AVALIAÇÃO DA DOR LOMBAR ATRAVÉS DA ELETROMIOGRAFIA

AVALIAÇÃO DA DOR LOMBAR ATRAVÉS DA ELETROMIOGRAFIA

Mônica de Oliveira Melo

, Marcelo La Torre

, Lucas Araújo Dutra

, Ana Maria Steffens Pressi

,

Flávio Antonio de Souza Castro

, Jefferson Fagundes Loss

, Cláudia Tarragô Candotti

.

Resumo: O objetivo desse estudo foi verificar se os índices de fadiga apresentam habilidade em discriminar indivíduos com e sem lombalgia. Sessenta indivíduos foram submetidos a um teste de fadiga muscular por 35 segundos a 80% da CVM e após intervalo de dois minutos realizaram um teste para monitorar a recuperação por 10 segundos. A mediana da freqüência (MF) foi calculada em janelas consecutivas de um segundo. Análise de regressão linear foi usada para obter coeficientes de inclinação (α, β) e valores y-intercept (y, y’) e índices de recuperação foram calculados. Os resultados mostraram que indivíduos com lombalgia realizaram valores de força significantemente menores (p< 0,05) que indivíduos sem dor. As variáveis α, β, y, y’e força classificaram corretamente 89.5% dos indivíduos. Resultados da variável espectral sustentam que indivíduos com lombalgia apresentam precoces manifestações mioelétricas de fadiga e a EMG pode ser considerada uma ferramenta no diagnóstico da lombalgia.

Palavras Chave: lombalgia, fadiga, EMG.

Abstract: The purpose of this study was to verify whether fatigue indexes show good ability to discriminate between subjects with and without low back pain. Sixty subjects were submitted to muscular fatiguing test for thirty-five seconds at 80% of the MVC and after a interval the subjects realize a test to monitor recovery for ten seconds. The MF was calculated within consecutive windows of one second. The linear regression analysis was used to obtain the slope coefficients, its respective y-intercept values and a recovery index was calculated. The results showed that subjects with pain presented forces values significantly lesser than subjects without pain. The independents variables (α, β, y, y’,

force) were able to classify correctly 89.5% of the subjects. The results from spectral variable confirm that subjects with pain show early myoelectrical manifestations of muscular fatigue and that EMG can be a useful tool in low back pain evaluation. (p< 0, 05).

Keywords: Low back pain, fatigue, EMG

INTRODUÇÃO

A dor lombar não estrutural é uma síndrome de etiologia multifatorial que tem afetado, a cada hora, cerca de 6,8 % da população mundial [1], comprometendo a qualidade de vida dos indivíduos [2]. Tradicionalmente, o diagnóstico clínico e o acompanhamento da evolução do quadro da lombalgias vem sendo realizado por médicos ou fisioterapeutas, os quais utilizam métodos subjetivos de avaliação, como palpação, anamnese e escala de Borg.

Alternativamente, De Luca [3] propôs um procedimento de avaliação da dor lombar (BAS), que permite maior objetividade no diagnóstico e, principalmente, o monitoramento do tratamento das lombalgias. Este sistema baseia-se na indução

dos músculos lombares à fadiga, monitorados por eletromiografia de superfície no domínio da freqüência, a qual permite o mapeamento da mediana da freqüência ao longo do tempo de duração de uma contração muscular. A partir dessa variável espectral foram propostos índices de fadiga muscular em contrações isométricas para nortearem o diagnóstico da lombalgia [3].

Assim, tem sido documentado que indivíduos portadores de lombalgia apresentam precoces manifestações mioelétricas de fadiga muscular nos músculos extensores do tronco quando comparados aos indivíduos saudáveis [3,4]. Não obstante, apesar dos muitos estudos sobre a análise do sinal eletromiográfico na

identificação das lombalgias, ainda não existe pleno entendimento das evidências eletromiográficas da fadiga muscular na dor lombar [4,5,6]. Assim, o objetivo desse estudo foi verificar se os índices de fadiga muscular localizada, mensurados através da EMG no domínio da freqüência permitem distinguir indivíduos com e sem dor lombar e diagnosticar a presença de lombalgia associada com fadiga muscular.

MATERIAIS E MÉTODOS

Sessenta sujeitos que não praticavam atividade física foram separados em dois grupos: (1) com dor lombar crônica (n= 30) e (2) sem dor lombar (n=30). Este estudo foi aprovado pelo comitê de ética da universidade em que foi realizado.

Todos sujeitos foram submetidos a três (3) contrações voluntárias máximas (CVMs) dos extensores do tronco, por aproximadamente cinco segundos, com dois minutos de intervalo entre as séries. Após, foi realizado um teste de indução a fadiga que consistiu na manutenção de 80% por 30 segundos do nível sub-máximo de força calculada a partir da maior CVM. Foi proporcionado aos indivíduos um feedback visual do nível de força muscular, utilizando-se um osciloscópio (Minipa MO, modelo 1225, Minipa Eletronics Co.Ltda, Shangai). Para a realização do teste de indução a fadiga, os sujeitos foram posicionados em decúbito ventral sobre um apoio, sendo as regiões das axilas, das coxas e dos tornozelos fixadas ao apoio por faixas com velcro. Na faixa das axilas estava presa uma célula de carga de 2000N, instrumentada com strain gauges (Alfa Instrumentos Eletrônicos Ltda, São Paulo), que foi

fixada ao solo. A aquisição simultânea dos sinais de força e de eletromiografia foi realizada a uma taxa de amostragem de 2000Hz para cada canal usando um eletromiógrafo de 16 canais (EMG

System do Brasil Ltda, São José dos Campos), um software AqDados (Lynx Tecnologia Eletrônica

Ltda, São Paulo) e um computador do tipo Pentium 200 MHertz com 64 MB RAM, dotado de um conversor A/D (EMG System do Brasil Ltda, São José dos Campos.

Para registrar o sinal eletromiográfico (sinal EMG) foram utilizados pares de eletrodos de superfície (Ag/AgCl; com diâmetro de 1 cm; com adesivo de fixação) na configuração bipolar, para cada músculo. Os eletrodos foram colocados sobre o ventre muscular, distantes 2,5cm um do outro [7]. Os músculos monitorados foram o longuíssimo do tórax (ao nível da primeira vértebra lombar) e iliocostal-lombar (ao nível da quinta vértebra lombar), ambos nos lados direito e esquerdo. Foram observadas todas as normas pertinentes ao registro adequado de sinais EMG recomendados pela Sociedade Internacional de Eletrofisiologia e Cinesiologia [8].

Para o processamento dos sinais de força e do sinal EMG foi utilizado o sistema SAD32 de aquisição de dados [(versão 2.61.07mp, 2002) (www. ufrgs.br/lmm)]. Para o sinal de força foi utilizado um filtro média móvel passa baixa (com freqüência de corte de 10 Hz) e para o sinal EMG foi usado um filtro passa banda (Butterworth, 3rd order, 20-500 Hz). Para a análise no domínio da freqüência foi calculada a mediana da freqüência (MF) em janelas de um segundo (janelamento Hamming), a partir da Transformada Rápida de Fourier (FFT). O sinal EMG foi normalizado em relação a maior freqüência obtida durante o protocolo [9]. Dois segundos do começo e três

segundos do final do teste foram desprezados, restando 30 janelas, representadas pelos valores da MF atribuídas ao centro de cada intervalo.

Uma análise de regressão linear foi realizada nos trinta pontos e forneceu uma equação da reta, com seus respectivos coeficientes de inclinação e valores de y-intercep, ambos considerados índices de fadiga [10,11,12] Para a inclusão no estudo, o coeficiente de determinação obtido com a regressão linear deveria ser igual ou superior a 0,6 Assim, a avaliação da resposta eletromiográfica ao protocolo de fadiga foi realizada utilizando oito índices de fadiga muscular localizada:

(1) o coeficiente de inclinação (α) da reta que aproxima todos os trinta valores de mediana da freqüência [4];

(2) o y-intercept (y) da reta que aproxima todos os trinta valores de mediana da freqüência [4]; (3) o coeficiente de inclinação (β) da reta que aproxima somente o primeiro e o último valor de mediana da freqüência [10,11];

(4) o y-intercept (y’) da reta que aproxima somente o primeiro e o último valor de mediana da freqüência [10,11];

(5) index de recuperação (REC) apresentado na equação 1[4]. 100 × − − = MFf MFi MFf MFr REC (1) Onde:

MFi = mediana da frequencia inicial MFf= mediana da freqüência final

MFr= maior mediana da freqüência incluindo período da recuperação

A análise dos dados foi realizada usando o software SPSS 10.0. A normalidade dos dados (Shapiro-Wilk`s test) e a homogeneidade das

variâncias (Levene`s test) foram confirmadas. Para avaliar a habilidade dos índices de fadiga e dos dados de força em discriminar sujeitos com e sem dor uma análise discriminante, na qual todos os músculos das costas foram considerados tanto como músculo separados, como um único grupo de músculos lombares. O nível de significância adotado foi 0.05.

RESULTADOS

Os resultados demonstraram que sujeitos com dor lombar apresentaram valores de força (F) significantemente menores que sujeitos sem dor (p=0.002). Os valores de média e desvio padrão da força foram 505±213N para grupo com dor lombar e 678±233 N para o grupo sem dor lombar.

A análise discriminante tinha intenção de classificar sujeitos dentro dos grupos com e sem dor, usando índices de fadiga e valores de força obtidos da CVM. O melhor resultado que considerou independente todos os músculos, mostrou que variáveis independentes (F, α, β, y, y’) foram capazes de classificar corretamente a 86.75% dos sujeitos [WL=0.645; χ2_=27.102; df=17; p=0.048] (Tabela 2 ). A análise que usou somente a força (F) na função discriminante resultou em menos de 63.3 % de correta classificação [WL=0.871; χ2_{=7.970; df=1;} p=0.005]. Quando o índice de recuperação (REC) foi acrescentado na análise, para o grupo dos músculos das costas, as variáveis (α, β, y, y’, REC) classificaram corretamente 64.6% dos sujeitos [WL=0.894; χ2_{=15.591; df=5; p=0.008] (Tabela} 1). Quando foi realizada a análise que considerava todos os quatros músculos, observou-se uma diminuição da capacidade de predição, sendo que o melhor resultado indicou que para os músculos

longuíssimo do tórax esquerdo quatro índices de fadiga (força (F), REC, y, y’) tiveram habilidade de classificar corretamente 69.4% dos sujeitos [WL=0.804; χ2_{=9.796; df=4; p=0.044] (Tabela 2).}

Tabela 1 – Análise discriminante para todos os músculos das costas: correta classificação dos sujeitos com dor (GCD) e sem dor (GSD) lombar. Variáveis em ordem descendente de poder de classificação.

Variáveis Classificação correta Correlação canonical GCD GSD F, β, y, α, y’ 89.5% 84.0% 0.745 β, y , y’, α, REC 68.2% 61.6% 0.325 Tabela 2 – Análise discriminante para o músculo longíssimo

esquerdo: correta classificação dos sujeitos com dor e sem dor lombar. Variáveis em ordem descendente de poder de classificação

Variáveis Classificação correta Correlação canonical GCD GSD F, y’, y, REC 71.4% 66.7% 0.442 DISCUSSÃO

Os resultados mostraram que pessoas que sofrem lombalgia e pessoas saudáveis puderam ser corretamente classificadas em 86.75% dos casos. Interessante salientar que tal habilidade para classificar 60 pessoas foi obtida quando as variáveis EMG foram associadas com os valores de força obtidos na CVM. Tem sido reportado que a acurácia destas classificações está aproximadamente entre 85 e 100%, dependendo da população avaliada [13]. Similarmente, outro estudo revelou que a força em combinação com a MFi foram as variáveis \mais significantes selecionadas com uso da regressão logística para a

classificação de 86% e 78% dos casos [14]. No entanto, utilizando o REC e o coeficiente de inclinação, “sem” o uso da força para a função de classificação, outro estudo encontrou 100% de correta classificação para seis (n = 6) indivíduos atletas (remadores) [15].

Apesar das semelhanças na metodologia de avaliação do presente estudo com este referido [15], apenas 86.75% dos sujeitos não atletas avaliados foram identificados através das variáveis apresentadas na Tabela 1. Não obstante, é preciso deixar claro que esses resultados são referentes a uma amostragem dez vezes maior (n=60) comparativamente à do outro estudo, o que leva a crer que a acurácia do presente estudo tem um poder de discriminação proporcionalmente maior que aquela apresentada para os remadores [15], tendo em vista que o poder do teste estatístico geralmente aumenta com o número de sujeitos. Dessa maneira, muito embora os achados deste estudo não tenham proporcionado 100% de correta predição na classificação dos indivíduos com dor lombar, todas as predições foram significativas de modo que se reitera a especulação inicial deste estudo e sugere-se a utilização deste protocolo para a avaliação inicial da lombalgia não estrutural, bem como para monitorar seu tratamento.

Outro achado interessante e que corrobora com estudos prévios é o fato dos indivíduos com lombalgia não executaram sua força máxima durante a CVM. Foram encontradas diferenças significativas para a força, onde o grupo com lombalgia apresentou valores de força 26% menores que o grupo sem lombalgia. Embora ainda não exista uma explicação clara para isso, é interessante especular que a capacidade dos sujeitos de ativar todas unidades motoras [16] pode ser a causa de uma força discrepante entre os

grupos. De acordo com pain adaptation model [3], as mudanças no recrutamento motor de um indivíduo que sofre de dor podem ser devido a algum tipo de controle estratégico que o sistema nervoso executa através de uma rota neural específica. Os efeitos desse mecanismo neural sugerem que vai haver uma redução da ativação dos agonistas e aumento da ativação dos antagonistas [2]. Com base nesse modelo, pode-se supor que indivíduos com dor não realizaram sua força máxima durante a CVM devido algum tipo de mecanismo de proteção à dor. Além disso, esse fato pode ter interferido nos resultados, alterando a quantificação da fadiga muscular e, conseqüentemente, uma melhor classificação dos sujeitos.

Diante disso, diversos estudos têm feito críticas importantes às técnicas de normalização com o uso da CVM [16,17], sugerindo o desenvolvimento de técnicas de normalização que não usem a CVM [16,18] possam contribuir para a maior precisão dos diagnósticos realizados com o uso da EMG.

Cabe ressaltar ainda que embora a força tenha apresentado poder de predição, isso somente ocorreu através da sua combinação com outras variáveis espectrais na função discriminante, ou seja, quando era utilizada isoladamente a habilidade para distinguir entre os grupos com e sem dor da força diminuía. Isso chama a atenção para a importância dos índices de fadiga muscular localizada [7] que identifica funções musculares prejudicadas e precoces manifestações mioelétricas de fadiga muscular, quando comparados a indivíduos sem dor lombar [3]. No presente estudo, este comportamento esperado foi encontrado, o que possibilitou a discriminação dos sujeitos com e sem lombalgia (Tabelas 1 e 2).

Outro dado interessante é que indivíduos com lombalgia possuem uma ineficiência fisiológica de remoção dos níveis de lactato, mantendo por mais tempo os metabólitos no músculo [4]. Considerando a capacidade de recuperação, que fisiologicamente significa a volta ao estado de não fadiga [19], como uma valiosa ferramenta para a analise da função neuromuscular e da presença de lombalgia, o presente estudo também utilizou o REC para avaliar a performance dos extensores lombares. Diferentemente de outros estudos [4], onde o REC apresentou-se com um alto poder de discriminação, sendo provavelmente a variável mais importante na classificação dos indivíduos com e sem lombalgia, no presente estudo, o REC não apresentou isoladamente capacidade de predizer a lombalgia. Entretanto, quando compunha um modelo de predição com as variáveis espectrais, o REC apresentou similar importância sobre o poder de discriminação dos indivíduos com e sem dor lombar (Tabelas 1 e 2).

Na ultima década tem havido um renovado interesse em desenvolver um método mais efetivo de objetivamente quantificar os prejuízos musculares causados pela lombalgia para subsidiar sua recuperação [13]. Nesse contexto, a maioria tem referido que variáveis espectrais são importantes na função discriminante que identifica a lombalgia [4,14], pois identificam um padrão EMG característico da disfunção, que pode ser identificado quando a fadiga é induzida [13].

Em resumo, os resultados da variável espectral, no presente estudo, sustentam a hipótese de que indivíduos com lombalgia apresentam manifestações mioelétricas de fadiga muscular precocemente, bem como que a EMG pode ser considerada uma ferramenta no diagnostico da lombalgia, uma vez que a função discriminante

permitiu classificar corretamente os indivíduos com lombalgia, com acuracia de 86.75%.

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