Eletromiografia

É uma técnica que permite o estudo da atividade neuromuscular a partir do registro gráfico da atividade do músculo esquelético.

 

Como é avaliado o sinal EMG?

  Há dois tipos de coleta do sinal EMG:

1.    De profundidade

 

•  Com agulhas

•  Com fios

2.   De superfície

EMG de profundidade

  Agulhas

•  Método invasivo e caro

•   Dor severa para poder executar os movimentos

•  Avalia uma área restrita

   Fios de cobre

•  Método invasivo e mais barato

•  Dor severa

•  Permite avaliar músculos mais profundos

Avaliam uma parte do músculo e não o músculo como um todo.

EMG de superfície

  Método não invasivo e de menor custo

  Avalia a totalidade do músculo

•    Avalia a soma da atividade elétrica produzida pelas fibras musculares ativas

  Permite a realização de movimentos sem dor (+ natural)

  Maior reprodutibilidade do sinal em relação aos métodos invasivos, pois cada vez que a agulha é introduzida no músculo unidades motoras novas que terão um outro sinal.

   Limitação: não permite avaliar os músculos mais profundos.

Eletrodo de superfície

  Sensor que capta e transmite a atividade elétrica produzida pelo músculo e propagada à pele

A eletromiografia captura os potenciais de ação desenvolvidos nas unidades motoras( fibras musculares)dos músculos alvos.  Cada unidade motora vai sendo acionada em tempos diferentes. O sinal eletromiográfico é o somatório dos potenciais de ação das unidades motoras em determinado tempo.

Analogia

Existe a superfície de detecção dos eletrodos que são colocados no músculo capturam o ruído dos músculos e pode ser feita uma analogia com a captura dos ruídos de uma torcida no campo de futebol.  Uma outra analogia que é possível de ser feita é que se eu colocar o microfone mais para a esquerda ou mais para a direita do campo eu vou capturar diferentes intensidades de gritos das pessoas. A mesma coisa é possível de ser pensada quando se posiciona os eletrodos sobre o músculo, a posição dos eletrodos no músculo vai interferir nos ruídos que serão encontrados.

Transmissão do sinal EMG e sua captação na superfície na pele

Por que se tem energia elétrica capturada quando se contrai os músculos?

Pois há uma alteração nas condições de homeostase tanto do moto neurônio quanto da fibra  muscular e essas condições são alteradas em situações de contração muscular.

Na medida em que é feita uma contração muscular ocorre uma descarga elétrica que acaba sendo direcionada as fibras musculares pelos neurônios motores e acabam por alterar a estabilidade irônica e esta instabilidade criada faz com que o sinal elétrico se propague no sentido distas do neurônio e chegue aos músculos, provocando a contração muscular.

Os neurotransmissores, localizados na fenda sinóptica, são estruturas que conduzem o sinal elétrico para dentro da fibra muscular e que vão desenvolver o processo de contração muscular.

Potencial de ação

O potencial de ação será capturado pelos eletrodos fixados na superfície da pele.

EMG de superfície.  

Quando se tem toda a unidade motora recrutada é capturado basicamente p sinal das fibras musculares mais próximas dos eletrodos, as fibras que estão mais longe não vão conseguir passar o sinal eletromiográfico.

Amplificação do sinal EMG

Velocidade inicial de teste de exercício graduado foi colocada a 10km/h a uma inclinação de 0% e aumentou 2km/h a cada 2 minutos até 18 km/h. O sinal elétricos que é dado no músculo é de pequena magnitude. Por esse sinal ser de pequena magnitude, ele precisa ser amplificado para que seja  possível fazer a interpretação.

São amplificados diferenciais que subtraem o valor do sinal dos dois eletrodos. As amplificações são de 100 a 1000 para poder entender.  A diferença do potencial de ação capturado por um eletrodo em relação a outro, relativamente ao que se tem de sinal da superfície óssea (não existe sinal).  Então o que se tem quando se desenvolve um potencial de ação do que uma polarização e uma repolarização das unidades motoras que vai fazendo com que se tenha o potencial da membrana alterado.

Procedimentos para a coleta do EMG

 –Depilar a área do músculo onde serão colocados os eletrodos

–Remover a superfície morta da pele por abrasão (lixa) com algodão e álcool

–Observar um intervalo de pelo menos 5 minutos para o início da coleta de dados (alguns autores demonstram variação de até 30% da impedância da pele) 

Colocação dos eletrodos

Cuidar para colocar os eletrodos sempre no mesmo local, somente assim é possível comparar como foi a evolução do comportamento neuromuscular no sujeito.  

•Não devem ser localizados sob o ponto motor 

•Devem ser colocados em paralelo às fibras musculares

•Alguns autores propõem que devam ser colocados entre o ponto motor e o tendão

•Outros propõem que sejam colocados no ventre do músculo, sobretudo em contrações dinâmicas

Tipos de eletrodos

  Passivos (com amplificador externo do sinal)- a superfície de detecção colocada na pele captura os potenciais de ação e transmite através dos cabos para um amplificador externo a superfície de captura, este sinal será amplificado e direcionado a um software.

 

  Ativos (com amplificador do sinal no interior da estrutura)

Analise do sinal EMG

   No domínio do tempo (on/off muscular)

Quando o músculo foi ativado, quanto tempo ele levou para ser ativado.

  No domínio da amplitude

•  Relaciona ao nível de ativação muscular

•  Relação com a produção de forca muscular

  No domínio da frequência - mostra o quanto o músculo esta mais ou menos fadigado. Permite fazerem estimativa da quantidade de fibras tipo I ou fibras tipo II.

Hospital de clinicas de Porto Alegre

Experimentação animal

A partir de 2002 quando foi estruturado o prédio do hospital de clinicas foi criada a unidade de experimentação animal. O hospital possui um grupo de pesquisa e pós graduação ligado direto  a residência medica. 

Dentro do serviço de experimentação animal, há:

- unidade de analises moleculares e proteínas.
- unidade de patologia experimental;

São consideradas unidades compartilhadas.

Missão

Oferecer infra estrutura que possibilitei avanço técnico cientifico, através da realização de pesquisas clinico cirúrgicas em diferentes especialidades .observando sempre os princípios éticos e respeito aos animais, em respeito as normas internacionais.

Objetivos 

Incentivar a utilização de materiais e equipamento de uso compartilhado. 
Promover maior integração entre os pesquisadores e a unidade.
Reduzir os custos dos projetos.
Agilizar o processo de aquisição  de insumos para o projeto.
Incentivar o pesquisador a sabe quais as necessidades da unidade.

Esse novo perfil da unidade gerou mais:

autonomia  da unidade de experimentação animal, maior dinamismo, pela melhor inserção da unidade na estrutura do hospital.
Maior pró atividade.
Diversificação das áreas de pesquisa.

Localização 

Subsolo do Hospital de clinicas de Porto Alegre, com uma área de 900m2.

Alojamento 

Camundongo
Rato
Cobaios
Coelhos 
Gatos 
Cachorros
Suínos ovelhas 
Peixes

O Hospital de Clinicas de Porto Alegre da um incentivo aos pesquisadores para que a pesquisa seja feita no hospital que é o Fundo de incentivo a pesquisas e eventos - FIP. Que chega ao valor de R$ 12000,00.

Funcionamento 

De segunda a sexta das 07:15 as  19:00
Sábado 

Sempre utilizar:

Luvas
Pró pé
Toca 

Cada sala tem um Timer para controlar o ciclo de luz, que é muito importante para que o animal saiba o que é 12 horas de claro e 12 horas de escuro e ou no máximo 10 horas de claro  e 14 horas de escuro, pois todo ciclo biológico deles é regulado pela luz. Timer fica na porta de cada alojamento e ele faz esse ciclo automaticamente.

Classificação do animais quanto a qualidade sanitária.

Convencionais: são animais que não se sabe determinar o que ele tem de microrganismos.
SPF (livres de patógenos específicos): existe um lista de patógenos que é publicada internacionalmente que mostra quais os patógenos que esses animais não podem possuir.

Sala de bancadas

Serve para fazer fazer cirurgias e procedimentos, geralmente, em ratos e camundongos.

Ventiladores: permite que entube os animais e abra tórax etc.

Microscópios de parede: são lupas cirúrgicas, quando o procedimento requer maior precisão.

Biopac:  Medidor de pressão invasiva 

Encubadora: para recuperação da anestesia

Bloco cirúrgico

Para procedimentos maiores, com porcos, ovelhas e coelhos.



Sala de testes  comportamentais

Esteira

 A base é feita com uma esteira humana. Foram feitas oito baias de acrílico para se coloca até oito animais caminhando ou correndo ao mesmo tempo. 

Dados da unidade

984 animais mais seus filhotes

Aquisição dos animais

Comprados de  biotérios (nome masculino local onde são criados e mantidos animais de laboratório para serem utilizados em investigação e ensino, em condições ambientais, nutricionais e sanitárias controladas).

TERMORREGULAÇÃO

TERMORREGULAÇÃO

A temperatura corporal normal flutua em vários graus durante o dia em resposta á atividade física, às emoções e as variações na temperatura ambiente ( fig.   ) - com a temperatura oral sendo em média cerca de 0,56 C mais baixa que a temperatura retal. A temperatura corporal exibe também flutuações diurnas; as temperaturas mais baixas ocorrem durante o sono e as temperaturas ligeiramente mais altas persistem quando se esta acordado, até mesmo quando a pessoa fica relaxada na cama. 
    A termorregulação desempenha um papel tão importante no equilíbrio homeostático do corpo que o preço de alguma falha pode ser a morte. 

Equilíbrio térmico 

A Fig. 1 lista os fatores que contribuem para o ganho e perda de calor quando o corpo tenta manter a neutralidade térmica. Esse equilíbrio resulta de mecanismos de integração que:

Alteram a transferencia de calor para a periferia
Regulam o esfriamento evaporativo
Variam o ritmo corporal

    A temperatura central sobe rapidamente quando o ganho de calor ultrapassa a perda de calor durante o exercício vigoroso em  um ambiente quente. No frio, por outro lado, com freqüência a perda de calor ultrapassa a produção de calor, e a temperatura central cai. 


TERMORREGULAÇÃO no estresse induzido pelo calor

Os mecanismos termorreguladores do corpo protegem principalmente contra o superaquecimento. O controle do açúcar excessivo de calor corporal torna-se importante durante o exercício intenso em que, com freqüência, a taxa metabólica aumenta 20 a25 vezes em relação ao nível de repouso- produção de calor esta que poderia elevar a temperatura central em 1 grau C a cada 5 minutos. Aqui existe a competição entre os mecanismos que mantêm um grande fluxo sangüíneo muscular e aqueles que regulam a temperatura corporal. A figura seguinte ilustra os possíveis meios para permuta de calor em um ser humano que esta exercitando-se. A perda de calor corporal ocorre de quatro meios.

1. Radiação 
2. Condução 
3. Convicção 
4. Evaporação

Radiação

A radiação é a perda ou ganho de calor na forma de raios infravermelhos. O corpo humano simultaneamente emite e recebe calor na forma de radiação. Quando a temperatura do corpo é maior que a temperatura do ambiente, uma maior quantidade de calor é emitida do corpo para o ambiente do que do ambiente para o corpo. Uma pessoa em condições de repouso quando está em uma sala térmica, perde aproximadamente 60% de calor (da perda total de calor) por meio de radiação.

Condução 

A perda de calor por condução envolve a transferência direta de calor através de um liquido, um sólido ou um gás de uma molécula para a outra. A circulação corporal transporta a maior parte do calor corporal para a extremidades, porém uma pequena quantidade desloca-se continuamente por condução direta através dos tecidos profundos para a superfície mais fria. A perda de calor por condução envolve o aquecimento da moléculas de ar e das superfícies mais frias que entram em contato com a pele. 




Convecção

Transferência de calor convectiva ou transferência de calor por convecção, frequentemente referida como convecção, é a transferência de calor de um local para outro pelo movimento de fluidos. A presença de movimento de volumes do fluido aumenta a transferência de calor entre a superfície sólida e o fluido. Convecção é normalmente a forma dominante de transferência de calor em líquidos e gases. Embora muitas vezes discutida como um terceiro método de transferência de calor, transferência de calor convectiva realmente descreve os efeitos combinados de condução de calor e fluxo fluido.

Evaporação

    A evaporação constitui a principal defesa fisiológica contra o superaquecimento. A vaporização da água a partir das vias respiratórias e da superfície da pele transfere calor continuamente para o meio ambiente. Para cada litro de água vaporizada, 580 kcal de energia térmica são transferidas do corpo para o meio ambiente. 
    Em resposta ao estresse induzido pelo calor, dois a quatro milhões de glândulas sudoríparas do corpo secretam grandes quantidades de solução salina hipotônica. O resfriamento ocorre quando o suor alcança a pele e o liquido evapora-se. A seguir, a pele esfriada esfria o sangue desviado do interior para a superfície. Juntamente com a perda de calor através da transpiração, aproximadamente 350ml de água infiltram-se diariamente através da pele e evaporam-se para o meio ambiente.

Perda de calor por evaporação nas temperaturas ambientes elevadas

Uma temperatura ambiente elevada reduz a eficácia da perda de calor por condução, convecção e radiação. Quando a temperatura ambiente ultrapassa a temperatura corporal, esses três mecanismos de transferência de calor contribuem em verdade para o ganho de calor. Quando isso ocorre ( ou quando a condução, convecção e radiação não conseguem dissipar adequadamente uma grande carga de calor metabólico), a evaporação do suor e a evaporação da água  a  partir do trato respiratório proporcionam o único meio para dissipar o calor. Para alguém que fica relaxado em um ambiente quente e úmido, a demanda normal de 2 L de líquidos duplica  ou até triplica em virtude da perda de líquidos pela evaporação. 

Perda de calor na unidade elevada 

A evaporação do suor a partir de três fatores:

Superfície exposta ao meio ambiente
Temperatura e umidade relativa do ar ambiente 
Correntes aéreas por convecção ao redor do corpo

    A umidade relativa exerce incontestavelmente o maior impacto sobre a eficácia da perda de calor por evaporação.
    Com uma alta umidade, a pressão do vapor do ar ambiente aproxima-se daquela da pele úmida ( aproximadamente 40 mm hg) e a evaporação diminui substancialmente, apesar de grandes quantidades de suor formarem gotas sobre a pele acabarem caindo. Isso representa uma perda inútil de água que resulta em desidratação e superaquecimento. 
    Ao enxugar a pele continuamente cm uma toalha antes de ocorrer a evaporação do suor também se dificulta o esfriamento por evaporação. O suor em si nao esfria a pele; pelo contrario, o resfriamento de pele ocorre quando o suor evapora-se. Os indivíduos conseguem tolerar temperaturas ambientes relativamente altas quando a umidade é baixa. 

Termorregulação e estresse ambiental durante o exercício

Exercício no calor

Os ajustes cardiovasculares e o esfriamento evaporativo controlam a dissipação do calor metabólico durante o exercício, particularmente em um clima quente. No entanto, observa-se uma certa alternância, pois os líquidos perdidos na termorreguladores criam com freqüência um estado relativo de desidratação.  A transpiração excessiva acarreta uma perda excessiva de líquidos que reduz o volume plasmático. O resultado final extremo  envolve a falência circulatória à medida que a temperatura central sobe até níveis letais.

Ajustes Circulatórios

O corpo se depara com  duas demandas  cardiovasculares competitivas ao exercitar- se em um clima quente:

 O fornecimento de oxigênio aos músculos terá de aumentar para poder atender ao metabolismo energético.
O fluxo sanguíneo periférico para a pele terá de aumentar para transportar o calor metabólico produzido pelo exercício a fim de ser dissipado na superfície do corpo; esse sangue deixa de estar disponível para o fornecimento de oxigênio nos músculos ativos. 

O debito cardíaco se mantém inalterado durante o exercício submáximo em ambientes quentes e frios.  Entretanto, o volume sistolico de ejeção do coração diminui ao exercitar-se no calor. De fato, o volume sistolico de ejeção sofre uma redução proporcional ao deficit liquido criado durante o exercício, produzindo freqüências cardíacas mais altas para todos os níveis submáximos de exercícios. O debito cardíaco máximo e a capacidade aeróbia diminuem durante o exercício no calor, pois o aumento compensatório na freqüência cardíaca nao consegue compensar a queda no volume sistólico de ejeção do coração. 

Perda de água no calor
    
A desidratação induzida por umas poucas horas de exercício árduo no calor pode alcançar níveis que dificultam a dissipação do calor e que comprometem profundamente a função cardiovascular e a capacidade de se realizarem exercícios. 
 A figura.                  Mostra a perda média de água por hora em virtude da transpiração em varias temperaturas do ar durante o repouso e a atividade de leve a moderada para um adulto típico.

Consequências da desidratação

Qualquer grau de desidratação afeta a função fisiológica e a termorreguladores. Quando o  volume plasmático diminui a medida que a desidratação progride, o fluxo sanguíneo periférico e o ritmo de transpiração diminuem, tornando a termorregulação  mais difícil. Em comparação com uma hidratação normal, um volume plasmático reduzido acarreta um aumento da freqüência cardíaca,acelera a percepção do esforço e eleva a temperatura central, e causa fadiga prematura. Uma perda de liquido equivalente a 1% do peso( massa ) acarreta uma elevação significativa na temperatura central, em comparação com o mesmo exercício realizado com hidratação plena. Uma hidratação pré-exercício equivale a 5% do peso corporal induz a uma elevação significativa da temperatura retal e na freqüência cardíaca, ao mesmo tempo que reduz o ritmo de transpiração, o VO2max e a capacidade de se realizarem exercícios, em comparação com a condição normal hidratada. 
    O plasma sanguíneo supre a maior parte da água perdida em decorrência da sudoeste; assim sendo, a manutenção do debito cardíaco torna-se problemática à medida que a perda de suor progride. A perda de volume plasmático induz aumentos na resistência vascular sistêmica, a fim de que se mantenha a pressão arterial, e reduz o fluxo sanguíneo cutâneo. Um fluxo sanguíneo cutâneo reduzido elimina o principal meio para a dissipação do calor. A desidratação reduz a capacidade circulatória e de regulação da temperatura que seria necessária para atender as demandas metabólicas e térmicas do exercício. 
    Os fatores que alteram a desidratação devido a perda de suor incluem intensidade e duração do exercício, temperatura ambiente, carga solar, velocidade do vento, umidade relativa e vestimenta. O quadro abaixo mostra a necessidade hídrica teórica em diferentes temperaturas ambientes e unidades relativas com e sem carga solar.

 

Avaliação da força muscular

Avaliação da Força Muscular

Formas de manifestação da força muscular

 Excêntrica > Isométrica > Concêntrica

 

Contração Isométrica:

Produção de força é gerada, mas o ângulo articular não é alterado. 

              Contração concêntrica:

                             

                       Produção de força ocorre enquanto o músculo encurta .

    Contração Excêntrica:

           Produção de força ocorre enquanto é alongado.

Avaliação isocinética

Contração Isocinética é a contração muscular dinâmica na qual a velocidade de movimento é mantida constante.

Diferenças entre os tipos de avaliações

              Isocinético                          Isoinercial

                          Controle da velocidade                                    Sem controle da  velocidade                                

                         Ajuste da resistência                                         Resistência constante

 Dinamômetro Isocinético

É uma máquina que podemos considerar recente (década de 50) e ela tem um dispositivo eletromecânico capaz de manter a velocidade do movimento constante.

Biodex

•       Permite avaliar diferentes articulações

•       Formas de avaliação

–      Isocinética;

–      Isométrica;

•       Formas de contração

–      Concêntrica;

–      Excêntrica;

–      Isométrica;

          

Outras formas de fazer avaliação no Biodex.

Velocidade de Avaliação

•       Velocidade pré determinada (1-500°/s)

–      Sujeito empurra a célula de carga;

–      A máquina permite a aceleração até ser atingida a velocidade pré-definida;

–      Quando ela é alcançada, a máquina aplica resistência para tornar a velocidade constante.

•       1 radiano= 57,3°

•       O movimento não ocorre em toda a sua amplitude com velocidade constante, existe um momento de aceleração inicial e desaceleração final.

•       Quanto maior for a velocidade escolhida para realizar o movimento, menor será o período de velocidade constante, pois haverá mais tempo de aceleração para atingi-la.

•       Osternig (1986):

–      50º/s: 92% da amplitude com velocidade constante;

–      400º/s: 15% da amplitude com velocidade constante.

Para que um teste seja realmente isocinético as velocidades não devem ser muito elevadas.

Vantagens e Desvantagens  

•       Força máxima ao longo de todo o movimento;

•       Possibilidade de avaliação em diferentes velocidades e articulações;

•       Segurança da articulação (dores mínimas);

•       Ações isocinéticas não existem na realidade.

Medidas possíveis

•       Pico de Torque (PT);

•       Trabalho (W);

•       Taxa de produção de força (TPF);

•       Índice de Fadiga (IF);

•       Diferença bilateral;

•       Equilíbrio articular (relação PT).

Índice de Fadiga

•       Diferença percentual do torque entre as primeiras e as últimas (geralmente 5) repetições realizadas no teste.

•       Analisar a habilidade do indivíduo de realizar o mesmo movimento várias vezes com uma determinada velocidade;

•       Mostra a capacidade da pessoa manter a produção de força ao longo das repetições.

Diferença Bilateral

Diferença na produção de torque entre o lado dominante e não dominante.

                                                                                                           Dvir (1994)

Diferenças entre a produção de força lado dominante e não dominante  de 10% a 15% são consideradas normais.   

                                                                                                                 Ellenbecker  e Davies (2000)

EQUILÍBRIO ARTICULAR 

Relação ótima de força entre a musculatura agonista e antagonista. Os termos desequilíbrio e equilíbrio não se referem a valores iguais ou desiguais de torque, mas a relação entre torques dos músculos agonistas e antagonistas.

Razão Convencional

•       Utilizada em muitos estudos;

•       Limitações: pouco funcional;

•       Bom parâmetro para se avaliar o risco a lesão

•       Fácil avaliação;

•       Diversas articulações: joelho e ombro (maior incidência de lesões).

 PT antagonista CON

     PT agonista CON

Valor normativo ~ (0,7)

            Razão Funcional

•  Importante para o cálculo de razões

•       Mesma velocidade angular;

•       Mesma articulação;

•       Valores dentro dos normativos indicam que a articulação mostra-se segura e o risco de lesão de não-contato se apresenta baixo.

PT antagonista EXC

PT agonista CON

Valor normativo ~ 0,9-1,2

Cuidados com a avaliação

•       Esforço máximo prévio;

•       Posicionamento e fixação;

•       Correção da gravidade;

•       Instruções prévias;

•       Estímulo verbal e visual;

•       Familiarização;

Na aula pratica foi visto se existe uma diferença em fazer uma avaliação em diferentes ângulos articulares.

Foram feitos os testes de:

- extensão e flexão do joelho em 3 ângulos

- testes concêntricos em duas velocidades para ver se tem diferençá da velocidade e do tipo de contração. Isso vai nos dar os valores para o cálculo das razões funcional e convencional

- protocolo de fadiga