Efeitos da adição de carga na marcha de crianças com paralisia cerebral: relato de três casos
Efeitos da adição de carga na marcha de crianças com paralisia cerebral: relato de três casos
Autores:
ARTIGO ORIGINAL
Fisioterapia e Pesquisa
versão impressa ISSN 1809-2950
Fisioter. Pesqui. vol.21 no.1 São Paulo jan./mar. 2014
http://dx.doi.org/10.1590/1809-2950/470210114
INTRODUÇÃO
Crianças com Paralisia Cerebral Hemiparética Espástica (PCHE) apresentam um padrão de marcha caracterizado por alterações cinemáticas e cinéticas previsíveis1 , 2, tais como: baixa velocidade de progressão, menor comprimento do passo, aumento da base de suporte3 e maior duração da fase de apoio na perna não parética4. Observam-se também diminuição da dorsiflexão no balanço e menor amplitude de flexo-extensão de joelho e quadril1. Estas alterações cinemáticas, associadas ao déficit na capacidade de gerar força de impulsão pelos flexores plantares, resultam na ineficiência para retirar o pé da superfície5 , 6, levando a um padrão de "arrastar" o Membro Inferior Parético (MIP) durante a propulsão7.
Para favorecer a eficiência da marcha das crianças com PCHE, técnicas de intervenção têm sido sugeridas e utilizadas, com objetivo de aumentar a geração de força de grupos musculares específicos e no tempo ideal do ciclo da marcha. Sabendo-se que mudanças no momento de força podem favorecer a reorganização dinâmica do sistema e promover uma alteração no comportamento motor5, sugere-se que o tratamento fisioterapêutico da marcha de crianças com PCHE deve ser baseado no fortalecimento muscular direcionado para a geração de força flexora do quadril7.
Alguns estudos têm investigado mudanças adaptativas no comportamento locomotor humano em resposta a perturbações externas e mostrado que a perturbação do sistema enfraquece a estabilidade prévia do padrão motor e aumenta as possibilidades de o indivíduo modificar a estratégia motora, permitindo a realização da mesma tarefa de forma mais eficiente8 - 10. A literatura descreve que impor resistência durante a fase de balanço da marcha, a partir da adição de carga no Membro Inferior (MI), resulta em respostas motoras compensatórias na marcha de bebês e adultos saudáveis e de adultos com patologias neurológicas11 - 18. Os principais ajustes locomotores apresentados por estas populações, imediatamente após a remoção da perturbação, são aumento da velocidade da marcha15 , 16 , 18, do torque muscular flexor14 , 17, da atividade muscular flexora11 , 13 , 14 , 17, da altura dos passos11 , 13 , 14, bem como aumento da angulação da flexão de quadril e joelho durante a fase de balanço11 , 13 , 15.
Considerando que a adição de carga no MI sobrecarrega a musculatura flexora durante a fase de balanço, resultando no aumento da sua atividade e das amplitudes de flexão de quadril e joelho durante o balanço na marcha humana11 - 17, hipotetizou-se que a presença de tais ajustes locomotores seria adequada para favorecer eficiência da propulsão do MIP durante o balanço da marcha de crianças PCHE.
Não foram encontrados, na literatura atual, estudos clínicos que investigassem o comportamento locomotor de crianças com PCHE em resposta ao treinamento com adição de carga nos tornozelos. Não se sabe se esta população é capaz de adaptar o padrão locomotor e quais são as estratégias motoras adotadas. Além disso, não existe consenso sobre qual é a carga mais adequada a ser utilizada no sentido de favorecer a propulsão do MIP durante a fase de balanço. Sendo assim, este estudo se propôs a observar o comportamento das variáveis cinemáticas de crianças com PCHE, imediatamente após o treinamento de marcha na esteira com carga nos tornozelos, além de investigar qual dessas porcentagens seria mais apropriada para favorecer a eficiência da propulsão do MIP.
METODOLOGIA
Participantes
Este foi um relato de caso no qual participaram 3 crianças de 8, 9 e 12 anos de idade, de ambos os sexos, com PCHE capazes de deambular sem dispositivos de auxílio. As características clínicas e demográficas estão dispostas na Tabela 1.
Tabela 1 Características clínicas e antropométricas da amostra e as cargas utilizadas nas três condições experimentais
| Criança | GMFCS | Sexo |
Idade (anos) |
Hemicorpo comprometido |
Peso (kg) |
Altura (m) |
Carga 40% | Carga 50% | Carga 60% |
Órtese (AFO) |
GMFM |
GE TSP |
GE IQTP |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | I | M | 12 | Direito | 39,4 | 1,55 | 2,800 kg | 3,500 kg | 4,200 kg | Não | 99,3% | 1 | +1 |
| 2 | I | F | 8 | Esquerdo | 29,9 | 1,30 | 1,600 kg | 2,000 kg | 2,500 kg | Não | 97,3% | 1 | 1 |
| 3 | I | M | 9 | Esquerdo | 46,2 | 1,23 | 2,700 kg | 3,400 kg | 4,100 kg | Sim | 84,6% | 1 | +1 |
M: masculino
F: feminino
GMFCS: Gross Motor Function Classification System
AFO: Ankle Foot Orthoses
GMFM: Gross Motor Function Measure
GETSP: Grau Espasticidade Tríceps Sural Membro Parético
GE IQTP: Grau Espasticidade Isquiotibiais Membro Parético
Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da UFRN (n° 76.519) e os pais e/ou responsáveis assinaram o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido.
Instrumentos de medida
Para classificar o desempenho funcional das crianças foi utilizada a escala classificatória Gross Motor Function Classification System (GMFCS), que descreve as habilidades funcionais de crianças com paralisia cerebral em cinco níveis19. As crianças incluídas neste estudo foram classificadas no Nível I (com marcha independente, sem restrições).
Para caracterizar e avaliar a função motora grossa foram examinadas as dimensões D e E do Gross Motor Function Measure (GMFM-66), um teste padronizado que quantifica a função motora grossa de crianças com disfunção neuromotora. Neste estudo foram avaliadas a mobilidade, manutenção e transição de posturas a partir das dimensões D e E do teste GMFM-6620 , 21.
A espasticidade foi avaliada pela Escala Modificada de Ashworth, que consiste em uma avaliação subjetiva do grau de resistência muscular durante a movimentação passiva da articulação, onde o escore 0 corresponde à ausência de aumento do tônus muscular e o escore 4 representa articulação rígida na posição de repouso22. O presente estudo avaliou os músculos isquiotibiais, gastrocnêmio e sóleo do MIP, durante os movimentos de extensão de joelho e dorsiflexão de tornozelo com o joelho estendido e fletido, respectivamente.
A análise da marcha foi realizada pelo Sistema de Análise do Movimento Qualysis - ProReflex MCU, um sistema de fotogrametria baseado em vídeo que permite a reconstrução em três dimensões (3D) de marcas passivas refletoras localizadas em proeminências ósseas específicas. É composto por oito câmeras que emitem luz infravermelha, captadas e refletidas pelas marcas passivas. Os dados foram captados pelo software de aquisição Qualisys Track Manager 1.6.0.x - QTM, numa frequência de 120 Hz, e exportados para o software de processamento Visual3D, para reconstrução dos segmentos e criação do modelo biomecânico.
Procedimentos de avaliação
Inicialmente, foram obtidas informações sobre diagnóstico e características antropométricas e demográficas das crianças, que foram classificadas pelo GMFCS. Foi aplicado o teste GMFM-66 nas dimensões D e E, além da avaliação do grau de espasticidade dos membros inferiores para caracterização da amostra. De acordo com a idade, foi determinada a massa do MI a partir do cálculo proposto por Jensen23, em que se determinou as massas do pé (0,00015xidade+0,0187), perna (0,00122xidade+0,3809) e coxa (0,00364xidade+0,06634). A partir deste cálculo, foram definidas, então, as cargas (correspondentes a 40, 50 e 60% da massa do MI) que foram utilizadas no treinamento na esteira23.
A coleta dos dados cinemáticos foi realizada em três dias diferentes e não consecutivos e foi composta por dois momentos: coleta estática e dinâmica. Para a realização da cinemetria, marcas passivas foram posicionadas, bilateralmente, em proeminências ósseas específicas: cristas ilíacas, trocânter maior do fêmur, epicôndilos lateral e medial do fêmur, maléolos lateral e medial, cabeça do primeiro e quinto metatarso e base do calcâneo. Foram posicionadas marcas de rastreamento (Cluster) para identificar as trajetórias de cada segmento.
Para a coleta estática, as crianças permaneceram em posição ortostática no centro da área ativa do sistema por três segundos. A coleta dinâmica, realizada enquanto as crianças andavam sobre a esteira elétrica Movement(r) CardioFitPlus, foi dividida em duas fases: 1) pré-treinamento (FPT): quando foram obtidos dados cinemáticos da marcha na esteira referentes ao baseline; 2) imediatamente após o treinamento (FI): quando foram obtidos dados cinemáticos da marcha na esteira imediatamente após o término do treinamento com carga nos tornozelos. Durante o último minuto das duas fases da coleta dinâmica foram obtidos dados cinemáticos de dez ciclos (Figura 1).
Figura 1 (A) Posicionamento da carga e dos marcadores passivos durante treinamento na esteira; (B) Disposição das câmeras em torno da esteira para coleta dos dados cinemáticos
Protocolo experimental
As três crianças realizaram o protocolo de treinamento na esteira fazendo uso das cargas de 40, 50 e 60% do peso do MI, as quais foram acopladas aos tornozelos bilateralmente, através de caneleiras. Este treino foi realizado em três dias diferentes e não consecutivos e a ordem de utilização das porcentagens propostas foi aleatória, de acordo com sorteio prévio. A coleta dos dados cinemáticos foi realizada concomitante ao treinamento para as três condições experimentais.
As crianças andaram na velocidade máxima confortável, definida no momento da familiarização com a esteira. Uma das crianças do estudo fazia uso de órtese rígida no tornozelo e a utilizou durante a realização do protocolo experimental (Figura 2).
Figura 2 Esquema mostrando as fases de coleta dos dados dinâmicos e protocolo de treinamento
Redução dos dados
Os dados foram capturados pelo software QTM e processados pelo software Visual3D, que cria um sistema de coordenadas para cada segmento e determina a posição e a orientação baseando-se nas marcas anatômicas. A partir das marcas anatômicas e de rastreamento, foi construído o modelo biomecânico e os ângulos de deslocamento articulares foram obtidos de acordo com a sequência proposta por Cardan24.
Foram investigadas as seguintes variáveis espaço-temporais: cadência, duplo suporte, comprimento do passo, tempo de apoio e tempo de balanço do MIP. Em relação às variáveis angulares, foram investigados os deslocamentos angulares no plano sagital de quadril e joelho. Para ambas as articulações do MIP foram investigadas a extensão máxima no apoio, a flexão máxima no balanço e a amplitude de flexo-extensão, obtida a partir da subtração do valor máximo pelo valor mínimo alcançado durante todo o ciclo.
RESULTADOS
Serão apresentadas a seguir as médias dos parâmetros cinemáticos das três crianças avaliadas, com o uso das três porcentagens de carga.
Variáveis espaço-temporais
A Tabela 2 mostra o comportamento das variáveis espaço-temporais em resposta ao treino de marcha na esteira com as três porcentagens de carga nas fases FPT e FI. As alterações observadas imediatamente após a retirada da carga foram inexpressivas (Tabela 2).
Tabela 2 Média das variáveis espaço-temporais nas duas fases de avaliação, nas três condições experimentais
| Variáveis espaço-temporais | Carga 40% | Carga 50% | Carga 60% | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
FPT
Média±DP |
FI
Média±DP |
FPT
Média±DP |
FI
Média±DP |
FPT
Média±DP |
FI
Média±DP |
|
| Velocidade (m/s) | 0,37±0,04 | 0,37±0,03 | 0,37±0,02 | 0,37±0,03 | 0,37±0,03 | 0,37±0,03 |
| Cadência (passos/min) | 115,57±53,97 | 124,6±44,08 | 108,21±26,71 | 111,54±29,07 | 109,87±57,81 | 110,71±27,82 |
| Comprimento passo P (m) | 0,36±0,06 | 0,32±0,03 | 0,37±0,01 | 0,33±0,00 | 0,33±0,01 | 0,31±0,01 |
| Tempo apoio P (%) | 0,34±0,03 | 0,35±0,02 | 0,35±0,02 | 0,33±0,01 | 0,34±0,006 | 0,33±0,03 |
| Tempo balanço P (%) | 0,16±0,02 | 0,15± 0,01 | 0,16±0,02 | 0,16±0,01 | 0,17±0,01 | 0,17±0,03 |
| Duplo suporte (%) | 0,21±0,03 | 0,21±0,03 | 0,21±0,02 | 0,19±0,02 | 0,19±0,02 | 0,19±0,04 |
FPT: fase pré-treino
FI: fase imediatamente após o treino com carga
DP: desvio-padrão
P: membro parético
Variáveis angulares
A Tabela 3 mostra que, imediatamente após a retirada da carga, o treino de marcha na esteira com carga no MI promoveu alterações na cinemática articular do quadril e joelho parético durante a fase de balanço. Além disso, observou-se que 60% do peso do MI promoveram aumento mais expressivo dessas variáveis (Tabela 3).
Tabela 3 Média das variáveis angulares nas duas fases de avaliação, nas três condições experimentais
| Variáveis angulares | Carga 40% | Carga 50% | Carga 60% | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
|
FPT
Média±DP |
FI
Média±DP |
FPT
Média±DP |
FI
Média±DP |
FPT
Média±DP |
FI
Média±DP |
|
| Quadril P | ||||||
| Máxima flexão balanço | 71,80±3,88 | 72,09±6,05 | 79,51±4,38 | 77,56±6,12 | 68,67±0,96 | 75,44±7,96 |
| Máxima extensão apoio | 34,47±14,27 | 35,96±15,91 | 35,31±13,67 | 35,45±14,72 | 22,20±6,97 | 25,17±0,39 |
| Amplitude de flexo-extensão | 37,33±12,73 | 36,13±10,45 | 44,19±9,79 | 42,11±8,59 | 46,47±7,16 | 50,27±1,87 |
| Joelho P | ||||||
| Máxima flexão balanço | 81,69±4,64 | 83,73±5,20 | 84,99±0,48 | 86,26±1,60 | 79,28±8,84 | 85,24±8,01 |
| Máxima extensão apoio | 23,13±5,21 | 25,79±11,16 | 22,93±6,50 | 24,7±8,33 | 20,75±13,79 | 23,50±9,65 |
| Amplitude de flexo-extensão | 58,56±5,85 | 57,94±7,70 | 62,05±6,04 | 61,56±7,06 | 58,53±7,13 | 61,73±8,70 |
FPT: fase pré treino com carga
FI: fase imediatamente após o treino com carga
DP: desvio-padrão
P: membro parético
DISCUSSÃO
Adicionar carga aos tornozelos de crianças com PCHE durante o treino na esteira é uma proposta inédita para esta população e se baseia em conceitos relativos aos possíveis ajustes mecânicos e neuromusculares que podem ser empregados como estratégias para adaptação locomotora. Os resultados deste estudo mostraram que as crianças com PCHE apresentaram uma tendência a modificação da cinemática articular no MIP, durante a fase de balanço, sugerindo habilidade para exibir adaptações locomotoras imediatas em resposta à adição da carga.
Quando comparamos as variáveis angulares antes (FPT) e imediatamente após o treino de marcha (FI), nota-se que 60% do peso do MI promoveram aumento mais pronunciado nas variáveis angulares de flexão de quadril e joelho, resultando em uma estratégia motora multiarticular em resposta à resistência imposta durante a fase de balanço. O emprego dessa estratégia também foi observado em indivíduos saudáveis, em resposta à perturbação externa, os quais apresentaram aumento na altura da trajetória do pé durante a fase de balanço. Além disso, foi observada forte correlação entre a quantidade de carga adicionada e a ativação da musculatura flexora de quadril13.
É sugerido que o tratamento fisioterapêutico de crianças com PCHE deva ser direcionado para o ganho de força muscular de flexores de quadril6 , 25, no sentido de favorecer a melhora da eficiência da marcha5 , 25. A promoção e facilitação de maiores angulações de flexão de quadril e joelho durante o balanço do MIP são consideradas estratégias compensatórias importantes para esta população realizar a tarefa de andar e garantir a progressão do pé25. Considerando que o treino de marcha com adição de carga de 60% do peso do MI aos tornozelos resultou em ajustes locomotores, no sentido de favorecer a propulsão do MIP a partir da maior flexão de quadril e joelho durante a fase de balanço, sugere-se que esta proposta de treinamento possa ser uma ferramenta apropriada para favorecer uma maior eficiência da marcha desta população.
A adição de carga aos tornozelos impõe uma resistência durante a fase de oscilação, que resulta em maior ativação da musculatura flexora do MI11 , 17. Esta resposta pode ser considerada uma estratégia de adaptação neuromotora mediada por mecanismos de feedback que ocorrem devido às mudanças sustentadas no input proprioceptivo durante a marcha com carga14 , 17 , 26. Imediatamente após a retirada da perturbação, o aumento da atividade flexora do MI persiste por algum tempo11 , 13 , 14, possivelmente devido à formação de comandos motores antecipatórios para se adaptar à nova demanda da tarefa, em antecipação à perturbação11 , 17 , 26. A verificação dessa capacidade de ajuste diante da perturbação e o padrão de resposta apresentado na FI pelas crianças deste estudo sugerem que os comandos motores das crianças com PCHE podem ser ajustados em resposta ao peso adicional no MI17.
Ao comparar os parâmetros espaço-temporais obtidos nas três condições experimentais (40, 50 e 60% do peso do MI) nas duas fases de avaliação (FPT e FI), foi observado que estes parâmetros tendem a não sofrer alterações imediatamente após o treino de marcha na esteira com as cargas propostas, fato justificado pelo uso da esteira, que se caracteriza por impor ritmo e velocidade constantes14. Como a velocidade da marcha interfere de forma direta nos parâmetros espaciais e temporais2, a manutenção constante dos seus valores, em todas as fases e condições experimentais, pode ter influenciado tal achado.
Para que se evidencie o comportamento dos ajustes locomotores de crianças com PCHE como resposta imediata à adição de carga de 60%, sugere-se a realização de estudos com maior número amostral, visto que uma amostra composta por 3 crianças não é suficiente para demonstrar a significância dos resultados obtidos, consistindo, portanto, uma limitação deste estudo.
ESTUDOS FUTUROS
Os autores do presente estudo pretendem investigar futuramente os efeitos imediatos do treinamento na esteira com adição de carga de 60% do peso do MI em um grupo de crianças com PCHE, com um número amostral mais representativo. Considera-se importante o prosseguimento deste estudo para analisar se o aumento da flexão de quadril e joelho no MIP, durante a fase de balanço da marcha na esteira, ocorre de forma significativa neste grupo e se essas adaptações podem ser transferidas para a marcha no solo após a realização de um protocolo de treinamento longitudinal.
CONCLUSÃO
Crianças com PCHE demonstraram capacidade de adaptação locomotora, a partir do aumento da flexão de quadril e joelho do MIP na fase de balanço, em resposta à adição de carga aos membros inferiores durante a marcha na esteira. Tais alterações cinemáticas foram mais expressivas imediatamente após o treino com carga de 60% do peso do MI, sugerindo que esta porcentagem seja a mais adequada para gerar respostas locomotoras, no sentido de facilitar a propulsão do MIP durante a fase de balanço da marcha.