Diferenças na estimativa da força muscular máxima de extensão de joelho utilizando parâmetros da literatura comparativamente ao uso de parâmetros memsurados diretamente de individuos idosos

Abstract

Contextualização: Uma das formas de conhecimento da função muscular se dá por meio de modelos musculares biomecânicos computacionais (MMB) que utilizam parâmetros como área de secção transversa fisiológica (ASTF), comprimento de fascículo (CF) e ângulo de penação para a mensuração da força isométrica máxima de cada músculo. Os MMB normalmente empregam valores médios coletados de cadáveres, ignorando as características fisiológicas específicas da população estudada. Objetivo: comparar o torque isométrico máximo de extensão de joelhos, em indivíduos idosos com a estimativa de torque e de força máxima muscular máxima de extensão de joelho utilizando parâmetros mensurados diretamente e com parâmetros da literatura. Metodologia: 16 voluntários idosos com idade média de 59±8 anos realizaram cinco contrações isométricas máximas de extensão de joelho em quatro ângulos (30°, 45°, 60°, 75° e 90°). Além disso, foram coletadas imagens de ressonância magnética dos membros inferiores, e de ultrassom do vasto lateral, com os quais foi possível estimar os três parâmetros necessários do músculo vasto lateral além da ASTF e CF dos demais músculos do quadríceps. Resultados: Os valores de torque isométrico máximo estimado com parâmetros fisiológicos propostos pela literatura aproximaram-se mais dos valores de torque coletados diretamente quando comparados com os valores estimados individualmente. Considerações finais: O modelo superestima a produção de força máxima dos voluntários, uma vez que este foi desenvolvido para sujeitos normais e a amostra deste estudo foi composta por idosos. O modelo tem limitações ao não considerar forças contrárias oriundas de encurtamento muscular e cocontrações de antagonistas, comuns nesta população.

Background: One common way to know muscular function is by computational biomechanics muscle models (BMM), that use physiological cross-section area (PCSA), fascicle length (FL) and penation angle to estimate the maximum isometric moment for each muscle. The input for these BMM usually are mean values obtained from cadaveric specimens that ignore specifics characteristics from the studied population. Objective: compare the experimental knee extensor maximum isometric moment (KMiso) with the KMiso estimated with specific parameters measured individually and with the KMiso estimated with literature proposed parameters. Methodology: the data obtained from sixteen elderly volunteers, mean age of 59±8 years, that performed five maximum voluntary isometric contraction at knee angle of 30°, 45°, 60°, 75° and 90°, and magnetic resonance images data of the lower limbs and ultrasound images from vastus lateralis which witch were estimated the aquitecture parameters needed for the model. Results: The KMiso estimated with literature proposed parameters were closed to the experimental KMiso when compared with estimated with specific parameter measured individualy, but both significantly overestimated the experimental KMiso. Conclusions: the BMM estimate higher values of KMsio independently of the parameters used. This model was created for normal subjects whereas the elderly people have specific characteristics that the model do not considers during the estimatives. Such limitations like muscle shortening and increased antagonist coactivations common in the elderly population create opposite forces that are ignored by the model.