Avaliação do controle postural e ativação muscular de extremidade inferior em indivíduos com instabilidade crônica do tornozelo

Summary

Indivíduos com instabilidade crônica do tornozelo (CAI) apresentam deficiência de controle postural e ativação muscular retardada das extremidades inferiores. A posturografia dinâmica computadorizada combinada com a eletromisografia superficial fornece insights sobre a coordenação dos sistemas visual, somatossensorial e vestibular com regulação de ativação muscular para manter a estabilidade postural em indivíduos com CAI.

Abstract

A postura dinâmica informatizada (CDP) é uma técnica objetiva para a avaliação da estabilidade postural em condições estáticas e dinâmicas e perturbação. O CDP é baseado no modelo de pêndulo invertido que traça a inter-relação entre o centro de pressão e o centro de gravidade. O CDP pode ser usado para analisar as proporções de visão, propriocepção e sensação vestibular para manter a estabilidade postural. Os seguintes caracteres definem instabilidade crônica do tornozelo (CAI): dor persistente no tornozelo, inchaço, sensação de "ceder" e incapacidade autorreendida. Estabilidade postural e nível de ativação muscular fibular em indivíduos com CAI diminuíram devido a lesões complexas do ligamento lateral do tornozelo. Poucos estudos têm utilizado o CDP para explorar a estabilidade postural dos indivíduos com CAI. Faltam estudos que investiguem a estabilidade postural e a ativação muscular relacionada usando CDP sincronizado com eletromografia superficial. Este protocolo CDP inclui um teste de organização sensorial (SOT), um teste de controle motor (MCT) e um teste de adaptação (ADT), bem como testes que medem a posição unilateral (EUA) e o limite de estabilidade (LOS). O sistema de eletromyografia superficial é sincronizado com CDP para coletar dados sobre a ativação muscular do membro inferior durante a medição. Este protocolo apresenta uma nova abordagem para avaliar a coordenação dos sistemas visual, somatosensorial e vestibular e ativação muscular relacionada para manter a estabilidade postural. Além disso, fornece novas percepções sobre o controle neuromuscular dos indivíduos com CAI ao lidar com ambientes complexos reais.

Introduction

A postura dinâmica informatizada (CDP) é uma técnica objetiva para a avaliação da estabilidade postural em condições estáticas e dinâmicas e perturbação. O CDP é baseado no modelo de pêndulo invertido que traça a inter-relação entre o centro de pressão (COP) e o centro de gravidade (COG). COG é a projeção vertical do centro de massa (COM), enquanto o COM é o ponto equivalente à massa corporal total no sistema de referência global. COP é a localização do vetor vertical da força de reação terrestre. Representa uma média ponderada de todas as pressões sobre a superfície da área de contato com o solo¹. A estabilidade postural é a capacidade de manter o COM dentro da base de suporte em um determinado ambiente sensorial. Reflete a capacidade de controle neuromuscular que coordena o sistema nervoso central com o sistema sensorial aferente (visão, propriocepção e sensação vestibular) e saída de comando motor².

Métodos de avaliação anteriores para controle postural, como o tempo para uma postura de perna única e a distância de alcance para testes de equilíbrio Y, são orientados para resultados e não podem ser utilizados para avaliar objetivamente a coordenação entre sistemas sensoriais e controle motor³. Além disso, alguns estudos utilizaram placa de oscilação computadorizada portátil, que quantificou o desempenho do equilíbrio dinâmico a partir das configurações laboratoriais^4,,5,6. O CDP difere dos métodos de teste acima mencionados, pois pode ser aplicado à análise da proporção de visão, propriocepção e sensação vestibular na manutenção da estabilidade postural e na avaliação da proporção da estratégia motora, como a estratégia dominante do tornozelo ou quadril. Foi visto como um padrão-ouro para a medição do controle postural⁷ devido à sua precisão, confiabilidade e validade⁸.

A instabilidade crônica do tornozelo (CAI) é caracterizada por dor persistente no tornozelo, inchaço e sensação de "dar lugar"; é uma das lesões esportivas mais comuns⁹. O CAI é originário principalmente de entorses laterais no tornozelo, que destroem a integridade e estabilidade do complexo do ligamento lateral do tornozelo. A propriocepção, a força muscular fibular e a trajetória normal do talo são prejudicadas^10,11. As deficiências do segmento de tornozelo fraco podem resultar em controle postural deficiente e ativação muscular em indivíduos com CAI¹². No entanto, poucos estudos têm investigado a estabilidade postural dos indivíduos com CAI utilizando o CDP^3,13. As medidas atuais raramente poderiam analisar a deficiência de controle de postura do CAI na perspectiva da análise sensorial. Portanto, a capacidade de organização sensorial e estratégia postural do CAI para manter a estabilidade postural precisa ser explorada.

A atividade muscular é um componente importante do controle neuromuscular que afeta a regulação da estabilidade postural^14,15. No entanto, o CDP só monitora a inter-relação entre COP e COG através de placas de força, e sua aplicação à observação do nível específico de ativação dos músculos dos membros inferiores em indivíduos com CAI é difícil. Atualmente, poucos estudos têm avaliado a estabilidade postural dos indivíduos com CAI através de um método que combina PCD com eletromografia (EMG).

Portanto, o protocolo desenvolvido visa explorar o controle postural e a atividade muscular relacionada, combinando CDP e sistema de eletromografia superficial (sEMG). Este protocolo fornece uma nova abordagem para investigar o controle neuromuscular, incluindo organização sensorial, controle postural e atividade muscular relacionada, para os participantes com CAI.

Protocol

Antes dos testes, os participantes assinaram um consentimento informado após receberem informações sobre o processo experimental. Este experimento foi aprovado pelo comitê de ética da Universidade de Esportes de Xangai.

1. Configuração do equipamento

1. Ligue o sistema CDP, complete a autocalibração e garanta que o instrumento funcione normalmente a 100 Hz de frequência amostral.
   NOTA: Cada uma das duas placas de força independente instaladas mede três forças (Fx, Fy e Fz) e três momentos (Mx, My e Mz). O eixo x está na direção esquerda-direita e é perpendicular ao plano sagital. O eixo y está na direção para frente-para trás e é perpendicular ao plano coronal. O eixo z é perpendicular ao plano horizontal. As origens estão localizadas nos centros das placas de força.
2. Sistema de gerenciador de saldo de duplo clique | Módulo Clínico, e, em seguida, clique em Novo Paciente e estabeleça o ID do paciente. Insira uma altura, peso e idade precisas. Selecione Teste de Organização Sensorial, Posição Unilateral, Limites de Estabilidade, Teste de Controle do Motor e Teste de Adaptação.
   NOTA: Tais dados demográficos também são utilizados para análise diagnóstica normativa compatível com a idade.
3. Ligue o sistema de eletromiografia de superfície (sEMG) e clique duas vezes no ícone EMG Motion Tools. Especifique o sinal de acionamento como Trigger In (Manual Stop),estabeleça o ID do participante e combine os músculos medidos com o eletrodo sem fio. Os músculos do membro inferior instável são vastus medialis (VM), vastus lateralis (VL), bíceps femoris (BF), tibialis anterior (TA), peroneal longus (PL), gastrocnemius medialis (GM) e gastrocnemius lateralis (GL).
   NOTA: A frase Trigger In (Manual Stop) indica que o CDP aciona o sistema sEMG para capturar dados EMG durante os testes, mas o sinalizador "end" requer clique manual para impedir a aquisição.
4. Conecte o sistema sEMG com o sistema CDP através da linha de sincronização. Ajuste a câmera do sistema sEMG para capturar a luz indicadora de sinal do sistema CDP.
   NOTA: O vídeo da luz indicadora é coletado sincronizadamente com o sistema CDP e o sEMG para cortar o ciclo correspondente do EMG de acordo com os testes de CDP. "Light on" indica que o teste está em andamento, e "luz desligada" indica que o teste é pausado/parado.

2. Seleção e preparação dos participantes

1. Utilizar os seguintes critérios de inclusão para os participantes do CAI: (1) 35 participantes do sexo masculino com atividade diária regular, excluindo atletas profissionais ou participantes sedentários; (2) 20-29 anos; (3) histórico de pelo menos uma entorse significativa no tornozelo, e a entorse inicial deve ter ocorrido pelo menos 12 meses antes da matrícula no estudo; (4) sentimentos de "doação" da articulação do tornozelo lesionada e/ou entorse recorrente e/ou "sensação de instabilidade;" e (5) um escore de questionário da Ferramenta de Instabilidade do Tornozelo de Cumberland de menos de 24 pontos¹⁶.
   1. Exclua os participantes com histórico de entorses bilaterais, fratura de membros inferiores, operação, doenças do sistema nervoso e vestibular, ou alergia à gravação. Além disso, recrutar 35 participantes do sexo masculino sem CAI, cujos dados demográficos coincidiram com o grupo CAI, como o grupo controle.
2. Para a preparação, fixar a peça de eletrodo na barriga dos músculos medidos. Instrua os participantes a usar um cinto de segurança e ficar descalço nas placas de força para enfrentar o ambiente visual.
   1. Ajuste o alinhamento dos pés nas placas de força. Alinhe o malleolus medialis com a linha horizontal e a borda lateral do pé com a linha de altura gerada pelo computador correspondente (linhas S, M e T). Desligue a tela embutida no surround visual(Figura 1).
      NOTA: Estas diretrizes são baseadas nas seguintes alturas. "S" significa "pequeno" e inclui alturas que variam de 76 cm a 140 cm. "M" significa "médio" e inclui alturas que variam de 141 cm a 165 cm. "T" significa "alto" e inclui alturas que variam de 166 cm a 203 cm. A tela pode produzir efeitos de aprendizagem, porque pode fornecer feedback visual em tempo real. Assim, a tela deve permanecer fechada durante o teste, exceto durante o teste de estabilidade (LOS)¹⁷.

Figura 1: Preparação do participante para medição. Os participantes ficam descalços para enfrentar o ambiente visual, usar cinto de segurança, alinhar corretamente os pés com as placas de força e fixar os eletrodos EMG sem fio em suas pernas. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

3. Procedimentos de medição

1. Medição do CDP
   1. Teste de organização sensorial
      1. Instrua os participantes a ficarem de pé e manterem sua COG o mais estável possível para lidar com a interferência da visão, somatossensorial e sensação vestibular (singly ou combinado) (Tabela 1). Complete as medidas das condições 1-6. Cada teste dura 20 anos. Repita o procedimento três vezes para cada condição.
   2. Posição unilateral
      1. Instrua os participantes a colocarem as mãos na coluna ilícada superior anterior com os olhos abertos/fechados. Considere o lado instável do tornozelo como a perna de apoio. Estique totalmente a articulação do joelho e dobre o joelho da perna sem suporte em aproximadamente 30°. Permita que os participantes permaneçam de pé por 10 s. Repita o procedimento três vezes para cada condição visual.
   3. Limite de estabilidade
      1. Instrua os participantes a manter seu COG na área central. Ao ouvir o anel, incline seu corpo e mude seu COG rapidamente para o quadro alvo na tela. Instrua os participantes a permanecerem estáveis por 10 s. Complete o deslocamento direcional de seu COG (para frente, para frente, para a frente, para a direita, para trás, para trás, para trás, para trás, para a esquerda e para a esquerda).
         NOTA: No processo de mudança de COG, o corpo é mantido em linha reta, o calcanhar ou os dedos dos dedos não estão longe das placas de força, e a articulação do quadril não é dobrada.
   4. Teste de controle do motor
      1. Instrua os participantes a responder efetivamente para restaurar a estabilidade do corpo e para lidar com o deslizamento inesperado das placas de força. Repita o procedimento três vezes para cada condição de deslizamento.
         NOTA: As placas de força são escorregadas com amplitude pequena/média/grande na direção anterior/posterior. De acordo com a altura do participante, a amplitude de deslizamento das placas de força é automaticamente ajustada. Os procedimentos padrão devem ser seguidos para alinhar a posição do pé nas placas de força. Há atraso aleatório entre os ensaios.
   5. Teste de adaptação
      1. Instrua os participantes a responder efetivamente para restaurar a estabilidade do corpo e lidar com cinco rotações inesperadas consecutivas a uma velocidade de 20°/s. Direcione os dedo para cima ou para baixo.

Condição	Olhos	Placas de força	Surround visual	Interferência	Resposta antecipada
1	Aberto	Corrigir	Corrigir		Somatosensorial
2	Perto	Corrigir	Corrigir	Visão	Somatosensorial
3	Aberto	Corrigir	Referência de influência	Visão	Somatosensorial
4	Aberto	Referência de influência	Corrigir	Somatosensorial	Visão, vestibular
5	Perto	Referência de influência	Corrigir	Somatosensorial, visão	Vestibular
6	Aberto	Referência de influência	Referência de influência	Somatosensorial, visão	Vestibular

Tabela 1: Interferência diferente e resposta antecipada correspondente no teste de organização sensorial. O termo "sway-referenced" significa que o movimento das placas de força e do surround visual segue a influência cog do participante.

2. processo de medição e dados do sEMG
   1. Depois de acionado pelo sistema CDP durante sot, EUA, LOS, MCT e ADT, inicie a aquisição automática de dados brutos de atividade muscular de membros inferiores. Pare manualmente a aquisição durante o sistema sEMG quando a luz estiver desligada. O tamanho da amostra é de 1000 Hz.
   2. Digite a janela de processamento do software sEMG. Importe o arquivo C3d dos dados brutos EMG e do arquivo mp4 do vídeo leve. Corte o ciclo de ensaio quando a luz estiver acesa.
   3. Nas operações de "pipeline de processamento", incluem as seguintes opções no pipeline de execução: filtro Butterworth com low-pass (450 Hz, 2. Ordem) e high-pass (20 Hz, 2. Ordem); filtro de entalhe a 50 Hz; e raiz média janela de alisamento quadrado de 100 ms.
      NOTA: Escolha o filtro Butterworth com low-pass (450 Hz, 2. Ordem) e high-pass (20 Hz, 2. Ordem) filtrar componentes indesejados de baixa e alta frequência. Coloque o filtro de entalhe em 50 Hz para remover a interferência de 50 Hz da energia principal. Use a janela de alisamento quadrado média de 100 ms para suavizar o sinal barulhento.
   4. Nas opções Gerar Eventos, inclua os seguintes eventos no pipeline de execução. "muscle on" é definido como "todos os canais ultrapassam desvios padrão de ruído de 5x da linha de base por pelo menos 50 ms". "muscle off" é definido como "todos os canais caem abaixo de 5x desvios padrão sobre a linha de base por pelo menos 50 ms ".
   5. Nas opções Gerar Parâmetros, inclua os seguintes parâmetros no pipeline de execução: eletromyografia integral (iEMG); quadrado médio raiz (RMS); média de frequência de energia (MPF); média frequência (MDF); e relação de co-ativação.
      NOTA: As seguintes são as fórmulas de cálculo referenciadas para os parâmetros acima (Equações 1-4):
      
      
      
      
   6. Normalize os valores de RMS dos ensaios SOT, US, LOS, MCT e ADT com os valores RMS de contração isométrica voluntária máxima (MVIC) para cada músculo (Equação 5).
      
      NOTA: MVIC indica a contração de força máxima de cada músculo para os participantes na postura padrão para 5 s (Arquivo Suplementar 1)¹⁸.

Representative Results

Resultados representativos do CDP
Teste de organização sensorial
O sistema avalia a capacidade do participante de manter o COG na área alvo pré-determinada, quando o ambiente muda conforme a entrada de sinal periférico. O escore de equilíbrio (ES) é a pontuação em condições 1-6 que reflete a capacidade de coordenar o sistema sensorial para manter a estabilidade postural (Equação 6). A pontuação composta (COMP) é a pontuação média ponderada de todas as condições. Grande ênfase é dada às condições desafiadoras de 4, 5 e 6. O escore composto é calculado independentemente pela média independente dos escores de equilíbrio para as condições SOT1 e SOT2, adicionando esses dois escores de equilíbrio a cada três ensaios de condição SOT 3 até SOT 6, e dividindo a soma pelo total realizado^{ensaios 19,,20}. Nos números, as barras verdes indicam que o participante pode coordenar melhor seus três sistemas sensoriais e responder de forma mais eficaz do que seu contraponto normativo compatível com a idade no conjunto de dados. As barras vermelhas indicam que a capacidade de organização sensorial do participante é pior do que a de seu contraponto normativo compatível com a idade no conjunto de dados(Figura 2A).

NOTA: O deslocamento teórico máximo de direção anterior-posterior da COG para um adulto saudável é de 12,5°. φ indica o ângulo de oscilação do COG. O intervalo de pontuação de equilíbrio é de 0 a 100. Uma pontuação de 0 indica a perda de equilíbrio. Pontuações próximas a 100 indicam que o participante tem uma boa função de equilíbrio.

Pontuação de Análise Sensorial: O sistema coordena a proporção de participação da visão, propriocepção e sensação vestibular em seis condições e deduz o grau de dependência da visão (VIS), propriocepção (SOM)e vestibule (VEST) no processo de manutenção da estabilidade postural (Equações 8-10). O aparecimento de uma barra vermelha indica que o participante não pode usar a sensação sensorial VIS/SOM/VEST para manter o equilíbrio. A preferência visual (PREF) indica a capacidade de ignorar informações visuais erradas em um ambiente de interferência visual conflitante (Equação 11). O aparecimento de uma barra vermelha indica que o participante conta com informações visuais para manter o equilíbrio mesmo com informações visuais incorretas(Figura 2B).

Pontuação de estratégia: O sistema exporta a pontuação estratégica (STR) de acordo com a inter-relação entre COG e COP durante o processo de manutenção da estabilidade. Um STR próximo de 100 indica o uso de uma alta proporção de estratégia de tornozelo. Uma pontuação str próxima a 0 indica o uso de uma alta proporção de estratégia de quadril. Marcas de condições 1-6 próximas ao lado direito do quadrante indicam o domínio da estratégia do tornozelo; aqueles próximos ao lado esquerdo indicam o domínio da estratégia do quadril(Figura 2C).

Alinhamento cog: Alterações de localização do COG na forma de coordenadas em cada condição(Figura 2D).

Figura 2: Resultado representativo para participantes com CAI durante o SOT. (A) Representação gráfica de equilíbrio e pontuações compostas. (B) Representação gráfica dos resultados da análise sensorial. (C) Representação gráfica dos resultados da análise de estratégia. (D) Representação gráfica dos resultados de alinhamento do COG. Nos resultados gráficos de SOT, EUA, LOS, MCT e ADT, as barras verdes sólidas representam os resultados na faixa normal. As barras vermelhas sólidas representam os resultados fora da faixa normal. As barras listradas representam o teste repetido. As áreas cinzentas representam o intervalo de dados anormais. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Postura Unilateral
A velocidade de oscilação do COG (°/s) durante a posição unilateral é exportada. O aparecimento de uma barra vermelha indica que a capacidade de manter a estabilidade de posição única é pior do que o normal. Diferença esquerda/direita (%) indica a comparação do balanço total entre as pernas esquerda e direita(Figura 3).

Figura 3: Oscilar velocidade de COG para os participantes com CAI durante os EUA com os olhos abertos/fechados (°/s).
Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

LOS
LOS é a melhor medição de movimento voluntário no sistema CDP. O teste los avalia o tempo de reação, a velocidade de movimento, a capacidade percebida para LOS e a capacidade de controle de movimento. As seguintes variáveis são exportadas:

Tempo de reação (RT) (s): O tempo entre o envio do sinal de movimento e o início do movimento do corpo. O aparecimento de uma barra vermelha indica tempo de reação atrasado(Figura 4A).

Velocidade de movimento (MVL) (°/s): A velocidade média entre 5% e 95% do ponto inicial para o alvo. O aparecimento de uma barra vermelha indica que a velocidade média da gravidade é mais lenta do que o normal(Figura 4B).

Excursões de ponto final (EPE) (%): A distância de movimento COG do ponto inicial até o ponto final. O aparecimento de uma barra vermelha indica que a distância de movimento do COG não atinge a faixa normal(Figura 4C).

Excursões máximas (MXE) (%): A distância máxima do movimento COG. O aparecimento de uma barra vermelha indica que a excursão máxima do COG não atinge a faixa normal(Figura 4C).

Controle Direcional (DCL) (%): A quantidade de movimento em direção à direção pretendida menos a quantidade de movimento fora do eixo(Figura 4D).

Figura 4: Resultado representativo para participantes com CAI durante los. (A) Representação gráfica do resultado do tempo de reação(s). (B) Representação gráfica dos resultados da velocidade de movimento (°/s). (C) Representação gráfica do ponto final e dos resultados máximos da excursão (%). (D) Representação gráfica dos resultados do controle direcional (%). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Teste de controle motor: Use este teste para avaliar a capacidade do participante de produzir uma resposta motora eficaz e restaurar a estabilidade do COG para lidar com o deslocamento repentino anterior-posterior das placas de força.

Simetria de peso: Isto refere-se à distribuição de peso de ambas as pernas. O aparecimento de uma barra vermelha indica o peso assimétrico das pernas esquerda e direita(Figura 5A). As barras mostram a confirmação gerada pelo computador. Se esse valor é baixo (≤2), então a latência é anormal. Se esse valor for 0, então a resposta está faltando e precisa de um novo teste.

Latência (ms): O tempo de resposta do movimento das placas de força de pressão ao movimento da COP. (1) O aparecimento de uma barra vermelha no lado unilateral durante o deslocamento para frente/para trás pode ser devido a lesão ortopédica unilateral. (2) O aparecimento de uma barra vermelha nos lados bilaterais durante o deslocamento para frente/para trás pode indicar a ocorrência de danos no ramo eferente da longa via de circulação. (3) O aparecimento de uma barra vermelha nos lados bilaterais durante o deslocamento para frente e para trás pode ser devido à neuropatia periférica, doenças da coluna vertebral, esclerose múltipla e patologia cerebral/cortical(Figura 5B).

Dimensionamento de amplitude: Esta é a força exercida na placa de força pela perna em resposta à perturbação. O aumento do dimensionamento de amplitude (AS) deve ser bipedralmente simétrico e deve estar relacionado com as amplitudes de deslizamento da placa de força(Figura 5C).

Figura 5: Resultados representativos dos participantes com CAI durante o teste de controle motor. (A) Representação gráfica dos resultados da simetria de peso. (B) Representação gráfica dos resultados de latência (ms). (C) Representação gráfica dos resultados de AS. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Teste de adaptação
O escore de energia de oscilação (SES) é determinado com base na velocidade e aceleração da COP durante os primeiros 2 s de perturbação e é exportado(Figura 6). Uma barra vermelha que atinge 200 pontos indica a perda de equilíbrio (queda). (1) Se as barras vermelhas não atingirem 200 pontos na área cinza menos de duas vezes em cinco ensaios, e outras barras permanecerem verdes, então a variação é normal, e o risco de queda está ausente. (2) Barras vermelhas que atingem 200 pontos cada vez em cinco ensaios podem ser devido às seguintes razões. O COG é para trás excessivamente quando as placas de força giram na direção dos dedo dos dedo do tempo e vice-versa. A amplitude de movimento do tornozelo é limitada. As articulações do tornozelo ou membros inferiores são fracos. O sistema nervoso central é disfuncional. (3) As barras vermelhas atingem 200 pontos duas vezes em cinco ensaios, enquanto outras barras permanecem verdes devido à influência do medo ou ansiedade. (4) O aparecimento de uma barra vermelha na área cinza cinco vezes pode ser devido a articulações fracas do tornozelo, membros inferiores, medo ou ansiedade.

Figura 6: SES dos participantes com CAI durante o ADT. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

resultados do sEMG
Tomando vasto medialis, por exemplo, os dados brutos e processados do sEMG são mostrados durante SOT, US, MCT e ADT(Figura 7 e Figura 8). O intervalo indicado pela linha vermelha e pontas é o intervalo em que a luz indicadora do sistema CDP está acesa e é o estágio de teste.

Figura 7: Dados brutos de sEMG para vastus medialis durante SOT, EUA, MCT e ADT.
Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 8: Dados processados de sEMG para vastus medialis durante SOT, EUA, MCT e ADT.
Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Os parâmetros sEMG que correspondem aos estágios de teste de SOT, EUA, LOS, MCT e ADT são os seguintes. O iEMG reflete a energia muscular acumulada por unidade. O RMS reflete a potência média do sinal EMG. MPF significa o valor médio de cada potência na distribuição do espectro de energia. O MDF divide o espectro de energia em duas partes com áreas iguais. A razão de coativação reflete a coordenação entre os músculos agonizais e antagônicos da fase de ativação em testes.

Arquivo Complementar 1: Introdução para sistema de pósurografia dinâmica informatizada. Clique aqui para baixar este arquivo.

Tabela suplementar 1: Técnica de aplicação nos sites musculares dos eletrodos sEMG Clique aqui para baixar esta tabela.

Tabela suplementar 2: Postura padrão para método de normalização emg para músculos medidos. Clique aqui para baixar esta tabela.

Discussion

O protocolo apresentado é utilizado para medir o controle postural dinâmico e a atividade muscular relacionada em indivíduos com CAI, sincronizando o CDP com o SEMG. O CDP traça a trajetória da COP e da COG e fornece uma visão sobre a interação entre a entrada de informações sensoriais (visual, somatosensorial e vestibular) e o ambiente externo^8,,21,,22. É uma ferramenta eficaz para o diagnóstico da limitação da atividade funcional causada por distúrbios sensoriais ou do sistema motor. A atividade muscular é coletada sincronizadamente durante as tarefas do CDP para investigar a coordenação dos membros inferiores. Este protocolo compensa as limitações de estudos anteriores em determinadas circunstâncias. Permite a investigação abrangente do controle neuromuscular do CAI através da combinação de CDP e atividade muscular relacionada.

As etapas a seguir do protocolo são fundamentais na investigação da estabilidade postural e estão associadas à medição precisa dos sinais. Os resultados do pré-experimento revelaram que a conclusão de todo o teste sem descanso leva 25 minutos. Durante esse processo, os participantes concentram sua atenção no ajuste das estratégias motoras e na manutenção do equilíbrio. A fadiga altera a estratégia de regulação do movimento do sistema nervoso central e interrompe propriocepção, resposta muscular e controle postural dinâmico^23,24. Portanto, um tempo de descanso de pelo menos 5 min deve ser definido após cada teste para evitar o carregamento cognitivo e a fadiga corporal²⁵. As características antropométricas devem ser controladas com precisão para limitar a variabilidade para a avaliação precisa do equilíbrio postural^26,27,28. Da mesma forma, neste protocolo, o alinhamento de idade, altura, peso e posição do pé deve ser controlado com precisão, pois determinam a localização da COP e afetam a análise da distribuição de peso e força². O cinto de segurança não deve ser muito solto ou muito apertado para proteger a segurança do participante sem afetar o movimento normal. Após completar o alinhamento do pé, a posição do pé não deve se mover até a conclusão dos testes. O participante não deve ser autorizado a agarrar o cinto de segurança ou apoiar-se no surround visual para buscar suporte externo para evitar afetar a precisão do resultado. Sequenciar aleatoriamente os ensaios em MCT com diferentes magnitudes ajuda a evitar que os participantes prevejam as condições de perturbação.

As seguintes limitações devem ser consideradas ao implementar a medição. Em primeiro lugar, apenas os participantes do sexo masculino são incluídos para evitar a interferência das diferenças de gênero na interpretação dos resultados. Pesquisas futuras precisam explorar o controle de postura e a ativação muscular em participantes femininas com CAI. Em segundo lugar, a maioria das lesões cai são invertidas ou combinadas com flexão plantar no plano frontal, enquanto as perturbações mct e ADT envolvem deslizamento anterior-posterior no plano horizontal e rotação de flexão-dorsiflexão no plano sagital das placas de força. Portanto, os modelos futuros de interferência devem considerar o mecanismo de dano.

Os métodos existentes são divididos em várias categorias e utilizados para avaliar a estabilidade postural, conforme^{segue 29}. Escalas clínicas, como a Escala de Equilíbrio de Berg, são fáceis de implementar na avaliação funcional clínica. No entanto, os resultados são subjetivos, e o segmento fraco é difícil de encontrar. A medição orientada aos resultados do controle dinâmico voluntário, como a distância de alcance do teste de equilíbrio Y, poderia identificar deficiência de controle de postura, mas ignora a qualidade da ação durante o processo^30,31. Mudar um certo ambiente sensorial, como ficar de pé com os olhos fechados para privação de visão, ficar com uma perna para reduzir a base de suporte, ou ficar em pé na superfície instável (uma placa de espuma ou oscilação), interferir com o sistema somatosensorial é uma maneira de baixo custo e portátil para diferenciar a deficiência do sistema sensorial específico para alcançar o controle dinâmico de equilíbrio^4,,5. O CDP poderia analisar a proporção de dependência dos três sistemas sensoriais e poderia investigar estratégias posturais rastreando COP e COG. O SOT é particularmente aplicado para avaliar a qualidade da saída do sistema motor (controle dinâmico cog) controlando a entrada de sinal do ambiente periférico (peso sensorial) em um loop motor sensorial completo. OS EUA e los podem avaliar a capacidade autônoma de controle motor voluntário no nível cortical. MCT e ADT podem avaliar a resposta automática de postura nos níveis de tronco cerebral e cortical através de estimulação externa. A propriocepção deficiente, a força muscular fibular e a integridade dos ligamentos dos indivíduos com CAI podem participar da entrada sensorial e da saída do motor e podem ser detectados na articulação fraca através de medições do sistema CDP. No entanto, o escopo da aplicação pode ser limitado pela configuração e complexidade do laboratório.

Este protocolo exploratório mede a atividade muscular dos membros inferiores durante as tarefas do CDP e fornece uma visão da coordenação muscular de um membro inferior instável. Existem diferenças significativas entre o CAI e grupos saudáveis devido à estabilidade deficiente dos ligamentos laterais do tornozelo dos participantes com CAI. Em comparação com os participantes do grupo saudável, aqueles do grupo CAI podem apresentar uma estratégia de quadril antecipada e uso inadequado da visão em SOT, maior velocidade de COG nos EUA, maior latência e maior amplitude no MCT, e maior energia de oscilação no ADT. Além disso, a atividade muscular para músculos peroneal pode diminuir durante as tarefas de CDP. No entanto, não é possível fazer uma conclusão segura sobre o conteúdo deste protocolo com base nos achados do presente estudo devido à futura aplicação dos participantes do CAI.

Este protocolo é baseado em valores precisos e uma via motora sensorial completa, que poderia fornecer evidências para a comunidade científica. Quando aplicado na clínica, este protocolo fornece estratégia postural no treinamento e reabilitação muscular específica para o tratamento de pacientes com CAI. Os pesquisadores podem usar esse protocolo para investigar a estabilidade postural e a atividade muscular relacionada em outras situações, da seguinte forma: a avaliação do controle neuromuscular de distúrbios neurológicos, como doença de Parkinson e esclerose múltipla; a avaliação postural de estabilidade dos auxílios de suporte, como saltos altos e próteses de membros inferiores; e a avaliação do risco de queda e ativação muscular de grupos especiais, como idosos, pessoas com pés chatos e crianças com paralisia cerebral.

O sistema CDP fornece um modo de treinamento que pode ser usado para realizar treinamento de equilíbrio, que inclui treinamento de sequência, suporte de peso e laboratório personalizado para pacientes durante o CDP. Os pesquisadores podem usar o modo de pesquisa do sistema para personalizar o modo motor e a duração das placas de força e o surround visual através da função de onda seno. Pesquisas futuras sobre controle neuromuscular podem usar uma combinação de outros instrumentos, como sistemas de captura de movimento e pressão plantar.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
NeuroCom Balance Manager SMART EquiTest	Natus Medical Incorporated, USA		Its major components include: NeuroCom Balance Manager Software Suite, dynamic dual force plate (rotate & translate), moveable visual surround with 15” LCD display (it could provide a real time display of the subject’s center of gravity shown as a cursor during the task) and illumination, overhead support bar with patient harness, computer and other parts.
wireless Myon 320 sEMG system	Myon AG		The system consists of 16 parallel channels of transmitter signals, receiver, "EMG motion Tools" and "ProEMG" software,computer and other parts.