Redução dos dados

2.4.1 Definição dos eventos do ciclo de marcha

O programa Qualisys Track Manager versão 2.0 foi utilizado para a definição do trecho a ser selecionado para análise do ciclo de marcha em questão. Conforme descrito nos procedimentos, o trecho deveria apresentar um ciclo de marcha completo no membro afetado, definido a partir do contato inicial do pé afetado ao próximo contato inicial do mesmo pé, e apresentar a fase de impulsão do membro não afetado, após o segundo contato inicial do membro afetado. Três a cinco ciclos foram selecionados para cada criança.

Depois de selecionado o trecho, as marcas eram identificadas e o arquivo era salvo em formato C3D, extensão reconhecida pelo software de análise utilizado, o Visual 3D versão 3.99. Os eventos do ciclo de marcha foram identificados visualmente, a partir da trajetória e aceleração dos marcadores do calcanhar, 1º e 5º metatarsos, de acordo com a fase a ser definida. Os gráficos representativos do deslocamento anterior (eixo Y) dos marcadores analisados foram plotados para auxiliar na identificação visual de mudança na trajetória dos marcadores. Quando necessário, os gráficos nos outros eixos foram plotados, X (deslocamento lateral) e Z (deslocamento vertical). Neste programa, a criação dos eventos do ciclo da marcha do membro afetado e do membro não-afetado foram definidos da seguinte forma⁸¹: IC: contato inicial do pé afetado, o momento no qual qualquer ponto do pé afetado toca o chão; TO

retirada dos dedos do pé afetado e/ou não-afetado, marca o último contato do pé com o solo, imediatamente antes do início da fase de balanço do membro analisado. A sub-fase impulsão (IP) do membro não-afetado foi criada durante a fase de apoio do membro afetado. A IP foi definida como o período entre o segundo contato inicial do pé afetado e o TO do pé não-afetado. Garantiu-se que antes do início desse período o membro não-afetado já estivesse com o calcanhar fora do solo⁸¹, indicando que esse membro havia iniciado a propulsão através da flexão plantar. Dessa forma, essa sub-fase correspondeu ao intervalo entre o apoio terminal e a retirada dos dedos do pé não-afetado, período em que o membro não-afetado impulsionou o centro de massa, em direção anterior e superior, quando o membro afetado funcionava como um pêndulo invertido. Este procedimento foi necessário para definição das fases de apoio (1º IC a TO) e balanço (TO a 2º IC) da marcha no membro afetado e da impulsão (para o cálculo da força impulsiva) do membro não afetado.

2.4.2 Dados da eletromiografia

A CVM de cada músculo foi processada inicialmente no software MegaWin versão 3.0, para selecionar o trecho em que a atividade elétrica muscular apresentasse maior amplitude mantida por no mínimo 2 segundos.

Foram padronizados 2 segundos para análise em todos os grupos musculares.

O arquivo era então salvo e exportado no formato C3D para ser analisado no software Visual 3D. Os dados de CVM foram filtrados e retificados conforme descrito a seguir e em seguida foi calculado o valor médio de CVM para cada tentativa da criança. O maior valor foi selecionado para a análise dos índices de co-contração, detalhado abaixo.

48

Os dados da eletromiografia durante a marcha foram processados utilizando o software Visual 3D versão 3.99. Os dados coletados correspondentes ao ciclo de marcha selecionado foram filtrados com um filtro passa-baixa de 500 Hz e um filtro passa-alta de 10 Hz e o sinal retificado. Os dados eletromiográficos filtrados e retificados de cada músculo foram divididos pelo maior valor obtido na avaliação da CVM para normalização do sinal eletromiográfico. Uma rotina automatizada de processamento desenvolvido no software Visual 3D determinou a área de sobreposição do sinal EMG normalizado dos pares de agonista/antagonista do quadril, joelho e tornozelo analisados. A área de sobreposição de cada par agonista/antagonista representa a magnitude da ativação muscular simultânea, ou seja, o nível de co-contração. A área do músculo de menor ativação foi considerada como o nível instantâneo de co-contração, uma vez que a sobreposição é determinada pelo músculo menos ativado⁶⁶. Este método para quantificação da co-contração apresenta alta confiabilidade⁸² e tem sido utilizado em estudos com diferentes populações^83,84. Além disso, o método é mais adequado que outros descritos na literatura para utilização em situações dinâmicas, pois o cálculo da área comum entre as curvas de contração normalizadas de dois músculos independe da definição arbitrária de agonista e antagonista durante as atividades funcionais⁸². Os grupos musculares foram pareados da seguinte forma: glúteo máximo e reto femoral para caracterização da co-contração do quadril; vasto lateral e bíceps femoral para co-contração do joelho; e tibial anterior e porção lateral do gastrocnêmio para caracterizar a co-contração do tornozelo. Este procedimento resultou em índices de co-contração (ICC) de quadril, joelho e tornozelo na fase de apoio e na fase de balanço da marcha.

Para este trabalho foram utilizados somente os dados da fase de apoio da marcha.

2.4.3 Dados do sistema de análise de movimento

Os parâmetros cinemáticos da marcha obtidos pelo sistema de análise de movimento foram a base para o cálculo da velocidade de marcha, torque elástico do pêndulo na fase de apoio da marcha (membro afetado), rigidez vertical do sistema e a força impulsiva do membro não afetado. Rotinas automatizadas de processamento dos dados foram desenvolvidas no software Visual 3D versão 3.99 para este projeto. Os dados foram filtrados com filtro Butterworth de quarta ordem com uma frequência de corte de 6Hz antes do início do processamento.

A velocidade de marcha foi calculada a partir da velocidade linear de progressão anterior do centro de massa, no plano sagital. A velocidade de marcha foi normalizada pelo comprimento do membro inferior afetado.

Os índices de co-contração de quadril, joelho e tornozelo, o torque elástico e a rigidez vertical durante a fase de apoio da marcha, além da força impulsiva foram normalizados pelo torque gravitacional do membro inferior (mLg), visando evitar os efeitos das diferentes massas e comprimentos das crianças sobre as variáveis acima. As medidas antropométricas massa, altura, comprimento dos segmentos e comprimento total do membro inferior foram utilizadas para o cálculo do torque gravitacional. O torque gravitacional (mLg) durante o apoio foi calculado multiplicando-se a massa (m) pelo comprimento (L) e pelo componente gravitacional (g):

mLg apoio = ma x La x g (1)

50

A equação acima considera a massa e o comprimento do pêndulo na fase de apoio da marcha, sendo que a massa (ma) do pêndulo invertido representa a massa do corpo todo menos a massa do pé de apoio e o comprimento equivalente (La) do pêndulo invertido representa a distância entre o tornozelo (eixo de rotação do membro de apoio) e a localização no corpo onde as massas dos segmentos exercem seu efeito. A massa de cada segmento foi calculada pelo Visual 3D a partir da massa corporal total e da altura. O comprimento equivalente do pêndulo na fase de apoio foi calculado dividindo-se o momento de inércia do sistema, calculado a partir do somatório do momento de inércia de cada segmento, pelo momento do centro de massa do sistema (mL), de acordo com Kugler e Turvey (1987)⁸⁵.

O torque elástico na fase de apoio da marcha foi calculada a partir de equação própria para esta fase, sendo utilizado o modelo de pêndulo invertido com molas⁸⁶. Em seguida, a equação utilizada para o cálculo do torque elástico:

Kb²apoio = mapoio x L²apoio (2π/τapoio)² + [mLg]apoio (2) Nesta equação o torque elástico do sistema está representada por Kb²; a massa da criança por m; o comprimento equivalente do pêndulo por L; e o período da fase de apoio por τ.

A rigidez vertical do centro de massa durante a fase de apoio foi calculada de acordo com metodologia utilizada por Fonseca e colaboradores, 2004³⁷:

Kvertical = a/y (3) Nesta equação, Kvertical representa a rigidez vertical, a representa a aceleração vertical do sistema (ou do seu centro de massa) e y representa o

deslocamento vertical do centro de massa do sistema. A inclinação da regressão linear entre a aceleração (a) e o deslocamento vertical (y) do centro de massa durante a fase de apoio fornece a rigidez vertical do modelo.

A força impulsiva (forcing) representa o momento de aceleração do centro de massa durante a impulsão da marcha, compreendida entre o início da flexão plantar e a retirada dos dedos do membro não-afetado. Esta variável foi calculada pelo somatório do momento de inércia (mL²&θ&), do torque elástico do sistema na fase de apoio (kb²) e do torque gravitacional (mLg) durante a fase de impulsão do membro não-afetado normalizados pela velocidade angular do sistema, com o objetivo de remover os efeitos dissipativos do comportamento viscoelástico dos tecidos biológicos³¹.

Σ

Σ

Σ

Σ

Σ

Σ

Para o cálculo do momento de inércia sobre a articulação do tornozelo

(mL²θ&&), a integral da aceleração angular do sistema (&θ&) do início da flexão

plantar até a retirada dos dedos foi multiplicada pela massa do pêndulo (m) e pelo quadrado do comprimento do pêndulo equivalente (L). A integral do deslocamento angular do sistema (θ) neste mesmo período foi multiplicada pelo torque gravitacional (mLgθ) e pelo torque elástico (kb²θ). Por último, a força impulsiva foi normalizada pela integral da velocidade angular.

2.4.4 Dados relativos ao custo energético

Os dados relativos ao custo energético foram coletados pelo K4 b² Data Management Software versão 9.0a, a cada respiração. Os dados foram

52

filtrados para que representassem a média de todas as respirações a cada 15 segundos. Em seguida, foram excluídos os dados em que a taxa de equivalente respiratório representava atividade anaeróbica, ou próxima desta (RER>0,9)⁸⁷. Os dois primeiros minutos foram retirados da análise, tanto no repouso quanto no exercício, por representarem uma fase de adaptação dos parâmetros respiratórios. Corry e colaboradores (1996)⁷⁷ relatam um tempo máximo de 2 minutos para o alcance do estado estável (steady-state) em crianças com paralisia cerebral que caminhavam em esteira, sendo utilizado o valor do VO2 do terceiro minuto para análise em seu estudo. Entretanto, uma vez que no presente trabalho as crianças caminharam em velocidade auto-selecionada no solo, espera-se que os sujeitos realizem pequenos ajustes na velocidade para evitar que excedam sua capacidade aeróbica no teste⁸⁷. Desta forma, a velocidade não pode ser assumida constante ao longo do teste, o que dificulta o estabelecimento de um estado estável. Conforme recomendado pela literatura nestes casos, utilizou-se a média dos parâmetros do terceiro ao quinto minuto, retirando a influência da adaptação do organismo em cada uma das fases.

O custo energético foi então calculado de acordo com Plasschaert 2009⁸⁷:

Custo energético: (5)

VO2 marcha - VO2 repouso (ml/min/Kg) Velocidade (m/min)