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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA
AVALIAÇÕES ELETROGONIOMÉTRICAS DA ARTICULAÇÃO DO
JOELHO NA MARCHA HUMANA
Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Pós
Graduação em Fisioterapia da Universidade Federal
de São Carlos como parte dos requisitos para
obtenção do Título de doutor em Fisioterapia, área
de concentração: Processos de Avaliação e
Intervenção em Fisioterapia
Aluna: Patrícia Rios Poletto
Orientadora: Profª Dr.ª Helenice Jane Cote Gil Coury
São Carlos
2007
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Livros Grátis
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Milhares de livros grátis para download.
Ficha catalográfica elaborada pelo DePT da
Biblioteca Comunitária/UFSCar
P765ae
Poletto, Patrícia Rios.
Avaliações eletrogoniométricas da articulação do joelho
na marcha humana / Patrícia Rios Poletto. -- São Carlos :
UFSCar, 2008.
200 f.
Tese (Doutorado) -- Universidade Federal de São Carlos,
2007.
1. Fisioterapia preventiva. 2. Eletrogoniometria. 3.
Articulação do joelho. 4. Marcha. I. Título.
CDD: 615.82 (20
a
)
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AGRADECIMENTOS
“
O professor se liga à eternidade; ele nunca sabe onde cessa a sua
influência”
Agradeço especialmente à Professora Helenice por ter me recebido em seu
laboratório, por ter acredito no meu potencial e me apoiado em todos os trabalhos
que realizamos juntas.
Após cinco anos de convivência aprendemos a nos conhecer e nos respeitar e pude
contar com seu carinho e conselhos nos momentos que mais precisei nessa etapa
da minha vida que se encerra aqui.
Obrigada por tudo!
Agradecimentos
Eu sempre pensei que essa parte seria a mais fácil de escrever quando se produz
uma tese de doutorado, mas me enganei. É difícil colocar todos os sentimentos no
papel e sempre dá aquele medo de esquecer alguém. Mas vamos lá...
Em primeiro lugar agradeço a todo o apoio do Programa de pós-graduação
de fisioterapia e à CAPES, que possibilitaram a realização e conclusão deste
doutorado.
Aos membros da minha banca, que se dispuseram a ler meu trabalho e
dedicar seu tempo, que eu sei que é precioso, para estar aqui contribuindo para o
meu crescimento profissional.
Aos meus amigos de laboratório, ou até poderia dizer às minhas amigas
porque sempre fomos na maioria mulheres, por todos os momentos que
trabalhamos juntas, rimos juntas, sofremos juntas, e etc. Acho que não conheço
outro laboratório com melhor entrosamento que o nosso. Nunca vou esquecer
vocês. Também à Iolanda, pelos cafés e chás e pelas risadas de descontração.
À minha amiga de laboratório Tatiana, que foi minha parceira de trabalho
desde o mestrado, com quem fiz os melhores trabalhos e artigos, que se mostrou
uma grande pesquisadora e quem sabe um dia ainda não voltaremos a trabalhar
juntas.
Aos amigos da academia que ajudaram, e atrapalharam muitas vezes, mas
que sempre estiveram presentes nos momentos de diversão.
Em especial aos meus pais Ana e Alir, que nunca deixaram de me apoiar e
sempre estiveram ao meu lado, mesmo estando longe. Sem eles eu não estaria aqui
concluindo mais uma etapa da vida. Agradeço tudo o que sempre fizeram por mim.
Amo vocês, obrigada.
Aos meus irmãos que nunca saíram de perto de mim mesmo nos momentos
mais difíceis e cada um do seu jeito conseguiram me ajudar a sempre continuar em
frente e não perder o caminho, também amo muito vocês dois, Fá e Gú.
A toda a minha família, minhas tias Lúcia, Biga, Ausgusta, minha terceira
mãe Geni, meus primos queridos Tati, Carol, Gordo, Tiaginho, Gabi, Natália, aos
novos primos Fer e Paulo, aos novos membros pequenos Maiara e Murilo, aos
meus tios Edison e Zezinho, meus irmãos postiços Karen e Vinicius, e em especial
aos meus queridos avós Maria e Neto, que me deram essa família maravilhosa,
unida, divertida e maluca que eu amo.
Aos meus amigos de Assis que nunca me esquecem, mesmo quando eu fico
em débito com eles, em especial ao Pedro e a Nati, que me apóiam mesmo quando
tomo as decisões erradas, mas que estão ali para me segurar.
E para terminar eu queria agradecer a uma pessoa em especial, que fez parte
da minha vida nos últimos quatro anos, mas que escolheu ir embora e não fazer
mais parte dela. Apesar do vazio que deixou tenho que agradecer ao Alex por
sempre ter estado ao meu lado, agüentado os momentos difíceis, pelo carinho e
amor e por ter participado de tudo isso que encerra agora...
OBRIGADA A TODO MUNDO POR TUDO NESSES ANOS!!!!!!
RESUMO
Este estudo teve por propósito realizar avaliações eletrogoniométricas
da articulação do joelho durante a execução da marcha e avaliações estáticas
da postura desta articulação, a fim de fornecer informações cinemáticas dos
movimentos dos joelhos em processos de reabilitação e na compreensão da
variabilidade presente em seus movimentos.
Os estudos I (Mudanças na cinemática do joelho na marcha após
treinamento isocinético excêntrico no quadríceps de pacientes submetidos a
reconstrução de ligamento cruzado anterior) e II (Pico de torque e cinemática
de joelho durante a marcha após treinamento isocinético excêntrico de
quadríceps em sujeitos saudáveis) apresentam um enfoque clínico envolvendo
a avaliação da aplicação de exercícios para reabilitação tanto em pacientes com
reconstrução de ligamento cruzado anterior como em indivíduos saudáveis.
Esses estudos foram frutos de uma parceria com o Laboratório de
Neurociências – Unidade de Plasticidade Muscular (Professora Tânia de
Fátima Salvini), cuja temática é atualizar análises de dinamometria isocinética,
métodos e técnicas da performance física, em indivíduos com e sem
disfunções; aplicar os conceitos da biomecânica ortopédica na avaliação e
reabilitação das lesões do sistema músculo-esquelético, por meio da
dinamometria isocinética, permitindo a análise de variáveis relacionadas com a
função muscular e articular, e da eletromiografia cinesiológica, que permite
uma análise funcional do músculoesquelético. Esses estudos nos permitiram
identificar uma lacuna exixtente quanto a parâmetros eletrogoniométricos dos
movimentos de joelho em população saudável, com e sem pequenas
alterações na configuração postural estática.
Nos estudos III (Indivíduos que apresentam diferença estática entre os
joelhos também apresentam diferença durante a marcha?) e IV (Pequenas
alterações posturais do joelho no plano frontal não alteram parâmetros
cinemáticos na marcha em mulheres saudáveis) avaliou-se indivíduos
saudáveis buscando fornecer informações para enriquecer a caracterização da
articulação do joelho, na tentativa de facilitar as tomadas de decisão clínica e
preventiva relativas a esta articulação. Estes estudos foram realizados no
Laboratório de Fisioterpia Preventiva e Ergonomia (LAFIPE), desta
universidade.
SUMÁRIO
CONTEXTUALIZAÇÃO 01
TEMA DE INTERESSE 05
HISTÓRICO DA COMPOSIÇÃO DA TESE 06
ESTUDO I: Mudanças na cinemática do joelho na marcha após treinamento
isocinético excêntrico no quadríceps de pacientes submetidos a reconstrução de
ligamento cruzado anterior
Introdução 09
Métodos 10
Resultados 14
Dicussão 18
DESDOBRAMENTOS A PARTIR DO ESTUDO INICIAL 22
ESTUDO II: Pico de torque e cinemática de joelho durante a marcha após
treinamento isocinético de quadríceps em sujeitos saudáveis
Introdução 25
Métodos 27
Resultados 31
Dicussão 35
Conclusões 40
DESDOBRAMENTOS A PARTIR DO ESTUDO II 41
ESTUDO III: Indivíduos que apresentam diferença estática entre os
j
oelhos
também apresentam diferença durante a marcha?
Introdução 43
Métodos 46
Resultados 50
Dicussão 54
DESDOBRAMENTOS A PARTIR DO ESTUDO III 57
ESTUDO IV: Pequenas alterações posturais do joelho no plano frontal não
alteram parâmetros cinemáticos na marcha em mulheres saudáveis
Introdução 59
Métodos 61
Resultados 67
Dicussão 71
Conclusão 73
CONSIDERAÇÕES FINAIS 74
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 75
ANEXO I: Artigo original Estudo I publicado no periódico
Gait & Posture 2006, 24(3):370-374
86
ANEXO II: Versão em inglês Estudo II submetido ao periódico
Revista Brasileira de Fisioterapia
91
ANEXO III: Artigo original Estudo III publicado na Revista
Brasileira de Fisioterapia 2007, 11(1):43-48
112
ANEXO IV: Artigo original do Estudo IV submetido ao periódico 118
Clinical Biomechanics
ANEXO V: Termo de consentimento 138
ANEXO VI: Ficha de avaliação física 140
ANEXO VII: Registro original da eletrogoniometria no programa DL1001 142
ANEXO VIII: Rotina de análise dos registros eletrogoniométricos na
plataforma Matlab 6.5
143
ANEXO IX: Resultados gerados pela rotina de análise no Matlab 6.5 170
ANEXO X: Artigo original decorrente do tema de interesse
submetido à Revista Brasileira de Biomecânica
178
ANEXO XI: Resumos decorrentes do tema de interesse apresentados
em congresso
191
LISTA DE TABELAS
ESTUDO I:
Tabela 1 – Ângulos e movimentos de flexo-extensão e varo-valgo, para os joelhos
direito e esquerdo, durante 60s de marcha em esteira a 5km/h.
ESTUDO II:
Tabela 1 – Média (e desvio padrão) para os ângulos de flexo-extensão e varo-valgo
pré e pós- treinamento dos joelhos direito e esquerdo para os 18 sujeitos durante a
marcha. As diferenças medias entre pré e pós-treinamento (pós menos pré), e os
valores de P, são também mostrados. Ângulos positivos representam flexão e
valgo.ADM = amplitude de movimento.
ESTUDO III:
Tabela 1 – Média, desvio padrão, valores mínimos e máximos, em graus (º) para os
lados direito (D) e esquerdo (E) nos registros estático (fotogrametria) e dinâmico
(eletrogoniometria), nos planos sagital e frontal.
ESTUDO IV:
Tabela 1 – Desvio padrão médio das 50 passadas dos indivíduos dos grupos
normal, valgo e varo.
LISTA DE FIGURAS
ESTUDO I:
Figura 1 – Vista frontal (a e b) e lateral (c e d) de um sujeito representativo, antes
(a e c) e após (b e d) as 12 semanas de treinamento. As linhas representam os eixos
da coxa e da perna, os eixos longos dos terminais dos sensores do
eletrogoniômetro, e os ângulos indicam o desalinhamento desses terminais. O
joelho direito é o joelho envolvido.
Figura 2 – Gráfico representativo dos ângulos de flexo-extensão vs. varo-valgo de
um sujeito representativo (o mesmo da Fig. 1), para os joelhos esquerdo e direito,
antes e após o treinamento excêntrico de 12 semanas.
ESTUDO II:
Figura 1 – Amplitudes medias e desvio padrão dos 18 sujeitos para os movimentos
de flexo-extensão e varo-valgo durante 100% das passadas concecutivas nas fases
de apoio e balanço da marcha de ambos joelhos antes e após o treinamentos.
Ângulos positivos represntam flexão e valgo.
ESTUDO III:
Figura 1 – Indivíduo preparado para a coleta e ângulos articulares mensurados no
plano frontal (esquerda) e sagital (direita).
Figura 2 – Gráfico de dispersão mostrando a relação entre a diferença estática
(eixo x) e a diferença dinâmica (eixo y) para os planos sagital (esquerda) e frontal
(direita). As áreas hachuradas indicam as regiões de correspondência entre os
registros estático e dinâmico.
ESTUDO IV:
Figura 1 – Sensores do eletrogoniômetro fixados na face lateral dos joelhos direito
e esquerdo na situação de coleta.
Figura 2 – Classificação dos sujeitos em relação às distâncias intermaleolar e
intercondilar.
Figura 3 – Curvas de movimento do joelho na marcha. A. Indivíduos com joelho
valgo (linhas pretas) comparados com o grupo normal (área cinza); B. Indivíduos
com joelho varo (linhas pretas) comparados com o grupo normal (área cinza). Os
valores do CMC são apresentados com seus respectivos gráficos.
1
CONTEXTUALIZAÇÃO
No âmbito da Fisioterapia o estudo da articulação do joelho destaca-se
devido a vários aspectos, desde sua complexidade biomecânica até a incidência de
alterações que afetam sua morfologia e funcionalidade.
O joelho destaca-se por ser uma articulação de carga e de grande amplitude
de movimento, representando papel fundamental à eficiência mecânica do corpo
durante a locomoção, bem como para a realização das atividades diárias
(MAJEWSKI et al, 2006, HEBERT, 2003). É composto por duas articulações
distintas localizadas no interior de uma única cápsula – articulações tibiofemoral e
patelofemoral. Os movimentos principais ocorrem na articulação tibiofemoral e
são: flexão-extensão, varo-valgo, rotação lateral-medial e translação anterior-
posterior (GROSS, 2000).
O valgo é máximo com o joelho flexionado e rodado
internamente e o varo é máximo próximo da extensão e máxima rotação externa
(NORKIN & WHITE, 1997, HAMILL, 1984).
É uma estrutura afetada com freqüência por alterações degenerativas como a
osteoartrose, por lesões como ruptura de ligamento e meniscos e por síndromes
como a disfunção femuro-patelar (FREDERICSON & YOON, 2006). No esporte
esta articulação sofre comumente lesões em atividades como futebol, esqui, corrida,
voleibol (MAJEWSKI et al, 2006, FREDERICSON & WEIR, 2006). Devido às
suas características biomecânicas e a sua importância funcional, a avaliação da
articulação do joelho deve ser objetiva e precisa para fornecer o maior número
2
possível de informações que favoreçam o processo de reabilitação do indivíduo
acometido (SADEGHI et al., 2000).
A participação do joelho na marcha humana é o papel funcional mais
estudado desta articulação (CRENSHAW & RICHARDS, 2006, SADEGHI et al.,
2000). Nas análises cinemáticas de atividades dinâmicas em geral, assim como na
marcha, é importante registrar o padrão temporal de eventos cíclicos, pois esses
registros podem oferecer informações detalhadas para a caracterização das
atividades analisadas.
Várias ferramentas de medida podem ser usadas para quantificar os
movimentos e ângulos articulares do joelho na marcha. Destacam-se as análises de
movimento por imagem bi e tridimensionais, a eletrogoniometria e os
acelerômetros. PIRIYAPRASARTH & MORRIS (2007) afirmam que a
eletrogoniometria e a análise de movimento 3D são altamente confiáveis para
avaliação cinemática da marcha, e recomendam a utilização de qualquer um desses
equipamentos para caracterização desta atividade.
A utilização da eletrogoniometria para mensuração da marcha teve início na
década de 60 com KARPOVICH E HERDEN (1960) apud ISACSON (1986), e as
ferramentas e métodos evoluíram desde então tendo sido aprimorados até o
eletrogoniômetro flexível utilizado atualmente. A eletrogoniometria é uma
ferramenta promissora, já que fornece os ângulos alcançados em cada momento
com precisão além de ser prático, portátil, relativamente simples de operar e
3
apresentar boa adaptação aos segmentos corporais (ROWE, 2001, TESIO, 1995).
Em decorrência dessas características o eletrogoniômetro está entre as ferramentas
que auxiliam no entendimento da variabilidade da marcha, tanto normal quanto
alterada, e pela sua praticidade no uso adequa-se bem à prática clínica. Alguns
estudos têm usado a eletrogoniometria flexível para avaliar os movimentos do
joelho na marcha, mas avaliaram apenas os movimentos que ocorrem no plano
sagital (MAUPAS, 2002, ROWE, 2001, Maupas, 1999).
Esta avaliação da marcha pode ser realizada no solo ou em esteira elétrica.
RILEY et al (2007) compararam avaliação da marcha em esteira e solo e não
encontraram diferença significativa nos parâmetros espaço-temporais, mas houve
diferenças significativas em algumas variáveis cinemáticas, contudo, estas diferenças
não foram maiores que 1,5º e estão dentro da variabilidade normal destes
parâmetros encontrados na literatura científica disponível. Os mesmos autores
afirmam ainda, apoiados em MATSAS (2000), que após o período de familiarização
essas diferenças deixam de ser significativas e recomendam a utilização da esteira na
avaliação da marcha pela vantagem de ser possível registrar maior número de ciclos.
De acordo com a literatura científica ainda, sabe-se que é importante realizar
avaliações estáticas e dinâmicas de uma articulação a fim de se obter um bom
prognóstico na reabilitação das lesões. Existem vários estudos que avaliam a
marcha humana sob seus diferentes aspectos e uma gama de estudos que
mensuram características estáticas da articulação do joelho, por meio de testes e
4
clínicos, observação visual, palpação manual, avaliação postural. Porém ainda há
uma escassez de relatos que associem esses dois tipos de medidas da articulação do
joelho, e os autores que fizeram algum tipo de comparação entre avaliações
estáticas e dinâmicas não chegaram a um consenso sobre a sua inter-relação.
5
TEMA DE INTERESSE
Este estudo teve por propósito realizar avaliações eletrogoniométricas da
articulação do joelho durante a execução da marcha e avaliações estáticas da
postura desta articulação, a fim de fornecer informações cinemáticas dos
movimentos dos joelhos em processos de reabilitação e na compreensão da
variabilidade presente em seus movimentos.
6
HISTÓRICO DA COMPOSIÇÃO DA TESE
Os artigos apresentados a seguir encontram-se em ordem cronológica e
determinam a linha de trabalho deste doutorado, elucidando a participação de cada
estudo parcial dentro do tema central.
Os estudos I e II apresentam um enfoque clínico envolvendo a avaliação da
aplicação de exercícios para reabilitação tanto em pacientes com reconstrução de
ligamento cruzado anterior como em indivíduos saudáveis. Esses estudos foram
frutos de uma parceria com o Laboratório de Neurociências – Unidade de
Plasticidade Muscular (Professora Tânia de Fátima Salvini), cuja temática é atualizar
análises de dinamometria isocinética, métodos e técnicas da performance física, em
indivíduos com e sem disfunções; aplicar os conceitos da biomecânica ortopédica
na avaliação e reabilitação das lesões do sistema músculo-esquelético, por meio da
dinamometria isocinética, permitindo a análise de variáveis relacionadas com a
função muscular e articular, e da eletromiografia cinesiológica, que permite uma
análise funcional do músculoesquelético. Esses estudos nos permitiram identificar
uma lacuna exixtente quanto a parâmetros eletrogoniométricos dos movimentos de
joelho em população saudável, com e sem pequenas alterações na configuração
postural estática.
Nos estudos III e IV avaliou-se indivíduos saudáveis buscando fornecer
informações para enriquecer a caracterização da articulação do joelho, na tentativa
de facilitar as tomadas de decisão clínica e preventiva relativas a esta articulação.
7
Estes estudos foram realizados no Laboratório de Fisioterpia Preventiva e
Ergonomia (LAFIPE), desta universidade.
8
ESTUDO I
Mudanças na cinemática do joelho na marcha após treinamento isocinético
excêntrico no quadríceps de pacientes submetidos a reconstrução de
ligamento cruzado anterior.
Artigo publicado no periódico Gait & Posture, 2006, 24(3):370-374 (ANEXO I)
9
1. INTRODUÇÃO
Lesões e reconstruções de ligamento cruzado anterior (LCA) levam a
alterações nos padrões cinemáticos da articulação do joelho durante a marcha
(YOO et al, 2005, KNOLL et al, 2004). O padrão alterado na cinemática da marcha
pode ocorrer como conseqüência de fraqueza do músculo quadríceps femoral,
edema na articulação do joelho, desordem do tecido articular ou inibição muscular
devido a dor (ERNST et al, 2000). Assim, a recuperação da força extensora é
essencial na reabilitação funcional do membro após reconstrução do LCA. Estudos
anteriores mostraram que os resultados funcionais têm uma correlação positiva
com a força extensora indicando o fortalecimento muscular como um pré-requisito
para recuperação funcional após reconstrução de LCA (WILLIAMS et a, 2005,
WILK et al, 1994). O fortalecimento do músculo quadríceps é importante porque
durante os dois primeiros anos após a reconstrução do LCA usando enxerto do
tendão patelar, este músculo apresenta um déficit de força de 15 a 20% comparado
ao membro não afetado, enquanto que nenhuma diferença significativa foi
encontrada para os músculos isquiotibiais (DVIR, 1995). Recentemente, foi
sugerido que o treinamento usando contrações excêntricas é mais eficiente na
recuperação porque promove maiores mudanças na ativação neural e hipertrofia
muscular (LASTAYO et al, 2003).
A cinemática do joelho tem recebido pouco atenção em estudos avaliando o
efeito de programas de treinamento após reconstrução de LCA. Embora alguns
10
estudos tenham avaliado os movimentos de flexo-extensão do joelho e as
translações tibiais em pacientes com LCA deficientes/reconstruídos(KNOLL et al,
2004, STERGIOU et al, 2004, KVIST & GILLQUIST, 2001, BULGHERONI et
al, 1997), não foi encontrado nenhum relato sobre os efeitos do treinamento
excêntrico nos movimentos de varo-valgo após reconstrução de LCA.
Considerando que a estabilidade articular e a normalização da marcha são aspectos
cruciais nas cirurgias de reconstrução de LCA, um treinamento efetivo deveria levar
a normalização dos movimentos funcionais nos dois planos de movimento. Assim,
este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos do treinamento isocinético
excêntrico nos movimentos da articulação do joelho nos planos sagital e frontal,
durante a marcha de pacientes após nove meses de reconstrução de LCA.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. Sujeitos e treinamento excêntrico
Cinco indivíduos do sexo masculino (idade 32+
7,8anos; altura 1,73+3m;
peso 80+
14kg) foram submetidos à reconstrução de LCA do joelho direito usando
enxerto do tendão patelar do membro acometido, foram recrutados 9+
1,3 meses
posteriormente à cirurgia, e após terem sido tratados com o memso protocolo de
reabilitação no ambulatório de fisioterapia da UFSCar. Os critérios de exclusão
foram outras lesões associadas, dor, ou efusão tanto no membro envolvido como
no membro não-envolvido. Todos os sujeitos desenvolviam suas atividades de vida
11
diária sem restrições. As atividades recreacionais e ocupacionais não foram
modificadas durante o treinamento. Dez indivíduos do sexo masculino (idade
21,5+
2,8anos; altura 1,68+4m; peso 65+5kg) foram incluídos como controles para
o registro dos movimentos do joelho. Na seleção destes controles, eles não
deveriam apresentar lesões de joelho associadas, desordens de equilíbrio ou dor.
Somente o membro envolvido dos pacientes foi treinado no dinamômetro
isocinético duas vezes por semana, por 12 semanas. Cada sessão de treinamento
consistiu de 3 séries de 10 contrações isocinéticas excêntricas a uma velocidade
angular de 30º/s, na amplitude de 20º a 90º. Este protocolo de treinamento foi
desenvolvido no Laboratório de Neurociências – Unidade de plasticidade muscular
da UFSCar (BRASILEIRO, 2004). Três minutos de repouso foi dado entre cada
série. Tanto os membros envolvido e não-envolvido foram avaliados antes e após
as 12 semanas de treinamento excêntrico, porém somente o membro envolvido foi
treinado. Todos os pacientes completaram o programa de treinamento. Este estudo
foi desenvolvido com aprovação do Comitê de Ética para Pesquisa em Seres
Humanos local.
2.2. Torque extensor do joelho
Os sujeitos foram aquecidos por 5 minutos em bicicleta ergométrica e tanto
o músculo quadríceps esquerdo quanto o direito foram alongados três vezes (30s
com 30s de repouso). Após isso, os indivíduos foram colocados sentados no
dinamômetro isocinético (Biodex Multi-Joint System3, Biodex Medical
12
Incorporation, Nova Iorque, NI, EUA) com o encosto reclinado a 10º da vertical e
fixado com faixas no peito e na coxa distalmente. O epicôndilo lateral do fêmur foi
usado como processo ósseo para unir os eixos de rotação da articulação do joelho e
do braço do dinamômetro. A almofada do dinamômetro foi então fixada a
aproximadamente 5cm proximalmente ao maléolo medial. Depois da série de
contrações de familiarização o pico de torque extensor (PT) foi medido nos dois
membros inferiores, precedido de 3 minutos de repouso. Os sujeitos
desenvolveram cinco contrações isocinéticas excêntricas máximas consecutivas,
sem qualquer pausa entre elas, nos dois membros inferiores, a uma velocidade de
30º/s. O joelho realizou movimentos pré-estabelecidos pelo dinamômetro a uma
amplitude de movimento de 20º a 90º (0º membro inferior estendido). O PT foi
definido como o valor máximo alcançado durante as cinco contrações.
2.3. Movimentos do joelho
Os movimentos de flexo/extensão e varo/valgo do joelho foram registrados
bilateralmente usando eletrogoniômetros biaxiais flexíveis e uma unidade de
aquisição de dados (M110 e DL1001, respectivamente, Biometrics Ltd., Gwent,
UK). Um goniômetro foi fixado à face lateral tricotomizada de cada joelho com os
indivíduos em pé relaxados. Nesta posição foi feito registro fotográfico conforme
exibido na Figura 1.
A interlinha articular foi considerada a referência comum para a coxa e a
perna. O centro da mola dos sensores foi alinhado com a interlinha articular
13
previamente demarcada, e os dois terminais foram alinhados com os eixos da coxa
e da perna no plano sagital para os dois segmentos dos membros inferiores. Para
evitar o crosstalk cinemático o alinhamento foi direcionado no verdadeiro eixo de
flexão (PIAZZA & CAVANAGH, 2000).
Figura 1 – Vista frontal (a e b) e lateral (c e d) de um sujeito representativo, antes (a e c) e após
(b e d) as 12 semanas de treinamento. As linhas representam os eixos da coxa e da perna, os
eixos longos dos terminais dos sensores do eletrogoniômetro, e os ângulos indicam o
desalinhamento desses terminais. O joelho direito é o joelho envolvido.
Um fisioterapeuta treinado foi responsável pela colocação dos sensores em
todos os sujeitos no pré e pós-treinamento em todas as medidas. Os ângulos de
14
joelho na posição ereta relaxada (Figura 1) foram definidos como 0º de flexo-
extensão e varo-valgo, isto é, os valores registrados pelo eletrogoniômetro durante
a posição ereta relaxada foram subtraídos dos registros de marcha realizados
posteriormente.
Enquanto os pacientes caminhavam na esteira ergométrica a uma velocidade
de cinco km/h, os movimentos de joelho foram registrados e analisados durante
60s. Foram usados o 1º e o 99º percentis das distribuições de amplitude, ao invés
dos menores e maiores valores, para representar os ângulos máximos e mínimos de
flexo-extensão e varo-valgo durante a marcha.
2.4. Análise de dados
Para o torque e os movimentos do joelho, diferenças entre os valores pré e
pós-treinamento, para ambos os joelhos, bem como as diferenças entre os joelhos
envolvido e não envolvido, tanto pré quanto pós-treinamento foram avaliados por
teste-t pareado.
3. RESULTADOS
O torque extensor de joelho do membro envolvido aumentou 25% (de
210+
60 a 262+51 Nm; p=0,02) após o treinamento. O aumento correspondente de
7% para o membro não-envolvido (de 326+
69 a 348+65Nm; p=0,2) não foi
significativo. A diferença no torque extensor entre os membros inferiores diminuiu
de 36% no pré-treinamento para 24% no pós-treinamento.
15
Não houve uma relação clara entre os joelhos envolvido e não-envolvido
para os movimentos de flexo-extensão durante a marcha (Tabela 1). A ADM de
flexo-extensão (99º - 1º percentil) aumentou após o treinamento, e os movimentos
do joelho não-envolvido alcançaram os valores do grupo controle. Especialmente
para o joelho envolvido, houve diferenças consideráveis na flexo-extensão antes do
treinamento. Estas diferenças mostraram uma diminuição significativa após o
treinamento (desvio padrão diminuiu de 17º para 3º no percentil 99 para o joelho
envolvido) indicando deste modo que em relação a flexo-extensão os pacientes
caminharam mais uniformemente e de forma semelhante ao grupo controle, após o
treinamento.
16
Tabela 1 – Ângulos e movimentos de flexo-extensão e varo-valgo, para os joelhos direito e
esquerdo, durante 60s de marcha em esteira a 5km/h.
Direção Ângulo (º) Velocidade (º/ s)
1º percentil 99º percentil 99º-1º percentil 50º percentil
Flexão/extensão
Joelho direito
Pacientes
pré-treinamento -2 (3) 50 (17) 52 (14) 66 (11)
pós-treinamento 0 (2) 57 (3) 57 (3) 69 (8)
Controle 2 (4) 60 (6) 57 (3) 81 (19)
Joelho esquerdo
Pacientes
pré-treinamento -1 (3) 51 (11) 51
#
(9) 75 (5)
pós-treinamento 1 (1) 58 (5) 58
#
(5) 78 (9)
Controle -1 (4) 56 (9) 57 (7) 80 (15)
Varo/valgo
Joelho direito
Pacientes
pré-treinamento -3 (2) 9* (4) 12* (3) 20* (4)
pós-treinamento -2 (2) 21* (8) 24* (8) 35* (9)
Controle -4 (2) 12 (8) 15 (7) 23 (9)
Joelho esquerdo
Pacientes
pré-treinamento -3 (2) 7 (4) 10 (3) 15 (5)
pós-treinamento -4 (5) 8 (5) 12 (4) 18 (8)
Controle -7 (5) 8 (9) 15 (6) 22 (9)
Média e desvio padrão (DP) dos pacientes com reconstrução de LCA do joelho direito, e os
sujeitos controle. Para os pacientes, as medidas foram feitas pré e pós- treinamento. Dados
angulares: 1º e 99º percentis e ADM (99º-1º percentil). Dados de velocidade: 50º percentil.
Valores positivos significam flexão e valgo.
#
p < 0.05 para diferença entre pré e pós-treinamento (teste-t pareado).
* 0.05 <
p < 0.1 para diferença entre pré e pós-treinamento (teste-t pareado).
17
Os ângulos de valgo e as velocidades aumentaram significativamente no
joelho envolvido após o treinamento, e excederam muito os valores do grupo
controle (Tabela 1). Os gráficos X-Y de flexo-extensão versus varo-valgo durante a
marcha mostram que os ângulos de valgo aumentaram com os ângulos de flexão,
alcançando os valores máximos na fase de balanço da marcha (Figura 2; dados do
mesmo sujeito da Figura 1).
Figura 2 – Gráfico representativo dos ângulos de flexo-extensão vs. varo-valgo de um sujeito
representativo (o mesmo da Fig. 1), para os joelhos esquerdo e direito, antes e após o
treinamento excêntrico de 12 semanas.
18
Para os registros dos ângulos de flexo-extensão e varo-valgo versus o tempo, a
fase do médio-apoio foi identificada baseado nos ângulos de flexo-extensão. Nos
registros do joelho envolvido os ângulos de varo-valgo após o treinamento durante
o médio-apoio corresponderam aos ângulos mínimos durante o ciclo da marcha, ou
seja, o primeiro percentil dos ângulos de varo-valgo representam a fase de médio-
apoio.
4. DISCUSSÃO
Como esperado, o treinamento excêntrico aumentou a força muscular e
também o movimento de flexo-extensão em ambos os joelhos. No entanto, um
aumento inesperado nas amplitudes de valgo foi observado no joelho envolvido
principalmente na fase de balanço.
A principal fonte de erro nas medidas dos ângulos de joelho é o crosstalk
introduzido pelo mau alinhamento dos terminais do eletrogoniômetro em relação
aos eixos da coxa e da perna (ROWE et al, 2001, PIAZZA & CAVANAGH, 2000).
Não existe indicação de qualquer crosstalk significativo nos registros dos ângulos de
joelho nos sujeitos saudáveis (grupo controle) e nos joelhos não-envolvidos do
pacientes, ou nos joelhos envolvidos antes do treinamento. Porém, a relação foi
linear entre os ângulos de flexão e valgo, pois os maiores ângulos de valgo
ocorreram com os maiores ângulos de flexão para o joelho envolvido no pós-
19
treinamento, e estão relacionados com o alinhamento dos terminais no joelho
envolvido na reavaliação.
Não existe uma razão evidente para crer que o alinhamento do terminal na
perna mudaria significativamente após o treinamento, mas como o treinamento
tem um efeito significativo no músculo quadríceps, poderia existir um aumento de
volume da coxa, tanto no plano frontal (correspondente ao varo-valgo) como no
plano transverso (correspondente à rotação). Por isso o alinhamento do terminal da
coxa no membro inferior envolvido é importante.
Contudo, nos registros fotográficos em posição ortostática, nenhum
aumento do desalinhamento no plano frontal foi observado no pós-treinamento e,
embora não seja possível verificar as fotografias, o fisioterapeuta treinado não
notou qualquer desalinhamento no plano transverso durante a posição ortostática.
Embora as fotografias mostrem que não houve aumento no desalinhamento na
posição ortostática, este não pode ser descartado já que este pode ocorrer, tanto no
plano frontal como transverso, durante a marcha quando o quadríceps é ativado.
Para atribuir o ângulo de valgo observado (21º a 58º da flexo-extensaõ;
Tabela 1) a um efeito do crosstalk, seria necessário que tivesse ocorrido um
desalinhamento de 21º no plano frontal (0º de desalinhamento no plano
transverso), ou um desalinhamento de 42º no plano transverso (0º de
desalinhamento no plano transverso), ou uma combinação de desalinhamentos
20
intermediários nos dois planos (HANSSON et al, 2004). Uma outra possível fonte
de erro tipo crosstalk seria o aparecimento de uma rotação da tíbia devido ao
treinamento.
Após a análise dos registros dos primeiros pacientes percebeu-se que os
ângulos de valgo numericamente elevados, e a observação visual (qualitativa) direta
do plano posterior do restante dos pacientes mostrou um desvio lateral do joelho
envolvido durante a marcha. Assim, concluiu-se que o treinamento causou o
aumento no valgo, pelo menos durante a flexão, embora não se possa excluir que
os ângulos de valgo registrados podem estar altamente superestimados devido ao
crosstalk. Para obter uma estimativa precisa dos ângulos de joelho, seria necessário
aprimorar a metodologia e também registrar a rotação axial do joelho (PIAZZA &
CAVANAGH, 2000). Embora não tenha existido aumento no ângulo de valgo
durante a fase de médio-apoio, a relação monotônica entre a flexão e o valgo
(Figura 2) mostra que no fim da fase de apoio, que ocorreu a aproximadamente 20º
de flexão, o ângulo de valgo pode ser considerável. Este aumento do valgo no fim
da fase de apoio, quando o joelho ainda está suportando o peso do corpo, pode ser
mais crítico.
O treinamento excêntrico aumenta a rigidez dos músculos, tendões e
ligamentos, bem como o volume e a força muscular (KJAER, 2004). Com este
aumento na rigidez e no tamanho do músculo quadríceps, os tendões e ligamentos
irão restringir o alongamento das estruturas do joelho durante a flexão, e também
21
mudará o movimento da tíbia durante a marcha. Assim, o aumento no valgo,
particularmente na fase de balanço provavelmente, é resultado da compensação
mecânica induzida pela carga promovida pelo treinamento excêntrico.
22
DESDOBRAMENTOS A PARTIR DO ESTUDO INICIAL
Em adição ao aumento no torque do quadríceps, o treinamento isocinético
excêntrico realizado no estudo inicial alterou os movimentos do plano frontal nos
indivíduos com LCA reconstruído. Esse resultado não era esperado e o tamanho
relativamente limitado da amostra não encoraja que as conclusões sejam
generalizadas para a população em geral. Os mecanismos envolvidos no aumento
do valgo, bem como as implicações funcionais e clínicas, precisam ser esclarecidos
antes que o treinamento excêntrico seja recomendado a pacientes com
reconstrução de LCA.
Em vista desses resultados cinemáticos encontrados no estudo inicial,
realizou-se uma nova coleta de dados utilizando a mesma metodologia na avaliação
e treinamento, porém com indivíduos saudáveis e ativos para avaliar os efeitos do
treinamento sobre o padrão de movimentos do joelho.
Assim, o estudo II tentou responder questões que emergiram do estudo
inicial, a fim de que se possa dirimir a dúvida sobre o efeito potencialmente
negativo do treinamento excêntrico nos movimentos da articulação do joelho. Por
isso, este segundo estudo teve por objetivo a avaliação dos efeitos do treinamento
isocinético excêntrico na força dos músculos extensores e flexores do joelho e nos
movimentos sagitais e coronais do joelho durante a marcha, em sujeitos saudáveis.
23
Este estudo também foi realizado em parceria com o Laboratório de Neurociências
– Unidade de Plasticidade Muscular (Professora Tânia de Fátima Salvini).
24
ESTUDO II
Pico de torque e cinemática de joelho durante a marcha após treinamento
isocinético excêntrico de quadríceps em sujeitos saudáveis
Artigo submetido ao periódico Revista Brasileira de Fisioterapia (ANEXO II)
25
1. INTRODUÇÃO
Lesões e reconstruções ligamentares do joelho têm sido associadas a
mudanças nos padrões cinemáticos durante a marcha (KNOLL et al, 2004, YOO et
al, 2005). Uma marcha alterada pode levar a aplicação desfavorável de carga na
articulação do joelho, e assim levar ao desenvolvimento de artrite secundária à lesão
e reconstrução ligamentar. Mudanças nos padrões de marcha podem ocorrer em
decorrência de um desarranjo no tecido articular, edema articular, fraqueza do
músculo quadríceps femoral, ou inibição devido à dor (ERNST et al, 2000). A
atrofia dos músculos extensores é um achado comum entre pacientes submetidos a
reconstrução do ligamento cruzado anterior (GLENN et al, 2005). Portanto, a
recuperação da força extensora do joelho é essencial para a reabilitação funcional.
Relatos anteriores mostraram que resultados funcionais têm uma correlação
positiva com a força extensora indicando o fortalecimento muscular como um pré-
requisito para a recuperação funcional (GLENN et al, 2005; WILK et al, 1994).
A literatura científica mostra que o treinamento usando contrações
excêntricas é mais efetivo na recuperação muscular porque promove maiores
mudanças na ativação neural e hipertrofia muscular (LASTAYO et al, 2003). Tanto
a geração de força quanto o alongamento são fatores importantes na ativação da
síntese protéica e a combinação destes estímulos aparentemente têm um efeito
suplementar pronunciado (GOLDSPINK, 1999). Também, a carga do exercício
excêntrico é um potente estímulo para hipertrofia (GIBALA et al, 2000,
26
MCDONAGH & DAVIES, 1984) e para o aumento da força muscular (SEGER &
THORTENSSON, 2005).
Em estudo recente (COURY et al, 2006), onde se aplicou treinamento
isocinético excêntrico do músculo quadrícpes em indivíduos submetidos a
reconstrução de ligamento cruzado anterior (LCA), o torque extensor do joelho e
as amplitudes de movimento de flexo/extensão durante a marcha aumentaram
significativamente após o treinamento Entretanto, houve um aumento inesperado
no joelho reconstruído quando comparados ao joelho saudável não treinado do
movimento de valgo (mais pronunciado durante a fase de balanço) e da amplitude
de movimento de valgo, os quais podem trazer efeitos adversos ao joelho.
Portanto, os mecanismos envolvidos no aumento do valgo, bem como suas
implicações funcionais e clínicas, precisam ser esclarecidos antes que o treinamento
excêntrico seja recomendado para reabilitação e atividades esportivas.
Assim, este estudo teve por objetivo a avaliação dos efeitos do treinamento
isocinético excêntrico na força dos músculos extensores e flexores do joelho e nos
movimentos sagitais e coronais do joelho durante a marcha, em sujeitos saudáveis.
Em adição, comparou-se o método de análise baseado em passadas utilizado neste
estudo com o método usado em nosso estudo anterior (COURY et al, 2006).
27
2. MÉTODOS
2.1. Sujeitos
Dezoito sujeitos homens ativos e saudáveis, sem qualquer lesão ou sintoma
musculoesquelético, ou desordens de equilíbrio, (idade 21.7 ± 2.2 anos; altura 173 ±
10 cm; peso 68.7 ± 9.4 kg; índice de massa corpórea 22.6 ± 2.0 kg/m
2
) foram
avaliados. Suas atividades ocupacionais e recreacionais não mudaram, e nenhum
deles estava envolvido em qualquer outro programa de treinamento para melhora
da força muscular durante o presente estudo. Este estudo foi desenvolvido com
aprovação do Comitê de ética para pesquisa em seres humanos da universidade.
2.2. Treinamento excêntrico
O treinamento foi desenvolvido duas vezes por semana por seis semanas
consecutivas, em um total de 12 sessões. Os músculos extensores, tanto do joelho
esquerdo como direito, foi treinado em cada sessão. Para evitar qualquer diferença
sistemática, o joelho esquerdo foi treinado primeiro em uma sessão, e o joelho
direito foi treinado primeiro na sessão seguinte, este procedimento foi repetido em
todo o período de treinamento. Todos os sujeitos completaram o programa de
treinamento. Este protocolo de treinamento foi desenvolvido no Laboratório de
Neurociências – Unidade de plasticidade muscular da UFSCar (BRASILEIRO,
2004).
Os indivíduos foram aquecidos por 5 minutos em uma bicicleta ergométrica
(25W) e então os músculos quadríceps, isquiotibiais e gastrocnêmios, direito e
28
esquerdo, foram alongados três vezes (30s de alongamento com 30s de repouso). A
seguir, os indivíduos foram posicionados sentados no dinamômetro isocinético
(Biodex Multi-Joint System 3, Biodex Medical Inc., Nova Iorque, NI,EUA) com o
encosto reclinado a 5º da vertical, e o tronco, a cintura e a coxa distalmente foram
fixados com faixas. O epicôndilo femoral lateral foi usado como processo ósseo
para alinhar o eixo de rotação do joelho com o braço do dinamômetro. As
almofadas do dinamômetro foram presas a aproximadamente 5 cm do maléolo
medial, e o indivíduo desenvolveu uma série de contrações para familiarização. Os
sujeitos desenvolveram três séries de 10 contrações isocinéticas excêntricas
consecutivas máximas; o joelho foi forçado pelo dinamômetro a se mover na
amplitude de movimento de 20º a 90º de flexão de joelho a uma velocidade angular
de 30º/s. Cada série foi precedida de 3 minutos de repouso, e não houve pausas
entre 10 contrações.
2.3. Torque extensor e flexor de joelho
Antes e após o treinamento, o pico de torque do quadríceps direito e
esquerdo foi avaliado, durante as contrações isocinéticas excêntricas a 30º/s. Os
procedimentos e equipamento, dos quais cada contração forneceu os dados do pico
de torque, foram os mesmos para o treinamento (veja acima), exceto que somente
uma sessão de 5 contrações foi realizada. O pico de torque foi definido como o
valor máximo alcançado durante as cinco contrações.
29
Em adição, o pico de torque dos flexores de joelho para o membro não-
dominante (joelho direito n=4; joelho esquerdo n=14), foi avaliado durante as
contrações excêntricasa 30º/s. Um procedimento análogo foi usado para avaliar os
extensores.
Para avaliar a habilidade funcional e o equilíbrio muscular, a relação de força
entre quadríceps e isquiotibiais (I:Q) foi derivada como a proporção entre os picos
de torque correspondentes (AAGAARD et al. 1995, LI et al, 1996, ROSENE et al,
2001).
2.4. Movimentos de joelho e análise dos dados
Os movimentos de flexo-extensão e valgo-varo foram registrados
bilateralmente usando eletrogoniômetros biaxiais flexíveis e unidade de aquisição de
dados (M110, DL 1001, and DATALINK 2.0, Biometrics Ltd., Gwent, RU) . O
goniômetro foi fixado na face lateral tricotomizada de cada joelho. O centro da
interlinha articular foi considerado a referência comum entre a coxa e a perna. O
centro da mola foi alinhado com essa referência, e os dois terminais foram fixados
no plano sagital do joelho e alinhados com o eixo da coxa (referência: trocânter
maior do fêmur) e com o eixo da perna (referência: maléolo lateral). A taxa de
amostragem foi de 100Hz. A posição de referência (isto é, 0º de flexo-extensão e
varo-valgo) foi derivada, pelo valor médio durante 16s, com os sujeitos em posição
ortostática relaxados. Ângulos positivos denotaram flexão e valgo. Após a
30
familiarização à marcha na esteira a 5 km/h, os movimentos do joelho foram
registrados durante 90s.
Dos 90s totais de registro selecionou-se a parte central para as análises, ou
seja, as 50 passadas consecutivas centrais foram identificadas para os joelhos direito
e esquerdo independentemente. A partir das curvas de flexo-extensão os toques de
calcanhar foram identificados como sendo o primeiro valor mínimo que ocorreu
após a flexão máxima da fase de balanço (KETTELKAMP et al, 1970). O toque de
calcanhar foi definido como o início da passada em todas as passadas para a
normalização da duração da passada. Durante a marcha normal, como no presente
estudo, os primeiros 60% da passada representam a fase de apoio, e os últimos
40% representam a fase de balanço (KETTELKAMP et al, 1970). Para cada
passada, os ângulos máximos e mínimos bem como as amplitudes de movimento
(ângulo máximo menos ângulo mínimo), foram determinadas para os movimentos
de flexo-extensão e varo-valgo. Os valores médios destas medidas, para as 50
passadas, foram usados na caracterização dos movimentos do joelho para cada
sujeito. Em adição, para cada sujeito e joelho, gráficos dos valores médios das 50
passadas, foram plotados. Esta análise foi realizada utilizando-se o software MatLab
versão 6.5 (MathWorks Inc., Natick, MA, EUA). Para um subgrupo dos registros
(29 dos 36) também foi calculados o 1º e o 99º percentis, e o 99º menos o 1º
percentis das distribuições angulares para os 60s centrais do registro bruto, da
mesma forma do nosso estudo anterior (COURY et al, 2006). Estes dados foram
31
comparados com as medidas correspondentes do presente método. A posição de
referência foi derivada da mesma forma, para o mesmo período em ambos os
métodos.
Para verificar os efeitos do treinamento no torque e nos movimentos do
joelho os valores pós menos pré-treinamento, foram calculados para ambos os
joelhos, e avaliados por meio do teste-t pareado. A comparação entre os lados
direito e esquerdo, e entre os métodos de análise prévio e atual, também foi
realizada usando o teste-t pareado. Ainda, os intervalos de confiança (IC) de 95%
foram calculados para algumas medidas.
3. RESULTADOS
3.1. Pico de torque
Após o treinamento excêntrico, o pico de torque dos extensores aumentou
tanto para o joelho direito quanto esquerdo (38% e41%, respectivamente). O
membro direito aumentou de 229 ± 53 Nm para 304 ± 53 Nm (P < 0.001), e o
esquerdo de 228 ± 59 Nm para 311 ± 63 Nm (P < 0.001). Não houve diferença no
pico de torque extensor médio entre os joelhos direito e esquerdo nem antes do
treinamento (229 ± 53 Nm vs. 228 ± 59 Nm, respectivamente; P = 0.94), nem após
o treinamento (304 ± 53 Nm vs. 311 ± 63 Nm, respectivamente; P = 0.22).
32
É interessante notar que embora o treinamento tenha aumentado o pico de
torque dos flexores em 8% (de 114 ± 30 Nm para 123 ± 22 Nm; P = 0.03), a
relação I:Q diminuiu em 22% (de 0.50 ± 0.08 para 0.39 ± 0.07; P < 0.001)
3.2. Análise Cinemática
A media e o desvio padrão para os ângulos máximo, mínimo e amplitudes de
movimento antes e após o treinamento, são mostrados na Tabela 1. Para o
movimento de flexo-extensão, observando os valores mínimos não ocorreu
hiperextensão considerável durante a marcha, e os valores máximos variaram entre
53º a 54º durante a fase de balanço, independente do joelho e do treinamento. Os
ângulos de varo-valgo apresentaram uma amplitude de movimento de 11º a 13º,
similar para os dois joelhos, tanto antes como após o treinamento.
A Figura 1 apresenta as curvas médias com os respectivos desvios padrão,
para os 18 sujeitos. De acordo com esta figura nota-se que houve simetria entre os
joelhos e que o treinamento não afetou os ângulos de flexo-extensão em todas as
fases do ciclo da marcha. Ainda, os ângulos de varo-valgo, exceto para o joelho
esquerdo pós-treinamento, estavam simetricamente distribuídos ao redor da
posição de referência. Após o treinamento, o joelho esquerdo mostrou um
deslocamento geral em torno do valgo, mais pronunciado na fase de balanço
(Figura1; a diferença média entre as curvas médias foi de 4,1º). Este aumento do
valgo também é mostrado pelo aumento dos ângulos mínimo e máximo.
33
Tabela 1. Média (e desvio padrão) para os ângulos de flexo-extensão e varo-valgo pré e pós-
treinamento dos joelhos direito e esquerdo para os 18 sujeitos durante a marcha. As diferenças
medias entre pré e pós-treinamento (pós menos pré), e os valores de P, são também mostrados.
Ângulos positivos representam flexão e valgo.ADM = amplitude de movimento.
Direção Ângulo (º)
MÁXIMO MÍNIMO ADM
Flexão/extensão
Joelho direito
pré-treinamento 52.6(3.7) -0.9(3.4) 53.8(4.8)
pós-treinamento 53.5(4.2) 0.0(2.7) 53.4(4.4)
Diferença 0.9 (3.3) 0.9 (3.0) -0.4 (4.7)
valor p 0.27 0.22 0.72
Joelho esquerdo
pré-treinamento 53.0(5.8) -0.7(2.8) 53.6(5.9)
pós-treinamento 52.5(4.7) -1.4(2.6) 53.9(5.4)
Diferença -0.5(3.3) -0.7(2.3) 0.2(3.2)
valor p 0.55 0.23 0.79
Valgo/varo
Joelho direito
pré-treinamento 5.5(3.9) -6.0(5.3) 11.6(5.2)
pós-treinamento 6.4(6.2) -6.5(5.0) 12.9(5.5)
Diferença 0.9(8.9) -0.5(7.9) 1.4(4.3)
valor p 0.68 0.80 0.20
Joelho esquerdo
pré-treinamento 5.9(4.9) -6.3(5.3) 12.2(3.6)
pós-treinamento 8.3(4.1) -3.1(2.1) 11.4(3.4)
Diferença 2.3(5.0) 3.2(5.3) -0.8(5.5)
valor p 0.06 0.02 0.54
34
Figura 1 – Amplitudes medias e desvio padrão dos 18 sujeitos para os movimentos de flexo-
extensão e varo-valgo durante 100% das passadas consecutivas nas fases de apoio e balanço da
marcha de ambos joelhos antes e após o treinamentos. Ângulos positivos represntam flexão e
valgo.
0 20406080100
-10
0
10
20
30
40
50
60
Tempo (%)
0 20406080100
-10
0
10
20
30
40
50
60
Varo / valgo (º)
Tempo (%)
0 20406080100
-10
0
10
20
30
40
50
60
Joelho Esquerdo
Fase de balançoFase de apoio
0 20406080100
-10
0
10
20
30
40
50
60
Joelho Direito
Fase de balanço
Fase de apoio
Flexão/extensão (º)
Pré treinamento
Pós treinamento
35
Os desvios padrão para os ângulos máximo e mínimo de varo-valgo foram
relativamente maiores do que os do movimento de flexo-extensão, indicando uma
alta variabilidade inter-individual (Tabela 1). Os desvios padrão observados na
Figura 1 reforçam esta alta variabilidade inter-individual, a qual é mais pronunciada
na fase de balanço.
Ainda na Figura 1, é interessante observar que, para o varo-valgo, os desvios
padrão diminuíram na fase de balanço do joelho esquerdo após o treinamento,
indicando que esses indivíduos alcançaram um padrão de movimento mais
uniforme, podendo indicar uma mudança de proteção no eixo mecânico.
A análise cinemática usada em nosso estudo anterior (COURY et al,
2006), identificou valores praticamente idênticos ao método atual; as diferenças nos
resultados dos dois métodos (anterior menos o atual) foram: pico de flexão 0.5°
(95% IC: 0.4° – 0.6°), pico de extensão 0.0° (-0.5° – 0.4°), amplitude de flexo-
extensão 0.5° (0.1° – 1.0°), pico de valgo -0.5° (-0.7° – -0.4°), pico de varo -0.5° (-
0.8° – -0.3°), e amplitude de varo-valgo 0.0° (-0.3° – 0.3°).
4. DISCUSSÃO
O treinamento excêntrico aumentou tanto o pico de torque extensor (em
40%) quanto o pico de torque flexor (em 8%), mas diminuiu a relação I:Q (de 0,50
para 0,39). Estas mudanças não tiveram efeito significativo na cinemática da
marcha do joelho para sujeitos homens saudáveis, exceto por um pequeno
36
deslocamento da curva ao redor do valgo para o joelho esquerdo após o
treinamento.
4.1. Considerações metodológicas
O treinamento no presente estudo foi similar ao realizado em nosso estudo
anterior (COURY et al, 2006), exceto pela duração menor (6 vs. 12 semanas no
estudo prévio). Apesar disso, o ganho de torque foi maior neste estudo em relação
ao anterior (39% vs. 25%). A menor eficiência no ganho de torque extensor durante
o treinamento em nosso estudo anterior (COURY etal, 2006) foi provavelmente
devido ao músculo quadríceps estar com um padrão anormal no recrutamento de
unidades motoras após a reconstrução do LCA (GLENN et al, 2005).
A mensuração do pico de torque flexor somente membro não-dominante foi
feita por razões práticas. Entretanto, nós não vemos nenhuma razão acreditar que o
efeito do treinamento excêntrico na relação de I:Q, deveria diferir
significativamente entre os membros dominantes e não-dominantes, ou entre os
joelhos direito e esquerdo.
O uso da análise baseada nas passadas mostrou-se mais relevante para a
análise da marcha do que a análise habitual das distribuições de amplitude que havia
sido usado previamente. Por razões práticas, somente 29 registros de marcha, que
foram obtidos usando a unidade de aquisição DL1001, foram usados na
comparação dos métodos de análise. Para as médias encontradas, as diferenças
entre os dois métodos foram surpreendentemente pequenas, tanto para flexo-
37
extensão quanto para varo-valgo. Essas diferenças muito pequenas e
fisiologicamente insignificantes permitiram comparações diretas dos resultados
obtidos com os dois métodos. Além disso, quando os métodos são usados para
quantificar os efeitos do treinamento, como no estudo atual e no anterior,
diferenças entre duas medidas, desenvolvidas com o mesmo método, serão
calculadas e virtualmente eliminadas mesmo as diferenças insignificantes entre os
métodos. Portanto, as considerações metodológicas podem ser negligenciadas ao se
comparar os resultados do presente estudo com o estudo prévio.
4.2. Efeitos fisiológicos
Como esperado, o treinamento excêntrico aumentou o torque extensor dos
joelhos, semelhante ao encontrado em nosso estudo anterior usando o mesmo
protocolo de treinamento em sujeitos submetidos à reconstrução de LCA (COURY
etal, 2006). Contudo, a diminuição na relação I:Q indica uma redução na capacidade
dos flexores em estabilizar o joelho, a qual poderia aumentar o risco de lesão.
Valores normais para a relação I:Q de 0.40 a 0.50 têm sido relatados baseado nos
momentos de pico, independente do modo e velocidade de contração (AAGAARD
et al, 1995; WESTING & SEGER, 1989). Valores baixos de relação I:Q (0.30)
sugerem que os músculos flexores têm uma diminuição da capacidade de
estabilização dinâmica da articulação do joelho durante movimentos de flexão
forçada com contração simultânea do músculo quadríceps (AAGAARD et al, 1996;
DVIR, 1995), e podem refletir predisposição a lesão (BARATTA et al, 1988).
38
A contração do músculo quadríceps pode criar uma translação tibial anterior
significativa, especialmente sob altas forças de contração e com o joelho em direção
a extensão completa (HIROKAWA et al, 1992, KAUFMAN et al, 1991, NISELL et
al, 1989) e pode produzir uma rotação interna importante da tíbia em relação ao
fêmur (HIROKAWA et al, 1992, MORE et al, 1993). A co-ativação dos músculos
isquiotibiais, em adição à tensão do LCA, contribuirá significativamente para
contrabalancear a rotação (MORE et al,1993) ou o cisalhamento tibial (DVIR, 1995;
MORE et al,1993). Então, a relação I:Q pode ser usada para indicar a extensão na
qual os isquiotibiais são capazes de contrabalancear a translação tibial anterior
induzida pela contração máxima do músculo quadríceps (AAGAARD et al, 1995).
Os resultados do presente estudo mostraram que quando o treinamento excêntrico
é aplicado exclusivamente ao músculo quadríceps ocorre alteração das forças
envolvidas na estabilização da articulação do joelho.
A diminuição da relação I:Q neste estudo foi em conseqüência do maior
ganho de torque dos extensores do joelho (aproximadamente 40%), comparado
com o ganho de torque dos flexores do joelho (8%). No entanto, este resultado
afetou muito pouco o padrão da marcha avaliado nos sujeitos normais do presente
estudo. Especialmente nenhum aumento na amplitude de varo-valgo foi observado,
enquanto que tal aumento foi o principal achado de nosso estudo anterior com
pacientes submetidos à reconstrução de LCA.
39
Provavelmente, os pacientes com reconstrução de LCA são mais suscetíveis
a alterações nos padrões cinemáticos da marcha devido ao treinamento excêntrico;
suas relações I:Q podem ser maiores, e mesmo se a diminuição nesta relação for a
mesma do presente estudo, as propriedades mecânicas dos seus ligamentos podem
estar mais sensíveis ao aumento de torque, mesmo quando parcialmente
balanceado por um torque antagonista dos flexores. Assim, para prevenir que
pacientes com LCA reconstruído desenvolvam complicações degenerativas,
secundárias a lesão primária, a reabilitação que restaura a cinemática funcional do
joelho durante a marcha parece importante. Já que o treinamento excêntrico é um
método efetivo para fortalecer os extensores do joelho, um treinamento excêntrico
dos flexores seria necessário para manter a relação I:Q dentro da normalidade, com
intuito de evitar possíveis anormalidades na cinemática da marcha.
A comparação dos resultados deste estudo com nosso relato anterior
(COURY et al, 2006) indica que alguns aspectos sobre os efeitos do treinamento
excêntrico nos parâmetros do joelho na marcha de sujeitos saudáveis e com
reconstrução de LCA, ainda precisam ser considerados em estudos futuros. Por
exemplo, seria interessante avaliar o efeito do treinamento excêntrico bilateral dos
flexores e extensores nos padrões da marcha de indivíduos saudáveis e com LCA
reconstruído, bem como o efeito de diferentes combinações da frequência e
duração do treinamento.
40
5. CONCLUSÕES
O treinamento excêntrico bilateral dos extensores de joelho aumentou a
força dos músculos extensores e diminuiu a relação I:Q, entretanto, o efeito nos
padrões da marcha não significativo para sujeitos saudáveis. Paciente com
reconstrução de LCA podem ser mais suscetíves, e um treinamento associado dos
flexores do joelho seria necessário para manter a relação I:Q e evitar alterações na
cinemática da marcha, e assim reduzir o risco de lesão.
41
DESDOBRAMENTOS A PARTIR DO ESTUDO II
Após os resultados encontrados nos estudos anteriores realizou-se estudos
comparando os eventos cinemáticos que ocorrem na articulação do joelho com
avaliações estáticas da referida articulação.
Sabe-se que uma avaliação completa que englobe aspectos estáticos e
dinâmicos de uma articulação permite definir adequadamente um diagnóstico,
determinar o tratamento que promova o melhor prognóstico para o paciente, além
de fornecer informações que auxiliam na prevenção de lesões na população em
geral.
Assim, os estudos III e IV procuraram avaliar a relação de características
biomecânicas estáticas e posturais com características dinâmicas do joelho, e
verificar qual a importância desses aspectos na funcionalidade desta articulação.
Desta forma, o estudo III teve por objetivo identificar a presença de
assimetria entre os joelhos durante a marcha de indivíduos saudáveis e verificar se
há relação entre a assimetria na marcha com a assimetria estática dos joelhos, para
os planos sagital e frontal e é apresentado a seguir.
42
ESTUDO III
Indivíduos que apresentam diferença estática entre os joelhos também
apresentam diferença durante a marcha?
Artigo publicado no periódico Revista Brasileira de Fisioterapia, 2007, 11(1):43-48
(ANEXOIII)
43
1. INTRODUÇÃO
Dentre as articulações dos membros inferiores o joelho destaca-se por ser
uma estrutura comumente afetada por alterações degenerativas, como a
osteoartrose, por lesões como rupturas de ligamento cruzado anterior e por
síndromes como a disfunção fêmuro-patelar. Avaliações clínicas objetivas e precisas
são necessárias para estabelecimento de diagnósticos adequados, o que por sua vez
poderão promover melhores resultados tanto nos procedimentos cirúrgicos como
nos programas de reabilitação (SADEGUI et al, 2000). O exame físico desta
articulação envolve avaliações estáticas e dinâmicas.
No contexto clínico, a avaliação estática é feita usualmente por observação.
Neste tipo de avaliação o fisioterapeuta estima visualmente o alinhamento do
membro inferior, identificando alterações posturais e assimetrias entre os lados do
corpo (WATSON & MACDONNCHA, 2000). No entanto, a estimativa visual não
é uma medida objetiva e tem sua confiabilidade questionada, já que podem existir
grandes diferenças entre examinadores (WATKINS et al, 1991). A fotogrametria é
uma forma mais precisa de avaliação estática. Neste tipo de avaliação realiza-se um
registro fotográfico do segmento corporal que se quer avaliar com demarcações em
referências anatômicas pertinentes (VITON et al, 2000).
A avaliação dinâmica do joelho pode ser realizada pela medida da
amplitude de movimento em função do tempo em situações funcionais (marcha,
subida/descida de degraus, corrida, saltos, etc.). Dentre as atividades funcionais, a
44
marcha é a mais comumente avaliada. Esse registro dinâmico pode ser obtido por
filmagens simples ou computadorizadas, sistemas opto-eletrônicos e equipamentos
para medidas diretas. Dentre estes últimos, a eletrogoniometria é uma ferramenta
bastante útil. O eletrogoniômetro flexível é prático, portátil, relativamente simples
de operar, possui boa adaptação aos segmentos corporais e é mais confiável do que
outros tipos de goniômetro disponíveis (SHIRATSU & COURY, 2003). O
eletrogoniômetro flexível é composto por dois terminais, um fixo e um telescópico,
e uma mola de proteção que une os terminais. O elemento sensível, um fio com
uma série de strain gauges montados ao redor de sua circunferência, encontra-se
dentro desta mola. Conforme o ângulo entre os dois terminais é alterado, a
mudança ao longo do comprimento do fio é medida e convertida em ângulos. A
construção do eletrogoniômetro biaxial permite o registro dos ângulos em dois
planos de movimento ortogonais entre si (BIOMETRICS, 1997, HANSSON et al,
2004).
A partir das medidas obtidas por estes métodos é possível comparar os
lados do corpo identificando assimetrias estáticas e dinâmicas. Diferenças entre os
membros inferiores são comumente relacionadas a debilidades, incapacidades e
disfunções; e a similaridade entre os membros lesado/não lesado é um dos
principais objetivos dos programas de reabilitação (NORKIN & WHITE, 1997).
No entanto, esta premissa pode ser questionada, uma vez que não se sabe se
45
previamente à lesão o indivíduo era simétrico e, ainda, qual a importância desta
simetria para a capacidade funcional do indivíduo.
Alguns autores encontraram diferenças angulares entre os joelhos na
marcha saudável (MAUPAS et al, 2002; SADEGUI et al, 2000; MAUPAS et al,
1999; SADEGUI et al, 1997). MAUPAS et al (1999, 2002), utilizando
eletrogoniômetro biaxial flexível, encontraram 51,6% e 62,5% de indivíduos
assimétricos para a amplitude de movimento do joelho no plano sagital, em dois
estudos conduzidos em diferentes momentos. A partir destes resultados, estes
autores afirmam que a marcha não deve ser considerada um fenômeno estritamente
simétrico. Estes autores buscaram explicar a diferença entre os joelhos por meio de
diversos fatores como: dominância lateral, nível de atenção na atividade e força
muscular nos membros inferiores. No entanto, não encontraram correlações
significativas com qualquer um destes aspectos investigados.
Um possível fator que poderia levar a uma diferença na amplitude dos
joelhos durante a marcha seria uma diferença prévia entre os joelhos dos
indivíduos, ou seja, caso um indivíduo tivesse uma diferença estática entre os
joelhos, esta poderia afetar os registros dinâmicos, levando à preponderância
angular de um dos joelhos na marcha.
Diante disso, o objetivo deste estudo foi identificar a presença de assimetria
entre os joelhos durante a marcha de indivíduos saudáveis e verificar se há relação
46
entre a assimetria na marcha com a assimetria estática dos joelhos, para os planos
sagital e frontal.
2. METODOLOGIA
2.1. Sujeitos:
Foram avaliados 45 sujeitos saudáveis, sendo 21 do sexo masculino e 24 do
sexo feminino (22,1+
3,0 anos; 62,2+8,8 kg; 1,67+0,1 m; IMC = 22,9+2,4 kg/m
2
).
Estes indivíduos foram recrutados após avaliação prévia de um grupo maior
(N=70). Um esclarecimento inicial sobre os objetivos gerais do estudo e
procedimentos da coleta foi fornecido aos indivíduos que posteriormente
assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido. Os fatores de inclusão
dos sujeitos foram: 1) apresentar índice de massa corporal (IMC) entre 18 e 24
kg/m², 2) apresentar estatura variando de 1,60 a 1,80 m, pois os sensores do
eletrogoniômetro flexível são antropométrico-dependentes. Como fatores de
exclusão considerou-se a presença de lesões ou doenças nos membros inferiores,
sintomas que persistiram três dias ou mais no ano precedente, distúrbios de
equilíbrio, discrepância real no comprimento dos membros inferiores maior que 1
cm. Este estudo foi desenvolvido em conformidade com os aspectos éticos
previstos na Resolução 196/96 do Conselho Nacional de Saúde e foi aprovado pelo
Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal de São Carlos (parecer
035/04).
2.2. Materiais e Equipamentos:
47
Utilizou-se neste estudo um conjunto constituído de eletrogoniômetro
(sensores XM 110) e unidade para aquisição de dados (Biometrics Ltd, Gwent,
UK); uma câmera fotográfica digital (MVC–FFD91, Sony); uma esteira elétrica
(Explorer Action Fitness); caneta dermográfica; fita métrica; marcadores esféricos
de isopor de 3cm de diâmetro; fita adesiva dupla face; trena; cronômetro e outros
materiais de consumo.
2.3. Procedimentos:
- Preparo dos sujeitos: Inicialmente os indivíduos foram submetidos à tricotomia
no local de fixação dos sensores para promover melhor adesão dos terminais sobre
a pele.
- Medidas dos ângulos do joelho por fotogrametria: Os processos ósseos
foram identificados por meio de palpação manual (espinha ilíaca ântero-superior -
EIAS, trocânter maior do fêmur, maléolo lateral, centro da patela, cabeça do tálus).
Todos os pontos foram identificados seguindo as recomendações de GROSS et al
(2000). Nestes pontos anatômicos foram fixados marcadores esféricos. A interlinha
articular do joelho foi demarcada com caneta dermográfica. Os indivíduos foram
orientados a se posicionar em marcas pré-estabelecidas no chão da sala de
experimentos com os pés paralelos em base restrita e braços cruzados no peito, e
foram fotografados em vista frontal e lateral (direita e esquerda). O programa
AutoCAD (2000) foi usado para medir os ângulos entre os segmentos coxa-perna.
Nas fotos frontais foram traçados os ângulos de varo/valgo do joelho por meio de
48
duas retas: uma unindo a EIAS ao centro da patela, e a outra unindo o centro da
patela à cabeça do tálus. A partir das fotos em vista lateral traçaram-se duas retas
para medida do ângulo de flexo/extensão, uma unindo o trocânter maior do fêmur
à interlinha articular e outra unindo a interlinha ao maléolo lateral (Figura 1). Os
indivíduos ficavam a uma distância de 4 metros da maquina fotográfica que era
colocada sempre na mesma posição para todas as fotografias de todos os sujeitos.
Figura 1. Indivíduo preparado para a coleta e ângulos articulares mensurados no
plano frontal (esquerda) e sagital (direita).
ângulo
de
valgo
ângulo
de
flexão
49
Foi feita uma análise prévia da confiabilidade intra-avaliador do traçado dos
ângulos, com um intervalo de uma semana entre as medidas, e a diferença média foi
de 0,7º±0,5º (r=0,99). Foi avaliada também a confiabilidade interavaliadores, entre
dois fisioterapeutas treinados por um período de 1 semana, e a diferença média foi
de 1,0º±1,0º (r=0,98). Cada avaliador não tinha acesso às informações obtidas pelo
outro avaliador.
- Colocação do eletrogoniômetro: Os sensores do eletrogoniômetro foram
acoplados na face lateral dos joelhos, com o auxílio de uma trena alinhada ao
centro dos marcadores do trocânter maior do fêmur e maléolo lateral. Foram
traçadas duas retas cruzando a interlinha articular, o que permitiu a colocação dos
terminais do sensor na coxa e perna de forma reprodutível. As recomendações do
manual do fabricante foram seguidas, alinhando-se o terminal inferior do sensor ao
eixo da perna e o terminal superior ao eixo da coxa. Embora o fabricante não
determine a projeção lateral do eixo articular, considerou-se neste estudo que esta
projeção do eixo estaria localizada no ponto de intersecção da interlinha articular
com a reta que unia o trocânter maior do fêmur ao maléolo lateral, conforme
KADABA et al (1989).
Após a fixação dos sensores, o equipamento foi calibrado com o indivíduo
em postura em pé com o peso distribuído igualmente entre os dois pés e joelhos
estendidos. Os movimentos de flexão e valgo foram considerados positivos e
extensão e varo negativos. O registro dinâmico consistiu de caminhada em esteira
50
elétrica na velocidade de 5,0 km/h por 90 segundos, com um período prévio de
familiarização de 4 minutos. Ao término da coleta, os dados eram descarregados no
computador para verificação imediata da qualidade do registro.
2.4. Análise dos dados:
A partir das medidas obtidas pelo eletrogoniômetro foi avaliada a excursão
total do joelho (amplitude de movimento – ADM) nos planos sagital e frontal por
meio de uma rotina desenvolvida em Matlab (versão 6.5). Esta rotina permitiu um
processamento dos dados de forma mais rápida e confiável. Ela consiste em dividir
o registro da marcha em ciclos (passadas) e extrair os dados angulares de interesse
destas passadas, como picos de movimento e amplitudes, tempo de ocorrência dos
eventos e duração das fases e sub-fases do ciclo. Para avaliar a associação entre o
registro estático e o registro dinâmico nos planos de movimento avaliados utilizou-
se a correlação de Pearson.
3. RESULTADOS
A média e o desvio padrão para os lados direito e esquerdo nos registros
estático (fotogrametria) e dinâmico (eletrogoniometria), nos planos sagital e frontal,
podem ser observados na Tabela 1. Pode-se perceber que para o registro estático,
nos planos sagital e frontal, os indivíduos apresentaram valores médios similares
para os lados direito e esquerdo, com diferença de aproximadamente 0,5º. No
entanto, o desvio-padrão foi alto, indicando grande variabilidade entre os sujeitos.
51
Para o registro dinâmico, a diferença da amplitude de movimento (ADM) entre os
joelhos foi de 0,4º para o plano sagital e 1º para o plano frontal. A variabilidade
inter-indivíduos encontrada também foi alta, principalmente para o plano frontal. A
diferença entre os joelhos para as médias dos picos mínimos e máximos dos
movimentos nos planos sagital e frontal variou de 1,8º a 2,8º, com desvio padrão
entre 3,5 e 7,6º.
52
Tabela 1. Média, desvio padrão, valores mínimos e máximos, em graus (º) para os
lados direito (D) e esquerdo (E) nos registros estático (fotogrametria) e dinâmico
(eletrogoniometria), nos planos sagital e frontal.
Registros
Sagital Frontal
Mín Máx Média ± DP Mín Máx Média ± DP
Fotogrametria
Joelho direito -10 8 0,0 ± 3,9 169 180 174,2 ± 3,0
Joelho esquerdo -9 9 -0,6 ± 4,0 168 180 173,6 ± 3,0
Eletrogoniometria
ADM
Joelho direito 44,4 61,8 55,1 ± 4,3 5,9 30,8 13,4 ± 5,6
Joelho esquerdo 43,2 64,8 55,5 ± 5,2 5,9 28,9 12,4 ± 5,6
Pico mínimo
Joelho direito -8,4 12,4 2,5 ± 4,3 -17 3,3 -4 ± 3,5
Joelho esquerdo -10,2 9,1 0,5 ± 3,8 -18,8 0,4 -5,8 ± 4,7
Pico máximo
Joelho direito 46,3 70,9 57,6 ± 5,9 -0,5 31,6 9,4 ± 7,3
Joelho esquerdo 44,3 69,3 55,8 ± 6,3 -2,6 28,8 6,6 ± 7,6
53
Foram calculadas as diferenças entre os lados direito e esquerdo para os
registros estático (fotogrametria) e dinâmico (eletrogoniometria) para cada sujeito.
Os resultados apontaram que não houve relação linear entre estas diferenças
(registro estático x registro dinâmico) tanto para o plano sagital como para o
frontal, conforme Figura 2. A correlação de Pearson também indicou não haver
relação significativa entre os registros. Os valores de p e r encontrados foram: r = -
0,003 e p = 0,492 para o plano sagital e r = -0,014 e p = 0,465 para o plano frontal.
Figura 2. Gráfico de dispersão mostrando a relação entre a diferença estática (eixo
x) e a diferença dinâmica (eixo y) para os planos sagital (esquerda) e frontal (direita).
As áreas hachuradas indicam as regiões de correspondência entre os registros
estático e dinâmico.
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
-10123456789101112
Diferença estática - plano sagital
Diferença ADM - plano sagital
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
-10123456789101112
Diferença estática - plano frontal
Diferença ADM - plano frontal
54
4. DISCUSSÃO
Os resultados encontrados indicaram grande variabilidade interindividual
para os registros estáticos e dinâmicos. Além disso, não foi encontrada correlação
entre as diferenças estática e dinâmica.
MAUPAS et al (2002, 1999) encontraram de 51,6% a 62,5% de indivíduos
com diferença entre os joelhos direito e esquerdo maior que 5º para a amplitude de
movimento no plano sagital. Estes autores buscaram identificar a causa desta
“assimetria funcional”, sendo que alguns fatores como: dominância lateral (ocular,
manual e podal), nível de atenção requerido e força muscular dos membros
inferiores, não explicaram esta diferença. Por isso, buscamos verificar se diferenças
estáticas entre os joelhos poderiam causar diferenças entre a amplitude de
movimentos dos joelhos na marcha. Porém, os resultados mostraram que não
houve relação entre estas diferenças estáticas e dinâmicas.
Alguns aspectos metodológicos podem ter sido responsáveis pela diferença
entre os resultados encontrados por MAUPAS et al (2002, 1999) e pelo presente
estudo, como: recrutamento dos sujeitos, posicionamento dos sensores, posição de
referência, calibragem do equipamento, etc. Além disso, os procedimentos
adotados neste estudo foram reproduzidos da mesma maneira para todos os
sujeitos avaliados, e isto pode ter filtrado parte das fontes de variação. Cabe
ressaltar ainda que o critério adotado por MAUPAS et al (2002, 1999) para definir
assimetria (diferença de 5° na amplitude de movimento entre os joelhos) é
55
arbitrário e pode não ser suficientemente sensível para expressar variações
relevantes do ponto de vista funcional.
Alguns pontos também merecem ser discutidos em relação à fotogrametria.
Embora a colocação dos marcadores nos pontos anatômicos e a posição do sujeito
e da câmera tenham sido controladas de forma sistemática, outros fatores podem
ter influenciado as medidas estáticas. A diferença entre os joelhos a partir das fotos
parece ser melhor identificada no plano frontal do que no plano sagital. No plano
frontal as medidas dos dois joelhos são obtidas a partir de uma mesma fotografia, já
para o plano sagital ocorre movimentação do sujeito para que seja possível
fotografar o outro lado do corpo. Acredita-se que pode ter havido diferenças entre
os joelhos no plano sagital devido ao posicionamento e reposicionamento do
indivíduo, e não necessariamente a uma assimetria estrutural. Além disso, o plano
sagital possui maior amplitude de movimento que o plano frontal, por isso espera-
se que a variação entre as fotografias também possa ser maior.
A confiabilidade intra e inter-examinadores e a repetibilidade da avaliação
postural foram investigadas por IUNES et al (2005). Estes autores investigaram
diversos parâmetros posturais, inclusive os ângulos do joelho nos planos sagital e
frontal. A confiabilidade inter-examinadores foi considerada excelente (ICC entre
0,943 e 0,996), a confiabilidade intra-examinador foi menor (ICC entre 0,385 e
0,955) e a repetibilidade dos ângulos obtidos por fotos intervaladas em 1 semana
foi baixa (ICC entre 0,575 e 0,782). Os autores sugerem que o método é pouco
56
indicado para o acompanhamento de mudanças posturais devido à sua baixa
repetibilidade. A qualidade do método de avaliação postural pode ser melhorada
com treinamento adequado dos avaliadores e redução do número de avaliadores
que realizam o teste, aumentando assim a confiabilidade intra e inter-avaliadores.
Estes procedimentos podem minimizar diferenças entre as avaliações posturais; no
entanto, variações posturais dos indivíduos não podem ser totalmente controladas,
independente do método de avaliação utilizado.
Embora as diferenças estáticas não tenham mostrado relação com as
diferenças dinâmicas, este assunto merece ser melhor investigado em estudos
futuros, nos quais grupos mais amplos e com alterações posturais acentuadas
possam ser avaliados.
57
DESDOBRAMENTOS A PARTIR DO ESTUDO III
No estudo anterior as diferenças estáticas não mostraram relação com as
diferenças dinâmicas, porém sabe-se que a configuração postural em valgo ou varo
pode levar a uma sobrecarga desigual entre os compartimentos medial e lateral do
joelho, o que posteriormente poderá alterar a funcionalidade do movimento na
marcha.
Assim, no estudo IV comparou-se diferentes configurações posturais com
aspectos funcionais da articulação do joelho. Existem vários trabalhos na literatura
que avaliaram a características cinéticas da marcha em relação aos desalinhamentos
posturais, em homens e mulheres acometidos por alterações degenerativas no
joelho, mas há escassez de estudos que associem esses desalinhamentos com
aspectos cinemáticos da marcha. Assim, um novo estudo foi desenvolvido para
fornecer mais informações sobre essa relação para a literatura científica.
58
ESTUDO IV
Pequenas alterações posturais do joelho no plano frontal não alteram
parâmetros cinemáticos na marcha em mulheres saudáveis.
Artigo submetido ao periódico Clinical Biomechanics (ANEXO IV)
59
1. INTRODUÇÃO
As alterações posturais do joelho no plano frontal são reconhecidas como
um fator importante no desenvolvimento de distúrbios na articulação, como a
osteoartrose (COWAN et al., 1996, TEIXEIRA & OLNEY, 1996, PAPE & RUPP,
2007), a disfunção fêmuro-patelar (FREDERICSON & YOON, 2006), e o
aparecimento das lesões do ligamento cruzado anterior (DEREK et al, 2000) Essas
alterações podem piorar o prognóstico destes distúrbios comprometendo as
atividades físicas e as atividades de vida diária
(LENSSEN & BIEC, 2006).
Alterações ou desalinhamentos do eixo formado entre quadril, joelho e
tornozelo são comumente denominados valgismo e varismo de joelho. Estes
desalinhamentos causam mudanças na distribuição de carga entre os côndilos
femorais o que leva ao desenvolvimento de degenerações na superfície articular. A
carga dinâmica aumentada no compartimento medial ou lateral do joelho traz um
pior prognóstico das alterações degenerativas (HURWITZ, 2002).
Na reabilitação de pacientes com esses tipos de alterações na articulação do
joelho freqüentemente avaliam-se somente os aspectos estáticos. No entanto,
avaliações dinâmicas objetivas e precisas são necessárias para o estabelecimento de
diagnósticos adequados, o que por sua vez podem promover melhores resultados
nos programas de reabilitação (SADEGUI et al, 2000). Assim, alguns estudos
procuraram avaliar a relação entre alinhamentos posturais do joelho e características
dinâmicas da articulação. Porém, não há um consenso na literatura científica com
60
relação à influência do alinhamento postural estático do joelho nas características
cinéticas e cinemáticas da marcha humana. Alguns autores encontraram relação
significativa entre o alinhamento postural e aspectos biomecânicos da marcha
(WANG & OLNEY, 1994, HURWITZ et al, 2002, HELLER et al, 2003,
SPECOGNA et al, 2007), enquanto que outros autores não encontraram nenhuma
relação (JOHNSON et al, 1980, PRODOMOS et al, 1985, TEIXEIRA & OLNEY,
1996). Porém, todos os autores sugerem que ambas as medidas devem ser
consideradas na avaliação da articulação do joelho.
Ainda, a maioria desses estudos verificou a relação entre o alinhamento
postural e aspectos cinéticos da marcha, porém poucos estudos avaliaram essa
relação com os aspectos cinemáticos. Destaca-se também o fato de que esses
estudos agruparam homens e mulheres na amostra avaliada. De acordo com
FERBER et al (2003), CHO et al (2004) e MCKEAN et al (2007), o padrão de
movimento é diferente entre os gêneros. É importante mencionar também que a
incidência dos distúrbios na articulação do joelho mencionados anteriormente é
maior entre as mulheres do que entre os homens (HURD et al, 2004, McKean et al,
2007). Diante disso, o objetivo deste estudo foi verificar se alterações posturais do
joelho no plano frontal (valgo, varo) influenciam os parâmetros angulares da
marcha de mulheres saudáveis.
61
2. METODOLOGIA
2.1. Sujeitos
Foram recrutadas 36 mulheres saudáveis para compor a amostra deste
estudo, das quais 74% eram sedentárias, sendo que o número de sujeitos foi
estabelecido de acordo com cálculos realizados no programa GraphPad StatMate 2.
Considerou-se para o cálculo: desvio-padrão da diferença entre as medidas de 4°,
nível de significância de 5%, poder de 80% do teste não pareado e diferença de 5°
entre os grupos como sendo clinicamente relevante.
Os indivíduos avaliados eram do sexo feminino apresentando idade média de
21,9+
2,6 anos, massa corporal média de 56,9+6,7 kg, altura média de 1,60+0,1 m, e
índice de massa corporal de 21,1+
2,0 kg/m
2
. Um esclarecimento inicial sobre os
objetivos gerais do estudo e procedimentos da coleta foi fornecido aos indivíduos
que posteriormente assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido.
Como as medidas eletrogoniométricas são antropométrico-dependentes, os fatores
de inclusão dos sujeitos foram: 1) apresentar índice de massa corporal (IMC) entre
18 e 24 kg/m² e, 2) apresentar estatura variando de 1,60 a 1,80 m. Como fatores de
exclusão considerou-se a presença de lesões ou doenças nos membros inferiores,
sintomas que persistiram três dias ou mais no ano precedente, distúrbios de
equilíbrio e, discrepância real no comprimento dos membros inferiores maior que 1
cm. Este estudo foi desenvolvido em conformidade com os aspectos éticos
62
previstos na Resolução 196/96 do Conselho Nacional de Saúde e foi aprovado pelo
Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade (parecer 035/04).
2.2. Materiais e Equipamentos
Os equipamentos utilizados neste estudo foram: eletrogoniômetro (sensores
XM 110), unidade de aquisição de dados (Biometrics Ltd, Gwent, UK), esteira
elétrica (Explorer Action Fitness); caneta dermográfica; fita métrica; marcadores
reflexivos; fita adesiva dupla face; trena; cronômetro e outros materiais de
consumo. O eletrogoniômetro flexível se adapta bem aos segmentos corporais e é
altamente confiável para avaliação cinemática da marcha (SHIRATSU & COURY,
2003, PIRIYAPRASARTH & MORRIS, 2007). Na Figura 1 está ilustrada a
colocação dos sensores do eletrogoniômetro em um indivíduo na situação de coleta
de dados, em vista frontal e lateral (direita e esquerda).
63
Figura 1 – Sensores do eletrogoniômetro fixados na face lateral dos joelhos direito
e esquerdo na situação de coleta.
2.3. Procedimentos
A classificação postural dos joelhos dos sujeitos foi realizada por meio de
observação visual de acordo com GROSS et al (2000) e a graduação da alteração
postural dentro de cada grupo foi realizada de acordo com BEESON (1999).
Considerou-se joelho valgo quando ao unir-se os membros inferiores os côndilos
femorais tocavam-se antes dos maléolos; joelho varo quando ao unir-se os
membros inferiores os maléolos tocavam-se antes dos côndilos femorais; e joelho
64
normal quando os côndilos femorais se encontraram simultaneamente aos maléolos
(GROSS et al, 2000).
Após essa classificação os sujeitos foram divididos em três grupos de acordo
com suas características posturais. O grupo normal foi composto por 11 mulheres,
o grupo valgo por 15 mulheres, e o grupo varo por 10 mulheres. Dentro do grupo
valgo os indivíduos foram graduados de acordo com a distância intermaleolar, e no
grupo varo de acordo com a distância intercondilar (BEESON, 1999), medidas
com fita métrica durante a avaliação física. Na Figura 2 está apresentada a
distribuição final da amostra de acordo com a observação visual e as respectivas
distâncias encontradas. Pode-se notar que os desalinhamentos encontrados na
amostra avaliada foram leves em sua maioria (valgo 87% menor que 5
cm, varo
90% menor que 5
cm).
65
Figura 2 – Classificação dos sujeitos em relação às distâncias intermaleolar e
intercondilar
Terminada a avaliação postural dos sujeitos foi feita tricotomia na face lateral
dos joelhos para melhor fixação dos sensores sobre a pele. Os sensores do
eletrogoniômetro foram acoplados na face lateral dos joelhos, com o auxílio de
uma trena alinhada ao centro dos marcadores do trocânter maior do fêmur e
maléolo lateral. Foram traçadas duas retas cruzando a interlinha articular, o que
permitiu a colocação dos terminais do sensor na coxa e perna de forma
reprodutível. As recomendações do manual do fabricante foram seguidas,
alinhando-se o terminal inferior do sensor ao eixo da perna e o terminal superior ao
eixo da coxa. Embora o fabricante não determine a projeção lateral do eixo
66
articular, considerou-se neste estudo que esta projeção do eixo estaria localizada no
ponto de intersecção da interlinha articular com a reta que unia o trocânter maior
do fêmur ao maléolo lateral, conforme KADABA et al (1989).
Após a fixação dos sensores, o equipamento foi calibrado com o indivíduo
em postura em pé relaxada, joelhos estendidos e peso distribuído igualmente entre
os dois pés. Os movimentos de flexão e valgo foram considerados positivos e
extensão e varo negativos. O registro dinâmico consistiu de caminhada em esteira
elétrica na velocidade de 5,0 km/h por 90 segundos, com um período prévio de
familiarização de 4 minutos. Ao término da coleta, os dados eram descarregados no
computador para verificação imediata da qualidade do registro. As cinqüenta
passadas centrais do registro foram avaliadas.
2.4. Análise dos dados
A partir das medidas obtidas pelo eletrogoniômetro foram avaliados os
movimentos do joelho nos planos sagital e frontal por meio de uma rotina
desenvolvida em Matlab (versão 6.5). Esta rotina permitiu um processamento dos
dados de forma mais rápida e confiável. Ela consiste em dividir o registro da
marcha em ciclos (passadas) e extrair os dados angulares de interesse destas
passadas.
Primeiramente foram aplicados testes estatísticos para verificar a
normalidade e a homogeneidade dos dados (Shapiro-Wilks e Levene,
respectivamente). Após esta etapa foi feita uma análise da variabilidade das
67
passadas de cada sujeito por meio do desvio-padrão médio das passadas. Assim,
foram excluídos do estudo os indivíduos que apresentaram um padrão de
movimento sem correspondência com a curva de flexo-extensão de joelho descrita
na literatura científica. Desta forma, a curva média de cada sujeito pôde ser usada
na comparação entre os grupos com alterações posturais. As curvas de movimento
dos indivíduos sem alteração postural (grupo normal) foram usadas para construir
uma região delimitada por duas curvas que contém a curva média do grupo normal
com nível de confiança de 99%, adaptado do método de DUHAMEL et al (2004).
Foi aplicado também o coeficiente de correlação múltipla (CMC) para comparar as
curvas dos grupos valgo e varo com o grupo normal.
3. RESULTADOS
Os dados obtidos apresentaram distribuição normal (p>0,20) e os grupos
apresentavam homocedasticidade (p=0,10 a 0,83). Os desvios padrão médios das
cinqüenta passadas de cada indivíduo são mostrados na Tabela 1. Pode-se perceber
que a variabilidade intra-sujeito foi pequena visto que os maiores desvios padrões
alcançados foram 2,83
○
para flexo-extensão e 1,32
○
para varo-valgo. Portanto, a
curva média de cada sujeito é representativa do seu padrão de movimento e foi
usada para a comparação entre grupos.
68
Tabela 1 – Desvio padrão médio das 50 passadas dos indivíduos dos grupos
normal, valgo e varo.
Sujeitos FLEXÃO/EXTENSÃO VARO/VALGO
X
± DP
Min – Max
X
± DP
Min – Max
Normal
direito 1,59 + 0,51 1,01 – 2,83 0,71 + 0,19 0,44 – 0,99
esquerdo 1,43 +
0,32 1,06 – 2,19 0,71 + 0,19 0,43 – 1,09
Valgo
direito 1,36 +
0,16 0,97 – 1,60 0,68 + 0,19 0,49 – 1,32
esquerdo 1,45 +
0,35 0,95 – 2,35 0,64 + 0,09 0,44 – 0,78
Varo
direito 1,46 +
0,29 1,14 – 2,07 0,70 + 0,13 0,55 – 0,88
esquerdo 1,48 +
0,33 1,14 – 2,25 0,73 + 0,15 0,56 – 1,03
A Figura 3 mostra a comparação dos grupos valgo e varo, respectivamente,
com o grupo normal. A comparação dos indivíduos com joelho em valgo e em
varo com o grupo normal nos planos sagital e frontal mostrou que a maioria dos
indivíduos encontra-se dentro da faixa de variabilidade que contém a curva média
dos indivíduos normais com 99% de confiança (área cinza). Ainda, no plano frontal
69
as curvas de movimento dos indivíduos foram mais variadas do que as do plano
sagital. Estes resultados foram confirmados pelos valores encontrados no
coeficiente de correlação múltipla (Figura 3).
70
Figura 3 – Curvas de movimento do joelho na marcha. A. Indivíduos com joelho
valgo (linhas pretas) comparados com o grupo normal (área cinza); B. Indivíduos
B)
A)
0 20406080100
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
CMC = 0,19
TEMPO
(
%
)
0 20406080100
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
CMC = 0,50
VARO-VALGO (º)
TEMPO (%)
0 20406080100
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
JOELHO ESQUERDO
CMC = 0,92
0 20406080100
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
JOELHO DIREITO
CMC = 0,91
FLEXO-EXTENSÃO (º)
0 20406080100
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
CMC = 0,11
TEMPO (%)
0 20406080100
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
JOELHO ESQUERDO
CMC = 0,97
0 20406080100
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
CMC = 0,41
VARO-VALGO(º)
TEMPO (%)
020406080100
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
JOELHO DIREITO
CMC = 0,97
FLEXO-EXTENSÃO (º)
71
com joelho varo (linhas pretas) comparados com o grupo normal (área cinza). Os
valores do CMC são apresentados com seus respectivos gráficos.
4. DISCUSSÃO
Não foi encontrada diferença significativas entre os indivíduos com
alterações posturais e o grupo com joelhos normais, mostrando que não houve
influência do alinhamento postural nos aspectos angulares do joelho na marcha.
Este resultado está de acordo com os obtidos por JOHNSON et al (1980)
que comparou os resultados de alinhamento estático dos joelhos, por meio de
radiografias, e variáveis cinéticas da marcha, por meio de determinação da descarga
de peso, em indivíduos com osteoartrite e artrite reumatóide no joelho,
PRODOMOS et al (1985) avaliaram pacientes com deformidade de varo e também
não encontraram correlação significativa entre o alinhamento estático e o momento
dinâmico de adução do joelho em indivíduos acometidos por osteoartrose.
TEIXEIRA & OLNEY (1996) e WANG & OLNEY (1994) também não
identificaram correlação significativa entre alinhamento estático e medidas cinéticas
do joelho em idosos com osteoartrite e idosos saudáveis, respectivamente.
Porém, WANG & OLNEY (1994) no mesmo estudo acima citado
encontraram associação entre as medidas cinemáticas do joelho na marcha e o
alinhamento estático na mesma amostra de idosos saudáveis. HELLER et al (2003)
72
afirmaram que o alinhamento postural pode alterar as forças de contato articulares
em atividades dinâmicas, como a marcha. HURWITZ et al (2002) avaliaram
indivíduos normais e com sintomas leves de osteoartrite e relataram que o
alinhamento estático é um indicativo das cargas dinâmicas nos compartimentos
lateral e medial do joelho. SPECOGNA et al (2007) encontraram uma correlação
moderada entre medidas estáticas do alinhamento do joelho e os picos do
momento de adução durante a marcha.
O presente estudo buscou verificar a relação entre alinhamento postural e
aspectos cinemáticos da marcha, especificamente as variáveis angulares. Isto pode
explicar, em parte, a divergência com outros estudos, visto que o objetivo deste
estudo foi verificar os efeitos cinemáticos desse desalinhamento postural na
marcha, enquanto que os outros autores procuraram verificar as forças internas
agindo na articulação, portanto efeitos cinéticos. E embora as alterações posturais
do joelho possam causar mudanças na distribuição na carga articular, não houve
modificações observáveis no padrão de movimento do joelho nos indivíduos
avaliados. Um aspecto que deve ser considerado na discussão dos resultados
encontrados foi o fato de que os desvios posturais dos indivíduos da amostra
foram leves, o que pode não ter permitido a observação de alterações na marcha.
Os indivíduos que fizeram parte do estudo eram jovens e saudáveis e a
maioria dos estudos avalia indivíduos sintomáticos ou idosos saudáveis. Desta
forma, nessa população jovem esses desalinhamentos posturais podem ainda não
73
provocaram alterações na marcha, porém futuramente esses indivíduos poderão
estar mais suscetíveis a alterações degenerativas. No entanto, somente um estudo
prospectivo de acompanhamento dessa população fornecerá estas informações.
5. CONCLUSÃO
Os resultados encontrados neste estudo mostram que alterações posturais leves do
joelho (distância intercondilar ou intermaleolar até cinco centímetros) não
promovem variações cinemáticas da articulação do joelho na marcha.
74
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Após três anos de estudos empregando a eletrogoniometria na avaliação de
movimentos da articulação do joelho podemos chegar a algumas conclusões que
contribuem para aprimorar o conhecimento sobre a aplicabilidade e praticidade da
eletrogoniometria em avaliações de aspectos cinemáticos da articulação do joelho.
Assim, destacam-se os seguintes aspectos:
- as assimetrias estáticas encontradas não mostraram relação com as
assimetrias dinâmicas, confirmando a necessidade da associação desses dois tipos
de medidas para aumentar a eficácia na avaliação e tratamento de alterações da
articulação do joelho;
- o eletrogoniômetro apresenta boa adaptação à articulação do joelho, tendo
se mostrado útil e preciso na avaliação dos ângulos articulares em uma atividade
dinâmica como a marcha;
- a praticidade do equipamento permite que ele seja utilizado no dia-a-dia da
prática clínica facilitando o trabalho do fisioterapeuta na tomada de decisões
clínicas, conforme comprovados pelos estudos I e II.
Ainda, seria interessante dar continuidade a estudos com eletrogoniometria
na articulação do joelho com populações diferentes das estudadas aqui, amostras
maiores a fim de aumentar o banco de dados na literatura científica, além de
expandir os estudos com a eletrogomiometria para as outras articulações dos
membros inferiores.
75
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85
ANEXOS
86
ANEXO I
87
88
89
90
91
ANEXO II
Peak torque and knee kinematics during gait after eccentric isokinetic
training of quadriceps in healthy subjects
P R Poletto
*
; H H Santos
†
; T F Salvini
†
; H J C G Coury
*
; G-A Hansson
‡
*
Department of Physical Therapy and Preventive Physical Therapy Laboratory,
Universidade Federal de São Carlos, CP 676, CEP 13565-905, São Carlos, SP,
Brazil.
†
Department of Physical Therapy and Plasticity Muscular Laboratory, Universidade
Federal de São Carlos, CP 676, CEP 13565-905, São Carlos, SP, Brazil.
‡
Department of Occupational and Environmental Medicine, University Hospital,
SE-221 85 Lund, Sweden.
Adress Correspondence to Tania Fatima Salvini, PhD, Universidade Federal de São
Carlos, Departamento de Fisioterapia. Rodovia Washington Luis, Km 235, CP 676,
CEP 13565-905, São Carlos, SP, Brazil. Phone: + 55 16 3351-8345, Fax: + 55 16
33612081, E-mail: [email protected]
92
Abstract
Context: In recent study on eccentric isokinetic training of knee extensors of
anterior cruciate ligament (ACL) reconstructed patients reported to increase valgus.
Objective: To evaluate if the eccentric training of short time had similar effect on
healthy subjects.
Design: Single-group with pretest and posttest evaluation. After 5 minutes of
warm-up and stretching three times (30 s of stretch with 30 s rest), the subjects
performed three maximal voluntary isometric contractions (5 s) and five maximal
voluntary eccentric contractions (30º/s). The torque tests performed on the Biodex
System III dynamometer whereas the electrogoniometer analyzed angular
amplitudes of flexion/extension and valgus/varus knee movements during gait.
Setting: Preventive physical therapy laboratory and plasticity muscular laboratory
at University Federal of São Carlos/Brasil.
Patients or Other Participants: Eighteen healthy men university students (age
21.7 ± 2.2 years; height 173 ± 10 cm; weight 68.7 ± 9.4 kg; body mass index: 22.6 ±
2.0 kg/m
2
) with occupational and recreational activities.
Intervention: Six weeks of isokinetic eccentric training of the both right and left
knee extensors.
Mean Outcome Measurements: Peak torque average, hamstrings/quadriceps
(H:Q) ratio and knee flexion/extension and valgus/varus movements of the both
right and left knee.
93
Results: Knee extensor torque increased in right (p < 0.001) and left (p < 0.001)
limbs, without difference between them. The knee flexor torque increased (p =
0.03), but the hamstrings/quadriceps (H:Q) ratio declined (p < 0.001) after training
and there were no differences for flexion/extension and valgus/varus movements
after training.
Conclusion: Although the eccentric training decreased the H:Q ratio, it did not
change the kinematics during gait in healthy subjects.
Key-words: electrogoniometer, gait, torque, knee, eccentric training
94
Introduction
Injuries and ligament reconstructions of the knee have been associated to changes
in the kinematic patterns during gait
1,2
. An altered gait may imply unfavorable
loading of the cartilage of the knee joint, and thus development of arthritis,
secondarily to the injury and ligament reconstruction. Changes in the gait pattern
may occur as a consequence of joint tissue derangement, knee joint swelling,
weakness of the quadriceps femoris muscle, or muscle inhibition due to pain
3
.
Atrophy of the extensor muscles is a common finding among patients submitted to
anterior cruciate ligament reconstruction
4
. Therefore, recovery of knee extensor
strength is essential for functional rehabilitation. Previous reports showed that
functional outcome has a positive correlation with extensor strength indicating
muscle strengthening as a precondition for functional recovery
4,5
.
It has been reported that training using eccentric contractions is more effective in
the muscle recovery because it promotes greater changes in neural activation and
muscle hypertrophy
6
. Both force generation and stretch are major factors in
activating protein synthesis and the combination of these stimuli apparently has a
pronounced additive effect
7
. Also, loaded eccentric exercise is a potent stimulus for
hypertrophy
8,9
and increase the muscle strength
10
.
In a recent study
11
, where we applied eccentric isokinetic training of the quadriceps
muscles in subjects submitted to anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction,
the knee extensor torque and flexion/extension range of motion during gait
95
increased significantly after training. However, an unexpectedly increased valgus,
most pronounced during the swing phase, as well as an increased valgus/varus
range of motion, which may imply adverse effects on the knee, were also observed
in the ACL reconstructed knee when compared with the healthy untrained knee.
Hence, the mechanisms involved in the increased valgus, as well as its functional
and clinical implications, needs clarification before eccentric training can be
generally recommended for rehabilitation and sports activities.
Thus, this study had the objective of evaluating the effects of eccentric isokinetic
training on the strength of the extensor and flexor muscles of the knee, and the
sagittal and coronal knee movements during gait, in healthy male subjects. In
addition, the present stride based method for characterizing gait was compared to
the method used in our previous study
11
.
Methods
Subjects
Eighteen healthy and active male subjects, without any musculoskeletal injuries or
symptoms, or equilibrium disorders, (age 21.7 ± 2.2 years; height 173 ± 10 cm;
weight 68.7 ± 9.4 kg; body mass index: 22.6 ± 2.0 kg/m
2
) were evaluated. Their
occupational and recreational activities did not change, and none of them was
involved in any other training program to improve the muscle force, during the
96
present study. This study was developed with approval from the University Ethics
Committee for Human Investigation.
Eccentric training
The training was performed twice a week for 6 consecutive weeks, in total of 12
sessions. The extensor muscles, of both the right and left knees, were trained
during each session. To avoid any systematic differences, the left knee was trained
first in one session, and the right knee first in the subsequent session, this
procedure was repeated for the rest of the training. All subjects completed the
training program.
The subjects warmed up for 5 minutes on a cycle ergometer (25W) and then both
the right and left, quadriceps, hamstrings, and calf muscles, were stretched three
times (30 s of stretch with 30 s rest). Following, the subjects were seated on the
isokinetic dynamometer (Biodex Multi-Joint System 3)
∗
with the backrest reclined
5º from vertical, and straps fixing the trunk, waist and distal thigh. The lateral
femoral epicondyle was used as the body landmark for matching the rotation axes
of the knee joint and the lever arm of the dynamometer. The dynamometer pad
was then fastened around the leg 5 cm proximally to the medial malleolus, and the
subject performed a series of familiarization contractions. The subjects then
performed 3 series of 10 consecutive maximal eccentric isokinetic contractions; the
knee was forced by the dynamometer to move through the range of motion from
97
20º to 90º of knee flexion at an angular velocity of 30 º/s. Each series was preceded
by 3 minutes of rest, and there were no pauses between the 10 contractions.
Knee extensor and flexor torque
Before and after the training, the peak torque of the right and left quadriceps were
assessed, during eccentric isokinetic contractions at 30 °/s. The procedure and
equipment, which for each contraction gives data on peak torque, was the same as
for the training (see above), except that only one session of 5 contractions was
performed. The peak torque was defined as the maximum value achieved during
the 5 contractions. In addition, the peak torque of the knee flexors for the non-
dominant limb (right limbs n = 4; left limbs n = 14), was assessed during eccentric
contractions at 30 °/s. A procedure, analogue to the one for the knee extensors,
was used. To assess knee functional ability and muscle balance, the hamstrings to
quadriceps (H:Q) strength was derived as the ratio between the corresponding peak
torques
12-14
.
Knee Movements and data analysis
Knee flexion/extension and valgus/varus movements were recorded bilaterally
using biaxial flexible electrogoniometers, and acquisition units (M110, DL 1001,
and Datalink 2.0)
#
. One goniometer was fixed to the shaved lateral face of each
knee. The center of the inter-joint line was considered to be the common reference
98
for the leg and thigh. The center of the sensor springs was mounted so as to be
coincident with this line, and the two terminals were attached on the sagittal plane
of the knee, and aligned with the axis of the thigh (having also as reference point
the greater throcanter of the femur) and axis of the leg (having the external
mallelous as the second reference point). The sampling rate was 100 Hz. The
reference position (i.e. 0° of flexion/extension and valgus/varus) was derived, as
the mean value during 16 s, when the subject was standing erect and relaxed.
Positive angles denote flexion and valgus. After being familiarized to walking on a
treadmill at 5.0 km/h, the knee movements were recorded during 90 s.
For the central part of this recording, 50 consecutive strides were detected,
independently for the right and left side. From the flexion angles, the heal strikes
were detected, as the first minimum occurring after the maximum flexion
15
. The
heal strike defined the beginning of the strides, and, for each stride, data was
normalized to the duration of the stride. During normal gait, as in the present
study, the first 60% of the stride represent the stance phase, and the later 40% the
swing phase
15
. For each stride, the maximum and minimum angles as well as the
range of motion, i.e. the maximum minus the minimum angle, were derived for
flexion/extension and valgus/varus. The mean values of theses measures, for the
50 strides, were used to characterize the knee movements for each subject. In
addition, for each subject and knee, graphs of the mean values for the 50 strides,
were derived. This analysis was performed by software developed using MatLab
99
(version 6.5)
§
. For a subset of the recordings (29 of the 36) also the 1
st
and 99
th
percentiles, and the 99
th
minus the 1
st
percentiles of the angle distributions for 60 s
of the central part of the gait, were calculated in the same way as in our previous
study
11
. These data were compared to the corresponding measures of the present
method. The reference position was derived in the same way, and for the same time
period, for both methods.
For knee torque and movements, the effects of the training, i.e. the post training
minus the pre training values, were calculated for both the left and right knees, and
evaluated by paired t-tests. The comparison between the right and left sides, as well
as between the stride-based analysis, and the method used by Coury et al.
11
, also
used paired t-test. In addition, 95% confidence intervals (CI) were calculated for
some of the measures.
Results
Peak Torque
After the eccentric training, both right and left limbs increased the knee extensor
peak torque (by 38% and 41%, respectively). The right limb increased from 229 ±
53 Nm to 304 ± 53 Nm (p < 0.001) and the left limb increased from 228 ± 59 Nm
to 311 ± 63 Nm (p < 0.001). There was no difference in the mean extensor peak
torque between right and left limbs, neither before training (229 ± 53 Nm vs. 228 ±
59 Nm, respectively; p = 0.94) nor after training (304 ± 53 Nm vs. 311 ± 63 Nm,
100
respectively; p = 0.22). It was interesting to note that although the training
increased the knee flexors peak torque by 8% (from 114 ± 30 Nm to 123 ± 22 Nm;
p = 0.03), the H:Q ratio declined by 22% (from 0.50 ± 0.08 to 0.39 ± 0.07; p <
0.001).
Kinematic Analysis
Mean and standard deviation for the maximum, minimum, and range of motion
angles are shown in Table 1, before as well as after the training. From the minimum
flexion/extension values, it is obvious that there was no considerable
hyperextension during walking, and that the average maximum flexion/extension
during the swing phase was between 53° to 54° independent of knee and training.
Figure 1, which presents the mean ensemble curves, with their standard deviations,
for the 18 subjects, shows that the symmetry between the knees, and the lack of an
effect of the training on the flexion/extension angles applies to all parts of the gait
cycle.
The valgus/varus angles had a range of motion of 11° to 13°, similar for both
knees and, for both knees, un-affected by the training (Table 1). The maximum and
minimum values, as well as the graphs in Figure 1, show that the valgus/varus
angles, except for the left knee post training, were fairly symmetrically distributed
round the reference position. After the training, the left knee displayed a general
shift towards valgus, most pronounced during the swing phase (Figure 1; the
101
average difference between the mean ensemble curves was 4.1°). The increased
valgus is also shown by the increase in minimum and maximum angles.
Insert Table 1 and Figure 1 about here
The standard deviations for the maximum and minimum valgus/varus angles were
relatively large comparing to the standard deviations for the flexion/extension
angles, indicating a higher inter-individual variation for valgus/varus than for
flexion/extension (Table 1). The standard deviations in Figure 1 also show this
relatively large inter-individual variation, and that it is most pronounced during the
swing phase. It is interesting to observe that, for valgus/varus, the standard
deviation decreased, i.e. the movement pattern of the subjects became more
uniform, during the swing phase for the left knee after training.
The kinematic analysis used in our previous study
11
, identifies almost identical
values as the present method; the differences in the results from both methods
(previous method minus present method) were: peak flexion 0.5° (95% CI: 0.4° –
0.6°), peak extension 0.0° (-0.5° – 0.4°), range of flexion/extension 0.5° (0.1° –
1.0°), peak valgus -0.5° (-0.7° – -0.4°), peak varus -0.5° (-0.8° – -0.3°), and range of
valgus/varus 0.0° (-0.3° – 0.3°).
Discussion
The eccentric training increased both the peak extensor torque (by 40%) and
the peak flexor torque (by 8%), but decreased the H:Q ratio (from 0.50 to 0.39).
These changes had no significant effect on the gait kinematics of the knee, for the
102
healthy male subjects, except for a small shift towards valgus, for the left knee after
the training
Methodological considerations
The training in the present study was similar to the one in our previous study
11
, except for a shorter duration (6 vs. 12 weeks in the previous one). In spite of
this, the torque gain was higher in the present study (39% vs. 25%, in the previous
one). The less efficiency in the extensor torque gain during the training in our
previous study
11
was probably because the quadriceps muscle has an abnormal
pattern of motor units recruitment after the ACL reconstruction
4
.
The limitation, of measuring the flexor peak torque only for the non-
dominant limb, was made for practical reasons. However, we see no reason to
believe that the effect, of the eccentric training, on the H:Q ratio, should differ
significantly between the dominant and non-dominant limbs, or between the right
and left limbs.
The use of a stride-based analysis is more relevant for gait analyses than the more
general analysis of the amplitude distributions that we previously used. For practical
reasons, only the 29 gait recordings that were recorded by the DL1001 data logger
were used for comparing the methods. For the derived measures, the differences
between the two methods were surprisingly small, for both flexion/extension and
valgus/varus. The very small, and physiologically insignificant, differences enable
103
direct comparisons of results obtained by the two methods. Moreover, when the
methods are used for quantifying the effect of training, as in both the present study
and in our previous one, differences between two measurements, performed with
the same method, will be calculated, which will virtually eliminating even the
minute differences between the methods. Hence, methodological considerations
can be disregarded when comparing the results of the present and our previous
study.
Physiological effects
As expected, the eccentric training increased the extensor torque of the
knees, similar as found in our previous study using a similar protocol of training in
subjects submitted to ACL reconstruction
11
. However, the decline of H:Q ratio
indicate a reduced capacity of the flexors for knee stabilization, which could be
considered an increased risk of injury. Normal values for H:Q ratios of 0.40 to 0.50
have been reported based on peak moments, independent of contraction mode and
velocity
12,16
. Low values (0.30) for H:Q ratios suggests that the flexors muscles have
a reduced capacity for dynamic knee joint stabilization during forceful knee flexion
movements with simultaneous eccentric quadriceps muscle contraction
17,18
, and
may reflect predisposition to injury
19
.
The quadriceps muscle contraction may create significant anterior tibial translation
or shear, especially at high contraction forces and with the knee toward full
104
extension
20-22
and may produce substantial internal rotation of the tibia relative to
the femur
20, 23
. The co-activation of the hamstrings muscles, in addition to ACL
constraints, will significantly contribute to counterbalance the tibial shear
18, 23
or
rotation
23
. Then, the H:Q ratio may be used to indicate the extent to which the
hamstrings muscles are capable of counteracting the anterior tibial shear induced by
maximal quadriceps muscle contraction
12
. The results of the present study showed
that when eccentric training is applied exclusively to the quadriceps muscles it alters
the forces involved in the knee joint stabilization.
The decline in the H:Q ratio found in this study was a consequence of the higher
torque gain of the knee extensor (about 40%), compared to the torque gain of knee
flexor (8%). However, this result seems to only marginally affect the gait pattern
assessed in normal subjects in the present study. Specifically, no increase in
valgus/varus range of motion was observed, while such an increase was the main
finding in the in our previous study of ACL reconstructed patients. Probably, the
ACL reconstructed patients are more susceptible to alterations in gait kinematics
due to eccentric training; the H:Q ratios might be much lower among the patients,
and even if the decline in H:Q ratio is the same as in the present study, the
mechanical properties of the ligaments may be more sensitive to an increased
extensor torque, even when partly balanced by an antagonistic torque of the
flexors. Thus, to prevent ACL reconstructed patient from developing degenerative
complication, secondary to the primary injury, rehabilitation that restores a
105
functional knee kinematics during gait seems important. Since eccentric training is
an effective method to strengthen the knee extensors an accompanying eccentric
training of the knee flexors may however be required, to maintain a normal H:Q
ratio, in order to avoid possible abnormalities in the gait kinematics.
The comparison of the results of this study with our previous report
11
indicates that some aspects about the effect of eccentric training in the knee gait
parameters in normal and ACL reconstructed subjects still remains to be
considered in future studies. For example, it would be interesting to assess the
effect of bilateral eccentric training of knee flexors and extensors on the gait
pattern of normal and ACL reconstructed subjects, as well as the effect of different
combinations of frequency and duration of the training.
Bilateral eccentric training of knee extensors increased the strength of the knee
extensor and declined the H:Q ratio, however the affect on the gait pattern seems
negligible in healthy subjects. ACL reconstructed patients may however be more
susceptible, and an associated training of knee flexors, complementary to the
training of the extensors, might be necessary in order to maintain the H:Q ratio and
avoid a deviating gait kinematics, and thus reduce the risk of injury.
106
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110
Table 1. Mean and differences of the flexion/extension and valgus/varus angles pre and post
training for the right and left knees for 18 healthy male subjects during gait.
Movement
Angle (º)
Maximum Minimum ROM
Flexion/extension
Right side
pre-training
52.6 ± 3.7 -0.9 ± 3.4 53.8 ± 4.8
post-training
53.5 ± 4.2 0.0 ± 2.7 53.4 ± 4.4
difference
0.9 ± 3.3 0.9 ± 3.0 -0.4 ± 4.7
p-value 0.27 0.22 0.72
Left side
pre-training
53.0 ± 5.8 -0.7 ± 2.8 53.6 ± 5.9
post-training
52.5 ± 4.7 -1.4 ± 2.6 53.9 ± 5.4
difference
-0.5 ± 3.3 -0.7 ± 2.3 0.2 ± 3.2
p-value 0.55 0.23 0.79
Valgus/varus
Right side
pre-training
5.5 ± 3.9 -6.0 ± 5.3 11.6 ± 5.2
post-training
6.4 ± 6.2 -6.5 ± 5.0 12.9 ± 5.5
difference
0.9 ± 8.9 -0.5 ± 7.9 1.4 ± 4.3
p-value 0.68 0.80 0.20
Left side
pre-training
5.9 ± 4.9 -6.3 ± 5.3 12.2 ± 3.6
post-training
8.3 ± 4.1 -3.1 ± 2.1 11.4 ± 3.4
difference
2.3 ± 5.0 3.2 ± 5.3 -0.8 ± 5.5
p-value 0.06 0.02 0.54
Note: Results are mean ± standard deviation; Positive angles denote flexion and
valgus. ROM = range of motion.
111
Legend to figure
Figure 1. Mean amplitudes and standard deviations for 18 healthy male subjects
for flexion/extension and valgus/varus movements during 100% of consecutive
strides depicted for the stance and swing phases of gait for both knees before and
after training. Positive angles denote flexion and valgus.
112
ANEXO III
113
114
115
116
117
118
ANEXO IV
Title: How do small static misalignments in varus and valgus knees alter gait
kinematics in healthy women?
Authors: P.R. Poletto
1
, T.O. Sato
1
, H.J.C. Gil Coury
1
.
1
Department of Physical Therapy, Federal University of São Carlos, SP, Brazil.
Institution: Federal University of São Carlos, Rodovia Washington Luís, km 235,
CEP: 13565 – 905, São Carlos, SP, Brazil. Tel: +55 16 33518634.
Financial support: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível
Superior (CAPES), FAPESP Proc. No. 04/15579-5.
Corresponding author:
Helenice Jane Cote Gil Coury, Professor.
Departamento de Fisioterapia
Universidade Federal de São Carlos,
Rodovia Washington Luís, km 235, 13565–905, São Carlos, SP, Brazil
Phone +55 16 33518634, fax +55 16 3361-2081;
E-mail: [email protected]
119
ABSTRACT
Background: Postural misalignment in the frontal plane is an important factor in the
development of knee joint deformities like osteoarthritis. The objective of this
study was to investigate whether static knee misalignments in the frontal plane
influence gait kinematic parameters in healthy subjects.
Methods: Thirty-six healthy women took part in this study. Knee range of motion
was measured during gait by means of a flexible electrogoniometer. The subjects’
knees were classified posturally as valgus, varus or neutral. The data were analyzed
descriptively and the multiple correlation coefficient (MCC) was applied to
compare the valgus and varus curves with the control group curves.
Findings: Comparison between the curves of the control, varus and valgus groups
showed that most of the curves for the subjects with knee postural abcontrolities
were within the range of variability of the mean curve for control subjects, with
99% confidence. The frontal plane curves (MCC: 0.11-0.50) were more varied than
the sagittal plane curves (MCC: 0.91 – 0.97).
Interpretations: No difference was found between subjects with postural deviations
and the group with control knees, thus showing that slight knee postural deviations
120
(intercondylar or intermalleolar distances of up to 5 cm) had no influence on
angular knee kinematics during gait.
Keywords: knee, posture, gait, electrogoniometer.
121
1. INTRODUCTION
Knee postural deviations (varus and valgus) are recognized as an important
factor in the development of knee joint disorders like osteoarthritis (Cowan et al.,
1996; Teixeira and Olney, 1996; Pape and Rupp, 2007) and patellofemoral pain
syndrome (Fredericson and Yoon, 2006), and such deviations can aggravate
anterior cruciate ligament injuries (Derek et al., 2000). Knee deviations might give
rise to a worse prognosis for such knee joint disorders, as well as causing
difficulties in physical activities and activities of daily living (Lenssen and Biec,
2006).
Abcontrolities or misalignments of the axis between the hip, knee and ankle
are commonly named varus and varus. These misalignments cause changes in load
distribution across the femoral condyles of the knee, thus leading to the
development of degeneration on the joint surface. Increased dynamic load on the
medial or lateral knee compartment leads to a worse prognosis for the degenerative
alterations (Hurwitz, 2002).
The rehabilitation of patients with degenerative knee disorders is based on
static evaluation. However, objective and precise dynamic evaluations are required
in order to establish better diagnoses and outcomes from the rehabilitation
programs (Sadegui et al., 2000). Hence, some studies have aimed to investigate the
relationship between knee postural alignment and dynamic joint load. However,
there is no agreement in the scientific literature regarding the influence of postural
122
knee alignment on kinematics and kinetic gait features. Some authors found
significant relationships between postural alignment and biomechanical gait
characteristics (Wang and Olney, 1994; Hurwitz et al., 2002; Heller et al., 2003;
Specogna et al., 2007), while others did not find any relationship (Johnson et al.,
1980; Prodomos et al., 1985; Teixeira and Olney, 1996). Nonetheless, all of these
authors suggest that both static and dynamic measurements must be taken into
account during knee joint assessment.
Although most of the studies aimed to investigate the relationship between
postural alignment and kinetic gait characteristics, few have attempted to study gait
kinematics. It must be noted out that the studies mentioned grouped men and
women in the same sample. According to Ferber et al. (2003), Cho et al. (2004) and
McKean et al. (2007), there are some differences in gait pattern between genders.
Moreover, it is important to mention that the incidence of knee disorders is higher
among woman (Hurd et al., 2004; McKean et al., 2007). Thus, the objective of the
present study was to investigate whether slight varus and valgus knee postural
deviations alter gait kinematics among healthy women.
2. MATERIAL AND METHODS
2.1. Subjects
Thirty-six healthy women took part in this study. The sample size was
obtained in accordance with calculations performed using the GraphPad StatMate
123
2 software. In these calculations, the following were considered to be clinically
relevant: standard deviation between measurements of 4°, significance level of 5%,
power of 80% and difference of 5° between groups.
The subjects’ mean age was 21.9 ± 2.6 years old and they presented a mean
weight of 56.9 ± 6.7 kg, mean height of 1.60 ± 0.1 m and mean body mass index of
21.1 ± 2.0 kg/m
2
. At the outset, the subjects were informed about the objectives
and procedures of the research. Before their inclusion in the study, they signed an
informed consent form. Because electrogoniometer measurements depend on
anthropometry, the inclusion criteria were: 1) body mass index between 18 and 24
kg/m
2
and 2) height between 1.60 and 1.80 m. The exclusion criteria were:
presence of leg injuries, symptoms that had lasted more than 3 days during the
previous year, balance disorders and discrepancy in leg length greater than 1 cm.
This study was approved by the institution’s Research Ethics Committee.
2.2. Material and Equipment
The equipment used in this study consisted of an electrogoniometer (with
XM 110 sensors); data acquisition unit (Biometrics Ltd., Gwent, UK); electric
treadmill (Explorer Action Fitness); dermographic pen; reflective markers; double-
sided tape; and a chronometer. Flexible electrogoniometers adapt well to different
body segments and provide precision in gait evaluations (Shiratsu and Coury, 2003;
124
Piriyaprasarth and Morris, 2007). Figure 1 shows a subject prepared for data
collection, in frontal and lateral views.
Insert Figure 1
2.3. Procedures
The knee posture was classified by visual observation in accordance with
Gross et al. (2000) and the degree of deviation was measured in accordance with
Beeson (1999). Knees were classified as valgus when the femoral condyles touched
each other first when the subjects brought their legs together, and as varus when
the malleoli touched each other first. Neutral knees were defined as when the
femoral condyles and malleoli touched each other simultaneously (Gross et al.,
2000).
From their classification, the subjects were divided in three groups: 11
subjects with control knees (control group), 15 with valgus knees and 10 with varus
knees. The degree of valgus was measured according to the intermalleolar distance
and the degree of varus according to the intercondylar distance
21
(Beeson, 1999).
This was done using a measuring tape during physical examination. Figure 2 shows
the subject distribution according to the visually observed classification and
measured distances. The postural deviations among the sample of this study were
slight, since 87% of the valgus knees and 90% of the varus knees presented
deviations of less than 5
cm.
Insert Figure 2
125
After the postural evaluation, the outer sides of the subject’s knees were
shaved for better attachment of the sensors to the skin. The sensors were attached
with the aid of a measuring tape aligned to the center of the reflective markers at
the trochanter of the femur and the lateral malleolus. Two lines were traced out,
crossing the joint line. This procedure made it possible to attach the endblocks on
the thigh and shank in a repeatable way. The manufacturer’s recommendations
were followed, in aligning the endblocks to the axis of the thigh and the shank.
Although the manufacturer did not define the projection of the knee axis, we took
this projection to be the intersection of the joint line with the line of the trochanter
and lateral malleolus, in accordance with Kadaba et al. (1989).
The equipment was calibrated with the subject in an upright relaxed posture,
with extended knees and weight distributed equally between the two feet. Knee
flexion and valgus movements were considered positive and knee extension and
varus were taken to be negative. The dynamic recording consisted of treadmill
walking at 5.0 km/h for 90 seconds, with previous familiarization of 4 minutes.
The data were uploaded to a computer after data collection, to verify the quality of
recordings. For each subject, fifty strides were analyzed; these strides were selected
from the middle part of the recording.
2.4. Data analysis
The electrogoniometer measurements provided data on knee kinematics
during gait for the sagittal and frontal planes by means of a special routine
126
developed in the Matlab© software (version 6.5). This routine allowed fast and
reliable data processing and consisted of dividing the gait recording into cycles
(strides) and extracting angular data from these strides.
Controlity and homoscesdasticity tests were performed for the movement
data (Shapiro-Wilks and Levene, respectively). Intra-subject variability (variability
between the strides of each subject) was analyzed using the mean standard
deviation between the strides, and only the subjects presenting consistent
movement patterns were kept in the sample. The mean curve for each subject was
used for comparisons between groups. The movement curves for the control
subjects were used to build up a region delimited by two curves that contained the
mean curve of the control group with 99% confidence. This procedure was
adapted from Duhamel et al. (2004). The multiple correlation coefficient (MCC)
was also applied for comparing the valgus and varus curves with the control group
curves.
3. RESULTS
The data presented control distribution (p>0.20) and the groups presented
homoscesdasticity (p=0.10 to 0.83). The mean standard deviation is shown in Table
1. It can be seen that the intra-subject variability was small since the higher values
recorded were 2.83° for flexion/extension and 1.71°
for varus/valgus. Thus, the
127
mean curve for each subject was representative of the pattern of motion and it was
used for comparisons between groups.
Insert Table 1
Figure 3 shows the comparison between the valgus and varus groups and the
control group. This shows that most of the curves from the subjects with knee
postural abcontrolities were within the range of variability that contained the mean
curve for control subjects with 99% confidence (gray area). The frontal plane
curves were more varied than the sagittal plane curves. These results were
confirmed by the multiple correlation coefficient (Figure 3).
Insert Figure 3
4. DISCUSSION
No difference was found between the subjects with postural deviations and
the group with control knees, thus showing that the postural alignment had no
influence on angular knee kinematics during gait. These results are in accordance
with the findings of Johnson et al. (1980), who compared static alignment (by
means of X-rays) with kinetic gait variables (by means of determining the load
bearing) among subjects with knee osteoarthritis and arthritis. Prodomos et al.
(1985) evaluated patients with varus knee deformity and also found no significant
correlation between static alignment and adduction moment in subjects with
osteoarthritis. Teixeira and Olney (1996) and Wang and Olney (1994) also did not
128
identify any significant correlation between static alignment and kinetic
measurements among elderly subjects with osteoarthritis and healthy elderly
individuals. However, Wang and Olney (1994) found an association between knee
gait kinematics and static alignment in a sample of healthy elderly individuals.
Heller et al. (2003) stated that postural alignment could alter joint contact forces in
dynamic activities, such as gait. Hurwitz et al. (2002) evaluated control subjects and
subjects with slight symptoms of osteoarthritis and reported that static alignment
was one indicator of dynamic load on the medial and lateral knee compartments.
Specogna et al. (2007) found a moderate correlation between static knee alignment
and adduction moment peak during gait.
The present study aimed to investigate the relationship between static
alignment and gait kinematics, specifically with regard to angular variables. This
may at least partially explain the divergence from other studies, since the objective
of the present study was to verify the kinematic effects of these postural deviations
on gait recordings, while other authors aimed to investigate internal forces acting
on the knee joint, i.e. the kinetic effects. Thus, although postural deviations may
lead to changes in joint load distribution, there were no observable modifications to
knee motion pattern in the subjects evaluated in this study. One important point
that must be considered in discussing the results obtained is the fact that the
postural deviation of these subjects was slight and did not cause any alteration to
their gait.
129
The subjects that took part in this study were young and healthy, while the
other studies evaluated symptomatic or older subjects. Thus, in this population, the
knee deviations were not yet causing any gait alteration. However, in the future,
these subjects might be more susceptible to degenerative alterations. Only a
prospective study on this population would be able to clarify this assumption.
5. CONCLUSION
The present results showed that slight knee postural deviations
(intercondylar or intermalleolar distances of up to 5 cm) did not alter knee
kinematics during gait in healthy women.
130
REFERENCES
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kinetic measures of the knee of control elderly subjects in level walking. Clin.
Biomech. 9(4), 245-252.
133
Figure 1 – Electrogoniometer sensors attached to the outer sides of the right and
left knees for data collection.
134
Figure 2 – Subject classification according to intermalleolar and intercondylar
distance.
135
136
Figure 3 – Curves of knee movement during gait. A. Subjects with valgus knee
(dark lines) compared with control group (gray area); B. Subjects with varus knee
(dark lines) compared with control group (gray area). MCC values are presented for
each graph.
137
Table 1 – Standard deviation average from 50 strides of subjects from control,
valgus and varus groups.
Groups
FLEXION/EXTENSION
VARUS/VALGUS
X
± SD
Min – Max
X
± SD
Min – Max
Control
right 1.59 + 0.51 1.01 – 2.83 0.71 + 0.19 0.44 – 0.99
left 1.43 +
0.32 1.06 – 2.19 0.71 + 0.19 0.43 – 1.09
Valgus
right 1.36 +
0.16 0.97 – 1.60 0.68 + 0.19 0.49 – 1.32
left 1.45 +
0.35 0.95 – 2.35 0.64 + 0.09 0.44 – 0.78
Varus
right 1.46 +
0.29 1.14 – 2.07 0.70 + 0.13 0.55 – 0.88
left 1.48 +
0.33 1.14 – 2.25 0.73 + 0.15 0.56 – 1.03
138
ANEXO V
TERMO DE CONSENTIMENTO, FORMAL, LIVRE E ESCLARECIDO
Eu,________________________________________________,abaixo
assinado, tendo lido o “Esclarecimento ao Participante da Pesquisa” e sido
devidamente esclarecido sobre os objetivos, riscos e demais condições que
envolverão minha participação no Projeto de Pesquisa intitulado “Medidas
eletrogoniômétricas da articulação do joelho na marcha em esteira”,
declaro que
tenho total conhecimento dos direitos e das condições que me foram apresentadas
e asseguras, as quais passo a descrever:
1. A garantia de ser informado e de ter respondida qualquer pergunta ou
esclarecimento à dúvidas sobre os procedimentos, objetivos, decorrências e riscos
referentes às situações da pesquisa a que serei submetido, ainda que isso possa
influenciar a minha decisão de nele permanecer;
2. A liberdade de deixar de participar do estudo, a qualquer momento, sem
qualquer ônus ou constrangimento;
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
DEPARTAMENTO DE FISIOTERAPIA
Rod. Washington Luís, Km. 235- Caixa Postal.676
CEP 13565-905- São Carlos –SP
TEL: (16) 260-8341 – FAX: (16) 261-2081
139
3. A garantia de que não serei pessoalmente identificado, a despeito da
publicação ou divulgação dos dados genéricos do estudo, e que terei resguardada a
minha privacidade;
4. O compromisso de que, caso seja necessário, serei ressarcido de eventuais
despesas decorrentes da minha participação neste estudo pelos responsáveis pelo
projeto.
Declaro, ainda, que estou ciente e concordante com todas as condições que me
foram apresentadas e que, livremente, manifesto a minha vontade em participar do
projeto supra-mencionado.
São Carlos______ de ______________ de _____.
_______________________ _____________________
Nome do Participante (legível)/RG Assinatura do Participante
140
ANEXO VI
AVALIAÇÃO FÍSICA
Data:_______________ Nome do arquivo:___________
Nome:__________________________________________________________
Sexo: Feminino ( ) Masculino ( )
Peso:____________ Altura:______________ IMC:________:
Idade:__________
Data de nascimento:______/_____/_______
Endereço:________________________________________________________
_______________________________________________________________
Telefone:____________________________
E-mail:______________________________
Profissão:___________________________
Presença de doenças ou lesões nos membros inferiores: Sim ( ) Não ( )
Alguma cirurgia de membro inferior: Sim ( ) Não ( )
Presença de sintomas que persistiram por 3 dias ou mais nos membros inferiores
no último ano: Sim( ) Não( ) ______________________________________
_______________________________________________________________
Presença de alguma doença ou alterações relacionadas ao equilíbrio: Sim ( )
Não ( )
Possui tontura: Sim ( ) Não ( )
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
DEPARTAMENTO DE FISIOTERAPIA
Rod. Washington Luís, Km. 235- Caixa Postal.676
CEP 13565-905- São Carlos –SP
TEL: (16) 260-8341 – FAX: (16) 261-2081
141
Postura predominante no trabalho:___________________________
Pratica algum esporte? Sim ( ) Não ( )
Qual (is)?_______________________________________________
Há quanto tempo:____ Quantas vezes na semana:_____ Duração diária:______
Membro superior predominante: ( ) direito ( ) esquerdo ( ) ambidestro
Membro inferior predominante: ( ) direito ( ) esquerdo ( ) ambidestro
Outros hábitos físicos:______________________________________________
_______________________________________________________________
Medidas de comprimento: Esquerdo- Aparente:______cm Real:______cm
Direito- Aparente:________cm Real:______cm
Inspeção:
( ) genu valgum _______________________________________________
( ) genu varum ________________________________________________
( ) genu flexum
( ) genu recurvatum.
Observações quanto à simetria:_______________________________________
_______________________________________________________________
142
ANEXO VII
Registro original da eletrogoniometria do
joelho:
143
144
ANEXO VIII
Rotina de análise dos registros eletrogoniométricos na plataforma Matlab 6.5:
% patt_cem.m
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Rotina desenvolvida para analise das amplitudes de flexo-extensao e varo-valgo coletados
% por meio de eletrogoniometro biaxial flexivel durante a marcha em esteira de individuos
% normais a 5 km/h e a 100Hz.
% Projeto desenvolvido no Laboratorio de Fisioterapia Preventiva/Ergonomia da UFSCar.
% Teste 1 - 13/10/2005 (esboco).
% Teste 2 - de 06/01/2006 a /01/2006 (desenvolvimento e ajustes finais).
% Versao final: 26/01/2006.
% Segunda versao: patt_cem - 28/03/2006.
% Ana Beatriz de Oliveira
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Procedimentos realizados pela rotina:
% - carrega o arquivo gon_ desejado;
% - apresenta as variaveis em forma de graficos;
% - inverte os dados (*-1) dos canais indicados pelo usuario;
% - aplica filtro Butterworth de segunda ordem e frequencia de corte de 10Hz;
% - recorta as passadas com base em criterios pre-estabelecidos e descritos abaixo;
% - identifica picos e valores minimos nas fases de apoio e balanco;
% - calcula a curva media e desvio-padrao de 50 passadas (a partir da decima quinta);
% - calcula o coeficiente de variacao;
% - salva os dados adquiridos em formato ascii.
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%----------Esclarecimento dos criterios de recorte das passadas----------%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Na fase de apoio da marcha normal o joelho parte de extensao e realiza uma pequena flexao
% (cerca de 20 graus). Na fase de balanco, a flexao maxima e maior (aproximadamente 60 graus)
% e seguida de uma extensao maxima.
% Corresponde a uma passada o periodo de tempo entre dois toques consecutivos do calcanhar
% homolateral. No momento de toque do calcanhar observa-se um valor minimo na ADM do
% joelho (correspondente a extensao realizada apos o pico de flexao da fase de balanco).
145
% Sendo assim os criterios utilizados para recorte das passadas foram:
% - considetou-se uma passada os dados localizados entre os valores minimos identificados apos
% o pico de flexao da fase de balanco;
% - um ponto x(j) foi considerado pico de flexao (balanco) se x(j)>30, x(j)>=x(j-1) e x(j)>x(j+1);
% - um ponto x(j) foi considerado minimo se x(j)<20, x(j)<=x(j-1) e
% x(j)<x(j+1), sendo buscado a partir do pico de flexao da fase de balanco.
% Para recorte das passadas foram descartadas a primeira e a ultima, devido a possibilidade
% de estarem incompletas.
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%----------Informacoes para o Carregamento dos Arquivos----------%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
clear
close all
% Arquivo com os 30 segundos de registro para calibracao dos dados:
iniciais_cal = num2str('cal_');
% Primeira parte do arquivo
iniciais = num2str('gon_');
nome_arq = input('Informe o codigo dos arquivos a serem processados (ex: 41810) : ', 's') ;
% Informacoes adicionais necessarias para o processamento dos dados
sampling = 100;
resampling = 100;
% Concatenando informacoes para completar o nome dos arquivos
arquivo_cal = [iniciais_cal , nome_arq , '.txt' ] ;
nome_cal = [iniciais_cal, nome_arq] ;
arquivo = [iniciais , nome_arq , '.txt' ] ;
nome = [iniciais, nome_arq] ;
% Carregando o arquivo utilizando o comando EVAL
eval(['load ' arquivo_cal]) ;
eval(['load ' arquivo]) ;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%--------------Definicao de variaveis--------------%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
146
% Definicao das variaveis utilizando o comando EVAL
eval(['cal_flexao_e = ' nome_cal '(:,1) ; ' ]); %nomeacao da primeira coluna
eval(['cal_valgo_e = ' nome_cal '(:,2) ; ' ]); %nomeacao da segunda coluna
eval(['cal_flexao_d = ' nome_cal '(:,3) ; ' ]); %nomeacao da terceira coluna
eval(['cal_valgo_d = ' nome_cal '(:,4) ; ' ]); %nomeacao da quarta coluna
eval(['flexao_e = ' nome '(:,1) ; ' ]); %nomeacao da primeira coluna
eval(['valgo_e = ' nome '(:,2) ; ' ]); %nomeacao da segunda coluna
eval(['flexao_d = ' nome '(:,3) ; ' ]); %nomeacao da terceira coluna
eval(['valgo_d = ' nome '(:,4) ; ' ]); %nomeacao da quarta coluna
% Definindo a variável xx (abscissa) com base na frequencia de aquisicao
xx=(1:length(flexao_d))/sampling ;
xxx=(1:length(cal_flexao_d))/sampling ;
% Retirando informacao dos marcadores
nome_fic = [flexao_e valgo_e flexao_d valgo_d];
limiar_positivo = 255;
limiar_negativo = 0;
n_interf = find((nome_fic>=limiar_positivo)|(nome_fic<=limiar_negativo));
if isempty(n_interf)==0
cod = 1;
for cod=1:length(n_interf)
nome_fic(n_interf(cod)) = nome_fic(n_interf(cod)-1);
cod = cod+1;
end
end
% Renomeando variaveis para uso do dado sem interferencia
flexao_e = nome_fic(:,1) ;
valgo_e = nome_fic(:,2) ;
flexao_d = nome_fic(:,3) ;
valgo_d = nome_fic(:,4) ;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%--------------Conversao de variaveis--------------%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Utilizando a media dos dados de calibracao para conversao das variaveis:
indice1 = mean(cal_flexao_e(800:2400));
147
indice2 = mean(cal_valgo_e(800:2400));
indice3 = mean(cal_flexao_d(800:2400));
indice4 = mean(cal_valgo_d(800:2400));
% Conversao das variaveis
flexao_e = (flexao_e - indice1).*1.8 ;
valgo_e = (valgo_e - indice2).*1.8 ;
flexao_d = (flexao_d - indice3).*1.8 ;
valgo_d =(valgo_d - indice4).*1.8 ;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%--------------Dados Brutos Sem Inversao de Canais--------------%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Apresentando os dados da posicao de referencia
lim1=[8 8];
lim2=[24 24];
lim3=[110 140];
figure(1)
subplot(4,1,1)
plot(xxx,cal_flexao_e,lim1,lim3,'k',lim2,lim3,'k')
title([nome_arq,' - Data without manipulation: Reference position'])
ylabel('A/D values (°)' )
axis([0 35 100 150])
text(1,145,['Channel 1: ' num2str(indice1)])
grid on
subplot(4,1,2)
plot(xxx,cal_valgo_e,lim1,lim3,'k',lim2,lim3,'k')
ylabel('A/D values (°)' )
axis([0 35 100 150])
text(1,145,['Channel 2: ' num2str(indice2)])
grid on
subplot(4,1,3)
plot(xxx,cal_flexao_d,lim1,lim3,'k',lim2,lim3,'k')
ylabel('A/D values (°)' )
axis([0 35 100 150])
text(1,145,['Channel 3: ' num2str(indice3)])
grid on
148
subplot(4,1,4)
plot(xxx,cal_valgo_d,lim1,lim3,'k',lim2,lim3,'k')
ylabel('A/D values (°)' )
xlabel('time (s)')
axis([0 35 100 150])
text(1,145,['Channel 4: ' num2str(indice4)])
grid on
% Apresentando o registro da marcha
figure(2)
subplot(3,2,1)
plot(xx,flexao_e)
title([nome_arq,' - Data without manipulation: Left Knee'])
ylabel('Flexion-Extension (°)' )
xlabel('time (s)')
axis([1 100 -80 80])
grid on
subplot(3,2,3)
plot(xx,valgo_e,'g')
ylabel('Varus-Valgus (°)' )
xlabel('time (s)')
axis([1 100 -80 80])
grid on
subplot(3,2,5)
plot(valgo_e, flexao_e,'m')
ylabel('Flexion-Extension (°)' )
xlabel('Varus-Valgus (°)')
axis([-90 90 -90 90])
grid on
subplot(3,2,2)
plot(xx,flexao_d)
title([nome_arq,' - Data without manipulation: Right Knee'])
ylabel('Flexion-Extension (°)' )
xlabel('time (s)')
axis([1 100 -80 80])
149
grid on
subplot(3,2,4)
plot(xx,valgo_d,'g')
ylabel('Varus-Valgus (°)' )
xlabel('time (s)')
axis([1 100 -80 80])
grid on
subplot(3,2,6)
plot(valgo_d, flexao_d,'m')
ylabel('Flexion-Extension (°)' )
xlabel('Varus-Valgus (°)')
axis([-90 90 -90 90])
grid on
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%----------Reamostragem dos Dados----------%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%flexao_e = resample(flexao_e,1,10);
%valgo_e = resample(valgo_e,1,10);
%flexao_d = resample(flexao_d,1,10);
%valgo_d = resample(valgo_d,1,10);
% Definindo a variável x (abscissa) com base na frequencia de aquisicao
x=(1:length(flexao_d))/resampling ; %definicao necessaria para a construcao de graficos
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%--------------Filtragem dos Dados--------------%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Determinacao dos parametros do filtro
n = 2 ; % ordem do filtro
Wn = 10/(resampling/2) ; % frequencia de corte
[b,a] = butter(n,Wn) ; % definindo o tipo de filtro Butterworth
% Filtrando os dados utilizando FILTFILT
flexao_e = filtfilt(b,a,flexao_e) ;
valgo_e = filtfilt(b,a,valgo_e) ;
150
flexao_d = filtfilt(b,a,flexao_d) ;
valgo_d = filtfilt(b,a,valgo_d) ;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%--------------Apresentacao dos Dados--------------%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Apresentando os dados ao usuario
figure(3)
subplot(2,1,1)
plot (x, flexao_e , 'm' , x , valgo_e , 'g' )
title([nome_arq,' - Data without manipulation: Flexion-Extension / Varus-Valgus - Left Knee'])
ylabel('Amplitude (°)' )
legend ( 'Flx-Ext E (A)' , 'Vr-Vl E (B)')
grid
subplot(2,1,2)
plot(x , flexao_d , 'c' , x , valgo_d , 'b' )
title([nome_arq,' - Data without manipulation: Flexion-Extension / Varus-Valgus - Right Knee'])
ylabel('Amplitude (°)')
xlabel ('Time (s)')
legend ( 'Flx-Ext D (C)' , 'Vr-Vl D (D)')
grid
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%--------------Conversao de Canais Invertidos--------------%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Perguntando ao usuario se algum canal esta invertido e se deseja converter
inversao1 = input('Deseja converter algum canal do EGM que esteja invertido (sim ou nao)? : ' , 's');
if inversao1 == 'sim' | inversao1 == 'SIM'
u=1;
canal(u) = input('Entre com o primeiro canal a ser convertido (ex: A, B ... ): ' , 's') ;
if canal(u) == 'A' | canal(u) == 'a'
flexao_e = flexao_e.*(-1) ;
elseif canal(u) == 'B' | canal(u) == 'b'
valgo_e = valgo_e.*(-1) ;
elseif canal(u) == 'C' | canal(u) == 'c'
flexao_d = flexao_d.*(-1) ;
151
elseif canal(u) == 'D' | canal(u) == 'd'
valgo_d = valgo_d.*(-1) ;
end
inversao2 = input ('Deseja converter outro canal (sim ou nao)? : ' , 's') ;
if inversao2 == 'sim' | inversao2 == 'SIM'
u=u+1;
canal(u) = input('Entre com o segundo canal a ser convertido (ex: A, B ... ): ' , 's') ;
if canal(u) == 'B' | canal(u) == 'b'
valgo_e = valgo_e.*(-1) ;
elseif canal(u) == 'C' | canal(u) == 'c'
flexao_d = flexao_d.*(-1) ;
elseif canal(u) == 'D' | canal(u) == 'd'
valgo_d = valgo_d.*(-1) ;
end
inversao3 = input ('Deseja converter outro canal (sim ou nao)? : ' , 's') ;
if inversao3 == 'sim' | inversao3 == 'SIM'
u=u+1;
canal(u) = input('Entre com o segundo canal a ser convertido (ex: A, B ... ): ' , 's') ;
if canal(u) == 'C' | canal(u) == 'c'
flexao_d = flexao_d.*(-1) ;
elseif canal(u) == 'D' | canal(u) == 'd'
valgo_d = valgo_d.*(-1) ;
end
inversao4 = input ('Deseja converter outro canal (sim ou nao)? : ' , 's') ;
if inversao4 == 'sim' | inversao3 == 'SIM'
u=u+1;
canal(u) = input('Entre com o segundo canal a ser convertido (ex: A, B ... ): ' , 's') ;
if canal(u) == 'D' | canal(u) == 'd'
valgo_d = valgo_d.*(-1) ;
end
end
end
end
end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%--------------JOELHO ESQUERDO--------------%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
152
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%--------------Recortando as Passadas--------------%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Identificando primeiro pico do balanco e valor minimo seguinte para descarte da primeira
% passada
n = 2;
maximo = 0;
while maximo ~= 1
maximo(n) = (flexao_e(n)>30) & (flexao_e(n)>=flexao_e(n-1)) & (flexao_e(n)>flexao_e(n+1)) ;
n = n+1;
end
maximo = find(maximo == 1);
minimo = 0;
n = maximo;
while minimo ~= 1
minimo(n) = (flexao_e(n)<16) & (flexao_e(n)<=flexao_e(n-1)) & (flexao_e(n)<flexao_e(n+1)) ;
n = n+1;
end
minimo = find(minimo == 1);
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Loop para identificacao dos pontos de corte
%
y = 1;
while n < length(flexao_e) & minimo ~= length(flexao_e) & length(flexao_e) - maximo > (1.5 * resampling)
inicio_passada_e(y) = minimo+1;
n = minimo+1;
maximo = 0;
while maximo ~= 1
maximo(n) = (flexao_e(n)>30) & (flexao_e(n)>=flexao_e(n-1)) & (flexao_e(n)>flexao_e(n+1)) ;
n = n+1;
end
maximo = find(maximo == 1);
153
if length(flexao_e) - maximo > (0.8 * resampling)
minimo = 0;
n = maximo;
while minimo ~= 1
minimo(n) = (flexao_e(n)<16) & (flexao_e(n)<=flexao_e(n-1)) & (flexao_e(n)<flexao_e(n+1)) ;
n = n+1;
end
minimo = find(minimo == 1);
final_passada_e(y,1) = minimo;
passada_flx_e = flexao_e(inicio_passada_e(y):final_passada_e(y));
passada_val_e = valgo_e(inicio_passada_e(y):final_passada_e(y));
duracao_passada_e(y) = length(passada_flx_e)/resampling;
% Identificando picos, minimos de ADM da flexo-extensao esquerda e
% respectivos instantes
[pico_apoio_flx_e(y),t_pico_apoio_flx_e(y)] =
max(passada_flx_e(1:round(((40*length(passada_flx_e))/100))));
[pico_balanco_flx_e(y),t_pico_balanco_flx_e(y)] =
max(passada_flx_e(round(((40*length(passada_flx_e))/100)):length(passada_flx_e)));
[minimo_retirada_flx_e(y),t_minimo_retirada_flx_e(y)] =
min(passada_flx_e(round(((35*length(passada_flx_e))/100)):round(((45*length(passada_flx_e))/100))));
minimo_toque_flx_e(y) = passada_flx_e(1);
t_minimo_toque_flx_e(y)=1;
amplitude_flx_e(y) = pico_balanco_flx_e(y) - minimo_toque_flx_e(y);
[minimo_minimo_flx_e(y), t_minimo_minimo_flx_e(y)] = min(passada_flx_e);
amplitude_dois_flx_e(y) = pico_balanco_flx_e(y) - minimo_minimo_flx_e(y);
% Acertando os valores dos instantes da flexo-extensao
t_pico_balanco_flx_e(y) = t_pico_balanco_flx_e(y)+round(((40*length(passada_flx_e))/100));
t_minimo_retirada_flx_e(y) = t_minimo_retirada_flx_e(y)+round(((35*length(passada_flx_e))/100));
% Identificando valores de ADM de varo-valgo correspondentes aos picos
% e minimos de flexo-extensao
cor_valgo_pico_apoio_e(y) = passada_val_e(round(t_pico_apoio_flx_e(y)));
cor_valgo_pico_balanco_e(y) = passada_val_e(round(t_pico_balanco_flx_e(y)));
154
cor_valgo_minimo_retirada_e(y) = passada_val_e(round(t_minimo_retirada_flx_e(y)));
cor_valgo_minimo_toque_e(y) = passada_val_e(round(t_minimo_toque_flx_e(y)));
cor_valgo_minimo_minimo_flx_e(y) = passada_val_e(round(t_minimo_minimo_flx_e(y)));
% Identificando picos, minimos de ADM de varo-valgo esquerdo e
% respectivos instantes
[pico_apoio_val_e(y),t_pico_apoio_val_e(y)] =
max(passada_val_e(1:round(((40*length(passada_val_e))/100))));
[pico_balanco_val_e(y),t_pico_balanco_val_e(y)] =
max(passada_val_e(round(((40*length(passada_val_e))/100)):length(passada_val_e)));
[minimo_retirada_val_e(y),t_minimo_retirada_val_e(y)] =
min(passada_val_e(round(((35*length(passada_val_e))/100)):round(((45*length(passada_val_e))/100))));
minimo_toque_val_e(y) = passada_val_e(1);
t_minimo_toque_val_e(y) = 1;
amplitude_val_e(y) = pico_balanco_val_e(y) - minimo_toque_val_e(y);
[minimo_minimo_val_e(y), t_minimo_minimo_val_e(y)] = min(passada_val_e);
amplitude_dois_val_e(y) = pico_balanco_val_e(y) - minimo_minimo_val_e(y);
% Acertando os valores dos instantes de varo-valgo
t_pico_balanco_val_e(y) = t_pico_balanco_val_e(y)+round(((40*length(passada_val_e))/100));
t_minimo_retirada_val_e(y) = t_minimo_retirada_val_e(y)+round(((35*length(passada_val_e))/100));
% Ajustando todos os valores de tempo para serem salvos corretamente, como referente a % do
% ciclo da marcha
t_pico_apoio_flx_e(y) = ((t_pico_apoio_flx_e(y)*100)/length(passada_flx_e));
t_pico_balanco_flx_e(y) = ((t_pico_balanco_flx_e(y)*100)/length(passada_flx_e)) ;
t_minimo_retirada_flx_e(y) = ((t_minimo_retirada_flx_e(y)*100)/length(passada_flx_e)) ;
t_minimo_toque_flx_e(y) = 0 ;
t_minimo_minimo_flx_e(y) = ((t_minimo_minimo_flx_e(y)*100)/length(passada_flx_e));
t_pico_apoio_val_e(y) = ((t_pico_apoio_val_e(y)*100)/length(passada_flx_e)) ;
t_pico_balanco_val_e(y) = ((t_pico_balanco_val_e(y)*100)/length(passada_flx_e)) ;
t_minimo_retirada_val_e(y) = ((t_minimo_retirada_val_e(y)*100)/length(passada_flx_e)) ;
t_minimo_toque_val_e(y) = 0 ;
t_minimo_minimo_val_e(y) = ((t_minimo_minimo_val_e(y)*100)/length(passada_flx_e));
% Interpolando as passadas em funcao do tempo
h = linspace(1, length(passada_flx_e), 101);
155
passada_flx_e = interp1(passada_flx_e,h,'spline');
passada_val_e = interp1(passada_val_e,h,'spline');
% Nomeando as passadas interpoladas para nao serem sobrepostas
eval(['passada_flx_e_' , num2str(y) , '=' , 'passada_flx_e' , ';']) ;
eval(['passada_val_e_' , num2str(y) , '=' , 'passada_val_e' , ';']) ;
else if length(flexao_e) - maximo < (0.8 * resampling)
minimo = length(flexao_e);
end
end
% ajustando contador de passadas (y)
y = y+1;
end
numero_passadas_e = y-2;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%--------Curva Media, Desvio-Padrao e Coeficiente de Variacao--------%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Separando as passadas para calculo da curva de flexo-estensao e varo_valgo media,
% desvio-padrao e coeficiente de variacao.
% Procedimento realizado para uso do centro do registro.
% Flexo-extensao
passadas_flx_e = [passada_flx_e_15; passada_flx_e_16; passada_flx_e_17; ...
passada_flx_e_18; passada_flx_e_19; passada_flx_e_20; passada_flx_e_21; ...
passada_flx_e_22; passada_flx_e_23; passada_flx_e_24; passada_flx_e_25; ...
passada_flx_e_26; passada_flx_e_27; passada_flx_e_28; passada_flx_e_29; ...
passada_flx_e_30; passada_flx_e_31; passada_flx_e_32; passada_flx_e_33; ...
passada_flx_e_34; passada_flx_e_35; passada_flx_e_36; passada_flx_e_37; ...
passada_flx_e_38; passada_flx_e_39; passada_flx_e_40; passada_flx_e_41; ...
passada_flx_e_42; passada_flx_e_43; passada_flx_e_44; passada_flx_e_45; ...
passada_flx_e_46; passada_flx_e_47; passada_flx_e_48; passada_flx_e_49; ...
passada_flx_e_50; passada_flx_e_51; passada_flx_e_52; passada_flx_e_53; ...
156
passada_flx_e_54; passada_flx_e_55; passada_flx_e_56; passada_flx_e_57; ...
passada_flx_e_58; passada_flx_e_59; passada_flx_e_60; passada_flx_e_61; ...
passada_flx_e_62; passada_flx_e_63; passada_flx_e_64];
% Calculo da passada media, desvio-padrao e coeficiente de variacao
media_passadas_flx_e = mean(passadas_flx_e);
desvio_passadas_flx_e = std(passadas_flx_e);
coef_var_flx_e = ((sqrt((sum(desvio_passadas_flx_e.^2))/101))/((sum(abs(media_passadas_flx_e)))/101))*100;
% Agrupando variaveis para serem salvas
d(1,100)=[0];
m_coef_var_flx_e = [coef_var_flx_e d];
matriz_passadas_flx_e = [passadas_flx_e;media_passadas_flx_e; desvio_passadas_flx_e; m_coef_var_flx_e];
% Varo-valgo
passadas_val_e = [passada_val_e_15; passada_val_e_16; passada_val_e_17; ...
passada_val_e_18; passada_val_e_19; passada_val_e_20; passada_val_e_21; ...
passada_val_e_22; passada_val_e_23; passada_val_e_24; passada_val_e_25; ...
passada_val_e_26; passada_val_e_27; passada_val_e_28; passada_val_e_29; ...
passada_val_e_30; passada_val_e_31; passada_val_e_32; passada_val_e_33; ...
passada_val_e_34; passada_val_e_35; passada_val_e_36; passada_val_e_37; ...
passada_val_e_38; passada_val_e_39; passada_val_e_40; passada_val_e_41; ...
passada_val_e_42; passada_val_e_43; passada_val_e_44; passada_val_e_45; ...
passada_val_e_46; passada_val_e_47; passada_val_e_48; passada_val_e_49; ...
passada_val_e_50; passada_val_e_51; passada_val_e_52; passada_val_e_53; ...
passada_val_e_54; passada_val_e_55; passada_val_e_56; passada_val_e_57; ...
passada_val_e_58; passada_val_e_59; passada_val_e_60; passada_val_e_61; ...
passada_val_e_62; passada_val_e_63; passada_val_e_64];
% Calculo da passada media, desvio-padrao e coeficiente de variacao
media_passadas_val_e = mean(passadas_val_e);
desvio_passadas_val_e = std(passadas_val_e);
coef_var_val_e = ((sqrt((sum(desvio_passadas_val_e.^2))/101))/((sum(abs(media_passadas_val_e)))/101))*100;
% Agrupando variaveis para serem salvas
d(1,100)=[0];
m_coef_var_val_e = [coef_var_val_e d];
matriz_passadas_val_e = [passadas_val_e;media_passadas_val_e; desvio_passadas_val_e; m_coef_var_val_e];
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%--------------Salvando Arquivos--------------%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
157
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Determinando diretorio para salvar os arquivos
diretorio_a = 'C:\matlab701\work\patricia\resultados\dados_passadas\';
diretorio_b = 'C:\matlab701\work\patricia\resultados\passada_med_flx\esquerdo\';
diretorio_c = 'C:\matlab701\work\patricia\resultados\passada_med_flx\direito\';
diretorio_d = 'C:\matlab701\work\patricia\resultados\passada_med_val\esquerdo\';
diretorio_e = 'C:\matlab701\work\patricia\resultados\passada_med_val\direito\';
diretorio_f = 'C:\matlab701\work\patricia\resultados\variaveis_cinquenta\esquerdo\';
diretorio_g = 'C:\matlab701\work\patricia\resultados\variaveis_cinquenta\direito\';
diretorio_h = 'C:\matlab701\work\patricia\resultados\CMC\';
% Salvando arquivo com todas as passadas normalizadas
nome_arq_passadas_flx_e = [nome , 'passadas_flxE', '.res'];
eval([' save -ascii ' , diretorio_a , nome_arq_passadas_flx_e , ' passada_flx_e_* ' , '-tabs ']) ;
nome_arq_passadas_val_e = [nome , 'passadas_valE', '.res'];
eval([' save -ascii ' , diretorio_a , nome_arq_passadas_val_e , ' passada_val_e_* ' , '-tabs ']) ;
% Salvando arquivo com 50 passadas, curva media, DP e coeficiente de variacao
% Invertendo as matrizes
matriz_passadas_flx_e = matriz_passadas_flx_e';
matriz_passadas_val_e = matriz_passadas_val_e';
nome_arq_cinq_passadas_flx_e = [nome , 'passadas_med_flxE', '.res'];
eval([' save -ascii ' , diretorio_b , nome_arq_cinq_passadas_flx_e , ' matriz_passadas_flx_e ' , '-tabs ']) ;
nome_arq_cinq_passadas_val_e = [nome , 'passadas_med_valE', '.res'];
eval([' save -ascii ' , diretorio_d , nome_arq_cinq_passadas_val_e , ' matriz_passadas_val_e ' , '-tabs ']) ;
% Salvando dados de picos de flexo-extensao e varo-valgo e respectivos
% instantes de todas as passadas
% Agrupando variaveis para salvar arquivo
variaveis_joelho_e = [duracao_passada_e; pico_apoio_flx_e; cor_valgo_pico_apoio_e; t_pico_apoio_flx_e; ...
pico_balanco_flx_e; cor_valgo_pico_balanco_e; t_pico_balanco_flx_e; ...
minimo_retirada_flx_e; cor_valgo_minimo_retirada_e; t_minimo_retirada_flx_e; ...
minimo_toque_flx_e; cor_valgo_minimo_toque_e; t_minimo_toque_flx_e; ...
pico_apoio_val_e; t_pico_apoio_val_e; pico_balanco_val_e; t_pico_balanco_val_e; ...
minimo_retirada_val_e; t_minimo_retirada_val_e; minimo_toque_val_e; ...
t_minimo_toque_val_e; amplitude_flx_e; amplitude_val_e; minimo_minimo_flx_e; ...
cor_valgo_minimo_minimo_flx_e; t_minimo_minimo_flx_e; amplitude_dois_flx_e; ...
158
minimo_minimo_val_e; t_minimo_minimo_val_e; amplitude_dois_val_e];
variaveis_joelho_e = variaveis_joelho_e';
nome_arq_variaveis_e = [nome , 'variaveisE', '.res'];
eval([' save -ascii ' , diretorio_a , nome_arq_variaveis_e , ' variaveis_joelho_e ' , '-tabs ']) ;
% Salvando dados de picos de flexo-extensao e varo-valgo e respectivos
% instantes das passadas 15 aa 64
% Agrupando variaveis para salvar arquivo
variaveis_cinq_joelho_e = [duracao_passada_e(15:64); pico_apoio_flx_e(15:64); cor_valgo_pico_apoio_e(15:64);
t_pico_apoio_flx_e(15:64); ...
pico_balanco_flx_e(15:64); cor_valgo_pico_balanco_e(15:64); t_pico_balanco_flx_e(15:64);
minimo_retirada_flx_e(15:64); ...
cor_valgo_minimo_retirada_e(15:64); t_minimo_retirada_flx_e(15:64); minimo_toque_flx_e(15:64);
cor_valgo_minimo_toque_e(15:64); ...
t_minimo_toque_flx_e(15:64); pico_apoio_val_e(15:64); t_pico_apoio_val_e(15:64);
pico_balanco_val_e(15:64); t_pico_balanco_val_e(15:64); ...
minimo_retirada_val_e(15:64); t_minimo_retirada_val_e(15:64); minimo_toque_val_e(15:64);
t_minimo_toque_val_e(15:64); ...
amplitude_flx_e(15:64); amplitude_val_e(15:64); minimo_minimo_flx_e(15:64);
cor_valgo_minimo_minimo_flx_e(15:64); ...
t_minimo_minimo_flx_e(15:64); amplitude_dois_flx_e(15:64); minimo_minimo_val_e(15:64);
t_minimo_minimo_val_e(15:64); ...
amplitude_dois_val_e(15:64)];
variaveis_cinq_joelho_e = variaveis_cinq_joelho_e';
nome_arq_variaveis_cinq_e = [nome , 'variaveisEcinquenta', '.res'];
eval([' save -ascii ' , diretorio_f , nome_arq_variaveis_cinq_e , ' variaveis_cinq_joelho_e ' , '-tabs ']) ;
% Salvando arquivo com 50 passadas para aplicacao do CMC
passadas_flx_e = passadas_flx_e';
passadas_val_e = passadas_val_e';
nome_arq_passadas_flx_e_cmc = [nome , 'cmc_flxE', '.res'];
eval([' save -ascii ' , diretorio_h , nome_arq_passadas_flx_e_cmc , ' passadas_flx_e ' , '-tabs ']) ;
nome_arq_passadas_val_e_cmc = [nome , 'cmc_valE', '.res'];
159
eval([' save -ascii ' , diretorio_h , nome_arq_passadas_val_e_cmc , ' passadas_val_e ' , '-tabs ']) ;
passadas_flx_e = passadas_flx_e';
passadas_val_e = passadas_val_e';
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%--------------JOELHO DIREITO--------------%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%--------------Recortando as Passadas--------------%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Identificando primeiro pico do balanco e valor minimo seguinte para descarte da primeira
% passada
n = 2;
maximo = 0;
while maximo ~= 1
maximo(n) = (flexao_d(n)>30) & (flexao_d(n)>=flexao_d(n-1)) & (flexao_d(n)>flexao_d(n+1)) ;
n = n+1;
end
maximo = find(maximo == 1);
minimo = 0;
n = maximo;
while minimo ~= 1
minimo(n) = (flexao_d(n)<20) & (flexao_d(n)<=flexao_d(n-1)) & (flexao_d(n)<flexao_d(n+1)) ;
n = n+1;
end
minimo = find(minimo == 1);
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Loop para identificacao dos pontos de corte
%
y = 1;
while n < length(flexao_d) & minimo ~= length(flexao_d) & length(flexao_d) - maximo > (1.5 * resampling)
inicio_passada_d(y) = minimo+1;
n = minimo+1;
160
maximo = 0;
while maximo ~= 1
maximo(n) = (flexao_d(n)>30) & (flexao_d(n)>=flexao_d(n-1)) & (flexao_d(n)>flexao_d(n+1)) ;
n = n+1;
end
maximo = find(maximo == 1);
if length(flexao_d) - maximo > (0.8 * resampling)
minimo = 0;
n = maximo;
while minimo ~= 1
minimo(n) = (flexao_d(n)<20) & (flexao_d(n)<=flexao_d(n-1)) & (flexao_d(n)<flexao_d(n+1)) ;
n = n+1;
end
minimo = find(minimo == 1);
final_passada_d(y,1) = minimo;
passada_flx_d = flexao_d(inicio_passada_d(y):final_passada_d(y));
passada_val_d = valgo_d(inicio_passada_d(y):final_passada_d(y));
duracao_passada_d(y) = length(passada_flx_d)/resampling;
% Identificando picos, minimos de ADM da flexo-extensao direita e
% respectivos instantes
[pico_apoio_flx_d(y),t_pico_apoio_flx_d(y)] =
max(passada_flx_d(1:round(((40*length(passada_flx_d))/100))));
[pico_balanco_flx_d(y),t_pico_balanco_flx_d(y)] =
max(passada_flx_d(round(((40*length(passada_flx_d))/100)):length(passada_flx_d)));
[minimo_retirada_flx_d(y),t_minimo_retirada_flx_d(y)] =
min(passada_flx_d(round(((35*length(passada_flx_d))/100)):round(((45*length(passada_flx_d))/100))));
minimo_toque_flx_d(y) = passada_flx_d(1);
t_minimo_toque_flx_d(y)=1;
amplitude_flx_d(y) = pico_balanco_flx_d(y) - minimo_toque_flx_d(y);
[minimo_minimo_flx_d(y), t_minimo_minimo_flx_d(y)] = min(passada_flx_d);
amplitude_dois_flx_d(y) = pico_balanco_flx_d(y) - minimo_minimo_flx_d(y);
% Acertando os valores dos instantes da flexo-extensao
161
t_pico_balanco_flx_d(y) = t_pico_balanco_flx_d(y)+round(((40*length(passada_flx_d))/100));
t_minimo_retirada_flx_d(y) = t_minimo_retirada_flx_d(y)+round(((35*length(passada_flx_d))/100));
% Identificando valores de ADM de varo-valgo correspondentes aos picos
% e minimos de flexo-extensao
cor_valgo_pico_apoio_d(y) = passada_val_d(round(t_pico_apoio_flx_d(y)));
cor_valgo_pico_balanco_d(y) = passada_val_d(round(t_pico_balanco_flx_d(y)));
cor_valgo_minimo_retirada_d(y) = passada_val_d(round(t_minimo_retirada_flx_d(y)));
cor_valgo_minimo_toque_d(y) = passada_val_d(round(t_minimo_toque_flx_d(y)));
cor_valgo_minimo_minimo_flx_d(y) = passada_val_d(round(t_minimo_minimo_flx_d(y)));
% Identificando picos, minimos de ADM de varo-valgo direito e
% respectivos instantes
[pico_apoio_val_d(y),t_pico_apoio_val_d(y)] =
max(passada_val_d(1:round(((40*length(passada_val_d))/100))));
[pico_balanco_val_d(y),t_pico_balanco_val_d(y)] =
max(passada_val_d(round(((40*length(passada_val_d))/100)):length(passada_val_d)));
[minimo_retirada_val_d(y),t_minimo_retirada_val_d(y)] =
min(passada_val_d(round(((35*length(passada_val_d))/100)):round(((45*length(passada_val_d))/100))));
minimo_toque_val_d(y) = passada_val_d(1);
t_minimo_toque_val_d(y) = 1;
amplitude_val_d(y) = pico_balanco_val_d(y) - minimo_toque_val_d(y);
[minimo_minimo_val_d(y), t_minimo_minimo_val_d(y)] = min(passada_val_d);
amplitude_dois_val_d(y) = pico_balanco_val_d(y) - minimo_minimo_val_d(y);
% Acertando os valores dos instantes de varo-valgo
t_pico_balanco_val_d(y) = t_pico_balanco_val_d(y)+round(((40*length(passada_val_d))/100));
t_minimo_retirada_val_d(y) = t_minimo_retirada_val_d(y)+round(((35*length(passada_val_d))/100));
% Ajustando todos os valores de tempo para serem salvos corretamente, como referente a % do
% ciclo da marcha
t_pico_apoio_flx_d(y) = ((t_pico_apoio_flx_d(y)*100)/length(passada_flx_d));
t_pico_balanco_flx_d(y) = ((t_pico_balanco_flx_d(y)*100)/length(passada_flx_d)) ;
t_minimo_retirada_flx_d(y) = ((t_minimo_retirada_flx_d(y)*100)/length(passada_flx_d)) ;
t_minimo_toque_flx_d(y) = 0 ;
t_minimo_minimo_flx_d(y) = ((t_minimo_minimo_flx_d(y)*100)/length(passada_flx_d));
t_pico_apoio_val_d(y) = ((t_pico_apoio_val_d(y)*100)/length(passada_flx_d)) ;
162
t_pico_balanco_val_d(y) = ((t_pico_balanco_val_d(y)*100)/length(passada_flx_d)) ;
t_minimo_retirada_val_d(y) = ((t_minimo_retirada_val_d(y)*100)/length(passada_flx_d)) ;
t_minimo_toque_val_d(y) = 0 ;
t_minimo_minimo_val_d(y) = ((t_minimo_minimo_val_d(y)*100)/length(passada_flx_d));
% Interpolando as passadas em funcao do tempo
h = linspace(1, length(passada_flx_d), 101);
passada_flx_d = interp1(passada_flx_d,h,'spline');
passada_val_d = interp1(passada_val_d,h,'spline');
% Nomeando as passadas interpoladas para nao serem sobrepostas
eval(['passada_flx_d_' , num2str(y) , '=' , 'passada_flx_d' , ';']) ;
eval(['passada_val_d_' , num2str(y) , '=' , 'passada_val_d' , ';']) ;
else if length(flexao_d) - maximo < (0.8 * resampling)
minimo = length(flexao_d);
end
end
% ajustando contador de passadas (y)
y = y+1;
end
numero_passadas_d = y-2;
% Apresentando ao usuario o numero de passadas e os dados da passada 40 para verificacao dos
% resultados
w = 0:100;
figure(4)
subplot(1,2,1)
plot(w,passada_flx_e_40,w,passada_val_e_40,'b', t_pico_apoio_val_e(40)-1,pico_apoio_val_e(40), 'mo', ...
t_pico_balanco_val_e(40)-1, pico_balanco_val_e(40), 'mo', t_minimo_retirada_val_e(40)-1, ...
minimo_retirada_val_e(40), 'mo', t_minimo_toque_val_e(40), minimo_toque_val_e(40), 'mo', ...
t_pico_apoio_flx_e(40)-1,pico_apoio_flx_e(40), 'ro', ...
t_pico_balanco_flx_e(40)-1, pico_balanco_flx_e(40), 'ro', t_minimo_retirada_flx_e(40)-1, ...
minimo_retirada_flx_e(40), 'ro', t_minimo_toque_flx_e(40), minimo_toque_flx_e(40), 'ro', ...
163
t_minimo_minimo_flx_e(40), minimo_minimo_flx_e(40), 'g+', t_minimo_minimo_val_e(40),
minimo_minimo_val_e(40), 'g+')
title([nome_arq,' - Inverted channel: ', canal, ' - Data for stride 40 - Left Knee'])
ylabel('Amplitude (°)' )
xlabel('time of the stride (%)')
axis([-2 102 -10 80])
grid on
subplot(1,2,2)
plot(w,passada_flx_d_40,w,passada_val_d_40,'b', t_pico_apoio_val_d(40)-1,pico_apoio_val_d(40), 'mo', ...
t_pico_balanco_val_d(40)-1, pico_balanco_val_d(40), 'mo', t_minimo_retirada_val_d(40)-1, ...
minimo_retirada_val_d(40), 'mo', t_minimo_toque_val_d(40), minimo_toque_val_d(40), 'mo', ...
t_pico_apoio_flx_d(40)-1,pico_apoio_flx_d(40), 'ro', ...
t_pico_balanco_flx_d(40)-1, pico_balanco_flx_d(40), 'ro', t_minimo_retirada_flx_d(40)-1, ...
minimo_retirada_flx_d(40), 'ro', t_minimo_toque_flx_d(40), minimo_toque_flx_d(40), 'ro', ...
t_minimo_minimo_flx_d(40), minimo_minimo_flx_d(40), 'g+', t_minimo_minimo_val_d(40),
minimo_minimo_val_d(40), 'g+')
title([nome_arq,' - Inverted channel: ', canal, ' - Data for stride 40 - Right Knee'])
ylabel('Amplitude (°)' )
xlabel('time of the stride (%)')
axis([-2 102 -10 80])
grid on
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%--------Curva Media, Desvio-Padrao e Coeficiente de Variacao--------%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Separando as passadas para calculo da curva de flexo-estensao e varo_valgo media,
% desvio-padrao e coeficiente de variacao.
% Procedimento realizado para uso do centro do registro.
% Flexo-extensao
passadas_flx_d = [passada_flx_d_15; passada_flx_d_16; passada_flx_d_17; ...
passada_flx_d_18; passada_flx_d_19; passada_flx_d_20; passada_flx_d_21; ...
passada_flx_d_22; passada_flx_d_23; passada_flx_d_24; passada_flx_d_25; ...
passada_flx_d_26; passada_flx_d_27; passada_flx_d_28; passada_flx_d_29; ...
passada_flx_d_30; passada_flx_d_31; passada_flx_d_32; passada_flx_d_33; ...
passada_flx_d_34; passada_flx_d_35; passada_flx_d_36; passada_flx_d_37; ...
passada_flx_d_38; passada_flx_d_39; passada_flx_d_40; passada_flx_d_41; ...
passada_flx_d_42; passada_flx_d_43; passada_flx_d_44; passada_flx_d_45; ...
164
passada_flx_d_46; passada_flx_d_47; passada_flx_d_48; passada_flx_d_49; ...
passada_flx_d_50; passada_flx_d_51; passada_flx_d_52; passada_flx_d_53; ...
passada_flx_d_54; passada_flx_d_55; passada_flx_d_56; passada_flx_d_57; ...
passada_flx_d_58; passada_flx_d_59; passada_flx_d_60; passada_flx_d_61; ...
passada_flx_d_62; passada_flx_d_63; passada_flx_d_64];
% Calculo da passada media, desvio-padrao e coeficiente de variacao
media_passadas_flx_d = mean(passadas_flx_d);
desvio_passadas_flx_d = std(passadas_flx_d);
coef_var_flx_d = ((sqrt((sum(desvio_passadas_flx_d.^2))/101))/((sum(abs(media_passadas_flx_d)))/101))*100;
% Agrupando variaveis para serem salvas
d(1,100)=[0];
m_coef_var_flx_d = [coef_var_flx_d d];
matriz_passadas_flx_d = [passadas_flx_d;media_passadas_flx_d; desvio_passadas_flx_d; m_coef_var_flx_d];
% Varo-valgo
passadas_val_d = [passada_val_d_15; passada_val_d_16; passada_val_d_17; ...
passada_val_d_18; passada_val_d_19; passada_val_d_20; passada_val_d_21; ...
passada_val_d_22; passada_val_d_23; passada_val_d_24; passada_val_d_25; ...
passada_val_d_26; passada_val_d_27; passada_val_d_28; passada_val_d_29; ...
passada_val_d_30; passada_val_d_31; passada_val_d_32; passada_val_d_33; ...
passada_val_d_34; passada_val_d_35; passada_val_d_36; passada_val_d_37; ...
passada_val_d_38; passada_val_d_39; passada_val_d_40; passada_val_d_41; ...
passada_val_d_42; passada_val_d_43; passada_val_d_44; passada_val_d_45; ...
passada_val_d_46; passada_val_d_47; passada_val_d_48; passada_val_d_49; ...
passada_val_d_50; passada_val_d_51; passada_val_d_52; passada_val_d_53; ...
passada_val_d_54; passada_val_d_55; passada_val_d_56; passada_val_d_57; ...
passada_val_d_58; passada_val_d_59; passada_val_d_60; passada_val_d_61; ...
passada_val_d_62; passada_val_d_63; passada_val_d_64];
% Calculo da passada media, desvio-padrao e coeficiente de variacao
media_passadas_val_d = mean(passadas_val_d);
desvio_passadas_val_d = std(passadas_val_d);
coef_var_val_d = ((sqrt((sum(desvio_passadas_val_d.^2))/101))/((sum(abs(media_passadas_val_d)))/101))*100;
% Agrupando variaveis para serem salvas
d(1,100)=[0];
m_coef_var_val_d = [coef_var_val_d d];
matriz_passadas_val_d = [passadas_val_d;media_passadas_val_d; desvio_passadas_val_d; m_coef_var_val_d];
fprintf ('\n ');
165
fprintf('Numero de passadas do membro esquerdo: %6.0f \n ' , numero_passadas_e);
fprintf('Coeficiente de variacao para a flexo-extensao do joelho E: %6.2f \n ' , coef_var_flx_e);
fprintf('Coeficiente de variacao para o varo-valgo do joelho E: %6.2f \n ' , coef_var_val_e);
fprintf('Numero de passadas do membro direito: %6.0f \n ' , numero_passadas_d);
fprintf('Coeficiente de variacao para a flexo-extensao do joelho D: %6.2f \n ' , coef_var_flx_d);
fprintf('Coeficiente de variacao para o varo-valgo do joelho E: %6.2f \n ' , coef_var_val_d);
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%--------------Salvando Arquivos--------------%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Salvando arquivo com todas as passadas normalizadas
nome_arq_passadas_flx_d = [nome , 'passadas_flxD', '.res'];
eval([' save -ascii ' , diretorio_a , nome_arq_passadas_flx_d , ' passada_flx_d_* ' , '-tabs ']) ;
nome_arq_passadas_val_d = [nome , 'passadas_valD', '.res'];
eval([' save -ascii ' , diretorio_a , nome_arq_passadas_val_d , ' passada_val_d_* ' , '-tabs ']) ;
% Salvando arquivo com 50 passadas, curva media, DP e coeficiente de variacao
% Invertendo as matrizes
matriz_passadas_flx_d = matriz_passadas_flx_d';
matriz_passadas_val_d = matriz_passadas_val_d';
nome_arq_cinq_passadas_flx_d = [nome , 'passadas_med_flxD', '.res'];
eval([' save -ascii ' , diretorio_c , nome_arq_cinq_passadas_flx_d , ' matriz_passadas_flx_d ' , '-tabs ']) ;
nome_arq_cinq_passadas_val_d = [nome , 'passadas_med_valD', '.res'];
eval([' save -ascii ' , diretorio_e , nome_arq_cinq_passadas_val_d , ' matriz_passadas_val_d ' , '-tabs ']) ;
% Salvando dados de picos de flexo-extensao e varo-valgo e respectivos
% instantes
% Agrupando variaveis para salvar arquivo
variaveis_joelho_d = [duracao_passada_d; pico_apoio_flx_d; cor_valgo_pico_apoio_d; t_pico_apoio_flx_d; ...
pico_balanco_flx_d; cor_valgo_pico_balanco_d; t_pico_balanco_flx_d; ...
minimo_retirada_flx_d; cor_valgo_minimo_retirada_d; t_minimo_retirada_flx_d; ...
minimo_toque_flx_d; cor_valgo_minimo_toque_d; t_minimo_toque_flx_d; ...
pico_apoio_val_d; t_pico_apoio_val_d; pico_balanco_val_d; t_pico_balanco_val_d; ...
minimo_retirada_val_d; t_minimo_retirada_val_d; minimo_toque_val_d; ...
t_minimo_toque_val_d; amplitude_flx_d; amplitude_val_d; minimo_minimo_flx_d; ...
cor_valgo_minimo_minimo_flx_d; t_minimo_minimo_flx_d; amplitude_dois_flx_d; ...
166
minimo_minimo_val_d; t_minimo_minimo_val_d; amplitude_dois_val_d];
variaveis_joelho_d = variaveis_joelho_d';
nome_arq_variaveis_d = [nome , 'variaveisD', '.res'];
eval([' save -ascii ' , diretorio_a , nome_arq_variaveis_d , ' variaveis_joelho_d ' , '-tabs ']) ;
% Salvando dados de picos de flexo-extensao e varo-valgo e respectivos
% instantes das passadas 15 aa 64
% Agrupando variaveis para salvar arquivo
variaveis_cinq_joelho_d = [duracao_passada_d(15:64); pico_apoio_flx_d(15:64); cor_valgo_pico_apoio_d(15:64);
t_pico_apoio_flx_d(15:64); ...
pico_balanco_flx_d(15:64); cor_valgo_pico_balanco_d(15:64); t_pico_balanco_flx_d(15:64);
minimo_retirada_flx_d(15:64); ...
cor_valgo_minimo_retirada_d(15:64); t_minimo_retirada_flx_d(15:64); minimo_toque_flx_d(15:64);
cor_valgo_minimo_toque_d(15:64); ...
t_minimo_toque_flx_d(15:64); pico_apoio_val_d(15:64); t_pico_apoio_val_d(15:64);
pico_balanco_val_d(15:64); t_pico_balanco_val_d(15:64); ...
minimo_retirada_val_d(15:64); t_minimo_retirada_val_d(15:64); minimo_toque_val_d(15:64);
t_minimo_toque_val_d(15:64); ...
amplitude_flx_d(15:64); amplitude_val_d(15:64); minimo_minimo_flx_d(15:64);
cor_valgo_minimo_minimo_flx_d(15:64); ...
t_minimo_minimo_flx_d(15:64); amplitude_dois_flx_d(15:64); minimo_minimo_val_d(15:64);
t_minimo_minimo_val_d(15:64); ...
amplitude_dois_val_d(15:64)];
variaveis_cinq_joelho_d = variaveis_cinq_joelho_d';
nome_arq_variaveis_cinq_d = [nome , 'variaveisDcinquenta', '.res'];
eval([' save -ascii ' , diretorio_g , nome_arq_variaveis_cinq_d , ' variaveis_cinq_joelho_d ' , '-tabs ']) ;
% Salvando arquivo com passadas para aplicacao do CMC
passadas_flx_d = passadas_flx_d';
passadas_val_d = passadas_val_d';
nome_arq_passadas_flx_d_cmc = [nome , 'cmc_flxD', '.res'];
eval([' save -ascii ' , diretorio_h , nome_arq_passadas_flx_d_cmc , ' passadas_flx_d ' , '-tabs ']) ;
nome_arq_passadas_val_d_cmc = [nome , 'cmc_valD', '.res'];
167
eval([' save -ascii ' , diretorio_h , nome_arq_passadas_val_d_cmc , ' passadas_val_d ' , '-tabs ']) ;
passadas_flx_d = passadas_flx_d';
passadas_val_d = passadas_val_d';
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%--------------Plotando Dados--------------%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Ajustando a matriz para plotar
passadas_flx_e = passadas_flx_e';
passadas_flx_d = passadas_flx_d';
passadas_val_e = passadas_val_e';
passadas_val_d = passadas_val_d';
% Plotando grafico X/Y
figure(5)
subplot(1,2,1)
plot(passadas_val_e, passadas_flx_e)
title([nome_arq,' - Inverted channel: ', canal, ' - Left Knee'])
xlabel('Varus-Valgus (°)' )
ylabel('Flexion-Extension (%)')
axis([-90 90 -90 90])
grid on
subplot(1,2,2)
plot(passadas_val_d, passadas_flx_d)
title([nome_arq,' - Inverted channel: ', canal, ' - Right Knee'])
xlabel('Varus-Valgus (°)' )
ylabel('Flexion-Extension (%)')
axis([-90 90 -90 90])
grid on
% Apresentando ao usuario 50 passadas (flexo-extensao) do joelho D e E para verificacao
figure(6)
subplot(2,2,1)
plot(passadas_flx_e)
title([nome_arq,' - Inverted channel: ', canal, ' - Left Knee'])
ylabel('Flexion-Extension (°)' )
xlabel('time of the stride (%)')
axis([1 101 -10 80])
168
text(84,75,['CV: ' num2str(round(coef_var_flx_e)) '%'])
grid on
subplot(2,2,2)
plot(passadas_flx_d)
title([nome_arq,' - Inverted channel: ', canal, ' - Right Knee'])
ylabel('Flexion-Extension (°)' )
xlabel('time of the stride (%)')
axis([1 101 -10 80])
text(84,75,['CV: ' num2str(round(coef_var_flx_d)) '%'])
grid on
subplot(2,2,3)
plot(passadas_val_e)
ylabel('Varus-Valgus (°)' )
xlabel('time of the stride (%)')
axis([1 101 -10 80])
text(84,75,['CV: ' num2str(round(coef_var_val_e)) '%'])
grid on
subplot(2,2,4)
plot(passadas_val_d)
ylabel('Varus-Valgus (°)' )
xlabel('time of the stride (%)')
axis([1 101 -10 80])
text(84,75,['CV: ' num2str(round(coef_var_val_d)) '%'])
grid on
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Ajustando passada media e DP para plot
plus_desvio_passadas_flx_d = media_passadas_flx_d + desvio_passadas_flx_d;
minus_desvio_passadas_flx_d = media_passadas_flx_d - desvio_passadas_flx_d;
plus_desvio_passadas_val_d = media_passadas_val_d + desvio_passadas_val_d;
minus_desvio_passadas_val_d = media_passadas_val_d - desvio_passadas_val_d;
plus_desvio_passadas_flx_e = media_passadas_flx_e + desvio_passadas_flx_e;
minus_desvio_passadas_flx_e = media_passadas_flx_e - desvio_passadas_flx_e;
plus_desvio_passadas_val_e = media_passadas_val_e + desvio_passadas_val_e;
169
minus_desvio_passadas_val_e = media_passadas_val_e - desvio_passadas_val_e;
figure(7)
subplot(2,2,1)
plot(w,media_passadas_flx_e,'k',w,plus_desvio_passadas_flx_e,'k-.',w,minus_desvio_passadas_flx_e,'k-.')
title([nome_arq,' - Inverted channel: ', canal, ' - Mean +/- SD - Left Knee'])
ylabel('Flexion-Extension (°)' )
xlabel('time of the stride (%)')
axis([1 101 -10 80])
grid on
subplot(2,2,2)
plot(w,media_passadas_flx_d,'k',w,plus_desvio_passadas_flx_d,'k-.',w,minus_desvio_passadas_flx_d,'k-.')
title([nome_arq,' - Inverted channel: ', canal, ' - Mean +/- SD - Right Knee'])
ylabel('Flexion-Extension (°)' )
xlabel('time of the stride (%)')
axis([1 101 -10 80])
grid on
subplot(2,2,3)
plot(w,media_passadas_val_e,'k',w,plus_desvio_passadas_val_e,'k-.',w,minus_desvio_passadas_val_e,'k-.')
ylabel('Varus-Valgus (°)' )
xlabel('time of the stride (%)')
axis([1 101 -10 80])
text(84,75,['CV: ' num2str(round(coef_var_val_e)) '%'])
grid on
subplot(2,2,4)
plot(w,media_passadas_val_d,'k',w,plus_desvio_passadas_val_d,'k-.',w,minus_desvio_passadas_val_d,'k-.')
ylabel('Varus-Valgus (°)' )
xlabel('time of the stride (%)')
axis([1 101 -10 80])
grid on
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%--------------Salvando Figuras--------------%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Nomeando os arquivos
figura1 = [nome '_fig1'];
figura2 = [nome '_fig2'];
170
figura3 = [nome '_fig3'];
figura4 = [nome '_fig4'];
figura5 = [nome '_fig5'];
figura6 = [nome '_fig6'];
figura7 = [nome '_fig7'];
% Salvando as figuras em formato jpeg e fig
saveas (figure(1), figura1, 'jpeg');
saveas (figure(1), figura1, 'fig');
saveas (figure(2), figura2, 'jpeg');
saveas (figure(2), figura2, 'fig');
saveas (figure(3), figura3, 'jpeg');
saveas (figure(3), figura3, 'fig');
saveas (figure(4), figura4, 'jpeg');
saveas (figure(4), figura4, 'fig');
saveas (figure(5), figura5, 'jpeg');
saveas (figure(5), figura5, 'fig');
saveas (figure(6), figura6, 'jpeg');
saveas (figure(6), figura6, 'fig');
saveas (figure(7), figura7, 'jpeg');
saveas (figure(7), figura7, 'fig');
171
ANEXO IX
Resultados gerados pela rotina de análise no Matlab 6.5:
1. Planilha com as 50 passadas centrais, passada média, desvio padrão e coeficiente
de variação, para os lados direito e esquerdo e planos sagital e frontal:
172
2. Figuras geradas pea rotina Matlab 6.5:
Figura 1 – Registro da posição de referência
173
Figura 2 – Dados sem manipulação para observação da qualidade do registro
174
Figura 3 – Dados sem manipulação para observação da qualidade do registro, no mesmo
formato do arquivo no programa DL1001
175
Figura 4 – Curva de uma passada plotada para identificação dos picos e pontos de recorte das
passadas.
176
Figura 5 – Plano sagital plotado com o plano frontal após aplicação da rotina.
177
Figura 6 – Cinqüenta curvas do indivíduo plotadas para os planos sagital e frontal após a
aplicação da rotina.
178
Figura 7 – Passada média e desvio padrão plotados para os planos sagital e frontal.
179
ANEXO X
Título: Simetria angular do joelho, nos planos sagital e frontal, durante a macha de
indivíduos saudáveis
Autores: Letícia Carnaz
1
, Patrícia Rios Poletto
1
, Helenice Jane Cote Gil Coury
1
e Gert
Hansson
2
.
1
Departamento de Fisioterapia, Universidade Federal de São Carlos, CEP 13565-905,
São Carlos, SP, Brasil.
2
Departamento de Medicina Ocupacional e Ambiental, Hospital-Universidade, SE
221 85 Lund, Sweeden.
Endereço do autor:
Letícia Carnaz
Universidade Federal de São Carlos, Departamento de Fisioterapia
Rodovia Washington Luis, Km 235, CEP 13565-905, São Carlos, SP, Brasil.
Telefone: (16) 33518634
E-mail: lecarnaz@gmail.com
Título Resumido: Simetria angular de joelhos na marcha
Running Title: Angular knee symmetry during gait
Agradecimentos: Apoio Financeiro CNPq Proc N° 101664/03-6 e Fapesp Proc N°:
05/59349-6 e 2005/04460-0.
180
SIMETRIA ANGULAR DO JOELHO, NOS PLANOS SAGITAL E FRONTAL, DURANTE A
MARCHA DE INDIVÍDUOS SAUDÁVEIS
A marcha humana é considerada um movimento simétrico e assimetrias são usualmente associadas à patologia.
Entretanto, a simetria dos membros inferiores na caminhada de indivíduos saudáveis é ainda controverso. O
objetivo desse estudo foi verificar a simetria angular na articulação do joelho, nos planos sagital e frontal,
durante a marcha de indivíduos jovens e saudáveis através de eletrogoniômetros flexíveis. Os dados angulares
do joelho foram obtidos através de eletrogoniômetros flexíveis (XM110, Biometrics Ltd.) acoplados
bilateralmente na articulação dos joelhos dos indivíduos. O acoplamento dos sensores foi realizado a partir de
referências anatômicas, e a coleta seguiu um protocolo criterioso, com os indivíduos caminhando por 1 minuto e
30 segundos em esteira a uma velocidade de 5 Km/h. Os resultados mostraram a ocorrência de simetria angular
do joelho durante a marcha no plano sagital tanto para os ângulos máximo e mínimo como para o arco de
movimento, entretanto para o plano frontal houve assimetria para os ângulos, máximo e mínimo, e uma situação
indefinida para o arco de movimento, já que 50% dos sujeitos mostraram-se assimétricos. Essa classificação foi
realizada a partir da análise descritiva visto que a análise estatística se mostrau pouco sensível para identificar
as assimetrias, pois utiliza valores médios, os quais mascararam a variabilidade entre os sujeitos
Palavras chaves: joelho, marcha, eletrogoniometria, simetria.
KNEE ANGULAR SYMMETRY, SAGGITAL AND FRONTAL PLANES, FOR HEALTHY
SUBJECTS DURING GAIT
Gait asymmetry is usually related to lower limbs pathologis. However, symmetry between the two knees during
gait in healthy individuals is still controversial. This study aims to evaluate angular symmetry of knee
movements, on saggital and frontal planes in young healthy subjects during gait. Knee movements were
recorded by flexible goniometers (XM110, Biometrics, Ltd, Gwent, UK) attached billatery on the knees. The
sensor alignment was guided by anatomical references. The movement were recorded during 90 seconds, after
familiarization to the treadmill at 5,0 Km/h. For the saggital plane, the maximal, minimum and range of
movement were symmetry, however, for the frontal plane only the range of movement was symmetry, the
maximum and minimum angles were asymmetric. These results were identified only by descriptive analysis, as
the statistical analysis, based on median values, showed not to be able to identify assymetris.
Key words: knee, gait, electrogoniometry, symmetry.
181
INTRODUÇÃO
A locomoção normal é considerada um movimento simétrico já que assimetria é freqüentemente associada à
patologia. No entanto, o comportamento simétrico ou não dos membros inferiores na caminhada de pessoas sem
lesão é ainda controverso (SADEGHI et al., 2000). Maupas et al. (1999 e 2002) criticam o fato da maior parte dos
estudos sobre simetria utilizarem valores médios dos membros direito e esquerdo, o que mascararia as variações intra
e inter sujeitos. Esses autores indicam também que os estudos não levam em consideração a precisão do instrumento
de medidas e, utilizam uma distância caminhada pelos indivíduos muito curta, as vezes de uma passada, condições
essas que podem alterar os resultados.
O estudo da simetria pode ser realizado através de variáveis como força, energia mecânica e amplitude de
movimento articular (ADM). Dentre essas, a ADM é relevante devido a sua grande difusão na prática clínica; e um
instrumento que recentemente vem sendo utilizado por permitir o registro dinâmico da amplitude de movimento ao
longo do tempo e ser altamente confiável é o eletrogoniômetro flexível.
Sendo o joelho uma articulação fundamental à eficiência mecânica do corpo durante a locomoção, bem como
para realização de atividades diárias e ainda uma das estruturas mais comumente lesadas de todo o corpo torna-se
necessário avaliar sua simetria articular, já que essa é uma questão importante no diagnóstico e nos programas de
reabilitação (RANSEY e WRETENBERG, 1999 e SADEGHI et al., 2000).
A partir do exposto, o objetivo desse estudo foi verificar a simetria angular dos movimentos da articulação do
joelho, nos planos, sagital e frontal, durante a marcha de indivíduos jovens e saudáveis, através de dois diferentes
critérios: ângulo de corte aplicado por Maupas et al. (1999 e 2002) e o índice absoluto de simetria (ASI).
MATERIAIS E MÉTODOS
1-Sujeitos
A população de estudo consistiu de 9 sujeitos, voluntários saudáveis com idade média de 21,6 anos (± 3),
massa corporal de 65,3 Kg (± 5,4) e estatura de 1,64m (± 0,25). Um esclarecimento inicial sobre os objetivos gerais
do estudo e procedimentos da coleta foi fornecido aos indivíduos, que posteriormente assinaram um termo de
consentimento livre e esclarecido mediante o qual concordaram em participar do estudo, além de autorizarem a
utilização das imagens para fins acadêmicos. Esse trabalho foi aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade.
Como os eletrogoniômetros dependem das características antropométricas dos indivíduos para o bom
acoplamento e obtenção de resultados consistentes (SHIRATSU e COURY, 2003), foram considerados fatores de
inclusão: indivíduos do sexo masculino, com índice de massa corporal variando entre 18 e 24 Kg/m
2
e altura entre
1,60-1,75m. Os fatores de exclusão foram: presença de cirurgia, lesões ou doenças nos membros inferiores, de
sintomas que persistiram três dias ou mais no ano precedente, de distúrbios do equilíbrio, de alterações posturais nos
joelhos (genu valgum, varum, flexum ou recurvatum) ou presença de discrepância no comprimento dos membros
inferiores superior a 1cm.
2-Equipamentos
Para realização do estudo foram utilizados: dois sensores XM110 do eletrogoniômetro flexível Biometrics
(Biometrics Ltd, Cwmfelingach, Gwent UK), uma célula de memória portátil (Datalogger DL1001), Software
Biometrics V. 4.0, uma esteira elétrica Explorer Action Fitness, marcadores, cronômetro, trena, fita métrica e
sinalizador de registro.
182
3-Procedimentos
Inicialmente, os indivíduos foram submetidos à tricotomia no local de fixação dos sensores visto que a
presença de pêlos pode promover uma menor adesão dos terminais sobre a pele podendo provocar
deslocamentos destes durante a coleta. Além disso, a retirada dos pêlos é importante para evitar o contato destes
com a mola (elemento flexível) o que junto com os deslocamentos dos terminais provocariam interferência na
captação dos dados. Posteriormente, marcadores foram fixados no trocânter maior do fêmur e maléolo lateral.
Para colocação dos sensores do eletrogoniômetro, a linha interarticular foi tomada como referência,
assim como o eixo dos segmentos perna/coxa. O centro da mola do eletrogoniômetro foi alinhado à linha
interarticular, o terminal fixo foi acoplado na coxa tendo como referência o trôcanter maior do fêmur, e o
terminal telescópico foi acoplado na perna alinhado ao marcador do maléolo lateral. O processo foi realizado
bilateralmente.
4- Coleta de Dados
Para determinação dos parâmetros de análise, o eletrogoniômetro foi calibrado com o indivíduo ereto,
membros inferiores estendidos e, em posição relaxada (posição neutra). Em seguida, o indivíduo foi instruído a
posicionar-se na esteira sendo que a velocidade foi elevada lentamente até atingir 5,0 Km/h. Dois minutos foram
dados para adaptação do sujeito ao ritmo da esteira e então o sinalizador foi acionado determinando o início do
registro que durou 90 segundos. Após esse período, o sinalizador foi ativado novamente para marcar o fim da
coleta e o equipamento desligado. Ao término da coleta, os dados foram descarregados do DataLogger para o
computador.
5- Análise dos dados
O processamento dos dados foi realizado com uma rotina desenvolvida em MatLab versão 6.5 (MathWorks
Inc., Natick, MA, USA). Através dessa rotina todos os dados foram filtrados usando um filtro Butteworth a
10Hz. Depois disso, o registro foi dividido em ciclos (passadas), sendo que cada passada foi definida como
tempo entre dois toques de calcanhar consecutivos, isto é, o primeiro mínimo depois de uma flexão máxima
(Winter, 1984). As cinqüenta passadas centrais foram selecionadas para cada joelho e foram normalizadas pela
duração da passada (representadas por 101 pontos de dados), tanto para flexo-extensão como para o varo-valgo.
Curvas médias de flexo-extensão e varo-valgo foram derivadas dessas 50 passadas e usadas para o procedimento
de análise, que permitiu o cálculo dos ângulos máximos, ângulos mínimos e arcos de movimento de cada sujeito
para os movimentos de flexo-extensão e varo-valgo (Figura 1).
Inserir Figura 1
A simetria angular foi analisada através da aplicação de dois métodos: 1°- critério utilizado por Maupas et
al. (1999 e 2002), 2°- índice absoluto de simetria (Robinson et al., 1987).
O critério de simetria utilizado por Maupas et al. (1999 e 2002) considera a precisão e a repetibilidade do
eletrogoniômetro. A precisão desse instrumento é avaliada quando suas medidas são comparadas com as
fornecidas por um goniômetro mecânico (protótipo) que neste caso seria considerado padrão ouro. A
183
repetibilidade do eletrogoniômetro na marcha é analisada através da realização de medidas repetidas do
instrumento num mesmo sujeito em condições idênticas.
Para utilização do critério aplicado por Maupas et al. (1999 e 2002) a precisão e repetibilidade dos nossos
sensores foram calculadas. Acurácia de 1.1° (± 0.79) para flexo-extensão e 1.04° (± 0.42) para varo-valgo, e
repetibilidade de 1.91° (± 1.35) para flexo-extensão e 2.51° (± 2.06) para varo-valgo. O cálculo do ângulo de
corte considera:
Ângulo Corte = média
acurácia
+ desvio padrão
acurácia
+ média
repetibilidade
+ desvio padrão
repetibilidade
Para os nossos sensores, o ângulo de corte foi de 5.1° para flexo-extensão e 6° para o varo-valgo. Isso
indica que variações entre os joelhos direito e esquerdo inferiores a 5.1° para a flexo-extensão e 6° para o varo-
valgo, não devem ser consideradas assimetrias articulares, pois estão dentro das diferenças angulares
introduzidas pelo próprio instrumento.
O índice absoluto de simetria (ASI) considera os parâmetros cinemáticos da marcha, sendo que um índice
superior a 10% é indicativo de assimetria articular. O cálculo é realizado a partir da formula abaixo (Robinson et
al., 1987):
ASI= 2 (X
direito
– X
esquerdo
) x 100
X
direito
– X
esquerdo
onde X
direito
é o parâmetro cinemático do membro direito e X
esquerdo
é o parâmetro cinemático do membro
esquerdo.
Os resultados foram também submetidos a uma análise estatística com aplicação do teste t pareado
(Software SPSS versão 10.0).
RESULTADOS
As curvas de movimento dos joelhos direito e esquerdo para flexo-extensão e varo-valgo estão apresentadas
na Figura 2.
Inserir Figura 2
A análise da figura permite identificar, para flexo-extensão, uma diferença de amplitude de movimento
entre os joelhos direito e esquerdo que se mantém ao longo de todo ciclo da marcha, entretanto não há diferença
no formato da curva de movimento. Para o varo-valgo, além da diferença de amplitude de movimento, as curvas
de movimento apresentam direções distintas, principalmente na fase de balanço (60-100% do ciclo da marcha)
indicando grande variabilidade deste movimento.
Os resultados do teste t pareado aplicado para comparar diferenças angulares entre os joelhos direito e
esquerdo estão apresentados na Tabela 1.
Inserir Tabela 1
Com a observação da Tabela 1, verifica-se que para o movimento de flexo-extensão as diferenças entre os
joelhos, direito e esquerdo, foram em média 2.8° para o ângulo mínimo, 1.9° para o ângulo máximo e 0,9° para o
184
arco de movimento, sendo que essas diferenças entre os joelhos foram estatisticamente significativas para os
ângulos mínimos.
Para o movimento de varo-valgo, nenhuma diferença estatística significativa foi notada para qualquer das
variáveis analisadas. Entretanto, percebe-se altos valores de desvio padrão indicando variabilidade dos dados
como anteriormente descrito na Figura 2.
Inserir Tabela 2
O ângulo de corte e o índice absoluto de simetria (ASI) foram concordantes em relação ao movimento de
flexo-extensão, visto que os dois métodos indicaram que há assimetria articular apenas na flexão máxima dos
sujeitos 1 e 6 sendo que os demais sujeitos foram considerados simétricos tanto para amplitude de movimento
como para flexão máxima.
Entretanto, para o movimento de varo-valgo temos que o ângulo de corte identificou 5 sujeitos assimétricos
para o valgo máximo e 3 sujeitos assimétricos para amplitude de movimento , já o índice absoluto de simetria
(ASI) considerou que todos os indivíduos eram assimétricos para o valgo máximo e 8 dos 9 sujeitos eram
assimétricos para amplitude de movimento.
DISCUSSÃO
Os dois métodos aplicados para identificar a simetria articular, ângulo de corte (Maupas et
al.,1999 e 2002) e índice absoluto de simetria (Robinson et al., 1987), apresentaram resultados similares quando
os movimentos do plano sagital foram avaliados. Entretanto, o mesmo não ocorreu para o plano frontal, já que o
índice de simetria absoluto não foi um método sensível para identificar indivíduos simétricos e assimétricos,
considerando a maior parte dos sujeitos assimétricos mesmo quando as diferenças articulares entre os joelhos
não eram superiores a 2°. Isso indica que o índice absoluto de simetria não deveria ser usado quando
movimentos do plano frontal precisam ser avaliados. Os estudos anteriores (Karamanidis et al., 2003;
Hamill,2006) que utilizam esse método não avaliam o plano frontal, apesar desse movimento também sofrer
alterações em lesões e por isso a necessidade de ser avaliado em programas de reabilitação.
Os resultados da análise descritiva e da estatística sugerem tendências distintas a respeito da simetria dos
joelhos. Para o plano frontal, enquanto a análise descritiva demonstrou que 55% da amostra apresentou
assimetrias entre os joelhos para os ângulos, máximos e 33% para o arco de movimento, a análise estatística
identificou simetria para as três variáveis analisadas. Uma possível razão para essa diferença é que o movimento
de varo-valgo apresentou grande variabilidade na população estudada, o que impede a identificação de
diferenças articulares pela análise estatística. Gundersen et al. (1989) e Maupas et al. (1999 e 2002) já haviam
relatado esse fato. Para os movimentos do plano sagital, a análise descritiva e a estatística encontraram os mesmo
resultados, provavelmente devido a menor variabilidade dos movimentos de flexo-extensão.
Em vista do apresentado, a análise descritiva parece fornecer resultados mais fidedignos
quando comparada a análise estatística. Entretanto, resultados estatísticos são também necessários, inclusive
porque permitem a comparação dos resultados presentes com estudos prévios que utilizaram essa análise.
Kettekamp et al. (1970), apresentaram resultados de simetria angular do arco de movimento
dos joelhos durante a flexo-extensão, o que está de acordo com os resultados estatísticos apresentados por este
185
estudo. Gundersen et al. (1989) utilizaram teste t e observaram assimetria para os ângulos mínimos durante a
flexo-extensão do joelho, dados estes que estão em concordância aos relatados na Tabela 1. Contudo, os
resultados deste trabalho estão em oposição aos de Maupas et al. (1999 e 2002) que também usaram a análise
descritiva para classificação de assimetria angular entre os joelhos durante a flexo-extensão. Esses autores
encontraram diferenças angulares entre os joelhos superiores a 5° (assimetrias) para os ângulos máximos em
51,65% de seu estudo (Maupas et al.,1999) e 62,5% em outra pesquisa (Maupas et al., 2002) enquanto que no
presente trabalho 70% dos sujeitos demonstraram simetria para as máximas durante a flexo-extensão.
Uma possível razão para a diferença entre os resultados do presente estudo e dos trabalhos do
Maupas et al. (1999 e 2002) é que o critério de seleção dos indivíduos desta pesquisa foi rígido, não permitindo
que nenhuma alteração postural dos joelhos (genu valgum, varum, flexum e recurvatum) clinicamente notável
fosse aceita.
Estudos recentes (MAUPAS et al., 1999 e 2002) que avaliam a simetria angular do joelho não
apresentam resultados do movimento no plano frontal, apesar de ser um aspecto importante visto que esse
movimento também sofre alterações em lesões e deve ser avaliado em programas de reabilitação. Apenas o
estudo de Kettelkamp et al. (1970) relataram diferenças angulares entre os joelhos para o plano frontal, e seus
resultados indicaram assimetrias angulares dos joelhos para o movimento de varo-valgo.
Outra questão que deve ser discutida em relação ao plano frontal é a grande variabilidade tanto intra
com inter sujeitos observada nos presentes resultados. Este relato está de acordo com Kettelkamp et al. (1970)
que conclui que os movimentos do joelho variavam entre os sujeitos e freqüentemente entre os joelhos de um
mesmo sujeito. Outros autores como Chao et al. (1983), Ishii et al. (1997), Reinschmidt et al. (1997) e Ramsey e
Wretemberg (1999) também encontraram variação considerável entre indivíduos no movimento varo-valgo do
joelho.
A razão pela qual a variabilidade desse movimento é tão elevada ainda não foi bem justificada,
Freeman e Pinskerova (2005) acreditam que como o movimento é muito pequeno existe grande dificuldade em
obtê-lo com marcadores fixados na pele, ou através de eletrogoniômetros. Ainda Reinschmidt et al. (1997)
acreditam que a pequena magnitude combinada com problemas de alinhamento com o sistema de coordenadas
anatômico, resulte em crosstalk, o que pode mascarar parte do movimento real. Uma outra fonte possível de
crosstalk para o varo-valgo é a combinação desse movimento com rotação (GIL COURY et al., 2006).
Em relação à assimetria, estudos (SADEGHI et al., 1997 e 2000) descrevem que os dois membros
inferiores contribuem de maneira distinta na marcha normal, sendo suas funções principais o controle e a
propulsão do corpo do indivíduo. No entanto, quando se considera o comportamento global das pernas, a
simetria é evidenciada. Apesar disso, assimetrias locais ou articulares são também sugeridas baseadas nas
diferentes tarefas funcionais (controle e propulsão) dos membros inferiores e sendo consideradas um efeito do
mecanismo de compensação (SADEGHI H, 2003).
Finalmente, cabe ponderar sobre os critérios de assimetria adotados no presente estudo. Maupas et al.
(1999) sugerem que para os movimentos de flexo-extensão, variações de até 5° podem ser atribuídas a erros de
medidas do instrumento. No entanto, quando o equipamento utilizado é um eletrogoniômetro flexível, essa
afirmação parece estar superestimada, pois em um estudo que sistematizou milhares de medidas comparando
resultados de sensores deste tipo com dispositivo de precisão, erros inferiores a 3° foram relatados (SHIRATSU,
186
A e GIL COURY, 2003). No entanto, esse estudo avaliou apenas o equipamento. Quando se considera que o erro
também está potencialmente presente nos procedimentos de coleta (acoplamento do equipamento no corpo,
protocolos, etc), uma margem maior de erro pode ser esperada. Maupas et al. (1999) levaram em consideração
vários aspectos para o estabelecimento dos limites propostos. Assim, optou-se no presente estudo por adotar os
mesmos valores de Maupas et al (1999) para os movimentos do plano sagital e, utilizar o mesmo raciocínio para
propor valores para o plano frontal, os quais conduzem a resultados similares aos que seriam obtidos caso os
critérios da American Medical Association (2005) fossem aplicados.
CONCLUSÃO
Os resultados aqui relatados corroboram a existência de simetria angular do joelho durante a marcha no
plano sagital. Entretanto, o mesmo não pode ser afirmado, para o plano frontal, no qual 55% dos sujeitos são
assimétricos nos ângulos máximos e 33% para o arco de movimento. Essa constatação é baseada na análise
descritiva, dadas as limitações da análise estatística, que se mostrou pouco sensível para identificar as assimetrias
por utilizar valores médios, que acabam por minimizar a variabilidade entre os sujeitos.
Dentre os métodos utilizados para a análise da simetria articular, concluímos que o índice absoluto de
simetria pode ser utilizado quando os movimentos do plano sagital são avaliados, entretanto quando além dos
movimentos do planos sagital, os do plano frontal também precisam ser analisados, o ângulo de corte se mostrou
mais sensível na identificação de simetrias.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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walking, detected by electrogoniometry. Clinical Biomechanics, v.14, pp. 403-411, 1999.
187
MAUPAS, E.; PAYSANT, J.; DATIE, A. M.; MARTINET, N.; ANDRÉ, J. M. Functional asymmetries of the
lower limbs. A comparison between clinical assessment of laterality, isokinetic evaluation and electrogoniometer
monitoring of knees during walking. Gait and Posture, v.16, pp.304-312, 2002.
RAMSEY, D. K.; WRETENBERG, P. F. Biomechanics of the knee: methodological considerations in the in
vivo kinematic analysis of the tibiofemoral and patellofemoral joint. Clinical Biomechanics, v.14, pp.595-611,
1999.
REINSCHMIDT, C.; VAN DEN BOGERT, A. J.; LUNDBERG, A.; NIGG, B. M.; MURPHY, N.; STACOFF,
A.; STANO, A. Tibiofemoral and tibiocalcaneal motion during walking: external vs. skeletal markers. Gait and
Posture, v. 6, pp. 98-109, 1997.
SADEGHI, H.; ALLARD, P.; DUHAIME, M. Funtional gait asymmetry in able-bodied subjects. Human
Movement Science, v.16, pp. 243-258, 1997.
SADEGHI, H.; ALLARD, P.; PRINCE, F.; LABELLE, H. Symmetry and limb dominance in able-bodied gait: a
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SADEGHI, H. Local or global asymmetry in gait of people without impairments. Gait and Posture, v.17, pp.
197-204, 2003.
SHIRATSU, A; COURY, H.J.C.G. Reliability and accuracy of different sensors of a flexible electrogoniometer.
Clinical Biomechanics. v. 18, p. 682-684, 2003.
188
Figura 1. Segundo proposição de Benedetti et al. (1998), identificação dos pontos máximos e mínimos e da amplitude de movimento para as curvas de flexo-extensão e
varo-valgo.
0 20 40 60 80 100
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
Extensão/ Flexão (°)
Mínima Flexão
Máxima Flexão
Amplitude
Fase de A
p
oio
Fase de Balanço
Fase de A
p
oio Fase de Balan
ç
o
Máximo Val
g
o
0 20406080100
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
Varo/ Valgo (°)
Mínimo Valgo
Amplitude de
Valgo
189
0 20406080100
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
Joelho Direito
Joelho Esquerdo
Extensão/ Flexão (°)
% do ciclo da marcha
0 20406080100
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
Joelho Direito
Joelho Esquerdo
Varo/ Valgo (°)
% do ciclo da marcha
Figura 2. Curva média de movimento dos joelhos direito e esquerdo para flexo-extensão e varo-valgo de todos os sujeitos
190
Tabela 1.Valores angulares médios (°) e desvio padrão dos joelhos direito e esquerdo para os movimentos de
flexo/ extensão e varo/ valgo durante a marcha.
Flexo/ Extensão Varo/ Valgo
Mínimo
▲
Máximo Amplitude Mínimo Máximo Amplitude
Joelho D
1.7 ± 3.4 57.2 ± 6.6 55.5 ± 5.7 -4.6 ± 2.3 11.9 ± 7.2 16.5 ± 5.6
Joelho E
-1.1 ± 4.7 55.3 ± 9 56.4 ± 6.8 -7.2 ± 4.6 9.1 ± 11.5 16.3 ± 8.3
191
Tabela 2. Diferenças angulares (°) entre os joelhos direito e esquerdo e Índice Absoluto de Simetria (ASI) em %
aplicado em cada indivíduo para os movimentos de flexo-extensão e varo-valgo,* indica diferenças angulares
superiores a 5.1° no movimento de flexo-extensão, ▲indica diferenças angulares superiores a 6° no movimento
de varo-valgo e • indica índice de assimetria superior a 10% tanto para flexo-extensão como para o varo- valgo.
Flexo-extensão Varo-valgo
Ângulo de Corte (°) ASI (%) Ângulo de Corte (°) ASI (%)
Sujeitos Máximo Amplitude Máximo Amplitude Máximo Amplitude Máximo Amplitude
1 *6.9 4.4
•12.9
8.2 ▲13.2 ▲12.7
• 45.9 • 41.2
2 4.1 1.5 6.7 2.5 ▲ 8.1 ▲ 7.2
• 55.7 • 41.1
3 1.1 2.9 1.9 5.2 ▲ 6.8 1.8
• 147.6 • 15.5
4 1.5 4.3 2.5 7.6 1.4 0.2
• 19.7
1.7
5 4.2 5 6.4 8.2 ▲ 6.1 1.7
• 225.5 • 12.8
6 *7.9 3.1
•16.4
5.6 5.2 2.1
• 67.5 • 14.1
7 4.2 1.1 9.9 2.5 4.6 2.4
• 24.3 • 11
8 0.6 4.3 0.9 6.7 ▲ 11.2 ▲ 10.6
• 128.9 • 69.6
9 2.4 1.1 4.4 2.2 5.9 3.3
• 332.2 • 30.1
192
ANEXO XI
Universidade Federal de São Carlos
Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa
Coordenadoria de Iniciação Científica
MEDIDAS ELETROGONIOMÉTRICAS DE JOELHOS DURANTE A
MARCHA NORMAL-RESULTADOS PRELIMINARES (2004)
CARNAZ, L.(IC/CNPq); POLLETO, P.; GIL COURY,H.J.C.(O)
DEFISIO/UFSCar
Introdução: Dados angulares de mensuração de alta qualidade são
fundamentais para revelar características do movimento e comprovar a
efetividade de intervenções terapêuticas devendo ser capazes de detectar
melhoras, deterioração ou estagnação na condição dos pacientes.Existem
diversas formas de mensuração do movimento, como protocolos de registro
postural e goniometria. Nesta última forma, destacam-se os eletrogoniômetros
que apresentam como vantagens o fato de permitirem a coleta de dados
simultaneamente em mais de um plano de movimento, serem portáteis para o
registro de movimentos funcionais e apresentarem alta confiabilidade no
registro da amplitude de movimento articular. Em vista dos poucos relatos
científicos encontrados, a análise de medidas eletrogoniométricas de joelho
em condições específicas, tais como o registro de um maior número de passos
e em diferentes velocidades é de grande importância. Objetivos: O objetivo
deste estudo será avaliar as características dos movimentos de joelho durante
a marcha normal em diferentes velocidades, através de eletrogoniômetro
biaxial flexível (XM110, Biometrics Ltd.) Metodologia: Foram avaliados 8
sujeitos, voluntários normais que tiveram como fatores de exclusão em sua
seleção: qualquer cirurgia, lesão ou doença nos membros inferiores, distúrbios
do equilíbrio e assimetria dos joelhos.Os eletrogoniômetros (XM110,
Biometrics Ltd UK) eram acoplados bilateralmente na articulação do joelho
dos indivíduos e o seu alinhamento realizado a partir de referências
anatômicas seguindo um protocolo sistemático para que os dados fossem os
mais fidedignos possíveis.A calibragem do instrumento era realizada de
acordo com as instruções do fabricante. Posteriormente, o indivíduo era
instruído a caminhar na esteira completando dois ciclos de 1 minuto e
30segundos de duração, sendo o primeiro a uma velocidade de 2,5 Km/h e no
segundo essa velocidade era elevada a 5,0 Km/h. Os movimentos eram
registrados por Datalogger 1001, que é uma célula de memória portátil, e
posteriormente transferidos e analisados em computador. Os dados estão
sendo analisados descritivamente nesta etapa inicial e a seguir serão
193
submetidos à análise estatística. Resultados: As amplitudes médias
encontradas para flexo-extensão e varo-valgo foram respectivamente de
48,01° e 12,35° para a velocidade de 2,5 Km/h e de 51,7° e 13,08° para a
velocidade de 5 Km/h. Portanto, ocorre um aumento da ADM para flexo-
extensão e varo-valgo com a elevação da velocidade, no entanto vale ressaltar
que para o movimento de varo-valgo 50% dos indivíduos apresentaram
redução da ADM de um dos joelhos com o aumento da velocidade.
Constatou-se ainda, que existe uma diferença interindividual de amplitude de
movimento para flexo-extensão e varo-valgo dos joelhos; sendo a média e o
desvio padrão dessa diferença 3,05°( +3,72°) e 4,43°( +3,11°)
respectivamente para a velocidade de 2,5 Km/h. Ao passo que para a
velocidade de 5Km/h, a referida diferença sofreu alteração sendo que para
flexo-extensão esse valor foi de 2,25° ( +1,53°) ,ou seja, sofreu redução e
para o movimento de varo-valgo ocorreu aumento determinando uma média
da diferença de 4,89°
( +3,9°).É digno de nota, o fato do movimento de varo-valgo apresentar uma
ADM menor que a de flexo-extensão e possuir diferenças maiores, isso se
deve a grande variabilidade de amplitude que esse movimento apresenta entre
os indivíduos.
Agencia: CNPq
194
195
196
197
198
XIII Simpósio de Fisioterapia da UFSCar
IV Encontro de Ex-alunos de Fisioterapia da UFSCar
Anais Rev. Bras. Fisioter. 2005
199
XIII Simpósio de Fisioterapia da UFSCar
IV Encontro de Ex-alunos de Fisioterapia da UFSCar
Anais Rev. Bras. Fisioter. 2005
200
AVALIAÇÃO DA SIMETRIA DOS MOVIMENTOS DO JOELHO NA
MARCHA DE MULHERES SAUDÁVEIS
Yazbek, Paula M.
1
(IC); Gil Coury, Helenice J. C.
1
(O); Poletto, Patrícia R.
1
(CO)
1
Departamento de Fisioterapia, Universidade Federal de São Carlos
A marcha humana é um tipo de locomoção, cujo padrão bípede é adquirido na
infância. Na ausência de doenças ou lesões dos sistemas nervoso ou músculo-esquelético, é
mantido normalmente sem esforços conscientes. A consideração sobre a normalidade do
processo de locomoção deve ser feita com certa tolerância, uma vez que varia em função do
sexo, da idade, do peso corporal, da altura. São várias as articulações envolvidas no complexo
movimento da marcha, entre elas, destaca-se o joelho, uma articulação de carga e de grande
amplitude de movimento. A maioria dos estudos destinados à análise da marcha humana
preocupa-se com a comparação entre os sexos masculino e feminino, mas as diferenças
estruturais que as mulheres exibem nos quadris e joelhos podem predispô-las a diferenças em
seus padrões de movimentos. Uma das formas de caracterização da marcha humana é através
da mensuração da amplitude de movimento (ADM) e a eletrogoniometria é um método
confiável de avaliação e mensuração. Por meio da eletrogoniometria flexível, este estudo teve
como objetivo avaliar a simetria dos movimentos do joelho durante a marcha de mulheres
jovens saudáveis, para os movimentos de flexo-extensão e varo-valgo. Foram avaliados 12
sujeitos do sexo feminino, voluntários normais. Os indivíduos caminharam em esteira
ergométrica por 1 minuto e 30 segundos a uma velocidade de 5km/h, passando anteriormente
por um período de familiarização de aproximadamente 5 minutos. Foi aplicada uma análise
descritiva sobre o comportamento de cada indivíduo quanto aos valores médio, máximo e
mínimo e amplitudes de movimento atingidos nos planos sagital e frontal. Observando-se
indivíduo por indivíduo, foi possível notar variabilidade de padrão das curvas de amplitude de
flexão-extensão e, sobretudo, para o movimento de varo-valgo. Foi encontrado
comportamento simétrico dos joelhos para os movimentos realizados no plano sagital e
assimétrico para os movimentos do plano frontal. Apesar de a amostra analisada ter sido
selecionada objetivando alcançar grande homogeneidade física dos participantes, constatou-se
que dentre os indivíduos avaliados, ocorreram padrões de marcha bem distintos.
CNPq
CONGRESSO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, 14., 2006, São Carlos.
Anais de Eventos da UFSCar, v. 2, p. , 2006
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