NORMALIZAÇÃO DE ELETROMIOGRAFIA DE SUPERFÍCIE DOS … · maneira diferente de viver e, assim,...

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA

NORMALIZAÇÃO DE ELETROMIOGRAFIA DE SUPERFÍCIE DOS

MÚSCULOS RESPIRATÓRIOS EM SUJEITOS SAUDÁVEIS:

CONTRAÇÃO VOLUNTÁRIA MÁXIMA ISOMÉTRICA VERSUS

PRESSÕES RESPIRATÓRIAS MÁXIMAS

Ingrid Guerra Azevedo

Natal

2014









Dissertação apresentada à Universidade

Federal do Rio Grande do Norte – Programa

de pós-graduação em Fisioterapia, para a

obtenção do título de Mestre em Fisioterapia.

Orientador: Guilherme Augusto de Freitas Fregonezi

Natal

2014

iv




COORDENADOR DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA:

Prof. Dr. Ricardo Oliveira Guerra

v








BANCA EXAMINADORA

Prof. Dr.Guilherme Augusto de Freitas Fregonezi - Presidente - UFRN

Prof. Dra. Armèle de Fátima Dornelas de Andrade

Dra. Lucien Peroni Gualdi

Aprovada em ___/___/___

vi

Dedicatória

À minha querida família, fonte de amor,

perseverança e honestidade,

em especial a Agostinho Nunes Guerra e

Francisca Campêlo Guerra.

vii

Agradecimentos

Apesar de muito trabalhoso concluir esta dissertação, talvez uma das tarefas mais

desafiadoras estou tendo agora: agradecer! Não que me seja difícil agradecer às pessoas

que estiveram ao meu lado nesta conquista, mas por serem muitas. E por isso eu também

sou grata!

Eu agradeço a Deus, força maior e energia imensurável, que me impulsiona a cada

dia e a cada experiência, a ser uma pessoa melhor. Como dizia um grande cientista, “um

pouco de ciência nos afasta de Deus. Muito, nos aproxima.” É Ele que sempre coloca

pessoas iluminadas no meu caminho, me ajudando mesmo quando eu não acredito dar

certo. E durante esses dois anos, foram muitos os momentos que me vi perdida, mas

foram muitas as pessoas que me lembraram que iria dar certo.

Obrigada à banca, Profa. Armèle Dornelas de Andrade e Dra. Lucien Gualdi, pelas

considerações enriquecedoras a este trabalho. À Profa. Armèle por deixar sua casa e seu

trabalho e vir até Natal exclusivamente para esta defesa. As contribuições foram todas

bem-vindas!

O pouco que me tornei hoje, sou e serei eternamente grata aos meus avós

maternos, Francisca Campêlo Guerra e Agostinho Nunes Guerra, por serem meus

primeiros mestres, me ensinando valores que guardarei até meu último suspiro:

honestidade, respeito, coragem e humildade. Muito obrigada por terem forças para me

criar com dignidade após terem criados seus sete filhos. Agradeço aos meus pais, Ilma N.

G. Azevedo e Francisco J. P. Azevedo, pelo dom da vida e por toda confiança depositada

em mim, mesmo de longe, não me abandonando e vibrando comigo a cada conquista. Ao

meu irmão Igor Guerra Azevedo, por me acompanhar na “saga filosófica desta vida”!

Você é, além de meu irmão de sangue, meu irmão espiritual, e tenho certeza que este é

viii

um privilégio de poucos. Obrigada por tanto companheirismo!

À minha família Guerra, meu muito obrigada por estar comigo para o que der e

vier! Aos meus tios (ora pais, ora tios) e aos meus primos (ora irmãos, ora primos): sem

vocês e todo seu apoio, não conseguiria mais uma vitória. Em especial, deixo meu “muito

obrigada” à Barbara Guerra Oliveira, por ser, em todos meus projetos científicos com

saudáveis, minha primeira voluntária. Você não mediu esforços para vir aqui pelo menos

4 vezes durante o andamento deste projeto. Não teria como agradecer a isso!

Aos amigos de Nova Acrópole (NA), agradeço por estarem ao meu lado na busca

por me tornar uma pessoa melhor. Muitas vezes, ao sair de um dia difícil, foi com vocês

que dividi o fardo, conseguindo enxergar nas Ciências, Artes, Políticas e Religiões uma

maneira diferente de viver e, assim, tendo forças para seguir com meus objetivos. Posso

dizer que existe uma Ingrid antes de NA e outra Ingrid após NA.

Aos amigos que a vida me presenteou, agradeço também por entenderem meu

cansaço, meus “não posso, tenho que estudar” ou “não vou, estou cansada”, e por nunca

me abandonarem. Agradeço em especial à Danielly Melo, Gabriela Raulino, Kalianny

Queiroz, Thayana Cabral e Rafaela Andrade, que me acompanharam desde a seleção

até agora, chorando meu choro e sorrindo meu sorriso em todos os aspectos da vida.

Vocês são mais que amigas! A Bruno Diogo Silva, obrigada por sanar todas as minhas

dúvidas de informática, fazer meu computador trabalhar sempre mais rápido, pelo

companheirismo e torcida; e a Luciano Barbosa por me inspirar tanta organização e

simetria.

Agradeço a todos do Laboratório 6 do Departamento de Fisioterapia da UFRN,

onde estou há quase 8 anos. Ao meu Professor e Orientador Dr. Guilherme Fregonezi,

por toda confiança em mim depositada, por sempre me desafiar (ou seja, me lembrar que

ix

posso!), acreditar que posso desenvolver o que me propõe, e dizer sempre que posso

melhorar! Espero um dia retribuir a todo o conhecimento que você já me proporcionou. À

Profa. Vanessa Resqueti, por estar nos corredores do HUOL, num dia de Agosto de 2012,

me dizendo: “Faz a prova! Você passa!” Acho que sem aquelas palavras eu não teria

ousado. Obrigada pelo exemplo de profissional, mãe, esposa e amiga, sempre disposta a

ajudar a qualquer um de nós. Aos amigos Íllia Nadinne Lima, Maria Clara Góes, Ana

Tereza Sales, Ana Gabriela Batista e Rêncio Bento, obrigada pelo apoio, conversas e

discussões científicas, gargalhadas e aperreios; à Kadja Benício, por me ajudar numa das

fases mais estressantes da finalização deste trabalho: as configurações; à Elis Cabral, por

ser exemplo de uma grande mulher e profissional; à Thaíse Lucena, Fernanda Gadelha,

Sílvia Angélica, hoje mestras, por me mostrarem um pouco do que seria ser mestranda, e

pela amizade construída. Vocês foram meus exemplos enquanto eu era IC. Muito

obrigada novamente (agora não mais como banca) à Lucien Gualdi, pelos ensinamentos

estatísticos, puxões de orelha e infinitas conversas. Quando tudo parecia não mais dar

certo, você me encorajou. Obrigada!

Agradeço ainda aos colegas do Laboratório 2 do Departamento de Fisioterapia da

UFRN, em especial a Caio Alano e Daniel Tezoni, por todo conhecimento compartilhado.

Vocês foram essenciais para a conclusão deste trabalho. Serei eternamente grata a

vocês. Ao Prof. Jamilson Brasileiro, por estar disponível para sanar minhas dúvidas

quando precisei e por me permitir participar das discussões por ele ministradas.

Este projeto jamais seria concluído sem a garra da “Saga da Eletromiografia”,

grupo carinhosamente apelidado por mim, composto por Morgana Evangelista, Kardec

Aguiar, Dayane Montemezzo e Vanessa Lima. Eu não tenho palavras para agradecer ao

empenho de vocês! Foram muitas reuniões via Skype, muitas discussões, muito trabalho

x

para fechar o protocolo, muita dor de cabeça por coletas perdidas... Mas foi também

muito companheirismo, muita responsabilidade, muita coragem e muito estudo! Este

trabalho não é meu, este trabalho é NOSSO! Muito, muito, muito obrigada!!!

Eu sou grata aos professores que constroem dia-a-dia esta pós-graduação, da qual

tenho muito orgulho de fazer parte. Obrigada também aos funcionários deste

departamento, por manterem-no sempre disponível para nosso uso, e aos voluntários

desta pesquisa, sem os quais, nada disso teria sido concluído.

Eu agradeço e dedico esta dissertação ao Amigo e sempre presente Fernando

Henrique Fernandes de Macêdo, com quem eu tive a honra de viver 7 anos de minha

vida! Você partiu deixando na Terra uma linda lição de amor, de amizade, de

companheirismo, de calma, de paciência e de muitas, mas muita sabedoria! Com você

não tinha tempo ruim, não tinha choro, não tinha desentendimento. Com você estava tudo

em paz, tudo era alegria, tudo era risada, tudo era samba! Eu queria, um dia, conseguir

manter sua imagem viva em mim, sendo mais paciente, mais amorosa e mais sábia. Foi à

você quem eu pedi ajuda e iluminação quando eu parecia não aguentar mais. E eu tenho

certeza que você me ajudou, pois assim faria se estivesse fisicamente aqui. Você foi (e

será sempre) um Mestre, mesmo antes de terminar seu mestrado, com quem eu dividi um

laboratório da vida, e sua Luz jamais se apagará! Muito obrigada por ter sido tão grande,

embora pequenininho; falar tão alto, embora baixinho; e por me ensinar tanto, talvez até

sem saber! Eu sinto muitas saudades de você!

Por fim, muito obrigada a todos que direta e indiretamente estiveram comigo na

construção deste sonho, porque, afinal, "aquele que não pesquisa é alguém que, ou não

se preocupa com a Verdade, ou já a encontrou." Como ainda não encontrei, sigo em

busca dela!

xi

Sumário

Dedicatória .................................................................................................................... vi Agradecimentos ............................................................................................................ vii Lista de Abreviaturas ........................................................................................................ xiii Lista de Figuras ............................................................................................................ xv Lista de Figuras – Artigo .............................................................................................. xvi Lista de Tabelas – Artigo ............................................................................................ xvii Lista de Apêndices .................................................................................................... xviii Resumo .......................................................................................................................... xix Abstract .......................................................................................................................... xx

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 21

1.1. Revisão de Literatura ............................................................................................ 24

1.1.1. Eletromiografia de superficie (sEMG) de músculos respiratórios........................... 24

1.1.2. Normalização do sinal eletromiográfico……………………………………………..... 26

1.2. Justificativa.............................................................................................................. 28

1.3. Objetivos ................................................................................................................ 29

1.3.1. Objetivo Geral ........................................................................................................ 29

1.3.2. Objetivos Específicos .......................................................................................... 29

2. MATERIAIS E MÉTODOS .......................................................................................... 30

2.1. Delineamento e local da pesquisa............................................................................. 31

2.2. Aspectos éticos da pesquisa..................................................................................... 31

2.3. Desenho do estudo ................................................................................................... 32

2.4. Antropometria ........................................................................................................... 34

xii

2.5. Avaliação de função pulmonar.................................................................................. 35

2.5.1. Espirometria………………………………………………………………………………. 35

2.5.2. Pressões respiratórias máximas………………………………………………………... 36

2.5.3. Sniff Teste ………..………………………………………………………………………. 37

2.6. CVMI de Esternocleidomastóideo e Escaleno......................................................... 38

2.7. CVMI de Reto Abdominal ……………………………………………………………..... 39

2.8. Eletromiografia de Superfície .................................................................................. 39

2.8.1. Obtenção da RMS .................................................................................................. 43

2.8.1.1. Processamento dos sinais eletromiográficos ...................................................... 43

2.8.1.2. Seleção das manobras para cálculo da RMS....................................................... 44

2.9. Amostra ..................................................................................................................... 45

2.9.1. Cálculo Amostral ..................................................................................................... 45

2.9.2. Critérios de Inclusão ............................................................................................... 46

2.9.3. Critérios de Exclusão .............................................................................................. 46

2.10. Análise Estatística ................................................................................................... 47

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO (artigo científico) ........................................................ 48

4. CONCLUSÃO................................................................................................................ 74

5. REFERÊNCIAS............................................................................................................. 76

6. ANEXOS ....................................................................................................................... 80

APÊNDICE ........................................................................................................................ 85

xiii

Lista de Abreviaturas

% Porcentagem

%pred. Porcentagem do predito

Ag/AgCl Prata/Cloreto de Prata

ATS American Thoracic Society

CEP Comitê de Ética em Pesquisa

cmH2O Centímetros de Água

CPT Capacidade Pulmonar Total

CRF Capacidade Residual Funcional

CVF Capacidade Vital Forçada

CVF%pred Porcentagem do Valor de Capacidade Vital Forçada em relação ao Valor

Predito

CVMI Contração Voluntária Máxima Isométrica

CVMIECOM/ESC Contração Voluntária Máxima Isométrica de Esternocleidomastóideo

e Escaleno

CVMIRA Contração Voluntária Máxima Isométrica de Reto Abdominal

dB Decibel

DPOC Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica

ECG Eletrocardiograma

ECOM Esternocleidomastóideo

ERS European Respiratory Society

ESC Escaleno

Hz Hertz

IMC Índice de Massa Corpórea

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia, normalização e Qualidade Industrial

ms Milisegundos

PEmáx Pressão Expiratória Máxima

PImáx Pressão Inspiratória Máxima

RA Reto Abdominal

RMS Root Mean Square

RRMC Razão de Rejeição de Modo Comum

xiv

SBPT Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia

sEMG Eletromiografia de Superfície

SENIAM Surface Electromyography for the Non-Invasive Assessment of Muscles

SNIP Pressão Inspiratória Nasal

TCLE Termo de Consentimento Livre e Esclarecido

UFMG Universidade Federal de Minas Gerais

UFRN Universidade Federal do Rio Grande do Norte

UMs Unidades Motoras

VEF1 Volume Expiratório Forçado no 1º Segundo

VEF1%pred Porcentagem do Valor de Volume Expiratório Forçado do 1º Segundo

Comparado ao Valor Predito

VEF1/CVF Índice de Tiffeneau

VEF1/CVF% Porcentagem do Valor de Índice de Tiffeneau Comparado ao Valor Predito

VR Volume Residual

vs Versus

μV Microvolts

xv

Lista de figuras

Figura 1 Fluxograma do estudo ................................................................................. 33

Figura 2 Balança Antropométrica WELMY® modelo R-110....................................... 34

Figura 3 Espirômetro KoKo Digidoser®...................................................................... 36

Figura 4 Manovacuômetro digital NEPEB-LabCare/UFMG....................................... 37

Figura 5 Contração Voluntária Máxima Isométrica de ECOM e ESC........................ 38

Figura 6 Contração Voluntária Máxima Isométrica de RA......................................... 39

Figura 7 Posicionamento de eletrodos nos músculos ECOM e ESC......................... 40

Figura 8 Posicionamento de eletrodos no RA........................................................... 40

Figura 9 Eletrodos auto-adesivos de superfície......................................................... 41

Figura 10 Eletromiógrafo TeleMyo DTS Desk Receiver®............................................. 42

Figura 11 Sensores wireless (Clinical DTS - Noraxon®)................................................. 42

Figura 12 Tela do software MR 3.2 ............................................................................. 43

Figura 13 Sinais eletromiográficos brutos e após processados................................... 44

Figura 14 Software do manovacuômetro NEPEB-LabCare/UFMG.............................. 45

xvi

Lista de figuras – Artigo

Figura 1 RMS data values regarding Sternocleidomastoid and Scalene

muscles……………………………………………................................................................ 72

Figura 2 RMS data values regarding Eighth Rectus Abdominis muscle

........................................................................................................................................... 73

xvii

Lista de tabelas – Artigo

Tabela 1 Anthropometric data and lung function .......................................... 69

xviii

Lista de Apêndice

Apêndice A Termo de Consentimento Livre e Esclarecido ............................... 86

Apêndice B Ficha de Avaliação ........................................................................... 88

xix

RESUMO

Objetivo: O objetivo deste estudo foi estabelecer um padrão de normalização da

eletromiografia de superfície para os músculos respiratórios esternocleidomastoideo

(ECOM), escaleno (ESC) e reto abdominal (RA). Métodos: Foram avaliados sujeitos

saudáveis em relação a dados antropométricos, espirometria e sEMG durante a execução

de cinco manobras distintas: sniff teste, pressão inspiratória máxima (PImáx), pressão

expiratória máxima (PEmáx) e contração Voluntária Máxima Isométrica (CVMI) dos

músculos RA, ECOM e ESC. Para colocação dos eletrodos, a pele foi preparada com

abrasão, seguida de tricotomia, nas seguintes regiões para aquisição dos sinais de

eletromiografia: (1) ECOM: terço inferior da distância entre o processo mastoide e a

articulação esternoclavicular; (2) ESC: 5 cm para a direita a partir da articulação

esternoclavicular e, neste ponto, 2 cm para cima e (3) RA: ao nível da cicatriz umbilical, 4

centímetros à direita. Na análise das variáveis eletromiográficas, a normalidade dos

dados foi avaliada pelo teste Shapiro-Wilk. Comparações entre as manobras inspiratórias

estudadas foram realizadas por meio do teste de Friedman e para manobras expiratórias,

teste de Mann Whitney. Ao dividir a amostra entre homens e mulheres, foi aplicado o

teste de Mann-Whitney e Teste t de student de acordo com a normalidade dos dados.

Resultados: 35 sujeitos aceitaram participar do estudo, mas 5 foram excluídos (IMC>25

kg/m²). A amostra foi composta por 30 sujeitos (15 mulheres), idade média 25,7 ± 6,42

anos, IMC 22,2 ± 1,73 kg/m² e índices espirométricos dentro dos limites considerados

normais. A CVMI para os músculos ECOM, ESC e RA foi a que apresentou maior valor de

RMS. Conclusão: A manobra de CVMI para ECOM, ESC e RA foi a que apresentou

maiores valores de RMS. Quando comparamos a RMS das manobras estudadas entre os

grupos, não houve diferença significativa entre eles.

Palavras-chave: Eletromiografia de superfície; Músculos Respiratórios; Normalização.

xx

ABSTRACT

Aim: To evaluate and to standardize surface electromyography (sEMG) normalization

procedures for respiratory muscles by comparing muscle activation during Maximal

Voluntary Isometric Contraction (MVIC) and Maximal Respiratory Pressures (MIP, MEP

and sniff test). Methods: Healthy subjects were evaluated regarding demographics,

spirometry and sEMG during the five maneuvers: sniff test, MIP, MEP and Maximal

Voluntary Isometric Contraction (MVIC) of RA, SCM and SCA. For electrode placement,

skin was prepared with abrasion, followed by shaving in the following regions for

acquisition of electromyographic signals: (1) SCM: lower third of the distance between the

mastoid process and the sternoclavicular joint; (2) SCA: 5 cm to the right from the

sternoclavicular joint and at this point, up to 2 cm; and (3) RA: the level of umbilicus, 4 cm

to the right. In electromyographic variables analysis, the data normality was assessed by

Shapiro-Wilk test. Comparisons among studied maneuvers were performed by Friedman

Test and Dunn’s post-hoc for multiple comparisons among inspiratory maneuvers, and

Mann Whitney test for expiratory maneuvers. Subgroups differences between genders

were performed by Student's t test or Mann-Whitney test according to data normality.

Results: 35 subjects participated in the study, but 5 were excluded (BMI> 25 kg/m²).

Sample consisted of 30 subjects (15 women), mean age 27.3±7.43 years, BMI 22.2±1.69

kg/m² and spirometric indices within normal limits. Specific MVIC for SCM, SCA and RA

showed the highest RMS. When we grouped sample into gender we found no difference

among RMS values for the studied SCM maneuvers, while for SCA, MVICSCM/SCA was the

one with the highest RMS and for RA, MVICRA in men. Once considering women,

MVICSCM/SCA showed the highest RMS for SCM, SCA and MVICRA showed the highest

value for RA. Conclusion: MVIC for SCM, SCA and RA muscles showed the highest RMS

values. When comparing RMS between the studied groups, there was no significant

difference between men and women.

Keywords: Electromyography; Respiratory Muscles; Normalization.

1. INTRODUÇÃO

22

A eletromiografia é a representação gráfica da atividade elétrica do músculo1,

podendo ser realizada por meio de agulha, que capta a atividade elétrica de poucas

unidades motoras ou mesmo uma única unidade motora, ou por meio de eletrodo de

superfície, que realiza a medida da atividade elétrica de várias unidades motoras ao

mesmo tempo2. Os eletrodos de agulha são normalmente usados para eletromiografia

clínica, pelo neurofisiologista, e para análise de potenciais de unidades motoras (UMs)

isoladas, com baixa aplicabilidade nas áreas do movimento humano, sendo relativamente

desconfortável para o sujeito avaliado, uma vez que trata-se de uma técnica invasiva3.

A eletromiografia de superfície (sEMG) é um método não-invasivo de captação da

atividade elétrica muscular, podendo ser aplicada para fins de pesquisa e estudos

clínicos. Ela permite avaliar o tempo e intensidade da atividade muscular, a ocorrência de

fadiga, a alteração da composição UMs resultante de programas de treinamento

muscular, assim como as estratégias neurais de recrutamento3-6.

A sEMG tem seu surgimento relatado nos anos 40, com estudos sobre o

movimento humano, mas somente em meados dos anos 90 estudos começaram a usá-la

de forma mais maciça para investigações envolvendo o sincronismo neuromuscular7.

Atualmente, tem sido amplamente utilizada por profissionais que estudam o movimento

humano, como educadores físicos, fisioterapeutas, biomecânicos, e possui a vantagem

de ser um método indolor e sem risco de infecção3, 5.

Como consequência do crescimento do uso da técnica supracitada como

ferramenta de avaliação, nota-se uma grande diversidade metodológica nos estudos que

a utilizam, o que gerou a necessidade de uma padronização deste método de avaliação.

Desta forma, em 1996 foi criada a SENIAM (Surface Electromyography for the Non-

23

Invasive Assessment of Muscles), com objetivo de guiar o desenvolvimento da técnica de

sEMG, além de proporcionar a troca de informações8.

O sistema de coleta da sEMG consiste de eletrodos, hardware de amplificação de

sinal e softwares com capacidade para o tratamento de dados, assim como para

visualização e armazenamento de registros via interface de software. Os eletrodos

convertem o sinal elétrico resultante da despolarização das fibras musculares em um sinal

capaz de ser processado em um amplificador9. O sinal elétrico reflete a soma dos

potenciais de ação das unidades motoras individuais e ativas que se apresentam ao redor

do eletrodo, quando uma contração é gerada10, podendo esse sinal ser manipulado de

acordo com os dados brutos ou processados. Existem muitos métodos de análises do

sinal eletromiográfico, dentre eles, o mais utilizado é a Root Mean Square (RMS), cálculo

matemático a partir do qual os dados são elevados ao quadrado para obter o resultado

médio, e então é extraída a raiz quadrada11. Ela representa a magnitude do sinal elétrico

no domínio do tempo12.

Muitos fatores influenciam na coleta do sinal eletromiográfico, os quais podem ser

divididos em fatores extrínsecos e intrínsecos. Os primeiros, extrínsecos, podem ser

modificados, como por exemplo, o modelo e posição dos eletrodos ou a limpeza da pele8,

13. Em relação aos fatores intrínsecos, tratam-se de questões como a gordura e

temperatura corporal do sujeito avaliado13. Pela conhecida variabilidade do sinal, não

somente entre sujeitos, mas também entre avaliações sequenciais ou não, técnicas

diferentes de normalização têm sido desenvolvidas para reduzir a variabilidade. A

normalização em amplitude do eletromiograma consiste na conversão dos valores do

sinal no intervalo desejado, permitindo a comparação entre músculos, tarefas e

indivíduos5, 14. Existem diversas formas de se normalizar a amplitude do sinal

24

eletromiográfico: Contração Voluntária Máxima Isométrica (CVMI)6; Pico Máximo do Sinal

Eletromiográfico6; Valor Médio do Sinal Eletromiográfico6 e Valor Fixo do Sinal

Eletromiográfico15. Em estudos realizadas em 2008, por Burden et al.16, e em 2000, por

Clarys et al.17, foram discutidos os benefícios e limitações da normalização do dado

eletromiográfico. Todavia, os resultados prévios dos estudos não permitem aos

pesquisadores escolherem qual a melhor forma de se normalizar o sinal da

eletromiografia de superfície.

1.1. Revisão de Literatura

1.1.1. Eletromiografia de Superfície dos músculos respiratórios

Assim como é utilizada para avaliação de musculatura esquelética periférica, a

sEMG é utilizada para avaliação da musculatura respiratória durante diferentes atividades

como a respiração em repouso, o uso de diferentes dispositivos e também cargas

resistivas inspiratórias/expiratórias ou ambas. Portanto, a sEMG pode e tem um enorme

potencial para avaliar o impacto de intervenções da Fisioterapia Respiratória e

Cardiovascular, por exemplo18.

A utilização da sEMG como ferramenta de medida da atividade elétrica dos

músculos respiratórios tem sido utilizada em vários estudos com sujeitos saudáveis e em

uma variedade de doenças, como a Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC)18, em

sujeitos com comprometimento hepático19, asmáticos20, doenças neuromusculares21 e

acidente vascular encefálico22.

Esta técnica de avaliação, empregada em diversas situações, é utilizada para

avaliação de sujeitos com doenças respiratórias, como forma de investigar a musculatura

respiratória durante diferentes manobras respiratórias e volumes pulmonares23-24, em

25

condições de fadiga e em diferentes posturas25-26. Diversos estudos têm analisado os

benefícios da avaliação da sEMG dos músculos respiratórios. A sEMG pode ser utilizada

para a avaliação da fraqueza muscular ou fadiga muscular, o seguimento clínico de

doenças ou no monitoramento da função muscular após a realização de programas de

tratamento27.

Em 2005, Dornelas de Andrade e col.28 estudaram a ativação elétrica da

musculatura inspiratória de sujeitos com DPOC e sujeitos saudáveis durante o

treinamento muscular inspiratório com Threshold®, sendo avaliados os músculos

diafragma e esternocleidomastóideo (ECOM). Foi encontrado, então, que o ECOM

aumentou sua atividade para superar a carga oferecida pelo Threshold®, e este aumento

de atividade parece estar relacionado ao grau de obstrução pulmonar. Em 2011, Silva29

estudaram os músculos escaleno (ESC) e ECOM, em indivíduos saudáveis, durante o

treinamento muscular inspiratório com cargas máximas de resistores linear a alinear. Os

resultados mostraram uma correlação positiva e significativa entre o ganho de carga

máxima de ECOM e ESC tanto para o treino com resistores linear quanto com alinear. Em

2012, Brasileiro-Santos e col.30 avaliaram os músculos ESC e ECOM de crianças

asmáticas e saudáveis durante o repouso e durante a manobra de pressão inspiratória

máxima (PImáx), observando então que o sinal eletromiográfico do músculo ESC em

repouso apresentava-se aumentado em crianças asmáticas.

Em outro estudo, Maarsingh e col.31, em 2000, avaliaram sujeitos asmáticos e

saudáveis para analisar a reprodutibilidade da captação do sinal eletromiográfico dos

músculos diafragma, intercostais e reto abdominal (RA) em diferentes dias. Eles

concluíram que há reprodutibilidade da captação da atividade elétrica do diafragma e

intercostais durante a respiração em volume corrente de sujeitos asmáticos e saudáveis

26

de diferentes idades. Recentemente, em 2013, Da Gama e col.32 analisaram o efeito

agudo de cargas inspiratórias incrementais na atividade da musculatura de diafragma e

ECOM de sujeitos saudáveis. Foi observada uma queda na frequência da atividade dos

dois músculos avaliados. Riedi e col.33, 2005, avaliaram a reprodutibilidade e a

sensibilidade da sEMG para musculatura respiratória em sujeitos com DPOC, em repouso

e em diferentes cargas inspiratórias, concluindo que a sEMG é reprodutível e sensível

para avaliação das mudanças impostas durante as diferentes cargas inspiratórias.

Em relação à normalização do sinal eletromiográfico dos músculos respiratórios,

assim como ocorre com musculatura esquelética periférica14, não há consenso sobre qual

melhor manobra ou procedimento deve ser usada para normalizar. Usualmente, são

utilizadas a manobra de inspiração máxima até capacidade pulmonar total (CPT)34 ou

ventilação em repouso5, nas quais nem todos os músculos respiratórios envolvidos são

ativados maximamente.

1.1.2. Normalização do sinal eletromiográfico

O sinal eletromiográfico coletado possui grande variabilidade quando comparado a

sujeitos distintos (mesmo em grupos homogêneos). A normalização é um processo

importante para diminuir essas diferenças e padronizar as diferenças inter-sujeitos, dias

de medidas, músculos ou estudos. Trata-se da transformação em percentual dos valores

coletados, baseando em uma coleta de referência do próprio sujeito13, 35-36. Assim, para

normalização, as investigações envolvendo sEMG devem identificar a medida de maior

ativação do músculo, produzindo assim o melhor sinal, e estabelecê-lo como referência.

Algumas formas de normalização do sinal eletromiográfico foram estabelecidas. A

Contração Voluntária Máxima Isométrica (CVMI) é muito empregada em estudos com

27

contrações estáticas, resultando em baixo coeficiente de variação. Quando se trata de

uma análise de contração dinâmica, ainda existe muita controvérsia de como normalizar o

sinal37-38. Foram descritas as seguintes formas de se normalizar a amplitude do sinal

eletromiográfico:

1. Contração Voluntária Máxima Isométrica (CVMI) – utiliza-se como referência para

normalização o maior valor encontrado em uma contração isométrica máxima, para o

músculo em questão6.

2. Pico Máximo do Sinal Eletromiográfico – Este valor é caracterizado pelo pico do

sinal eletromiográfico encontrado no movimento ou ciclo estudado (método do pico

dinâmico)6. A este atribui-se 100%, então, todo o sinal eletromiográfico é normalizado por

esse valor. Robertson (2004)15 cita que esta seria a melhor forma para se normalizar

contrações dinâmicas.

3. Valor Médio do Sinal Eletromiográfico – utiliza-se como referência para

normalização o valor médio do sinal eletromiográfico da contração (método da média

dinâmica)6.

4. Valor Fixo do Sinal Eletromiográfico – Para se normalizar desta forma, pode-se citar

como valor de referência uma contração submáxima ou uma contração isométrica

submáxima15.

Ao tratar-se da avaliação eletromiográfica da musculatura respiratória, a

normalização pode ser feita a partir da respiração basal em repouso5 ou pressões

respiratórias máximas. Segundo o guia da American Toracic Soociety/ European

Respiratory Society (ATS/ERS) de 200234, alguns músculos respiratórios estão em

silêncio durante respiração tranqüila, portanto, não é prático normalizar a atividade

eletromiográfica dos músculos respiratórios durante a respiração em repouso, sendo

28

muitas vezes mais prático normalizar durante esforços respiratórios, como sniff test ou

Pressões Respiratórias Máximas. Atualmente, há muitas dificuldades em se estabelecer o

que é padrão normal de intensidade do sinal eletromiográfico do que passa a ser

caracterizado como padrão patológico de intensidade deste sinal, sendo a grande

variabilidade do eletromiograma de indivíduos sadios um dos maiores obstáculos para se

estabelecer um padrão normal39.

Burden et al., 201014, em seu estudo de revisão, avaliaram as diferentes formas de

normalização utilizadas em 25 anos, dentre elas, por pico e por média do sinal elétrico,

porém, não encontraram dados consistentes de qual seria a melhor forma para a

normalização. Outros estudos recentes também relataram a ausência de consenso sobre

a melhor forma de se normalizar os sinais eletromiográficos40-43. Por outro lado, alguns

autores sugerem que essas possibilidades de normalização devem ser usadas como

forma de diminuir a variabilidade entre indivíduos, sendo uma opção melhor que se

comparada ao dado não normalizado.

1.2. Justificativa

Devido a conhecida variabilidade do sinal eletromiográfico, a normalização é uma

forma de diminuir as diferenças encontradas entre sujeitos, músculos estudados,

tentativas e dias diferentes de experimentos, tratando-se de parte essencial para

quantificação e qualidade de estudos com sEMG. Desta forma, nota-se a grande

importância da realização de estudos que tratem da padronização do processo

normalização do sinal eletromiográfico. Para a musculatura respiratória, nenhum estudo

até hoje tratou da sua normalização. Diante do exposto, esta pesquisa evidencia um

estudo inovador e de grande contribuição científica para a área da sEMG de músculos

29

respiratórios, pois a partir dele poderá ser padronizado a normalização do sinal elétrico

dos músculos respiratórios, respondendo a dúvidas comuns à comunidade científica

interessada nesta área.

1.3. Objetivos

1.3.1. Objetivo Geral

Avaliar o procedimento técnico de normalização da sEMG dos músculos

respiratórios, sendo eles: esternocleidomastóideo (ECOM), escaleno (ESC) e reto

abdominal (RA), comparando as manobras de ativação muscular através da Contração

Voluntária Máxima Isométrica e manobras respiratórias de Pressões Respiratórias

Máximas (PImáx, PEmáx e sniff teste).

1.3.2. Objetivos Específicos

Comparar a ativação muscular, através dos valores de RMS (root means square) de

três músculos respiratórios, sendo eles o esternocleidomastóideo (ECOM), escaleno

(ESC) e reto abdominal (RA), durante a execução de CVMI de RA, CVMI de ECOM e

ESC e durante manobras respiratórias de Pressões Respiratórias Máximas (PImáx,

PEmáx e sniff teste).

Comparar os valores de RMS entre os subgrupos: 1) homens e 2) mulheres.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

31

2.1. Delineamento e local da pesquisa

Trata-se de um estudo transversal analítico, realizado em dois centros: no

Laboratório de Fisioterapia PneumoCardioVascular & Músculos Respiratórios, do

Departamento de Fisioterapia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN),

na cidade de Natal, Rio Grande do Norte – Brasil, e no Laboratório de Avaliação e

Pesquisa em Desempenho Cardiorrespiratório, da Universidade Federal de Minas Gerais

(UFMG), na cidade de Belo Horizonte, Minas Gerais – Brasil, no período compreendido

entre outubro e dezembro de 2013. O estudo foi composto por uma amostra por não-

probabilística, por conveniência. Foram recrutados 15 participantes, os quais realizaram

uma visita ao Laboratório de Desempenho PneumoCardioVascular & Músculos

Respiratórios da UFRN, onde foram esclarecidos sobre os procedimentos e assinaram o

termo de consentimento livre e esclarecido, e outros 9 sujeitos foram avaliados no

Laboratório de Avaliação e Pesquisa em Desempenho Cardiorrespiratório, da UFMG. Em

ambos os centros os procedimentos foram padronizados em relação aos dados

antropométricos, espirométricos e eletromiográficos.

2.2 . Aspectos éticos da pesquisa

Após esclarecimentos sobre os procedimentos da pesquisa e assinatura do termo

de consentimento livre e esclarecido (TCLE) (Apêndice A), os sujeitos foram submetidos à

avaliação. Por ocasião da publicação dos resultados da pesquisa, foi assegurado o

anonimato, o respeito e a dignidade humana segundo a resolução 466/12 do conselho

Nacional de Saúde. Este projeto foi submetido ao Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) da

UFRN, obtendo parecer favorável de número 424.987/2013 (Anexo 1).

32

2.3. Desenho do estudo

Os sujeitos foram convidados a participarem do estudo por convite verbal, sendo

uma amostra não probabilística e por conveniência. Após assinarem o TCLE, e

receberem orientações gerais sobre a pesquisa, a avaliação antropométrica foi realizada

para a caracterização da amostra. Após a coleta dos dados antropométricos, foi realizada

a randomização das manobras a serem desenvolvidas: PImáx, PEmáx, pressão

inspiratória nasal (SNIP) e manobras de CVMI para ECOM, ESC e RA. A sEMG foi

realizada durante o desenvolvimento das manobras supracitadas. O fluxograma deste

estudo segue na figura 1.

33

Figura 1. Fluxograma do estudo

Seleção de sujeitos

UFRN/ UFMG

Assinatura do TCLE e

orientações sobre os

procedimentos

Avaliação Antropométrica e Função Pulmonar

n = 35 24 sujeitos avaliados na UFRN

11 sujeitos na UFMG

Randomização das manobras

Realização das 5 manobras +

sEMG

5 sujeitos excluídos

5 minutos de descanso entre

grupos de manobras e 1 minuto

de descanso entre as manobras

semelhantes

34

2.4. Antropometria

Todos os procedimentos foram realizados em um ambiente com temperatura de

21oC. A avaliação antropométrica foi realizada através da medida do peso corporal e da

altura do indivíduo em uma balança marca WELMY® modelo R-110 (WELMY, Santa

Bárbara d´Oeste, Brasil), calibrada por um técnico do Instituto Nacional de Metrologia,

normalização e Qualidade Industrial (INMETRO) (Figura 2).

A estatura foi mensurada com indivíduos sem sapatos, orientados a estar com os

calcanhares unidos e o mais ereto possível com calcanhares, panturrilhas, nádegas e

dorso em contato com o antropômetro. Foi realizado o alinhamento da cabeça onde a

região occipital também estivesse em contato com o antropômetro. O peso também foi

mensurado com o sujeito em posição ereta e sem sapatos ou roupas pesadas. O índice

de massa corpórea (IMC) foi calculado de acordo com a fórmula previamente descrita44

peso/altura2.

Figura 2. Balança WELMY® modelo R-110

35

2.5. Avaliação da função pulmonar

2.5.1. Espirometria

A espirometria forçada também foi realizada para a caracterização da amostra e

seguiu os procedimentos técnicos e os critérios de aceitabilidade previamente descritos45.

Foram considerados o volume expiratório forçado do 1º segundo (VEF1), a capacidade

vital forçada (CVF) e a relação VEF1/CVF em valores absolutos e relativos e seus valores

de referência46. O equipamento utilizado foi o KoKo Digidoser Spirometer® (PDS

Instrumentation, Louisville, CO, EUA) (Figura 3), calibrado diariamente através de uma

seringa de volume de 3 litros (VIASYS healthcare GmbH®, Hoechberg, Alemanha).

Os sujeitos foram colocados em posição sentada, confortavelmente, em assentos

com encosto e joelhos a 90º, segundo os procedimentos técnicos e os critérios da

Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisiologia (SBPT)45. Previamente à realização do

teste, todos os sujeitos foram instruídos detalhadamente sobre todos os procedimentos.

Os sujeitos respiraram através de um bocal de papelão descartável colocado entre seus

dentes e assegurado para que não houvesse vazamentos durante a respiração. A seguir,

foi solicitado que eles fizessem uma inspiração máxima próximo à capacidade pulmonar

total (CPT), seguido de uma expiração máxima próximo ao volume residual (VR). Foram

realizados no máximo cinco testes em cada sujeito e considerados os três melhores

sendo considerada uma variabilidade entre eles inferior a 5% ou 200 mililitros. Foram

considerados o VEF1 e a CVF nos seus valores absolutos e relativos46.

36

Figura 3. Espirômetro KoKo Digidoser®

2.5.2. Pressões respiratórias máximas

O manovacuômetro digital (NEPEB-LabCare/UFMG, Belo Horizonte-MG, Brasil)

(Figura 4) foi utilizado para mensuração das pressões respiratórias máximas. Antes de

cada teste, os sujeitos foram orientados detalhadamente sobre os procedimentos. Foi

utilizado um bocal descartável acoplado ao manovacuômetro. A PImáx foi mensurada

solicitando aos indivíduos, na posição sentada, a realização de uma expiração máxima

(próxima ao VR), seguida de uma inspiração máxima (próxima a CPT). A PEmáx, por sua

vez, foi realizada solicitando aos indivíduos uma inspiração máxima até próximo da CPT,

seguida de uma expiração forçada. O bocal acoplado ao manovacuômetro apresentava

um orifício de 2mm de diâmetro para que os valores de PEmáx não sofressem influência

das pressões geradas pelos músculos da orofaringe e da face. Os procedimentos foram

realizados segundo a descrição de Black e Hyatt, 196947. Para cada avaliação foi

considerado o máximo valor obtido em até cinco provas, desde que este valor não fosse

superior a 10% entre as três melhores provas48 seguindo os critérios seguindo as

37

recomendações da American Toracic Society/ European Respiratory Society

(ATS/ERS)34.

2.5.3. Sniff Teste

O sniff teste, para a obtenção da pressão inspiratória nasal (SNIP), foi realizado

solicitando ao paciente que realizasse uma inspiração forçada (uma fungada) a partir da

capacidade residual funcional (CRF). O sniff teste foi obtido pela fossa nasal através de

um plugue com um orifício de aproximadamente 1 mm, acoplado a um cateter conectado

ao manovacuômetro digital mantendo a narina contralateral aberta. Foram realizadas 10

medidas separadas por um período de repouso de 30 segundos49. Para avaliação do sniff

teste foi utilizado o mesmo manovacuômetro digital que para as manobras máximas

(NEPEB-LabCare/UFMG, Belo Horizonte-MG, Brasil) (Figura 4).

Figura 4. Manovacuômetro digital NEPEB-LabCare/UFMG

38

2.6. CVMI de Esternocleidomastóideo e Escaleno

Considerando a atividade principal dos músculos ESC e ECOM, a mesma CVMI foi

usada para ambos músculos. A CVMI foi medida com o sujeito em decúbito dorsal,

joelhos estendidos, cotovelos dobrados (90o ombro e 90o cotovelo) com mãos acima da

cabeça repousando sobre a mesa (Figura 5). Foi requisitado que o sujeito girasse a

cabeça para o lado oposto ao músculo avaliado (no caso, girar para o lado esquerdo,

visto que o hemicorpo avaliado foi o direito) e realizasse uma flexão ântero-lateral do

pescoço para o lado do músculo avaliado (para o lado direito). O avaliador impôs uma

resistência manual à contração realizada pelo sujeito, realizando uma pressão na região

temporal da cabeça e na região maxilar frontal em direção oblíqua posterior50. A

contração foi sustentada por 5 segundos e a manobra foi realizada 3 vezes, com

intervalo de 1 minuto entre as manobras. Uma média da RMS dessas três manobras de

CVMI foi calculada51.

Figura 5. CVMI de ECOM e ESC

39

2.7. CVMI de Reto Abdominal

Para realização da contração voluntária máxima isométrica de reto abdominal o

sujeito encontrava-se em supino, braços repousando sobre a maca (na lateral do corpo),

joelhos fletidos e pés apoiados (Figura 6). O avaliador, posicionado atrás do sujeito,

aplicou uma resistência manual bilateral sobre os ombros, e foi requisitado ao sujeito uma

flexão de tronco35. A contração foi sustentada por 5 segundos e a manobra foi realizada 3

vezes, com intervalo de 1 minuto entre as manobras. Assim como para CVMI de ECOM e

ESC, uma média da RMS dessas três manobras de CVMI foi calculada51.

Figura 6. CVMI de RA

2.8. Eletromiografia de Superfície

Os eletrodos foram fixados na pele após a mesma ser preparada com abrasão,

seguida de tricotomia e limpeza com álcool a 70%, de acordo com as recomendações da

SENIAM8. Este procedimento foi realizado nas seguintes regiões para fixação do eletrodo:

(1) ECOM: terço inferior da distância entre o processo mastóide e a articulação

40

esternoclavicular52 (Figura 7); (2) ESC: 5 cm para a direita a partir da articulação

esternoclavicular e, neste ponto, 2 cm para cima53 (Figura 7); e (3) RA: ao nível da cicatriz

umbilical, 4 centímetros à direita31 (Figura 8).

A captação do sinal foi realizada através de eletrodos auto-adesivos de superfície,

passivos, composto por um sistema de Ag/AgCl (double hall - Miotec®) associado a um

gel condutor, de configuração bipolar, com dimensão de 4 cm x 2,2 cm de área adesiva e

1 cm de área condutora, separados por uma distância inter-eletrodo de 2 cm (Figura 9).

Figura 7. Posicionamento de eletrodos nos músculos ECOM e ESC

Figura 8. Posicionamento de eletrodos em RA

41

Figura 9. Eletrodos auto-adesivos de superfície

Todos os eletrodos foram posicionados no hemicorpo direito, para evitar a

contaminação pelo sinal cardíaco, sendo sempre posicionados no sentido das fibras

musculares. Para aquisição e processamento dos sinais eletromiográficos foi utilizado o

eletromiógrafo TeleMyo DTS Desk Receiver® (Noraxon U.S.A. Inc., Scottsdale, USA)

(Figura 10) de 4 sensores wireless Clinical DTS (Noraxon U.S.A. Inc., Scottsdale, USA)

(Figura 11) com resolução de 16 bits e razão de rejeição de modo comum (RRMC) >100

dB. Os sinais foram captados numa frequência de amostragem configurada em 1500 Hz,

com filtro pré-programado do tipo passa-baixa de 500 Hz e amplificados 1000 vezes,

capturados e armazenados pelo software MR 3.2 (Noraxon U.S.A. Inc., Scottsdale, USA)

(Figura 12), durante as manobras de sniff teste, PImáx, PEmáx e CVMI dos músculos RA,

ECOM e ESC.

42

Figura 10. TeleMyo DTS Desk Receiver®

Figura 11. Sensores wireless Clinical DTS

43

Figura 12. Tela do software MR 3.2

2.8.1. Obtenção da RMS

2.8.1.1. Processamento dos sinais eletromiográficos

O processamento do sinal eletromiográfico foi realizado com o seguinte

procedimento: aplicação de filtro para remoção de eletrocardiograma (ECG), configurado

para eliminação do ruído causado pelo sinal elétrico cardíaco; smoothing, com algorítimo

RMS e janela de 50ms, para eliminação dos sinais não reprodutíveis; e retificação do tipo

fullwave, para conversão do sinal eletromiográfico de negativo para positivo35 (Figura 13).

44

Figura 13. Sinais eletromiográficos brutos (figura superior) e após processados (figura

inferior)

2.8.1.2. Seleção das manobras para cálculo da RMS

ECOM, ESC, RA: Foram realizadas as médias das três CVMIs. A duração de cada

manobra foi de 5 segundos50. Desta forma, a RMS adotada foi a média da ativação

das três contrações51.

PImáx, PEmáx e sniff teste: Foi calculada a RMS da manobra que gerou a maior

pressão respiratória. O software usado pelo manovacuômetro digital NEPEB-

LabCare/UFMG exibe a duração das manobras respiratórias (Figura 14). Sendo

45

assim, o intervalo analisado para calcular a RMS foi baseado na duração dada por

esse software, seguindo as recomendações da American Toracic Society/

European Respiratory Society (ATS/ERS)34.

Figura 14. Software do manovacuômetro NEPEB-LabCare/UFMG

2.9. Amostra

2.9.1. Cálculo Amostral

A amostra do estudo foi estabelecida considerando os dados eletromiográficos dos

músculos ECOM, ESC e RA, durante as cinco manobras estudadas (PImáx, PEmáx, sniff

teste, CVMIECOM/ESC e CVMIRA) dos 10 primeiros sujeitos avaliados a partir de um estudo

piloto. Para o cálculo amostral foram consideradas as cinco manobras supracitadas para

cada músculo54. Para um nível de significância de 0,05 (=0,05) e um poder estatístico de

46

0,80 (=0,20), o tamanho amostral resultante foi de 20 sujeitos, como demonstrado no

quadro abaixo (Quadro 1). O pacote estatístico Statistical Package for Social Science

(SPSS), versão 17.0 foi utilizado para processamento das análises.

Quadro 1. Tamanho amostral para cada um dos músculos estudados

Músculo Tamanho efeito No amostral Valor p

ECOM 0,492 10 0,001

ESC 0,412 16 0,013

RA 0,692 6 0,001

2.9.2. Critérios de Inclusão

Foram incluídos no estudo sujeitos com idade entre 18 e 50 anos, com Índice de

Massa Corporal (IMC) que não caracterizasse sobrepeso (IMC>25 kg/m2) ou desnutrição

(18 kg/m2)44, sem história de tabagismo atual ou anterior, bem como exposição

ocupacional em ambiente de risco46; sem deformidades torácicas evidentes55 e não

relatar história de doenças neuromusculares, respiratórias e/ou cardíacas56.

2.9.3. Critérios de Exclusão

Foram excluídos do estudo os sujeitos com incapacidade de compreender e/ou

executar os procedimentos do protocolo de pesquisa ou que, porventura, viessem a desistir

em participar do estudo.

47

2.10. Análise Estatística

A normalidade dos dados das variáveis antropométricas, função pulmonar e

variáveis eletromiográficas, foi avaliada pelo teste Shapiro-Wilk. As variáveis

antropométricas e de função pulmonar foram analisadas pelo Teste t de student. Idade,

sexo, índice de massa corporal (IMC) e os valores espirométricos foram utilizados para

caracterizar a amostra. As comparações entre manobras estudadas foram realizadas pelo

teste de Friedman e post-hoc de Dunn’s para comparações múltiplas entre manobras

inspiratórias, e Mann Whitney para manobras expiratórios. Diferenças entre os gêneros

foram realizadas pelo teste t de Student ou Mann-Whitney de acordo com a normalidade

dos dados. As comparações entre os diferentes operadores foram realizadas pelo teste t

não pareado. Para análise estatística, o software GraphPad Prism 5® (GraphPad

Software Inc.) foi utilizado, com um nível de significância de 5% (p <0,05).

3. RESULTADOS E DISCUSSÂO

49

Os resultados a respeito dos achados deste estudo estão dispostos no artigo a 5

seguir, que está formatado nas normas da revista à qual será submetido (Journal of

Electromyography and Kinesiology), e será submetido após finalização das correções.

O artigo é intitulado: Respiratory muscles sEMG normalization in healthy subjects:

Maximum Voluntary Isometric Contraction versus Maximal Respiratory Pressures.

50

Respiratory muscles sEMG normalization in healthy subjects: Maximum Voluntary 10

Isometric Contraction versus Maximal Respiratory Pressures

Azevedo IGa, Aliverti Ab, Aguiar Ka, Evangelista MAa, Montemezzo Dc, Lima VPc,

Pereira DAGc, Velloso Mc, Parreira VFc, Dornelas de Andrade Ad, Britto RRc , Vanessa

R Resquetia,e, Fregonezi Ga,e

aLaboratório de Desempenho PneumoCardioVascular & Músculos Respiratórios - 15

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

b Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria - Politecnico di Milano

c Escola de Educação Física, Fisioterapia e Terapia Ocupacional da Universidade

Federal de Minas Gerais

d Laboratório de Fisioterapia e Fisiologia CardioPulmonar - Universidade Federal de 20

Pernambuco

e PneumoCardioVascular Lab, Hospital Universitário Onofre Lopes – Empresa Brasileira

de Serviços Hospitalares – EBSERH

Keywords: Electromyography; Respiratory Muscles; Normalization.

Author for correspondence: 25


Laboratório de Desempenho PneumoCardioVascular & Músculos Respiratórios -

Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Universidade Federal do Rio Grande do

Norte – Campus Lagona Nova – Caixa Postal 1524 59072-970 – Natal/RN (Brazil) Cell:

+55 84 9609 6606. 30

Financial support: Financial support: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de

Nível Superior (CAPES )- Programa Nacional de Cooperação Acadêmica - PROCAD

51

764/2010 Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)-Universidade Federal

de Minas Gerais (UFMG)- Universidade Federal de Pernambuco (UFPE).

35

Abstract:

Aim: To evaluate surface electromyography (sEMG) normalization procedures for

respiratory muscles by comparing muscle activation during Maximum Voluntary

Isometric Contraction (MVIC) and Maximal Respiratory Pressures (PImax, PEmax and

SNIP). Evaluated muscles were: sternocleidomastoid (SCM), scalene (SCA) and rectus 40

abdominis (RA). We assessed healthy subjects in relation to anthropometric

characteristics, spirometry and sEMG. Results: Specific MVIC for SCM, SCA and RA

showed the highest RMS. When we grouped sample into gender we found no difference

among RMS values for the studied SCM maneuvers, while for SCA, MVICSCM/SCA was

the one with the highest RMS and for RA, MVICRA in men. Once considering women, 45

MVICSCM/SCA showed the highest RMS for SCM, SCA and MVICRA showed the highest

value for RA. Conclusion: MVIC for SCM, SCA and RA muscles showed the highest

RMS values. When comparing RMS between the studied groups, there was no

significant difference between men and women.

50

52

1. Introduction

Surface electromyography (sEMG) is a noninvasive method of muscle electrical

activity assessment and can be applied for research purposes and clinical studies.

sEMG allows assessing the timing and intensity of muscle activity, fatigue occurrence,

changes in Motor Units (MU) composition, results from muscle training programs, as 55

well as neural recruitment strategies 3, 57-58. Regarding the respiratory muscles, sEMG

allows to evaluate the level and the pattern of activation during several respiratory

maneuvers (American Thoracic Society and European Respiratory) 34.

Due to the large signal variability, between individuals and between attempts,

different normalization techniques have been developed to reduce this variability. The 60

amplitude of electromyograms normalization consists in converting the signal values in

an established range, minimum and maximum, allowing comparisons between

muscles, tasks and subjects 5.

There are different procedures to normalize the amplitude of electromyographic

signal: Maximum Voluntary Isometric Contraction (MVIC); Maximum Peak 65

Electromyographic Signal; Electromyographic Signal Average Value 6 and

Electromyographic Signal Fixed Value 15. Studies conducted in 2008, by Burden 16, and

in 2000, by Clarys 17, have discussed the benefits and limitations of sEMG data

normalization. However, such studies have not brought results that allowed

researchers to choose the suitable procedure to normalize sEMG data 40-43. 70

Normalization procedures of respiratory muscle sEMG signal, frequently use maximal

inspiration maneuver holding to total lung capacity (American Thoracic Society and

53

European Respiratory Society, 2002) and resting breathing are used 5, in which not all

respiratory muscles involved are maximally activated.

Thus, the aim of this study was to evaluate sEMG normalization procedures for 75

respiratory muscles, comparing muscles activation during Maximum Voluntary

Isometric Contraction (MVIC) and Maximal Respiratory Pressures (Maximal Inspiratory

Pressure - PImax, Maximal Expiratory Pressure - PEmax and Maximal Sniff Nasal

Inspiratory Pressure - SNIP), through RMS (root mean square) values of three

respiratory muscles: sternocleidomastoid (SCM), scalene (SCA) and rectus abdominis 80

(RA), during the execution of different maneuvers.

2. Methods

This is a cross-sectional study with healthy subjects, approved by the human

research University Ethics Committee (424.987/2013) conducted according to the

Helsinki Declaration guideline. 85

A pilot study was carried out in order to estimate the required sample size (n).

The study sample was established considering the electromyographic data of SCM,

SCA, RA and diaphragm (EIS) during five maneuvers (PImax, PEmax, SNIP,

MVICSCM/SCA and MVICRA) performed in the first 10 subjects from a pilot study, analyzed

through ANOVA. To calculate sample size, the five maneuvers for each muscle were 90

considered 54. For a significance level of 0.05 (a = 0.05) and a statistical power of 0.80

(b = 0.20), the resulting sample size was 20 subjects.

The study included subjects aged between 18 and 50 years, with normal Body

Mass Index (BMI) (WHO, 2014) no history of current or previous smoking, and

occupational exposure to risk environment 59; no reported chest deformities and no 95

54

history of neuromuscular, respiratory and/or cardiac diseases 59. Subjects unable to

understand and/or to perform the protocol procedures or those that gave up

participating were excluded.

Study design

The study was developed in two University centers following the same procedures 100

and using the same equipments. Two Physical Therapists were trained to perform all

assessment. Thirty participants, chosen by convenience, performed a visit to either

laboratory. Where they were informed about the procedures and signed a consent form.

In both centers procedures were standardized and anthropometric, spirometric and

sEMG data were collected. All procedures were performed in a temperature of 21oC. 105

Anthropometric evaluation was performed to characterize the sample by

measuring individuals’ weight and height on a scale model R-110 (WELMY®, Santa

Bárbara d'Oeste, Brazil). PImax, PEmax, SNIP, MVIC for SCM, SCA and RA were

performed using the same equipment in both centers. After anthropometric data

collection maneuvers randomization was performed. sEMG was carried out during 110

maneuvers development.

2.1. Data collection

2.2.1. Lung function

Spirometry was performed using KoKo Spirometer Digidoser (PDS

Instrumentation, Louisville, CO, USA) to characterize the sample and followed technical 115

procedures and acceptance criteria previously described (American Thoracic Society

and European Respiratory Society, 2002). Forced expiratory volume in one second

55

(FEV1), forced vital capacity (FVC) and FEV1/FVC ratio in absolute and relative values

were considered and presented as percentage for the study population 59.

Respiratory muscles maximal pressures were assessed using an electronic 120

manometer (NEPEB-LabCare/UFMG, Belo Horizonte, Brazil) Individuals were positioned

on sitting position and asked to perform a maximal expiration (near residual volume)

followed by a maximal inspiration (near to total lung capacity) for PImax. A maximal

inhalation (near to total lung capacity) followed by a forced expiration was performed for

PEmax. The highest value obtained in up to five maneuvers was chosen, since this value 125

did not exceed 10% among the three best trials 48, 60. Maximal Sniff Nasal Inspiratory

Pressure (SNIP) was assessed by sniff test. Individuals were required to perform a “sniff”

from functional residual capacity. The procedure consisted in to close one nasal cavity

with a plug with a hole of approximately 1 mm, coupled to a catheter connected to a

digital manometer. Ten measurements were performed with an interval of 30 seconds 130

between them 61. To assess SNIP the same electronic manometer was used.

2.2.2. MVIC of Scalene and Sternocleidomastoid Muscles

The same MVIC used to SCA and SCM followed previous recommendation 50,

which was measured with the subject in supine, straight legs, tucked elbows (90o elbow

and 90o shoulder) with hands above head resting on bed. Subjects were requested to 135

turn its head to the opposite side of the evaluated muscle (in this case, turning to the left

side, whereas the right hemibody was assessed) and perform an anterolateral flexion of

the neck to the side of the evaluated muscle (to the right). The evaluator conducted a

pressure against the contraction performed by the subject. Pressure was applied at

temporal region of the head and chin in the oblique posterior direction 50. The contraction 140

56

was sustained for 5 seconds and the maneuver was performed for 3 times, with 1 minute

interval between maneuvers 51.

2.2.3. MVIC of Rectus Abdominal Muscle

Spirometry was performed using KoKo Spirometer Digidoser (PDS

Instrumentation, Louisville, CO, USA) to characterize the sample and followed technical 145

procedures and acceptance criteria previously described (American Thoracic Society

and European Respiratory Society, 2002). Forced expiratory volume in one second

(FEV1), forced vital capacity (FVC) and FEV1/FVC ratio in absolute and relative values

were considered and presented as percentage for the study population 59.

Respiratory muscles maximal pressures were assessed using an electronic 150

manometer (NEPEB-LabCare/UFMG, Belo Horizonte, Brazil) Individuals were positioned

on sitting position and asked to perform a maximal expiration (near residual volume)

followed by a maximal inspiration (near to total lung capacity) for PImax. A maximal

inhalation (near to total lung capacity) followed by a forced expiration was performed for

PEmax. The highest value obtained in up to five maneuvers was chosen, since this value 155

did not exceed 10% among the three best trials 48, 60. Maximal Sniff Nasal Inspiratory

Pressure (SNIP) was assessed by sniff test. Individuals were required to perform a “sniff”

from functional residual capacity. The procedure consisted in to close one nasal cavity

with a plug with a hole of approximately 1 mm, coupled to a catheter connected to a

digital manometer. Ten measurements were performed with an interval of 30 seconds 160

between them 61. To assess SNIP the same electronic manometer was used.

57

2.2.4. Surface Electromyography

For electrode placement, the skin was prepared with abrasion, followed by skin 165

shaving and cleaning with 70% alcohol, according to recommendations of Surface

Electromyography for Non-Invasive Assessment of Muscles (SENIAM) 8. The following

regions were used for sEMG signals acquisition: (1) SCM: lower third of the distance

between mastoid process and sternoclavicular joint 52; (2) SCA: 5 cm to the right from

the sternoclavicular joint and from this point, to 2 cm above 53; (3) RA: umbilicus level, 4 170

cm to the right31.

The signal capture was performed using self-adhesive electrodes surface,

consisting of a system of Ag/AgCl (hall double - Miotec®) associated with a conductive

gel, bipolar configuration with dimensions of 4 x 2, 2 cm and 1 cm adhesive area of

conductive area, separated by an inter-electrode distance of 2 cm. 175

All electrodes were positioned in the right hemibody, to avoid contamination by

the cardiac signal following muscle fibers direction. For acquisition and processing of

electromyographic signal, a signal conditioner module with 4 wireless sensors, resolution

of 16 bits and reason for common mode rejection (RCMR) > 100 Db were used (DTS

TeleMyo Desk Receiver® (Noraxon USA Inc., Scottsdale, USA). Signals were captured 180

in a sampling frequency of 1500 Hz, with pre-programmed low-pass filter of 500 Hz and

amplified 1000 times, captured and stored by MR 3.2 software (Noraxon USA Inc®.,

Scottsdale, USA) during the maneuvers.

2.2. Data analysis

2.2.1. Surface Electromyography Analyses 185

58

After electrical signal acquisition the following signal processing was performed:

filter for removal of electrocardiogram (ECG), configured to eliminate the noise caused

by the cardiac electrical signal; fullwave rectification and smoothing, with algorithm RMS

and a 50ms window 35; calculation of mean RMS value within the period of the maneuver

(RMS,m). 190

In each individual, for PIMAX, PEMAX and SNIP maneuvers, the RMS,m values

obtained from the maneuvers with the highest pressures were considered for further

analysis, while for MVICs the average values of RMS,m among the three maneuvers

were considered 51. The duration of each MVIC maneuver was 5 seconds 50. The

software used by the digital manometer (NEPEB-LabCare/UFMG) displays the duration 195

of respiratory maneuvers. Thus, the analyzed interval to calculate RMS was based on

the duration given by this software, following the recommendations of ATS/ERS

(American Thoracic Society and European Respiratory Society, 2002).

2.2.2. Statistical analysis

Data normality was assessed by Shapiro-Wilk test. Anthropometric and 200

pulmonary function variables were analyzed by Student's t test. Age, gender, Body Mass

Index (BMI) and spirometric values were used to characterize the sample. Comparisons

among studied maneuvers were performed by Friedman Test and Dunn’s post-hoc for

multiple comparisons among inspiratory maneuvers, and Mann Whitney test for

expiratory maneuvers. Subgroups differences between genders were performed by 205

Student's t test or Mann-Whitney test according to data normality. Comparisons between

different operators were performed by unpaired t-test. For statistical analysis, GraphPad

59

Prism 5® (GraphPad Software Inc.) software was used with a significance level of 5% (p

< 0.05).

3. Results 210

Although 35 subjects were recruited, the final sample consisted of 30 subjects

(15 women, mean age 25.7 ± 6.42 years and BMI 22.2 ± 1.73kg/m²) because five

subjects were excluded due to high BMI (>25 kg/m²). Data from SCA refer to 29

subjects, because in one male subject the signal was corrupted due to motion artifacts.

Seven subjects (2 men and 5 women) were evaluated in Belo Horizonte and 23 215

subjects (13 men and 10 women) in Natal. Spirometric indexes are presented in Table

1. No significant differences between genders were found regarding BMI and lung

function values. Only age and absolute PEmax approached statistical significance when

we compared between different genders (p=0.06 and p=0.0005, respectively).

The main results of the present study are shown in figures 1 and 2, where the RMS 220

ranges of SCM and SCA (figure 1) and RA (figure 2), obtained respectively during

PImax, SNIP and MVICSCM/SCA (figure 1) and PEmax and MVICRA (figure 2), are reported

for the overall subjects (top panels) and for men and women (middle and bottom panels,

respectively). In the figures the 10th, 25th, 75th and 90th percentiles, together with

median values are shown, for each considered muscle and each maneuver. In most 225

cases, the highest RMS was found during maximal voluntary isometric contraction

maneuvers.

Considering the subgroups of men and women no statistical differences were found

between RMS values (p>0.05). When considering only men, there was no statistical

difference between RMS values for SCM in the different maneuvers, while maximal 230

60

voluntary isometric contractions were the maneuvers providing the highest RMS for

SCA (p=0.0015 compared to PImax, p=n.s. compared to SNIP) and RA (p<0.001

compared to PEmax). When considering only women, maximal voluntary isometric

contractions were again the maneuvers providing the highest RMS for all muscles,

namely SCM (p=0.0010 compared to both PImax and SNIP), SCA (p=0.0224 compared 235

to PImax, p=n.s. compared to SNIP) and RA (p<0.0001).

No statistical differences were found between RMS values obtained in the two

different centers with different operators when considering SCA and RA muscles.

Regarding SCM, statistically significant differences between centers/operator were

found for PImax and SNIP (p=0.021 and p=0.017, respectively but not for MVIC. 240

4. Discussion

Surface electromyography is a technique that presents a wide variability of its

signal. When comparing signals between subjects, attempts, tasks or evaluation days

is necessary, different normalization techniques have been developed to reduce such

variability. Thus, normalization means dividing the amplitude of sEMG signal (or other 245

variable) for a specific task by electromyographic signal during a reference contraction

of the same muscle 5-6, 14-15.

Among respiratory muscles normalization possibilities there is the normalization

by rest breathing (tidal volume). However, according to the ATS/ERS (American

Thoracic Society and European Respiratory Society, 2002) some respiratory muscles 250

are silent during breathing at tidal volume, therefore, it is not practical to normalize

sEMG activity during breathing at rest. Furthermore, Sinderby et al., in 1998 62, found a

large standard deviation and coefficient of variability for large values of electrical

61

activity assessed by sEMG during tidal volume, indicating that this would present wide

normalization variability between subjects. Thus, as for peripheral muscles 41-43, there 255

is no consensus on the best way to normalize the electromyograms of respiratory

muscles.

The aim of this study, therefore, was to systematically evaluate sEMG

normalization procedures for three groups of respiratory muscles (SCM, SCA and RA),

by comparing muscle activation not only during Maximal Respiratory Pressures 260

maneuvers (PImax, PEmax and SNIP) but also during maximal voluntary isometric

contractions. In addition, we analyzed possible differences of the RMS values between

men and women and between different centers/operators.

The main result of the present study is that the greatest RMS values for SCM,

SCA and RA muscles occur during the MVIC maneuvers. The activation of these three 265

muscles (SCM, SCA and RA) is therefore the greatest during the execution of the

isometric contraction against a load that opposes to their primary action. Thus, a

specific maneuver for each of these muscles should be considered in order to obtain

the maximal muscle activation and the corresponding sEMG signal.

These findings are in agreement with those of Gandevia et al. 63, who concluded 270

that the amount of electrical activity generated by SCM contraction during maximal

inspiratory effort maneuver is 50% of the activity generated during rotation of the head.

Thus, if the head rotation maneuver is considered as maximal, during maximal

inspiratory maneuver only half of SCM muscle fibers are maximally activated. For SCA,

the same authors reported that the amount of electrical activity generated by the 275

contraction of SCA during maximal inspiratory effort maneuver is 70% of the activity

62

generated during head flexion. RA and external oblique muscles were also studied. It

was found that these muscles do not contract maximally during maximal expiratory

maneuver, as it happens in trunk flexion. In our study we found that the electrical

activity generated by SCM during PImax was 62% and for SCA was 63% of the 280

electrical activity generated during MVICSCM/SCA. However, it is worth noting that the

maneuver used for SCM at Gandevia’s study was head rotation, and for SCA, head

flexion. MVICSCM/SCA used in our study was an association of head rotation with head

flexion.

From a different perspective, our results are also in agreement with those of 285

another study 64, in which electrical activity of SCM, diaphragm and RA was studied

through sEMG, in nine healthy subjects while performing PImax and SNIP. When

comparing diaphragm electrical activity in these two maneuvers, there was greater

participation of diaphragm on sniff test (100%) compared to PImax (61%). RA electrical

activity showed a participation of 26% during sniff test and 11.5% during PImax. Similar 290

values were found in the present study. The activity of SCM during the sniff test was

about 85% of that measured during PImax, and RA showed an activity of about 8%

and 9%, respectively during sniff test and PImax.

Another study somehow in agreement with ours is that by Gonzales 21, who

evaluated different maneuvers for SCM and trapezius normalization in patients with 295

Myotonic Dystrophy. Among the different considered maneuvers, the one performed in

supine, when the patient elevated and rotated the head, showed the highest amplitude

of sEMG signal to SCM. This maneuver, moreover, was reported as being the one that

showed the lowest variability.

63

It is important to underline that the original hypothesis at the basis of the present 300

study was that the most appropriate maneuver to be considered for sEMG

normalization is the one with the highest RMS, representing the one that recruits more

muscle fibers 13. In fact, electromyographic signal amplitude, expressed as RMS 12

which is considered the gold standard for sEMG analysis in the time domain, has been

shown to relate to the recruitment of motor units 65. Although some authors questioned 305

about the reliability of maximal isometric contractions 66, others suggested the use of

MVIC as choice for standardization until a consensus is reached on this subject 5.

Furthermore, MVIC should not be used for dynamic contraction, only for static 17 .

In 2013, a review with standardization procedures recommendations for high

speed dynamic contractions normalization was published 67. Therefore, it is 310

recommended the normalization to be performed according to developed task, and not

using MVIC, since there are physiological processes that are proper to high speed

activities and may influence the electrical activity muscle. Thus, normalization by MVIC

would not be appropriate because it would reach inconclusive results.

Our study presents limitations and strengths. MVICs of SCM, SCA and RA were 315

performed by applying a manual resistance to the subject, without using any objective

measurements of strength or pressure, differently from PImax, PEmax and SNIP.

Possible gender and operator effects were evaluated, and no significant differences

were found between men and women and between different operators, thus

corroborating the general validity and applicability of our findings. 320

64

5. Conclusion

Maximal voluntary isometric contractions of sternocleidomastoid, scalene and

rectus abdominis show higher values of RMS compared to PImax, PEmax and SNIP. 325

Thus, these maneuvers, rather than maximal respiratory pressures, should be

considered for normalization of sEMG signals in healthy individuals.

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Table 1. Anthropometric Data and Lung Function

BMI: Body Mass Index; FVC: Forced Vital Capacity; FEV1: Forced expiratory volume in one

second; FEV1/FVC: Tiffeneau Index; PImax: Maximal Inspiratory Pressure; PEmax:

Maximal Expiratory Pressure; %pred: percentage of predicted value.

Total (n = 30)

Male (n = 15)

Female (n= 15)

P value

Age

(years)

25.7 ± 6.42

23 ± 3.61

27.3 ± 5.89

p = 0.06

BMI (Kg/m2)

22.2 ± 1.73 22.6 ± 1.42 21.7 ± 1.87 p = 0.30

FVC (% pred.)

FEV1

(% pred.)

90.8 ± 11.5 91 ± 11.3

89.1 ± 10.5 87.5 ± 10.1

91.3 ± 11.3 93.4 ± 10.5

p = 0.28

p = 0.16

FEV1/FVC(% pred.)

PImax

PImax

(% pred.)

96.7 ± 10.7 117.5 ± 37.5

99 ± 33.5

96.7 ± 9.5 123.4 ± 25.9 90.3 ± 19.8

97 ± 11.8 104.8 ± 42.3 107.8 ± 42.1

p = 0.68 p = 0.16

p = 0.12

PEmax

121.5 ± 37.3 145.7 ± 35.3 101.9 ± 23.3 p = 0.0005

PEmax (% pred.)

100.7 ± 25.8 99.6 ± 26.2 101.7 ± 26.3 p = 0.63

Captions to illustration

Fig. 1. RMS data values regarding Inspiratory Muscles (Sternocleidomastoid and Scalene)

for the five maneuvers studied. A: Total Sample; B: Male; C: Female. PImax: Maximal

Inspiratory Pressure; PEmax: Maximal Expiratory Pressure; SNIP: Maximal Sniff Nasal

Inspiratory Pressure; MVICSCM/SCA: Maximal Voluntary Isometric Contraction for

Sternocleidomastoid and Scalele. *(p< 0.05) Comparisons among studied maneuvers

were performed by Friedman test.

Fig. 2. RMS data values regarding Rectus Abdominis muscle for expiratory maneuvers studied. A:

Total Sample; B: Male; C: Female. PEmax: Maximal Expiratory Pressure and MVICRA: Maximal

Voluntary Isometric Contraction for Rectus Abdominis. *(p< 0.05). Comparisons among

studied maneuvers were performed by Mann-Whitney test.

Illustrations

Fig. 1. RMS data values regarding Inspiratory Muscles (Sternocleidomastoid and Scalene) for the

five maneuvers studied. A: Total Sample; B: Male; C: Female. PImax: Maximal Inspiratory

Pressure; PEmax: Maximal Expiratory Pressure; SNIP: Maximal Sniff Nasal Inspiratory Pressure;

MVICSCM/SCA: Maximal Voluntary Isometric Contraction for Sternocleidomastoid and Scalele.

*(p< 0.05) Comparisons among studied maneuvers were performed by Friedman test.

Fig. 2. RMS data values regarding Rectus Abdominis muscle for expiratory maneuvers studied. A:

Total Sample; B: Male; C: Female. PEmax: Maximal Expiratory Pressure and MVICRA: Maximal

Voluntary Isometric Contraction for Rectus Abdominis. *(p< 0.05). Comparisons among

studied maneuvers were performed by Mann-Whitney test.

4. CONCLUSÃO

75

A manobra de CVMI específica para os músculos ECOM, ESC e RA foi a que

apresentou maiores valores de RMS, enquanto que para o EIC foi a medida de PEMáx.

Quando comparamos a RMS das manobras estudadas entre os grupos, não houve

diferença significativa entre eles. Na análise intragrupo, ao considerar apenas homens,

não houve diferença estatística entre os valores de RMS das manobras estudadas para

ECOM, enquanto para ESC, a CVMIECOM/ESC foi a manobra que apresentou maior valor de

RMS; para RA foi a sua CVMI, e para EIC foi CVMIRA. Uma vez considerando as

mulheres, a CVMI de ECOM, ESC e RA também apresentou maior valor de RMS, e para

EIC foi a manobra de PEmáx. Adicionalmente, este resultado sugere que a localização

mais adequada de captação de atividade elétrica do diafragma não seria a do oitavo EIC,

visto que tal posicionamento recrutou principalmente a musculatura expiratória quando a

atividade elétrica foi avaliada na posição sentada.

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6. ANEXOS

APÊNDICES

86

APÊNDICE A - Termo de Consentimento Livre e Esclarecido

TERMO DE CONSENTIMENTO



CURSO DE FISIOTERAPIA

TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO

Esclarecimentos

Este é um convite para você participar da pesquisa NORMALIZAÇAO DE

ELETROMIOGRAFIA DE SUPERFICIE DOS MÚSCULOS RESPIRATÓRIOS EM

SUJEITOS SAUDÁVEIS: CONTRAÇÃO VOLUNTÁRIA MÁXIMA ISOMÉTRICA

VERSUS PRESSÕES RESPIRATÓRIAS MÁXIMAS, que é coordenada pelo Professor

Dr. Guilherme Augusto de Freitas Fregonezi e a mestranda Ingrid Guerra Azevedo.

Sua participação é voluntária, o que significa que você poderá desistir a qualquer

momento, retirando seu consentimento, sem que isso lhe traga nenhum prejuízo ou

penalidade. Não haverá pagamento pela sua participação.

Essa pesquisa procura avaliar a atividade eletromiográfica dos músculos do

pescoço (esternocleidomastóideo e escaleno), da barriga (reto abdominal) e da caixa

torácica (diafragma). Estes procedimentos não são invasivos e serão acoplados bocais à

sua boca para realização de manobras respiratórias, além de serem colocadas várias

eletrodos nos músculos a serem estudados. Esses eletrodos transmitirão a atividade

87

elétrica dos seus músculos e não provocarão dor. Um dos examinadores irá orientar a

maneira como você deverá permanecer sentado e/ou deitado. Após cada instrução, você

permanecerá parado durante alguns minutos e as medidas serão registradas. Será dado

um tempo para que você possa descansar entre cada repetição.

Os procedimentos que serão realizados não trarão nenhum risco para a sua saúde,

pois não serão realizados procedimentos que envolvam corte, introdução de instrumentos

e coletas de sangue.

Todas as informações obtidas serão sigilosas e seu nome não será identificado em

nenhum momento.

Qualquer dúvida que você tiver a respeito desta pesquisa, poderá perguntar

diretamente para Dr. Guilherme Augusto de Freitas Fregonezi no endereço:

Departamento de Fisioterapia da UFRN na Universidade Federal do Rio G. Norte

Caixa Postal 1524 - Campus Universitário Lagoa Nova, CEP 59072-970 Natal - RN –

Brasil ou pelos telefones (84) 3342-2001.

Endereço do Comitê de Ética em Pesquisa do Hospital Universitário Onofre Lopes:

Rua General Gustavo Cordeiro de Farias, S/N, Petrópolis.

Consentimento Livre e Esclarecido

Eu,___________________________________________________________, declaro

estar ciente e informado(a) sobre os procedimentos de realização da pesquisa, conforme

explicitados acima, e aceito participar voluntariamente da mesma.

Assinatura do voluntário:_____________________________________

Assinatura do pesquisador:___________________________________

Data:__________

88

APÊNDICE B – Ficha de avaliação


DEPARTAMENTO DE FISIOTERAPIA

LABORATÓRIO DE PNEUMOCARDIOVASCULAR E MÚSCULOS RESPIRATÓRIOS

Nome: ____________________________________________________

Data de Nascimento: __________ Idade: ________________

Altura (cm): ______ Massa (Kg): ______ IMC: ________

Randomização das manobras:

1) __________________

2) __________________

3) __________________

4) __________________

5) __________________

PImáx: PEmáx: Sniff Teste

Maior valor:______ Maior valor:_______ Maior valor: _____

Duração:________ Duração:_________ Duração:________

RMS: __________ RMS:____________ RMS:___________

89

MVCECOM/ESC: MVCRA

1.

2.

3.

Média (RMS)

Espirometria:

1.

2.

3.

Média (RMS)

CVF

VEF1

VEF1/CVF

25/75%

Pico de Fluxo

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