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Londrina 2015
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU
MESTRADO EM CIÊNCIAS DA REABILITAÇÃO
CYNTHIA GOBBI ALVES ARAÚJO
O EFEITO DA BANDAGEM PATELAR DE MCCONNELL DURANTE EXERCÍCIOS PROPRIOCEPTIVOS EM
MULHERES COM SÍNDROME DA DOR FEMOROPATEL AR: UM ENSAIO CONTROLADO ALEATORIZADO
CYNTHIA GOBBI ALVES ARAÚJO
Cidade ano
AUTOR
Londrina
2015
O EFEITO DA BANDAGEM PATELAR DE MCCONNELL DURANTE EXERCÍCIOS PROPRIOCEPTIVOS EM
MULHERES COM SÍNDROME DA DOR FEMOROPATEL AR: UM ENSAIO CONTROLADO ALEATORIZADO
Dissertação apresentada à UNOPAR, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciências da Reabilitação. Orientador: Prof. Dr. Rubens Alexandre da Silva Junior.
CYNTHIA GOBBI ALVES ARAÚJO
O EFEITO DA BANDAGEM PATELAR DE MCCONNELL DURANTE EXERCÍCIOS
PROPRIOCEPTIVOS EM MULHERES COM SÍNDROME DA DOR
FEMOROPATELAR: UM ENSAIO CONTROLADO ALEATORIZADO
Dissertação apresentada à UNOPAR, no Mestrado em Ciências da Reabilitação,
área e concentração em Avaliação e Intervenção em Reabilitação como requisito
parcial para a obtenção do título de Mestre conferida pela Banca Examinadora
formada pelos professores:
_________________________________________ Prof. Dr. Rubens Alexandre da Silva Junior
Universidade Norte do Paraná
_________________________________________ Prof. Dr. Rodrigo Franco de Oliveira
Universidade Norte do Paraná
_________________________________________ Prof. Dr. Leonardo Pena Oliveira Costa
Universidade Cidade de São Paulo (UNICID)
Londrina, 10 de Novembro de 2015.
DEDICATÓRIA
À Jeová, Elba, Giovanna e Enedina, minha família.
AGRADECIMENTOS
Agradeço ao Professor Rubens pela orientação neste projeto e por
acreditar que este trabalho poderia ser realizado em sua melhor qualidade.
Sobretudo, agradeço pelo incentivo e por acreditar no meu crescimento profissional
e pessoal, desde o início.
Agradeço a toda equipe do LAFUP pela acessoria do projeto e a
infraestrutura da UNOPAR que me permitiu realizar essa ação.
A professora Christiane de Souza Guerino Macedo por me
apresentar a temática desse trabalho de forma brilhante e encantadora e por me
fazer acreditar que se pode amar o que faz.
Ao parceiro e amigo Leonardo Shigaki pela motivação diária, pelas
horas de trabalho juntos e por dividir tantas questões nos últimos anos.
As amigas Bárbara, Bruna, Jéssica, Mahara, Mariana, Tiemy e
Vanessa que foram fundamentais para conclusão desse trabalho, direta ou
indiretamente. Todo amor por vocês.
Por fim, gostaria de agradecer a minha família por ser a fonte de
energia durante essa longa caminhada de formação.
GOBBI, Cynthia A.A. O EFEITO DA BANDAGEM PATELAR DE MCCONNELL DURANTE EXERCÍCIOS PROPRIOCEPTIVOS EM MULHERES COM SÍNDROME DA DOR FEMOROPATELAR: UM ENSAIO CONTROLADO ALEATORI ZADO. 2014/2015. 66 folhas. Mestrado em Ciência da Reabilitação – Universidade Norte do Paraná, Londrina, 2015.
RESUMO
Introdução: A bandagem patelar de McConnell pode alterar o padrão de ativação muscular nos exercícios em cadeia fechada em indivíduos com síndrome da dor femoropatelar. Entretanto, não há evidência sobre o efeito da bandagem patelar na ativação dos músculo do quadril e joelho durante a performance em exercícios proprioceptivos. Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da bandagem patelar na ativação desses músculos em cinco exercícios de propriocepção em mulheres com Síndrome da Dor Femoropatelar. Métodos: Este estudo foi caracterizado por um ensaio clínico randomizado cego aprovado pelo Comitê de Ética local (No: 846.447). A amostra consistiu em 40 mulheres sedentárias (média de idade de 23 anos e IMC 23,5m/kg2) com a síndrome da dor femoropatelar. As voluntárias foram randomizadas pelo site random.org e em seguida, alocadas em dois grupos por meio de envelopes opacos e selados: Bandagem original (n=20; fita rígida adesiva aplicada segundo a técnica de McConnell) e Placebo (n=20, fita rígida adesiva posicionado verticalmente sem tração das estruturas laterais do joelho). Ambos os grupos realizaram aleatoriamente cinco exercícios de propriocepção:1) Balanço; 2) Cama-elástica; 3) Bosu; 4) Prancha retangular anteroposterior e 5) Prancha retangular mediolateral. Todos os exercícios foram executados em apoio unipodal, membro ipsilateral a lesão com flexão de 30° de joelho durante 15 segundos. Um tempo de repouso de um minuto entre cada exercício foi acordado. A ativação muscular foi mensurada por meio da eletromiografia de superfície (Bagnoli-8, Delsys system, Inc), com frequência de amostragem de 2000 Hz. Os eletrodos foram posicionados unilateralmente (membro de apoio lesado) no Vasto Medial Oblíquo, Vasto Lateral e Glúteo Médio e após a contração isométrica voluntária máxima (CIVM), a amplitude do sinal em Root Mean Square foi computada para cada exercício e em seguida, normalizada pelo maior valor do Root Mean Square durante a CIVM. Os grupos foram aleatorizados através de um envelope opaco e baseado no grupo selecionado, repetiam a sequência de exercícios com bandagem patelar ou com placebo. Uma análise de variância de medidas repetidas foi utilizada para comparar as diferenças entre os dois grupos (Bandagem patelar e Placebo), as sessões (Pre e Pós) e nos três músculos em cada exercício proprioceptivo (SPSS. V20.0; com P <0,05 nível de significância). Resultados: Os grupos foram homogêneos quanto os dados demográficos. O principal resultado do estudo revelou que não houve diferença significante entre os dois grupos quanto à ativação dos músculos do joelho e quadril. Nenhuma interação significante foi encontrada entre os principais fatores. apenas a diferença de recrutamento entre os músculos independente da intervenção. Conclusão: Conclui-se que a bandagem rigida não é superior ao placebo para o aumento do recrutamento muscular dos músculos do joelho e quadril durante diferentes exercícios proprioceptivos. Palavras-chave: Síndrome da Dor Femoropatelar.Joelho.Propriocepção. Eletromiografia.Reabilitação.
GOBBI, Cynthia A.A. O EFEITO DA BANDAGEM PATELAR DURANTE EXERCÍCIOS PROPRIOCEPTIVOS EM MULHERES COM SÍNDROME DA DOR FEMOROPATELAR: UM ENSAIO CONTROLADO ALEATORIZADO. 2014/2015. 66 folhas. Mestrado em Ciência da Reabilitação – Universidade Norte do Paraná, Londrina, 2015.
ABSTRACT
BACKGROUND: Some authors have suggested the patellar taping can alter the muscle activation pattern in weight-bearing exercises in individuals with Patellofemoral Pain Syndrome. However, there is no evidence about the effect of patellar taping on muscle activation from hip and knee muscles during the performance of proprioceptive exercises. OBJECTIVE: To assess the effect of patellar taping on muscle activation of Vastus Medialis Obliquus, Vastus Lateralis, Gluteus Medius in women with PFPS during five proprioceptive exercises. METHODS: This is a randomized blind placebo-controlled trial approved by Ethical Committee (No: 846.447). The sample consisted of 40 sedentary women (mean age 23 years and BMI 23,5m/kg2) with syndrome, who was randomized by a website random.org and concealed allocated in Patellar Taping Group (n=20; rigid self-adhesive tape applied by McConnell’s technique) and Placebo (n=20, rigid self-adhesive tape positioned vertically without any streching of the lateral structures), by sealed and opaque envelopes. Volunteers performed five proprioceptive exercises randomly: 1) Swing apparatus, 2) Mini-trampoline, 3) Bosu balance ball, 4) Anteroposterior sway on rectangular board and 5) Mediolateral sway on rectangular board. All exercises were performed on one-leg stance position with knee flexion of 30° during 15 seconds. The muscle activation was measured using surface electromyography system (Bagnoli-8, Delsys system, Inc), with sampling frequency of 2000 Hz. The electrodes were placed on limb with Patellofemoral Pain Syndrome on Vastu Medialis Obliquus, Vastus Lateralis and Gluteus Medius. After the maximal voluntary contraction during isometric effort of hip and knee muscles, the computed mean Root Mean Square signal in each exercise was normalized by the higher value of Root Mean Square from Maximal Voluntary Contraction. The normalization was performed to determine the level (in %) of muscle activation across five exercises. After this sequence of exercises, the randomization was done by selecting the group on an opaque envelope. After that, the volunteer repeated the sequence with the original patellar taping or with a placebo one (vertical taping without stretching tissues).Three-way repeated measures analysis of variance was used to compare the differences and the effects of interaction between the five exercises and three muscles (SPSS. V20.0; with P <0,05 of statistical significance). RESULTS: Both groups were homogeneous regarding the demographic data. ANOVA revealed there were not differences and interactions (p>0.05), between the two groups and sessions, there was difference only between the muscle recruitment independently of the intervention. CONCLUSIONS: Taping is not superior to placebo for increasing of muscle recruitment of hip and knee muscle during proprioceptive exercises.
Key Words: Electromyography. Proprioception. Rehabilitation. Knee.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Sample flow diagram .............................................................................. 50
Figura 2 – Volunteer with patellar taping and EMG electrodes ................................ 51
Figura 3 – Volunteer with placebo taping ................................................................ 51
Figura 4 – Comparision of muscles in five proprioceptive exercises ...................... 51
Figura 5 – Graphs- Comparision of muscles in five proprioceptive exercises......... 52
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Tabela de Características da Amostra .................................................. 47
Tabela 2 – Efeito da Bandagem Patelar nos Exercício Proprioceptivos (Balanço,
Prancha Anteroposterior e Mediolateral) .................................................................. 48
Tabela 3 – Efeito da Bandagem Patelar nos Exercício Proprioceptivos (Cama
Elástica e Bosu) ....................................................................................................... 49
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AKPS Anterior Knee Pain Scale
BMI Body Mass Index
CIVM Contração Isométrica Voluntária Máxima
EMG Electromyography/Eletromiografia
EVA Escala Visual Analógica
GBP Grupo Bandagem Patelar
GM Glúteo Médio/ Gluteus Medius
GP Grupo Placebo
MVC Maximal Voluntary Contration
PFPS Patellofemoral Pain Syndrome
PG Placebo Group
PTG Patellar Taping Group
RMS Root Mean Square
SDFP Síndrome da Dor Femoropatelar
SENIAM Guia Surface EMG for Non-Invasive Assessment of Muscles
VAS Visual Analogic Scale
VL Vasto Lateral/ Vastus Lateralis
VMO Vasto Medial Oblíquo/ Vastus Medialis Obliquus
12
Sumário 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 13
2. OBJETIVOS GERAIS .................................. ......................................................... 15
2.1 Objetivos específicos ....................................................................................... 15 3. REVISÃO DE LITERATURA ............................. .................................................... 16
3.1 BIOMECÂNICA DO JOELHO ......................................................................... 16 3.2 EPIDEMIOLOGIA DA SÍNDROME DA DOR FEMOROPATELAR ................. 17
3.2.1 Mecanismos da Disfunção Femoropatelar ................................................ 18 3.2.1.1 Ângulo Q ............................................................................................... 19 3.2.1.2 Encurtamento muscular ........................................................................ 19 3.2.1.3 Fraqueza muscular ................................................................................ 20 3.2.1.4 Patela alta ............................................................................................. 20 3.2.1.5 Pronação do pé ..................................................................................... 21
3.3.MÉTODO DE AVALIAÇÃO MUSCULAR DO JOELHO .................................. 22 3.3.1 Eletromiografia ......................................................................................... 22
3.4 MÉTODO INTERVENCIONISTA EM REABILITAÇÃO ................................... 23 ARTIGO ................................................................................................................... 26
CONCLUSÃO GERAL ................................... .......................................................... 45
REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 52
APÊNDICES ............................................................................................................ 58
APÊNDICE A - FICHA DE CARACTERIZAÇÃO DA AMOSTRA ........................... 59 APÊNDICE B -TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO .......... 60
ANEXOS ................................................................................................................... 62
ANEXO A- NORMAS DE FORMATAÇÃO DO PERIÓDICO JOSPT ..................... 63 ANEXO B- ESCALA DE DESORDEM FEMOROPATELAR .................................. 65 ANEXO C- REGISTRO NO CLINICAL TRIALS ..................................................... 66
13
1. INTRODUÇÃO
A Síndrome da Dor Femoropatelar (SDFP) é caracterizada como dor anterior
no joelho experimentada por adolescentes e adultos jovens,1 sendo as mulheres de
18 a 35 anos mais favoráveis a desenvolver a síndrome com a prevalência de 12-
13%.2 Um dos mecanismos da síndrome é o desequilíbrio muscular do joelho e
quadril, principalmente do músculo quadríceps e glúteo médio, que é considerado o
fator primordial para o surgimento dos sintomas devido à sua influência no
alinhamento da patela e no aumento das forças de compressão femoropatelares.3
Algumas evidências demonstraram que durante os exercícios de
agachamento até 45°, o músculo quadríceps de indivíduos com SDFP, em suas
porções mediais e laterais, apresentam alterações no padrão de recrutamento
muscular.4 Outra característica nessa população é a desigualdade entre músculos
do joelho em que concerne a função de estabilização articular.5 Consequentemente,
tal disfunção pode levar à sobrecarrega das estruturas articulares, alteração do
equilíbrio postural e à piora do quadro clínico de dor anterior do joelho.6,7 Outro fator
importante é a lateralização da patela, que também pode prejudicar a atividade
muscular do quadríceps e a estabilidade articular, além de aumentar os sintomas de
dor.8
Os métodos de intervenção fisioterapêutica para SDFP são variados, desde
analgesia, manipulação, bandagens, exercícios.9 Um método de intervenção
bastante empregado em clínicas de fisioterapia e centros esportivos é o uso da
bandagem rígida como alternativa para minimizar o quadro clínico de dor anterior do
joelho e inferir possíveis alteração na função muscular do quadríceps.10 A bandagem
rígida foi historicamente elaborada em 1984 por Jenny McConnell 11 e tem sido de
grande valor na fisioterapia para tratamento de atletas.12 Uma das principais funções
da bandagem é promover a correção do posicionamento da patela para direção
medial do joelho em relação a linha vertical da gravidade e contribuir no estímulo
proprioceptivo da articulação patelofemoral.12 A articulação patelofemoral é a área
de acometimento da síndrome, pois é formada pela superfície anterior do fêmur
conhecida como cavidade troclear e as facetas posteriores da patela, onde se
interpõem o mecanismo funcional do músculo quadríceps.13 Algumas evidências
sugerem também melhora do padrão de recrutamento muscular e controle
14
neuromuscular do joelho em indivíduos com SDFP submetidos ao uso da bandagem
rígida.14
Por outro lado, os resultados da literatura não se generalizam para todas as
situações de exercícios utilizados na prática clínica. Além disso, algumas
divergências presentes no protocolo experimental limitam as conclusões sobre
assunto, principalmente no trato metodológico do emprego da bandagem, exercícios
utilizados, e variáveis depedentes tais como a escolha das medidas empregadas
como - recrutamento muscular, tempo de ativação dos músculos do joelho e quadril,
equilíbrio, postura, dor e incapacidade.15-17 Apesar de alguns benefícios da
bandagem ao aumentar o recrutamento muscular de vasto medial oblíquo (VMO) e
glúteo médio (GM) e diminuir a dor retropatelar15, pouco se sabe sobre sua
aplicação durante a execução de exercício sensório-motor utilizado nas fases
avançadas de tratamento de lesão de joelho, por exemplo, para melhora do controle
motor e a propriocepção do segmento afetado. Já a importância da avaliação do GM
na SDFP se reafirma nos déficits de força e recrutamento desse músculo
encontrados nessa população.18,19 É provável que o uso da mesma também
contribua na prevenção de futuras lesões e recidivas de disfunções anteriores no
joelho. Porém, novas pesquisas são necessárias para responder algumas dessas
hipóteses.
Sendo assim, o principal foco desta pesquisa foi investigar se os resultados
apontados na literatura para o uso da bandagem e as respostas no padrão de
ativação dos músculos do joelho e quadril são generalizados para os exercícios
proprioceptivos; esses que são geralmente empregados em clínicas de fisioterapia e
reabilitação. Os exercícios proprioceptivos se classificam com a execução do
movimento corporal, especificamente dos membros inferiores e do segmento afetado
nas condições como cama elástica, prancha, balanço e bosu. As respostas
neuromusculares durante esses exercícios serão avaliados por meio da
eletromiografia de superfície (EMGs). A EMGs é uma ferramenta de grande
importância para avaliar atividade elétrica muscular durante qualquer ação motora,
seja ela funcional ou de performance física. Sendo assim, espera-se com esta
investigação aprimorar os conhecimentos sobre a bandagem funcional rígida e suas
implicações para as tomadas de decisões clínicas quanto ao processo de prevenção
e tratamento da SDFP por parte dos fisioterapeutas.
15
2. OBJETIVOS GERAIS
Avaliar o efeito da bandagem patelar de McConnell na ativação dos músculos
do joelho e quadril (quadríceps e glúteo médio), por meio da eletromiografia, durante
cinco exercícios proprioceptivos em mulheres com síndrome da dor femoropatelar.
Hipótese: a hipótese pré-estabelecida neste estudo é que a bandagem rígida
contribuirá para maior atividade muscular (vasto medial e glúteo médio) em relação
ao grupo controle (placebo).
2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Comparar os parâmetros eletromiográficos dos músculos quadríceps (vasto
medial oblíquo e vasto lateral) e glúteo médio antes e após uso da bandagem
patelar durante cinco condições de exercício proprioceptivos.
16
3. REVISÃO DE LITERATURA
3.1 BIOMECÂNICA DO JOELHO
A articulação patelofemoral é formada pela superfície anterior do fêmur
conhecida como cavidade troclear e as facetas posteriores da patela, onde se
interpõem o mecanismo funcional do músculo quadríceps. A patela é o maior osso
sesamóide do corpo humano e sua função é aumentar a eficácia do braço de
alavanca do tendão patelar em até 50%, além de favorecer a rotação femoral
durante a flexão do joelho.13,20
A patela é passivamente estabilizada pelo seu próprio formato ósseo, pela
tróclea do fêmur, superfície articular cartilaginosa, pelos retináculos peripatelares e
pelo tendão patelar. Setenta e cinco por cento da superfície posterior da patela é
coberta por cartilagem, que possui espessura de 5mm.20
Os estabilizadores dinâmicos do joelho são o conjunto de tendões do sartório,
grácil e semitendíneo que são também conhecidos como “pata de ganso”. A função
dessa estrutura tendínea é promover a rotação interna da tíbia, enquanto os
músculos isquiotibiais, precisamente o bíceps femoral, tem a função de rodar a tíbia
lateralmente. Sobre os músculos anteriores do joelho, o vasto medial traciona a
patela medialmente e o vasto lateral contrapõe essas forças, sustentando
lateralmente a patela. Além disso, o vasto intermédio e o reto femoral tracionam a
patela vertical e lateralmente. 5,20
Quanto a biomecânica da articulação patelofemoral, durante a flexão do joelho
partindo da extensão total, a região distal da patela entra em contato com o côndilo
femoral lateral dos 10° a 20° e em seguida, segue uma curva em forma de “S”,
através da tróclea. Durante a extensão de aproximadamente 30° de flexão, a tíbia
roda lateralmente e a patela é conduzida pela tróclea do fêmur através do músculo
quadríceps. Na flexão completa, a patela repousa sobre a bursa suprapatelar.20
A força de compressão patelofemoral aumenta com a flexão de 0° a 60° do
joelho podendo ultrapassar o peso corporal.19,20 McConnell11 ressalta que força de
reação da articulação patelofemoral aumenta de 0.5 vezes o peso corpóreo durante
a caminhada para 3 a 4 vezes ao subir e descer degraus e 7 a 8 vezes enquanto o
indivíduo realiza um agachamento.
17
Algumas ações biomecânicas do joelho podem ser observadas durante a
prática do exercício físico. Por exemplo, no exercício em cadeia cinética fechada, o
qual é definido como agachamento, é possível observar por análise biomecânica
robusta um maior estresse sobre a articulação patelofemoral de forma progressiva e
linear entre os ângulos de 0° a 90° durante a flexão do joelho. Por outro lado,
durante o exercício de cadeia cinética aberta com resistência, o mesmo estresse
articular aumenta nos graus finais da extensão do joelho (45° a 0°).21
O estudo de Powers et al.21 demonstrou que a sobrecarga articular durante o
exercício em cadeia fechada foi maior aos 90° de flexão, com 123 kgf/cm2,
diminuindo durante a extensão. Ao contrário do exercício em cadeia aberta, onde a
angulação de maior estresse articular foi a 0° obtendo 84 kgf/cm2 com diminuição do
valor conforme a flexão do joelho. Por isso, a sugestão para realizar os exercícios
com menor força de compressão articular seria realizar o agachamento de 0° a 45°
de flexão e em cadeia aberta, permanecer na angulação de 45° a 90° de flexão que
manteria a força resultante a valores mínimos, ou seja, menor que 40,79 kgf/cm2,
que caracteriza o valor limiar de início a dor durante uma atividade como subir e
descer degraus.
3.2 EPIDEMIOLOGIA DA SÍNDROME DA DOR FEMOROPATELAR
A SDFP é uma das desordens musculoesqueléticas mais comum em mulheres
jovens de 18 a 35 anos.22 É a síndrome é definida como dor anterior do joelho ou
retropatelar, agravada durante atividades funcionais.5 A taxa de incidência pode
alcançar, em média, 22/100 pessoas por ano, sendo que as mulheres apresentam
duas vezes mais chances de desenvolver a SDFP que os homens.23 A SDFP leva à
diferentes sintomas e queixas, tais como dor difusa no joelho, má postura,
diminuição da força dos músculos do joelho (ex: quadríceps) e diminuição da
estabilidade articular. Consequentemente, existe um déficit funcional importante do
agrupamento muscular que envolve a síndrome e que leva a limitações das
atividades de vida diária.8
Na avaliação clínica, o paciente pode referir dor retropatelar ao realizar
atividades funcionais diárias como permanecer sentado por tempo prolongado,
ajoelhar, agachar, correr, saltar e subir e descer degraus.6,24 Além dos sinais
clínicos, pode-se comprovar a SDFP com Teste de Clarke, onde o avaliador desloca
18
a patela em direção caudal e solicita a contração do músculo quadríceps, o
resultado positivo seria dor local. O paciente também pode apresentar desconforto à
palpação das bordas medial e lateral da patela.25 Outros sinais também podem ser
observados como o edema, a perda de mobilidade, a sensação de falseio e
instabilidade.26
Recentes estudos demonstram que a SDFP pode aumentar os riscos futuros
da presença de osteoartrose na articulação patelofemoral.27 Uma explicação para
este fenômeno é associada às alterações nos fatores intrínsecos (força muscular e
tempo de ativação) e extrínsecos (cargas de alto impacto), tais como, por exemplo, a
sobrecarga muscular com impacto proporciona um desequilíbrio articular que altera
o contato mecânico da cartilagem e culmina, por consequência, em degeneração e
dor retropatelar. Sabe-se que sobrecargas de alto impacto sobre articulação
femoropatelar promovem microlesões nas estruturas passivas do segmento e que
por fim, causam condromalácea, em alguns casos, a osteoartrose.28
3.2.1.Mecanismos da Disfunção Femoropatelar
Grande parte dos estudos7,29,30 acreditam que a SDFP resulta do mau
alinhamento da patela, levando à excessiva compressão sobre as facetas patelares
em relação aos côndilos femorais. Portanto, os objetivos do tratamento com base em
achados prévios baseavam em apenas promover modificações mecânicas sobre a
patela com a finalidade de melhorar seu movimento articular e alinhamento ao eixo
gravitacional e biomecânico do próprio segmento joelho.
Neste sentido, condutas como o fortalecimento dos músculos quadríceps,
principalmente das fibras oblíquas do vasto medial, isquiostibiais e do trato iliotibial
são geralmente empregadas no tratamento da SDFP. Inclui-se também a
mobilização da patela e em alguns casos clínicos, o uso da bandagem patelar, rígida
ou elástica.31 Todavia, recentes pesquisas reconheceram que a disfunção poderia
não somente ser oriunda da articulação patelofemoral, mas de fatores
desencadeadores no segmento proximal ou distal.32-34
Entre os fatores proximais se destacam a disfunção do quadril que colabora
com movimentos excessivos do fêmur em rotação interna e adução, principalmente
19
quando analisado o agachamento bipodal, onde se ressalta um acentuado valgo
dinâmico do joelho em mulheres com SDFP.35,36 Já para os fatores distais, uma
hipótese é a presença de pronação excessiva do pé durante a marcha. Quanto mais
pronado o pé, maior a possibilidade de rotação interna do platô tibial em paralelo ao
fêmur.37 Essas possíveis anormalidades biomecânicas com impacto na cinemática
articular do joelho leva ao aumento do estresse lateral da articulação patelofemoral
com a rotação interna do fêmur abaixo da patela.34
Em suma, os fatores etiológicos que podem contribuir para a SDFP incluem a
fraqueza muscular e fadiga do quadríceps, desequilíbrio na ativação dos vastos
VMO e VL, tensionamento dos tecidos moles do joelho, aumento do ângulo Q,
fraqueza dos músculos do quadril tais como o músculo glúteo médio e alteração da
cinemática do quadril, pé e tornozelo.22
3.2.1.1 Ângulo Q
O ângulo Q é o parâmetro mais frequentemente estudado na SDFP, sendo
que, quando se apresenta de forma acentuada, entre 15° e 20°, é um fator de
predisposição para lateralização da patela e valgo do joelho. O ângulo Q é medido
com paciente em decúbito dorsal sem a ativação do quadríceps e é definido como
um ângulo criado por dois vetores, ambos partindo do centro da patela.Um vetor se
estende à espinha ilíaca anterosuperior e o outro se estende à tuberosidade anterior
da tíbia.38
O aumento do ângulo Q acentua o componente lateral da força resultante que
age sobre a patela, causando um deslizamento lateral no sentido da tróclea femoral
produzindo maior força de compressão articular,39 principalmente, durante a flexão
do joelho em cadeia fechada. O estudo de Powers et al.18 ressalta que o valgo
dinâmico deriva da rotação interna e abdução excessivas do quadril, pois o pé
encontra-se fixo ao solo e uma movimentação no plano transverso e frontal pode
causar medialização do joelho, rotação externa da tíbia e pronação do pé.
3.2.1.2 Encurtamento Muscular
Tensionamento dos músculos que perpassam a região do joelho podem afetar
o alinhamento da patela, como o reto femoral que pode limitar o movimento patelar,
diminuindo a funcionalidade e a eficácia mecânica da articulação patelofemoral. O
20
trato iliotibial traciona a patela lateralmente durante a flexão do joelho em cadeia
fechada, enquanto o encurtamento dos isquiostibiais pode aumentar a força de
reação da articulação patelofemoral pelo aumento do momento de flexão do joelho.40
Já o encurtamento dos gastrocnêmios limita a dorsiflexão de tornozelo, que
aumenta a pronação subtalar e a rotação interna da tíbia, contribuindo para a
lateralização do ligamento patelar e mal alinhamento da patela. Estudos demonstram
que existe associação entre a flexibilidade dos gastrocnêmios e a presença de
SDFP.41,42 Também, torna-se importante avaliar a resistência passiva dos
isquiostibiais, uma vez que a mesma, demanda maior força de quadríceps ou causa
um discreto flexo de joelho que desencadeia maior força de reação da articulação
patelofemoral. 40
3.2.1.3 Fraqueza muscular
A fraqueza dos músculos do quadril na síndrome femoropatelar tem sido
discutida na literatura atual. Ireland et al43 demonstrou que a força de abdutores e
rotadores externos é significativamente menor em indivíduos com a síndrome. A
disfunção de glúteo médio, mais especificamente, pode aumentar a rotação interna
de quadril e contribuir para o aumento do vetor de força do valgo de joelho e,
consequentemente, para o aumento da dor.
Estudos demonstram que a fraqueza de extensores do joelho é um preditor
para SDFP. Adicionalmente, a diminuição da força dos músculos flexores de joelho,
abdutores de quadril estão associados a SDFP. 23,41
A revisão de Rathleef et al.3 sugere que a força de músculos do quadril reduz
conforme o avanço da doença, entretanto, força de quadril pode não ser um fator de
risco para SDFP. Considerando estudos que encontraram associação entre a
fraqueza de músculos do quadril e a presença de SDFP,18,44,45 faz-se recomendável
o fortalecimento dos abdutores e rotadores externos do quadril nesses indivíduos.3
3.2.1.4 Patela Alta
A patela alta é associada ao encurtamento de reto femoral e à um longo
ligamento patelar, que pode ser um fator de predisposição para subluxações
patelares.46 Estudos demonstram que a atividade muscular de índivíduos com a
síndrome é menor comparada com o grupo controle.47 A insuficiência do vasto
21
medial gera a ausência de uma força medializadora eficiente que contraponha a
lateralização da patela. Na prática clínica, o profissional pode determinar a origem do
mal alinhamento da patela observando seu posicionamento com e sem contração do
quadríceps. 24
Em suma, tanto a displasia troclear, quanto a patela alta podem induzir a
inclinação e deslizamento lateral da patela, diminuindo a área de contato e aumento
o estresse articular.9
3.2.1.5 Pronação do pé
As desordens dinâmicas mais citadas do membro inferior são adução
excessiva e rotação interna do quadril, assim como, excessiva e prolongada
pronação do retropé durante a marcha.29 A mecânica normal dita que a articulação
tibiofemoral deve estender enquanto o corpo passa sobre o pé fixo ao solo, mas isso
não pode garantir a rotação externa da tíbia necessária para a extensão, como
aconteceria em cadeia aberta. Todavia, o sistema locomotor compensa esse
mecanismo através da rotação do fêmur internamente sobre a tíbia, garantindo a
rotação externa da mesma para a extensão do joelho. Entretanto, esse mecanismo
pode apresentar malefícios a articulação patelofemoral. Enquanto o fêmur rotaciona,
a compressão entre a supercífie lateral da patela e o côndilo lateral aumenta,
propiciando o aparecimento dos sintomas da SDFP.37 Portanto, a principal teoria
defende que a excessiva pronação impossibilita a rotação externa natural da tíbia
quando o membro está em extensão. Esse fator induz a rotação interna do fêmur
compensatória que resulta em uma reação tibiofemoral e pode produzir sintomas
patelofemorais.
O estudo de Aliberti et al.29 destacou que indivíduos com SDFP exibem um
padrão de rollover do pé iniciando a fase de contato inicial com o apoio medial do
retropé, já na fase de propulsão o apoio é direcionado lateralmente no mediopé.
Essas alterações durante o processo de rollover podem auxiliar na detecção da
causa primária da SDFP e podem ser utilizadas para desenvolver técnicas de
intervenção voltadas para a disfunção da extremidade de membro inferior. Alguns
estudos sugerem as órteses para o pé como uma intervenção indireta para atingir o
movimento patelofemoral pelo controle da pronação do retropé.46,48,49
22
3.3 MÉTODO DE AVALIAÇÃO MUSCULAR DO JOELHO
3.3.1 Eletromiografia
A eletromiografia (EMG) é o registro da atividade elétrica dos músculos. A
técnica consiste em registrar, processar e analisar os sinais mioelétricos oriundos
das respostas neuromusculares. No que se refere aos parâmetros da EMG no
domínio do tempo, uma medida preconizada na literatura é a amplitude do sinal da
EMG, chamada de Root Mean Square (RMS).50 Esse método demonstra-se válido e
confiável para o tratamento do sinal eletromiográfico.51
Acreditava-se que o VMO era o músculo mais acometido do quadríceps após
uma lesão do joelho, pois este apresenta maior atrofia em comparação com os
demais músculos do joelho.52 Todavia, algumas evidências demonstraram que
ocorre uma diminuição do recrutamento das fibras musculares do quadríceps como
um todo, e não somente do VMO.53,54 Sendo assim a análise por meio da EMG é
uma ferramenta de suma importância pois permite avaliar de forma isolada a
contribuição dos diferentes músculos do próprio quadríceps, tais como as diferenças
no padrão de ativação dos (VMO vs. VL), por exemplo, em diferentes condições de
exercício.26
Alguns estudos4,55 consideram que não existe diferença significativa no tempo
de resposta da ativação muscular entre o grupo com SDFP e o grupo controle (sem
dor anterior no joelho). O estudo de Bevilaqua et al.56 avaliou o tempo de reação
reflexa do quadríceps, por meio da eletromiografia, em 12 mulheres saudáveis e 12
com SDFP, demonstrou que ocorre um atraso neuromuscular no tempo de ativação
do VMO com relação ao VL e Vasto Lateral Longo (VLL); entretanto, não se
observou diferença entre VL e VLL, tampouco, entre os grupos.
No estudo de Chen et al.47 52 indivíduos (26 saudáveis e 26 com SDFP)
foram avaliados com relação ao atraso eletromecânico no VMO e VL. Os voluntários
foram submetidos a estimulação elétrica do quadríceps visando promover a
contração muscular. Por meio do ultrassom de imagem, foi verificado o movimento
da patela resultante da contração muscular produzida. Os resultados obtidos
demonstraram que assim como o atraso do VMO foi maior no grupo SDFP, o atraso
eletromecânico do VL foi menor em indivíduos com a síndrome. Sendo que no grupo
SDFP, o atraso do VMO foi significativamente maior que o VL, o que não se
demonstrou no grupo controle.
23
A revisão sistemática de Chester et al.4 corrobora com os resultados de Chen
et al.47 quando afirma que baseado em 14 artigos analisados, o VMO apresenta
atraso significativo com relação ao VL no grupo SDFP em comparação com grupo
controle. Embora, muitos artigos considerem o atraso da ativação de VMO/VL como
fator importante no tratamento de indivíduos com SDFP, não se pode dizer que esse
desfecho é um preditor da síndrome como sugerido por Lankhorst et al.57
O papel do GM como abdutor do quadril tem ganhado ênfase na pesquisa
como uma possível vertente no tratamento da SDFP. Após os achados do Powers et
al.18 com relação a contribuição dos músculos do quadril na síndrome, abriu-se um
leque para investigações a respeito do músculo GM. Alguns autores18,44 afirmam que
mulheres com SDFP apresentam menor ativação deste músculo comparado ao
grupo controle durante tarefas em cadeia fechada. Rathleef et al.3 realizou uma
revisão sistemática com objetivo de identificar se a fraqueza do GM pode ser um
fator de predição para desenvolvimento da síndrome. Os autores desta revisão
apresentaram resultados inconclusivos devido à natureza dos estudos, desfechos e
protocolo do estudo.
O estudo de Brindle et al.55 em 2003, por outro lado, aponta para necessidade
do fortalecimento do GM nessa população. Neste estudo, 16 pacientes com SDFP e
12 indivíduos no grupo controle, entre homens e mulheres, realizaram a tarefa de
subir e descer degraus. Os resultados observados foram que o grupo patológico
apresentou atraso no padrão de ativação do GM além de um menor tempo na
duração da contração muscular do próprio músculo. Foi sugerido pelos autores que
o treinamento muscular do GM e de outros músculos em torno do quadril deve ser
implementado no processo de reabilitação de pacientes com SDFP.
3.4 MÉTODOS INTERVENCIONISTAS EM REABILITAÇÃO
O tratamento fisioterápico quanto a disfunção da SDFP visa aliviar a dor por
meio do alinhamento patelar em relação à vertical, de forma a melhorar o movimento
em torno do sulco troclear. Existem fortes evidências de que indivíduos com SDFP
apresentam fraqueza de músculos do quadril comparado com pessoas saudáveis.58
A revisão de Prins et al.58 concluiu, com forte evidência, que indivíduos com SDFP
apresentam força muscular diminuída de rotadores externos, abdutores e extensores
24
do quadril e moderada evidência para fraqueza de flexores e rotadores internos.
Acrescentando a esse assunto, um estudo recente27 sobre o assunto concluiu que o
tratamento com o objetivo de corrigir as alterações biomecânicas de origem proximal
como o quadril, somado ao fortalecimento dos músculos do joelho como quadríceps,
é o mais adequado quando se tem o objetivo de melhorar os sintomas clínicos dos
pacientes com SDFP.
Outros recursos terapêuticos incluem a bandagem patelar, o alongamento
dos músculos envolvidos (quadríceps, isquiostibiais, gastrocnêmios, tibial anterior e
glúteo médio), especificamente o fortalecimento do músculo VMO, GM e rotadores
externos do quadril, estimulação elétrica de VMO e gastrocnêmio medial, ultrassom,
crioterapia para diminuir os sintomas clínicos de dor e o uso de órteses para o pé.42
Por outro lado, a bandagem patelar é um dos método para o tratamento da SDFP.
Embora o exercício isolado tenha bons resultados quanto aos desfechos de dor e
funcionalidade, o programa de exercícios associado à bandagem patelar rígida
apresenta melhores resultados64, concluindo que esta pode ser usada de forma
complementar ao tratamento, melhorando a estabilidade articular e possivelmente,
promovendo melhora no padrão de recrutamento muscular do joelho.
A bandagem rígida foi criada por Jenny McConnell11 em 1984, como uma
forma de diminuir a incongruência patelar, alterando a biomecânica da patela e
direcionando-a para medial. Essa técnica tem como objetivo corrigir o deslizamento
lateral, a rotação medial e a inclinação da patela em pacientes com SDFP.59
O método McConnell tem sido amplamente utilizado no tratamento de SDFP,
porém o efeito dessa intervenção ainda é inconclusivo. Larsen et al.60 demonstraram
que a bandagem foi significativamente efetiva para deslocar a patela medialmente,
mas foi ineficaz para manter este posicionamento após o exercício.
Algumas evidências trazem que a bandagem rígida demonstra bons
resultados quanto a diminuição da dor anterior do joelho16,61,62 e alinhamento da
patela.63 O estudo de Whittingham et al.64 envolveu 30 indivíduos com SDFP
direcionados um programa de tratamento de 4 semanas, onde foram subdivididos
em: bandagem associado a exercícios, placebo associado a exercícios e exercícios
isolados. Como resultado, observou-se que o grupo exercício associado a
bandagem rígida apresentou melhora na pontuação da escala visual analógica e no
questionário de funcionalidade em duas, três e quatro semanas, porém não
25
apresentou diferença quanto ao efeito imediato, em uma semana. Contudo, algumas
pesquisas32,61,64,65 indicam melhora da dor imediata após a aplicação da bandagem
patelar durante tarefas funcionais.
Os resultados da intervenção com bandagem em relação a avaliação
eletromiográfica dos vastos ainda é contraditória. Uma recente revisão sistemática49,
três estudos de alta qualidade17,61,66 indicaram uma antecipada contração muscular
do VMO com a aplicação da bandagem patelar, porém moderada evidência indicou
que não houve diferença estatística na relação VMO:VL com a bandagem. Todavia,
nos achados de Ng et al.17 não foi possível encontrar diferença significante na
amplitude eletromiográfica do VMO durante o apoio unipodal com perturbações
dinâmicas, assim como, Kaya et al.10 indicam que o uso da bandagem durante
exercícios terapêuticos é eficaz para corrigir o tempo de ativação do VMO com
relação ao VL. Por outro lado, nenhum estudo direcionou tal análise durante os
principais exercícios de propriocepção utilizados em clínicas de reabilitação para
tratamento de lesões e disfunções do joelho.
A propriocepção é definida por aquisição do estímulo consciente e
inconsciente do sistema sensório-motor.67 A anormalidade desse sistema pode
predispor a uma patologia musculoesquelética por alterar o controle do movimento
desencadeado por um estresse anormal das estruturas teciduais e pela dor. Esse
mecanismo está diretamente ligado ao surgimento de déficits funcionais em
pacientes com lesão articular do joelho.
Sendo assim o foco desta pesquisa é unir um método de intervenção como a
bandagem patelar com atividade dos principais músculos envolvidos na SDFP
durante exercícios que envolvam o sistema de controle postural tais como o apoio
unipodal em superfícies instáveis utilizados na reabilitação do joelho, como: prancha
retangular, balanço, cama elástica e bosu. Os resultados desta pesquisa terão
implicações importantes para o estudo da análise do comportamento muscular na
síndrome da dor femoropatelar e para a prescrição de exercícios proprioceptivos
para essa população.
26
ARTIGO
This article will be submitted to the Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy after thesis defence.
MCCONNELL’S PATELLAR TAPING DOES NOT ALTER KNEE AND HIP
MUSCLE ACTIVITY DURING PROPRIOCEPTIVE EXERCISES: A RANDOMIZED PLACEBO-CONTROLLED TRIAL IN WOMEN WITH PATELLOFEMOR AL PAIN
SYNDROME
Authors: 1Cynthia Gobbi Alves Araújo, 2Christiane de Souza Guerino Macedo, 2Daiene Ferreira, 1Leonardo Shigaki, 1Rubens A. da Silva.
1 Center of Research in Healthy Sciences, Masters Program in Rehabilitation
Sciences, Laboratory of Functional Assessment and Human Motor Performance, Universidade Norte do Paraná (UNOPAR), Londrina-PR, Brazil. 2 Department of Physical Therapy, Universidade Estadual de Londrina (UEL), Londrina-PR, Brazil. The protocol for this study was approved by the Ethics Committee on Research of
the Universidade Norte do Paraná. Address correspondence to Cynthia Gobbi, Centro de Pesquisa em Ciências da Saúde, Rua Marselha, 145 – Jd. Piza. CEP:
86041-140. Londrina-PR, Brazil. E-mail: [email protected]
Abstract
STUDY DESIGN: Randomized placebo-controlled trial. OBJECTIVES: To assess the effect of patellar taping on muscle activation of the Vastus Medialis Obliquus, Vastus Lateralis, and Gluteus Medius in women with Patellofemoral Pain Syndrome during five proprioceptive exercises. BACKGROUND: Evidences suggest that patellar taping can alter the muscle activation pattern during weight-bearing exercises. However, there is no evidence concerning this change during the performance of proprioceptive exercises in individuals with Patellofemoral Pain Syndrome. METHODS: The sample consisted of 40 sedentary women with syndrome, who were randomly allocated in two groups: Patellar Taping and Placebo (vertical taping on patella without any streching of lateral structures of the knee). Volunteers performed five proprioceptive exercises randomly: 1) Swing apparatus, 2) Mini-trampoline, 3) Bosu balance ball, 4) Anteroposterior sway on a rectangular board and 5) Mediolateral sway on a rectangular board. All exercises were performed on one-leg stance position, ipsilateral to the syndrome, with knee flexion of 30° during 15 seconds. Muscle activation was measured using a surface electromyography across Vastus Medialis and Vastus Lateralis muscles. Maximal voluntary contraction was performed of hip and knee muscles in order to normalized electromyography signal relative to maximum effort during the exercises. RESULTS: The ANOVA results reported no significant interaction (P>.05) and no significant differences (P >.05) between groups and sessions in all exercise conditions. CONCLUSIONS: Patellar taping is not better than placebo for increasing the muscular recruitment of hip and knee muscles during proprioceptive exercises. Trial registration number: ClinicalTrials.gov NCT02322515. LEVEL OF EVIDENCE: Therapy, Level 1b. KEY WORDS: Electromyography. Rehabilitation. Knee. Taping.
27
1 Background
The Patellofemoral Pain Syndrome (PFPS) is characterised by the presence
of retropatellar or anterior knee pain that may increase during functional activities
such as ascending or descending stairs, squatting, kneeling, running or prolonged
sitting.4,18 This syndrome is one of the most common clinical conditions encountered
in the sporting and general population with a higher prevalence in young women.18,34
The prevalence of PFPS can reach 12.3% in women with ages between 15 and 35
years, while the incidence is 33/1000 person-years.5 The PFPS represents
approximately 21% of all knee complaints across health management services.
Approximately 10 to 25% of individuals that seek physical therapy treatment obtain a
diagnosis of PFPS.35
The syndrome is most related to females due to structural differences in the
length of the pelvis, femoral anteversion, increased angle Q, tibial external rotation,
quadriceps strength and ligament laxity of the knee.37 The aetiology of PFPS is
multifactorial, but can often be related to malalignment of the lower limbs, tightness of
the iliotibial tract, weakness and fatigue of the vastus medialis obliquus (VMO), timing
difference of EMG onset between the VMO and vastus lateralis (VL) and weakness
of the gluteus medius (GM). Also, some evidence showed increased activity of the
quadriceps and maltracking of the patella on the trochlear groove.19,40,41
On the other hand, muscle imbalance between the VMO and VL is also a
determinant factor in the aetiology and the syndrome mechanisms of PFPS.38 This
muscle imbalance alters patellar kinematics and contributes to the increase of
compressive forces and patella overload. Mc Connell27,28 reported that there are four
positions of the patella that can increase knee overload, especially on the
28
patellofemoral joint: 1) lateral glide, 2) lateral tilt, 3) posterior tilt of the inferior angle
limit of the patella and 4) excessive rotation.
One way to counteract the lateral forces of the patellofemoral joint and
medialize the patella is using patellar taping. Patellar taping has been used to
minimize anterior knee pain and decrease compressive forces on the patellofemoral
joint during knee flexion movements.10,31 Previous studies have shown that the use
of patellar taping contributes to the balance of muscle activity of the VMO and VL,23,36
and to the decrease of onset timing of the ratio VMO:VL.11,20,26 Furthermore, this
external and rigid stabilising mechanism may reduce anterior pain.13
A few studies have investigated the action mechanism of taping by reflecting
improvements of hip muscle activity.15,33,39 It is well known that pelvic muscles could
influence injury mechanisms of the tibiofemoral and patellofemoral joint.39 Fukuda et
al.17 demonstrated the impact of the pelvis component on patellar biomechanics.
These authors pointed out that strengthening of abductors and hip external rotators
has a positive impact on clinical outcomes such as pain and disability in women with
PFPS. Additionally, Cowan et al.11 affirmed that patellar taping may contribute to the
improvement of motor control of the gluteus medius muscle.
Concerning motor control responses of the knee, studies have shown changes
in the proprioceptive mechanisms of action in patients with this syndrome due to the
involvement of peripatellar mechanoreceptors.2 Therefore, patellar taping might be an
important tool for physical therapists in minimizing the effects of proprioceptive
deficits in individuals with PFPS. Callaghan et al.8 assessed the knee joint position
sense in healthy individuals and revealed that patellar taping improved spatial
perception in subjects that were classified as having a “poor positional sense”. The
29
authors concluded that patellar taping may interact with proprioceptive mechanisms
of the knee joint by stimulation of muscles, tendons and ligaments.
On the other hand, it would be interesting to know whether these results can
also be generalized to the practice of proprioceptive exercises, which are considered
as important in knee disorder rehabilitation programs. These exercises help to
improve motor control, balance, motor coordination and reflex responses of
stimulated muscles. Callaghan et al.9 demonstrated a beneficial effect of patellar
taping for subjects with PFPS classified with “poor proprioception”, and Felicio et al.16
have also demonstrated a positive effect of taping on neuromuscular responses of
postural control in these individuals. However, it is necessary to expand these results
to other situations. In fact, little is known about the efficacy of patellar taping during
the most important proprioceptive exercises utilized for PFPS rehabilitation. This
warrants more investigation of patella taping on knee and hip electromyography
(EMG) measurements across different proprioceptive exercises.
The purpose of this clinical trial was to assess the effect of patellar taping on
muscle activation of the knee muscles (VMO and VL) and hip muscle (GM) during the
most common proprioceptive exercises in women with PFPS. The hypothesis was
that patellar taping could contribute to an increase of VMO and GM muscle activity. A
second purpose was only to determine if there is difference between the activity of
the muscles investigated (knee versus hip) across exercises.
2 Methods
This study was begun after acceptance by the Ethical Committee in Research
of Universidade Norte do Paraná (N°: 846.447). The volunteers, after have been
invited, were given an explanation of the research purposes and signed a Consent
30
Form. The study was prospectively registered as a randomized controlled trial in
www.Clinical Trials.gov (Trial registration number NCT02322515).
Participants
The sample of this study was composed of 40 female volunteers aged
between 18 and 35 years, who were recruited from the university community. The
sample size was calculated from the data of a pilot study considering a power of 80%
and a significance level of 5%. The estimated sample size using the differences
between experimental group (n= 9/patellar taping) comparing to control group (n=
9/placebo) at muscle activity by EMG measurement after taping use was Δ = -1,80 ±
2,0 versus 4.46 ± 3,6%, respectively. A sample size of 20 patients per group was
necessary, given an anticipated dropout rate of 10%. All the volunteers were
diagnosed with PFPS based on the clinical assessment of one qualified physical
therapist. For inclusion criteria, all participants were sedentary, so they should not
have practiced any regular exercises or participated in a program of rehabilitation for
the last six months. They presented anterior knee pain for at least three months and
referred pain in three functional activities such as squatting, ascending and
descending stairs, kneeling, running or sitting for a prolonged time.41 The pain
intensity, measured by a Visual Analog Scale needed to be higher or equal to three,
as suggested by Santos et al.41 and Mostamand et al.32 For both groups, the
exclusion criteria were: history of severe injury to the knee (meniscal, ligaments or
tendon tears), history of surgery on the locomotor apparatus or history of patellar
instability; existence of neurologic, cardiovascular or rheumatologic disease;
pregnancy; diabetes; use of medication and/or physical therapy in the last six
31
months; previous experience with patellar taping or hypersensitivy to self-adhesive
tape.
Sixty-two volunteers were invited, 21 were absent and 1 had dwarfism, so she
was excluded from the study. Forty participants were randomly allocated in two
groups as it follows (Figure 1) :
A) Patellar Taping Group (PTG, n = 20): A second physical therapist applied
adhesive tape to the affected knee of subjects in the patellar taping group and the
placebo group. The taping techniques used were those detailed by McConnell29 to
correct patella malalignments. The medialization of the patella was performed with a
rigid self-adhesive taping positioned on the lateral border and tensioned up to the
medial femur condyle, which provides a stretching of lateral structures of the knee.
B) Placebo Group (PG, n = 20): This group was submitted to a placebo procedure,
which consisted of the aplication of vertical taping on the patella, without any
streching of the lateral structures of the knee.(FIGURE 4)
Until the end of the assessment, the participants were unaware in which group
they were allocated, PTG or PG.
Before EMG measurement, the functionality of in individuals with PFPS was
determined by the Anterior Knee Pain Scale (AKPS)14, which was cross-culturally
adapted into Portuguese language and clinimetrically tested in the Brazilian
population. The AKPS is composed by 13 questions on the influence of anterior knee
pain on functional activities. Each alternative is related to a score, the higher the final
score, the smaller the impairment of the knee. The knee pain was also determined by
a visual analog scale, which consists of a rating scale of 10 cm, where 0 corresponds
to “no pain” and 10, “the maximum level of pain”42
32
Randomization
The subjects were informed about the possibility of being part of one of the
two groups. The randomization schedule was generated using the website
random.org. The allocation schedule was printed on cards. These cards were
sequentially numbered in opaque and sealed envelopes, each containing the name
of one of the groups. The envelopes were selected by a third examiner, who did not
know the measurements of the study. The sequence of the proprioceptive exercises
was randomized using opaque envelopes in order to exclude the possibility of
ordering bias, such as muscle fatigue and learning effects.
Primary outcome
Electromyography (EMG)
The system of capture of the electromyography signal used was the Bagnoli-8,
Delsys system, Inc. (Wellesley, MA, USA). All EMG signals were captured from three
pre-amplified active surface electrodes (gain: 1000) consisting of two silver bars (10-
mm long, 1-mm wide) spaced 10 mm apart. EMG signals from the recording sites
were band-pass filtered between 20 and 450 Hz, at a sampling rate of 2000 Hz. After
the skin at the electrode sites was shaved and abraded with alcohol to minimise
electrical impedance, electrodes were positioned on the respective muscles: vastus
medialis obliquus, vastus lateralis and gluteus medius, following the
recommendations of the Guide of Surface EMG for Non-Invasive Assessment of
Muscles (SENIAN) on muscle fiber direction.21 The reference electrode was
positioned on the anterior tuberosity tibial of the assessed limb.
33
From the EMG signals corresponding to the MVCs, a moving Root Mean
Square (RMS) processing method was executed on successive 250ms (512 points)
time-windows to determine temporal information of the event and define the mean
amplitude RMS across five exercises (detailed below) for each muscle. After the
isometric maximal voluntary contraction (MVC) of each muscle group, knee extensor
(quadriceps: VMO and VL) and hip abductors (GM), the peak value of EMG-RMS
across three MVC trials (RMSCVM), computed with a 100ms time-window, was used
to normalize EMG-RMS during exercises in order to determine the level (%) of
muscle activation.7
During the proprioceptive exercises, EMG-RMS values were also calculated
for each muscle (VMO, VL e GM) on an average representation of muscle activity
(RMSMEAN-EXERCISES) corresponding to the exercise protocol. It was then normalized in
order to achieve the percentage (%) of muscle recruitment related to the RMS
maximal peak of the MVC (RMSMVC).6 The normalization for each muscle group was
performed using the equation:
Equation 1:
%RMS (level of muscle activity) = [ (RMS MEAN-EXERCISES / RMSMVC) x100% ]
Experimental Protocol
After the volunteers were familiarized with the devices and the experimental
protocol, they performed the maximal voluntary contraction (MVC) of the quadriceps
on a fixed chair at 60° of knee flexion23,26 with hip and knee stabilization. The
participant performed a maximum extension effort against a support above the lateral
malleolus and with upper limbs crossed on the trunk (FIGURE 2). To evaluate the
34
MVC of the gluteus medius, the participant laid on their side with 10° of abduction
and performed a maximum effort against a support tape 10cm above the lateral
femur condyle.25 For both muscle groups, the MVC was performed with three trials
of up to 8 seconds with one minute of rest between them. Simultaneously, EMG
measurements were recorded in order to compute the peak value of RMS (RMSCVM),
as described in the last section.
Afterwards, the order of the five exercises was presented randomly: (1)
anteroposterior sway on a rectangular rocker board, (2) mediolateral sway on a
rectangular rocker board, (3) swing apparatus, (4) minitrampoline, and (5) bosu
balance ball. In all exercise conditions, the participants stood in one-leg stance,
where the weight-bearing knee was flexed at 30°, while the non-weight-bearing knee
was flexed at 90°.(FIGURE 3) A visual reference was affixed approximately 2.50m
from the assessment position. The volunteers performed one set of 15 seconds for
each of the five exercises, with 60 seconds of rest between them.
Blinding
For both EMG recording and exercise evaluation, all volunteers were kept
blinded to the allocation group for pre and post intervention by taping.
Statistical Analysis
Demographic data and all outcome measures were expressed as mean and
standard deviation. The normality distribution of baseline measurements of the
samples were confirmed by Shapiro Wilk Test. Altought the main purpose was
determine the effect of taping, a three-way repeated measures analysis of variance
were performed to determine the effects on Groups (PTG vs PG), as well as on
35
Sessions (pre and post-taping) and Muscles (VMO, VL, GM) and interactions
(Groups×Sessions×Muscles) in EMG normalized measures (%RMS = level of muscle
activity) across the five exercises. A Tukey post-hoc analysis was employed when
necessary to localize the differences between muscles. Variance homogeneity was
tested with the Levene Test and EMG-RMS data was transformed into Log10 with
ANOVA. All statistical analysis was performed with the SPSS program (20.0 version
for Windows) with a significance level of 5% (p < 0.05). Intention to treat analysis was
performed in order to maintain the subjects on the group they were allocated.
3 Results
The groups (placebo and taping) were homogeneous regarding demographic
data and clinical parameters, such as age, weight, height, BMI, VAS, pain duration
and AKPS) (Table 1) . There were no loss to follow up.
The ANOVA results reported no significant interaction (P>.05) and no
significant differences (P >.05) between groups and sessions in all exercise
conditions. Overall, taping was not efficient to increase knee and hip activation, being
similar to placebo, across five exercises (results are illustrated in Tables 2 and 3 and
FIGURE 5)
4 Discussion
The results of this randomized placebo-controlled trial demonstrated that
there were no differences in taping effects on muscle activation of hip and knee
muscles in women with PFPS during different proprioceptive exercises. This result
remained when the sessions (pre and post) were compared in the two groups.
However, the present study also revealed one important finding, where the mean for
36
the GM muscle produced higher activity (%) than the VMO (%) and VL (%) in both
taping and placebo groups.
4.1 Taping effects
Several lines of evidence have investigated the impact of patellar taping
intervention methods on pain, function and muscle activation during functional tasks,
such as ascending and descending stairs or squatting, in subjects with PFPS.10,36,44 A
systematic review reported by Barton et al.3 concluded that there is moderate
evidence for patellar taping on the onset timing of the VMO:VL activity ratio.10,31,21 To
explain this finding, the study of Mostamand et al.31 assessed the muscle activation
of 18 subjects with PFPS and 18 controls during unipodal squatting across three
experimental conditions: with taping, without taping and after daily use until pain
relief. The use of taping in the two groups contributed to faster VMO contraction
responses during unipodal squat exercise and decreased the VMO:VL ratio.
Supporting these results, Cowan et al.9 also reported that patellar taping associated
with an exercise program could change motor control and onset timing of VMO over
VL contraction, resulting in a significant increase of VMO activity in individuals with
PFPS. In fact, these results are not generalized for the sub-maximal sensory-motor
exercises used to improve proprioception in knee disorders such as patellar
syndrome during rehabilitation programs.
On the other hand, NgGy et al35 evaluated the vastii of 16 subjects with PFPS
by EMG measurement under three experimental conditions (with and without taping,
and placebo) after have induced knee muscle fatigue. The volunteers performed a
single-legged standing task with and without a mechanical perturbation caused on
the back of the knee joint, and then the EMG signal was recorded. These authors
37
reported no significant taping effects over placebo on amplitude EMG and onset
timing of vastii in both pre and post-fatigue tasks. This is in agreement with the
results from the present study. Keet et al. 24 affirmed that taping can decrease the
amplitude of the VMO signal while ascending stairs. However, Cowan et al.12 added
that the taping application did not alter the signal amplitude for the same task, which
makes the literature inconclusive on this issue.
This is the first study to investigate the effects of taping on muscle activity from
knee (VMO and VL) and hip (GM) muscles during proprioceptive exercises.
Therefore, comparisions with others studies that evaluated functional activities is
limited. In the current study, differences in muscle activation were not found between
PTG and PG. This result could be due to the type of exercise performed during
assessment, in this case, the volunteers stood in a single-legged position on unstable
surfaces, which demands a lower muscle utilization rate of the lower limbs compared
to “ascending and descending” stairs, such as unipodal squatting. This could be the
main reason for the disparity between groups. Probably, if the exercise were more
intense, this finding could have changed. There are no studies that assessed the
impact of taping on muscle activation for intense exercises such as running or
jumping.
4.2. Muscles effects (secondary purpose)
In all devices utilized, the GM muscle obtained the higher activation value,
which emphazises hip stabilization in patients with PFPS. It is well known that in this
population, the GM presents a delay of onset timing of contraction and lower signal
amplitude during “ascending and descending” stairs when compared to a control
group.5 Considering the GM deficit of activation in patients with PFPS, Lee and Cho26
38
utilized a hip brace to stabilize the pelvis in order to demonstrate that the strength
deficit of abductors can cause compensations in postural control characterised by
greater mediolateral sway in women with PFPS. Avoiding excessive hip medial
rotation and adduction, very common in this population, these authors obtained lower
punctuation of center of pressure (COP) measured on platform force. Therefore,
these findings only confirm results described in the literature on the role of GM
activation in postural control and even more the effect on proprioceptive exercises.
Balance in PFPS patients is evaluated by the movement strategy used, and if
there is difficulty in performing this activity a rehabilitation program may be
prescribed.22 Proprioceptive exercises are usually performed in a unipodal stance on
unstable surfaces in clinical practice. In the current study, there are many
hypotheses for the higher activation of the hip muscle in single-legged standing.
Probably, the GM may have presented a higher activation due to the mechanical
position during these exercises. This muscle is required for stabilizing the femoral
neck in the acetabulum during swing phases.1 Considering that individuals with PFPS
present strength deficits of hip abductors15 possibly the GM must recruit more fibers
in order to perform the same task in contrast to healthy subjects. Another hypothesis
is that damage of mechanoreceptors9 affects standing balance and the resulting
motion is primarily around the hip joint. The hip strategy makes larger corrections
possible whereas the ankle strategy is limited by the foot’s ability to exert torque in
contact with the surface.43 Therefore, the GM is needed to stabilize the pelvis,
recruiting more motor units.
4.3 Limitations of this study
In the present study, we utilized the amplitude of the EMG signal instead of
39
onset timing of contraction, because the preparation for the proprioceptive tasks
required a previous contraction of the muscles in order to maintain postural control
and good execution on an unstable surface. For this reason, it became impossible to
measure the onset timing of vastii and GM contraction, and in addition, a recent
study30 revealed that the relative amplitude of the vastii can be utilized with high
levels of reliability while onset timing has poor to moderate reliability between tests.
Electromyography assessment in a one-legged stance on a stable surface
could also have been added to this study in order to compare the exercises with
baseline muscle activity.
5 Conclusion
Patellar taping does not affect knee and hip muscle activity during
proprioceptive exercises in a randomized controlled trial in women with
patellofemoral pain syndrome. However, the GM muscle was recruited (% activity)
more than knee muscles (VMO % and VL %) during all exercises in both groups
(taping and placebo). These results have implications for the use of patellar taping in
proprioceptive exercise prescription for PFPS rehabilitation programs.
6 Acknowledgements
We acknowledge CAPES for financial support during this project.
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45
CONCLUSÃO GERAL
Os resultados desta pesquisa sugerem que a bandagem rigida não é
superior ao placebo para o aumento do recrutamento muscular dos músculos VMO,
VL e GM nos cinco exercícios proprioceptivos. Entretanto, foi observada uma
diferença nos padrões de recrutamento dos músculos em todas atividades,
destacando a maior contribuição do GM, seguido do VMO e VL. Essa nova
evidência contribui para as tomadas de decisões clínicas quanto à intervenção por
meio da bandagem rígida com a finalidade de aumentar a atividade dos músculos
envolvidos na síndrome da dor femoropatelar.
46
Ilustrações
Table 1. Demographic data
Characteristics PTG (mean SD) PG (mean SD)
N 20 20 Age(yrs) 23 (3.32) 23 (3.41) Weight(kg) 61 (11.01) 61 (14.32) Height (m) 1.58 (0.05) 1.62 (0.06) BMI (Kg/m 2) 24 (3.78) 23 (4.70) Painful Limb Left (55%) Right (65%) Dominant Limb Right (90%) Right (95%) VAS on the day (0-10) 1.80 (2.60) 2.20 (2.26) VAS usually (0-10) 6 (1.77) 6 (1.71) Pain duration (months) 47 (45.22) 57 (40.83) AKPS (0-100) 73.75 (11.11) 72.25 (10.78) PTG: Patellar Taping Group; PG: Placebo Group; BMI: Body Mass Index; VAS: Visual Analogic Scale; AKPS: Anterior Knee Pain Scale questionnaire.12
47
48
49
FIGURE 1. CONSORT flow chart, including ITT analysis. Abbreviation: ITT, intention to treat.
50
FIGURE 3. Volunteer with EMG surface
electrodes on minitrampoline
FIGURE 2.Maximal isometric voluntary
contraction of quadriceps
FIGURE 4. A – Placebo Taping. B – Patellar
Taping
A B
51
52
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58
APÊNDICES
59
APÊNDICE A FICHA DE CARACTERIZAÇÃO DA AMOSTRA
Nome: ____________________________________________________________________ Idade:___________________ Data de Nascimento:__________/____________/_________ Altura:______________ Peso:___________Atividade física? Qual?___________________ Dominância: _______________________________________________________________ Membro com dor: ___________________________________________________________ Tempo e Histórico da dor: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Escala Visual Analógica (hoje): _______ (0 a 10) Escala Visual Analógica (geralmente): __________(0 a 10)
Critérios de Inclusão
18 a 35 anos
História de dor anterior do joelho
(mais de 3 meses)
Dor em atividades funcionais
Agachar por tempo prolongado:
Subir ou descer escadas:
Ajoelhar:
Correr:
Permanecer muito tempo na posição sentada:
Critérios de exclusão
História de lesão traumática no joelho
História de cirurgia no parelho locomotor
Histórico de luxação patelar
Evidência clínica de lesão de menisco
Instabilidade ligamentar
Tendinite patelar
Presença de doenças neurológicas
Cardiovasculares ou reumatológicas
Gravidez; diabetes
Alteração de sensibilidade na face plantar
Uso de medicação
Fisioterapia prévia ao estudo.
Experiência com bandagem patelar
Hiperssensibilidade a fita adesiva
60
APÊNDICE B TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO
Você está sendo convidada a participar como voluntá ria do projeto de pesquisa “O EFEITO DA BANDAGEM PATELAR DE MCCONNELL DURANTE EXE RCÍCIOS SENSÓRIO-MOTORES EM MULHERES COM SÍNDROME DA DOR FEMOROPATELAR: UM ENSAIO CONTROLADO ALEATORIZADO” , desenvolvido pelo professor Dr. Rubens Alexandre da Silva Jr. (UNOPAR) e colaboração com outros docentes. Este projeto de pesquisa tem por objetivo avaliar os efeitos da bandagem rígida nas respostas neuromusculares de controle postural em mulheres com síndrome femoropatelar. Após o aceite em participar do estudo, será agendado um horário e data em comum acordo entre você e os pesquisadores para o início das atividades. Você deverá comparecer no Laboratório de Avaliação Funcional e Performance Motora Humana (LAFUP), da UNOPAR. PROCEDIMENTOS QUE SERÃO NECESSÁRIOS: A pesquisa será conduzida da seguinte forma: • Inicialmente será realizada uma entrevista com objetivo de obter informações demográficas (ex: idade, endereço); • Em seguida o participante irá responder alguns questionários clínicos para se avaliar o estado da saúde geral, realização de atividades físicas. • Será necessário realizar algumas medidas antropométricas, tais como peso, altura; • O participante será submetido aos exercícios proprioceptivos com e sem o uso da bandagem funcional dentro da mesma avaliação. PRIVACIDADE: O nome será mantido em sigilo, fazendo uso da sua participação somente para avaliação científica deste trabalho e possíveis publicações em eventos, revistas e meios científicos, dentro dos princípios éticos que devem nortear a pesquisa e nossa profissão. BENEFÍCIOS: Não haverá nenhuma compensação financeira, custo ou benefício, em sua participação. Os benefícios recebidos são relativos aos resultados dos exames que serão discutidos individualmente com você. As informações obtidas nessa pesquisa ajudarão aos profissionais da área da saúde a desenvolver programas preventivos e de intervenção para síndrome femoropatelar. RISCOS: Você será submetido aos exercícios físicos delineados no estudo que poderão acarretar a fadiga dos músculos, mas sem nenhum risco prejudicial à sua saúde. Mão haverá nenhum risco de vida. DESISTÊNCIA: Poderá desistir a qualquer momento deste estudo, sem que me traga qualquer consequência. E em momento algum essa pesquisa irá gerar gastos financeiros para sua pessoa. O (a) senhor (a) tem o direito de pedir outros esclarecimentos sobre a pesquisa que considerar necessário e de se recusar a participar ou interromper a sua participação a qualquer momento, sem que isso lhe traga qualquer prejuízo. CONTATO COM OS PESQUISADORES: Caso haja necessidade de esclarecimento de dúvidas ou reclamações ligue para o Centro de Pesquisa em ciências da saúde da UNOPAR, (43) 3371-7990, nos seguintes horários: 14 às 18 horas. No período da manhã, telefonar para clínica de fisioterapia da UNOPAR, entre as 8 às 12 horas. Declaro estar ciente das informações deste termo de consentimento livre e esclarecido e concordo em participar desta pesquisa. Os procedimentos desta pesquisa estão de acordo com as diretrizes e normas regulamentadoras de pesquisa envolvendo seres humanos atendendo à Resolução 466/12 do Conselho Nacional de Saúde – Brasília/DF.
61
___________________________________________ Assinatura do entrevistado
Nome: RG:
___________________________________________ Assinatura do (a) Pesquisador (a)
Nome: RG: Contato Responsável: Rubens Alexandre da Silva Jr, Ph.D. PT Professor Titular - UNOPAR. Centro de Pesquisa em Ciências da Saúde - UNOPAR Av. Marselha, 591 (Londrina-PR) CEP: 86041-120 Tel.(43) 3371-9848 / (43) 9816-4000 Email: [email protected]
62
ANEXOS
63
ANEXO A- NORMAS DE FORMATAÇÃO DO PERIÓDICO JOSPT
PREPARING YOUR NEW MANUSCRIPT
All manuscripts submitted to JOSPT should be double-spaced and have 2.54-cm (1-
in) margins on all sides of the page. Pages should be consecutively numbered,
starting with the title page. Pages should be continuously line numbered, with line
numbers starting at 1 on the abstract. The font should be 12-point Arial, Times New
Roman, or Courier. All measurements in the manuscript should be presented in SI
units, except for angular measures, which should be presented in degrees rather
than radians.
Text
• Research reports, systematic literature reviews, and brief reports require the
body of the manuscript to be divided into 5 sections: Introduction, Methods,
Results, Discussion, and Conclusion.
• Case reports require the body of the manuscript to be divided into 4 sections:
Background, Case Description, Outcomes, and Discussion.
• Resident's case problems require the body of the manuscript to be divided into
3 sections: Background, Diagnosis, and Discussion.
• Clinical commentaries and narrative literature reviews do not have specific
mandatory subdivisions or sections.
For all of these manuscript categories except brief reports, the text should be less
than 4,000 words and be supplemented by a reasonable number of figures and
tables. Brief reports should be less than 2,000 words (excluding no more than 20
references) and have no more than 4 tables or figures.
References
• References should be numbered consecutively in alphabetical order,
according to author last name and initials, title, and year. Where the first-
author names are identical, references with 1 author precede those with
mutiple authors. Where all the author names are identical, the title is the next
ordering component, followed by the year.
64
• All references in the References section must be cited in the text.
• References must be cited in the text by using the reference number in
superscript at the end of the sentence or the referenced portion of the
sentence. The reference goes after the author's name when the author's name
is listed (eg, Davies1). If there are only 2 authors in the reference, then the text
should include both authors (eg, Davies and Ellenbecker1). If the reference
has more than 2 authors, the text should include "et al" after the first author's
name (eg, Davies et al1).
• In the Reference section, when a reference has 7 or more authors, list the first
3 authors, followed by "et al."
• References must include only material that is retrievable through standard
literature searches. References to papers accepted but not published or
published ahead of print should be designated "in press" or use the
PubMed/MEDLINE [Epub ahead of print] status until an updated citation is
available. Doctoral and master's theses are considered published material.
Information from manuscripts not yet accepted for publication and personal
communications will not be accepted. The use of abstracts and proceedings
should be avoided unless they are very recent and the sole source of the
information.
• Abbreviations for the journals in references must conform to those of the
National Library of Medicine in Index Medicus
(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/journals).
• References that have CrossRef Digital Object Identifiers (doi) should include
them at the end of the citation.
• References must be verified by the author(s) against the original documents.
65
ANEXO B- ESCALA DE DESORDEM FEMOROPATELAR Anterior Knee Pain Scale (AKPS) /(Kujala Patellofemoral Score)
66
ANEXO C- REGISTRO NO CLINICAL TRIALS