Orientador: Aparecido Augusto de Carvalho / Abstract: In the last few years, several studies have been carried out showing that neuromuscular electrical stimulation (NMES) can produce good therapeutic results in patients with spinal cord injury (SCI). This research introduces a new robust and intelligent control-based methodology for human lower limb rehabilitation via NMES using a continuous-time control technique named robust integral of the sign of the error (RISE). Although in the literature the RISE controller has shown good results without any fine-tuning method, a trial and error approach would quickly lead to muscle fatigue in SCI patients. Therefore, it was shown in this study that the control performance for robustly tracking a reference signal can be improved through the proposed approach by providing an intelligent tuning for each voluntary. Simulation results with a mathematical model and eight identified subjects from the literature are provided, and real experiments are performed with seven healthy and two paraplegic subjects. Besides, this research introduces the application of deep and dynamic neural networks namely the multilayer perceptron, a simple recurrent neural network, and the Long Short-Term memory architecture, to identify the nonlinear and time-varying relationship between the supplied NMES and achieved angular position. Identification results indicate good fitting to data and very low mean square error using few data for training, proving to be very prospective methods for proposing control-oriented ... (Complete abstract click electronic access below) / Resumo: Nos últimos anos, vários estudos foram realizados mostrando que a estimulação elétrica neuromuscular (EENM) pode produzir bons resultados terapêuticos em pacientes com lesão medular (LM). Esta pesquisa introduz uma nova metodologia robusta e inteligente baseada em controle para a reabilitação de membros inferiores humanos via EENM usando uma técnica de controle de tempo contínuo chamada robust integral of the sign of the error (RISE). Embora na literatura o controlador RISE tem demonstrado bons resultados sem qualquer método de ajuste fino, uma abordagem de tentativa e erro poderia levar rapidamente à fadiga muscular em pacientes com LM. Portanto, foi mostrado nesse estudo que o desempenho do controle para rastrear com robustez um sinal de referência pode ser melhorado através da abordagem proposta, fornecendo um ajuste inteligente para cada voluntário. Resultados de simulação com um modelo matemático e oito sujeitos identificados da literatura são fornecidos, e experimentos reais são feitos com sete indivíduos saudáveis ​​e dois paraplégicos. Além disso, esta pesquisa introduz a aplicação de redes neurais profundas e dinâmicas, especificamente o perceptron multicamadas, uma rede neural recorrente simples e a arquitetura Long Short-Term Memory, para identificar a relação não-linear e variante no tempo entre a EENM fornecida e a posição angular alcançada. Os resultados de identificação indicam boa adaptação aos dados e erro quadrático médio muito baixo usando poucos dados para... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:16:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DeniseDA_DISSERT.pdf: 659589 bytes, checksum: a95e9f3f95d4524998e52ab9a5dd9577 (MD5) Previous issue date: 2010-04-13 / Patellofemoral pain syndrome (PFPS) is described as anterior or retropatellar pain knee in the absence of other pathologies and is frequently associated with dysfunction of the vastus medialis oblique (VMO). However, several studies have demonstrated the inability to selectively activate this muscle through exercise. To evaluate the effect of Neuromuscular Electrical Stimulation (NMES) selective VMO in women with syndrome. We evaluated thirty-eight women: twenty in the control group (24.15 ? 2.60 years) and eighteen diagnosed with PFPS (25.56 ? 3.55 years). Both groups were evaluated before and after a protocol of electro stimulation. To measure for comparing groups before and after treatment, we assessed the extensor torque concentric and eccentric knee through an isokinetic dynamometer, the intensity (Root Mean Square - RMS) and the onset of activation (onset) of VMO compared to the vastus lateralis (VL) in two types of exercise: open and closed kinetic chain. . Statistical analysis was performed using SPSS 15.0, with a significance level of 5%. Results: Our data showed an increase in the intensity of activation (RMS) of the VMO muscle after NMES in both study groups. During concentric contraction the RMS of the VMO before the NMES was 105.69 ? 32.26 μV and after a single intervention was 122.10 ? 39.62 μV (p = 0.048) for the control group. In the group with PPS, we found a similar behavior, with RMS of the VMO before NMES of 96.25 ? 18.83 μV and 139.80 ? 65.88 μV after the intervention (p = 0.0001). However, there was no evidence in the RMS value of VL muscle. The onset was calculated by subtracting the onset of VL by the onset of VMO. For the group with PFPS, the onset before the intervention was -0.007 ? 0.14 ms, indicating a delay of the VMO relative to VL, and after NMES was 0.074 ? 0.09 ms (p = 0.016), showing an activation previous VMO to VL. The same occurred for the control group. We also observed that NMES increased knee extensor power during the concentric contraction in both groups. Before the intervention the mean power was 28.97 ? 9.01 W for the PPS group and after NMES was 34.38 ? 7.61 W (p = 0.0001). Conclusion: We observed an increase in electromyographic activity of the VMO and also an anticipatory effect of this muscle / A S?ndrome da Dor Femoropatelar (SDFP) ? freq?entemente associada ? disfun??o do Vasto Medial Obl?quo (VMO). Diversos estudos t?m demonstrado a impossibilidade de ativar seletivamente este m?sculo por meio de exerc?cios. Avaliar os efeitos de uma ?nica sess?o de Estimula??o El?trica Neuromuscular (EENM) seletiva do m?sculo VMO, em sujeitos com SDFP. Foram avaliadas 38 mulheres sendo 20 pertencentes ao grupo controle (24,15 ? 2,60 anos) e 18 com diagn?stico de SDFP (25,56 ? 3,55 anos). Ambos avaliados antes e ap?s um protocolo de eletroestimula??o. Para medida de compara??o dos grupos antes e depois do tratamento, foram avaliados, o desempenho isocin?tico, a intensidade de ativa??o muscular (Root Mean Square RMS) e o in?cio da ativa??o (onset) do VMO comparado ao vasto lateral (VL). Para an?lise estat?stica foi utilizado o programa SPSS 15.0, com um n?vel de signific?ncia de 5%. Resultados: Nossos dados mostraram um aumento na intensidade de ativa??o (RMS) do m?sculo VMO ap?s a EENM, em ambos os grupos de estudo. Durante a contra??o conc?ntrica o RMS do VMO antes da EENM foi 105,69 ? 32,26 μV e depois de uma ?nica interven??o foi de 122,10 ? 39,62 μV (p=0,048) para o grupo controle. No grupo com SDFP, encontramos um comportamento semelhante, com RMS do VMO antes da EENM de 96,25 ? 18,83 μV e 139,80 ? 65,88 μV depois da interven??o (p=0,0001). Entretanto, n?o foi evidenciada altera??o no valor RMS do m?sculo VL. O onset foi calculado atrav?s da subtra??o do onset do VL pelo onset do VMO. Para o grupo com SDFP, o onset antes da interven??o foi de -0,007 ? 0,14 ms, evidenciando um atraso do VMO em rela??o ao VL, e ap?s a EENM foi 0,074 ? 0,09 ms (p=0,016), mostrando uma ativa??o do VMO anterior ao VL. O mesmo ocorreu para o grupo controle. Observamos tamb?m que a EENM aumentou a pot?ncia extensora do joelho, durante a contra??o conc?ntrica em ambos os grupos. Antes da interven??o a m?dia da pot?ncia era de 28,97 ? 9,01 W para o grupo SDFP e depois da EENM foi de 34,38 ? 7,61 W (p=0,0001). Conclus?o: Observou-se um aumento na atividade eletromiogr?fica do VMO ap?s a eletroestimula??o, al?m de um efeito antecipat?rio deste m?sculo

O objetivo desta pesquisa foi investigar as variáveis cardio-respiratórias (Pa, FC, 'VO IND.2', 'VCO IND.2' e Ve) durante a estimulação elétrica neuromuscular (EENM) do quadríceps em portadores de lesão medular. Participaram da pesquisa dez pacientes (cinco paraplégicos e cinco tetraplégicos) e um sujeito saudável voluntário padrão. O protocolo do teste consistiu em 10 minutos de repouso, 20 minutos de EENM dos quadríceps e 10 minutos de recuperação. O sujeito saudável realizou o mesmo procedimento, entretanto, os movimentos de flexão/extensão dos joelhos foram realizadas de maneira voluntária. Durante a EENM foram constatados baixos valores de 'VO IND.2' e 'VCO IND.2', lenta cinética dos gases e valores alterados de 'P IND.O2' e 'P IND.CO2', em outros casos foi constatada a rápida cinética dos gases. Houve o aumento da Pa sistólica e da FC, entretanto em alguns pacientes observaram-se limitações na resposta da FC. Portanto, os pacientes apresentaram algumas limitações nas respostas cardio-respiratórias, indicando realização de exercício exaustivo, mas apresentaram capacidade de realização de exercício induzido artificialmente, possivelmente devido aos benefícios da EENM / The objective of this research was to evaluate cardio-respiratory responses (heart rate, blood pressure, 'VO IND.2', 'VCO IND.2' e Ve) to neuromuscular electrical stimulation (NMES) of the quadriceps in patients with spinal cord injury. Ten patients (five paraplegics and five tetraplegics) and one healthy subject participated in this study. The protocol of the test consisted of ten minutes of rest, twenty minutes of NMES of the quadriceps and ten minutes of recovery. However, the healthy subject performed the voluntary movement of knee flexion and extension. The findings in this study indicated that patients during NMES demostrated low values of 'VO IND.2' e 'VCO IND.2', slow gas kinetics and altered values of 'P IND.O2' and 'P IND.CO2', on the others cases, the fast kinetics of the gas was verified. Moreover, there were increases in blood pressure and heart rate. Nevertheless, for some patients, heart rate response limitations were observed. Therefore, the patients presented some limitations in the cardio-respiratory responses, indicating performance of exhaustive exercise, but the use of NMES can elicit improvements in exercise tolerance due to its benefits

Os objetivos desta pesquisa consistiram em contribuir para o projeto das órteses, realizar a análise cinemática do movimento de flexão/extensão do cotovelo, além de avaliar qualitativamente a independência na execução de atividades de vida diária e o ganho neurológico decorrente de um período de 6 meses de estimulação elétrica neuro-muscular (EENM). Participaram desta pesquisa oito tetraplégicos e um sujeito saudável. As órteses foram projetadas e os primeiros protótipos desenvolvidos. As avaliações cinemáticas foram realizadas durante dez tentativas do movimento de flexão/extensão do cotovelo em diferentes atividades. As avaliações qualitativas foram realizadas com os Protocolos ASIA e FIM. As órteses mostraram eficácia e funcionalidade. A avaliação cinemática mostrou que durante os movimentos com EENM houve repetibilidade, mudança no tipo de onda (de pico para retangular) e aumento do tempo de execução da atividade, comparado ao movimento voluntário. Com preensão de objeto e adição de cargas, houve alteração no padrão cinemático do movimento para a maioria dos pacientes, que indica insegurança em relação a preensão, fraqueza muscular, bem como, perturbação e incoordenação do movimento; em outros casos, houve aumento da amplitude de onda e predominância do tipo em rampa durante a EENM, o que possivelmente indica ação sinergista. Os resultados dos protocolos ASIA e FIM mostraram ganho neurológico e aumento no índice de independência funcional, para a maioria dos pacientes, decorrentes dos efeitos terapêuticos da EENM / The objectives of this research consisted of contributing for the orthosis project, to asses the knematics of the elbow flexion and extension, besides the qualitative evaluations of the independence to perform activities of daily living and neurological improvements due to a period of six months of neuromuscular electrical stimulation (NMES). Eight tetraplegics and one healthy subject participated in this study. The orthosis was projected and the first prototypes were developed. The kinematic assessment consisted of ten trials of elbow flexion and extension in different activities. The qualitative evaluations were accomplished with the ASIA and FIM Protocols. The orthosis showed effectiveness and functionality. The kinematics analysis showed that during movements with NMES there was repeatability, change in the wave form (peak to rectangular) and increase in time of performed trials, compared to the voluntary movement. With prehension of object and addition of loads, there was alteration in the kinematics pattern of the movement for most of the patients, which indicates insecurity during the prehension, muscular weakness, as well as perturbation and movement incoordination. On the others cases, there were higher wave amplitudes and wave forms mostly in ramp during NMES, which possibly indicates synergist action. The results of the ASIA e FIM Protocols showed neurological improvements and also in the index of functional independence for most of the patients due to the therapeutic effects of NMES

La pratique d’exercices intenses répétés, entrecoupés de faibles temps de récupération, est susceptible d’engendrer une altération de l’homéostasie et une diminution de la performance chez les sportifs soumis à ce type de contraintes. Dans ce contexte, l’optimisation des processus de récupération est une possibilité forte d’amélioration de la performance et de sa reproduction. Une des principales limites au maintien de la performance de type haute intensité, répété à court terme, est attribuée à la fatigue périphérique, inhérente à l’ensemble des mécanismes de l’excitabilité et de la contraction du muscle squelettique. Cette fatigue périphérique engendre une inadéquation entre les apports et les besoins cellulaires, en oxygène et en nutriments, ainsi qu’une incapacité à éliminer et/ou recycler les produits métaboliques issus de la contraction musculaire. Afin de limiter ces effets, l’augmentation du flux sanguin lors de l’exercice et de la récupération apparaît indispensable au bon rétablissement de l’état d’équilibre de l’organisme et au maintien de la performance sportive. A ce titre, l’électrostimulation neuromusculaire semble être un mode de récupération théoriquement efficace pour augmenter le flux sanguin. Cette présente thèse, comprenant trois études, visait à connaître précisément les effets de l’électrostimulation neuromusculaire - par l’utilisation d’un nouvel appareil issu du domaine médicale - sur la cinétique de récupération de marqueurs de performance, de marqueurs physiologiques et de perception, dans le contexte d’exercices intenses, répétés à court terme. Nous avons émis l’hypothèse qu’une stimulation efficace, induisant une augmentation du flux sanguin, permettrait d’optimiser la récupération à court terme, entre deux exercices de haute intensité. Ces résultats devraient permettre d’optimiser, dans le futur, les stratégies de récupération mises en place après un exercice intense, répété dans de brefs délais / The practice of intense and repeated exercises, interrupted with short recovery times, may induce alterations in homeostasis and a decrease of the performance for athletes who are subject to this type of constraints. In this context, the optimization of the recovery processes is a strong possibility to improve performance and the maintain of it all along the competitive period. One of the main limits in the preservation of performance in type high-intensity, repeated at small interval of time, is attributed to the peripheral fatigue, inherent to all the mechanisms implied in the skeletal muscle excitability and contraction. This peripheral fatigue induces an inadequacy between the contributions and the cellular needs of oxygen and nutrients, and also a disability for disposal or recycling the metabolic by-products stemming from the muscular contraction. In order to limit these effects, the increase in blood flow during exercise and recovery seems essential for the good restoring of the state of physiological balance for the body and the preservation of sport performance. Therefore, the neuromuscular electrical stimulation seems to be, in theory, an effective recovery mode to improve the blood flow. This present thesis, comprising three studies, aimed to know precisely the effects of the neuromuscular electrical stimulation - by the use of a new device stemming from the medical field - on the kinetics of recovery of performance, physiological and perceptual markers, in the context of intense exercises repeated in the short terms. We hypothesized that an effective stimulation, increasing the blood flow would allow to optimize short-term recovery between two high-intensity exercises. These results should contribute to optimize, in the future, the strategies of recovery organized after an intense exercise

Pacientes lesados medulares frequentemente mencionam dores nos ombros, devido à elevada demanda dos membros superiores. Estes pacientes se submetem a diferentes tipos de reabilitação, no entanto é importante avaliar os métodos utilizados em tais programas para evitar possíveis prejuízos. O objetivo deste trabalho é avaliar o esforço e a atividade muscular dos ombros em pacientes paraplégicos caminhando com Estimulação Elétrica Neuro Muscular (EENM) e um andador em seções de reabilitação e comparar com duas atividades diárias executadas por estes indivíduos: propulsão da cadeira de rodas e elevação para alívio da pressão. Quinze homens adultos com paraplegia foram avaliados. Os movimentos em 3 dimensões foram obtidos com um sistema de 6 câmeras de infravermelho, e a atividade mioelétrica de 6 músculos dos ombros foi obtida bilateralmente por eletrodos de superfície ativos. Um andador instrumentalizado capturou a força durante a marcha, e a força nas outras duas atividades foi obtida por dinâmica inversa utilizando os dados cinemáticos e antropométricos. Os dados cinéticos e da atividade muscular foram avaliados estatisticamente utilizando análise de variância (ANOVA) e o teste das diferenças menos significativas de Tukey com nível de significância p<0,05. Foram obtidos picos de força quatro vezes maiores durante a marcha comparando-se à propulsão da cadeira de rodas. O esforço do ombro durante a marcha e a elevação foi equivalente, porém o lado direito durante a marcha apresentou maiores valores. O músculo mais ativo durante a marcha foi o tríceps, seguido pelo peitoral maior, deltóide anterior e trapézio inferior. A ação geral dos músculos durante a marcha também foi maior comparada aos outros exercícios executados. A marcha com EENM e andador, realizada por lesados medulares durante as seções de reabilitação, requer esforços significativos dos membros superiores, podendo gerar complicações nas articulações do ombro. Lesados medulares submetidos a seções de reabilitação que executam esforços significativos devem ser frequentemente monitorados, por métodos de ultra-som ou ressonância magnética, para evitar o comprometimento dos membros superiores e a consequente perda das funções de independência remanescentes / Spinal Cord Injured subjects often refer pain in their shoulders, due to the increased demand of the upper limbs. These subjects usually go through different rehabilitation strategies. Therefore, it becomes rather important to assess those methods in order to avoid further injuries to the patients. The goal of this work was to evaluate the shoulder effort and muscular activity in paraplegic subjects during gait with Neuromuscular Electrical Stimulation (NMES) with the aid of a walker and to compare it with two daily activities: wheelchair start up and weight relief raise. Fifteen adult male paraplegics were part of this study. The three-dimensional motions were acquired with six infrared cameras, and surface-active electrodes recorded the electromyography activity of 6 shoulder muscles, bilaterally. The vertical reaction force during walking was measured with a strain gauge instrumented walker, and the horizontal (wheelchair start-up) and vertical (weight relief raise) forces were obtained by inverse dynamics from kinematics and anthropometric data. The statistics of kinetic and electromyography data were done by analysis of variance (ANOVA) and the Tukey least significant differences post hoc test with significance level of p<0,05. Results have shown NMES gait force peaks being about four times higher than the values obtained for wheelchair start-up. The shoulder effort (force and torque) during walking and weight relief was similar, although the right side during NMES gait presented greater values. The triceps was the most active muscle during NMES walking, followed by pectoralis major, anterior deltoid and lower trapezius. The overall muscular activity during NMES walking was again higher than the other tasks executed. The NMES walking, when performed by spinal cord injured subjects can lead to injuries to the shoulder girdle. Due to the results obtained, continuous supervision of paraplegic upper limb effort should therefore be part of any rehabilitation center and for that ultrasound or magnetic resonance imaging may be recommended

L’objectif général de ce travail doctoral était de comparer les effets de la fatigue musculaire des quadriceps femoris après un exercice musculaire volontaire (VOL) et un exercice musculaire électroinduit (ES) sur le contrôle postural bipodal, ainsi que sur la fatigue centrale. Les résultats montrent qu’à l’issue d’une tâche fatigante unilatérale ou bilatérale, l’exercice ES dégrade davantage la force usculaire que l’exercice VOL. Cependant, le contrôle postural bipodal est indifféremment perturbépar les deux exercices. En outre, les vitesses de récupération des capacités posturales et de force musculaire ne diffèrent pas à l’issue des exercices. Par ailleurs, l'exercice VOL altère davantage la commande centrale que l'exercice ES (immédiatement à l’issue de l’effort), tandis que celui-ci retarde l’apparition de la fatigue centrale et la maintient plus longuement. Etant donné que l'exercice VOL estinduit par la commande centrale et que l'exercice ES est généré par une stimulation artificielle externe, on peut émettre l’hypothèse que l'exercice VOL produit essentiellement une fatigue supraspinale, tandis que l'exercice ES engendre surtout une fatigue spinale. / The overall objective of this thesis was to compare the effect of fatigue of the quadriceps femoris after fatiguing voluntary contractions (VOL) and fatiguing neuromuscular electrical stimulation (ES) on bipedal postural control, and central fatigue. The results show that after unilateral or bilateral muscle fatigue, the ES exercise affected the muscle strength more than the VOL exercise. However, bipedal postural control was similarly deteriorated for both exercises. Moreover, the recovery speeds of postural control and muscle strength abilities did not differ for the both exercises. In addition, the VOL exercise alters central drive quicker than the ES exercise immediately after their completion while the ES exercise delays and prolongs the central fatigue. As the VOL exercise is induced by central command and the ES exercise is generated by artificial external stimulation, one can hypothesize that the VOL exercise especially produces supraspinal fatigue, while the ES exercise especially engenders spinal fatigue.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJSB.pdf: 1248166 bytes, checksum: 2327b08724c3471ad628a8f9fb5ff44d (MD5) Previous issue date: 2004-12-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / The anterior cruciate ligament (ACL) is the most commonly injured ligament in the knee and its rupture results in pain, instability, muscle atrophy and weakness. The quadriceps femoris muscle dysfunction is common before and after ACL reconstruction and can persist over years. A detailed understanding of neuromuscular function after ACL reconstruction is critical to the development of optimal rehabilitation strategies. The purpose of this study was to investigate the contributions of functional and morphological factors, in the muscle recovery, after ACL reconstruction. The effects of two therapeutic methods, usually utilized to recover muscle strength were also evaluated: Neuromuscular Electrical Stimulation (NMES) and eccentric exercise. Eight subjects (age = 31.3 ± 5.8 years) who had undergone ACL ligament reconstruction (mean 9.4 ± 0.7 months after the surgery) were randomly assigned to either an eccentric exercise associated with NMES (russian current) or only an eccentric exercise group. Only the involved limb was trained 2 days a week, for 12 weeks. The uninvolved one was also evaluated as reference. The quadriceps muscle function was evaluated by the measurement of the knee extensor torque during isometric and eccentric isokinetic contractions (30 and 120º/s) and by surface electromyography (EMG) of the Vastus Medialis Obliquos (VMO), Vastus Lateralis (VL) and Rectus Femoris (RF) muscles. The quadriceps cross-sectional area (CSA) was measured in six regions using Nuclear Magnetic Resonance Imaging (MRI-I). The initial evaluation showed significant extensor torque deficit both in isometric and eccentric conditions of the involved limb, compared to the contralateral one. There was significant muscle atrophy along the quadriceps extension, mainly in the distal thigh region. The EMG activity was lower for the VMO in all tested situations. NMES did not interfere in the gain of muscular strength, in any of the evaluated functions. The eccentric training increased significantly the isometric (from 198 ± 37 to 228 ± 48 Nm, p<0.05) and eccentric torque at 30 and 120º/s (from 227 ± 56 to 291 ± 65, p< 0.01 and from 199 ± 51 to 240 ± 63, p< 0.05, respectively). Quadriceps cross-sectional area also increased at all the evaluated regions for the involved limb, and the highest hypertrophy was at the thigh proximal region (from 169 ± 27 to 189 ± 25,8 cm2, p< 0.01 ), when compared to the distal region (form 31,5 ± 5,9 to 35,1 ± 6,1 cm2, p< 0.01). The EMG activity of VMO was recovered after the first six weeks of eccentric training. In the same period, the increased extensor torque showed correlation with the increased quadriceps cross-sectional area (r=0,81) and with the recovery of motor unit activation (r=0.69). After twelve weeks of training, there was correlation only between increased torque and cross-sectional area (r=0.78). In conclusion: 1) eccentric training showed to be a potent resource in the recovery of both morphological and functional factors of quadriceps, after ACL reconstruction; 2) NEMS did not interfere in the rehabilitation of these individuals. / O Ligamento Cruzado Anterior (LCA) é o mais freqüentemente ligamento lesado do joelho e a sua ruptura resulta em dor, instabilidade, atrofia e fraqueza muscular. A disfunção do músculo quadríceps é comum antes e após a reconstrução do LCA, podendo persistir por anos. Um detalhado conhecimento da função neuromuscular após reconstrução do LCA é crítico para a otimização das estratégias de reabilitação. O propósito deste estudo foi avaliar as contribuições dos fatores funcionais e morfológicos na recuperação da força muscular, após reconstrução do LCA. Os efeitos de dois métodos terapêuticos usualmente utilizados na reabilitação também foram avaliados: a Estimulação Elétrica Neuromuscular (EENM) e o exercício excêntrico. Oito indivíduos (31.3 ± 5.8 anos) os quais foram submetidos a reconstrução do LCA (média de 9.4 ± 0.7 meses de pós-operatório) foram aleatoriamente designados para o grupo exercício excêntrico com EENM (utilizando a corrente russa) ou apenas exercício excêntrico. Apenas o membro envolvido foi treinado, 2 vezes por semana, durante 12 semanas. O membro não envolvido foi avaliado como referência. A função do músculo quadríceps foi avaliada por medidas do torque extensor do joelho durante contrações isométricas e isocinéticas excêntricas (30 e 120º/s) e por meio da eletromiografia (EMG) de superfície dos músculos Vasto Medial Oblíquo (VMO), Vasto Lateral (VL) e Reto Femoral. A Área de Secção Transversa (AST) do quadríceps foi mensurada em seis regiões, por meio de imagens de Ressonância Nuclear Magnética (RNM). A avaliação inicial demonstrou significativo déficit no torque extensor do membro acometido, quando comparado ao não acometido, tanto nas avaliações isométricas como nas excêntricas. Houve significativa atrofia muscular ao longo do quadríceps, sobretudo na região distal. A atividade EMG mostrou-se reduzida no VMO, em todas as situações avaliadas. A EENM não interferiu no ganho de força muscular, em nenhuma das funções mensuradas. O treinamento excêntrico aumentou significativamente o torque isométrico (de 198 ± 37 para 228 ± 48 Nm, p<0.05) e excêntrico em 30 e 120º/s (de 227 ± 56 para 291 ± 65, p< 0.01 e de 199 ± 51 para 240 ± 63, p< 0.05, respectivamente). A área de secção transversa também aumentou em todas as regiões avaliadas do membro acometido, sendo que a maior hipertrofia ocorreu na região proximal da coxa (de 169 ± 27 para 189 ± 25,8 cm2, p< 0.01), quando comparada a região distal (de 31,5 ± 5,9 para 35,1 ± 6,1 cm2, p< 0.01). A atividade EMG do VMO foi recuperada após as primeiras seis semanas de treinamento excêntrico. No mesmo período, o aumento no torque extensor demonstrou correlação direta com o aumento na área de secção transversa (r=0.81) e com a recuperação na ativação das unidades motoras (r=0.69). Após doze semanas de treinamento, houve correlação apenas entre o aumento do torque e a área de secção transversa (r=0.78). Em conclusão: 1) o treinamento excêntrico mostrou-se um potente recurso tanto na recuperação dos fatores morfológicos como funcionais do músculo quadríceps, após reconstrução do LCA; 2) a EENM não interferiu na reabilitação desses indivíduos.

Pacientes lesados medulares frequentemente mencionam dores nos ombros, devido à elevada demanda dos membros superiores. Estes pacientes se submetem a diferentes tipos de reabilitação, no entanto é importante avaliar os métodos utilizados em tais programas para evitar possíveis prejuízos. O objetivo deste trabalho é avaliar o esforço e a atividade muscular dos ombros em pacientes paraplégicos caminhando com Estimulação Elétrica Neuro Muscular (EENM) e um andador em seções de reabilitação e comparar com duas atividades diárias executadas por estes indivíduos: propulsão da cadeira de rodas e elevação para alívio da pressão. Quinze homens adultos com paraplegia foram avaliados. Os movimentos em 3 dimensões foram obtidos com um sistema de 6 câmeras de infravermelho, e a atividade mioelétrica de 6 músculos dos ombros foi obtida bilateralmente por eletrodos de superfície ativos. Um andador instrumentalizado capturou a força durante a marcha, e a força nas outras duas atividades foi obtida por dinâmica inversa utilizando os dados cinemáticos e antropométricos. Os dados cinéticos e da atividade muscular foram avaliados estatisticamente utilizando análise de variância (ANOVA) e o teste das diferenças menos significativas de Tukey com nível de significância p<0,05. Foram obtidos picos de força quatro vezes maiores durante a marcha comparando-se à propulsão da cadeira de rodas. O esforço do ombro durante a marcha e a elevação foi equivalente, porém o lado direito durante a marcha apresentou maiores valores. O músculo mais ativo durante a marcha foi o tríceps, seguido pelo peitoral maior, deltóide anterior e trapézio inferior. A ação geral dos músculos durante a marcha também foi maior comparada aos outros exercícios executados. A marcha com EENM e andador, realizada por lesados medulares durante as seções de reabilitação, requer esforços significativos dos membros superiores, podendo gerar complicações nas articulações do ombro. Lesados medulares submetidos a seções de reabilitação que executam esforços significativos devem ser frequentemente monitorados, por métodos de ultra-som ou ressonância magnética, para evitar o comprometimento dos membros superiores e a consequente perda das funções de independência remanescentes / Spinal Cord Injured subjects often refer pain in their shoulders, due to the increased demand of the upper limbs. These subjects usually go through different rehabilitation strategies. Therefore, it becomes rather important to assess those methods in order to avoid further injuries to the patients. The goal of this work was to evaluate the shoulder effort and muscular activity in paraplegic subjects during gait with Neuromuscular Electrical Stimulation (NMES) with the aid of a walker and to compare it with two daily activities: wheelchair start up and weight relief raise. Fifteen adult male paraplegics were part of this study. The three-dimensional motions were acquired with six infrared cameras, and surface-active electrodes recorded the electromyography activity of 6 shoulder muscles, bilaterally. The vertical reaction force during walking was measured with a strain gauge instrumented walker, and the horizontal (wheelchair start-up) and vertical (weight relief raise) forces were obtained by inverse dynamics from kinematics and anthropometric data. The statistics of kinetic and electromyography data were done by analysis of variance (ANOVA) and the Tukey least significant differences post hoc test with significance level of p<0,05. Results have shown NMES gait force peaks being about four times higher than the values obtained for wheelchair start-up. The shoulder effort (force and torque) during walking and weight relief was similar, although the right side during NMES gait presented greater values. The triceps was the most active muscle during NMES walking, followed by pectoralis major, anterior deltoid and lower trapezius. The overall muscular activity during NMES walking was again higher than the other tasks executed. The NMES walking, when performed by spinal cord injured subjects can lead to injuries to the shoulder girdle. Due to the results obtained, continuous supervision of paraplegic upper limb effort should therefore be part of any rehabilitation center and for that ultrasound or magnetic resonance imaging may be recommended

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