Níveis de treinamento

Para todos os níveis de treinamento foi utilizado o SME armazenado no buffer e, posteriormente, retificado digitalmente. Para isso, utilizou-se retificação de onda completa para reter toda a energia do sinal (BASMAJIAN; DE LUCA 1985; DE LUCA, 1996; KNUTSON et al, 1994; NIELSEN; NIELSEN; PEDOTTI, 1994; ROSENBERG, 1998). Os fluxogramas da Figura 3.10 mostra o desenvolvimento dos níveis de treinamento.

 Nível 1: Envoltória do Sinal

Nesse primeiro nível de treinamento, o paciente visualiza o nível de contração e o reajusta quando ocorre queda. A importância desse nível está na visualização do histórico das contrações, procedimento que não ocorre no nível 2 (barras de progressão).

Para o nível 1 de treinamento procurou-se usar um algoritmo que calculasse a envoltória do sinal e fosse simples, pois desta forma diminuiu a possibilidade de o PC demorar para mostrar a envoltória devido excesso de processamento. O algoritmo utilizado foi de um filtro de média móvel (OPPENHEIN; SCHAFER, 1975; BASMAJIAN; DE LUCA, 1985; WALDMAN, 1987; HAYKIN; VEEN, 2001), pois ele possui uma inércia natural, ou seja, não foi projetado para apontar reversões rápidas do sinal. A média móvel é uma representação suave da envoltória do sinal, uma vez que ela filtra oscilações menores, sendo assim um filtro passa-baixas (BASMAJIAN; DE LUCA, 1985; DE LUCA, 1996, 1999; HAYKIN; VEEN, 2001).

O parâmetro importante a ser ajustado em busca de melhores resultados no cálculo da média móvel é a janela de tempo. Quanto maior a janela, o sinal filtrado terá variações curtas, seguindo a tendência do sinal real e será mais imune a ruídos. No entanto, se for grande demais, pode responder de maneira muito lenta às mudanças significativas do sinal. Quanto menor a janela tempo, o sinal filtrado seguirá mais próximo do sinal, perdendo sua utilidade como seguidor de tendências.

Como dito anteriormente, cada nível do programa foi desenvolvido usando a aquisição do SME. Neste ponto, o sinal já está retificado, então determinamos a janela de tempo. Basmajian e De Luca (1985) sugerem que a janela de tempo tenha limite de 100 a 200 ms, como a taxa de amostragem deve ser de, no mínimo, 1 kHz por canal, correspondendo, portanto a 100 ou 200 pontos. O valor padrão do MioTrein é de 120 pontos. Esta janela pode ser re-configurada via

software, mas sempre usando múltiplos de 4, para não haver erro na aquisição quando os 4 canais

estiverem habilitados.

Para definir qual a melhor janela de tempo padrão, para que não ocorra deslocamento do sinal, variou-se o número de amostras da janela e imprimimos a envoltória sobreposta ao sinal.

O envelope do sinal é dado pela convolução do sinal retificado com uma máscara. Esta máscara é constituída por um vetor de K elementos, com valor 1/K (OPPENHEIN; SCHAFER, 1975; KNUTSON et al, 1994; WALDMAN, 1987; HAYKIN; VEEN, 2001).

O seguinte algoritmo descreve a função envoltória: Ret = abs(sinal);

K = 120;

Env = conv (ret, ones(1,k)/k);

Onde: K é a janela de tempo determinada, Ret o sinal retificado e ones é o vetor de 1 constituído de K elementos.

Este é um caso especial da operação de convolução, chamada de média móvel, expressa pela Equação 3:



Onde o sinal filtrado F [n] é a média móvel do sinal amostrado X [n], sendo n o número de amostras.

Dessa forma, se o vetor sinal X [n] tiver N valores basta fazer com que o elemento "n" do vetor filtrado F[n] seja igual à média de K valores em torno de X [n]. Por exemplo, se K = 5, a saída F[n] = {x[n-2],x[n-1],x[n],x[n+2],x[n+1]}/5.

Posteriormente, cada ponto do sinal filtrado é armazenado em um buffer, formado por um vetor com tamanho pré-definido de 24 elementos. Quando o buffer é preenchido totalmente os pontos calculados são impressos no gráfico e armazenados em disco.

 Nível 2: Barras de Progressão

O segundo nível é o tipo de treinamento padrão dos biofeedback comerciais, pois sendo a primeira maneira de mostrar o SME usando uma forma mais amigável comparada com o EMG. Porém, na maioria dos equipamentos comerciais, a visualização da contração é realizada via

hardware através de fileiras de leds (light emitting diode), não mostrando o histórico das

contrações anteriores, como pode ser visto no anexo 1. Além disto, o sinal não é gravado para acompanhamento da evolução do paciente e o equipamento não mostra a variação da contração com relação às últimas contrações realizadas.

Neste nível de treinamento, no MioTrein, a intensidade do sinal é mostrada através de barras de progressão que aumentam ou diminuem sua altura dependendo da variação em amplitude do sinal muscular. Para isto é realizada uma comparação entre o nível de contração momentânea com o SME normalizado a partir da Contração Voluntária Máxima (CVM), mostrando o percentual da amplitude de contração comparada com a CVM (CALVERT; CHAPMAN, 1977; KARLSON; ERLANDSON; GERDLE, 1994; OLIVEIRA; RODRIGUES; BÉRZIN, 2000; TÜRKER, 1993; VIUDES; ALMEIDA; QUEVEDO, 2004).

Antes de iniciar o treinamento, o terapeuta deve realizar uma calibração do sistema para cada paciente, a fim de ajustar o fundo de escala da barra de progressão à CVM. Desta forma, ajusta-se a força, realizada pelo paciente, com seu respectivo valor de CVM e a amplitude do SME correspondente. Desta forma, o SME associado com a CVM corresponde a 100% da força, e as outras variações de força, realizadas pelo paciente, são expressas como porcentagem da CVM.

O primeiro passo no desenvolvimento deste nível foi a aquisição da CVM usando uma janela de tempo de 4s. Com o vetor formado por estes sinais, foi realizada a retificação de onda completa do sinal e calculada a média dos 16 maiores valores. O valor encontrado foi utilizado como fundo de escala da componente progress bar do Delphi®.

Depois de definido o fundo de escala, a barra de progressão foi implementada usando a envoltória do SME retificado. O sinal filtrado é comparado com o fundo de escala e impresso na barra de progressão. Sua porcentagem e amplitude são mostradas na tela do PC.

3.2 DESCRIÇÃO DOS EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NO PROTOCOLO