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Universidade São Judas Tadeu Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Mestrado em Educação Física AJUSTES POSTURAIS EM CRIANÇAS PORTADORAS DE PARALISIA CEREBRAL Dissertação apresentada ao Programa de Mestrado em Educação Física da Universidade São Judas Tadeu, como requisito parcial para a obtenção do grau de mestre em Educação Física. CANDIDATA: ALINE BIGONGIARI ORIENTADOR: PROF. DR. LUIS MOCHIZUKI SÃO PAULO ABRIL/2006 - Bigongiari, Aline Ajustes posturais em crianças portadoras de paralisia cerebral./ Aline Bigongiari. - São Paulo, 2006. Dissertação (Mestrado em Educação Física) – Universidade São Judas Tadeu, São Paulo, 2006. Orientador: Dr. Luis Mochizuki 1. Controle Postural . 2. Paralisia cerebral . 3. Eletromiografia. I. Título CDD- 796 Ficha catalográfica: Elizangela L. de Almeida Ribeiro - CRB 8/6878 AGRADECIMENTOS Agradeço ao Prof. Dr. Luis Mochizuki, meu orientador, por todo tempo, ensinamentos, paciência, orientação e dedicação dispensadas à elaboração desta dissertação, do qual tenho o privilégio de participar, à contribuição essencial na minha formação científica e a amizade. Admiração! Ao Prof. Dr. Rubens Correa Araújo, pela confiança, amizade, respeito, e por dez anos de orientação profissional. Gratidão! Ao Prof. Dr. Marcos Duarte pela disponibilidade e conhecimentos empregados na análise desta dissertação. Respeito! À minha colega de mestrado Ft. Patrícia Martins Franciulli, pelo auxílio em todas as horas, pela companhia no trabalho e no descanso, pelos momentos tristes e felizes, pelas discussões e risadas, pelos segredos, enfim pelos dois anos juntas. Cumplicidade! Aos professores colegas: Moisés Veloso Fernandes, Márcia Barbanera, Cristiane Magaldi, Marcio Tubaldini, Bianca Thurm, Jerônimo Rafael, Andréa Fernanda Leal, Débora Bachin Carvalho, Renata Calhes Franco e Marina Ortega Golin pela paciência, amizade, alegria e sustentação. Amizade! A todos os colegas do mestrado e do laboratório de Biomecânica da USJT, Flávia, Renata, Renatto, Juliana, Henry, Carlos Mó, Gustavo, Zirlene, Márcia Val, que me acompanharam estes anos. Alegria! À Universidade São Judas Tadeu por permitir que realizasse meu mestrado, além de ser minha casa desde 2001. Felicidade! À minha família, pai, mãe, irmãos, vó, tia, cunhadas e sobrinhos pela confiança e paciência durante as muitas ausências. Carinho sempre! Ao meu marido André Luis Colombo Winckler pelo amor, compreensão, apoio, saudades, alegrias, carinho, realização, auxílio, vitórias, paciência e dedicação. Amor! OBRIGADA ii Sumário Lista DE ABREVIAÇÕES, SIGLAS E DEFINIÇÕES.................................................... vii RESUMO ...................................................................................................................... viii ABSTRACT .................................................................................................................... ix 1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 1 1.1 Problema ........................................................................................................... 3 1.2 Objetivo Geral ................................................................................................... 3 1.2.1 Específico .................................................................................................. 3 1.3 Justificativa........................................................................................................ 4 2 REVISÃO DE LITERATURA .................................................................................. 5 2.1 Características do Controle Postural................................................................... 6 2.1.1 Ajuste Postural Antecipatório..................................................................... 8 2.1.2 Ajuste Postural Compensatório ................................................................ 10 2.2 Controle Postural na Paralisia Cerebral ............................................................ 12 3 MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................... 16 3.1 Sujeitos............................................................................................................ 16 3.2 Instrumentos .................................................................................................... 17 3.3 Protocolo experimental .................................................................................... 18 3.4 Variáveis Analisadas........................................................................................ 19 3.5 Tratamento dos sinais ...................................................................................... 20 3.5.1 Análise dos resultados.............................................................................. 20 4 RESULTADOS....................................................................................................... 21 4.1 Efeito dos fatores no valor integral da eletromiografia ..................................... 22 4.2 Efeito dos fatores no parâmetro Root Mean Square.......................................... 24 4.3 Efeito nos parâmetros Coativação e Inibição.................................................... 25 5 DISCUSSÃO .......................................................................................................... 37 5.1 Efeito do ajuste postural................................................................................... 37 5.2 Efeito do fator bola .......................................................................................... 38 5.3 O efeito do fator grupo..................................................................................... 40 5.4 Níveis de ativação muscular............................................................................. 41 5.5 Parâmetros Coativação e Inibição .................................................................... 42 5.6 Relação entre a idade e os ajustes posturais...................................................... 44 5.7 Relação entre os níveis funcionais e os ajustes posturais. ................................. 45 6 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 46 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 47 8 ANEXO .................................................................................................................. 54 8.1 Rotina Matlab 6.5 ............................................................................................ 54 8.2 Gross Motor Function Classification System (GMFCS) ................................... 58 8.3 Termo de Conscentimento ............................................................................... 61 8.4 Comitê de ética................................................................................................ 62 iii ÍNDICE DE TABELAS TABELA 1 - Atividade eletromiográfica aumentada (+) ou reduzida (-) do ajuste postural antecipatório (APA) encontrado nos sete músculos analisados: deltóide (DE), esternocleidomastoideo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO), bíceps braquial (BB) e reto abdominal (RA), para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) durante a tarefa motora de agarrar bolas de diferentes massas, leve (0,18 kg) e pesada (1 kg). .................................................... 21 TABELA 2 - Média e desvio padrão dos valores da integral da EMG (iEMG) para os músculos deltóide (DE), esternocleidomastoideo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO), bíceps braquial (BB) e reto abdominal (RA), durante os ajustes posturais antecipatório (APA) e compensatório (APC) para os grupos controle e PC (GCON e GPC) durante a tarefa motora de agarrar bolas de diferentes massas leve e pesada. .............................................................................. 23 TABELA 3 - Média e desvio padrão dos valores do Root Mean Square (RMS) para os músculos deltóide (DE), esternocleidomastoideo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO), bíceps braquial (BB) e reto abdominal (RA), durante os ajustes posturais antecipatório (APA) e compensatório (APC) para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) durante a tarefa motora de agarrar bolas de diferentes massas, leve e pesada..................................................... 24 TABELA 4 - Média e desvio padrão dos valores da integral da eletromiografia (iEMG) durante a co-ativação (C) e a inibição recíproca (R) para o par muscular esternocleidomatoideo-extensor cervical (ES-CE) e para o par muscular reto abdominal-extensor lombar (RA-LO) durante o ajuste postural antecipatório e compensatório, para o grupo controle (GCON) e grupo de crianças com paralisia cerebral (GPC). ....................................................................................................... 26 TABELA 5: distribuição das crianças do grupo paralisia cerebral (GPC) entre os três níveis funcionais da Gross Motor Function Classification System (GMFCS) .................... 34 TABELA 6 - Médias e desvio padrão dos valores da integral do sinal eletromiografico (iEMG) encontrados nos músculos deltóide (DE), esternocleidomastoideo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO), bíceps braquial (BB) e reto abdominal (RA), durante os ajustes posturais antecipatório (APA) e compensatórios (APC), no grupo controle (GCON) em função das diferentes idades. ................................................................................................................................ 35 TABELA 7 - Médias e desvio padrão dos valores da integral do sinal eletromiográfico (iEMG) encontrados nos músculos deltóide (DE), esternocleidomastoideo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO), bíceps braquial (BB) e reto abdominal (RA), durante os ajustes posturais antecipatório (APA) e compensatórios (APC), no grupo paralisia cerebral (GPC) em função das idades..... 36 TABELA 8 - Médias e desvio padrão dos valores da integral do sinal eletromiográfico (iEMG) encontrados nos músculos deltóide (DE), esternocleidomastoideo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO), bíceps braquial (BB) e reto abdominal (RA), durante os ajustes posturais antecipatório (APA) e compensatórios (APC), em crianças com paralisia cerebral (PC) em função da classificação dos níveis funcionais........................................................................... 36 iv ÌNDICE DE FIGURAS FIGURA 1 - A) MyoSystem 1400, utilizado para a mensuração da atividade eletromiográfica. B) Eletrogoniômetro utilizado para a mensuração do movimento do tronco. ..................................................................................................................... 17 FIGURA 2 - Protocolo experimental realizado. ............................................................... 18 FIGURA 3 - Utilização de três níveis de ativação muscular diferentes durante a realização da tarefa: fraca (0-30%), média (30-70%) e forte (70-100%) para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) com bola leve e pesada durante o ajuste postural antecipatório (APA) e compensatório (APC) nos músculos posteriores do tronco, para valores da integral do sinal eletromiografico (iEMG).............................................. 27 FIGURA 4 - Utilização de três níveis de ativação muscular diferentes durante a realização da tarefa: fraca (0-30%), média (30-70%) e forte (70-100%) para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) com bola leve e pesada durante o ajuste postural antecipatório (APA) e compensatório (APC) nos músculos anteriores do tronco, esternocleidomastoídeo e reto abdominal (ES e RA), para valores da integral do sinal EMG. ...................................................................................................................... 27 FIGURA 5 - Utilização de três níveis de ativação muscular diferentes durante a realização da tarefa: fraca (0-30%), média (30-70%) e forte (70-100%) para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) com bola leve e pesada durante o ajuste postural antecipatório (APA) e compensatório (APC) nos músculos primários do movimento (deltóide e bíceps braquial – DE e BB), para valores da integral da eletromiografia (iEMG).................................................................................................................... 28 FIGURA 6 – Utilização de três níveis de ativação muscular diferentes durante a realização da tarefa: fraca (0-30%), média (30-70%) e forte (70-100%) para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) com bola leve e pesada durante o ajuste postural antecipatório (APA) e compensatório (APC) nos músculos posteriores do tronco, para valores do RMS....................................................................................................... 29 FIGURA 7 - Utilização de três níveis de ativação muscular diferentes durante a realização da tarefa: fraca (0-30%), média (30-70%) e forte (70-100%) para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) com bola leve e pesada durante o ajuste postural antecipatório (APA) e compensatório (APC) nos músculos anteriores do tronco, para valores da Root Mean Square (RMS)....................................................................... 30 FIGURA 8 - Utilização de três níveis de ativação muscular diferentes durante a realização da tarefa: fraca (0-30%), média (30-70%) e forte (70-100%) para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) com bola leve e pesada durante o ajuste postural antecipatório (APA) e compensatório (APC) nos músculos primários do movimento, para valores da Root Mean Square (RMS). .............................................................. 30 FIGURA 9 - Valores médios e desvio padrão da integral da eletromiografia (iEMG) e a reta obtida pela regressão linear entre a média da iEMG e as idades das crianças para os músculos esternocleidomastoídeo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO) e Reto abdominal (RA) durante o ajuste postural antecipatório (APA) no grupo controle (GCON)...................................................... 31 FIGURA 10 - Valores médios e desvio padrão da integral da eletromiografia (iEMG) e a reta obtida pela regressão linear entre a média da iEMG e as idades das crianças para os músculos esternocleidomastoídeo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO) e Reto abdominal (RA) durante o ajuste postural compensatório (APC) no grupo controle (GCON). .................................................. 32 v FIGURA 11 - Valores médios e desvio padrão da integral da eletromiografia (iEMG) e a reta obtida pela regressão linear entre a média da iEMG e as idades das crianças para os músculos esternocleidomastoídeo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO) e Reto abdominal (RA) durante o ajuste postural antecipatório (APA) no grupo paralisia cerebral (GPC). .......................................... 33 vi LISTA DE ABREVIAÇÕES, SIGLAS E DEFINIÇÕES APA Ajuste postural antecipatório. APC Ajuste postural compensatório. AVD Atividade de vida diária. BB m. bíceps braquial. BOS Base de suporte. C Co-ativação muscular. COM Centro de Massa. CV Coeficiente de variabilidade. CE m. extensor cervical. LO m. extensor lombar. EMG Eletromiografia e termos derivados, como eletriomiograma, eletromiográfico(s) ou eletriomiográfica(s). ES m. esternocleidomastoídeo. TO m. extensor torácico. GMFCS Classificação para determinar a atividade funcional (Gross Motor Function Classification System for Cerebral Palsy). GCON Grupo controle GPC Grupo de crianças com Paralisia Cerebral iEMG Valor da integral do EMG. PC Paralisia Cerebral e termo derivado, como portador (es) de paralisia cerebral. R Índice para Inibição recíproca. RA m. reto abdominal. RMS Root Mean Square. SNC Sistema nervoso central. UM Unidade motora. vii AJUSTES POSTURAIS EM CRIANÇAS PORTADORAS DE PARALISIA CEREBRAL CANDIDATA: ALINE BIGONGIARI ORIENTADOR: PROF. DR. LUIS MOCHIZUKI RESUMO O objetivo deste trabalho foi estudar o controle postural de crianças com paralisia cerebral (PC) durante a tarefa de agarrar uma bola de diferentes massas na postura sentada a partir da flexão bilateral dos ombros. Participaram do estudo 12 crianças saudáveis (GCON) e 12 crianças com PC (GPC). Foram estudados os efeitos da massa da bola (1 kg e 0,18 kg), tipo de ajuste postural (ajuste postural antecipatório e ajuste postural compensatório) e dos grupos no sinal elétrico de músculos (deltóide anterior, bíceps braquial, esternocleidomastoídeo, extensor cervical (C7) extensor torácico (T10), extensor lombar (L3), e reto abdominal) que foi mensurado por meio da eletromiografia (EMG) de superfície. Para indicar o início do movimento do ombro, foi utilizado um eletrogoniômetro flexível bidimensional. A análise de variância de três fatores e o teste post hoc Tukey foram utilizados para analisar os parâmetros RMS (root meam square) e valor da integral do sinal eletromiográfico (iEMG). Os resultados mostraram maior atividade EMG durante o APC, com a bola pesada e nos músculos posteriores do tronco. O GPC mostrou maior atividade EMG e maior co-ativação dos pares agonista/antagonista avaliados. A análise de regressão linear mostrou relação positiva entre o EMG e as idades do GCON, em contraste com a relação negativa observada no GPC. A relação linear encontrada GPC corrobora com a literatura que indica o não aumento da eficiência do controle postural com a progressão da idade. Os resultados sugerem a utilização de uma estratégia baseada em correções após o início do movimento para a tarefa analisada. Palavras chaves: Controle Postural, Paralisia Cerebral, Ajuste Postural Antecipatório. viii POSTURAL ADJUSTMENTS IN CHILDREN WITH CEREBRAL PALSY CANDIDATE: ALINE BIGONGIARI ADVISOR: PROF. DR. LUIS MOCHIZUKI ABSTRACT The aim of this dissertation was to study the postural control in children with cerebral palsy (CP) performing the bilateral shoulder flexion to grasp a ball during the sitting posture. The subjects were 12 healthy children (GCON) and 12 children with cerebral palsy. It analyzed the effect of ball mass (1 kg and 0.18 kg), postural adjustment (anticipatory postural adjustment, APA, and compensatory postural adjustment, CPA), and groups on the electrical activity of some muscles (deltoid, biceps brachii, sternocleidomastoid, neck extensor (C7) thoracal extensor (T10), lumbar extensor (L3), and rectus abdominis) measured with surface electromyography (EMG). The begging of movement was detected with a bidimensional flexible electrogoniometer. The 3-way analysis of variance and Tukey test were used to analyze the effect of those factors on RMS (root mean square) and the integral of EMG signal (iEMG). The results show higher EMG activity during CPA, with heavy ball, and for posterior trunk muscles. The GPC presented the higher EMG activity and co-activation index. The linear regression analysis showed a positive relation between EMG and ages for GCON; while, for GPC, it showed a negative relation for the same variables. The linear relation for GPC supports the hypothesis of no increase on postural control efficiency across ages. For the task, the results support a postural control strategy based on corrections after the beging of the movement. Key-words: Postural Control, Cerebral Palsy, Antecipatory postural activity. ix 1 INTRODUÇÃO O controle postural é definido como a coordenação e o controle dos segmentos corporais em relação ao próprio corpo e em relação ao ambiente (BARELA, 2000; SHUMWAY-COOK & WOOLLACOTT, 2003). Para entender a aquisição e o aprimoramento do movimento voluntário coordenado dependemos do conhecimento sobre o controle postural. É a partir da contribuição de subsistemas neurais que o controle da postura é construído: sistemas sensoriais (visual, somatossensorial e vestibular), sistema motor (córtex pré-frontal e vias descendentes que terminam nos efetores), os núcleos da base e o cerebelo (WOOLLACOTT, 2002; JONES, 2003), entre outros. Assim, um sistema postural imaturo ou com disfunções pode limitar o aparecimento de novos comportamentos motores (LEVIN et al., 2002). A postura ereta é um desafio para o controle postural. Manter o equilíbrio na presença da gravidade; gerar respostas antecipatórias aos movimentos voluntários; e se adaptar em respostas a alterações relacionadas às tarefas e ao ambiente são funções básicas e essenciais para o sucesso do controle motor (HORSTMANN & DIETZ, 1990; HORAK et al., 1997; MASSION, 1998; BROGREN et al, 1998; JONES, 2003; BARELA, 2000; HORAK & SHUPERT, 2002). As respostas motoras promovidas por perturbações na postura são conhecidas como ajustes posturais. Estes ajustes são comandados pelo SNC, dependem das informações a respeito da tarefa realizada e do ambiente, e ocorrem em dois momentos: previamente à perturbação, APA, e depois da perturbação, APC (MASSION, 1998; ARUIN et al, 2001; SHUMWAY-COOK & WOOLLACOTT, 2003). Alterações nos ajustes posturais podem produzir disfunções e afetar a independência do indivíduo. Sinais como espasticidade, fraqueza muscular e incoordenação de movimento são comuns a lesões no SNC. Na PC a lesão no encéfalo imaturo produz sintomas que contribuem para a disfunção do sistema de controle postural de forma variável, já que a 1 origem e conseqüências são variadas. Sua incidência e morbidade mobilizam profissionais e pesquisadores da área da saúde que buscam respostas para tais problemas (DAN et al, 2000; MEWASINGH et al, 2002; GIANNI, 2005). Alguns autores acreditam que a disfunção nos mecanismos de controle postural é o principal distúrbio encontrado na PC (BROGREN et al, 1998; ROSE et al, 2002; WOOLLACOTT et al, 1998; SHUMWAYCOOK et al, 2003). Em pessoas com seqüelas moderadas e graves, os déficits no controle postural são visíveis; incapacidades motoras e funcionais estão presentes e impedem a manutenção da retificação da postura ortostática. AL-TURAKI, (1996) mostra a importância da estabilização e alinhamento da cabeça e do tronco na melhora da habilidade funcional da manipulação das mãos dessas pessoas, mesmo que a estabilidade seja construída externamente. Quando se trata de seqüelas mais leves da PC, as dúvidas sobre o mecanismo postural se multiplicam. Geralmente essas crianças apresentam disfunções parciais, com as habilidades limitadas e alteradas. SHUMWAY-COOK et al, (2003), BROGREN et al, (1998), ROSE et al, (2002) e WOOLACOOTT et al, (1998) mostram que pessoas com PC apresentam as características espaciais do movimento intactas; porém, sofrem para se adaptarem e modularem as características temporais durante mudanças no contexto da tarefa, na postura bípede com perturbações externas (SHUMWAY-COOK et al, 2003; BROGREN et al, 1998; WOOLLACOOTT et al, 1998) ou na condição estática (ROSE et al, 2002). HADDERS-ALGRA et al, (1999) e VAN DER HIDE et al, (2004) observaram o comportamento em PC durante o movimento de alcance na postura sentada e avaliaram as características e a ação do APA. Ambos relataram a não utilização do APA na PC, sugerindo como causa a lesão primária do SNC. Além disso, crianças com PC não mostram mudanças nos ajustes posturais em função da idade (BROGREN et al 1998, 2 HADDERS-ALGRA et al 1999). MERCER & SAHRMANN, (1997), BROGREN et al, (1998), VAN DER FITS et al, (1999), HAY & REDON, (1999) e WITHERINGTON et al, (2002) relatam a mudanças nos ajustes posturais em função da progressão da idade em crianças saudáveis. 1.1 Problema Frente aos estudos e dúvidas existentes, as perguntas que norteiam este trabalho são: 1- Como se comportam as respostas posturais de crianças com PC durante tarefa específica na postura sentada? 2- Qual é o efeito da massa de uma bola na tarefa de agarrar nos ajustes posturais de crianças com PC? 1.2 Objetivo Geral O objetivo desta dissertação de mestrado é avaliar as características dos ajustes posturais, durante a perturbação causada pela tarefa de segurar bolas com diferentes massas na postura sentada. 1.2.1 Específico Os objetivos específicos desta dissertação foram: • Descrever e avaliar os ajustes posturais utilizados durante a tarefa motora; • Comparar e avaliar o efeito de duas cargas diferentes nos ajustes posturais; • Comparar os ajustes posturais em crianças saudáveis e com PC; • Analisar e comparar os índices de co-ativação e inibição recíproca nos pares 3 musculares avaliados e entre os sujeitos. 1.3 Justificativa Crianças com PC apresentam variados déficits do controle dos movimentos e no controle postural (WOOLLACOTT et al, 1998, BROGREN et al, 2001, VAN DER HEIDE et al, 2004). O controle do tronco ereto é essencial para o desenvolvimento de atividades funcionais e coordenação motora. Estudar as estratégias de controle postural destas crianças é importante para encontrarmos possíveis alterações em comparação a sujeitos saudáveis. A postura sentada é importante para indivíduos com déficits motores e posturais, já que muitas vezes é a melhor opção de uma postura ereta para indivíduos que não conseguem ficar em pé sozinhos (BROGREN et al, 2001). As relações com o mundo, o aprendizado e desenvolvimento cognitivo e motor, e o bom funcionamento do sistema vegetativo, dependem da aquisição da postura ortostática. É grande a importância de experimentos que visam compreender as características do controle motor, proporcionando para crianças com PC melhores condições das intervenções e maior independência nas atividades de vida diária (WOOLLACOTT et al, 1998; BROGEN, et al., 1998; CHEN, et al., 2003). A existência de trabalhos (MERCER & SAHRMANN, 1997; GRASSO et al, 1998; ASSAIANTE et al, 2000; BARELA, 2000; BARELA et al, 2000; WITHERINGTON et al, 2002; RONCESVALLES et al 2004) que avaliam o controle postural de crianças na postura bípede ou na marcha, o equilíbrio na postura sentada (HIRSCHFELD & FORSSBERG, 1994, HADDERS-ALGRA et al, 1996, VAN DER FITS & HADDERSALGRA, 1998, HADDERS-ALGRA et al, 1998; VAN DER HEIDE et al, 2003) e comparações entre respostas posturais de crianças saudáveis e com PC (HADDERS- 4 ALGRA et al, 1999; VAN DER HEIDE et al, 2004) sugerem alguns achados importantes e controversos, que nos levam a continuar no estudo do assunto. Algumas escalas quantificam o equilíbrio estático e dinâmico (Berg Balance Scale, Functional Reach,Reach test, Postural Stress Test), e outras que se preocupam em quantificar as atividades funcionais de diferentes populações (Gross Motor Function Measure (GMFM) e Pediatric Evaluation Disability Inventory (PEDI)). São instrumentos que avaliam muitos aspectos da natureza complexa e multifatorial do controle motor, de acordo com o interesse do pesquisador (HUXHAM et al, 2001). A análise EMG dos ajustes posturais pode ser uma ferramenta útil no estudo de aptidões ou nos efeitos pós treinamentos causados na capacidade de controlar o tronco, na postura ereta. Para tal, devemos entender com propriedade as diferenças encontradas em diversas populações, inclusive em indivíduos com seqüelas de lesões encefálicas. Portanto a análise dos ajustes posturais durante diferentes contextos (tarefa, ambiente, restrições) se faz necessário para seu melhor entendimento e na sua utilização como indicador de modificações na capacidade de controlar a postura. 2 REVISÃO DE LITERATURA O controle da postura ereta é caracterizado pela orientação e a coordenação dos segmentos corporais, para a manutenção da posição ereta contra a força da gravidade e manutenção do COP dentro da BOS mesmo frente a perturbações mecânicas como as geradas por movimentos voluntários (HORAK, et al, 1997; SHUMWAY-COOK & WOOLLACOTT, 2003, SLIPJER & LATASH, 2004). Para que o controle postural ocorra, é necessária uma complexa relação entre as informações sensoriais e as ações motoras. O SNC utiliza essas informações para construir 5 uma imagem ou um mapa interno sobre o movimento, a posição e o ambiente que o cerca, para manter a orientação e o equilíbrio postural (FELDMAN et al, 1998; GHEZ & KRAKAUER, 2003). A seleção das estratégias de resposta postural depende não somente das condições biomecânicas do corpo, da tarefa e do meio ambiente, mas também da informação sensorial disponível para o SNC (DIENER et al, 1988; HORAK et al, 1989; HORSTMANN & DIETZ, 1990; ARUIN, 2003). 2.1 Características do Controle Postural O controle postural adequado é essencial para uma boa performance dos movimentos voluntários, interação social e comunicação (ROSE et al, 2002; SHUMWAY-COOK et al, 2003; LIAO et al, 2003). Segundo MASSION (1998), a determinação da postura consiste no surgimento da habilidade de manter a cabeça ereta, para a orientação da visão, como nos reflexos de endireitamento, e no conceito de suporte, onde os músculos das porções axiais e proximais estabilizam o corpo para que músculos distais se movimentem de forma coordenada. Quando todas as forças que estão agindo no corpo se anulam, a resultante dessas forças é zero e o corpo está em equilíbrio. Assim, temos o equilíbrio estático (o corpo está estável no repouso) ou dinâmico (o corpo está estável em movimento) (HUXHAM et al, 2001; JONES, 2003). A coordenação espaço-temporal das contrações musculares descreve a organização das sinergias musculares decorrentes de diferentes perturbações posturais. Os ajustes posturais foram investigados na postura sentada. Estes estudos (FORSSBERG & HIRSCHFELD, 1994; HADDERS-ALGRA et al, 1996; HADDERS-ALGRA et al, 1998; VAN DER FITS 6 et al, 1999; VAN DER HEIDE et al, 2003) mostraram a presença de padrões espaçotemporais de ativação muscular dependentes das características das perturbações. Os parâmetros temporais, espaciais e quantitativos das respostas ou ajustes posturais são graduados de acordo com a magnitude do desequilíbrio sofrido, baseando-se nas informações sensoriais, velocidade e amplitude da perturbação, na previsão, experiência e estimativa do deslocamento (HORAK & NASHNER, 1986; DIENER et al, 1988, HORAK et al, 1997). Então, o SNC é capaz de planejar o momento e a intensidade da ação, tendo duas importantes preocupações: reagir contra perturbações que causem desequilíbrios e prever estas perturbações de modo a agir antes que elas aconteçam (MASSION, 1998; POZZO et al, 2001; ARUIN et al, 2001). As ativações dos músculos posturais podem ocorrer em dois momentos. O primeiro momento é uma fase preparatória, na qual os músculos posturais são ativados antes dos músculos movedores primários, que podemos denominar como o APA. O propósito do APA é antecipar os efeitos de desestabilizadores do movimento. A segunda parte é uma fase de compensação, qual os músculos posturais são acionados após os músculos movedores primários para estabilizar o corpo, que denominamos como ajuste postural compensatório (APC) (WITHERINGTON, et al, 2002, SHUMWAY – COOK e WOOLLACOTT, 2003). Tanto no APA quanto no APC, o SNC utiliza informações sensoriais oriundas dos sistemas vestibular, somatossensorial e visual, porém os métodos de processamento diferem entre os dois momentos: o controle baseado no APC é caracterizado por um contínuo processamento de informações, provendo respostas momento a momento durante o controle, enquanto que durante o APA as informações sensoriais são utilizadas até o início da perturbação postural (RIEMANN & LEPHART, 2001). 7 2.1.1 Ajuste Postural Antecipatório O APA prevê a ação, estimando o desequilíbrio postural e contra-agindo antes que este ocorra (PATLA et al, 2002; WITHERINGTON, et al, 2002). Ele pode ser detectado e analisado através de deslocamentos do COP, prévios ao movimento inicial, ou pela ativação muscular captada pela EMG, antes do início do movimento primário (MOCHIZUKI, 2001). O APA tem alguns objetivos no controle da postura: a) minimizar o distúrbio postural; b) preparar o corpo para a realização do movimento focal como indicado pelo deslocamento prévio do COP em relação ao início do movimento voluntário; c) otimizar os parâmetros do movimento em relação a força e velocidade (TOUSSAINT et al, 1998; MASSION, 1998; PATLA et al, 2002; ARUIN, 2003; ARUIN et al, 2001) Uma variedade de fatores influencia a geração do APA. Entre eles estão a magnitude e a direção da perturbação esperada, propriedades da ação voluntária, características da condição postural corrente, como a configuração corporal e estabilidade da postura (MERCER & SAHRMANN, 1997; MILLE & MOUCHNINO, 1998; WITHERINGTON, et al, 2002; ARUIN, 2003; ARUIN et al, 2001). Um exemplo deste último é que o APA é atenuado ou até ausente quando a postura não é estável; porém, em contradição, o APA também é ausente quando a postura é muito instável, hipotetizando que o SNC suprime o APA, contra a possibilidade deste desestabilizar ainda mais a postura (VERNAZZAMARTIN et al, 1999; SLIPJER & LATASH, 2004). ARUIN et al, (2001) observaram que mesmo na ausência de movimento voluntário, desde que se conheça previamente a característica da perturbação, o indivíduo é capaz de produzir APA. Essa conclusão foi determinada através de uma tarefa onde sujeitos na postura bípede, tinham fixado ao tronco, uma bandeja, com o intuito de receber uma carga pré-determinada. Todos eles mostraram e utilizaram o APA na musculatura posterior do 8 tronco contra-agindo o deslocamento do COP para frente causado pela perturbação. O mesmo autor (ARUIN, 2003) estudou a intensidade do APA em ações motoras com relação direta e indireta com o distúrbio postural. Ele observou que a geração do APA depende de um movimento primário que tenha relação direta com a perturbação postural, evidenciando que o controle do movimento e da postura, pelo SNC se faz por caminhos paralelos e diferentes. Além da relação direta do APA com o movimento focal, observou-se que o comportamento dos padrões de ativação foi diferente em cinco posturas distintas, concluindo que os parâmetros do APA também dependem da ação motora, associada à configuração corporal inicial (MILLE & MOUCHNINO, 1998; ARUIN, 2003). Outro relevante aspecto para o APA é a possibilidade da correta estimativa da perturbação futura. O SNC somente utiliza o APA para manter a estabilidade, caso tenha conhecimento prévio do desequilíbrio corporal que irá acontecer. O estudo realizado por TOUSSAINT et al, (1998) mostrou que quanto maior o número de treinos realizados, maior a intensidade do APA. Além disso, quando inesperadamente a tarefa sofria alguma modificação, o equilíbrio corporal era prejudicado pela falha do APA. Portanto, grande número de estudo exemplifica as muitas influências sofridas pelo APA a partir das condições da tarefa, do ambiente e conseqüentemente da perturbação postural sofrida. Para se tentar entender mais sobre as características e o controle dos ajustes posturais, outro importante aspecto do APA também vem sendo investigado. Os ajustes posturais foram avaliados em crianças, e apresentaram controvérsias quanto ao comportamento em diferentes idades e tarefas (MERCER & SAHRMANN, 1997; HAY & REDON, 1999; VAN DER FITS et al, 1999; MALOUIN & RICHARDS, 2000; ASSAIANTE et al, 2000; WITHERINGTON et al, 2002; VAN DER HEIDE et al, 2003; RONCESVALES et al, 2004). 9 O desenvolvimento normal dos ajustes posturais durante o movimento de alcance foi observado na postura sentada em crianças de 3 a 18 meses. Os resultados revelaram que o movimento ocorre com sucesso a partir dos 4-5 meses de idade, e são acompanhados por alta variação no padrão de atividade dos músculos posturais, sendo recrutados numa ordem de baixo pra cima (bottom-up). Observou-se APA somente nas crianças de 15 a 18 meses, porém não de forma consistente (menos de 40 % das repetições) e, de forma estranha desaparecendo no intervalo entre as idades de dois a 11 anos (VAN DER FITS et al, 1999; VAN DER HEIDE et al, 2003). Em oposição, observou-se APA em crianças de quatro a seis anos e de oito a 12 anos durante o início da marcha, porém quando comparada às dos adultos, as latências da ativação muscular eram bem maiores nas crianças (MERCER & SAHRMANN, 1997; MALOUIN & RICHARDS, 2000). A grande variedade de condições (posturais, ambiente e movimento focal) dificulta a comparação entre os estudos sobre os ajustes posturais, e sugerem a dependência do APA em relação a essas influências e a falta de consistência em alguns achados. 2.1.2 Ajuste Postural Compensatório A dependência exclusiva do controle postural compensatório durante distúrbios no equilíbrio pode ser inadequada para a manutenção da estabilidade postural durante um movimento. Isto pode ser devido à inércia do corpo, que produz defasagens mecânicas, afetando a eficiência dos ajustes posturais. Em diversas ocasiões, há a necessidade de que os ajustes posturais se antecipem ao desequilíbrio que a ação motora produz (TOUSSAINT et al, 1998; WITHERINGTON et al, 2002; ARUIN, 2003). Porém, nem todo desequilíbrio corporal é causado com o conhecimento prévio do indivíduo. O APC depende diretamente das informações sensoriais durante o desequilíbrio para o 10 seu desencadeamento. Os sistemas vestibular, visual e somatossenssorial informam durante o movimento sobre correções que devam acontecer (HORSTMANN & DIETZ, 1989; HORAK et al, 1990). Portanto, mudanças no comprimento e força muscular durante este momento são realizados involuntariamente, ou seja, sem consciência do ajuste e resultado de perturbação externa (LEVIN et al 2002; PEARSON & GORDON, 2003). Em algumas ocasiões, devido à ineficiência do APA ou das condições ligadas à perturbação, o SNC depende bastante do APC para manter o equilíbrio. As estratégias musculares que caracterizam o APC durante a manutenção da postura ereta são as estratégias do tornozelo, quadril e do passo. A estratégia de tornozelo restaura a posição de estabilidade do centro de massa. A estratégia de quadril surge quando a perturbação do equilíbrio é muito intensa ou se somos incapazes de produzir a força usando os músculos e a articulação do tornozelo. E a estratégia do passo é utilizada quando as estratégias de tornozelo e quadril não são suficientes para recuperar o equilíbrio. Embora essas três estratégias sejam apresentadas como entidades discretas, a maioria dos indivíduos com o sistema nervoso intacto utilizam várias combinações dessas estratégias quando controlam a inclinação para frente e para trás durante a postura vertical (HORAK & NASHNER, 1990, HORAK et al, 1997). Alguns estudos observaram os ajustes posturais durante perturbações realizadas na postura sentada (HIRSCHFELD & FORSSBERG, 1994; HADDERS-ALGRA et al, 1996; HADDERS-ALGRA et al, 1998).HADDERS-ALGRA et al, (1996) observaram que crianças de cinco a seis meses de idade, durante a movimentação da plataforma para frente e para trás, em diferentes velocidades e amplitudes, já apresentaram ativação muscular no padrão espacial (direção específica). Isto significa que durante o deslocamento da plataforma para trás, as crianças ativaram a musculatura dorsal, e durante o deslocamento da plataforma para frente, os músculos ventrais. Em geral as crianças com nove-10 meses 11 utilizaram mais vezes o padrão completo, diminuindo a variação na ativação muscular na direção específica que crianças mais novas. Estes resultados sugerem que mesmo antes da obtenção da postura sentada com independência, crianças já puderam utilizar padrões sinérgicos comuns àquelas que já sentam e aos adultos, sugerindo uma origem genética. O SNC já é capaz de formar uma representação interna corporal a partir das informações sensoriais presentes. Apesar de crianças de 5–6 meses já mostrarem ajustes na direçãoespecífica, estes são mais variáveis que nas crianças mais velhas. Variações nos sinais EMG dessas crianças podem significar a imaturidade dos sistemas aferentes, eferentes e do SNC. Quanto mais idade, maior é a precisão das características temporais da ativação muscular. Para estes autores, então, dois principais fatores embasam esses resultados: as respostas na direção-específica têm uma origem genética, porém a maior experiência permite a melhor modulação dentro de um padrão completo de ativação. HADDERS-ALGRA et al, (1998) observaram os ajustes posturais de crianças com idade entre um ano e meio e quatro anos e meio na postura sentada. Em comparação ao prévio trabalho, foi observarado uma fase transitória, em que dos nove aos 10 meses e dos dois anos e meio aos três, as crianças quase não variavam os padrões de ativação muscular, utilizando quase sempre a ativação na direção-específica e alto índice de coativação entre agonistas e antagonistas. Isto seria uma solução do SNC, economizando energia, frente a uma grande variedade de graus de liberdade. A variação nos padrões de ativação pode ser atribuída aos fatores biomecânicos e a maturação do SNC, requerendo menor ativação muscular. 2.2 Controle Postural na Paralisia Cerebral Talvez o maior dos problemas encontrados em crianças com PC, seja o déficit do 12 controle postural. Problemas posturais interferem nas atividades de vida diária, na interação social, no aprendizado cognitivo e também nas funções vegetativas dos seres humanos. O simples e correto alinhamento dos segmentos corporais na postura sentada, além de permitirem que as funções citadas acima sejam realizadas com sucesso, promovem também uma melhor qualidade dos movimentos voluntários (BROGREN et al, 1998; SHUMWAY-COOK et al, 2003; VAN DER HEIDE et al, 2004) A PC pode ser definida como um conjunto de seqüelas motoras, causadas por uma lesão ocorrida no encéfalo imaturo, ou seja durante seu desenvolvimento. Os tipos de PC são classificados de acordo com seus déficits motores e apresentação do tônus muscular (espásticos, atáxicos, atetóides e mistos), de acordo com a porção corporal atingida (hemiparesia, diparesia e tetraparesia) e de acordo com a severidade do acometimento (leve, moderado e grave). As razões para esta diversidade de apresentações devem-se a grande variedade dos fatores etiológicos, localização das lesões e a base do controle motor no PC, que podem ocorrer em três momentos: durante a gestação, durante o parto e pós parto até dois anos de idade (GIANNI, 2005). O PC espástico é tipo mais comum e se apresenta como a síndrome do neurônio superior (síndrome piramidal) com todas suas características: hipertonia elástica, hipereflexia dependente da velocidade do movimento e fraqueza muscular (DAN et al, 2000; MEWASINGH et al, 2002). O tônus muscular é definido clinicamente como a resistência sentida ao movimento imposto externamente num estado de relaxamento voluntário. Em termos físicos a resistência pode ser também expressada pelo aumento da força, desenvolvida em resposta à mudança no comprimento muscular (PISANO et al, 1996). SHUMWAY-COOK & WOOLLACOTT (2003) descrevem tônus postural como o nível elevado de atividade nos músculos antigravitários, compensando a força da gravidade em uma postura ereta. 13 O tônus muscular depende da elasticidade intrínseca ou rigidez do músculo e de ação neural, a partir de um circuito de retroalimentação do reflexo de estiramento, que por sua vez são controlados por vias descendentes de centros supra-medulares. Paralisias do neurônio motor gama podem resultar da interrupção dessas vias descendentes, causando mudanças no limiar tônico do reflexo de estiramento, alterando a relação tensãocomprimento do músculo. Estas alterações podem envolver tanto a hipotonia, quanto hipertonia, na qual a mais encontrada é a espasticidade (LEVIN et al, 2002; PEARSON & GORDON, 2003). Desordens no controle motor voluntário, incluindo espasticidade e fraqueza muscular, podem resultar de lesões no SNC. A diparesia espástica é caracterizada pela presença da espasticidade nos membros, mas com maior gravidade nos membros inferiores, que se deve a um insulto peri-natal hipóxico-isquêmico em crianças neonatais prematuras, resultando em lesões da substância branca peri-ventricular (leucomalácia periventricular) (DAN et al, 2000; GIANNI, 2005). WOOLLACOTT et al, (1998) relatam que na PC existem problemas no controle postural devido a cinco maiores fatores envolvidos: a) recrutamento defeituoso das UM; b) recrutamento anormal dependente da velocidade durante o estiramento muscular (espasticidade), c) ativação não seletiva da musculatura antagonista; d) interferência de programas motores imaturos ou não pertinentes e; e) mudanças nas propriedades mecânicas dos músculos. Avaliou-se o equilíbrio de crianças com diparesia espástica durante postura bípede estática em que 14 crianças, das 23 avaliadas, não mostraram diferenças nos parâmetros analisados em relação aos sujeitos normais. Contudo, nove crianças com PC apresentaram valores anormais no deslocamento médio do COP, mostrando maior desequilíbrio em comparação a crianças saudáveis. Além disso, mostrou-se que as crianças com PC necessitam mais das informações visuais que as crianças saudáveis, e que, após algum 14 tempo de treinamento, as crianças com PC mostraram melhora significante na habilidade de recuperar a estabilidade (ROSE et al, 2002; SHUMWAY-COOK et al, 2003). O controle postural na PC tem sido estudado durante a postura ortostática utilizando principalmente plataformas móveis que induzem súbitas perturbações no equilíbrio corporal. (BROGREN et al, 1996, WOOLLACOTT et al, 1998, BROGREN et al, 1998; ROSE et al, 2002; WOOLLACOTT, 2002; SHUMWAY-COOK et al, 2003) e poucas vezes durante uma perturbação auto-gerada (VAN DER FITS & HADDERS-ALGRA, 1998, HADDERS-ALGRA et al 1999; VAN DER HIDE et al, 2004). Foi mostrado por BROGREN et al, (1996) que crianças entre sete e 11 anos de idade com diparesia espástica durante perturbação induzida na postura sentada responderam adequadamente na ativação da musculatura ventral, porém houve diferenças em comparação com crianças saudáveis. As crianças com PC mostraram a seqüência céfalocaudal de ativação muscular, enquanto que crianças normais, que já possuíam independência na postura, utilizaram uma seqüência caudo-cranial. Os padrões posturais dos portadores PC são semelhantes aos padrões utilizados por crianças que ainda não sentam sozinhas e apresentam padrões imaturos de controle postural. Essas crianças apresentaram freqüentemente a co-ativação dos músculos do quadril e cervical em mais situações quando comparado com crianças saudáveis. Na postura bípede, apresentaram altos níveis de atividades basais e durações prolongadas de respostas posturais (WOOLLACOTT et al, 1998). HADDERS-ALGRA et al, (1999) estudaram os ajustes posturais de sete crianças com PC, de idade entre 4 e 18 meses, durante a postura sentada realizando o movimento de alcance. Os resultados evidenciaram uma reduzida capacidade em modular a saída postural em relação à tarefa proposta. Enquanto a variabilidade de ativação muscular diminui com a idade em crianças saudáveis, nos portadores de PC isso não ocorreu. O recrutamento na 15 direção-específica apareceu somente após 15 meses de idade, tarde em comparação a crianças normais. Houve, novamente, um aumento na co-ativação muscular, e um aumento na atividade tônica dos músculos dorsais. Estes estudos evidenciam a presença de padrões de ativação muscular (características espaciais) normais em crianças com PC, porém alterações e déficits na capacidade de modulação temporal e quantitativa dos parâmetros EMG, em decorrência a modificações na tarefa motora ou no ambiente (VAN DER HEIDE et al, 2003; WOOLLACOTT et al, 1998; HADDERS-ALGRA et al, 1999) 3 MATERIAIS E MÉTODOS Este estudo foi realizado no laboratório de biomecânica de movimento humano da Universidade São Judas Tadeu. 3.1 Sujeitos Participaram do estudo 24 crianças de sete a 11 anos de idade separadas em dois grupos: grupo controle (GCON) composto por 12 crianças (9,4±1,6 anos, 31,7±10,5 kg e 1,35±0,1 m) de ambos os sexos, sem lesão ou doença neurológica ou músculo-esquelética, e grupo PC (GPC), composto por 12 crianças (8,9±1,4 anos, 27,2±5,2 kg e 1,26±0,3 cm) portadoras de diparesia espástica, deambuladoras independentes, utilizando ou não auxiliares de marcha (muletas e andador). Todas as crianças com PC foram classificadas na escala Gross Motor Function Classification System for Cerebral Palsy (GMFCS) nos níveis I, II e III para capacidades funcionais (PALISANO et al., 1997) (em anexo). Todos os voluntários foram informados do protocolo de estudo que foram submetidos 16 e os responsáveis pelas crianças assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido, aprovado juntamente com o projeto do estudo pelo Comitê de Ética em Pesquisa (Anexo 1, resolução CNS 196/96, Conselho Nacional de Saúde, 10/10/96, protocolo 067/2004). 3.2 Instrumentos Para a mensuração da atividade EMG dos músculos selecionados foi utilizado um sistema de EMG de superfície a cabo com 8 canais (Myosystem 1400, Noraxon, Inc USA) (Figura 1) com as seguintes características: filtro passa-banda de 20 a 500Hz, com seleção de ganho (1.000 a 10.000), impedância de entrada: > 10 M taxa do modo comum de rejeição (CMRR): > 85 dB, taxa de ruído de: < 1 9506VDída USB para computador a cada milisegundo e amplificação total: 1000 vezes. Os eletrodos utilizados foram de superfície, descartáveis, com pré-tratamento do sinal mensurado, dispostos a uma distância de 1 cm. Para a mensuração do movimento do ombro foi utilizado um eletrogoniômetro flexível (NorAngle II, Noraxon, Inc USA) bidimensional. Estes dois sistemas de medição foram conectados a um sistema de aquisição de dados controlado pelo software Myoresearch para aquisição, interpretação de dados e armazenamento em computador Pentium 4 2,66 MHz. FIGURA 1 - A) MyoSystem 1400, utilizado para a mensuração da atividade eletromiográfica. B) Eletrogoniômetro utilizado para a mensuração do movimento do tronco. 17 3.3 Protocolo experimental A tarefa motora analisada foi segurar uma bola com as duas mãos. A posição inicial foi a postura sentada sem apoio posterior, com os braços soltos ao lado do tronco. Em seguida, o examinador jogava a bola de uma distância de 1 m a frente da criança, e esta a agarrou com as duas mãos, e permaneceu por 5 s sem se mover. Esta tarefa motora foi repetida 10 vezes. Duas bolas com massas diferentes foram utilizadas (leve: 0,180 kg; e pesada: 1 kg). Foi mensurada a atividade eletromiográfica dos músculos deltóide anterior (DA), esternocleidomastoídeo (ES) extensor cervical (CE, nível C5, Trapézio fibras superiores) extensor torácico (TO, nível de T10, fáscia tóraco-lombar), extensor lombar (LO, nível L3, fáscia tóraco lombar), bíceps braquial (BB) e reto abdominal porção superior (RA), do lado direito do corpo. Para a colocação dos eletrodos foram realizadas provas de função muscular (KENDALL et al, 1985), e foram localizados os ventres musculares para então fixar os eletrodos (ARUIN & ALMEIDA 1997; HADDERS-ALGRA et al 1999; VAN DER HIDE et al, 2004, SLIPJER & LATASH, 2004). Todos esses músculos avaliados têm função direta no controle postural e no movimento primário da tarefa programada. FIGURA 2 - Protocolo experimental realizado. 18 3.4 Variáveis Analisadas As variáveis analisadas foram as séries temporais da atividade EMG dos músculos selecionados e a posição angular da articulação do ombro. O início do movimento do ombro (t=0s) foi indicado pela variação angular. A partir da EMG de cada músculo, foi calculado o valor da iEMG e o do RMS, nas janelas de pré-atividade, APA e APC. As janelas temporais para o cálculo destes parâmetros foram [t0-400, t0-200]ms representando a atividade pré APA, [t0-200, t0+50] ms, correspondente a fase de APA, e [t0+50, t0+300] ms, correspondente ao APC. 0 , 05 iEMGAPA = iEMGAPC = ∫ EMGdt − −0 , 2 ∫ EMGdt − 0,15 − 0, 4 0 , 25 − 0, 2 0, 05 − 0, 4 ∫ EMGdt − ∫ EMGdt A atividade pré APA foi processada com o objetivo de classificar o APA como aumentada (+) ou reduzida (-), de acordo com a relação dos valores iEMG e RMS encontrados durante os dois momentos. Os valores durante o APA foram subtraídos dos valores Pré APA para a obtenção de valores negativos e/ou positivos. Quando o valor do APA é negativo significa que a atividade muscular durante este período diminuiu em relação à atividade pré APA. Já os valores positivos demonstram que a ativação muscular aumenta em comparação à atividade pré APA. Além da determinação do iEMG e do RMS, os parâmetros R e C dos pares musculares ES-EC e RA-EL foram calculados de acordo com a seguintes equação: Rcervical = | i EMG ES – i EMG CE | Ccervical = | i EMG ES + i EMG CE | Rlombar = | i EMG RA – i EMG LO | Clombar = | i EMG RA + i EMG LO | 19 Para análise da intensidade de ativação dos sete músculos, três diferentes níveis de ativação foram agrupados de acordo com sua amplitude em relação à atividade de base do sinal EMG. Foi considerada ativação fraca para aqueles músculos com no máximo 30% a mais da atividade encontrada durante o período pré APA, ou seja a atividade de base, ativação média para músculos que apresentaram de 30 a 70% e ativação forte em uma faixa de 70 a 100%. Esses níveis de atividade serão apresentados em cada ajuste postural (APA e APC). 3.5 Tratamento dos sinais Os sinais EMG brutos tiveram a média removida, em seguida foram retificados e filtrados com um filtro passa-baixa Butterworth de 4ª ordem de 200 Hz. O sinal de posição angular foi filtrado com filtro passa-baixa Butterworth de 4ª ordem de 20 Hz. Assim, os sinais EMG e do eletrogoniômetro ficaram prontos para a determinação dos parâmetros indicados durante APA e APC. Para o tratamento de sinais foram utilizadas rotinas de programação elaboradas no software Matlab 6.5 (Mathworks, Inc, Natick, Massachusetts). 3.5.1 Análise dos resultados Os parâmetros iEMG, RMS, R e C foram comparados por meio de análise de variância (ANOVA). Foram os seguintes fatores para esta análise: ajuste postural (dois níveis:APA e 20 APC), tarefa (dois níveis: leve e pesada), grupos (dois níveis: controle e PC) e músculos (sete níveis: DE, ES, EC, ET, EL, BB e RA). O teste post hoc foi Tukey HSD. Foram observados com que freqüência os níveis (fraco, médio e forte) de ativação muscular apareciam durante o APA e APC nos grupos, para os sete músculos. Além disso, observamos a presença ou não de uma relação linear entre os valores médios da iEMG encontrados durante o APA e o APC e as diferentes idades das crianças, através do cálculo da regressão linear. O coeficiente de variação (CV) também foi comparado em função da classificação funcional das crianças com PC, adotados a partir da escala de GMFCS. O CV é uma medida de dispersão que indica o desvio padrão dos dados em relação a sua média, valores obtidos previamente com a ANOVA. Para todas as análises estatísticas o nível de significância adotado foi p<0,05. Os testes foram realizados no software Statistica (Statsoft, Inc, Tulsa, OK USA). 4 RESULTADOS A TABELA 1 apresenta a classificação da atividade EMG durante o APA no GCON e GPC em aumentada (+) ou reduzida (-) em relação à atividade pré APA, nos sete músculos analisados. As diferenças ocorreram entre os grupos. Durante o movimento realizado com a bola leve, o GCON mostrou atividade inibitória nos músculos BB e RA, enquanto que no GPC houve inibição somente no RA. Ao agarrar a bola pesada, o GCON mostrou atividade aumentada em todos os músculos analisados, mas em contraste, o GPC reduziu o CE e o RA. TABELA 1 - Atividade eletromiográfica aumentada (+) ou reduzida (-) do ajuste postural antecipatório (APA) encontrado nos sete músculos analisados: deltóide (DE), esternocleidomastoideo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO), bíceps braquial (BB) e reto abdominal (RA), para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) durante a tarefa motora de agarrar bolas de diferentes massas, leve (0,18 kg) e pesada (1 kg). 21 APA Leve Músculos 4.1 GCON Pesada GPC GCON GPC DE + + + + ES + + + + CE + + + - TO + + + + LO + + + + BB - + + + RA - - + - Efeito dos fatores no valor integral da eletromiografia A TABELA 2 apresenta os valores médios da iEMG obtidos na coleta nos sete músculos, durante o APA e o APC, com diferentes cargas e para os dois grupos. Os valores da iEMG (TABELA 2) sofreram efeito dos quatro fatores (músculos, ajuste, grupo e bola). A ANOVA apontou diferença dos valores EMG entre os músculos (F(6,7490)=65,7, p<0,001). O músculo DE obteve a menor atividade EMG em comparação a todos os outros, enquanto que os músculos CE, TO e LO alcançaram as maiores atividades EMG (post hoc p<0,001). O fator ajuste influenciou a atividade EMG (F(1,7490)=1735, p<0,001) apontando o APC com maior atividade em comparação ao APA (p<0,0001). Além dos músculos e dos ajustes, os valores iEMG são diferentes para os grupos (F(1,7490)=38,9, p<0,001) e a para o fator bola (F(1,7490)=22, p<0,0001). A atividade EMG foi maior no GPC (p<0,0001) e durante a tarefa realizada com a bola pesada (p<0,0001). Após a aplicação da ANOVA, obteve-se os efeitos dos diferentes fatores (ajuste, grupo, bola e músculo), porém para conhecer o quanto cada fator é responsável pelo efeito, obteve-se, com a relação entre a variância estimada para cada valor (MS effect) e a soma de todas elas, o valor da participação de cada um no fenômeno encontrado. MS effect X 100 MS effect 22 O ajuste é o fator com a maior participação no efeito produzido na variável dependente (iEMG), ou seja, o ajuste tem 81,2% de participação na variabilidade total do iEMG, enquanto o músculo, grupo e bola têm 3,1%, 1,8% e 1% respectivamente. TABELA 2 - Média e desvio padrão dos valores da integral da EMG (iEMG) para os músculos deltóide (DE), esternocleidomastoideo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO), bíceps braquial (BB) e reto abdominal (RA), durante os ajustes posturais antecipatório (APA) e compensatório (APC) para os grupos controle e PC (GCON e GPC) durante a tarefa motora de agarrar bolas de diferentes massas leve e pesada. iEMG (% média) CONTROLE APA PARALISIA CEREBRAL APC APA APC Leve Pesada Leve Pesada Leve Pesada Leve Pesada DE 0,2±0,2 0,2±0,2 15,4±14,0 13,8±15,3 0,3±2,4 0,2±1,5 16,4±17,9 14,5±16,9 ES 0,1±0,3 0,3±3,0 23,4±9,2 24,7±6,5 0,1±4,0 0,1±3,1 25,3±7,3 23,7±6,2 CE 18,7±6,0 20,4±6,6 28,5±8,3 29,3±7,7 21,1±5,1 20,4±6,2 28,0±5,9 27,7±8,0 TO 19,3±6,3 19,9±6,4 28,8±7,7 29,1±6,7 22,2±9,5 21,5±9,0 28,8±9,7 28,2±7,7 LO 18,7±9,2 19,3±8,4 33,2±12,4 32,3±11,4 20,5±11,0 20,3±11,0 28,3±9,1 30,5±10,5 BB 14,8±6,7 16,2±7,2 25,7±10,7 25,2±8,4 14,3±8,0 15,1±9,5 31,3±11,6 28,4±10,4 RA 0,3±1,3 25,6±15,5 24,9±11,7 24,5±11,0 26,5±15,8 24,5±14,5 24,2±13,1 25,7±12,9 O ajuste afetou os músculos primários do movimento DE (F(1,1070)=520 p<0,0001) e BB (F(1,1070)= 494, p<0,0001), que apresentaram maior atividade durante o APC (p<0,0001). Os músculos posteriores sofreram efeito do ajuste: CE (F(1,1070)= 370 p<0,0001), TO (F(1,1070)= 274, p<0,0001), LO (F(1,1070)= 309 p<0,0001). Observou-se maior atividade durante o APC (p<0,0001). Para os músculos anteriores, houve o mesmo comportamento. O ajuste afetou o iEMG do ES (F(1,1070)=70,6, p<0,0001) e RA (F(1,1070)=52,1 p<0,0001), com maior atividade durante o APC (p<0,0001). O fator grupo afetou três músculos: DE (F(1,1070)=7,3 p=0,001), BB (F(1,1070)= 10,4 p=0,001) e RA (F(1,1070)= 66,8, p<0,0001). O GPC foi maior iEMG em nos três: DE (p=0,01), BB (p=0,002) e RA (p<0,0001). O fator bola somente afetou o músculo RA (F(1,1070)= 61,3 p<0,0001), onde o iEMG foi maior na tarefa com a bola pesada (p<0,0001). É importante ressaltar que, com exceção do músculo 23 RA (1,7%), em todos os outros músculos, o ajuste foi o grande responsável (mais de 90%) pela variabilidade do sinal. 4.2 Efeito dos fatores no parâmetro Root Mean Square Os valores RMS estão expostos na TABELA 3. O fator bola não afetou o RMS (F(1,7490)=0,3 p=0,60), mas os fatores músculo (F(6,7490)=83,4 p<0,0001), grupo (F(1,7490)= 31,5 p<0,0001), e ajuste (F(1,7490)=1017 p<0,0001) afetaram este parâmetro. O RMS foi maior no APC (p<0,0001) e GPC (p<0,0001) e o menor no músculo DE (p<0,0001). O fator ajuste teve 83,8 % da responsabilidade na variabilidade total do RMS, enquanto que músculo e grupo apresentaram 6,79% e 2,59%, respectivamente. TABELA 3 - Média e desvio padrão dos valores do Root Mean Square (RMS) para os músculos deltóide (DE), esternocleidomastoideo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO), bíceps braquial (BB) e reto abdominal (RA), durante os ajustes posturais antecipatório (APA) e compensatório (APC) para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) durante a tarefa motora de agarrar bolas de diferentes massas, leve e pesada. RMS (%média) CONTROLE APA PARALISIA CEREBRAL APC APA APC Leve Pesada Leve Pesada Leve Pesada Leve Pesada DE 0,47±0,41 0,59±0,49 1,47±0,73 1,47±0,67 0,66±0,55 0,62±0,57 1,68±0,84 1,63±0,83 ES 1,01±0,42 1,14±0,39 1,28±0,69 1,30±0,49 1,10±0,57 1,06±0,55 1,40±0,46 1,29±0,38 CE 0,97±0,33 1,07±0,38 1,53±0,48 1,59±0,49 1,09±0,27 1,05±0,32 1,47±0,34 1,49±0,49 TO 1,02±0,34 1,05±0,36 1,52±0,45 1,56±0,41 1,26±0,67 1,21±0,64 1,56±0,60 1,61±0,54 LO 1,05±0,59 1,10±0,57 1,87±0,75 1,84±0,72 1,24±0,84 1,22±0,84 1,65±0,63 1,76±0,74 BB 0,71±0,32 0,79±0,35 1,41±0,62 1,36±0,53 0,75±0,52 0,80±0,52 1,78±0,73 1,70±0,73 RA 1,58±1,10 1,59±1,17 1,52±0,91 1,49±0,85 1,83±1,35 1,64±1,26 1,59±1,13 1,68±1,05 Foram encontrados efeitos dos ajustes em todos o músculos com exceção do RA (F(1,1070)=1,0, p=0,19). Músculos primários: DE (F(1,1070)=610,1 p<0,0001) e BB (F(1,1070)=564 p<0,0001); músculos anteriores: ES (F(1,1070)=58,6 p<0,0001), e músculos posteriores do tronco CE (F(1,1070)=368 p<0,0001), TO (F(1,1070)=192 p<0,0001), LO 24 (F(1,1070)=203 p<0,0001). O APC foi maior nos músculos DE, BB, ES, CE, TO e LO (p<0,0001). O fator grupo também afetou os músculos DE (F(1,1070)=12,4 p=0,0004), TO (F(1,1070)=15,7 p=0,0001) e RA (F(1,1070)=4,3 p=0,03), porém o principal responsável pela variabilidade total do sinal EMG foi o fator ajuste. O GPC mostrou maior atividade EMG nos músculos DE (p=0,0007), TO (p=0,0002), RA (p<0,04). O fator bola não apresentou efeito sobre os músculos na análise do parâmetro RMS (F(1,7490)=0,3 p=0,60). 4.3 Efeito nos parâmetros Coativação e Inibição Os valores de R e C são apresentados na TABELA 4, de acordo com os pares musculares analisados. A atividade de dois pares musculares, compostos por músculos agonistas e antagonistas, foi analisada utilizando os parâmetros C e R no controle das articulações cervicais e lombares. O parâmetro C sofreu efeito do ajuste (F(1,2140)=465, p<0,0001), mostrado pela maior atividade de coativação durante o APC (p<0,0001), grupo (F(1,2140)=14,8, p=0,0001), as crianças com PC apresentaram maior coativação (p<0,0001) e da bola (F(1,2140)=30,9 p<0,0001), a bola pesada causou maior atividade de coativação dos pares musculares (p<0,0001). O maior responsável pela variabilidade foi o fator ajuste (51%), seguido pelo fator bola (3,9%) e grupo (1,9%). Os pares musculares ES-CE e RA-LO (F(1,2140)=218,2 p<0,0001) e os grupos (GCON e GPC) (F(1,2140)=12,1, p=0,0005) influenciaram os valores iEMG para o comando R. A inibição foi maior par RA-LO (p<0,0001) e para GCON (p=0,001). O fator par muscular obteve maior participação na variabilidade total do comando R (65,7%), seguido pelo fator grupo (3,6%). Tanto o ajuste (F(1,2140)=2,1, p=0,14) quanto a bola (F(1,2140)=2,8, p=0,09) não influenciaram o comando R, assim como o parâmetro C não sofreu efeito dos pares musculares (F(1,2140)=1,6, p=0,20). 25 TABELA 4 - Média e desvio padrão dos valores da integral da eletromiografia (iEMG) durante a coativação (C) e a inibição recíproca (R) para o par muscular esternocleidomatoideo-extensor cervical (ES-CE) e para o par muscular reto abdominal-extensor lombar (RA-LO) durante o ajuste postural antecipatório e compensatório, para o grupo controle (GCON) e grupo de crianças com paralisia cerebral (GPC). iEMG (u.a.) GPC GCON APA ES-CE RA-LO APC APA APC Leve Pesada Leve Pesada Leve Pesada Leve Pesada C 38,0±11,1 42,8±10,7 51,9±12,9 54,0±10,8 41,0±12,6 40,1±12,5 53,4±10,5 51,5±10,7 R 5,3±4,2 5,8±4,9 9,3±8,9 8,0±6,6 6,6±4,4 7,3±6,2 6,7±5,4 7,7±7,1 C 19,0±9,6 44,9±20,7 58,2±18,8 56,9±17,6 47,0±23,3 44,8±21,5 52,5±17,9 56,2±18,3 R 18,3±9,1 10,6±10,9 13,7±10,1 12,2±10,0 10,6±11,0 11,5±9,3 10,1±10,1 12,6±9,1 Para facilitar a visualização das atividades muscular durante as condições diferentes, adotou-se classificar esta atividade em três níveis em relação a atividade pré APA: fraca (0-30%), média (30-70%) e forte (70-100%). A FIGURA 3 mostra o número de vezes que os três diferentes níveis de ativação muscular aparecem nos três músculos posteriores do tronco analisados (CE, TO e LO), para os diferentes fatores. Observa-se maior participação de forte atividade muscular com a bola leve no GPC durante o APA nos três músculos. Em contradição, a menor atividade aparece mais vezes durante a mesma condição no GCON. A utilização dos níveis fraco, médio e forte de ativação, nos músculos anteriores do tronco (ES e RA), é apresentado na FIGURA 4, que mostra durante o APA, com a bola leve, no GPC os maiores níveis de ativação nos músculos ES e RA. Houve um certo equilíbrio entre as outras condições no músculo, e uma diferença na ativação na mesma condição no GCON. 26 FIGURA 3 - Utilização de três níveis de ativação muscular diferentes durante a realização da tarefa: fraca (0-30%), média (30-70%) e forte (70-100%) para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) com bola leve e pesada durante o ajuste postural antecipatório (APA) e compensatório (APC) nos músculos posteriores do tronco, para valores da integral do sinal eletromiografico (iEMG). FIGURA 4 - Utilização de três níveis de ativação muscular diferentes durante a realização da tarefa: fraca (0-30%), média (30-70%) e forte (70-100%) para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) com bola leve e pesada durante o ajuste postural antecipatório (APA) e compensatório (APC) nos músculos anteriores do tronco, esternocleidomastoídeo e reto abdominal (ES e RA), para valores da integral do sinal EMG. A FIGURA 5 mostra os níveis de ativação para os músculos primários do movimento 27 de flexão de braço (DE e BB), através da iEMG. Há um predomínio do nível fraco de ativação muscular para todas as condições nos dois músculos com exceção da condição observada durante o APA, com bola leve, no GPC com maior semelhança entre os níveis em contraste a mesma condição no GCON, onde somente níveis de ativação fracos foram usados para controlar a perturbação, mostrando uma importante diferença entre os grupos. As mesmas observações entre diferentes níveis de ativação foram realizadas para os valores RMS encontrados nos diferentes músculos. Na FIGURA 6, estão representados os três níveis de ativação para as oito diferentes condições nos músculos posteriores do tronco (CE, TO e LO). Observa-se um importante domínio da ativação forte nos três músculos para todas as condições exceto no APC com bola pesada no GCON. FIGURA 5 - Utilização de três níveis de ativação muscular diferentes durante a realização da tarefa: fraca (0-30%), média (30-70%) e forte (70-100%) para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) com bola leve e pesada durante o ajuste postural antecipatório (APA) e compensatório (APC) nos músculos primários do movimento (deltóide e bíceps braquial – DE e BB), para valores da integral da eletromiografia (iEMG). 28 FIGURA 6 – Utilização de três níveis de ativação muscular diferentes durante a realização da tarefa: fraca (0-30%), média (30-70%) e forte (70-100%) para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) com bola leve e pesada durante o ajuste postural antecipatório (APA) e compensatório (APC) nos músculos posteriores do tronco, para valores do RMS. Para os músculos anteriores do corpo (ES e RA) houve uma grande participação dos níveis fortes nas diferentes condições, de forma similar para os dois músculos. A FIGURA 7 mostra que todas as condições exceto durante o APC com a bola pesada no GCON, obtiveram níveis médio e forte de atividade muscular a maior parte do tempo. Vale ressaltar a diferença desta condição com a mesma no GPC. Na FIGURA 8, as freqüências estão representadas para valor do RMS dos músculos primários do movimento DE e BB. Há um comportamento parecido da freqüência durante o APC no GPC, que apontam as maiores freqüências do nível forte nos dois músculos, e algumas diferenças no GCON, com ativações fortes aparecendo com maior freqüência no músculo BB. Nestes músculos houve maior variação da ativação muscular no GCON. 29 FIGURA 7 - Utilização de três níveis de ativação muscular diferentes durante a realização da tarefa: fraca (0-30%), média (30-70%) e forte (70-100%) para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) com bola leve e pesada durante o ajuste postural antecipatório (APA) e compensatório (APC) nos músculos anteriores do tronco, para valores da Root Mean Square (RMS). FIGURA 8 - Utilização de três níveis de ativação muscular diferentes durante a realização da tarefa: fraca (0-30%), média (30-70%) e forte (70-100%) para os grupos controle e paralisia cerebral (GCON e GPC) com bola leve e pesada durante o ajuste postural antecipatório (APA) e compensatório (APC) nos músculos primários do movimento, para valores da Root Mean Square (RMS). Foi realizada a regressão linear em todos os músculos para determinar um possível comportamento do APA e do APC em função da idade das crianças, através da média dos valores iEMG e do CV destes valores. A FIGURA 9 apresenta a reta da regressão linear entre as diferentes idades e os valores 30 médios da iEMG para os músculos ES, CE, TO, LO e RA durante o APA no GCON. Houve uma correlação positiva entre os fatores, R= 0,53, R2=0,28, p<0,001. Houve relação linear durante o APC para o GCON, R= 0,31 R2= 0,14 p=0,02, APA para o GPC, R= 0,63 R2= 0,39 p<0,0001 e APC para o GPC R= 0,63 R2= 0,39 p<0,0001, onde, nas três condições a reta se mostrou com sentido negativo. As FIGURAS 10, 11 e 12 apresentam a reta de regressão linear entre os valores da iEMG e as idades para os músculos o APA no GCON e o APC GCON e GPC. . FIGURA 9 - Valores médios e desvio padrão da integral da eletromiografia (iEMG) e a reta obtida pela regressão linear entre a média da iEMG e as idades das crianças para os músculos esternocleidomastoídeo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO) e Reto abdominal (RA) durante o ajuste postural antecipatório (APA) no grupo controle (GCON). 31 FIGURA 10 - Valores médios e desvio padrão da integral da eletromiografia (iEMG) e a reta obtida pela regressão linear entre a média da iEMG e as idades das crianças para os músculos esternocleidomastoídeo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO) e Reto abdominal (RA) durante o ajuste postural compensatório (APC) no grupo controle (GCON). 32 FIGURA 11 - Valores médios e desvio padrão da integral da eletromiografia (iEMG) e a reta obtida pela regressão linear entre a média da iEMG e as idades das crianças para os músculos esternocleidomastoídeo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO) e Reto abdominal (RA) durante o ajuste postural antecipatório (APA) no grupo paralisia cerebral (GPC). FIGURA 12 - Valores médios e desvio padrão da integral da eletromiografia (iEMG) e a reta obtida pela regressão linear entre a média da iEMG e as idades das crianças para os músculos esternocleidomastoídeo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO) e Reto abdominal (RA) durante o ajuste postural compensatório (APC) no grupo paralisia cerebral (GPC). 33 Nas TABELAS 5 e 6 estão as médias e o desvios padrão dos valores iEMG em cada músculo analisado em função das diferentes idades do GCON e GPC, respectivamente. Não foram encontradas relações lineares entre o CV e as idades durante o APA para o GCON (R= -0,07523, p=0,60359) e no GPC (R=-0,14998, p=0,29854) e durante o APC para o GCON (R= 0,05243, p= 0,71764) e para o GPC (R= -0,14998, p=0,29854). As crianças com PC foram classificadas por suas habilidades funcionais através da escala GMFCS, nos níveis I, II e III. O nível I mostra que a criança deambula sem restrições, sendo capaz de pular e correr com alterações na velocidade, equilíbrio e coordenação. No nível II, as crianças deambulam sem auxílio com pequenas limitações na marcha comunitária, ou seja, com habilidade mínima para correr, pular obstáculos e outros. A criança classificada no nível funcional III somente deambula com apoio ou de terceiros ou com um auxiliar de marcha. A amostra de sujeitos deste estudo contou com 12 crianças com PC – diparesia espástica, onde 6 (50%) foram classificados no nível III, 2 (16,6%) estão no nível funcional II e 4 (33,3%) classificam-se no nível I, de acordo com a GMFCS (TABELA 5). TABELA 5: distribuição das crianças do grupo paralisia cerebral (GPC) entre os três níveis funcionais da Gross Motor Function Classification System (GMFCS) Níveis Distribuição % N I 50 6 II 16,6 2 III 33,3 4 Com o objetivo de avaliar uma possível dependência entre esses níveis e comportamento dos ajustes posturais, realizou-se a regressão linear comparando o CV com os níveis funcionais I, II e III. 34 A média e o desvio padrão dos valores iEMG de cada músculos em função dos níveis funcionais das crianças PC estão expostos na TABELA 6. Após a aplicação da análise não foi encontrada relação linear para o APA (R= -0,04, p= 0,87) ou APC (R= -0,21, p= 0,46). TABELA 6 - Médias e desvio padrão dos valores da integral do sinal eletromiografico (iEMG) encontrados nos músculos deltóide (DE), esternocleidomastoideo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO), bíceps braquial (BB) e reto abdominal (RA), durante os ajustes posturais antecipatório (APA) e compensatórios (APC), no grupo controle (GCON) em função das diferentes idades. iEMG (%média) Ajuste APA APC Idades DE ES CE TO LO BB RA 7 6,50±0,04 20,0±0,03 17,50±0,04 17,0±0,00 17,50±0,02 19,50±0,01 24,50±0,01 8 9,00±1,41 20,00±2,83 19,50±0,71 19,00±0,00 19,50±2,12 13,50±0,71 26,50±0,71 9 7,50±0,71 21,50±0,71 21,00±2,83 18,50±0,71 18,50±0,71 15,50±0,71 24,00±1,41 10 17,00±1,41 18,50±7,78 15,50±4,95 25,50±0,71 17,50±6,36 12,50±4,95 26,00±4,24 11 14,50±2,12 20,50±4,95 20,00±1,41 20,00±1,41 20,00±2,83 17,50±0,71 26,00±1,41 7 24,50±0,71 23,00±1,41 30,50±4,95 32,00±2,83 37,50±6,36 26,50±0,71 23,00±1,41 8 27,50±2,12 21,50±4,95 29,50±0,71 30,00±1,41 32,50±3,54 26,50±0,71 25,50±0,71 9 22,50±2,12 22,50±2,12 28,00±1,41 28,00±1,41 31,00±1,41 25,00±1,41 24,00±1,41 10 21,00±0,00 19,00±8,49 29,50±2,12 25,00±0,00 37,50±10,61 20,00±1,41 24,50±3,54 11 24,50±2,12 21,00±5,66 28,00±1,41 29,50±0,71 32,50±0,71 25,50±0,71 25,00±0,00 (anos) 35 TABELA 7 - Médias e desvio padrão dos valores da integral do sinal eletromiográfico (iEMG) encontrados nos músculos deltóide (DE), esternocleidomastoideo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO), bíceps braquial (BB) e reto abdominal (RA), durante os ajustes posturais antecipatório (APA) e compensatórios (APC), no grupo paralisia cerebral (GPC) em função das idades. iEMG (%max) Ajuste Idades (anos) DE ES CE TO LO BB RA 7 17.00±4.24 22.50±0.71 22.50±0.71 24.00±2.83 22.00±2.83 18.00±4.24 26.00±0.00 8 8.50±0.71 19.50±4.95 19.00±1.41 21.00±0.00 18.00±0.00 11.50±2.12 25.00±1.41 9 11.50±2.12 23.50±0.71 21.50±0.71 24.00±0.00 24.00±2.83 17.00±1.41 29.00±0.00 10 9.50±3.54 23.50±0.71 12.00±5.66 20.00±0.00 18.00±1.41 13.50±0.71 27.00±4.24 11 5.00±2.83 19.00±5.66 19.00±0.00 13.50±0.71 12.00±1.41 7.50±2.12 17.00±1.41 7 17.00±4.24 20.00±4.24 22.50±0.71 24.00±2.83 22.00±2.83 18.00±4.24 26.00±0.00 8 8.50±0.71 18.50±3.54 19.00±1.41 21.00±0.00 18.00±0.00 11.50±2.12 25.00±1.41 9 11.50±2.12 19.50±4.95 21.50±0.71 24.00±0.00 24.00±2.83 17.00±1.41 29.00±0.00 10 9.50±3.54 22.50±0.71 12.00±5.66 20.00±0.00 18.00±1.41 13.50±0.71 27.00±4.24 11 5.00±2.83 15.00±0.71 19.00±0.00 13.50±0.71 12.00±1.41 7.50±2.12 17.00±1.41 APA APC TABELA 8 - Médias e desvio padrão dos valores da integral do sinal eletromiográfico (iEMG) encontrados nos músculos deltóide (DE), esternocleidomastoideo (ES), extensor cervical (CE), extensor torácico (TO), extensor lombar (LO), bíceps braquial (BB) e reto abdominal (RA), durante os ajustes posturais antecipatório (APA) e compensatórios (APC), em crianças com paralisia cerebral (PC) em função da classificação dos níveis funcionais. iEMG (%MAX) Ajuste APA APC GMFCS DE ES CE TO LO BB RA I 14,2±11,1 21,6±11,7 21,2±6 21,7±11,5 19,8±13,8 13,4±10,1 28,8±19,4 II 16,8±10,3 19,9±8,6 22,3±6,6 24,3±10,7 23,1±13,4 17±8 24,3±9,7 III 7,9±7,7 18,1±7,9 18,2±6,2 20,1±6,5 18,6±7 13,3±8,3 24,1±13,5 I 28,3±13,5 24,7±7,8 28,7±8,2 30,7±11,3 29,3±13,4 27,4±11,6 25,1±14,3 II 23,7±11,3 22,8±7,6 26,7±8 26,3±10,9 27,4±13,9 26,3±9,8 26,6±14,1 III 24,7±13,1 23,3±7,2 25,9±8,8 27,6±6,4 29,6±7,9 30±13 23,7±11,4 36 5 DISCUSSÃO Neste estudo, os grupos realizaram o movimento bilateral de flexão de ombro para agarrar uma bola lançada a uma distância de 1 m, na postura sentada sem apoio posterior (dorso) e inferior (pés). Este movimento desloca os membros superiores para frente causando o movimento do tronco para frente e, portanto, devendo ser compensado, pelo sistema de controle postural, através do deslocamento do COM para trás. Para esta tarefa todos os sujeitos optaram pela estratégia de correção, ou seja pelo APC, para a manutenção da estabilidade. 5.1 Efeito do ajuste postural O efeito dos ajustes nos parâmetros EMG deste estudo mostraram que apesar da produção do APA durante o movimento, os valores da iEMG e do RMS durante o APC foram maiores. Este comportamento pode ser explicado pela influência da estabilidade da postura sentada na escolha das estratégias posturais (BROGREN et al., 1998). VAN DER HIDE et al. (2003) não observaram APA em crianças de dois a onze anos em movimentos de alcance realizados na postura sentada, justificado pela estabilidade postural. Ao comparar o deslocamento do COM durante perturbações causadas por forças externas e aquelas produzidas durante movimentos auto gerados, esses autores relataram um deslocamento maior durante a primeira tarefa, levando a um aumento da atividade muscular durante o APA. Neste estudo não foi possível conhecer a magnitude da perturbação causada pelo movimento primário, pois o deslocamento do COM ou deslocamento do tronco não foram mensurados; como variável meta da tarefa obtivemos o 37 deslocamento do ombro, pelo qual obtivemos o início do movimento e a possibilidade da análise do APA e APC. Os ajustes posturais encontrados no movimento de flexão de ombro durante a postura bípede também sofreram a influência da estabilidade (SHIRATOTI & LATASH, 2000; SLIPJER & LATASH, 2004), porém em condições controversas. SHIRATOTI & LATASH (2000) observaram o decréscimo do APA quando movimentos dos membros superiores são realizados em sujeitos usando patins. Já SLIPJER & LATASH (2004) também observaram o decréscimo da magnitude do APA quando foi permitido ao sujeito apoiar-se com um leve toque em uma superfície localizado a sua frente. As duas situações fortalecem a dependência da magnitude do APA em relação à estabilidade postural corrente. As mudanças na ativação de agonista/antagonista do tronco e dos membros inferiores durante o APA foram observadas durante movimento de flexão e extensão dos ombros realizado em diferentes ângulos de inclinação do tronco (ARUIN, 2003). A instabilidade causada pela postura inicial (inclinação do tronco) também influenciou o comportamento dos ajustes posturais. A magnitude da atividade EMG no APA depende da estabilidade da postura durante a tarefa motora. Os resultados deste estudo sugerem que a maior atividade encontrada durante o APC tem ligação com a estabilidade encontrada na postura sentada. 5.2 Efeito do fator bola O efeito de massas diferentes (0,18kg e 1 kg) foi observado somente para o iEMG. A ANOVA apontou o aumento do iEMG com o aumento da massa da bola, porém a participação deste fator na variabilidade total parâmetro foi de 1%. Alguns estudos mostraram a influência de cargas adicionais no comportamento dos ajustes posturais 38 (VERNAZZA-MARTIN et al, 1999; HADDERS-ALGRA et al, 1999; BOUISSET et al, 2000; WITHERINGTON et al, 2002; VAN DER HEIDE et al, 2004). Durante o desenvolvimento do APA em crianças saudáveis de 10 a 17 meses, WITHERINGTON et al, (2002) observaram a relativa falta de sensibilidade destas crianças em modular os ajuste posturais de acordo com as variações tarefa motora primária. Crianças com 15 meses foram exceções, intensificando o APA em função do aumento da carga. BOUISSET et al, (2000) mostraram aumento da amplitude EMG durante a adição de carga somente quando esta carga foi empregada em conjunto ao aumento na velocidade do movimento. No estudo de VERNAZZA-MARTIN et al, (1999) para a produção de alterações no APA, foi necessário interagir o aumento da carga com o aumento da instabilidade na tarefa. A necessidade de interações entre dois fatores para produzir mudança no parâmetro analisado sugere a pouca responsabilidade e a falta de efeito no RMS encontrado neste estudo. Em crianças saudáveis, HADDERS-ALGRA et al, (1999) observaram que uma carga adicionada no punho, quando realizavam o movimento de alcance, promoveu o aumento da atividade EMG. Porém, na PC a alteração nos ajustes posturais após adição de carga somente ocorreu na interação com o aumento da velocidade do movimento. Os autores justificam essa diferença pelo possível déficit sensorial encontrado na PC e com dificuldade em perceber diferenças nas informações sensoriais. Já VAN DER HEIDE et al, (2004) observaram aumento na amplitude EMG, porém sem alterações na organização temporal (latência) dos ajustes posturais na PC. Os resultados deste estudo mostraram que a perturbação causada pelo movimento primário, mesmo com adição de diferentes cargas, não foi suficiente para produzir a escolha da estratégia pró-ativa, ou seja o APA, como meio de manter a estabilidade. Isto poderia sugerir duas causas: a estabilidade postural inicial (postura sentada) ou uma perturbação pequena no controle postural. 39 5.3 O efeito do fator grupo Os valores iEMG e RMS sofreram o efeito do fator grupo. A maior ativação muscular durante os ajustes posturais ocorreu no GPC. Segundo VAN DER FITS & HADDERSALGRA, (1998), os ajustes posturais são controlados por parâmetros espaciais (direçãoespecífica), temporais (latências de ativação muscular) e quantitativas (amplitude EMG). As características espaciais foram encontradas em lactentes saudáveis de quatro meses de vida, sugerindo sua natureza básica para a construção do controle postural. Crianças com diparesia espástica leve e moderada não apresentaram diferenças das crianças com o desenvolvimento normal em relação à escolha da direção-específica de ativação muscular, apenas na PC grave houve alterações (BROGREN et al, 1998; BROGREN et al, 2001). As características temporais e quantitativas envolvem o ajuste fino resultante da tarefa motora específica. Para os autores, o maior problema encontrado em indivíduos com lesão do SNC é o ajuste fino desses parâmetros. HADDERS-ALGRA et al, (1996) observaram o efeito do treinamento na modulação das amplitudes do EMG frente perturbações, com respeito a modificações na velocidade e posição inicial. Os autores sugerem a implicação desta informação no tratamento da PC (HADDERS-ALGRA et al, 1996). Perturbações auto-geradas na PC mostraram a presença das características espaciais nesses indivíduos, porém, em comparação, estes padrões aparecem com cerca de quatro meses de atraso na idade cronológica e com uma grande variabilidade. Crianças que não apresentam a ativação muscular dentro dos padrões espaciais são aquelas com quadros motores gravíssimos e com sérias inabilidades funcionais. Apesar das poucas diferenças espaciais, as crianças com PC têm dificuldades em modular as características temporais e quantitativas frente a alterações na tarefa (VAN DER HEIDE et al, 2004). 40 Uma das diferenças encontradas na ativação de músculos posturais entre os grupos deste estudo pôde ser observada na redução do RA no GPC com a bola pesada. A característica da tarefa motora exige que músculos posteriores estejam mais ativos em comparação aos anteriores. O GCON foi capaz de modular a intensidade da ativação do RA para as bolas de massas diferentes, enquanto o GPC optou em manter sua atividade mesmo com a bola leve. A TABELA 1 mostra uma redução da atividade no músculo CE durante o alcance da bola pesada em crianças com PC. HADDERS-ALGRA et al, (1999) encontraram esta diminuição de atividade em crianças com PC, argumentando que ela deva acontecer em decorrência de um padrão de ativação tônico extensor alto, necessitando diminuir para o sucesso do controle da postura. Esse tipo de ativação foi raramente visto em crianças saudáveis. Crianças com paralisia cerebral geralmente apresentam diferentes graus de hiperextensão da coluna cervical e do tronco, que variam com a disfunção e a lesão encefálica. Em síntese, a maior atividade EMG encontrada no GPC sugere a dificuldade em modular as características quantitativas do controle postural, em comparação a crianças com desenvolvimento normal. 5.4 Níveis de ativação muscular O aparecimento de três níveis de ativação muscular (fraco, médio e forte) mostrou semelhanças entre os sete músculos estudados e diferenças entre as condições avaliadas. Para os valores iEMG a grande diferença ocorreu entre os grupos, durante APA com a bola leve. O GPC apresentou com maior freqüência a ativação média e forte em comparação ao GCON. 41 Os níveis de ativação muscular para o RMS também mostram similaridade entre os músculos. Contudo, uma diferença entre grupos deve ser ressaltada. Para todos os músculos analisados visivelmente, durante o APC com a bola pesada, o GPC apresentou alta freqüência no nível forte de ativação muscular contrastando com o GCON. Em ambos os casos, houve maior ativação muscular no GPC sugerindo, além do déficit na capacidade da modulação dos parâmetros temporais e quantitativos, a preferência por manter níveis fortes de ativação muscular evitando riscos. HADDERS-ALGRA et al, (1999) sugerem a existência de um repertório limitado de possibilidades motoras, devido lesão no encéfalo imaturo, como também um déficit na integração sensorial. BROGREN et al, (2001) observaram maiores amplitudes EMG na PC em comparação a crianças saudáveis durante o controle da estabilidade contra perturbações externamente geradas. 5.5 Parâmetros Coativação e Inibição Uma outra forma de avaliar o comportamento muscular durante os ajustes posturais é analisar os sinais EMG de pares musculares que atravessam diferentes articulações. Através dos parâmetros C e R, músculos agonista e antagonista de um movimento para uma determinada articulação são analisados, a partir da sua atividade simultânea (coativação) ou intermitente (inibição recíproca). Os parâmetros C e R dos pares musculares ES-CE e RA-LO foram avaliados através do iEMG. Após análise, observou-se o efeito do grupo, ajuste e bola sobre C. O GPC apresentou maior co-ativação (BROGREN et al, 1998; WOOLLACOTT et al, 1998; HADDERS-ALGRA et al, 1999; DAN et al, 2000, WOOLACOTT, 2002; LEVIN, et al. 2002). Excesso de coativação pode ser explicado pela falta de modulação de centros supraespinais nos neurônios motores alfa e gama prejudicando o controle das características da ativação muscular. Lesões no SNC 42 como nas crianças com PC levam ao aumento do tônus, diminuição do limiar do reflexo de estiramento, fraqueza muscular e, por consequência, déficits no controle do movimento e da postura. Além disso, a co-ativação é observada em crianças saudáveis com menos de quatro anos, sugerindo a imaturidade do SNC (BROGREN et al, 1998; VAN DER FITS & HADDERS-ALGRA, 1998). Na bola pesada, o APC obteve maior nível de co-ativação dos pares musculares. Cargas adicionais exigem maior atividade EMG dos músculos relacionados ao movimento primário mas também aos músculos relacionados com a tarefa de controle postural. Neste estudo, como APC foi o ajuste mais utilizado, é compreensível que a atividade EMG neste período seja maior para sustentar maiores cargas. O comando R foi diferente entre os pares musculares e ajuste. O par RA-LO mostrou maior R em comparação ao par ES-CE. Além disso, o R foi maior no APA. O par muscular inferior agindo no R pode ser explicada pela natureza bottom-up do sentido de ativação muscular. Estudos mostram que crianças saudáveis utilizam uma seqüência de ativação muscular de baixo para cima ou caudo-cranial. Porém, VAN DER HEIDE et al, (2004) observaram o sentido inverso de ativação muscular em crianças de dois a 11 anos com PC. A produção do APA depende de complexas modificações nos parâmetros R e C, controladas por centro superiores do SNC, que na PC, apresenta-se lesado (SLIPJER & LATASH, 2004). ARUIN & ALMEIDA (1997) observaram que sujeitos com síndrome de Down utilizavam mais a co-ativação em comparação a inibição recíproca. Logo, sugere-se que o SNC desses sujeitos optou por utilizar uma estratégia mais conservadora, com a diminuição da flexibilidade articular e conseqüentemente dos movimentos. Acreditamos que a presença da maior co-ativação em crianças com PC, entre outras explicações, devase também aos termos desta hipótese. 43 5.6 Relação entre a idade e os ajustes posturais A relação foi linear entre a atividade EMG e a idade das crianças em ambos os grupos, ou seja mudanças em uma variável (idade) produziram modificações em outra variável (ajustes) (MERCER & SAHRMANN, 1997; GRASSO et al, 1998; HAY & REDON, 1999; VAN DER FITS & HADDERS-ALGRA, 1998; WOOLLACOTT et al, 1998; WITHERINGTON et al, 2002). Porém, a relação foi negativa no GPC, no APA e no APC. HADDERS-ALGRA et al, (1999) observaram que a qualidade do movimento voluntário em crianças saudáveis melhorou com a idade. Com o aparecimento da habilidade de andar e se sentar, o controle da cabeça e do tronco melhoram consideravelmente. Já nas crianças com PC, a melhora da eficiência dos ajustes posturais não tem relação com o aparecimento de novas habilidades. Em relação ao APA, WITHERINGTON et al, (2002) apontaram o aumento da utilização do APA com o aumento da idade das crianças. Os autores relacionam esta mudança com o período de aquisição da habilidade da marcha. VAN DER FITS et al, (1999) observaram que o desenvolvimento do APA em crianças de seis a 18 meses esteve relacionado com a aquisição da postura bípede e marcha independente por volta, tarefas que requerem organização complexa e adequada do controle postural. MERCER & SAHRMANN (1997) observaram diferenças nos parâmetros temporais entre crianças, adultos e idosos. Crianças e idosos mostraram maiores latências nas ativações musculares em comparação aos adultos jovens. Eles sugerem que a inexperiência de crianças, em comparação aos adultos, promoveu as diferenças nas séries temporais. Estes estudos sugerem que as diferenças no desenvolvimento motor de crianças saudáveis daquelas com PC, estão baseadas em experiência e aprendizado. Na PC, a lesão 44 do SNC prejudica o desenvolvimento motor, retardando a aquisição de novas habilidades e experiências, sugerindo as diferenças encontradas entre os grupos neste estudo. 5.7 Relação entre os níveis funcionais e os ajustes posturais. Neste estudo houve diferenças entre os grupos, porém não ficaram evidentes diferenças entre as crianças do GPC pois a análise de regressão linear feita com os níveis funcionais em função da magnitude dos ajustes não obteve relação entre os fatores. VAN DER HEIDE et al, (2004) correlacionaram os níveis funcionais com a capacidade de modulação dos sinais EMG durante os ajustes posturais. Eles mostraram que quanto mais comprometido funcionalmente, menor a capacidade de adaptar os ajustes posturais a mudanças na tarefa. Estudos (HADDERS-ALGRA et al, 1999; BROGREN et al, 2001) mostraram que quanto maiores as dificuldades funcionais e o comprometimento motor, mais difícil a capacidade de organizar os parâmetros espaciais, temporais e quantitativos dos ajustes posturais. A falta de relação entre os níveis funcionais e os ajustes posturais visto neste estudo, pode estar relacionadas às semelhanças existentes entre nossos sujeitos. A capacidade de permanecerem sentados e agarrarem uma bola, exigiu a escolha de crianças com diparesia espástica leve. A escala GMFCS para níveis funcionais, descreve nos três primeiros níveis, diferenças relacionadas principalmente a postura bípede e locomoção. Dificuldades no controle postural são mais visíveis em pacientes graves, porém as maiores dúvidas estão nas diferenças entre os sujeitos normais e aqueles com grau leve e moderado de disfunções. 45 6 CONCLUSÃO Os resultados discutidos no capítulo anterior remetem aos objetivos deste estudo, anteriormente descritos, permitindo as seguintes conclusões: 1- As crianças optaram pela estratégia baseada em correções (APC) para se estabilizarem frente uma perturbação auto-gerada; 2- Houve aumento da atividade EMG durante a tarefa motora realizada com a bola pesada; 3- Crianças com PC apresentaram maiores amplitudes dos sinais EMG em comparação a crianças saudáveis; 4- A co-ativação teve maior presença no grupo de crianças com PC. Portanto os procedimentos utilizados neste estudo foram capazes de responderem as dúvidas implícitas nos objetivos específicos descritos. 46 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AL-TURAKI M H S, Seating Orthotics for Young Cerebral Palsy Patients: a report on pratice in Saudi Arabia, Disability and Rehabilitation, 18: 335-340, 1996. ARAUJO R C, Utilização da Eletromiografia em Análise Biomecânica do Movimento Humano. Tese (Doutorado) - – Escola de Educação Física e Esporte da Universidade de São Paulo (EEFEUSP), São Paulo, 1998. ARUIN A S, ALMEIDA G L, A Coativation Strategy in Anticipatory Postural Adjustment in Persons with Down Syndrome, Motor Control, 1:178-191, 1997. ARUIN A S, MAYKA M, SHIRATORI T. “Could a motor action that no direct relation to expected perturbation be associated with anticipatory postural adjustments in humans?” Neuroscie Lett. 341: 21-24, 2001. 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tempo=1:length(gonio1); subplot(2,1,1) plot(gonio1(:,1),’r’); subplot(2,1,2) plot(gonio2(:,1),’k-’); [X1,Y1]=ginput; clf for i=1:length(X1) subplot(2,1,1) plot(gonio1(round(X1(i))-1000:round(X1(i))+1000,1)); subplot(2,1,2) plot(gonio2(round(X1(i))-1000:round(X1(i))+1000,1)); [X,Y]=ginput(1); %criando o arquivo cortado emg_new=emg(round(X(1))+round(X1(i))-1500:round(X(1))+round(X1(i))-500,:); gonio_new=gonio(round(X(1))+round(X1(i))-1500:round(X(1))+round(X1(i))-500,:); tudo(:,1:7)=emg_new; tudo(:,8:9)=gonio_new; %filtrando o arquivo cortado [b,a]=butter(2,300/500); emg_new=filtfilt(b,a,emg_new); emg_new=abs(detrend(emg_new,’constant’)); [b,a]=butter(2,2/500); gonio_new=filtfilt(b,a,gonio_new); %normalizando o sinal medio=mean(emg_new,1); for m=1:7 emg_new(:,m)=emg_new(:,m)/medio(1,m); end 54 apa(:,1:7)=emg_new(300:550,:); apa(:,8:9)=gonio_new(300:550,:); apc(:,1:7)=emg_new(550:800,:); apc(:,8:9)=gonio_new(550:800,:); pre(:,1:7)=emg_new(250:500,:); pre1(:,1:7,i)=emg_new(250:500,:); apa1(:,1:7,i)=emg_new(300:550,:); apc1(:,1:7,i)=emg_new(550:800,:); for k=1:7 RMS_pre(i,k)=sqrt(mean(pre(:,k).^2)); RMS_apa(i,k)=sqrt(mean(apa(:,k).^2)); RMS_apc(i,k)=sqrt(mean(apc(:,k).^2)); iEMG_pre(i,k)=trapz(pre(:,k))*0.001; iEMG_apa(i,k)=trapz(apa(:,k))*0.001; iEMG_apc(i,k)=trapz(apc(:,k))*0.001; RMS_apa(i,k+7)=RMS_apa(i,k)-RMS_pre(i,k); RMS_apc(i,k+7)=RMS_apc(i,k)-RMS_pre(i,k); iEMG_apa(i,k+7)=iEMG_apa(i,k)-iEMG_pre(i,k); iEMG_apc(i,k+7)=iEMG_apc(i,k)-iEMG_pre(i,k); RMS_pre(i,k+7)=0; iEMG_pre(i,k+7)=0; end %identificando a tentativa RMS_pre(i,15)=i; RMS_apa(i,15)=i; RMS_apc(i,15)=i; iEMG_pre(i,15)=i; iEMG_apa(i,15)=i; iEMG_apc(i,15)=i; %identificando o sujeito RMS_pre(i,16)=j; RMS_apa(i,16)=j; RMS_apc(i,16)=j; iEMG_pre(i,16)=j; iEMG_apa(i,16)=j; iEMG_apc(i,16)=j; RMSpre=RMS_pre(i,:); RMSapa=RMS_apa(i,:); RMSapc=RMS_apc(i,:); iEMGpre=iEMG_pre(i,:); iEMGapa=iEMG_apa(i,:); iEMGapc=iEMG_apc(i,:); [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname,’cortado\’); pathname3=[char(pathname),’\cortado\’]; [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname3,’apa\’); [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname3,’apc\’); [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname3,’pre\’); pathname4=[char(pathname3),’\apa\’,]; [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname4,’RMS\’); [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname4,’iEMG\’); pathname4=[char(pathname3),’\apc\’,]; [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname4,’RMS\’); [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname4,’iEMG\’); pathname4=[char(pathname3),’\pre\’,]; [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname4,’RMS\’); [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname4,’iEMG\’); file=[pathname,’cortado\apa\’,char(files),num2str(i),’.apa’]; save(file,’apa’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apa\RMS\’,char(files),num2str(i),’apa.rms’]; save(file,’RMSapa’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apa\iEMG\’,char(files),num2str(i),’apa.iemg’]; save(file,’iEMGapa’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apc\’,char(files),num2str(i),’.apc’]; save(file,’apc’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apc\RMS\’,char(files),num2str(i),’apc.rms’]; save(file,’RMSapc’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apc\iEMG\’,char(files),num2str(i),’apc.iemg’]; save(file,’iEMGapc’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\pre\iEMG\’,char(files),num2str(i),’pre.iemg’]; save(file,’iEMGpre’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\pre\RMS\’,char(files),num2str(i),’pre.rms’]; save(file,’RMSpre’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\pre\’,char(files),num2str(i),’.pre’]; save(file,’pre’,’-ascii’); clear RMSapa RMSapc RMSpre iEMGapa iEMGapc iEMGpre apa apc pre emg_new gonio_new end for i=1:length(X1) %PCA & ICA %transpondo as matrizes pre=pre1(:,:,i); apa=apa1(:,:,i); apc=apc1(:,:,i); emg2(:,:,1)=pre’; emg2(:,:,2)=apa(:,1:7)’; emg2(:,:,3)=apc(:,1:7)’; for h=1:3 switch h case 1 ajuste=[’pre’]; case 2 ajuste=[’apa’]; case 3 ajuste=[’apc’]; end [pn,meanp,stdp] = prestd(emg2(:,:,h)); [ptrans,transMat] = prepca(pn,0.02); pathname1=[char(pathname3),’\’,char(ajuste),’\’]; [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname1,’\pca\’); 55 pathname2=[char(pathname3),’\’,char(ajuste),’\pca\’,]; [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname2,’trans\’); [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname2,’PC\’); [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname2,’LAT\’); [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname2,’EXP\’); file_1=[pathname3,’\’,char(ajuste),’\pca\trans\’,char(files),char(ajuste),’PCptrans.pca’]; save(file_1,’ptrans’,’-ascii’); file_2=[pathname3,’\’,char(ajuste),’\pca\trans\’,char(files),char(ajuste),’PCtransmat.pca’]; save(file_2,’transMat’,’ascii’); ascii’); [PC, LATENT, EXPLAINED] = pcacov(cov(emg2(:,:,h))); file_1=[pathname3,’\’,char(ajuste),’\pca\PC\’,char(files),char(ajuste),’PC.pca’]; save(file_1,’PC’,’-ascii’); file_2=[pathname3,’\’,char(ajuste),’\pca\LAT\’,char(files),char(ajuste),’LAT.pca’]; save(file_2,’LATENT’,’-ascii’); file_5=[pathname3,’\’,char(ajuste),’\pca\EXP\’,char(files),char(ajuste),’EXP.pca’]; save(file_5,’EXPLAINED’,’clear LATENT EXPLAINED PC ascii’); for k=2:3 [eigenvectors,eigenvalues,projections,datamean] = pcsquash(emg2(:,:,h),k); [weights,sphere,activations,bias,signs,lrates] = runica(projections); emg3=resample(activations’,length(emg2),length(activations’)); %emg3(:,1:7)=emg2(:,1:7,h); %activations=emg3; pathname1=[char(pathname3),’\’,char(ajuste),’\’]; [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname1,’ica’); pathname2=[char(pathname3),’\’,char(ajuste),’\ica\’,]; [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname2,’sph\’); [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname2,’weight\’); [SUCCESS,MESSAGE,MESSAGEID] = MKDIR(pathname2,’ic\’); file_1=[pathname3,’\’,char(ajuste),’\ica\sph\’,char(files),char(ajuste),num2str(k),’sph.ica’]; save(file_1,’sphere’,’- file_2=[pathname3,’\’,char(ajuste),’\ica\weight\’,char(files),char(ajuste),num2str(k),’wei.ica’]; save(file_2,’weights’,’-ascii’); file_3=[pathname3,’\’,char(ajuste),’\ica\ic\’,char(files),char(ajuste),num2str(k),’.ica’]; save(file_3,’activations’,’ascii’); % file_6=[pathname,’correlacao\’,char(files),char(ajuste),’XX.ica’]; save(file_6,’emg_corr’,’-ascii’); clear weigths sphere activations bias signs lrates end end end clear pre1 apa1 apc1 file=[pathname,’cortado\apa\RMS\apaaline’,char(files),’_rmsapa.all’]; save(file,’RMS_apa’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apc\RMS\apaaline’,char(files),’_rmsapc.all’]; save(file,’RMS_apc’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\pre\RMS\apaaline’,char(files),’_rmspre.all’]; save(file,’RMS_pre’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apa\iEMG\apaaline’,char(files),’_iemgapa.all’]; save(file,’iEMG_apa’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apc\iEMG\apaaline’,char(files),’_iemgapc.all’]; save(file,’iEMG_apc’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\pre\iEMG\apaaline’,char(files),’_iemgpre.all’]; save(file,’iEMG_pre’,’-ascii’); RMS_apa1=cat(1,RMS_apa1,RMS_apa); RMS_apc1=cat(1,RMS_apc1,RMS_apc); RMS_pre1=cat(1,RMS_pre1,RMS_pre); iEMG_apa1=cat(1,iEMG_apa1,iEMG_apa); iEMG_apc1=cat(1,iEMG_apc1,iEMG_apc); iEMG_pre1=cat(1,iEMG_pre1,iEMG_pre); freqRMSapa=histc(RMS_apa(:,1:16),0:0.1:1); freqiEMGapa=histc(iEMG_apa(:,1:16),0:0.1:1); freqRMSapc=histc(RMS_apc(:,1:16),0:0.1:1); freqiEMGapc=histc(iEMG_apc(:,1:16),0:0.1:1); freqRMSpre=histc(RMS_pre(:,1:16),0:0.1:1); freqiEMGpre=histc(iEMG_pre(:,1:16),0:0.1:1); freqRMSapa(end+1,:)=length(RMS_apa)-sum(freqRMSapa,1); freqiEMGapa(end+1,:)=length(iEMG_apa)-sum(freqiEMGapa,1); freqRMSapc(end+1,:)=length(RMS_apc)-sum(freqRMSapc,1); freqiEMGapc(end+1,:)=length(iEMG_apc)-sum(freqiEMGapc,1); freqRMSpre(end+1,:)=length(RMS_pre)-sum(freqRMSpre,1); freqiEMGpre(end+1,:)=length(iEMG_pre)-sum(freqiEMGpre,1); 56 clear RMS_apa RMS_apc RMS_pre iEMG_apa iEMG_apc iEMG_pre file=[pathname,’cortado\apa\RMS\apaaline’,char(files),’RMSapa.freq’]; save(file,’freqRMSapa’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apc\RMS\apaaline’,char(files),’RMSapc.freq’]; save(file,’freqRMSapc’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\pre\RMS\apaaline’,char(files),’RMSpre.freq’]; save(file,’freqRMSpre’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apa\iEMG\apaaline’,char(files),’iEMGapa.freq’]; save(file,’freqiEMGapa’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apc\iEMG\apaaline’,char(files),’iEMGapc.freq’]; save(file,’freqiEMGapc’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\pre\iEMG\apaaline’,char(files),’iEMGpre.freq’]; save(file,’freqiEMGpre’,’-ascii’); freqRMSapa10(j,:)=freqRMSapa(1,:); freqiEMGapa10(j,:)=freqiEMGapa(1,:); freqRMSapc10(j,:)=freqRMSapc(1,:); freqiEMGapc10(j,:)=freqiEMGapc(1,:); freqRMSpre10(j,:)=freqRMSpre(1,:); freqiEMGpre10(j,:)=freqiEMGpre(1,:); freqRMSapa100(j,:)=freqRMSapa(end,:); freqiEMGapa100(j,:)=freqiEMGapa(end,:); freqRMSapc100(j,:)=freqRMSapc(end,:); freqiEMGapc100(j,:)=freqiEMGapc(end,:); freqRMSpre100(j,:)=freqRMSpre(end,:); freqiEMGpre100(j,:)=freqiEMGpre(end,:); clear freqRMSapa freqiEMGapa freqRMSapc freqiEMGapc freqRMSpre freqiEMGpre end file=[pathname,’cortado\apa\RMS\apaaline_rmsapa.all’]; save(file,’RMS_apa1’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apc\RMS\apaaline_rmsapc.all’]; save(file,’RMS_apc1’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\pre\RMS\apaaline_rmspre.all’]; save(file,’RMS_pre1’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apa\iEMG\apaaline_iemgapa.all’]; save(file,’iEMG_apa1’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apc\iEMG\apaaline_iemgapc.all’]; save(file,’iEMG_apc1’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\pre\iEMG\apaaline_iemgpre.all’]; save(file,’iEMG_pre1’,’-ascii’); RMS_apa1(:,end+1)=2; RMS_apc1(:,end+1)=3; RMS_pre1(:,end+1)=1; iEMG_apa1(:,end+1)=2; iEMG_apc1(:,end+1)=3; iEMG_pre1(:,end+1)=1; RMSall=cat(1,RMS_pre1,RMS_apa1,RMS_apc1); iEMGall=cat(1,iEMG_pre1,iEMG_apa1,iEMG_apc1); file=[pathname,’cortado\apaaline_iemg.all’]; save(file,’iEMGall’,’-ascii’); file=[pathname,’cortado\apaaline_rms.all’]; save(file,’RMSall’,’-ascii’); load handel sound(y,Fs) 57 8.2 Gross Motor Function Classification System (GMFCS) LEVEL I- Walks without restrictions; limitations in more advance gross motor skills. Before 2nd birthday: Infants move in and out of sitting and floor sit with both hands free to manipulate objects. Infants crawl on hands and knees, pull to stand and take seps holding onto furniture. Infants walk between 18 months and 2 years of age without the need for any assistive mobility device. From age 2 the 4th birthday: Children floor sit with both hands free for to manipulate objects. Moviments in and out of floor sitting and standing are performed without adult assistance. Children walk as the preferred method of mobility without the need for any assistive mobility device. From age 4 to 6th birthday: Children get into and out of, and sit in, a chair without the need for hand support. Children move from the floor and from chair sitting to standing without the need for objects for support. Children walk indoors and outdoors, and climb stairs. Emerging ability to run and jump. From age 6 to 12: Children walk indoors and outdoors, and climb stairs without limitations. Children perform gross motor skill including running and jumping but speed, balance and coordination are reduced. LEVEL II- Walks without assistive devices, limitations walking outdoors and in the community. Before 2nd birthday: Infants maintain floor sitting but way need to use their hands for support to maintain floor sitting but may need to use their hands for support to maintain balance. Infants creep on their stomach or crawl on hands and knees. Infants may pull to stand and take steps holding onto furniture. From age 2 to 4th birthday: Children floor sit but may have difficulty with balance when both hands are free to manipulate objects. Movements in and out of sitting are performed without adult assistance. Children pull to stand on a stable surface. Children crawl on hands and knee with reciprocal pattern, cruise holding onto furniture and walk using an assistive mobility device as preferred methods of mobility. From age 4 to 6th birthday: Children sit in a chair with both hands free to manipulate objects. Children move from the floor to standing and from chair sitting to standing but often require stable surface to push ou pull up on with their arms. Children walk without the need for any assistive mobility device indoors and for short distances on level surfaces outdoors. Childrens climb stairs holding onto a railing but are unable to run and jump. From age 6 to 12: Children walk indoors and outdoors, and climb stairs holding onto a railing but experience limitations walking on uneven surfaces and inclines, and walking in crowds or confined spaces. Children have at best only minimal ability to perform gross motor skills such as running and jumping. Distinctions between levels I and II: 58 Compared with children in Level I, children in Level II have limitations in the ease of performing movement transitions; walking outdoors and in the community; the need for assistive mobility devices when beginning to walk; quality of movement; and the ability to perform gross motor skills such as running and jumping. LEVEL III- Walks with assistive mobility devices; limitations walking outdoors and in the community. Before 2nd birthday: Infants maintain floor sitting when the low back is supported. Infants roll and creep forward on their stomachs. From age 2 to 4th birthday: Children maintain floor sitting often by W-sitting (sitting between flexed and internally rotated hips and Knees) and may require adult assistance to assume sitting. Children creep on their stomach or crawl on hands and knee (often withhout reciprocal leg movements) as their primary methods of self-mobility. Children may pull to stand on a stable surface and cruise short distances. Children may walk short distances indoors using an assistive mobility device and adult assistance for steering and turning. From age 4 to 6th birthday: Children sit on a regular chair but may require pelvic or trunk support to maximize hand function. Children move in and out chair sitting using stable surface to push on or pull up with their arms. Children walk with an assistive mobility device on level surfaces and climb stairs with assistance from an adult. Children frequently are transported when travelling for long distances or outdoors on uneven terrain. From age 6 to 12: Children walk indoors or outdoors on a level surface with an assistive mobility device. Children may climb stairs holding onto a railing. Depending on upper limb function, children propel a wheelchair manually or are transported when travelling for long distances or outdoors on uneven terrain. Distinctions between Levels II and III: Differences are seen in the degree of achievement of functional mobility. Children in Level III need assistive mobility devices and frequently orthoses to walk, while children in level II do not require assistive mobility devices after age 4. LEVEL IV- Self-mobility with limitations; children are transported or use power mobility outdoors and in the community. Before 2nd birthday: Infants have head control but trunk suport is required for floor sitting. Infants can roll to supine and may roll to prone. From 2 to 4 th birthday: Children floor sit when placed, but are unable to maintain alignment and balance without use of their hands for support. Children frequently require adaptive equipment for sitting and standing. Self-mobility for short distances (within a room) is achieved through rolling, creeping on stomach, or crawling on hands and knees without reciprocal leg movement. From age 4 to 6th birthday: Children sit on a chair but need adaptive seating for trunk control and to maximize hand function. Children move in and out chair sitting with assistance from an adult or a stable surface to push or pull up on with their arms. Children may at best walk short distances with a walker and adult supervision but have difficulty 59 turnning and maintaining balance on uneven surfaces. Children are transportes in the community. Children may achieve self-mobility using a power wheelchair. From age 6 to 12: Children may maintain levels of function achieved before age 6 or rely more on wheeled mobility at home, school, and inthe community. Children may achieve self-mobility using a power wheelchair. Distinctions between Levels III and IV: Differences in sitting ability and mobility exist, even allowing for extensive use of assistive technology. Children in level III sit independently, have independent floor mobility, and walk with assitive mobility devices. Children in Level IV function in sitting (usually supported) but independent mobility is very limited. Children in Level IV are more likely to be transported or use power mobility. LEVEL V - Self-mobility is severely limited even with the use of assistive technology. Before 2nd birthday: Physical impairments limit voluntary control of movement. Infants are unable to maitain antigravity head and trunk postures in prone and sitting. Infants require adult assitance to roll. From age 2 to 12: Physical impairments restrict voluntary control of movement and the ability to maintain antigravity head and trunk postures. All areas of motor function are limited. Functional limitations in sitting and standing are not fully compensated for through the use of adaptative equipament and asistive technology. At level V, children have no means of independent mobility and are transported. Some children achieve selfmobility using a power wheelchair with extensive adaptations. Distinctions between Levels IV and V: Children in Level V lack independence even in basic antigravity postural control. Self mobility is achieved only if the child can learn how to operate an electrically powered wheelchair. 60 8.3 Termo de Conscentimento Os ajustes posturais são muito importantes e fazem parte das atividades do cotidiano das pessoas, participando do controle postural, do equilíbrio e dos movimentos realizados. O objetivo deste estudo é avaliar o controle postural de crianças frente à uma tarefa motora específica. Assim, necessitamos de sua colaboração para permitir que seu filho/a participe do experimento que medirá como ele/a controla o equilíbrio na postura ereta. O experimento não é invasivo. Acreditamos que a duração total do experimento seja de cerca de 30 minutos, incluindo o preenchimento de um formulário de identificação. Os resultados servirão como parâmetros para melhor compreender os mecanismos de regulação do equilíbrio e farão parte de uma dissertação de mestrado em Educação Física e de publicações em periódicos e congressos científicos; portanto asseguramos que todos os resultados permanecerão anônimos e serão apenas identificados por um código numérico conhecido somente pelos pesquisadores do projeto. No caso de dúvidas, os pais ou responsáveis poderão dirigir-se à clínica de fisioterapia da Universidade São Judas Tadeu, aos cuidados da coordenadora do estudo, Aline Bigongiari Winckler, durante o horário das 14:00 às 18:00, nos dias úteis, ou pelo telefone: 6099-1659 Assim, declaro que eu, ___________________________________________________ residente na ____________________________________________________________ telefone __________________, estou ciente dos propósitos deste trabalho científico e autorizo meu/minha filho/a ___________________________________________________ a participar das coletas experimentais e estou ciente que tenho a liberdade de deixar o estudo a qualquer etapa deste trabalho, sendo somente necessário notificar ocoordenador do estudo. São Paulo, ____ de ________________ de 200__ 61 8.4 Comitê de ética 62
