Ângulos das Articulações do Joelho e do Quadril para Otimização da Eletroestimulação Neuromuscular do Músculo Quadríceps Femoral

A estimulação elétrica neuromuscular (EENM) é utilizada em diversos contextos devido aos seus benefícios relacionados ao aprendizado motor, preservação de músculos desnervados, treinamento em indivíduos não cooperativos/sedados, controle e alívio da dor e melhora do desempenho funcional de atletas, jovens e idosos , além de pessoas com doença cardiopulmonar grave. Mesmo com o sólido conhecimento acumulado sobre a EENM, seu potencial não é totalmente compreendido, havendo dúvidas a serem esclarecidas para a obtenção de maior eficácia por parte de clínicos e cientistas nas diversas possibilidades de aplicação.

Os efeitos da EENM ainda não foram determinados no músculo quadríceps femoral em diferentes comprimentos, o que pode ser obtido alterando o ângulo da articulação ou articulações que ele cruza (quadril e joelho). Provavelmente existe apenas um ensaio (Fahey et al., 1984) abordando esta questão. No estudo, foram comparadas duas posições: joelho e quadril estendidos versus joelho (65º) e quadril (ângulo não mencionado) fletidos, embora o objetivo do estudo fosse avaliar apenas a influência da posição do joelho. Os autores descobriram que a NMES pode aumentar a força isométrica e isocinética, mas pode ser mais eficaz para melhorar o desempenho isocinético se o joelho for flexionado durante o tratamento. Surgem então dúvidas porque os grupos foram testados apenas com o joelho flexionado e não também estendido, e porque a mudança no ângulo do quadril provavelmente influenciou os resultados. Este estudo também foi o único encontrado por Bax et al. (2005).

Justificativa: a EENM é uma ferramenta consagrada aplicada como tratamento principal ou complementar em programas de reabilitação. É necessário estabelecer a influência da posição do membro inferior nos resultados. Portanto, este estudo abordará pela primeira vez os efeitos da EENM na força voluntária e evocada do quadríceps, atividade elétrica, arquitetura e propriedades do tendão.

Hipótese: Em adultos jovens saudáveis, a variação do ângulo articular do quadril e do joelho para a EENM pode afetar o torque extensor do joelho, a atividade eletromiográfica do músculo quadríceps, a arquitetura e o alongamento do complexo tendão-aponeurose e as propriedades tendíneas do tendão patelar. Esses fatores serão facilitados quando os participantes estiverem sentados com o joelho em 60º de flexão. Por outro lado, quando o quadríceps está mais alongado (deitado com joelho a 60º) ou encurtado (decúbito dorsal ou sentado com joelho estendido (0º), tais adaptações não serão significativas.

Métodos: Este é um estudo cruzado com indivíduos jovens saudáveis ​​do sexo masculino. Os procedimentos serão realizados no Laboratório de Performance Neuromuscular da Faculdade de Ceilândia/Universidade de Brasília e no Laboratório de Força da Faculdade de Educação Física/Universidade de Brasília. Os sujeitos realizarão 5 visitas ao laboratório (a primeira visita será uma sessão de familiarização para testar a EENM em cada posição), com intervalo mínimo de 48 horas entre as visitas. Os voluntários serão informados de todos os procedimentos, finalidades, benefícios e riscos do estudo e assinarão um termo de consentimento informado antes da participação (o projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade N 99221818.9.0000.0029)

• Contração Isométrica Voluntária Máxima (MVIC): Um dinamômetro isocinético será usado para registrar o torque. O eixo do equipamento será alinhado visualmente com o eixo do joelho (epicôndilo lateral do fêmur). O braço de alavanca do transdutor de força será firmemente preso 2-3 cm acima do maléolo lateral com uma cinta. As angulações do quadril e do joelho serão ajustadas com um goniômetro. Os indivíduos serão firmemente estabilizados na cadeira com cintos no peito e na cintura pélvica para minimizar o movimento do corpo. Os indivíduos serão instruídos a cruzar os braços com as mãos nos ombros e estender o joelho contra a faixa "empurrando gradualmente por 3 s (contração em rampa) até a força máxima, mantendo-a por 4 s, e depois diminuindo a quantidade de força gradualmente por mais 3 s". O número de contrações corresponderá ao número de avaliações ultrassonográficas: 4 músculos (reto femoral e os três vastos) + tendão patelar proximal + tendão patelar distal x 3 medições para cada = 18, cada um separado por 1 min de descanso.
• Estimulação elétrica neuromuscular (EENM): A EENM será utilizada para produzir um torque isométrico eletricamente evocado máximo, que será avaliado na familiarização e será gerado (15-18 vezes) após o término do protocolo de contrações voluntárias das sessões subsequentes. Um dispositivo estimulador elétrico será usado. Os parâmetros serão verificados usando um osciloscópio digital. O dispositivo será conectado a cabos que serão conectados a dois pares de eletrodos adesivos de 25 cm2. O primeiro eletrodo distal será colocado a 80% da linha entre a espinha ilíaca anterossuperior (EIAS) e o espaço onde se localiza o ligamento medial. O eletrodo proximal será colocado no ponto motor correspondente, identificado com eletrodo tipo caneta, no vasto medial. O outro eletrodo distal será posicionado a 2/3 da linha que se forma da EIAS até a face lateral da patela, enquanto o eletrodo proximal será colocado no ponto motor, identificado com eletrodo tipo caneta, no ventre muscular do o vasto lateral. Será utilizada uma corrente pulsada: frequência = 100 Hz, duração do pulso = 400 μs, tempo de subida = 3 s, tempo ON = 4 s, tempo de decaimento = 3 s e tempo off = 1 min. A intensidade utilizada será a obtida na familiarização, ou maior se tolerada.
• Atividade elétrica de superfície e nível de ativação: A atividade de eletromiografia (EMG) de superfície do vasto lateral, vasto medial e reto femoral será registrada bipolarmente por dois eletrodos arredondados de cloreto de prata, cada um medindo 20 mm de diâmetro e tendo um diâmetro de registro de 10 mm e separados por uma distância entre eletrodos (centro a centro) de 20 mm. Os eletrodos serão posicionados longitudinalmente no ventre muscular, e um eletrodo de referência será fixado na patela do membro inferior contralateral. Como no caso dos eletrodos de NMES, será feita uma marcação para garantir que nas sessões seguintes os eletrodos serão colocados de acordo. A redução da impedância (<5 kΩ) entre os dois eletrodos será obtida pela abrasão da pele com lixa e limpeza com álcool. Os sinais EMG serão amplificados com uma frequência de largura de banda de 15 Hz a 5,0 kilohertz (taxa de rejeição de modo comum = 90 decibéis, impedância = 100 miliohms, ganho = 1000).
• Arquitetura muscular: Espessura muscular, ângulo de penação e comprimento fascicular serão obtidos em repouso e durante CIVM e EENM por meio de ultrassom portátil em modo B com transdutor linear de 7,5 megahertz. As configurações de profundidade, ganho, compressão e ultrassom serão mantidas constantes entre as avaliações e de um paciente para outro. Para cada músculo serão obtidos três vídeos e os valores médios serão utilizados para análise estatística. Para melhor reprodutibilidade, o avaliador retirará e reposicionará o transdutor no local marcado. Os vídeos serão armazenados no aparelho e posteriormente transferidos para um computador para processamento em softwares específicos. Os vídeos serão obtidos com o transdutor posicionado no plano longitudinal do músculo, mantendo-o paralelo à direção dos fascículos. O alinhamento adequado do transdutor será alcançado quando vários fascículos forem exibidos sem interrupção. Reto femoral, vasto intermediário, vasto lateral e vasto medial serão avaliados, respectivamente, nas porcentagens 50%, 60% e 75% (proximal para distal) da distância entre a face medial da espinha ilíaca anterossuperior e a borda superior da patela, conforme adaptado de Blazevich et al. (2006). O reto femoral e o vasto intermediário serão visualizados no aspecto anterior da coxa, o vasto lateral será visualizado movendo o transdutor 5 cm na direção lateral da linha média e o vasto medial será visualizado com o transdutor 3 cm para na direção medial da coxa. O ângulo de penação é o ângulo formado entre o eco da aponeurose profunda dos músculos e o eco do espaço entre os fascículos, medido 3 a 4 mm acima da aponeurose profunda dos músculos. O comprimento fascicular será considerado como o comprimento total da fibra muscular, porém, como os fascículos são muito longos para serem medidos desde a origem até a inserção, o comprimento estimado será obtido a partir da fórmula de Blazevich et al. (2006), que utiliza como variáveis ​​a espessura do músculo, o ângulo do fascículo e o ângulo entre as aponeuroses superficial e profunda.
• Alongamento do complexo tendão-aponeurose: O alongamento miotendíneo será estimado pelo deslocamento da aponeurose profunda. Para o cálculo serão utilizadas as gravações adquiridas para análise da arquitetura muscular. Porém, diferentemente da natureza estática dos dados do tópico anterior, esta variável utiliza uma abordagem dinâmica, pois o ponto (P) será utilizado como ponto de contato (inserção) de um fascículo na aponeurose profunda em repouso e o deslocamento de P ao considerar sua posição final durante uma contração máxima. Portanto, o deslocamento de P (dL) é considerado um indicativo de alongamento da aponeurose profunda e do tendão distal.
• Propriedades do tendão: O comprimento de repouso do tendão patelar será medido traçando seu trajeto com o transdutor de ultrassom no plano longitudinal (sagital), partindo da inserção patelar até a inserção na tíbia, ao longo da superfície posterior do tendão. A região central do transdutor será colocada em cada uma das inserções do tendão (considerando sua face posterior) e então será feita uma marcação na pele nesse ponto e uma fita métrica será utilizada para a medição do comprimento do tendão. A área de secção transversa do tendão patelar será calculada a partir de imagens no plano axial a 25%, 50% e 75% do seu comprimento (em repouso). O cálculo da força do tendão utilizará a razão entre o momento de extensão total do joelho estimado (corrigido pela ativação do músculo bíceps femoral obtido por eletromiografia) pelo braço de momento interno, que será estimado medindo-se individualmente o comprimento do fêmur, de acordo com à equação de Visser et al (1990). A tensão do tendão será calculada pela razão de força aplicada ao tendão por sua área de seção transversal. A deformação no tendão será calculada usando a mudança de comprimento em relação ao comprimento original (ΔL / Lo) e será expressa em porcentagem. O módulo de Young, ou módulo de elasticidade, será obtido dividindo-se a tensão pela deformação. A rigidez tendinosa será calculada dividindo-se a força aplicada ao tendão pelo alongamento gerado em seu comprimento. Como o comprimento do transdutor não permite a visualização completa do tendão patelar, uma fita adesiva hipoalergênica ecoabsorvente será colocada no centro do tendão para referência. Assim, as imagens serão obtidas da fita até a inserção proximal e depois partindo da fita até a inserção distal. As imagens serão reconstruídas para medição. A deformação será definida como a mudança no comprimento entre a patela e a tíbia, que será medida quadro a quadro.