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Universidade São Judas Tadeu

Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Mestrado Em Educação física

ESTUDO SOBRE A COMPARAÇÃO DO ESPECTRO DA FREQÜÊNCIA RESPIRATÓRIA E CARDÍACA

Dissertação apresentada ao Programa

de Pós-graduação do Curso de

Educação Física da Universidade São

Judas Tadeu, para obtenção do título

de Mestre em Educação Física.

CANDIDATO: CLÁUDIO MANUEL HORTA DUQUE ORIENTADOR: PROF. DR. LUIS MOCHIZUKI

SÃO PAULO AGOSTO 2007

Ficha catalográfica: Elizangela L. de Almeida Ribeiro - CRB 8/6878

Duque, Cláudio Manuel Horta.

Estudo sobre a comparação do espectro da freqüência respiratória e

cardíaca / Cláudio Manuel Horta Duque. - São Paulo, 2006.

107 f.: il. ; 30 cm

Dissertação (Mestrado em Educação Física) – Universidade São

Judas Tadeu, São Paulo, 2006.

Orientador: Prof. Dr. Luis Mochizuki

ii

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus em primeiro lugar pelo dom da vida, pela luz que semeia em meu

caminho e pela faculdade da inteligência que palpita em todos nós. Jesus e aos amigos da

espiritualidade sem cujo auxilio e proteção nada me seria possível, agradeço pelo amparo e

por mostrar o caminho, sustentar a fé e a coragem.

Meus agradecimentos especiais ao orientador Prof. Dr. Luis Mochizuki com quem tive

a satisfação de conviver ainda que à distância, nesse período de aprendizagem. Obrigado pela

oportunidade em ser seu orientando, pela atitude segura e pela paciência ao longo de todo esse

tempo. Fica o exemplo de seu caráter firme, do espírito de dedicação, sabedoria e

simplicidade.

Agradecimentos à banca examinadora: Prof. Dr. Rubens Correa Araújo e Prof. Dr.

Pascual Figueroa, pela atenção e pelas firmes orientações que foram de suprema importância

na continuidade do meu trabalho.

Ao Prof. Pascual, pela dedicação e desprendimento demonstrado em todo tempo na

montagem do laboratório, dedicando incontáveis finais de semana em trabalho de estruturação

e orientação para o seu funcionamento.

Agradecimentos à Universidade São Judas Tadeu pela acolhida. Á Prof. Dra. Vilma

Nista, coordenadora do curso de Mestrado, que não poupou esforços em sua missão de nos

orientar e acompanhar nossos passos. Da mesma forma, assim procederam os professores que

nos acompanharam durante as aulas. Simone, Selma, Rita obrigado pelo atendimento sempre

atencioso. Toda minha gratidão.

Meus agradecimentos ao Prof. Dr. Ricardo M.L. Barros do Laboratório de

Instrumentação para Biomecânica da Unicamp, por ter permitido a implantação do sistema e

suporte técnico no laboratório, possibilitando o desenvolvimento das pesquisas.

Meus profundos agradecimentos à Escola Superior de Educação Física de Jundiaí, na

pessoa do seu ex-diretor Prof. José Antonio Galego, e dos atuais diretor e vice

respectivamente, Professor Dr. Fernando Balbino e Profa. Dra. Maria Tereza Leitão, por

possibilitar a assistência necessária ao desenvolvimento do meu trabalho, inclusive com

auxilio de bolsa estudo e o uso das dependências do laboratório de biomecânica.

Ao Diretor da ESEF, Professor e colega Fernando Balbino, a minha eterna gratidão

pelo estímulo, pelo apoio material e fraterno em todos os instantes do desenvolvimento do

meu trabalho. Pessoa leal e sincera, de grande sensibilidade e tato administrativo, marcou

profundamente com o exemplo e a força de seu caráter. Obrigado por acreditar nas aspirações

iii

e ideais na edificação do laboratório, e pelas palavras firmes e amigas, nos momentos de

incerteza.

À Prof. Dra. Maria Tereza Leitão, meus agradecimentos pela inestimável ajuda e

cooperação técnica, aceitando fazer a revisão e correção do trabalho. Sua participação foi

fundamental na estruturação e formatação do texto, e na correção das falhas.

Ao Professor Olival Lago, colega de ESEF e de laboratório, grande amigo e parceiro

leal, possuidor de inteligência e visão invulgar, e dotado do incrível dom da cooperação. Sem

sua ajuda e sem seu conhecimento com certeza muito do avanço nas pesquisas e no trabalho

não teria sido possível, pois vários foram os momentos de incerteza e as discussões em torno

das idéias eram sempre esclarecedoras e fundamentais. Em todos os momentos que necessitei

de seus préstimos, estava a postos, muitas vezes, deixando até seus compromissos

momentâneos. O meu muito obrigado.

Obrigado aos amigos da ESEF, Cristina Secretária, solícita em todos os instantes.

Colega Professor. Dr. José Ari Carletti que sempre me cobrou atitude para ingressar no

mestrado e com seu exemplo me fez caminhar mais depressa. Aos meus alunos, sempre

curiosos e ansiosos com o desenvolvimento do trabalho, principalmente aqueles que se

dispuseram como voluntários. Sem eles esse trabalho não seria possível da maneira como foi.

Célia, sempre prestativa, e da qual me lembro sempre, Ricardo com seu apoio, o meu

obrigado. Jordânia, pronta a colaborar, e fazendo o impossível, o José mestre da manutenção,

socorrendo nas necessidades durante a montagem e funcionamento do laboratório. Isaac,

cooperativo e prestimoso, Rosângela, Sonia, Ivanise e Eva nos momentos em que precisava

de apoio. O pessoal da informática, Vitor, Márcio nunca pouparam atenção e esforços em

atender as urgências do laboratório, inclusive em horário fora de seu expediente, o meu muito

obrigado.

Não poderia deixar de agradecer a Sonia, aquela que foi minha companheira durante

muitos anos, muitas lutas e ansiedades, e Mãe dos meus três filhos. Mesmo não estando

juntos, sei que estava torcendo muito pelo meu sucesso. Obrigado.

Enfim, meus agradecimentos aos meus filhos, pela preocupação com o

desenvolvimento do meu trabalho. Pelo carinho em todas as horas, por me infundir coragem e

vontade de lutar, pela cooperação constante, pelo sorriso e o olhar confiante. Vocês

representam a vontade de Deus na minha vida. Quero dizer-lhes que nunca é tarde para nada,

principalmente para aprender e progredir, porque a vida é um leve sopro, mas o caminho para

a eternidade... É infinito. Obrigado por tudo.

iv

SUMÁRIO

ÍNDICE DE TABELAS ............................................................................................................vi

ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................................vii

LISTA DE ABREVIAÇÕES, SIGLAS E DEFINIÇÕES.........................................................xi

RESUMO ................................................................................................................................xiii

ABSTRACT ............................................................................................................................xiv

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................1

1.1 Problema de Pesquisa .................................................................................................4

1.2 Objetivos.....................................................................................................................4

1.2.1 Objetivo Principal...............................................................................................4

1.2.2 Objetivo Específico ............................................................................................4

1.3 Justificativa.................................................................................................................4

2 REVISÃO DE LITERATURA........................................................................................6

2.1 Métodos e instrumentação para analise do simpático e do parassimpático..............15

2.2 Métodos de avaliação da Variabilidade da Freqüência Cardíaca .............................17

2.3 Análise no Domínio do Tempo ................................................................................18

2.4 Análise no Domínio da Freqüência ..........................................................................20

2.5 Métodos não-lineares................................................................................................26

2.6 Conceitos de biomecânica ........................................................................................27

3 MATERIAIS E MÉTODOS ..........................................................................................30

3.1 Amostra experimental...............................................................................................30

3.2 Variáveis...................................................................................................................31

3.3 Instrumentos .............................................................................................................31

3.4 Sistema Dvideow......................................................................................................32

3.5 Reconstrução de Coordenadas..................................................................................33

3.6 Registro da imagem..................................................................................................34

3.7 Protocolo...................................................................................................................35

3.7.1 Posicionamento dos marcadores..................................................................................38

4 RESULTADOS ...............................................................................................................42

4.1 Freqüência Respiratória............................................................................................50

4.2 Freqüência Cardíaca .................................................................................................50

4.3 Freqüência Respiratória e Freqüência Cardíaca .......................................................51

v

5 DISCUSSÃO ...................................................................................................................53

5.1 Freqüência Respiratória............................................................................................54

5.2 Freqüência Cardíaca .................................................................................................55

5.3 Freqüência Respiratória e Freqüência Cardíaca .......................................................55

6 CONCLUSÕES...............................................................................................................56

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .........................................................................57

ANEXO 1 - Termo de Consentimento Livre e esclarecido......................................................64

ANEXO 2 - Questionário .........................................................................................................67

ANEXO 3 - Espectro da Freqüência Cardíaca dos sujeitos da pesquisa..................................68

ANEXO 4 - Espectro da Frequência Respiratória dos sujeitos da pesquisa. ...........................70

ANEXO 5 - Espectro da Freqüência Cardíaca obtida a partir de gravação on-line.................98

vi

ÍNDICE DE TABELAS E QUADROS

Quadro 1 - Definição dos índices no domínio do tempo da variabilidade da freqüência

cardíaca. Fonte: Task Force. (1996, p.1046). ...............................................................19

Tabela 2 - Características do sujeito da pesquisa.................................................................. 30

Tabela 3 - Estatísticas descritivas da potência espectral da freqüência respiratória em três

bandas de freqüência (Alta: 0,15 a 040 Hz, Baixa: 0,04 a0, 15 Hz. E Muito Baixa: 0,01

a 0,04 Hz). (N=180)......................................................................................................50

Tabela 4 - Estatística descritiva da potência espectral da freqüência cardíaca em três bandas

de freqüência (Alta: 0,15 a 0,40 Hz, Baixa: 0,04 a 0,15 Hz, e Muito baixa: 0,01 a 0,04

Hz) (N=180). ................................................................................................................51

Tabela 5 -Correlação de Spearman (r) entre as potências obtidas na avaliação realizada

(N=180). ..........................................................................................................................51

Tabela 6 - Valor da potência média transformada da freqüência cardíaca e respiratória nas

faixas muito baixa, baixa e alta. ...................................................................................52

vii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 - Ritmo sinusal normal. Fonte: Irwin S. (1994, p 62 ). .....................................................7

Figura 2 - Derivações. Fonte: Miranda (2002, p 59.) ......................................................................8

Figura 3 - Onda típica de ECG normal de um único batimento cardíaco. Fonte: Tortora

(2007,p 464). ....................................................................................................................9

Figura 4-Efeitos da estimulação simpática e parassimpática sobre os potenciais de ação do

nodo sinoatrial. A normal. B: estimulação simpática aumenta a velocidade da

despolarização da fase 4. C: estimulação parassimpática diminui a velocidade da

despolarização da fase 4. Fonte: (Costanzo, 1999, p 112.). ...........................................11

Figura 5 - Análise da VFC no domínio da freqüência: após representação gráfica dos

intervalos RR em relação ao tempo (tacograma), o sinal eletrocardiográfico é

decomposto em seus diferentes componentes de freqüência, por meio de algoritmos

matemáticos, como o modelo autoregressivo FTT = transformação rápida de

Fourier. Fonte: Rassi Filho (2003, p 7). .........................................................................21

Figura 6 - A Ilustração das quatro faixas principais que compõem a potência. Fonte: Meireles

(2005, p.10). B. Análise espectral da VFC. Componentes, bandas, nervos eferentes e

moduladores fisiológicos. HF: Alta freqüência. LF: Baixa freqüência. VLF: Muito

baixa freqüência. ULF: Ultra Baixa freqüência. Fonte: Rassi Filho (2003, p.9)............24

Figura 7 - Organograma seqüência de rastreamento de marcadores. A: isolado. B: vários

marcadores. Fonte: Figueroa, (2003, pp.157-158). ........................................................33

Figura 8 - Modelo esquemático do Laboratório de Biomecânica da ESEF representando a

distribuição das câmeras. C 1: câmera 1; C 2: câmera 2; C 3: câmera 3; C 4: câmera

4. Suj: posicionamento do sujeito. Linhas tracejadas: centro óptico de cada câmara.

Fonte: dados do autor. ....................................................................................................35

Figura 9 - Calibrador e sistema de coordenadas do laboratório..............................................37

Figura 10 - Vista parcial onde se identificam o calibrador e seus marcadores. ............................38

Figura 11 - Sujeito visto de uma das câmeras com marcadores localizados na região anterior,

lateral e posterior do tronco ............................................................................................40

Figura 12 –Representação esquemática bidimensional dos pontos marcados no tórax e dorso

do sujeito.. ......................................................................................................................41

Figura 13 - Espectro da freqüência cardíaca do sujeito 2.................................................... ..42

Figura 14 - Espectro da freqüência respiratória sujeito 2 pontos 4, 6, 9, 11, 12, 13. ....................43

Figura 15 - Espectro freqüência respiratória sujeito 2 pontos 14, 15, 20, 22, 24, 27. ...................43

viii

Figura 16 - Deslocamento do ponto sujeito 2 eixo Z em função do tempo. A: ponto 4. B:

ponto 6. ......................................................................................................................44


ponto 11. ....................................................................................................................45


ponto 13. ....................................................................................................................46


ponto 15. ....................................................................................................................47


ponto 22. ....................................................................................................................48


ponto 27. ....................................................................................................................49

Figura 22- Espectro da freqüência cardíaca dos Sujeitos: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,

14, 15. ........................................................................................................................69

Figura 23 - Gráficos dos sinais do Espectro da Freqüência Respiratória do sujeito 1, pontos: 4,

6, 9, 11, 12, 13.. .........................................................................................................70

Figura 24 - Gráficos dos sinais do Espectro da Freqüência Respiratória do sujeito 1, pontos:

14, 15, 20, 22, 24, 27.. ...............................................................................................71


6, 9, 11, 12, 13 ...........................................................................................................72

Figura 26 -Gráficos dos sinais do Espectro da Freqüência Respiratória do sujeito 3, pontos:

14, 15, 20, 22, 24, 27. ................................................................................................72


6, 9, 11, 12, 13.. .........................................................................................................74


14, 15, 20, 22, 24, 27. ................................................................................................75


6, 9, 11, 12, 13. ..........................................................................................................76

Figura 30 - Gráficos dos sinais do Espectro da Freqüência Respiratória do sujeito 5,

pontos:14, 15, 20, 22, 24, 27.. ...................................................................................77

Figura 31 - Gráficos dos sinais de espectro do sujeito 6, ponto, 4, 6, 9, 11, 12, 13. ................78


14, 15, 20, 22, 24, 27. ................................................................................................79


ix

6, 90, 11, 12, 13. ........................................................................................................80


14, 15, 20, 22, 24, 27. ................................................................................................81


6, 9, 11, 12, 13. ..........................................................................................................82


14, 15, 20, 22, 24, 27. ................................................................................................83


6, 9, 11, 12, 13. ..........................................................................................................84

Figura 38 -Gráficos dos sinais do Espectro da Freqüência Respiratória do sujeito 9 , pontos:

14, 15, 20, 22, 24, 27. ................................................................................................85


4, 6, 9, 11, 12, 13. ......................................................................................................86


14, 15, 20, 22, 24, 27. ................................................................................................87


4, 6, 9, 11, 12, 13. ......................................................................................................88


14, 15, 20, 22, 24, 27.. ...............................................................................................89

Figura 43- Gráficos dos sinais do Espectro da Freqüência Respiratória do sujeito 12, pontos:

4, 6, 9, 11, 12, 13. ......................................................................................................90


14, 15, 20, 22, 24, 27.. ...............................................................................................91


4, 6, 9, 11, 12, 13 .......................................................................................................92


14, 15, 20, 22, 24, 27.. ...............................................................................................93


4, 6, 9, 11, 12, 13, ......................................................................................................94


14, 15, 20, 22, 24, 27. ................................................................................................95


4, 6, 90, 11, 12, 13. ....................................................................................................96


x

14, 15, 20, 22, 24, 27. ................................................................................................97

Figura 51 - Espectro da Freqüência cardíaca obtida em tempo/minuto pelo software do

sistema Polar. A Sujeito1. B sujeito 2. ......................................................................98


sistema Polar. A Sujeito 3. B sujeito 4. .....................................................................99


sistema Polar. A Sujeito 5. . B sujeito 6. .................................................................100


sistema Polar. A Sujeito 7. . B sujeito 8. .................................................................101

Figura 55 .Espectro da Freqüência cardíaca obtida em tempo/minuto pelo software do sistema

Polar. A Sujeito 9. . B sujeito10. .............................................................................102


sistema Polar. A. Sujeito 11. B sujeito 12. ..............................................................103


sistema Polar. A. Sujeito 13. B sujeito 14. ..............................................................104

Figura 58- Espectro da Freqüência cardíaca obtida em tempo/minuto pelo software do sistema

Polar. Sujeito 15. .....................................................................................................105

xi

LISTA DE ABREVIAÇÕES, SIGLAS E DEFINIÇÕES.

AF Alta freqüência

ASR Arritmia sinusal respiratória

AS Nódulo sinoatrial

AV Atrioventricular

AVI Áudio vídeo interleaved

BF/AF Baixa freqüência/alta freqüência

BF Baixa Freqüência

DC Débito cardíaco

DFT Transformação discreta de Fourier

DLT Direct linear transformation

ECG Eletrocardiograma

ESEF Escola Superior de Educação Física de Jundiaí

FC Freqüência cardíaca

FFT Transformação rápida de Fourier

HF Alta freqüência

Hz Hertz

ICC Insuficiência cardíaca congestiva

LF Baixa freqüência

MBF Muito Baixa Freqüência

NN Intervalos entre RR.

ms Milisegundos

P Despolarização das aurículas esquerda e direita

POT Valor médio da potencia do espectro.

P-Q Medida e tempo desde o inicio da ativação auricular até o inicio

da ativação ventricular.

QRS Complexo QRS

RR Intervalos

RR médio Média de todos os intervalos RR normais

SNA Sistema nervoso autônomo

SNC Sistema nervoso central

SRAA Sistema renina-angiotensina-aldosterona

VCG Vectocardiografia

xii

VFC Variabilidade da freqüência cardíaca

VLF Muito baixa freqüência

VSE Volume sistólico de ejeção

UBF Ultra baixa freqüência

3d Tridimensional

xiii

ESTUDO SOBRE A COMPARAÇÃO DO ESPECTRO DA FREQÜÊNCIA

RESPIRATÓRIA E CARDÍACA

CANDIDATO: CLÁUDIO MANUEL HORTA DUQUE

ORIENTADOR: PROF. DR. LUIS MOCHIZUKI

RESUMO

Este trabalho teve como objetivo a análise do espectro dos sinais do ritmo respiratório

e cardíaco. Foram estudados 15 sujeitos sem história pregressa ou atual de distúrbios cardio-

respiratórios. A análise dos movimentos do tronco foi baseada na reconstrução tridimensional

(sistema Dvideow) de marcadores externos localizados em pontos específicos do dorso e na

região torácica. Foram utilizadas quatro câmeras de vídeo digitais para a filmagem. Para a

coleta de dados do ritmo cardíaca, foi utilizado um cardiofreqüêncímetro (Polar S810i TM).

Na análise descritiva da potência espectral da freqüência respiratória, a análise de variância

apontou diferenças significativas entre as bandas do espectro. A banda de freqüências muito

baixa apresentou a maior média de potência, e a alta, a menor. Para o ritmo cardíaco, o

mesmo tipo de análise indicou também que a banda de freqüências muito baixa apresentou a

maior média de potência, e a alta, a menor. Na comparação entre procedimentos de medida da

respiração e do ritmo cardíaco, foi verificado que, embora as correlações observadas sejam

estatisticamente significativas, suas magnitudes são baixas e evidenciam que há pouco em

comum entre a Freqüência Respiratória Muito Baixa e Freqüência Cardíaca Muito Baixa. Em

conclusão, a análise das bandas espectrais de ambas as freqüências permitiu a identificação

das bandas de freqüência relacionadas com a modulação autônoma do sistema nervoso

central.

PALAVRAS-CHAVE: freqüência cardíaca, freqüência respiratória, análise espectral.

xiv

COMPARISON OF RESPIRATORY AND CARDIAC RATE FREQUENCIES

SPECTRA BY TRUNK MOTION ANALYSIS

CANDIDATE: CLAUDIO MANUEL HORTA DUQUE

ADVISOR: PROF. DR. LUIS MOCHIZUKI

ABSTRACT

This dissertation focuses on spectral analysis of respiratory and cardiac frequency. We studied

15 subjects without any cardio-respiratory diseases. The trunk motion analysis was based on

the three-dimensional reconstruction of markers located at specific points of the thoracic cage

(Dvideow system). Four video digital cameras were used to make the film. Heart beat

frequency was captured with a cardio-frequencer caption (Polar S810i TM type). For the

description of respiratory power spectrum, analysis of variance showed difference among

power spectrum windows. The very low frequency spectrum presented the highest mean

power value, and the highest frequency spectra the lowest. For heart beat, ANOVA also

indicated that very low frequency spectrum presented the highest mean power value, and the

highest frequency spectrum the lowest. For the comparison between breathing and cardiac

rhythms, it was found significant but very low correlation between cardiac and breathing very

low frequency spectra. As a conclusion, power spectra led to the identification of autonomous

modulation of the central nervous system.

KEY-WORDS: heart rate, respiratory frequency, spectral analysis.

1

1 INTRODUÇÃO

O coração, um órgão propulsor e mantenedor das funções hegemônicas, é alvo de

observação e estudos em função da sua vital importância no âmbito da pesquisa em saúde e

exercícios. Esse interesse foi aprofundado pela exploração sobre a influência da respiração na

freqüência cardíaca, a ação da variabilidade da freqüência cardíaca como predição de morte

súbita pós-infarto agudo do miocárdio, sua redução com o envelhecimento e sua atuação nas

atividades físicas e treinamentos resistidos. Da mesma forma, o sistema respiratório é

intensamente investigado para o entendimento da ação do sistema nervoso autônomo e os

fenômenos envolvidos no ato respiratório, bem como sua atuação na variabilidade da freqüência

cardíaca. Assim é que, modulada pela ação do SNA, a VFC desperta grande interesse do ponto

de vista clinico, pela caracterização de doenças que podem influenciar o controle do SNA sobre

os batimentos cardíacos, interferindo na VFC (SANTOS, 2006). Puig et al (1993) e Sacknoff et

al (1994) mostram que a análise da VFC é uma simples técnica não invasiva que estabelece um

indicador do tônus autônomo cardíaco, através da medida das variações dos batimentos

instantâneos.

Em estudos sobre o SNA, verifica-se que, pelo aumento do tônus simpático e a

conseqüente diminuição do tônus parassimpático, há diminuição da VFC, que está associada

com o fenômeno de morte súbita pós infarto agudo do miocárdio. Achten & Ukendrup (2003),

por sua vez, comentam que ao contrário, o aumento da VFC pressupõe a diminuição de

mortalidade em ambos os gêneros.

Mas não somente no âmbito da clinica o estudo da VFC se tornou indispensável.

Paschoal, Petreluzi & Gonçalves (2002), explanam que também na área de atividades físicas e

esportes em geral, o emprego do método de análise da VFC permitiu o reconhecimento da

magnitude das adaptações autonômicas cardiorrespiratórias decorrentes da exposição, aguda ou

crônica, aos mais diversos métodos de treinamento ou tipos de modalidades esportivas, tendendo

a melhorar a participação protetora do parassimpático sobre o coração.

Essa afirmação é complementada pelo fato que, alterações importantes e complexas se

desenvolvem no transcorrer do exercício físico, tais como adaptações nas respostas biológicas

dos organismos vivos e em conseqüência, grande número de ajustes fisiológicos dinâmicos que

dependem da eficácia do sistema cardiovascular, respiratório, sanguíneo e muscular (TEIXEIRA,

2003).

2

A análise da VFC pode ser realizada em diversas condições, como por exemplo, em

estado de vigília ou de sono, ou durante e após exercício físico dinâmico (KENTA et al 2001).

Pode ser avaliada no domínio do tempo ou no domínio da freqüência. A melhor maneira de

avaliar a freqüência cardíaca nos registros eletrocardiográficos, de longa duração é através da

análise no domínio do tempo, aplicando-se os métodos estatísticos os quais permitem a análise

da VFC através de índices.

Já a análise no domínio da freqüência é feita, levando-se em conta registro de curta

duração, no tempo mínimo de 5 minutos que é o mínimo período para proceder à análise

espectral. Esse tempo é suficiente para se obter a estabilidade do sinal (TASK FORCE, 1996).

Em que diz respeito à relação dos ciclos respiratórios e alterações da freqüência cardíaca, é

importante citar a análise da VFC.

Maciel et al (1985), em seu estudo, afirma que a freqüência na qual a magnitude do

fenômeno respiratório sobre a freqüência cardíaca é considerada alta é em torno de 6 ciclos

min�¹. A cinemetria é uma das técnicas utilizadas para registro dos movimentos respiratórios e a

partir daí, procede-se á análise da freqüência respiratória.

Em complemento, alguns estudos do controle autônomo sobre a freqüência cardíaca,

mostram que o equilíbrio simpato-vagal pode ser determinado, pela razão baixa freqüência/alta

freqüência, que reflete as interações entre o componente simpático e parassimpático do SNA,

atuando no coração (MELO, 2004).

Em população normal sem sinais patológicos, a VFC mostra amplos limites devido à

adaptação autônoma do sistema nervoso, de modo que, a idade, modificações da postura,

emoções, hora do dia ou da noite, podem induzir alterações na VFC (MIGLIARO et al 2001).

Shin et al (1997), em seu trabalho sobre diferenças autônomas entre atletas e não atletas

comentam que, a variabilidade nos intervalos da freqüência cardíaca e da pressão arterial

depende do mecanismo de controle neural do sistema nervoso simpático e parassimpático.

Verde (2003) falando sobre o trabalho cardíaco, comenta que existe uma interação entre o

DC que é o volume de sangue sistólico por minuto, a FC e o VSE, numa dada proporção: DC =

FC x VSE. Comenta ainda que a FC possa ser influenciada por mecanismos neuroendócrinos,

sistema límbico, depressão cortical, reflexos aórticos e carotídeos, estímulos mecânicos, físicos e

químicos de órgãos internos entre outros fatores.

O sistema nervoso simpático aumenta o ritmo cardíaco, o que resulta em menor intervalo

entre os batimentos do coração. E o sistema nervoso parassimpático desacelera o ritmo cardíaco,

3

logo resulta no aumento entre os intervalos dos batimentos. Para diferenciar as ativações do

simpático-parassimpático no espectrograma da VFC e como elas se alternam no domínio do

tempo e no domínio da freqüência, é utilizada a Análise Espectral do sinal da VFC.

A análise espectral do sinal da VFC permite separar em bandas as freqüências relatadas

das atividades do simpático-parassimpático do sistema nervoso. Para proceder a essa análise são

utilizados dois tipos de ferramentas matemáticas a DFT e o Modelo Autoregressivo

(CARVALHO, 2003).

Pode-se deduzir aos estudos de Carvalho (2003), que a conseqüência natural a partir da

obtenção dos resultados da Análise do sinal da VFC é o claro interesse clínico no monitoramento

das isquemias do miocárdio a hipertensão arterial, entre outras.

A relação entre a variação da FC com o ciclo respiratório onde os movimentos de

inspiração e expiração induzem aumentos e diminuições da FC respectivamente, já está bem

estabelecida (MARTINELLI, 2001). Estas variações ocorrem devido às mudanças na freqüência

de despolarização do nódulo sinusal, ou seja, existe estreita ligação entre o ciclo cardíaco e o

padrão respiratório na determinação da freqüência cardíaca. Barbosa et al (2003) comentam que

os intervalos RR do eletrocardiograma variam ciclicamente batimento a batimento. Essa variação

mais evidenciada em jovens é modulada pelos movimentos respiratórios e se chama Arritmia

Sinusal Respiratória.

Em comentários de Hatfield et al (1998), as trocas de FC e ASR associadas com

exercícios dinâmicos, ocorrem pela alternância da atividade vagal, reafirmando importante

aspecto do comando central.

Nessa linha de raciocínio, Stein et al (2002) usando bloqueios farmacológicos em seus

experimentos, analisa que muitos pesquisadores que trabalharam com essas mesmas técnicas,

atribuíram a bradicardia sinusal induzida por treinamento, a um desequilíbrio de dois ramos do

sistema nervoso, ou seja, aumento da atividade parassimpática e decréscimo da atividade

simpática ou a combinação de ambas.

Quanto à observação em atletas, em relação à ASR, Martinelli (2001), diz que um fator

que pode contribuir para diminuir a ASR é o efeito residual da sessão de treinamento físico, a

qual os atletas foram submetidos no dia anterior ao teste. E segundo Furlan et al (1993 apud

Martinelli, 2001), pode influenciar as respostas autonômicas cardiovasculares tanto simpáticas

quanto parassimpáticas durante as avaliações.

Essas considerações despertam interesses científico para o estudo da freqüência cardíaca

4

que conta na atualidade com métodos e dispositivos validados cientificamente, além de literatura

que demonstra a preocupação e interesse crescente de pesquisadores na análise da variabilidade

da freqüência cardíaca, como importante indicador biológico.

Levando em conta a necessidade de um método de reconstrução tridimensional para

análise da superfície do tronco, foi escolhida a metodologia proposta por Sarro (2003), por ser

um método não invasivo, e de viabilidade demonstrada.

1.1 Problema de Pesquisa

A questão que envolve a ação do SNA no ritmo cardíaco a partir da análise da VFC é: A

Freqüência Cardíaca e Respiratória se comportam igualmente quando estudamos os tipos de

freqüência em seus componentes espectrais, utilizando método cinemático para medida da

freqüência respiratória?

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo Principal

Este trabalho teve como objetivo principal, a análise espectral de bandas do espectro de

freqüência dos sinais da freqüência respiratória e da freqüência cardíaca, através do registro dos

movimentos da superfície do tronco com utilização da Cinemetria.

1.2.2 Objetivo Específico

Os objetivos específicos desta dissertação de mestrado são: a) Avaliar as bandas do espectro

da freqüência respiratória e do espectro da variabilidade da freqüência cardíaca. B) Correlacionar

as bandas do espectro dos sinais da freqüência respiratória e as bandas dos sinais espectrais da

variabilidade da freqüência cardíaca.

1.3 Justificativa

A literatura pesquisada oferece farta discussão envolvendo a variabilidade da freqüência

cardíaca no domínio do tempo e no domínio da freqüência, com ênfase na aplicação clínica e no

âmbito dos exercícios físicos. Muito pouca referência foi encontrada no que diz respeito ao

estudo da análise espectral da freqüência respiratória. Vários trabalhos existem que, demonstram

a relação entre a freqüência respiratória e a freqüência cardíaca, mas faltam estudos mais

5

detalhados que comparem essa relação. Quanto ao estudo das bandas de freqüência dos sinais

espectrais da freqüência respiratória e da freqüência cardíaca e sua inter-relação, seria

interessante que apontassem para análises comparativas.

Em função dos estudos previamente levantados, acreditamos que este trabalho se justifica

pela possibilidade em trazer contribuições ao estudo do controle autônomo da freqüência

cardíaca através da análise espectral e de seus componentes em freqüência.

Por outro lado, não encontramos nenhuma referência sobre utilização de uma ferramenta

da biomecânica no estudo de uma variável fisiológica, como na análise dos sinais espectrais da

variabilidade da freqüência cardíaca e respiratória. Essas razões motivaram o nosso trabalho e

permitiram visualizar uma nova medida de análise dessas variáveis.

6

2 REVISÃO DE LITERATURA

As alterações cardiovasculares sempre foram objetos de estudo no âmbito da clínica no

que diz respeito ao aumento crescente da incidência da ICC decorrente do envelhecimento das

populações, devido em parte, aos progressos tecnológicos e científicos observados nas últimas

décadas e em outras situações que atestam a variabilidade da freqüência cardíaca.

Com o avanço tecnológico e o advento de novas pesquisas principalmente no âmbito da

medicina, grande volume de informações científicas vem permitindo mudar o perfil atual abrindo

novas perspectivas no campo das aplicações terapêuticas. Esses estudos vêm demonstrar que no

que se refere à fisiopatologia da insuficiência cardíaca, o papel do SNA é preponderante. As

alterações do SNA em pacientes com ICC, são de suma importância não somente quanto aos

riscos futuros dos pacientes, mas também quanto à orientação da conduta terapêutica mais

indicada.

Ribeiro & Filho (2005), comentam que na evolução da insuficiência cardíaca, assiste-se a

ativação progressiva do simpático, cuja base etiopatogênica ainda não foi definida, porém parece

estar associada à disfunção dos baroreceptores e/ou outros aferentes cardiovasculares, à ativação

do SRAA e ao aumento da secreção da vasopressina.

Assim é que, observando a base do funcionamento das informações aferentes, Lightfoot

et al (1989) notaram que em humanos, os mecanorreceptores do sino carotídeo, efetuam

importante controle neural durante o ortostatismo. Sugerem ainda que os mecanorreceptores

aórticos possam ser responsáveis por alterações na atividade nervosa simpática muscular.

Isso remete à ação do sistema nervoso central atuando no funcionamento geral das

atividades orgânicas e em sistemas específicos. Costanzo (1999), em seus estudos, descreve que

o sistema nervoso simpático atua constantemente para modular o funcionamento de diversos

sistemas orgânicos, como o coração, os vasos sanguíneos, o trato gastrintestinal, os brônquios e

as glândulas sudoríparas.

Por outro lado, o sistema nervoso parassimpático vai provocando seus efeitos através do

nervo vago. Portanto, o aumento da freqüência cardíaca é a resposta pela diminuição da

atividade parassimpática e pelo aumento simultâneo da atividade simpática. Quando acontece o

mecanismo inverso ocorre a diminuição da freqüência cardíaca.

Há, em conseqüência de estudos e pesquisa nessa área, consenso que em sujeitos

saudáveis e em repouso, existe a predominância da ação parassimpática. Assim é que a

freqüência cardíaca é modulada pelo equilíbrio entre o tônus simpático e o parassimpático, com

7

predominância do parassimpático (MIKAHIL et al 1998).

Existem algumas maneiras de medir e registrar a ação do sistema nervoso sobre o

funcionamento do coração. Dentre outras, podemos destacar o registro dos potenciais elétricos

da contração do músculo cardíaco e suas variações em vários locais da superfície do corpo que

podem ser obtidos pelo ECG. Sabe-se que durante cada ciclo cardíaco é gerada uma pequena

quantidade de energia elétrica a qual é captada e amplificada pelo eletrocardiógrafo (instrumento

usado para fazer o eletrocardiograma). Esta energia captada pelo eletrocardiógrafo corresponde à

polarização e despolarização das células cardíacas e é registrada em papel gráfico quadriculado,

sensível que possibilita a determinação do tempo e que está em constante movimento durante a

captação; é este registro que se denomina por eletrocardiograma.

A figura 1 ilustra características do ECG com ritmo sinusal normal. No eletrocardiograma

pode-se avaliar o ritmo dos batimentos cardíacos, a freqüência dos batimentos que é calculada

como o intervalo entre uma e outra onda R do complexo QRS, e outros procedimentos de

relevância.

Para cálculo da freqüência observam-se intervalos de 3 segundos marcados no papel do

ECG. Seleciona-se um período de 6 segundos, contando o número de ciclos cardíacos durante

esses 6 segundos e multiplica-se por 10. Assim se obtém a freqüência cardíaca de

aproximadamente 1 minuto (IRWIN, 1994, p. 61).

Figura 1 - Ritmo sinusal normal. Fonte: Irwin (1994, p. 62).

Apesar de não ser utilizada no presente trabalho, mas pela sua importância, citamos a

VCG que é uma técnica aplicada no ECG, e que utiliza um sistema tridimensional num plano,

obtendo três derivações ortogonais, onde RA, LA e LL significam respectivamente o braço

direito, braço esquerdo e perna esquerda. As derivações estão assinaladas na figura como “Lead”

I, II e III (ver figura 2).

A figura 3 mostra uma onda típica de ECG na derivação II. A derivação II é a mais lida

porque registra tensão elétrica mais elevada. A onda P corresponde à despolarização das

aurículas (direita e esquerda). O intervalo P-Q significa a medida e tempo desde o início da

ativação auricular até ao início da ativação ventricular. O complexo QRS representa a

8

despolarização ventricular (esquerdo e direito) e a onda T representa a repolarização dos

ventrículos.

Figura 2 - Derivações. Fonte: Miranda (2002, p. 59.)

Figura 3 - Onda típica de ECG normal de um único batimento cardíaco. Fonte: Tortora

(2007, p.464).

Miranda et al (2002) lembram que o coração vai bater independentemente de qualquer

sistema nervoso ou influência hormonal, e que esse ritmo espontâneo do coração (chamado

automacidade intrínseca) pode ser alterado via impulsos nervosos ou substâncias na circulação,

como por exemplo, a adrenalina.

Entretanto, é fundamental levar em conta que o sistema nervoso autônomo é o principal

9

controlador em nível da freqüência cardíaca e está dividido em três sistemas: o simpático, o

parassimpático e o entérico. O sistema nervoso autônomo produz uma variação batimento a

batimento no ritmo cardíaco cuja valorização, como parâmetro fisiológico, tem sido reconhecida

somente na última década (GRUPI et al, 1994). Nos estudos da variabilidade da freqüência

cardíaca, importa-nos salientar apenas o sistema nervoso simpático e o parassimpático em

referência ao coração.

Nessa mesma linha descritiva, Costanzo (1999) e Davini et al (2004) comentam que o

coração recebe inervação simpática e parassimpática que atua de forma recíproca para regular a

freqüência cardíaca, a velocidade de condução e a força de contração (contratilidade).

Em outra colocação, Ribeiro et al (2000) salientam que a multiplicidade dos sinais

periféricos e centrais é integrada pelo sistema nervoso central, que, por meio da estimulação ou

da inibição de dois efetores principais, o vago e o simpático, modula a resposta da freqüência

cardíaca, adaptando-a as necessidades de cada momento. No tocante à freqüência cardíaca, esses

mesmos autores completam descrevendo que a freqüência cardíaca é uma variável que pode ser

obtida de forma não-invasiva, mensurada com o mínimo de erro, usando-se equipamentos

simples e de baixo custo.

É interessante lembrar que o coração possui dois tipos de células musculares: as células

contráteis e as células condutoras. As células contráteis constituem a maior parte dos tecidos

atriais e ventriculares e são elas as responsáveis pelo trabalho dos músculos cardíacos. As células

condutoras são encontradas no SA, nos tratos internoidais, no nodo AV, no feixe de His e no

sistema Purkinje. É no nodo sinoatrial através de seus tecidos especializados que são gerados os

potenciais de ação do coração.

O nodo sinoatrial localizado no átrio direito e denominado marco passo normal do

coração possui inervação autonômica. Assim, se ocorre aumento da atividade simpática vai

ocorrer aumento da freqüência cardíaca e o aumento da atividade parassimpática, provoca

redução da freqüência cardíaca. Esses fenômenos são denominados efeitos cronotrópicos

positivos (aumento da freqüência cardíaca) quando a norepinefrina liberada pelas fibras nervosas

simpáticas, ativa os receptores ß¹ no nodo sinoatrial ao passo que se denominam efeitos

cronotrópicos negativos à diminuição da freqüência cardíaca.

Outros fatores ligados ao SNC podem produzir alterações elétricas importantes no nódulo

sinoatrial como, por exemplo, a respiração. Afirmando esse ponto de vista, Grupi et al (1994),

concluíram que para melhor compreensão da VFC e suas aplicações clínicas, devemos

10

considerar que várias influências neurorregulatórias (respiração, débito cardíaco, pressão arterial,

sistema renina-angiotensina-aldosterona e outras) são integradas no SNC e, através do SNA,

produzem mudanças na freqüência de disparo do nó sinusal. A Figura 4 mostra os efeitos da

estimulação simpática e parassimpática sobre os potenciais de ação do nódulo sinoatrial.

Figura 4-Efeitos da estimulação simpática e parassimpática sobre os potenciais de ação do

nodo sinoatrial. A normal; B, estimulação simpática aumenta a velocidade da

despolarização da fase 4 e aumenta a freqüência aos potenciais de ação. C, estimulação

parassimpática diminui a velocidade da despolarização da fase 4 a aumenta a freqüência

dos potenciais de ação. Fonte: (Costanzo, 1999, p. 112.).

Estudos mostram que as flutuações da freqüência cardíaca são conseqüências da

combinação de ação entre o sistema nervoso simpático e parassimpático. Essa combinação abre

as portas para um maior entendimento do estudo do SNA e isto tem aplicação na clínica quando

se leva em conta a variabilidade da freqüência cardíaca. Nessa mesma linha de raciocínio, na

11

acepção de Ribeiro & Filho (2005), o conhecimento de que as flutuações da freqüência cardíaca,

batimento a batimento, refletem a interação do sistema nervoso simpático e parassimpático veio

oferecer uma maior oportunidade para o estudo do SNA.

Na acepção de Ribeiro & Filho (2005), o conhecimento de que as flutuações da

freqüência cardíaca, batimento a batimento, refletem a interação do sistema nervoso simpático e

parassimpático veio oferecer uma maior oportunidade para o estudo do SNA. Por isso é

importante lembrar que a inervação vagal eferente conduz estímulos para o nódulo sinoatrial e o

átrio ventricular e para o miocárdio atrial. A inervação simpática distribui-se por todas as áreas

do sistema circulatório incluindo o miocárdio ventricular (TEIXEIRA, 2003).

Davini et al (2004), confirmam essas observações afirmando que a freqüência cardíaca

sofre modulações do sistema nervoso autônomo através de seus eferentes simpáticos e

parassimpáticos. Vários são os mecanismos de controle e métodos utilizados para análise. A

influência vagal é reconhecida como influenciadora da VFC.

Portanto, para Hatfield et al (1998), uma medida específica da VFC pode ser usada para

análise do controle do parassimpático do coração.

E conforme afirmam Goldsmith et al (1992), o aumento da atividade do sistema nervoso

parassimpático, pode produzir efeito benéfico em doenças cardíacas. Segundo comentam, tem

sido observado menor risco de mortalidade pós infarto do miocárdio, em pacientes com grande

atividade do sistema nervoso parassimpático.

Por outro lado, segundo Ueno & Moritano (2003), a modificação da modulação

autônoma cardíaca, poderia melhorar a estabilidade elétrica do coração, e reduzir a incidência de

morte súbita.

O exercício físico dinâmico induz a uma série de alterações fisiológicas em diferentes

níveis a que é submetido o organismo considerando as alterações metabólicas. Essa e outras

condições como a insuficiência cardíaca, modificam o espectro do SNA mostrando a adaptação

do sistema nervoso simpático e parassimpático aos níveis dos estresses que são submetidos o

organismo. Lee, Wood & Welsch (2003) comentam que estudos envolvendo jovens

aparentemente sadios sugerem que programas de treinamentos resistidos promovem uma grande

alteração na modulação vagal do coração.

Segundo Ribeiro & Filho (2005), o estudo das respostas ao exercício físico dinâmico é

particularmente útil por permitir uma aplicação de diferentes níveis de estresse, quantificáveis

através da carga de trabalho ou das repercussões em respostas metabólicas.

12

No âmbito da atividade física, principalmente no que diz respeito às atividades resistidas,

comentam Shi et al (1995), Goldsmith et al (1997), Achten & Ukendrup (2003), que a atividade

do sistema nervoso parassimpático é maior em atletas em treinamentos de resistência, comparado

àqueles não treinados. Afirma ainda que atividades de resistência sejam fortes determinantes que

influenciam a modulação vagal.

Kenta et al (2001), afirmam que o treinamento de resistência induz à bradicardia a qual é

causada por diminuição da modulação simpática cardíaca e aumento da modulação

parassimpática. Por sua vez, Katona et al (1982) em discussão no seu trabalho, que a bradicardia

de repouso em atletas, pode ser atribuída somente à redução da taxa cardíaca e, contrariamente a

outros estudos, o tônus parassimpático não está aumentado nos atletas.

Em seus trabalhos, Ekblom, Kilbom m& Soltysiak (1973) e Wood & Welsch (2003)

afirmam que treinamentos de exercícios resistidos podem alterar o equilíbrio autônomo cardíaco,

conforme se observa na análise da VFC. Comentam que estudos envolvendo jovens

aparentemente sadios, submetidos em programas de treinamentos resistidos, apresentaram uma

grande modulação vagal da FC. Por outro lado, na conclusão de seu trabalho, comentam Pigozi

et al (2001), que diferenças nos índices no domínio do tempo da VFC sugere que, em jovens

mulheres atletas, o treinamento com exercícios é capaz de induzir um aumento na modulação

simpática do nódulo sinusal o qual pode coexistir com sinais relativamente reduzidos da

modulação vagal. Loimaala et al (2000) afirma que o treinamento aeróbio substancialmente

aumenta a VFC.

No âmbito das intervenções farmacológicas no estudo da variabilidade da freqüência

cardíaca o bloqueio com propranolol e atropina isola a contribuição dos componentes do

simpático e do parassimpático. Negrão et al (1992a), em seus estudos em ratos treinados e

sedentários, observou que nos ratos treinados houve uma marcada redução da freqüência

cardíaca intrínseca, após bloqueio com metilatropina e propranolol.

Outros estudos das respostas dos exercícios mostram que a prática regular dos mesmos é

capaz de em longo prazo influenciar o SNA simpático e parassimpático. Isto é demonstrado

quando se analisa a freqüência cardíaca de repouso de atletas treinados aerobicamente cuja

freqüência é mais baixa tanto em repouso quanto submetidos a cargas submáximas de exercício

(SHI et al, 1995).

Ainda conforme Negrão et al (1992b), a diminuição da taquicardia produzida pelo

exercício pode ser atribuída a um aumento do efeito vagal e um decréscimo do efeito simpático.

13

Portier et al (2001) confirmam a influência do exercício sobre o sistema nervoso. Enfatiza,

porém, que o treinamento físico sem um tempo completo de recuperação, pode produzir

significante fadiga. Complementa dizendo que estudos envolvendo respostas cardiovasculares,

mostraram que há uma forma de fadiga simpática e parassimpática.

Ribeiro et al (2001 apud TEIXEIRA, 2003), relatam que durante o exercício físico a FC

sofre constantes modificações moduladas pelo SNA e, a partir da análise do seu padrão de

resposta, podem-se obter, indiretamente, informações do comportamento de sua variabilidade.

Pichot et al (2000) comentam que a variação da média da FC dos níveis de catecolaminas

observado durante exercícios, sugere uma forte interação com o SNA.

Alguns padrões comportamentais e posturais ilustram também as mudanças que ocorrem

na FC e na pressão sangüínea.

Em publicação de Länsimies & Rauhala (1986) e Zhang et al (1999), a passagem da

posição do corpo da posição supina para a ortostática, provoca uma resposta hemodinâmica, com

aumento da Freqüência Cardíaca e da pressão diastólica. Ainda segundo esse autor, essa resposta

é primariamente mediada pela estimulação vagal do SNA.

Gabbett et al (2001), nessa mesma linha de estudo, fala que a mudança brusca de posição

corporal supina para a posição ortostática, mobiliza um volume significante de sangue da região

do tórax para as veias dos membros inferiores. Comenta que esse deslocamento sanguíneo pode

afetar adversamente a pressão sanguínea e o rendimento cardíaco. E na tentativa de manter a

homeostase durante a posição ortostática, os baroreflexos arteriais atuam para regular a FC e a

pressão arterial. Se a função dos baroreflexos arteriais é reduzida, vai haver um aumento

inadequado da Freqüência Cardíaca, resultando em hipotensão arterial.

Devido ao grande interesse em entender o funcionamento do sistema cardiovascular,

várias são as abordagens e métodos destinados a tal e que fazem parte do grande arsenal de

pesquisa em torno do assunto.

Assim é que a prática da Ioga vem sendo alvo de inúmeras pesquisas no que se refere às

variações do comportamento dos padrões respiratórios e sua influência nas oscilações da

freqüência cardíaca.

O sistema respiratório recebeu atenção especial dos antigos iogues como forma de

“treino” do sistema nervoso uma vez que a respiração é uma função que apresenta os controles

voluntário e involuntário. O controle voluntário sobre a atividade respiratória foi investigado em

praticantes de ioga por Anan Chhin a e Singh (1961 apud MEIRELES, 2005)

14

Ainda segundo esses mesmos autores, foi observado aumento da pressão intratorácica em

praticantes de ioga durante bloqueio da respiração após uma inspiração ou expiração profunda,

com oclusão da glote e contração vigorosa dos músculos do tórax e abdome. Meireles (2005)

complementa que os autores concluíram que não houve controle voluntário sobre a atividade

cardíaca, com a freqüência cardíaca mantida regular e havendo diminuição do débito cardíaco

por diminuição do retorno venoso para o coração devido ao aumento da pressão intratorácica.

2.1 Métodos e instrumentação para analise do simpático e do parassimpático

Meersman (1993) afirma que a periodicidade rítmica da descarga neural sinoatrial, que

aparece variando com a respiração é referida como VFC. O processo respiratório tem grande

relação com a freqüência cardíaca e para que o ato respiratório ocorra, várias estruturas se

relacionam, sempre sob o comando do sistema nervoso. O controle da atividade muscular

respiratória vem do SNC e a freqüência e profundidade da respiração são reguladas pelo

mecanismo automático e voluntário (IRWIN, 1994)

Portanto, não se pode esquecer do papel preponderante dos vários músculos que atuam no

mecanismo respiratório, sendo o diafragma, o principal, atuando tanto na expiração e inspiração

de pequena e grande amplitude. Por exemplo, a expiração de grande amplitude, coloca em ação o

músculo transverso do abdome que condiciona a massa visceral na cavidade abdominal o que

contribui para a subida do diafragma acima de sua posição de equilíbrio. Em função de sua

inserção, quando se contrai o quadrado lombar, traciona para baixo as seis últimas costelas

(OLIVER, 1998).

Assim, estabelecendo parâmetros, Leite et al (1999) descrevem que o movimento do

tronco humano esteja relacionado com a respiração e, sob certas condições, podemos estabelecer

comparações entre padrões respiratórios analisando o movimento da superfície do tronco. Em

outra consideração, Leite et al (1999), comentam que a análise destes padrões pode ser útil em

estudos de processos biomecânicos, fisiológicos e clínicos entre outros, associados à respiração.

Por conseguinte, o volume de ar que vai para os pulmões varia de conformidade com os

movimentos do tórax. Isso demonstra que movimentos específicos do tronco humano estão

perfeitamente relacionados com a respiração e, portanto, podemos a partir de movimentos do

tronco, fazer medidas dos padrões respiratórios.

Como a respiração decorre primariamente da movimentação da caixa torácica, conhecer

em detalhes como se dá esse movimento sugere a ampliação do seu entendimento e estratégias

15

poderão ser formuladas para que seu desempenho seja melhorado tanto em usar o gesto esportivo

como a reabilitação de suas funções (SARRO, 2003).

Nessa mesma linha de idéia Schünke et al (2006) afirmam que sob o ponto de visão

funcional, a caixa torácica e sua parede muscular formam um invólucro forte e estável que

permite os movimentos respiratórios e representa, portanto, a base da respiração normal.

Naturalmente que alguns fatores podem alterar a dinâmica respiratória. No decorrer da

idade, por exemplo, algumas alterações podem ser observadas e alguns trabalhos apontam para

esses resultados. Kapandji (2000) e Brito et al (2005), salientam que uma das principais

alterações fisiológicas que ocorrem com o envelhecimento é a perda da complacência da caixa

torácica devido a alterações degenerativas articulares. Além disso, segundo os autores, pode

haver diminuição da resposta do organismo à hipóxia e à hipercapnia, em função da redução da

atividade nervosa central e dos impulsos neurais para os músculos respiratórios. Sarro (2003),

além disso, comenta que a respiração está envolvida direta e indiretamente no bom desempenho

de diversos esportes como a natação, por exemplo, que exige um sistema respiratório bem

desenvolvido.

Neste sentido Sarro (2003) afirma que o conhecimento dos aspectos envolvidos no ato

respiratório é de interesse acadêmico de pesquisadores de diferentes campos científicos e

também de extrema importância para todos os profissionais da área da saúde, como

fonoaudiólogos, médicos, educadores físicos e fisioterapeutas.

Quanto à função voluntária da atividade respiratória, tem ação protetora de grande

importância, pois permite impedir que água, gases e material estranho entre para os pulmões

(TORTORA, 2007).

Aires (l985) descreve que o fato de que o homem sadio pode aumentar sua ventilação

pulmonar durante o esforço físico máximo até 20 vezes em relação ao repouso deve-se a certas

características estruturais do tórax e dos pulmões.

Barbosa, Filho & Cordovil (2003) comentam que analisando os intervalos RR e

observando os registros das bandas de freqüência, esses intervalos são regulados pela respiração,

na banda de freqüência que vai de 0.01 Hz a 0.40Hz e que o efeito dos movimentos respiratórios

nessa banda do espectro, obedece à variação cíclica do tônus do SNA sobre o nodo sino atrial.

A análise da VFC é importante quando se estuda o SNA porque ele interfere no equilíbrio

entre o sistema nervoso simpático e o parassimpático no que concerne ao ritmo cardíaco assim

descreve Carvalho (2003). De fato, segundo Alonso et al (1998), estudos que envolveram a VFC

16

durante exercício físico apontaram para diminuição do controle nervoso parassimpático até o

limiar anaeróbico e aumento do controle nervoso simpático em intensidade acima deste limiar.

Paschoal, Petreluzi & Gonçalves (2002), comentam que o emprego da VFC expandiu-se

para investigações inicialmente de doenças nas áreas de ginecologia e obstetrícia e em seguida,

de enfermidades neurológicas, insuficiência renal, doença de chagas (RESENDE et al, 2003),

diabetes e, principalmente doenças cardiovasculares como infarto do miocárdio (SOLIMENE et

al, 1991), arritmias ventriculares, hipertensão arterial e insuficiência cardíaca, além de

procedimentos como transplante cardíaco e reabilitação cardíaca.

A partir da descoberta que as flutuações da freqüência cardíaca são a conseqüências da

interação do sistema nervoso simpático e parassimpático abriu-se um novo horizonte para o

aprofundamento do estudo do SNA.

Em decorrência, houve um crescente interesse no desenvolvimento de novos métodos que

pudessem registrar o comportamento das flutuações da freqüência cardíaca. Inúmeras são as

técnicas atualmente disponíveis para estudos da função autonômica cardiovascular com a

finalidade de analisar a variabilidade da freqüência cardíaca do ponto de vista clinico.

2.2 Métodos de avaliação da Variabilidade da Freqüência Cardíaca

A análise da variabilidade da freqüência cardíaca que permite a observação das

flutuações que ocorrem durante períodos curtos ou em períodos longos é um método não

invasivo e de observação seletiva da função autonômica.

Comentam Ribeiro et al (1998), que análises no domínio do tempo e no domínio da

freqüência cardíaca, da VFC têm sido usadas como indicadores da influência autônoma do

coração, assumindo que flutuações periódicas indicam a relativa contribuição dos componentes

do simpático e do parassimpático nos índices no domínio da freqüência.

Na observação de Shin et al (1997), para estudar o SNA sob várias condições como a

fisiológica, psicológica e patológica, a análise não invasiva da potência espectral nos intervalos

RR tem sido recentemente muito usada. Hautala (2001) comenta que a potência do espectro é

quantificada pela medida da área abaixo da banda de duas freqüências: baixa freqüência de

potência calculada de 0.04 a 0.15Hz e da alta freqüência cuja potência vai de 0.15 a 0.40Hz.

A diminuição da VFC, como mostra estudos de Negrão et al (1992b), é o resultado do

aumento do tônus simpático e diminuição do tônus parassimpático, e está frequentemente

associada com aumento da mortalidade pós infarto do miocárdio.

17

Em contrapartida e de acordo com os estudos de Achten & Ukendrup (2003), o aumento

da VFC está intimamente relacionado com diminuição da taxa de mortalidade em ambos os

gêneros. Um outro aspecto importante é considerar a afirmação de Meersman (1993), que a

variabilidade da freqüência cardíaca é um marco biológico no processo de envelhecimento, ou

seja, especificamente, a variabilidade diminui com a idade. Nessa mesma linha de raciocínio,

Davy et al (1998), afirmam que a variabilidade da freqüência cardíaca declina com idade

avançada, contribuindo com aparecimento de doenças coronarianas.

James (2004) afirma que evidências recentes mostram que a fibrilação ventricular, uma

causa de morte súbita, exibe uma representação espectral reduzida, características de baixa

variabilidade. Ainda segundo James (2004), a evidência corrente sugere que o ritmo cardíaco

saudável, está associado com a faixa larga do espectro da freqüência.

Ribeiro et al (2000), afirmam que a utilidade clínica da VFC para a identificação de

alterações do SNA nas doenças do coração tem sido reforçada pela utilização de diferentes

métodos de estudo da variabilidade.

Podemos citar a quantificação das catecolaminas circulantes, a eletromiografia através

dos registros de fibras simpáticas vasomotoras, teste da função baroreflexa, respostas a estímulos

estressantes e várias outras. Embora importantes para análise do sistema autonômico do paciente

com ICC, muitas delas são invasivas e de difícil execução.

O domínio da freqüência é relacionado à análise da densidade espectral, que estuda como

a potência (variância) se distribui em função da freqüência, sendo que no domínio do tempo a

variabilidade é medida pelo método estatístico e geométrico e a seleção de cada método

corresponde ao objetivo particular de cada caso (TASK FORCE, 1996).

Esses métodos não invasivos, avaliam a regulação autônoma da variabilidade da

freqüência cardíaca conforme enfatizam Sandercock, Bromley & Brodie (2005).

Rassi Filho (2003), em sua publicação, comenta que várias medidas de análise agrupadas

em métodos lineares e não lineares, são utilizadas para avaliação da VFC. Como exemplo, a

teoria do caos, método não linear, de característica altamente irregular, complexo, e que está

ainda em investigação.

2.3 Análise no Domínio do Tempo

Além da análise da VFC no domínio da freqüência, a análise no domínio do tempo é

outra maneira de avaliar as seqüências das oscilações cardiovasculares. Faz-se por meio dela o

18

cálculo da dispersão em torno da média da freqüência cardíaca analisada por período

prolongado.

Ribeiro et al (2000), afirmam que o método mais simples para avaliar a VFC é a medida

no domínio do tempo, onde é determinada a FC em qualquer ponto no tempo ou nos intervalos

R-R correspondentes. Ainda segundo Ribeiro et al (2000), esse método de estudo da VFC, por

ser não-invasivo, já mostrou possuir importante utilidade clínica para avaliar a integridade da

função neurocardica e para identificar a importância relativa da regulação simpática e da

parassimpática no diagnóstico de doenças cardíacas e do SNA.

Reis et al (1998), analisam que as chamadas medidas no domínio do tempo são índices

obtidos de um registro contínuo de eletrocardiograma a partir do qual se determina a dispersão

da duração dos intervalos entre complexos QRS normais, isto é, resultantes de despolarização

sinusal. Estes índices usados para medir a variação da FC no domínio do tempo podem ser

derivados de cálculos aritméticos, estatísticos ou geométricos.

Ribeiro et al (2005) lembram que por levarem em consideração o fator tempo e não o

fator freqüência, como na análise espectral, os índices derivados desse tipo de abordagem são

conhecidos como índices no domínio do tempo. Comentam que apesar de traduzirem de forma

muita simplificada o complexo comportamento do sistema cardiovascular, estes índices

fornecem informações relevantes.

Os índices a seguir, quadro 1, são atualmente usados utilizando-se períodos mais longos

de tempo. Na análise desses índices são utilizados apenas os intervalos RR normais.

Quadro 1 - Definição dos índices no domínio do tempo da variabilidade da freqüência

cardíaca. Fonte: Task Force (1996, p.1046).

Variáveis Medidas Estatísticas

RR médio Média de todos os intervalos RR normais.

SDNN Desvio padrão de todos os intervalos RR normais.

SDNNi Média dos desvios padrões dos intervalos RR normais calculados em intervalos de 5 min.

SDANN Desvio padrão das médias dos intervalos RR normais calculados em intervalos de 5 min.

RMSSD Raiz quadrada da soma das diferenças sucessivas entre intervalos RR normais adjacentes ao quadrado.

pNN50 Percentual de intervalos RR normais que diferem mais que 50 milisegundos do seu adjacente.

Reis et al (1998) comentam ainda que o significado fisiológico desses índices quando

19

calculados por períodos longos de tempo tem sido estudado basicamente através da correlação

com os achados da análise espectral, e que de uma forma geral, todos eles correlacionam-se com

os componentes de alta freqüência, mas não permitem distinguir quando as alterações da VFC

são devidas a aumento do tônus simpático ou a retirada do tônus vagal. Utilizando bloqueio

farmacológico, existem poucas informações na literatura a respeito da relação simpática e

parassimpática no domínio do tempo.

A freqüência cardíaca é calculada em cada ponto no tempo ou nos intervalos entre os

complexos sucessivos. Os intervalos QRS são chamados intervalos NN, ou seja, são todos os

intervalos entre os complexos QRS adjacentes e que resultam da ação vagal, caracterizando a

despolarização do nódulo sino atrial (TASK FORCE, 1996).

Ainda segundo Task Force (1996), as variáveis no domínio do tempo que podem ser

calculadas incluem a média dos intervalos NN, a média da FC, a diferença entre o maior e o

menor intervalo NN, e a diferença entre a FC obtida durante a noite e durante o dia. As variações

instantâneas da FC secundárias à respiração são outras medidas que podem ser obtidas na análise

no domínio do tempo.

Como esse estudo não tem como finalidade a análise e medidas da VFC no domínio do

tempo, não serão feitas outras considerações a respeito.

2.4 Análise no Domínio da Freqüência

Vários métodos de análise espectral têm sido demonstrados há algumas décadas, como

forma de verificar a distribuição da densidade de potência. Um desses métodos de análise da

VFC é a análise no domínio da freqüência. Esse método foi escolhido como foco de análise dos

objetivos deste trabalho.

A análise da densidade do espectro de potência descreve a distribuição da densidade

(variância), em função da freqüência. Em outras palavras, a análise espectral decompõe a

variabilidade total da FC em seus componentes causadores, apresentando-os segundo a

freqüência com que altera a FC (REIS et al, 1998). Porém, independente do método utilizado, a

análise da densidade espectral é feita utilizando as propriedades de algoritmos matemáticos.

Conforme preconiza Task Force (1996), para os cálculos da densidade espectral, são

geralmente utilizados os métodos não paramétricos e os paramétricos sendo que esses dois

métodos permitem a leitura dos mesmos resultados, apesar de cada um apresentar vantagens

próprias. Estes métodos decompõem um sinal em seus componentes de freqüência. Duas

20

vantagens do método não paramétrico são citadas pela mesma organização: (1) a simplicidade do

algoritmo usado na maioria dos casos (FFT) (2) processamento rápido. Quanto às vantagens do

método paramétrico: (1) suavização dos componentes espectrais que podem ser distinguidos

independentes da seleção prévia das bandas de freqüência; (2) fácil processamento do espectro,

com cálculo da força dos componentes de baixa e alta freqüência e fácil identificação da

freqüência central de todos os componentes.

Segundo comentários de Rassi Filho (2003), pelo fato da freqüência cardíaca apresentar

flutuações, que em grande parte são periódicas, o registro contínuo do eletrocardiograma durante

períodos curtos ou prolongados dá origem a um fenômeno ondulatório complexo, que pode ser

decomposto em ondas mais simples por meio de algoritmos matemáticos, como a transformação

rápida de Fourier ou o modelo auto-regressivo, conforme figura 5.

Figura 5 - Análise da VFC no domínio da freqüência: após representação gráfica dos intervalos RR em

relação ao tempo (tacograma), o sinal eletrocardiográfico é decomposto em seus diferentes componentes de

freqüência, por meio de algoritmos matemáticos, como o modelo autoregressivo FTT = transformação rápida

de Fourier. Fonte: Rassi Filho (2003, p 7).

Reis et al (1998) e Hedelin, Bjerle & Larsen (2001) comentam que independente do

cálculo da densidade espectral (transformação rápida de fourrier ou modelo auto-regressivo),

delimitam-se normalmente quatro faixas de freqüências distintas, chamadas de componentes

espectrais. São elas: Alta freqüência (0,15 a 0,40 Hz), modulada pelo sistema nervoso

parassimpático e gerado pela respiração. Baixa freqüência ( 0,04 a 0,15 Hz), moduladas tanto

pelo simpático quanto pelo parassimpático. Média freqüência (em torno de 0,1Hz) e Muito baixa

freqüência (0,01 a 0,04Hz).

Meireles (2005) salienta que em humanos as faixas de freqüência com relevância

21

biológica sugeridas pela Sociedade Européia de Cardiologia (TASK FORCE OF THE

EUROPEAN SOCIETY OF CARDIOLOGY THE NORTH AMERICAN SOCIETY OF

PACING ELECTROPHYSIOLOGY, 1996) correspondem à alta freqüência entre 0,15 a 0,4 Hz;

à baixa freqüência entre 0,04 a 0,15Hz e muito baixa freqüência com valores menores ou iguais a

0,04Hz iguais. Assim também preconiza Reis et al (1998). As potências para cada faixa de

freqüência são obtidas a partir do cálculo da área sob a curva da densidade espectral de potência

do intervalo de pulso nas respectivas faixas.

Várias correlações fisiológicas são estudadas a partir da análise dos componentes

espectrais. Por exemplo, a potência de Muito Baixa freqüência tem sido correlacionada ao

sistema barorreceptor e termorregulador à atividade periférica vasomotora e ao sistema renina-

angiotensina.

No trabalho de Akselrod et al (1981), observa-se a afirmação que, provavelmente o pico

de Baixa Freqüência da potencia do espectro da FC, se origina a partir das flutuações do tônus

periférico vasomotor.

Nos estudos de Furlan et al (2000), o componente de Baixa Freqüência da variabilidade

da pressão sistólica arterial, é largamente aceito como referência do controle vasomotor

simpático. Confirmando esses estudos, comenta Shin et al (1997), que “a correlação direta da

potência de Baixa freqüência com a atividade do sistema nervoso simpático tem sido

demonstrada, pela concentração de considerável resíduo de potência na banda de BF, apesar dos

componentes de BF em várias condições experimentais induzirem alterações do equilíbrio

simpatovagal”.

De acordo com comentários de Puig et al (1993), as bandas de Baixa Freqüência

(0.04Hz), e média freqüência (0.1Hz), estão em sintonia com a atividade do simpático e do

parassimpático.

Muito baixa freqüência (0,01 a 0,04Hz) tem sido proposta como um marcador da

atividade simpática, porém isto ainda não está bem definido (REIS et al 1998). Outra banda, a de

Ultra Baixa freqüência ( 10�³ a 10�² Hz), permanece obscura sua correspondência fisiológica.

22

A B

Figura 6 - A Ilustração das quatro faixas principais que compõem a potência. Fonte:

Meireles (2005, p.10). B. Análise espectral da VFC. Componentes, bandas, nervos eferentes

e moduladores fisiológicos. HF: Alta freqüência. LF: Baixa freqüência. VLF: Muito baixa

freqüência. ULF: Ultra Baixa freqüência. Fonte: Rassi Filho (2003, p.9).

Rassi Filho (2003) e Meireles (2005) mostram abordagem da análise espectral da VFC

para demonstrar as quatro principais faixas que compõem a potência e suas correlações com as

variáveis fisiológicas, conforme ilustra a figura 6.

A análise da variabilidade da freqüência cardíaca no domínio da freqüência é complexa e

através dela se podem quantificar os elementos de uma oscilação Assim, a análise espectral no

domínio da freqüência permite a verificação e decomposição de uma série temporal em suas

componentes em freqüência e a quantificação da amplitude relativa das mesmas.

Akselrod, Gordon, Ubell, Shannon, Barger e Cohen (1981 apud MEIRELES, 2005),

empreenderam um dos estudos pioneiros que demonstra o uso da análise espectral onde

observando a VFC, demonstraram a relação entre os sistemas de regulação e as flutuações na FC

identificando faixas que sugeriam a regulação nervosa sobre o sistema cardiovascular.

Taylor et al (2003), em sua pesquisa analisando treinamento isométrico e pressão arterial,

comentam que um dos benefícios potenciais da medida da VFC no domínio da freqüência é a

capacidade de identificar oscilações de freqüência nas taxas dos sinais da FC, que podem ser

interpretados como mecanismos fisiológicos distintos e através disso, identificar uma regulação

neurocardiaca. Ainda segundo esse autor, o pico de AF em torno de 0.15-0.4 Hz corresponde a

Arritmia Sinusal Respiratória, mediado pela ação do sistema nervoso parassimpático e o pico de

Baixa Freqüência, oscilando entre 0.04 e 0.15Hz, é o resultado da ação da modulação simpática,

da função cardíaca.

23

No domínio da freqüência, a análise espectral é o método mais utilizado, lembrando que

esta análise permite a identificação das oscilações em três bandas de freqüência, ou seja, uma

banda de alta freqüência que oscila entre 0,15 a 0,40 Hz, uma banda de média freqüência em

torno de 0,1Hz e uma de baixa freqüência que oscila entre 0,04 a 0,15Hz. A divisão em bandas

de freqüência apresenta pequenas variações entre autores, mas o importante é que todos mostram

que a atividade simpática do sinal, corresponde à faixa de BF, e que a energia contida na banda

de AF é devido à atividade parassimpática (CARVALHO, 2003).

Afirmam Shin et al (1997), que a potência da variabilidade da pressão arterial sistólica e

diastólica, reflete a atividade do sistema nervoso simpático, sendo considerada um importante

marco do controle simpático vascular. Afirmam ainda que, desse ponto de vista, a maior

vantagem da análise espectral dos sinais da variabilidade cardiovascular é que a potência de BF e

AF pode ser calculada de maneira não invasiva.

Importante lembrar que a banda de alta freqüência coincide com a freqüência respiratória

e que pode influenciar o aparecimento de um fenômeno chamado de arritmia sinusal respiratória

que corresponde à variação do batimentos a batimentos e que é mediada pelo nervo vago desde

os estímulos diretos dos centros respiratórios cerebrais, mas que são influenciados também pelos

reflexos cardiopulmonares.

Descrevem Malliani et al (1991, p 482),

que o ritmo respiratório do período de variabilidade do coração, definido como componente espectral de Alta freqüência, é um marco da modulação vagal. O ritmo correspondente às ondas vasomotoras e presente na variabilidade da pressão arterial, definido como componente de Baixa Freqüência, é um marco da modulação simpática.

Nessa mesma linha de afirmação, Furlan et al (1993), considera que o componente

oscilatório do espectro da FC sincronizado com a respiração é a banda de AF. O outro

componente, a banda de BF, corresponde às oscilações presentes nos sinais da variabilidade da

pressão arterial.

Essa variabilidade dos batimentos a batimentos segundo Akselrod et al (1981), foi

descrita por Stephen Hales no século 18, quando ele executou a primeira medida quantitativa da

pressão sanguínea. Ele notou a correlação entre o ciclo respiratório, níveis da pressão sanguínea

e os intervalos entre os batimentos. Ainda conforme Akselrod et al (1981), embora muitos

médicos tenham considerado as variações batimentos a batimentos da Freqüência Cardíaca (ou

arritmia sinusal normal), como um salutar sinal cardiovascular, a sua importância clínica direto,

24

foi primeiramente demonstrada na área do monitoramento fetal.

Assim confirmam Puig et al (1993), quando dizem que, apesar da modulação respiratória

da taxa cardíaca (arritmia sinoatrial), ser bem conhecida desde longo tempo o valor do potencial

clínico desse fenômeno foi primeiramente descrito no monitoramento fetal. Esses estudos

evidenciaram que a diminuição da VFC era correlacionada com baixa viabilidade fetal.

Conforme descreve Melanson (2000), medimos a FC exibida em padrão oscilatório, em

sincronicidade com o ciclo respiratório e durante a inspiração a FC aumenta transitoriamente,

basicamente devido à inibição das vias eferentes parassimpáticas do nervo vago. Então, a

variabilidade da FC durante o ciclo respiratório estabelece uma medida indireta da influência

autônoma cardíaca.

Conforme afirma Meireles (2005), a faixa de AF corresponde à modulação

parassimpática sobre o nó sinusal e também reflete a arritmia sinusal respiratória (variações

rítmicas na freqüência cardíaca que ocorrem nas mesmas freqüências de ativação da respiração).

As faixas de BF do espectro da variabilidade da freqüência cardíaca também chamada de

Ondas de Mayer (DIXON et al, 1992), contem um maior componente simpático e também da

modulação parassimpática e está associada à atividade vasomotora. A potência de muito baixa

freqüência, observada em análises de registros longos (24 horas) do eletrocardiograma tem sido

relacionada à termorregulação e flutuações hormonais segundo citação de Sleight et al (1995

apud MEIRELES, 2005).

Quanto à baixa freqüência, Ribeiro & Filho (2005) comentam que os componentes de

baixa freqüência são influenciados tanto pela modulação simpática como pela modulação vagal.

Foi demonstrado que esses componentes aumentam durante algumas intervenções em

laboratório, que sabidamente aumentam a atividade simpática.

Em épocas anteriores ao advento dos microcomputadores, Ewing et al (1985 apud

RIBEIRO et al, 2005), trabalhavam com estímulos padronizados para determinar a integridade

do SNA, baseados nas respostas da freqüência cardíaca e da pressão arterial.

Os testes que avaliam a variação da freqüência cardíaca referem-se à integridade do

sistema nervoso parassimpático e os que estudam a variação da pressão arterial, referem-se ao

sistema nervoso simpático, mas há dúvidas quanto à escolha do melhor método, mesmo porque

eles apresentam dificuldades de padronização e a reprodutibilidade baixa e fornecem informação

apenas sobre um período limitado de tempo.

Ribeiro & Filho (2005), partindo da observação que, existe durante o respouso

25

predominância da ação parassimpática, e a 70% de carga máxima a predominância de atividade

simpática, foi observado em experimento que, indivíduos normais permaneceram em repouso

por 40 minutos e exercitaram-se a 70% da carga máxima por um período de 20 minutos. Dessa

maneira, foram possíveis alguns estudos da VFC no domínio do tempo e da freqüência utilizando

bloqueio farmacológico.

Ainda segundo Ribeiro & Filho (2005), “Esses experimentos demonstraram claramente a

dificuldade destes índices em detectar atividade simpática ou mesmo balanço simpatovagal”.

2.5 Métodos não-lineares

A não-linearidade é um fenômeno presente em todos os sistemas vivos e por esta razão

surgem dificuldades de análises pelas técnicas estatísticas normalmente utilizadas, em função

dos comportamentos irregulares que provocam. Assim, tem sido cada vez mais freqüente o

interesse pelo comportamento dos sistemas dinâmicos não lineares em diversas áreas de pesquisa

em ciência e sua aplicação começou a interessar também ao estudo da regulação autonômica

cardiovascular.

Várias ferramentas que analisam os sistemas não-lineares têm sido utilizadas para estudar

as oscilações do sistema cardiovascular. Uma delas é conhecida como mapa de retorno que na

prática facilita a visualização da estrutura do sistema. Esse mapa permite observar a relação entre

dois eventos na série temporal, um representado no eixo x com o próximo representado no eixo

y. Uma das limitações apresentadas por este método segundo Ribeiro & Filho (2005), é que

quando ele é empregado em avaliações longas de séries temporais, como por exemplo, nos

registros eletrocardiográficos de 24 horas, ocorre grande sobreposição de pontos, dificultando

melhor visualização do sistema no interior da distribuição. Por outro lado, é difícil a

quantificação dos resultados, utilizando esse método, pelo fato dessa análise ser frequentemente

subjetiva. Assim, em função das limitações dos métodos utilizados, um novo método

denominado mapa de retorno tridimensional passou a ser utilizado. Este método é o mesmo

mapa de retorno antes utilizado, porém modificado para evitar sobreposição de pontos e permitir

quantificação de eventos da freqüência cardíaca.

A seqüência a seguir sobre conceitos de biomecânica, vem preencher possíveis lacunas

no entendimento de alguns termos descritos no presente trabalho.

26

2.5 Conceitos de biomecânica

Alguns conceitos são usados para definir biomecânica como, por exemplo, biomecânica é

a aplicação dos princípios mecânicos no estudo dos organismos vivos conforme Hall (2005), ou

ainda que biomecânica do movimento humano possa ser definida como uma interdisciplina a

qual descreve, analisa e quantifica o movimento humano (WINTER, 1990).

A biomecânica utiliza os conceitos da mecânica que é um ramo da física e que envolve a

análise das forças, e da matemática para abordar a grande variedade de movimentos que ocorre

com os organismos vivos. Conta também com a cinemática e cinética que são duas subdivisões

adicionais do estudo biomecânico. Hall (2005) afirma que a cinemática descreve e estuda os

movimentos dos segmentos corporais, enquanto que a cinética estuda as forças associadas ao

movimento. A cinemática estuda os movimentos sem se importar com as causas que os

produzem.

Para ser eficaz, uma análise quantitativa não pode ser realizada sem parâmetros definidos

ou sem que se utilize ferramenta adequada que permitam planejar com critério os elementos de

análise. Diferentemente, portanto da análise qualitativa que se refere a uma descrição da

qualidade de um movimento, por exemplo, sem a utilização de números.

Hall (2005) descreve ainda que a observação visual é a abordagem usada mais

comumente para análise qualitativa da mecânica do movimento humano, ao passo que para se

efetuar uma análise quantitativa é necessário a utilização de instrumental adequado e aferido.

A biomecânica dispõe de um amplo leque de instrumentos para estudar a cinemática do

movimento dos seres vivos. Podemos citar a eletromiografia que analisa os sinais elétricos

associados com a contração muscular. A atividade muscular voluntária é registrada pela

eletromiografia e as variáveis que podem interferir no sinal em um determinado momento, como

a fadiga muscular, atividades reflexas são também objetos de atenção durante o estudo deste

segmento da biomecânica.

Ainda como instrumento usado em biomecânica para mensurar os movimentos humanos

tem-se o goniômetro que é utilizado para a mensuração dos ângulos articulares. Em sua versão

eletrônica, conhecida como eletrogoniômetro os movimentos articulares são registrados de modo

contínuo do ângulo presente na articulação, através de influxo elétrico.

O eletrogoniômetro pode ser conectado a um registrador que vai captar cada ângulo

presente no movimento articular. Algumas vantagens de sua utilização: os sinais de saída são

registrados ou convertidos imediatamente para um computador. A rotação planar é registrada,

27

independentemente do plano de movimento da articulação. Podemos enumerar algumas

desvantagens, como o registro relativo dos ângulos, o tempo despendido para colocar e alinhar e

a variação do alinhamento durante o movimento.

Um outro instrumento, o acelerômetro, é utilizado para medir e registrar a aceleração.

Consiste de um transdutor de força que mede a reação de força associada com uma dada

aceleração.

O processo mais utilizado para registro do movimento humano é através da técnica de

registro de imagem. Segundo Winter (1990), por causa da complexidade da maioria dos

movimentos, o único sistema capaz de capturar todos os dados de um movimento complexo, é o

sistema de imagens. Existem vários sistemas utilizados como, por exemplo, a televisão, técnica

de múltiplas exposições, técnicas optoelétricas e a Cinematografia.

Cinematografia é o instrumento utilizado no presente trabalho como método de registro.

É interessante enfatizar que a utilização de câmeras para registro dos movimentos humanos

remonta a várias dezenas de anos. Conforme cita Hall (2005), Eadweard Muybridge fotógrafo

britânico utilizava câmeras estáticas controladas eletronicamente, alinhadas em seqüência com

um dispositivo eletromagnético leve destinado a captar lances seriados de cavalos trotando e

galopando, solucionando assim a controvérsia de se saber se todas as quatro patas estão em

algum momento simultaneamente no ar.

Vários tipos de câmeras modernas estão disponibilizados para uso na cinematografia.

A escolha da câmera apropriada depende do objetivo e necessidade técnica do estudo,

custo do material, e disponibilidade de recursos de cada câmera. Portanto, dependendo do tipo de

movimento que se quer analisar e as exigências próprias de cada análise é que se procede a

escolha da câmera mais adequada.

O vídeo como meio cinematográfico é um instrumento muito usado para análise

quantitativa e qualitativa do movimento humano em função de sua grande disponibilidade,

durabilidade e facilidade de utilização. A padronização de 30 quadros por segundo aplicada em

videometria, permite que possa ser feita uma análise qualitativa ao movimento humano.

Entretanto, quando se necessita estudo quantitativo detalhado da cinemática há

necessidade de equipamentos que disponham de maior tecnologia e de reprodução sofisticada

com velocidades mais alta de captação dos quadros além de maior nitidez e clareza das imagens

captadas.

Uma condição muito importante e fundamental quando se considera a análise do

28

movimento humano, é o número de câmeras utilizadas em diferentes ocasiões na captação dos

movimentos e que são distribuídas de maneira estratégica no ambiente da coleta. Sabendo que o

movimento humano ocorre em sua maioria em mais de um plano de secção e que os pontos de

interesse demarcados no sujeito devem ser visualizados e registrados de maneira precisa para que

se permita uma análise detalhada, várias câmeras são previamente afixadas e aferidas para

permitir um enquadramento perfeito desses pontos.

Para análise dos movimentos do tronco podem ser utilizadas 4 ou 5 câmeras distribuídas

de maneira que cada ponto demarcado no sujeito possa ser registrado por pelo menos duas.

29

3 MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 Amostra experimental

Foram analisados 15 sujeitos com idade média igual a 24,5 (± 4,8) anos, todos do gênero

masculino. Algumas características do grupo constam da Tabela 2, com valores individuais e

média (média ± dp).

Tabela 2 – Características dos sujeitos da pesquisa.

Sujeitos Gênero

Idade (ano) Massa Corporal (kg)

Estatura (m)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

28

28

29

20

24

21

19

20

29

35

28

19

19

25

24

93

79

70

72

57

60

79

71

65

96

81

80

73

86

64

1,75

1,80

1,74

1,71

1,60

1,72

1,84

1,74

1,60

1,78

1,74

1,76

1,77

1,80

1,74

Média±dp 24,5±4,8 75,0±11,3 1,74±0,06

A população alvo dessa análise foi composta de alunos de graduação da ESEF-Escola

Superior de Educação Física de Jundiaí. A razão dessa escolha foi por estarem mais próximos do

local da coleta permitindo contatos mais freqüentes, diminuindo assim, riscos com

30

deslocamentos, além da economia de tempo. A amostra desta população foi do tipo Acidental.

Foram feitos esclarecimentos aos alunos quanto aos objetivos do trabalho e os sujeitos se

apresentaram como voluntários. Todos os sujeitos foram esclarecidos previamente com relação

aos procedimentos a que seriam submetidos de acordo com a ética em pesquisa que envolve

seres humanos.

Em função da diferença dos caracteres secundários, como a presença das mamas que

poderiam dificultar o posicionamento e o registro dos pontos anatômicos na colocação dos

marcadores, foram excluídos voluntários do gênero feminino. Evidentemente que, em qualquer

outro estudo dessa natureza em que participem sujeitos do gênero feminino, serão adotados

procedimentos apropriados quanto ao posicionamento dos marcadores, para minimizar essas

prováveis interferências.

Os critérios de inclusão dos sujeitos desta pesquisa foram: a) Não ser portador de

qualquer tipo de comprometimento do sistema respiratório e cardiovascular. b) Não fumantes. c)

Gênero masculino. d) Alunos de graduação da ESEF.

Entre os critérios de exclusão estão: a) Doenças neuromusculares. b) Tabagismo. c)

Alterações posturais importantes. Foram excluídos do grupo de estudo, os sujeitos portadores de

alguma afecção cardiocirculatória ou que apresentaram sinais ou evidências de

comprometimento do sistema respiratório, leve ou moderado.

3.2 Variáveis

As variáveis de estudo no presente trabalho são a freqüência cardíaca e freqüência

respiratória. A freqüência cardíaca é a variável dependente, e a independente, a freqüência

respiratória.

3.3 Instrumentos

A metodologia escolhida para a análise da superfície torácica foi proposta por Sarro

(2003), “Metodologia para Análise da Movimentação da Caixa Torácica durante a Respiração”,

a qual se baseia na reconstrução tridimensional de marcadores fixados em pontos pré-

determinados e localizados sobre a caixa torácica durante a respiração. No trabalho de Paterniani

et al (2001), confirmando a posição dos marcadores, a fixação dos marcadores sobre o corpo está

posicionada em relação a acidentes anatômicos conhecidos.

31

3.4 Sistema Dvideow

Vários são os registros que denotam o interesse nos estudos do movimento humano em

áreas como a Fisioterapia, medicina, atividades físicas e ciências do esporte. Por essa razão,

Segundo Figueroa, Leite & Barros (2003), há grande necessidade em desenvolver técnicas de

medida que permitam análises mais acuradas e automáticas do movimento humano. Daí o

interesse crescente em novos procedimentos.

Nesse contexto podemos citar o Sistema Dvideow, que foi implementado com a finalidade

de, através do registro de imagens, proceder a reconstrução de coordenadas espaciais e assim

quantificar os movimentos nas suas diferentes expressões.. Esse sistema permite, várias etapas de

desenvolvimento como, a calibração do sistema, medição e rastreamento dos pontos delineados

pelos marcadores, até a fase de reconstrução das coordenadas espaciais a partir da projeção.

Segundo Figueroa, Leite & Barros (2003), o sistema capta uma seqüência de imagens,

através de câmera de vídeo, em formato AVI, para depois processar as coordenadas da posição

de cada marcador, em cada frame. Ainda segundo esses mesmos autores, para permitir um

processamento da imagem em tempo real, é necessária a circunscrição da região da imagem a ser

analisada. Para isso, o método de rastreamento baseado em região, leva em consideração, o

rastreamento de um marcador isoladamente, rastreado de maneira independente e o rastreamento

de vários marcadores.

Para esse procedimento, algumas etapas devem ser observadas em seqüência complexa

até o resultado final do rastreamento. A figura 7 mostra a seqüência do processamento da

operação de rastreamento dos pontos demarcados no sujeito que inicia com o carregamento do

primeiro quadro até a predição da posição do marcador em cada quadro. Por segmentação,

compreende-se a região da imagem correspondente ao marcador. O emparelhamento vai mostrar

a correspondência dos marcadores entre dois quadros.

32

Figura 7 - Organograma seqüência de rastreamento de marcadores. Fonte: Figueroa, (2003, p. 157).

Loula et al (2004) comentam que, o desenvolvimento de vários métodos de medição de

movimentos do tronco foi em função de interesse em quantificar os volumes parciais do tronco

durante a respiração e os padrões respiratórios com ação de grupos musculares específicos.

Pela disponibilidade e flexibilidade no manejo, o sistema Dvideow foi utilizado no

presente estudo para análise das coordenadas tridimensionais de pontos ou marcadores passivos

distribuídos estrategicamente na superfície do tórax do sujeito.

3.5 Reconstrução de Coordenadas

Os registros dos movimentos feitos pela utilização de câmeras de vídeo digital é uma

metodologia bastante utilizada em estudos da biomecânica e é conhecida como análise

tridimensional de movimentos humanos. Para se analisar esses movimentos, são utilizados

câmeras de vídeo, que permitem uma melhor seleção dos movimentos de interesse para o estudo.

Qualquer partícula pode ter seu movimento reconstruído, desde que se conheça sua

posição no espaço, em relação a um sistema referencial em função do tempo. Para que isso seja

possível, são necessários três coordenadas cartesianas. O sistema assim constituído denomina-se

reconstrução tridimensional.

33

Existem alguns métodos que são utilizados para reconstrução tridimensional. Neste

trabalho, por estar junto ao sistema utilizado, consideramos o método denominado DLT. Os

procedimentos de calibração de cada câmera e a reconstrução tridimensional conhecidos como

método DLT conforme relata Sarro (2003), se baseia em um sistema de equações básicas do

método, implementadas no sistema Dwideow e que são aplicadas duas vezes: a primeira para

quantificar os parâmetros da calibração e a segunda para se fazer a reconstrução propriamente

dita.

A reconstrução tridimensional de coordenadas é caracterizada pela obtenção de

coordenadas espaciais de pontos a partir do registro estereoscópico de suas projeções em

imagens.

3.6 Registro da imagem

Antes da gravação dos movimentos respiratórios, é feito um registro do espaço ou volume

formado pelos quatro pêndulos. Para tanto, considera-se que os mesmos estejam em momento

zero em seu ponto de equilíbrio. A finalidade é medir diretamente a posição desses marcadores, a

fim de gerar um arquivo de calibração, com as coordenadas tridimensionais dos marcadores.

Foram utilizadas quatro câmeras de vídeo digitais, conectadas através de cabos especiais a

dois microcomputadores conforme ilustração da figura 8, placas de captura e comunicação

apropriadas que transferem o sinal de vídeo das câmeras para os computadores e os registros são

armazenados em arquivo, no formato AVI. Conforme ilustração, a câmera 1 e câmera 2 estão

conectadas a um computador próximo das posições das mesmas. A câmera 3 e câmera 4 estão da

mesma forma conectadas a um segundo computador. Um terceiro computador que não está

ilustrado na figura 8, e conectado aos demais por um sistema de rede funcionou como servidor,

monitorando o processo de gravação das imagens, permitindo, entre outras funções que, antes do

início da gravação o operador tivesse visão do ambiente de gravação de cada câmera,

possibilitando assim, intervenção prévia para possíveis correções.

O registro Dvideow das imagens pelas câmeras, foi feito por captura

on-line (mesmo tempo). Esse tipo de captação permite que seja feito uma sincronização com

utilização do recurso de áudio, ou seja, garante que o registro inicial e final dos frames, seja igual

em todas as câmeras (BARROS et al, 1999).

A disposição das câmeras como é visto na ilustração, permitiu que a imagem de cada

marcador fosse registrada pelo menos por duas delas. Para que as câmeras ficassem corretamente

34

posicionadas, as mesmas foram fixadas em dispositivos reguláveis que permitiam mudanças em

ângulos e altura, acoplados em quatro barras de ferro galvanizado distribuídas próximo aos

vértices das paredes e tendo uma extremidade fixada no piso e a outra no teto da sala. Na

estrutura de cada câmera, foi acoplado um iluminador contendo vinte leds (pequeno bulbo de

vidro que concentra luminosidade direcionada), posicionado na mesma direção do feixe óptico

da câmera, garantindo assim um destaque dos marcadores refletivos, no registro da imagem.

Durante todo o período de registro das imagens, há necessidade de cada ponto ser visto por

pelo menos duas câmeras, para que seja possibilitada a reconstrução tridimensional do

movimento.

Para obtenção das imagens, foram ajustados alguns parâmetros com a finalidade de

garantir a qualidade das imagens que seriam registradas. Tais parâmetros incluíram a definição

de luminosidade do ambiente experimental, a resolução de captação do material utilizado, ou

seja, das câmeras, o enquadramento do sujeito a ser analisado, o foco e a abertura do obturador

ou shutter.

Figura 8 - Modelo esquemático do Laboratório de Biomecânica da ESEF representando a distribuição das

câmeras. C 1: câmera 1; C 2: câmera 2; C 3: câmera 3; C 4: câmera 4. Sujeito: posicionamento do sujeito.

Linhas tracejadas: centro óptico de cada câmara. Fonte: dados do autor.

Além disso, é de fundamental importância o contraste entre os marcadores distribuídos no

tórax do sujeito e o fundo. Para atender várias exigências técnicas, o ambiente físico do

laboratório foi preparado devidamente. Suas paredes e o piso pintados com a cor azul escuro,

uma grande cortina da mesma cor separando o ambiente da coleta do ambiente dos

35

computadores, e mais o ajuste da luminosidade, permitiu registros satisfatórios dos movimentos

respiratórios.

3.7 Protocolo

Este trabalho foi submetido e aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade

São Judas Tadeu. Conforme orientação do Comitê de Ética e da Resolução nº. 196/96 do

Conselho Nacional de Saúde que determinam as diretrizes e normas reguladoras de pesquisa que

envolve seres humanos, cada sujeito após esclarecimentos prévios, foi convidado em assinar um

“Termo de Consentimento Livre e Esclarecido” (Anexo.1) e responder a um pequeno

Questionário (Anexo 2).

Os sujeitos receberam orientação quanto aos procedimentos aos quais seriam submetidos e

informados que em nenhum momento sofreriam qualquer tipo de coação e foram notificados

quanto ao tempo que permaneceriam focados pelas câmeras e que, em qualquer momento, teriam

absoluta liberdade para interromper o trabalho e incondicionalmente desistir de sua participação.

Para registro dos movimentos da caixa torácica foram utilizados como marcadores, botões

de diâmetros variáveis especialmente confeccionados para este fim, revestidos por tecido

refletivo especial, a fim de facilitar a visualização e o registro dos pontos. O formato semi-

esférico dos botões foi escolhido por permitir a projeção com o centro do círculo da imagem e

por ser um dos mais adequados para este tipo de evento, permitindo a obtenção das coordenadas

através do registro pelas câmaras.

Cada sujeito, após ter sido preparado com a colocação dos marcadores, foi instruído a

assentar em um banco colocado em um espaço previamente delimitado por quatro pêndulos ou

calibradores, cuja estrutura de fios de aço fixada no teto por meio de um sistema de trilhos,

permite fixação na posição desejada a fim de formar o volume necessário. Descem até próximo

ao solo a uma distância de 5 cm, e na extremidade de cada um, está fixado um prumo de chumbo

permanente. Esses pêndulos possuem, a cada 10 cm aproximadamente, uma esfera de madeira

totalizando 20 esferas em cada pêndulo e, cuja finalidade é calibrar o sistema para reconstrução

tridimensional. O espaço delimitado por quatro pêndulos no qual o sujeito permanecia sentado,

está localizado aproximadamente na região central da sala de maneira a ser visualizado pelas

quatro câmaras.

Os sujeitos permaneciam assim, com o tronco retificado e com os membros superiores

apoiados lateralmente. Foram também orientados em realizar movimentos respiratórios de

36

inspiração e expiração não forçados, de modo suave, em um período aproximado de 10 minutos

enquanto as câmaras registravam os movimentos.

O calibrador, através do referencial cartesiano do laboratório, permite conhecer as

coordenadas de um ponto qualquer ou de um objeto no espaço. Por essa razão, é de grande

importância o ambiente preparado especialmente para aquisição de dados.

Em função disso, foi projetada uma origem para o sistema de coordenadas do Laboratório

com a definição de três eixos ortogonais entre si. A direção vertical foi definida como sendo Y, a

direção da largura, ou seja, a direção medial-lateral como X e a direção da progressão ântero-

posterior como Z, conforme figura 9. As coordenadas obtidas pela reconstrução tridimensional,

se referem todas a este sistema, e são arquivadas em matriz 3 D.

Figura 9. Sistema de coordenada do laboratório. Fonte: dados do autor.

Os sujeitos foram marcados com material próprio na superfície corporal, onde foram

delineados pontos anatômicos de interesse nas regiões do esterno, região da segunda à sétima

costela, linha axilar vertical anterior direita e esquerda, região torácica e abdominal.

Após as orientações de praxe, com os marcadores afixados nos locais descritos os sujeitos

eram orientados em permanecer comodamente sentados em uma cadeira apropriada ao evento

com o tronco ereto durante todo o tempo de registro.

Essa cadeira foi confeccionada especialmente e projetada para permitir foco e captação dos

pontos assinalados no sujeito, não possui encosto, para permitir melhor visualização do dorso, os

37

braços possuem apoio lateral bilateral regulável, dispostos perpendicularmente e inclinados

obliquamente para baixo em ângulo de 70º. O sujeito assim permanecia com os pés apoiadas em

solo à frente da cadeira, atitude postural estática, com o olhar mantido na linha do horizonte e

respiração natural, não forçada.

Os movimentos respiratórios foram assim registrados. Concomitantemente, os batimentos

e freqüências cardíacas foram registrados por um cardiofreqüêncímetro tipo Polar S810i TM,

freqüência de operação de 2.4GKz. Foi afixado no punho esquerdo do sujeito, captando

batimento a batimento durante todo o tempo de captura das imagens pelas câmeras de vídeo.

Os protocolos experimentais foram quase todos realizados no mesmo horário, em função

das influências do ritmo circadiano e horário com menor nível de ruídos externos no ambiente da

coleta.

Foi também observado o período prandial com intervalo de no mínimo duas horas após

uma refeição. Os voluntários foram orientados para que no período de 24 horas antes da coleta,

não ingerissem em excesso bebidas alcoólicas ou bebidas estimulantes como café, chá e outros,

não realizassem exercícios físicos extenuantes neste período e se apresentassem com roupas e

calçadas leves e confortáveis.

Durante o experimento, ou seja, captura das imagens, somente permaneceu na sala o

sujeito envolvido com o trabalho e eventualmente o pesquisador, afim de não interferir no

comportamento emocional do voluntário.

Antes da chegada dos voluntários nos dias e horários programados, as câmaras já estavam

posicionadas e prontas para iniciar a coleta. A sala, pronta do ponto de vista técnico e de

conforto ambiental. Antes da realização da coleta o voluntário era familiarizado com os

equipamentos e protocolos que seriam utilizados; também recebeu informações quanto ao tempo

da duração da coleta e como deveria se portar postural e emocionalmente durante o mesmo.

A figura 10 mostra, em ângulo, uma parte do laboratório de biomecânica da ESEF onde

foram realizadas as coletas.

38

Figura 10. Vista parcial onde se identifica o

calibrador e seus marcadores.

3.7.1 Posicionamento dos marcadores

Como necessitávamos de um modelo de representação da caixa torácica, optamos pelo

modelo do tronco Silvatti (2005), que orienta a marcação de 31 pontos numerados de 1 a 31, na

superfície do dorso e tórax. Foram então demarcados os pontos, com marcadores especiais, os

quais foram fixados sobre a pele da caixa torácica e do tronco de cada sujeito com fitas auto-

adesivo múltiplo uso, dupla face, analérgica.

Entretanto, como parâmetros de representação dos movimentos respiratórios, foram

escolhidos doze pontos do total de 31. Os pontos escolhidos estão distribuídos da seguinte forma:

pontos 4,6,9 e 12 na região anterior do tórax. Pontos 11 e 14 ao longo da linha axilar direita,

localizada no hemitórax direito. Pontos 13 e 15 na linha axilar esquerda, localizada no hemitórax

esquerdo. Pontos 20, 22, 24 e 27 ao longo da coluna vertebral no dorso. A representação e

distribuição de todos os pontos podem ser visto na figura 11.

A escolha parcial dos pontos se deu pela necessidade de simplificarmos o modelo do

movimento respiratório, garantindo ao mesmo tempo, porém, a aquisição de dados seguros para

análise. Para tanto, a escolha se fundamentou na descrição de modelos dos movimentos

inspiratórios e expiratórios, conhecidos.

Grieve (1994), por exemplo, afirma que, durante a inspiração suave, todas as costelas

superiores e inferiores, giram em torno de um único eixo, com direção do movimento para cima,

para fora e para frente, sendo simétrica em cada hemitórax.

Quanto à localização geral dos pontos, e sua localização nos acidentes anatômicos, os

mesmos estão distribuídos conforme segue:

39

P4: região do esterno ao nível da 3ª costela.

P6: região do esterno ao nível da 5ª costela.

P9: região infra esternal ao nível da 7ª costela

P11/P13: região lateral da 8ª costela

P12: região supra umbilical.

P14/15: região lateral da 10ª costela.

P/20: ao nível do processo espinho de T3

P/22: ao nível do processo espinhoso de T5

P//24: ao nível do processo espinhoso de T7

P/27: ao nível do processo espinhoso de T10

A

B

Figura 11. A e B: Sujeito visto de uma das câmeras com marcadores localizados na região

anterior, posterior e lateral do tronco.

40

Figura 9 – Representação esquemática bidimensional dos pontos marcados no tórax e

dorso do sujeito. Fonte: dados do autor.

A Figura 12 ilustra um modelo bidimensional da distribuição dos pontos marcados no

tórax e no dorso do sujeito. Essa distribuição mostra a eqüidistância dos pontos demarcados com

referência ao ponto zero das coordenadas. Assim, os pontos marcados no tórax, o ponto 1 e 15

encontram-se respectivamente mais próximo e mais distante do ponto zero das coordenadas, e,

os pontos marcados no dorso os pontos 16 e 31 respectivamente mais próximo e mais distante de

zero.

3.7.2 Acurácia do Sistema

Em experimentos realizados por Sarro (2003), com a finalidade de verificar a acurácia do

sistema, foi reconstruído o movimento de um corpo rígido com marcadores, no espaço e

calculada a distância entre esses marcadores, de forma direta e utilizando as coordenadas 3D

obtidas pelo sistema Dvideow.

Ainda segundo Sarro (2003), assumindo que os erros inerentes ao sistema têm

distribuição normal, a acurácia (a) foi estimada pela equação seguinte: a2 = b2 + p2, onde b é a

diferença entre o valor médio observado e o valor esperado (bias) e p é a precisão, obtida pelo

desvio-padrão das medidas. Assim foi achado um bias igual a 0.9mm sendo a precisão igual a

2.5mm, e uma acurácia de 2.4mm.

41

4 RESULTADOS

A figura 13 representa o espectro da freqüência cardíaca de um dos sujeitos. As figuras

correspondentes aos demais sujeitos encontram-se em Anexo 3. Nesta seção serão relacionados

os sinais de espectro da freqüência respiratória somente de um dos sujeitos, correspondente aos

doze pontos analisados. Os espectros dos demais sujeitos estão dispostos no Anexo 4. Da mesma

forma, em Anexo 5 estão distribuídos os gráficos correspondentes aos sinais da freqüência

cardíaca obtida on-line a partir da gravação dos intervalos RR.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

104

Frequência (Hz)

Po

tên

cia

ms

2

FC Sujeito 1

Fig.13. Espectro da freqüência cardíaca sujeito 2

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-15

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Frequencia (Hz)

Potê

ncia

m

s2

Frequência Respiratória Sujeito 2 Ponto 4 Eixo Z

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-15

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Po

tên

cia

ms

2

Frequência (Hz)


0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Frequência (Hz)

Potê

ncia

ms

2


0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Frequência (Hz)

Frequencia Respiratória Sujeito 2 Ponto 11 Eixo Z

Po

tên

cia

ms

2

42

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Frequência (Hz)

Po

tên

cia

m

s2


0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Frequência (Hz)

Po

tência

ms

2


Figura 14 - Espectro da freqüência respiratória sujeito 2 pontos 4, 6, 9, 11, 12, 13.

Figura 15. Espectro freqüência respiratória dos pontos 14, 15, 20, 22, 24, 27.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Frequência (Hz)

Po

tên

cia

ms

2


0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Frequência (Hz))

Po

tên

cia

ms

2


0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Frequência (Hz)

Po

tência

ms

2


0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Frequência (Hz)

Po

tên

cia

ms

2


0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Frequência (Hz)

Po

tên

cia

ms

2


0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-15

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Frequência (Hz)

Po

tên

cia

ms

2


43

0 100 200 300 400 500 600470

475

480

485

490

495

500

505

tempo [s]

deslo

cam

en

to a

nte

roposte

rior

(Z)

[mm

]

Sujeito 2 Ponto 6

A

B

Figura 16. Deslocamento do ponto sujeito 2 eixo Z em função do tempo. A: ponto 4. B: ponto 6.

44

0 100 200 300 400 500 600480

485

490

495

500

505

510

515

tempo [s]

deslo

cam

ento

ante

roposte

rior

(Z)

[mm

]

Sujeito 2 Ponto 9

0 100 200 300 400 500 600336

338

340

342

344

346

348

350

352

354

356

tempo [s]

deslo

cam

en

to a

nte

roposte

rior

(Z)

[mm

]

Sujeito 2 Ponto 11

A

B


45

A

B


46

A

B


47

A

B


48

A

B


Os gráficos dos espectros da freqüência respiratória e cardíaca foram obtidos a partir

do programa Origin 7.0 Enterprise Edition e os gráficos dos deslocamentos antero-

posteriores dos pontos, no programa Matlab 7.0.4.

49

4.1 Freqüência Respiratória

A primeira parte dos resultados referentes à Freqüência Respiratória consistiu na análise

dos pontos obtidos em cada tipo de freqüência, a saber, Muito Baixa, Baixa e Alta. As

estatísticas descritivas dos pontos, obtidos pelos participantes do estudo encontram-se na Tabela

3.

Tabela 3 - Estatísticas descritivas da potência espectral da freqüência respiratória em três bandas de

freqüência (Alta: 0,15 a 04 Hz, Baixa: 0,04 a 0, 15 Hz. E Muito Baixa: 0,01 a 0,04 Hz). (N=180).

Valores da potência do espectro Faixas do espectro

da Freqüência

respiratória Mínimo Máximo Média

Desvio-

padrão

Muito Baixa 0,15 119,93 16,19 23,01

Baixa 0,03 27,75 2,84 3,39

Alta 0,07 9,54 1,37 1,68

A análise de variância apontou diferenças significativas entre as bandas do espectro de

potência da respiração [F(2,178)=66,1; p=0,000]. Entre as três bandas do espectro de potência da

respiração, o teste post-hoc Tukey mostrou que a Muito Baixa apresentou a maior média (16,19)

e a Alta, a menor (1,37). Esses resultados indicam que as freqüências Alta e Baixa não se

diferenciam entre si, mas ambas se diferenciam da freqüência Muito Baixa.

Não foi efetuada análise da freqüência respiratória entre sujeitos da pesquisa por não ser

o objetivo do presente trabalho.

4.2 Freqüência Cardíaca

Assim como para a Freqüência Respiratória, a avaliação da Freqüência Cardíaca

envolveu a análise de diferentes freqüências, a saber, Muito Baixa, Baixa e Alta. A estatística

descritiva desses resultados está apresentada na Tabela 4.

A análise de variância apontou diferenças significativas entre as bandas do espectro de

potência do ritmo cardíaco [F(2,178)=174,3; p=0,000]. Com o teste post hoc Tukey, verificamos

que banda muito baixa apresentou a maior média (0,33) e a Alta, a menor (0,05). Esses

resultados indicam que todos os tipos de freqüência se diferenciam entre si em relação à

Freqüência Cardíaca.

50

Tabela 4 - Estatística descritiva da potência espectral da freqüência cardíaca em três bandas de

freqüência (Alta: 0,15 a 0,40 Hz, Baixa: 0,04 a 0,15 Hz, e Muito baixa: 0,01 a 0,04 Hz) (N=180).

Freqüência Cardíaca (Hz)

Mínimo Máximo Média Desvio-padrão

Muito Baixa 0,24 0,86 0,33 0,15 Baixa 0,04 0,62 0,14 0,18 Alta 0,01 0,34 0,05 0,09 Total 0,52 0,37

As relações entre a Freqüência Respiratória, Freqüência Respiratória e Cardíaca, assim

como entre ambos os construtos em função dos pontos tempo são apresentadas na seqüência.

É importante salientar que na análise descritiva em três bandas da potência espectral da

freqüência respiratória e da freqüência cardíaca, demonstrada nas tabelas 3 e 4 respectivamente,

o desvio-padrão aparece em patamar de valor superior à média. Esses valores foram obtidos em

cálculos do programa Origin 7.0 Enterprise Edition. Essa aparente discrepância se justifica pela

grande flutuação das variáveis do espectro e o desvio-padrão é inerente a essas variáveis.

4.3 Freqüência Respiratória e Freqüência Cardíaca

Para se comparar os procedimentos de medida da respiração e do ritmo respiratório,

verificar a hipótese de que as freqüências focalizadas neste estudo estavam relacionadas,

recorreu-se à prova de Correlação de Spearman. Esses resultados encontram-se na Tabela 5.

Tabela 5 -Correlação de Spearman (r) entre as potências obtidas na avaliação realizada (N=180).

Freqüência Cardíaca bandas Muito Baixa Baixa Alta

Muito Baixa 0,22(**) 0,13 -0,04 Baixa 0,11 0,08 0,03

Freqüência Respiratória

(Hz) Alta -0,07 -0,04 -0,03 ** Correlação significativa no nível de p<0,01.

Sobre os tipos de banda, verificaram-se correlações positivas e estatisticamente

significativas entre Freqüência Respiratória Muito Baixa e Freqüência Cardíaca Muito Baixa

(r=0,22 e p=0,003). Esses resultados indicam que embora as correlações observadas sejam

estatisticamente significativas, suas magnitudes são classificadas como baixas (r=0,22) e nulas

(r=0,17 e r=0,15), conforme descrito anteriormente, e, portanto, evidenciam que há pouco em

51

comum entre a Freqüência Respiratória Muito Baixa e Freqüência Cardíaca Muito Baixa e que

não há relação entre os construtos focalizados nas demais medidas.

Os valores da potência transformada estão na tabela X. A transformação z dos valores de

potência média foi baseada na seguinte equação:

( )

padrãodesvio

médiaPOTabsPOTZ

_

−=

Onde POT é o valor da média da potência do espectro. Esta transformação foi necessária

para permitir a comparação dos valores de espectros originados da respiração e cardíaca.

Foi realizada a ANOVA de dois fatores (faixas de freqüência e tipo de freqüência) nos

valores transformados da potência média do espectro da freqüência cardíaca e respiratória. Não

foi encontrado efeito da faixa de freqüência (F(2,576)=0,4, p=0,65) ou do tipo de freqüência

(F(1,576)=0,4, p=0,51) no valor da potência transformada.

Tabela 6 - Valor da potência média transformada da freqüência cardíaca e respiratória nas

faixas muito baixa, baixa e alta.

Freqüência Faixa Potência média

cardíaca MBF 0,49±0,86 BF 0,71±0,68 AF 0,58±0,67

respiratória MBF 0,64±0,76 BF 0,69±0,72 AF 0,67±0,73

52

5 DISCUSSÃO

O objetivo deste estudo foi analisar os sinais espectrais da freqüência respiratória e da

freqüência cardíaca e seus componentes, comparando a inter-relação existente entre os mesmos.

Comenta Meireles (2005), que a análise espectral permite a verificação e decomposição de uma

série temporal em suas componentes em freqüência, e a quantificação da amplitude referente às

mesmas.

Em nosso trabalho, mensuramos a freqüência respiratória utilizando a cinemetria pelo

registro dos movimentos da superfície do tronco e a reconstrução de pontos assinalados no dorso

dos sujeitos. O registro da FC foi feito por um cardiofreqüêncímetro.

A análise em freqüência foi feita pela técnica da transformada rápida de Fourier, que permite

estudar a VFC e suas flutuações. A utilização da FFT para análise da VFC está amplamente

validada e fornece resultados comparáveis aos da análise com algoritmos baseados em modelos

auto-regressivos (MEIRELES, 2005).

É importante salientar que não foram feitas filtragens digitais. Tais filtragens quando

aplicadas em um sinal, se prestam a reduzir ou atenuar certas freqüências. Winter (1990)

demonstra que o filtro passa - baixa, por exemplo, reduz severamente ruídos da AF, mas não os

rejeita totalmente. Porém, não interfere na faixa da BF, tornando-se, portanto inócua sua

utilização na análise do presente trabalho.

Os resultados estatísticos do presente trabalho, mostram que quando analisamos

simultaneamente o espectro da freqüência cardíaca e respiratória, não encontramos efeito da

faixa de freqüência ou do tipo de freqüência no valor da potência transformada.

A ausência de diferença dos tipos de freqüência no valor da potência média transformada

indica que os dois processos se comportaram semelhantemente. Isso sugere que o método

cinemático para a medida da freqüência respiratória permite observar os mesmos fenômenos

associados ao funcionamento do sistema nervoso autônomo, como se observa classicamente pela

análise do espectro da freqüência cardíaca.

Outro resultado indica que as faixas de freqüência foram semelhantes entre si. Isso sugere

a ausência da predominância do sistema simpático ou do parassimpático na tarefa analisada.

Na avaliação da FC, foi observado que a média da MBF foi a maior entre as três faixas

53

analisadas. Esses resultados parecem evidenciar uma tendência da predominância da MBF ao

longo da avaliação.

Quanto à idade, Davy (1998) comenta que a faixa etária influencia a VFC, isto é, no

decorrer do tempo, quando se estuda grupos comparando a idade. De forma que VFC e a

sensibilidade baroreflexa declinam com o avanço da idade. No nosso estudo, porém, a variação

da idade dos voluntários não foi suficiente para interferir nas respostas fisiológicas.

5.1 Freqüência Respiratória

O espectro da freqüência respiratória foi analisado em três faixas distintas: muito baixa,

baixa e alta. Foi observado que a média da MBF foi a maior entre as três faixas analisadas e a

menor média foi encontrada em BF e AF. Podemos notar que a média da MBF (0,01 a 0,04 Hz)

tem sido proposta como marcador da atividade simpática, porém isto ainda não está bem

definido (REIS et al 1998).

Furlan et al (2000) aceita o componente de Baixa Freqüência como referencia do controle

vasomotor simpático. Corroborando com essa afirmação Shin et al (1997) explica que existe

correlação da potência de Baixa freqüência com a atividade do sistema nervoso simpático.em

função da concentração de considerável resíduo de potencia na banda de BF, apesar dos

componentes de BF em várias condições experimentais induzirem alterações do equilíbrio

simpatovagal. Por outro lado, Puig et al (1993) afirmam que as bandas de Baixa Freqüência

(0.04Hz), e média freqüência (0.1Hz), estão em sintonia com a atividade do simpático e do

parassimpático. Em situações como na insuficiência cardíaca, a modulação de BF, encontra-se

atenuada (SILVA, 2005).

Contudo, Meireles (2005), deixa caracterizado que o significado da MBF ainda é pouco

conhecido. No entanto, a predominância dessa freqüência, encontrada no presente trabalho não

confere a afirmação que isso ocorreu pelo aumento do tônus simpático.

Dos pontos assinalados para estudo, alguns apresentaram como mostram os resultados,

diferenças em termos de desempenho na AF.

Malliani et al (1991) sugere que a AF está associada à modulação vagal, a BF está

associada à modulação simpática e corresponde às ondas vasomotoras, presente na variação da

pressão arterial, e a MBF está associada ao sistema barorreceptor e termorregulador à atividade

periférica vasomotora e ao sistema renina-angiotensina Sleight et al (1995 apud MEIRELES,

2005). A faixa de AF corresponde à modulação parassimpática sobre o nó sinusal e também

refletem a arritmia sinusal respiratória que é considerada como variações rítmicas na freqüência

54

cardíaca, que ocorrem nas mesmas freqüências de ativação da respiração (MEIRELES, 2005).

De qualquer forma, AF e BF são importantes indicadores da VFC (REIS et al 1998).

Em repouso, há a predominância da ação parassimpática (MIKAHIL et al, 1998), que foi

a condição experimental do nosso estudo. Essa afirmação reforça os resultados aqui encontrados.

As faixas de freqüência foram semelhantes entre si, o que sugere um equilíbrio simpato-vagal.no

momento do registro dos sinais.

AF foi diferente ao longo do tórax. Esses pontos estão eqüidistantes uns dos outros numa

proporção aproximadamente simétrica. Na literatura pesquisada, não se encontrou referências,

citações, ou alguma informação direta a respeito dos achados relatados quanto às diferenças de

freqüência nos pontos avaliados.

Entretanto, Levine (1991 apud LOULA (2004), observou que os movimentos céfalo-

caudais excederam os movimentos ântero-posteriores durante a realização de manobras de

Ventilação Voluntária Máxima. Essa descrição poderia sugerir relação com as diferenças de

freqüências encontradas, uma vez que esses movimentos poderiam influenciar o sinal espectral

aumentando a densidade em determinada banda de freqüência.

5.2 Freqüência Cardíaca

A exemplo da freqüência respiratória, as bandas Muito Baixa e Baixa, do espectro da

freqüência cardíaca, apresentaram a maior média, e a Alta, a menor. Esses resultados confirmam

os achados na literatura que indicam a prevalência das bandas de Muito Baixa e Baixa

Freqüência na maior parte do ritmo espectral pela ação do simpático e periodicamente, a ação

vagal do ciclo respiratório, alterando o potencial elétrico do nodo sinoatrial.

Em comentários de Shin et al (1997), a AF originada da atividade respiratória, nos

intervalos da variabilidade do espectro da FC é creditada à atividade eferente vagal. Existe uma

interação constante entre a atividade vagal e simpática.a O nódulo sinoatrial recebe impulsos

nervosos através de mecanismos químicos e por essa razão, o efeito do impulso vagal é breve. O

outro componente é descrito como BF e corresponde às oscilações presentes nos sinais da

variabilidade da pressão arterial. Em estimativa de densidade da potência espectral durante

registros no período de 24 horas, houve maior predominância das faixas de Baixa Freqüência,

Muito Baixa Freqüência e Ultra baixa freqüência, estando a Alta freqüência em menor pico de

correspondência no espectro. (TASK FORCE, 1996). Dessa forma os resultados encontrados

estão em acordo com a descrição da literatura.

55

5.3 Freqüência Respiratória e Freqüência Cardíaca

Como observado, houve correlações estatisticamente significativas, porém, suas

magnitudes são classificadas como baixas, havendo pouco em comum entre freqüência

respiratória Muito Baixa e a Freqüência Cardíaca Muito Baixa.

6 CONCLUSÕES

A finalidade do presente trabalho, foi de mensurar e comparar as bandas da freqüência

respiratória e cardíaca, usando uma ferramenta da cinemática.

Pelos resultados obtidos no presente trabalho e levando em conta a metodologia de

análise empregada, podemos tecer algumas considerações:

A análise das bandas espectrais de ambas as freqüências permitiu a identificação das

bandas de freqüência que, na literatura são relacionadas com a modulação autônoma sobre o

nódulo sinusal. Por exemplo, em concordância com achados prévios na literatura, os resultados

sugerem que os sujeitos analisados apresentam ritmo cardíaco saudável que é associado com a

faixa larga do espectro (JAMES, 2004), condição essa, citada na análise descritiva desse

trabalho, diferentemente do que ocorre quando se observa elevada associação entre valores

diminuídos da baixa freqüência, e a predisposição a risco cardiovascular arrítmico (SILVA et al,

2005).

Acreditamos que os objetivos foram satisfatoriamente atendidos, tanto do ponto de vista

da comparação entre freqüências, quanto da metodologia da utilização da ferramenta cinemática,

demonstrando que é possível a sua aplicação como meio de análise dessa importante variável

fisiológica.

É importante salientar que, a correlação entre a freqüência respiratória e cardíaca foi feita

no sentido de verificar se haveria ou não relação entre ambas as freqüências. Comparando os

procedimentos de medida da respiração e do ritmo cardíaco, foi verificado que, embora as

correlações observadas sejam estatisticamente significativas, suas magnitudes são baixas e

evidenciam que há pouco em comum entre a Freqüência Respiratória Muito Baixa e Freqüência

Cardíaca Muito Baixa.

Concluindo, a análise das bandas espectrais de ambas as freqüências, permitiu a

identificação das bandas de freqüência que, na literatura são relacionadas com a modulação

autônoma do sistema nervoso.

56

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62

TAYLOR, A.C.; MCCARTNEY, N.; KAMATH, V. M.; WILEY, L.R. Isometric training lower resting blood pressure and modulates autonomic control. Med. Sci. Sports Exerc. V.35, n. 2, pp. 251 – 256, 2003.

TEIXEIRA, A.C.L. Análises do padrão de resposta da freqüência cardíaca pelos métodos de séries temporais e semiparamétrico e de sua variabilidade na determinação do limiar anaerobiose. 2003. 72 f. Dissertação (Mestrado em Bioengenharia) - Interunidades Escola de Engenharia de São Carlos - Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto – Instituto de Química de São Carlos, Universidade São Paulo, São Carlos, São Paulo, 2003.

TORTORA, G, J. Princípios de anatomia humana, 10ª. Edição. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan, , 2007.Capitulo 24, p. 798.

UENO, M.L.; MORITANI, T. Effects of long-term exercise training on cardiac autonomic nervous activities and baroreflexa sensitivity, J.Appl. Physiol. (2003) 89: 109-114.

VERDE, V.R. Avaliação da freqüência cardíaca como indicador biológico na prevenção dos distúrbios osteomusculares relacionados ao trabalho. 2003. 92 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Engenharia de Produção, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Santa Catarina, 2003.

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63

ANEXO 1 - Termo de Consentimento Livre e esclarecido

UNIVERSIDADE SÃO JUDAS TADEU

TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO

I – IDENTIFICAÇÃO DO SUJEITO VOLUNTÁRIO DA PESQUISA OU RESPONSÁVEL LEGAL. 1. Nome: __________________________________________________________________ 2. Documento de Identidade No: _______________________ Sexo: M F 3. Data de Nascimento: _____/_____/_____ 4. Endereço: _______________________________________________________________ No: ____________ Complemento: __________________________________________ Bairro: _______________________________________ Cidade: ___________________ CEP: ____________________________ Telefone: ( ) ________________________ II – IDENTIFICAÇÃO DO RESPONSÁVEL LEGAL: 1. Nome: __________________________________________________________________ 2. Documento de Identidade No: _______________________ Sexo: M F 3. Data de Nascimento: _____/_____/_____ 4. Endereço: _______________________________________________________________ No: ____________ Complemento: __________________________________________ Bairro: _______________________________________ Cidade: ___________________ CEP: ____________________________ Telefone: ( ) ________________________

III – DADOS SOBRE A PESQUISA CIENTIFICA 1. TÍTULO DO PROJETO:

ESTUDO COMPÁRATIVO DAS BANDAS DA FREQÜÊNCIA RESPIRATÓRIA E CARDÍACA ATRAVÉS DA ANÁLISE DOS MOVIMENTOS DA SUPERFÍCIE DO TRONCO

2. OBJETIVOS: O objetivo principal é avaliar a variabilidade da freqüência respiratória e sua relação com a variabilidade da freqüência cardíaca através da análise dos movimentos da superfície do tronco utilizando a Cinemetria. 2. ORIENTADOR: Professor Dr. Luis Mochizuki. 3. MESTRANDO: Cláudio Manuel Horta Duque. 4. AVALIAÇÃO DO RISCO DA PESQUISA: Risco Mínimo Risco Médio Risco Baixo Risco Maior 5. DURAÇÃO DA COLETA: 10 minutos. 6. LOCAL DA REALIZAÇÃO DA COLETA: Laboratório de Biomecânica da Escola Superior de Educação Física de Jundiaí - ESEF. IV – ESCLARECIMENTOS AO VOLUNTÁRIO OU AO SEU REPRESENTANTE LEGAL SOBRE O PROTOCOLO DA PESQUISA E COLETA DOS DADOS. Antes de iniciar a coleta propriamente dita torna-se necessário esclarecer o seguinte: I – Informações: a) Assim que chegar ao Laboratório o voluntário receberá uma folha de questionário ao qual deverá responder informando seus dados pessoais e algumas outras questões envolvendo parte de sua rotina nas últimas 24 horas. A seguir, o voluntário será levado a conhecer o ambiente do Laboratório, as informações sobre os Soft utilizados, a distribuição estratégica das câmaras filmadoras o tempo de captura das imagens e de como será a rotina durante a

64

coleta dos dados. b) Após o preenchimento do questionário, e após limpeza da pele com álcool, serão colocadas etiquetas adesivas e marcadores esféricos de madrepérola afixados com fita dupla adesiva analérgica em pontos estratégicos no tórax anterior, lateral e na região do dorso do voluntário. Será colocada uma cinta especial contendo um transdutor ao redor da caixa torácica e abaixo dos mamilos, que fará a captação dos batimentos cardíacos e um cardiofreqüêncímetro tipo relógio que será afixado em um dos punhos e que fará o registro da freqüência cardíaca durante o registro das imagens. As etiquetas, marcadores, a cinta e o cardiofreqüêncímetro não apresentam quaisquers riscos para a saúde do voluntário. c) Em seguida o voluntário será instruído a assentar natural e comodamente em um banco de madeira colocado em lugar pré-determinado no centro da sala e cujos braços especiais possuem regulagem de altura. O voluntário será orientado a permanecer com os membros superiores apoiados em abertura lateral, com o tronco ereto, e efetuando respiração normal, suave e sem qualquer esforço durante 10 minutos, enquanto estará sendo processado o registro dos movimentos respiratórios através de cinco câmaras filmadoras digitais distribuídas estrategicamente na sala. A permanência sentada nessa posição e durante esse período não trará nenhum risco articular, muscular ou pára a saúde geral do voluntário. d) Desconfortos e Riscos esperados: Não são esperados desconfortos e riscos nessa pesquisa ou durante a coleta e os procedimentos adotados não são invasivos. e) Benefícios que poderão ser obtidos: Subsídios e informações quanto à relação atual da freqüência cardíaca e respiratória do voluntário. II – Garantias do Sujeito da pesquisa - Garantia de acesso: a) O voluntário poderá ter livre acesso a qualquer tempo e em qualquer momento a todas as informações sobre procedimentos, benefícios, prováveis riscos relacionados a essa pesquisa ou para esclarecimentos de qualquers outras dúvidas. Para isto, este termo será assinado em duas vias ficando uma delas em poder do voluntário. b) Em qualquer etapa desta pesquisa, o voluntário poderá ter acesso aos profissionais responsáveis pela pesquisa para esclarecimentos de possíveis dúvidas ou em caso de alguma intercorrência, devendo entrar em contato com o pesquisador principal mestrando Cláudio Manuel Horta Duque na Escola Superior de Educação Física de Jundiaí telefone 1145214988 ou no telefone nº. 4521 4988 endereço Rua Marechal Deodoro da Fonseca, 688 Centro Jundiaí, ou junto ao Prof. Dr.Luiz Mochizuki na Universidade de São Paulo USP Leste. Se o voluntário tiver alguma dúvida ou esclarecimento sobre Ética da Pesquisa, poderá entrar em contato com o COEP Centro de Pesquisa da Universidade São Judas Tadeu, telefone (11) 60991665 ou com o Conselho Nacional de Saúde através do site http://www.conselho.saude.gov.br/ Resolução 196/96. c) Garantia de Saída: o voluntário tem ampla e total liberdade para a qualquer momento desistir de sua participação nesta pesquisa, sem nenhum prejuízo ou ônus para si, sendo necessário apenas comunicar sua decisão. d) O voluntário ao assinar este termo de consentimento declara não receber nenhum pagamento, bônus ou qualquer outra forma de benefício pela sua participação. e) Direito de Confidencialidade: As informações obtidas e os resultados da presente pesquisa serão mantidos em sigilo e em confidencialidade serão analisados e não poderão ser consultadas por pessoas leigas. As informações assim obtidas, entretanto, serão utilizadas única e exclusivamente para fins estatísticos ou científicos, sendo resguardando a privacidade do voluntário. III – Consentimento Pós-Esclarecido: Eu, (nome do voluntário ou responsável legal) declaro que, após ser devidamente esclarecido pelo pesquisador e ter suficientemente entendido o que li e o que me foi explicado, concordo voluntariamente em participar deste projeto de pesquisa, tendo ciência que poderei retirar o meu consentimento a qualquer momento, antes ou durante a realização do mesmo sem penalidades ou prejuízo para minha pessoa. Jundiaí, _____/_____/_____

65

________________________________________ Assinatura do voluntário ou do responsável legal Responsáveis: ______________________________ __________________________________ Orientador: Prof. Dr. Luis Mochizuki Mestrando: Cláudio Manuel Horta Duque

66

ANEXO 2 - QUESTIONÁRIO

ESTUDO COMPÁRATIVO DAS BANDAS DA FREQÜÊNCIA RESPIRATÓRIA E CARDÍACA

ATRAVÉS DA ANÁLISE DOS MOVIMENTOS DA SUPERFÍCIE DO TRONCO

Projeto de Mestrado Cláudio Manuel Horta Duque

Orientador: Prof. Dr. Luis Mochizuki

Universidade São Judas Tadeu

1. Nome Completo: ____________________________________________________

2. Endereço: _________________________________________________________

3. RG: ________________________________

Bairro: ___________________________________________________

Cidade: ___________________________________________________

3. Idade: ____________ Peso: _______________ Altura: __________________

4. Ingeriu nas últimas 24 horas alguma bebida alcoólica, chá, café ou outros em quantidade excessiva? Sim/Não

________

5. Praticou nas últimas 24 horas algum tipo de atividade física excessiva? Sim/Não________

6. Quanto ao tabagismo: assinale com um X.

a. é fumante: ______ b: nunca fumou: _______ c: ex-fumante: _______

7. Tem ou já teve algum tipo de problema cardíaco ou pulmonar? Sim/Não _______

Jundiaí: ___/___/___

Assinatura do voluntário: _____________________________________

67

ANEXO 3 - ESPECTRO DA FREQÜÊNCIA CARDÍACA DOS SUJEITOS DA

PESQUISA

68

Figura 22. Espectro da freqüência cardíaca dos Sujeitos: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15.

69

ANEXO 4 - ESPECTRO DA FREQÜÊNCIA RESPIRATÓRIA DOS SUJEITOS DA

PESQUISA

Figura 23. Gráficos dos sinais do Espectro da Freqüência Respiratória do sujeito 1, pontos: 4, 6, 9, 11, 12, 13..

70

Figura 24. Gráficos dos sinais do Espectro da Freqüência Respiratória do sujeito 1, pontos: 14, 15, 20, 22, 24,

27..

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-16

10-15

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Frequência (Hz)

Potê

ncia

ms

2

FR Sujeito 1 ponto 20 eixo Z

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Frequência (Hz)

Po

tên

cia

ms

2


71

Figura 25. Gráficos dos sinais do Espectro da Freqüência Respiratória do sujeito 3, pontos: 4, 6, 9, 11, 12, 13

72


27.

73

Figura 27. Gráficos dos sinais do Espectro da Freqüência Respiratória do sujeito 4, pontos: 4, 6, 9, 11, 12, 13.

74


27.

75


76

Figura 30. Gráficos dos sinais do Espectro da Freqüência Respiratória do sujeito 5, pontos:14, 15, 20, 22, 24,

27.

77

Figura 31. Gráficos dos sinais de espectro do sujeito 6, ponto, 4, 6, 9, 11, 12, 13.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-15

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

104

Frequência (Hz)

Po

tên

cia

ms

2

FR Sujeito 6 ponto 9

78


27.

79


13.

80


27.

81


82


27.

83


84

Figura 38. Gráficos dos sinais do Espectro da Freqüência Respiratória do sujeito 9 , pontos: 14, 15, 20, 22, 24,

27.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-16

10-15

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

104

Frequência (Hz)

Po

tên

cia

ms

2


0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-15

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

104

Frequência (Hz)

Po

tên

cia

ms

2


85


13.

86

Figura 40. Gráficos dos sinais do Espectro da Freqüência Respiratória do sujeito 10, pontos: 14, 15, 20, 22,

24, 27.

87


13.

88


24, 27.

89


13.

90


24, 27..

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

10-15

10-14

10-13

10-12

10-11

10-10

10-9

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

Frequência (Hz)

Potê

ncia

ms

2


91

Figura 45. Gráficos dos sinais do Espectro da Freqüência Respiratória do sujeito 13, pontos: 4, 6, 9, 11, 12, 13

92


24, 27.

93


13.

94


24, 27.

95


13.

96


24, 27.

97

ANEXO 5 - FREQÜÊNCIA CARDÍACA OBTIDA A PARTIR DA GRAVAÇÃO ON-

LINE DOS INTERVALOS RR.

Figura 51. Espectro da Freqüência cardíaca obtida em tempo/minuto pelo software do sistema Polar.

Sujeito 1 e Sujeito 2.

98



99



100



101



102



103



104


Sujeito 15.

estudo sobre a comparaÇÃo do espectro …ficha catalográfica: elizangela l. de almeida ribeiro -...

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