Mapeamento da normalidade de parâmetros biomecânicos da articulação do joelho durante a sua extensão em cadeia cinética aberta sem carga

Abstract

A análise da cinemática articular do joelho apresenta-se como fator fundamental na compreensão da função musculoesquelética e mecânica articular. No âmbito clínico, a avaliação do padrão normal de parâmetros biomecânicos, permite a obtenção de valores de referência para comparações com diferentes grupos de indivíduos lesados ou submetidos à cirurgia. Dessa forma, o presente estudo tem como objetivo mapear a normalidade de parâmetros biomecânicos da articulação do joelho, obtidos no plano sagital, durante a extensão do joelho em cadeia cinética aberta, sem carga, utilizando videofluoroscopia. Especificamente, pretende estimar o comportamento do centro de rotação tibiofemoral e patelofemoral, distância perpendicular do ligamento patelar e efetiva dos extensores de joelho, torque de resistência do segmento perna-pé, força do ligamento patelar, força do músculo quadríceps e força de contato patelofemoral, razão entre a força do ligamento patelar e a força do músculo quadríceps, razão entre a força de contato patelofemoral e a força do músculo quadríceps, pressão patelofemoral e tilt patelar ântero-posterior. Para a determinação dos parâmetros biomecânicos foram obtidas imagens radiográficas dinâmicas, por meio de videofluoroscopia, a partir da análise da articulação do joelho no plano sagital, de vinte e cinco indivíduos, executando três repetições do exercício de extensão de joelho em cadeia cinética aberta, sem carga externa aplicada à tíbia. As imagens obtidas foram reproduzidas e digitalizadas utilizando uma placa de captura da marca Silicon Graphics 320. Foram desenvolvidas rotinas computacionais utilizando o software Matlab para processamento e análise dos dados. Os dados obtidos foram analisados estatisticamente utilizando-se o pacote estatístico SPSS, versão 13.0. Foram plotados os valores obtidos para cada parâmetro em função do ângulo de flexão do joelho, para todos os indivíduos da amostra, e realizada uma análise de regressão entre as variáveis interpoladas, obtendo-se respectivo intervalo de confiança e coeficiente de determinação (r2). A partir dos resultados obtidos, foram verificadas correlações muito forte, forte e regular entre os parâmetros do estudo e o ângulo de flexão do joelho, indicando a possibilidade de mapear a normalidade dos parâmetros cinemáticos e cinéticos da articulação do joelho.

The kinetic and kinematics analysis of the knee joint is considered to be of prime importance in the understanding of the musculoskeletal function and joint mechanics. In the clinical scope, the biomechanics evaluation of the normal standard of biomechanics parameters, allow the attainment of indexes of reference for compare different groups of injured individuals or submitted to surgery. On this way, the present study has as the main goal estimate the normality of biomechanics parameters of the knee joint, gotten in the sagittal plane, during the knee extension in open kinetic chain, without load, by means of videofluoroscopy. Specifically, it intends to estimate how the tibiofemoral and patellofemoral rotation center behave, the patellar ligament moment arm and the effective moment arm of the knee extensors muscle group, the resistance torque of the segment leg-foot, patellar ligament force, quadriceps muscle force and patellofemoral joint contact force, the ratio between the patellar ligament force and quadriceps muscle force, the ratio between patellofemoral joint contact force and quadriceps muscle force, patellofemoral pressure and the anteroposterior patellar tilt. For the determination of these biomechanics parameters, dynamic radiographic images had been gotten, by means of videofluoroscopy. From the analysis of the knee joint in the sagittal plane, from twenty-five individuals, performing three repetitions of the knee extension exercise in open kinetic chain, without applied external load to the tibia. The gotten images had been reproduced and digitalized using a capture plate - Silicon Graphics 320. There been developed specific computational routines using Matlab software for processing and analysis of the data. The gotten data had been analyzed statistically using the statistical package SPSS, version 13.0. The gotten values for each parameter related to the knee angle of flexion had been plotted, for all the individuals of the sample, and carried through an regression analysis between the interpolated variables, getting respective reliable interval and coefficient of determination (r2). In the light of these findings, correlations had been verified to be strong, very strong and also very regular among the parameters of the present study and the angle of knee flexion, indicating the possibility of estimate the normality of the kinematic and kinetic parameters of the knee joint.