Estimulação elétrica neuromuscular nos adutores umerais em indivíduos com rotura do manguito rotador: um estudo observacional

Participantes Com base no estudo piloto, um tamanho de amostra de 30 pacientes é calculado para fornecer poder de 80% com um tamanho de efeito de 0,5 (diferença de distância acromioumeral = 0,9 mm com e sem NMES). Os indivíduos com ruptura do manguito rotador serão recrutados no Departamento de Cirurgia Ortopédica ou no Departamento de Medicina Física e Reabilitação do National Taiwan University Hospital (NTUH). Todos os indivíduos receberão consentimento informado por escrito antes da inclusão no experimento. O estudo é aprovado pelo NTUH Institutional Review Board.

Instrumentação Sistema de rastreamento de movimento eletromagnético tridimensional O Polhemus 3Space FASTRAK® (Polhemus Inc., Colchester, VT, EUA), um sistema de análise de movimento eletromagnético com software MotionMonitor (Innovative Sports Training, Inc., Chicago, IL, EUA), será usado para rastrear e coletar cinemática escapular tridimensional. Três sensores são fixados na superfície óssea plana do acrômio e do esterno com fita adesiva e no úmero distal entre os epicôndilos lateral e medial por meio de tiras de velcro com fita adesiva (Figura 1). Os outros sensores são fixados por uma caneta para digitalizar as posições tridimensionais em pontos de referência ósseos, incluindo a incisura esternal, processo xifóide, vértebras C7, vértebras T8, vértebras T12, articulação glenoumeral anterior e posterior, articulação acromioclavicular, raiz da coluna vertebral do escápula, ângulo inferior da escápula e epicôndilos lateral e medial para construir o modelo complexo do ombro. Cada receptor será amostrado na taxa de 120 atualizações/segundo dividido pelo número de sensores.

Medições de ultrassonografia (USG) O sistema de ultrassom do tablet BenQ T3300 (BenQ Medical Technology Corp., Taipei, Taiwan) com um transdutor de banda larga L154BH linear array 4-15MHz será usado para avaliação não invasiva de AHD em 3 posições ativamente abduzidas (em 0 °, 60° e 90° de abdução do ombro). Imagens em tempo real serão realizadas com varredura rápida em modo B para gerar imagens com as seguintes configurações: ganho, 66-68; faixa dinâmica, 75; persistência, 3; QScan, 4, para nitidez e suavização; mapa cinza, 3; Croma 0; ângulo de direção, 0; e transdutor, 5,5 MHz. A distância mínima de medição deste USG é de 1 mm com erro menor que ± 5%.

Estimulação Elétrica Neuromuscular (NMES) O GM300TE COMBO NMES (Gemore Technology Co., Ltd., New Taipei City, Taiwan), uma máquina portátil com canais controláveis ​​duplos e um interruptor manual, será aplicado ao PM e TM. De acordo com um estudo anterior, a geração de força muscular é modulada pela frequência estimulada, largura de pulso e intensidade. Aumenta linearmente com a amplitude estimulada e a duração do pulso. A eletrônica da unidade cria os impulsos elétricos com uma frequência de saída de 50 Hz e uma largura de pulso de 300 microssegundos. O modo síncrono (S) e o pulso de onda retangular assimétrico são usados ​​ao longo do experimento. A amplitude é definida como contração muscular em nível motor com autopercepção de intensidade máxima tolerável. O tempo de estimulação tetânica é de 7 segundos com intervalos de 20 segundos entre as estimulações para evitar a fadiga muscular. Os dois eletrodos circulares são usados ​​em cada adutor para minimizar a interferência estimulada com os músculos próximos.

Eletromiografia de superfície (sEMG) A ativação muscular será coletada em 1000 Hz/canal com a resolução de um conversor A/D de 16 bits para um conversor analógico D/A de 16 bits (Modelo MP 150, Biopac Systems Inc., Aero Camino Goleta, CA, EUA). O sistema inclui pares de eletrodos circulares de cloreto de prata (diâmetro: 10 mm; Ludlow Company LP, Chicopee, MA) com uma distância entre eletrodos de 20 mm (centro a centro). Os sinais coletados são amplificados com um amplificador Grass AC/DC (Modelo 15A12, Astro-Med Inc., West Warwick, RI, EUA) com ganho de 1000 dB, uma taxa de rejeição de modo comum (CMRR) de 86 dB a 60 Hz , e uma largura de banda (-3 dB) de 10 a 1000 Hz. Dados de largura de banda total (capturados pelo software de sistemas de aquisição e análise de dados, AcqKnowledge, Biopac, Aero Camino Goleta, CA) são reduzidos usando um algoritmo de raiz quadrada média (RMS) para produzir envelopes com uma taxa de amostragem efetiva de 50 amostras por segundo. A média das três tentativas para cada tarefa é calculada para análise de dados.

Sistema de medição de força O sistema de medição sensível à força (FlexiForce ELFTM, New Taipei City, Taiwan) combina três sensores FlexiForce B201 de ponto único, uma alça contendo eletrônica de interface USB e software compatível com Windows. Três sensores circulares (diâmetro 9,53 mm; espessura 0,203 mm) são capazes de detectar a faixa de força tão baixa (4,4-111 N), médio (111-667 N) e alto (667-4448 N), respectivamente. Isso garante que as várias forças durante a contração isométrica voluntária máxima possam ser medidas pelo sensor apropriado. Quando o sensor detecta a força, o software exibe um histograma, gráfico de curva ou número da força detectada como biofeedback em tempo real. A taxa de amostragem da coleta de dados é definida em 200 Hz.

Procedimentos Indivíduos do sexo masculino são solicitados a remover suas camisas e indivíduos do sexo feminino são solicitados a usar um maiô aberto nas costas durante todo o experimento. Os sujeitos são solicitados a fazer o teste de contração isométrica máxima isométrica abduzida e aduzida contra os sensores de força no anel de ferro personalizado, respectivamente. A força máxima é registrada simultaneamente como o valor médio durante as tarefas isométricas de contração isométrica máxima. Em seguida, a distância acromioumeral é avaliada pela sonda USG em 3 posições abduzidas (posição de repouso, 60° e 90°) com um goniômetro dinâmico personalizado envolvendo a parte distal do úmero. A sonda USG é aplicada paralelamente ao eixo do úmero e sobre o aspecto anterior da margem acromial anterior. São necessárias três imagens para cada posição. Intervalos de vinte segundos entre cada imagem evitam a fadiga muscular. Após a imagem do USD, os eletrodos sEMG são colocados no redondo maior e no peitoral maior após a área ser limpa com álcool e esfregada para reduzir a impedância da pele. Após a colocação dos eletrodos, o sujeito pendura o braço em uma postura sentada neutra com um sensor de medição de força em contato com o pulso. Cada sujeito realiza cinco tentativas da tarefa de abdução e adução isométrica, respectivamente, a 60% da força máxima com base no feedback do valor da força em tempo real.

Depois disso, a cinemática escapular durante a elevação do braço é medida pelo FASTRAK em 5 tentativas. Primeiro, um fisioterapeuta conecta os sensores para construir o sistema de coordenadas local para o ombro. Em seguida, o operador pede ao sujeito para elevar o braço para garantir que o ângulo esteja acima de 90° e para retrair a escápula para confirmar a direção axial da rotação interna/externa da escápula exibida no sistema. Em segundo lugar, os sujeitos são instruídos a elevar o braço o mais alto possível a uma velocidade confortável dentro de 3 segundos e, em seguida, abaixar lentamente o braço até a posição inicial. Um metrônomo audível definido para 1 Hz é usado como sugestão durante a tarefa de elevação.

Todos os sujeitos são solicitados a realizar a mesma avaliação com a EENM. A ordem de aplicação da EENM no redondo maior ou peitoral maior será randomizada. Todos os anexos NMES ideais são confirmados com a atividade de recrutamento pela caneta do ponto motor. Posteriormente, a intensidade máxima tolerável é assegurada e registrada nas três posições abduzidas. Em seguida, a cinemática escapular durante a elevação do braço e as medições da distância acromioumeral em posições específicas do braço são realizadas durante a EENM em um dos adutores alvo. Os indivíduos são solicitados a manter a posição específica do braço com NMES por pelo menos 3 segundos em cada tentativa durante a medição da distância acromioumeral. Além disso, a EENM é sustentada por pelo menos 7 segundos durante o rastreamento cinemático escapular durante a elevação do braço. Após um intervalo de 10 minutos após as avaliações, a EENM em outro músculo adutor é realizada. Após a estimulação NMES, os sujeitos realizam a avaliação de co-contração imediatamente. Os dados de atividade muscular em abdução e adução isométrica são coletados imediatamente antes e depois da EENM. Em seguida, são analisados ​​os dados da cinemática escapular durante a elevação do braço e a distância acromioumeral na posição de repouso e a 60° e 90° de abdução do ombro.

Análise estatística Os dados serão analisados ​​no Statistical Package for the Social Sciences (SPSS), versão 22 (International Business Machines Corp., Nova York, EUA). O teste de Shapiro-Wilk é usado para testar a normalidade. Com distribuição normal, serão utilizadas ANOVAs de duas vias (3 condições x 3 posições para medidas de distância acromioumeral e 3 condições x 6 posições de cinemática escapular). O nível alfa é definido em 0,05 com teste bicaudal. Sem distribuição normal, um teste não paramétrico (teste de Friedman) é usado para análise de dados. As taxas de co-contração entre a linha de base e imediatamente após a EENM são comparadas pelo teste t ou pelo teste dos postos sinalizados de Wilcoxon, independentemente de a distribuição ser normal ou não.