Criterios mecanicos para progressao de e - Fisioterapia (2024)

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v. 11 n. 1, 2007 Critérios mecânicos para progressão de exercícios do ombro 49ISSN 1413-3555Rev. bras. fisioter., São Carlos, v. 11, n. 1, p. 49-56, jan./fev. 2007©Revista Brasileira de FisioterapiaCRITÉRIOS MECÂNICOS PARA PROGRESSÃO DE EXERCÍCIOS DEROTAÇÃO INTERNA E EXTERNA DO OMBRO NO PLANO SAGITALTOLEDO JM, RIBEIRO DC E LOSS JFEscola de Educação Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS - BrasilCorrespondência para: Joelly Mahnic de Toledo, Av. Baltazar de Oliveira Garcia, 3221, apto 407 bloco 4, Bairro JardimLeopoldina, CEP 91180-001, Porto Alegre, RS – Brasil, e-mail: mahnic@terra.com.brRecebido: 06/03/2006 - Revisado: 30/06/2006 - Aceito: 07/11/2006RESUMOIntrodução: O conhecimento da capacidade de produção de torque e de força, do comportamento da distância perpendicularao longo do movimento e a influência destas sobre o comportamento do torque produzido é essencial para o entendimento domovimento humano e pode ser de grande utilidade para controlar a sobrecarga imposta à estrutura musculotendínea. Objetivo:Apresentar critérios mecânicos para a progressão de exercícios de rotação interna (RI) e externa (RE) do ombro no plano sagital.Método: Seis indivíduos foram avaliados através de um dinamômetro isocinético e de um eletrogoniômetro. A partir dos dadosobtidos na coleta, foram calculadas as médias de torque, força resultante e a distância perpendicular média ponderada (DPMP)nos softwares SAD32 e Matlab®. Resultados: Os ângulos em que ocorreram os picos de torque de RE e RI foram de -34° e 6º,com valores de 43 Nm e 69 Nm respectivamente, e os picos de força muscular de RE e RI ocorreram nos 35º e -14º, sendo queos valores nessas angulações foram de 10227 N e 8464 N, respectivamente. A DPMP dos RE apresentou um comportamentocrescente ao longo de toda amplitude de movimento (ADM), tendo seu pico no final da amplitude, ou seja, em -50º (0,91cm);e a DPMP dos RI apresentou-se praticamente constante, com seu maior valor aos 50º (0,96cm). Conclusões: Os critériosmecânicos para a progressão de exercícios de rotação interna e externa são: torque, força e distância perpendicular médiaponderada, porque, baseado em seus comportamentos, é possível promover diferentes sobrecargas sobre a estruturamusculotendínea.Palavras-chave: ombro, exercício, rotação, reabilitação.ABSTRACTMechanical criteria for progression in internal and external rotation exercises of the shoulder in thesagittal planeIntroduction: Knowledge of torque and force production capacity and moment arm patterns throughout the movement, and theirinfluence on the torque produced, are essential for understanding human movement and may be of great use for controlling theoverload imposed on the muscle-tendon structure. Objective: To present mechanical criteria for progression in internal rotation(IR) and external rotation (ER) exercises of the shoulder in the sagittal plane. Method: Six individuals were assessed using anisokinetic dynamometer and an electrogoniometer. From the data collected, the mean torque, mean resultant force and weightedmean moment arm were calculated using the SAD32 and Matlab® software. Results: The angles at which the peak ER and IRtorque occurred were -34° and 6º with values of 43 Nm and 69 Nm, respectively. The peaks for ER and IR muscle force were at35º and -14º, and the values at these angles were 10227 N and 8464 N, respectively. The weighted mean moment arm for ERpresented an increasing pattern over the whole range of motion (ROM) and the peak was at the end of the ROM, i.e. at -50º(0.91 cm). The weighted mean moment arm for IR was almost constant with its peak at 50º (0.96 cm). Conclusion: The mechanicalcriteria for progression in internal and external rotation exercises of the shoulder are torque, force and weighted mean momentarm because different overloads on the muscle-tendon structure can be caused according to their patterns over the ROM.Key words: shoulder, exercise, rotation, rehabilitation.50 Toledo JM, Ribeiro DC e Loss JF Rev. bras. fisioter.INTRODUÇÃOA reabilitação da articulação do ombro pode ser difícilnão só pela sua função complexa que envolve a integridadeanatômica e funcional, mas também devido a contribuiçõesfisiológicas e biomecânicas das estruturas como, por exemplo,a escápula1,2. De forma geral, programas de reabilitação doombro empregam, na maior parte dos casos, exercícios comcargas e intensidades progressivas de acordo com o tipo delesão e procedimento cirúrgico realizado1,2,3. Ainda que essascaracterísticas sejam determinantes na progressão dosexercícios, o conhecimento da mecânica articular do ombroé fundamental para a escolha adequada dos exercícios3.Os movimentos articulares são conseqüências da rotaçãode um segmento em relação a outro. Esse efeito rotacionalde uma força aplicada é denominado torque ou momento.O torque que um músculo gera sobre a articulação éinfluenciado pela variação da distância perpendicular ou dasua capacidade de produção de força4,5,6. Distância perpendicular é a menor distância entre a linhade ação muscular e o centro de rotação da articulação4,7,8,9.A magnitude da distância perpendicular representa a vantagemmecânica de um músculo em uma articulação, e a suamensuração pode auxiliar na compreensão da funçãomuscular5.A capacidade de produção de força do músculo duranteuma contração é uma das propriedades mecânicas maisdescritas em estudos, pois é ela que promove a forçanecessária para manter a postura e iniciar movimentos10. Acapacidade de produção de força depende de vários fatorescomo a relação comprimento x tensão, a relação força xvelocidade e o recrutamento de fibras (somação espacial etemporal). Porém, para contrações máximas e em velocidadeconstante, a capacidade de produção de força musculardepende do comprimento muscular e essa “dependência”refere-se diretamente à relação comprimento-tensão dosarcômero11. Essa relação pode ser explicada pela teoria dosfilamentos deslizantes12,13 e pela teoria das pontes cruzadas14,15.A teoria dos filamentos deslizantes assume que as mudançasno comprimento dos sarcômeros, fibras e músculos sãoproduzidas por meio do deslizamento dos miofilamentos deactina e miosina dentro do sarcômero a partir das pontescruzadas. Portanto, a máxima força gerada pelo músculoocorrerá em um comprimento do sarcômero em que asobreposição entre a actina e a miosina permitirá o maiornúmero de formação das pontes cruzadas12,13,14,15.O conhecimento da capacidade de produção de torque,de força e da distância perpendicular ao longo do movimentoe a influência dessas sobre o comportamento do torqueproduzido é essencial para o entendimento do movimentohumano e pode ser de grande utilidade para controlar asobrecarga imposta à estrutura musculotendínea, bem comopara um melhor planejamento da evolução dos exercíciosem um programa de reabilitação16,17,18.O objetivo deste trabalho é apresentar critérios mecânicospara a progressão de exercícios de rotação interna e externado ombro, quando realizados no plano sagital.MATERIAIS E MÉTODOSEste trabalho foi aprovado pelo Comitê de Ética doCentro Universitário Metodista IPA (registro nº 1211) e todosos participantes assinaram um Termo de Consentimento Livree Esclarecido.A amostra foi composta por seis indivíduos do sexomasculino, com idade entre 22 e 32 anos (média 25,1 ± 4,0),altura entre 167 e 192 cm (média 182,6 ± 9,8) e praticantesde atividade física regular (mínimo de duas vezes por semana).Todos os indivíduos da amostra participaram de todas asetapas do estudo. O ombro avaliado foi o direito (membrodominante) e nenhum indivíduo apresentava histórico de lesõesou disfunções no ombro avaliado.A coleta consistiu na mensuração do torque máximode RE e RI produzido a 60º/seg no plano sagital. Para isso,foi utilizadoum dinamômetro isocinético, marca Cybex, modeloNorm (Dataq Instruments, Inc. Ohio – EUA). Com o objetivode registrar com maior precisão a posição articular, foi utilizadoum eletrogoniômetro da marca Biometrics Ltd (Cwmfelinfach,Reino Unido), modelo XM 180, adaptado junto ao dinamômetroisocinético. O dinamômetro isocinético e o eletrogoniômetroestavam conectados a um microcomputador Pentium III 650MHz por meio de um conversor analógico-digital de 16 canais.Para tratamento dos dados, foram utilizados os softwaresSAD32 (Sistema de Aquisição de Dados, desenvolvido peloLaboratório de Medições Mecânicas da Universidade Federaldo Rio Grande do Sul) e MATLAB 7.0® (MathWorks Inc,Massachusetts – EUA).Os procedimentos de coleta respeitaram cinco fases:preparação, posicionamento, calibração, familiarização como teste e teste.Preparação: aquecimento e alongamentos do membrosuperior direito.Posicionamento dos indivíduos: decúbito dorsal como membro superior direito em posição de 90º de abdução ecom o cotovelo fletido a 90º.Calibração: foram determinados os valores de amplitudede movimento (ADM) de RE e RI, de acordo com a ADMmáxima em que o indivíduo era capaz de produzir o torquemáximo. O ângulo zero de rotação no eletrogoniômetro foiestabelecido como sendo aquele correspondente à posiçãoneutra de rotação.Familiarização: foram feitas três repetições de con-trações concêntricas submáximas para RE e RI.Teste: foram executadas cinco repetições de contraçõesconcêntricas máximas de RE e RI, na velocidade angular de60°/seg19.Os dados de torque gerado e ângulo foram filtrados comum filtro digital, Butterworth, passa baixa, ordem três, comv. 11 n. 1, 2007 Critérios mecânicos para progressão de exercícios do ombro 51freqüência de corte de 3 Hz para os dados de ângulo e 10Hz para os dados de torque. Após a filtragem dos sinais, foicalculada a média das cinco repetições. A convenção utilizadapara posição angular foram valores negativos para RE evalores positivos para RI8.Com o valor do torque de RE e RI, é possível estimara magnitude da força resultante exercida pelos rotadoresexternos e internos pela razão entre torque e distânciaperpendicular de aplicação de força. Como existem muitosmúsculos capazes de realizar RE ou RI, foi feita umasimplificação, para tornar possível a resolução da equação(1):T = dp x Fm (1)Em que: T = torque; Fm = força muscular; dp =distância perpendicular (entre a linha de ação da força musculare o centro de rotação do ombro)8.Para isso, foi calculada a média da distânciaperpendicular de todos os músculos rotadores internos erotadores externos. Essa média foi ponderada pela área desecção transversa fisiológica de cada músculo, resultandona distância perpendicular média ponderada (DPMP). Osmúsculos utilizados para o cálculo foram: supra-espinhal, infra--espinhal, redondo menor, deltóide posterior, deltóide médioe deltóide anterior para RE e peitoral maior, grande dorsal,redondo maior e deltóide anterior, médio e posterior para RI.Os valores de área de secção transversa fisiológica e a distânciaperpendicular dos músculos foram obtidos a partir daliteratura8.RESULTADOSO comportamento do torque de RE está apresentadona Figura 1. No início do movimento, há um aumento e,depois, a curva tende a manter-se constante no trechointermediário da ADM. Após a manutenção desse platô, ocorreum leve aumento, o qual representa o pico de torque. Ao finaldo movimento, a curva de torque apresenta uma fasedescendente. O pico de torque de RE ocorreu no ângulo de-34°, onde o ombro encontra-se rodado externamente, comum valor médio de 43Nm (100%).O comportamento da DPMP dos RE apresenta-secrescente em toda a ADM (Figura 2). O maior valor da DPMPdos RE ocorreu aos -50° de rotação, sendo essa distânciaperpendicular de 0,91cm.O comportamento da força muscular resultante de REpode ser dividido em duas fases (Figura 3). Uma faseascendente até atingir o pico de força e outra fase descendenteaté o final do movimento. Ao contrário do comportamentodo torque, o pico de força ocorreu quando o ombro estavarodado internamente, quando se encontrava alongado, antesde atingir a posição neutra e sem apresentar nenhum platôao longo de toda ADM. O pico de força de RE ocorreu noângulo de 35°, com um valor médio de 10227N (100%).Figura 1. Torque médio percentual de RE e erro-padrão.RE: rotação externa; RI: rotação interna.52 Toledo JM, Ribeiro DC e Loss JF Rev. bras. fisioter.Figura 2. Distância perpendicular média ponderada dos rotadores externos.RE: rotação externa; RI: rotação interna.Figura 3. Força resultante média percentual de RE e erro-padrão.RE: rotação externa; RI: rotação interna.v. 11 n. 1, 2007 Critérios mecânicos para progressão de exercícios do ombro 53RE: rotação externa; RI: rotação interna.Figura 4. Torque médio percentual de RI e erro-padrão.Figura 5. Distância perpendicular média ponderada dos rotadores internos.RE: rotação externa; RI: rotação interna.54 Toledo JM, Ribeiro DC e Loss JF Rev. bras. fisioter.O comportamento do torque de RI (Figura 4) é muitosimilar ao de RE (Figura 1). No início do movimento, essacurva também apresenta um aumento e depois tende a manter--se constante no trecho intermediário da ADM. Entretanto,diferentemente da RE, na manutenção desse platô, ocorreo pico de torque de RI, aproximadamente no ângulo de 6º,com um valor médio de 69Nm (100%), quando o ombroencontra-se rodado internamente. Ao final do movimento,essa curva de torque também apresenta uma fase descendente.O comportamento da DPMP dos RI apresenta-sepraticamente constante ao longo da ADM (Figura 5). No iníciodo movimento, há uma fase ascendente, a qual terminaaproximadamente no trecho intermediário da ADM, quandoos valores de DPMP apresentam-se praticamente constantese, então, há uma nova fase ascendente, culminando no picoda DPMP no final do movimento. O maior valor da DPMPdos RI ocorreu aos 50° de rotação, sendo essa distânciaperpendicular de 0,96cm.O comportamento da curva de força resultante de RI(Figura 6), é semelhante à curva de torque de RI (Figura 4),porém com magnitudes diferentes. No início do movimento,essa curva também apresenta um aumento e depois tendea manter-se constante no trecho intermediário da ADM. Noplatô, ocorre o pico de força de RI, aproximadamente noângulo de -14º com um valor médio de 8464N (100%),quando o ombro encontra-se rodado externamente. Ao finaldo movimento, essa curva também apresenta uma fasedescendente.DISCUSSÃONa RE, observa-se que a manutenção do platô de torque,que ocorre no meio da ADM, deve-se aos comportamentosantagônicos da DPMP e da força resultante de RE. Comoo pico de torque de RE ocorre quando o ombro está rodadoexternamente, pode-se inferir que a DPMP é mais importantepara a geração do torque nessa ADM e para a manutençãodo platô do que a relação comprimento x tensão, representadapela curva da força resultante. Nota-se, também, que os picosde torque e de força não acontecem nos mesmos ângulos,já que dependem da relação comprimento x tensão do músculoe sua respectiva distância perpendicular11.O comportamento da curva de força de RE é bastanteparecido com o da curva da relação comprimento X tensãodo sarcômero apresentado por Gordon et al.20. O pico de forçaocorre quando o ombro está rodado internamente, quandoos músculos estão levemente alongados. Nesse ângulo, pode--se especular que os sarcômeros encontram-se em umaposição “ótima” para a formação de pontes cruzadas. Comoos músculos encontram-se levemente alongados, há a contri-buição dos elementos elásticos dos músculos na produçãode força21,22,23. Depois desse ponto,a força diminui peloencurtamento do músculo e pela diminuição das possibilidadesde formação de novas pontes cruzadas11,23,24.Com relação a RI, podem-se analisar as curvas de torquee força resultante de forma simultânea pelos seus compor-tamentos similares. Esse fato se deve ao comportamento daFigura 6. Força resultante média percentual de RI e erro-padrão.RE: rotação externa; RI: rotação interna.v. 11 n. 1, 2007 Critérios mecânicos para progressão de exercícios do ombro 55DPMP, que permanece mais ou menos constante, com umataxa de variação crescente muito pequena. Esses achadossão similares aos de Rassier et al.11, que relatam que a relaçãotorque-ângulo de um músculo é determinada pela relaçãocomprimento x tensão e distância perpendicular. Quando adistância perpendicular permanece constante ao longo domovimento, o comportamento da curva de torque reflete acurva da força resultante. Pode-se inferir, dessa forma, quea relação comprimento x tensão é a maior responsável pelocomportamento do torque de RI.O objetivo da reabilitação é a recuperação da ADM e ofortalecimento muscular, em especial dos rotadores, que sãoimportantes na estabilização e proteção das estruturasarticulares às lesões. Os exercícios devem ter cargasprogressivas, devem respeitar a mecânica de funcionamentoda articulação, e um programa de reabilitação deve sereficiente para alcançar os objetivos e respeitar as particularidadesdo ombro25. No caso específico do ombro, em que omovimento de rotação é executado através da ação sinérgicade vários músculos, é importante a avaliação da distânciaperpendicular média ponderada e da capacidade de produçãode força resultante como critérios de progressão da intensidadee carga dos exercícios.A distância perpendicular representa a vantagem mecânicamuscular e pode ser usada para determinar quais músculossão estabilizadores e quais são motores primários em umadeterminada posição articular. Quando a distância perpen-dicular é igual ou próxima de zero, ao contrair, o músculogera apenas compressão e, conseqüentemente, tem a funçãode estabilizar a articulação. Ao contrário, quando a linha deação muscular se encontrar distante do centro de rotação,o mesmo pode ser considerado como motor primário domovimento4.Kuechle et al.8 referem que, para os movimentos derotação interna e externa (90º de abdução), os músculosrecrutados com maior sobrecarga são: subescapular e peitoralmaior na rotação interna e redondo menor e o infra-espinhalna rotação externa. Os demais músculos são menosimportantes. Utilizar movimentos, nos quais um músculoenfraquecido seja acessório (menor distância perpendicular),pode reduzir a sobrecarga imposta. Nos músculos motoresprimários, a carga pode ser controlada a partir das relaçõesentre torque de resistência, capacidade de produção de torquemuscular, distância perpendicular e comportamento da força.A aplicação de uma resistência em amplitudes com maiorvantagem mecânica e/ou vantagem da relação comprimentox tensão pode promover menor sobrecarga na estruturamusculotendínea. Por outro lado, se o pico de resistência foraplicado em amplitudes em que a distância perpendicular ea relação comprimento x tensão estiverem desfavorecidas,haverá maior sobrecarga.Nas lesões do redondo menor e infra-espinhal, pode--se variar a carga imposta, modificando o trecho angular emque ocorre o pico de torque de resistência. Na fase inicialde um programa de reabilitação, é recomendado o reforçomuscular, com pequenas cargas para otimização do processocicatricial16,17. Esse trabalho pode ser realizado com o picodo torque de resistência presente entre a posição neutra e afinal de RE à 90º de abdução do ombro, já que nesse trechoexiste uma vantagem mecânica (distância perpendicular maior)na produção de torque e menores níveis de produção de forçasão necessários. Conseqüentemente, um menor número deunidades motoras será ativado, gerando menor sobrecargasobre o músculo.Na fase intermediária da reabilitação, o pico do torquede resistência poderia ocorrer entre a posição neutra e amáxima de RI, já que, nesse trecho, a distância perpendicularé menor e a capacidade de produção de força é a principalresponsável pela produção de torque. Com o mesmo valorde torque de resistência citado no exemplo anterior, o redondomenor e o infra-espinhal sofrerão maior sobrecarga, uma vezque um maior número de unidades motoras deverá serrecrutado para compensar a diminuição da distânciaperpendicular, com a finalidade de gerar o mesmo torque.CONCLUSÃOOs critérios mecânicos para a progressão de exercíciosde rotação interna e externa são: torque, força e distânciaperpendicular média ponderada porque, baseado em seuscomportamentos, é possível promover diferentes sobrecargassobre a estrutura musculotendínea. Apesar de seremelaborações teóricas, esses critérios estão baseados emprincípios da cicatrização musculotendínea. Dessa forma,este trabalho representa um primeiro passo no sentido deestruturar critérios mecânicos para progressão das sobrecargasimpostas à estrutura musculotendínea.REFERÊNCIAS1. Kibler WB, McMullen J, Uhl T. Shoulder rehabilitation strategies,guidelines and practice. Orthopedic Clinics of North America.2001;32(3):527-38.2. Rubin BD, Kibler WB. Fundamental Principles of ShoulderRehabilitation: Conservative to Postoperative Management.Arthroscopy. 2002;15(9):29-39.3. Hayes K, Ginn KA, Walton JR, Szomor ZL, Murrell GAC. Arandomized clinical trial evaluating the efficacy of physiotherapyafter rotator cuff repair. Australian Journal of Physiotherapy.2004;50:77-83.4. Otis JC, Jiang CC, Wickiewicz TL, Peterson MGE, Warren RF,Santner TJ. Changes in the moment arms of the rotator cuff anddeltoid muscles with abduction and rotation. 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