Tratamento dos dados

Os dados da EMG e do sensor de posição estavam sincronizados e foram analisados

através de específicas rotinas desenvolvidas em ambiente MatLab 7 (The MathWorks Inc, Natick, Massachusetts, USA).

Cálculo da velocidade e aceleração

Como os ângulos de transição entre ações musculares (EXC/CON e CON/EXC) foram padronizados entre todos os voluntários e sincronizados com os mesmos pontos do sensor de posição, seus dados, que inicialmente estavam em volts foram retificados com um ajuste polinomial e convertidos para graus. Consideramos para essa conversão a amplitude completa como sendo 40cm para o deslocamento da massa de teste do aparelho e 80° para a articulação do joelho. Para cada um dos protocolos, aplicamos duas derivações polinomiais na curva da posição para obter as curvas de velocidade (°/s) e aceleração angular (°/s²) referentes a articulação do joelho. Resolvemos realizar essa conversão para facilitar a comparação com estudos na literatura, que em sua maioria, reportam a velocidade de execução dos movimentos utilizando essas unidades.

Validação da Amplitude do Movimento e Velocidade de Execução

Conforme descrito no tópico do protocolo experimental, durante as sessões de familiarização os voluntários foram instruídos a executar os movimentos dentro da amplitude e velocidade de execução dos movimentos estabelecidas. Para tanto, tinham como referência o sistema visual de controle fixado no equipamento (FIGURA 5). No entanto, somente a utilização desse sistema não garantiria a aferição perfeita desses parâmetros. Por isso, a análise dos dados do sensor de posicionamento foi fundamental para verificar com precisão quais movimentos poderíamos considerar como válidos. Estabelecemos então dois critérios para seleção dos movimentos válidos: I – As transições entre ações musculares deveriam ser realizadas dentro das respectivas zonas de transição (angulação do joelho entre 85° a 90° na EXC/CON e de 165° a 170° na CON/EXC); II – O tempo de execução de cada uma das ações musculares (EXC e CON) não poderia ultrapassar ±10% do tempo pré-estabelecido para cada velocidade, ou seja, 500±50 ms, 1.000±100 ms e 2.000±200ms respectivamente para as velocidades RAP, MED e LEN.

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A Figura 8 ilustra a posição da massa de teste do aparelho em função do tempo durante uma série de repetições realizadas com velocidade RAP. As duas linhas vermelhas na horizontal simbolizam os limites (superior e inferior) das zonas de transição entre as ações musculares. Os asteriscos em preto e azul marcam os valores mínimos e máximos de cada curva, respectivamente. Os mínimos simbolizam as transições EXC/CON e os máximos as transições CON/EXC. A curva entre dois máximos representa um CAE ou uma repetição completa.

Figura 8 – Primeiro critério para seleção das repetições válidas: Amplitude do movimento.

Deslocamento da massa de teste do aparelho em função do tempo. Marcação dos mínimos (pontos em preto) e máximos (pontos em azul) da curva para determinar o início e final de uma repetição (CAE completo). Limites das zonas de transição entre ações (retas em vermelho) e identificação das repetições com amplitude de movimento correta (repetições em verde).

Ainda na Figura 8, podemos observar que algumas repetições apresentam mínimos e/ou máximos fora das zonas de transição. Portanto, essas repetições foram invalidadas (repetições em azul). As repetições em verde são as que foram consideradas dentro da amplitude de movimento correta.

Já com relação a velocidade de execução, o cálculo para determinar se as repetições estavam dentro do erro aceito foi realizado separadamente para cada ação muscular. A tomada de decisão era referente ao tempo entre um máximo e o mínimo seguinte (ação EXC) e entre o

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mínimo e máximo seguinte (ação CON) de um mesmo ciclo. A Figura 9 ilustra o cálculo usado para validar a velocidade de execução durante dois CAE realizados na velocidade MED.

Figura 9 – Segundo critério para seleção doas repetições válidas: Velocidade de execução. As duas

ações musculares (EXC e CON) precisavam estar dentro da margem de tempo aceita para que o CAE fosse validado.

Como mencionado anteriormente, a execução correta do protocolo experimental também foi um critério de exclusão. Cada voluntário deveria apresentar em cada um dos protocolos de 6 a 10 repetições válidas (CAE aprovado nos itens I e II do critério de seleção). Os voluntários que não apresentassem o mínimo de repetições válidas (n=6) em todas os protocolos teriam seus dados excluídos das futuras análises. Caso mais do que 10 repetições fossem validadas, apenas as 10 primeiras eram selecionadas.

Divisão do Ciclo Alongamento Encurtamento em 10 Subfases

Para caracterizar o CAE e melhor investigar o comportamento dos parâmetros biomecânicos e neuromusculares, dividimos cada CAE válido em 10 subfases (5 para cada ação muscular). As subfases foram proporcionais a mudança no ângulo da articulação do joelho e correspondiam cada uma ao intervalo de 90°–106°, 106°–122°, 122°–138°, 138°–154° e 154°– 170°, tanto para a ação EXC quanto para a CON. Entretanto, para facilitar a visualização dos dados, vamos chamá-las 100°, 115°, 130°, 145° e 160°, respectivamente.

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O início e o final de cada subfase foram determinados pelas intersecções entre as retas dos ângulos da amplitude do movimento (retas em vermelho na FIGURA 10) e a curva da posição (curva em azul). A Figura 10 apresenta o início e o final de cada subfase.

Figura 10 - Determinação do início e final das 10 subfases do CAE.

Visto que todos os dados estavam sincronizados, uma vez identificadas as subfases pela curva da posição, as mesmas marcações foram transferidas para a análise da EMG (FIGURA 11).

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Figura 11 – Subfases do CAE sincronizadas com o sinal bruto da EMG.

Análise da amplitude do sinal eletromiográfico nas subfases do CAE

Os sinais brutos da EMG foram filtrados através do filtro digital de Butterworth de 4ª ordem com frequências de corte de 20 e 500hz. A amplitude do sinal foi calculada pela raiz

quadrada da média dos quadrados (EMGRMS) com janela móvel de 30ms. Escolhemos uma janela

móvel para o cálculo do EMGRMS que fosse menor que todas as subfases investigadas durante os

protocolos, pois dessa forma não teríamos grande influência de valores externos as subfases. A variação do tamanho das subfases durante a execução dos protocolos experimentais foram de 50 a 180ms (protocolo RAP), de 120 a 350ms (protocolo MED) e de 200 a 500ms (protocolo LEN).

Para cada um dos protocolos experimentais, calculamos primeiramente a média dos valores

de EMGRMS em cada subfase para depois calcularmos a média da mesma subfase de todos os

CAE válidos. No entanto, para facilitar a compreensão da atividade elétrica do quadríceps

femoral como um todo, algumas figuras apresentaram os valores do EMGRMS dos músculos

monitorados a partir da média entre eles (VL+VM+RF)/3.

Para garantir a comparação dos valores de EMGRMS entre diferentes sujeitos, foi necessário

normalizar os dados a partir de uma atividade dinâmica submáxima realizada pelo mesmo indivíduo e na mesma amplitude do movimento (RAINOLDI; NAZZARO et al., 2000;

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BURDEN, 2010). Durante a terceira sessão (coleta de dados), todos os voluntários realizaram uma série adicional de oito repetições com período de execução igual a 20s por ciclo (velocidade média = 8°/s). A mesma intensidade (10% 1RM), equipamento e procedimentos de seleção das repetições (amplitude de movimento e velocidade de execução) foram mantidos. A normalização ocorreu pela divisão de cada subfase dos protocolos RAP, MED e LEN pela média das repetições selecionadas da série adicional mencionada. Esse procedimento permitiu que comparações entre a mesma subfase de diferentes protocolos fosse realizada, pois nesses momentos o deslocamento do músculo em baixo da pele foi o mesmo (RAINOLDI et al., 2000).