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Previous issue date: 2005-02-28 === Universidade Federal de Sao Carlos === The purpose of this study was to evaluate the electric activity (EMG) in the temporal
and amplitude aspects of the vastus medialis obliquus (VMO), vastus lateralis longus
(VLL) and vastus lateralis obliquus (VLO) muscles during forward step tasks: stepdown
(SFD) and step-up (SFS), and backward step tasks: step-down (SPD) and step-up
(SPS). Twenty seven females were evaluated and separated in two groups: fifteen
normal subjects Control Group (21.13 ± 2.17 years) and twelve subjects with
Patellofemoral Pain Syndrome PPS (21.08 ± 2.31 years). The height of the step was
regulated for two angles 45º and 75º - of knee s flexion joint. A metronome was used to
help the volunteers about the time to performance the tasks, a eletrogoniometer was
used in the control of the knee angle and a pressure sensor was used to determinate the
start and the end of the electromyography register. The electric activity was recorded by
surface (Ag/AgCl) electrodes, an EMG apparatus with 8 channels (EMG System Brazil)
and a software of acquisition data AqDados 7.02. The EMG data was processed by the
software Matlab 6.1 that calculated both the onset timing of the muscles and the
integrated of the EMG signal. The EMG was normalized by the mean of the three
muscle contractions and was calculated de ratio VMO/VLL and VMO/VLO for
comparisons between groups and exercises. The relative onset timing was determinate
by the difference VMO-VLO and VMO-VLL. The t-tests showed that in the step up
exercise (75º of the knee flexion), there are differences when compared the groups,
either in frontal step VMO/VLL (p= 0.000) and VMO/VLO (p = 0.000), than posterior
step VMO/VLL (p = 0.000) and VMO/VLO (p = 0.000). In the control group there is a
prevalence of an early contractions of de VMO muscle, however in the PPS group, the
VMO onset occurred at the same time or after the VLO and VLL muscles in the mayor
of the cases. The Anova three-way and Duncan post hoc showed that in step at 45º, the
ratio VMO/VLO (p = 0,000) and VMO/VLL (p = 0,016) was greater then step at 75º in
both groups. When compared the steps in 45º and 75º into the groups, were found
differences either in the VMO:VLO ratio (p = 0,000) than VMO:VLL ratio (0,016) with
greater values in the step at 45º. The comparison between the exercises performed in the
same step height showed that both VMO:VLO and VMO:VLL ratios always was
greater in the SFS than SFD (p = 0,01), SPS (p = 0,04) and SPD (p = 0,000). There is no
difference between SFD and SPS (p = 0,570) or SPD (p = 0,090). In the Control group
the SPS was smaller then SPD, on the other hand, in the SDFP group the SPS was
greater than SPD (p = 0,30). Our results suggest that there is a difference in the motor
control between groups about muscle recruitment either in frontal than posterior step-up
at 75º. In the amplitude aspect, the step at 45º seem to recruit selectively the VMO
muscle in comparison with VLL and VLO, thus, this step height should be used
preferentially in the SDFP treatment programs. Regarding of the mode of execution, the
frontal step (SFS) seems to be the most indicated when the objective is the selective
activation of the VMO muscle mainly in the step at 45º. === A proposta deste estudo foi avaliar, nos aspectos temporal e de amplitude, a
atividade elétrica dos músculos vasto medial oblíquo (VMO), vasto lateral longo (VLL)
e vasto lateral oblíquo (VLO) nos exercícios de step frontal: subida (SFS) e descida
(SFD) e step posterior: subida (SPS) e descida (SPD). Foram avaliados 27 indivíduos do
sexo feminino divididos em dois grupos: 15 clinicamente normais Grupo Controle
(21,13 ± 2,17 anos) e 12 portadores da Síndrome da Dor Femoropatelar - SDFP (21,08
± 2,31). A altura do step foi regulada para dois ângulos - 45º e 75º - de flexão da
articulação do joelho. Um metrônomo auxiliou os voluntários quanto ao tempo de
execução do exercício, um eletrogoniômetro foi utilizado para controlar o ângulo de
flexão do joelho e um sensor de pressão foi utilizado para informar quanto ao início e o
final de cada exercício. A atividade elétrica foi captada por meio de eletrodos ativos
diferenciais simples de superfície, um eletromiógrafo de 8 canais (EMG System do
Brasil) e um programa de aquisição de dados (AqDados 7.02.06). O sinal elétrico
captado foi tratado por rotinas do software Matlab 6.1 que calcularam o tempo de início
da ativação elétrica para cada músculo (análise temporal) e a integral matemática da
área abaixo da envoltória do sinal retificado e filtrado (análise de amplitude). Os valores
da integral foram normalizados pela média das três contrações para cada músculo e
posteriormente calculada as relações VMO: VLO e VMO: VLL. O tempo relativo de
ativação foi determinado subtraindo-se o tempo de ativação do VLL e do VLO do
tempo de ativação do VMO (VMO - VLO e VMO-VLL). O teste t - Student (p ≤ 0,05)
revelou que, no exercício de subida no step a 75º, houve diferença significativa no
tempo relativo de ativação entre os grupos, tanto para o step frontal: VMO-VLO (p =
0,000) e VMO-VLL (p = 0,000), quanto para o step posterior: VMO-VLO (p = 0,000) e
VMO-VLL (p = 0,000). No grupo Controle prevaleceu uma ativação antecipada do
VMO em relação aos músculos VLL e VLO; já no grupo SDFP houve prevalência da
ativação simultânea e tardia do VMO em relação aos demais músculos. A ANOVA
thre-way e o teste de Duncan (p≤ 0,05) revelaram diferenças na relação VMO:VLO e
VMO:VLL quando comparados os grupos Controle e SDFP (p = 0,014). Os valores da
relação VMO:VLO e VMO:VLL foram significativamente maiores no step a 45º do que
a 75º (p = 0,000 e p = 0,016, respectivamente) nos dois grupos. A comparação entre os
exercícios realizados dentro de uma mesma angulação de step revelou que tanto a
relação VMO:VLO quanto VMO:VLL sempre foram maiores no SFS quando
comparado ao SFD (p = 0,010), ao SPS (p = 0,040) e ao SPD (p = 0,000). Não houve
diferença entre a SFD e a SPS (p=0,570) ou a SPD (p = 0,090). No grupo Controle o
SPS foi menor que a SPD (p = 0,030), enquanto que no grupo SDFP ocorreu o inverso
nas duas relações em ambos os steps. Nossos resultados sugerem haver diferenças no
controle motor entre os grupos quanto ao recrutamento muscular, tanto no step frontal
quanto no posterior no ângulo de 75º. Na análise da amplitude, o step a 45 º parece
recrutar mais seletivamente o músculo VMO em relação ao VLL e VLO do que no step
a 75º, podendo ser utilizado preferencialmente no tratamento de indivíduos portadores
de SDFP. Quanto à modalidade de step, o exercício de subida frontal (SFS) parece ser o
mais indicado quando o objetivo for a ativação seletiva do músculo VMO
principalmente no step a 45º.
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