Métodos de normalização e análise da atividade elétrica dos músculos respiratórios em indivíduos com esclerose lateral amiotrófica e sujeitos saudáveis

dc.contributor.advisorFregonezi, Guilherme Augusto de Freitas
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0003-4938-7018
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2201375154363914
dc.contributor.authorLima, Thiago Bezerra Wanderley e
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7633205019993454
dc.contributor.referees1Nóbrega, Antonio José Sarmento da
dc.contributor.referees2Samora, Giane Amorim Ribeiropt_BR
dc.contributor.referees3Fonseca, Jessica Danielle Medeiros da
dc.contributor.referees4Gualdi, Lucien Peronipt_BR
dc.date.accessioned2025-06-17T20:53:27Z
dc.date.available2025-06-17T20:53:27Z
dc.date.issued2024-12-16
dc.description.abstractIntroduction: Surface electromyography (sEMG) is one of the methods used to assess the electrical activity of muscles, whether at rest, during functional activity or during exercise. sEMG can be used to assess skeletal and respiratory muscles in individuals in various health and disease states, allowing comparisons between different days, individuals and specific tasks. Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a progressive neurodegenerative disease characterised by generalised muscle weakness. One of the leading causes of death in these people is respiratory muscle weakness, which leads to respiratory failure. sEMG is becoming an important tool for monitoring respiratory muscles in people with ALS, allowing an understanding of muscle recruitment patterns and potential dysfunction in these subjects. The electromyographic signal can be influenced by intrinsic and extrinsic factors. It is therefore important to explore methods to minimise the interference of these factors to ensure that the results are as accurate as possible. One approach to this is normalisation. However, there is still no consensus in the literature on the best way to normalise the electromyographic signal. This thesis is divided into two chapters and presents the results of the research in two scientific articles. The aims of this work were: Aim of Article 1: To compare different methods of normalising the sEMG signal of the respiratory muscles in individuals with ALS and healthy subjects; Aim of Article 2: To analyse the electrical activity and the contraction and relaxation variables of the sternocleidomastoid and scalene muscles during the sniff nasal inspiratory pressure (SNIP) manoeuvre in individuals with ALS and healthy subjects using surface electromyography. Methodology: This is a cross-sectional study, approved by the University Ethics Committee under protocol number 3.127.064, involving 67 participants, 50 from the healthy group and 17 from the ALS group. The electrical activity of the sternocleidomastoid (SCM), scalene (SCA), diaphragm (DIA), parasternal (PS), external intercostal (EI), external oblique (EO) and rectus abdominis (RA) muscles was analysed during the following manoeuvres maximal inspiratory pressure (MIP), nasal inspiratory pressure (SNIP), maximal expiratory pressure (MEP) and maximal voluntary isometric contraction of the SCM and SCA (MVICSCM/SCA) and RA (MVICRA). Comparisons of sEMG were made taking into account the division of manoeuvres and muscles into inspiratory and expiratory categories. In addition, electrical activity of the SCM and SCA muscles during the SNIP manoeuvre was analysed along with contraction time (CT), relaxation time (RT), total time (TT) and pressure-time ratio variables based on sEMG data from 24 subjects (12 ALS group and 12 healthy subjects). Results: In the healthy group, inspiratory and expiratory muscles showed greater electrical activity during the MVICSCM/SCA and MVICRA manoeuvres, respectively (p<0.05). In the ALS group, this activity was higher only during the SNIP manoeuvre compared to MIP for inspiratory muscles, whereas for expiratory muscles it was higher during MVICRA compared to MEP (p<0.05). During the SNIP manoeuvre, a difference in electrical activity (RMS) of the SCM and SCA muscles was observed between groups, with healthy subjects showing higher RMS values (p<0.05). In addition, subjects with ALS had a longer CT, shorter RT and reduced pressure-time ratio in the SCM muscle. Conclusion: The normalisation method based on MVIC was the one in which the respiratory muscles showed the highest electrical activity, both for the set of manoeuvres considered as inspiratory and expiratory in healthy subjects. In people with ALS, the SNIP manoeuvre appears to be the most appropriate for normalising the inspiratory muscles, while MVIC is more appropriate for the expiratory muscles. It was also observed that in individuals with ALS there was an increase in CT and a decrease in RT of the SCM muscle, suggesting that sEMG evaluation of this muscle may be useful in monitoring disease progression.
dc.description.resumoIntrodução: A eletromiografia de superfície (EMGs) é um dos métodos utilizados para avaliar a atividade elétrica muscular de um indivíduo, seja esta durante repouso, atividade funcional ou exercício. A EMGs pode ser utilizada na avaliação de músculos esqueléticos e respiratórios, em indivíduos em diferentes situações de saúde e doença, possibilitando, assim, uma análise entre diferentes dias, indivíduos e tarefas específicas. A esclerose lateral amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa, progressiva, que é caracterizada por fraqueza muscular generalizada. Uma das principais causa de morte nesses indivíduos é a fraqueza muscular respiratória, e consequentemente, a insuficiência respiratória. A EMGs se torna um importante recurso a ser utilizado no monitoramento dos músculos respiratórios em indivíduos com ELA, possibilitando entender os padrões de recrutamento muscular e as possíveis disfunções musculares presentes nesses sujeitos. O sinal eletromiográfico pode sofrer influência de fatores intrínsecos e extrínsecos. Diante disso, é importante buscar métodos que tenham como objetivo amenizar a interferência desses fatores, tornando o resultado encontrado o mais fidedigno possível. Uma das alternativas utilizadas para tal processo é a normalização. Ainda não há um consenso na literatura sobre a melhor forma de realizar a normalização do sinal eletromiográfico. Esta tese está dividida em dois capítulos que envolvem os resultados da pesquisa em dois artigos científicos. Os objetivos desta tese foram objetivo do artigo 1: comparar diferentes métodos de normalização do sinal da EMGs de músculos respiratórios em indivíduos com ELA e sujeitos saudáveis; objetivo do artigo 2: analisar a atividade elétrica e variáveis de contração e relaxamento dos músculos esternocleidomastóideo e escaleno durante a manobra de pressão inspiratória nasal (SNIP) em indivíduos com ELA e sujeitos saudáveis a partir da eletromiografia de superfície. Metodologia: 1) trata-se de um estudo transversal, com aprovação no comitê de ética Universitário sob parecer de número 3.127.064, em que participaram 67 sujeitos, sendo 50 do grupo saudáveis e 17 grupo ELA. A atividade elétrica dos músculos esternocleidomastoideo (ECOM), escaleno (ESC), diafragma (DIA), parasternal (PS), intercostal externo (IE), obliquo externo (OE) e reto abdominal (RA) foi analisada durante as manobras de pressão inspiratória máxima (PImáx), pressão nasal inspiratória (SNIP), pressão expiratória máxima (PEmáx) e contração isométrica voluntária máxima do ECOM e ESC (CIVMECOM/ESC) e RA (CIVMRA). As comparações da EMGs foram realizadas levando em consideração a divisão das manobras e dos músculos em inspiratórios e expiratórios. 2) Adicionalmente, durante a manobra de SNIP, foi analisada a atividade elétrica dos músculos ECOM e ESC, bem como as variáveis de tempo de contração (TC), tempo de relaxamento (TR), tempo total (TT) e relação pressão/tempo a partir da EMGs em 24 sujeitos (12 grupo ELA e 12 saudáveis). Resultados: 1) No grupo de saudáveis, os músculos inspiratórios e expiratórios apresentaram uma maior atividade elétrica nas manobras de CIVMECOM/ESC e CIVMRA, respectivamente (p<0.05). Já no grupo ELA, essa atividade foi maior na manobra de SNIP apenas em comparação com a PImáx para os músculos inspiratórios, enquanto que nos músculos expiratórios foi maior na CIVMRA em comparação com a PEmáx (p<0.05). 2) Durante a manobra de SNIP foi observado diferença entre os grupos em relação a atividade elétrica (RMS) do ECOM e ESC, com os sujeitos saudáveis apresentando maiores valores de RMS (p<0.05). Além disso, os indivíduos com ELA apresentaram um maior TC, menor TR e uma diminuição da relação pressão/tempo no músculo ECOM. Conclusão: O método de normalização a partir da CIVM foi aquele em que os músculos respiratórios apresentaram maior atividade elétrica muscular, tanto para o conjunto de manobras consideradas inspiratórias quanto expiratórias em sujeitos saudáveis. Em indivíduos com ELA, a manobra de SNIP parece ser a mais indicada para normalização dos músculos inspiratórios e a CIVM para os músculos expiratórios. Foi observado também que em indivíduos com ELA houve um aumento do TC e diminuição do TR do músculo ECOM, mostrando que a avaliação da EMGs desse músculo pode auxiliar no monitoramento da progressão da doença.
dc.identifier.citationLIMA, Thiago Bezerra Wanderley e. Métodos de normalização e análise da atividade elétrica dos músculos respiratórios em indivíduos com esclerose lateral amiotrófica e sujeitos saudáveis. Orientador: Dr. Guilherme Augusto de Freitas Fregonezi. 2024. 87f. Tese (Doutorado em Fisioterapia) - Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/63991
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.countryBRpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectMúsculos respiratórios
dc.subjectEsclerose Lateral Amiotrófica
dc.subjectEletromiografia de superfície
dc.subject.cnpqCIENCIAS DA SAUDE::FISIOTERAPIA E TERAPIA OCUPACIONAL
dc.titleMétodos de normalização e análise da atividade elétrica dos músculos respiratórios em indivíduos com esclerose lateral amiotrófica e sujeitos saudáveis
dc.typedoctoralThesispt_BR

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