Effects of sensor, trials and knee joint variables on electrogoniometric gait recordings / Efeitos das variáveis sensor, coleta e articulação do joelho nos registros eletrogoniométricos da marcha

INTRODUCTION: Different sources of variations, such as electrogoniometer characteristics and procedures, may affect the accuracy and precision of movement measurements during gait. OBJECTIVE: To quantify the variations and compare the effects produced by different sources of variation in electrogoniometric gait recordings: the sensors, procedures (trials) and the knee joint. METHODS: Knee flexion/extension and valgus/varus movements were recorded during gait on the treadmill. The recordings were partitioned into strides and normalized in time using a routine developed in MatLab. Mean curves for the knee during gait were derived from 50 strides, and seven conditions were evaluated: one comparing pairs of sensors; two comparing pairs of different trials (including variations due to sensors); and four comparing the right and left knees (including variations due to sensors and trials). Mean standard deviations of the differences were calculated. To estimate the variations relating to the trial and the knee joint, the compound standard deviations were transformed into variances and split into their components. RESULTS: The variation introduced by pairs of sensors in the same model applied in one trial was smaller than the variation introduced by the same sensor used in two consecutive trials. Furthermore, the variation introduced by the difference between the right and left knees was greater than the variation introduced by the difference between sensors (A and B) and trials (1 and 2). CONCLUSIONS: It is, therefore, preferable to use different sensors in the same data recording (simultaneous) than use the same sensor in two different recordings (consecutive).

INTRODUÇÃO: Diferentes fontes de variação, tais como características do eletrogoniômetro e procedimentos podem afetar a acurácia e precisão das medidas do movimento durante a marcha. OBJETIVO: Quantificar a variação e comparar o efeito das diferentes fontes de variação nos registros eletrogoniométricos da marcha: os sensores, os procedimentos (coletas consecutivas) e a articulação do joelho. MÉTODOS: Movimentos de flexo-extensão e valgo-varo do joelho foram registrados durante a caminhada na esteira. Os registros foram divididos em passadas e normalizados no tempo usando uma rotina desenvolvida em MatLab. As curvas médias do joelho durante a marcha foram derivadas de 50 passadas, e sete condições foram avaliadas: uma para comparar dois sensores; duas para comparar duas diferentes coletas (incluindo a variação do sensor), e quatro para comparar os joelhos direito e esquerdo (incluindo a variação dos sensores e coletas). Os desvios-padrão médios das diferenças foram calculados. Para estimar as variações devido às coletas e à articulação do joelho, os desvios-padrão compostos foram transformados em variâncias e seus componentes isolados. RESULTADOS: A variação introduzida por dois sensores do mesmo modelo aplicados em uma coleta foi menor do que a variação introduzida pelo mesmo sensor usado em duas coletas consecutivas. Ainda, a variação introduzida pela diferença entre os joelhos direito e esquerdo foi maior do que a variação introduzida pela diferença entre os sensores (A e B) e as coletas (1 e 2). CONCLUSÕES: Assim, é preferível usar diferentes sensores na mesma coleta de dados (simultânea) do que usar o mesmo sensor em dois registros diferentes (consecutivos).

Peak torque and knee kinematics during gait after eccentric isokinetic training of quadriceps in healthy subjects / O pico de torque e a cinemática do joelho durante a marcha após treino isocinético excêntrico do quadríceps em sujeitos saudáveis

OBJECTIVE: To evaluate the effects of eccentric isokinetic training on knee range of motion (ROM) of healthy subjects. METHODS: The knee extensor and flexor isokinetic peak torques and ROM of flexion/extension and varus/valgus knee movements during gait of 18 healthy men (21.7±2.2 years; 1.73±0.10m; 68.7±9.4kg; body mass index: 22.6±2kg/m²) were analyzed, before and after six weeks of bilateral eccentric isokinetic training of the knee extensors at 30º/s. RESULTS: The knee extensor torque increased in both limbs (right, from 229±54 to 304±53Nm; p<0.01; and left, from 228±59 to 311±63Nm; p<0.01), without any difference in torque gain between them. The knee flexor peak torque increased (from 114±30 to 123±22Nm; p<0.05), but the hamstrings/quadriceps (H/Q) ratio decreased (from 0.5±0.08 to 0.39±0.07; p<0.01) after the training. There were no differences in the flexion/extension and varus/valgus movements after the training, except for a small change (4°) in valgus for the left knee. CONCLUSIONS: The eccentric isokinetic training of the knee extensors increased the extensor torque and decreased the H/Q ratio, although the effect on the gait pattern seemed negligible in healthy subjects. Associated training for flexors, complementary to the extensor training, seems to be necessary for balance between knee agonists and antagonists.

OBJETIVO: Avaliar os efeitos do treino isocinético excêntrico sobre a amplitude de movimento (ADM) do joelho em sujeitos saudáveis. MÉTODOS: Foram analisados os picos de torque isocinético dos extensores e flexores do joelho e a ADM de flexo/extensão e valgo/varo, durante a marcha, de 18 homens saudáveis (21,7±2,2 anos; 1,73±0,10m; 68,7±9,4kg; índice de massa corpórea: 22,6±2kg/m²) antes e após seis semanas de treino isocinético excêntrico bilateral dos extensores do joelho a 30º/s. RESULTADOS: O torque extensor do joelho aumentou em ambos os membros, direito (de 229±54 para 304±53Nm; p<0,01) e esquerdo (de 228±59 para 311±63Nm; p<0,01) sem diferença de ganho de torque entre eles. O pico de torque flexor aumentou (de 114±30 para 123±22Nm; p<0,05), mas a razão isquiotibiais/quadríceps (I/Q) diminuiu (de 0,5±0,08 para 0,39±0,07; p<0,01) após o treino. Não houve diferença para os movimentos de flexo/extensão e valgo/varo após o treino, exceto uma pequena mudança (4°) no valgo para o joelho esquerdo. CONCLUSÕES: O treino isocinético excêntrico dos extensores do joelho aumentou o torque extensor e diminuiu a razão I/Q, entretanto o efeito sobre o padrão da marcha parece desprezível em sujeitos saudáveis. Um treino associado dos flexores, complementar ao treino dos extensores parece ser necessário para o equilíbrio entre agonistas e antagonistas do joelho.