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Revisão sobre materiais e métodos: eletromiografia

Revisión sobre materiales y métodos: electromiografía

 

*Especializando em Atividade Física, Desempenho Motor e Saúde, UFSM

**Mestranda (o) em Ciências do Movimento Humano, UFRGS

***Mestranda em Engenharia da Produção, UFSM

****Profº Drº Departamento de Métodos e Técnicas Desportivas, UFSM

(Brasil)

Marcelo Marques Duarte*

Mateus Corrêa Silveira**

Patrícia Paludette Dorneles**

Estele Caroline Welter Meereis***

Carlos Bolli Mota****

mm.biomec@gmail.com

 

 

 

 

Resumo

          A eletromiografia (EMG) é uma ferramenta amplamente utilizada para análise da atividade elétrica muscular durante diferentes tipos de atividade. Os materiais e métodos para a coleta de dados podem se diferenciar dependendo do objetivo do estudo. A presente revisão objetivou analisar a metodologia adotada no uso da EMG em pesquisas recentemente desenvolvidas. Para isso, foram buscados artigos publicados nos últimos cinco anos, os quais fossem localizados pelas seguintes palavras: EMG, eletromiografia e atividade muscular. Foram utilizadas 19 pesquisas, com o acréscimo de mais quatro estudos para a discussão dos resultados. Pode-se observar que existe diversidade nos procedimentos metodológicos realizados nos estudos que utilizaram EMG, dificultando a escolha de um procedimento padrão para obtenção e análise dos dados.

          Unitermos: Eletromiografia. Metodologia. Coleta de dados.

 

 
EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires, Año 16, Nº 160, Septiembre de 2011. http://www.efdeportes.com/

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Introdução

    A eletromiografia (EMG) é uma ferramenta utilizada para avaliar a ativação muscular, a qual é compreendida pelo somatório dos potenciais elétricos oriundos das membranas celulares das unidades motoras ativas (BANDEIRA et al., 2009). Essa é uma das etapas da contração muscular, a qual possui origem no córtex cerebral e término na formação das pontes cruzadas (SILVA et al., 2006).

    Através desse método, diferentes estados e fases da ativação muscular podem ser avaliados. A aplicabilidade da EMG pode ser dirigida ao tempo de reação muscular (SILVA et al., 2006), a ativação de diferentes grupos musculares em um determinado movimento (BANDEIRA et al., 2009) ou a fadiga (BASSANI et al., 2008). Com isso, é possível utilizar a EMG para diferentes finalidades, partindo de estudos relacionados a gestos de exercícios ou esportivos (JUNIOR et al., 2007; SUDA et al., 2008) indo até a aplicação em pesquisas com enfoque na saúde (BASSANI et al., 2008; BEVILAQUA, FELÍCIO e LEOCÁDIO, 2008).

    A EMG possibilita diferentes aplicações de metodologias para aquisição dos dados. Essas diferenças podem ser observadas quanto ao tipo de eletrodo (SUDA et al., 2008; VASCONCELOS et al., 2007; BARBOSA e GONÇALVES, 2007), distâncias entre os eletrodos (ALVES et al., 2009; SANTOS et al., 2008), ganhos de eletrodos pré-amplificados (BANDEIRA et al., 2009; CABRAL et al., 2008) e frequência de aquisição do sinal (TANK et al., 2009; SILVA et al., 2009).

    Outro aspecto importante a respeito da EMG é referente às diferentes formas de tratamento dos dados. Após coletados, os valores precisam ser exibidos e corrigidos, podendo ser apresentados em diferentes domínios (SOUZA et al., 2007; BRANCO et al., 2006), com diferentes formas de normalização (BARELA e ALMEIDA, 2006; JUNIOR et al., 2007) ou com uso de variados tipos de filtro (GUIRRO et al., 2008; BARBOSA e GONÇALVES, 2007).

    A variedade de objetivos em estudos com EMG abre a possibilidade do uso de diferentes materiais e métodos para análise da atividade muscular. Com base nessa informação, realizou-se uma revisão de literatura abordando as principais formas utilizadas para aquisição de dados com EMG nos estudos recentes, apresentando também a diversidade de materiais e possibilidades de apresentação de dados adotados pelos pesquisadores.

Método

    O referencial da presente revisão foi encontrado através da ferramenta de busca de artigos científicos Portal Periódicos Capes. Para a pesquisa foram utilizadas as palavras-chave: EMG, eletromiografia e atividade muscular. Foi selecionada a área de conhecimento multidisciplinar, contendo as seguintes bases de dados: SciELO, Wiley Online Library, SpringerLink, ScienceDirect, Science, Oxford Journals, Nature, Highwire Press, Cambrige Journals Online, Academic Search Premier.

    Os artigos localizados foram ordenados por ano de publicação e foram utilizados os artigos publicados nos últimos cinco anos (entre 2006 e 2010). Outro critério de seleção foi o tipo de pesquisa, aceitando-se apenas os artigos originais. O último critério utilizado foi referente à língua de publicação, sendo aceitos apenas os estudos em língua portuguesa (Brasil).

    Após o refinamento adotado, integraram a pesquisa um total de 19 publicações, constituindo a presente revisão sistemática. Para a realização da discussão dos resultados, foi necessário o acréscimo de quatro estudos.

Resultados e discussão

    O Quadro 1 apresenta a síntese dos artigos utilizados para a revisão. Nessa síntese constam os autores e ano, objetivos, materiais, métodos e conclusões de cada estudo.

Quadro 1. Síntese dos estudos constituintes da revisão

Autor/

Ano

Objetivos

Materiais

Métodos

Conclusões

Bandeira et al., 2009.

Avaliar o efeito da isquemia induzida sobre os parâmetros do sinal de EMG e a força do grupo muscular extensor do punho.

E= ativo de superfície.

Ge= 20x.

Ga= --

Gt= --

D= 10 mm.

FA= 2000 Hz.

F= Butterworth (20 a 1000 Hz)

N= pelo Próprio indivíduo.

B= SENIAM e ISEK.

Quando relacionada ao sinal EMG, pode-se relatar que a isquemia induzida não provocou fadiga do grupo muscular avaliado.

Suda et al.,

2008.

Comparar os padrões temporais e de magnitude do EMG dos músculos tibial anterior, fibular longo e gastrocnêmio lateral durante a aterrissagem do salto vertical após executar o bloqueio do voleibol entre jogadores com e sem instabilidade funcional (IF) de tornozelo.

E= ativo de superfície.

Ge= 20x.

Ga= 50x.

Gt= 1000x.

D= 25 mm.

FA= 1000 Hz.

F= Butterworth 4ª ordem (20 a 500 Hz).

N= CIVM.

B= SENIAM.

Os jogadores de voleibol com IF de tornozelo apresentaram padrões alterados de EMG nos músculos. Menor ativação do fibular longo na fase pré-aterrissagem. O tibial anterior apresentou alteração mais marcante e na fase de pós-aterrissagem.

Cabral et al., 2008.

Comparar a eficácia do fortalecimento muscular na recuperação funcional da síndrome femoropatelar.

E= ativo de superfície.

Ge=. --.

Ga= --.

Gt= 1000x.

D= 2 cm.

FA= 1000 Hz.

F= (20 a 500 Hz).

N= CIVM.

B= --.

Pode-se inferir que os pacientes com síndrome femoropatelar apresentam dor em atividades funcionais, encurtamentos musculares e perda da flexibilidade.

Santos et al., 2008.

Verificar a viabilidade da aplicação do sinal EMG, através de sua análise no domínio da frequência, como parâmetro para determinação e diferenciação no comportamento da FM localizada

E= ativo de superfície encapsulado.

Ge= 20x.

Ga= 50x.

Gt= 1000x.

D= 3 cm.

FA= 2000 Hz.

F= Butterworth 4ª ordem (20 a 500 Hz).

N= CIVM.

B= --.

Indivíduos treinados e não treinados se diferem na EMG. Porém é difícil a avaliação da FM localizada.

 

Vasconcelos et al., 2007.

Avaliar a translação anterior da tíbia, pico de torque isométrico e EMG de indivíduos com lesão de ligamento cruzado anterior (LCA) ao realizar exercícios de cadeia cinética aberta (CCA) em 30º.

E= ativo diferencial de superfície.

Ge=. --.

Ga= --.

Gt= --.

D= --.

FA= 2000 Hz.

F= (20 a 500 Hz).

N= CIVM.

B= --.

A ativação de indivíduos com lesão LCA e indivíduos normais é igual.

Barbosa e Gonçalves, 2007.

Analisar a FM lombar e determinar as variáveis demográficas relacionadas com a fadiga destes músculos.

E= bipolares passivos.

Ge= s.

Ga= --.

Gt= --.

D= 3 cm.

FA= 1000 Hz.

F= (10 a 500 Hz).

N= CIVM.

B= --.

O protocolo proposto foi eficaz para identificar a FM, assim como para a análise de aspectos mais específicos relacionados com os níveis de fadiga induzidos por contrações submáximas de diferentes intensidades e a FM lombar localizada em diferentes níveis vertebrais.

Alves et al., 2009.

Identificar e comparar o padrão de EMG dos principais músculos do membro inferior com apoio bilateral durante os agachamentos padrão e declinado.

E= ativos de superfície.

Ge=. 20x.

Ga= 100x.

Gt= 2000x.

D= 2cm.

FA= 2000 Hz.

F= Butterworth 2ª ordem (15 a 1000 Hz).

N= CIVM.

B= SENIAM.

O padrão de EMG dos músculos estudados é similar entre os agachamentos padrão e declinado.

Fehr et al., 2006.

Analisar os efeitos terapêuticos dos exercícios em CCA e cadeia cinética fechada (CCF) no tratamento da síndrome da dor femoropatelar.

E= bipolares.

Ge=. --.

Ga= --.

Gt= --.

D= 2 cm.

FA= 1000 Hz.

F= (16 a 500 Hz).

N= CIVM.

B= --.

Os exercícios não alteraram o valor da razão VMO/VL (vasto medial oblíquo/vasto lateral) na EMG; porém, o VMO apresentou acentuada redução de ativação em relação ao VL na fase excêntrica do exercício em CCF.

Silva et al., 2006.

Verificar os efeitos da FM no tempo de reação muscular dos músculos fibulares, que são os primeiros a responder a um estresse em inversão do tornozelo.

E= ativos bipolares.

Ge=. --.

Ga= --.

Gt= --.

D= 3 cm.

FA= --.

F= Butterworth 3ª ordem (20 a 600 Hz).

N= --.

B= --.

A FM não influenciou o sinal elétrico de repouso dos fibulares. Houve um aumento no tempo de reação muscular após a indução da fadiga, demonstrando que existe um comprometimento neuromuscular.

Bassani et al., 2008.

Verificar o potencial da EMG de superfície para a avaliação da eficiência neuromuscular e da FM localizada dos extensores lombares em indivíduos com e sem escoliose.

E= bipolar de superfície.

Ge=. --.

Ga= --.

Gt= --.

D= 2,5 cm.

FA= 1000 Hz.

F= Pa 20 Hz.

N= pico da ativação.

B= ISEK.

A EMG de superfície é um instrumento efetivo de avaliação funcional da escoliose, embora o protocolo estabelecido tenha limitado a participação dos indivíduos com escoliose, do ponto de vista da eficiência neuromuscular.

Bevilaqua, Felício e Leocádio, 2008.

Avaliar o tempo de resposta reflexa (TRR) do vasto medial oblíquo (VMO), vasto lateral oblíquo (VLO) e vasto lateral longo (VLL) em indivíduos clinicamente saudáveis e portadores de síndrome da dor patelofemural (SDFP).

E= diferencias ativos de superfície.

Ge=. 20x.

Ga= 100x.

Gt= 2000x.

D= --.

FA= 2000 Hz.

F= --.

N= Pico de ativação.

B= SENIAM.

O TRR não poderia ser utilizado como fator diferencial entre indivíduos com SDFP e indivíduos clinicamente saudáveis. O TRR do músculo VMO foi menor que no VLO e no VLL para ambos os gru­pos.

Silva et al., 2009.

Comparar o EMG do reto femoral (RF), do bíceps femoral (BF) e semitendíneo (ST) e o torque de resistência (TR) do movimento de extensão de quadril (EQ) realizado com a mola fixada em duas posições distintas no aparelho Cadillac do método Pilates.

E= eletrodos de superfície.

Ge=. --.

Ga= --.

Gt= --.

D= 2 cm.

FA= 2000 Hz.

F= Butterworth 3ª ordem (20 a 500 Hz).

N= CIVM.

B= --.

A análise EMG acompanhou o TR, com valores maiores para o RF na posição baixa e maiores valores de ativação para o BF e ST na posição alta, em que a demanda externa nestes foi maior. Nas comparações com a mola alta os valores de EMG foram maiores na porção de movimento em que o TR foi menor. Na mola baixa o TR pode mudar de sentido ao longo da amplitude de movimento, mantendo níveis constantes de EMG.

Bigongiari et al., 2008.

Avaliar a capacidade da EMG de superfície e detectar alterações da atividade neuromuscular nos pontos gatilho musculares (PGM), em situações de repouso e de CIVM.

E= ativos de superfície.

Ge= 10x.

Ga= --.

Gt= --.

D= 10 mm.

FA= --.

F= (20 a 500 Hz).

N= CIVM.

B= --.

A EMG de superfície pode auxiliar na identificação dos PGM, bem como determinar o seu grau de irritabilidade. Para interpretar o sinal da EMG dos PGM, sugere-se comparar com a atividade de uma parte saudável do músculo.

Junior et al., 2007.

Comparar o EMG dos músculos peitoral maior, deltóide anterior e tríceps braquial durante o supino reto realizado com a barra e crucifixo na máquina.

E= ativos de superfície.

Ge= --.

Ga= --.

Gt= 1000x.

D= --.

FA= 2000 Hz.

F= (20 a 500 Hz).

N= pico da contração da bulha média.

B= --.

Os músculos apresentaram mesma ativação para as tarefas.

Guirro et al., 2008.

Avaliar a EMG do supra-hióideo (SH), esternocleidomastóideo (ECM) e trapézio (T) bilateralmente, a dor e a voz, após aplicação da estimulação elétrica nervosa transcutânea (TENS).

E= diferenciais simples.

Ge=. --.

Ga= --.

Gt= 1000x.

D= --.

FA= 2000 Hz.

F= (20 a 1000 Hz).

N= --.

B= --.

A TENS é um recurso eficaz para a diminuição da EMG dos músculos ECM, T e SH, redução da dor e melhora da qualidade vocal, mostrando-se um procedimento favorável para possibilitar melhora na qualidade de vida de mulheres disfônicas.

Branco et al., 2006.

Estudar a relação entre tensão aplicada e informações subjetivas, durante alongamento estático passivo para análise da reprodutibilidade e variações nas informações sensoriais.

E= bipolares ativos de superfície.

Ge= 20x.

Ga= 50x.

Gt= 1000x.

D= --.

FA= 1000 Hz.

F= (20 a 500 Hz).

N= CIVM.

B= --.

A informação do indivíduo em relação à sensação subjetiva de alongamento é eficiente quando o alongamento é realizado no limite de tensão de desconforto sem dor.

Barela e Almeida, 2006.

Analisar os movimentos de flexão do ombro e do cotovelo do hemicorpo não plégico de portadores de paralisia cerebral hemiplégica espástica (PCHE) e do hemicorpo mais utilizado de indivíduos normais.

E= de superfície.

Ge= --.

Ga= --.

Gt= --.

D= --.

FA= 1000 Hz.

F= (20 a 400 Hz).

N= CIVM.

B= --.

O hemicorpo não plégico de PCHEs não é normal, pois o movimento das partes mais distais diferiu das partes proximais, diferentemente de sujeitos normais. Logo, deve se considerar não apenas o hemicorpo plégico de PCs em tratamentos.

Tank et al., 2009.

Verificar a variabilidade do sinal de EMG a partir da frequência mediana do espectro de potência do sinal em diferentes cadências de contração do bíceps braquial, a partir de dois protocolos de colocação de eletrodos de superfície.

E= bipolares de superfície

Ge=. --.

Ga= --.

Gt= 1000x.

D= --.

FA= 1000 Hz.

F= --.

N= --.

B= SENIAM.

Sugere-se que, independentemente da distância intereletrodos, uma investigação no domínio da frequência do sinal de EMG de superfície em tarefas dinâmicas seja evitada, mesmo a partir de DIEs reduzidas, dado que variações no torque e no comprimento muscular podem corromper o sinal e sua interpretação.

Sousa et al., 2007.

Comparar o sinal EMG do reto femoral, bíceps femoral, tibial anterior e sóleo no agachamento, associado à posição de tronco ereto com 2 ângulos de flexão do joelho e fletido a 45° com 3 ângulos de flexão do joelho.

E= de superfície.

Ge=. --.

Ga= --.

Gt= 1000x.

D= 3 cm.

FA= 1000 Hz.

F=10-490 Hz.

N= CIVM.

B= --.

O aumento da profundidade do agachamento acentuou a diferença de ativação do reto femoral em relação ao bíceps femoral, indicando desequilíbrio de forças, com aumento da força extensora em relação à flexora.

FA: frequência de aquisição; F: filtro utilizado; Ge: ganho do eletrodo; Ga: ganho do aparelho; Gt: ganho total; E: tipo de eletrodo; N: normalização; D: distância entre eletrodos; B: órgão de embasamento para o posicionamento dos eletrodos; CIVM: contração isométrica voluntária máxima; FM: fadiga muscular.

    Nos estudos em que há uso da EMG como forma de avaliação dos sujeitos, a metodologia deve apresentar informações relevantes para a sua reprodução. Um dos principais fatores a ser descrito são os instrumentos utilizados para a pesquisa. Entre os últimos estudos, os eletrodos ativos acabaram sendo muito utilizados (SANTOS et al., 2008; SUDA et al., 2008). Porém, alguns dos pesquisadores que utilizaram esse tipo de eletrodo não mencionaram o seu ganho (CABRAL et al., 2008; SILVA et al., 2006; VASCONCELOS et al., 2007), que é o responsável pela ampliação do sinal de EMG e parte fundamental para identificação de ruídos (interferências no sinal) (MARCHETTI e DUARTE, 2006). Em análises dinâmicas, o movimento dos cabos que ligam o eletrodo ao aparelho é um dos principais causadores de ruído (MARCHETTI e DUARTE, 2006), sendo adequado reportar o ganho do eletrodo para maior confiabilidade nos valores de EMG encontrados. Ainda relativo aos ganhos, algumas pesquisas omitiram ou não relataram informações sobre o ganho do aparelho (JUNIOR et al., 2007; BIGONGIARI et al., 2008; BANDEIRA et al., 2009) ou sobre os ganhos de eletrodo, aparelho e total (SILVA et al., 2006; VASCONCELOS et al., 2007), dificultando detectar se o sinal analisado continha ruídos ou não (MARCHETTI e DUARTE, 2006).

    Ainda referente aos eletrodos, também se pode observar que alguns estudos omitem a distância entre eles (VASCONCELOS et al., 2007; BEVILAQUA, FELÍCIO e LEOCÁDIO, 2008; JUNIOR et al., 2007; GUIRRO et al., 2008; BRANCO et al., 2006) assim como seu critério de localização (BARBOSA e GONÇALVES, 2007; FEHR et al., 2006; BARELA e ALMEIDA, 2006; SANTOS et al., 2008). Esses critérios de fixação dos eletrodos devem ser observados, pois os mesmos podem ser posicionados sobre ventre, terminações nervosas ou tendinosas, o que interfere na coleta e interpretação dos dados (TANK et al., 2009).

    Outro caráter de suma importância é a frequência de aquisição dos dados. A maioria dos estudos apresentou frequências entre 1000 Hz e 2000 Hz, exceto Silva et al. (2006) e Bigongiari et al. (2008) que não relataram esse detalhe da pesquisa. Segundo o teorema de Nyquist, é necessário que a freqüência de aquisição seja, pelo menos, o dobro da freqüência máxima observada do evento avaliado (REYES e FORGACH, 2010). Dessa forma, os sinais de EMG devem ser coletados a, pelo menos, uma frequência de 1000 Hz, pois a frequência máxima da ativação muscular não ultrapassa 500 Hz (HERMENS et al., 2000; MARCHETTI e DUARTE, 2006).

    A filtragem dos dados é uma etapa obrigatória para a análise dos dados coletados pela EMG. O procedimento de filtragem é necessário para a retirada de ruídos, os quais interferem na análise do sinal obtido pelos eletrodos e pelo aparelho (MARCHETTI e DUARTE, 2006). Nos artigos investigados, um dos filtros mais utilizados é o filtro Butterworth (SILVA et al., 2009; SILVA et al., 2006; ALVES et al., 2006; SANTOS et al., 2008; SUDA et al., 2008; BANDEIRA et al., 2009). A maioria das pesquisas utilizou um filtro passa-faixa de 10 Hz a 1000 Hz, com exceção de dois estudos que omitiram essas informações (BEVILAQUA, FELÍCIO e LEOCÁDIO, 2008; TANK et al., 2009) e um que utilizou um filtro passa-alta de 20 Hz (BASSANI et al., 2008). Devido ao sinal EMG estar contido entre os limites de frequência de 20 Hz a 500 Hz (MARCHETTI e DUARTE, 2006), os estudos com filtros passa-faixa foram justificados.

    A normalização dos dados, quando realizada, também é um fator que deve ser apresentado na pesquisa. Para isso, alguns autores utilizam a contração isométrica voluntária máxima (BRANCO et al., 2006; BARELA e ALMEIDA, 2006; SILVA et al., 2009), outros o pico de ativação (BASSANI et al., 2008; BEVILAQUA, FELÍCIO e LEOCÁDIO, 2008), ou pico de ativação da bulha média (JUNIOR et al., 2007) e, em pesquisas experimentais, também são utilizadas as ativações em um movimento controle (BANDEIRA et al., 2009). A normalização dos dados, em alguns casos (SUDA et al., 2008; SOUZA et al., 2007), é importante para a comparação entre os valores percentuais da ativação entre diferentes grupos musculares, sendo assim, uma forma de comparar grupos musculares com diferentes volumes e inervações (STEGEMAN et al., 2000). Porém, nem todos os autores investigados fizeram menção sobre a utilização desse procedimento (SILVA et al., 2006; GUIRRO et al., 2008; TANK et al., 2009), devido ao tipo de pesquisa experimental, no qual o sujeito é o seu próprio controle.

Conclusão

    Conclui-se diante da presente revisão que existem diferentes possibilidades de estudos com uso da EMG. Porém, os padrões utilizados para coleta de dados se diferenciam uns dos outros, tornando difícil uma conclusão acima do procedimento adequado para se realizar a pesquisa. Os materiais e métodos utilizados na coleta de dados com EMG devem ser utilizados de acordo com a finalidade e os objetivos. Porém, é indispensável à apresentação detalhada dos materiais e métodos utilizados, além da forma de apresentação dos resultados, devido à importância para o esclarecimento e reprodutibilidade da pesquisa.

Referências

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