Correlação entre o sinal mecanomiográfico e a escala modificada de Ashworth durante avaliação clínica da espasticidade
Spasticity is a common disorder in people who have upper motor neuron injury. The involvement may occur at different levels. The Modified Ashworth Scale (MAS) is the most used method to measure involvement levels. But it corresponds to a subjective evaluation. Mechanomyography (MMG) is an objective...
| Autor principal: | Santos, Elgison da Luz dos |
|---|---|
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2016
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1689 |
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riut-1-16892016-10-13T19:04:42Z Correlação entre o sinal mecanomiográfico e a escala modificada de Ashworth durante avaliação clínica da espasticidade Correlation between the MMG signal and the modified Ashworth scale for clinical assessment of spasticity Santos, Elgison da Luz dos Nohama, Percy http://lattes.cnpq.br/5055126579468463 Krueger, Eddy http://lattes.cnpq.br/8352274802869271 Krueger, Eddy Nogueira Neto, Guilherme Nunes Aguiar, Luiz Roberto Espasticidade muscular Músculos - Doenças Distúrbios do movimento Espasticidade muscular - Avaliação Engenharia elétrica Spasticity Muscles - Diseases Movement disorders Spasticity - Rating of Electric engineering CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA Spasticity is a common disorder in people who have upper motor neuron injury. The involvement may occur at different levels. The Modified Ashworth Scale (MAS) is the most used method to measure involvement levels. But it corresponds to a subjective evaluation. Mechanomyography (MMG) is an objective technique that quantifies the muscle vibration during the contraction and stretching events. So, it may assess the level of spasticity accurately. This study aimed to investigate the correlation between spasticity levels determined by MAS with MMG signal in spastic and not spastic muscles. In the experimental protocol, we evaluated 34 members of 22 volunteers, of both genders, with a mean age of 39.91 ± 13.77 years. We evaluated the levels of spasticity by MAS in flexor and extensor muscle groups of the knee and/or elbow, where one muscle group was the agonist and one antagonist. Simultaneously the assessment by the MAS, caught up the MMG signals. We used a custom MMG equipment to register and record the signals, configured in LabView platform. Using the MatLab computer program, it was processed the MMG signals in the time domain (median energy) and spectral domain (median frequency) for the three motion axes: X (transversal), Y (longitudinal) and Z (perpendicular). For bandwidth delimitation, we used a 3rd order Butterworth filter, acting in the range of 5-50 Hz. Statistical tests as Spearman's correlation coefficient, Kruskal-Wallis test and linear correlation test were applied. As results in the time domain, the Kruskal-Wallis test showed differences in median energy (MMGME) between MAS groups. The linear correlation test showed high linear correlation between MAS and MMGME for the agonist muscle as well as for the antagonist group. The largest linear correlation occurred between the MAS and MMG ME for the Z axis of the agonist muscle group (R2 = 0.9557) and the lowest correlation occurred in the X axis, for the antagonist muscle group (R2 = 0.8862). The Spearman correlation test also confirmed high correlation for all axes in the time domain analysis. In the spectral domain, the analysis showed an increase in the median frequency (MMGMF) in MAS’ greater levels. The highest correlation coefficient between MAS and MMGMF signal occurred in the Z axis for the agonist muscle group (R2 = 0.4883), and the lowest value occurred on the Y axis for the antagonist group (R2 = 0.1657). By means of the Spearman correlation test, the highest correlation occurred between the Y axis of the agonist group (0.6951; p <0.001) and the lowest value on the X axis of the antagonist group (0.3592; p <0.001). We conclude that there was a significantly high correlation between the MMGME and MAS in both muscle groups. Also between MMG and MAS occurred a significant correlation, however moderate for the agonist group, and low for the antagonist group. So, the MMGME proved to be more an appropriate descriptor to correlate with the degree of spasticity defined by the MAS. A espasticidade é uma desordem comum em pessoas que apresentam lesão no neurônio motor superior. O acometimento pode ocorrer em diferentes níveis. A Escala Modificada de Ashworth (EMA) é o instrumento de avaliação mais utilizado para medir os níveis de acometimento, entretanto apresenta subjetividade. Já a mecanomiografia (MMG) trata-se de uma técnica objetiva, que quantifica as vibrações musculares durante os eventos de contração e alongamento e, por isso, pode dimensionar com precisão o nível de espasticidade. Diante disso, objetivou-se investigar a correlação entre os níveis de espasticidade determinados pela EMA com os sinais mecanomiográficos em músculos espásticos e não espásticos. Avaliaram-se 34 membros de 22 voluntários, de ambos os sexos, com idade média de 39,91±13,77 anos. O protocolo experimental consistiu na realização de avaliação pela EMA dos grupos musculares flexores e extensores de joelho e/ou cotovelo, onde um grupo era o agonista e o outro antagonista. Simultaneamente, captavam-se os sinais de MMG. Utilizou-se um equipamento de MMG customizado para registrar e gravar os sinais, configurados em um programa da plataforma LabView®. No programa computacional MatLab®, processaram-se os sinais da MMG no domínio temporal (mediana da energia) e espectral (mediana da frequência) dos eixos de movimento X (transversal), Y (longitudinal) e Z (perpendicular). Para delimitação da banda passante, empregou-se um filtro Butterworth de 3a ordem atuando na faixa de 5 a 50 Hz. Aplicaram-se testes estatísticos como coeficiente de correlação de Spearman, teste de Kruskall-Wallis e teste de correlação linear. Como resultados, no domínio temporal, o teste de Kruskal- Wallis mostrou diferenças na mediana da energia (MMG ME) entre cada grupo de EMA. O teste de correlação linear mostrou alta correlação entre a EMA e a MMGME, tanto no grupo muscular agonista quanto no antagonista. Assim, no domínio do tempo, a maior correlação linear ocorreu entre a EMA e a MMGME do eixo Z do grupo muscular agonista (R2 = 0,9557) e a menor correlação no eixo X, do antagonista (R 2 = 0,8862). O teste de correlação de Spearman também confirmou alta correlação em todos os eixos, nesta análise. O processamento no domínio espectral mostrou que houve aumento na mediana da frequência (MMGMF) nos maiores graus de EMA. Porém, os coeficientes de correlação linear determinados foram moderados e baixos. O maior coeficiente de correlação linear entre a EMA e a MMGMF ocorreu no eixo Z, do grupo muscular agonista (R2 = 0,4883) e o menor valor no eixo Y, do grupo antagonista (R 2 = 0,1657). No teste de Spearman, a maior correlação ocorreu entre o eixo Y do grupo agonista (0,6951; p < 0,001) e o menor valor no eixo X do grupo antagonista (0,3592; p < 0,001). Por meio dos dados obtidos, concluiu-se que entre a MMGME e a EMA houve correlação significativamente elevada em ambos os grupos musculares. Entre a MMGMF e a EMA também houve correlação significativa, porém moderada no grupo agonista, e fraca no grupo antagonista. Desta forma, dentre os descritores estudados, a MMGME mostrou ser a mais adequada para correlacionar-se com o grau de espasticidade definido pela EMA. 2016-10-13T19:04:42Z 2016-10-13T19:04:42Z 2016-02-29 masterThesis SANTOS, Elgison da Luz dos. Correlação entre o sinal mecanomiográfico e a escala modificada de Ashworth durante avaliação clínica da espasticidade. 2016. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2016. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1689 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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Spasticity is a common disorder in people who have upper motor neuron injury. The involvement may occur at different levels. The Modified Ashworth Scale (MAS) is the most used method to measure involvement levels. But it corresponds to a subjective evaluation. Mechanomyography (MMG) is an objective technique that quantifies the muscle vibration during the contraction and stretching events. So, it may assess the level of spasticity accurately. This study aimed to investigate the correlation between spasticity levels determined by MAS with MMG signal in spastic and not spastic muscles. In the experimental protocol, we evaluated 34 members of 22 volunteers, of both genders, with a mean age of 39.91 ± 13.77 years. We evaluated the levels of spasticity by MAS in flexor and extensor muscle groups of the knee and/or elbow, where one muscle group was the agonist and one antagonist. Simultaneously the assessment by the MAS, caught up the MMG signals. We used a custom MMG equipment to register and record the signals, configured in LabView platform. Using the MatLab computer program, it was processed the MMG signals in the time domain (median energy) and spectral domain (median frequency) for the three motion axes: X (transversal), Y (longitudinal) and Z (perpendicular). For bandwidth delimitation, we used a 3rd order Butterworth filter, acting in the range of 5-50 Hz. Statistical tests as Spearman's correlation coefficient, Kruskal-Wallis test and linear correlation test were applied. As results in the time domain, the Kruskal-Wallis test showed differences in median energy (MMGME) between MAS groups. The linear correlation test showed high linear correlation between MAS and MMGME for the agonist muscle as well as for the antagonist group. The largest linear correlation occurred between the MAS and MMG ME for the Z axis of the agonist muscle group (R2 = 0.9557) and the lowest correlation occurred in the X axis, for the antagonist muscle group (R2 = 0.8862). The Spearman correlation test also confirmed high correlation for all axes in the time domain analysis. In the spectral domain, the analysis showed an increase in the median frequency (MMGMF) in MAS’ greater levels. The highest correlation coefficient between MAS and MMGMF signal occurred in the Z axis for the agonist muscle group (R2 = 0.4883), and the lowest value occurred on the Y axis for the antagonist group (R2 = 0.1657). By means of the Spearman correlation test, the highest correlation occurred between the Y axis of the agonist group (0.6951; p <0.001) and the lowest value on the X axis of the antagonist group (0.3592; p <0.001). We conclude that there was a significantly high correlation between the MMGME and MAS in both muscle groups. Also between MMG and MAS occurred a significant correlation, however moderate for the agonist group, and low for the antagonist group. So, the MMGME proved to be more an appropriate descriptor to correlate with the degree of spasticity defined by the MAS. |
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Santos, Elgison da Luz dos |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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2016 |
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SANTOS, Elgison da Luz dos. Correlação entre o sinal mecanomiográfico e a escala modificada de Ashworth durante avaliação clínica da espasticidade. 2016. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2016. |
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