Hamstring muscle architecture parameters in static and dynamic conditions using ultrasound imaging

Abstract

Comprimento de fascículo (Lf), ângulo de fascículo (FA) e espessura muscular (EM) da cabeça longa do bíceps femoral (BFlh) foram avaliados em repouso e durante contrações dinâmicas através de imagens de ultrassom adquiridas em B-modo. Homens e mulheres sem histórico de lesões por estiramento foram avaliados. As avaliações foram realizadas em dois dias (Dia 1 e Dia 2) com pelo menos sete dias de intervalo para teste e reteste das avaliações em repouso e avaliações dinâmicas, resultando em dois projetos independentes. A familiarização com os exercícios de flexão de joelhos concêntrico e excêntrico isocinético para as avaliações em condições dinâmicas foram realizadas no Dia 1. No Dia 2 Lf, FA e EM do BFlh foram avaliadas em tempo real durante as flexões de joelhos concêntricas e excêntricas em 30°/s e 180°/s, usando simultaneamente dois ultrassons alinhados longitudinal ao músculo. Para a aquisição das imagens em repouso, foram adquiridas imagens de ultrassom usando imagens Panorâmicas e aquisição sequencial de quatro imagens únicas adquiridas em série ao longo do músculo. Dessas imagens, Lf foi mensurado com sete métodos distintos: Panorâmica, Colagem de imagens, extrapolação linear manual, e usando quatro funções trigonométricas distintas, FA e EM foram mensurados nas imagens Panorâmicas, Colagem e nas Imagens únicas. Lf, FA e EM mensurados em repouso nos Dias 1 e 2 não foram diferentes (p>0.05) em nenhum dos métodos, reprodutibilidade foi muito alta (ICC: 0.91-0.98), e as correlações foram fortes (≥0.84). Correlações significantes (p<0.05; r=0.67-0.98) foram observadas entre as imagens Panorâmicas e os outros métodos utilizados para Lf, FA e EM. O método de Colagem teve a maior reprodutibilidade para Lf, e maior coeficiente de correlação de postos e correlação com as ix imagens Panorâmicas. O método de Colagem pode ser recomendado se a metodologia utilizada no presente estudo for utilizada. Para as avaliações durante contrações dinâmicas, foram realizadas contrações concêntricas e excêntricas consecutivas em 30°/s e 180°/s enquanto dois ultrassons foram usados em série para gravação da atividade muscular. Em 30°/s foram realizadas contrações submáximas e máximas e em 180°/s foram realizadas apenas contrações máximas antes e após protocolo de fatiga muscular. Os vídeos de ultrassom foram exportados e editados para criar um único e sincronizado vídeo e três fascículos foram analisados ao longo da amplitude de movimento. Alterações (Δ) Lf, FA e EM durante as contrações concêntricas e excêntricas com o músculo em posição encurtada (60-90° ângulo de joelho; 0° extensão de joelho completa) e alongada (0-30°) e em toda amplitude de realização do movimento (0-90°) foram mensurados e comparados. As comparações foram realizadas separadamente para as contrações realizados em cada uma das velocidades. Quando o comportamento dos fascículos foi comparado nas contrações concêntricas e excêntricas submáximas e máximas realizadas em 30°/s, maior ΔLf foi observado com o músculo alongado durante as contrações excêntricas e concêntricas (p=0.01), e essa alteração foi maior durante as contrações excêntricas (p=0.02) na posição alongada (p<0.001). Maior ΔFA foi observada com o músculo alongado durante as contrações excêntricas (p=0.02). Quando analisada toda amplitude de movimento, maior ΔEM foi observada durante as contrações concêntricas (p=0.03). Quando o comportamento de fascículo foi comparado nas contrações máximas antes e após protocolo de fadiga muscular em 180°/s, maior ΔLf foi observado durante as contrações excêntricas com o músculo alongado (p=0.01), maior ΔFA foi observado com o músculo encurtado durante contrações concêntricas (p=0.02) e com o músculo x alongado (p=0.006) e em toda amplitude de movimento (p=0.006) durante as contrações excêntricas, menor ΔFA foi em todas as contrações (p<0.05) após protocolo de fadiga quando mensurado ao longo de toda amplitude de movimento. Maior torque dinâmico foi observado com o músculo alongado, durante as contrações excêntricas e antes do protocolo de fadiga muscular (p<0.05). Apesar de terem sido observados resultados semelhantes entre os seis diferentes métodos utilizados para estimar Lf em repouso com as imagens Panorâmicas, o método de Colagem de imagens forneceu os valores mais acurados e reprodutíveis, desta forma é recomendado para mensurar a arquitetura muscular do BFlh quando a aquisição de imagens Panorâmicas não está disponível. Maior ΔLf e ΔFA foram observados determinada rotação articular com o músculo alongado durante as contrações excêntricas submáximas e máximas e após protocolo de fadiga. O maior alongamento de fascículos com o músculo alongado pode contribuir o estresse metabólico, podendo em longo prazo induzir hipertrofia muscular e contribuir para as lesões por estiramento.