podem explicar a menor contribuição
do compartimento abdominal observada durante a
execução dos mesmos.
Segundo Fixley et al.9, o exercício intercostal
favorece a ventilação nas regiões pulmonares não
dependentes. Isso pode ser explicado pelo gradiente
de pressão transpulmonar regional gerado pela
contração dos músculos da CT, uma vez que esse
exercício enfatiza a atividade desses músculos.
Em nosso estudo, os indivíduos foram orientados a
realizar o exercício direcionando o ar para a região
superior da CT, o que favoreceu o aumento da Vctp%
e a redução da Vab% em relação ao repouso. Esse
resultado não confirma o fato de que a expiração nasal
realizada durante o exercício intercostal seja um fator
diferencial para uma maior contribuição da CT para
o VCpt, como preconizado por Cuello et al.8, uma vez
que os exercícios suspiros inspiratórios e inspiração
máxima sustentada apresentaram contribuições
semelhantes às do exercício intercostal.
O PhAng é um índice frequentemente utilizado
para avaliar o assincronismo toracoabdominal22,25-27.
Esse índice tem a vantagem de incorporar dados
de todo o ciclo respiratório, porém assume,
para o seu cálculo, que as curvas formadas pelo
movimento de ambos os compartimentos têm formato
aproximadamente senoidais. Dessa forma, curvas não
senoidais podem comprometer a sua quantificação.
Dentro do nosso conhecimento, em apenas um
estudo22, foi avaliado o PhAng entre a CT e o AB
em indivíduos saudáveis, no entanto os indivíduos
estavam na posição supina, com inclinação de tronco
de 30°. Adicionalmente, os instrumentos de avaliação
utilizados foram diferentes, POE no presente estudo
e pletismografia respiratória por indutância no estudo
de Tomich et al.22, dificultando uma comparação mais
aprofundada dos achados. Em relação ao PhAng
entre a CT pulmonar e a CT abdominal, os valores
observados no presente estudo foram semelhantes
aos encontrados no estudo de Aliverti et al.27, que
Exercícios respiratórios em indivíduos saudáveis
avaliaram sujeitos saudáveis na posição sentada
utilizando a POE.
No presente estudo, observou-se aumento
do PhAng entre a CT e o AB para os exercícios
diafragmático e intercostal quando comparados ao
repouso. Em relação ao PhAng entre a CT pulmonar
e a CT abdominal, observou-se aumento apenas
para o diafragmático, tanto comparado ao repouso
quanto comparado aos demais exercícios. Utilizando
a pletismografia respiratória por indutância,
Tomich et al.22 observaram aumento significativo
do PhAng entre a CT e o AB em relação ao repouso
durante a realização desse exercício. É interessante
observar que o assincronismo toracoabdominal
ocorreu principalmente durante os exercícios que
envolvem o uso voluntário de grupos musculares
específicos, como ocorre nos exercícios respiratórios
diafragmático e intercostal, o que pode comprometer
o sincronismo entre os compartimentos.
Para quantificação do movimento assincrônico,
sem a necessidade de assumir que as curvas
são senoidais, a variável PhRIB é utilizada 28.
Os valores encontrados para a PhRIB foram
semelhantes ao descrito na literatura para indivíduos
saudáveis no repouso27. A PhRIB entre a CT e o
AB apresentou aumento significativo durante a
realização dos exercícios diafragmático e suspiros
inspiratórios em relação ao repouso. Para a PhRIB
entre a CT pulmonar e a CT abdominal, também foi
observado aumento significativo durante o exercício
diafragmático. Não foram encontrados na literatura
estudos que avaliassem a PhRIB durante a realização
dos exercícios respiratórios.
No que diz respeito aos resultados relacionados
aos índices de assincronia, observou-se o
aumento consistente desses índices entre todos
os compartimentos avaliados apenas durante o
diagramático, tanto para PhRIB quanto para o PhAng.
É importante considerar esse aumento em indivíduos
saudáveis, uma vez que, em indivíduos com doenças
pulmonares crônicas que cursam com alterações da
biomecânica da CT, esse aumento poderia ser ainda
maior. Gosselink et al.6, em pacientes com DPOC,
observaram alterações significativas da relação da
excursão do AB e da CT para o exercício realizado
com ou sem a carga linear.
Os resultados apresentados contribuem para
fundamentar a utilização mais direcionada dos
exercícios respiratórios estudados. Apesar de os
resultados terem sido observados em sujeitos
saudáveis, o comportamento das variáveis estudadas
pode ser semelhante naqueles pacientes em
pós-operatório, já que, apesar das alterações próprias
desse período, muitos pacientes apresentavam função
pulmonar normal previamente. Dessa forma, os
efeitos dos exercícios observados, principalmente em
relação ao aumento do volume corrente e à redução da
f, podem beneficiar pacientes que apresentam redução
do volume corrente por diferentes causas, como dor,
colapso de parênquima pulmonar ou qualquer outra
restrição. Por fim, o direcionamento da ventilação
para determinados compartimentos pode ser benéfico
para pacientes com redução da ventilação em regiões
pulmonares específicas, como nas atelectasias.
Uma limitação do presente estudo consiste no fato
de que os valores relativos aos volumes foram obtidos
de forma indireta, sem associação com uma medida
direta por meio de um pneumotacógrafo. Portanto,
esses valores não podem ser utilizados como valores
absolutos.
Conclusão
Nossos resultados sugerem que os quatro
exercícios respiratórios estudados promovem
aumento do volume corrente e redução da f.
Somente com o exercício diafragmático, a ventilação
foi direcionada, prioritariamente, para a região
abdominal. Com os exercícios suspiros inspiratórios
•
e intercostal, houve aumento significativo da V E
em relação aos demais exercícios. Não se observou
assincronia durante a realização da inspiração
máxima sustentada. Os resultados apresentados neste
estudo podem contribuir para elucidar os efeitos
desses quatro exercícios respiratórios sobre o padrão
respiratório e o assincronismo toracoabdominal de
indivíduos saudáveis e, assim, permitir a utilização
mais criteriosa na prática clínica.
Agradecimentos
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de
Nível Superior – (CAPES PROCAD NF 779/2010),
ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico
e Tecnológico (CNPq - Processo 309494/2013-3) e à
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas
Gerais (FAPEMIG - PPM-00374-12), Brasil, pelo
apoio financeiro.
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http://dx.doi.org/10.1378/chest.122.2.473.
Correspondence
Verônica Franco Parreira
Universidade Federal de Minas Gerais
Departamento de Fisioterapia
Avenida Antônio Carlos, 6627, Pampulha
CEP 31270-901, Belo Horizonte, MG, Brasil
e-mail: [email protected]; veronica.parreira@
pq.cnpq.br
original article
Application of positive airway pressure in restoring
pulmonary function and thoracic mobility in the
postoperative period of bariatric surgery:
a randomized clinical trial
Aplicação de pressão positiva nas vias aéreas na restauração da
função pulmonar e da mobilidade torácica no pós-operatório de
cirurgia bariátrica: um ensaio clínico randomizado
Patrícia Brigatto1, Jéssica C. Carbinatto1, Carolina M. Costa1,
Maria I. L. Montebelo2, Irineu Rasera-Júnior3, Eli M. Pazzianotto-Forti1
ABSTRACT | Objective: To evaluate whether the application of bilevel positive airway pressure in the postoperative period
of bariatric surgery might be more effective in restoring lung volume and capacity and thoracic mobility than the separate
application of expiratory and inspiratory positive pressure. Method: Sixty morbidly obese adult subjects who were hospitalized
for bariatric surgery and met the predefined inclusion criteria were evaluated. The pulmonary function and thoracic mobility
were preoperatively assessed by spirometry and cirtometry and reevaluated on the 1st postoperative day. After preoperative
evaluation, the subjects were randomized and allocated into groups: EPAP Group (n=20), IPPB Group (n=20) and BIPAP
Group (n=20), then received the corresponding intervention: positive expiratory pressure (EPAP), inspiratory positive pressure
breathing (IPPB) or bilevel inspiratory positive airway pressure (BIPAP), in 6 sets of 15 breaths or 30 minutes twice a day in the
immediate postoperative period and on the 1st postoperative day, in addition to conventional physical therapy. Results: There
was a significant postoperative reduction in spirometric variables (p<0.05), regardless of the technique used, with no significant
difference among the techniques (p>0.05). Thoracic mobility was preserved only in group BIPAP (p>0.05), but no significant
difference was found in the comparison among groups (p>0.05). Conclusion: The application of positive pressure does not
seem to be effective in restoring lung function after bariatric surgery, but the use of bilevel positive pressure can preserve
thoracic mobility, although this technique was not superior to the other techniques.
Keywords: bariatric surgery; physical therapy specialty; spirometry.
Registered on Clinicaltrials.gov under identi ier NCT01872663.
HOW TO CITE THIS ARTICLE
Brigatto P, Carbinatto JC, Costa CM, Montebelo MIL, Rasera-Júnior I, Pazzianotto-Forti EM. Application of positive airway
pressure in restoring pulmonary function and thoracic mobility in the postoperative period of bariatric surgery: a randomized
clinical trial. Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):553-562. http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0054.
RESUMO | Objetivo: Avaliar se a aplicação de dois níveis de pressão positiva nas vias aéreas no pós-operatório de cirurgia
bariátrica pode ser mais efetiva do que quando aplicadas pressões positivas expiratória e inspiratória separadamente na
restauração dos volumes e capacidades pulmonares e na mobilidade torácica. Método: Foram avaliadas 60 voluntárias
adultas, obesas mórbidas, internadas para realização da cirurgia bariátrica. A função pulmonar e a mobilidade torácica foram
avaliadas por meio da espirometria e da cirtometria no pré-operatório e reavaliadas no primeiro pós-operatório. Após a
avaliação pré-operatória, as voluntárias foram randomizadas e alocadas nos grupos G EPAP (n=20), G RPPI (n=20) e G
BIPAP (n=20) e então receberam a intervenção proposta, pressão positiva expiratória nas vias aéreas (EPAP), respiração
por pressão positiva inspiratória (RPPI) ou pressão positiva binível nas vias aéreas (BIPAP), em sessões de seis séries de 15
respirações ou de 30 minutos, duas vezes ao dia no pós-operatório imediato e no primeiro pós-operatório, além do tratamento
fisioterapêutico convencional. Resultados: Houve redução significativa das variáveis espirométricas no pós-operatório
(p<0,05), independente do recurso utilizado, não havendo diferença significativa entre as técnicas (p>0,05), e preservação
da mobilidade torácica somente nas voluntárias do grupo BIPAP (p>0,05), porém sem diferença nas comparações entre os
grupos (p>0,05). Conclusão: A aplicação de pressão positiva parece não ser efetiva na restauração da função pulmonar
no pós-operatório de cirurgia bariátrica, porém a aplicação de dois níveis de pressão positiva pode preservar a mobilidade
torácica, embora não tenha demonstrado superioridade em relação às outras técnicas.
Palavras-chave: cirurgia bariátrica; fisioterapia; espirometria.
Registrado no Clinicaltrials.gov sob o identi icador NCT01872663.
Faculdade de Ciências da Saúde, Universidade Metodista de Piracicaba (UNIMEP), Piracicaba, SP, Brasil
Faculdade de Ciências Exatas e da Natureza, UNIMEP, Piracicaba, SP, Brasil
3
Clínica Bariátrica de Piracicaba, Piracicaba, SP, Brasil
Received: 02/02/2014 Revised: 04/22/2014 Accepted: 06/18/2014
1
2
http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0054
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):553-562
553
Brigatto P, Carbinatto JC, Costa CM, Montebelo MIL, Rasera-Júnior I, Pazzianotto-Forti EM
Introdução
Em indivíduos obesos, a combinação de fatores,
como menor complacência dos pulmões e da parede
torácica, maior resistência elástica pulmonar e
distensão exagerada do diafragma, pode influenciar
o sistema respiratório, resultando em diminuição de
volumes e capacidades pulmonares. Essa condição
é especialmente importante se considerarmos que
as alterações respiratórias causadas pela cirurgia
abdominal podem ser mais acentuadas em pacientes
obesos1,2.
A cirurgia bariátrica pode causar comprometimento
da função pulmonar no pós-operatório, expresso pela
redução dos volumes pulmonares e da mobilidade
diafragmática e toracoabdominal3. A alteração da
mecânica pulmonar gera um padrão restritivo com
redução da capacidade vital (CV) e da capacidade
residual funcional (CRF). A CV e a capacidade vital
forçada (CVF) estão geralmente reduzidas no pósoperatório aproximadamente de 40 a 50% dos valores
pré-operatórios, e isso persiste por, no mínimo, dez
a 14 dias4. A utilização de anestésicos, bloqueadores
musculares e analgésicos5-7, o trauma cirúrgico,
a perda da integridade muscular abdominal8, a
manipulação das vísceras, a consequente inibição
reflexa do nervo frênico e a dor pós-operatória9,
geram disfunção diafragmática5,7, que tem seu pico
entre duas e oito horas após a cirurgia10, e desencadeia
redução dos volumes e capacidades pulmonares,
alteração da relação ventilação/perfusão, diminuição
da expansibilidade toracoabdominal2, ineficiência
nos mecanismos de defesa das vias aéreas, como a
tosse, e depressão do sistema imunológico, fatores
que aumentam o risco de desenvolvimento de
complicações respiratórias, como atelectasias11,12,
hipoxemia grave, embolia pulmonar, pneumonia por
aspiração e insuficiência respiratória aguda2,7,11,12,.
Pelos motivos citados, algumas evidências
sugerem que o acompanhamento fisioterapêutico
pré e pós-operatório de pacientes submetidos a essa
modalidade cirúrgica é de fundamental importância
na prevenção das complicações inerentes ao processo
cirúrgico e na recuperação da função pulmonar13,
enquanto outras sugerem que a utilização da
fisioterapia respiratória na rotina pós-operatória não
se justifica, uma vez que poucos ensaios clínicos
mostram sua eficácia em caráter profilático14. Em
2012, Hanekom et al.15 concluíram que, devido à má
qualidade das pesquisas elaboradas, a incerteza sobre
o valor da fisioterapia realizada rotineiramente na
prevenção de complicações pulmonares após cirurgia
abdominal ainda permanece. Assim, são necessários
554
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):553-562
estudos bem elaborados sobre o assunto que possam
contribuir para se estabelecerem procedimentos
fisioterapêuticos de maior eficácia a serem realizados
no pós-operatório de cirurgia abdominal16,17.
Dentre os recursos da fisioterapia respiratória
com o objetivo de preservar ou melhorar a função
pulmonar, promovendo incremento ou manutenção
dos volumes e capacidades pulmonares, estão os
equipamentos com pressão positiva nas vias aéreas,
que podem ser utilizados em pós-operatórios
toracoabdominais como método de prevenção ou
tratamento da insuficiência respiratória hipoxêmica,
na melhora da oxigenação arterial, na redução de
atelectasias e no decréscimo do trabalho ventilatório,
sem gerar aumento na incidência de fístulas ou
deiscência da anastomose cirúrgica18-21.
A utilização de pressão positiva nas vias aéreas
tem se mostrado efetiva na restauração da CRF,
além de promover a modificação de outros volumes
e capacidades pulmonares, como volume de reserva
inspiratório (VRI), volume de reserva expiratório
(VRE) e CVF, entretanto ainda há controvérsias em
relação à manutenção produzida pela pressão positiva
nas vias aéreas4. A EPAP (Expiratory Positive Airway
Pressure), a BIPAP (Bilevel Positive Airway Pressure)
e a respiração com pressão positiva intermitente
(RPPI) são recursos com pressão positiva nas vias
aéreas que visam à reexpansão pulmonar, evitando
o colapso precoce das vias aéreas e prevenindo
assim as atelectasias pulmonares, podendo contribuir
para a redução das complicações pós-operatórias
da síndrome pulmonar restritiva associada à
obesidade22-24. A técnica de EPAP utiliza somente
a pressão positiva expiratória (PEEP - positive
end-expiratory pressure), gerando redução do fluxo
expiratório22, já a BIPAP combina a PEEP com os
benefícios da pressão de suporte, sendo possível
ajustá-las para manter o pulmão expandido durante
todo o ciclo respiratório, promovendo insuflação
pulmonar23,24, e a técnica de RPPI possibilita, além
do recrutamento alveolar, a sincronização do tempo
inspiratório, buscando reduzir o esforço respiratório
e retomar a função pulmonar normal10.
Considerando que a população obesa pode
apresentar características pulmonares restritivas, que
podem ser ainda mais acentuadas em pós-operatório
abdominal, e que os recursos de pressão positiva
nas vias aéreas podem ser capazes de restaurar a
função pulmonar e a mobilidade torácica de forma
diferenciada, a hipótese deste estudo é que a técnica
de RPPI busca favorecer a capacidade inspiratória
(CI) por promover pressão positiva nas vias
aéreas somente na fase de inspiração. Já a pressão
Pressão positiva na gastroplastia
positiva expiratória gerada pela EPAP favorece
principalmente a CRF na tentativa de promover a
manutenção ou recuperação do VRE. A BIPAP, por
sua vez, por ofertar pressão positiva nas duas fases
do ciclo respiratório, tende a favorecer a capacidade
vital (CV), englobando os benefícios das outras duas
técnicas. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar se
a aplicação de dois níveis de pressão positiva nas vias
aéreas no pós-operatório de cirurgia bariátrica pode
ser mais efetiva do que quando aplicadas pressões
positivas expiratória e inspiratória separadamente na
restauração dos volumes e capacidades pulmonares
e na mobilidade torácica.
Método
Desenho experimental
Este ensaio clínico foi desenvolvido respeitando as
normas de condutas em pesquisa experimental com
seres humanos após ter sido aprovado pelo Comitê
de Ética em Pesquisa da Universidade Metodista de
Piracicaba (UNIMEP), Piracicaba, SP, Brasil, sob o
parecer nº 89/12, e registrado no Clinicaltrials.gov,
sob o identificador NCT01872663.
O cálculo do tamanho da amostra foi realizado
com base em estudo piloto, sendo considerada a
média (0,13) e o desvio padrão (0,17) das diferenças
dos valores do VRE obtidos entre o pré e o pósoperatório a partir do teste ANOVA, no aplicativo
BioEstat 5.3, adotando-se um poder estatístico de
90% e um alfa de 0,05. Dessa forma, foi determinado
o número de 17 voluntários por grupo.
Participantes
Foram avaliadas 68 mulheres adultas, obesas
mórbidas, internadas em um hospital da cidade de
Piracicaba, SP, Brasil para realização da cirurgia
bariátrica eletiva, com prescrição de fisioterapia
respiratória pelo médico responsável, as quais
preencheram os critérios de inclusão: índice de massa
corpórea (IMC) entre 40 e 55 kg/m2, idade entre 25
e 55 anos, candidatas à cirurgia bariátrica do tipo
derivação gástrica em Y de Roux por laparotomia,
não tabagistas, com exame radiológico de tórax e
prova de função pulmonar pré-operatórios dentro
dos parâmetros de normalidade e que assinaram o
termo de consentimento livre e esclarecido. Foram
excluídas as voluntárias com presença de asma,
doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) e
síndrome da apneia obstrutiva do sono (AOS), as
que apresentaram instabilidade hemodinâmica,
permanência hospitalar maior que três dias, presença
de complicações pós-operatórias e incapacidade
de compreensão ou recusa para a realização das
avaliações ou do tratamento proposto.
Procedimentos
A função pulmonar e a mobilidade torácica das
voluntárias foram avaliadas no pré-operatório, logo
após a admissão hospitalar, e reavaliadas no primeiro
pós-operatório, após a finalização das sessões de
fisioterapia. O pesquisador que realizou as avaliações
foi cego em relação ao tratamento das voluntárias,
e o pesquisador que realizou os tratamentos, cego
em relação às avaliações. Durante a avaliação préoperatória, foi registrada a presença de comorbidades,
como hipertensão arterial sistêmica (HAS), diabetes
mellitus e dislipidemias.
Após a avaliação pré-operatória, as 68 voluntárias
foram alocadas em três grupos a partir de um processo
de randomização em bloco no programa Microsoft
Excel 2007, realizado por um pesquisador cego
em relação aos dados clínicos e à avaliação das
voluntárias. Foram os grupos: G EPAP (Expiratory
Positive Airway Pressure), G RPPI (Respiração com
Pressão Positiva Intermitente) e G BIPAP (Bilevel
Positive Airway Pressure). Durante a aplicação
das intervenções, oito voluntárias foram excluídas,
totalizando, ao final, 60 voluntárias, compondo três
grupos com 20 cada (Figura 1).
Todas as voluntárias receberam a intervenção
proposta duas vezes ao dia no pós-operatório
imediato e no primeiro pós-operatório (1º PO) e,
associada à terapia com pressão positiva nas vias
aéreas, todas as voluntárias receberam o tratamento
fisioterapêutico convencional, também realizado
duas vezes ao dia no pós-operatório, e composto por
exercícios de inspirações diafragmáticas, inspirações
profundas, inspirações fracionadas, exercícios
respiratórios associados à movimentação de membros
superiores 25 e incentivador respiratório, sendo
realizada uma série de 15 repetições para cada um
deles, com duração média de 20 a 30 minutos, além
de exercícios para prevenção de trombose venosa
profunda e deambulação.
A função pulmonar foi avaliada pela espirometria
das voluntárias, realizada utilizando-se um
espirômetro ultrassônico computadorizado da
marca MicroQuark, modelo USB (Cosmed, Roma,
Itália). Foi realizada a manobra de capacidade vital
lenta (CVL) de acordo com as normas da American
Thoracic Society (ATS) e European Respiratory
Sociaty (ERS)26, sendo repetida até se obterem
três curvas aceitáveis e duas reprodutíveis, não
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):553-562
555
Brigatto P, Carbinatto JC, Costa CM, Montebelo MIL, Rasera-Júnior I, Pazzianotto-Forti EM
excedendo mais do que oito tentativas. Para calcular
os valores preditos, foi utilizada a equação proposta
por Pereira et al.27 para a população brasileira, e os
valores de CVL, VRE, VRI e volume corrente (VC)
foram selecionados de acordo com as recomendações
de Pereira28, os valores de CI foram calculados a partir
da soma do VRI e do VC.
A avaliação da mobilidade torácica foi realizada
por meio da cirtometria nos níveis axilar e xifoideano
sempre pelo mesmo avaliador, com a utilização
de uma fita métrica escalonada em centímetros,
medindo-se as circunferências após uma inspiração
máxima e após uma expiração máxima, estando as
voluntárias em posição ortostática. Foram repetidas
três medidas para cada nível e computado o maior
valor obtido na inspiração e o menor na expiração. A
diferença absoluta entre esses valores foi considerada
a mobilidade torácica para cada nível25,29.
De forma a minimizar a interferência da dor nas
avaliações pós-operatórias, antes de iniciá-las, as
voluntárias classificaram o nível da dor por meio
de uma Escala Visual Analógica (EVA)30,31. Quando
a dor foi classificada acima de 4, foi solicitada à
equipe de enfermagem a administração de analgesia
com dipirona, conforme prescrição médica, e então
classificada novamente após 30 minutos, antes do
início da reavaliação.
A aplicação da EPAP foi realizada com a utilização
de uma máscara facial siliconizada com válvula
unidirecional (Respironics, Seal Flex Multi-Strap,
Irlanda, EUA) e válvula de PEEP do tipo springloaded (Vital Signs Inc, Totoma/NJ, EUA) ajustada
em 10 cmH2O3, que foi posicionada e fixada pelas
Figura 1. Fluxograma da casuística do estudo. EPAP: Expiratory Positive Airway Pressure; RPPI: Respiração com Pressão Positiva
Intermitente; BIPAP: Bilevel Positive Airway Pressure.
556
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):553-562
Pressão positiva na gastroplastia
mãos do terapeuta na face da voluntária a fim de evitar
fuga aérea. As voluntárias foram orientadas a realizar
seis séries de 15 respirações, com inspiração nasal
de média amplitude e expiração contra a resistência
imposta pela válvula de PEEP32, priorizando a
respiração diafragmática, sendo realizado um
descanso de 1 a 2 minutos entre cada série, com
duração da sessão de aproximadamente 20 minutos.
A aplicação da RPPI foi realizada por meio do
equipamento Reanimador de Müller (Engesp,
Curitiba, Paraná, Brasil), utilizando uma pressão
endotraqueal de 20 a 30 cmH2O, referente a 2 a
3 kgf/cm² na válvula reguladora de pressão de oxigênio
e, no micronebulizador, foi utilizado soro fisiológico
como diluente21,33. As voluntárias foram orientadas
a realizar a inspiração no bocal do equipamento ao
comando do terapeuta, simultaneamente ao disparo
do equipamento, e a sustentar a inspiração por
1 a 2 segundos, e então expirar livremente. Foram
realizadas seis séries de 15 ciclos respiratórios em
cada sessão, com descanso de 1 a 2 minutos entre
cada série, totalizando aproximadamente 30 minutos
de duração para cada sessão.
A aplicação de BIPAP de forma não invasiva foi
realizada com a utilização do equipamento VPAPTM
III ST-A (Resmed, San Diego/CA, EUA) conectado
a uma máscara facial simples, com borda inflável
por uma traqueia corrugada e acoplada à face do
paciente por fixador de borracha. A EPAP foi fixada
em 8 cmH2O, e a pressão positiva inspiratória (IPAP)
foi ajustada inicialmente em 12 cmH2O34 e reajustada
a fim de se manter uma frequência respiratória entre
12 e 20 respirações por minuto e um VC em torno
de 8 a 10ml/kg de peso ideal, calculado pela fórmula
45,5 + 0,91 (estatura – 152,4)35. Durante o período
de aplicação de 30 minutos, as voluntárias foram
orientadas a realizar a inspiração nasal e a expiração
oral.
Durante todo o tempo de aplicação dos recursos,
as voluntárias permaneceram na posição Fowler
45º, e o pesquisador permaneceu ao lado delas,
acompanhando-as e monitorizando os sinais vitais e
o conforto respiratório.
Análise estatística
A análise estatística dos dados foi realizada
com a utilização do software “R”, versão 3.0.1, e a
normalidade de distribuição dos dados foi verificada
pelo teste de Shapiro-Wilk.
Para as análises intragrupos das variáveis
espirométricas e de mobilidade torácica no pré e
pós-operatório, foi realizado o teste t de Student
para amostras pareadas ou teste de Wilcoxon.
Para a comparação intergrupos, foram utilizados
os valores das diferenças entre o pré e o pósoperatório e analisados pelos testes de ANOVA ou
Kruskall-Wallis.
Um nível de significância de 5% foi adotado para
todas as análises.
Resultados
Na Tabela 1 estão apresentados os resultados da
idade, características antropométricas e comorbidades
das voluntárias do estudo alocadas nos grupos de
acordo com o tratamento proposto.
Pode-se constatar que não houve diferença entre
os grupos para as variáveis idade, massa corporal,
estatura, IMC, presença de HAS e presença de
diabetes mellitus.
Na Tabela 2, estão apresentadas as variáveis
espirométricas da manobra de CVL de cada grupo
nas avaliações antes e após a cirurgia, em valores
absolutos e em porcentagens do previsto para a CVL e
o VRE. Pode-se notar que houve redução significativa
de todas as variáveis no pós-operatório em relação
ao pré. Estão apresentadas também as reduções entre
os valores pré e pós-operatórios em porcentagem
e, quando comparadas entre si, não apresentaram
diferenças significativas.
A Tabela 3 apresenta os valores das medidas de
mobilidade torácica nos níveis axilar e xifoideano
dos grupos nos momentos pré e pós-cirúrgicos. Na
análise intragrupos, foi possível observar que houve
uma redução significativa das mobilidades axilar
e xifoideana para os grupos EPAP e RPPI no pósoperatório; já, para o G BIPAP, não foram encontradas
diferenças significativas. Quando comparadas as
diferenças dos valores pré e pós-operatórios de
mobilidade torácica, não houve diferença para os
dois níveis avaliados, independente do tratamento
recebido.
Discussão
Os principais resultados deste estudo revelaram
redução significativa das variáveis espirométricas no
pós-operatório, independente do recurso utilizado,
e preservação da mobilidade torácica somente nas
voluntárias do grupo BIPAP.
O declínio da função pulmonar após procedimentos
cirúrgicos é justificado por fatores inerentes ao próprio
procedimento, como a utilização de anestésicos e
analgésicos, a perda da integridade da musculatura
abdominal e a consequente diminuição da força de
contração muscular e disfunção diafragmática e
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):553-562
557
Brigatto P, Carbinatto JC, Costa CM, Montebelo MIL, Rasera-Júnior I, Pazzianotto-Forti EM
Tabela 1. Idade, características antropométricas (valores em média e desvio padrão) e presença de comorbidades das voluntárias alocadas
nos grupos.
Grupo EPAP (n=20)
Grupo RPPI (n=20)
Grupo BIPAP (n=20)
38,85±8,42
38,70±8,59
40,60±8,78
Idade (anos)
Massa corporal (kg)
114,99±17,96
110,13±14,82
113,69±16,08
Estatura (m)
1,59±0,06
1,61±0,06
1,61±0,09
IMC (kg/m )
45,39±6,82
42,39±5,36
44,34±8,14
HAS (n)
12
10
13
Diabetes Mellitus (n)
6
3
6
2
IMC: índice de massa corpórea; HAS: hipertensão arterial sistêmica.
Tabela 2. Valores absolutos e em porcentagens do previsto das variáveis espirométricas na manobra de CVL para cada grupo no pré e
pós-operatório, expressos em média e desvio padrão.
Grupo EPAP
(n=20)
Grupo RPPI
(n=20)
Grupo BIPAP
(n=20)
PRÉ
PÓS
DIF (%)
PRÉ
PÓS
DIF (%)
PRÉ
PÓS
DIF (%)
2,92±0,62
1,86±0,46*
36,30
3,24±0,51
2,31±0,33*
28,70
3,11±0,68
2,11±0,59*
32,15
CVL
88,29±13,15 56,74±14,33
(% prev)
35,74
96,37±14,43 68,58±10,12
28,83
93,19±13,49 63,90±17,08
31,43
VRE
(L)
0,27±0,14*
47,06
VRE
45,56±15,44 24,42±11,76
(% prev)
46,39
VRI
(L)
1,53±0,56
0,97±0,43*
36,60
2,01±0,60
1,36±0,29*
32,34
1,73±0,71
1,20±0,43*
30,64
VC
(L)
0,91±0,39
0,62±0,21*
31,87
0,76±0,26
0,63±0,18*
17,11
0,88±0,27
0,60±0,26*
31,82
CI
(L)
2,44±0,61
1,59±0,47*
34,84
2,77±0,45
1,98±0,31*
28,52
2,61±0,50
1,80 ± 0,43*
31,03
CVL
(L)
0,51±0,21
0,48±0,31
0,32±0,18*
33,33
42,10±27,11 28,61±14,52
32,04
0,51±0,34
0,32±0,27*
37,25
45,17±26,63 27,65±21,81
38,79
CVL: capacidade vital lenta; VRE: volume de reserva expiratório; % prev: porcentagem do previsto; VRI: volume de reserva inspiratório; VC:
volume corrente; CI: capacidade inspiratória; DIF: diferença entre o pré e o pós; *diferença significativa entre o pré e pós-operatório (p<0,05).
Tabela 3. Valores de mobilidade torácica nos níveis axilar e xifoideano para cada grupo no pré e pós-operatório, expressos em média
e desvio padrão.
AXILAR (cm)
XIFOIDEANA (cm)
PRÉ
PÓS
DIF (%)
PRÉ
PÓS
DIF (%)
Grupo EPAP (n=20)
3,70±1,20
2,50±1,05*
32,43
2,55±1,11
1,35±0,84*
47,06
Grupo RPPI (n=20)
3,93±1,31
2,88±0,79*
26,72
2,78±1,25
1,53±0,82*
44,96
Grupo BIPAP (n=20)
3,75±1,73
2,78±1,08
25,87
2,40±1,73
1,60±0,79
33,33
DIF: diferença entre o pré e o pós; *diferença significativa entre o pré e pós-operatório (p<0,05).
também por aspectos que interferem na realização
das manobras espirométricas, como a dor e o receio
da inspiração profunda6,36. Neste estudo, houve
a preocupação em avaliar a dor e solicitar a
administração de analgesia conforme prescrição
médica, quando necessária, antes das avaliações
pós-operatórias, a fim de evitar que os resultados
pudessem ser influenciados por esse fator. Porém,
558
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):553-562
pode-se sugerir que os efeitos do procedimento
cirúrgico, associados à obesidade, contribuíram de
forma importante para a redução significativa dos
valores da espirometria e da mobilidade torácica
nos três grupos.
O excesso de gordura armazenada na cavidade
abdominal exerce efeito mecânico direto sobre a
caixa torácica e o músculo diafragma, restringindo
Pressão positiva na gastroplastia
a expansibilidade torácica, com consequente redução
dos volumes pulmonares37-39. Essa restrição da parede
torácica é maior quando o obeso permanece na posição
supina, como durante o procedimento cirúrgico,
ou durante o período de internação hospitalar,
acarretando sobrecarga muscular importante para a
ventilação e resultando em disfunção da musculatura
respiratória40,41.
A redução da complacência da parede torácica,
devido ao aumento da pressão abdominal, à
administração de anestésicos e à dor pós-operatória,
pode causar uma redução prolongada dos volumes
e capacidades pulmonares. Acredita-se que a terapia
com BIPAP possa reverter esses fenômenos por meio
dos efeitos positivos combinados de PEEP e pressão
de suporte inspiratória, permitindo o recrutamento de
zonas de colapso alveolar, aumentando a ventilação
pulmonar e melhorando a troca gasosa, além de
gerar um aumento na expansibilidade torácica9,23,42,43.
Porém, neste estudo, a BIPAP não foi capaz de
restaurar a função pulmonar no pós-operatório, e sua
efetividade teve destaque somente na restauração da
mobilidade torácica em relação às outras técnicas de
pressão positiva utilizadas.
Pessoa et al.18 utilizaram a técnica de BIPAP
no pós-operatório imediato de cirurgia bariátrica,
ainda em recuperação pós-anestésica, e puderam
observar que a terapia possui um efeito dose e tempo
dependente, demonstrando melhores resultados
quando utilizados níveis pressóricos mais altos
por tempos mais prolongados. Considerando essa
afirmação, podemos sugerir que resultados mais
expressivos não foram encontrados neste estudo, pois
a técnica foi aplicada por curtos períodos, sessões de
30 minutos.
A ausência de efeitos positivos significativos na
utilização das técnicas de pressão positiva deste
estudo também pode ser justificada pelo momento de
realização das técnicas, visto que só foram iniciadas
aproximadamente quatro horas depois do término da
cirurgia. Forgiarini Junior et al.43 demonstraram que
a intervenção fisioterapêutica, quando iniciada na
sala de recuperação pós-anestésica, pode ser benéfica
para os pacientes submetidos a cirurgias abdominais,
pois os valores da função pulmonar nos pacientes
que receberam o atendimento fisioterapêutico mais
precocemente apresentaram menor variação dos
valores de espirometria pós-operatórios em relação
aos do pré do que o grupo que iniciou a fisioterapia
na enfermaria.
Segundo a literatura, a anestesia geral pode agravar
a hipoventilação nas primeiras horas de recuperação
pós-cirúrgica devido à maior instabilidade alveolar
nesse período, e a aplicação precoce da pressão
positiva pode ser capaz de melhorar a ventilação
alveolar em áreas possivelmente colapsadas durante
o procedimento cirúrgico44-47. Na sala de recuperação
pós-anestésica, considera-se que a tolerância do
paciente é facilitada pelo efeito sedativo residual dos
agentes anestésicos e de opioides administrados para
analgesia23, permitindo a aplicação dos recursos por
tempo mais prolongado, o que não foi realizado neste
estudo, uma vez que as voluntárias já se encontravam
no quarto.
Outro importante fator a ser considerado no atual
estudo como provável influência nos resultados,
principalmente em relação à função pulmonar,
refere-se ao momento da realização da reavaliação
pós-operatória. As voluntárias foram reavaliadas
aproximadamente 36 horas após a cirurgia, talvez esse
tempo não tenha sido suficiente para a restauração dos
volumes e capacidades pulmonares independente
do recurso aplicado, visto que, até esse momento,
a função diafragmática não está completamente
retomada. No estudo de Paisani et al.47, que buscou
avaliar o comportamento dos volumes e capacidades
pulmonares de pacientes no pós-operatório de
gastroplastia, foram verificadas reduções das
variáveis no primeiro pós-operatório de 30 a 50%
em relação aos seus valores pré-operatórios e, no
quinto dia de pós-operatório, a CV ainda não havia
retornado a seus valores iniciais. No presente estudo,
os volumes e capacidades pulmonares, reavaliados
também no primeiro pós-operatório, apresentaram
reduções que variaram de 17 a 46%, não sendo
possível verificar a recuperação das variáveis antes
da alta hospitalar.
No estudo de Barbalho-Moulim et al.3, a EPAP
não foi capaz de prevenir a redução da mobilidade
torácica nos níveis axilar e xifoideano e das medidas
de VC e VRI, como também ocorreu neste estudo,
talvez por ser um recurso que não estimula a
realização de “suspiros” inspiratórios e por estar
associado a baixos volumes pulmonares e redução
do fluxo expiratório.
Segundo Müller et al.33, a técnica de RPPI permite
um manejo sincrônico entre o operador e o paciente,
respeitando o ciclo respiratório, promovendo melhor
adaptação ao equipamento e evitando desconforto
respiratório, sendo, por isso, considerada um recurso
efetivo no ganho de VC e, consequentemente, de
reexpansão pulmonar. Entretanto, esses resultados
benéficos não foram observados neste estudo.
Sugere-se que recursos com pressão positiva
possuem efeitos semelhantes em relação à restauração
de volumes e capacidades pulmonares e à mobilidade
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):553-562
559
Brigatto P, Carbinatto JC, Costa CM, Montebelo MIL, Rasera-Júnior I, Pazzianotto-Forti EM
torácica no pós-operatório de cirurgia bariátrica,
independente de serem aplicados durante a inspiração,
a expiração ou em ambas, não sendo efetivos quando
aplicados conforme o protocolo estabelecido para
este estudo, demonstrando que, nos primeiros dias de
pós-operatório, a função pulmonar ainda se encontra
prejudicada pelos efeitos da obesidade associados ao
procedimento cirúrgico abdominal.
Todas as voluntárias foram submetidas à mesma
técnica cirúrgica, pela mesma equipe cirúrgica,
com tempo de procedimento e tempo anestésico
semelhantes e, durante a anestesia, permaneceram em
ventilação mecânica, com parâmetros ventilatórios
padronizados pela equipe médica responsável,
portanto não sendo considerados fatores de influência
nas avaliações deste estudo.
Apesar da pequena influência da pressão positiva
na função pulmonar e na mobilidade torácica das
voluntárias estudadas, é importante destacar que as
técnicas aplicadas não proporcionaram nenhum efeito
adverso ou geraram complicações pós-operatórias,
como fístulas, distensão abdominal ou deiscência
da anastomose cirúrgica. Dessa forma, pode-se
considerar que a aplicação da pressão positiva
se mostrou segura no pós-operatório de cirurgia
bariátrica.
Considerou-se como limitação deste estudo o curto
período de internação das voluntárias submetidas
à cirurgia bariátrica eletiva, as quais recebiam
alta no início do segundo dia pós-operatório,
impossibilitando uma reavaliação mais tardia.
Conclusão
A aplicação de dois níveis de pressão positiva nas
vias aéreas, dentro do protocolo estabelecido neste
estudo, parece não ser efetiva na restauração dos
volumes e capacidades pulmonares no pós-operatório
de cirurgia bariátrica.
Em relação à mobilidade torácica, a aplicação
de dois níveis de pressão positiva obteve melhores
resultados do que quando aplicada pressão positiva
inspiratória ou expiratória separadamente, sem,
entretanto, demonstrar superioridade em relação às
outras técnicas.
Agradecimentos
À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de
São Paulo (FAPESP), São Paulo, Brasil, processo n.
2013/06334-8 e à Coordenação de Aperfeiçoamento
de Pessoal de Nível Superior (CAPES/PROSUP),
Brasília, Brasil.
560
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):553-562
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562
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):553-562
Correspondence
Eli Maria Pazzianotto Forti
Universidade Metodista de Piracicaba
Rodovia do Açúcar, Km 156
CEP 13400-911, Piracicaba, SP, Brasil
e-mail: [email protected]
original article
Functional priorities reported by parents of children
with cerebral palsy: contribution to the pediatric
rehabilitation process
Prioridades funcionais identi icadas por pais de crianças com paralisia cerebral:
contribuições para o processo de reabilitação infantil
Marina B. Brandão1, Rachel H. S. Oliveira2, Marisa C. Mancini3
ABSTRACT | Background: Collaborative actions between family and therapist are essential to the rehabilitation process,
and they can be a catalyst mechanism to the positive outcomes in children with cerebral palsy (CP). Objectives: To
describe functional priorities established by caregivers of CP children by level of severity and age, and to assess changes
on performance and satisfaction on functional priorities reported by caregivers, in 6-month interval. Method: 75 CP
children, weekly assisted at Associação Mineira de Reabilitação, on physical and occupational therapy services. The
following information was collected: gross motor function (Gross Motor Function Classification System-GMFCS) and
functional priorities established by caregivers (Canadian Occupational Performance Measure-COPM). Data were collected
in two moments, with a 6-month interval. Results: The main functional demands presented by caregivers were related
to self-care activities (48.2%). Parents of children with severe motor impairment (GMFCS V) pointed higher number of
demands related to play (p=0.0036), compared to the other severity levels. Parents of younger children reported higher
number of demands in mobility (p=0.025) and play (p=0.007), compared to other age groups. After 6 months, there
were significant increase on COPM performance (p=0.0001) and satisfaction scores (p=0.0001). Conclusions: Parents
of CP children identified functional priorities in similar performance domains, by level of severity and age. Orienting
the pediatric rehabilitation process to promote changes in functional priorities indentified by caregivers can contribute
to the reinforcement of the parent-therapist collaboration.
Keywords: functional priorities; cerebral palsy; rehabilitation; children.
HOW TO CITE THIS ARTICLE
Brandão MB, Oliveira RHS, Mancini MC. Functional priorities reported by parents of children with cerebral palsy: contribution
to the pediatric rehabilitation process. Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):563-571. http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0064
RESUMO | Contextualização: Ações colaborativas entre família e terapeuta são essenciais para o processo de reabilitação,
podendo constituir mecanismo catalisador de desfechos funcionais positivos para crianças com paralisia cerebral (PC).
Objetivos: Descrever prioridades funcionais identificadas por cuidadores de crianças com PC por nível de gravidade
e idade e avaliar mudanças no desempenho e satisfação reportadas pelos cuidadores nas prioridades identificadas no
intervalo de seis meses. Método: De 75 crianças com PC, atendidas semanalmente na Associação Mineira de Reabilitação,
nos serviços de fisioterapia e de terapia ocupacional, foram coletadas informações referentes à função motora grossa
(Sistema de Classificação da Função Motora Grossa-GMFCS) e às prioridades funcionais estabelecidas pelos cuidadores
(Medida Canadense de Desempenho Ocupacional-COPM). Os dados foram coletados em dois períodos, com intervalo
de seis meses. Resultados: As principais demandas apontadas pelos cuidadores referiram-se às atividades de cuidados
pessoais (48,2%). Pais de crianças com comprometimento motor grave (GMFCS V) apresentaram maior número de
demandas relacionadas ao brincar (p=0,036), comparadas com outros níveis de comprometimento. Pais de crianças
mais jovens reportaram maior número de demandas em mobilidade (p=0,025) e brincar (p=0,007) em relação aos
outros grupos etários. Após seis meses, observou-se aumento significativo dos escores de desempenho (p=0,0001) e de
satisfação (p=0,0001) da COPM. Conclusões: Pais de crianças com PC identificaram prioridades funcionais em áreas
de desempenho semelhantes por nível de gravidade da função motora grossa e por grupo etário. Direcionar o processo
de reabilitação infantil, visando a promover mudanças nas prioridades funcionais definidas como relevantes pelos pais,
pode contribuir para o fortalecimento da colaboração família-terapeuta.
Palavras-chaves: prioridades funcionais; paralisia cerebral; reabilitação; crianças.
Núcleo de Ensino e Pesquisa, Associação Mineira de Reabilitação (AMR), Faculdade de Ciências Médicas de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG,
Brasil
2
Curso de Terapia Ocupacional, Núcleo de Ensino e Pesquisa, AMR, Faculdade de Ciências Médicas de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brasil
3
Programa de Pós-graduação em Ciências da Reabilitação, Departamento de Terapia Ocupacional, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG),
Belo Horizonte, MG, Brasil
Received: 02/11/2014 Revised: 05/23/2014 Accepted: 08/12/2014
1
http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0064
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):563-571
563
Brandão MB, Oliveira RHS, Mancini MC
Introdução
A paralisia cerebral (PC) é uma condição de
saúde que acomete prioritariamente funções e
estruturas musculoesqueléticas, resultante de danos
ao cérebro nos períodos pré-natal, perinatal ou no
início da infância1. Essas alterações podem repercutir
de formas distintas na realização de atividades
da rotina diária, variando da necessidade de total
assistência do cuidador ao desempenho de atividades
funcionais com independência, mesmo que de formas
alternativas e/ou com uso de tecnologias assistivas1,2.
Nesse contexto, o conhecimento das manifestações
neuromusculoesqueléticas e da sintomatologia
dessa condição de saúde não é suficiente para
predizer a funcionalidade da criança em atividades
de autocuidado, mobilidade funcional, brincar e
escola3,4.
A literatura tem demonstrado que o desempenho
funcional da criança com PC não é consequência
direta das características da condição de saúde.
Mancini et al.3 analisaram o impacto da gravidade
motora no desempenho funcional de crianças com
PC. Na comparação entre crianças com gravidades
motoras distintas, aquelas com comprometimento
motor moderado (nível III do Sistema de Classificação
da Função Motora Grossa-GMFCS) demonstraram
repertório funcional de habilidades semelhante às
de gravidade motora leve (níveis I e II do GMFCS),
enquanto, em independência, a semelhança do grupo
moderado (nível III do GMFCS) ocorreu com o grupo
de crianças graves (níveis IV e V do GMFCS)3. Esses
resultados são corroborados por Chagas et al.4, que
analisaram o perfil funcional de crianças com PC de
acordo com sistemas de classificação da gravidade
motora grossa (GMFCS)5,6 e da função manual
(Sistema de Classificação das Habilidades ManuaisMACS)7. Eles observaram que crianças classificadas
como moderadas na função motora grossa (nível
III do GMFCS) apresentaram perfil funcional
semelhante ao de crianças leves (níveis I e II do
GMFCS)4. Entretanto, no que se refere à gravidade
da função manual, crianças com comprometimento
moderado (nível III do MACS) apresentaram maior
similaridade funcional com as crianças graves (níveis
IV e V do MACS)4.
Além da variabilidade de perfil funcional da criança
com PC nos diferentes níveis de gravidade motora,
observa-se, também, não linearidade das limitações
para a realização de atividades em diferentes domínios
funcionais, como em autocuidado, mobilidade e
função social. Mancini et al.3 constataram que crianças
564
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):563-571
com gravidade moderada (nível III do GMFCS)
apresentaram perfil de habilidades funcionais
similar ao de crianças com comprometimento
leve (níveis I e II do GMFCS) em atividades de
autocuidado e de função social, enquanto, na área de
mobilidade, essas mesmas crianças assemelharamse às crianças de grave comprometimento motor
(níveis IV e V do GMFCS). Tais resultados ilustram
a heterogeneidade das manifestações funcionais da
criança com PC, reforçando que uma combinação
de fatores, incluindo as características do contexto
físico, atitudinal, social, bem como tecnologias,
podem influenciar o perfil funcional da criança em
sua rotina diária8, restringindo o poder preditivo
exclusivo das alterações neuromusculoesqueléticas.
Assim, considerando a variabilidade das limitações
funcionais que podem decorrer da condição de PC,
ações de reabilitação com medidas de desfechos
individualizadas podem promover a participação das
crianças em seus diferentes contextos de vida.
Ações colaborativas entre família e terapeuta são
essenciais para o desenvolvimento de estratégias
de reabilitação individualizadas que efetivamente
promovam a funcionalidade da criança1,9-13. Egilson10
analisaram as perspectivas dos pais quanto às ações
de reabilitação dirigidas às crianças com deficiência
física. Os autores ressaltaram o desejo relatado
pelos pais de serem informados e de participarem
do processo de tomada de decisão terapêutica10.
Nesse sentido, os pais buscam indicações úteis para
melhorar o desempenho funcional da criança nas
atividades da rotina diária e estão preocupados com
a transferência de aprendizado adquirido no ambiente
terapêutico para os contextos doméstico e escolar10.
Hurlburt et al.11, investigando as características de
um serviço de reabilitação infantil, apontaram que a
incongruência entre as percepções dos terapeutas e
as dos familiares acerca do processo de reabilitação
pode dificultar o entendimento das famílias sobre
a intervenção, potencialmente minimizando os
resultados terapêuticos no desempenho funcional
da criança. Øien et al.13 exploraram as percepções
dos pais e de profissionais sobre estabelecimento de
objetivos significativos para a família de crianças
com PC. Os autores apontaram que o envolvimento
dos pais no estabelecimento de objetivos terapêuticos
pode aumentar o sentimento de competência e de
participação, contribuindo para a relação de parceria
entre pais e profissionais13.
Um dos objetivos centrais da reabilitação está
relacionado à promoção da participação da criança
Prioridades funcionais de pais de crianças com PC
em seus contextos significativos de vida. Como
consequência, é importante que os terapeutas
conheçam as prioridades e necessidades da criança
sob a perspectiva do cuidador, já que, a partir da
convivência diária, os pais são grandes conhecedores
das habilidades e necessidades da criança1,9,14. Assim,
o conhecimento dessas prioridades, com uso de
instrumentação que capture as demandas funcionais,
pode auxiliar o terapeuta a desenvolver estratégias
de reabilitação individualizadas, significativas e
adequadas às prioridades da família. O objetivo
principal deste estudo compreendeu identificar os
objetivos funcionais estabelecidos por cuidadores
de crianças com PC atendidas em um centro de
reabilitação em relação à gravidade e idade das
crianças. Além disso, o estudo também objetivou
avaliar mudanças no desempenho e na satisfação
reportadas pelos cuidadores nas prioridades
identificadas no intervalo de seis meses.
Método
Trata-se de um estudo observacional longitudinal
retrospectivo, no qual foram revisados 75 prontuários
de crianças com PC que estavam em atendimento
semanal na Associação Mineira de Reabilitação
(AMR), Belo Horizonte, MG, Brasil, no período de
julho a dezembro de 2011. Este estudo, juntamente
com o termo de consentimento livre e esclarecido,
foi aprovado pelo Núcleo de Ensino e Pesquisa da
AMR e Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade
Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte,
MG, Brasil (ETIC-02740203000-10).
Participantes
Os participantes foram crianças com PC entre
3 e 16 anos de idade, com o diagnóstico clínico
estabelecido a partir do exame neurológico, as quais
frequentavam atendimentos semanais de fisioterapia
e de terapia ocupacional. Foram excluídas crianças
que estavam de licença médica durante o período
de coleta ou que estavam em outra modalidade de
atendimento, como serviços de acompanhamento
quinzenal ou mensal. Crianças que faltaram a três
ou mais atendimentos durante o período analisado
também foram excluídas do estudo.
Instrumentação
Inicialmente, foram coletadas informações nos
prontuários referentes ao nível de gravidade da
função motora grossa das crianças pelo GMFCS4,5.
O GMFCS classifica a função motora grossa em
cinco níveis, com base nas habilidades de sentar,
manter-se de pé e marcha da criança com PC, bem
como no uso de dispositivos de suporte e recursos
adaptativos4,5. No nível I, a criança é capaz de andar
sem dificuldades em diferentes ambientes e apresenta
habilidades como correr e pular. No nível II, a criança
consegue andar em superfícies estáveis, mas pode
apresentar dificuldades e necessitar de apoio ou
equipamentos para longas distâncias. As crianças
do nível III fazem uso de utensílios de suporte em
ambientes internos e cadeira de rodas para ambientes
externos. Crianças do nível IV apresentam limitações
de mobilidade, podendo impulsionar a cadeira de
rodas. Por fim, crianças do nível V apresentam graves
limitações motoras, sendo necessário o uso de cadeira
de rodas e auxílio constante4,5.
Informações acerca das demandas funcionais
estabelecidas pela família foram obtidas com a
Medida Canadense de Desempenho Funcional
(COPM)15. Para o presente estudo, foram coletados
dados das crianças em dois momentos, com intervalo
de seis meses, sendo a entrevista com o cuidador
da criança realizada pelos mesmos examinadores,
terapeutas ocupacionais, previamente capacitados
para aplicação do instrumento.
A COPM é um instrumento padronizado que
auxilia terapeutas a intervirem com base nas
prioridades estabelecidas pelo cliente15. Na rotina
de avaliação da AMR, a COPM é administrada
por entrevista com os cuidadores das crianças.
Nessa avaliação, há a pontuação da importância das
atividades em uma escala de 10 pontos (1=pouco
importante; 10=muito importante) nas diferentes
áreas de ocupação (autocuidado, produtividade,
lazer)15. Os cuidadores foram solicitados a listar as
cinco atividades que julgavam ser as mais importantes
e pontuar o desempenho da criança e o seu nível de
satisfação com relação à maneira que ela realizava
cada uma dessas atividades, em uma escala de 1-1015.
Estudos informam que a COPM apresenta boa
validade e confiabilidade15,16. A reavaliação foi feita
com o cuidador que respondeu à primeira entrevista.
Procedimentos de intervenção
Os atendimentos de reabilitação foram realizados
na AMR e compreenderam intervenções semanais de
fisioterapia e de terapia ocupacional. A frequência de
atendimento e os objetivos de tratamento da criança
em cada especialidade são decididos semestralmente
em uma discussão entre os profissionais que atendem
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):563-571
565
Brandão MB, Oliveira RHS, Mancini MC
a criança. O planejamento de intervenção é baseado
nos dados obtidos com a aplicação da COPM. No
momento da discussão, os profissionais, conhecendo
as demandas prioritárias dos pais, informadas pela
COPM, estabelecem os objetivos de intervenção
para os próximos seis meses de reabilitação. Os
atendimentos realizados foram individuais, com
duração de 45 minutos cada. A Tabela 1 apresenta a
frequência de atendimentos das crianças nos serviços
de fisioterapia e de terapia ocupacional.
Análise dos dados
Frequência, porcentagem e média descreveram as
características das crianças com PC, incluindo idade,
sexo, diagnóstico e níveis do GMFCS4,5. As cinco
principais atividades funcionais apontadas pelos pais
na aplicação da COPM foram categorizadas em grupos
de atividades: cuidados pessoais, mobilidade, brincar,
escola, socialização/comunicação, participação em
tarefas domésticas, independência fora de casa. Além
disso, testes qui-quadrado testaram associação entre
os objetivos funcionais estabelecidos pelo cuidador
na COPM e a gravidade do comprometimento motor,
bem como entre os objetivos funcionais e a faixa
etária. Para averiguar a associação entre frequência
de atendimentos semanais e mudanças clinicamente
significativas, que no teste COPM correspondem a
2 pontos ou mais entre as medidas longitudinais15,
foram utilizados testes qui-quadrado.
A análise das mudanças nos escores da COPM
durante o intervalo de seis meses foi precedida
de testes de normalidade. Como os dados não
apresentaram distribuição gaussiana, foi utilizado
o teste não paramétrico de Wilcoxon. Em todas
as análises, foi considerado nível de significância
=0,05.
Resultados
A Tabela 2 apresenta as principais características
descritivas sobre sexo, idade, diagnóstico clínico e
nível de comprometimento motor grosso das crianças
do estudo.
Prioridades funcionais e gravidade da
função motora grossa
Das 278 demandas reportadas, 134 (48,2%)
referiram-se às atividades de cuidados pessoais,
seguidas de atividades escolares (19,78%), brincar
(14,39%) e mobilidade (12,95%). As outras demandas
566
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):563-571
incluíram atividades de socialização, tarefas
domésticas e independência fora de casa (4,68%).
A Tabela 3 apresenta as prioridades funcionais
apontadas pelos cuidadores das crianças com PC
durante a aplicação da COPM nos diferentes níveis
de comprometimento motor grosso por áreas de
ocupação. Observou-se que as demandas relacionadas
aos cuidados pessoais foram as de maior frequência
em todos os níveis de comprometimento motor, à
Tabela 1. Frequência (%) de crianças atendidas semanalmente nos
serviços de fisioterapia e de terapia ocupacional da Associação
Mineira de Reabilitação no período de julho a dezembro de 2011.
Número de
atendimentos
semanais*
Fisioterapia
Terapia
Ocupacional
2
37 (49,3%)
15 (20%)
1
38 (50,7%)
60 (80%)
*Duração de cada atendimento: 45 minutos.
Tabela 2. Descrição de crianças com paralisia cerebral com relação
ao sexo, idade, diagnóstico e níveis de função motora grossa,
segundo a Classificação da Função Motora Grossa (GMFCS).
Categorias descritivas
Frequência (%)
Sexo
Masculino
45 (60%)
Feminino
30 (40%)
Diagnóstico Médico
PC Quadriparesia espástica
36 (48%)
PC Diparesia espástica
14 (18,7%)
PC Discinético
11 (14,7%)
PC Hemiparesia espástica
8 (10,7%)
PC Mista
4 (5,35%)
PC Atáxico
2 (2,6%)
Função motora grossa (GMFCS)
I
6 (8%)
II
15 (20%)
III
6 (8%)
IV
39 (52%)
V
9 (12%)
Idade (anos)
Idade média (desvio padrão)
Valores
7,35 (3,28)
Idade máxima
16
Idade mínima
3
Faixas etárias
3-6 anos
31 (41,33%)
7-10 anos
29 (38,67%)
11-16 anos
15 (20%)
Prioridades funcionais de pais de crianças com PC
exceção de crianças de GMFCS nível V. Na análise
da associação entre as prioridades identificadas por
níveis de comprometimento motor das crianças e as
áreas ocupacionais, os pais de crianças classificadas
como GMFCS V relataram demandas relacionadas
ao brincar como de maior importância (2=10,30;
p=0,036). Não foram observadas associações
significativas entre a gravidade da função motora
grossa e as outras áreas de ocupação.
análise da associação entre as prioridades identificadas
por faixas etárias e as áreas ocupacionais, crianças
de faixa etária mais jovem (3-6 anos) tiveram mais
frequentemente demandas relacionadas à mobilidade
(2=7,35; p=0,025) e ao brincar (2=9,99; p=0,007)
em relação às outras faixas etárias. Não foram
observadas associações significativas entre as faixas
etárias e as outras áreas de ocupação.
Prioridades funcionais e faixas etárias
Evolução funcional das crianças ao longo de
seis meses
A Tabela 4 apresenta as prioridades funcionais
apontadas pelos cuidadores das crianças com PC
nas diferentes faixas etárias. As atividades de maior
frequência de demanda dos pais em todas as faixas
etárias compreenderam as de cuidados pessoais. Na
No intervalo de seis meses entre os dois momentos
de coleta de dados, observou-se aumento significativo
nos escores da COPM, tanto no desempenho (p=0,0001)
quanto na satisfação (p=0,0001) (Figura 1). Não se
observou associação entre frequência de atendimentos
Tabela 3. Frequência (%) de atividades (n=278) agrupadas em áreas de ocupação, listadas como prioridade pelos cuidadores de crianças
com paralisia cerebral de diferentes níveis de função motora grossa, segundo a Classificação da Função Motora Grossa (GMFCS).
Áreas de ocupação
Cuidados
Pessoais
GMFCS I
GMFCS II
Alimentação
4 (18,18%)
5 (8,19%)
2 (9,52%)
19 (12,94%)
3 (11,11%)
Vestir
4 (18,18%)
17 (27,87%)
3 (14,29%)
26 (17,69%)
-
2 (9,09%)
4 (6,56%)
2 (9,52%)
13 (8,85%)
-
3 (13,63%)
3 (4,92%)
1 (4,76%)
9 (6,12%)
3 (11,11%)
-
2 (3,28%)
1 (3,70%)
72 (49%)
7 (25,92%)
2 (3,28%)
7 (4,76%)
7 (25,93%)
3 (13,63%)
3 (4,92%)
2 (9,52%)
11 (7,48%)
1 (3,70%)
Total de demandas
3 (13,63%)
5 (8,2%)
2 (9,52%)
18 (12,24%)
8 (29,63%)
-
3 (4,92%)
1 (4,76%)
5 (3,40%)
-
Uso do lápis
Conceitos pedagógicos
2 (9,09%)
7 (11,47%)
4 (19,06%)
18 (12,24%)
1 (3,70%)
Uso de outro material escolar
1 (4,55%)
5 (8,19%)
1 (4,76%)
3 (2,04%)
-
-
1 (1,64%)
-
3 (2,04%)
-
3 (13,64%)
16 (26,22%)
6 (28,58%)
29 (19,72%)
1 (3,70%)
Estruturação do brincar
-
-
-
6 (4,08%)
2 (7,41%)
Interação no brincar
-
-
-
3 (2,04%)
1 (3,70%)
Uso das mãos no brincar
-
3 (4,92%)
-
7 (4,76%)
5 (18,53%)
Atenção no brincar
Brincadeiras específicas
Posicionamento no brincar
-
-
-
1 (0,68%)
1 (3,70%)
1 (4,55%)
2 (3,28%)
2 (9,52%)
4 (2,72%)
-
-
1 (1,64%)
-
1 (0,68%)
-
Total de demandas
1 (4,55%)
6 (9,84%)
2 (9,52%)
22 (14,96%)
9 (33,34%)
Socialização/ comunicação
1 (4,55%)
-
-
5 (3,40%)
2 (7,41%)
Tarefas domésticas Tarefas domésticas
Independência
fora de casa
5 (3,40%)
Locomoção
Total de demandas
Socialização
3 (14,29%)
13 (59,08%) 31 (50,82%) 11 (52,38%)
Transferência
Atenção/concentração
Brincar
GMFCS V
Banho
Total de demandas
Escola
GMFCS III GMFCS IV
Higiene
Controle de esfíncter
Mobilidade
Nível GMFCS
Independência fora de casa
1 (4,55%)
1 (1,64%)
-
1 (0,68%)
-
-
2 (3,28%)
-
-
-
% foram calculadas considerando o total de demandas funcionais por nível de função motora grossa (GMFCS).
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):563-571
567
Brandão MB, Oliveira RHS, Mancini MC
Tabela 4. Frequência das demandas (n=278) nas áreas de ocupação de acordo com faixas etárias de crianças com paralisia cerebral.
Áreas de Ocupação
Faixas etárias
3-6 anos
7-10 anos
11-16 anos
Cuidados pessoais
46 (42,99%)
55 (50,92%)
33 (52,38%)
Mobilidade/transferência*
21 (19,63%)
6 (5,56%)
9 (14,27%)
Brincar**
22 (20,56%)
15 (13,89%)
3 (4,77%)
Escola
16 (14,95%)
25 (23,16%)
14 (22,22%)
2 (1,87%)
5 (4,63%)
1 (1,59%)
Tarefas domésticas
0
1 (0,92%)
2 (3,18%)
Independência fora de casa
0
1 (0,92%)
1 (1,59%)
108
63
Socialização/comunicação
Total de demandas
107
*Associação significativa entre faixa etária e mobilidade/transferência ( =7,35; p=0,025); **Associação significativa entre faixa etária e
brincar (2=9,99; p=0,007).
2
Figura 1. Mudanças nos escores de desempenho (p=0,001) e
de satisfação (p=0,0001) dos pais com relação às prioridades
funcionais (teste COPM) no intervalo de seis meses (momento
2- momento 1).
(duas ou uma vez por semana) e magnitude de
ganho clinicamente significativo nas escalas de
desempenho (pFisioterapia=0,197;pTerapia Ocupacional=0,149)
ou de satisfação da COPM (pFisioterapia=0,514; pTerapia
=0,221).
Ocupacional
Discussão
O presente estudo apresenta as principais demandas
funcionais apontadas por cuidadores de crianças com
PC nas diferentes áreas de ocupação e as mudanças
funcionais no intervalo de seis meses. As atividades
de cuidados pessoais foram as mais relevantes para
os pais e cuidadores, seguidas de atividades escolares
e do brincar. Demandas relacionadas ao brincar
ocorreram principalmente em crianças com maior
comprometimento motor (GMFCS nível V) e de faixa
568
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):563-571
etária mais jovem (3-6 anos). Verificou-se também
aumento de escores de desempenho e de satisfação
em atividades funcionais consideradas relevantes
pelos cuidadores no intervalo de seis meses.
No que diz respeito às demandas funcionais
da COPM, as prioridades apontadas pelos pais
das crianças compreenderam, principalmente,
atividades de cuidados pessoais, como vestir,
alimentação, banho, higiene e controle esfincteriano.
Tais resultados são corroborados pelos dados do
estudo realizado por Chiarello et al.2, que também
apontaram as atividades de cuidados pessoais como
relevantes por todos os pais das crianças do estudo2.
O foco nas atividades de cuidados pessoais reflete
uma expectativa dos pais de almejarem maior
independência, autonomia e eficiência na realização
dessas atividades2. Segundo Barrett e Kielhofner17,
a realização de atividades de cuidados pessoais
assegura a satisfação de necessidades básicas e a
independência no ambiente domiciliar17. Além disso,
o desempenho da criança nessas atividades permite
a vivência de experiências de independência e
desdobramento de competências para a participação
em outras áreas de desempenho, como educação,
lazer e trabalho2.
As atividades de mobilidade funcional não
constituíram a demanda principal dos pais de
crianças do presente estudo. Embora a mobilidade
esteja relacionada às alterações de funções e
estruturas neuromusculoesqueléticas acometidas em
crianças com PC, esse não foi o desfecho apontado
pelos cuidadores como prioritário. Tais resultados
são contrários aos apresentados por Knox18, que
realizou um estudo retrospectivo por meio da
revisão de prontuários de 121 crianças com PC para
Prioridades funcionais de pais de crianças com PC
determinar os interesses de desempenho funcional
dos pais, os quais foram relatados aos profissionais.
Nesse estudo, as demandas principais identificadas
por pais de crianças com PC de nível GMFCS
I focaram-se em ficar de pé, andar e na função
manual, enquanto, nos níveis II a IV, as demandas
principais estavam relacionadas às atividades como
ficar de pé e andar18. Pais de crianças classificadas
no GMFCS nível V apontaram como prioritárias as
habilidades de mobilidade (sentar, mobilidade no
chão) e de comunicação18. As diferenças entre os
resultados do presente estudo e do estudo de Knox18
podem ser atribuídas às diferentes características
da instrumentação utilizada e da idade associada à
gravidade da função motora dos participantes. O
presente estudo utilizou a COPM para discutir as
demandas funcionais da rotina diária da criança
consideradas relevantes pelos pais, enquanto,
no estudo de Knox18, a autora utilizou dados do
prontuário médico para identificar as prioridades
dos pais. Além disso, a maioria dos participantes
do estudo de Knox18 compreendeu crianças nos
níveis de gravidade motora GMFCS IV e V (57%),
com idades inferiores a 6 anos (68%), enquanto, no
presente estudo, a maioria das crianças apresentou
nível de gravidade GMFCS IV e idade superior a 7
anos (58,67%). No presente estudo, as demandas de
mobilidade na faixa etária entre 3 e 6 anos de idade
foram mais frequentes do que nas faixas etárias mais
velhas. De acordo com Rosenbaum et al.19, crianças
com maior gravidade motora tendem a estabilizar
suas aquisições em funções motoras grossas até os
5 anos de idade. Sendo assim, é possível que os pais
das crianças do presente estudo, principalmente as
de idade superior a 7 anos, observando a estabilidade
da função motora grossa dessas crianças, tenham
valorizado a conquista de demandas de cuidados
pessoais, brincar e escola, privilegiando a maior
participação dessas crianças nesses domínios
funcionais.
Demandas relacionadas ao brincar foram
identificadas como mais relevantes pelos cuidadores
de crianças mais jovens e com comprometimento
motor grave. Considerando a importância do
brincar como atividade primária da infância20, tal
desfecho ilustra importante objetivo funcional
para intervenção terapêutica21. Durante o brincar, a
criança tem oportunidade de descobrir relações entre
objetos, pessoas e ações, de explorar o ambiente
e de desenvolver papéis sociais e ocupacionais20.
Pfeifer et al.22, ao avaliar as habilidades do brincar
espontâneo de crianças com PC entre 3 e 6 anos
de idade, descreveram características do brincar
espontâneo, como iniciar uma brincadeira por conta
própria, explorar um brinquedo, elaborar e sequenciar
uma brincadeira, brincar de faz de conta. Nesse
estudo, crianças com maior comprometimento motor
apresentaram dificuldades importantes para elaborar
ações lúdicas mais sofisticadas, apresentando
repertório limitado de brincar simbólico22. Assim,
as restrições em mobilidade podem dificultar a
participação em algumas atividades do brincar, por
exemplo, nas que requerem habilidades motoras ou
funções cognitivas mais complexas sem, entretanto,
restringir completamente o envolvimento lúdico
dessas crianças. Torna-se importante identificar
formas alternativas e adaptações que possam
promover o engajamento de crianças com PC de
diversos níveis de gravidade da função motora em
experiências e interações lúdicas com pais e outras
crianças23.
No presente estudo, houve melhora no desempenho
da criança e na satisfação dos pais em relação aos
objetivos funcionais no intervalo de seis meses.
Tal resultado ilustra a importância de se utilizar
instrumentação padronizada que documente os
ganhos funcionais definidos como prioritários para
as famílias de crianças com PC e que possa também
servir de facilitador na relação de colaboração
família-terapeuta. A participação dos pais no
processo de tomada de decisão acerca dos objetivos
terapêuticos a serem alcançados é considerada um
elemento importante no processo de reabilitação1,9-13.
Øien et al.13 estudaram as percepções dos pais e
dos profissionais sobre a definição de objetivos em
reabilitação de crianças com PC e ressaltaram que o
estabelecimento de prioridades pela família contribui
para a competência dos pais em se posicionarem e
comunicarem as necessidades e preferências dos
filhos e da família. Essa ação de cooperação com os
pais no desenvolvimento de estratégias terapêuticas
potencializa a prática desses objetivos no contexto
familiar13. Anderson e Hinojosa24 afirmam que a
intervenção com a criança pode ser otimizada por
meio do desenvolvimento de uma relação positiva
entre terapeutas e familiares. Nessa relação de
parceria, os profissionais devem reconhecer o papel
dos pais no processo terapêutico, compreender as
características da relação pais-filho e ampliar suas
ações, pautando as terapêuticas numa colaboração
efetiva com os pais para o benefício do processo
de reabilitação da criança24. Ao entrevistarem os
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):563-571
569
Brandão MB, Oliveira RHS, Mancini MC
cuidadores para identificação de objetivos funcionais
relevantes para a família, os profissionais podem
tornar a terapia mais eficaz e mais significativa para
a criança e para a família25.
Limitações do estudo
O presente estudo evidenciou melhoria na
percepção dos pais de crianças com PC frente aos
objetivos funcionais considerados prioritários no
intervalo de seis meses. Entretanto, por se tratar de
um estudo retrospectivo, não foi possível controlar a
intensidade de trabalho de cada demanda funcional
apontada como relevante pelos pais. Sendo assim,
não é possível afirmar que as mudanças apresentadas
decorreram exclusivamente de ações da reabilitação.
Futuros estudos prospectivos e controlados poderão
elucidar sobre os efeitos de intervenções focadas em
demandas específicas apontadas por cuidadores de
crianças com PC.
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PMid:9183258
6.
Implicações clínicas
Agradecimentos
Agradecemos a contribuição das crianças e
participantes do estudo, bem como dos terapeutas
da Associação Mineira de Reabilitação (AMR), Belo
Horizonte, MG, Brasil.
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7.
O presente estudo descreveu e caracterizou
as principais demandas funcionais de cuidadores
de crianças com PC atendidas em um centro
de reabilitação. As demandas mais frequentes
relacionaram-se às atividades de cuidados pessoais.
Observou-se melhora no desempenho funcional
e na satisfação dos pais nos objetivos funcionais
considerados relevantes. Tais informações reforçam
a importância do uso de uma medida funcional
individualizada, centrada nas expectativas e
prioridades da família, visando ao conhecimento
da rotina diária da criança e estabelecimento de
intervenção significativa ao seu contexto de vida.
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Correspondence
Marina Brito Brandão
Rua Professor Otávio Coelho de Magalhães, 111, Mangabeiras
CEP 30210-300, Belo Horizonte, MG, Brasil
e-mail: [email protected]
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):563-571
571
original article
Ground reaction forces during level ground walking
with body weight unloading
Ana M. F. Barela1,2, Paulo B. de Freitas1,2,
Melissa L. Celestino1, Marcela R. Camargo1, José A. Barela1,2,3
ABSTRACT | Background: Partial body weight support (BWS) systems have been broadly used with treadmills as a
strategy for gait training of individuals with gait impairments. Considering that we usually walk on level ground and
that BWS is achieved by altering the load on the plantar surface of the foot, it would be important to investigate some
ground reaction force (GRF) parameters in healthy individuals walking on level ground with BWS to better implement
rehabilitation protocols for individuals with gait impairments. Objective: To describe the effects of body weight
unloading on GRF parameters as healthy young adults walked with BWS on level ground. Method: Eighteen healthy
young adults (27±4 years old) walked on a walkway, with two force plates embedded in the middle of it, wearing a
harness connected to a BWS system, with 0%, 15%, and 30% BWS. Vertical and horizontal peaks and vertical valley of
GRF, weight acceptance and push-off rates, and impulse were calculated and compared across the three experimental
conditions. Results: Overall, participants walked more slowly with the BWS system on level ground compared to their
normal walking speed. As body weight unloading increased, the magnitude of the GRF forces decreased. Conversely,
weight acceptance rate was similar among conditions. Conclusions: Different amounts of body weight unloading promote
different outputs of GRF parameters, even with the same mean walk speed. The only parameter that was similar among
the three experimental conditions was the weight acceptance rate.
Keywords: gait; rehabilitation; partial body weight support; kinetics.
HOW TO CITE THIS ARTICLE
Barela AMF, de Freitas PB, Celestino ML, Camargo MR, Barela JA. Ground reaction forces during level ground walking with
body weight unloading. Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):572-579. http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0058
Introduction
Walking is the main way human beings transport
their bodies from place to place and it provides
functional autonomy. Therefore, acquiring or
reestablishing a gait pattern is the main goal for
individuals with gait impairments. Among different
strategies for walking acquisition or reestablishment,
partial body weight support (BWS) systems have
been broadly used as a strategy for therapeutic gait
training1-6. Most BWS systems consist of a mounting
frame and a harness to support a percentage of the
individuals’ weight as they walk on a motorized
treadmill. Only a few studies have investigated the
use of this system on level ground walking5,7-13.
The rationale for using the BWS is that alleviation
of body weight might facilitate the walking
requirements for individuals with gait impairment
and, consequently, promotes a gait pattern close to
normal14. The treadmill is commonly used because
it stimulates rhythmic and repetitive steps15 and
promotes inter-limb symmetry, both contributing to
the improvement of walking temporal characteristics16
and diminishing the need for propulsive force
generation at the end of stance period17. However,
it has been speculated that the conditions for gait
intervention should be as close as possible to daily
life activities in order to promote and maximize skills
transfer18,19. In this way, one could suggest that the
use of the BWS system on ground surface during
gait intervention would be more appropriate because
it is the condition people encounter on a daily basis.
Usually, the percentage of BWS on the treadmill
ranges from 10% to 70% BWS 1,4,14. However,
Threlkeld et al.20 observed that, in hip, knee, and
ankle joint angles, temporospatial gait characteristics
of young healthy adults had minimum variation with
10% and 30% BWS and significantly changed with
50% and 70% BWS on a treadmill. Among all these
different percentage levels, alleviation of 30% BWS
Laboratório de Análise do Movimento, Instituto de Ciências da Atividade Física e Esporte, Universidade Cruzeiro do Sul, São Paulo, SP, Brazil
Programa de Pós-graduação em Ciências do Movimento Humano, Instituto de Ciências da Atividade Física e Esporte, Universidade Cruzeiro do Sul,
São Paulo, SP, Brazil
3
Departamento de Educação Física, Universidade Estadual Paulista, Rio Claro, SP, Brazil
Received: 03/12/2014 Revised: 06/11/2014 Accepted: 06/18/2014
1
2
572
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):572-579
http://dx.doi.org/10.1590/bjpt-rbf.2014.0058
Body weight support and ground reaction force
is the most used for individuals with hemiparesis as it
yields better results8,15. Although, 30% BWS during
level ground walking may hinder the production of
force to move the body forward7, to our knowledge,
no one has systematically investigated the results of
ground reaction force (GRF) parameters during level
ground walking with different percentages of body
weight unloading.
Patiño et al.11 investigated gait characteristics
of healthy young adults walking with and without
a harness with 0%, 10%, 20%, and 30% BWS on
level ground, including the description of the first
peak (i.e. weight acceptance), second peak (i.e.
push-off), and valley of vertical GRF and the anteriorposterior deceleration and acceleration peaks from
one leg. Overall, they found that vertical GRF curves
were preserved only when the participants walked
without a harness or with harness with 0% BWS,
contrary to anterior-posterior GRF curves, which
were preserved throughout different experimental
conditions. When the participants walked with BWS,
they diminished the contact and propulsive forces11.
Since Patiño et al.11 did not control walking velocity
throughout the different experimental conditions, it is
not possible to conclude how much body unloading
could influence these differences, since walking
velocity affects GRF components21,22.
The use of force plates could provide important
information concerning accurate and sensitive
performance variables that could reveal the effects of
walking with BWS on level ground, mainly because
BWS is achieved by altering the load on the plantar
surface of the foot23, and different measurements
can be calculated from the GRF components, which
reflect differences in kinematic measurements24.
Consequently, it would be appropriate to describe the
effects of body weight unloading during level ground
walking in terms of GRF parameters on healthy
adults to better implement rehabilitation protocols for
individuals with gait impairment with BWS systems.
Based on that, in addition to the first and second peaks
and valley of vertical GRF and anterior-posterior
deceleration and acceleration peaks described
previously11, it is important to describe additional
GRF measurements, such as weight acceptance and
push-off rates, impulse, in different conditions and/
or populations21,25-28, keeping walking speed constant.
The purpose of this study was to describe the
effects of body weight unloading on vertical and
anterior-posterior GRF parameters in healthy young
adults during level ground walking with BWS in
order to provide reference values for comparison
when planning gait rehabilitation protocols using
BWS. It is important to note that the knowledge of
the effects of body weight unloading on some kinetic
variables would be valuable for those who employ
BWS systems as a strategy for gait intervention.
Method
Sample
Eighteen healthy young adults (9 males and
9 females) with no apparent gait impairment
participated in this study. Their mean (± standard
deviation, SD) age, height, and mass were 27±4
years old, 1.66±0.1 m, and 66±14 kg, respectively.
This study was conducted in accordance with the
Declaration of Helsinki, and it was approved by the
Universidade Cruzeiro do Sul Ethics Committee,
São Paulo, SP (protocol: CE/UCS-128/2012). All
procedures were performed with the adequate
understanding and written consent of all participants.
None of the participants had previous experience with
the BWS apparatus used in the study and all of them
wore their own flat shoes during their participation
in the study.
Instrumentations, task and procedures
The customized BWS system (Finix Tecnologia)
used in the present study is shown in Figure 1. It
consists of a suspended rail 7 meters long installed
3 meters from the floor and sustained by steel beams,
a moving cart, and two electrical servo motors.
The moving cart is attached on the bottom of the
rail and is moved backward and forward by a belt
system linked to a servo motor located at one of
the extremities of the suspended rail and controlled
by a customized computational routine written in
LabView 2011 (National Instruments Inc.), which
controls the displacement, velocity, and acceleration
of the moving cart. This moving cart has a second
servo motor within it, which has a belt and a harness at
its other end. Individuals are mechanically supported
by the harness, which is pulled up by a belt from
the second servo motor. A load cell, positioned
between the top of the harness and bottom of the belt,
connected to a digital display, provides information
about the amount of body weight unloaded. In order
to unload the desired amount of body weight, each
individual stayed still as one of the experimenters
activated the motor to decrease or increase the belt’s
length.
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):572-579
573
Barela AMF, de Freitas PB, Celestino ML, Camargo MR, Barela JA
for 15 m approximately as one of the experimenters
recorded the time they took to walk the central 10 m,
which was used to obtain the mean walking speed.
Next, each participant wore the harness and had
enough time to become familiar with the task, which
consisted of walking with 0%, 15%, and 30% BWS
at the speed he/she considered most comfortable.
The most comfortable speed was recorded by one of
the experimenters and it was controlled by the servo
motor during the experimental session.
Prior to the walking performance with the BWS
system, each participant stood still on each force plate
and their body weight was recorded for calibration
purposes. The order of the BWS unloading was
randomized, and data from at least three trials for each
condition were acquired for further analysis. Trials
were considered valid if only one foot had made full
contact on each force plate during each step. A digital
video camera was used to register which foot landed
on each force plate.
Data analyses
Figure 1. Partial view of the body weight support system employed
in the present study and the walkway with built-in force plates.
Note: during the experimental session, a thin rubber carpet covered
the entire walkway.
Two force plates (Kistler) were embedded into and
at the middle of a 7 m long walkway and used for
acquisition of ground reaction forces of the left and
right lower extremities during the stance periods of
a walking cycle. The force plates were connected via
charge amplifiers to a laptop and data were acquired
via Bioware software (Kistler) at a sampling rate of
240 Hz.
Before the experimental session, participants
were asked to walk freely at a comfortable speed
574
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):572-579
Data analyses from both force plates were
performed using specific routines written in Matlab
(MathWorks, Inc.). These data were digitally filtered
using a 4th order, zero-lag Butterworth low-pass filter
at 20 Hz and were normalized by the participant’s
body weight and in time from 0% to 100% of the
stance duration. From the vertical GRF component
the following variables were calculated: magnitudes
of first peak (weight acceptance), second peak (pushoff), and valley (mid-stance); weight acceptance
rate (calculated as the magnitude of the first peak
divided by the time between initial contact and first
peak force); and push-off rate (calculated as the
magnitude of the second peak divided by the time
elapsed between second peak force and toe-off)29. As
the peaks are considered the maximum value of the
curve before and after the valley, when the vertical
component tended to be flat, a visual inspection
was made to confirm a correct selection, i.e. the
maximum peak during weight acceptance and pushoff periods. From the anterior-posterior component,
the following variables were calculated: magnitudes
of first (deceleration) and second (acceleration) peaks
and negative (braking) and positive (propulsive)
impulses, calculated as the area under the negative
and positive anterior-posterior force component,
respectively. Also the mean walking speed that
participants walked without the BWS system was
compared to the mean walking speed they selected
to walk with the BWS system.
Body weight support and ground reaction force
Statistical analyses
Data of three repetitions under each experimental
condition were averaged for each participant.
Statistical analyses involved repeated measures
univariate analyses of variance (ANOVA) and
multivariate analyses of variance (MANOVA).
Except for the first ANOVA that compared the mean
walking speed of participants with and without the
BWS system, the remaining analyses had as factors
leg (right and left) and BWS conditions (0%, 15%, and
30% of BWS). The dependent variables were: weight
acceptance, push-off force, and mid-stance vertical
GRF valley for the first MANOVA; weight acceptance
and push-off rates for the second MANOVA; anteriorposterior deceleration and acceleration peaks for
the third MANOVA; and negative and positive
impulses for the fourth MANOVA. Post-hoc tests
with Bonferroni adjustments were employed to the
pairwise comparisons when necessary. An alpha level
of 0.05 was used for all statistical tests, which were
performed using the Statistical Package for the Social
Science software.
Results
All participants walked more slower with the BWS
system (1.16±0.12 m/s) compared to their regular
walking speed (1.44±0.17 m/s). Figure 2 depicts
time series profiles of vertical and anterior-posterior
GRF curves during stance period averaged across
participants, walking at the three percentages of
BWS, and for the right and left leg. A typical vertical
GRF pattern of well-defined peaks and valley can be
observed when participants walked with 0% BWS.
As the percentage of BWS increased, flatter curves
emerged, with almost no distinction between the two
peaks and valley when they walked with 30% BWS.
The typical anterior-posterior GRF pattern, consisting
of negative phase followed by positive phase, was
observed under the three experimental conditions.
Figure 2. Mean (±SD) time series of vertical and anterior-posterior ground reaction forces (GRF) during stance period for both legs
with 0%, 15%, and 30% of body weight support.
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):572-579
575
Barela AMF, de Freitas PB, Celestino ML, Camargo MR, Barela JA
Table 1 contains the mean (±SD) values of the
investigated variables. Peaks and valley from vertical
component and deceleration and acceleration peaks
from anterior-posterior component decreased as the
percentage of BWS increased (P<0.001). The only
variable that revealed difference between right and
left legs was the deceleration peak, in which the left
leg presented a higher magnitude than the right leg
(P<0.005). While no difference was found for weight
acceptance rate among the different percentages of
BWS (P>0.5), the push-off rate decreased as the
percentage of BWS increased (P<0.001).
Figure 3 presents negative and positive impulses for
all participants walking under the three percentages of
BWS and for the right and left leg. Negative impulse
decreased as the percentage of BWS increased
(P<0.001). Participants generated higher positive
impulse when they walked with 0% BWS compared
to both 15% (P<0.001) and 30% BWS (P<0.001)
and did not present differences between 15% and
30% BWS (P>0.05).
unloading, although the patterns of vertical and
anterior-posterior GRF components were mostly
preserved, except for the vertical curve of GRF in
the 30% BWS condition that emerged as the flattest
curve compared to the 0% and 15% BWS conditions.
The vertical and the anterior-posterior curves
in this study are in accordance with a previous
investigation, although Patiño et al.11 found a flatter
curve of the vertical GRF compared to the present
study, which might be attributed to a different BWS
system and possibly walking speed. In contrast,
Discussion
The purpose of this study was to describe the
effects of body weight unloading on vertical and
anterior-posterior GRF parameters in healthy young
adults during level ground walking with BWS.
Overall, the results showed that healthy young
adults presented gait alterations due to body weight
Figure 3. Mean values (±SD) of negative and positive impulses
from both legs of all participants walking with 0%, 15%, and 30%
of body weight support. * indicates p<0.001.
Table 1. Mean values (±SD) of first and second peaks and valley of vertical GRF, weight acceptance and push-off rates, and deceleration
and acceleration peaks during the stance period of walking with 0%, 15%, and 30% of body weight support (BWS) for right and left legs.
Variables
Leg
0% BWS
15% BWS
30% BWS
1st peak (% BW)
Right
Left
104 (4.65)a,b
104 (5.98)
86 (6.77)a,c
87 (8.06)
73 (7.01)b,c
75 (7.71)
2nd peak (% BW)
Right
Left
93 (4.33)a,b
95 (5.08)
76 (4.69)a,c
76 (5.61)
66 (4.88)b,c
67 (5.67)
Valley (% BW)
Right
Left
76 (5.87)a,b
75 (6.31)
67 (3.78)a,c
67 (5.57)
60 (4.82)b,c
60 (5.13)
Weight acceptance rate (BW/s)
Right
Left
5.78 (1.27)
6.07 (1.57)
5.72 (1.90)
6.05 (1.99)
5.82 (2.05)
5.81 (1.91)
Push-off rate (BW/s)
Right
Left
4.66 (0.70)a,b
4.86 (0.87)
3.20 (0.89)a,c
2.89 (0.78)
2.33 (0.52)b,c
2.31 (0.53)
Deceleration peak (% BW)*
Right
Left
–12.3 (3.33)a,b
–12.9 (3.01)
–8.2 (3.08)a,c
–9.1 (3.91)
–5.5 (2.14)b,c
–6.8 (2.59)
Acceleration peak (% BW)
Right
Left
12.7 (1.43)a,b
13.2 (2.07)
8.9 (1.56)a,c
9.3 (1.72)
7.3 (1.44)b,c
7.1 (1.09)
Vertical component
Anterior-posterior component
Same letter indicates difference between conditions; *indicates difference between legs.
576
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):572-579
Body weight support and ground reaction force
the mean walking speed remained constant in all
experimental conditions for each participant in
this study. The increase in body weight unloading
explains the flatter shape of the vertical GRF in the
15% and 30% BWS compared to 0% BWS. On the
other hand, the shape of the anterior-posterior GRF
was maintained among conditions. These results are
attributed to the situation to which the participants
were exposed, i.e. mechanically supported in the
vertical direction, which reduces the gravitational
forces acting on both legs and consequently reducing
the load that has to be overcome by the performer. In
shallow water, for example, walking at a comfortable
and self-selected speed, the reduction in speed
and apparent body weight influences the shape of
both vertical and anterior-posterior GRF curves30.
However, as one walks in shallow water, he/she
should deal with the buoyant force that decreases
the apparent body weight, and the drag force that
increases the resistance to move30, differently from
the condition with BWS.
It is known that walking velocity affects the
magnitude of GRF peaks21,22. In this way, the gradual
reduction in the magnitude of the first and second
peaks and the valley as the body weight unloading
increased may be attributed specifically to body
weight unloading, since the walking velocity was kept
constant by the use of the automated BWS system
for the three experimental conditions.
As expected, the magnitude of weight acceptance
as well as push-off peaks decreased at approximately
the same rate as body unloading (0%, 15%, 30%
BWS). In terms of gait rehabilitation, the reduction
in weight acceptance may be beneficial because it
diminishes the need for generating muscle force that
acts on shock absorption and controls limb velocity
and body loading at the beginning of the stance period
and stabilizes body forward progression. Therefore,
individuals who present impaired muscular function
due to any neurological or orthopedic disorder could
benefit from using this type of system, although this
possibility needs further investigation.
Conversely, the reduction in push-off peak seems
to be a drawback of the system given that there is
lower muscle force demand for pushing the body
upward and forward because the BWS system does
it by itself. However, it is important to consider
that the propulsive force to move the limb forward
during the swing phase must be compensated by
the hip muscles31. If push-off is usually limited in
individuals with gait impairment, the reduction in
push-off peak due to BWS may contribute, in the
long term, to increased range of motion of hip joints
after a period of gait intervention. This aspect was
observed previously in individuals with stroke who
trained with BWS on level ground5.
Even though the magnitude of weight acceptance
and push-off forces decreased as the percentage of
body unloading increased, the weight acceptance
rate was similar for the three percentages of body
unloading and the push-off rate decreased. We could
expect that as weight acceptance decreased, weight
acceptance rate would decrease as well. However,
the magnitude of first peak and the time to reach it
decreased as the body unloading increased (Figure 2)
due to the action of the BWS system, which was
kept at a constant mean velocity. If one takes into
account that weight acceptance rate depends on
both magnitude of the first peak of the GRF vertical
component and time to reach this peak, the weight
acceptance rate was similar throughout the three
experimental conditions because the rate of first
peak magnitude and time to reach this peak was
maintained. Similarly, the second peak and the time
to reach it decreased as the body weight unloading
increased (Figure 2), however, since the rate of the
second peak is calculated by dividing the magnitude
of second peak by the time elapsed between second
peak force and toe-off29, the push-off rate decreased
as the body unloading increased. Weight acceptance
and push-off rates are time dependent28, and even
though body weight unloading influences the peaks
of weight acceptance and push-off from vertical GRF
component, only the time of occurrence of the pushoff peak was influenced by the manipulation of body
weight unloading.
Regarding the anterior-posterior GRF component,
the results revealed that the deceleration and
acceleration peaks and the braking and propulsive
impulses reduced as the BWS increased. Both the
deceleration peak and the braking impulse reduced
proportionally more than the body unloading. In the
15% BWS condition, deceleration peak and braking
impulse were 69% and 59% (data from right and
left leg pulled), respectively, in relation to the 0%
BWS condition. In the 30% BWS condition, the
deceleration peak and braking impulse were 50%
and 36%, respectively, in relation to the 0% BWS
condition. The reduction in the deceleration peak
and braking impulse could be partially explained
by a reduction in both weight acceptance and mean
vertical force at the first half of the stance period (data
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):572-579
577
Barela AMF, de Freitas PB, Celestino ML, Camargo MR, Barela JA
not shown), as the anterior-posterior GRF component
(i.e. tangential to the interaction of foot and force
plate surface) is directly influenced by the vertical
GRF component (i.e. normal to the interaction of foot
and force plate surface). There was also a reduction
in acceleration peak and propulsive impulse as BWS
increased: in the 15% BWs condition, the acceleration
peak and propulsive impulse were 69% and 74%,
respectively, in relation to the 0% BWS condition;
and in the 30% BWS condition, the acceleration
peak and propulsive impulse were 58% and 61%,
respectively, in relation to the 0% BWS condition.
These results could also be partly explained by the
reduction in the magnitude of the vertical GRF
component. Despite reducing the acceleration peak
and propulsive impulse more than the percentage of
body unloading, this reduction was lower than the
reduction in the braking impulse.
This study was focused only on GRF data and
certainly a more detailed description of level ground
walking with BWS including additional analyses
(e.g. kinematic and electromyography) should be
done. For example, the reduction in the magnitude
of the GRF parameters could also be due to different
movement strategies (e.g. higher hip flexion) adopted
during walking with a BWS system. Unfortunately,
our data do not allow us to confirm that. Therefore,
in order to understand the effect of body unloading
on movement generation, both kinematic and kinetic
analyses should be performed simultaneously, and
these analyses should be employed in individuals
with gait impairment.
Few studies have assessed individuals with gait
impairment as they walked with BWS7,8,13, and to
our knowledge, none of them investigated GRF
parameters. We did not aim in this study to identify
the best conditions for the gait training of individuals
with gait impairment. In fact, we aimed to assess the
consequences of manipulating body unloading in
healthy young adults to provide a normal reference
for comparison when preparing gait rehabilitation
protocols using BWS. One of the next steps for
our group is to investigate vertical GRF parameters
during treadmill walking with BWS.
in terms of GRF parameters, even though the walking
speed was maintained among different conditions.
The only GRF parameter that was similar among the
0%, 15%, and 30% BWS conditions was the weight
acceptance rate. Although it has been established that
the BWS system on level ground provides a safe and
effective strategy for intervention of patients with
stroke5, no one to date has investigated the effects of
BWS during gait intervention on the GRF parameters
of individuals with gait impairment.
Acknowledgements
The Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de
São Paulo (FAPESP) for the research funding (grants
#2010/15218-3; 2009/15003-0) and fellowship (grant
#2012/14634-9) and CAPES for the scholarship. We
are also grateful to the participants for the time and
effort spent in our laboratory during data acquisition.
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Biomech. 1977;10(4):261-8. http://dx.doi.org/10.1016/00219290(77)90049-5. PMid:858732
23. Ebert JR, Lloyd DG, Smith A, Ackland T, Wood DJ. The
association between external-ground-reaction force and
knee-joint kinetics during partial- and full-weight-bearing
gait. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2010;25(4):359-64.
http://dx.doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2009.12.013 .
PMid:20092918
24. Herzog W, Nigg BM, Read LJ, Olsson E. Asymmetries
in ground reaction force patterns in normal human gait.
Med Sci Sports Exerc. 1989;21(1):110-4. http://dx.doi.
org/10.1249/00005768-198902000-00020. PMid:2927295
25. Bowden MG, Balasubramanian CK, Neptune RR, Kautz SA.
Anterior-posterior ground reaction forces as a measure
of paretic leg contribution in hemiparetic walking.
Stroke. 2006;37(3):872-6. http://dx.doi.org/10.1161/01.
STR.0000204063.75779.8d. PMid:16456121
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reaction forces: objective measures of gait following hip
arthroplasty. Gait Posture. 2001;14(2):104-9. http://dx.doi.
org/10.1016/S0966-6362(01)00140-0. PMid:11544061
27. McCrory JL, Chambers AJ, Daftary A, Redfern MS. Ground
reaction forces during stair locomotion in pregnancy. Gait
Posture. 2013;38(4):684-90. http://dx.doi.org/10.1016/j.
gaitpost.2013.03.002. PMid:23523281
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scoliotic gait. Eur Spine J. 2004;13(8):750-4. http://dx.doi.
org/10.1007/s00586-004-0762-9. PMid:15221574
29. Hollman JH, Brey RH, Bang TJ, Kaufman KR. Does
walking in a virtual environment induce unstable gait?
An examination of vertical ground reaction forces. Gait
Posture. 2007;26(2):289-94. http://dx.doi.org/10.1016/j.
gaitpost.2006.09.075. PMid:17056258
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dx.doi.org/10.1016/j.jelekin.2005.06.013. PMid:16111894
31. Brouwer B, Parvataneni K, Olney SJ. A comparison of gait
biomechanics and metabolic requirements of overground
and treadmill walking in people with stroke. Clin
Biomech (Bristol, Avon). 2009;24(9):729-34. http://dx.doi.
org/10.1016/j.clinbiomech.2009.07.004. PMid:19664866
for optimization of gait recovery in acute stroke patients.
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19. Smith RA, Lee TD. Motor control and learning: a behavioural
emphasis. 3rd ed. Champaign: Human Kinetics; 1998.
20. Threlkeld AJ, Cooper LD, Monger BP, Craven AN, Haupt
HG. Temporospatial and kinematic gait alterations during
Correspondence
Ana Maria Forti Barela
Rua Galvão Bueno, 868, 13o andar, Bloco B
CEP 01506-000, São Paulo, SP, Brazil
e-mail: [email protected]
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6):572-579
579
editorial
rules
SCOPE AND POLICIES
The Brazilian Journal of Physical Therapy (BJPT)
publishes original research articles on topics related to
the areas of physical therapy and rehabilitation, including
clinical, basic or applied studies on the assessment,
prevention, and treatment of movement disorders.
Our Editorial Board is committed to disseminating
quality scientific investigations from many areas of
expertise.
The BJPT accepts the following types of study, which
must be directly related to the journal’s scope and expertise
areas:
a) Experimental studies: studies that investigate the
effect(s) of one or more interventions on outcomes
directly related to the BJPT’s scope and expertise areas.
Experimental studies include single-case experimental
studies, quasi-experimental studies, and clinical trials.
The World Health Organization defines clinical trial as
any research study that prospectively allocates human
participants or groups of humans to one or more healthrelated interventions to evaluate the effect(s) on health
outcome(s). Therefore, any study that aims to analyze
the effect of a given intervention is considered as a
clinical trial. Clinical trials include single-case studies,
case series (a single group without a control group for
comparison), non- randomized controlled trials and
randomized controlled trials. Randomized controlled
trials must follow the CONSORT (Consolidated
Standards of Reporting Trials), recommendations,
which are available at: http://www.consort-statement.
org/consort-statement/overview0/. On this website,
the author must access the CONSORT 2010 checklist,
which must be completed and submitted with the
manuscript. All manuscripts must also contain a
CONSORT Statement 2010 Flow Diagram. From 2014,
the entire submission process of experimental studies
should address this recommendation.
b) Observational studies: studies that investigate the
relationship(s) between variables of interest related
to the BJPT’ scope and expertise areas without direct
manipulation (e.g. intervention). Observational studies
include cross-sectional studies, cohort studies, and
case-control studies.
c) Qualitative studies: studies that focus on understanding
needs, motivations, and human behavior. The object of
a qualitative study is guided by in-depth analysis of a
topic, including opinions, attitudes, motivations, and
behavioral patterns without quantification. Qualitative
studies include documentary and ethnographic analysis.
d) Literature reviews: studies that analyze and/or
synthesize the literature on a topic related to the scope
and expertise areas of the BJPT. Critical or narrative
reviews will only be published by invitation from the
editors. Systematic reviews that include meta-analysis
will have priority over other systematic reviews. Those
that have an insufficient number of articles or articles
with low quality and do not include an assertive and
valid conclusion about the topic will not be considered
for peer-review analysis.
e) Methodological studies: studies centered on the
development and/or evaluation of psychometric
properties and clinimetric characteristics of assessment
instruments. They also include studies that aim
to translate and/or cross-culturally adapt foreign
questionnaires into Brazilian Portuguese. The authors’
permission for translation and/or adaptation of the
original instrument must be included in the submission
process.
The EQUATOR Network website (http://www.equatornetwork.org/resource-centre/library-of-health-researchreporting) includes a full list of guidelines available for
each type of study, such as the STROBE (STrengthening
the Reporting of OBservational Studies in Epidemiology)
for observational studies, the COREQ (Consolidated
Criteria For Reporting Qualitative Research) for qualitative
research, the PRISMA (Preferred Reporting Items for
Systematic Reviews and Meta-Analyses) for systematic
reviews and meta-analyses, and the GRRAS (Guidelines
for Reporting Reliability and Agreement Studies) for
reliability studies. We recommend that the authors check
these guidelines and adhere to the appropriate checklist
before submitting their manuscripts.
Studies that report electromyographic results must follow
the ISEK (International Society of Electrophysiology and
Kinesiology) Standards for Reporting EMG Data, available
at http://www.isek-online.org/standards_emg.html.
Ethical and legal aspects
Submitting a manuscript to the BJPT implies that the
article, in whole or in part, has not been published by
another source of communication and that it is not being
considered for publication by another journal.
The use of patient initials, names or hospital registration
numbers must be avoided. Patients must not be identified
in photographs, except with their express written consent
attached to the original article at the time of submission.
Studies in humans must be in agreement with ethical
standards and have the informed consent of the participants
in accordance with National Health Council (NHC)
Resolution 196/96 of the Brazilian Ministry of Health,
which oversees the Human Research Ethics Code. Authors
outside Brazil must follow the guidelines set forth by the
Committee on Publication Ethics (COPE).
Animal experiments must comply with international
guidelines (such as, the Committee for Research and Ethical
Issues of the International Association for the Study of Pain
[Pain, 16:109-110, 1983]).
For studies involving human and animal research, the
manuscript must include the approval number given by the
Research Ethics Committee. The study must be registered
in the National Health Council of the university or hospital
or by the National Health Council nearest to your area.
The BJPT reserves the right not to publish manuscripts
that do not adhere to the legal and ethical rules for human
and animal research.
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6)
Editorial Rules
For clinical trials, any registration that satisfies the
requirements of the International Committee of Medical
Journal Editors (ICMJE), e.g. http://clinicaltrials.gov/ and/
or http://www.anzctr.org.au will be accepted. The complete
list of all clinical trial registries can be found at: http://www.
who.int/ictrp/network/primary/en/index.html.
From 01/01/2014 the BJPT will effectively adopt
the policy suggested by the International Society of
Physiotherapy Journal Editors (ISPJE) and will require
a prospective registration number (i.e., clinical trials that
have begun the recruitment from this date must register
the study BEFORE the recruitment of the first patient) by
the time of the manuscript submission. For studies that
have started recruitment up to 31/12/2013 retrospective
registration will be accepted.
Authorship criteria
The BJPT accepts submissions of manuscripts with
up to six (6) authors. The BJPT’s authorship policy
follows ICMJE requirements for Manuscripts Submitted
to Biomedical Journals (www.icmje.org), which state
that “authorship credit should be based on 1) substantial
contributions to conception and design, acquisition of data,
or analysis and interpretation of data; 2) drafting the article
or revising it critically for important intellectual content;
and 3) final approval of the version to be published.”
Conditions 1, 2, and 3 should all be met. Grant acquisition,
data collection and/or general supervision of a research
group do not justify authorship and must be recognized in
the acknowledgements.
All authors are solely responsible for the content of the
submitted manuscripts. All published material becomes
property of the BJPT, which will retain the copyrights.
Therefore, no material published in the BJPT may be
reproduced without written permission from the editors. All
authors of the submitted manuscript must sign a copyright
transfer agreement form from the date of the acceptance
of the manuscript.
The editors may consider, in exceptional cases, a
request for submission of a manuscript with more than
six (6) authors. The criteria for analysis include the type
of study, potential for citation, methodological quality
and complexity, among others. In these exceptional cases,
the contribution of each author must be specified at the
end of the text (after Acknowledgements and right before
References), according to the guidelines of the International
Committee of Medical Journal Editors and the Guidelines
for Integrity in Scientific Activity widely disseminated by
the Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico
e Tecnológico (CNPq; http://www.cnpq.br/web/guest/
diretrizes).
The manuscript must be written preferably in English.
Whenever the quality of the English writing hinders the
analysis and assessment of the content, the authors will
be informed.
It is recommended that manuscripts submitted in
English be accompanied by certification of revision by
a professional editing and proofreading service. This
certification must be included in the submission. We
recommend the following services, not excluding others:
- American Journal Experts (www.journalexperts.com);
- Scribendi (www.scribendi.com);
- Nature Publishing Groups Language Editing (https://
languageediting.nature.com/login).
The manuscript must include a title and identification
page, the abstract, and keywords before the body of the
manuscript. References, tables, and figures and appendices
should be inserted at the end of the manuscript.
Title and identiϔication page
The title of the manuscript must not exceed 25 words
and must include as much information about the study
as possible. Ideally, the terms used in the title should not
appear in the list of keywords. The identification page must
also contain the following details:
- Full title and short title of up to 45 characters to be
used as a legend on the printed pages;
- Author: author’s first and last name in capital letters
without title followed by a superscript number
(exponent) identifying the institutional affiliation
(department, institution, city, state, country). For more
than one author, separate using commas;
- Corresponding author: name, full address, email, and
telephone number of the corresponding author who is
authorized to approve editorial revisions and provide
additional information if needed.
- Keywords: up to six indexing terms or keywords in
Portuguese and English.
Abstract
The abstract must be written in a structured format.
A concise presentation not exceeding 250 words in a
single paragraph, in English, must be written and inserted
immediately after the title page. Do not include references,
footnotes or undefined abbreviations.
Introduction
This part of the manuscript should give information on
the subject of investigation, how it relates to other studies
in the same field, and the reasons that justify the need for
the study, as well as specific objective(s) of the study and
hypotheses, if applicable.
MANUSCRIPT FORM AND PRESENTATION
Method
The BJPT accepts the submission of manuscripts with
up to 3,500 words (excluding title page, abstract, references,
tables, figures, and legends). Information contained in
appendices will be included in the total number of words
allowed.
Clear and detailed description of the study participants
and the procedures of data collection, transformation/
reduction, and data analysis in order to allow reproducibility
of the study. The participant selection and allocation
process must be organized in a flowchart containing the
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6)
Editorial Rules
number of participants in each phase as well as their main
characteristics (see model of CONSORT flow diagram).
Whenever relevant to the type of study, the author should
include the calculation that adequately justifies the sample
size for investigation of the intervention effects. All of the
information needed to estimate and justify the sample size
used in the study must be clearly stated.
Results
The results should be presented briefly and concisely.
Pertinent results must be reported with the use of text and/
or tables and/or figures. Data included in tables and figures
must not be duplicated in the text.
Discussion
The purpose of the discussion is to interpret the
results and to relate them to existing and available
knowledge, especially the knowledge already presented
in the Introduction. Be cautious when emphasizing
recent findings. The data presented in the Methods and/
or in the Results sections should not be repeated. Study
limitations, implications, and clinical application to the
areas of physical therapy and rehabilitation sciences must
be described.
References
The recommended number of references is 30,
except for literature reviews. Avoid references that
are not available internationally, such as theses and
dissertations, unpublished results and articles, and personal
communication. References should be organized in
numerical order of first appearance in the text, following
the Uniform Requirements for Manuscripts Submitted to
Biomedical Journals prepared by the ICMJE.
Journal titles should be written in abbreviated form,
according to the List of Journals of Index Medicus.
Citations should be included in the text as superscript
(exponent) numbers without dates. The accuracy of the
references appearing in the manuscript and their correct
citation in the text are the responsibility of the author(s).
Examples: http://www.nlm.nih.gov/bsd/uniform_
requirements.html.
Tables, Figures, and Appendices
A total of five (5) combined tables and figures is
allowed. Appendices must be included in the number of
words allowed in the manuscript. In the case of previously
published tables, figures, and appendices, the authors must
provide a signed permission from the author or editor at
the time of submission.
For articles submitted in Portuguese, the English version
of the tables, figures, and appendices and their respective
legends must be attached in the system as a supplementary
document.
- Tables: these must include only indispensable data
and must not be excessively long (maximum allowed:
one A4 page with double spacing). They should be
numbered consecutively using Arabic numerals and
should be inserted at the end of the text. Small tables
that can be described in the text are not recommended.
Simple results are best presented in a phrase rather
than a table.
- Figures: these must be cited and numbered consecutively
using Arabic numerals in the order in which they appear
in the text. The information in the figures must not
repeat data described in tables or in the text. The title
and legend(s) should explain the figure without the need
to refer to the text. All legends must be double-spaced,
and all symbols and abbreviations must be defined. Use
uppercase letters (A, B, C, etc.) to identify the individual
parts of multiple figures.
If possible, all symbols should appear in the legends.
However, symbols identifying curves in a graph can be
included in the body of the figure, provided this does not
hinder the analysis of the data. Figures in color will only
be published in the online version. With regard to the final
artwork, all figures must be in high resolution or in its
original version. Low-quality figures may result in delays
in the acceptance and publication of the article.
Acknowledgements: these must include statements
of important contributions specifying their nature. The
authors are responsible for obtaining the authorization of
individuals/institutions named in the acknowledgements.
ELECTRONIC SUBMISSION
Manuscript submission must be done electronically via
the website http://www.scielo.br/rbfis. Articles submitted
and accepted in Portuguese will be translated into English
by BJPT translators, and articles submitted and accepted
in English will be forwarded to BJPT English proofreaders
for a final review.
It is the authors’ responsibility to remove all information
(except on the title and identification page) that may identify
the article’s source or authorship.
When submitting a manuscript for publication, the
authors must enter the author details into the system and
attach the following supplementary documents:
1) Cover letter;
2) Conflict of interest statement;
3) Copyright transfer statement signed by all authors.
4) Other documents when applicable (e.g. permission to
publish figures or excerpts from previously published
materials, checklists, etc.).
THE REVIEW PROCESS
The submissions that meet the standards established and
presented in accordance with the BJPT editorial policies
will be forwarded to the area editors, who will perform an
initial assessment to determine whether the manuscripts
should be peer-reviewed. The criteria used for the initial
analysis of the area editor include: originality, pertinence,
clinical relevance, and methodology. The manuscripts
that do not have merit or do not conform to the editorial
policies will be rejected in the pre-analysis phase, regardless
of the adequacy of the text and methodological quality.
Therefore, the manuscript may be rejected based solely
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6)
Editorial Rules
on the recommendation of the area editor without the
need for further review, in which case, the decision is not
subject to appeal. The manuscripts selected for pre-analysis
will be submitted to review by specialists, who will work
independently. The reviewers will remain anonymous
to the authors, and the authors will not be identified to
the reviewers. The editors will coordinate the exchange
between authors and reviewers and will make the final
decision on which articles will be published based on
the recommendations of the reviewers and area editors.
If accepted for publication, the articles may be subject to
minor changes that will not affect the author’s style. If an
article is rejected, the authors will receive a justification
letter from the editor. After publication or at the end of the
review process, all documentation regarding the review
process will be destroyed.
Braz J Phys Ther. 2014 Nov-Dec; 18(6)
AREAS OF EXPERTISE
1. Physiology, Kinesiology, and Biomechanics;
2. Kinesiotherapy/therapeutic resources; 3. Motor
development, acquisition, control, and behavior; 4.
Education, Ethics, Deontology, and Physical Therapy
History; 5. Assessment, prevention, and treatment of
cardiovascular and respiratory disorders; 6. Assessment,
prevention, and treatment of aging disorders; 7. Assessment,
prevention, and treatment of musculoskeletal disorders; 8.
Assessment, prevention, and treatment of neurological
disorders; 9. Assessment, prevention, and treatment of
gynecological disorders; 10. Ergonomics/Occupational
Health.
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS
DA REABILITAÇÃO MESTRADO E DOUTORADO
Recomendado pela CAPES – Conceito 5
O Programa de Pós-graduação em Ciências da Reabilitação tem como base a perspectiva
apresentada no modelo proposto pela Organização Mundial de Saúde e propõe que as
dissertações e trabalhos científicos desenvolvidos estejam relacionados com o desempenho
funcional humano. Com a utilização de um modelo internacional, espera-se estimular o
desenvolvimento de pesquisas que possam contribuir para uma melhor compreensão do
processo de função e disfunção humana, contribuir para a organização da informação e estimular
a produção científica numa estrutura conceitual mundialmente reconhecida. O Programa de
Pós-graduação em Ciências da Reabilitação tem como objetivo tanto formar como aprofundar o
conhecimento profissional e acadêmico, possibilitando ao aluno desenvolver habilidades para
a condução de pesquisas na área de desempenho funcional humano.
O programa conta com parcerias nacionais e internacionais sedimentadas, e os seus laboratórios
de pesquisa contam com equipamentos de ponta para o desenvolvimento de estudos na área
de Ciências da Reabilitação.
Mais informações
Fone/Fax: (31) 3409-4781
www.eef.ufmg.br/mreab
Universidade Federal de São Carlos
Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia
O Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia tem como área de
concentração: "Processos
de
Avaliação
e
Intervenção
em
Fisioterapia". Nosso objetivo é oferecer condições acadêmicas
necessárias para que o aluno adquira um repertório teórico e
metodológico, tornando-se apto a exercer as atividades de docente
de nível universitário e iniciá-lo na carreira de pesquisador.
Os cursos de mestrado e doutorado (stricto sensu) foram os
primeiros criados na área de fisioterapia do país.
Linhas de pesquisa do programa são:
x
Instrumentação e Análise Cinesiológica e Biomecânica do
Movimento
x
Processos de Avaliação e Intervenção em Fisioterapia do
Sistema Músculo-Esquelético
x
Processos
Básicos,
Desenvolvimento
e
Recuperação
Funcional do Sistema Nervoso Central
x
Processos
de
Avaliação
e
Intervenção
Cardiovascular e Respiratória
Recomendado pela CAPES – Conceito 6
Mais informações
Fone: (16) 3351-8448
www.ppgft.ufscar.br
e-mail [email protected]
em
Fisioterapia
PHYSIOTHERAPY EVIDENCE DATABASE
FINANCIAL SUPPORT
EDITORS
Débora Bevilaqua Grossi – Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP, Brazil
Sérgio Teixeira Fonseca – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG, Brazil
ADMINISTRATIVE EDITOR
Aparecida Maria Catai – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
INTERNATIONAL EDITOR
David J. Magee – University of Alberta - Canada
LIBRARIAN AND GENERAL COORDINATOR
Dormélia Pereira Cazella – FAI/ Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
SPECIALIST EDITORS
Ana Beatriz de Oliveira - Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
Ana Cláudia Mattiello-Sverzut – Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP, Brazil
Anamaria Siriani de Oliveira – Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP, Brazil
Anielle Cristhine de Medeiros Takahashi – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
Audrey Borghi e Silva – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
Christina Danielli Coelho de Morais Faria - Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG, Brazil
Elaine Caldeira de Oliveira Guirro – Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP, Brazil
Francisco Albuquerque Sendin - Universidad de Salamanca – Spain
Helenice Jane Cote Gil Coury – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
Hugo Celso Dutra de Souza - Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP, Brazil
Isabel Camargo Neves Sacco – Universidade de São Paulo - São Paulo, SP, Brazil
João Luiz Quagliotti Durigan - Universidade de Brasília – Brasília, DF, Brazil
Leani Souza Máximo Pereira – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG, Brazil
Leonardo Oliveira Pena Costa – Universidade Cidade de São Paulo - São Paulo, SP, Brazil
Luci Fuscaldi Teixeira-Salmela – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG, Brazil
Marisa Cotta Mancini – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG, Brazil
Nivaldo Antonio Parizotto – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
Patrícia Driusso – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
Paula Lanna Pereira da Silva – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG, Brazil
Paula Rezende Camargo – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
Pedro Dal Lago – Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre - Porto Alegre, RS, Brazil
Rosana Ferreira Sampaio – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG, Brazil
Stela Márcia Mattiello – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
Tatiana de Oliveira Sato – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
Thiago Luiz de Russo - Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP, Brazil
Verônica Franco Parreira – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG, Brazil
BRAZILIAN EDITORIAL BOARD
Ada Clarice Gastaldi - Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP
Amélia Pasqual Marques – Universidade de São Paulo - São Paulo, SP
Ana Cláudia Muniz Rennó – Universidade Federal de São Paulo - Santos, SP
André Luiz Felix Rodacki – Universidade Federal do Paraná- Curitiba, PR
Anna Raquel Silveira Gomes – Universidade Federal do Paraná - Matinhos, PR
Armèle Dornelas de Andrade – Universidade Federal do Pernambuco - Recife, PE
Carlos Marcelo Pastre – Universidade Estadual Paulista - Presidente Prudente, SP
Celso Ricardo Fernandes de Carvalho – Universidade de São Paulo - São Paulo, SP
Cláudia Santos Oliveira – Universidade Nove de Julho - São Paulo, SP
Cristiane Shinohara Moriguchi – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP
Cristina Maria Nunes Cabral – Universidade Cidade de São Paulo - São Paulo, SP
Daniela Cristina Carvalho de Abreu – Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP
Dirceu Costa – Universidade Nove de Julho - São Paulo, SP
Ester da Silva – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP
Fábio de Oliveira Pitta – Universidade Estadual de Londrina - Londrina, PR
Fábio Viadanna Serrão – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP
Fátima Valéria Rodrigues de Paula – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG
Guilherme Augusto de Freitas Fregonezi – Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Natal, RN
Jefferson Rosa Cardoso – Universidade Estadual de Londrina - Londrina, PR
João Carlos Ferrari Corrêa – Universidade Nove de Julho - São Paulo, SP
José Angelo Barela – Universidade Cruzeiro do Sul - São Paulo, SP
Josimari Melo de Santana – Universidade Federal de Sergipe - Aracajú, SE
Juliana de Melo Ocarino – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG
Lucíola da Cunha Menezes Costa – Universidade Cidade de São Paulo - São Paulo, SP
Luis Vicente Franco de Oliveira – Universidade Nove de Julho - São Paulo, SP
Luiz Carlos Marques Vanderlei – Universidade Estadual Paulista - Presidente Prudente, SP
Luzia Iara Pfeifer – Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP
Marco Aurélio Vaz – Universidade Federal do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, RS
Naomi Kondo Nakagawa – Universidade de São Paulo - São Paulo, SP
Nelci Adriana Cicuto Ferreira Rocha – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP
Paulo de Tarso Camillo de Carvalho – Universidade Nove de Julho - São Paulo, SP
Raquel Rodrigues Britto – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG
Renata Noce Kirkwood – Universidade Federal de Minas Gerais - Belo Horizonte, MG
Ricardo Oliveira Guerra – Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Natal, RN
Richard Eloin Liebano – Universidade Cidade de São Paulo - São Paulo, SP
Rinaldo Roberto de Jesus Guirro – Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP
Rosana Mattioli – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP
Rosimeire Simprini Padula – Universidade Cidade de São Paulo - São Paulo, SP
Sara Lúcia Silveira de Menezes – Centro Universitário Augusto Motta - Rio de Janeiro, RJ
Simone Dal Corso – Universidade Federal do Rio Grande do Sul - Porto Alegre, RS
Stella Maris Michaelsen – Universidade do Estado de Santa Catarina - Florianópolis, SC
Tania de Fátima Salvini – Universidade Federal de São Carlos - São Carlos, SP
Thaís Cristina Chaves – Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto, SP
INTERNATIONAL EDITORIAL BOARD
Alan M. Jette – Boston University School of Public Health - USA
Chukuka S. Enwemeka – University of Wisconsin - USA
Edgar Ramos Vieira – Florida International University - USA
Gert-Ake Hansson – Lund University - SWEDEN
Janet Carr – University of Sydney - AUSTRALIA
Kenneth G. Holt – Boston University - USA
LaDora V. Thompson – University of Minnesota - USA
Liisa Laakso – Grifϔith University - AUSTRALIA
Linda Fetters – University of Southern California - USA
Paula M. Ludewig – University of Minnesota - USA
Rik Gosselink – Katholieke Universiteit Leuven - BELGIUM
Rob Herbert – The George Institute for International Health - AUSTRALIA
Sandra Olney – Queen’s University - CANADA
ISSN 1413-3555
Tutorial
471
Tutorial for writing systematic reviews for the Brazilian Journal of Physical Therapy (BJPT)
Marisa C. Mancini, Jefferson R. Cardoso, Rosana F. Sampaio, Lucíola C. M. Costa,
Cristina M. N. Cabral, Leonardo O. P. Costa
Systematic Review
481
Static body postural misalignment in individuals with temporomandibular disorders:
a systematic review
Thaís C. Chaves, Aline M. Turci, Carina F. Pinheiro, Letícia M. Sousa, Débora B. Grossi
502
Walking training associated with virtual reality-based training increases walking speed of individuals with chronic
stroke: systematic review with meta-analysis
Juliana M. Rodrigues-Baroni, Lucas R. Nascimento, Louise Ada, Luci F. Teixeira-Salmela
Brazilian Journal of Physical Therapy
2014 Nov-Dec; 18(6)
ISSN 1413-3555
Original Articles
513
Relationship between the climbing up and climbing down stairs domain scores on the FES-DMD, the score on the Vignos
Scale, age and timed performance of functional activities in boys with Duchenne muscular dystrophy
Lilian A. Y. Fernandes, Fátima A. Caromano, Silvana M. B. Assis, Michele E. Hukuda, Mariana C. Voos, Eduardo V. Carvalho
521
Muscular performance characterization in athletes: a new perspective on isokinetic variables
Giovanna M. Amaral, Hellen V. R. Marinho, Juliana M. Ocarino, Paula L. P. Silva, Thales R. de Souza, Sérgio T. Fonseca
530
Characteristics and associated factors with sports injuries among children and adolescents
Franciele M. Vanderlei, Luiz C. M. Vanderlei, Fabio N. Bastos, Jayme Netto Júnior, Carlos M. Pastre
538
Can the adapted arcometer be used to assess the vertebral column in children?
Juliana A. Sedrez, Cláudia T. Candotti, Fernanda S. Medeiros, Mariana T. Marques, Maria I. Z. Rosa, Jefferson F. Loss
544
Breathing exercises: inϐluence on breathing patterns and thoracoabdominal motion in healthy subjects
Danielle S. R. Vieira, Liliane P. S. Mendes, Nathália S. Elmiro, Marcelo Velloso, Raquel R. Britto, Verônica F. Parreira
553
Application of positive airway pressure in restoring pulmonary function and thoracic mobility in the postoperative
period of bariatric surgery: a randomized clinical trial
Patrícia Brigatto, Jéssica C. Carbinatto, Carolina M. Costa, Maria I. L. Montebelo, Irineu Rasera-Júnior, Eli M. Pazzianotto-Forti
563
Functional priorities reported by parents of children with cerebral palsy: contribution to the pediatric rehabilitation process
Marina B. Brandão, Rachel H. S. Oliveira, Marisa C. Mancini
572
Ground reaction forces during level ground walking with body weight unloading
Ana M. F. Barela, Paulo B. de Freitas, Melissa L. Celestino, Marcela R. Camargo, José A. Barela
2014 Nov-Dec; 18(6)
Editorial Rules
2014 Nov-Dec; 18(6)
ASSOCIAÇÃO BRASILEEIR
IRA DE PESQUISA
E PÓS-GRADUAÇÃO
ÇÃO EM FISIOTERAPIA