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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CIÊNCIAS DA SAÚDE DE PORTO ALEGRE – UFCSPA
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA REABILITAÇÃO
Ariane Bôlla Freire
Efeito Agudo da Terapia do Espelho na Reabilitação do Membro Superior de Indivíduos com Hemiparesia após
Acidente Vascular Cerebral
Porto Alegre 2017
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Ariane Bôlla Freire
Efeito Agudo da Terapia do Espelho na Reabilitação do Membro Superior de Indivíduos com Hemiparesia após
Acidente Vascular Cerebral.
Dissertação submetida ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Reabilitação da Fundação Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre como requisito para a obtenção do grau de Mestre.
Orientadora: Dra. Caren Luciane Bernardi
Porto Alegre 2017
3 DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho à minha família, meu alicerce em todos os momentos da vida. À eles, toda a minha
motivação por evoluir e batalhar sempre.
4 AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus e aos meus mentores espirituais, por se fazerem sempre presentes em minha vida, oferecendo todo o suporte, energia e força necessária para a conclusão desta etapa.
A minha família, por todo o apoio e entendimento que foram essenciais para que essa conquista fosse concretizada.
A Santa Teresinha das Rosas, que mesmo antes do resultado sair já havia me deixado um “recado”, de que eu mudaria sim para Porto Alegre e seria aprovada na seleção que eu tanto almejava.
À minha amiga e orientadora, Caren Bernardi. Serei eternamente grata por ter aberto as portas e o coração para mim, com certeza tu fizestes essa trajetória ser mais leve, feliz e honesta. A começar pelas reuniões que tu enfatizavas que deveriam ser breves e acabavam levando um turno inteiro, incluindo café, almoço e café novamente; discutíamos o projeto sim, e um pouco da vida toda. Hoje, levo daqui uma amiga muito especial e com certeza estarás sempre no meu coração.
A professora Ana Lúcia Cervi, a quem eu tenho grande admiração pelo conhecimento científico e didático, mas sobretudo pelos ensinamentos e sangue no olho quando falámos da fisioterapia neurológica, esse sangue no olho também carrego. Tu foste minha guia e também inspiração dentro da neuro, mostrou o caminho e antes mesmo de eu ter conhecimento, contatou quem seria minha futura orientadora.
A todos os professores de graduação e pós-graduação que passaram pela minha vida e transmitiram sua inspiração e amor pela fisioterapia neurológica e neurociências, que me instigam a buscar sempre mais.
Ao programa de pós-graduação em Ciências da Reabilitação da Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre, pela oportunidade de realização do mestrado.
A minha querida parceira e hoje, finalmente, bolsista de iniciação científica Chen Chai Ling, por sua dedicação e incontáveis horas de coletas, tabulação de dados e tudo mais que fosse necessário ser feito.
5 A querida doutoranda Elren Passos, que tentava sempre me acalmar dizendo que tudo daria certo. Sem a tua ajuda e positividade durante todo o processo, seria muito mais difícil.
Aos amigos que sempre incentivaram e torceram pelo meu sucesso, entenderam minha ausência, e mesmo longe fizeram-se sempre presentes.
A todos os colegas que me auxiliaram na fase de construção desse projeto.
A CAPES pelo auxílio financeiro nesses dois anos de formação, o que facilitou muito minha mudança para Porto Alegre e me deu maior segurança para que eu conseguisse finalizar essa etapa.
6 RESUMO
O Acidente vascular cerebral (AVC) caracteriza-se pela má perfusão encefálica decorrente de um evento isquêmico ou hemorrágico, sendo uma das principais causas de morte e incapacidade no mundo. Dentre as possíveis complicações incapacitantes causadas pelo AVC, a principal delas é a paresia no membro superior (MS) contralateral à lesão, pois está diretamente relacionada à capacidade funcional. A Terapia do Espelho (TE) tem sido utilizada na recuperação motora do MS de indivíduos após AVC e seus efeitos podem estar relacionados à ativação de neurônios espelho e alterações do córtex motor primário. Ainda não há evidências sobre os efeitos agudos da TE sobre o controle motor do MS parético de pacientes após AVC durante a realização de uma tarefa funcional. Dessa maneira, o objetivo desta pesquisa foi investigar o efeito agudo da TE sobre as estratégias de controle motor do MS parético de indivíduos após AVC crônico, durante tarefa de alcance. O estudo caracteriza- se como um ensaio clínico cruzado randomizado (cross-over), no qual foram avaliados indivíduos após AVC, com idade entre 30 e 80 anos. Os pacientes que primeiramente participaram do grupo intervenção realizaram uma única sessão de TE com duração de 30 minutos, enquanto no grupo controle foi realizada uma única sessão composta pelos mesmos exercícios, porém sem o espelho. Após um mês de washout, os pacientes trocaram de grupo de intervenção. Trinta e três pacientes concluíram o estudo e foram avaliados, antes e após as intervenções, quanto ao controle motor, destreza manual e espasticidade do MS. Entre as variáveis cinemáticas, somente o tempo do ciclo do movimento apresentou significância estatística em ambos os grupos após as intervenções (ES=0.53; p<0.006). A destreza manual (ES=0.03; p< 0.016), espasticidade de flexores de cotovelo (ES=0.29; p<0.000), punho (ES=0.54;
p<0.001) e adutor horizontal de ombro (ES=0.68; p<0.011) também apresentaram melhora significativa após ambas as intervenções. Apenas a espasticidade de flexores de punho demonstrou diferença entre as intervenções (p<0.046), sugerindo que a magnitude da redução da espasticidade observada após a TE foi maior que a observada após a intervenção controle. Esses resultados demonstram uma melhora efetiva no tempo de ciclo de movimento durante a tarefa, destreza manual e a espasticidade do MS parético após ambas as intervenções, no entanto, as comparações entre grupos não revelaram diferenças significativas, exceto para espasticidade dos flexores do punho. Sendo assim, este estudo indica que a TE isolada não foi mais eficaz que o treinamento direto de ambos os membros superiores dos pacientes após AVC crônico.
Palavras-Chave: Acidente vascular cerebral, terapia do espelho, extremidade superior, análise cinemática.
7 ABSTRACT
Stroke is characterized by poor brain perfusion resulting from an ischemic or hemorrhagic event, being one of the leading causes of death and disability in the world. Among the possible incapacitating complications caused by stroke, the main one is paresis in the upper extremity (UE) contralateral to the injury, because it is directly related to functional capacity. Mirror Therapy (MT) is a new modality in the motor recovery of the UE of individuals after stroke, and its effects may be related to the activation of mirror neurons and alterations of the primary motor cortex. There is still no evidence on the acute effects of MT on the motor control of paretic UE in post-stroke patients during the performance of a functional task. Thus, the aim of this study was to investigate the acute effect of MT on motor control of paretic UE of individuals after chronic stroke, during a task of reaching. This study is a randomized cross-over trial, where subjects after stroke were evaluated, with ages between 30 and 80 years. Patients who first participated in the intervention group performed a single session of MT with duration of 30 minutes, whereas in the control group a single session composed of the same exercises, was conducted, but without the mirror. After a month of washout, the patients switched groups. Thirty-three patients completed the study and were evaluated, before and after the interventions, regarding kinematic outcomes, manual dexterity, and UE spasticity. Among the kinematic variables, only the movement cycle time presented statistical significance in both groups after interventions (ES=0.53; p<0.006). The manual dexterity (ES=0.03; p<0.016), spasticity of elbow flexors (ES=0.29; p<0.000), wrist flexors (ES=0.54; p<0.001) and horizontal shoulder adductor (ES=0.68;
p<0.011) also improved after both interventions. Only the spasticity of wrist flexors demonstrated a significant difference between the interventions (p<0.046), suggesting that the magnitude of the spasticity reduction observed after MT was higher than that observed after the control intervention. These results demonstrate an effective improvement in movement cycle time during the task, manual dexterity and spasticity of paretic UE after both interventions, however, comparisons between groups did not reveal significant differences except for spasticity of the wrist flexors. Thus, this study indicates that isolated MT was no more effective than direct training of both UE of patients after chronic stroke.
Keywords: Stroke, mirror therapy, upper extremity, kinematic analysis.
8 LISTA DE FIGURAS
Figura 1. The participants’ flow diagram. ... 48
Figura 2. Mirror Therapy. ... 49
Figura 3. Kinematic analysis of the reach task.. ... 50
Figura 4. Box and Block Test. ... 51
9 LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Baseline patient’s characteristics. ... 46 Tabela 2. Statistical analysis pre and post evaluations of interventions for Mirror Therapy Intervention versus Control Intervention. ... 47
10 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AJ Average Jerk AS Adjusting Sway
AVC Acidente Vascular Cerebral AVD’S Atividades de Vida Diária BBT Box and Block Test
CAPES Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CEP Comitê de Ética e Pesquisa
CG Control Group
FMA Fugl-Meyer Assessment Scale IC Index of Curvature
MAS Modified Ashworth Scale MCT Movement Cycle Time MMV Mean Movement Velocity MS Membro Superior
MT Mirror Therapy
RM-EFE Range of Motion Elbow Flexion/Extension RM-SAA Range of Motion Shoulder Abduction/Adduction RM-SFE Range of Motion Shoulder Flexion/Extension SNC Sistema Nervoso Central
SPSS Statistical Package for Social Sciences TE Terapia do Espelho
UE Upper Extremity
UFCSPA Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ... 12
2 REVISÃO DE LITERATURA ... 14
2.1 Acidente Vascular Cerebral ... 14
2.2 Análise Cinemática do membro superior ... 16
2.3 Destreza manual ... 17
2.4 Espasticidade do membro superior ... 18
2.5 Terapia do Espelho ... 19
3 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DA REVISÃO ... 21
4 ARTIGO ... 28
5 CONCLUSÃO GERAL ... 52
6 ANEXOS ... 53
ANEXO A – Normas de formatação do periódico Clinical Rehabilitation ... 53
ANEXO B – Parecer do CEP ... 60
12 1 INTRODUÇÃO
As doenças cerebrovasculares estão em segundo lugar dentre as doenças que mais resultam em óbitos no mundo, perdendo a posição apenas para as doenças cardiovasculares, segundo o Ministério da Saúde (2013). O Acidente vascular cerebral (AVC) caracteriza-se como uma doença do sistema nervoso central (SNC) causada pela perda parcial da função cerebral(1) que pode levar a distúrbios motores, cognitivos e sensoriais(2). Dessa forma, o AVC é uma das patologias mais frequentes e incapacitantes no Brasil e no mundo(3), caracterizando-se como a principal causa de limitações nas atividades de vida diária (AVD’s) dos pacientes e, podendo causar dependência de cuidados de longa-duração(4).
Embora as disfunções sensoriais e cognitivas contribuam em grande proporção para a deficiência global, o comprometimento motor é, muitas vezes, o déficit mais marcante(5). Aproximadamente 85% dos indivíduos após o AVC apresentam paresia do membro superior (MS), o que resulta em comprometimentos sensório-motores(6), restrição das atividades funcionais(7), podendo levar a déficits de controle motor(8, 9), disfunção motora(10) e na execução de AVD’s(11). Sendo assim, sabendo-se que a função do MS é fundamental para o desempenho adequado das AVD’s, a reabilitação do membro acometido deve ser enfatizada durante os programas de reabilitação(12).
Cada vez mais buscam-se estratégias focadas na neuroplasticidade que promovam a recuperação funcional e o bem estar biopsicossocial dos indivíduos que sofreram AVC(13). Diante disso, uma das terapias sugeridas por Altschuler et al. (1999)(14) é a Terapia do Espelho (TE), a qual consiste em um estímulo sensório-motor baseado na teoria da plasticidade cerebral e reorganização funcional cortical. A TE foi introduzida por Ramachandran, em 1996, para tratar a dor do membro fantasma após amputação(15) e, a partir disso, vem sendo aplicada para o tratamento de pacientes após AVC, lesões do sistema nervoso periférico, distrofia simpático reflexa e desordens de coordenação(16).
A TE é aplicada por meio de um espelho que é posicionado entre os MSs do indivíduo de modo sagital. Com a intenção de promover uma ilusão
13 visual e sinestésica, o indivíduo realiza movimentos com o membro saudável que são refletidos pelo espelho e interpretados como se fossem realizados pelo membro afetado/parético(15, 17). Autores demonstram que essa estimulação visual e ilusiva relaciona-se à reorganização cortical funcional e pode, terapeuticamente, ser usada para melhorar o desempenho motor e a percepção do MS afetado(18, 19).
Os mecanismos exatos pelos quais a TE promove seu efeito ainda não são bem claros, porém sabe-se que o movimento assistido através do espelho influencia na comunicação cerebral inter-hemisférica, e outras áreas são ativadas além das áreas motoras(5, 18). Estudos demonstram que a presença do espelho altera o padrão de ativação inicialmente assimétrico em pacientes após AVC para um padrão mais simétrico(20), gerando mudança no equilíbrio de ativação no córtex motor primário em direção ao hemisfério afetado após a TE(21).
Diversos estudos envolvendo ressonância magnética funcional e eletroencefalograma têm demonstrado os mecanismos através dos quais a TE exerce seus efeitos sobre o SNC(22, 23). Além disso, outras pesquisas mostram o efeito da TE sobre os mecanismos de controle motor do MS, através das variáveis cinemáticas, durante a execução de uma tarefa funcional(24). De acordo com Wagner et al. (2007)(25), a ação de alcançar um objeto é um elemento fundamental para muitas AVD’s e tem sido utilizada, frequentemente, como a tarefa representada por medidas cinemáticas em diversos estudos(26,
27).
A análise cinemática do movimento permite avaliar os aspectos do controle do motor e pode ser utilizada para detectar as características espaciais e temporais dos movimentos do MS(28), importantes para a compreensão dos mecanismos de aprendizagem motora, além de detectar os efeitos do tratamento no controle motor em pacientes após AVC(29). As informações cinemáticas, incluindo: tempo, suavidade de movimento, linearidade, assimetria de movimento, velocidade do movimento e coordenação multiarticular, podem auxiliar a entender se há aumento nas habilidades motoras de pacientes após AVC(28) e refletem a possível reestruturação cerebral induzida pela TE(30).
Autores propõem que a ilusão visual durante a TE gera um feedback positivo para o córtex motor e pode remodelar os mecanismos corticais de
14 sensação e movimento, capaz de melhorar a função do MS(23, 31). Entretanto, como essas alterações corticais influenciam no controle motor ainda não está bem elucidado na literatura. Vários estudos têm mostrado efeitos positivos da TE em indivíduos após AVC, porém, a maioria destes utiliza a terapia associada a outras técnicas como terapia de contensão induzida, estimulação elétrica funcional, estimulação transcraniana, reabilitação convencional, dentre outras(32-36). Desta forma, ainda não é possível afirmar que essa melhoria decorre puramente da TE, já que a maioria dos estudos associam-na à outras técnicas(5).
Além disso, salienta-se que apenas um estudo investigou o efeito agudo de uma sessão de TE, tendo evidenciado um aumento na conectividade efetiva entre o córtex motor primário e o córtex somatossensorial no hemisfério lesionado(37). Estes fatores realçam a falta de evidências que verifiquem os efeitos de uma única sessão de TE, sem associação com outras terapias, sobre as estratégias de controle motor do MS de pacientes após AVC. Dessa maneira, o objetivo desta pesquisa foi investigar o efeito agudo da TE sobre o controle motor, destreza manual e espasticidade do MS parético de indivíduos com paresia crônica após AVC, durante tarefa de alcance.
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Acidente Vascular Cerebral
O AVC é um quadro clínico neurológico agudo causada pela interrupção do suprimento sanguíneo cerebral. A maior parte dos casos de AVC é de origem isquêmica (80%), resultando da obstrução do fluxo sanguíneo, enquanto 20% são devido à hemorragia intracerebral primária. Essa doença é uma das maiores causas de incapacidade crônica e morte no Brasil e em países industrializados ocidentais(4, 38). De acordo com o Ministério da Saúde (2013), as doenças cerebrovasculares estão em segundo lugar dentre as doenças que mais acometem vítimas com óbitos no mundo, perdendo a posição apenas para as doenças cardiovasculares.
15 Na presença do déficit energético gerado pelo evento isquêmico ou hemorrágico, os neurônios são incapazes de manter os seus gradientes iônicos transmembrana, resultando em um desbalanço hidroeletrolítico que dispara cascatas de morte celular por necrose e apoptose o que, consequentemente, leva a sinais e sintomas neurológicos focais(39). Déficits motores, incluindo hemiparesia, incoordenação motora e espasticidade, são os sintomas mais comuns após o AVC(40).
Dentre os distúrbios sensório-motores, o paciente com AVC pode apresentar hemiplegia ou hemiparesia, que caracterizam-se, respectivamente, por uma paralisia completa ou parcial dos músculos de um lado do corpo, contralateral à lesão encefálica. A fase inicial da patologia caracteriza-se pela presença de hipotonia muscular (flacidez) associada à hiporreflexia ou arreflexia(41). A evolução do quadro de flacidez para a fase de espasticidade ocorre de modo lento e insidioso, sem tempo determinado e com variações de uma pessoa para outra(42).
O MS parético do indivíduo com sequela de AVC limita suas atividades motoras, desde a mais simples tarefa, como levar um copo até a boca, até a mais complexa tarefa, como abotoar uma camisa. Essas restrições são consequências dos prejuízos relacionados à alteração do tônus, força muscular, amplitude de movimento e habilidades motoras específicas para o membro referido, como alcançar, pegar e manipular objetos(43). Pacientes após AVC demonstram déficits no controle motor final do movimento, no recrutamento articular e coordenação articular. O déficit no controle motor final do movimento é caracterizado por menor amplitude de movimento, tempo de movimento prolongado e trajetórias de movimento segmentadas(9, 44).
Em um estudo anterior, autores descobriram que as variáveis que descrevem o tempo de movimento, suavidade, velocidade do movimento, movimento compensatório do tronco e do braço, apresentaram diferença significativa entre indivíduos saudáveis e pacientes após AVC, bem como entre pacientes com comprometimento leve e moderado(8).
É de suma importância enfatizar a reabilitação da função do MS desses pacientes. As bases neurais para a recuperação após AVC relacionam-se ao conceito de plasticidade neuronal, que é a habilidade das células do SNC de modificar sua estrutura e função em resposta a uma variedade de estímulos
16 externos (experiência)(45). As propriedades plásticas/restauradoras do encéfalo são determinadas pelo balanço entre mecanismos celulares intrínsecos e moléculas regulatórias extrínsecas, as quais são reguladas por processos atividade dependentes e diferentes tipos de interação com o ambiente externo(46).
2.2 Análise Cinemática do membro superior
A incorporação da avaliação cinemática na avaliação clínica é necessária para entender o impacto de uma deficiência ou prever efeitos de tratamentos, que vão desde as estratégias de controle motor até a funcionalidade(8). A análise cinemática fornece uma avaliação valiosa e objetiva do desempenho motor durante tarefas funcionais(8), capturando estratégias de controle motor, que dificilmente podem ser detectadas por escalas clínicas(47), e permitindo a compreensão da melhora do desempenho motor. Dessa forma, as medidas cinemáticas, juntamente com avaliações clínicas, podem esclarecer as estratégias de controle motor subjacentes às melhorias motoras de pacientes após AVC(28).
A avaliação cinemática tem sido amplamente aplicada para discriminar as diferenças nas estratégias de movimento entre pessoas com AVC e adultos saudáveis(48), para avaliar os efeitos de intervenções terapêuticas(49, 50) bem como a recuperação do MS após o AVC(25).
Descrições de padrões motores utilizados para execução de tarefas podem ajudar a quantificar os níveis de prejuízo em indivíduos após AVC, visto que esses pacientes apresentam déficits no controle motor, caracterizado por amplitude de movimento pequena, tempos de movimento prolongados e trajetórias de movimento segmentadas(44). As variáveis cinemáticas do movimento fornecem medidas detalhadas em dois níveis: de desempenho motor e qualidade de movimento. Ambos os níveis de descrição do movimento estão sendo cada vez mais utilizados como desfechos em estudos envolvendo a reeducação do movimento do MS em indivíduos após AVC(49, 51).
O alcance, um elemento fundamental de muitas AVD’s, é comumente escolhido como tarefa representada para medidas cinemáticas(25). Alcançar um alvo envolve controle motor final e coordenação articular do MS, isto é,
17 comandos centrais planejam uma trajetória linear, eficiente e suave e, em seguida, coordenam os movimentos das articulações do MS para atingir o alvo(52). As variáveis cinemáticas, incluindo as trajetórias de movimento, recrutamento articular e coordenação articular, são frequentemente utilizadas para caracterizar o déficit, a recuperação e os efeitos do tratamento nas estratégias de controle motor durante o alcance(29).
Estudos sobre os efeitos da TE na recuperação do MS de pacientes após o AVC mostram melhora na amplitude de movimento, na velocidade e precisão dos movimentos, aumento da força muscular, melhora na função motora e recuperação funcional em pacientes com AVC crônico(21). Em estudo prévio, Alt Murphy et al. (2011)(8) relatam que variáveis que descrevem tempo de movimento, suavidade e velocidade, demonstraram diferenças significativas entre indivíduos saudáveis e pacientes pós-AVC. Ainda, a suavidade do movimento parece ser um parâmetro importante para discriminar a qualidade do movimento entre pacientes com AVC e indivíduos saudáveis(6).
Estudo que investigou os efeitos do protocolo de observação de ação baseado em TE, em pacientes com AVC crônico, revelou uma diminuição significativamente maior no tempo de movimento no grupo experimental em comparação com o grupo controle(36). As descobertas através de análises cinemáticas também mostraram que o tempo de reação mais curto (maior eficiência no pré-planejamento motor), movimento mais linear do MS e uma melhor coordenação ombro-cotovelo ocorreram após tratamento intensivo de 4 semanas de TE(53), indicando que a TE promove a normalização do movimento(54).
Embora existam estudos que demonstrem os efeitos crônicos da TE em associação com outras técnicas de tratamento sobre as variáveis cinemáticas do MS de pacientes após AVC durante a execução de uma tarefa funcional(24), ainda não existem estudos que relatem o efeito agudo da TE sobre essas variáveis. Sendo assim, mais pesquisas envolvendo a TE são necessárias para conhecer seus efeitos agudos e isolados sobre o controle motor e a funcionalidade do MS de indivíduos após AVC, durante uma tarefa funcional.
2.3 Destreza manual
18 O AVC é a primeira causa de déficit manual adquirido em adultos e aproximadamente 50% dos sobreviventes de AVC apresentam prejuízos na função do MS e na destreza manual, o que afeta negativamente as AVD’s e a independência(55, 56). A destreza manual é definida como a habilidade de realizar movimentos precisos e coordenados de mãos e dedos, como o controle fino de agarrar e manipular objetos pequenos. A maioria dos componentes de destreza manual foi estudada em indivíduos com AVC, e deficiências na destreza manual estão correlacionadas com a menor independência dos movimentos dos dedos, tempo prolongado de movimento, déficit no movimento sequencial de dedos e diminuição da precisão no controle de força(57).
O Box and Block Test (BBT) consiste em um teste muito utilizado em vários estudos para avaliação da destreza manual grossa(33, 34, 36, 58). A confiabilidade deste teste foi relatada como excelente (correlação intraclasse coeficiente 0.89 a 0.97)(59).
Diversos estudos com pacientes após AVC, que associaram a TE com outras modalidades terapêuticas, demonstraram melhora na destreza manual desses pacientes(32-36, 60, 61).
2.4 Espasticidade do membro superior
Dentre os distúrbios sensório-motores, o paciente com AVC pode apresentar alteração do tônus muscular. A fase inicial após o acidente caracteriza-se pela presença de hipotonia muscular(41), que evolui para a fase de espasticidade, sem tempo determinado e com variações individuais(42). A espasticidade é caracterizada por aumento na resistência passiva ao alongamento velocidade-dependente e postula-se que após o AVC, esteja relacionada à incapacidade por limitar a amplitude dos movimentos do músculo agonista(62). Essas restrições são consequências dos prejuízos relacionados à alteração do tônus, força muscular, amplitude de movimento e habilidades motoras específicas para o membro referido, como alcançar, pegar e manipular objetos(43). Assim, a hipertonia de músculos flexores de cotovelo, por exemplo, tornaria impossíveis movimentos coordenados dos músculos extensores de cotovelo durante atividades de alcance(62).
19 A Escala Modificada de Ashworth consiste no padrão outro de avaliação de tônus muscular, possuindo boa confiabilidade inter e intra-avaliadores(63). Ela consiste em uma escala de 6 pontos que avalia a resistência ao movimento passivo, nos quais escores mais altos correspondem a espasticidade ou aumento do tônus, enquanto escores mais baixos indicam tônus muscular normal(64).
Estudos utilizando a TE associada a outras técnicas (estimulação elétrica funcional, reabilitação convencional) apresentaram melhorias significativamente maiores nas funções motoras e espasticidade do MS distal do que proximal, comparada aos grupos controle(32, 65, 66).
2.5 Terapia do Espelho
A TE é uma das técnicas de reabilitação potencialmente benéficas para a recuperação sensório-motora do MS de pacientes após AVC e é baseada na teoria da plasticidade cerebral e reorganização funcional cortical(12, 21, 67, 68). A TE foi primeiramente introduzida por Ramachandran, em 1996, para tratar a dor no membro fantasma após a amputação(15), e este estudo tornou-se a base para futuras pesquisas sobre a neuroplasticidade do SNC. Desde então, a TE vem sendo aplicada para o tratamento do AVC, lesões do sistema nervoso periférico, distrofia simpático reflexa e desordens de coordenação motora(7, 12,
65).
Somente no final da década de 1990, Altschuler et al. (1999)(14) introduziram a TE na reabilitação de pacientes hemiparéticos após AVC, apresentando melhorias na amplitude de movimento, velocidade, destreza, força muscular e recuperação funcional do braço parético(69). A partir de então, a TE tem sido utilizada para melhorar a função do MS, principalmente em indivíduos após AVC crônico(7). A maioria das pesquisas mostram a eficácia da TE na melhora da função do MS(68), entretanto, se essa melhora é devido a TE ou apenas a sua associação com outras abordagens terapêuticas, ainda não é claro, já que a maioria dos estudos associam a TE com outras modalidades terapêuticas(5).
A TE é aplicada por meio de um espelho que é posicionado entre os MSs do indivíduo de modo sagital. Com a intenção de reeducar o cérebro e
20 promover uma ilusão visual e sinestésica, o indivíduo realiza uma série de movimentos com o membro saudável que são refletidos pelo espelho e interpretados como se fossem realizados pelo membro afetado(15). Assim, cria- se uma ilusão convincente de que os movimentos do braço afetado atrás do espelho parecem ser feitos de forma tão eficaz quanto o braço não afetado(70). Esta ilusão visual pode ser utilizada para melhorar o desempenho motor e a percepção do membro afetado(19, 68).
Sugere-se que os efeitos da TE podem estar relacionados à ativação de neurônios espelho, os quais são ativados quando um indivíduo observa outro realizando movimentos, e durante a prática mental de tarefas motoras(17), (19). Neurônios espelho são células nervosas com propriedades visual-motoras, que foram descobertas na área F5 do cérebro do macaco(71, 72). Esse tipo específico de neurônios, também presente no cérebro humano, são ativados quando uma ação está em andamento ou quando a ação é observada, sendo realizada por outros(73).
Embora pesquisas clínicas indiquem a eficácia da TE, as alterações neurais subjacentes associadas à ela ainda são pouco compreendidas.
Pesquisas sugerem que o feedback do espelho modifica o funcionamento do córtex motor primário do hemisfério que controla o braço atrás do espelho (hemisfério lesionado)(74). Após a TE, há um declínio na ativação do hemisfério contralesional e movimentos de equilíbrio de ativação em direção ao hemisfério lesionado(5). Assim, a TE induz uma reorganização das áreas pré-motoras bilaterais para estabelecer comunicação funcional com o córtex motor primário contralateral; há uma comunicação calosa aumentada do hemisfério lesionado para o sadio, equilibrando a inibição inter-hemisférica; o cerebelo também pode demonstrar ativação para melhorar o controle motor e a aprendizagem motora(18).
Uma interconexão funcional, essencial para o movimento do membro parético, também é estabelecida entre o córtex somatossensorial e motor ipsilesional após sessão única de TE(37). Além disso, é observada uma excitabilidade aumentada das vias corticoespinhais correspondentes ao lado do corpo afetado, há uma ativação da área motora primária, córtex somatossensorial primário, área motora suplementar e área pré-motora do hemisfério lesionado em resposta aos movimentos realizados na TE(18).
21 Em um estudo de magnetoencefalografia, a presença do espelho mudou o padrão de ativação inicialmente assimétrico em pacientes com AVC para um padrão mais simétrico, indicando que a assimetria de ativação entre os hemisférios cerebrais pode ser normalizada pela TE(20). Além das áreas motoras, a TE também estimula áreas como o córtex pré-frontal dorsolateral relacionado à cognição, aumenta a atividade no córtex precuneus e cingulado posterior, áreas associadas à consciência corporal e atenção espacial(67).
A maioria dos estudos sobre TE relatam o seu efeito (associado a outras modalidades terapêuticas) através de movimentos simétricos bilaterais, estimulando os pacientes verbalmente para que movam ambos os braços, da maneira que for possível(7, 14, 21, 61, 65, 68). Já, outros autores testaram diferentes condições de treinamento (unilateral ou bilateral, com ou sem espelho) a fim de investigar os efeitos de curto prazo durante a tarefa de alcance e não observaram diferenças em relação ao tempo de movimento entre as condições bimanuais com ou sem espelho(24). De outra maneira, Rodrigues et al.
(2016)(75) observou melhora significativa na comparação do desempenho pré e pós-treinamento apenas para tarefas bilaterais.
O valor agregado da TE é que o espelho substitui o feedback sobre o movimento do lado afetado por um feedback visual que cria a ilusão de que o lado parético se move com um padrão de movimento normal. No entanto, a partir do número relativamente pequeno de estudos e a falta de comparação direta, devido aos diferentes tipos de treinamento da TE, a forma de treinamento ideal ainda não está clara(24).
3 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DA REVISÃO
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28 4 ARTIGO
ACUTE EFFECT OF MIRROR THERAPY ON MOTOR CONTROL, MANUAL DEXTERITY AND SPASTICITY OF PARETIC UPPER EXTREMITY AFTER
CHRONIC STROKE
(Este artigo será submetido ao periódico Clinical Rehabilitation)
Ariane Bôlla Freire1, Elren Passos Monteiro2, Chen Chai Ling3, Rochelle Rocha Costa4, Caren Luciane Bernardi5
1Rehabilitation Sciences Graduate Program, Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA), Brazil
2,4Health Sciences Graduate Program, Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA), Brazil.
3Undergraduate in Physiotherapy course, Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA), Brazil
4School of Physical Education, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brazil
5Departmentof Physiotherapy, Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA), Brazil.
Correspondent Author:
Ariane Bôlla Freire, PT, MSc
Programa de Pós-Graduação em Ciências da Reabilitação
Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre – UFCSPA 245 Sarmento Leite Street - Porto Alegre, RS, Brazil - Zip code: 90050-170 Phone: +55-55-991731191
Email: aribfreire@hotmail.com
29 ABSTRACT
Objective: To investigate the acute effect of mirror therapy (MT) on motor control, manual dexterity and spasticity of the paretic upper extremity (UE) of individuals with chronic hemiparesis after stroke, during reaching task.
Design: Randomized cross-over single-blinded trial.
Subjects: Thirty-three patients post chronic stroke completed the study.
Intervention: Patients who first participated in the MT intervention performed a single session of MT, whereas in the control intervention a single session composed of the same exercises was performed, but without the mirror. After a month washout, the patients switched groups.
Main measure: The primary outcome measure was motor control. The secondary outcome measure was manual dexterity and UE spasticity.
Results: Among the kinematic outcomes, only the movement cycle time (MCT) presented statistical significance in both groups after interventions (ES=0.53;
p<0.006). The manual dexterity (ES=0.03; p<0.016), spasticity of elbow flexors (ES=0.29; p<0.000), wrist flexors (ES=0.54; p<0.001) and horizontal shoulder adductor (ES=0.68; p<0.011) also improved after both interventions. Only the spasticity of wrist flexors demonstrated a difference between the interventions (p<0.046), suggesting that the magnitude of the spasticity reduction observed after MT was higher than that observed after the control intervention.
Conclusions: These results demonstrate an effective improvement in MCT, manual dexterity and spasticity of paretic UE after both interventions, however, comparisons between groups did not reveal significant differences except for spasticity of the wrist flexors. Thus, this study indicates that isolated MT was no more effective than training of both UE in post chronic stroke subjects.
Key words: Stroke, mirror therapy, upper extremity, kinematic analysis
30 INTRODUCTION
Stroke is a leading global cause of incapacity(1).Although complex motor, sensory and cognitive dysfunctions contribute in various proportions to the global disability, motor impairment is often the most striking deficit(1). Up to approximately 85% of stroke survivors experience paresis of the upper extremity (UE) after the stroke(2). Patients with hemiparesis generally demonstrate abnormal motor patterns in terms of muscle tone, coordination, disrupted joint recruitment and deficits in endpoint control, which is characterized by smaller movement amplitude, prolonged movement times and segmented movement trajectories, considerably reducing motor function of the affected limb(3).
An accurate and precise measurement of UE performance is essential for rehabilitation(4). Kinematic measures can better clarify the motor control strategies underlying the motor improvements of stroke patients(5), including movement trajectories (endpoint control), joint recruitment and inner joint coordination, variables frequently used to characterize the deficit, recovery and treatment effects of motor control strategies during reaching(6). Reaching has often been chosen as the represented task for kinematic measures in previous studies(7).
Developing and providing effective therapeutic techniques to the improvement of UE motor control and recovery is crucial(7). Mirror Therapy (MT) was first described by Ramachandran et al. (1995)(8) in patients with phantom pain after limb amputation. In 1999, it was introduced by Altschuler et al.(9)in the rehabilitation of hemiparetic stroke survivors, showing improvements in their range of motion, speed and dexterity of the paretic arm(10). MT uses visual feedback to induce recovery of motor functions in the UE. Movements of the non-paretic arm are reflected in a mirror and create a compelling illusion in which movements of the impaired arm, behind the mirror, appear to be made as efficiently as the unimpaired arm(11).
Most of the available reviews show that MT may improve UE function(12), However, whether it can do so alone or just in association with other therapeutic approaches is not clear, as most of the study paradigms associate MT with
31 another type of therapy(1). In this way, it is evident the lack of studies that verify the single effect of MT in motor control of the paretic UE of subjects after stroke.
Besides that, only one study using functional magnetic resonance imaging (fMRI) assessed the effect of a single session of MT(13), and demonstrated that the effective connectivity between the primary motor cortex and the somatosensory cortex in the lesioned hemisphere increases under a single- session of MT. The chronic effect of MT associated with other therapies is already well documented in the literature, however, there is no one study about the acute effect of MT on motor control strategies and clinics characteristics of the paretic UE of patients post-stroke.
Therefore, the purpose of this study was to investigate the acute effect of MT on the motor control, manual dexterity and spasticity of the paretic UE of participants with chronic hemiparesis after stroke, during a task of reaching. It is hypothesized that the MT offers better results than the control intervention without the use of the mirror, in the kinematic outcomes, manual dexterity and spasticity of the paretic UE of patients post-stroke.
METHODS
This study is a randomized crossover trial, single-blinded (evaluator), in which participants, after signature of the informed consent term, had the order of the acute interventions randomly assigned into two groups: Mirror therapy (MT) and control group (CG) (Figure 1). To the randomization of the interventions, it was used the tool available in http://www.random.org.
This research was conducted in the Motion Analysis and Neurorehabilitation Laboratory at Federal University of Health Sciences of Porto Alegre (UFCSPA), upon approval of the Ethics and Research Committee (CEP) (1.788.488).
Participants
The patients were recruited from the vascular ambulatory of Santa Clara Hospital (Santa Casa de Misericórdia) in Porto Alegre, RS, Brazil. After the initial contact by telephone (from August 2016 to February 2017), the
32 patients were invited to participate in the study, by appointment for an evaluation. The eligibility of the subjects were: 1) to have a diagnosis of unilateral, ischemic or hemorrhagic, stroke for at least 6 months and at most 4years; 2) age between 30 and 80 years; 3) cognitive ability to follow the instructions of the study (Mini-Mental score ≥ 18 for schooling and ≥ 13 for illiterate)(14);4) mild or moderate motor sensory impairment (Fugl-Meyer Assessment Scale - mild: 58-64 points, moderate: 39-57 points)(3); 5) spasticity
≤ 2 in the flexor elbow and wrist muscles, and horizontal shoulder adductor (Modified Ashworth Scale); 6) muscle strength ≥ 3 in the flexor muscles of the shoulder, elbow and wrist, and elbow and wrist extensors (Kendall assessement).
Patients with visual impairment; history of severe depression or severe psychiatric disorder; other neurological or musculoskeletal disorders in the UE; visuospatial heminegligence; or pain file ≥ 4 on the compromised UE (Visual Analog Pain Scale), were excluded from the study.
Sample Size
The sample consisted of individuals with a diagnosis of stroke, of both genders, and who participated in the study on a voluntary basis. For the sample size calculation, the smoothness of the movement during the kinematic analysis of a reach task was the main outcome. The calculations were performed based on a previous study that used a similar methodology(15), through the tool:
http://stat.ubc.ca/~rollin/stats/ssize/n2a.
Considering the difference between the means of movement smoothness during the reach test, from pre (5.4 ± 2.3) and post (3.8 ± 2.0) treatment, adopting a bi-caudal normal distribution, standard deviation of ± 2.3, level of significance of 5% and power of the test of 80%, the number of individuals (n) calculated was 32 patients. Estimating sample loss of 10%, we used a n of 36 patients.
Intervention
33 Mirror Therapy
During the intervention, patients were placed seated next to a table with a mirror (50cm x 50cm) placed vertically. The healthy UE was positioned in front of the mirror and the paretic UE behind it, enabling the patient to observe the movements of the healthy limb through the mirror, interpreting that image as the affected limb (Figure 2).
The MT protocol was composed of active bimanual exercises of range of motion and functional exercises(1,16,17). Three sets of 15 repetitions were performed for each exercise with a 20 seconds interval between each series, for 30 minutes. The exercises were: 1) Elbow flexion/extension; 2) Wrist flexion/extension in neutral position; 3) Fingers flexion/extension in neutral position; 4) Forearm pronation/supination; 5) Roll the ball with hands; 6) Squeezing the sponge; 7) Drag a towel in anteroposterior direction; 8) Opponence of fingers; 9) Climb the mirror with the fingers (similar to walking the spider). The therapist verbally encouraged the patient to move both UE, as much as possible.
Control Intervention
In the control intervention, patients performed the same bimanual activities proposed by the MT protocol, but without the reflector side of the mirror. The mirror was in the same position as the MT intervention. However, the subject had access to the non-reflective side of the mirror, directly visualizing the movement of his healthy arm.
Both interventions performed a single session of MT or control composed of 30 minutes of exercises(1,18). The therapist was properly trained to the procedures and performed all the interventions.
The participants who were first assigned to the MTintervention, after 4- weeks washout period(19), performed the same procedures, but in the control intervention. Likewise, patients who were first allocated to control intervention, after 4-weeks of washout, performed the same procedures, however in MT intervention.
34 Outcomes Measures
Primary outcome measures: Motor control of paretic UE
Kinematic analysis of the patient UE was performed during the functional reaching test, through the Rab Protocol, through BTS SMART-Clinic Software, Milan – Italy, using motion analysis system BTS SMART DX Motion Capture System 400, that consists of six infrared cameras with a sampling frequency of 100Hz. The BTS® program performed the reconstruction and processing of the position of the markers in the three-dimensional volume. This protocol allows the UE kinematics study while performing functional tasks(20).
The test - Rab Pointing - consists of moving both UE alternately, with the aim of touching the index finger in a target positioned in front of the patient, along the central sagittal plane, at the level of the shoulders. To standardize the task, the distance from the target, starting from the acromion, was fixed at 80%
of the length of the UE. The participants remained seated in an adjustable height chair, aiming at the standardization of the positioning of the ankles, knees, and hips at angles of 90º(21). The trunk was supported on the chair back, the UE was resting on the table, with an elbow flexion of 90° and forearms pronated(4).
Each subject performed five replicates tested at each UE to become familiar with the task, and then, there were three collections of three replicates each(4, 7). A static collection lasting 5 seconds was performed, where the patient remained in the resting position, with arms resting on the table. Before the test start, the target marker was removed, and then, after hearing a beep, the patient started the Pointing task. The orientation of the task consisted in moving, alternately, one UE at a time to touch the target that was placed in front of the subject previously.
This test requires the placement of 16 body markers: nasofrontal region, bilateral zygomatic processes, suprasternal region, right and left acromion, right and left olecranon, styloid processes of radius and ulna, third metacarpal head, and fingernail nail. In addition, one marker was positioned on the target and 3 additional markers were placed on the plane where the target was located(20) (Figure 3).
35 Reaching and touching a target on the table requires refined motor control through highly coordinated joint movements of the UE joints(22). The kinematic outcomes analyzed in this study to describe the motor control strategies of the paretic UE of patients during the task included: (a) Movement Cycle Time (MCT), representing the time to perform the cycle of movement in seconds, which includes the going and return phase of the arm to the table; (b) Index of Curvature (IC), representative of the movement straightness during the going phase, an IC equal to 1 indicates a perfectly rectilinear motion; (c) Average Jerk (AJ), measure of the movement smoothness, this index decreases with increased smoothness; (d) Mean Movement Velocity (MMV),fingernail marker mean velocity during the going phase, an increased MMV indicates an improves task performance; (e) Adjusting Sway (AS), measure of the adjustments made to reach the target, decreases as the movement precision increases; (f) Range of motion of shoulder (flexion/extension, abduction/adduction) and elbow (flexion/extension).
Secondary outcome measures: Manual dexterity and Spasticity
Box and Block Test (BBT) was used to assess the gross manual dexterity (Figure 4), likewise several previous studies(23-26). The test consists in moving, one by one, the largest possible number of blocks from one box compartment to the other, first with the uncommitted UE and then with the paretic UE. The recorded score is equivalent to the number of blocks moved from one side of the box to the other in 60 seconds(27). The BBT has a reliability considered as excellent (intraclass correlation coefficient 0.89 to 0.97)(28).
The Modified Ashworth Scale (MAS) was used to assess spasticity, evaluating the resistance to passive movement(29). The patients stayed in a sitting position to the assessment of the muscle tone of the elbow flexors, wrist flexors and horizontal shoulder adductor of the paretic UE, with three mobilizations for each muscle group. Higher scores correspond to spasticity or increase in tone, while lower scores indicate normal muscle tone. This scale has good inter- and intra-rater reliability(30).
