Força articular cervical e muscular durante exercícios do pescoço

Abstract

A presente dissertação de mestrado teve como foco a avaliação dos aspectos biomecânicos, da coluna cervical e de exercícios do pescoço, associados à diminuição da ação dos flexores profundos e aumento da ação dos flexores superficiais. Estas mudanças nas ações musculares estão associadas a indivíduos com cervicalgia crônica e a investigação deste trabalho pode levar a uma melhor compreensão desta lesão e consequente melhor tratamento. Na busca desta meta foram desenvolvidos quatro estudos apresentados ao longo desta dissertação. Estudo 1: Uma revisão sistemática com metanálise comparando a capacidade de produção de força entre indivíduos com cervicalgia e indivíduos saudáveis. Para este estudo foram incluídos 20 artigos que compararam capacidade de produção de força entre os grupos, onde foi identificado que indivíduos com cervicalgia crônica apresentam menor capacidade de produção de força para flexão, extensão e flexão lateral direita e esquerda. Estudo 2: A partir do estudo 1 surgiu o estudo observacional desta dissertação o qual comparou a força dos flexores profundos e superficiais da coluna cervical e a força articular cervical durante exercícios de fortalecimento do pescoço através de um modelo biomecânico. Para este estudo 20 participantes foram avaliados durante exercícios dinâmicos e isométricos de flexão, extensão e flexão lateral direita. A carga do exercício foi definida em 15-25% da capacidade de produção de força pescoço e foram feitas 5 repetições para o exercício dinâmico e mantida por 10 segundos para o exercício isométrico. As forças musculares e articulares foram estimadas pelo modelo biomecânico Biomechanics of Bodies e as variáveis cinéticas e cinemáticas foram coletadas com o BTS Smart-DX. O exercício de flexão dinâmica apresentou os maiores valores de força para os flexores profundos ao mesmo tempo que os flexores superficiais não apresentaram diferenças entre a flexão isométrica e dinâmica. Estudo 3: Este estudo foi realizado visando dar maior segurança e robustez às respostas do modelo biomecânico do Estudo 2, correlacionando as respostas de força muscular, estimada com o modelo biomecânico, e a atividade muscular com eletromiógrafo, dos músculos esternocleidomastóides direito e esquerdo. As correlações se apresentaram em média excelentes tanto para o esternocleidomastoide direito (r=0.69±0.20) e esquerdo (r=0.71±0.22), estimulando a confiança nos resultados obtidos pelo modelo biomecânico para os músculos flexores profundos da cervical. Estudo 4: Este estudo avaliou diferentes métodos de contração voluntária isométrica máxima para normalizar o sinal eletromiográfico do esternocleidomastoide e escaleno anterior. Com base nos resultados deste estudo, o método proposto em flexão lateral com a cabeça rotada foi o que apresentou a maior ativação para o esternocleidomastoide e o método convencional a que apresentou a maior ativação para o escaleno anterior. Portanto é sugerido uma adaptação ao método apresentado na literatura para contração voluntária isométrica máxima do esternocleidomastoide. Com base nestes quatro estudos, podemos afirmar que indivíduos com cervicalgia apresentam menor capacidade de produção de força, mostrando a necessidade de exercícios de fortalecimento, além da função de hipoalgesia normal do exercício. Levando em conta a diminuição da força dos flexores profundos cervical e aumento da ativação dos flexores superficiais em indivíduos com cervicalgia crônica, o exercício de flexão cervical dinâmica parece ser o mais indicapado para o fortalecimento dos flexores profundos, ao mesmo tempo que reduz a ativação dos flexores superficiais.

The present dissertation focused on the evaluation of the biomechanical aspects of the cervical spine and neck exercises, associated to the decrease of the action of the deep flexors and increase of the action of the superficial flexors. These changes in muscular actions are associated with individuals with chronic neck pain and the investigation of this work can lead to a better understanding of this lesion and consequent better treatment. In the pursuit of this aim, four studies were developed through this dissertation. Study 1: A systematic review with metanalysis comparing neck strength between individuals with neck pain and healthy controls. For this study, 20 articles comparing neck strength between groups and it was found that individuals with chronic neck pain have lower neck strength in flexion, extension, right and left lateral flexion. Study 2: From the development of study 1 came the observational study which compared the superficial, deep neck flexor muscle force and joint force during neck strengthening exercises using a biomechanical model. For this study, 20 participants were evaluated during dynamic and isometric exercises of flexion, extension and right lateral flexion. The exercise load was defined as 15-25% of the neck strength and 5 repetitions were made for the dynamic exercise and maintained for 10 seconds for the isometric exercise. Muscle and joint forces were estimated with the biomechanical model the Biomechanics of Bodies, and the kinetic and kinematic variables were collected using BTS Smart-DX. The dynamic neck flexion exercise showed the highest deep neck flexors muscle force values at the same time that the superficial neck flexors did not present differences between the isometric and dynamic flexion. Study 3: This study was carried out aiming at giving greater safety and robustness to the responses of the biomechanical model of Study 2, correlating the muscular force responses, estimated with the biomechanical model, and the muscular activity with electromyograph, of the right and left sternocleidomastoid muscles. Correlations were on average high for both right sternocleidomastoid (r = 0.69 ± 0.20) and left (r = 0.71 ± 0.22), ensuring the results obtained by the biomechanical model for the deep neck flexor muscles. Study 4: This study evaluated different methods of maximal isometric voluntary contraction to normalize the electromyographic signal of the sternocleidomastoid and anterior scalene. Based on the results of this study, the method proposed performing a lateral flexion with a rotated head was the one that presented the highest activation for the sternocleidomastoid however the conventional method was the one that presented the highest activation for the anterior scalene. Therefore, we suggest an adaptation to the method presented in the literature for the maximum voluntary isometric contraction of the sternocleidomastoid. Based on these four studies, we can affirm that individuals with neck pain have a lower neck strength, showing the need for strengthening exercises, in addition to the normal hypoalgesia function of the exercise. Regarding the decreased deep neck flexors force and increased superficial neck flexors force in individuals with chronic neck pain, the dynamic neck flexion exercise it seems to be the most suitable for the strengthening of deep flexors, while reducing the activation of the superficial flexors.