SANDRO COLLA
Comparação entre os tempos de apoio e suspensão dos membros anteriores
de equinos por meio da acelerometria
São Paulo
2014
SANDRO COLLA
Comparação entre os tempos de apoio e suspensão dos membros
anteriores de equinos por meio da acelerometria
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Clínica Veterinária da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo para obtenção do título de Mestre em Ciências Departamento:
Clínica Médica
Área de concentração:
Clínica Veterinária
Orientador:
Prof. Dr. Wilson Roberto Fernandes
São Paulo
2014
Autorizo a reprodução parcial ou total desta obra, para fins acadêmicos, desde que citada a fonte.
DADOS INTERNACIONAIS DE CATALOGAÇÃO-NA-PUBLICAÇÃO
(Biblioteca Virginie Buff D’Ápice da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo)
T.2947 Colla, Sandro FMVZ Comparação entre os tempos de apoio e suspensão dos membros anteriores de equinos por meio da acelerometria / Sandro Colla. -- 2014. 76 f. : il. Dissertação (Mestrado) - Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia. Departamento de Clínica Médica, São Paulo, 2014. Programa de Pós-Graduação: Clínica Veterinária. Área de concentração: Clínica Veterinária. Orientador: Prof. Dr. Wilson Roberto Fernandes.
1. Equinos. 2. Acelerometria. 3. Tempos das passadas. 4. Biomecânica. I. Título.
ERRATA
COLLA, S. Comparação entre os tempos de apoio e suspensão dos membros anteriores de equinos por meio da acelerometria. 2014. 76 f. Dissertação
(Mestrado em Ciências) – Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2014.
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Ficha
catalográfica
T.2947 T.2948
FOLHA DE AVALIAÇÃO
Autor: COLLA, Sandro
Título: Comparação entre os tempos de apoio e suspensão dos membros anteriores de equinos por meio da acelerometria
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Clínica Veterinária da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo para a obtenção do título de Mestre em Ciências
Data:___/ ___/ _____
Banca examinadora
Prof. Dr.: ________________________________________________________
Instituição: ____________________________ Julgamento:________________
Prof. Dr.: ________________________________________________________
Instituição: ____________________________ Julgamento:________________
Prof. Dr.: ________________________________________________________
Instituição: ____________________________ Julgamento:________________
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus que meu deu força e energia para superar todos os obstáculos para a conclusão deste trabalho.
Agradeço a minha família que de seu modo, me apoiou em todos os momentos e decisões.
Ao meu orientador Prof. Dr. Wilson Roberto Fernandes que com poucas palavras sempre me fez entender tudo que era necessário para a execução desta dissertação.
Aos meus colegas de pós-graduação pelo apoio científico e moral, que tornaram estes anos de trabalho mais agradáveis e produtivos. Em especial aos colegas do Laboratório de Medicina Esportiva Equina, Renata de Siqueira Farinelli, Patrícia Miyashiro, Carolina Castanho Mambre Bonomo, Maurício Mirian, Maria Letícia Tescaro Piffer, Tiago Marcelo Oliveira, Paulo Moreira Bogossian e Ayrton Rodrigo Hilgert pelos auxílios e companheirismo.
As amigas Leane Oliveira, Milena Blanes e Bruna Mendes por me orientarem em todos os momentos difíceis.
Os Médicos Veterinários integrantes da Equipe Equus, Roberta Aline Machado, Francisco Pennaforte Neto e Paulo Calasans pela paciência, compreensão e auxílio nos momentos dedicados ao mestrado.
RESUMO
COLLA, S. Comparação entre os tempos de apoio e suspensão dos membros anteriores de equinos por meio da acelerometria. [Comparison between equine forelimb stance and swing phases by accelerometry]. 2014. 76 f. Dissertação (Mestrado em Ciências) – Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2014. Os equinos são animais muitas vezes utilizados para práticas esportivas sendo
assim o sistema músculo esquelético o mais importante dentro da prática da
Medicina Veterinária nestes animais. As claudicações decorrentes de esforços
físicos excessivos ou repetidos somados às deficiências de aprumos e nutrição
inadedequadas apresentam uma importância econômica bastante relevante na
equinocultura mundial. Diversos esforços tem sido realizados na tentativa de
aperfeiçoar o exame tradicional de claudicação. Métodos objetivos, por avaliações
cinéticas e cinemáticas, apresentam a vantagem de serem mais precisos,
possibilitarem comprovação científica dos achados clínicos e eliminam o viés de
interpretação por parte do examinador. O presente estudo teve por objetivo avaliar a
utilização da acelerometria na determinação dos tempos de apoio, tempos de
suspensão e tempo total das passadas de equinos ao trote (3,5 m/seg.) em esteira
de alta velocidade. Cinco equinos adultos (10 a 20 anos de idade) da raça Puro
Sangue Árabe foram instrumentados com um acelerômetro triaxial na região dorsal
dos cascos dos membros anteriores. Foram analisadas 120 passadas de cada
membro para determinação dos tempos de apoio, suspensão e totais e foram
calculadas as diferenças estatísticas entre os tempos dos mesmos membros, entre
os membros direito e esquerdo do mesmo animal e entre os animais. Todos os
valores obtidos dos mesmos membros foram estatisticamente semelhantes em todos
os animais (variância ≤ a 0,0087 seg.). Os tempos de apoio entre os membros direito
e esquerdo foram diferente estatisticamente em 3 animais, os tempos de suspensão
em 1 animal, e os tempos totais não diferiram em nenhum animal, porém esta
variação encontrou-se em milésimos de segundo. Quando realizada a comparação
entre os animais, houve diferença estatística em todos os valores mensurados,
utilizando para p <0,05. Podemos concluir que a utilização da acelerometria foi
eficiente na obtenção dos tempos de apoio, de suspensão e tempos da passada no
modelo proposto e que as diferenças estatísticas encontradas em alguns resultados
possivelmente não apresentam significância na aplicabilidade clínica sugerida.
Estudos futuros com a utilização de animais claudicantes e grupo controle são
necessárias para validação da utilização do método para exames de claudicação e
controles de tratamentos.
Palavras-chave: Equinos. Acelerometria. Tempos das passadas. Biomecânica.
ABSTRACT
COLLA, S. Comparison between equine forelimb stance and swing phases by accelerometry. [Comparação entre os tempos de apoio e suspensão dos membros anteriores de equinos por meio da acelerometria]. 2014. 76 f. Dissertação (Mestrado em Ciências) – Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2014.
Horses are animals usually used for sports, so the locomotor system plays the most
important role in the equine veterinary medicine practice. Lameness resulting from
excessive or repetitive physical efforts, plus conformation defects, nutrition and
training represents a relevant economical amount in the global equineculture. Many
efforts have been made to try improving the traditional lameness exam. Objective
methods, like kinetic and kinematics evaluations, shows advantages such a
precision, possibility of scientific evidences of clinical findings and elimination of
observer interpretation bias. The present study has the objective to evaluate the
utilization of acceletometry in the determination of stance phase, swing phase and
total time of steps of horses trotting (3,5 m/s) on high speed treadmill. Five adult
horses (10 -20 years old) Arabs were instrumented with a triaxial accelerometer in
the dorsal aspect of forelimb hooves. It was analyzed 120 steps for each limb to
determine the stance, swing phases and total time of steps and the statistical
differences between the same limb, between the right and left limb of the same horse
and between horses were calculated. All values obtained from the same limb were
statistically similar in all horses (variance ≤ 0,0087 sec.). The stance phase time
between right and left forelimbs were statistically different in 3 horses, the swing
phase time were different in 1 horse and the total time was not different in all horses;
nevertheless the variation was found in thousandth of a second. When compared the
values between the horses, there was statistical difference in all measured values,
considering p <0, 05. We could conclude that the utilization of accelerometry was
capable to obtain the stance phase, swing phase and total time of steps in the
proposed model and the statistical differences founded in some results possible do
not represent significance in the clinical applicability. Future researches utilizing lame
horses and control groups are necessary to validate the utilization the method for
lameness examination and treatment controls.
Key-words: Equine. Acelerometry. Step times. Biomechanic.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Avaliações objetivas divididas em análises cinéticas e cinemáticas ..19 Figura 2 - Acelerômetros acoplados nos cascos dos membros anteriores ........40 Figura 3 - Acelerômetro acoplado no casco do membro anterior esquerdo com o animal sobre a manta da esteira .....................................................40 Figura 4 - Acelerômetro ......................................................................................40 Figura 5 - Coletor de dados e dois acelerômetros ..............................................41
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Médias, medianas, modas, desvios padrão, variâncias e erro padrão dos tempos de apoio das passadas – São Paulo – 2013 ..............................43 Tabela 2 - Médias, medianas, modas, desvios padrão, variâncias e erro padrão dos tempos de suspensão das passadas – São Paulo – 2013 .....................44 Tabela 3 - Médias, medianas, modas, desvios padrão, variâncias e erro padrão dos tempos totais das passadas . – São Paulo – 2013 .................................45
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - Distribuição do tempo de apoio do animal 1 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................46 Gráfico 2 - Distribuição do tempo de suspensão do animal 1 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................47 Gráfico 3 - Distribuição do tempo total do animal 1 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................48 Gráfico 4 - Distribuição do tempo de apoio do animal 2 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................49 Gráfico 5 - Distribuição do tempo de suspensão do animal 2 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................50 Gráfico 6 - Distribuição do tempo total do animal 2 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................51 Gráfico 7 - Distribuição do tempo de apoio do animal 3 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................52 Gráfico 8 - Distribuição do tempo de suspensão do animal 3 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................53 Gráfico 9 - Distribuição do tempo total do animal 3 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................54 Gráfico 10 - Distribuição do tempo de apoio do animal 4 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................55 Gráfico 11 - Distribuição do tempo de suspensão do animal 4 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................56 Gráfico 12 - Distribuição do tempo total do animal 4 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................57 Gráfico 13 - Distribuição do tempo de apoio do animal 5 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................58 Gráfico 14 - Distribuição do tempo de suspensão do animal 5 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................59 Gráfico 15 - Distribuição do tempo total do animal 5 – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................60
Gráfico 16 - Comparação do tempo de apoio entre os animais – São Paulo – 2013 .................................................................................................61 Gráfico 17 - Comparação do tempo de suspensão entre os animais – São Paulo – 2013 .................................................................................................62 Gráfico 18 - Comparação do tempo total entre os animais – São Paulo – 2013 ..............................................................................................................................63
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO …………………………………………………………….....14
2 REVISÃO DE LITERATURA…………………………………….................16
2.1 DESAFIOS DIAGNÓSTICOS ……………………………………................16
2.2 MÉTODOS OBJETIVOS DE AVALIAÇÃO DA CLAUDICAÇÃO ..............17
2.3 MÉTODOS CINEMÁTICOS ......................................................................20
2.4 MÉTODOS CINÉTICOS ............................................................................22
2.5 ACELEROMETRIA EM HUMANOS ..........................................................24
2.6 ACELEROMETRIA NA MEDICINA VETERINÁRIA ..................................27
2.7 TEMPOS DE APOIO E SUSPENSÃO ......................................................35
3 OBJETIVO ................................................................................................38
4 MATERIAIS E MÉTODOS.........................................................................39
4.1 ANIMAIS ....................................................................................................39
4.2 ANÁLISE ACELEROMÉTRICA .................................................................39
5 ANÁLISE ESTATÍSTICA ..........................................................................42
6 RESULTADOS ..........................................................................................43
6.1 COMPARAÇÃO ENTRE AS PASSADAS .................................................43
6.2 COMPARAÇÃO ENTRE OS MEMBROS ANTERIORES DIREITO E ESQUERDO DO MESMO ANIMAL...........................................................46
6.3 COMPARAÇÃO ENTRE O TEMPO DE APOIO, SUSPENSÃO E TEMPO TOTAL ENTRE OS ANIMAIS ...................................................................60
7 DISCUSSÃO .............................................................................................64
8 CONCLUSÃO ...........................................................................................68
REFERÊNCIAS ........................................................................................69
14
1 INTRODUÇÃO
Os equinos são superatletas que frequentemente sofrem injúrias em seu
aparato locomotor devido a erros de manejo (nutrição, treinamento, ferrageamento)
condições ambientais ruins (pisos e condições do tempo) e constituição física
desfavorável (conformação dos membros e genética) (BARREY, 2008).
Nos Puro Sangue Ingleses de corrida, entre 53% a 68% dos animais são
descartados da atividade atlética devido a enfermidades relacionadas ao aparelho
locomotor (JEFFCOTT et al., 1982; ROSSDALE et al., 1985). Estes dados justificam
os intensos esforços destinados a pesquisa da locomoção equina, relacionados
tanto a prevenção como ao tratamento das claudicações (BARREY, 1999).
Segundo o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (2001), a
claudicação é o problema médico mais comum e financeiramente oneroso entre os
equinos. A avaliação do movimento em equinos tem sido cada vez mais utilizada na
Medicina Veterinária de formas subjetivas e objetivas tendo em vista o grande
percentual de lesões e enfermidades relacionados ao sistema musculo esquelético.
As avaliações subjetivas apresentam o incoveniente de estarem ligadas diretamente
a experiência dos observadores, sendo que os procedimentos objetivos, apesar de
ainda mais complexos de serem interpretados, apresentam maior confiabilidade e
reprodutibilidade na avaliação fiél da sanidade do aparelho locomotor equino
(KRAMER; KEEGAN, 2004).
As avaliações objetivas, por métodos cinéticos ou cinemáticos, da
movimentação dos equinos visam promover um processo de decisão clínica
baseada em evidências, tendo em vista as limitações associadas com a verificação
subjetiva visual da movimentação que acarreta em viés de interpretação e
discordâncias entre os observadores (KEEGAN et al., 1998; ARKELL et al., 2006;
FULLER et al., 2006; HEWETSON et al., 2006; KEEGAN et al., 2010).
O presente estudo visa avaliar a utilização da acelerometria na determinação
dos tempos de apoio, suspensão e totais das passadas de cavalos Puro Sangue
Árabes ao trote em esteira de alta velocidade e comparar os valores obtidos entre os
15
membros anteriores esquerdos e direitos e entre os animais para posterior utilização
destes dados na tentativa de uma avaliação objetiva de claudicação.
16
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 DESAFIOS DIAGNÓSTICOS
Uma avaliação confiável de claudicação algumas vezes pode ser um desafio
clínico pois a verificação visual subjetiva das alterações biomecânicas é a
ferramenta diagnóstica primária do Médico Veterinário. O principal objetivo do exame
de claudicação é identificar qual membro está acometido e posteriormente graduar a
severidade desta claudicação (STASHAK, 2005). Porém apesar dos esforços na
tentativa de padronizar escalas e escores para as claudicações, estes dados
permanecem subjetivos, qualitativos e dependentes diretamente do treinamento e
experiência do clínico. Este dado foi demostrado em um estudo no qual experientes
ortopedistas equinos foram mais consistentes na classificação de cavalos
apresentando diferentes graus de claudicação quando comparados a alunos do
último ano do curso de Medicina Veterinária (ARKELL et al., 2006). Keegan et al.
(1998) demostraram que a concordância na determinação dos escores de
claudicação foram maiores entre clínicos experientes comparados a residentes e
internos e que as discordâncias em ambos os grupos foi maior nas claudicações
com menores escores. A concordância entre os observadores, fossem eles clínicos
ou residentes, foi baixa na determinação da claudicação nos membros anteriores.
Outro estudo conduzido por Thomsen et al. (2010b) demostrou que mesmo clínicos
experientes em determinados casos podem falhar na determinação do membro
claudicante e do correto grau de claudicação.
Desta forma, no intuito de auxiliar o julgamento clínico, tanto na identificação
quanto na classificação das claudicações, torna-se relevante a utilização de
metodologias objetivas.
17
2.2 MÉTODOS OBJETIVOS DE AVALIAÇÃO DA CLAUDICAÇÃO
Do ponto de vista biológico, a locomoção pode ser definida como a expressão
mecânica do exercício físico; e para a manutenção deste exercício físico, o
organismo necessita de um perfeito sinergismo entre diferentes sistemas orgânicos
funcionalmente vinculados e regulados pelo sistema nervoso (BARREY, 1999).
Biomecanicamente, a locomoção envolve o movimento de todo o corpo e
segmentos do mesmo em padrões rítmicos e automáticos, o que define as diferentes
andaduras (BARREY, 1999).
Segundo Clayton e Schamhardt (2001) frequentemente, quase todos nós
utilizamos a análise de movimento, mesmo sem que tenhamos percepção disso. Os
olhos humanos, que capturam as imagens, e o cérebro, que as processa, são um
sistema poderoso e surpreendente de reconhecimento e identificação. Após um
pequeno treinamento, o observador humano é capaz de julgar a qualidade do
movimento, podendo determinar se um padrão de locomoção particular é flexível e
elegante ou desajeitado e incoordenado. Esta afirmação não é somente verdadeira
na observação da movimentação das pessoas nas mais diversas atividades
(caminhando ou correndo, dançando ou praticando algum tipo de esporte), mas
também no julgamento da performance dos animais.
Segundo Pfau et al. (2007), um sistema móvel confiável capaz de quantificar
a claudicação em cavalos pode ser uma ferramenta valiosa na avaliação clínica
baseada em evidências, tendo grande aplicabilidade antes e depois de um bloqueio
anestésico perineural ou antes e depois de um procedimento cirúrgico.
Como descrito anteriormente, a repetibilidade da avaliação subjetiva do
movimento equino está diretamente vinculada com a experiência do observador
(KEEGAN et al., 1998). Este fato enfatiza a necessidade do desenvolvimento de um
método de exame complementar fácil, objetivo e com alta repetibilidade na avaliação
do sistema locomotor destes animais. Além disso, os métodos objetivos apresentam
aplicabilidade no treinamento de clínicos inexperientes. Esforços consideráveis têm
sido realizados na investigação e quantificação objetiva da claudicação, resultando
em numerosos estudos de cinética e cinemática (PFAU et al., 2007).
18
Em humanos, muitas desordens da função motora são claramente
manifestadas pela movimentação do membros. A avaliação clínica de pacientes com
alterações de movimentação são em sua maioria subjetivas e a detecção de
anormalidades relacionadas a postura, cadência e amplitude de passadas
comumente são apenas úteis para fins diagnósticos. Para realizar a análise destes
dados, reprodutibilidade e monitoramento (progressão da doença ou resposta ao
tratamento) é claramente preferível que as mensurações de locomoção sejam
realizadas objetivamente. Em função disto, há uma atenção crescente na utilização
de instrumentos que quantifiquem os diferentes aspectos da locomoção humana,
dos quais podemos citar as análises de movimento por câmeras, pedômetros,
eletromiografia para estudos cinesiológicos, sistemas cinemáticos optoelétricos e
acelerômetros (FAZIO et al., 2013).
Existem situações nas quais a avaliação qualitativa (subjetiva) da locomoção
equina demonstra-se inadequada, necessitando assim da utilização de métodos
quantitativos (objetivos) de análise que oferecem maior acurácia sem apresentar
viés por parte do observador (CLAYTON; SCHAMHARDT, 2001).
Parâmetros objetivos do movimento apresentam melhor potencial comparado
a avaliação subjetiva observacional na identificação da severidade e verificação de
claudicações de menor intensidade nos membros anteriores dos equinos
(ISHIHARA; BERTONE; RAJALA-SCHULTZ, 2005).
Wren et al. (2011) realizaram uma revisão sistemática para avaliar e resumir
as atualidades, baseadas em evidências, relacionadas a eficiência clínica das
análises de movimento em humanos. Este trabalho, que coletou pesquisas de
janeiro de 2000 a setembro de 2009, fornece forte evidência da acurácia das
análises de movimento nos segmentos técnicos, de diagnóstico e de tratamentos.
Porém, segundo os autores, pesquisas adicionais são necessárias para fortalecer as
bases de evidências em altos níveis de eficiência.
As avaliações cinéticas e cinemáticas do movimento potencialmente oferecem
aos médicos veterinários um método objetivo na determinação da claudicação em
equinos. Tem sido demostrado que as análises subjetivas são falhas em alguns
casos e não apresentam um alto grau de concordância intra-observador em
avaliações dos mesmos cavalos (KEEGAN, 2007).
19
A análise da locomoção pode detectar fenômenos que não podem ser
visualizados somente por meio do olho humano. Muitas técnicas de análise da
locomoção conseguem coletar uma elevada quantidade de dados, normalmente
muito maiores que as possíveis quantidades observadas através da visão humana,
mesmo sob condições ideais de visibilidade. As técnicas de análise da locomoção
fornecem mensurações objetivas que podem ser definidas e explicadas entre
colegas de profissão e entre professores e alunos, permitindo uma padronização da
comunicação e ensino. Padronização e objetividade, quando precisas e acuradas,
são sempre melhores que a aleatoriedade e subjetividade. A necessidade da
utilização de métodos quantitativos na análise do movimento equino se baseia na
baixa concordância e repetibilidade no exame de claudicação tradicional, mesmo
que o mesmo seja realizado por médicos veterinários experientes. Diversos
trabalhos demonstram a baixa confiabilidade do exame de claudicação, devido ao
mesmo estar intimamente relacionado a experiência do clínico e sofrer sempre a
influência do viés do observador. Estas informações corroboram a necessidade dos
estudos e desenvolvimento de métodos objetivos na detecção da claudicação em
equinos. A avaliação objetiva da claudicação pode ser dividida em dois segmentos:
métodos cinéticos, frequentemente utilizando placas de força estáticas; e métodos
cinemáticos ou de mensurações de movimento. Variáveis cinemáticas geralmente
são mais intuitivas de serem interpretadas comparativamente a placas de força, pois
basicamente mensuram o que o clínico observa, porém com maior sensibilidade
(KEEGAN, 2010) (Figura 1).
Figura 1 - Avaliações objetivas divididas em análises cinéticas e cinemáticas
Biomecânica Cinesiologia
Cinemática Cinética Anatomia Funcional
Linear Angular Linear Angular
Posição
Velocidade
Aceleração
Posição
Velocidade
Aceleração
Força
Energia
Trabalho
Aceleração
Velocidade
Torque
20
Fonte: Godfrey et al. (2008) adaptado por Colla (2013)
Atualmente, o significativo aperfeiçoamento dos sensores e tecnologia de
análise de imagens tornou a aplicação de técnicas de cinética e cinemática
facilmente possíveis de serem realizadas tanto em laboratórios como a campo. Após
extensivas pesquisas dos fundamentos e metodologias nos diferentes aspectos da
locomoção dos cavalos, a biomecânica equina pode ser considerada atualmente
uma ciência madura que pode fornecer aplicações práticas na quantificação e
prevenção da claudicação, e na avaliação do casqueamento, treinamento e
desempenho. Estes avanços são muito importante para que a comunidade científica
possa considerar os projetos de pesquisa aplicados e popularizar as novas
descobertas para a indústria do cavalo. Desde a publicação de Leach e Crawford
(1983), na qual os autores descreveram as diretrizes potenciais para o futuro da
pesquisa relacionada a locomoção equina, muitos objetivos foram alcançados.
Entretanto, o número de aplicações concretas disponíveis para treinadores,
cavaleiros, criadores e Médicos Veterinários ainda é muito pequena comparada a
quantidade de trabalhos realizados. Para a melhoria desta situação, visando a
quantificação e avaliação de desempenho, um grande esforço tecnológico é
necessário utilizando todo o conhecimento que vem sendo obtido na locomoção
equina para criar aplicações que possam ser utilizadas a campo (BARREY, 1999).
2.3 MÉTODOS CINEMÁTICOS
Cinemática é resumidamente explicada como o estudo da descrição do
movimento (KEEGAN, 2007). Está principalmente relacionada com características
do movimento de um sujeito e considera as perspectivas de espaço e tempo sem
relacionar as forças envolvidas na movimentação. Uma análise deste tipo, detalha a
movimentação, determinando o quão rápido um objeto se move ou quão alto e longe
ele se transporta. Como resultado, os interesses da cinemática se concentram na
posição, velocidade e aceleração. Esses dados de deslocamento podem ser obtidos
de qualquer segmento anatômico como o centro de gravidade do corpo, centros de
rotação ou extremidades dos membros (GODFREY et al., 2008).
21
A cinemática pode também ser definida por mudanças na posicão de
segmentos do corpo no espaço, durante um período de tempo específico. O
movimento é descrito quantitativamente por variáveis lineares e angulares que
relacionam tempo, deslocamento, velocidade e aceleração, e usualmente são
avaliadas com a utilização de câmeras de alta resolução (BARREY, 2008).
A técnica mais popular utilizada no estudo da cinemática equina é a gravação
videográfica combinada a análises por programas comerciais ou sistemas ótico-
eletrônicos baseados na emissão e detecção de luzes visíveis ou infravermelhas.
Porém estes sistemas são caros, complicados e com uso restrito a locais fechados e
quando utilizados em locais abertos apresentam um limitado números de passadas a
serem avaliadas (NANKERVIS; HODGINS; MARLIN, 2008).
Métodos cinemáticos fornecem diversos parâmetros com relação a
mobilidade articular, como por exemplo as variações de ângulos durante o ciclo da
passada. Estes tipos de análises descrevem quantitativamente os sinais clínicos. O
alto custo e a manutenção técnica dos sistemas de análise de movimento limitam
este tipo de aplicação ao ambiente laboratorial (CLAYTON, 1986; DEUEL;
SCHAMHARDT; MERKES, 1995; GALISTEO et al., 1997; POURCELOT et al.,
1997).
Um sistema de múltiplas câmeras pode ser utilizado para capturar o
movimento de marcadores de pele em 3 dimensões (3D) apresentando alta acurácia
em esteira de alta velocidade. O mesmo método a campo porém torna-se limitado
devido ao pequeno número de passadas obtidas por coleta e a necessidade de um
controle cuidadoso dos níveis de luminosidade. Câmeras portáteis podem também
ser utilizadas para a captura de dados contínuos em 2 dimensões (2D), entretanto a
câmera precisa ser movimentada ao lado do cavalo ou as imagens necessitam de
correção nos momentos em que o animal se movimenta para longe do câmera
(PFAU et al., 2007).
A avaliação cinemática da locomoção de equinos por meio da utilização de
câmeras é um método acurado e confiável na identificação e quantificação das
claudicações. Entretanto, devido ao campo de detecção limitado das câmeras, a
análise de locomoção por filmagens só pode ser realizada confiavelmente em
cavalos restritos a se movimentarem em esteiras (KEEGAN et al., 2002).
22
2.4 MÉTODOS CINÉTICOS
A cinética é explicada como o estudo da ação das forças (KEEGAN, 2007).
Esta examina as forças que atuam sobre um sistema, como por exemplo as forças
que atuam no corpo humano gerando movimento. A análise cinética pode fornecer
informações sobre como o movimento é produzido ou como um posicionamento é
mantido. Estas análises são mais difíceis de serem avaliadas pois algumas forças
não podem ser verificadas apenas pela observação dos efeitos gerados, como por
exemplo as forças resultantes de uma estrutura muscular interna (GODFREY et al.,
2008).
A cinética é composta por força, energia, trabalho, aceleração e velocidade;
valores estes que podem ser diretamente mensurados por sensores específicos,
placas de força e dinamômetros (GODFREY et al., 2008).
Sensores de pressão podem ser acoplados nas ferraduras ou em placas de
força. As placas de força apresentam as vantagens de gerarem informações sobre a
amplitude, orientação e as coordenadas no ponto de aplicação da força e o
momento exato que ocorrem estes eventos. Em contrapartida a área de
sensibilidade da placa para registrar estes dados precisamente é pequena
(aproximadamente 0,5 m2) e é necessário portanto um controle visual da região de
contato do casco com a placa (BARREY, 1999). Uma alternativa à utilização das
placas de força seria a utilização dos sensores de pressão acoplados nas ferraduras,
porém este método, além de apresentar uma menor acurácia, aumenta o peso e
espessura das mesmas podendo interferir nos padrões normais de locomoção.
Ishihara, Bertone e Rajala-Schultz (2005) avaliaram a associação entre a
graduação subjetiva de claudicação e os parâmetros cinéticos das passadas, com a
utilização de placas de força em animais com claudicação induzida nos membros
anteriores. Foram utilizados 32 equinos nos quais a claudicação foi induzida na
articulação metacarpo falangeana através de injeções intra articulares de
lipopolissacarídeo. Os animais foram avaliados, subjetivamente e pela placa de força
(8 repetições), antes e 12, 18 e 24 horas após a indução. Foram calculadas a
sensibilidade e especificidade da análise cinética na detecção da presença ou não
de claudicação e 13 variáveis cinéticas foram calculadas entre as passadas do
23
mesmo animal e entre os animais por meio do coeficiente de variação. As
graduações subjetivas de claudicação foram significativamente associadas a maioria
dos parâmetros cinéticos. O pico de força vertical e o impulso apresentaram o menor
coeficiente de variação entre cada passada e entre os animais e a maior correlação
com a avaliação subjetiva da claudicação. O pico de força vertical apresentou a
maior sensibilidade e especificidade na classificação da claudicação. De acordo com
os resultados, os autores concluíram que o pico de força vertical e o impulso
refletem o maior potencial na quantificação da claudicação e identificação de
anormalidades inaparentes nas passadas dos membros anteriores dos equinos.
Cano et al. (2001) utilizaram a análise cinética para diferenciar as
características de locomoção das raças Andaluz, Árabe e Anglo Árabe.
O primeiro relato da literatura sobre a mensuração experimental da
movimentação dos equinos foi conduzido por Marey1 (1873 apud BARREY, 1999, p.
7) no qual foi avaliado o tempo de cada passada em um método cronográfico, por
meio de acelerômetros pneumáticos.
A análise da aceleração é um método cinético que mensura mudanças
instantâneas de velocidade produzida pela aplicação de uma força a uma estrutura
sólida. Mensurações de aceleração são realizadas utilizando pequenos sensores
(acelerômetros) que podem ser firmemente acoplados ao segmento do corpo a ser
estudado. A mudança na velocidade nos mostra uma aceleração ou desaceleração,
mesmo que o deslocamento seja pequeno. As principais vantagens da utilização de
transdutores acelerométricos são a simplicidade da técnica de mensuração e o baixo
custo dos equipamentos. (BARREY, 2008; THOMSEN et al., 2010a).
Nos últimos anos, o uso de acelerômetros na quantificação de padrões de
locomoção tem aumentado principalmente devido a acurácia das mensurações e
diminuição do tamanho dos sensores. A literatura disponível indica que a
mensuração de parâmetros de locomoção têmporo espaciais tem se demostrado
acurada e fiél em humanos (KAVANAGH; MENZ, 2008).
1MAREY, E. J. (Ed.). La machine animale: locomotion terrestre et aérienne,. 2nd ed., Paris: Librairie Gerner Baillere et Cie.,
1873. p.145–86.
24
Uma das abordagens utilizadas para a análise de movimento envolve o uso
de acelerômetros acoplados ao corpo para verificação da aceleração destes
segmentos durante o movimento. Os benefícios com relação a outros métodos de
avaliação são o baixo custo, possibilidade do uso em ambientes externos, o
tamanho do sensor que não limita a movimentação do membro e a mensuração da
aceleração em três dimensões que elimina erros associados a deslocamentos
diferenciados e dados de velocidade (KAVANAGH; MENZ, 2008).
Diversos tipos de acelerômetros e localizações do acoplamento nos equinos
têm sido estudados visando a padronização e utilização dos mesmos na objetivação
do exame de claudicação. Porém a maior parte dos estudos avalia a movimentação
global do animal, detectando mudanças no centro de gravidade (KEEGAN, 2007).
Segundo Barrey, Landjerit e Wolter (1991) a utilização de acelerômetros
acoplados aos cascos são provavelmente a maneira mais efetiva de mensurar certas
características das passadas dos equinos.
O progresso significativo na utilização da acelerometria para determinação de
padrões de movimentação tanto na área científica como na aplicação clínica, indica
que este método deve ser investigado de forma mais intensa (BERTONE; RAJALA-
SCHULTZ; ISHIHARA, 2005; KAVANAGH; MENZ, 2008).
O uso de monitores comerciais que utilizam os princípios da acelerometria
para quantificação de atividade e gasto de energia tem ganhado popularidade
atualmente (CROUTER; CLOWERS; BASSETT, 2006; POBER et al., 2006).
2.5 ACELEROMETRIA EM HUMANOS
Os primeiros trabalhos investigando a utilização da acelerometria na
locomoção humana foram realizados por Liberson na década de 30, nos quais ele
descobriu que os padrões de aceleração de determinados segmentos do corpo
poderiam revelar informações importantes com relação a movimentações normais e
patológicas (KAVANAGH; MENZ, 2008).
A mensuração direta por acelerometria, tem sido utilizada de forma bem
sucedida em ambientes clínico e domiciliar, no monitoramento constante de
25
pacientes e seus controles. Os dados qualitativos e quantitativos provenientes
destes sensores tornam possível a engenheiros, clínicos e terapêutas trabalharem
conjuntamente no intuito de auxiliar pacientes a superarem suas incapacidades
físicas. A acelerometria tem se provado apropriada e viável na determinação do
movimento em diferentes grupos de pacientes (lombalgia, doença de Parkinson,
obesidade, risco de quedas, insuficiência venosa, derrame cerebral, etc.)
(GODFREY et al., 2008).
Em um estudo que avaliou parâmetros acelerométricos de locomoção de
pessoas portadoras de diferentes condições neurológicas (17 com doença de
Parkinson e 24 com ataxia por diversas causas) comparativamente a 24 indivíduos
saudáveis, demostrou que o dispositivo foi capaz de dividir as pessoas nos dois
grupos. Os pacientes foram equipados com três acelerômetros triaxiais
piezoelétricos (região sacral posterior, região sacral anterior e osso esterno) e um
coletor de dados portátil e foram mensuradas a aceleração e desaceleração anterior,
posterior e médio-lateral. Considerando os resultados desta investigação, a
avaliação por acelerometria pode ser utilizada e demostra ser um exame
complementar simples de estabilidade locomotora para acompanhamento de
pacientes com desordens de movimento, especialmente nos casos onde os
resultados farmacológicos, cirúrgicos ou tratamentos de reabilitação necessitam
serem quantificados. Porém a validade dos resultados deste estudo ainda necessita
ser confirmada em um grande número de pacientes (FAZIO et al., 2013).
Auvinet et al. (2002) após estudarem a locomoção de 282 (144 mulheres e
138 homens) indivíduos saudáveis de diferentes idades (20 - 98) utilizando métodos
acelerométricos, comprovaram que este método de análise demostrou-se eficaz e
útil na prática clínica da avaliação locomotora. Dois acelerômetros uniaxiais foram
acoplados na região lombar dos indivíduas avaliados durante 20,48 segundos de
caminhada em uma pista de 28 metros. Nas mensurações de frequência das
passadas, simetria do passo, regularidade das passadas e harmonia das passadas
não houve diferença entre idade ou sexo. A harmonia médio-lateral da passada foi
diferente entre os sexos. A velocidade de caminhada, tamanho da passada,
atividade crânio-caudal e aceleração bruta no contato do calcanhar, postura e
impulsão inicial foram maiores nos homens comparados as mulheres e começam a
descrescer a partir dos 60 anos nos homens e 70 anos nas mulheres. Os autores
relatam que o dispositivo acelerométrico foi fácil de ser utilizado e não necessita de
26
equipamentos especializados adicionais como em outros métodos de avaliação
biomecânica.
Palmilhas constituídas por um acelerômetro triaxial, dois giroscópios, um
coletor de dados e uma bateria demostraram-se capazes de fornecer dados
suficientes para a reconstrução de padrões de movimentação humanos, sendo o
intuito final da pesquisa a identificação de padrões de movimento que levariam a um
maior indíce de quedas entre a população idosa (JAGOS, 2010).
Outro estudo seguindo a mesma linha de pesquisa, utilizou dez acelerômetros
acoplados simultâneamente em diversas regiões do corpo (tornozelos, joelhos,
ombros, escápulas e pulsos) de 20 pacientes idosos e conseguiu classificá-los em
dois grupos: com risco de queda e sem risco de queda, sendo segundo os autores, o
primeiro passo para o desenvolvimento de um sistema de avaliação de riscos de
queda em idosos, possibilitando estabelecer possíveis tratamentos ou medidas
profiláticas precocemente (CABY et al., 2011).
A avaliação por mensurações acelerométricas com o intuito de diferenciar
idosos com risco de queda e sem risco de queda mostrou-se eficiente e com uma
sensibilidade 20% maior em relação à avaliação geriátrica comum (MARSCHOLLEK
et al., 2009).
Metzinger et al. (2013) avaliaram a estabilidade postural por meio de placas
de força e os padrões de locomoção pela acelerometria de 17 pacientes portadores
de artrite reumatóide e espondilite anquilosante e compararam os resultados com 17
pacientes saudáveis utilizados como grupo controle. Os grupos foram pareados por
idade, altura e peso. Este estudo demostrou diferenças estatísticamente
significativas entre os pacientes e o grupo controle na velocidade de caminhada,
cadência, amplitude das passadas e poder mecânico. Não foram encontradas
diferenças significativas nas características do centro de pressão. Os resultados da
pesquisa demostram que pacientes portadores de artrite reumatóide e espondilite
anquilosante apresentam um andar mais vagaroso com um movimento reduzido do
centro de massa corpórea. Entretanto estes resultados necessitam de comprovação
em um maior número de pacientes.
Djuric-Jovicic, Jovicic e Popovic (2011) avaliaram a utilização da
acelerometria na estimativa dos ângulos absolutos das articulações do joelho e
27
tornozelo de indivíduos normais. Os ângulos absolutos de cada articulação foram
determinados pela diferença entre os sinais de eixos paralelos de dois acelerômetros
montados em uma mesma haste rígida acoplada no membro dos indivíduos
estudados. Os dados foram comparados aos obtidos simultaneamente por meio de
goniômetros (padrão ouro para aferição de ângulos). O método proposto demostrou-
se simples, computacionalmente eficiente e acurado na determinação dos ângulos
do joelho e tornozelo. Segundo os autores do estudo, a acurácia do método é
suficiente para a utilização em diagnósticos rápidos de claudicação, bem como para
a aplicação no controle das passadas.
A velocidade e inclinação do terreno foram mensuradas por meio da utilização
de acelerômetros triaxiais acoplados no calcanhar e região lombar de corredores
humanos. O estudo utilizou 20 indivíduos em testes ao ar livre. As mensuração
acelerométricas permitiram uma estimativa acurada da velocidade de corrida e
inclinação do terreno (HERREN et al., 1999).
A confiabilidade intra e inter-observador e entre passadas da análise da
locomoção humana utilizando acelerômetros acoplados na cabeça, pescoço, tronco
e canela foi comprovada por Kavanagh et al. (2006). Os resultados do trabalho
indicaram alto grau de repetibilidade dos dados utilizando o sistema de acelerometria
sob condições de teste-reteste envolvendo um único ou dois examinadores.
Henriksen et al. (2004) desenvolveram um estudo para determinar a
confiabilidade da análise acelerométrica das passadas de indivíduos saudáveis. A
aceleração foi mensurada durante a caminhada utilizando um acelerômetro triaxial
acoplado na região da coluna lombar. Seis homens e 14 mulheres foram avaliados
no mesmo protocolo dois dias consecutivos. Foram mensuradas a raiz quadrada
média das acelerações, cadência, passo e comprimento das passadas. A conclusão
do trabalho foi que o método foi confíavel e pode ter um potencial expressivo na
análise clínica da locomoção.
28
2.6 ACELEROMETRIA NA MEDICINA VETERINÁRIA
A utilização da acelerometria foi comprovadamente eficiente, rápida, e
econômica na avaliação da locomoção de cães apresentando distrofia muscular do
Golden Retrivier. A utilização da acelerometria demonstrou-se uma ferramenta útil
na avaliação da locomoção dos cães durante testes clínicos, diferenciando animais
saudáveis dos portadores da distrofia muscular (BARTHÉLÉMY et al., 2009).
Com o objetivo de estabelecer um método para estimar a capacidade de
carregar carga em cavalos Japoneses nativos, por meio da análise de movimento
utilizando acelerômetros, 6 éguas foram avaliadas ao passo e trote em linha reta
carregando de 80 a 130 Kg (5 Kg de diferença por teste). Um acelerômetro triaxial foi
acoplado na região do músculo peitoral ascendente e o coletor de dados na região
da cernelha por meio de cintas elásticas. Foram avaliadas a simetria e regularidade
das passadas. Ao trote, os animais carregando 100, 110 e 125 Kg apresentaram
diminuição significativa na simetria e regularidade das passadas comparados aos
dados obtidos com 80 Kg. Segundo os autores os dados implicam que o peso que
pode ser carregado pelos cavalos avaliados deve ser menor que 100 Kg, que
corresponde a 29% do peso vivo destes animais (MATSUURA et al., 2013).
Barrey e Galloux (1997) utilizaram acelerômetros acoplados ao esterno de
equinos com a intenção de correlacionar a técnica de salto com a aceleração dorso-
ventral, incluindo picos de aceleração, duração e frequência das passadas antes,
durante e após o salto.
A padronização das características de locomoção de pôneis de Shetland
foram avaliadas por meio da acelerometria associada a análise cinemática em
esteira de alta velocidade por Back et al. (2002).
Nos últimos anos a utilização da acelerometria tem sido considerada eficiente
tanto na avaliação cinemática da locomoção como na mensuração da vibração
gerada pelo impacto no solo dos membros dos equinos. (BURN; WILSON; NASON,
1997; KEEGAN et al., 2004; RATZLAFF et al., 2005; GUSTAS et al., 2006;
GUSTAS; JOHNSTON; DREVEMO, 2007; THOMASON et al., 2007; CHATEAU et
al., 2009a,b; THOMSEN et al., 2010a).
29
Gustas, Johnston e Drevemo (2007) avaliaram, por meio de acelerômetros
triaxiais acoplados na face lateral da parede dos cascos, o impacto de
desaceleração em dois diferentes pisos (1 cm de areia convencional e areia
sintética). No estudo pôde-se demonstrar que a desaceleração vertical inicial foi
significativamente maior na areia sintética comparativamente a areia comum,
concluindo que diferentes tipos de pisos podem resultar em diferentes padrões de
frenagem dos cascos do cavalo.
A interação do casco com o solo no início da fase de apoio, evento
considerado relevante na etiopatologia de afecções do sistema locomotor, foi
avaliada por Burn (2006). No estudo foram utilizados 3 equinos da raça Puro Sangue
Inglês utilizando um acelerômetro biaxial acoplado na região dorsal do casco do
membro anterior direito e os animais foram avaliados em dois pisos diferentes. Os
resultados do estudo sugerem que a estrutura firme e viscoelástica dos cascos dos
equinos atuam como um absorvente de choques, isolando o restante do membro de
grandes forças de colisão.
O deslizamento do casco dos cavalos no início da fase de apoio no solo, outro
momento considerado relevante para o desempenho e saúde ortopédica dos
animais, foi avaliada por acelerometria e câmeras de alta frequência. Quatro equinos
Franceses de Trote foram avaliados em três sessões de 50 metros, em uma
velocidade de 7m/s em pista de areia úmida e firme. O acelerômetro (piezoelétrico
triaxial) foi parafusado na face dorsal do casco do membro anterior direito dos
animais. Ambos os métodos foram capazes de verificar o deslizamento dos cascos
durante os testes, porém, a avaliação por câmeras, apesar de ser um método
confiável nos testes em piso duro, subestimou os valores de deslizamento
comparativamente aos registrados pelos acelerômetros. Desta forma, segundo os
autores, a acelerometria tornou-se uma melhor solução para a mensuração da
distância de deslizamento dos cascos equinos em condições reais de treinamento
em diferentes superfícies durante o trote em velocidade moderada (HOLDEN-
DOUILLY et al., 2013).
Com a intenção de comparar parâmetros de locomoção em diferentes tipo de
piso (areia de praia molhada firme e macia, seca e asfalto) para o treinamento de
cavalos de trote, Chateau et al. (2010) utilizaram um acelerômetro fixado por
parafusos na parede dorsal do casco e ferradura contendo quatro sensores de força
piezoelétricos no membro anterior direito de quatro cavalos Franceses de Trote. O
30
estudo revelou que quanto mais macio o piso, menor a amplitude de desaceleração
vertical, menor a desaceleração longitudinal (deslizamento ao iniciar a fase de
apoio), menor o comprimento e maior a frequência das passadas.
Acredita-se que pisos inadequados utilizados para o treinamento estão
diretamente relacionado à injúrias do sistema musculoesquelético dos equinos. Para
comparar dois tipos de pisos, um sintético e outro de areia, Chateau et al. (2009a)
utilizaram um acelerômetro triaxial acoplado na parede dorsal do membro anterior
direito de três equinos Franceses de trote. O estudo demostrou que o dispositivo
acelerométrico foi sensível para discriminar as diferenças de parâmetros dos cascos
nos dois diferentes pisos testados. A desaceleração e vibração dos cascos ao
impacto no solo foi menor no piso sintético comparado a areia, sugerindo uma
melhor qualidade de absorção de choque neste piso.
Ratzlaff et al. (2005) avaliaram a relação entre os padrões de aceleração dos
cascos de equinos e as propriedades dinâmicas da pista. Foram utilizados no
experimento oito Puro Sangue Ingleses sadios instrumentados com acelerômetros
acoplados na face lateral dos cascos dos quatro membros e testados sob galope em
quatro sessões, nas quais era adicionada água à areia da pista gradativamente. As
curvas de aceleração foram analisadas para determinar o pico de aceleração
durante a fase de apoio no solo. Os resultados demostraram que quanto menos
molhada a pista (maior taxa de repercussão), menor é o pico negativo de aceleração
dos cascos na fase de apoio no solo.
A avaliação da acurácia e precisão do tempo de contato do casco no solo de
um membro definido, utilizando um sensor inerte acoplado na pelve de dez cavalos
durante o passo e trote em diferentes velocidades e direções foi realizada por Starke
et al. (2012). O sistema de avaliação foi composto por um acelerômetro biaxial e
coletor de dados acoplados ao casco de um dos membros posteriores, um sensor
inerte acoplado acima do sacro, dois GPSs acoplados na nuca e região lombar. O
estudo demostrou sincronicidade entre os componentes utilizados (acelerômetros,
GPSs e sensores inertes) na determinação dos tempos das passadas nos animais
estudados.
Segundo Leleu et al. (2004) a análise da lomocoção tem sido cada vez mais
utilizada no intuito de avaliar as passadas de equinos atletas para fins de seleção e
treinamento. Neste sentido, os autores desenvolveram um teste de locomoção
específico para cavalos de trote utilizando um dispositivo acelerométrico. O
31
dispositivo é constituído de três acelerômetros uniaxiais acoplados no osso externo e
foi testado em oito equinos de trote. O objetivo do estudo foi avaliar a
reprodutibilidade do teste de locomoção e a validação do seu uso na avaliação de
cavalos de trote na raia de corrida. Os animais apresentavam condição de
treinamento semelhantes e a performance dos mesmos foi avaliada em três
momentos durante uma semana. De 25 variáveis analisadas, 23 apresentaram
significativa reprodutibilidade, o que levou os autores a concluírem que o teste de
locomoção foi simples, um método acurado para análise das passadas, bem como
fornece reprodutibilidade nas variáveis das passadas de cavalos de trote em
condições a campo.
Com o objetivo de avaliar a aceleração do casco dos equinos de forma segura
e sem a utilização de sistemas contendo fios em diferentes condições de piso e
treinamento, Ryan, Schaer e Numamaker (2006) desenvolveram um sistema de
aquisição de dados sem fios e miniaturizado capaz de gravar com segurança as
acelerações dos cascos de Puro Sangue Ingleses durante o exercício. O sistema foi
composto por 3 acelerômetros piezoresistentes uniaxiais, um coletor de dados e
uma bateria que foram acoplados na região dorsal dos cascos com cola de
polietileno. As acelerações dos cascos foram aferidas em 6 equinos avaliados em
diferentes pisos. Os autores concluíram que o sistema por eles desenvolvido obteve
sucesso na mensuração da aceleração dos cascos de forma minimamente invasiva
nas avaliações em diferentes pisos e condições de treinamento. Em outro estudo, os
mesmos pesquisadores utilizaram a acelerometria para avaliar a aceleração no
momento do impacto do casco no solo, a aceleração no momento do início da
suspensão do membro e os parâmetros da passada de cavalos de corrida
exercitando-se nas raias utizando ou não ferraduras com aba em pinça. Os dados
obtidos revelaram que as acelerações dos cascos alteram significativamente nos
mesmos cavalos utilizando ou não a ferradura com aba, porém estas alterações não
apresentam correlação entre os animais. Portanto os autores sugerem que mais
estudos sejam realizados no intuito de padronizar as alterações na população de
cavalos de corrida (SCHAER et al., 2006).
Diversos estudos tem seu foco na utilização de acelerômetros para detectar
e quantificar a claudicação dos equinos e várias localizações anatômicas de
acoplamento têm sido utilizadas. Weishaupt, Schatzman e Straub (1993) utilizaram a
32
aceleração vertical da cabeça para quantificar a claudicação e comprovaram que o
grau de amplitude de aceleração da cabeça está relacionado com o grau de
claudicação. Keegan et al. (2004) utilizaram acelerômetros acoplados a cabeça e
sobre a tuberosidade sacral combinados a um giroscópio acoplado ao membro
anterior direito e membro posterior direito. Os giroscópios dos membros foram
conectados a um transmissor de dados no dorso do animal por meio de fios,
aplicações estas que consomem tempo além de poderem causar irritação no animal
e influenciar na sua locomoção. Dois sensores acoplados sobre os tuberes coxais e
um sobre a tuberosidade sacral demostraram-se úteis na detecção de dados de
claudicação dos membros posteriores. Entretanto para o acoplamento dos sensores
na pele da região pélvica é necessária a realização da tricotomia e utlização de
colas, o que pode ser incômodo para alguns animais e proprietários (KEEGAN et al.,
2004; PFAU et al., 2007; CHURCH et al., 2009). Nestes estudos supracitados a
quantificação da claudicação baseou-se no deslocamento vertical adquirido por meio
da integração dupla de dados de aceleração. Thomsen et al. (2010a) utilizaram o
acelerômetro acoplado na região da sela através da utilização de uma cinta elástica,
que foi considerado pelos autores um modelo simples, de fácil acoplamento e que
causa um desconforto mínimo aos animais levando em consideração que a maioria
dos animais estão adaptados a utilização de selas e cintas na mesma região.
Um estudo com objetivo de comparar a acurácia de um método cinemático de
captura de movimentos (ProReflex1) e um método cinético utilizando um sistema de
sensores inertes acoplados à região da cernelha de equinos (Pegasus system2) foi
desenvolvido em oito equinos de diferentes raças e pesos (447 – 588 Kg) avaliados
a passo, trote e duas velocidades de galope em esteira. As frequências das
passadas foram avaliadas simultaneamente pelos dois métodos em todas as
velocidades e não apresentaram diferença estatística (diferença menor que 0,002
segundos) (NANKERVIS; HODGINS; MARLIN, 2008).
Weishaupt et al. (2001) avaliaram a sensibilidade da acelerometria e placas
de força na detecção de claudicações sutís em equinos e comparam estes
resultados com a avaliação ortopédica tradicional. Foram utilizados no estudo 22
equinos avaliados por 3 clínicos veterinários experientes e submetidos a avaliação
1 Qualisys, Suécia 2 European Technology for Business Ltd., Reino Unido
33
em esteira contendo placas de força (acopladas entre a manta de borracha e a
estrutura metálica) e a acelerometria (acelerômetros biaxias acoplados na região do
esterno e sacro) para a determinação do membro claudicante e escore de
claudicação. Houve correlação significativa entre a avaliação clínica e por placas de
força e entre avaliação clínica e acelerometria em determinar se os animais não
claudicavam, apresentavam claudicação em membros anteriores ou membros
posteriores. Para esta mesma classificação citada, não houve correlação
siginificativa entre a avaliação por placas de força e a acelerometria. Em relação à
determinação do membro claudicante, houve apenas correlação significativa entre a
avaliação clínica e por placas de força. Na determinação dos graus de claudicação
não houve correlação clínica entre nenhum dos métodos utilizados. Os autores
concluíram que as avaliações com a utilização tanto de placas de força bem como
por acelerômetros representam uma ferramenta complementar útil na avaliação de
alterações sutís de locomoção, porém as informações adquiridas por meio destes
equipamentos necessitam ser cuidadosamente interpretadas e sempre
correlacionadas com a observação clínica.
Keegan et al. (2002) identificaram as alterações nos padrões de
movimentação de equinos com claudicação induzida utilizando dois acelerômetros
uniaxiais e dois giroscópios.
Posteriormente em outro estudo Keegan et al. (2004) relatam a confiabilidade
da utilização de dois acelerômetros com duas axiais simples, acoplados a um
giroscópio, na identificação e quantificação da claudicação induzida em equinos.
Keegan et al. (2011) avaliaram a repetibilidade de um sistema de avaliação de
claudicação sem fios para equinos. O sistema é composto por um acelerômetro
uniaxial acoplado no ponto mais alto da cabeça, um acelerômetro uniaxial acoplado
na linha média entre os túberes sacrais e um giroscópio piezoelétrico uniaxial
acoplado na face dorsal da falange proximal do membro anterior direito. Foram
avaliados 236 equinos de diferentes idades (2 a 29 anos), diversas raças
apresentando claudicações variadas até grau 3 (1 a 5 – escala proposta pela
American Association of Equine Practioners). Os resultados do estudo mostraram
que o sistema de mensuração da movimentação do tronco em equinos apresenta
repetibilidade sendo esta maior para membros posteriores em relação aos membros
anteriores. Os autores concluem portanto que o sistema de avaliação da simetria
34
dos movimentos de cabeça e pelve é não invasivo, simples, rápido e pode auxiliar a
detecção e avaliação da claudicação de equinos trotando em linha reta. A
repetibilidade do sistema demostrou-se eficiente na investigação da prática clínica.
A utilização da acelerometria na detecção de claudicação foi demostrada por
Barrey e Desbrosse (1996). No estudo o acelerômetro foi acoplado à região do osso
externo, na tentativa de aproximação do centro de gravidade do animal, e a
aceleração dorso-ventral foi aferida de cavalos claudicantes recebidos na Clínica
Veterinária. O intuito do estudo foi verificar se o acelerômetro era capaz de detectar
a presença de claudicação em animais previamente diagnosticados por um
veterinário especialista em equinos. Os autores concluíram que o método foi
consistente na identificação da claudicação na maioria dos animais. Porém com a
utilização do acelerômetro acoplado à região do externo alguns animais não
claudicantes apresentaram assimetria no movimentação especialmente ao passo,
claudicações de membros posteriores foram mais difíceis de serem detectadas
comparadas as de membros anteriores e houve dificuldade na determinação do
lado, direito ou esquerdo, do membro claudicante. Sendo assim, mesmo
apresentando resultados positivos na identificação de alterações de simetria em
animais claudicantes, o local de acoplamento do acelerômetro acarretou na
diminuição na sensibilidade e precisão do teste.
Com o objetivo de avaliar a sensibilidade analítica de um sistema de sensores
inertes na detecção de claudicações bilaterais de membros anteriores de equinos
Keegan et al. (2012) utilizaram 18 equinos (Quarto de Milha e suas cruzas) adultos
com claudicação bilateral de membros anteriores (15 diagnosticados com síndrome
navicular e 3 com sesamoidite). Os animais foram avaliados por um acelerômetro
acoplado na nuca e um giroscópio acoplado na face dorsal da primeira falange do
membro anterior direito. Foram analisadas a assimetria dos movimentos de cabeça e
a somas dos vetores (diferenças entre a altura máxima e mínima da cabeça na
fases direita e esquerda da passada) e a velocidade angular da primeira falange.
Simultaneamente os mesmos animais foram avaliados por meio da utilização de
placas de força. Segundo os autores os resultados sugerem que o sistema de
sensores inertes acoplados em equinos apresentando claudicações bilaterais de
membros anteriores trotando em linha reta apresentou uma sensibilidade analítica
adequada para o uso clínico. Porém estudos adicionais necessitam ser realizados
35
para a determinação da especificidade do sistema e a utilização de apenas 1 equino
não claudicante como controle do ensaio comprometem a confiabilidade dos
resultados e a probabilidade de obtenção de sujeitos falso-positivos.
A simetria global, simetria na fase de apoio das diagonais esquerda e direita e
a diferença entre as fases diagonais esquerda e direita apresentaram alta
repetibilidade verificada por meio da análises de variâncias em equinos
instrumentados com um acelerômetro triaxial piezoelétrico acoplado sobre a décima
terceira vértebra torácica (THOMSEN et al., 2010a).
Thomsen et al. (2010b) utilizou um acelerômetro piezoelétrico triaxial
acoplado sobre a região da vértebra T13 na intenção de avaliar a concordância entre
dois escores de simetria (aceleração do tronco e aceleração durante a fase de apoio
das diagonais esquerda e direita) obtidos pela acelerometria e os escores de
claudicação tradicionais estabelecidos por clínicos de equinos experientes. Seis
equinos saudáveis (4 a 11 anos de idade) foram avaliados antes e após (3, 5, 15,
30, 45 e 60 minutos) a infiltração com 35 ml de solução salina em uma das
articulações metacarpo falangeanas. Os animais foram filmados ao trote (8
passadas) e as claudicações foram avaliadas (escores da American Association of
Equine Practioners) cegamente por dois clínicos experientes. As filmagens não
apresentavam áudio e puderam ser revistas conforme a necessidade dos
avaliadores. A concordância inter-observador neste estudo foi de 70%,
apresentando relação estatisticamente significativa. Os autores concluíram que o
estudo demostrou que os escores de simetria baseados nos dados acelerométricos
podem auxiliar na objetivação e documentação das claudicações em equinos.
Pfau, Witte e Wilson (2005) utilizaram um sistema composto por
acelerômetros, giroscópios e magnetômetros, denominado unidade ou sensores de
mensuração inerte, acoplados na região da cernelha de equinos no intuito de
verificar parâmetros de movimentação (deslocamento, velocidade e aceleração em
três dimensões) ao galope (9m/s) em esteira de alta velocidade. Segundo os
autores, sensores inertes tornam possível a captura de movimentos cíclicos e
apresentam acurácia semelhante aos sistemas óticos de captura de imagens.
36
2.7 TEMPOS DE APOIO E SUSPENSÃO
Os tempos de apoio e de elevação dos membros dos equinos podem ser
avaliados por meio de diferentes métodos, como pela utilização de câmeras de alta
resolução específicas para análise de movimento, placas de força, acelerometria e
dinamometria (CHATEAU et al., 2009b).
Para a análise de movimento, a identificação do período de apoio do membro
no solo é sempre necessária. As placas de força são tipicamente utilizadas para este
fim, sendo a força vertical de reação do solo o padrão ouro para esta determinação
em humanos. Porém, na ausência de placas de força outros métodos podem ser
utilizados para esta determinação (FELLIN et al., 2010).
Estudos com acelerômetros acoplados na parede dos cascos para a detecção
do contato inicial do casco dos equinos com o solo e mensuração da aceleração
associada a este movimento têm sido descritos na literatura. A utilização destes
acelerômetros acoplados nos cascos, com a intenção de avaliar a movimentação
independente de cada membro tem sido avaliada, necessitando porém de mais
estudos específicos (CLAYTON; SCHAMHARDT, 2001; PARSONS; WILSON, 2006;
PARSONS; PFAU; WILSON, 2008).
Dados acelerométricos tanto em humanos como em animais mostram que as
características do sinal do acelerômetro podem ser utilizadas para determinar os
tempos de apoio e suspensão dos membros (WEYAND et al., 2001; WITTE; KNILL;
WILSON, 2004; PARSON; WILSON, 2006).
O tempo de apoio do membro no solo é identificado pelo sinal do
acelerômetro como o início de uma vibração de alta frequência e o tempo de
suspensão ocorre durante o segmento de vibração de baixa frequência. Vários
métodos são utilizados para adquirir os sinais provenientes dos acelerômetros
acoplados aos membros dos animais, incluindo telemetria de sinais analógicos
enviados a um computador (WITTE; KNILL; WILSON, 2004) e cabos ligando os
acelerômetros aos coletores de dados ou diretamente a computadores (BURN;
WILSON; NASON, 1997).
O tempo de apoio inicia-se com o contato do casco no solo e termina no
momento que este casco está completamente fora do solo, quando a fase de
37
suspensão é iniciada. É instintivo supor que a duração do tempo de apoio esteja
diminuída na presença de uma claudicação comparativamente ao tempo de apoio do
membro de um cavalo sadio (KRAMER; KEEGAN, 2004).
Parsons e Wilson (2006) avaliaram a acurácia da mensuração dos tempo de
apoio e tempos de suspensão por acelerômetros acoplados aos cascos de equinos
e o registro dos dados acelerométricos em um gravador MP3. Seis equinos foram
avaliados ao passo e trote em piso de concreto e areia. Segundo os autores os
dados obtidos no estudo demostraram que os sinais de voltagem coletados de
acelerômetros acoplados aos cascos podem ser registrados em um canal de um
gravador MP3 e analisados para a determinação dos tempos de apoio e suspensão
e consequentemente as variáveis de tempo das passadas. Os erros apresentados
pelo sistema aumentaram quanto maior foram os números de passadas coletadas,
portanto este acúmulo de erros deve ser considerado na interpretação dos
resultados. O baixo custo e robustez do sistema tornam possíveis demais estudos
em larga escala dos padrões de locomoção dos equinos.
A utilização de um sistema composto por dois acelerômetros tri-axiais
acoplados no tornozelo mostrou-se confiável na determinação dos tempos de apoio
e tempo de suspensão dos pés em humanos (LEE et al., 2007).
Em laboratório é possivel estudar a locomoção de equinos durante o
movimento em pistas experimentais ou esteiras de alta velocidade. A utilização de
esteiras promove um excelente controle da regularidade das passadas devido a
velocidade e inclinação da mesma serem totalmente controladas pelo operador
(BARREY, 2008). A esteira é extremamente útil para a análise da locomoção equina
porque a velocidade do movimento é controlada, permitindo que as passadas do
cavalo sejam avaliadas na mesma velocidade por diversas metodologias
(CLAYTON; SCHAMHARDT, 2001).
38
3 OBJETIVO
Este estudo tem o objetivo de padronizar e verificar a acurácia da utilização
da acelerometria, utilizando acelerômetros tri-axiais acoplados na face dorsal dos
cascos dos membros anteriores de equinos ao trote em esteira de alta velocidade.
Os tempos de apoio, suspensão e totais foram comparados estatisticamente entre
os mesmos membros, os membros direito e esquerdo do mesmo animal e entre os
animais. Por meio da padronização dos tempos de apoio e tempo de suspensão de
equinos saudáveis (sem claudicação) estes dados poderão ser utilizados
posteriormente na avaliação objetiva da claudicação, tendo em vista que esses
tempos se alteram em animais claudicantes como descrito previamente na literatura.
39
4 MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 ANIMAIS
Foram utilizados no experimento 05 equinos adultos, da raça Puro Sangue
Árabe, com idade entre 10 e 20 anos, alojados durante o experimento em baias do
Hospital Veterinário da Universidade de São Paulo, campus São Paulo, alimentados
com feno de Coast Cross e ração comercial. Os animais foram submetidos a um
exame clínico completo incluindo o exame de claudicação segundo Stashak (2005)
para comprovação de que os mesmos encontravam-se hígidos e pudessem ser
incluídos no experimento.
4.2 ANÁLISE ACELEROMÉTRICA
Após o exame clínico os animais foram avaliados ao trote na velocidade de
3,5 m/seg. e inclinação de 0% em esteira de alta velocidade utilizando 1
acelerômetro tri-axial (Wireless BioAmplifier Sytem, Mega Eletronics Ltda.) acoplado
com o auxílio de fita adesiva (Siver Tape, 3M) na região dorsal, 3 cm abaixo da linha
da coroa dos cascos de cada membro anterior (Figuras 2 e 3). Os acelerômetros
utilizados apresentavam peso de 16 gramas, dimensões de 35x35x15 mm e
frequência de banda de 20-500 Hz (Figura 4). Os dados foram coletados durante um
período de tempo de 5 minutos para cada animal e cada membro. Os dados foram
enviados por sistema de Bluetooth a um coletor de dados (Mega Eletronics Ltda.)
(Figura 5) e avaliados posteriormente no programa MegaWin. Foram avaliados neste
experimento o tempo de apoio, o tempo de suspensão e o tempo total das passadas
dos membros anteriores.
40
Figura 2 - Acelerômetros acoplados nos cascos dos membros anteriores
Fonte: (COLLA, S., 2014).
Figura 3 - Acelerômetro acoplado no casco do membro anterior esquerdo com o animal sobre a manta da esteira
Fonte: (COLLA, S., 2014).
Figura 4 - Acelerômetro
Fonte: http://www.megaemg.com/products/bio-amplifier-wba/
41
Figura 5 - Coletor de dados e dois acelerômetros
Fonte: http://www.cranlea.co.uk/index.php?page=shop.product_details&flypage=flypage.tpl&product_ id=189&category_id=59&option=com_virtuemart&Itemid=11
42
5 ANÁLISE ESTATÍSTICA
O número de passadas foi calculado utilizando o programa estatístico Minitab
16 e foi fixado em 120 (n=120) por membro de cada animal. Foram calculadas as
médias, medianas, modas, desvios padrão, variâncias e erros padrão dos tempos de
suspensão, dos tempos de apoio e o tempo total das passadas dos membros
anteriores direito e esquerdo de cada animal avaliado pelo programa Excell 2010.
Os tempos de apoio, tempo de suspensão e tempo total das passadas foram
comparados entre os membros direito e esquerdo dos mesmos animais e utililizou-
se o teste T Student para dados paramétricos e Wilcoxon para dados não
paramétricos. O teste de normalidade utilizado foi o de Saphiro Wilk e quando
necessário retirou-se out liers para que a distribuição dos dados alcançasse a
normalidade. Para a comparação das somatórias dos tempos de apoio, suspensão e
totais dos animais avaliados foi utilizado o teste de Wilcoxon. Para avaliações
realizadas entre animais foi utilizado o método de Kruskal Wallis. Todas as análises
foram realizadas pelo programa estatístico SAS (comando PROC TTEST).
43
6 RESULTADOS
6.1 COMPARAÇÃO ENTRE AS PASSADAS
As médias, medianas, modas, desvios padrão, variâncias e erro padrão dos
tempos de apoio das passadas de cada membro dos animais avaliados estão
demostradas na tabela 1.
Tabela 1 - Médias, medianas, modas, desvios padrão, variâncias e erro padrão dos tempos de apoio das passadas – São Paulo - 2013
Tempo de apoio Média (seg.)
Mediana (seg.)
Moda (seg.)
Desvio Padrão (seg.)
Variância (seg.)
Erro Padrão (seg.)
Animal 1
MAD 0.339 0.339 0.339 0.0081 0.00007 0.00075
MAE 0.334 0.341 0.346 0.0065 0.00004 0.00057
Animal 2
MAD 0.324 0.323 0.032 0.0066 0.00004 0.00060
MAE 0.318 0.317 0.315 0.0050 0.00003 0.00050
Animal 3
MAD 0.330 0.329 0.328 0.0092 0.00006 0.00068
MAE 0.326 0.326 0.326 0.0085 0.00003 0.00051
Animal 4
MAD 0.301 0.293 0.293 0.0913 0.00005 0.00063
MAE 0.280 0.289 0.290 0.0915 0.00008 0.00080
Animal 5
MAD 0.355 0.355 0.357 0.0077 0.00004 0.00056
MAE 0.353 0.353 0.351 0.0061 0.00006 0.00070
Legenda: MAD=Membro anterior direito; MAE=membro anterior esquerdo; seg.= segundos
44
As médias, medianas, modas, desvios padrão, variâncias e erro padrão dos
tempos de suspensão das passadas de cada membro dos animais avaliados estão
demostradas na tabela 2.
Tabela 2 - Médias, medianas, modas, desvios padrão, variâncias e erro padrão dos tempos de suspensão das passadas - São Paulo - 2013
Tempo de suspensão
Média (seg.)
Mediana (seg.)
Moda (seg.)
Desvio Padrão (seg.)
Variância (seg.)
Erro Padrão (seg.)
Animal 1
MAD 0.406 0.406 0.406 0.0131 0.0001 0.0012
MAE 0.406 0.407 0.407 0.0119 0.0001 0.0011
Animal 2
MAD 0.385 0.386 0.387 0.0101 0.0001 0.0009
MAE 0.391 0.391 0.388 0.0085 0.00007 0.0008
Animal 3
MAD 0.323 0.325 0.322 0.0116 0.0001 0.0008
MAE 0.328 0.328 0.328 0.0115 0.0001 0.0009
Animal 4
MAD 0.341 0.349 0.352 0.0910 0.0083 0.0013
MAE 0.362 0.356 0.351 0.0933 0.0087 0.0011
Animal 5
MAD 0.352 0.353 0.353 0.0099 0.0001 0.0009
MAE 0.353 0.352 0.351 0.0109 0.0001 0.0009
Legenda: MAD=Membro anterior direito; MAE=membro anterior esquerdo; seg.= segundos
45
As médias, medianas, modas, desvios padrão, variâncias e erro padrão dos
tempos totais das passadas de cada membro dos animais avaliados estão
demostradas na tabela 3.
Tabela 3 - Médias, medianas, modas, desvios padrão, variâncias e erro padrão dos tempos totais das Passadas - São Paulo - 2013
Tempo total Média (seg.)
Mediana (seg.)
Moda (seg.)
Desvio Padrão (seg.)
Variância (seg.)
Erro Padrão (seg.)
Animal 1
MAD 0.745 0.747 0.751 0.0119 0.0001 0.001
MAE 0.745 0.748 0.738 0.0121 0.0001 0.001
Animal 2
MAD 0.709 0.708 0.708 0.0087 0.00008 0.00080
MAE 0.709 0.709 0.715 0.0082 0.00007 0.00080
Animal 3
MAD 0.653 0.654 0.653 0.0159 0.0001 0.001
MAE 0.653 0.654 0.65 0.0143 0.0001 0.001
Animal 4
MAD 0.642 0.654 0.642 0.0160 0.0003 0.001
MAE 0.642 0.645 0.648 0.0147 0.0002 0.00120
Animal 5
MAD 0.706 0.706 0.714 0.0119 0.0001 0.001
MAE 0.706 0.706 0.702 0.0124 0.0001 0.00100
Legenda: MAD=Membro anterior direito; MAE=membro anterior esquerdo; seg.= segundos
46
6.2 COMPARAÇÃO ENTRE OS MEMBROS ANTERIORES DIREITO E ESQUERDO
DO MESMO ANIMAL
Na comparação entre os membros anteriores direito e esquerdo do animal 1 o
tempo de apoio (TA), tempo de suspensão (TS) e tempo total (TT) das passadas não
apresentaram diferença estatística sendo o p = 0,792 (ou seja, 79,2% de chance das
passadas dos membros direito e esquerdo serem iguais) para TA, p = 0,906 para TS
e p = 0,964 para TT.
Os gráficos 1, 2 e 3 demostram a distribuição dos TA, TS e TT do animal 1
respectivamente:
Gráfico 1- Distribuição do tempo de apoio do animal 1 - São Paulo - 2013
Legenda: MA=membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TAPO= tempo de apoio
Distribuição do TAPO
Per
cen
tage
m
Pe
rcen
tage
m
47
Gráfico 2 - Distribuição do tempo de suspensão do animal 1 - São Paulo - 2013
Legenda: MA= membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TSUS= tempo de suspensão
Per
cen
tage
m
Per
cen
tage
m
Distribuição do TSUS
48
Gráfico 3 - Distribuição do tempo total do animal 1 – São Paulo - 2013
Legenda: MA= membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TTOT= tempo total
O tempo de apoio e de suspensão do animal 2 apresentaram diferença
estatística entre os membros, sendo P< 0,0001 para ambos. O tempo total das
passadas não apresentou diferença estatística sendo o p = 0,825.
Os gráficos 4, 5 e 6 demostram a distribuição dos TA, TS e TT do animal 2
respectivamente:
Per
cen
tage
m
Per
cen
tage
m
Distribuição do TTOT
49
Gráfico 4 - Distribuição do tempo de apoio do animal 2 – São Paulo - 2013
Legenda: MA=membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TAPO= tempo de apoio
Distribuição do escore Wilcoxon para TAPO
Esco
re
50
Gráfico 5 - Distribuição do tempo de suspensão do animal 2 – São Paulo - 2013
Legenda: MA=membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TSUS= tempo de suspensão
Pe
rcen
tage
m
Per
cen
tage
m
Distribuição do TSUS
51
Gráfico 6 - Distribuição do tempo total do animal 2 – São Paulo - 2013
Legenda: MA=membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TTOT= tempo total
O animal 3 apresentou diferença estatística entre o tempo de apoio dos
membros direito e esquerdo com p <0,0001, e não apresentou diferença estatística
no tempo de suspensão (p = 0,079) e tempo total (p = 0,611).
Os gráficos 7, 8 e 9 demostram a distribuição dos TA, TS e TT do animal 3
respectivamente:
Per
cen
tage
m
Per
cen
tage
m
Distribuição do TTOT
52
Gráfico 7 - Distribuição do tempo de apoio do animal 3 – São Paulo - 2013
Legenda: MA=membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TAPO= tempo de apoio
Per
cen
tage
m
Per
cen
tage
m
Distribuição do TAPO
53
Gráfico 8 - Distribuição do tempo de suspensão do animal 3 – São Paulo - 2013
Legenda: MA=membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TSUS= tempo de suspensão
Per
cen
tage
m
Per
cen
tage
m
Distribuição do TSUS
54
Gráfico 9 - Distribuição do tempo total do animal 3 – São Paulo - 2013
Legenda: MA=membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TTOT= tempo total
Na comparação entre os membros anteriores direito e esquerdo do animal 4,
o tempo de apoio apresentou diferença estatística (p<0,0001), o tempo de
suspensão não apresentou diferença estatística (p=0,005) e tempo total das
passadas não apresentou diferença estatística (p=0,455).
Os gráficos 10, 11 e 12 demostram a distribuição dos TA, TS e TT do animal
4 respectivamente:
Per
cen
tage
m
Per
cen
tage
m
Distribuição do TTOT
55
Gráfico 10 - Distribuição do tempo de apoio do animal 4 – São Paulo - 2013
Legenda: MA=membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TAPO= tempo de apoio
Distribuição do escore Wilcoxon para TAPO
Esco
re
56
Gráfico 11 - Distribuição do tempo de suspensão do animal 4 – São Paulo - 2013
Legenda: MA=membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TSUS= tempo de suspensão
Per
cen
tage
m
Per
cen
tage
m
Distribuição do TSUS
57
Gráfico 12 - Distribuição do tempo total do animal 4 – São Paulo - 2013
Legenda: MA=membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TTOT= tempo total
Na comparação entre os membros anteriores direito e esquerdo do animal 5,
o tempo de apoio (TA), tempo de suspensão (TS) e tempo total (TT) das passadas
encontraram-se dentro da normalidade e não apresentaram diferença estatística
sendo o p = 0,128 para TA, p = 0,189 para TS e p = 0,838 para TT.
Os gráficos 13, 14 e 15 demostram a distribuição dos TA, TS e TT do animal
5 respectivamente:
Distribuição do escore Wilcoxon para TTOT
Esco
re
58
Gráfico 13 - Distribuição do tempo de apoio do animal 5 – São Paulo - 2013
Legenda: MA=membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TAPO= tempo de apoio
Pe
rcen
tage
m
Per
cen
tage
m
Distribuição do TAPO
59
Gráfico 14 - Distribuição do tempo de suspensão do animal 5 – São Paulo - 2013
Legenda: MA=membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TSUS= tempo de suspensão
Per
cen
tage
m
Per
cen
tage
m
Distribuição do TSUS
60
Gráfico 15 - Distribuição do tempo total do animal 5 – São Paulo - 2013
Legenda: MA=membros anteriores; 1=MAD; 2=MAE; TTOT= tempo total
6.3 COMPARAÇÃO ENTRE O TEMPO DE APOIO, SUSPENSÃO E TEMPO
TOTAL ENTRE OS ANIMAIS
As somatórias do tempo de apoio, tempo de suspensão e tempo total dos
membros anteriores direitos e esquerdos de todos os animais foram comparadas,
não apresentando diferença estatística no tempo de suspensão (p=0,074) e total
(p=0,476). A somatória do tempo de apoio entre os animais diferiram
estatísticamente (p=0,009).
O tempo de apoio, suspensão e total foram diferentes estatisticamente entre
os animais (p<0,0001). Os gráficos 16, 17 e 18 apresentam as comparações dos TA,
TS e TT entre os animais respectivamente:
Pe
rcen
tage
m
Per
cen
tage
m
Distribuição do TTOT
61
Distribuição do escore Wilcoxon para TAPO
Esco
re
1 5 4 3 2
Gráfico 16 - Comparação do tempo de apoio entre os animais – São Paulo - 2013
62
Distribuição do escore Wilcoxon para TSUS
Esco
re
1 5 4 3 2
Gráfico 17 - Comparação do tempo de suspensão entre os animais – São Paulo - 2013
63
Considerando p >0,05 para a ausência da diferença entre os valores obtidos
dos membros anteriores direito e esquerdo o tempo de apoio não foi diferente em 2
animais, o tempo do suspensão não foi diferente em 4 animais e o tempo total das
passadas não diferiu em 5 dos animais avaliados.
Distribuição do escore Wilcoxon para TTOT
Esco
re
2 3 4 5 1
Gráfico 18 - Comparação do tempo total entre os animais – São Paulo - 2013
64
7 DISCUSSÃO
O sistema locomotor equino é de grande importância na medicina esportiva,
sendo o responsável pela maioria dos casos de queda de performance nos animais
atletas. As claudicações acarretam em um alto prejuízo financeiro incluindo gastos
com o Médico Veterinário, medicamentos e tempo de repouso, no qual o animal
deixa possivelmente de gerar lucro ao proprietário, e nos casos mais graves, na
retirada definitiva do indivíduo do esporte.
A complexidade do sistema músculo esquelético, somada aos defeitos de
aprumos e manejos e treinamentos inadequados acarretam muitas vezes em
períodos extensos de repouso ou em aposentadoria precose dos animais que
apresentam enfermidades severas do aparato locomotor.
Diversos métodos semiológicos e clínicos são utilizados na tentativa de
identificar precoce e precisamente lesões ortopédicas que prejudiquem o
desempenho atlético e o bem estar dos equinos, porém, alguns aspectos como por
exemplo a inexperiência do médico veterinário e a índole do animal, algumas vezes
dificultam a precisão diagnóstica e a avaliação da eficácia dos tratamentos
realizados.
Os exames de claudicação convencionais são baseados na subjetividade e
experiência do observador, o que pode acarretar em uma maior porcentagem de
erros cometidos durante os procedimentos realizados.
Em um estudo que estimou a reprodutibilidade de avaliações de claudicação
por múltiplos examinadores, com intervalo de confiança de 95%, a diferença
encontrada nos graus de claudicação (escala AAEP) atribuídos foi de 2.0 graus para
membros anteriores e 2.3 graus para membros posteriores (KEEGAN, 2010).
Atualmente, tem se preconizado o conceito da medicina baseada em
evidências, que consiste basicamente na aplicação do método científico a toda a
prática clínica, eliminando desta forma subjetividades e o víes por parte do
observador. Na medicina humana esta prática vem sendo utilizada por diversos
hospitais de referência e na medicina veterinária este conceito tem sido cada vez
mais aplicado nas atividades clínicas e cirúrgicas.
Devido a grande incidência das enfermidades, dificuldade de diagnóstico e
necessidade de comprovações científicas da eficácia de tratamentos, a utilização de
65
métodos objetivos na avaliação da claudicação dos equinos tem se tornado cada
vez mais comum na medicina veterinária.
As avaliações objetivas de claudicação dividem-se em métodos cinémáticos e
cinéticos. Os métodos cinemáticos baseiam-se na utilização de filmagens por
câmeras de alta resolução. Esta utilização tornou-se bastante popular devido a
facilidade na interpretação das imagens que são as mesmas verificadas durante o
exame de claudicação convencional, porém com maior sensibilidade e
detalhamento. O incoveniente da utilização das imagens cinemáticas são o alto
custo dos equipamentos, a necessidade de condições de iluminação adequadas e a
pequena quantidade de passadas que conseguem ser captadas durante um exame.
Os métodos cinéticos consistem na utilização de sensores que captam sinais
provenientes dos movimentos do animal, sendo estes pressão, aceleração, rotação,
flexionamentos e deslocamentos. Dentre estes métodos, as placas de força
contendo sensores de pressão foram e são amplamente utilizadas na avaliação
biomecânica dos equinos devido a sua alta precisão na obtenção e avaliação dos
dados coletados. Porém as desvantagens deste método são o alto custo dos
equipamentos, necessidade de instalação adequada, impossibilidade de
portabilidade do sistema e dificuldade em coletar dados.
Diante deste cenário, a utilização de sensores portáteis na avaliação
biomecânica dos equinos tem sido pesquisada com maior frequência nos últimos
anos. Dentre estes sensores destam-se os acelerômetros, que conseguem aferir a
aceleração do segmento do corpo ao qual estão acoplados, apresentam baixo custo,
portabilidade, resistência e relativa simplicidade na interpretação dos dados.
A medicina humana tem utilizado a acelerometria com diversas finalidades e a
mesma apresenta uma tendência a se tornar o padrão ouro para avaliação
biomecânica em pacientes e atletas.
Na medicina veterinária, principalmente nos equinos, a acelerometria tem sido
pesquisada de forma promissora, com diversas finalidades e locais de acoplamentos
dos sensores acelerométricos.
No presente estudo a utilização do sistema Bioamplifier da empresa Mega
Eletronics demostrou-se de fácil aplicação na obtenção dos dados acelerométricos.
O programa MegaWin de avaliação dos dados foi eficaz na obtenção dos tempos de
apoio, tempo de suspensão e tempos totais em milisegundos das passadas dos
animais estudados no modelo proposto. O sistema de transmissão de dados dos
66
acelerômetros via bluetooth mostrou-se vantajoso tendo em vista que os animais
movimentaram-se sem a possível alteração nos padrões de locomoção devido a
presença de cabos em contato com a pele dos mesmos. Outra vantagem do sistema
sem fios é a posssibilidade da aquisição de dados a campo, tendo em vista que o
coletor de dados consegue receber os sinais emitidos com uma distância de até 30
metros.
O acoplamento dos acelerômetros na face dorsal dos cascos com o auxílio de
fita adesiva demostrou-se prática, segura e eficaz para a obtenção dos dados de
movimentação dos membros do equino, como descrito por Witte, Knill e Wilson
(2004).
Aparentemente, a utilização da acelerometria para obtenção dos dados de
passada dos equinos demonstrou-se mais precisa quando comparada aos dados
obtidos por câmeras de captura de imagens devido a sensibilidade e precisão em
detectar alterações na acelerações dos cascos.
Os valores obtidos no estudo apresentaram-se muito próximos dos valores
obtidos anteriormente por outros autores.
A média encontrada neste estudo dos tempos de apoio foi de 0,327
segundos, tempos de suspensão 0,365 segundos e tempos totais das passadas de
0,692 segundos. O tempo de apoio representou 47,25% e o tempo de suspensão
52,75% do tempo total das passadas; aproximando-se dos dados obtidos por
Clayton (2004) os quais foram 0,350 e 47% para tempo de apoio, 0,400 e 53% para
tempo de suspensão e 0,750 segundos para tempo total das passadas. Morales et
al. (1998) encontraram por meio da utilização de videografias a média dos tempos
de apoio de 0,278 segundos, suspensão 0,361 segundos e total de 0,639 segundos.
A diferença entre os tempos obtidos provavelmente estão relacionados a diferença
de porte e raça dos animais utilizados nos estudos.
Witte, Knill e Wilson (2004) compararam dados obtidos por placas de força e
por acelerômetros e encontrou uma média de erro de 0,230 segundos e 0,350
segundos para o tempo de apoio e o tempo de suspensão respectivamente entre os
dois métodos utilizados. A mesma média de erro foi encontrada por Parson e Wilson
(2006) utilizando o método acelerométrico.
Os resultados obtidos neste estudo demostraram que houve diferença
estatística entre os membros anteriores direito e esquerdo nos tempos de apoio em
3 animais e suspensão em 1 animal. Pórem esta diferença encontrou-se em poucos
67
milésimos de segundo o que possivelmente não apresenta significância biológica
para a aplicabilidade clínica.
68
8 CONCLUSÃO
Após a avaliação e discussão dos resultados obtidos neste estudo, podemos
concluir:
• O método acelerométrico foi capaz de identificar com eficácia os tempos de
apoio, suspensão e tempo total dos equinos a trote em esteira de alta
velocidade.
• Os equipamentos e programas utilizados demonstraram-se eficientes na
obtenção e análise dos dados acelerométricos.
• O local de acoplamento dos acelerômetros na face dorsal do casco mostrou-
se eficaz na obtenção dos dados prospotos neste trabalho.
69
REFERÊNCIAS
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