Spasticity and body composition assessments in individuals with chronic spinal cord injury

Orientador: Alberto Cliquet JuniorTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências MédicasResumo: A lesão medular (LM) é uma patologia que gera inúmeras complicações, entre estas a mudança na composição corporal e a espasticidade. A alteração na composição corporal ocorre através da diminuição da massa magra e do aumento da massa gorda. Já a espasticidade ocorre em cerca de 70% dos casos e pode ser medida através do teste pendular. Um teste prático e objetivo, mas que não há na literatura uma posição padronizada para a sua realização. Portanto, a presente pesquisa tem três objetivos principais: investigar a influência de três diferentes posturas na espasticidade de indivíduos com LM; avaliar o efeito de tratamentos com estimulação elétrica neuromuscular (EENM) na espasticidade destes pacientes; avaliar a composição corporal de indivíduos com LM que praticam ou não atividade física. Para isso a pesquisa foi dividida em três etapas. Na primeira, 5 sujeitos com LM e 5 controles realizaram o teste pendular em três diferentes posturas: supino, semi-supino com 30° de flexão de tronco e sentado com 60° de flexão de tronco. Foi utilizado um eletrogoniômetro fixado na perna direita para medir os ângulos do joelho e oscilações da perna. Os resultados foram comparados entre as posturas e não houve diferença significativa entre elas. Entretanto, os resultados na posição sentada foram similares ao do grupo controle. Na segunda etapa, 28 pacientes com LM foram divididos em três grupos de acordo com o protocolo de treinamento com EENM proposto (exercício, marcha em andador e marcha em esteira) e avaliados através do teste pendular antes e depois do treinamento de 6 meses. As avaliações foram realizadas antes e após as sessões de treinamento, utilizando um eletrogoniômetro. As medidas foram realizadas em ambas as pernas e a postura escolhida para o teste foi a sentada com 60º de flexão de tronco. Os parâmetros analisados foram: primeiro ângulo de flexão do joelho (Fang), ângulo de repouso (Restang), primeiro ângulo de extensão do joelho (Eang), índice de relaxamento (RI) e RI normalizado (RIn). Na perna direita, após avaliação inicial, houve diferença nos grupos de exercício e andador para Fang e Eang e no grupo de esteira para Fang. Após 6 meses, apenas o grupo de andador apresentou diferença para Fang. Na perna esquerda, avaliação inicial, o grupo de andador apresentou diferença para Restang e de esteira para Fang e Rest. Após 6 meses, o grupo de andador apresentou diferença para RI, RIn e Eang e o de esteira para RI e RIn. Na etapa três foram avaliados o índice de massa corporal e a composição corporal através da bioimpedância de indivíduos com LM que praticam ou não atividade física. Foram avaliados 39 pacientes divididos em 4 grupos de acordo com o nível de lesão e a pratica ou não de atividade física. Quando foram comparados os grupos inativos (paraplegiaXtetraplegia) e grupos de tetraplegia (inativoXativo) ocorreram diferenças no percentual de gordura e na massa gorda. Sendo assim, a postura sentada se mostrou mais adequada para realização do teste pendular apesar da redução da espasticidade. Além disso, os protocolos de treinamento utilizando EENM foram efetivos para diminuir da espasticidade em curto prazo. Por último, a atividade física demonstrou ser efetiva para prevenir a obesidade e melhorar a composição corporal de sujeitos com LMAbstract: Spinal cord injury (SCI) is a disease that brings many complications, such as body composition changes and spasticity. The changes in body composition include decreases in lean tissue mass and increases in fat mass. Spasticity is present in about 70% of cases and can be assessed by the pendulum test, although there is no standardized position to testing. Therefore the present study had three objectives: to investigate the influence of three different postures on spasticity results in patients with SCI; to evaluate the effects of different neuromuscular electrical stimulation (NMES) protocols on spasticity in these patients; to assess body composition in individuals with SCI who practice and do not practice physical activity. Because of this the research was divided into three stages. In first stage, five subjects with SCI and five controls went through the pendulum test in three different positions: supine, semi-supine at an angle of 30° and sitting up at an angle of 60°. An electrogoniometer was attached to the right leg for measurement of knee joint angles. Results were compared between different positions and statistically no differences were found. However, results in sitting up position were similar to control group. In second stage, 28 patients with SCI were divided into three groups according to NMES protocols (exercise, walker aided gait, treadmill gait) and evaluated by pendulum test before and after six months training. Evaluations were performed before and after therapy sessions using an electrogoniometer. Measurements were performed in both legs in sitting up position. Parameters analyzed were first knee flexion angle (Fang), resting angle (Restang), first knee extension angle (Eang), relaxation index (RI) and normalized RI (RIn). Initial evaluation for right leg showed differences in exercise and walker aided groups for Fang and Eang and treadmill group for Fang. After six months, only walker aided group showed difference for Fang. Initial evaluation for left leg walker aided group showed significant results for Restang and treadmill group for Fang and Restang. After six months, walker aided group showed differences for RI, RIn and Eang. Treadmill showed differences in RI and RIn. In third stage were evaluated body mass index and body composition by bioelectrical impedance analysis in individuals with SCI who practice and do not practice physical activity. 39 patients were divided into four groups according to injury level and physical activity achievement. When inactive groups (paraplegiaXtetraplegia) and tetraplegia groups (inactiveXactive) were compared differences in fat percentage and fat mass were observed. Thus, sitting up position was more suitable for pendulum test assessment despite, the spasticity reduction. Furthermore, NMES protocols were effective to reduce spasticity in short term. Finally, physical activity can prevent obesity and improve body composition in subjects with SCIDoutoradoFisiopatologia CirúrgicaDoutora em Ciências01-P-4354-15CAPE

Kinematic assessment of transfer of paraplegic subjects from the wheelchair

OBJECTIVE: To evaluate the transfer strategy of paraplegic subjects from their wheelchairs. METHODS: Twelve thoracic spinal cord injured subjects participated in this study (T2 to T12). The subjects were able to independently transfer from a wheelchair to a one square meter (m2) table, half a meter in height. Images of reflexive anatomic markers were captured by six ProReflex infrared cameras and processed using a QTRac Capture software. Kinematic parameters of the trunk, head, shoulders and elbows were evaluated. RESULTS: The data analyzed compared the subjects' preferential side for performing transfers, according to the functions performed by each body segment. Angular displacement of the head on sagittal plan (y-z), and the shoulders on the transversal plan (x-y), showed statistical differences (p<0.05). Conclusion: the data obtained on this study showed that there are differences in transfer strategies of paraplegic subjects to their preferential side, in comparison with the non-preferential side. Level of Evidence II, Development of diagnostic criteria on consecutive patients (with universally applied reference gold standard).OBJETIVO: Avaliar a estratégia das transferências de paraplégicos da cadeira de rodas. MÉTODOS: Participaram do estudo doze sujeitos lesados medulares (T2 a T12), aptos a realizar independentemente a transferência da cadeira de rodas para um tablado com um metro quadrado (m²) de área por meio metro de altura. As imagens de marcadores reflexivos nos pontos anatômicos foram capturadas por seis câmeras de infravermelho ProReflex e processadas através de um software específico (QTrac). Parâmetros cinemáticos do tronco, cabeça, ombros e cotovelos foram avaliados. RESULTADOS: Os dados analisados comparam o lado preferencial do sujeito para realizar a transferência com o lado não preferencial, de acordo com as funções desempenhadas de cada segmento corporal. O deslocamento angular da cabeça no plano sagital (y-z) e ombros no plano transversal (x-y) mostraram significâncias estatísticas (p<0,05). Conclusão: Os dados obtidos neste estudo mostraram que há diferenças na estratégia da transferência dos paraplégicos do lado preferencial em comparação com o lado não preferencial. Nível de Evidência II, Desenvolvimento de critérios diagnósticos em pacientes consecutivos (com padrão de evidência ouro aplicado).34635

Clinical assessment of spasticity in individuals with spinal cord injury

OBJECTIVE: To evaluate the effect of neuromuscular electrical stimulation on spasticity in patients with spinal cord injury. METHODS: The study included eleven subjects with spinal cord injuries (C4 to T5). The modified Ashworth scale and pendulum test, which is accomplished through the Pendular Test Device - PTD (equipment which has a quartz crystal transducer accelerometer and optic fiber flexible electrogoniometer measuring the tensions and angular displacements). Patients underwent neuromuscular electrical stimulation (NMES) to the quadriceps muscle from fibular nerve, and the tests were administered before and after therapy. RESULTS: The data show a decrease in spasticity after NMES, with features such as increasead variation between maximum and minimum peaks, i.e. increased amplitude of the curves. Furthermore, data from the subjective scale, and modified Ashworth scale after neuromuscular electrical stimulation also showed a reduction in the values of spasticity. CONCLUSION: The data suggest that NMES is effective in reducing spasticity immediately after completion. Level of Evidence II, Therapeutic Studies-Investigating the Results of Treatment.OBJETIVO: Avaliar o efeito da estimulação elétrica neuromuscular na espasticidade nos pacientes com lesão medular. MÉTODOS: Participaram do estudo onze sujeitos lesados medulares (C4 a T5). Foram utilizados para esta avaliação a escala modificada de Ashworth e o teste pendular, que foi realizado através do Dispositivo de Teste Pendular - DTP (o equipamento possui um acelerômetro de transdutores de cristais de quartzo e eletrogoniômetro de fibra óptica flexível que mede as tensões e os deslocamentos angulares). Os pacientes realizaram estimulação elétrica neuromuscular (EENM) nos músculos quadríceps e nervo fibular, sendo que os testes foram aplicados antes e após o procedimento. RESULTADOS: Os dados mostram uma diminuição da espasticidade após a EENM, com características tais como um aumento na variação entre o pico máximo e o mínimo, ou seja, aumento da amplitude das curvas. Além disso, os dados da escala subjetiva, e escala modificada de Ashworth, após a estimulação elétrica neuromuscular também apresentaram uma redução nos valores da espasticidade. CONCLUSÃO: Os dados sugerem que a EENM é eficaz para reduzir a espasticidade imediatamente após a sua realização. Nível de Evidência II, Estudos Terapêuticos -Investigação dos Resultados do Tratamento.31031

Correlação do déficit de equilíbrio, comprometimento motor e independência funcional em indivíduos hemiparéticos crônicos

Objetivo: Verificar as correlações entre o déficit de equilíbrio e o comprometimento motor nas atividades funcionais de pacientes hemiparéticos crônicos após AVE. Metodologia: 24 pacientes hemiparéticos crônicos após AVE foram selecionados e avaliados através da Medida de Independência Funcional (MIF), da Escala de Equilíbrio de Berg (EEB), do Índice do Andar Dinâmico (IAD) e do Protocolo de Desempenho Físico da Fugl-Meyer (FM). Resultados: EEB apresentou moderada correlação com a MIF (r= 0.6457, p= 0.0007), subescala de equilíbrio (r= 0.5070, p= 0.0114) e extremidade inferior da FM (r= 0.5728, p=0.0034) e IAD (r= 0.6453, p= 0.0007). A MIF também apresentou moderada correlação com IAD (r=0.5449, p= 0.0059) e subescala equilíbrio da FM (r= 0.6107, p= 0.0015). Entretanto, foi observada fraca correlação entre a MIF e a subescala de extremidade inferior da FM (r= 0.1515, p= 0.4797). Conclusão: O déficit de equilíbrio se correlacionou ao nível de independência funcional na hemiparesia crônica. Entretanto, não houve relação entre o comprometimento motor e a independência funcional.Objective: To verify the correlation between the balance deficit and motor impairment in functional activities of patients with chronic hemiparesis after stroke. Methods: 24 patients with chronic hemiparesis after stroke were selected and evaluated by Functional Independence Measure (FIM), Berg Balance Scale (BBS), Dynamic Gait Index (DGI) and Fugl-Meyer Assessment (FMA).Results: BBS showed moderate correlation with FIM (r= 0.6457, p= 0.0007), balance section (r= 0.5070, p= 0.0114) and lower limb section of FMA (r= 0.5728, p= 0.0034) and DGI (r= 0.6453, p= 0.0007). The FIM also showed moderate correlation with DGI (r= 0.5449, p= 0.0059) and balance section of FMA (r=0.6107, p=0.0015). However, a weak correlation was observed between the FIM and lower limb section of FMA (r= 0.1515, p= 0.4797). Conclusion: The balance deficit correlated with the functional independence level in chronic hemiparesis. Nevertheless, there was no correlation between the motor impairment and functional independence

Kinematic and kinetic gait assessment of paraplegic patients with and without ankle foot orthosis (AFO)

Orientador: Alberto Cliquet JúniorDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências MédicasResumo: A lesão medular tem como consequência a perda da mobilidade e sensibilidade abaixo do nível da lesão, gerando, portanto, a impossibilidade de andar. Essa perda de movimentos traz inúmeras consequências aos pacientes lesados medulares como osteoporose, atrofia muscular, espasticidade, infecções urinárias de repetição entre outras. E muitas destas consequências podem ser minimizadas com o treinamento de marcha realizado com a utilização de estimulação elétrica neuromuscular (EENM). Dessa forma, o objetivo da pesquisa foi descrever a marcha de paraplégicos completos utilizando EENM e avaliar os efeitos da ankle foot orthoses (AFO) do tipo rígida na marcha destes indivíduos. Dezesseis indivíduos, sendo dez participantes controle e seis paraplégicos completos realizaram avaliação cinética e cinemática da marcha com e sem AFO. Ambos os grupos realizaram as avaliações em duas etapas: com AFO e sem AFO. Sendo que o grupo de pacientes realizou a marcha sempre utilizando EENM nos músculos quadríceps e no nervo fibular. Foi utilizado sempre o mesmo calcado durante os testes. Foram utilizados como parâmetros espaço-temporais a velocidade média (m/s), a cadência (passos/min), o comprimento de passo (m) e a porcentagem da fase de apoio. Todas as variáveis apresentaram diferenças significativas entre grupos e uso ou não da AFO, com exceção da porcentagem da fase de apoio, que apenas apresentou diferença entre os grupos (p<0,001). Entre as variáveis cinemáticas do tornozelo no contato inicial houve diferença entre os grupos (p=0,026), na amplitude de movimento (ADM) no apoio a diferença foi significativa no uso ou não da AFO (p=0,01), entre grupos (p=0,02) e na interação entre os grupos e o uso ou não da AFO (p=0,008), e na ADM no balanço a diferença ocorreu entre o uso e não da AFO (p=0,002) e na interação entre grupos e uso ou não da AFO (p=0,007). As variáveis do joelho que apresentarão valores significativos entre o uso ou não da AFO foram o ângulo no contato inicial (p=0,002), a ADM no apoio (p=0,0001) e a flexão no impulso (p=0,018), entre os grupos a flexão no impulso (p<0,0001) e a máxima flexão no balanço (p<0,001) apresentaram valores significativos. No quadril as diferenças significativas ocorreram apenas entre os grupos para o contato inicial (p<0,0001), máxima extensão no apoio (p=0,002), a extensão no impulso (p=0,005) e a máxima flexão no balanço (p=0,001). Nas variáveis cinéticas do tornozelo foram avaliados o momento no choque de calcanhar e momento máximo flexor plantar, ambos apresentaram valores significativos entre grupos (p=0,012 e p=0,014) e apenas o momento no choque de calcanhar apresentou diferença entre o uso ou não da AFO (p=0,015). No joelho e quadril foram avaliados os momentos máximos flexor e extensor. Sendo que no joelho apenas o máximo momento extensor apresentou diferença entre os grupos (p=0,0002). No quadril os valores de momento flexor máximo foram significativos entre grupos (p<0,0001). Os resultados espaço-temporais sugerem que a marcha com AFO é mais eficaz para os paraplégicos completos. Além disso, a AFO promoveu uma maior proteção ao joelho do desses indivíduos e permitiu uma maior descarga mecânica no quadril podendo assim, prevenir a perda de massa ósseaAbstract: The spinal cord injury leads to the loss of mobility and sensibility below the injury level, causing the inability to walk. This loss of movement causes consequences for spinal cord injured patients such as osteoporosis, muscle atrophy, spasticity, repetitive urinary infections and others. Many of these consequences can be minimized by gait training with neuromuscular electrical stimulation (NMES). Thus, the objective of the research was to describe paraplegic gait with NMES and assess the influence of rigid AFO on these individuals gait. Sixteen individuals, ten control participants and six complete paraplegics went through kinetics and kinematics gait evaluation with and without AFO. The patients group performed the gait using NMES in quadriceps muscles and peroneal nerve. Both groups used the same shoes during the tests. Spatiotemporal variables assessed were velocity (m/s), cadence (steps per minute), step length (m) and percentage of stance time. All variables except for the percentage of stance time showed significant differences between groups and with and without AFO. In ankle joint kinematics, the initial contact was different between groups (p=0,026), range of motion (ROM) in stance was significant difference with and without AFO (p=0,01), between groups (p=0,02) and in the interaction between groups and with and without AFO (p=0,008), ROM in balance was different between with and without AFO (p=0,002) and in the interaction between groups and with and without AFO (p=0,007). The knee kinematics displayed significant changes between with and without AFO in initial contact (p=0,002), ROM in stance (p=0,0001) and flexion at toe-off (p=0,018), between groups difference was noted in flexion at toe-off (p<0,0001) and maximum flexion in balance (p<0,0001). The hip significant differences were only observed between groups in initial contact (p<0,0001), maximum extension in balance (p=0,002), extension at toe-off (p=0,005) and in maximum flexion in balance (p=0,001). Ankle joint kinetic variables assessed were the moment at load response and maximum plantar flexor moment, both displayed significant changes between groups (p=0,012 and p=0,014), only the moment at load response was different between with and without AFO (p=0,015). Knee and hip were assessed maximum flexor and extensor moments. Only the maximum knee extensor moment was significant different between groups (p=0,0002). Hip flexor moment values were significant between groups (p<0,0001). The spatiotemporal results suggest that the gait with AFO is more effective for complete paraplegics individuals. Furthermore, the AFO allowed a greater knee protection to these individuals and also yielded a higher mechanical loading on the hip, which can prevent the loss bone massMestradoFisiopatologia CirúrgicaMestre em Ciência

Posture Influence On The Pendulum Test Of Spasticity In Patients With Spinal Cord Injury

The study aims to investigate the influence of different postures on spasticity results by pendulum test in patients with spinal cord injury (SCI). The setting was at the University of Campinas (UNICAMP), Campinas, SP, Brazil. Five individuals with SCI and five individuals in the control group were included. All individuals went through the pendulum test in three different positions: supine, semi-supine at an angle of 30 degrees, and sitting up at an angle of 60 degrees. An electrogoniometer was attached to the right leg for measurement of knee joint angles. All situations were performed five times. Blood pressure was monitored during tests. Relaxation index (RI), normalized relaxation index (RIn), test duration in seconds, initial flexion angle, and resting angle were analyzed at three different positions. Results were compared between different positions, and statistically no differences were found. In individuals with SCI, RI (1.83 +/- 0.2), RIn (1.14 +/- 0.13), and test duration values (13.95 +/- 4.14), in sitting up position, were similar to the control group results. In sitting up position, patients showed spasticity reduction. However, the other two postures produce pain and increase blood pressure in patients with tetraplegia. Therefore, these postures should be avoided in patients with lesions above T6, due to possible autonomic dysreflexia symptoms.39121033103

Avaliação cinemática da transferência de paraplégicos da cadeira de rodas

OBJETIVO: Avaliar a estratégia das transferências de paraplégicos da cadeira de rodas. MÉTODOS: Participaram do estudo doze sujeitos lesados medulares (T2 a T12), aptos a realizar independentemente a transferência da cadeira de rodas para um tablado com um metro quadrado (m²) de área por meio metro de altura. As imagens de marcadores reflexivos nos pontos anatômicos foram capturadas por seis câmeras de infravermelho ProReflex e processadas através de um software específico (QTrac). Parâmetros cinemáticos do tronco, cabeça, ombros e cotovelos foram avaliados. RESULTADOS: Os dados analisados comparam o lado preferencial do sujeito para realizar a transferência com o lado não preferencial, de acordo com as funções desempenhadas de cada segmento corporal. O deslocamento angular da cabeça no plano sagital (y-z) e ombros no plano transversal (x-y) mostraram significâncias estatísticas (p<0,05). Conclusão: Os dados obtidos neste estudo mostraram que há diferenças na estratégia da transferência dos paraplégicos do lado preferencial em comparação com o lado não preferencial. Nível de Evidência II, Desenvolvimento de critérios diagnósticos em pacientes consecutivos (com padrão de evidência "ouro" aplicado)