5.2.1 Modelagem em biomecânica respiratória: modelo BAMER
Em sistemas fechados e automáticos, a modelagem para estudos em cinemática respiratória foi estabelecida pela aplicação de equações e seqüências de programação computacional aos sinais de entrada (BARROS et al., 1999), representados pelo deslocamento dos marcadores de superfície durante o movimento respiratório (SARRO, 2003). Para estabelecer tais equações, o modelo precisa dar suporte aos sinais de entrada, processando-os e configurando-os na forma de parâmetros de saída, que se traduzem pela organização visual lógica e ordenada, no tempo e espaço, da trajetória percorrida por cada um dos marcadores (Figura 88).
FIGURA 88 – RASTREAMENTO DE MARCADORES DE SUPERFÍCIE DURANTE ESTUDO EM CINEMÁTICA RESPIRATÓRIA PELO SISTEMA DVIDEOW. FONTE:
UNICAMP/FACULDADE DE EDUCAÇÃO FÍSICA, LABORATÓRIO PARA INSTRUMENTAÇÃO EM BIOMECÂNICA. FONTE: DISPONÍVEL EM <
WWW.UNICAMP.BR/ FEF/ LABORATORIOS/LIB/PESQUISA.HTM >. ACESSO EM 20/07/2008
A combinação entre movimento, marcadores e processamento de sinais representa o pilar que dá fundamentação para um modelo final. Loula (2005) utilizou
30 marcadores para formar um modelo geométrico-funcional simplificado, composto por dodecaedros, cujos volumes individuais somados, corresponderam com precisão ao volume total mobilizado, medido concomitantemente por um espirômetro (Figura 89).
FIGURA 89 – MODELO 3D COM DODECAEDROS PARA ANÁLISE CINEMÁTICA RESPIRATÓRIA EM ADULTOS COM O SISTEMA DVIDEOW ORGANIZADOS NAS DIVISÕES TX-S (TÓRAX SUPERIOR), TX-I (TÓRAX INFERIOR), AB-S (ABDOME SUPERIOR) E AB-I (ABDOME INFERIOR). FONTE: LOULA (2005)
Na Biofotogrametria, estudos 2D sobre movimentos respiratórios toracoabdominais utilizaram uma modelagem adaptada de Loula (2005). A identificação dos marcadores de superfície foi feita na vista lateral, nas posturas em pé (Figura 90), sentada (Figura 91) e deitada em supina (Figura 92), esta última voltada para Pediatria (RICIERI; ROSÁRIO FILHO, 2008; RICIERI; ROSÁRIO FILHO; COSTA, 2008b).
FIGURA 90 – MODELAGEM EM BAMER NA POSTURA ORTOSTÁTICA. FONTE: O AUTOR
FIGURA 91 – DISTRIBUIÇÃO DOS MARCADORES DE SUPERFÍCIE E MODELAGEM EM BAMER NA POSTURA SENTADA. FONTE: O AUTOR
FIGURA 92 – DISTRIBUIÇÃO DOS MARCADORES DE SUPERFÍCIE E MODELAGEM EM BAMER NA POSTURA DEITADA EM SUPINA. FONTE: O AUTOR
5.2.2 Estudo com aplicação do modelo BAMER em adultos
A disfunção mecânica respiratória não se restringe aos doentes respiratórios (KOTANI et al., 2004), mas neles pode atingir resultados de proporções importantes.
Cinesiopatologia respiratória é uma expressão recente, não estruturada, utilizada para descrever o envolvimento dos conhecimentos de mecânica e cinemática respiratória, que visam identificar e quantificar desequilíbrios dos músculos respiratórios, por meio de tecnologias (CLIQUET Jr et al., 2004), como já é visto para outras especialidades médicas. Se por um lado os equipamentos para monitoração quantitativa dos movimentos respiratórios (KOTANI et al., 2004; RICHARDS, 1999) são escassos, por outro os poucos que estão disponíveis foram desenvolvidos em
laboratórios e, muitas vezes, seu uso é incompatível com a realidade do cenário do sistema público de saúde.
Sistemas de análise de movimento por imagem, ou cinemáticos, vêm sendo adaptados (EFSTATHOPOULOS et al., 2001) para uso clínico como monitoração não-invasiva, e este tipo de visão vem ganhando espaço na pesquisa de vanguarda.
A cinemática tem sido utilizada com sucesso na análise do movimento de segmentos corporais em atividades funcionais e/ou diagnósticas em especialidades da medicina (CLIQUET Jr et al., 2004; BARAÚNA et al., 2006), principalmente na ortopedia e neurologia. Na pneumologia, estes tipos de sistemas oferecem evidências biomecânicas (ATS; ERS, 2002), morfométricas (HOCHMAN, 2002) e cinemáticas (KESHNER, 2003; KONDO et al., 1997; DEL POBIL; MARTINET, 2003; RIBEIRO et al., 2006) envolvidas ou não em doenças respiratórias, e podem ser aplicados em diferentes cenários guardando qualidade e reprodutibilidade (RIBEIRO et al., 2006).
A Biofotogrametria (RICIERI; WANSAUCHEKI, COTERLI, 2006; RICIERI et al., 2003) é uma vertente promissora, cuja diferenciação operacional foi focada para o aperfeiçoamento metodológico da análise do movimento respiratório. O desenvolvimento e a aplicação de medidas lineares no cálculo de área da PT, fracionada em subcompartimentos, teve por base as teorias e corolários pré-estabelecidos para o tema (KONNO; MEAD, 1967; FERRIGNO et al., 1994;
KENYON et al., 1997; LOULA, 2005), e foi descrito em recente publicação (RICIERI;
ROSÁRIO FILHO, 2008b).
O desempenho do modelo BAMER na identificação da presença de hiperinsuflação ativa, após exercício realizado com uso de PEP, confirmou a suspeição central do estudo conduzido. Estudos com PEP, aplicados no repouso e durante exercício, mostraram aumento no recrutamento da atividade muscular respiratória de formas distintas: a PEP modificava o nível da CRF e a dinâmica inspiratória subseqüente (SPAHIJA; GRASSINO, 1996). Este estudo explorou a hipótese que o efeito poderia ser detectável pelo uso do modelo BAMER.
Spahija e Grassino (1996) notaram aumento na CRF por efeito cumulativo do retardo expiratório em repouso, utilizando carga de 5cmH2O (SPAHIJA;
GRASSINO, 1996). No presente estudo, o tempo de uso da PEP no repouso foi menor e as medidas foram feitas em volumes pulmonares máximos, apesar de utilizar a mesma carga. Ainda assim, a área total medida para PT mostrou-se maior na comparação pré-exercício entre M1-M3, embora não tenha sido estatisticamente
significante (p=0,051). Acredita-se que um número maior de sujeitos poderiam confirmar, pela Biofotogrametria, o que já foi descrito pelo uso de outros tipos de instrumentos para medidas de movimentos.
Sadios que se exercitaram em bicicleta estacionária com PEP (ALIVERTI et al., 1997) aumentaram o volume inspiratório final pulmonar, quase totalmente devido à expansão torácica, associado à redução do volume inspiratório final abdominal. Da mesma maneira, áreas medidas por BAMER mostraram que a zona abdominal alta, representada no modelo pelas divisões TI e AS, foram significativamente maiores no pós-exercício da prova isocarga (M5) que aquelas medidas na prova livre (M2).
Embora exista a necessidade de uma exploração maior sobre a potencialidade clínica da Biofotogrametria, os resultados apontaram que sua exploração pode vir a contribuir de maneira relevante para a Pneumologia, pois foi capaz de agregar dados quantitativos, dar objetividade às análises de padrões de respiração e efetividade na identificação de variações cinesiopatológicas associadas às doenças respiratórias previamente descritas. Além da possibilidade de obter medidas lineares, o processo biofotogramétrico de rastreamento manual dos marcadores em filmes tornou viável também a extração de informações para cálculo de tempos (RICIERI, 2004a) e velocidade (RICIERI, 2004b) dos movimentos, respiratórios ou não, desde que seja previamente conhecida a velocidade do obturador da câmera, ou velocidade de shutter. Esta propriedade mostrou-se igualmente promissora, posto que para cálculos de fluxo aéreo respiratório o conhecimento da velocidade de movimento é fator essencial.
Este conjunto de contribuições é particularmente interessante na pediatria, onde os recursos para monitoramento respiratório são escassos. Por isso, com o devido cuidado e rigor ainda por serem explorados, até que a validação definitiva da Biofotogrametria respiratória seja uma realidade, acredita-se ser promissor o caminho iniciado pela utilização do modelo BAMER. Recurso relativamente simples e de baixo custo, capaz de identificar um fenômeno biomecânico associado a um fenômeno fisiopatológico conhecido, como o aumento na área toracoabdominal após o exercício com uso de PEP, como já o fizeram sistemas mais robustos em cinemática respiratória.